CN1893607A - 编码、解码设备和方法,图像处理系统和方法及记录介质 - Google Patents

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Abstract

提供了一种编码设备和方法、具有记录在其上的程序的记录介质、以及系统，其中：在编码至少包括第一图像和第二图像的输入图像数据的过程中，该第一图像被划分为多个块；从该第二图像中检测对应于作为该多个块之一的第一块的第二块；根据像素值按照顺序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序；确定表示第一块和第二块之间的已排序像素的像素值的变化量的块差别数据；以及对块差别数据进行编码。还提供了另一种相关解码设备和方法、具有记录在其上的程序的记录介质、以及系统。

Description

编码、解码设备和方法， 图像处理系统和方法及记录介质
技术领域
本发明涉及编码设备和方法，解码设备和方法，图像处理系统和方法，以及记录介质。更具体地，本发明涉及一种用于防止使用模拟信号进行非授权复制的编码设备和方法，解码设备和方法，图像处理系统和方法，以及记录介质。
背景技术
近来，适于通过数字信号将内容例如电视节目记录到记录介质例如硬盘(HD)和数字多功能光盘(DVD)上去的数字记录和重放设备已经日益普及。
随着使用HD和DVD作为记录介质的数字记录和重放设备的普及度的提高，订购者或用户已经能够很容易地将电视节目高质量地记录到这种记录介质上去。
数字记录和重放设备的普及也为电视节目、电影等的商业内容例如DVD内容的非授权复制提供了机会。
图1示出了图像处理系统1的范例结构，其中该图像处理系统1对记录在记录介质上的内容进行重放以将该内容显示在显示器上，并将被重放的内容记录到另一个记录介质上去。
在图1中，该图像处理系统1包括重放设备11，显示器12，以及记录设备13。该重放设备11对记录在记录介质例如光盘如DVD上的内容的图像信号进行重放，并获得模拟图像信号Van。显示器12将从重放设备11输出的模拟图像信号Van作为一个图像进行显示。记录设备13使用从重放设备11输出的模拟图像信号Van将其记录到记录介质例如光盘上去。
该重放设备11包括解码器21以及数-模(D/A)转换器22。该解码器21对从记录介质(未示出)中读出的编码后的数字图像信号进行解码，并将解码后的数字图像信号提供给D/A转换器22。该D/A转换器22将从解码器21提供的数字图像信号转换成模拟图像信号Van，并输出该模拟图像信号Van。
显示器12由例如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等构成。该显示器12将来自D/A转换器22的模拟图像信号Van作为一个图像进行显示，并允许用户查看对应于记录在记录介质上的图像信号的图像。
从重放设备11输出的模拟图像信号Van也被提供给(输入至)记录设备13。
该记录设备13包括模数(A/D)转换器31，编码器32，以及记录器33，并将输入的模拟图像信号Van记录到记录介质(未示出)，例如光盘上去。
从重放设备11输出的模拟图像信号Van被提供给A/D转换器31。该A/D转换器31将被提供的模拟图像信号Van转换为数字图像信号Vdg，并将该数字图像信号Vdg提供给编码器32。该编码器32对来自A/D转换器31的数字图像信号Vdg进行编码，并将编码后的数字图像信号，即Vcd，提供给记录器33。该记录器33将编码后的数字图像信号Vcd记录到记录介质上。
在具有上述结构的图像处理系统1中，从重放设备11输出的模拟图像信号Van被用于将图像信号记录到不同于被重放的记录介质的记录介质上。也有可能使用从重放设备11输出的模拟图像信号Van对内容(即，内容的图像信号)进行非授权复制。
在相关领域的当版权受到保护时防止这种使用模拟图像信号Van的非授权复制的方法中，模拟图像信号Van被加扰并接着被输出，或者模拟图像信号Van的输出被禁止。例如，该方法就被披露在日本未审专利申请公开号2001-245270中。
另一个方法就是提供一种在日本未审专利申请公开号10-289522中披露的数字视频设备。在该数字视频设备中，在重放侧的压缩解码器或在记录侧的压缩编码器或解码器和编码器两者都包括噪声信息发生器，并且在通过处理的一次反复对图像进行重放时无法被识别的噪声信息被嵌入在数字视频数据中，由此虽然被复制多次的图像在质量上大大降低，但该图像仍旧能够被复制，从而大大限制了能够进行复制的次数。
在日本未审专利申请公开号2001-245270中披露的方法能够防止非授权复制，其中模拟图像信号Van被加扰并接着被输出，或者模拟图像信号Van的输出被禁止。但是，这就会产生另一个问题，那就是也会防止正常的图像被显示在显示器12上。
在日本未审专利申请公开号10-289522中披露的方法需要噪声信息发生器和用于嵌入该噪声信息的电路，这样就增加了电路的尺寸，其中噪声信息由在重放侧的压缩解码器或在记录侧的压缩编码器嵌入。
本发明者已经提出了一项技术，用于防止使用模拟图像信号进行的非授权复制，而不会产生例如防止显示图象以及增加电路尺寸的问题。该技术被披露在例如日本未审专利申请公开号2004-289685中。
发明内容
在日本未审专利申请公开号2004-289685中披露的技术着眼在模拟噪声，例如由模拟图像信号的A/D转换感应的数字图像信号的相移上。对关于模拟噪声的相移后数字图像信号进行编码使得无法进行高质量的复制，同时保持该质量与原始图像的相同，因此防止使用模拟图像信号进行非授权复制。但是，随着数字内容的近来普遍分布，已经需要有更进一步的方法来防止非授权复制。
因此，希望防止使用模拟信号进行非授权复制。
