CN1234939A - 减少数据块失真的方法和装置及编码数据的方法和装置 - Google Patents

Abstract

一个数据块失真减少装置包括:编码难度检测装置3,从输入图象数据中检测表示编码难度的参数;参数计算装置4,从输入图象数据中计算确定数据块失真的参数;数据块失真确定装置6,根据表示编码难度参数的检测结果和所得到的参数计算结果确定数据块失真;修正值计算装置7,计算减少数据块失真的修正值;以及将输入图象数据用与数据块失真的确定结果对应的修正值进行修正以产生输出的装置。

Description

减少数据块失真的方法和装置 及编码数据的方法和装置

本发明涉及一种用于在将静止图象数据或活动图象数据这样的输入数据组成数据块以使其进行一个DCT编码处理的数据块编码中减少产生的数据块失真的方法和装置并涉及在减少数据块失真的同时用于编码数据的方法和装置。

迄今为止，数据块编码方法，例如数据块DCT(离散余弦变换)方法，作为一种有效地压缩和编码类似静止图象数据、活动图象数据等的编码方法已为人所知。

当图象数据或类似数据被数据块编码方法压缩/解压，数据块失真(数据块噪声)有时会产生。与压缩比率成正比，失真是容易产生的。由于DCT编码处理是在封闭空间的一个数据块中被安排进行变换，没有考虑穿过数据块边界的相关，穿过数据块边界的连续性不能被保持。这样，产生于边界区域的再现数据的数值与相邻数据块的偏差，显然成为噪声。由于当图象数据以数据块为单位编码时产生的数据块失真具有一定规则的类型，前述的数据块失真与通常的随机噪声相比就更是显而易见的。因此，前述的失真严重恶化了图象质量。

为了减少数据块失真，文献“基于MC-DCT编码方法的噪声消除滤波器”(Ida与Datake,7-35,1990年电子信息协会春季全国会议演讲论文)公开了一项边缘即一个图象的最初的信息被保留的技术。并且，边缘的噪声通过采用量化步骤被消除以确定滤波器是打开或关闭。此外，处理方向变为进行多个处理。而且，文献“图象编码数据块中适应性噪声消除滤波器的特征”(Izawa，第74卷，第89-100页，Shinshu大学工程系学报)公开了一项外围数据块同样被解压以使其进行DCT处理从而使噪声频率分量被消除的技术。

然而，在以前的方法中，噪声消除滤波器被打开或关闭存在一个问题，图象的高频分量被忽略，这样尽管处理被容易地进行但分辨率恶化。

近来的方法中采用适应性噪声消除滤波器能够有效地减少数据块失真且保持分辨率。然而，必须进行一个复杂的处理，这样不能实现降低成本。因此，前述的方法不是消费应用的首选方法。

更为不好的是，产生了由于数据块失真的错误确定使数据块失真不能完全地被消除这样一个问题。另一个问题产生于边缘被错误地纠正，导致形成伪边缘。

被数据块编码方法编码的位数据流速率为了适应被设置为不同位速率的设备时常被转变成不同的位数据流位速率，例如从8Mbps(兆位每秒)到4Mbps。

当被数据块编码方法编码的位数据流速率被转换以被再一次编码，即便在被一个解码器解码的图象中产生了数据块噪声仍旧执行编码处理。

因此，在重编码或格式转换情况下，当一个运动矢量被检测到使得运动补偿被采用以进行预编码，由于数据块噪声造成的干扰使检测运动矢量的精度恶化。

数据块噪声产生的位置取决于数据块间边界的位置。因此，当通过采用一种数据块间边界的位置相同使得一个图象中的数据块噪声在其中产生的数据块噪声没有被消除的编码方法进行重编码或用于格式的编码时，产生了数据块噪声在再现图象中分外突出的问题。

数据块编码图象数据方法是通过联合利用一个图象中相关的DCT、利用帧间相关的运动补偿和利用代码串的相关的霍夫曼编码组成的MPEG(运动图象专家组)示例。

从前述可知，本发明的一个目的是给出一个用于减少数据块失真的方法和装置，其要求处理简单且通过它高频分量的忽略可被减少，数据块失真的减少或消除可被稳定地实现，当数据块失真被确定时产生错误的确定被减少，在检测发生于当进行重编码时的运动矢量的精确度中的失真可被减少且数据块噪声可被减少并给出一个能够减少数据块噪声的编码方法和编码装置。

为了达到上述目的，根据本发明的一个方面，这里给出了一个减少当图象数据被块编码时产生的数据块失真的方法，该方法包括步骤：从输入图象数据中检测一个表示编码难度的参数；从输入图象数据中计算一个用于确定数据块失真的参数；根据表示编码难度参数的检测结果和参数计算结果确定数据块失真；计算一个用于减少数据块失真的修正值；并用与数据块失真的确定结果对应的修正值修正输入图象数据以产生输出。

当从输入图象数据中获得的表示编码难度的参数为了减少数据块失真的目的用于确定数据块失真时，确定可以有效地进行且错误的确定可被减少。

图1所示为一个按照本发明的第一实施例的一个数据块失真减少装置的结构实例的方框图；

图2A为一个表示一个易被编码的样本的运动矢量差值MV和采样数之间关系的曲线图；

图2B为一个表示一个不易被编码的样本的运动矢量差值MV和采样数之间关系的曲线图；

图3A为一个表示一个易被编码的样本的IDCT系数值和采样数之间关系的曲线图；

图3B为一个表示一个不易被编码的样本的IDCT系数值和采样数之间关系的曲线图；

图4为在一帧中求出IDCT系数和运动矢量差异的计算实例的示意图；

图5为在一个数据块边界的垂直方向上求出编码难度的方法实例的示意图；

图6为在一个DCT数据块边界附近用于描述求出垂直相关度方法的象素的示意图；

图7为在一个数据块边界附近用于纠正数据块失真的象素的示意图；

图8所示为一个按照本发明的第二实施例用于一个减少图象数据块失真的装置示意结构的方框图；

图9所示为一个按照本发明的第二实施例包括用于减少图象数据块失真装置的解码器系统的示意结构的方框图；

图10为按照本发明的第二实施例的减少数据块失真方法的处理的流程图；

图11为一个边缘提取处理操作的流程图；

图12为一个拉普拉斯滤波器系数示例的示意图；

图13为一个运动检测处理操作的流程图；

图14为一个数据块失真确定处理操作示例的流程图；

图15为一个通过一维二阶微分用于提取一个边缘操作示例的流程图；

图16所示为进行了图15所示的边缘提取后，用于减少图象数据块失真的装置示意结构的方框图；

图17为当每个象素的亮度穿过一个数据块边界单调降低且亮度仅在数据块边界处提高时进行的数据块失真减少处理的示意图；

图18为对在数据块边界以外区域形成的边缘进行的数据块失真减少处理的示意图；

图19为当检测到表示边缘的象素在与数据块边界并行存在时，进行的数据块失真减少处理的示意图，其中该边缘是作为数据块失真被检测到的；

图20是为减少一个在纠正之后新形成的边缘所执行的纠正处理的示意图；

图21所示为一个数据块失真减少方法的实例的示意图；

图22为由按照第一实施例的一个数据块失真减少装置进行的一个数据块失真减少处理的流程图；

图23为在数据块失真减少处理中一个特殊处理的流程图；

图24所示为一个用于在重编码进行之前消除数据块噪声系统的方框图；

图25所示为一个适应性数据块噪声消除方法的方框图；以及

图26所示为一个用于处理一个在一个解码处理进行之后被数/模转换成的模拟信号的结构的方框图。

现将参照附图描述本发明的实施例。

图1所示为根据第一实施例的一个数据块失真减少装置1的示意结构。图1所示的数据块失真减少装置1是一个包括一个用于解码MPEG位数据流的MPEG解码器装置的示例。即数据块失真减少装置1减少发生在图象数据在MPEG解码器中进行解码处理时的数据块失真。

数据块失真减少装置1包括：一个用于对提供的图象数据进行解码处理的MPEG解码器2；一个用于评估进行解码处理的图象数据的编码难度的编码难度评估电路3；一个用于计算确定数据块失真所需的参数的参数计算电路4；一个用于检测图象数据在垂直方向的相关的垂直相关检测电路5；一个用于确定图象数据的数据块失真状态的数据块失真确定电路6；以及一个用于修正图象数据的数据块失真的数据块失真修正电路7。

将MPEG位数据流施加到MPEG解码器2。该MPEG解码器2使位数据流中提供的数据经过逆量化和逆DCT(离散余弦变换)从而解码数据。此时，该MPEG解码器2解码每个都由多个宏数据块构成的DCT数据块单元中的数据。该MPEG解码器2检测解码过程中得到的IDCT(逆DCT)系数和运动矢量差值MV，从而将结果输出到编码难度估算电路3和数据块失真修正电路7。

编码难度评估电路3采用MPEG解码器2提供的运动矢量差值MV和IDCT系数产生一个表明图象数据编码难度的参数Kp。运动矢量差值MV是一个包括在提供给MPEG解码器2的位数据流中的运动矢量的差值。IDCT系数是一个在包括在提供给MPEG解码器2的位数据流中的DCT系数的反向量化后可从反向DCT获得的一个系数。

运动矢量差值MV和IDCT系数具有如图2A、2B、3A和3B中所示的对应于由输入图象数据表明的图象的复杂度的。图2A和图3A所示为通常具有高编码难度的第一样本(yashi)的运动矢量差值MV和IDCT系数。图2B和图3B所示为通常具有低编码难度的第二样本(flower)的运动矢量差值MV和IDCT系数。

