CN1574968A - 运动图像解码装置及运动图像解码方法 - Google Patents

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CN1574968A CNA2004100639331A CN200410063933A CN1574968A CN 1574968 A CN1574968 A CN 1574968A CN A2004100639331 A CNA2004100639331 A CN A2004100639331A CN 200410063933 A CN200410063933 A CN 200410063933A CN 1574968 A CN1574968 A CN 1574968A
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Abstract

一种能根据按优先级编码数据的特征量自适应地控制后滤波器滤波参数并改善整个屏幕主观图像质量的视频解码装置，其中，所述按优先级编码数据被按照优先级编码以用于通过运动图像内重要性分类的单个区域。在视频解码装置200中，滤波参数计算部分213基于设置在逐步移位图中的单个区域的移位值，计算用于控制后滤波处理部分215的噪声消除强度的滤波参数，其中在该逐步移位图中，移位值从视频编码装置的屏幕内的重要区域至周边区域逐步减少，通过应用所计算的滤波参数，后滤波处理部分215执行重构图像的后滤波处理。

Description

运动图像解码装置及运动图像解码方法
技术领域
本发明涉及一种运动图像解码装置和运动图像解码方法，由此根据重要性以区域为基础解码按照优先级编码的数据。
背景技术
在传统的视频数据传输系统中传输的视频数据通常借助于H.261方案，即MPEG(运动图像专家组)方案或类似方案等被压缩在某个频带或更少的频带中，使其能够在某个传输频带中传输，并且一旦视频数据被编码，即使传输频带改变了，其视频质量也不会变化。
然而，随着近年来网络的多样化，传输路径频带波动增加了，因而需要允许质量与多个频带匹配的视频传输的视频数据。响应此需要，具有分层结构并能处理多个频带的分层编码方案已经被标准化。
在这种分层编码方案中，在位速率选择方面具有局部高自由度的MPEG-4 FGS(ISO/IEC 14496-2 Amendment 2)正在被标准化。
借助于MPEG-4 FGS编码的视频数据由一个包括能被编码成一个单元的运动图像流的基层和一个或多个包括用于提高基层运动图像质量的运动图像流的增强层构成。该基层是低位速率、低质量视频数据，根据网络可用的频带通过将增强层添加到该基层，可以获得具有高自由度的高图像质量，并且在低频带中可以实现高运动图像质量。
例如，如果通过使用此分层的编码方案，运动图像内部被分成对用户重要的一个区域和另一个周边区域，并设置自适应位移的DCT系数和执行编码处理，以便在从该重要区域开始的优先级的基础上执行编码，在从该重要区域开始的优先级的基础上执行编码的编码处理是可能的，且从重要区域开始能够逐步获得更高的图像质量。
作为在编码和解码中减少该处理负荷的一种手段，已经提出一种装置，该装置利用混合编码方案，在没有降低运动图像质量的情况下加快了编码处理和解码处理的速度，该混合编码方案使用了被MPEG2方案和MPEG4方案基本采用的运动补偿预测(MC)和离散余弦变换(DCT)(例如，见未审日本专利公开No.2001-245297(权利要求1和权利要求5))。
在此装置中，当执行编码处理时，根据用于量化DCT系数的量化参数是否大于特定的阈值，通过决定是执行半象素精度的运动向量检测操作还是执行全象素精度的运动向量方检测操作，能够在没有质量损失的情况下降低该编码处理负荷。
此外，在此装置中，当执行解码处理时，通过根据量化参数是否大于一个预置的阈值执行后滤波器处理的开/关控制，能够在不损失具有小量化参数的高图像质量区域的质量的情况下执行解码处理。
因此，通过当使用分层编码方案编码运动图像时使用上述编码处理和当解码分层编码数据时应用上述解码处理，可以保持该高图像质量区域的图像质量。
然而，当解码其中运动图像的重要区域被使用分层编码方案按优先级编码的按优先级编码的数据时，如果基于量化参数执行后滤波器开/关控制则存在一个问题，即，与该重要区域的解码图像的图像质量相比周边区域的解码图像的质量明显下降，且主观图像质量下降。
也就是说，当通过将运动图像内部分成对用户重要的一个区域和其它周边区域并设置自适应位移的DCT系数基于从所述重要区域开始的优先级执行编码时，在重要区域与周边区域之间会出现量化参数设置的偏差，图像质量中大的偏差出现在运动图像中，并且对于没有按优先级编码的周边区域，其图像质量下降较大，结果是，如果完全根据优先级编码中DCT系数和量化参数的设定来应用后滤波器滤波处理，虽然可以降低全部图像的噪声，但损失了按优先级编码区域中图像的分辨率。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种运动图像解码装置和运动图像解码方法，由此根据按照优先级编码数据的特征量自适应地控制后滤波器的滤波参数，其中运动图像的内部被按照优先级编码，以用于根据重要性分类的各区域，和提高了全屏幕的主观图像质量。
根据本发明的一个方面，一种用于解码其中运动图像以逐个区域为基础按优先级编码的按优先级编码数据的运动图像解码装置具有一个计算后滤波器滤波参数的计算部分和一个后滤波处理部分，其中后滤波器基于为按优先级编码数据设置的特征量减少噪声分量，所述后滤波处理部分能将该滤波参数用于后滤波器并减少按优先级编码数据的解码数据的噪声分量。
