專(zhuān)利名稱(chēng)：消除像素色彩分量的圖像編碼解碼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像編碼和解碼裝置與方法以及記錄介質(zhì)，具體涉及一種能夠獲得較好質(zhì)量的解碼圖像同時(shí)又不增加數(shù)據(jù)量的圖像編碼和解碼裝置與方法以及記錄介質(zhì)。
圖像一般具有很大的數(shù)據(jù)量。因此，在發(fā)送和記錄之前，常常對(duì)圖像進(jìn)行編碼(壓縮)。若對(duì)具有多個(gè)色彩分量(例如，紅-綠-藍(lán)(RGB)4:4:4的圖像)的圖像進(jìn)行編碼(色彩壓縮)，可將一個(gè)像素(24位)矢量量化成8位，其中R、G和B分量為8位。在此情況下，在解碼部解碼的圖像最多只具有256(=28)種色彩。這是因?yàn)榉峙浣o一種色彩分量的平均位數(shù)為8/3位。于是，通過(guò)增加分配給一種色彩分量的位數(shù)，能夠抑制解碼圖像質(zhì)量的劣化。然而，數(shù)據(jù)量也會(huì)相應(yīng)于位數(shù)的增加而增加。
針對(duì)前述情況，本發(fā)明提供了較好質(zhì)量的解碼圖像同時(shí)又不增加數(shù)據(jù)量。
在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)編碼方法中，圖像數(shù)據(jù)包括多個(gè)由N種色彩分量組成的像素，在N種色彩分量中消除一種色彩分量來(lái)選擇N-1種色彩分量。然后再對(duì)所選擇的N-1種色彩分量進(jìn)行編碼。
按照本發(fā)明的一個(gè)方面，周期性地消除N種色彩分量中的每一種色彩分量。
在本發(fā)明的圖像數(shù)據(jù)解碼方法中，從編碼圖像畫(huà)面所產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)中產(chǎn)生解碼圖像，其中圖像畫(huà)面包括多個(gè)由N種色彩分量組成的像素，并且通過(guò)編碼在N種色彩分量中消除一種色彩分量所選擇的N-1種色彩分量以產(chǎn)生編碼數(shù)據(jù)，對(duì)編碼數(shù)據(jù)解碼以產(chǎn)生每個(gè)像素的N-1種色彩分量。根據(jù)所產(chǎn)生的與所消除的那一種色彩分量相鄰的N-1種色彩分量，產(chǎn)生所消除的那一種色彩分量。根據(jù)所產(chǎn)生的N-1種色彩分量以及已經(jīng)產(chǎn)生的所消除的那一種色彩分量，產(chǎn)生一像素。
通過(guò)以下參照本發(fā)明的附圖對(duì)本發(fā)明當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明，將會(huì)清楚地了解本發(fā)明的目的和其它優(yōu)點(diǎn)。附圖中

圖1是應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)送系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖；圖2A和2B示出圖1中發(fā)送器1的處理；
圖3是圖1中發(fā)送器的詳細(xì)方框圖；圖4A和圖4B示出圖3中選擇器13的處理；圖5A-5C表示圖4A和圖4B所示的所選擇圖像中的R,G,B各分量；圖6是圖1中接收器4的詳細(xì)方框圖；圖7是圖6中產(chǎn)生器23的詳細(xì)方框圖；圖8A-8C示出待處理像素的R,G,B分量；圖9表示圖7中插值單元32的處理；圖10示出圖7中校正值計(jì)算單元33的處理；圖11表示圖7中校正值計(jì)算單元33的進(jìn)一步處理；圖12A-12F是圖7中校正器34的處理操作的說(shuō)明圖；以及圖13示出在處理具有色度和亮度分量的YUV圖像時(shí)由發(fā)送器1和接收器4執(zhí)行的操作。
圖1是應(yīng)用本發(fā)明的發(fā)送系統(tǒng)(可以在或不在一個(gè)機(jī)箱中的設(shè)備的邏輯組合)的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。待編碼圖像(可以是運(yùn)動(dòng)圖像或靜止圖像)，即具有例如多種色彩分量的圖像如RGB(4:4:4)數(shù)字圖像被輸入到發(fā)送器1。這里，作為示例，8位分配給提供給發(fā)送器1的每個(gè)R,G,B分量。
發(fā)送器1對(duì)一個(gè)像素采用例如8位來(lái)編碼輸入圖像。如圖2A所示，8位分配給提供給發(fā)送器1的圖像中包含的每個(gè)R,G,B分量。如圖2B所示，發(fā)送器1在構(gòu)成一個(gè)像素的這三種色彩分量(R,G,B)中消除一種色彩分量，并選擇剩余的兩種色彩分量。所選擇的兩種色彩分量中的每種色彩分量利用4位來(lái)編碼(壓縮)，從而輸出每個(gè)像素為8位的編碼數(shù)據(jù)。