如图2A、2B、3A和3B所示，在运动是活动(active)的复杂的宏数据块中和包括高频分量的宏数据块中，由MPEG解码器2获得的运动矢量差值MV和IDCT系数具有大的数值，如图2A和3A所示。在运动是单调的适中的宏数据块中和高频分量为数很少的宏数据块中，由MPEG解码器2获得的运动矢量差值MV和IDCT系数具有小的数值，如图2B和3B所示。

因此，当由MPEG解码器2获得的运动矢量差值MV和IDCT系数大时，编码难度评估电路3确定编码难度为高。因此，编码难度评估电路3设定表示编码难度的参数Kp为一个大的数值。在图2A、2B、3A和3B中，采用运动矢量差值MV和IDCT系数仅对B画面和P画面进行了描述。对于I画面，只采用IDCT系数设定表示编码难度的参数Kp。

在编码难度评估电路3对一帧图象中的图象数据设定参数Kp时，当宏数据块如图4所示排列时，编码难度评估电路3对每个宏数据块计算运动矢量差值MV和IDCT系数。例如，编码难度评估电路3对宏数据块MB0计算如下式：

MB0=(MB0+MB1+MB2+MB3+MB4+MB5+MB6+MB7+MB8)/9

即，当计算如图4所示的宏数据块MB0的运动矢量差值MV和IDCT系数时，相邻的宏数据块MB1至MB8也被考虑。

编码难度评估电路3计算表示数据块边界垂直方向编码难度的参数Kp。在宏数据块之间的数据块边界的宏数据块边界上，两个宏数据块的IDCT系数和运动矢量差值MV都被计算从而计算表示编码难度的参数Kp。在数据块边界上，宏数据块的IDCT系数和运动矢量差值MV被当作表示编码难度的参数Kp。垂直相关检测电路5解码沿着数据块边界的一个方向上的边缘的相关级别。参数Kp被设定为从0到1范围内的多个数值以使其相对编码难度成比例放大。

即，一个给定的亮度信号被提供给一个在边缘提取部分的HPF(高通滤波器)，从而使得对一个边缘进行二阶微分。例如，拉普拉斯变换用于提取边缘要素。表示被HPF边缘提取结果的一个信号被提供给一个最大值提取部分。为了得到一个后面二进制编码部分所需的阈值，在穿过数据块边界的一个边缘提取数据块中检测一个最大值。二进制编码部分接收到由最大值提取部分获得的阈值和表示由HPF进行的边缘提取结果的信号。根据这个阈值，该信号是二进制编码的。HPF、边缘提取部分、最大值提取部分和二进制编码部分将在后面描述。

垂直相关检测电路5得到在数据块边界处如此提取的边缘成分的垂直相关的级别。现将参照图6描述得到垂直相关的级别的一种方法的一个实例。

参照图6，分成包括所关心的一个数据块边界的区域b和与区域b相邻的区域a和c。对每个区域计算提取的边缘成分的数量。得到的数值设为Ea、Eb和Ec。在图6中，作为边缘提取的象素被表示成1，被确定为不是边缘的象素被表示成0。在本实施例中，Ea=5,Eb=12,Ec=5。

垂直相关检测电路5当相关的检测的级别被编码至数据块失真修正电路7并也输出到数据块失真确定电路6时，可产生一个所检测的作为难度的垂直相关级别的输出。即，考虑到编码难度相对被垂直相关检测电路5检测到的垂直相关级别成比例地升高。这样，一个与垂直相关对应的参数被提供给数据块失真修正电路7。这样，由数据块失真修正电路7计算的修正值与所提供的参数相乘。

得到包括数据块边界的区域中的边缘成分的数量的比率Kv和另一个区域中的比率以便分类。

例如，

当Kv≥4       1类

当2≤Kv＜4    2类

当1≤Kv＜2    3类

当Kv＜1       4类

由于在图16所示的实例中Kv=(2×12)/(5+5)=2.4，类别为2类。

现在将说明数据块失真确定电路6的作用。权重因子Kc被指定与每个类别对应。对于每个类别权重因子Kc被例示如下：

级别    权重因子

1         1

2         0.75

3         0.5

4         0.25

因此，当数据块边界的垂直相关级别高时，修正量就变大。因此，可有效地消除数据块失真。即，检测数据块失真的精确度被提高。

如图1所示，经过解码处理的图象数据被从MPEG解码器2提供给数据块失真确定电路6。

现将参照图7描述用于确定数据块失真的象素。在图7所示的实例中，在数据块编码中使用了DCT结尾，并显示了一个必定要处理的对象即DCT数据块由8×8的象素组成的情况。也就是说，当示于图中右边和左边的分别来自左DCT51L和右51R数据块边界的5个象素被用于减少数据块失真的处理中时，且当来自每个数据块边界的4个象素被包括在必定被修正的范围内时，一个边缘提取数据块52是一个在数据块边界的8×8的数据块。一个数据块失真修正数据块53是一个在边缘提取数据块52中的在一行中包括8个象素以上的数据块。

数据块失真确定电路6计算确定数据块失真所需的参数。数据块失真确定电路6从下列式中计算边界差值|tmp0|，活动性(activity)|tmp|和相邻差值|diff|作为参数：

|tmp0|=|f-e|

|tmp|=(|b-a|+|c-b|+|d-c|+|e-d|+|g-f|+|h-g|+|i-h|+|j-i|)/8

|diff0|=|b-a|

|diff1|=|c-b|

|diff2|=|d-c|

|diff3|=|e-d|

|diff4|=|g-f|

|diff5|=|h-g|

|diff6|=|i-h|

|diff7|=|j-i|

从上述公式可知，边界差值|tmp0|是一个穿过图7所示DCT数据块边界的相邻象素e和f之间差值的绝对值。活动性|tmp|是一个数据块失真处理数据块53的相邻象素(e和f之间的区域除外)之间差值绝对值的平均值。相邻的差值|diff|分别是象素c和d之间、d和e之间、f和g之间、g和h之间的差值的绝对值。数据块失真确定电路6对每个参数产生一个输出给数据块失真修正电路7。

数据块失真确定电路6采用编码难度评估电路3提供的参数Kp，参数计算电路4提供的每个参数和垂直相关检测电路5提供的权重因子Kc确定数据块失真是否存在。此外，数据块失真修正电路7具有一个阈值det_th用于确定是否进行数据块失真修正。

特别地，当满足|tmp0|＞|tmp|时，数据块失真确定电路6确定数据块边界具有一个分段(steped)部分。当满足|tmp0|＜det_th时，数据块失真确定电路6确定数据块边界没有边缘。当确定|tmp0|≥|diff3|和|tmp0|≥|diff4|时，数据块失真确定电路6确定在数据块边界的两侧不存在边缘。

数据块失真确定电路6利用权重因子Kc和Kp来改变用于确定数据块失真修正的阈值det_th。然后，数据块失真确定电路6打开一个与确定结果对应的标志来控制数据块失真修正电路7。

数据块失真修正电路7采用由数据块失真确定电路6打开的一个标志，编码难度评估电路3提供的参数Kp和垂直相关检测电路5提供的权重因子Kc来计算一个要被修正的数据块失真图象数据的修正值。此外，数据块失真修正电路7具有一个阈值corr_th用于修正数据块失真。数据块失真修正电路7根据图象的特性，特别是相同的线形度，由下式在修正之后从相邻的差值得到边界步幅|step|：

|step|=|diff3+diff4|/2

然后，在修正之后从下式得到一个用于实现前述的数据块步幅|step|修正量|σ|：

|σ|=(|tmp0|-|step|)/2

上面提到的边界差值|tmp0|最好由参数阈值corr_th确定以便转换修正强度。在前述的情况下，当满足|tmp0|＜corr th和修正强度为高(强修正)时，修正量|σ|被设如下：

|σ|=(|tmp0|-|step|)/2

当满足|tmp0|≥corr_th和修正强度为低(弱修正)时，修正量|σ|被减半如下：

|σ|=(|tmp0|-|step|)/4

修正的进行如上所述。数据块失真修正电路7可用权重因子Kc和参数Kp计算|σ|以确定考虑IDCT系数、运动矢量MV和垂直相关的修正量|σ|。数据块失真修正电路7可根据Kc和Kp改变阈值corr_th。

由于在数据块失真确定中作出错误的确定是可以理解的，因此虽然在数据块边界中存在一个边缘，但如果边界差值|tmp0|大于参数阈值corr_th，则错误的修正必被减少。因此，修正强度在强弱之间转换。

根据所获得修正量|σ|，数据块失真修正电路7对每个象素得到一个修正值。为平滑与相邻修正范围的接缝，且由于数据块失真在与边界相邻的部分变强，根据下面的式子，修正值与到边界的距离成反比。

