專利名稱：圖象信號編碼裝置及圖象信號編碼方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于對輸入的圖象信號(以下，也稱為輸入圖象信號。)進行編碼的裝置及方法，尤其涉及適用于便攜式電話和TV電話系統(tǒng)等的裝置及方法。
背景技術：
在現(xiàn)有的圖象編碼方法中，用1種或2種以上的模式對在編碼之前通過具有多個特性的前置濾波器進行了濾波器處理的活動圖象進行編碼，從被編碼的該活動圖象的編碼模式、對每個該編碼模式進行合計的發(fā)生符號量、以及對每個所述編碼模式進行合計的量化躍階幅度計算出編碼難易度，根據(jù)計算出的該編碼難易度以及任意設定的編碼輸出速率計算出濾波器特性系數(shù)，根據(jù)計算出的該濾波器特性系數(shù)選擇所述前置濾波器的多個濾波器特性(例如，參照下述專利文獻)。
專利文獻特開2002-247576號公報(第1-9頁、第1圖)如上述那樣，在現(xiàn)有的圖象編碼方法中，當選擇前置濾波器的特性時，由于根據(jù)編碼圖象的編碼模式、對每個編碼模式合計的發(fā)生符號量、以及對每個編碼模式合計的量化躍階幅度計算出編碼難易度，根據(jù)該編碼難易度和編碼輸出速率計算出濾波器特性系數(shù)，所以該濾波器特性系數(shù)的運算復雜，在算出所述濾波器特性系數(shù)之前的運算量很多。
為此，由CPU等構成的運算部件的負擔加重，電力消耗也增大。例如由于便攜式電話等那樣的裝置本身的大小造成的限制等，該電力消耗的問題在能裝載的電池等電源的個數(shù)和大小必然受到限制的情況下尤其是重要的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是為解決上述那樣的課題而提出的，提供不進行復雜的運算就能控制前置濾波器的特性的圖象信號編碼裝置。
本發(fā)明的圖象信號編碼裝置具備根據(jù)濾波器特性控制數(shù)據(jù)，將輸入圖象信號中的規(guī)定的頻率成分作為當前圖象數(shù)據(jù)輸出的前置濾波器；在進行該當前圖象數(shù)據(jù)的編碼處理，輸出與通過該編碼處理已產(chǎn)生的當前圖象數(shù)據(jù)對應的位流的同時，輸出編碼參數(shù)的編碼裝置；以及輸出只根據(jù)1個或2個該編碼參數(shù)設定的濾波器特性控制數(shù)據(jù)的濾波器控制裝置。


圖1是表示實施例1的圖象信號編碼裝置的框圖。
圖2是表示幀中的宏塊的圖。
圖3是表示實施例1的前置濾波器的構成的框圖。
圖4是表示圖3中的低通濾波器201的特性的一例的圖。
圖5是表示數(shù)據(jù)表的一例的圖。
圖6是表示數(shù)據(jù)表的一例的圖。
圖7是表示實施例1中的前置濾波器的特性的一例的圖。
圖8是表示決定濾波器特性數(shù)據(jù)的函數(shù)的一例的圖。
圖9是表示決定濾波器特性數(shù)據(jù)的函數(shù)的一例的圖。
圖10是表示決定濾波器特性數(shù)據(jù)的函數(shù)的一例的圖。
圖11是表示實施例2的前置濾波器的構成的圖。
圖12是表示實施例2的降噪濾波器的構成的圖。
圖13是表示由閾值Th構成的數(shù)據(jù)表的一例的圖。
圖14是實施例2中的定標裝置特性的一例的圖。
圖15是實施例2中的定標裝置特性的一例的圖。
圖16是實施例2中的定標裝置特性的一例的圖。
圖17是表示與從實施例2的降噪濾波器輸出的圖象數(shù)據(jù)對應的圖象的一例的圖。
圖18是表示實施例3中的圖象信號編碼裝置的框圖。
圖19是表示實施例4中的圖象信號編碼裝置的框圖。
圖20是表示數(shù)據(jù)表的一例的圖。
圖21是表示在實施例4中簡化了圖象信號編碼裝置的情況的框圖。
具體實施例方式
以下，根據(jù)圖示的實施例說明本發(fā)明。
<實施例1>
圖1是表示實施例1中的圖象信號編碼裝置的框圖。
在圖1中，輸入圖象信號被輸入到前置濾波器101，并抽出規(guī)定的頻率成分。此外，以下，將該輸入圖象信號中的規(guī)定的頻率成分也稱為當前圖象數(shù)據(jù)。
在所述前置濾波器101中抽出的所述當前圖象數(shù)據(jù)被輸出到幀存儲器102。此外，該幀存儲器102由半導體存儲器、磁盤、光盤裝置等記錄裝置構成。
被記錄到所述幀存儲器102中的所述當前圖象數(shù)據(jù)按圖2所示的每個宏塊被輸出到編碼裝置116，并在該編碼裝置116中被編碼。此外，如果該編碼裝置116的編碼是使用了將包含在DCT、波率變換、阿碼多變換等輸入圖象信號中的圖象變換成頻率范圍的直行變換的編碼方法，則可以通過任何變換方法進行。
