CN101056410A - 视频信号处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种视频信号处理装置，视频信号处理部(105)对编码动图像数据(DIN)进行译码。图像修正处理部(106)对被译码了的动图像数据(D1)进行修正处理。图像压缩部(107)对由图像修正处理部(106)所修正的动图像数据(D2)进行压缩。图像修正处理部(106)，当被分割成压缩处理尺寸的动图像数据(D1)包含有效视频尺寸区域和该有效视频尺寸区域之外的区域时，对有效视频尺寸区域外的像素进行使用了有效视频尺寸区域内的像素的修正。能不导致电路规模的大幅增大而抑制压缩处理后的动图像数据的像质恶化。

Description

视频信号处理装置
技术领域
本发明涉及对已被编码的动图像数据进行译码和再现的视频信号处理装置，尤其涉及包括有效视频尺寸区域外的像素组的动图像数据的图像压缩扩展。
背景技术
近年来，通过MPEG(Moving Picture Experts Group：运动图像专家组)等图像信息压缩方法对已被编码的动图像数据进行再现的装置的低价竞争愈演愈烈，并正在寻求系统成本的降低。为了谋求成本的降低，对编码后的动图像数据使用频率变换等方式来削减数据量，由此削减存储动图像数据的帧存储器的容量。
图7是表示现有视频信号处理装置结构的图。在图7中，视频信号处理部405具有可变长度编码部401、运动补偿部402、逆量化部403、以及IDCT(Inverter Discrete Cosine Transform：逆离散余弦变换)部404。图像压缩部407由DCT(Discrete Cosine Transform：离散余弦变换)部和IDCT部等构成。图像扩展部408由DCT部和IDCT部等构成。
图7的视频信号处理装置如下述那样动作。首先，按照MPEG2等编码后的编码动图像数据410输入到视频信号处理部405。视频信号处理部405对编码图像数据410进行译码处理，输出动图像数据411。接着，图像压缩部407对动图像数据411进行压缩处理，输出压缩动图像数据413。动图像数据411被按图像压缩部407中的DCT部的DCT尺寸划分，依次被提供到图像压缩部407。从图像压缩部407输出的压缩动图像数据413被存储在帧存储器409中。然后，从帧存储器409读出视频信号处理部405所需要的压缩动图像数据414，由图像扩展部408进行扩展处理。被扩展了的动图像数据415被输入到视频信号处理部405(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开平9-247673号公报
发明内容
近年来的图像信息压缩技术中，包含MPEG方式的各种压缩技术的开发不断向前推进，动图像数据的有效视频尺寸也是多种多样的。因此，还存在有效视频尺寸无法被DCT尺寸等压缩处理尺寸除尽的动图像数据。
在存在这种动图像数据的情况下，有时在包含有效视频尺寸区域之外的像素组的情况下进行压缩处理。即存在这样的情况：被分割成压缩处理尺寸的动图像数据包含有效视频尺寸区域和该区域之外的区域。此时，有可能会导致压缩处理后的动图像数据的像质恶化。
为了避免这样的问题，考虑按照有效视频尺寸来任意变更DCT尺寸，从而实施压缩处理的方法。但是，此时不仅DCT部的运算电路变大，而且用于控制电路的控制部分也将变得复杂，这成为电路规模增大的原因。
鉴于上述问题，本发明的目的在于：在将各种各样的有效视频尺寸的动图像数据作为输入的视频信号处理装置中，不导致电路规模的大幅增大而抑制压缩处理后的动图像数据的像质的恶化。
本发明的视频信号处理装置，包括：视频信号处理部，对编码动图像数据进行译码；图像修正处理部，对从上述视频信号处理部输出的动图像数据进行修正处理；图像压缩部，对由上述图像修正处理部所修正的动图像数据进行压缩；以及图像扩展部，对由上述图像压缩部所压缩的动图像数据进行扩展，当被分割成压缩处理尺寸的上述动图像数据包含有效视频尺寸区域和该有效视频尺寸区域之外的区域时，上述图像修正处理部使用有效视频尺寸区域内的像素对有效视频尺寸区域外的像素进行修正。
根据本发明，在由图像压缩部对被译码了的动图像数据进行压缩前，由图像修正处理部对其进行修正处理。并且，该修正处理中，当被分割成压缩处理尺寸的动图像数据包含有效视频尺寸区域和该有效视频尺寸区域之外的区域时，对有效视频尺寸区域外的像素进行使用了有效视频尺寸区域内的像素的修正。由此，能够提高有效视频尺寸区域内的像素组和有效视频尺寸区域外的像素组的相关性。因此，能够大幅度地降低压缩处理后的动图像数据的像质恶化。另外，这种修正处理仅增加一点点电路规模就可实现。
本发明的视频信号处理装置，包括：视频信号处理部，对编码动图像数据进行译码；图像压缩部，对从上述视频信号处理部输出的动图像数据进行压缩；图像扩展部，对由上述图像压缩部所压缩的动图像数据进行扩展；以及图像修正处理部，参照从上述视频信号处理部输出的动图像数据，对从上述图像扩展部输出的动图像数据进行修正处理，上述图像修正处理部，当被分割成压缩处理尺寸的从上述视频信号处理部输出的动图像数据包含有效视频尺寸区域和该有效视频尺寸区域之外的区域时，将有效视频尺寸区域内的像素中邻接与该有效视频尺寸区域之外的区域的边界的k(k为正整数)个像素保存在暂时保存存储部，并且，对于从上述图像扩展部输出的动图像数据进行修正，即用保存在上述暂时保存存储部中的k个像素来置换该动图像数据中对应于该k个像素的像素。
根据本发明，能够在要压缩被视频信号处理部译码后的动图像数据时，进行修正处理，使压缩处理后的动图像数据的像质恶化大幅度地降低。另外，通过在压缩处理前进行修正处理，不需要生成符合有效视频尺寸区域的运算器，能够抑制电路规模的增大。
附图说明
图1是表示本发明实施方式1～12的视频信号处理装置结构的框图。
图2是表示成为修正处理对象的行数据的示意图。
图3是表示压缩扩展函数的图。
图4是表示取有效视频尺寸区域m＝4时的压缩扩展矩阵的图。
图5是图像修正部的结构例。
图6表示本发明实施方式13的视频信号处理装置结构的框图。
图7是表示现有视频信号处理装置结构的框图。
具体实施方式
以下，参照附图详细说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
图1是表示本发明的实施方式1的视频信号处理装置的结构的框图。在图1中，105是对编码动图像数据DIN进行译码的视频信号处理部，106是对从视频信号处理部105输出的动图像数据D1进行修正处理的图像修正处理部，107是对由图像修正处理部106所修正的动图像数据D2进行压缩的图像压缩部，108是对由图像压缩部107所压缩的动图像数据DC2进行扩展的图像扩展部。视频信号处理部105具有可变长度译码部101、运动补偿部102、逆量化部103、以及IDCT部104。另外，图像压缩部107和图像扩展部108使用频率变换来进行处理。图像压缩部107由DCT部和IDCT部等构成，图像扩展部108由DCT部和IDCT部等构成。