根据本发明一个实施例的编码设备包括下面单元。块划分装置将第一图像分为多个块。相应块检测装置从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块。排序装置根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序。差别数据确定装置确定表示第一块和第二块之间的排序像素的像素值变化量的块差别数据。编码装置对该块差别数据进行编码。
该编码设备可以进一步包括加噪装置，用于向输入图像数据增加噪声。
该编码装置可以通过对块差别数据进行离散正弦变换(DST)以确定DST系数以及量化该DST系数来对块差别数据进行编码。
该相应块检测装置可以包括下面单元。候选块提取装置从第二图像中提取出多个候选块，其中该多个候选块就是第二块的候选。参数确定装置为多个候选块中的每一个都确定一个参数，该参数表示形成每个候选块的像素的特征值。块检测装置根据该参数从多个候选块中检测出对应于第一块的第二块。
该参数可以至少包括形成每个候选块的像素的像素值的动态范围。该块检测装置可以检测候选块之一作为第二块，该候选块具有与第一块的动态范围相匹配的动态范围。
该差别数据确定装置可以通过确定形成第一块和第二块的每一个的像素的像素差，以及确定第一块的像素差与第二块的像素差之间的差别来确定该块差别数据，其中该像素差是在像素值和形成每个块的像素的最小像素值之间的差。
该编码设备可以进一步包括输出装置，用于输出从第二图像中识别第二块的块信息，表示对形成第一块的像素进行排序的排序结果的排序次序信息，以及被编码装置编码的块差别数据。
根据本发明一个实施例的编码方法包括步骤：将第一图像划分为多个块；从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块；根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序；确定表示第一块和第二块之间排序像素的像素值变化量的块差别数据；以及对块差别数据进行编码。
根据本发明一个实施例的记录在第一记录介质上的程序包括步骤：将第一图像划分为多个块；从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块；根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序；确定表示第一块和第二块之间排序像素的像素值变化量的块差别数据；以及对块差别数据进行编码。
因此，在该编码设备和方法以及第一记录介质中，第一图像被划分为多个块。从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块。根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序。确定表示第一块和第二块之间排序像素的像素值变化量的块差别数据并对其进行编码。
根据本发明一个实施例的第一解码设备包括下面单元。获取装置获取第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据。该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一。该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块。该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差。该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到。块差别数据解码装置将编码后的块差别数据解码为块差别数据。生成装置使用由块差别数据解码装置解码后的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值生成形成第一块的像素的像素值。反排序装置根据排序次序信息以排序前的空间相位对形成由生成装置生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
该解码装置可以进一步包括加噪装置，用于向反相排序装置的输出增加噪声。
该块差别数据解码装置可以通过对编码后的块差别数据进行解量化以及对解量化后的编码后块差别数据进行反离散正弦变换(IDST)来将编码后的块差别数据解码成块差别数据。
该生成装置可以通过确定形成第二块的像素的像素值与作为形成第二块的像素的像素值的最小值的第二最小值之间的像素差，并将该块差别数据以及第一最小值增加到已确定的像素差中来生成形成第一块的像素的像素值。
形成由块信息识别的第二块的像素的像素值的动态范围可以与形成第一块的像素的像素值的动态范围相匹配。
根据本发明一个实施例的第一解码方法包括步骤：获得第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块。该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差别，该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到；将编码后的块差别数据解码为块差别数据；使用在解码步骤中被解码的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值生成形成第一块的像素的像素值；以及根据排序次序信息以排序前的空间相位对形成在生成步骤中生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