根据本发明的另一个方面，一种用于解码其中运动图像以逐个区域为基础按优先级编码的按优先级编码数据的运动图像解码方法具有一个计算后滤波器的滤波参数的计算步骤和一个后滤波处理步骤，其中，所述后滤波器基于为按优先级编码数据设置的特征量减少噪声分量，所述后滤波处理步骤能将该滤波参数用于后滤波器并减少按优先级编码数据的解码数据的噪声分量。
附图说明
通过下面结合附图的详细描述，本发明上述和其它的目的及特点将显而易见，附图中以实例的方案举例说明了一些例子，其中：
图1的框图示出了根据本发明实施例1的视频编码装置的结构；
图2的框图示出了根据实施例1的视频解码装置的结构；
图3的流程用于解释根据实施例1的视频解码装置的操作；
图4A示出了根据实施例1的逐步移位图的例子；
图4B示出了根据实施例1的滤波强度图的例子；
图5示出了根据实施例1的滤波强度表的例子；
图6的框图示出了根据本发明实施例2的视频解码装置的结构；
图7的流程用于解释根据实施例2的视频解码装置的操作；
图8A示出了根据实施例2的逐步移位图和已接收的位数比例图的离子；
图8B示出了根据实施例2的滤波强度图的例子；
图9示出了根据实施例2的滤波强度表的例子；
图10的框图示出了根据本发明实施例3的视频解码装置的结构；
图11的流程用于解释根据实施例3的视频解码装置的操作；
图12A示出了根据实施例3的逐步移位图的例子；
图12B示出了根据实施例3的滤波强度图的例子；
图13A示出了根据实施例3在改进之前的滤波强度的例子；
图13B示出了依照实施例3在改进之后的滤波强度的实例；
图14示出了本发明实施例4的视频解码装置的结构方框图；
图15示出了用于说明实施例4的视频解码装置操作的流程图；
图16A示出了实施例4的逐步移位图的实例；
图16B示出了实施例4的滤波强度图的实例；
图17A示出了依照实施例4在改进之前的滤波强度的实例；
图17B示出了实施例4之前的一帧的滤波强度的实例；
图17C示出了依照实施例4在改进之后的滤波强度的实例。
具体实施方式
本发明的本质在于根据按优先级编码数据的特征量自适应地控制后滤波器的滤波参数和改善全屏幕的主观图像质量。其中，在按照优先级编码的数据中，根据其重要性以区域为基础对运动图像按优先级进行编码，
现在参照附图，详细说明本发明的实施例。
(实施例1)
在该实施例中，描述了一种视频解码装置，该视频解码装置应用一种运动图像解码方案，借此以在当以单个小区为基础执行编码时所建立的位移值的基础上计算用于控制后滤波器的噪声消除强度的滤波器参数，在单个小区基础上对解码图像自行后滤波处理时使用的滤波参数口语被资适应地控制，并可以改善整个屏幕的主观图像质量。当基于单个小区执行解码图像的后滤波处理时，能自适应的控制所使用的滤波参数，提高了全屏幕的主观图像质量。
图1示出了本发明实施例1的使用运动图像编码方案的视频编码装置的结构方框图。
图1所示的视频编码装置100具有用于生成一个基层的基层编码器110，用于生成一个增强层的增强层编码器120，用于设置基层频带的基层频带设置部分140，和一个用于设置增强层的分配带宽的增强层分配带宽设置部分150。
基层编码器110具有一个以逐个图像为基础输入图像(源图像)的图像输入部分112、一个执行基层编码的基层编码部分114、一个执行基层输出的基层输出部分116和一个执行基层解码的基层解码部分118。
增强层编码器120具有一个执行重要区域检测的重要区域检测部分122、一个根据重要区域信息生成逐步移位图的逐步移位图生成部分124、一个在输入图像与基层的解码图像(重构图像)之间生成差别图像的差别图像生成部分126、一个执行DCT处理的DCT部分128、一个按照从逐步移位图生成部分124输出的移位图执行DCT系数的位移操作的位移部分130、一个根据DCT系数对每个位平面执行变长编码(VLC)的位平面VLC部分132和一个使用从增强层分配带宽设置部分150输入的分配带宽对变长编码的增强层执行数据分配处理的增强层分配部分134。
图2示出了使用本发明实施例1的运动图像编码方案的视频解码装置的结构方框图。
视频解码装置200具有用于解码基层的基层解码器201、用于解码增强层的增强层解码器210和用于重构和输出已解码图像的重构图像输出部分220。
基层解码器201具有用于输入一基层的基层输入部分202和对该输入的基层执行解码处理的基层解码处理部分203。
增强层解码器210具有输入一增强层的增强层输入部分211、执行输入增强层解码处理和移位值解码处理的增强层解码处理部分212、通过使用该移位值计算滤波参数的滤波参数计算部分213、添加基层的解码图像和增强层的解码图像的图像添加部分214和依靠计算的滤波参数调整噪声消除强度并对所添加的解码图像执行滤波处理的后滤波处理部分215。
接下来，使用图3所示的流程图说明具有上述结构的视频解码装置200的操作。将图3中的流程图作为控制程序存储在视频解码装置200的存储装置(例如ROM或闪存)(未示出)中，并通过视频装置200的CPU(中央处理器)(未示出)来运行该程序。
首先，在步骤S101中，执行解码开始处理，以逐个图像为基础开始视频解码。具体地，基层输入部分202开始基层输入处理，增强层输入部分211开始增强层输入处理。
接下来，在步骤S102中，执行输入一基层的基层输入处理。具体地，基层输入部分202以逐个图像为基础取来基层流，并输出该基层流至基层解码处理部分203。