發(fā)送器1周期性消除各R,G,B分量。具體地說(shuō)，作為示例，參照?qǐng)D2A所示的一個(gè)像素，在圖2B中的左邊像素中消除藍(lán)色(B)分量，在圖2B中的中間像素中消除紅色(R)分量，在圖2B中的右邊像素中消除綠色(G)分量。按照這種方式，在一個(gè)三像素的周期中消除R,G,B分量。因此，對(duì)每個(gè)像素執(zhí)行色彩分量的消除/選擇。例如，可以每?jī)蓚€(gè)或三個(gè)像素進(jìn)行色彩分量消除/選擇。換句話(huà)說(shuō)，在對(duì)一個(gè)像素執(zhí)行了色彩分量消除/選擇之后，可以不對(duì)下一個(gè)或兩個(gè)像素進(jìn)行色彩分量消除/選擇，這樣，連續(xù)執(zhí)行對(duì)每第三個(gè)像素的色彩分量消除/選擇。在這種情況下，對(duì)于沒(méi)有進(jìn)行色彩分量消除/選擇的像素，通過(guò)執(zhí)行例如與常規(guī)情況相同的矢量量化，將該像素轉(zhuǎn)換成8位。
如圖1所示，將如上所述獲得的每個(gè)像素為8位的編碼數(shù)據(jù)，經(jīng)由諸如衛(wèi)星鏈路、地表電波、有線(xiàn)電視網(wǎng)絡(luò)或因特網(wǎng)的發(fā)送鏈路2發(fā)送?；蛘撸瑢⒕幋a數(shù)據(jù)記錄在諸如磁盤(pán)、磁帶或相變光盤(pán)的記錄介質(zhì)3上。接收器4接收經(jīng)由發(fā)送鏈路2發(fā)送的編碼數(shù)據(jù)。或者，接收器4再現(xiàn)在記錄介質(zhì)3上記錄的編碼數(shù)據(jù)。接收器4如下解碼被編碼的數(shù)據(jù)。
每個(gè)像素的兩種所選擇色彩分量中的每種色彩分量由接收器4解碼，具有最初的8位。在R,G,B分量中，根據(jù)相鄰像素的色彩分量，由接收器4產(chǎn)生被發(fā)送器1消除的那一種色彩分量。然后輸出所得到的三種色彩分量(R,G,B)組成的圖像，作為解碼圖像。
圖3是圖1中發(fā)送器的詳細(xì)方框圖。將待編碼的其中給每個(gè)R,G,B分量分配8位的4:4:4數(shù)字圖像輸入幀存儲(chǔ)器11。幀存儲(chǔ)器11按例如幀為單位存儲(chǔ)所輸入的圖像。選擇器12按例如光柵掃描(raster scan)的次序讀出在幀存儲(chǔ)器11中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)，周期性地在構(gòu)成每個(gè)像素的R分量、G分量和B分量中消除一種分量，選擇并向壓縮單元13輸出其它的兩種分量。壓縮單元13通過(guò)對(duì)每種色彩分量采用如自適應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍編碼(ADRC)的壓縮編碼等，來(lái)處理選擇器12提供的圖像數(shù)據(jù)，并輸出處理后的結(jié)果，作為編碼數(shù)據(jù)。
下面將說(shuō)明發(fā)送器1的操作。RGB數(shù)字圖像輸入到幀存儲(chǔ)器11，并以幀為單位存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)。參照?qǐng)D2B，選擇器12按光柵掃描的次序讀出在幀存儲(chǔ)器11中存儲(chǔ)的圖像數(shù)據(jù)，周期性地在構(gòu)成每個(gè)像素的R分量、G分量和B分量中消除一種分量，選擇并向壓縮單元13輸出其它的兩種分量。
借此，如圖4A所示，將具有8位R,G,B分量的像素組成的原始圖像轉(zhuǎn)換成缺少R,G,B分量中的一種色彩分量的像素組成的圖像。即，形成了其中從每個(gè)像素的R,G,B分量中只選擇兩種色彩分量的圖像(以下稱(chēng)為“選擇圖像”)。
在圖4A和4B所示的實(shí)施例中，在圖像的水平和垂直兩個(gè)方向上以及相應(yīng)的對(duì)角線(xiàn)方向上，周期性地消除R,G,B分量中的一種色彩分量。
參照?qǐng)D4B所示的選擇圖像，在圖5A至5C中分別示出了R,G,B分量。如圖5A至5C所示，在選擇圖像中，在水平和垂直兩個(gè)方向上，每三個(gè)像素消除R分量、G分量和B分量中的某一種分量。沒(méi)有R分量、G分量和B分量的像素的位置(相位)被移位。
如上所述，繼續(xù)發(fā)送器1中的操作，選擇圖像被提供給壓縮單元13。壓縮單元13利用ADRC對(duì)選擇圖像的每個(gè)色彩分量進(jìn)行處理，從而形成其中給一個(gè)像素分配8位的編碼數(shù)據(jù)。
ADRC是一種將圖像分割成塊并且壓縮每個(gè)塊單元的技術(shù)。在ADRC中，在構(gòu)成一塊的像素中，首先檢測(cè)最大值MAX和最小值MIN，并確定作為該塊局部動(dòng)態(tài)范圍的最大值MAX和最小值MIN之差(DR=MAX-MIN)。根據(jù)此動(dòng)態(tài)范圍DR，重新量化構(gòu)成該塊的像素電平以形成K位。