以下，在本實施例1中，說明通過作為使用了DCT的編碼方法的1種的MPEG4進行編碼的情況。
輸入了所述當前圖象數(shù)據(jù)的所述編碼裝置116輸出與已編碼的所述當前圖象數(shù)據(jù)對應的位流。另外，該編碼裝置116將相應于所述編碼的多個編碼參數(shù)中的1個或2個編碼參數(shù)輸出到濾波器控制裝置117。此外，所述編碼參數(shù)是量化參數(shù)、宏塊中間/內(nèi)部比率、位流的符號量、目標位速率等與編碼處理相關的參數(shù)。
此處，所謂中間/內(nèi)部比率是在1幀內(nèi)進行了內(nèi)部編碼的宏塊個數(shù)和進行了中間編碼的宏塊個數(shù)之比。對于進行內(nèi)部編碼的幀，在其所有的宏塊中進行內(nèi)部編碼。因此，進行內(nèi)部編碼的幀的中間/內(nèi)部比率的值變成0。但是，對于進行中間編碼的幀，并不在所有的宏塊中進行中間編碼，而變成進行中間編碼的宏塊和進行內(nèi)部編碼的宏塊混合在一起。通常，在進行了內(nèi)部編碼的情況下，符號量增多。因此，在進行中間編碼的幀中，若進行中間編碼的宏塊的比率大，則中間/內(nèi)部比率的值變大，符號量減小。另一方面，若進行中間編碼的宏塊的比率變小，則中間/內(nèi)部比率的值變小，符號量增大。這樣，由于中間/內(nèi)部比率和符號量具有相關關系，所以中間/內(nèi)部比率也能夠作為表示符號量的增減的編碼參數(shù)處理。
另外，量化參數(shù)是作為后述的量化中的運算處理的分母的系數(shù)，若量化參數(shù)的值變大，則位流的符號量變小，若量化參數(shù)的值變小，則位流的符號量變大。這樣，由于量化參數(shù)和符號量具有相關關系，所以量化參數(shù)也能夠作為表示符號量的增減的編碼參數(shù)處理。
而且，也能夠?qū)⒛繕宋凰俾首鳛榫幋a參數(shù)處理。即，若目標位速率的值大，則量化參數(shù)的值變小，其結果是位流的符號量增大。另一方面，若目標位速率的值大，則量化參數(shù)的值變大，其結果是位流的符號量減小。這樣，由于目標位速率與符號量也具有相關關系，因此目標位速率也能夠作為表示符號量的增減的編碼參數(shù)處理。
所述濾波器控制裝置117根據(jù)從所述編碼裝置116輸出的1個編碼參數(shù)將控制所述前置濾波器101的特性的濾波器特性控制數(shù)據(jù)K輸出到前置濾波器101。
而且，所述前置濾波器101根據(jù)所述濾波器特性控制數(shù)據(jù)K，輸出輸入圖象信號中的規(guī)定的頻率成分。
在此，說明所述編碼裝置116的動作。
如上述那樣，被分割為每個宏塊的當前圖象數(shù)據(jù)從幀存儲器102輸入到該編碼裝置116。而且，所述當前圖象數(shù)據(jù)被輸入到該編碼裝置116中的減法器103、以及移動檢測裝置113。
在所述編碼裝置116中，在進行內(nèi)部編碼的情況下，被輸入到減法器103的當前圖象數(shù)據(jù)不通過該減法器103進行運算，而被輸出到DCT裝置104。被輸入到該DCT裝置104的所述當前圖象數(shù)據(jù)在DCT裝置104中，在進行DCT后，被輸出到量化裝置105。此外，以下，將進行了DCT的當前圖象數(shù)據(jù)稱為DCT數(shù)據(jù)。
輸入了所述DCT數(shù)據(jù)的所述量化裝置105根據(jù)從符號量控制裝置115輸出的量化參數(shù)QP將所述DCT數(shù)據(jù)量化，并將該量化了的DCT數(shù)據(jù)輸出到逆量化裝置108以及DC/AC預測裝置106。此處，所述量化參數(shù)QP是根據(jù)從以后說明的可變長編碼裝置107輸出的位流的符號量被決定的參數(shù)。
此外，以下，將被量化了的DCT數(shù)據(jù)稱為量化數(shù)據(jù)。
從所述量化裝置105輸出的所述量化數(shù)據(jù)通過逆量化裝置108以及逆DCT裝置109被譯碼。
若具體地進行說明，則所述量化數(shù)據(jù)通過在逆量化裝置108中被逆量化而變成DCT數(shù)據(jù)，并被輸出到逆DCT裝置109，該DCT數(shù)據(jù)在逆DCT裝置109中通過進行逆DCT被譯碼，并變成被譯碼的當前圖象數(shù)據(jù)(以下，將被譯碼的當前圖象數(shù)據(jù)稱為譯碼當前圖象數(shù)據(jù)。)然后，該譯碼當前圖象數(shù)據(jù)被輸出到加法器110。