记录在根据本发明一个实施例的第二记录介质上的程序包括步骤：获得第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块。该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差，该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到；将编码后的块差别数据解码为块差别数据；使用在解码步骤中被解码的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值生成形成第一块的像素的像素值；以及根据该排序次序信息以排序前的空间相位对形成在生成步骤中生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
因此，在该第一编码设备和方法以及第二记录介质中，获得第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块，该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差别，并且该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到。将编码后的块差别数据解码为块差别数据。解码后的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值被用于生成形成第一块的像素的像素值。接着根据排序次序信息以在排序之前的空间相位对生成的形成第一块的像素的像素值进行反排序。
根据本发明一个实施例的第一图像处理系统包括编码器，该编码器包括下面单元。块划分装置将第一图像划分为多个块。相应块检测装置从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块。排序装置根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序。差别数据确定装置确定表示第一块和第二块之间排序像素的像素值变化量的块差别数据。编码装置对该块差别数据进行编码。
因此，在该第一图像处理系统中，第一图像被划分为多个块。从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块。根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序。确定表示第一块和第二块之间排序像素的像素值变化量的块差别数据并对其进行编码。
根据本发明一个实施例的第二图像处理系统包括解码器，该解码器包括下面单元。获取装置获得第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据。该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一。该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块。该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差。该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到。块差别数据解码装置将编码后的块差别数据解码为块差别数据。生成装置使用由块差别数据解码装置解码后的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值生成形成第一块的像素的像素值。反排序装置根据该排序次序信息以排序前的空间相位对形成由生成装置生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
因此，在该第二图像处理系统中，获得第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块，该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差，并且该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到。将编码后的块差别数据解码为块差别数据。解码后的块差别数据、用于形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值被用于生成形成第一块的像素的像素值。接着根据该排序次序信息以在排序之前的空间相位对生成的形成第一块的像素的像素值进行反排序。
根据本发明一个实施例的第二解码设备包括下面单元。获取装置获取块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据。该块信息从不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的块，作为第二块，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一。该排序次序信息表示根据像素值按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果。该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间排序后像素的像素值的改变量的块差别数据进行编码来得到。块差别数据解码装置将编码后的块差别数据解码为块差别数据。生成装置使用由块差别数据解码装置解码后的块差别数据以及形成由块信息识别的第二块的像素的像素值生成形成第一块的像素的像素值。反排序装置根据该排序次序信息以在排序之前的空间相位对形成由生成装置生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