然后，在步骤S103中，执行解码该基层的基层解码处理。具体地，基层解码处理部分203对从基层输入部分202输入的基层流执行诸如变长解码(VLD)、解量化、逆DCT和运动补偿的MPEG解码处理，生成基层解码图像，并将所生成的基层解码图像输出给图像添加部分214。
同时，在步骤S104中，执行输入一增强层的增强层输入处理。具体地，增强层输入部分211输出一增强层流至增强层解码处理部分212。
然后，在步骤S105，执行以单个位平面为基础执行VLD处理的位平面VLD处理，并执行为每个宏块解码移位值的移位值解码处理。具体地，增强层解码处理部分212对从增强层输入部分211输入的增强层位流执行变长解码(VLD)处理，计算整个图像的DCT系数和表示每个宏块移位值的整个图像的逐步移位图，并输出该计算结果至滤波参数计算部分213。
然后，在步骤S106中，执行解码该增强层的增强层解码处理。具体地，增强层解码处理部分212根据由逐步位移图所指出的位移值对在步骤S105所计算的DCT系数执行朝向每个宏块低位方向的移位操作，对经过移位的DCT系数执行逆DCT处理并生成增强层的解码图像，和将所生成的增强层的解码图像输出给图像添加部分214。
同时，在步骤S107中，基于在步骤S105计算的逐步移位图执行滤波参数计算处理。具体地，在图4A所示的逐步移位图中计算用于为每个小区301设置的移位值的滤波参数。
图4A所示的逐步移位图300是一个图的例子，该图具有在由x轴和y轴指出的图像中用于每个小区301的移位值。最大的移位值“2”被设置给包含重要区域302的一组小区，移位值在周边区域中逐步变小，其值被设置为“1”和“0”。
图5给出一个表的实例，表中设置了滤波强度A(0)、B(1)、C(2)、D(3)和E(4及以上)以及滤波参数T1至T3。配置给这些滤波强度A到E的值(0)至(4及以上)对应于图4A所示的小区301，在该对应基础上应用滤波强度A到C的结果是图4B所示的滤波强度图310。
然后，滤波参数计算部分213将施加到逐步移位图300中每个小区301的移位值上的滤波强度输出给后滤波处理部分215作为滤波参数。
然后，在步骤S108，执行图像添加处理，借此以添加基层解码图像和增强层解码图像。具体地，图像添加部分214基于逐个象素添加从基层解码处理部分203输入的基层解码图像和从增强层解码处理部分212输入的增强层解码图像，生成一个重构图像，并将所生成的重构图像输出给后滤波处理部分215。
然后，在步骤S109中，对该重构图像执行后滤波处理。具体地，在借助于从滤波参数计算部分213输入的滤波参数(滤波强度)为每个小区执行每个小区301的后滤波处理之后，后滤波处理部分215使用下面的等式(1)为从图像添加部分214输入的该重构图像计算象素值。
X’(i，j)＝T1*X(i-1，j)+T2*X(i，j)+T3*X(i+1，j)    等式(1)
其中：
X(i，j)：坐标(i，j)的象素值
X’(i，j)：坐标(i，j)后滤波处理之后的象素值
TN：滤波参数N(其中，N是整数)
也就是说，从表5中读出与为每个小区输入的滤波强度A至C对应的滤波参数T1至T3，通过代入到等式(1)中计算每个小区的后滤波处理之后的象素值，并将重构图像输出至重构图像输出部分220，该重构图像中已经为每个小区执行了后滤波处理。
等式(1)是一种后滤波处理方案的一个实例，但后滤波处理方案不限于此。也可能应用一种方法在Y轴方向、XY轴方向或对角线方向执行滤波，并且滤波参数(T1、T2、T3)的数量也并不局限于三个。
然后，重构图像输出部分220在从后滤波处理部分215输入后滤波处理之后，向外输出该重构图像。
然后，在步骤S110中，执行终止确定处理。具体地，确定基层输入部分202中的基层流输入是否已经停止。如果确定的结果是基层输入部分202中的基层流输入已经停止(S110：是)，则确定解码终止，停止一系列的解码处理操作，但是如果基层输入部分202中的基层流输入没有停止(S110：否)，则处理流程返回到步骤S101。也就是说，重复步骤S101至步骤S109的一系列处理操作，直到基层输入部分202中的基层流输入停止。
因此，依照此实施例，在视频解码装置200中，基于设置在逐步移位图中每个小区的移位值，能够计算用于控制后滤波处理部分215的噪声消除强度的滤波参数，其中，在该逐步移位图中，移位值从视频编码装置100的屏幕内的重要区域至周边区域逐步下降，并通过在后滤波处理部分215中应用计算的滤波参数执行已解码重构图像的后滤波处理，所以能够为移位值大的重要区域设置具有低噪声消除强度的滤波参数，为移位值小的周边区域设置具有高噪声消除强度的滤波参数，在保持重要区域的清晰图像质量的同时，能够消除周边区域噪声，提高了整个屏幕的主观图像质量。
在此实施例中，MPEG方案被用于基层编码和解码，MPEG-4 FGS方案被用于增强层编码和解码，但本发明并不局限于此，只要该方案使用位平面编码，也可以使用其它的编码和解码方案，例如WAVELET编码，JPEG2000的WAVELET编码是一个代表性的实例。
(实施例2)
在此实施例中，描述一种视频解码装置，该装置使用一种运动图像解码方案，借此以在当以单个小区为基础执行编码时所建立的移位值和这些小区中每一个所接受的位数的基础上计算用于控制后滤波噪声消除强度的滤波参数，在以单个小区为基础执行解码图像的后滤波处理时所使用的滤波参数就被自适应地控制，和可以改善整个屏幕的主观图像质量。
在实施例2中，对编码图像进行解码处理，该编码图像是在图1所示的视频编码装置100中借助于根据重要区域信息所生成的逐步移位图，对具有基于单个小区而建立的移位值的屏幕内部进行编码而获得的。