而且，按照ADRC，在該塊中將每個(gè)像素電平減去最小電平MIN，再將相減值除以DR/2K。將得到的商數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的代碼(ADRC碼)。具體地講，例如若K=2，則要確定該商數(shù)屬于通過(guò)將動(dòng)態(tài)范圍DR除以4(22)得到的哪個(gè)范圍。若商數(shù)屬于例如最低電平范圍、第二最低電平范圍、第三最低電平范圍或最高電平范圍，則它被轉(zhuǎn)換成2位的代碼，如00B,01B,10B或11B(這里B表示二進(jìn)制數(shù))。在解碼側(cè)，解碼的操作可以將ADRC碼00B,01B,10B或11B轉(zhuǎn)換成將動(dòng)態(tài)范圍DR除以4得到的最低電平范圍的中央值L00、第二最低電平范圍的中央值L01、第三最低電平范圍的中央值L10或最高電平范圍的中央值L11，再將最小值電平MIN與所得到的值相加。
在已于1987年10月27日頒布，并轉(zhuǎn)讓給本發(fā)明申請(qǐng)人的美國(guó)專(zhuān)利No.4,703,352中公開(kāi)了ADRC的細(xì)節(jié)。
壓縮單元13對(duì)每個(gè)色彩分量利用如4位的ADRC來(lái)處理選擇圖像。即，根據(jù)下面的方程，壓縮單元13將8位色彩分量L編碼成4位代碼QQ=INT[L(2n-1)/DR+0.5](1)其中，INT是刪除中括號(hào)中值的小數(shù)的取整函數(shù)，n表示ADRC代碼Q的最大位數(shù)(上述的K)并在此例中被設(shè)置為4。在方程式(1)中，一個(gè)完整的幀被當(dāng)作一個(gè)塊，最大值MAX被設(shè)置為255(28-1)，最小值MIN被設(shè)置為0(20-1)。因此，DR=(MAX-MIN)為255，并且，這時(shí)不需要發(fā)送最大值MAX、最小值MIN和動(dòng)態(tài)范圍DR的子碼?；蛘撸绻麑?duì)每個(gè)局部塊執(zhí)行ADRC，就需要發(fā)送上述子碼。于是，因要發(fā)送子碼而相應(yīng)增加了數(shù)據(jù)量。如果對(duì)每個(gè)局部塊進(jìn)行壓縮而不是執(zhí)行ADRC，則可以對(duì)每個(gè)局部塊進(jìn)行量化。
壓縮單元13如上述由4位ADRC處理每個(gè)色彩分量。由于每個(gè)像素只具有R,G,B分量中的兩種色彩分量，所以在壓縮單元13輸出的編碼數(shù)據(jù)中，每個(gè)像素的分配位數(shù)為8。
圖6是圖1中接收器4的詳細(xì)方框圖。編碼數(shù)據(jù)提供給解壓縮單元21。解壓縮單元21將編碼數(shù)據(jù)，即本例中的ADRC代碼解碼成選擇圖像，并將選擇圖像中每個(gè)像素的R,G,B分量(在每個(gè)像素中可能不包含某個(gè)R,G,B分量)分別輸入到幀存儲(chǔ)器22R,22G和22B。幀存儲(chǔ)器22R,22G和22B按相應(yīng)于各像素的地址存儲(chǔ)由解壓縮單元21提供的R,G,B分量。產(chǎn)生器23從幀存儲(chǔ)器22R至22B讀出包含待解碼像素(此后稱(chēng)為“所考慮像素”)的相鄰色彩分量。然后，根據(jù)恢復(fù)的這些色彩分量，產(chǎn)生器23產(chǎn)生所考慮像素中不包含的色彩分量，并將產(chǎn)生的此色彩分量與所考慮像素中包含的兩個(gè)色彩分量一起提供到幀存儲(chǔ)器24。幀存儲(chǔ)器24按相應(yīng)于每個(gè)像素的地址存儲(chǔ)由產(chǎn)生器23提供的該像素的R,G,B分量。當(dāng)存儲(chǔ)了一幀的像素時(shí)，幀存儲(chǔ)器24輸出由一幀像素組成的圖像，作為解碼圖像。
下面將參照?qǐng)D6說(shuō)明上述部件的處理過(guò)程。將編碼數(shù)據(jù)提供給解壓縮單元21，在其中，在作為編碼數(shù)據(jù)的ADRC碼Q中找到每個(gè)R,G,B分量。即，一個(gè)完整幀作為一個(gè)塊，并且根據(jù)下述方程，解壓縮單元21將4位ADRC代碼Q解碼為色彩分量LL=INT[Q×DR/(2n-1)+0.5](2)由解壓縮單元21解碼的R,G,B分量被分別提供給幀存儲(chǔ)器22R、22G和22B。這種解壓縮操作對(duì)應(yīng)于發(fā)送器1中的壓縮單元13中的操作。所以，當(dāng)在壓縮單元13中進(jìn)行另一壓縮操作即每個(gè)局部塊的量化操作時(shí)，在解壓縮單元21中進(jìn)行相應(yīng)的解壓縮操作。