所述譯碼當前圖象數(shù)據(jù)經(jīng)過加法器110被記錄到存儲器111。此外，在該編碼裝置116中進行內(nèi)部編碼的情況下，不在所述加法器110中對所述譯碼當前圖象數(shù)據(jù)進行運算。因此，從逆DCT裝置109輸出的當前圖象數(shù)據(jù)以原來的值被記錄到上述存儲器111。
另一方面，從所述量化裝置105輸入了所述量化數(shù)據(jù)的DC/AC預測裝置106計算與所述當前圖象數(shù)據(jù)對應的量化數(shù)據(jù)的DC系數(shù)和與所述當前圖象數(shù)據(jù)的1幀期間之前的圖象數(shù)據(jù)(以下，稱為前圖象數(shù)據(jù)。)對應的量化數(shù)據(jù)的DCT系數(shù)之間的差分，并將與該差分對應的數(shù)據(jù)(以下，稱為DC差分數(shù)據(jù)。)輸出到可變長編碼裝置107。另外，該DC/AC預測裝置106對于所述量化數(shù)據(jù)的AC系數(shù)，也與DC系數(shù)相同也運算差分數(shù)據(jù)(以下，將關于AC系數(shù)的差分數(shù)據(jù)稱為AC差分數(shù)據(jù)。)，并將該AC差分數(shù)據(jù)輸出到所述可變長編碼裝置107。此外，所述DC/AC預測裝置106在輸出所述DC差分數(shù)據(jù)以及所述AC差分數(shù)據(jù)時，將量化參數(shù)QP等附加信息也輸出到所述可變長編碼裝置107。
在所述可變長編碼裝置107中，對從所述DC/AC預測裝置106輸出的所述DC差分數(shù)據(jù)、所述AC差分數(shù)據(jù)、以及所述附加信息進行可變長編碼。然后，該可變長編碼裝置107輸出對應于進行了可變長編碼的數(shù)據(jù)的位流。
另一方面，在編碼裝置116中，在進行中間編碼的情況下，從減法器103輸出與所述當前圖象數(shù)據(jù)和從預測圖象生成裝置112輸出的預測圖象數(shù)據(jù)的差分對應的數(shù)據(jù)(以下，稱為差分圖象數(shù)據(jù)。)，對于該差分圖象數(shù)據(jù)與上述進行內(nèi)部編碼的情況相同地進行DCT、量化、可變長編碼。此外，在進行中間編碼的情況下，DC/AC系數(shù)預測裝置106不進行所述DC差分數(shù)據(jù)、以及所述AC差分數(shù)據(jù)的運算，而是將從量化裝置105輸出的與所述差分圖象數(shù)據(jù)對應的量化數(shù)據(jù)(以下，稱為量化差分圖象數(shù)據(jù)。)原樣地輸出到所述可變長編碼裝置107。
此處，所述預測圖象數(shù)據(jù)是根據(jù)由所述前圖象數(shù)據(jù)和所述當前圖象數(shù)據(jù)在移動檢測裝置113中被檢測的移動矢量、以及記錄在存儲器111中的譯碼前圖象數(shù)據(jù)而生成的圖象數(shù)據(jù)。因此，所述差分圖象數(shù)據(jù)是對應于所述當前圖象數(shù)據(jù)和所述預測圖象數(shù)據(jù)的誤差的數(shù)據(jù)。此處，譯碼前圖象數(shù)據(jù)是對應于所述當前圖象數(shù)據(jù)的1幀期間之前的圖象數(shù)據(jù)的已被譯碼的圖象數(shù)據(jù)。
根據(jù)以上說明的處理步驟，在編碼裝置116中進行所述當前圖象數(shù)據(jù)的編碼。
但是，通常對于在與輸入圖象信號對應的圖象中所表示的物體等移動快的情況和發(fā)生場景變換的幀，從所述可變長編碼裝置107輸出的位流的符號量將增大。
在所述符號量已增大的情況下，由于必須控制整體的所述符號量，所述符號量控制裝置115為了使與場景變換后的幀對應的所述符號量減少，輸出與所述符號量對應的、更大的量化參數(shù)QP，并控制量化裝置105。此外，在MPEG4的情況下，該量化參數(shù)QP變成從1到31的值。
通常，進行了DCT的圖象數(shù)據(jù)被分解成頻率成分，并按照從低頻到高頻的順序被量化。這樣，在從低頻成分起按順序進行量化的情況下，所述圖象數(shù)據(jù)中的高頻成分、以及接近該高頻成分的頻率成分有被抑制的傾向。因此，如上述那樣，如將應該使對應于場景變換后的幀的符號量減少的量化參數(shù)QP加大，則不僅高頻成分，甚至中頻成分也有被去掉的可能性。而且，如上述那樣，若甚至連中頻成分也被去掉了，則在被顯示的圖象中，在DCT和量化時所產(chǎn)生的塊失真等空間的惡化增大，降低了圖象質(zhì)量。