由图像压缩部107所压缩的动图像数据DC1存储在帧存储器109中。并且，从帧存储器109读出视频信号处理部105所需要的压缩动图像数据DC2，由图像扩展部108所扩展的动图像数据DE被提供给视频信号处理部105。本实施方式的视频信号处理装置取为不包含帧存储器109的结构，但也可以取为包含帧存储器109的结构。
说明图1那样构成的视频信号处理装置的动作。
首先，编码动图像数据DIN输入到视频信号处理部105。视频信号处理部105执行译码处理。由视频信号处理部105所译码了的动图像数据D1被分割成图像压缩部107中的压缩处理尺寸，输入到图像修正处理部106。在此，设为分割成图像压缩部107的DCT部的DCT尺寸。图像修正处理部106，当被分割成压缩处理尺寸的动图像数据D1包含有效视频尺寸区域和该区域之外的区域时，对有效视频尺寸区域外的像素使用有效视频尺寸区域内的像素进行修正。通过该修正，能够降低由压缩扩展引起的动图像数据的像质恶化。即，通过在进行图像压缩处理前实施图像修正处理，能够提高有效视频尺寸区域内的像素组和有效视频尺寸区域外的像素组的相关性。关于修正处理的具体内容将在后面说明。
由图像修正处理部106所修正的动图像数据D2被输入到图像压缩部107。图像压缩部107执行压缩处理，输出压缩动图像数据DC1。通过这种压缩处理能够削减数据量。从图像压缩部107输出的压缩动图像数据DC1存储在帧存储器109中。并且，从帧存储器109读出视频信号处理部105所需要的压缩动图像数据DC2，输入到图像扩展部108中。图像扩展部108执行扩展处理，输出扩展动图像数据DE。从图像扩展部108输出的扩展动图像数据DE输入到视频信号处理部105，用于运动补偿处理。
<修正处理>
图像修正处理部106，以沿水平方向排列的、由有效视频尺寸区域内的有效像素组和有效视频尺寸区域外的修正对象像素组构成的行为单位来执行修正处理。在此，将行方向取为水平方向，但行中的像素排列不限于水平方向，也可以根据视频信号处理装置取为纵向等方向。
图2是表示成为修正处理的对象的行数据的示意图。如图2所示，行数据211具有n个像素，由有效视频尺寸区域内的有效像素组211a[X1 X2...Xm]和有效视频尺寸区域外的修正对象像素组211b[Z1Z2...Zn-m]构成。n与压缩处理尺寸(水平方向)相同，为1以上的整数，m是有效像素组211a的像素数，为1以上的整数。
图像修正处理部106，使用有效像素组211a[X1 X2...Xm]来对修正对象像素组211b[Z1 Z2...Zn-m]进行修正。由此，能够大幅度地降低压缩处理后的动图像数据DC1的像质恶化。
在本实施方式中，具体而言，进行如下修正处理。即，将修正对象像素组211b[Z1Z2...Zn-m]分别置换为有效像素组211a[X1X2...Xm]中的最后像素Xm。通过这样的修正处理，能够避免使图像频率在有效视频尺寸区域边界产生变化，可得到能够降低马赛克噪音(BlockNoise)发生的效果。
在此，将压缩尺寸n取为8，将有效像素组211a的像素数m取为4。此时，行数据211[X1 X2 X3 X4 Z1 Z2 Z3 Z4]被进行修正，Z1～Z4分别被置换成X4，从而变为[X1 X2 X3 X4 X4 X4 X4X4]。
由修正处理带来的像质改善的效果评价如下。
例如，将动图像数据压缩1/2而存储在帧存储器109中时，在输出图像的情况下，需要扩展2倍即扩展为与原来的动图像数据等倍。另外，将视频信号处理部105所需要的动图像数据从帧存储器109读出时，需要将压缩动图像数据扩展为原来的像素单位。
因此，在本实施方式中，并不使用帧存储器109上的像素值，而是使用压缩后再次被扩展了的动图像数据进行修正处理的评价。当图像压缩部107的压缩函数取为f(x)，图像扩展部108的扩展函数取为g(x)时，用于计算压缩扩展后的像素值的压缩扩展函数h(x)能通过压缩函数f(x)与扩展函数g(x)相乘来得到。能够通过使用该压缩扩展函数h(x)来评价由修正处理带来的改善效果。
在本实施方式中，如图3那样定义压缩扩展函数h(x)。此时，对于行数据211[X1 X2 X3 X4 Z1 Z2 Z3 Z4]，压缩扩展后的像素Yi(i＝1～8)能由下面的公式算出(其中n＝8，m＝4)。
Yi＝(a1i×X1+a2i×X2+...+a8i×Z4)/100
因为只对有效像素组211a[X1 X2 X3 X4]进行评价即可，所以不需要仅是Y5～Y8的运算所需的系数aj5、aj6、aj7、aj8(j＝1～8)。因此，在以后的评价中将采用图4所示的压缩扩展矩阵h(x)。
首先，假定有效像素组211a单调增加，修正对象像素组211b为0。例如，当行数据211＝[70 85 120 150 0 0 0 0]时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 150 150150 150]。压缩扩展后的数据成为[73 88 113 150 150 158147 151]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[67 79 141 143 11 0 8 0]。其结果，对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，在本实施方式为[3 3-70]，而以往为[-3 -6 21 -7]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。原本动图像数据只提供正整数，压缩动图像数据和扩展动图像数据也为正整数，但此处的精度比较直接使用了用图像压缩矩阵计算出的结果。