根据本发明一个实施例的第二解码方法包括步骤：获得块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，该块信息从不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的块，作为第二块，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，该排序次序信息表示根据像素值按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该编码后的块差别数据通过对块差别数据进行编码来得到，其中该块差别数据表示第一块和第二块之间排序后像素的像素值的改变量；将编码后的块差别数据解码为块差别数据；使用在解码步骤中被解码的块差别数据以及形成由块信息识别的第二块的像素的像素值生成形成第一块的像素的像素值；以及根据该排序次序信息以在排序之前的空间相位对形成在生成步骤中生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
因此，在第二解码设备和方法中，获得块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，该块信息从不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的块，作为第二块，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，该排序次序信息表示根据像素值按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该编码后的块差别数据通过对块差别数据进行编码来得到，其中该块差别数据表示第一块和第二块之间排序后像素的像素值的改变量。编码后的块差别数据被解码为块差别数据。解码后的块差别数据以及形成由块信息识别的第二块的像素的像素值被用于生成形成第一块的像素的像素值。接着根据该排序次序信息以在排序之前的空间相位对生成的形成第一块的像素的像素值进行反排序。
根据本发明一个实施例的第三图像处理系统包括编码器和解码器，该编码器对至少包括第一图像和第二图像的输入图像数据进行编码，该解码器对编码后的输入图像数据进行解码，其中对输入图像数据重复进行编码和解码，因此降低了对应于输入图像数据的图像的质量。该解码器包括下面单元。获取装置获得块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据。该块信息从不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的块，作为第二块，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一。该排序次序信息表示根据像素值按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果。该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间排序后像素的像素值的改变量的块差别数据进行编码来得到。块差别数据解码装置将编码后的块差别数据解码为块差别数据。生成装置使用由块差别数据解码装置解码后的块差别数据以及形成由块信息识别的第二块的像素的像素值生成形成第一块的像素的像素值。反排序装置根据该排序次序信息以在排序之前的空间相位对形成由生成装置生成的第一块的像素的像素值进行反序。
因此，在第三图像处理系统中，获得块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，该块信息从不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的块，作为第二块，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，该排序次序信息表示根据像素值按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该编码后的块差别数据通过对块差别数据进行编码来得到，其中该块差别数据表示第一块和第二块之间排序后像素的像素值的改变量。编码后的块差别数据被解码为块差别数据。被解码的块差别数据以及形成由块信息识别的第二块的像素的像素值被用于生成形成第一块的像素的像素值。接着根据该排序次序信息以在排序之前的空间相位对生成的形成第一块的像素的像素值进行反排序。
附图说明
图1为显示相关技术的图像处理系统的范例结构的方框图；
图2为显示根据本发明一个实施例的图像处理系统的范例结构的方框图；
图3为显示图2中所示图像处理系统的编码器152的范例详细结构的方框图；
图4为显示编码器152的操作的图；
图5为显示编码器152的操作的图；
图6为显示编码器152的操作的图；
图7为显示编码器152的操作的图；
图8为显示编码器152的操作的图；
图9为显示编码器152的操作的图；
图10为显示编码器152的操作的图；
图11为显示编码器152的操作的图；
图12为显示编码器152的操作的图；
图13为显示编码过程的流程图；
图14为显示图2中所示图像处理系统的解码器155的范例详细结构的方框图；
图15为显示解码过程的流程图；
图16为显示解码器155的另一个范例详细结构的方框图；
图17为显示另一个解码过程的流程图；
图18为显示图2中所示的图像处理系统的记录设备113的记录和确认操作的流程图；
