專利名稱：用于編碼的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于運動補償?shù)拇怪睘V波的方法。
在EP0414113中描述一種方法，當中解釋了圖象放大和面位顯示矢量(放大和面位顯示矢量)是如何從運動矢量場(例如從象素組中產生的運動矢量場)而形成完整的圖象。
本發(fā)明的目的在于限定一種用于運動補償?shù)拇怪睘V波的方法。該任務由本發(fā)明得到解決。
原則上，本發(fā)明的方法包括這樣的事實，借助于編碼，由象素組成的圖象信號利用產生運動參數(shù)而被運動補償和編碼，利用于在編碼前發(fā)生的圖象格式轉換，運動參數(shù)被用來逐幀圖象的運動補償，從而，圖象信號在圖象格式轉換中至少在垂直方向進行亞取樣(亞奈奎斯特取樣)(Sub-nyquist sampling)，并且從而，非正確的運動補償?shù)南笏?，由于圖象類型運動補償，借助于變換(alteration)檢測可被檢測到。從而，在正確運動補償?shù)那闆r下，在幀中的象素被垂直地濾波，并且在非正確運動補償?shù)那闆r下，在場中被垂直地濾波。
利用具有運動補償?shù)目s減的數(shù)據(jù)圖象編碼，個別圖象或圖象的部分的運動矢量被產生，為了進一步縮減數(shù)據(jù)率，圖象信號在編碼前可進行亞取樣。
如果圖象信號在亞取樣之前是呈現(xiàn)于隔行的并且在編碼后具有遞進的格式，于是在編碼之前，在圖象格式轉換器中可產生隔行遞進的圖象格式轉換。遞進的圖象信號可以例如通過去除每個第二場而得到，但是，沒有適當?shù)挠铻V波，在亞取樣信號中會產生重疊，并且在亞取樣之前靜態(tài)的圖象內容的可能的垂直分辨率縮減到1/2。
在亞取樣前，也可以進行運動自適應的垂直濾波。但是總的來說，要做到這點，圖象的許多較大的區(qū)域被視為動態(tài)的。在這些區(qū)域區(qū)中垂直分辨率被減少1/2以上。
利用圖象格式轉換與亞取樣和運動補償編碼的串聯(lián)進行，在圖象n編碼后，在圖象n-2與圖象n-1之間用于放大和面位顯示的強度的運動參數(shù)呈現(xiàn)。由于在常規(guī)的電視圖象信號中，這些參數(shù)不隨同圖象產生根本改變，這些呈現(xiàn)的放大和面位顯示參數(shù)可用來作為圖象n-1與圖象n之間的未知的相應的參數(shù)。
現(xiàn)在，利用圖象格式轉換，借助于放大和面位顯示參數(shù)圖象n的第二場通常被移位到圖象n的第一場的暫時的并間隔的位置。為了降低噪聲，通常最好借助于放大和面位顯示參數(shù)將圖象n-1和圖象n的第二場移位到圖象n的第一場的暫時的間隔的位置。
利用變換檢測器，對于圖象n的第一場中的每個象素，例如在與圖象的運動參數(shù)相比具有不同的運動參數(shù)的圖象的個別區(qū)域內象素，確定是否存在非補償?shù)倪\動。如是，則該圖象區(qū)域的象素被予濾波，以借助于相應的場的對應的象素用于亞取樣。在其它情況下，則使用濾波，其分別利用圖象n的運動補償?shù)牡诙龅南笏?，或圖象n和n-1的運動補償?shù)牡诙龅南笏丶澳壳捌浔旧淼南笏?在運動補償中濾波)。
這樣，通常使用的三個場實現(xiàn)了噪聲減少暫時濾波。
在格式轉換中，根據(jù)圖象內容產生的圖象信號的局部分辨率十分接近于系統(tǒng)的理論極限或由濾波器技術附加的限制，并不含有由未予濾波亞取樣引起的混淆。為了能實現(xiàn)運動補償暫時予濾波，格式轉換無需另外的運動估算。
附圖描繪了本發(fā)明的實施例，其中

圖1為利用與編碼器串聯(lián)的圖象格式轉換器用于圖象編碼的電路，圖2和圖1中的圖象格式轉換器。