產(chǎn)生器23從幀存儲(chǔ)器22R、22G和22B中讀出相鄰色彩分量，并根據(jù)讀出的色彩分量產(chǎn)生所考慮像素中不包含的色彩分量。即，產(chǎn)生器23計(jì)算例如所考慮像素的相鄰像素色彩分量的加權(quán)和(平均值等)，并將計(jì)算出的結(jié)果作為所述所考慮像素中不包含的色彩分量。產(chǎn)生器23將產(chǎn)生的色彩分量與在所考慮像素中包含的兩種色彩分量一起提供給幀存儲(chǔ)器24。在幀存儲(chǔ)器24中存儲(chǔ)由產(chǎn)生器23提供的R,G,B分量，即構(gòu)成所考慮像素的R,G,B分量。此后，對(duì)在該幀中包含的其它待處理的像素，連續(xù)執(zhí)行相同的處理，從而在幀存儲(chǔ)器24中存儲(chǔ)了一幀像素時(shí)，輸出由一幀像素構(gòu)成的圖像，作為解碼圖像。
如上所述，根據(jù)相鄰像素的色彩分量(包括所考慮像素包含的色彩分量)來(lái)產(chǎn)生所考慮像素中不包含的色彩分量。因此，能夠獲得用大于256(28)種色彩表示的解碼圖像。
若將所考慮像素的相鄰像素的加權(quán)和作為所考慮像素中不包含的色彩分量，要進(jìn)行所謂平均處理。若原始圖像具有邊緣或條帶圖形，那么這些邊緣或條帶圖形會(huì)被破壞，圖像質(zhì)量會(huì)劣化。以下將說(shuō)明本發(fā)明如何解決此問(wèn)題。
圖7示出圖6中所示的產(chǎn)生器23的詳細(xì)方框圖。在產(chǎn)生器23中，根據(jù)相鄰像素的與所考慮像素中不包含的色彩分量相同的色彩分量，來(lái)估計(jì)所考慮像素中不包含的色彩分量的估計(jì)值，并根據(jù)其余色彩分量計(jì)算預(yù)定校正值。估計(jì)值由校正值校正后就產(chǎn)生了所考慮像素中不包含的色彩分量值。
選擇器31從幀存儲(chǔ)器22R至22B中讀出所考慮像素中包含的兩種色彩分量、所考慮像素的八個(gè)相鄰像素(所考慮像素的左上、上、右上、右、左、左下、下和右下側(cè)的像素)中每個(gè)像素的兩種色彩分量。選擇器31在讀出的這些色彩分量中選擇所考慮像素中不包含的色彩分量，并將它們提供給插值單元32。選擇器31也將與所考慮像素中包含的色彩分量相同的其余色彩分量輸出到校正值計(jì)算單元33。選擇器31還將所考慮像素中包含的兩種色彩分量輸出到校正器34。
插值單元32根據(jù)由選擇器31提供的色彩分量計(jì)算所考慮像素中不包含的色彩分量的估計(jì)值，并輸出到校正器34。校正值計(jì)算單元33根據(jù)由選擇器31提供的色彩分量計(jì)算用于校正由插值單元32輸出的估計(jì)值的校正值，并將校正值提供給校正器34。校正器34利用來(lái)自校正值計(jì)算單元33的校正值來(lái)校正來(lái)自插值單元34的估計(jì)值，然后確定校正后的所考慮像素中不包含的色彩分量的估計(jì)值。校正器34將校正后的估計(jì)值和所考慮像素中包含的其余色彩分量提供給幀存儲(chǔ)器24。
下面將說(shuō)明上述部件的處理過(guò)程。假定在圖4B中，X表示的一個(gè)像素作為所考慮像素。如圖4B所示，例如由X表示的像素包含G分量和B分量，則在此情況下，選擇器31從幀存儲(chǔ)器22R至22B中讀出圖4中的點(diǎn)劃線(xiàn)方框中的九個(gè)像素(以下稱(chēng)為“待處理像素”)中的每個(gè)像素所包含的兩種色彩分量。
在待處理像素中，所考慮像素的左上、上、左、右、下、右下側(cè)的六個(gè)像素具有如圖8A中所示的R分量。而且，所考慮像素和所考慮像素的上、右上、左、左下、右下側(cè)的五個(gè)像素具有如圖8B中所示的G分量。并且，所考慮像素和所考慮像素的左上、右上、右、左下、下側(cè)的五個(gè)像素具有如圖8C中所示的B分量。
所考慮像素由#0表示，所考慮像素的左上、上、右上、左、右、左下、下、右下側(cè)的八個(gè)像素分別由#1至#8表示。即，待處理的九個(gè)像素的R,G,B分量通過(guò)在相應(yīng)像素標(biāo)號(hào)之前增加R,G,B來(lái)表示。在這種情況下，當(dāng)圖4B中X表示的像素作為所考慮像素時(shí)，選擇器31從待處理的九個(gè)像素的色彩分量中選擇與所考慮像素中不包含的色彩分量相同的色彩分量，即R分量。也就是說(shuō)，選擇器31選擇并向插值單元32輸出R1、R2、R4、R5、R7和R8(圖8A)。選擇器31還向校正值計(jì)算單元33輸出其余的色彩分量G0、G2至G4、G6和G8以及B0、B1、B3和B5至B7。選擇器31還向校正器34輸出所考慮像素的色彩分量(所考慮像素中包含的色彩分量)，即G0和B0。
如上所述，在發(fā)送器1中周期性地從構(gòu)成原始圖像的每個(gè)像素中消除R,G,B分量，并且預(yù)先確定R,G,B分量的消除次序或圖形。于是，按照預(yù)定的圖形或次序，選擇器31識(shí)別所考慮像素中不包含的色彩分量，并識(shí)別所考慮像素的八個(gè)相鄰像素中每個(gè)像素的色彩分量(這八個(gè)像素中每個(gè)像素中不包含的色彩分量)。