图19为显示根据本发明另一个实施例的图像处理系统的范例结构的方框图；
图20为显示图19中所示的图像处理系统的记录设备113的记录和确认操作的流程图；
图21为显示根据本发明仍旧另一个实施例的图像处理系统的范例结构的方框图；
图22为显示图21中所示的图像处理系统的记录设备113的记录和确认操作的流程图；以及
图23为显示根据本发明一个实施例的计算机的范例结构的方框图。
具体实施方式
在描述本发明的实施例之前，下面将讨论在本发明实施例中披露的特定单元与权利要求特征之间的对应关系。该说明就是为了确保在本说明书中对支持所要求保护的发明的实施例进行描述。这样，即使下面实施例中的一个单元并没有被描述为涉及本发明的某一特征，但这也并不意味着该单元就不涉及权利要求的该特征。相反地，即使一个单元在这里被描述为涉及权利要求的某一个特征，但这也并不意味着该单元就不涉及权利要求的其它特征。
进一步，该说明不应该被解释为限制了实施例中披露的发明的所有方面都在权利要求中被描述。也就是说，该说明并不否定本发明的一些方面的存在：这些方面在实施例中被描述而没有在本申请的发明中被要求保护，即存在本发明的一些方面，它们在将来可以通过一个分案申请被要求保护或者通过修改被附加要求保护。
权利要求1中阐述的编码设备就是一个编码设备(例如，如图2中所示的记录单元141)，用于对至少包括第一图像和第二图像的输入图像数据进行编码，其中包括下面的单元。块划分装置(例如，如图3中所示的块形成电路221)将第一图像分为多个块。相应块检测装置(例如，如图3中所示的相应块检测电路213)从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块。排序装置(例如图3中所示的排序电路214)根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序。差别数据确定装置(例如图3中所示的差分电路215)确定表示第一块和第二块之间排序像素的像素值变化量的块差别数据。编码装置(例如图3中所示的块编码电路216)对该块差别数据进行编码。
权利要求2中阐述的编码设备还包括加噪装置(例如图2中所示的A/D转换器151或图19中所示的加噪器291)，用于向输入图像数据增加噪声。
在权利要求4中阐述的编码设备中，该相应块检测装置包括下面单元。候选块提取装置(例如图3中所示的查找范围块形成电路233)从第二图像中提取出多个候选块，其中该多个候选块是第二块的候选。参数确定装置(例如图3中所示的参数确定电路234)为多个候选块中的每一个都确定参数，该参数表示形成每个候选块的像素的特征值。块检测装置(例如图3中所示的相应块提取电路237)根据该参数从多个候选块中检测出对应于第一块的第二块。
在权利要求7中阐述的编码设备还包括输出装置(例如图3中所示的数据组合电路217)，用于输出从第二图像中识别第二块的块信息，表示对形成第一块的像素进行排序的排序结果的排序次序信息，以及被编码装置编码的块差别数据。
在权利要求8中阐述的编码方法是用于编码设备的编码方法，该编码设备对至少包括第一图像和第二图像的输入图像数据进行编码。该编码方法包括：划分步骤(例如图13中所示步骤S1的处理)，用于将第一图像分为多个块；检测步骤(例如图13中所示步骤S11的处理)，用于从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块；排序步骤(例如图13中所示步骤S5和S13的处理)，用于根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序；确定步骤(例如图13中所示步骤S15的处理)，用于确定表示第一块和第二块之间排序像素的像素值变化量的块差别数据；以及编码步骤(如图13中所示步骤S16的处理)，用于对块差别数据进行编码。
记录在权利要求9中阐述的记录介质上的程序的具体步骤与权利要求8中阐述的编码方法的具体步骤相应。
在权利要求10中阐述的解码装置包括下面单元。获取装置(例如图14中所示的数据分离电路262)获得第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据。该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一。该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块。该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差别。该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到。块差别数据解码装置(例如图14中所示的块解码电路267)将编码后的块差别数据解码为块差别数据。生成装置(例如图14中所示的减法器266和加法器268及269)使用由块差别数据解码装置解码后的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值生成形成第一块的像素的像素值。反排序装置(例如图14中所示的反排序电路270)根据该排序次序信息以排序前的空间相位对形成由生成装置生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
在权利要求11中阐述的解码装置还包括加噪装置(例如图2中所示的D/A转换器156或如图21中所示的加噪器293)，用于向反相排序装置的输出增加噪声。