圖1顯示了一個與編碼器15串聯(lián)的圖象格式轉換器14。在圖象格式轉換器之前為一個場存儲器12和一個行存儲器13，其輸入端互相連接在一起。在水平方向亞取樣的情形中，最好是在處于場存儲器12和行存儲器13之前的水平圖象格式轉換器11內與相應的予濾波結合進行。從而，在下面電路中的必要的處理速度被降低。圖象Sn，n＝1，2，3，…，的隔行圖象信號被送入輸入端10。然后，在圖象格式轉換器14通向編碼器的輸出端得到濾波的及亞取樣的圖象信號Sn。
運動參數(shù)發(fā)生器16被用來為圖象對Sn-2，Sn-1(Z，Vx，Vy)從由編碼器15中產生的例如用于放大和面位顯示的一組接一組的運動參數(shù)中產生逐幀圖象的運動參數(shù)。例如這可按照EP0414113的描述進行。在此情表中，“Z”為放大系數(shù)，“Vx”為水平方向上的位移(偏離)而“Vy”是在1/25秒暫時間隔的二幀圖象之間垂直方向上的位移。在圖象格式轉換器中的必需的處理速度最好由逐幀圖象的予備及運動參數(shù)處理所降低。
在第二場S2n-1和S2的運動對各自相關的第一場S1n的時間的補償具有暫時的+/- 1/50秒的差別，需要將運動參數(shù)被2除，另一方面，在該場中的局部分辨率，除了可能的水平圖象格式轉換，在水平方向是在垂直方向上的兩倍，在圖象格式轉換器14中所利用的運動參數(shù)為Z＝z/2Vx＝vxVy＝vy/2補償?shù)牡诙鯯2kn，S2kn-1證明為S2kn(X，Y)＝S2n((1-Z)＊X-Vx，(1-Z)＊Y-Vy)S2kn-1(X，Y)＝S2n-1((1+Z)＊X+Vx，(1-Z)＊Y+Vy)
這里(x，y)是從原點在圖象中點的坐標系統(tǒng)中產生的。
利用變換檢測器17，運動補償?shù)牡诙鯯2kn-1，S2kn的差額的絕對值被加到用于相對于其對稱布置的象素位置的窗口中的第一場S1n中的每個位置(x，y)的值Sigma。窗口的大小可變。最好為5×4象素。
如果Sigma值不超過第一閥值T1，于是在運動補償幀中進行濾波S1fn(X，Y)＝filvn(X，Y).
如果Sigma超過第二個較高的閥值T2，則在該場中進行濾波S1fn(x，y)＝filhn(x，y).
如果Sigma值處于二個閥值之間，則結果為二個濾波器信號的線性結合S1fn(X，Y)＝r＊filvn(X，Y)+(1-r)＊filhn(X，Y)，where r＝(T2-Sigma)/(T2-T1).
例如，閥值可選擇為T1＝6×(窗口內象素數(shù))或
T2＝12×(窗口內象素數(shù))。
為變換檢測，例如，可用一個如EP333069中所描述的象素運動檢測器。變換檢測器17從圖象格式轉換器14中接收相應的輸入數(shù)據(jù)并送回值Sigma。
存儲在行存儲器13中的行數(shù)對應于在垂直方向上的最大的運動補償。
用于垂直濾波的濾波器長度對應于用于在垂直方向變換檢測的小窗口。
對垂直幀濾波器有效的是filvn(x，y)＝(k0＊S1n(x，y)+k1＊(S2kn-1(x，y-1)+S2kn(x，y-1))+k1＊(S2kn-1(x，y)+S2kn(x，y))+k2＊(S2kn-1(x，y+1)+S2kn(x，y+1))+k2＊(S2kn-1(x，y+2)+S2kn(x，y+2)))/(k0+4＊(k1+k2))，其中k0＝128，k1＝75，k2＝-11。
應當注意，在該幀中的S2n(x，y-1)直接處于S1n(x，y)之上而S2n(x，y-1)直接處于其下。
對于垂直場濾波器有效的是filhn(X，Y)＝(k0＊S1n(X，Y)+k1＊(S1n(X，Y-1)+S1n(X，Y+1)))/(k0+2＊k1)，其中k0＝8，k1＝1.