插值單元32利用選擇器31提供的R1、R2、R4、R5、R7和R8，進(jìn)行插值計(jì)算，借此找到所考慮像素中不包含的色彩分量R0的估計(jì)值。例如，插值單元32將R2和R4的平均值ave1((R2+R4)/2)作為R0的第一估計(jì)值，如圖9中部分(A)所示。如圖9中部分(B)所示，將R2和R8的平均值ave2((R2+R8)/2)作為R0的第二估計(jì)值。如圖9中部分(C)所示，將R4和R8的平均值ave3((R4+R8)/2)作為R0的第三估計(jì)值。如圖9中部分(D)至(F)所示，分別將R1和R5的平均值ave4((R1+R5)/2)、R1和R7的平均值ave5((R1+R7)/2)、R5和R7的平均值ave6((R5+R7)/2)作為R0的第四至第六估計(jì)值。分別將第一至第六估計(jì)值ave1至ave6提供給校正器34。
此外，校正值計(jì)算單元33根據(jù)選擇器31提供的G0、G2、G3、G4、G6、G8、B0、B1、B3、B5、B6、B7計(jì)算校正值，以便校正由插值單元32輸出的第一至第六估計(jì)值ave1至ave6。如圖10部分(A)所示，校正值計(jì)算單元33計(jì)算所考慮像素中包含的G分量G0與G2和G4的平均值之間的差值diff1(G0-(G2+G4)/2)，作為第一校正值。再如圖10部分(B)所示，計(jì)算所考慮像素中包含的G分量G0與G2和G8的平均值之間的差值diff2(G0-(G2+G8)/2)，作為第二校正值。再如圖10部分(C)所示，計(jì)算所考慮像素中包含的G分量G0與G4和G8的平均值之間的差值diff3(G0-(G4+G8)/2)，作為第三校正值。
如圖11部分(A)所示，例如，校正值計(jì)算單元33計(jì)算所考慮像素中包含的B分量B0與B1和B5的平均值之間的差值diff4(B0-(B1+B5)/2)，作為第四校正值。在圖11部分(B)，計(jì)算所考慮像素中包含的B分量B0與B1和B7的平均值之間的平均差值diff5(B0-(B1+B7)/2)，作為第五校正值。再如圖11部分(C)所示，計(jì)算所考慮像素中包含的B分量B0與B5和B7的平均值之間的差值diff6(B0-(B5+B7)/2)，作為第六校正值。在圖11所示的實(shí)施例中，diff4=0，這樣所考慮像素中包含的B分量B0就等于B1和B5的平均值。分別將第一至第六校正值diff1至diff6提供給校正器34。校正器34使用校正值計(jì)算單元33提供的第一至第六校正值diff1至diff6，校正由插值單元32提供的第一至第六估計(jì)值ave1至ave6。
校正器34利用第一校正值diff1校正第一估計(jì)值ave1。第一校正值diff1根據(jù)分別具有計(jì)算第一估計(jì)值的色彩分量R2和R4的像素#2和#4中分別包括的色彩分量G2和G4來(lái)計(jì)算。具體地說(shuō)，如圖12A所示，第一校正值diff1與第一估計(jì)值ave1相加，相加之和用作第一校正后的估計(jì)值est1。
校正器34利用第二校正值diff2校正第二估計(jì)值ave2。第二校正值diff2根據(jù)分別具有計(jì)算第二估計(jì)值的色彩分量R2和R8的像素#2和#8中分別包括的色彩分量G2和G8來(lái)計(jì)算。具體地說(shuō)，如圖12B所示，第二校正值diff2與第二估計(jì)值ave2相加，相加之和用作第二校正后的估計(jì)值est2。
以同樣的方式，如圖12C-12F所示，第三至第六校正值diff3至diff6分別與第三至第六估計(jì)值ave3至ave6相加，各相加之和用作第三至第六校正后的估計(jì)值est3至est6。
此外，校正器34計(jì)算第一至第六校正后的估計(jì)值est1至est6的平均值est((est1+est2+est3+est4+est5+est6)/6)。這就是所考慮像素#0中不包含的色彩分量R0的最終估計(jì)值est。
隨后，校正器34將作為所考慮像素#0解碼結(jié)果的色彩分量R0的估計(jì)值est、與來(lái)自選擇器31的色彩分量G0和B0一起，提供給幀存儲(chǔ)器24。
在所考慮像素中不包含的色彩分量是G或B分量的情況下，產(chǎn)生器23按照與上述相同的方式計(jì)算估計(jì)值。
如上所述，根據(jù)在待處理像素中與所考慮像素中不包含的色彩分量相同的色彩分量，來(lái)計(jì)算所考慮像素中不包含的色彩分量估計(jì)值，并且利用從其余色彩分量計(jì)算的校正值來(lái)校正該估計(jì)值。所以，每個(gè)像素中不包含的色彩分量具有很大的范圍，從而獲得比僅用8位的256種色彩更多的色彩所表示的解碼圖像。因此，能夠提高解碼圖像質(zhì)量而不增加數(shù)據(jù)量。
此外，待處理像素的簡(jiǎn)單平均值并沒(méi)有作為所考慮像素中不包含的色彩分量的估計(jì)值采用。因此，通過(guò)執(zhí)行上述計(jì)算，避免(抑制)了原始圖像中包含的邊緣或條帶圖形的劣化。在邊緣或條帶部分，抑制了由于例如色偏移而造成的解碼圖像質(zhì)量的劣化。尤其是，能夠以高準(zhǔn)確度再現(xiàn)(解碼)由亮度(灰度)變化形成的邊緣或條帶圖形。