在权利要求15中阐述的解码方法包括：获取步骤(例如图15中所示步骤S41的处理)，用于获取第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块，该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差，该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到；解码步骤(例如图15中所示步骤S46的处理)，用于将编码后的块差别数据解码为块差别数据；生成步骤(例如图15中所示步骤S42至S47的处理)，用于使用在解码步骤中解码的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值生成形成第一块的像素的像素值；以及反排序步骤(例如图15中所示步骤S48的处理)，用于根据该排序次序信息以排序的空间相位对形成在生成步骤中生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
记录在如权利要求16中阐述的记录介质上的程序的具体步骤与权利要求15中阐述的解码方法的具体步骤相应。
下面将参考附图对本发明的实施例进行描述。
图2为显示根据本发明一个实施例的图像处理系统101的范例结构的方框图。
在图2中，该图像处理系统101包括重放设备111，显示器112，以及记录设备113。该重放设备111重放记录在记录介质121诸如光盘如DVD上的图像信号，并获得模拟图像信号Van1。该显示器112将从重放设备111输出的模拟图像信号Van1作为一个图像进行显示。记录设备113使用从重放设备111输出的模拟图像信号Van1将图像信号记录到记录介质122例如光盘上去。
该重放设备111包括解码器131和D/A转换器132。该解码器131对从记录介质121中读出的编码后的数字图像信号进行解码，并将该解码后的数字图像信号即Vdg0提供给D/A转换器132。该D/A转换器132将从解码器131提供的解码后的数字图像信号即Vdg0转换为模拟图像信号Van1，并输出该模拟图像信号Van1。
从重放设备111(特别的，该D/A转换器132)中输出的模拟图像信号Van1包括信号的失真，该信号的失真通常在解码后的数字图像信号Vdg0被转换为模拟信号时发生。该失真在下文中被称为“模拟失真”。该模拟失真的例子包括当D/A转换器132将解码后的数字图像信号Vdg0被转换为模拟信号时由于去除高频部分而导致的失真，以及当D/A转换器132将解码后的数字图像信号Vdg0被转换为模拟信号时由于诱发的相移所导致的失真。计算由于模拟失真导致的图像(质量)退化的方法包括信噪比(S/N)计算以及可视计算(计算可视退化)。
该显示器112由例如CRT或LCD组成。该显示器112显示对应于来自D/A转换器132的模拟图像信号Van1的图像，并允许用户查看对应于记录在记录介质121上的图像信号的图像。
该从重放设备111输出的模拟图像信号Van1(输入图像数据)也被提供(输入)给记录设备113。
该记录设备113包括记录单元141(编码设备)，重放单元142(解码设备)，以及显示器143。该记录单元141对来自重放设备111的模拟图像信号Van1进行编码，并将编码后的数字图像信号即Vcd1记录到记录介质122上。当记录在记录介质122上的编码后的数字图像信号Vcd1被解码并且被显示在显示器143上时，该重放单元142重放编码后的数字图像信号Vcd1，以允许用户确认一个图像。该显示器143对重放单元142重放的图像进行显示。
该记录单元141包括A/D转换器151，编码器152，以及介质记录器153。该记录单元141将输入的模拟图像信号Van1转换为数字信号，对该数字信号进行编码，并将编码后的数字图像信号即Vcd1记录到记录介质122上。这样就进行了使用来自重放设备111的模拟图像信号Van1的复制。
从重放设备111输出的模拟图像信号Van1被输入给A/D转换器151。该A/D转换器151将输入的模拟图像信号Van1转换为数字图像信号Vdg1，并将该数字图像信号Vdg1提供给编码器152。
该编码器152对来自A/D转换器151的数字图像信号Vdg1进行编码，并将编码后的数字图像信号即Vcd1提供给介质记录器153以及重放单元142(特别的，解码器155)。该介质记录器153将来自编码器152的编码后的数字图像信号Vcd1记录到记录介质122上。
如上所述，当记录在记录介质122上的编码后的数字图像信号Vcd1被某个重放设备(例如，重放设备111)解码并被显示在显示器上时，该重放单元142被用于确定一个图像。因此，该重放单元142包括分别具有与重放设备111的解码器131以及D/A转换器132类似结构的解码器155以及D/A转换器156。
解码器155对来自编码器152的编码后的数字图像信号Vcd1进行解码，并将解码后的数字图像信号即Vdg2提供给D/A转换器156。该D/A转换器156将从解码器155提供的解码后的数字图像信号Vdg2转换为模拟图像信号Van2，并将该模拟图像信号Van2输出给显示器143。
该显示器143由例如CRT或LCD等组成。该显示器143显示对应于来自D/A转换器156的模拟图像信号Van2的图像，并且当记录在记录介质122上的编码后的数字图像信号Vcd1被重放时，允许用户确认(查看)该图像。
该记录设备113使用来自重复设备111的模拟图像信号Van1将编码后的数字图像信号Vcd1记录到记录介质122上。当记录在记录介质122上的编码后的数字图像信号Vcd1被某个重放设备(例如，重放设备111)重放并被显示在显示器112上时，该记录设备113也允许用户确认该图像。编码器152或解码器155根据逐帧的原则处理数字图像信号Vdg1或编码后的数字图像信号Vcd1。