因此，象圖1那樣在幀存儲器102的前級設置應該抑制與引起場景變換的幀對應的符號量的增加，減小與場景變換后的幀對應的量化參數(shù)QP，并如圖3那樣構成的所述前置濾波器101。由此，能夠從輸入圖象信號中預先去掉高頻成分，其結果是作為整體能夠適當?shù)匾种品柫?，并能夠防止場景變換后的幀的圖象質(zhì)量的降低。
在圖3中輸入圖象信號被輸入到低通濾波器201。而且，輸入圖象信號中的低頻成分從該低通濾波器201被輸出到第1增益控制器202?？梢匀我庠O定將輸入圖象信號的頻率成分中的任意頻率成分作為所述低頻成分進行處理。例如，通過對所述低通濾波器201設定適當?shù)某闃宇l率(fs/2)，并付與適當?shù)奶匦?例如，圖4。)，可以任意決定。此外，在具有圖4的特性的低通濾波器中向第1增益控制器202輸出比輸入圖象信號的抽樣頻率(fs/2)小的頻率成分，將與該頻率成分對應的增益與該輸出相乘，并將被進行該乘法的低頻成分輸出到加法器204。
另一方面，所述輸入圖象信號也被輸入到第2增益控制器203。
從濾波器控制裝置117向該第2增益控制器203、以及所述第1增益控制器202輸入濾波器特性控制數(shù)據(jù)K，并將所述第1增益控制器202的增益和所述第2增益控制器203的增益分別設定為(K)和(1-K)。此外，所述濾波器特性控制數(shù)據(jù)K是0≤K≤1的值。
所述第1增益控制器的增益被設定為上述濾波器特性控制數(shù)據(jù)K，并修正所述輸入圖象信號中的低頻成分，所述第2增益控制器的增益被設定為(1-K)，從而修正所述輸入圖象信號。此外，在作為所述第1增益控制器的增益設定為K＝1的情況下，所述輸入圖象信號中的低頻成分不衰減，另外，在作為所述第1增益控制器的增益設定為K＝0的情況下，所述輸入圖象信號不衰減。因此，在所述修正中也包含對所述輸入圖象信號中的低頻成分或所述輸入圖象信號不進行修正的情況。
另外，以下，將從所述第1增益控制器202輸出的所述低頻成分也稱為修正低頻成分，將從所述第2增益控制器203輸出的輸入圖象信號也稱為修正圖象信號。
在所述現(xiàn)有的技術中，通過使用多個編碼參數(shù)計算編碼難易度來設定與該濾波器特性控制數(shù)據(jù)K對應的濾波器特性系數(shù)。在該情況下，如在背景技術部分中已說明的那樣，因運算復雜使運算量大，并因為給運算部件帶來的負擔大，所以產(chǎn)生電力消耗增大等問題。因此，在本實施例1中，在濾波器控制裝置117中具備由量化參數(shù)QP和濾波器特性控制數(shù)據(jù)K構成的數(shù)據(jù)表，并構成為根據(jù)與在編碼裝置116中產(chǎn)生的符號量相應的所述量化參數(shù)QP從所述數(shù)據(jù)表中輸出所述濾波器特性控制數(shù)據(jù)K。此外，圖5、圖6是所述數(shù)據(jù)表的一例。
由于通過利用上述那樣的數(shù)據(jù)表，不進行復雜的運算就能夠設定前置濾波器101的特性，所以使提高運算速度、降低電力消耗等成為可能。
在將所述圖4所示的特性付與低通濾波器201，并象圖5那樣設定了所述數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)的情況下，該前置濾波器的特性將如圖7那樣變化。
在所述量化參數(shù)QP小的情況下(在圖5中QP≤8的情況)，在所述第1增益控制器202中作為所述濾波器特性控制數(shù)據(jù)K設定為0，輸入圖象信號原封不動地從前置濾波器101被輸出。另一方面，在所述量化參數(shù)QP大的情況下(在圖5中QP≥25的情況)，在所述第1增益控制器202中作為所述濾波器特性控制數(shù)據(jù)K設定為1，低通濾波器201的輸出原封不動地從前置濾波器101被輸出。
另外，在量化參數(shù)QP的大小是中等程度的情況下(在圖5中9≤QP≤24的情況)，在所述第1增益控制器202中作為所述濾波器特性控制數(shù)據(jù)K設定為1/4或1/2，在所述濾波器控制數(shù)據(jù)K是1/4的情況下，輸入信號中的高頻成分(在低通濾波器中被截斷的頻率成分)衰減為3/4的圖象信號從前置濾波器101被輸出。另外，在所述濾波器控制數(shù)據(jù)K是1/2的情況下，輸入信號中的高頻成分衰減為1/2的圖象信號從前置濾波器101被輸出。
即，若通過該前置濾波器101，則從低通濾波器201輸出的輸入圖象信號的低頻成分不衰減，而是能夠根據(jù)在編碼裝置116中產(chǎn)生的符號量使輸入圖象信號中的高頻成分適當?shù)厮p。