在上述實(shí)施例中，采用了4:4:4的信號(hào)，但本發(fā)明可以應(yīng)用于諸如4:2:2和4:2:0信號(hào)的其它信號(hào)。在上述實(shí)施例中，采用了RGB圖像，但本發(fā)明能夠應(yīng)用于象YUV的具有多個(gè)色彩分量的圖像。例如，在采用YUV圖像的情況下，如圖13所示，發(fā)送器1可以總選擇亮度信號(hào)Y，并每?jī)蓚€(gè)像素消除色差信號(hào)U和V；而接收器4可以根據(jù)如上所述的相鄰像素的色差信號(hào)來(lái)估計(jì)(產(chǎn)生)所消除的色差信號(hào)。
在前述的實(shí)施例中，周期性地從構(gòu)成原始圖像的像素中消除R、G或B分量。然而，可以隨機(jī)性和非周期性地消除色彩分量。在這樣的情況下，接收器4需要用于識(shí)別哪個(gè)色彩分量被消除的信息。所以，由于需要確定哪個(gè)色彩分量被消除的信息而增加了數(shù)據(jù)量。
在前述的實(shí)施例中，在水平和垂直兩個(gè)方向上每三個(gè)像素消除R、G或B分量。然而，消除一種色彩分量的周期不限于每三個(gè)像素，例如，可以采用一幀的周期。或者，可以順序地消除一種色彩分量。然而，在集合地消除一種色彩分量或集合地保留另一種色彩分量的情況下，解碼圖像質(zhì)量會(huì)缺少一致性。因此，在整個(gè)幀中最好是等同地消除(或保留)各個(gè)色彩分量。
在前述的實(shí)施例中，選擇圖像由ADRC處理。然而，壓縮選擇圖像的技術(shù)不限于ADRC。
在前述的實(shí)施例中，圖7中詳細(xì)示出的差值單元32利用與所考慮像素中不包含的色彩分量相同的色彩分量的平均值作為估計(jì)值。然而，也可以利用其它值作為估計(jì)值。
在前述的實(shí)施例中，圖7中詳細(xì)示出的差值單元32利用所考慮像素的兩個(gè)相鄰像素的與所考慮像素中不包含的色彩分量相同的色彩分量的平均值，作為所考慮像素中不包含的色彩分量的估計(jì)值。然而，也可以利用除兩個(gè)像素以外的一個(gè)或三個(gè)或更多像素來(lái)計(jì)算某種色彩分量的估計(jì)值。在這種情況下，最好是對(duì)應(yīng)于用于計(jì)算某種色彩分量估計(jì)值的各像素，改變用于由校正值計(jì)算單元33計(jì)算校正值的各像素。
在前述的實(shí)施例中，對(duì)于圖像中包含的每個(gè)像素，消除多種色彩分量中的一種色彩分量。然而，無(wú)需對(duì)所有像素都進(jìn)行色彩分量的消除處理。例如，可以每?jī)蓚€(gè)或三個(gè)像素來(lái)進(jìn)行。
此外，本發(fā)明尤其對(duì)于通過(guò)拍攝實(shí)際場(chǎng)景而得到的圖像(所謂自然圖像)有效。
可以將如上述的采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和操作作為一般計(jì)算機(jī)中使用的計(jì)算機(jī)程序及硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)。
按照采用本發(fā)明的圖像編碼裝置及方法，消除多種色彩分量中的一種，并選擇和輸出其余的保留色彩分量。因此，一種色彩分量能夠具有很大的范圍而不會(huì)增加圖像數(shù)據(jù)量。
按照采用本發(fā)明的圖像解碼裝置及方法，根據(jù)相鄰像素的色彩分量產(chǎn)生一種消除的色彩分量。因此，能夠獲得利用比常規(guī)數(shù)目多的色彩數(shù)目表示的解碼圖像。
在采用本發(fā)明的記錄介質(zhì)中，記錄了通過(guò)消除多種色彩分量中的一種色彩分量獲得的編碼數(shù)據(jù)之后，選擇和輸出其余的色彩分量。因此，能夠獲得具有良好質(zhì)量的解碼圖像。
權(quán)利要求
1．一種圖像數(shù)據(jù)編碼方法，所述圖像數(shù)據(jù)包含多個(gè)像素，每個(gè)像素由N種色彩分量組成，所述方法包括在所述N種色彩分量中消除一種色彩分量以選擇N-1種色彩分量；以及編碼所選擇的N-1種色彩分量。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其中，周期性地消除所述N種色彩分量中的每種色彩分量。
3如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)于每個(gè)像素消除一種色彩分量。
4．如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)于每種色彩分量編碼所選擇的N-1種色彩分量。
5．一種圖像數(shù)據(jù)編碼裝置，所述圖像數(shù)據(jù)包含多個(gè)像素，每個(gè)像素由N種色彩分量組成，所述裝置包括用于在所述N種色彩分量中消除一種色彩分量以選擇N-1種色彩分量的裝置；以及用于編碼所選擇的N-1種色彩分量的裝置。
6．如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，周期性地消除所述N種色彩分量中的每種色彩分量。