特别地，对于图6所示的修正范围53中的象素b到i的修正值为|σ_b|到|σ_i|时，前述的修正值|σ|用于得到下述的修正值：

|σ_e|=|σ|,|σ_f|=|σ|

|σ_d|=|σ|/2,|σ_g|=|σ|/2

|σ_c|=|σ|/4,|σ_h|=|σ|/4

|σ_b|=|σ|/8,|σ_i|=|σ|/8

然后，数据块失真修正电路7采用象素b到i的修正值|σ_b|到|σ_i|以得到已被施与数据块失真修正的图象信号(图象数据)SB_b到Sb_i。

特别地，当在修正之前象素的输入图象数据为S_b到S_i时，数据块失真修正电路7进行从MPEG解码器2提供的图象数据的修正使得修正的图象数据SB_b到Sb_i成为与符号tmp0相对应，如下所示：

tmp0≥0:SB_b=S_b+|σ_b|,tmp0＜0:SB_b=S_b-|σ_b|

tmp0≥0:SB_c=S_c+|σ_c|,tmp0＜0:SB_c=S_c-|σ_c|

tmp0≥0:SB_d=S_d+|σ_d|,tmp0＜0:SB_d=S_d-|σ_d|

tmp0≥0:SB_e=S_e+|σ_e|,tmp0＜0:SB_e=S_e-|σ_e|

tmp0≥0:SB_f=S_f-|σ_f|,tmp0＜0:SB_f=S_f+|σ_f|

tmp0≥0:SB_g=S_g-|σ_g|,tmp0＜0:SB_g=S_g+|σ_g|

tmp0≥0:SB_h=S_h-|σ_h|,tmp0＜0:SB_h=S_h+|σ_h|

tmp0≥0:SB_i=S_i-|σ_i|,tmp0＜0:SB_i=S_i+|σ_i|

因此，上述数据块失真减少装置1能够确定数据块失真并采用MPEG解码器2提供的IDCT系数和运动矢量差值MV和表示编码难度的参数Kp修正数据块失真。因此，数据块失真可以被稳定地减少或消除。而且，错误的数据块失真的确定可减少。

图8所示为一个按照第二实施例的一个数据块失真减少装置10的示意结构的方框图。注意数据块失真减少又称为数据块失真消除或数据块噪声消除。

参照图8输入端子11和12提供一个进行包括数据块编码的图象编码然后解码的图象信号，一个图象数据的色度信号和一个亮度信号。包括数据块编码的图象编码被所谓MPEG编码标准所示例。MPEG是一个研究ISO/IEC JTC1/SC29(国际标准化组织/国际电工委员会联合技术委员会1/29分委员会：国际标准化组织/国际电子标准委员会联合技术委员会/专家部29)动态图象压缩编码的组织(运动图象专家组)的缩写。如MPEG1标准采用了ISO11172，而MPEG2标准采用了ISO13818。在上述的国际标准中，ISO11172-1和ISO13818-1符合多媒体多路技术分类标准。此外，ISO11172-2和ISO13818-2符合图像分类标准。ISO11172-3和ISO13818-3符合声音分类标准。

前述的图象压缩和编码标准ISO11172-2和ISO13818-2具有通过采用一个图象的一段时间或一个空间方向的相关，图象以画面(帧或场)为单位被压缩和编码的结构。采用空间方向的相关通过采用数据块DCT编码实现。

如上所述，压缩和编码处理包括进行数据块DCT编码以被串行传输用于记录/再现。然后，在解码器中进行反向DCT的图象信号数据的色度(颜色)成分和亮度成分被提供给图8中所示的色度信号输入端子11和亮度信号输入端子12。

提供给色度信号输入端子11的图象数据的色度(颜色)成分通过一个延迟电路14从一个色度信号输出端子40被提取。延迟电路14延迟数据块失真减少处理所需的亮度分量的时间使得输出亮度修正的时序和色度分量彼此一致。

一个HD.VD输入端子13输入一个水平同步信号和一个垂直同步信号以提供给一个控制信号产生部分26从而产生电路所需的时序信号。

从端子12输入的亮度信号被传输给一个修正信号计算部分15、一个参数计算部分16、一个边缘提取部分17、一个选择开关19和一个运动检测部分20。

修正信号计算部分15将输入的亮度信号传输给一个加法器31和一个修正值计算部分32。修正值计算部分32在修正之后根据穿过边界的两个相邻象素之间的相邻差值预报倾向以求得修正值。根据从数据块失真确定部分传来的关于修正是强或弱的信息，修正值计算部分32得到一个相应的修正度。此外，修正值计算部分32对每个象素得到一个与到边界的距离成反比的修正值。由修正值计算部分32得到的一个修正值被提供给加法器31以加到上面提到的输入亮度信号。

亮度信号输入给边缘提取部分17的一个HPF(高通滤波器)34以进行用于检测边缘元素的二阶微分。在第二实施例中，拉普拉斯变换用来提取边缘元素。一个表示在HPF34中边缘提取结果的信号输入到一个最大值提取部分35。为了求得一个后面二进制编码电路36所需的阈值，在穿过数据块边界处的一个边界提取数据块中检测到一个最大值。

二进制编码电路36输入由最大值提取部分35获得的阈值和表示由HPF34进行的边缘元素提取结果的信号。二进制编码电路36根据阈值对信号进行二进制编码。一个霍夫曼转换部分37在边缘提取数据块中穿过数据块边界根据二进制编码信号进行霍夫曼转换。这样，边缘元素被映射到一个参数空间(ρ,θ)从而在数据块中得到一条直线(ρ0,θ0)。所得的ρ0和θ0被输入到数据块失真确定部分18。

从端子12输入的亮度信号输入给参数计算部分16的一个参数计算电路33从而得到数据块失真确定部分18所需的一个在修正数据块中的参数。

输入的亮度信号被输入给运动检测部分20的一个存储器22使得在存储器控制器21的控制下进行写入。在前一个场中被存储器控制器21从存储器读入的亮度信号被输入到一个模式匹配部分23。这样，用输入的亮度信号进行模式匹配。用于进行模式匹配的计算的结果被输入给一个矢量确定部分24以确定运动度。运动是否存在的信息被输入给数据块失真确定部分18。此外，运动检测部分20可检测运动矢量差值MV以产生一个根据运动矢量差值MV与表示编码难度的参数相同的输出给数据块失真确定部分18和修正值计算部分32。

数据块失真确定部分18采用从边缘提取部分传来的直线成分(ρ0,θ0)、从参数计算部分传来的修正数据块中的参数和从运动矢量检测部分传来的运动度来确定数据块失真是否出现以及数据块失真修正值是在控制之下(弱)还是相反(强)。然后，数据块失真确定部分18提供一个强修正/弱修正信号给修正信号计算部分15的修正值计算部分32。此外，数据块失真确定部分18提供修正开/关信号给选择开关(一个选择器)19的一个控制端子。

输入的亮度信号被输入给修正信号计算部分15的加法器31使得亮度信号和从修正值计算部分32获得的修正值加在一起。这样就得到了一个表示数据块失真消除结果的信号，然后这个信号输入给选择开关(选择器)19。

选择器19响应从数据块失真确定部分18输入的一个数据块失真开/关信号，选择是传输输入的亮度信号还是传输修正的信号。

另一方面，输入的色度信号被输入给延迟电路14以使通过修正电路的亮度信号的延迟被修正。

可以采用另一种方法其中不采用选择器19使得当从数据块失真确定部分18输入的数据块失真开/关信号是关时，作为修正值计算部分32的输出信号的修正信号被设为0。

虽然根据第二实施例如图8所示的噪声消除装置只对亮度信号进行了数据块失真减少处理，但色度信号也可以进行相同的处理。

数据块失真减少装置10具有如图8所示的结构，可以作为应用为如图9所示的一个视频光盘播放机的数据块失真减少电路107。

参照图9，通过一个光学拾取器102从一个例如视频光盘或一个CD-ROM光盘101上读取一个RF信号输入给一个RF放大器103。这样放大的RF信号被一个EFM解调(8-14解调)电路104解调从而形成连续的数据输入给一个符合光盘记录格式的解码器，例如一个CD-ROM解码器105。

CD-ROM解码器105将连续数据转换为例如MPEG位数据流信号以便将MPEG位数据流信号传输给一个MPEG解码器106。MPEG如上所述是采用一个图象的时间或空间方向的相关进行压缩和编码的方法。为了使用空间方向的相关，采用了数据块DCT编码。MPEG解码器106根据例如MPEG1格式进行解码。在进行解码处理时，在一个反向量化器161反向量化数据后一个反向DCT电路162反向DCT数据。如果需要，执行包括插值的处理，并产生一个输出。

一个从MPEG解码器106传输的图象信号输入给一个数据块失真减少电路107，它是一个减噪器。由于信号包括当依MPEG进行压缩/解压时产生的噪声，数据块失真减少电路107消除了噪声。如数据块失真减少电路107，应用于如图9所示的按照本发明的一个结构。

在数据块失真减少电路107进行处理之后，由一个NTSC解码器108加入一个同步信号。此外，色度信号被调制。这样就产生了一个NTSC图象信号。NTSC图象信号通过一个D/A转换器109被传输给一个输出端子110。

与数据块失真减少电路107相关，提供了一个包括一个微型计算机的一个控制电路111。一个控制信号从操作部分112输入给控制电路111。一个控制开关提供给操作部分112以减少噪声，例如减少数据块失真。这样，数据块失真减少为开/关。控制电路111通常用于控制数据块失真减少电路107的另一个电路，例如，MPEG解码器106。

现将描述一个用于具有如图8所示结构的数据块失真减少装置10进行的数据块失真减少处理的运算法则。

图10为描述这个按照本发明的实施例的一个数据块失真减少方法的运算法则的流程图。在图10所示的一个例子中，描述了一个在H(水平)方向的一个处理的一个运算法则。至于在V方向的减少数据块失真的运算法则与前述法则类似，只是水平方向的处理变为垂直方向，描述从略。