此外，在上述的說明中，已針對量化參數(shù)QP，在小的情況下設定為QP≤8、在大的情況下設定為QP≥25、在中等程度的大小的情況下設定為9≤QP≤24，但所述量化參數(shù)QP的大小的基準可以根據(jù)圖象信號編碼裝置中的裝置等的特性任意設定。
另外，濾波器特性控制數(shù)據(jù)K的更新可以在每個宏塊中進行，也可以在每個圖象對象平面(以下，稱為VOP)中進行。而且，當在每個VOP中進行該濾波器特性控制數(shù)據(jù)K的更新時，在該VOP中的全部宏塊的編碼結束之前可以將與在各VOP中最初進行編碼的宏塊對應的濾波器控制數(shù)據(jù)K設定為固定值。
此外，在本實施例1中，為了簡化濾波器特性控制數(shù)據(jù)K的決定而使用了數(shù)據(jù)表，但從發(fā)明者的實驗等可知，例如通過使用圖8～圖10那樣的簡單函數(shù)，能夠利用與對照數(shù)據(jù)表同等程度的運算量決定所述濾波器特性控制數(shù)據(jù)K。
另外，在本實施例1中，在與所述編碼裝置116的編碼相應的多個編碼參數(shù)中，只根據(jù)量化參數(shù)QP決定濾波器特性控制數(shù)據(jù)K，但在決定濾波器特性數(shù)據(jù)時使用的編碼參數(shù)可以是與在編碼裝置116中產(chǎn)生的符號量有關系的參數(shù)，例如也能夠使用中間/內(nèi)部比率和目標位速率，還能夠使用符號量本身。另外，可以根據(jù)量化參數(shù)和中間/內(nèi)部比率決定濾波器特性控制數(shù)據(jù)K，還可以根據(jù)符號量和中間/內(nèi)部比率決定濾波器特性控制數(shù)據(jù)K。而且可以根據(jù)目標位速率和量化參數(shù)、或目標位速率和符號量決定濾波器特性控制數(shù)據(jù)K。
而且，代替中間/內(nèi)部比率可以使用編碼模式。即，可以將幀內(nèi)編碼模式的中間編碼模式、正向預測編碼模式、以及雙向編碼預測模式的內(nèi)部編碼模式作為編碼參數(shù)的一個，根據(jù)該編碼模式，例如量化參數(shù)決定濾波器特性控制數(shù)據(jù)K。此外，作為與編碼模式組合的編碼參數(shù)可以使用目標位速率和符號量。
另外，在本實施例1中，以MPEG4為例進行了說明，但通過該編碼裝置116進行的編碼并不限于此，例如可以通過MPEG1、MPEG2、H.263進行編碼。
象以上那樣，在本實施例1的圖象信號編碼裝置中，通過不進行復雜的運算的簡易方法，就能夠根據(jù)在編碼裝置中產(chǎn)生的符號量決定前置濾波器的特性。
另外，象上述那樣，由于沒有使用復雜的運算，所以減輕了由CPU等構成的運算部件的負擔，并能減少電力消耗。
而且，由于將前置濾波器的構成設計為能夠按照符號量適當?shù)匾种戚斎雸D象信號中的高頻成分的構成，所以在抑制符號量的增加的同時，能得到塊失真等惡化少的高品質(zhì)的圖象。
<實施例2>
一般說來，在輸入圖象信號中有時包含噪音成分，若對包含了該噪音成分的輸入圖象信號原封不動地進行編碼，則將產(chǎn)生與所述噪音成分對應的無用的符號量。
所以，也有這樣的情況，即由于上述實施例1中的前置濾波器101決定濾波器特性控制數(shù)據(jù)K，使得若在編碼裝置116中產(chǎn)生的符號量變大就除去高頻成分，所以若產(chǎn)生對應于所述噪音成分的無用的符號量，則本來可以不被除去的高頻成分也被除去，從而使所顯示的圖象產(chǎn)生惡化。
因此，本實施例2中的圖象信號編碼裝置通過在所述前置濾波器101中設置降噪濾波器，來有效地抑制所述噪音成分，并抑制在編碼裝置116中產(chǎn)生無用的符號量。
此外，在本實施例2中，除前置濾波器的構成外，其它的構成部分由于與上述實施例1相同，所以省略關于該其它的構成部分及其動作的說明。另外，在本實施例2中，將輸入到前置濾波器的輸入圖象信號稱為當前圖象信號，將該當前圖象數(shù)據(jù)的1幀期間以前的圖象數(shù)據(jù)稱為前圖象數(shù)據(jù)。
圖11是表示本實施例2中的前置濾波器11的內(nèi)部構成的圖。如圖11那樣，本實施例2中的前置濾波器101在內(nèi)部前置濾波器302的前級具備降噪濾波器301。此外，本實施例2中的內(nèi)部前置濾波器302的構成是與所述實施例1中的前置濾波器相同的構成。
圖12是表示所述圖11中的降噪濾波器301的內(nèi)部構成的圖。