图6示出了使用依照本发明实施例2的运动图像解码方案的视频解码装置的结构方框图。此视频解码装置400具有类似于图2所示的视频编码装置100的基本结构，因此使用与图2中相同的参考代码表示图6中与图2中一致的部分，其详细的说明被省略。
此实施例的特征是在增强层解码图像的每个小区的移位值和基层解码图像的每个小区所接收的位数比例的基础上，位于增强层解码器410中的滤波参数计算部分413计算用于控制后滤波处理部分215的噪声消除强度的滤波参数。
滤波参数计算部分413根据从基层解码处理部分203输入的基层解码图像的每个小区的接收位数来计算每个小区的特征量，作为所接收的位与最大值的比，以及根据从增强层解码处理部分212输入的增强层解码图像的每个小区的移位值计算与位征值对应的滤波参数，并输出该滤波参数至后滤波处理部分215。
接下来，将使用图7所示的流程图说明具有上述结构的视频解码装置400的操作。将图7中的流程图作为控制程序存储在视频解码装置400的存储装置(未示出)(例如ROM或闪存)中，并通过视频装置400的CPU(未示出)来运行该程序。
首先，在步骤S701中，执行解码开始处理，该处理以逐个图像为基础开始视频解码。具体地，基层输入部分202开始基层输入处理，增强层输入部分211开始增强层输入处理。
接下来，在步骤S702中，执行输入一个基层的基层输入处理。具体地，基层输入部分202以逐个屏幕为基础取来基层流，并将该基层流输出给解码处理部分203。
然后，在步骤S703中，执行用于解码该基层的基层解码处理。具体地，基层解码处理部分203基于从基层输入部分202输入的基层流并借助于VLD、解量化、逆DCT、运动补偿处理等执行MPEG解码处理，生成基层的解码图像，并输出该生成的基层解码图像至图像添加部分214。
基层解码处理部分203也计算在一屏幕内每个小区的所接收位数与该屏幕内最大位数值的比例Di，并输出Di至滤波参数计算部分413。
同时，在步骤S704中，执行输入一个增强层的增强层输入处理。具体地，增强层输入部分211输出一个增强层流至增强层解码处理部分212。
然后，在步骤S705中，执行解码该增强层的增强层解码处理。具体地，增强层解码处理部分212对从增强层输入部分211输入的增强层位流执行变长解码处理(VLD)，计算全屏DCT系数和逐步移位图，根据由逐步移位图所指出的移位值对所计算的DCT系数执行朝向每个小区低位方向移位操作，对经过移位的DCT系数执行逆DCT处理并生成增强层的解码图像，输出该生成的增强层解码图像至图像添加部分214，也输出该逐步移位图至滤波参数计算部分413。
同时，在步骤S706中，基于在步骤S703中计算的接收位数与最大值的比例和在步骤S705中计算的逐步移位图，执行滤波参数计算处理。具体地，借助于下面的处理，使用为图8A所示逐步位移图800中的每个小区801所设置的移位值和所接收的位数比例以及所接收的位数比例图810计算滤波参数。
图4A中的逐步移位图800是一个例子，它具有在由x轴和y轴指出的一个屏幕中用于每个小区801的移位值。最大移位值“2”被设置给包含重要区域802的一组小区，移位值在周边区域中逐步变小，所设置的值为“1”和“0”。
图4A示出的所接收的位数比例图810示出了在由x轴和y轴指出的屏幕中，每个小区801的接收位数与最大值的比例的实例。
然后，使用下面的等式(2)，滤波参数计算部分413在所接收的位数比例图810中每个小区801所接收的位数与所述最大值的比例以及在逐步位移图800中每个小区801的移位值的基础上计算每个小区801的特征量N1。
Ni＝Di×(Si/Smax)                     等式(2)
其中：
Ni：小区i的特征量
Di：小区i的接收位数与最大值的比例
Si：小区i的移位值
Smax：移位值的最大值
基于计算的特征量Ni，滤波参数计算部分413然后根据如图9所示的滤波参数表确定滤波强度N。
图9给出一个表的例子，表中设置了滤波强度A(向上至0.1)、B(0.1至0.3)、C(0.4至0.5)、D(0.5至0.7)和E(0.7至以上)以及滤波参数T1至T3。适用于这些滤波强度A至E的值(向上至0.1)至(0.7以及以上)是每个小区801的特征量Ni的值，基于此一致性应用滤波强度A至C的结果是图8B中的滤波强度图820。
然后，在步骤S707中，执行图像添加处理，借此，添加了基层解码图像和增强层解码图像。具体地，图像添加部分214基于逐个象素添加从基层解码处理部分203输入的基层解码图像和从增强层解码处理部分212输入的增强层解码图像，生成一重构图像，并将该生成的重构图像输出给后滤波处理部分215。
然后，在步骤S708中，对该重构图像执行后滤波处理。具体地，在借助于从滤波参数计算部分413输入的滤波参数(滤波强度)为每个小区执行了每个小区801的后滤波处理之后，后滤波处理部分215使用上述的等式(1)为从图像添加部分214输入的该重构图像计算象素值。
然后，在步骤S709中，执行终止确定处理。具体地，确定基层输入部分202中的基层流输入是否已经停止。如果确定的结果是基层输入部分202中的基层流输入已经停止(S709：是)，则确定解码的终止，停止一系列的解码处理操作，但是如果基层输入部分202中的基层流输入没有停止(S709：否)，则处理流程返回到步骤S701。也就是说，重复步骤S701至步骤S708的一系列处理操作，直到基层输入部分202中的基层流输入停止。