参照图10，在步骤ST41中确定是否水平方向的所有数据块边界的数据块失真减少处理已完成。如果作出肯定的确定，处理结束。如果作出否定的确定，处理进行下一步骤ST42。

用在数据块失真减少处理中的象素与在如图7所示的第一实施例中所描述的类似。在图10所示的第一步ST41中，确定是否所有修正处理数据块53的数据块失真减少处理已完成。

在步骤ST42中根据类似于第一实施例中采用的公式得到确定数据块失真是否出现所需的参数边界差值|tmp0|、活动性|tmp|和相邻差值|diff|。

在步骤ST43中进行对应于修正处理数据块的边缘提取数据块52的边缘提取，从而得到一个直线分量(ρ0,θ0)。边缘提取处理将在后面描述。

然后，操作进行步骤ST44，从而检查穿过修正处理数据块的两个DCT数据块51L和51R的运动矢量度。运动矢量检测操作将在后面描述。

在步骤ST45a中的参数，直线分量(ρ0,θ0)和在相应步骤ST42、ST43和ST44中得到的运动矢量度被用于确定在数据块边界中是否存在数据块失真。此外，进行确定修正强度的处理。数据块失真处理的例子将在后面描述。

如果在下一步骤ST45b作出了数据块失真发生的确定，则操作进行步骤ST46a。如果作出了数据块失真没有发生的确定，则操作进行步骤ST48。

如果作出了数据块失真发生的确定，则操作进行步骤ST46a，从而根据图象的特性，特别是相同的线形度，由下述类似于第一实施例的式子，在修正之后得到边界步幅|step|：

|step|=|iff3+diff4|/2

然后，在修正之后从下式得到实现前述的数据块步幅|step|所需的修正量|σ|:

|σ|=(|tmp0|-|step|)/2

上面提到的边界差值|tmp0|最好由参数阈值corr_th确定以便转换修正强度。在前述的情况下，当满足|tmp0|＜corr_th和修正强度为高(强修正)时，修正量|σ|被设如下：

|σ|=(|tmp0|-|step|)/2

当满足|tmp0|≥corr_th和修正强度为低(弱修正)时，修正量|σ|被减半如下：

|σ|=(|tmp0|-|step|)/4

在步骤ST46b中，根据所获得修正量|σ|，得到每个象素的一个修正值。为平滑与相邻修正范围的接缝，且由于数据块失真在与边界相邻的部分变强，根据下面的式子，修正值与到边界的距离成反比，类似于第一实施例。

特别地，对于图6所示的修正范围53中的象素b到i的修正值为|σ_b|到|σ_i|时，前述的修正值|σ|用于得到下述的修正值：

|σ_e|=|σ|,|σ_f|=|σ|

|σ_d|=|σ|/2,|σ_g|=|σ|/2

|σ_c|=|σ|/4,|σ_h|=|σ|/4

|σ_b|=|σ|/8,|σ_i|=|σ|/8

在下一步骤ST46c中，在步骤ST46b中得到的象素b到i的修正值|σb|到|σ_i|用于得到已被施与数据块失真修正的图象信号(图象数据)SB_b到Sb_i。

特别地，当在修正之前象素的输入图象数据为S_b到S_i时，数据块失真修正电路7进行从MPEG解码器2提供的图象数据的修正使得修正的图象数据SB_b到Sb_i成为与符号tmp0相对应，如下所示：

tmp0≥0:SB_b=S_b+|σ_b|,tmp0＜0:SB_b=S_b-|σ_b|

tmp0≥0:SB_c=S_c+|σ_c|,tmp0＜0:SB_c=S_c-|σ_c|

tmp0≥0:SB_d=S_d+|σ_d|,tmp0＜0:SB_d=S_d-|σ_d|

tmp0≥0:SB_e=S_e+|σ_e|,tmp0＜0:SB_e=S_e-|σ_e|

tmp0≥0:SB_f=S_f-|σ_f|,tmp0＜0:SB_f=S_f+|σ_f|

tmp0≥0:SB_g=S_g-|σ_g|,tmp0＜0:SB_g=S_g+|σ_g|

tmp0≥0:SB_h=S_h-|σ_h|,tmp0＜0:SB_h=S_h+|σ_h|

tmp0≥0:SB_i=S_i-|σ_i|,tmp0＜0:SB_i=S_i+|σ_i|

在下一步骤ST47中传输一个表示数据块失真减少处理结果的信号。

如果在步骤St45b作出了数据块失真没有发生的确定，则操作进行步骤ST48，从而一个修正范围内的初始信号本身被传输。

现将参照图11描述一个在步骤ST43中的边缘检测处理的例子。

在图11所示的第一步ST61中，通过在边缘提取数据块中产生一个通过二维HPF(高通滤波器)例如拉普拉斯滤波器的输入信号提取边缘元素。

对于二维拉普拉斯滤波器，可以采用图12所示的系数。本发明不局限于图12所示。可以采用多种修改，例如，Sobel算子、Prewitt算子、Kirsch算子和Robinson算子。

然后，操作进行步骤ST62从而检测到通过HPF的数据块中的信号的最大值Max。在下一步骤ST63中采用在最大值Max的基础上的一个阈值Thresh(例如，Thresh=Max/2)进行二进制编码以提取边缘元素。即，二进制编码处理的进行使得当输入信号Sin＞Tresh时，输出是Sout=1。当Sin≤Tresh时，Sout=0。

然后，操作进行步骤ST64使得提取的边缘元素进行霍夫曼转换以被映射到参数空间(ρ,θ)。进行霍夫曼变换使得数据块中的边缘元素(x,y)按照下式被映射到参数空间(ρ,θ)：

xcosθ+ysinθ=ρ

在下一步骤ST65检测(ρ0,θ0)在参数空间采集多个到该(ρ0,θ0)的点。一条穿过(ρ0,θ0)的直线是一个在边缘提取数据块中检测到的直边缘。在步骤ST66中产生一个参数(ρ,θ)输出。

在步骤ST44中用于检测运动操作的一个实例示于图10中，现将参照图13进行描述。

图13中所示进行运动检测处理使得图7中所示的穿过修正处理数据块中的数据块边界左和右DCT数据块51L和51R进行模式匹配。

进行模式匹配处理使得与那些在DCT数据块中的所有象素并包括在前一个场中在同一位置的象素从存储器中被读出(步骤ST72)。然后，进行由一个计算公式(1)表示的处理(步骤ST73)。然后，在当前场中的象素被写入存储器(步骤ST74)： $\mathrm{Cr}=\underset{i=0}{\overset{i<\mathrm{BLK}-H}{\mathrm{\&Sigma;}}}\underset{j=0}{\overset{j<\mathrm{BLK}-V}{\mathrm{\&Sigma;}}}|S_n(i,j)-S_{n-1}(i,j)|\&hellip;\left(1\right)$

在式(1)中，S_n(i,j)表示在n场中的位置(i,j)处象素的亮度信号，BLK_H和BLK_V分别表示水平和垂直方向的DCT数据块的大小。

在步骤ST72到ST74中的处理对所有DCT数据块(M×N)中的象素是否都已完成由第一步骤ST71确定。当作出肯定的确定(当处理已经完成)，操作进行步骤ST75以根据由式(1)得到的Cr值进行运动确定。

进行步骤ST75中的运动确定使参数阈值mov_thL和mov_thH(这里mov_thL＜mov_thH)由Cr值设置并进行确定如下：

如果Cr＜mov_thL，则运动为小。

如果mov_thL≤Cr＜mov_thH，则运动为中等。

如果mov_thH≤Cr，则运动为大。

虽然在图13中所示的例子的结构如此安排使对DCT数据块中的所有象素进行模式匹配，但本发明不局限于前述的例子。例如，可以采用一个LPF只对变少(thin)的两个或四个象素的修改。然后，变少的象素经过模式(pattern)匹配。

虽然在图13中所示的例子的结构如此安排使对相同位置的DCT数据块的模式匹配与得到运动度的方法相同，但本发明不局限于前述的例子。例如，可以采用一个在运动补偿范围内的进行所有试验(trial)矢量的模式匹配做对照的修改。这样，一个给出最小C(k)的试验矢量成为运动矢量以检测是否存在运动矢量。另一个进行一个典型点匹配的修改也可采用。

图10所示的在步骤ST45a和ST45b中数据块失真确定操作的实例现将参照图14做描述。

在图14所示的例子中，参数确定和运动检测基础上的确定被结合在一起。

进行上面提到的对图7中所示的穿过修正处理数据块中的数据块边界左和右DCT数据块51L和51R的模式匹配处理以检查运动度。在步骤ST81中确定检测的运动是否为小。如果作出在DCT数据块51L和51R二者中的运动均为小的确定，则作出没有量化误差存在的确定。

如果在步骤ST81中作出否定的确定即运动不为小，则操作进行步骤ST82使确定在数据块边界上是否存在一个直线边缘。此时，ρ0=边缘提取数据块尺寸/2且θ0=π/2。如果在步骤ST82中作出在边界上存在一个直线边缘的确定，则作出一个存在强数据块失真的确定。然后，操作进行ST88使数据块失真(强)被修正。

如果在步骤ST82中作出一个否定的确定，则操作进行ST83使作出是否一个直线边缘穿过一个在图6所示的右和左DCT数据块51R和51L之间边界的相邻区域(范围)的确定。如果直线边缘穿过该范围，则作出一个存在弱数据块失真的确定。这样，操作进行步骤ST87使数据块失真(弱)被修正。