在圖12中，當前圖象數(shù)據(jù)被輸入到第1減法器401、第2減法器403。向所述第1減法器401輸入記錄在幀存儲器102中的前圖象數(shù)據(jù)，并運算當前圖象數(shù)據(jù)和所述前圖象數(shù)據(jù)的差分(以下，將該差分稱為差分數(shù)據(jù)。)。然后，該差分數(shù)據(jù)被輸出到定標裝置402。
所述定標裝置402將所述差分數(shù)據(jù)和從濾波器控制部件117輸入的閾值Th進行比較，在所述差分數(shù)據(jù)比所述閾值Th小的情況下，將該差分數(shù)據(jù)原樣或修正后輸出到第2減法器403。另一方面，在所述差分數(shù)據(jù)比所述閾值Th大的情況下，不輸出所述差分數(shù)據(jù)。
此外，所述閾值Th與所述實施例1中的濾波器特性控制數(shù)據(jù)K相同，根據(jù)編碼裝置116中的編碼參數(shù)從濾波器控制裝置117被輸出。對于該閾值Th，例如，可以設置由對應于圖13那樣的量化參數(shù)的閾值Th構成的數(shù)據(jù)表，并從該數(shù)據(jù)表輸出，也可以通過所述圖8～圖10那樣的函數(shù)進行運算，并輸出該閾值Th。此外，在通過所述運算決定閾值Th的情況下，當然將所述圖8～圖10所示的函數(shù)中的濾波器控制數(shù)據(jù)K置換成該閾值Th進行運算。
另外，所述定標裝置402的特性可以是這樣的特性，即，在所述差分數(shù)據(jù)比所述閾值Th小的情況下，將該差分數(shù)據(jù)原樣或修正后輸出，在所述差分數(shù)據(jù)比所述閾值大的情況下，不輸出所述差分數(shù)據(jù)。因此，例如該定標裝置402的特性可以是象圖14～圖16那樣。
從所述定標裝置402輸出的差分數(shù)據(jù)在減法器403中從當前圖象數(shù)據(jù)中被減去，并被輸出到內(nèi)部前置濾波器302的低通濾波器201。
例如，在具有所述圖14或圖15那樣的特性的所述定標裝置402中，在輸入的差分數(shù)據(jù)比閾值Th_i小的情況下，從所述當前圖象數(shù)據(jù)減去所述差分數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，即，具有與前圖象數(shù)據(jù)相同的值的數(shù)據(jù)從降噪濾波器301被輸出到所述低通濾波器201。
另一方面，在輸入的差分數(shù)據(jù)比閾值Th_i大、而比閾值Th_j小的情況下，根據(jù)所述定標裝置402的輸出被修正的當前圖象數(shù)據(jù)從該降噪濾波器301被輸出到所述低通濾波器201。另外，在輸入的差分數(shù)據(jù)大于等于閾值Th_j的情況下，由于沒有來自降噪濾波器的輸出，所以所述當前圖象數(shù)據(jù)原樣被輸出到所述低通濾波器201。
而且，在使用了具有所述圖16那樣的特性的所述定標裝置402的情況下，以下那樣的圖象數(shù)據(jù)從該降噪濾波器301被輸出到所述低通濾波器201。
即，在輸入的差分數(shù)據(jù)比閾值Th_k小的情況下，從所述當前圖象數(shù)據(jù)減去了所述差分數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，即，具有與前圖象數(shù)據(jù)相同的值的數(shù)據(jù)被輸出到所述低通濾波器201，在大于等于閾值Th_k的情況下，所述當前圖象數(shù)據(jù)原樣被輸出到所述低通濾波器201。
圖17是對應于從該降噪濾波器301輸出的圖象數(shù)據(jù)的圖象的一例。此外，圖17由于更明確地表示圖象中的噪音成分的影響，所以是將圖象放大了的圖。
在圖17中，(a)是對應于前圖象數(shù)據(jù)的圖象，(b)是對應于當前圖象數(shù)據(jù)的圖象，(c)是對應于從降噪濾波器301輸出的圖象數(shù)據(jù)的圖象。
由于所述噪音成分通過該降噪濾波器301被抑制，所以在(b)中例如在A部分所看到的因所述噪音成分的影響而產(chǎn)生的圖象的閃爍在與從該降噪濾波器301輸出的數(shù)據(jù)對應的圖象(c)中被除去了。
象以上那樣，在本實施例2的圖象信號編碼裝置中，由于通過具備降噪濾波器，而在編碼之前能進行輸入圖象信號中的噪音成分的除去，所以能夠抑制在編碼裝置中產(chǎn)生與所述噪音成分對應的無用的符號量，同時，能夠得到與上述實施例1相同的效果。
<實施例3>
圖18是表示本實施例3中的圖象信號編碼裝置的框圖。
在本實施例3中，將上述實施例1或上述實施例2中的濾波器控制裝置117和符號量控制裝置115一體地構成，并作為符號量控制裝置115a。此外，該符號量控制裝置115a以外的構成部分及其動作與上述實施例1或上述實施例2相同。