另外，假定修正对象像素组211b为255，例如行数据211＝[70 85120 150 255 255 255 255]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 150 150 150 150]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，以往为[7 10 -27 6]，而本实施方式为[3 3 -7 0]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定修正对象像素组211b为随机值，例如行数据211＝[7085 120 150 187 73 158 170]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 150 150 150 150]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，以往为[9 5 -8 13]，而本实施方式为[3 3 -7 0]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定有效像素组211a的像素值上下变化，例如行数据211＝[40 80 60 50 0 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[40 80 60 50 50 50 50 50]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[40 80 60 50]的误差，以往为[-4 -10 14 -3]，而在本实施方式为[-2 -7 5 0]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式2)
本发明的实施方式2的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，通过有效像素组211a[X1 X2...Xm]的对称插值对修正对象像素组211b[Z1Z2...Zn-m]进行修正。在此，对称插值是指以有效像素组211a和修正对称像素组211b的边界为中心，对修正对象像素组211b进行修正，使得有效像素组211a和修正对象像素组211b对称。通过这样的修正处理，能够在有效视频尺寸区域内外使图像频率特性和像素平均值近似，可得到能够降低由压缩扩展带来的动图像数据像质恶化的效果。
与实施方式1同样，当取n＝8，m＝4时，行数据211[X1 X2 X3X4 Z1 Z2 Z3 Z4]通过修正，Z1～Z4分别被置换成X4～X1，从而变为[X1 X2 X3 X4 X4 X3 X2 X1]。
对本实施方式中的修正处理带来的像质改善的效果进行评价。
首先，假定有效像素组211a单调增加，修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[70 85 120 150 0 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 150 12085 70]。压缩扩展后的数据成为[70 89 116 154 147 101 8272]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[67 79 141 143 11 0 8 0]。其结果，相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，在本实施方式为[0 4 -44]，而以往为[-3 -6 21 -7]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定修正对象像素组211b为255，例如行数据211＝[70 85120 150 255 255 255 255]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 150 120 85 70]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，以往为[7 10 -27 6]，而在本实施方式为[0 4 -4 4]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定修正对象像素组211b为随机值，例如行数据211＝[70 85 120 150 187 73 158 170]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 150 120 85 70]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[70 85 120150]的误差，以往为[9 5 -8 13]，而本实施方式为[0 4 -4 4]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定有效像素组211a的像素值上下变化，例如行数据211＝[40 80 60 50 0 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[40 80 60 50 50 60 80 40]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[40 80 60 50]的误差，以往为[-4 -10 14 -3]，而在本实施方式为[1 -12 7 1]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式3)
本发明的实施方式3的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。在本实施方式中，通过使用有效像素组中的边界附近的像素的差量来考虑像素值的变化方向。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，首先，使用有效像素组211a的最后2个像素Xm-1、Xm将修正对象像素组211b中邻接有效像素组的像素Z1修正为(2Xm-Xm-1)。即Z1＝2Xm-Xm-1＝Xm+(Xm-Xm-1)，考虑了像素值的变化方向。然后，通过以修正后的像素Z1为中心的有效像素组211a[X1 X2...Xm]的对称插值，来对修正对象像素组211b的其余像素[Z2...Zn-m]进行修正。此处的对称插值是指以像素Z1为中心对修正对象像素组211b的其余像素进行修正，使得有效像素组211a和修正对象像素组211b对称。通过这样的修正处理，能够在有效视频尺寸区域边界进行考虑了动图像数据的图像频率变化方向的修正。另外，能够在有效视频尺寸区域内外使图像频率特性和像素平均值近似。因此，可得到能够降低由压缩扩展带来的动图像数据的像质恶化的效果。
与实施方式1同样，当取n＝8，m＝4时，行数据211[X1 X2 X3X4 Z1 Z2 Z3 Z4]通过修正，Z1被置换成(2×X4-X3)，Z2～Z4分别被置换成X4～X2，从而变为[X1 X2 X3 X4(2×X4-X3)X4 X3 X2]。
对本实施方式中的修正处理带来的像质改善的效果进行评价。