如果在步骤ST83中作出一个否定的确定，则通过采用参数确定数据块失真以确定修正为强(步骤ST84)或修正为弱(步骤ST85)。如果作出修正为强的确定，操作进行步骤ST88。如果作出修正为弱的确定，操作进行步骤ST87。在另一种情况中，不进行修正，操作进行步骤ST86。

现将描述数据块失真确定的一个例子。根据前述的参数|tmp0|、|tmp|和|diff|，进行下面的条件确定以确定数据块失真是否存在。确定条件包括下面三个条件：

(1)分段(stepped)部分与周围部分比较是否过剩。

：边界差值|tmp0|＞活动性|tmp|

(2)分段部分是否由一个DC分量和低频分量的量化误差产生，即，分段部分是否由数据块失真产生。

：边界差值|tmp0|＜阈值div_th

此处阈值div_th是第二实施例中的一个固定值。但可以采用一个与每个数据块的量化步幅的最大值成正比的值。

(3)比边界处的分段部分大的分段部分在边界两边是否存在，即，边界的两边是否存在边缘。

：相邻差值|diff3|≤边界差值|tmp0|

而且，相邻差值|diff4|≤边界差值|tmp0|。

当三个确定条件都满足时，则作出了数据块失真存在的确定。修正强度根据边界差值|tmp0|是否比阈值value_th小确定如下：

如果|tmp0|＜corr_th，则进行强修正。

如果|tmp0|≥corr_th，则进行弱修正。

这里corr_th＜div_th。

阈值div_th和corr_th的值最好根据在上面提到的运动检测处理中得到的运动度做相应变化。例如，可利用下面的关系：

如果运动为大，则div_th=div_th(常量)

corr_th=corr_th(常量)

如果运动适中，则div_th=div_th/2

corr_th=corr_th/2

注意运动检测处理中的运动度没有局限于包括大、中和小的三步。而且阈值div_th和corr_th也没有局限于包括大和中的两步。数据块可以采用更精细的步长(step)。

如同参照图11所述的边缘提取处理的方法，下面的简单方法可以替代霍夫曼变换。

一个描述用于提取边缘的简单操作的流程图如图15所示。

图16为一个显示用于前述边缘提取处理的数据块失真减少装置示意结构的方框图。

在前面的结构中，在图15所示的步骤ST91中进行一维(水平方向)二阶微分(BPF：带通滤波器)边缘提取。二阶微分特性的传递函数H(z)表示为：

H(z)=(-1+2z^-1-z^-2)/4

得出二阶微分信号的绝对值。然后，在步骤ST92中检测到一个处理数据块中的最大值。最大值用于步骤ST93中使一个经BPF处理的图象进行二进制编码以检测边缘。用在二进制编码处理中的阈值可以是由数据块中的二阶微分和绝对值处理得到的最大值的1/2。

图16所示的一个边缘提取部分17’由一个BPF(带通滤波器)34’如上所述二阶微分从端子12输入的亮度信号。然后，一个绝对值计算电路38计算绝对值，一个最大值检测电路35解码最大值。从最大值检测电路35传来的阈值被传给一个二进制编码电路36使从绝对值计算电路38输入的信号进行二进制编码。二进制编码电路36的输出输入给一个垂直相关检测部分39。

图16所示的其它结构和操作与图8所示的那些结构相似。相似的部分给出相同的参考编号且相似部分的描述从略。垂直相关检测部分39进行一个与根据图1所示的第一实施例垂直相关检测电路5进行的类似的操作。

虽然该结构如此安排使得类别和修正步骤设置成分别为4类和3步，但本发明不局限于前述的结构。例如，由检测垂直相关计算的修正量权重因子Kc可由下式求得：

Kc=Eb/(Ea+Eb+Ec)

此外，由垂直相关检测部分39得到的类别(class)可以用于控制由数据块失真确定部分进行的检测中所用的阈值div_th。由于很有可能当垂直相关低时阈值div_th扩大从而使得控制进行的方向是一个不容易进行的方向。

在本发明中，边缘提取部分、修正信号计算部分和数据块失真确定参数计算部分被安排成根据上述运算法则进行。然而，本发明不局限于上述的运算法则。可以采用多种修改，例如可以采用一个LPF作为修正信号计算部分。多种边缘提取方法，例如可以采用一种安排跟踪边缘的边缘提取方法。在数据块失真确定部分采用多种参数。

前述的实施例具有结构使数据块失真修正在亮度信号的水平方向进行。本发明不局限于上述方法。可以采用多种修改，例如数据块失真修正在垂直方向进行或修正色度信号。

现将描述处理的一个实例，其中执行由数据块失真确定电路6进行的确定是否存在数据块失真从而使得确定的条件被适当地增加以如同在第一和第二实施例中采用的确定条件确定数据块失真。在下面的描述中，根据第一实施例由数据块失真确定电路6进行的操作将被描述。

当信息从参数计算电路4输入，表示情况的信息即所有的diff0到diff7具有负值且只有tmp0具有一个正值或所有的diff0到diff7具有正值且只有tmp0具有一个负值时，由数据块失真确定电路6进行的处理。注意图17的纵坐标轴，表示在垂直于数据块边界的一条线上排列的象素a到j的亮度信号的电平。白圈表示修正之前亮度信号的值，而黑圈表示修正之后亮度信号的值。

当象素a到e单调降低、亮度只在数据块边界处提高且f到j的每个象素的亮度单调降低时，则作出在编码和解码处理之前在数据块边界也发生单调降低的确定。然后，进行修正。

即，当一个表示前述从参数计算电路4输入的图象数据给数据块失真确定电路6时，根据第一和第二实施例，下面的第一和第三确定条件被假如到确定条件：

(1)diff0到diff7＞0或diff0到diff7＜0

(2)tmp0×(diff0到diff7)＜0

(3)Kp≥diff_th

如此就确定了数据块失真。即，根据第一确定条件，确定在修正范围内的亮度变化除了亮度单调降低或单调升高。根据第二确定条件，确定在数据块边界的亮度变化与在修正范围内的在另一个亮度变化反向。根据第三确定条件，确定表示编码难度的参数Kp不小于参数阈值diff_th。

当前述的第一到第三确定条件满足时，数据块失真确定电路6产生一个标志信号表示进行编码或解码之前的图象数据是单调降低或单调升高的图象数据，从而传送该标志到数据块失真修正电路7。

根据从数据块失真确定电路6传来的标志，数据块失真修正电路7计算修正值σ0如下。修正的强度由数据块失真修正电路7根据数据块差值|tmp0|是否小于参数阈值corr_th确定。

当数据块边界差值|tmp0|＜corr_th时，修正值σ0=(|tmp0|+|step|)/2使得修正加强。

当|tmp0|≥corr_th时，修正值σ0=(|tmp0|+|step|)/4使得修正减弱。

当|diff3|的值大于如图8所示数据块边界处的|tmp0|的值时，在第一和第二实施例中采用的确定条件不满足在该条件下数据块失真可被检测的条件。因此，如果数据块失真视觉可识别而数据块失真不能被识别，那么数据块失真确定电路6就将第一到第三确定条件加到在第一和第二实施例中采用的确定条件中。

(1)数据块边界差值|tmp0|≥活动性|tmp|

(2)数据块边界差值|tmp0|＜det_th

(3)diff3×tmp0＜0,diff4×tmp0≥0,diff2×diff3≥0

这样，数据块失真确定电路6确定数据块失真。即，第一确定条件用于确定是否存在表现数据块边界的分段(stepped)部分。第二确定条件用于确定在数据块边界处是否存在边缘。第三确定条件用于确定与数据块边界相邻的象素是否具有边缘。即，第三确定条件用于确定在象素d和e之间的亮度变化和在数据块边界处的亮度变化彼此相反这样一个事实。并且，确定在象素f和g之间的亮度变化和在数据块边界处的亮度变化相同这样一个事实。此外，确定在象素c和d之间的亮度变化和象素d和e之间的亮度变化相同这样一个事实。与图18所示的处理相反，第三确定条件用于确定在象素f和g之间是否存在一个边缘如下：

diff4×tmp0＜0,diff3×tmp0≥0,diff4×diff5≥0

当标志按照上述确定条件与数据块失真修正电路7进行传递后，数据块失真修正电路7根据数据块差值|tmp0|是否小于参数阈值corr_th确定系数的强度。

当数据块边界差值|tmp0|≥corr_th时，修正值σ0=(|tmp0|+|diff3|)/4使得修正减弱。

当|tmp0|＜corr_th时，修正值σ0=(|tmp0|+|diff3|)/2使得修正加强。

修正值σ1和σ2如下设定：

修正值σ1=diff2/2

修正值σ2=diff4/2

与图18所示的处理相反，如果在象素f和g之间存在一个边缘，当数据块边界差值|tmp0|≥corr_th时，修正值σ0=(|tmp0|+|diff4|)/4使得修正减弱。