7．如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，對(duì)于每個(gè)像素消除一種色彩分量。
8．如權(quán)利要求5所述的裝置，其中，對(duì)于每種色彩分量編碼所選擇的N-1種色彩分量。
9．一種圖像數(shù)據(jù)編碼裝置，所述圖像數(shù)據(jù)包含多個(gè)像素，每個(gè)像素由N種色彩分量組成，所述裝置包括選擇器，用于在所述N種色彩分量中消除一種色彩分量以選擇N-1種色彩分量；以及壓縮單元，用于編碼所選擇的N-1種色彩分量。
10．如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述選擇器周期性地消除所述N種色彩分量中的每種色彩分量。
11．如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述選擇器對(duì)于每個(gè)像素消除一種色彩分量。
12．如權(quán)利要求9所述的裝置，其中，所述壓縮單元對(duì)于每種色彩分量編碼所選擇的N-1種色彩分量。
13．一種從編碼圖像畫(huà)面所產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)中產(chǎn)生解碼圖像的方法，所述圖像畫(huà)面包含多個(gè)像素，每個(gè)像素由N種色彩分量組成，所述編碼數(shù)據(jù)是通過(guò)編碼從所述N種色彩分量中消除一種色彩分量后所選擇的N-1種色彩分量而產(chǎn)生的，所述方法包括解碼所述編碼數(shù)據(jù)以產(chǎn)生每個(gè)像素的所述N-1種色彩分量；根據(jù)所產(chǎn)生的與所消除的一種色彩分量相鄰的N-1種色彩分量，產(chǎn)生所消除的那一種色彩分量；以及根據(jù)所產(chǎn)生的N-1種色彩分量和已產(chǎn)生的所消除的那一種色彩分量，產(chǎn)生一像素。
14．如權(quán)利要求13所述的方法，其中，周期性地消除所述N種色彩分量中的每種色彩分量。
15．如權(quán)利要求13所述的方法，其中，對(duì)于每個(gè)像素消除一種色彩分量。
16．如權(quán)利要求13所述的方法，其中，對(duì)于每種色彩分量編碼所述的N-1種色彩分量，并且對(duì)于每種色彩分量解碼所述編碼的N-1種色彩分量。
17．如權(quán)利要求13所述的方法，還包括根據(jù)與所消除的那一種色彩分量色彩相同的相鄰色彩分量，估計(jì)所消除的那一種色彩分量的值；根據(jù)與所消除的那一種色彩分量色彩不同的相鄰色彩分量，計(jì)算用于校正所消除的那一種色彩分量的估計(jì)值的校正值；以及利用計(jì)算出的校正值校正所述估計(jì)值，產(chǎn)生所消除的那一種色彩分量。
18．一種從編碼圖像畫(huà)面所產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)中產(chǎn)生解碼圖像的裝置，所述圖像畫(huà)面包含多個(gè)像素，每個(gè)像素由N種色彩分量組成，所述編碼數(shù)據(jù)是通過(guò)編碼從所述N種色彩分量中消除一種色彩分量后所選擇的N-1種色彩分量而產(chǎn)生的，所述裝置包括用于解碼所述編碼數(shù)據(jù)以產(chǎn)生每個(gè)像素的所述N-1種色彩分量的裝置；用于根據(jù)所產(chǎn)生的與所消除的一種色彩分量相鄰的N-1種色彩分量產(chǎn)生所消除的那一種色彩分量的裝置；以及用于根據(jù)所產(chǎn)生的N-1種色彩分量和已產(chǎn)生的所消除的那一種色彩分量產(chǎn)生一像素的裝置。
19．如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，周期性地消除所述N種色彩分量中的每種色彩分量。
20． 如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，對(duì)于每個(gè)像素消除一種色彩分量。
21．如權(quán)利要求18所述的裝置，其中，對(duì)于每種色彩分量編碼所述的N-1種色彩分量，并且對(duì)于每種色彩分量解碼所述編碼的N-1種色彩分量。
22．如權(quán)利要求18所述的裝置，還包括用于根據(jù)與所消除的那一種色彩分量色彩相同的相鄰色彩分量估計(jì)所消除的那一種色彩分量的值的裝置；用于根據(jù)與所消除的那一種色彩分量色彩不同的相鄰色彩分量計(jì)算用于校正所消除的那一種色彩分量的估計(jì)值的校正值的裝置；以及用于利用計(jì)算出的校正值校正所述估計(jì)值來(lái)產(chǎn)生所消除的那一種色彩分量的裝置。