首先，假定有效像素组211a单调增加，修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[70 85 120 150 0 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，Z1＝2×150-120＝180，则行数据211被修正为[70 85 120 150 180 150 120 85]。压缩扩展后的数据成为[72 88 112 156 172 164 112 90]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[67 79 141143 11 0 8 0]。其结果，相对于有效像素组211a[70 85 120150]的误差，在本实施方式为[2 3-8 6]，而以往为[-3 -6 21-7]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定修正对象像素组211b为255，例如行数据211＝[70 85120 150 255 255 255 255]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 180 150 120 85]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，以往为[7 10 -27 6]，而在本实施方式为[2 3 -8 6]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定修正对象像素组211b为随机值，例如行数据211＝[7085 120 150 187 73 158 170]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 180 150 120 85]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，以往为[9 5 -8 13]，而本实施方式为[2 3 -8 6]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定有效像素组211a的像素值上下变化，例如行数据211＝[40 80 60 50 0 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[40 80 60 50 40 50 60 80]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[40 80 60 50]的误差，以往为[-4 -10 14 -3]，而在本实施方式为[-2 -6 4 -2]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式4)
本发明的实施方式4的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，通过以有效像素组211a的最后像素Xm为中心的有效像素组211a[X1 X2...Xm]的对称插值，来对修正对象像素组211b[Z1 Z2...Zn-m]进行修正。通过这样的修正处理，能够在有效视频尺寸区域内外使图像频率特性和像素平均值近似，可得到能够降低由压缩扩展带来的动图像数据的像质恶化的效果。
与实施方式1同样，当取n＝8，m＝4时，行数据211[X1 X2 X3X4 Z1 Z2 Z3 Z4]，通过修正变为[X1 X2 X3 X4 X3 X2 X1X2]。
首先，假定有效像素组211a单调增加，修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[70 85 120 150 0 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 120 85 7085]。压缩扩展后的数据成为[69 87 121 151 118 88 70 85]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[67 79 141 143 11 0 8 0]。其结果，相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，在本实施方式为[-1 2 1 1]，而以往为[-3 -6 21 -7]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定修正对象像素组211b为255，例如行数据211＝[70 85120 150 255 255 255 255]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 120 85 70 85]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，以往为[7 10 -27 6]，而在本实施方式为[-1 2 11]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定修正对象像素组211b为随机值，例如行数据211＝[7085 120 150 187 73 158 170]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 120 85 70 85]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，以往为[9 5 -8 13]，而本实施方式为[-1 2 1 1]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
另外，假定有效像素组211a的像素值上下变化，例如行数据211＝[40 80 60 50 0 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[40 80 60 50 50 60 80 40]。在这种情况下，压缩扩展后的数据相对于有效像素组211a[40 80 60 50]的误差，以往为[-4 -10 14 -3]，而本实施方式为[-5 1 -2 -4]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式5)
本发明的实施方式5的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，首先，将修正对象像素组211b中邻接有效像素组的像素Z1修正为通过使用有效像素组211a的最后k个像素(k为3以上的整数)的函数而运算出的值。然后，通过以修正后的像素Z1为中心的有效像素组211a[X1X2...Xm]的对称插值，来对修正对象像素组211b的其余像素[Z2...Zn-m]进行修正。