当|tmp0|＜corr_th时，修正值σ0=(|tmp0|+|diff4|)/2使得修正加强。

修正值σ1和σ2如下设定：

修正值σ1=diff3/2

修正值σ2=diff5/2

数据块失真确定电路6改变上面描述的确定条件。这样，即使识别出一个边缘存在于与数据块边界相邻的一个象素上，数据块失真可以被检测。

即使可以检测存在于如图19所示的平行于数据块边界表示的数据块失真的边缘的象素，垂直相关检测电路5可被控制使得当边缘大于阈值时垂直相关检测电路5不进行修正。注意图19所示的结构安排使得可被垂直相关检测电路5识别的象素用1表示。另一方面，不能被作为边缘识别的象素用0表示。即，如图19所示，受到数据块失真修正的直线A和一条在垂直方向V上与直线A相邻的一条直线的边缘的位置在垂直关系检测范围之内被检测到。然后，在垂直方向上的三条直线上的相同位置存在边缘的部分被计算在内。此时，被检测为边缘的象素的数目被设为num_edge，用于确定是否进行修正的阈值为edge_th。然后，数据块失真确定电路6产生一个标志表示当下述条件满足时不进行修正的事实：

num_edge＞edge_th

接着，数据块失真确定电路6产生一个标志输出给数据块失真修正电路7。如上所述，垂直相关检测电路5检测垂直方向的相关。接着，数据块失真确定电路6改变确定条件。这样，一个存在于垂直方向上具有精细条纹图案画面被错误地检测为数据块失真的错误检测可被减少。

为了减少由于进行根据第一和第二实施例的数据块失真修正处理所形成的新的边缘，数据块失真确定电路6如图20所示修正数据块失真使得下面的第一到第三确定条件被加入以确定数据块失真：

(1)|step|＜σ0×corr_ratio

(2)σ0＞|diff3|且σ0＞|diff4|

(3)|tmp0|＜corr_th

即，第一确定条件用于确定在修正之后步幅|step|是否小于带一个参数比率(corr_ratio)的修正量σ0。第二确定条件用于确定修正量σ0是否大于数据块边界两侧的步幅(diff3和diff4)。第三确定条件用于确定数据块边界处的步幅|step|是否小于用于确定修正量的阈值corr_th。注意第三确定条件被设置使得修正后的步幅|step|和修正量满足0＜corr_ratio＜1。

当第一到第三确定条件满足时，数据块失真确定电路6产生一个表示前述事实的标志输出给数据块失真修正电路7。数据块失真修正电路7设定象素e和f的修正值σ0’如下：

σ0’=σ0/2

这样，用于第一和第二实施例在处理中计算的修正值σ0被修正。

此外，在象素e和f周围的象素的修正值σ1,σ2和σ3设定如下：

σ1=σ0’/2

σ2=σ0’/4

σ3=σ0’/8

由于修正值被如上确定，修正的亮度与图20中以黑圈表示的分段部分无关，且作为数据块失真被重新识别。

如上所述，数据块失真确定电路6加上第一到第三确定条件使得识别与数据块边界相邻的亮度花纹。接着，如果在第一和第二实施例中采用的确定条件下进行了修正，则预测是否一产生个新边缘。这样，数据块失真确定电路6可以控制修正值。因此，如上所述加上了第一到第三确定条件使得能够在修正进行之后减少形成新的边缘。

根据第一和第三实施例的数据块失真确定电路6能够减少修正之后diff3扩大处理导致产生一个新的被检测的边缘的情况，如图21所示。

当数据块失真减少装置1具有上述结构进行数据块失真减少处理，根据图22所示的流程图进行操作。

根据流程图，在步骤ST101确定所有的包括动态图象的帧是否被进行。如果作出所有的帧被进行的确定，操作进行步骤ST102使处理结束。如果作出处理尚未完成的确定，则操作进行步骤ST103。

在步骤ST103中确定将要进行数据块失真减少处理的帧是否为I画面。如果作出帧是I画面的确定，则操作进行步骤ST104。如果作出帧不是I画面的确定，则操作进行步骤ST105。

在步骤ST104中编码难度评估电路3从MPEG解码器2计算通过采用IDCT系数表示编码难度的参数Kp。在步骤ST105中采用IDCT系数和运动矢量差值MV计算表示编码难度的参数Kp。参数Kp被传输给数据块失真确定电路6和数据块失真修正电路7。接着，操作进行步骤ST106。

在步骤ST106中确定是否所有必被进行的帧中的DCT数据块已被进行。如果作出处理已经完成的确定，则操作转去步骤ST101以处理下一帧。如果作出处理尚未完成的确定，则操作处理步骤ST107。

在步骤ST107中参数计算电路4计算包括活动性|tmp|、数据块边界差值|tmp0|和相邻差值|diff|参数从而将参数传输给数据块失真确定电路6。接着，操作进行步骤ST108。

在步骤ST108中垂直相关检测电路5提取边缘以计算权重因子Kc。权重因子Kc被传输给数据块失真确定电路6和数据块失真修正电路7。接着，操作进行步骤ST109。

在步骤ST109中数据块失真确定电路6采用从垂直相关检测电路5输入的垂直相关值和从编码难度评估电路3输入的表示编码难度的参数Kp以确定阈值det_th和corr_th。

在步骤ST110中数据块失真确定电路6采用下面的确定条件：

|tmp0|＞|tmp|和|tmp0|＜det_th

这样，数据块失真确定电路6确定数据块边界处的分段部分与相邻象素比较是否是过分突出的分段部分和分段部分是否是由DC分量和低频分量的量化误差产生的。即，分段部分是否是由数据块失真导致的。如果这两个确定条件不满足，操作进行步骤ST111使得数据块失真修正电路7不进行修正操作。这样，最初信号本身被传输。如果两个确定条件之一满足，则作出存在数据块失真的确定。这样，操作进行步骤ST112。

在步骤ST112中数据块失真确定电路6确定必被进行的图象是否满足下面参照图17说明的确定条件：

(1)diff0到diff7＞0或diff0到diff7＜0

(2)tmp0×(diff0到diff7)＜0

(3)Kp≥diff_th

如果上述确定条件满足，则作出亮度变化在修正范围内除了数据块边界单调降低或单调升高的确定。这样，操作进行步骤ST115。如果前述的确定条件不满足，则操作0进行步骤ST113。

在步骤ST115中当表示在步骤ST112中作出确定结果的标志信号被传送到数据块失真修正电路7时，数据块失真修正电路7确定|tmp0|＞corr_th是否满足。如果前述的条件满足，操作进行步骤ST116使修正被减弱。如果前述的条件不满足，操作进行步骤ST117使修正被加强。接着，操作进行步骤ST122。

在步骤ST113中数据块失真确定电路6确定是否满足确定条件|tmp0|≥|diff3|和|tmp0|≥|diff4|。这样，当在第一和第二实施例中采用的条件下数据块失真不能被识别出时，确定条件被改变。如果前述的条件满足，则作出除了数据块边界没有边缘存在的确定。这样，操作进行步骤ST114。如果条件不满足，则作出除了数据块边界在一个部分存在边缘的确定。这样，操作进行步骤ST118使其进行一个后面将要描述的特殊的处理。

在步骤ST114中数据块失真确定电路6进行一个类似于在步骤ST115中进行的处理。如果条件满足，操作进行步骤ST120。如果条件不满足，操作进行步骤ST119。

在步骤119中数据块失真确定电路6进行参照图20描述的处理。即，在步骤ST119中第一和第二条件被确定。注意第三确定条件在步骤ST114中已被满足。由于上述确定条件的采用，则确定了在修正进行之后与数据块边界相邻处是否形成了一个新的边缘。在步骤ST119，如果第一和第二确定条件满足，则作出在修正进行之后一个新的边缘形成的确定。这样，操作进行步骤ST120使修正减弱。如果条件不满足，则作出在修正进行之后任何新的边缘形成的确定。这样，操作进行步骤ST121使修正加强。

在步骤ST120和ST121中数据块失真修正电路7确定修正强度类似于步骤ST116和步骤ST117。接着，操作进行步骤ST122。

在步骤ST122中数据块失真修正电路7用编码难度评估电路3提供的表示编码难度的参数Kp和垂直相关检测电路5提供的表示关系的权重因子Kc乘修正值σ0。接着，操作进行步骤ST123。

在步骤ST123中数据块失真修正电路7对在修正范围内的每个象素确定修正值。此时，数据块失真修正电路7在数据块边界附近加强修正。当象素的修正值σ1、σ2和σ3已被确定，操作进行步骤ST124。

在步骤124中数据块失真修正电路7将在步骤ST123中确定的修正值加入到初始信号上以便得到修正图象数据。在步骤ST125中数据块失真修正电路7产生一个图象数据输出，由此数据块失真被减少。在步骤ST126中完成对一个DCT数据块的数据块失真减少处理和修正处理。接着，处理转回到步骤ST106。即，根据流程图，每个形成一帧的DCT数据块被进行从步骤ST106到ST125的处理。这样，就进行了噪声消除处理和修正处理。当在一帧中的所有DCT数据块在步骤ST106中都被处理了，则处理下一帧。由于步骤ST101到ST106是重复的，则所有形成动态图象的帧都被处理了。

现将参照图23的流程图描述在步骤ST118中的特殊处理。

根据流程图，在步骤ST131中的垂直相关检测电路5在如图19所示的垂直方向V上对边缘计数，即num_edge。数据块失真确定电路6确定是否确定条件num_edge＞edge_th满足。如果前述条件满足，操作进行步骤ST132使不进行噪声消除处理且初始信号本身被传输。即，作出了初始信号是一个与数据块边界相邻的表示条纹图案的图象数据的确定。如果条件不满足，操作进行步骤ST133。