因此，根据该实施例，在视频解码装置400中，基于设置在逐步移位图中每个小区的移位值能计算控制后滤波处理部分215的噪声消除强度的滤波参数，其中，在该逐步移位图中，移位值从视频编码装置100的屏幕内的重要区域至周边区域逐步减少，并通过在后滤波处理部分215中应用所计算的滤波参数来执行已解码重构图像的后滤波处理，所以为移位值大的和接收位数大的重要区域设置具有低噪声消除强度的滤波参数，为移位值小的和接收位数小的周边区域设置具有高噪声消除强度的滤波参数，在保持重要区域的清晰图像质量的同时，能够消除周边区域噪声，提高整个屏幕的主观图像质量。
在此实施例中，描述了一种视频解码装置，该装置采用一种运动图像解码方案，借此，可以在以单个小区为基础执行编码时所设置的移位值和这些小区中每一个所接收位数的基础上计算用于控制后滤波噪声消除强度的滤波参数，在以单个小区为基础执行解码图像的后滤波处理时所使用的滤波参数可以被自适应地控制，和提高全屏幕的主观图像质量。
此外，当接收的位速率很高时，能够避免应用过多的滤波器，当接收的位速率低时，通过使用较强的滤波器能够有效的改善图像质量。
在此实施例中，MPEG方案被用于基层编码和解码，MPEG-4 FGS方案被用于增强层编码和解码，但本发明并不局限于此，只要该方案使用位平面编码，也可能使用其它的编码和解码方案，例如WAVELET编码，JPEG2000的WAVELET编码是一个代表性的实例。此外，在此实施例中，使用接收的位数与最大值的比例来计算滤波参数，但是本发明并不限于此，也可能使用其他的方案，只要它是使用位数比例的方案即可。
(实施例3)
在此实施例中，描述了一种视频解码装置，该装置采用一种运动图像解码方案，借此，在其部分相对于周边小区具有大噪声消除强度的、当以单个小区为基础执行编码时建立的移位值的基础上以单个小区为基础计算用于控制后滤波噪声消除强度的滤波参数，当基于单个小区执行解码图像的后滤波处理时，能自适应的控制所使用的滤波参数，并提高全屏幕的主观图像质量。
在实施例3中，编码图像被进行解码处理，该编码图像是借助于根据图1所示视频编码装置100中重要区域信息生成的逐步移位图对具有以单个小区为基础建立的移位值的屏幕内部进行编码而获得的。
图10示出了使用依照本发明实施例3的运动图像解码方案的视频解码装置的结构方框图。此视频解码装置500具有类似于图2所示的视频编码装置100的基本结构，因此使用与图2中相同的参考代码表示图10中与图2中一致的部分，其详细的说明被省略。
在增强层解码器510内的滤波参数修改部分516执行修改处理，借此，根据周边区域的滤波参数水平能够校正由滤波参数计算部分213计算的增强层解码图像的每个小区的滤波参数水平，并控制后滤波处理部分215的噪声消除强度。
滤波参数修改部分516执行修改处理，借此，根据周边区域的滤波参数水平修改由滤波参数计算部分213计算的增强层解码图像的每个小区的滤波参数水平。
接下来，将使用图11所示的流程图说明具有上述结构的视频解码装置500的操作。将图11中的流程图作为控制程序存储在视频解码装置500的存储装置(未示出)(例如ROM或闪存)中，并通过视频装置500的CPU(未示出)来运行该程序。
首先，在步骤S801中，执行解码开始处理，以逐个图像为基础开始视频解码。具体地，基层输入部分202开始基层输入处理，增强层输入部分211开始增强层输入处理。
接下来，在步骤S802中，执行输入一基层的基层输入处理。具体地，基层输入部分202以逐个屏幕为基础取来基层流，并输出该基层流至解码处理部分203。
然后，在步骤S803中，执行解码该基层的基层解码处理。具体地，基层解码处理部分203在从基层输入部分202输入的基层流的基础上，借助于VLD、解量化、逆DCT、运动补偿处理等执行MPEG解码处理，生成基层的解码图像，并将该生成的基层解码图像输出给图像添加部分214。
同时，在步骤S804中，执行输入一增强层的增强层输入处理。具体地，增强层输入部分211输出一增强层流至增强层解码处理部分212。
然后，在步骤S805中，执行位平面VLD处理，该处理基于单个的位平面执行VLD处理，并执行解码该移位值的移位值解码处理。具体地，增强层解码处理部分212对从增强层输入部分211输入的增强层位流执行变长解码(VLD)处理，计算整个图像的DCT系数和逐步移位图，并输出该计算结果至滤波参数计算部分213。
然后，在步骤S806中，执行解码该增强层的增强层解码处理。具体地，增强层解码处理部分212对在步骤S805所计算的DCT系数执行与由所述逐步移位图指出的移位值相符的朝向每个宏块低阶方向的移位，对移位后的DCT系数执行逆DCT处理，并生成增强层的解码图像，和输出所生成增强层的解码图像至图像添加部分214。
同时，在步骤S807中，在步骤S805中所计算的逐步移位图的基础上执行滤波参数计算处理。具体地，在图12A所示的逐步移位图900中计算用于为每个小区901所设置的移位值的滤波参数。
图9A所示的逐步移位图900是一个图的例子，它具有用于由x轴和y轴指出的屏幕内每个小区901的移位值。最大的移位值“2”被设置给包括重要区域902的的一组小区，移位值在周边区域中逐步变小，设置的值为“1”和“0”。
在图5的滤波强度表中设置的滤波强度A(0)、B(1)、C(2)、D(3)和E(4及以上)以及滤波参数T1至T3与图12A中逐步移位图900一致，基于此一致性的应用滤波强度A至C的结果是图12B中的滤波强度图910。
然后滤波参数计算部分213将该滤波强度输出至滤波参数修改部分516作为滤波参数，该滤波强度被施加于逐步移位图900中每个小区901的移位值上。