在图2中所示的图像处理系统101中，当重放设备111重放被记录设备113记录(复制)了数字的记录介质122时，显示在显示器112上的图像(通过与从重放单元142输出的模拟图像信号Van2相同的模拟图像信号)与当重放设备111重放记录介质121时显示在显示器112上的图像(通过模拟图像信号Van1)相比，在质量上(例如信噪比)被降低，其中该记录介质121就是复制源。
下面将给出对于编码器152和解码器155的更详细的说明，其中当使用从重放设备111输出的模拟图像信号Van1复制图像信号时，该编码器152和解码器155进行编码和解码，因此使得从被复制的图像信号重放的图像在质量上被降低。
图3为显示如图2中所示记录设备113的编码器152的范例详细结构的方框图。
图3中所示编码器152包括输入端211，输入块生成电路212，相应块检测电路213，排序电路214，差分电路215，块编码电路216，数据组合电路217，以及输出端218。
来自A/D转换器151(参见图2)的数字图像信号Vdg1被输入给输入端211，并接着被提供给输入块生成电路212(特别地，块形成电路221)。
该输入块生成电路212包括块形成电路221，最大值检测电路222，最小值检测电路223，以及减法器224。该输入块生成电路212将对应于根据逐帧原则输入的编码后数字图像信号Vcd1的图像(该输入图像在下文中也被称为“输入帧”)划分为多个块BL，并确定每个块BL的动态范围DR。在编码器152中，多个被划分的块BL顺序地被作为进行处理的目标，并且每个目标块BLc都被处理。
该块形成电路221将输入帧的图像划分为多个块BL，并将该块BL提供给最大值检测电路222，最小值检测电路223，以及排序电路214的输入块排序电路251。例如，在该实施例中，每个块BL的大小为在水平方向上8个像素，在垂直方向上8个像素。
该最大值检测电路222检测构成目标块BLc的像素的像素值(输入像素值)的最大值Vcdmax，并将该最大值Vcdmax提供给减法器224。该最小值检测电路223检测构成目标块BLc的像素的像素值(输入像素值)的最小值Vcdmin，并将该最小值Vcdmin提供给减法器224，差分电路215的减法器253，以及数据组合电路217。
该减法器224从像素值的最大值Vcdmax中减去最小值Vcdmin，以确定目标块BLc的像素值的动态范围DR(＝Vcdmax-Vcdmin)(如果需要的话，在下文中被称为“目标块BLc的动态范围DR”)，并将该动态范围DR提供给相应块检测电路213的DR匹配检测电路235。
该相应块检测电路213包括局部解码器231，帧存储器232，查找范围块形成电路233，参数确定电路234，DR匹配检测电路235，索引分离电路236，以及相应块提取电路237。该相应块检测电路213从先于输入帧之前的帧(以下称为“前一帧”)的图像中检测对应于由输入块生成电路212生成的输入帧的目标块BLc的相应块BLT。该参数确定电路234包括最大值检测电路238，最小值检测电路239，减法器240，以及索引缓冲器241。
该相应块检测电路213的局部解码器231局部地对从数据组合电路217提供的编码后的数字图像信号Vcd1进行解码，并将解码后的信号提供给帧存储器232，以更新该帧存储器232。该局部解码器231使用存储在帧存储器232中的图像作为参考图像以局部地对编码后的数字图像信号Vcd1进行解码。在下一输入帧被从输入端211提供给输入块生成电路212时，当前输入帧的编码后数字图像信号Vcd1被从数据组合单元217提供给局部解码器231。这样，将被提供给(存储在)帧存储器232的局部被解码图像(参考图像)就是先于被输入块生成电路212处理的图像之前的帧(即前一帧)的图像。
帧存储器232存储从局部解码器231提供的前一帧的图像，并将其提供给查找范围块形成电路233以及局部解码器231。
查找范围块形成电路233从预定查找范围内的从帧存储器232提供的前一帧的图像中提取出多个候选块BPi(i＝1，2，…)。该候选块BPi就是对应于由输入块生成电路212生成的输入帧的目标块BLc的相应块BLT的可能候选者。下标i表示标识多个候选块BP中的每一个的数字。
该参数确定电路234为每个候选块BPi确定参数，表示构成候选块BPi的像素的特征值。
特别地，该最大值检测电路238检测构成候选块BPi的像素的像素值的最大值，并将该最大值提供给减法器240。该最小值检测电路239检测构成候选块BPi的像素的像素值的最小值，并将该最小值提供给减法器240以及索引缓冲器241。该减法器240从候选块BPi的像素值的最大值中减去最小值，以确定像素值的动态范围DR’，并将该动态范围DR’提供给索引缓冲器241。该索引缓冲器241将分别从减法器240以及最小值检测电路239提供的该候选块BPi的像素值的动态范围DR’以及最小值作为参数存储在表格中。该候选块BPi的像素值的动态范围DR’或者最小值在下文中被称为“候选块BPi的动态范围DR’或最小值”。
在存储了前一帧的所有候选块BPi的动态范围DR’以及最小值之后，该索引缓冲器241将它们提供给DR匹配检测电路235。
该DR匹配检测电路235参看从索引缓冲器241提供的所有候选块BPi的动态范围DR’或最小值，以检测出一个其动态范围DR’与从输入块生成电路212的减法器224提供的目标块BLc的动态范围DR相匹配的候选块BPi。该检测到的候选块BPi被提出来作为对应于输入帧的目标块BLc的相应块BLT。