在被例如水平地和垂直地二倍亞取樣之后，從第一場S1fn得到將被編碼的視頻信號Sn。
在輸入端10的輸入信號可具有720×576用于亮度成分的活躍的象素和通常300×576個用于色度成分的活躍象素的625L/50Hz/2∶1的格式。色度成分可按對應于亮度成分進行處理或也在場中被大致地濾波。
在輸入端18來自圖象格式轉換器14的以編碼形式的輸出信號，例如，可具有遞進的圖象格式，其有360×288個用于亮度成分的活躍的象素及通常180×144個用于色度成分的活躍的象素。
圖2更詳細地顯示了圖象格式轉換器14。其第一輸入端20被連接到幀存儲器22并接收由來自場存儲器12的相應的第一場的一個場所延時的圖象信號;第二輸入端21被接于運動補償電路23并接收來自行存儲器13的相應的第二場的行延遲圖象信號;第三輸入端24器接于運動補償電路并接收來自運動參數(shù)發(fā)生器16的運動參數(shù);第四輸入端27接收來自循環(huán)檢測器17的輸出信號。
來自行存儲器13的圖象信號被按已知方法對應于逐幀圖象的運動參數(shù)進行運動補償并送入幀存儲器22。行存儲器的行通過輸出端211可被編址?，F(xiàn)在在幀存儲器的輸出端呈現(xiàn)出具有最大垂直的局部分辨率的幀信號;所述信號在連續(xù)的垂直濾波器25中被濾波，在幀或場中對應于在第四輸入端27的信號，一個象素接一個象素，通過輸出端26被送到變換檢測器17。
一個亞取樣級28接于垂直濾波器，在所述的亞取樣級的輸出端29可得到圖象信號Sn。
逐幀圖象運動參數(shù)可含有通常用于整個圖象的放大和/或面位顯示系數(shù)，或可以是用于圖象內各部分的位移矢量。例如，可以形成一個用于8×8象素組的每個象素的位移矢量。
權利要求
1.用于編碼的方法，其中由象素構成的圖象信號是利用產生運動參數(shù)而進行運動補償和編碼的，其特征在于利用在編碼(15)前的圖象格式轉換(14)逐幀圖象地利用運動參數(shù)進行運動補償，從而，在圖象格式轉換過程中至少在垂直方向圖象信號進行亞取樣(亞奈奎斯特取樣)，從而，由于圖象型運動，非正確的運動補償?shù)南笏兀柚谧儞Q檢測(17)被檢測，從而在正確運動補償?shù)那闆r下，象素在幀中被垂直濾波，在非正確運動補償?shù)那闆r下在亞取樣之前或在其基礎上在場中被垂直濾波(25)。
2.如權利要求1的方法，其特征在于圖象信號在圖象格式轉換(14)之后，在水平和/或垂直方向利用系數(shù)2相對于原圖象格式轉換之前，是以隔行格式的，而在圖象格式轉換之后是以遞進格式的。
3.如權利要求1或2的方法，其特征在于在濾波(25)和亞取樣(28)之前，通常第二場S2n被移至相應的第一場S1n(n＝1，2，3…)的相應的間隔的及暫時的位置。
4.如權利要求1至3中一個或幾個的方法，其特征在于在濾波(25)和亞取樣(28)之前，前一個圖象Sn-1的第二場S2n和S2n-1被移位至相應的第一場S1n的相應的間隔的和暫時的位置，從而二個第二場S2n和S2n-1被平均。
5.如權利要求1至4中的一個或幾個的方法，其特征在于，利用變換檢測(17)，運動補償?shù)牡诙鯯2kn-1，S2kn的差額的絕對值被加至用于相對其對稱布置的象素位置的窗口中第一場S1n中每個象素的值Sigma，從而該窗口的大小具體為5×4象素。
6.如權利要求5的方法，其特征在于如果值Sigmav于或等于第一閥值T1，濾波發(fā)生于運動補償?shù)膸?。中果值Sigma大于第二個較高的閥值T2，濾波發(fā)生于場中。
7.如權利要求6的方法，其特征在于如果值Sigma處于兩個閥值T1和T2之間則兩個濾波器信號的適當線性結合被利用。
8.如權利要求6或7的方法，其特征在于，第一閥值的值接近于窗口中象素數(shù)的6倍，而第二閥值的值接近于窗口中象素數(shù)的12倍。
9.如權利要求1-8中的一個或數(shù)個所述的方法，其特征在于逐幀圖象運動參數(shù)含有放大和/或面位顯示系數(shù)，通常用于整個圖象，或為用于圖象內部分的位移矢量。
全文摘要
本發(fā)明利用圖象信號的格式轉換，其在編碼前至少垂直地并取樣，用于完整圖象的有效的運動參數(shù)被利用以便在亞取樣之后獲得最大的局部分辨率。只有余下的非正確的圖象的運動補償?shù)牟糠钟扇幼儞Q檢測器檢測到并在場中垂直濾波。
文檔編號H04N5/44GK1065767SQ9210259
公開日1992年10月28日 申請日期1992年4月11日 優(yōu)先權日1991年4月12日
發(fā)明者卡斯藤·赫伯爾, 迪特馬爾·海伯 申請人:德國托姆森-布蘭特有限公司