然后，在步骤S808中，执行修改处理，介词以根据周边区域的滤波参数水平修改在步骤S807中所计算的每个小区901的滤波参数水平。具体地，修改滤波参数电平以用于图12B所示的滤波强度图910中每个小区901。
下面将参照图13详细说明滤波参数修改部分516执行的滤波强度修改处理。
图13A示出了当从前至后沿线B-B’剖开图12B所示的滤波强度图910时的剖面图，指出了滤波强度A、B和C在水平上的差别。
在此情况下，它示出了在滤波强度A至C之间逐步出现水平方面的差别，如果借助于这些参数控制后滤波处理部分215的噪声消除强度，这将被反映在每个小区的滤波处理结果中，在一个屏幕内靠近滤波强度变化较大区域的边界区域周围有可能出现图像质量不均匀。
因此，执行线性内插内插法处理以减少小区之间在滤波参数水平上的差别，如图13B中修改之后的滤波强度所示。使用下面的数学等式(3)和(4)执行此线性内插内插法处理。
T2’(x)＝T2+(T2n-T2)*x/W                  等式(3)
T1’(x)＝T3’(x)＝(1-T2’(x))/2           等式(4)
其中：
TN：修改之前的滤波参数N
TN’：修改之后的滤波参数N
TNn：附近的滤波参数N
W：在内插部分中的象素数目
X：距内插起始点的象素数目
N：整数
然后，滤波参数修改部分516将使用上述数学等式(3)和(4)修改小区滤波参数的结果输出至后滤波处理部分215。
然后，在步骤S809中，执行图像添加处理，借此以添加基层的解码图像和增强层的解码图像。具体地，图像添加部分214以逐个象素为基础添加从基层解码处理部分203输入的基层的解码图像和从增强层解码处理部分212输入的增强层的解码图像，生成一重构图像，并将该生成的重构图像输出至后滤波处理部分215。
然后，在步骤S810中，对该重构图像执行后滤波处理。具体地，后滤波处理部分215借助于由滤波参数修改部分516输入的修改的滤波参数，对从图像添加部分214输入的重构图像执行每个小区的后滤波处理。
然后，重构图像输出部分220在后滤波处理部分215输入后滤波处理之后，向外输出该重构图像。
然后，在步骤S811中，执行终止确定处理。具体地，确定基层输入部分202中的基层流输入是否已经停止。如果确定的结果是基层输入部分202中的基层流输入已经停止(S811：是)，则确定解码的终止，停止一系列的解码处理操作，但是如果基层输入部分202中的基层流输入没有停止(S811：否)，则处理流程返回到步骤S801。也就是说，重复步骤S801至步骤S810的一系列处理操作，直到基层输入部分202中的基层流输入停止。
由此，依照此实施例，在视频解码装置500中，基于设置在逐步移位图中每个小区的移位值能计算控制后滤波处理部分215的噪声消除强度的滤波参数，其中在该逐步移位图中，移位值从视频编码装置100的屏幕内的重要区域至周边区域逐步下降，此外，通过执行使用周围小区滤波强度的每个小区滤波强度的线性内插处理修改了滤波参数，在后滤波处理部分215中通过应用该修改的滤波参数执行了解码重构图像的后滤波处理，所以能够为移位值大的重要区域设置具有低噪声消除强度的滤波参数，对于靠近周围滤波强度高的区域的边界象素，噪声消除强度能被修改成较大的值，对于靠近周围滤波强度低的区域的边界象素，噪声消除强度能被修改成较小的值，在保持重要区域的清晰图像质量的同时，能够消除周边区域噪声，通过减少图像边界处的图像质量不均匀能够生成流畅的图像，能够提高整个屏幕的主观图像质量。
在此实施例中，MPEG方案被用于基层编码和解码，MPEG-4 FGS方案被用于增强层编码和解码，但本发明并不局限于此，只要该方案使用位平面编码，也可能使用其它的编码和解码方案。
此外，在上述的实施例3中，已经描述了使用内插中来自周边区域的滤波参数执行线性内插的情况，但是也可采用其它的内插方法，其基本点在于该内插法应当能够抑制区域边界滤波强度的不均匀。
(实施例4)
在此实施例中，描述了一种视频解码装置，该装置采用一种运动图像解码方案，借此可以在当以单个小区为基础执行编码时建立的移位值为基础计算用于控制后滤波器的噪声消除强度的滤波参数，所计算的滤波参数被暂时存储并且借助于所存储的后滤波参数校正下一次计算的滤波参数，能够自适应地控制当基于单个小区执行解码图像的后滤波处理时所使用的滤波参数，并提高全屏幕的主观图像质量。
在实施例4中，对编码图像进行解码处理，该编码图像是借助于在图1所示的视频编码装置100中根据重要区域信息生成的逐步移位图对具有以单个小区为基础而建立的移位值的屏幕内部进行编码所获得的。
图14示出了使用依照本发明实施例4的运动图像解码方案的视频解码装置的结构方框图。此视频解码装置700具有类似于图2所示的视频编码装置100的基本结构，因此使用与图2中相同的参考代码表示图14中与图2中一致的部分，其详细的说明被省略。
在增强层解码器710内的滤波参数存储部分716存储由滤波参数计算部分213计算的滤波参数，滤波参数修改部分717执行修改处理，借此，借助于存储在滤波参数存储部分716中的后滤波参数校正由滤波参数计算部分213所计算滤波参数。
接下来，将使用图15所示的流程图说明具有上述结构的视频解码装置700的操作。将图15中的流程图作为控制程序存储在视频解码装置700的存储装置(未示出)(例如ROM或闪存)中，并通过视频装置700的CPU(未示出)来运行该程序。
首先，在步骤S901中，执行解码开始处理，以逐个图像为基础开始视频解码。具体地，基层输入部分202开始基层输入处理，增强层输入部分211开始增强层输入处理。