在步骤ST133中数据块失真确定电路6确定是否在一个部分存在一个边缘除了数据块边界存在于数据块边界的左侧。即，在步骤ST133中数据块失真确定电路6确定下面的条件是否满足：

diff3×tmp0＜0,diff4×tmp0≥0,diff2×diff3≥0

如果前述确定条件满足，则操作进行步骤ST134。如果条件不满足，则操作进行步骤ST139。

在步骤ST139中数据块失真确定电路6确定在除了数据块边界存在于数据块边界的右侧以外的一个部分存在一个边缘。即，在步骤ST133中数据块失真确定电路6确定下面的条件是否满足：

diff4×tmp0＜0,diff3×tmp0≥0,diff4×diff5≥0

如果前述确定条件满足，则操作进行步骤ST140。如果条件不满足，则作出没有作为边缘的部分存在于数据块边界的两侧的确定。这样，操作进行步骤ST132使初始信号本身被传输。

在步骤ST134中数据块失真修正电路7确定是否|tmp0|≥corr_th。如果前述的条件满足，操作进行步骤ST135使修正被减弱。如果前述的条件不满足，操作进行步骤ST136使修正被加强。接着，操作进行另一种情况的步骤ST137。

在步骤ST137中数据块失真修正电路7用编码难度评估电路3提供的表示编码难度的参数Kp和垂直相关检测电路5提供的表示关系的权重因子Kc乘修正值σ0。接着，操作进行步骤ST138。

在步骤ST138中与用修正值σ0修正的象素两侧相邻的象素的修正值σ1和σ2根据下式计算：

σ1=diff2/2,σ2=diff4/2

在步骤ST140和ST146中的处理类似于步骤ST134和ST138中进行的处理。区别在于在ST141和步骤ST142中确定修正的强度。此外，在步骤ST144中必被修正值σ1修正的相邻的差值为diff3。而且，必被修正值σ2修正的相邻的差值为diff5。

在步骤ST145中的处理类似于步骤ST124中进行的处理。在步骤ST146中的处理类似于步骤ST125中进行的处理。这样，处理结束。

虽然通过参照图17到23被描述的数据块失真减少装置的操作描述了根据第一实施例的数据块失真减少装置1，但根据第二实施例的数据块失真减少电路可以应用相同的设置。在这种情况下，根据第二实施例的数据块失真减少电路被设置成采用上面提到的与图象数据的画面对应的确定条件作为数据块失真确定部分18。这样，数据块失真的确定对应于画面，接着修正值计算部分32进行修正。

现将描述本发明的一个第三实施例。当被一个设置成仍然采用2D DCT进行数据块处理的图象压缩装置压缩的一个动态图象被MPEG压缩，一个根据本实施例的数据块失真编码装置提前消除数据块噪声，特别是对前面的压缩方法和接着进行的再压缩操作以有效地提高编码和压缩效率。

当通过对从一个记录介质如光盘读取的图象数据编码形成的位数据流是广播时，从记录介质读取的位速率和广播位速率彼此是截然不同的。因此，要转换位数据流的位速率。特别地，一个8Mbps的位数据流有时转换成4Mbps的位数据流。

至此，当被MPEG编码的位数据流的速率被转换后进行MPEG基础上的重编码，进行重编码如同在由MPEG解码得到的解码图象中产生数据块噪声。

当用于进行采用除了MPEG的DCT记录处理的动态图象编码方法基础上的位数据流在被临时从前述的编码方法得到一个解码图象以被转换成MPEG位数据流之后被MPEG编码时，进行MPEG编码即便产生了数据块噪声。

因此，在为了运动补偿进行了运动矢量检测、在进行了MPEG编码、在进行了MPEG重编码、在转换了格式时，由于数据块噪声的妨碍检测运动矢量的精度恶化。

数据块噪声产生的位置取决于数据块的数据块。因此，当为了进行重编码或格式转换采用相同的编码方法进行编码时，如果图象上的数据块噪声被编码而没有消除数据块噪声，则产生数据块噪声在再现图象中突出和显著的问题。

图24所示为一个根据一个第三实施例并被设置成在重编码进行之前进行消除数据块噪声的编码装置的方框图。

根据该实施例的编码装置包括，一个输入端子51；一个适应性数据块噪声消除电路56用于对一个输入位数据流进行适应性数据块噪声消除；以及一个编码器54，用于编码从适应性数据块噪声消除电路56传递来的解码图象成MPEG标准格式的位数据流以产生一个解码图象的输出给输出端子55。

适应性数据块噪声消除电路56包括一个边缘提取块52用于解码输入的位数据流；以及一个数据块噪声消除电路53用于从解码图象消除数据块噪声。

通过输入端子51输入的位数据流由边缘提取块52解码。通过输入端子51输入的位数据流被一个编码方法编码用于进行一个采用二维DCT的数据块处理。因此，前述的位数据流可以被边缘提取块52解码。

被边缘提取块52解码的图象的数据块噪声被数据块噪声消除电路53消除。用数据块噪声消除电路53消除数据块噪声可以用诸如上述的方法进行。由于被输入给编码装置的输入信号的噪声被从被输入给编码器54的解码图象中消除，编码器54的编码效率可被提高。

从编码器54得到的编码位数据流被传输给输出端子55。

当从输入端子51输入的位数据流是一个被一个不但采用二维DCT还采用运动补偿如MPEG采用运动补偿的混合压缩方法编码的位数据流时，一个与数据块噪声的产生和编码参数具有高级相关的运动矢量例如逆DCT之后的计数可以从输入端子51得到。因此，采用适应性数据块噪声消除电路56可以使数据块噪声更有效地消除。适应性数据块噪声消除如上所述。

图25所示为一个用于进行适应性数据块噪声消除的适应性数据块噪声消除电路56的方框图。

适应性数据块噪声消除电路56包括一个MPEG解码器72用于解码从输入端子71输入的用MPEG方法编码的位数据流；一个YC分离电路用于从MPEG解码器72输入的解码图象分离出Y信号和C信号；一个延迟电路78用于延迟从YC分离电路75输入的C信号；一个象素值存储器76用于存储从YC分离电路75输入的Y信号；以及一个YC同步电路79用于使通过延迟电路78得到的C信号和通过象素值存储器76得到的Y信号彼此同步以传输一个输出图象给一个输出端子80。对应于边缘提取块52的MPEG解码器72示于图24中。

适应性数据块噪声消除电路56包括一个编码难度计算电路73用于根据从MPEG解码器72输入的编码参数计算编码难度；一个参数计算电路77用于计算给从象素值存储器76输入的Y信号的参数；以及一个失真确定和修正值计算电路74用于根据编码难度计算电路73传来的编码难度和从参数计算电路77输入的参数确定数据块失真并计算修正值以提供失真修正值给象素值存储器76。

输入给输入端子71的MPEG编码的位数据流被MPEG解码器72解码。

当解码操作已进行时得到的编码参数被输入给编码难度计算电路73以得到编码难度。编码难度被传递给失真确定和修正值计算电路74使其被用于数据块失真确定和修正值计算。

YC分离电路75从输入的解码图象分离出Y信号和C信号。用于修正Y信号的在一个范围内的象素值被存储在象素值存储器76中。

参数计算电路77从象素值存储器76调用一个所需的Y信号以计算参数。失真确定和修正值计算电路74根据输入的参数和编码难度确定数据块失真是否发生。如果数据块失真发生，失真确定和修正值计算电路74确定数据块失真的图型(pattern)从而计算一个修正值以提供给象素值存储器76。在象素值存储器76中，修正值被加到参数Y信号以得到一个修正信号。

在图24所示的情况中，在位数据流被解码后一个数字信号不时被转换成模拟信号。在图26所示的前面的情况中，在数据块噪声被数据块边界确定电路81和数据块噪声消除电路82消除后，模拟信号被编码器54编码。

如上所述，第三实施例具有当被一个采用二维DCT图象压缩方法压缩的一个动态图象被临时解码以被返回到一个图象并进行重压缩时数据块噪声特别是对压缩方法被一个数据块噪声消除滤波器消除的结构。

由于消除了数据块噪声，运动预测的准确性可被提高。这样，当进行重压缩时可以提高编码效率。

由于数据块噪声被提前消除，解码一个重压缩的图象得到的一个图象的数据块噪声可被减少。

当能被通过的压缩方法是采用MC-DCT和矢量信息的混合方法时、当进行的MC被采用时、当进行了重压缩时，采用运动矢量信息的适应性数据块噪声消除方法的使用提高数据块噪声消除的效率。

如上所述，当一个被采用二维DCT动态图象压缩和编码方法压缩的图象被临时解码接着重编码时，编码效率可被提高。这样，数据块噪声的产生可被减少且看到图象质量可被改善。

从上面的描述可以理解，根据本发明减少数据块失真的方法和装置与编码方法和编码装置能够减少当数据块失真处在不忽略高频分量的状态被减少时由修正产生的问题并且因此维持了分辨率。由于硬件结构可被简化，根据本发明的结构可被安装在多种消费类用品采用数据块编码如DCT编码进行压缩处理。即，本发明可以应用于诸如视频光盘播放机、数字视频光盘播放机、数字电视接受机和可视电话等。当然，上面提到的运算法则可以通过软件方式实现。这样，当一个动态图象被以实时的方式如国际互联网或多媒体中再现时，数据块失真的减少和数据块失真的消除可容易地实现。由于本发明结构具有包括强/中/弱三种模式，可以进行适应图象的一种状态的数据块失真减少。而且用语数据块失真减少处理的参数可从外部调整，三种情况都可进行精确调整。