上述函数取为对有效像素组211a的最后像素分别加上将像素间的差量乘以系数后得到的值的函数。此时，系数最好是离要修正的像素Z1越远就越小的值。由此，能够使离要修正的像素Z1近的像素间的变化量的权重大，使离得远的像素间的变化量的权重小。通过这样的修正处理，能够考虑有效视频尺寸区域内的图像频率特性而对修正对象像素组的最前面的像素进行修正。另外，通过有效像素组的对称插值，能进行考虑了整体的图像频率特性和像素平均值的修正。因此，可得到能够降低由压缩扩展带来的动图像数据的像质恶化的效果。
在此，取n＝8，m＝5，k＝3。即，通过使用了有效像素组211a的最后3个像素[X3 X4 X5]的函数，来对像素Z1进行修正。另外，把要乘以像素间的差量的系数按离像素Z1从近到远的顺序取为3/4、1/4。即修正为Z1＝X5+(X5-X4)×3/4+(X4-X3)×1/4。
对本实施方式中的修正处理带来的像质改善的效果进行评价。
假定修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[80 90 100120 110 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[80 90 100 120 110 108 110 120]。压缩扩展后的数据成为[81 88 98 120 118 45 110 121]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，成为[76 82 106 131 88 23 -178]。其结果，对于有效像素组211a[80 90 100 120 110]的误差，在本实施方式中为[1 -2 -2 0 1]，而以往为[-4 -8 6 11-23]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
乘以像素间的差量的系数并不限于3/4、1/4。另外，用于函数所使用的像素个数k也不限于3个。
如图5所示，图像修正处理部106也可以具有保存上述函数的系数的寄存器106a。通过这样的结构，可以将设定为3/4、1/4的系数任意地进行变更，例如变更为2/3、1/3。由此，按照动图像数据的特征，能够确定以怎样的程度考虑有效像素的变化比率，因此能够执行更合适的修正处理。
(实施方式6)
本发明的实施方式6的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，依次使用有效像素组211a[X1 X2...Xm]置换修正对象像素组211b[Z1Z2...Zn-m]。通过这样的修正处理，能够抑制有效视频尺寸区域边界附近的频率变化和像素平均值的较大变动，可得到能够降低由压缩扩展带来的动图像数据的像质恶化的效果。
与实施方式1同样，当取n＝8，m＝4时，行数据211[X1 X2 X3X4 Z1 Z2 Z3 Z4]，通过修正Z1～Z4分别被置换为X1～X4，行数据211变为[X1 X2 X3 X4 X1 X2 X3 X4]。
对本实施方式中的修正处理带来的像质改善的效果进行评价。
假定有效像素组211a单调增加，修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[70 85 120 150 0 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[70 85 120 150 70 85 120150]。压缩扩展后的数据成为[74 84 121 143 78 81 124146]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[67 79 141 143 11 0 8 0]。其结果，相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，在本实施方式为[4 -1 1-7]，而以往为[-3 -6 21 -7]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式7)
本发明的实施方式7的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。在本实施方式中，如图5所示，图像修正处理部106具有寄存器106a。并且，该寄存器106a保存用于对修正对象像素组211b进行修正的修正值。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，将修正对象像素组211b[Z1 Z2...Zn-m]修正为保存在寄存器106a中的修正值。通过根据动图像数据的特征设定修正值，能够使图像频率的高低和像素平均值发生变化。因此，可得到能够降低由压缩扩展带来的动图像数据的像质恶化的效果。
在此，取n＝8，m＝5时，在寄存器106a中保存修正值[0 0 255]。此时，行数据211[X1 X2 X3 X4 X5 Z1 Z2 Z3]，通过修正Z1～Z3分别被置换为0、0、255，从而行数据211变为[X1 X2 X3 X4 X50 0 255]。
对本实施方式中的修正处理带来的像质改善的效果进行评价。
假定有效像素组211a中高频成分变大，修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[100 150 90 120 80 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[100 150 90 120 80 0 0255]。压缩扩展后的数据成为[99 148 99 106 94 -33 7249]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[99 121 120 117 68 19 -19 10]。其结果，相对于有效像素组211a[100 150 90 120 80]的误差，在本实施方式为[-1-2 9-14 14]，而以往为[-1 -29 30 -3 -13]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式8)
本发明的实施方式8的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。在本实施方式中，如图5所示，图像修正处理部106具有寄存器106a。并且，该寄存器106a保存在用于对修正对象像素组211b进行修正的运算中使用的修正值。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，首先，对有效像素组211a[X1 X2...Xm]计算像素平均值XAVE。然后，将修正对象像素组211b[Z1 Z2...Zn-m]修正为把保存在寄存器106a中的修正值加上像素平均值XAVE后得到的值。通过这样的修正处理，以有效像素组的像素平均值为基准进行修正，因此，能够将修正对象像素组修正为接近于像素平均值的值。因此，可得到能够在压缩扩展时降低像质恶化的效果。