接下来，在步骤S902中，执行输入一基层的基层输入处理。具体地，基层输入部分202以逐个屏幕为基础取来一基层流，并输出该基层流至解码处理部分203。
然后，在步骤S903中，执行解码该基层的基层解码处理。具体地，基层解码处理部分203借助于VLD、解量化、逆DCT和运动补偿处理等对从基层输入部分202输入的基层流执行MPEG解码处理，生成一基层解码图像，并将所生成的基层解码图像输出给图像添加部分214。
同时，在步骤S904中，执行输入一增强层的增强层输入处理。具体地，增强层输入部分211输出一增强层流至增强层解码处理部分212。
然后，在步骤S905中，执行用于以单个位平面为基础执行VLD处理的位平面VLD处理，并执行解码该移位值的移位值解码处理。具体地，增强层解码处理部分212对从增强层输入部分211输入的增强层位流执行变长解码(VLD)处理，计算整个图像的DCT系数和逐步移位图，并输出该计算结果至滤波参数计算部分213。
然后，在步骤S906中，执行解码该增强层的增强层解码处理。具体地，增强层解码处理部分212对在步骤S905计算的DCT系数执行与由逐步移位图指出的移位值相符的朝向每个宏块低位方向的移位操作，对移位后的DCT系数执行逆DCT处理，生成增强层的解码图像，并将所生成的增强层的解码图像输出给图像添加部分214。
同时，在步骤S907中，基于步骤S905中计算的逐步移位图执行滤波参数计算处理。具体地，计算滤波参数，以用于为图16A所示的逐步移位图1000中每个小区1001所建立的移位值。
图16A所示的逐步移位图1000是一个图的例子，它具有用于由x轴和y轴指出的一个屏幕内每个小区1001的移位值。最大的移位值“2”被设置给包含重要区域1002的一组小区，移位值在周边区域中逐步变小，设置的值为“1”和“0”。
在图5的滤波强度表中设置的滤波强度A(0)、B(1)、C(2)、D(3)和E(4及以上)以及滤波参数T1至T3与图16A中逐步移位图1000一致，基于此一致性的应用滤波强度A至C是图16B中的滤波强度图1010。
然后，滤波参数计算部分213将该滤波强度输出至滤波参数修改部分717作为滤波参数，该滤波强度被用于在逐步移位图1000中每个小区1001的移位值，也输出该滤波参数至存储该滤波参数的滤波参数存储部分716。
此时，在第一解码处理时所计算的第一滤波参数被存储在滤波参数存储部分716中，在下一次解码处理时，该第一滤波参数被输出给滤波参数修改部分717。
因此，在第一解码处理时，在前滤波参数没有被一直存储在滤波参数存储部分716中，因此，第一次计算的滤波参数没有经过滤波参数修改部分717的修改而被输出给后滤波处理部分215。
然后，在步骤S908中，执行修改处理，借此以借助于存储在滤波参数存储部分716中的在前滤波参数修改在步骤S907中计算的每个小区1001的滤波参数水平。具体地，借助于存储在滤波参数存储部分716中的在前滤波参数，在图16B所示的滤波强度图1010中修改为每个小区1001所计算的滤波参数水平。
下面将参照图17详细说明滤波参数修改部分717执行的滤波强度修改处理。
图17A示出了当从前至后沿线B-B’切开图16B所示的滤波强度图1010时的剖面图，指出了滤波强度A、B和C在水平上的差别。图17B指出了在存储前一次之前一帧的滤波强度B和C在水平上类似差别。
在此情况下，它示出了在滤波强度A至C之间水平上的差别是大的，如果依靠这些参数控制后滤波处理部分215的噪声消除强度，这将被反映在每个小区的滤波处理结果中，在靠近与过去的解码图像相比滤波强度变化较大的区域有可能出现主图像质量不均匀。
因此，使用在图17B中在前一帧的滤波参数执行线性内插处理以减小暂时连续的两个小区之间在滤波参数水平上的差别，如图17C中修改之后的滤波强度所示。使用下面的数学等式(5)和(6)执行此线性内插处理。
T2’(x)＝α*T2i+(1-α)*T2               等式(5)
T1’(x)＝T3’(x)＝(1-T2’(x))/2         等式(6)
其中：
TN：修改之前的滤波参数N
TN’：修改之后的滤波参数N
TNi：一帧之前的滤波参数N
α：过去的滤波强度贡献率(0.0至1.0)
X：小区数
N：整数
然后，滤波参数修改部分717将使用上述数学表示式(5)和(6)校正小区滤波参数的结果输出给后滤波处理部分215。
然后，在步骤S909中，执行图像添加处理，借此以添加基层的解码图像和增强层的解码图像。具体地，图像添加部分214基于逐个象素添加从基层解码处理部分203输入的基层的解码图像和从增强层解码处理部分212输入的增强层的解码图像，生成一重构图像，并将该生成的重构图像输出给后滤波处理部分215。
然后，在步骤S910中，对该重构图像执行后滤波处理。具体地，后滤波处理部分215借助于由滤波参数修改部分717输入的修改后滤波参数对从图像添加部分214输入的重构图像执行每个小区的后滤波处理。
然后，重构图像输出部分220在后滤波处理部分215输入后滤波处理之后，向外输出该重构图像。
然后，在步骤S911中，执行终止确定处理。具体地，确定基层输入部分202中的基层流输入是否已经停止。如果确定的结果是基层输入部分202中的基层流输入已经停止(S911：是)，则确定解码的终止，停止一系列的解码处理操作，但是如果基层输入部分202中的基层流输入没有停止(S911：否)，则处理流程返回到步骤S901。也就是说，重复步骤S901至步骤S910的一系列处理操作，直到基层输入部分202中的基层流输入停止。