此外，本发明被设置成采用有关边缘提取和运动检测能够减少产生于数据块失真的确定的错误的确定有效的信息。

注意本发明不局限于上面提到的实施例。虽然所做的描述是关于水平(H)方向的，但本发明也可以应用在垂直(V)方向的处理上。实际上，计算修正值的方法和滤波处理不局限于上面的描述。

Claims (37)

1．一种数据块失真减少方法，从而当输入的图象数据被块编码时产生的数据块失真减少，所述的数据块失真减少方法包括：

一个编码难度检测步骤，用于从输入图象数据中检测一个表示编码难度的参数；

一个计算步骤，用于从输入图象数据中计算一个用于确定数据块失真的参数；

一个确定步骤，用于根据表示编码难度参数的检测结果和所得到的参数计算结果确定数据块失真；

一个修正值计算步骤，用于计算一个减少数据块失真的修正值；

以及一个步骤，将输入图象数据用与数据块失真的确定结果对应的修正值进行修正以产生一个输出。

2．根据权利要求1的一种数据块失真减少方法，其中执行所述的编码难度检测步骤以使输入图象数据的高频分量被提取的方式执行一个用于计算高频分量的能量量的处理以检测表示编码难度的参数。

3．根据权利要求1的一个数据块失真减少方法，其中执行所述的编码难度检测步骤使得进行运动检测处理以检测输入图象数据的运动，以检测表示编码难度的参数。

4．根据权利要求1的一种数据块失真减少方法，其中执行所述的编码难度检测步骤进行运动检测处理以使得检测输入图象数据的运动，以及以使输入图象数据的高频分量被提取的方式执行一个用于计算高频分量的能量量的处理以检测表示编码难度的参数。

5．根据权利要求1的一种数据块失真减少方法，进一步包括一个为了得到输入的图象数据将输入的位数据流进行解码处理的解码步骤，其中所述的解码步骤被进行使得输入的位数据流进行一个解码处理以及包括在一个位数据流中的一个运动矢量差值信号和一个IDCT系数被检测，以及

所述的编码难度检测步骤被进行使得在解码步骤中被检测的运动矢量差值信号和IDCT系数被转换成表示编码难度的参数。

6．根据权利要求1的一种数据块失真减少方法，其中的确定步骤被进行使得数据块失真的多种强度被确定进行以对应于所确定的强度的修正量修正。

7．根据权利要求1的一种数据块失真减少方法，进一步包括一个用于检测数据块之间边界的相关的检测步骤，其中

进行所述的确定步骤使得通过采用在所述的相关检测步骤中检测的相关确定数据块失真，以及

进行所述的修正值计算步骤使得采用在所述的相关检测步骤中检测的相关计算修正值。

8．根据权利要求2的一种数据块失真减少方法，其中的高频分量的提取是探测输入的图象数据的边缘分量，用于计算高频分量的能量量的处理是处理边缘提取。

9．根据权利要求2的一种数据块失真减少方法，其中执行所述的修正值计算步骤使得在所述的编码难度检测步骤中在所述的用于计算高频分量的能量量的处理中进行的高频分量提取的结果的基础上检测的参数被用于计算修正值。

10．根据权利要求3的一种数据块失真减少方法，其中执行所述的修正值计算步骤使得在所述的编码难度检测步骤中在所述的运动检测处理中进行的运动检测的结果的基础上检测的参数被用于计算修正值。

11．根据权利要求4的一种数据块失真减少方法，其中执行所述的修正值计算步骤使得在所述的编码难度检测步骤中在所述的运动检测处理中进行的运动检测的结果和在所述的用于计算高频分量的能量量的处理中进行的运动检测的结果的基础上检测的参数被用于计算修正值。

12．根据权利要求5的一种数据块失真减少方法，其中执行所述的确定步骤使得在从所述的解码步骤中检测的运动矢量差值信号和IDCT系数基础上的一个参数被用于确定数据块失真，以及

执行所述的修正值计算步骤使得在从所述的解码步骤中检测的矢量信号和IDCT系数基础上的参数被用于计算修正值。

13．根据权利要求9的一种数据块失真减少方法，其中的高频分量的提取是检测输入的图象数据的边缘分量，用于计算高频分量的能量量的处理是处理边缘提取。

14．一种数据块失真减少装置，用于减少当图象数据被块编码时产生的数据块失真，所述的数据块失真减少装置包括：

编码难度检测装置，用于从输入图象数据中检测一个表示编码难度的参数；

参数计算装置，用于从输入图象数据中计算一个用于确定数据块失真的参数；

数据块失真确定装置，用于根据表示编码难度参数的检测结果和所得到的参数计算结果确定数据块失真；

修正值计算装置，用于计算一个减少数据块失真的修正值；

以及一个装置，将输入图象数据用与数据块失真的确定结果对应的修正值进行修正以产生一个输出。

15．根据权利要求14的一种数据块失真减少装置，进一步包括开关和选择装置，用于根据从所述的数据块失真确定装置传来的确定结果在修正信号和输入图象数据之间进行转换。

16．根据权利要求14的一种数据块失真减少装置，其中所述的编码难度检测装置进行一个处理过程使得以输入图象数据的高频分量被提取的方式进行一个用于计算高频分量的能量数的处理以检测表示编码难度的参数。

17．根据权利要求14的一种数据块失真减少装置，其中编码难度检测装置进行一个运动检测处理以检测输入图象数据的运动以检测表示编码难度的参数。

18．根据权利要求14的一种数据块失真减少装置，其中所述的编码难度检测装置进行一个检测输入图象数据的运动检测处理以及一个以提取输入图象数据的高频分量的方式计算高频分量的能量量的处理过程以检测表示编码难度的参数。

19．根据权利要求14的一种数据块失真减少装置，进一步包括一个为了得到输入的图象数据将输入的位数据流进行解码处理的解码装置，其中

所述的解码装置使输入的位数据流进行一个解码处理以及检测包括在一个位数据流中的一个运动矢量差值信号和一个IDCT系数；

所述的编码难度检测装置将运动矢量差值信号和IDCT系数转换成表示编码难度的参数。

20．根据权利要求14的一种数据块失真减少装置，进一步包括用于检测数据块之间边界的相关的检测装置，其中

所述数据块失真确定装置采用在所述的相关检测装置中检测的相关确定数据块失真，以及

所述的修正值计算装置采用在所述的相关检测装置中检测的相关计算修正值。

21．根据权利要求16的一种数据块失真减少装置，其中的高频分量是输入的图象数据的边缘分量，用于计算高频分量的能量量的处理是边缘提取处理。

22．根据权利要求16的一种数据块失真减少装置，其中所述的修正值计算装置在所述的用于计算高频分量的能量量的处理中采用一个在高频分量提取的结果的基础上的参数以计算修正值。

23．根据权利要求17的一种数据块失真减少装置，其中所述的修正值计算装置在运动检测处理中采用一个在高频分量提取的结果的基础上的参数以计算修正值。

24．根据权利要求18的一种数据块失真减少装置，其中所述的修正值计算装置在计算高频分量的能量量的处理中采用了在高频分量提取的结果的基础上的参数以及在运动检测处理中采用了一个运动检测的结果。

25．根据权利要求19的一种数据块失真减少装置，其中所述的数据块失真确定装置采用在运动矢量差值信号基础上的参数和在所述的解码装置中被检测的IDCT系数确定数据块失真，以及

所述的修正值计算装置采用在矢量信号基础上的参数和在所述的解码装置中被检测的IDCT系数计算修正值。

26．一种编码方法包括：

一个数据块失真减少步骤，用于减少产生于图象数据块编码/解码中的数据块失真；以及

一个编码步骤用于将所述的数据块失真减少步骤中得到的图象数据编码成位数据流。

27．根据权利要求26的一种编码方法，其中数据块编码是二维离散余弦变换(DCT)。

28．根据权利要求26的一种编码方法，其中数据块失真减小步骤包括一个用于将位数据流解码成图象数据的解码步骤。

29．根据权利要求28的一种编码方法，其中进行数据块失真减小步骤以使数据块失真被一个滤波器消除。

30．根据权利要求28的一种编码方法，其中输入的位数据流通过采用数据块编码和运动补偿已被编码，

进行所述的解码步骤以使从输入的位数据流提取运动补偿的一个运动矢量，以及

进行所述的数据块失真步骤以使在所述的解码步骤中得到的运动矢量被用于进行适应性数据块失真减少。

31．根据权利要求30的一个编码方法，其中输入的位数据流的格式遵守MPEG(运动图象专家组)标准。

32．一个编码装置包括：

数据块失真减少装置，用于减少产生于图象数据块编码/解码中的数据块失真；以及

编码装置，用于将所述的数据块失真减少装置中得到的图象数据编码成位数据流。

33．根据权利要求32的一个编码装置，其中数据块编码是二维离散余弦变换(DCT)。

34．根据权利要求32的一个编码装置，其中数据块失真减小装置包括用于将位数据流解码成图象数据的解码装置。

35．根据权利要求34的一个编码装置，其中数据块失真减小装置通过一个滤波器消除数据块失真。

36．根据权利要求34的一个编码装置，其中输入的位数据流通过采用数据块编码和运动补偿已来编码，

所述的解码装置从输入的位数据流提取运动补偿的运动矢量，以及

所述的数据块失真减少装置采用在所述的解码装置中得到的运动矢量进行适应性数据块失真减少。

37．根据权利要求36的一个编码装置，其中输入的位数据流的格式遵守MPEG(运动图象专家组)标准。

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