在此，取n＝8，m＝5时，在寄存器106a中保存修正值[-10 2010]。此时，行数据211[X1 X2 X3 X4 X5 Z1 Z2 Z3]，通过修正变为[X1 X2 X3 X4 X5 XAVE-10 XAVE+20 XAVE+10]。其中，XAVE＝(X1+X2+X3+X4+X5)/5。
对本实施方式中的修正处理带来的像质改善的效果进行评价。
假定修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[120 110 140130 125 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，被修正为[120 110 140 130 125 115 145 135]。压缩扩展后的数据成为[118 112 128 144 115 46 141 138]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[110 111 134156 95 23 -15 8]。其结果，相对于有效像素组211a[120 110140 130 125]的误差，本实施方式为[-2 2 -12 14 -10]，而以往为[-10 1 -6 26 -30]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式9)
本发明的实施方式9的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。在本实施方式中，将要进行修正的所属行的前两行的数据用于修正。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，将修正对象像素组211b的各个像素修正为(2Xl-Xl-1)与(2Xp-Xp-1)的平均值。在此，Xl-1、Xl是同一行的前2个像素，Xp是前一行前一列的像素，Xp-1是前两行前两列的像素。(2Xl-Xl-1)是考虑了前面紧邻的像素值的变化方向的修正值，(2Xp-Xp-1)是考虑了斜上方向的前面紧邻的像素值的变化方向的修正值。通过这样的修正处理，使用按两个方向计算出的修正值对修正对象像素组的各像素进行修正，因此，能够使修正精度提高。因此，可得到能够降低由压缩扩展所带来的动图像数据的像质恶化的效果。
对本实施方式中的修正处理带来的像质改善的效果进行评价。
假定修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[115 125 130130 120 0 0 0]。另外，将前一行的行数据取为[115 130 135135 130 0 0 0]，将前两行的行数据取为[120 130 135 140130 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，行数据211被修正为[115 125 130 130 120 115 113 110]。压缩扩展后的数据成为[112 122 127 137 117 120 112 113]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[107118 134 149 93 24 -18 10]。其结果，相对于有效像素组211a[115 125 130 130 120]的误差，本实施方式为[-3 -3-3 7 -3]，而以往为[-8 -8 4 19 -27]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式10)
本发明的实施方式10的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。在本实施方式中，将要进行修正的所属行的前两行和后两行的数据用于修正。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，将修正对象像素组211b的各个像素修正为(2Xl-Xl-1)、(2Xp-Xp-1)、(2Xq-Xq-1)的平均值。在此，Xl-1、Xl是同一行的前2个像素，Xp是前一行前一列的像素，Xp-1是前两行前两列的像素，Xq是后一行前一列的像素，Xq-1是后两行前两列的像素。(2Xl-Xl-1)是考虑了前面紧邻的像素值的变化方向的修正值，(2Xp-Xp-1)是考虑了斜上方向的前面紧邻的像素值的变化方向的修正值，(2Xq-Xq-1)是考虑了斜下方向的前面紧邻的像素值的变化方向的修正值。通过这样的修正处理，使用按三个方向计算出的修正值对修正对象像素组的各像素进行修正，因此，能够使修正精度提高。因此，可得到能够降低由压缩扩展所带来的动图像数据的像质恶化的效果。
对本实施方式中的修正处理带来的像质改善的效果进行评价。
假定修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[115 125 130130 120 0 0 0]。另外，将前一行的行数据取为[115 130 135135 130 0 0 0]，将前两行的行数据取为[120 130 135 140130 0 0 0]，将后一行的行数据取为[110 125 125 120 1100 0 0]，将后两行的行数据取为[110 120 115 110 115 0 00]。此时，通过本实施方式的修正处理，行数据211被修正为[115 125130 130 120 112 106 99]。压缩扩展后的数据成为[111 122128 137 116 117 105 102]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[107 118 134 149 9324 -18 10]。其结果，相对于有效像素组211a[115 125 130130 120]的误差，本实施方式为[-4 -3 -2 7 -4]，而以往为[-8 -8 4 19 -27]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式11)