23．一種從編碼圖像畫(huà)面所產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)中產(chǎn)生解碼圖像的裝置，所述圖像畫(huà)面包含多個(gè)像素，每個(gè)像素由N種色彩分量組成，所述編碼數(shù)據(jù)是通過(guò)編碼從所述N種色彩分量中消除一種色彩分量后所選擇的N-1種色彩分量而產(chǎn)生的，所述裝置包括解壓縮單元，用于解碼所述編碼數(shù)據(jù)以產(chǎn)生每個(gè)像素的所述N-1種色彩分量；以及產(chǎn)生器，用于根據(jù)所產(chǎn)生的與所消除的一種色彩分量相鄰的N-1種色彩分量產(chǎn)生所消除的那一種色彩分量，所述產(chǎn)生器根據(jù)所產(chǎn)生的N-1種色彩分量和已產(chǎn)生的所消除的那一種色彩分量來(lái)產(chǎn)生一像素。
24．如權(quán)利要求23所述的裝置，其中，周期性地消除所述N種色彩分量中的每種色彩分量。
25．如權(quán)利要求23所述的裝置，其中，對(duì)于每個(gè)像素消除一種色彩分量。
26．如權(quán)利要求23所述的裝置，其中，對(duì)于每種色彩分量編碼所選擇的N-1種色彩分量，并且對(duì)于每種色彩分量解碼所述選擇的N-1種色彩分量。
27．如權(quán)利要求23所述的裝置，還包括插值單元，用于根據(jù)與所消除的那一種色彩分量色彩相同的相鄰色彩分量，估計(jì)所消除的那一種色彩分量的值；校正值計(jì)算單元，用于根據(jù)與所消除的那一種色彩分量色彩不同的相鄰色彩分量，計(jì)算用于校正所消除的那一種色彩分量估計(jì)值的校正值；以及校正器，用于利用計(jì)算出的校正值校正所述估計(jì)值，產(chǎn)生所消除的那一種色彩分量。
28．一種存儲(chǔ)有編碼數(shù)據(jù)的記錄介質(zhì)，所述編碼數(shù)據(jù)已通過(guò)編碼圖像產(chǎn)生并已由下列步驟準(zhǔn)備好在所述N種色彩分量中消除一種色彩分量以選擇N-1種色彩分量；以及編碼所選擇的N-1種色彩分量。
29．一種記錄有被記錄信號(hào)的記錄介質(zhì)，所述被記錄信號(hào)包含通過(guò)編碼圖像畫(huà)面產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)，所述圖像畫(huà)面包含多個(gè)像素，每個(gè)像素由N種色彩分量組成，所述編碼數(shù)據(jù)是通過(guò)編碼從所述N種色彩分量中消除一種色彩分量后所選擇的N-1種色彩分量而產(chǎn)生的，在所述記錄介質(zhì)中記錄的所述被記錄信號(hào)中的編碼數(shù)據(jù)由下列步驟解碼解碼所述編碼數(shù)據(jù)以產(chǎn)生每個(gè)像素的所述N-1種色彩分量；根據(jù)所產(chǎn)生的與所消除的一種色彩分量相鄰的N-1種色彩分量，產(chǎn)生所消除的那一種色彩分量；以及根據(jù)所產(chǎn)生的N-1種色彩分量和已產(chǎn)生的所消除的那一種色彩分量，產(chǎn)生一像素。
30．一種記錄有編碼程序的記錄介質(zhì)，所述編碼程序用于編碼圖像數(shù)據(jù)，所述圖像數(shù)據(jù)包含多個(gè)像素，每個(gè)像素由N種色彩分量組成，所述編碼程序包括下列步驟在所述N種色彩分量中消除一種色彩分量以選擇N-1種色彩分量；以及編碼所選擇的N-1種色彩分量。
31．一種記錄有解碼程序的記錄介質(zhì)，所述解碼程序用于從通過(guò)編碼圖像畫(huà)面產(chǎn)生的編碼數(shù)據(jù)中產(chǎn)生解碼圖像，所述圖像畫(huà)面包含多個(gè)像素，每個(gè)像素由N種色彩分量組成，所述編碼數(shù)據(jù)是通過(guò)編碼從所述N種色彩分量中消除一種色彩分量后所選擇的N-1種色彩分量而產(chǎn)生的，所述解碼程序包括下列步驟解碼所述編碼數(shù)據(jù)以產(chǎn)生每個(gè)像素的所述N-1種色彩分量；根據(jù)所產(chǎn)生的與所消除的一種色彩分量相鄰的N-1種色彩分量，產(chǎn)生所消除的那一種色彩分量；以及根據(jù)所產(chǎn)生的N-1種色彩分量和已產(chǎn)生的所消除的那一種色彩分量，產(chǎn)生一像素。
全文摘要
一種編碼方法,消除圖像一像素的R,G,B分量中的一種分量。在第一像素中消除B分量,然后在第一像素右邊的第二像素中消除R分量,再在第二像素右邊的第三像素中消除G分量。以同樣的方式,以三個(gè)像素的周期連續(xù)消除R,G,B分量。在解碼期間,根據(jù)某像素的相鄰像素的色彩分量確定該像素中所消除的色彩分量的估計(jì)值,然后根據(jù)相鄰像素的其余色彩分量計(jì)算校正值。利用計(jì)算的校正值校正所消除的色彩分量的估計(jì)值以產(chǎn)生高質(zhì)量圖像。
文檔編號(hào)H04N11/04GK1224310SQ98123280
公開(kāi)日1999年7月28日 申請(qǐng)日期1998年12月8日 優(yōu)先權(quán)日1997年12月9日
發(fā)明者近藤哲二郎, 小林直樹(shù) 申請(qǐng)人:索尼公司