因此，依照此实施例，在视频解码装置700中，基于设置在逐步移位图中每个小区的移位值计算用于控制后滤波处理部分215的噪声消除强度的滤波参数，其中，在该逐步移位图中，移位值从视频编码装置100的屏幕内的重要区域至周边区域逐步下降，此外，通过使用过去的滤波强度执行每个小区滤波强度的临时线性内插处理修改滤波参数，和通过在后滤波处理部分215中应用经修改的滤波参数执行解码重构图像的后滤波处理，所以能够避免连续帧之间的滤波强度波动，获得临时的流畅图像，在保持重要区域的清晰图像质量的同时，能够消除周边区域噪声，能够提高整个屏幕的主观图像质量。
在此实施例中，MPEG方案被用于基层编码和解码，MPEG-4 FGS方案被用于增强层编码和解码，但本发明并不局限于此，只要该方案使用位平面编码，也可能使用其它的编码和解码方案，例如WAVELET编码，JPEG2000的WAVELET编码是一个典型的例子。
此外，在上述的实施例4中，已经说明了在内插中使用在前帧的滤波参数执行线性内插的情况，但是也可采用其它的内插方法，其基本点在于该内插法应当能够抑制帧之间滤波强度的波动。
如上所述，依照本发明可能基于按优先级编码数据的特征量自适应的控制后滤波器滤波参数，提高整个屏幕的主观图像质量。
本发明不局限于上述的实施例，没有脱离本发明范围的各种变化和修改也是可能的。
本申请基于2003年5月15日提交的日本专利申请No.2003-137838，在此插入其全部内容作为参考。

Claims (12)

1、一种解码按优先级编码数据的运动图像解码装置，其中，运动图像基于逐个区域被按优先级编码，该装置包括：
一个计算后滤波器的滤波参数的计算部分，所述后滤波器基于为所述按优先级编码数据设置的特征量处理噪声分量；和
一个后滤波处理部分，用于将所述滤波参数施加于后滤波器并处理所述按优先级编码数据的解码数据的噪声分量。
2、如权利要求1所述的运动图像解码装置，其中：
所述的特征量是当以逐个区域为基础执行所述的按优先级编码时设置的位移值或者是每个区域所述按优先级编码数据相对于全部接收的位数的比例中的至少一个；和
所述计算部分基于所述的特征量以逐个区域为基础计算后滤波器滤波参数。
3、如权利要求2所述的运动图像解码装置，其中：
所述的计算部分将所述的特征量与一个预定的阈值进行比较，并以逐个区域为基础计算噪声消除强度作为所述的滤波参数；和
所述的后滤波处理部分将所述的噪声消除强度施加于后滤波器，并处理所述按优先级编码数据的解码数据的噪声分量。
4、如权利要求3所述的运动图像解码装置，其中，当所述的特征量小于所述的阈值时，所述的计算部分增加噪声消除强度，和当所述的特征量大于所述的阈值时，减小噪声消除强度。
5、如权利要求1所述的运动图像解码装置，其中：
所述计算部分使用噪声消除强度作为基于所述每个区域特征量所计算的滤波参数，并计算所述滤波参数的每个区域差，以及使用所的述差以逐个象素为基础，计算用于修改所述噪声消除强度的修改值；和
所述的后滤波处理部分基于所述的修改值修改后滤波噪声消除强度，并在所述的修改之后将一噪声消除强度施加于后滤波器，并处理所述按优先级编码数据的解码数据的所述噪声分量。
6、如权利要求1所述的运动图像解码装置，其中：
所述的计算部分基于逐个区域计算所述的后滤波噪声消除强度，并在每当执行计算时存储该噪声消除强度，和使用所存储的过去噪声消除强度校正所计算的噪声消除强度；和
所述的后滤波处理部分基于所述的修改的噪声消除强度设置后滤波噪声消除强度，处理所述按优先级编码数据的解码数据的所述噪声分量。
7、一种解码按优先级编码数据的运动图像解码方法，其中，运动图像基于逐个区域被按优先级编码，该方法包括：
一个用于计算后滤波器的滤波参数的计算步骤，后滤波器基于为所述按优先级编码数据设置的特征量处理噪声分量；和
一个后滤波处理步骤，用于将所述滤波参数施加于后滤波器并处理所述按优先级编码数据的解码数据的噪声分量。
8、如权利要求7所述的运动图像解码方法，其中：
所述的特征量是当以逐个区域为基础执行所述的按优先级编码时设置的位移值或者是每区域所述的按优先级编码数据关于全部接收的位数的比例中的至少一个；和
所述计算步骤基于所述的特征量以逐个区域为基础计算后滤波器滤波参数。
9、如权利要求8所述的运动图像解码方法，其中：
所述的计算步骤将所述的特征量与一个预定阈值进行比较，基于逐个区域计算作为所述滤波参数的噪声消除强度；和
所述的后滤波处理步骤将所述的噪声消除强度施加于后滤波器，并处理所述按优先级编码数据的解码数据的噪声分量。
10、如权利要求9所述的运动图像解码方法，其中，当所述的特征量小于所述的阈值时，所述的计算步骤增加噪声消除强度，和当所述的特征量大于所述的阈值时，减小噪声消除强度。
11、如权利要求7所述的运动图像解码方法，其中：
所述计算步骤使用噪声消除强度作为基于所述每个区域特征量所计算的滤波参数，并计算所述滤波参数的每个区域差，以及使用所述差以逐个象素为基础，计算用于修改所述噪声消除强度的修改值；和
所述的后滤波处理步骤基于所述的修改值校正后滤波噪声消除强度，并在所述的修改之后将一噪声消除强度施加于后滤波器和处理所述按优先级编码数据的解码数据的所述噪声分量。
12、如权利要求7所述的运动图像解码方法，其中：
所述的计算步骤以逐个区域为基础计算所述的后滤波噪声消除强度，并且每当执行计算时存储噪声消除强度，和使用所存储的过去噪声消除强度校正所计算的噪声消除强度；和
所述的后滤波处理步骤基于所述经校正的噪声消除强度设置后滤波噪声消除强度，处理所述按优先级编码数据的解码数据的所述噪声分量。
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