本发明的实施方式11的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。在本实施方式中，将要进行修正的所属行的前两行的数据用于修正。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，将修正对象像素组211b中邻接有效像素组211a的像素Z1修正为(2Xm-Xm-1)与(2Xp-Xp-1)的平均值。在此，Xm、Xm-1是有效像素组211a的最后两个像素，Xp是前一行前一列的像素，Xp-1是前两行前两列的像素。(2Xm-Xm-1)是考虑了前面紧邻的像素值的变化方向的修正值，(2Xp-Xp-1)是考虑了斜上方向的前面紧邻的像素值的变化方向的修正值。并且，通过以修正后的像素Z1为中心的有效像素组211a的对称插值，对修正对象像素组211b中剩余的像素进行修正。通过这样的修正处理，使用按两个方向计算出的修正值对修正对象像素组中邻接有效像素组的像素进行修正，因此，能够使修正精度提高。因此，可得到能够降低由压缩扩展所带来的动图像数据的像质恶化的效果。
对本实施方式中的修正处理带来的像质改善的效果进行评价。
假定修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[115 125 130130 120 0 0 0]。另外，将前一行的行数据取为[115 130 135135 130 0 0 0]，将前两行的行数据取为[120 130 135 140130 0 0 0]。此时，通过本实施方式的修正处理，行数据211被修正为[115 125 130 130 120 115 120 130]。压缩扩展后的数据成为[112 123 126 136 118 120 119 132]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[107118 134 149 93 24 -18 10]。其结果，相对于有效像素组211a[115 125 130 130 120]的误差，本实施方式为[-3 -2-4 6 -2]，而以往为[-8 -8 4 19 -27]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式12)
本发明的实施方式12的视频信号处理装置的结构与实施方式1相同。不过，图像修正处理部106的修正处理的内容与实施方式1不同。在本实施方式中，将要进行修正的所属行的前两行和后两行的数据用于修正。
具体而言，图像修正处理部106进行如下的修正处理。即，将修正对象像素组211b中邻接有效像素组211a的像素Z1修正为(2Xm-Xm-1)、(2Xp-Xp-1)、(2Xq-Xq-1)的平均值。在此处，Xm、Xm-1是有效像素组211a的最后2个像素，Xp是前一行前一列的像素，Xp-1是前两行前两列的像素，Xq是后一行前一列的像素，Xq-1是后两行前两列的像素。(2Xm-Xm-1)是考虑了前面紧邻的像素值的变化方向的修正值，(2Xp-Xp-1)是考虑了斜上方向的前面紧邻的像素值的变化方向的修正值，(2Xq-Xq-1)是考虑了斜下方向的前面紧邻的像素值的变化方向的修正值。并且，通过以修正后的像素Z1为中心的有效像素组211a的对称插值，对修正对象像素组211b中剩余的像素进行修正。通过这样的修正处理，使用按三个方向计算出的修正值对修正对象像素组中邻接有效像素组的像素进行修正，因此，能够使修正精度提高。因此，可得到能够降低由压缩扩展所带来的动图像数据的像质恶化的效果。
对本实施方式中的修正处理带来的像质改善的效果进行评价。
假定修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[115 125 130130 120 0 0 0]。另外，将前一行的行数据取为[115 130 135135 130 0 0 0]，将前两行的行数据取为[120 130 135 140130 0 0 0]，将后一行的行数据取为[110 125 125 120 1100 0 0]，将后两行的行数据取为[110 120 115 110 115 0 00]。此时，通过本实施方式的修正处理，行数据211被修正为[115 125130 130 120 112 120 130]。压缩扩展后的数据成为[113 123126 137 117 118 118 132]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[107 118 134 149 9324 -18 10]。其结果，相对于有效像素组211a[115 125 130130 120]的误差，本实施方式为[-2 -2 -4 7 -3]，而以往为[-8 -8 4 19 -27]。即，能够确认本实施方式带来的像质改善结果。
(实施方式13)
图6是本发明的实施方式13的视频信号处理装置的结构的框图。在图6中，对与图1相同的构成要素附加相同的标号，在此省略其详细说明。
在图6中，图像修正处理部120对从图像扩展部108输出的动图像数据DE进行修正处理，修正后的动图像数据DE2输出到视频信号处理部105。此时，参照从视频信号处理部105输出的动图像数据D1。图像修正处理部120具有暂时保存存储部120a。
具体而言，图像修正处理部120进行如下处理。即，图像修正处理部120，当分为压缩处理尺寸的动图像数据D1包含有效视频尺寸区域和该有效视频尺寸区域之外的区域时，将有效视频尺寸区域内的像素中邻接与该有效视频尺寸区域之外的区域的边界的k个像素(k为正整数)保存在暂时保存存储部120a。并且，对于从图像扩展部108输出的动图像数据DE，进行用保存在暂时保存存储部120a中的k个像素来置换与此对应的像素的修正。通过这样的修正，在有效视频尺寸区域的边界上使用压缩扩展前的像素，因而可以得到能降低由压缩扩展所带来的动图像数据的像质恶化的效果。
图像修正处理部120如图2所示的行数据那样，以由沿水平方向排列的、有效视频尺寸区域内的有效像素组和有效视频尺寸区域外的修正对象像素组构成的行为单位来执行修正处理。在此，以行方向为水平方向，但行中像素的排列不限于水平方向，也可以根据视频信号处理装置取为纵向等方向。
在此，取n＝8、m＝4、k＝1。并且，假定有效像素组211a单调增加，修正对象像素组211b为0，例如行数据211＝[70 85 120150 0 0 0 0]。此时，在图像修正处理部120的暂时保存存储部120a保存有150(＝X4)，压缩扩展后的数据为[67 80 141 143 10-16 9 -6]，在该数据中，将143(＝X4)置换为保存在暂时保存存储部120a中的150。通过这种修正，成为[67 80 141 150 10-16 9 -6]。另一方面，如以往那样不进行修正处理的情况下，压缩扩展后的数据为[67 79 141 143 11 0 8 0]。其结果，相对于有效像素组211a[70 85 120 150]的误差，本实施方式为[-3 -6 21 0]，而以往为[-3 -6 21 -7]。即，能够确认修正有效像素组的最后像素带来的像质改善结果。