符號量控制裝置115a與上述實施例1或上述實施例2相同，根據(jù)從可變長編碼裝置107輸出的符號量，輸出量化裝置105的量化參數(shù)QP并將對應于該量化參數(shù)QP的濾波器特性控制數(shù)據(jù)K輸出到前置濾波器101。
象以上那樣，在本實施例3的圖象信號編碼裝置中，通過將上述實施例1、以及上述實施例2中的濾波器控制裝置117和符號量控制裝置115一體地構成，在能夠使該圖象信號編碼裝置的構成簡化的同時，能夠得到與上述實施例1或上述實施例2相同的效果。
<實施例4>
在上述實施例1～實施例3的圖象信號編碼裝置中，若根據(jù)在編碼裝置116中已產(chǎn)生的符號量，設定作為目標的壓縮率、位速率等，則在輸入到編碼裝置116的當前圖象數(shù)據(jù)的編碼結束之前，不能夠進行所述壓縮率等的變更。
因此，例如，在實時地發(fā)送作為編碼裝置的輸出的位流的系統(tǒng)中，當在傳輸線路中產(chǎn)生某些故障，不能輸送現(xiàn)狀的速率的位流的情況下，有必要降低在該圖象信號編碼裝置中作為目標的位速率，但在上述實施例1～實施例3的圖象信號編碼裝置中，不能與這樣的情況對應。因此，有可能產(chǎn)生即使輸出與輸入圖象信號對應的位流，該位流也不被發(fā)送的問題。
因此，本實施例4中的圖象信號編碼裝置就是通過能夠從外部向符號量控制裝置115或濾波器控制裝置117輸入壓縮率、位速率等有關符號量控制的參數(shù)，同時能夠根據(jù)從該外部輸入的壓縮率、位速率等使與編碼階段無關地變更作為所述目標的壓縮率等，來解決上述的問題。此外，在以下的說明中，說明作為來自外部的輸入提供位速率的情況。
圖19是表示本實施例4中的圖象信號編碼裝置的框圖。此外，編碼裝置116中的符號量控制裝置115b以外的部分及其動作由于與上述實施例1～實施例3中的編碼裝置116相同，因此省略說明。
在圖19中的符號量控制裝置115b和濾波器控制裝置117a中，從外部輸入位速率。
輸入位速率的符號量控制裝置115b根據(jù)該位速率以及從可變長編碼裝置107輸出的的符號量，將量化參數(shù)QP輸出到量化裝置105和濾波器控制裝置117a。
另外，濾波器控制裝置117a根據(jù)所述位速率和所述量化參數(shù)QP將濾波器特性控制數(shù)據(jù)K輸出到前置濾波器101。此外，當在所述符號量控制裝置115b中決定量化參數(shù)QP時，可以使用由該量化參數(shù)QP、所述位速率、符號量構成的數(shù)據(jù)表，也可以使用適當?shù)暮瘮?shù)QP＝f(位速率、符號量)。另外，即使在所述濾波器控制裝置117a中也可以用與所述符號量控制裝置115b相同的方法決定濾波器特性控制數(shù)據(jù)K。
此外，不必須只有一個所述數(shù)據(jù)表，也可以在量化裝置105或濾波器控制裝置117a中設置多個所述數(shù)據(jù)表，并按照所述位速率選擇數(shù)據(jù)表。例如，在設置了如圖20(a)、(b)所示那樣的數(shù)據(jù)表的情況下，可以在所述位速率高的情況下從(a)的數(shù)據(jù)表輸出更大的量化參數(shù)或濾波器特性控制數(shù)據(jù)K，另一方面，在所述位速率低的情況下，從(b)那樣的數(shù)據(jù)表輸出更小的量化參數(shù)或濾波器特性控制K。
另外，可以在濾波器控制裝置117a中設定所述圖8～圖10所示的函數(shù)中的至少1個函數(shù)，并通過該函數(shù)運算、輸出量化參數(shù)QP或所述濾波器特性控制數(shù)據(jù)K。
此外，在象所述實施例3那樣一體地構成濾波器控制裝置117a和符號量控制裝置115b，并所為符號量控制裝置115c的情況下的圖象編碼裝置中，可以象圖21那樣將所述位速率輸入到該符號量控制裝置115c。
象以上那樣，在本實施例4的圖象信號編碼裝置中，可以按照從外部被輸入的位速率，與圖象數(shù)據(jù)編碼階段無關地，控制在圖象信號編碼裝置中作為目標的位速率，同時，控制前置濾波器使得適應該位速率。而且，能夠得到與上述實施例1～實施例3相同的效果。
本發(fā)明象以上說明的那樣，能夠不進行復雜的運算，就按照在編碼裝置中產(chǎn)生的符號量決定前置濾波器的特性。
另外，由于象上述那樣沒有使用復雜的運算，所以能夠減輕CPU等構成的運算部件的負擔，并能減少電力消耗。