在以上的例子中，进行置换的像素取为1个像素，但不限于此，例如也可以根据视频信号处理装置进行2个像素以上的置换。
工业上利用的可能性
根据本发明，对于各种各样的有效视频尺寸的动图像数据，能够不导致电路规模的大幅增大而抑制压缩处理后的动图像数据的像质恶化，因此，例如将其作为节省存储器尺寸来进行译码处理的视频信号处理装置等是有用的。

Claims (17)

1.一种视频信号处理装置，其特征在于，包括：
视频信号处理部，对编码动图像数据进行译码；
图像修正处理部，对从上述视频信号处理部输出的动图像数据进行修正处理；
图像压缩部，对由上述图像修正处理部所修正的动图像数据进行压缩；以及
图像扩展部，对由上述图像压缩部所压缩的动图像数据进行扩展，
当被分割成压缩处理尺寸的上述动图像数据包含有效视频尺寸区域和该有效视频尺寸区域之外的区域时，上述图像修正处理部使用有效视频尺寸区域内的像素对有效视频尺寸区域外的像素进行修正。
2.根据权利要求1所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部以行为单位进行修正处理，其中，该行由沿水平方向或纵向排列的、有效视频尺寸区域内的有效像素组和有效视频尺寸区域外的修正对象像素组构成。
3.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部将上述修正对象像素组置换为上述有效像素组中的最后像素。
4.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部通过以上述有效像素组和上述修正对称像素组的边界为中心的上述有效像素组的对称插值来对上述修正对象像素组进行修正。
5.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部将上述修正对象像素组中邻接上述有效像素组的像素修正为(2Xm-Xm-1)，并通过以上述修正后的像素为中心的上述有效像素组的对称插值来对上述修正对象像素组中剩余的像素进行修正，其中Xm-1、Xm是上述有效像素组的最后2个像素。
6.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部通过以上述有效像素组的最后像素为中心的上述有效像素组的对称插值来对上述修正对象像素组进行修正。
7.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部将上述修正对象像素组中邻接上述有效像素组的像素修正为通过使用了上述有效像素组的最后k个像素的函数而计算出的值，并通过以上述修正后的像素为中心的对称插值来对上述修正对象像素组中剩余的像素进行修正，其中k为3以上的整数。
8.根据权利要求7所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部具有保存上述函数的系数的寄存器。
9.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部依次使用上述有效像素组来对上述修正对象像素组进行置换。
10.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部具有保存修正值的寄存器，并将上述修正对象像素组修正为保存在上述寄存器中的修正值。
11.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部具有保存修正值的寄存器，并且，计算上述有效像素组的像素平均值，且将上述修正对象像素组修正为将保存在上述寄存器中的修正值加上上述像素平均值后得到的值。
12.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部使用上述行的前两行，将上述修正对象像素组的各个像素修正为(2Xl-Xl-1)与(2Xp-Xp-1)的平均值，其中，Xl-1、Xl是同一行的前两个像素，Xp是前一行前一列的像素，Xp-1是前两行前两列的像素。
13.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部使用上述行的前两行和后两行，将上述修正对象像素组的各个像素修正为(2Xl-Xl-1)、(2Xp-Xp-1)和(2Xq-Xq-1)的平均值，其中，Xl-1、Xl是同一行的前两个像素，Xp是前一行前一列的像素，Xp-1是前两行前两列的像素，Xq是后一行前一列的像素，Xq-1是后两行前两列的像素。
14.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部使用上述行的前两行，将上述修正对象像素组中邻接上述有效像素组的像素修正为(2Xm-Xm-1)与(2Xp-Xp-1)的平均值，并通过以上述修正后的像素为中心的对称插值来对上述修正对象像素组中剩余的像素进行修正，其中，Xm-1、Xm是上述有效像素组的最后2个像素，Xp是前一行前一列的像素，Xp-1是前两行前两列的像素。
15.根据权利要求2所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像修正处理部使用上述行的前两行和后两行，将上述修正对象像素组中邻接上述有效像素组的像素修正为(2Xm-Xm-1)、(2Xp-Xp-1)和(2Xq-Xq-1)的平均值，并通过以上述修正后的像素为中心的对称插值来对上述修正对象像素组中剩余的像素进行修正，其中，Xm-1、Xm是上述有效像素组的最后两个像素，Xp是前一行前一列的像素，Xp-1是前两行前两列的像素，Xq是后一行前一列的像素，Xq-1是后两行前两列的像素。
16.根据权利要求1所述的视频信号处理装置，其特征在于：
上述图像压缩部和上述图像扩展部使用频率变换进行处理。
17.一种视频信号处理装置，其特征在于，包括：
视频信号处理部，对编码动图像数据进行译码；
图像压缩部，对从上述视频信号处理部输出的动图像数据进行压缩；
图像扩展部，对由上述图像压缩部所压缩的动图像数据进行扩展；以及
图像修正处理部，参照从上述视频信号处理部输出的动图像数据，对从上述图像扩展部输出的动图像数据进行修正处理，
其中，当被分割成压缩处理尺寸的从上述视频信号处理部输出的动图像数据包含有效视频尺寸区域和该有效视频尺寸区域之外的区域时，上述图像修正处理部将有效视频尺寸区域内的像素中邻接与该有效视频尺寸区域之外的区域的边界的k个像素保存在暂时保存存储部中，并对从上述图像扩展部输出的动图像数据进行修正，即用保存在上述暂时保存存储部中的k个像素来置换与此对应的像素，其中k为正整数。
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