而且，通過將前置濾波器的構成為能夠按照符號量適當?shù)匾种戚斎雸D象中的高頻成分，能夠抑制符號量的增加，同時能夠得到塊失真等惡化少的高品質(zhì)的圖象。
權利要求
1.一種圖象信號編碼裝置，其特征在于包括根據(jù)濾波器特性控制數(shù)據(jù)，將輸入圖象信號中的規(guī)定的頻率成分作為當前圖象數(shù)據(jù)輸出的前置濾波器；進行該當前圖象數(shù)據(jù)的編碼處理，并輸出對應于通過該編碼處理產(chǎn)生的當前圖象數(shù)據(jù)的位流，同時輸出編碼參數(shù)的編碼裝置；以及輸出只根據(jù)1個或2個該編碼參數(shù)設定的濾波器特性控制數(shù)據(jù)的濾波器控制裝置。
2.如權利要求1記載的圖象信號編碼裝置，其特征在于濾波器控制裝置只根據(jù)從編碼裝置輸出的1個或2個編碼參數(shù)以及從外部輸入的壓縮率，進行濾波器控制數(shù)據(jù)的輸出。
3.如權利要求1或2記載的圖象信號編碼裝置，其特征在于濾波器控制裝置只根據(jù)從編碼裝置輸出的1個或2個編碼參數(shù)以及從外部輸入的位速率，進行前置濾波器的控制。
4.如權利要求2記載的圖象信號編碼裝置，其特征在于1個或2個編碼參數(shù)是量化參數(shù)、符號量、中間/內(nèi)部比率中的任意1個或所述任意2個。
5.如權利要求1記載的圖象信號編碼裝置，其特征在于濾波器控制裝置具備數(shù)據(jù)表，并從該數(shù)據(jù)表輸出濾波器特性控制數(shù)據(jù)。
6.如權利要求1記載的圖象信號編碼裝置，其特征在于前置濾波器具備輸出輸入圖象信號中的低頻成分的低通濾波器；根據(jù)從濾波器控制裝置輸出的濾波器特性控制數(shù)據(jù)修正從所述低通濾波器輸出的低頻成分，并輸出修正低頻成分的第1增益控制器；以及根據(jù)所述濾波器特性控制數(shù)據(jù)，修正所述輸入圖象信號，并輸出修正圖象信號的第2增益控制器，其中，所述前置濾波器根據(jù)所述修正低頻成分或所述修正圖象信號輸出所述輸入圖象信號中的規(guī)定的頻率成分。
7.如權利要求6記載的圖象信號編碼裝置，其特征在于第1增益控制器根據(jù)從濾波器控制裝置輸出的濾波器特性控制數(shù)據(jù)，使從低通濾波器輸出的低頻成分衰減，并將衰減了的所述低頻成分作為修正低頻成分輸出，第2增益控制器根據(jù)所述濾波器特性控制數(shù)據(jù)，使輸入圖象信號衰減，并將衰減了的所述輸入圖象信號作為修正圖象信號輸出。
8.如權利要求1記載的圖象信號編碼裝置，其特征在于具備抑制輸入圖象信號中的噪音成分，并輸出噪音抑制圖象信號的降噪濾波器，其中前置濾波器輸出所述噪音抑制圖象信號中的規(guī)定的頻率成分。
9.如權利要求8記載的圖象信號編碼裝置，其特征在于降噪濾波器比較當前圖象數(shù)據(jù)與當前圖象數(shù)據(jù)的1幀期間之前的前圖象數(shù)據(jù)之間的差分數(shù)據(jù)、從濾波器控制裝置輸出的與編碼參數(shù)對應的閾值，在所述差分數(shù)據(jù)比所述閾值小的情況，進行所述當前圖象數(shù)據(jù)的修正。
10.一種圖象信號編碼方法，其特征在于包括根據(jù)濾波器特性控制數(shù)據(jù)，將輸入圖象信號中的規(guī)定的頻率成分作為當前圖象數(shù)據(jù)輸出的頻率成分輸出步驟；進行該當前圖象數(shù)據(jù)的編碼處理，在輸出與通過該編碼處理產(chǎn)生的當前圖象數(shù)據(jù)對應的位流的同時，輸出編碼參數(shù)的編碼參數(shù)輸出步驟；以及輸出只根據(jù)1個或2個該編碼參數(shù)設定的濾波器特性控制數(shù)據(jù)的控制數(shù)據(jù)輸出步驟。
全文摘要
本發(fā)明的圖象信號編碼裝置具備根據(jù)濾波器特性控制數(shù)據(jù)，將輸入圖象信號中的規(guī)定的頻率成分作為當前圖象數(shù)據(jù)輸出的前置濾波器(101)；進行該當前圖象數(shù)據(jù)的編碼處理，在輸出與通過該編碼處理產(chǎn)生的當前圖象數(shù)據(jù)對應的位流的同時，輸出編碼參數(shù)的編碼裝置(115)；以及輸出只根據(jù)1個或2個該編碼參數(shù)設定的濾波器特性控制數(shù)據(jù)的濾波器控制裝置(117)。
文檔編號H04N5/21GK1531347SQ20041000585
公開日2004年9月22日 申請日期2004年2月20日 優(yōu)先權日2003年3月10日
發(fā)明者福田智教, 幡野喜子, 子 申請人:三菱電機株式會社