该DR匹配检测电路235将检测到的候选块BPi(相应块BLT)的索引i以及最小值即i_min提供给索引分离电路236。如果没有检测到具有与目标块BLc的动态范围DR相同的动态范围的候选块BPi，则该DR匹配检测电路235检测到一个候选块BPi作为相应块BLT，其中该候选块BPi具有该候选块BPi的动态范围DR’与目标块BLc的动态范围DR之间的最小差别绝对值。如果检测到了相应块BLT的多个候选块BPi，例如，可以提出第一个被检测到的候选块BPi作为相应块BLT，或者可以提出与目标块BLc具有最接近空间相位(在一个帧内的位置关系)的候选块BPi作为相应块BLT。
该索引分离电路236分离开从DR匹配检测电路235提供的相应块BLT的索引i和最小值i_min，并将索引i作为索引信息Vcdp(识别相应块BLT的块信息)提供给相应块提取电路237以及数据组合电路217。进一步，该索引分离电路236将该最小值i_min提供给差分电路215的减法器254。
该相应块提取电路237根据来自索引分离电路236的索引信息Vcdp从查找范围块形成电路233中提取出(检测)该相应块BLT，并将该相应块BLT提供给排序电路214的相应块排序电路252。
该排序电路214包括输入块排序电路251以及相应块排序电路252。该排序电路214根据像素值对按次序构成各个目标块BLc以及相应块BLT的像素进行排序。
特别地，该输入块排序电路251根据该像素值对按次序构成目标块BLc的像素进行排序，并将排序后的像素提供给差分电路215的减法器253。该输入块排序电路251确定排序次序信息Vcds(表示排序结果的排序信息Vcds)，其中该排序次序信息Vcds表示在重新排列之前按照关于空间相位的排序顺序(即按照光栅顺序)重新排列的像素的位置(如果需要的话，在下文中被称为“初始空间相位”)。该输入块排序电路251将该排序次序信息Vcds提供给数据组合电路217。
该相应块排序电路252根据像素值对按次序构成相应块BLT的像素进行排序，并将排序后的像素提供给差分电路215的减法器254。该相应块排序电路252并没有输出(确定)相应块BLT的排序信息Vcds。
该差分电路215包括减法器253和254以及差分运算电路255。该差分电路215为目标块BLc和相应块BLT之间的排序后的像素确定表示像素差变化量的块差别数据。
特别地，该减法器253或254确定表示构成目标块BLc或相应块BLT的像素的像素值与构成每个块的像素的像素值的最小值之间的差别的像素差。更具体地，减法器253从构成自输入块排序电路251提供的目标块BLc的已经排序像素的像素值中减去自最小值检测电路223提供的目标块BLc的最小值Vcdmin。即，该减法器253将构成目标块BLc的像素的像素值偏移最小值Vcdmin。接着，该减法器253将该像素差提供给差分运算电路255。减法器254从构成自相应块排序电路252提供的相应块BLT的已经排序像素的像素值中减去自索引分离电路236提供的相应块BLT的最小值i_min。即，该减法器254将构成相应块BLT的像素的像素值偏移最小值i_min。接着，该减法器254将该像素差提供给差分运算电路255。
该差分运算电路255确定(计算)构成来自减法器253的目标块BLc的像素的像素差与构成来自减法器254的相应块BLT的像素的像素差之间的(已经排序的)相应像素的差别(即，目标块BLc的像素差与相应块BLT的像素差之间的差别)。该差分运算电路255将确定的差别作为块差别数据提供给块编码电路216。
该块编码电路216对由差分电路215确定的块差别数据进行编码，并将编码后的数据，即Vcdo提供给数据组合电路217。
该数据组合电路217将多个构成该帧的块BL中的每一个的最小像素值Vcdmin，排序次序信息Vcds，索引信息Vcdp，以及编码后的数据Vcdo组合在一起，并将得到的合成数据作为编码后的数字图像信号Vcd1提供给局部解码器231以及输出端218。该输出端218输出该编码后的数字图像信号Vcd1。
下面将进一步参照图4至12对编码器152的操作进行描述。
图4示出了多个块BL的例子，其中由块形成电路221将输入帧划分为上述的多个块BL。
如图4所示，在块形成电路221中，例如，具有预定数量像素如640像素×480像素的输入帧的图像被划分为多个块BL，其中每个块具有8像素×8像素。多个块BL中的每一个都可以被提出来作为目标块BLc。在图4中，用圆圈来表示构成图像的像素。
图5示出了由查找范围块形成电路233设置的查找范围SR，用以提取出多个候选块BPi。
该查找范围块形成电路233根据在前一帧上的位置BLP设置一个查找范围SR，其等于在输入帧(当前帧)上的目标块BLc的位置。参看图5，相对于前一帧上的位置BLP，该查找范围SR，例如，向左延伸8个像素，向右延伸8个像素(即，在水平方向上延伸16个像素)，并且向上延伸8个像素，向下延伸8个像素(即，在垂直方向上延伸16个像素)。
因此，如图6所示，该查找范围SR延伸了一个区域，该区域在水平方向上为24个像素，在垂直方向上为24个像素，并且以前一帧上的位置BLP为中心。
该查找范围块形成电路233提取出几组所有块的像素，其中这些块可以从如图6所示的查找范围SR中得到并且与目标块BLc的大小相同，作为候选块BPi。
参看图7，该查找范围块形成电路233提取了由8×8像素＝64个像素构成的块作为BP1，其中的像素包括查找范围SR中的最左上方的像素。该查找范围块形成电路233还进一步通过相对于候选块BP1向右方(在水平方向上)移动1至16个像素而提取出候选块BP2至BP17，并且通过相对于候选块BP1至BP17向下方(在垂直方向上)移动1至16个像素而提取出候选块BP18至BP289。
该查找范围块形成电路233就这样提取了289个候选块BP1至BP289。
该参数确定电路234为多个候选块BPi(i＝1，2，...，289)中的每一个都确定了表示构成每个候选块BPi的像素的特征值的参数(即，最小像素值和动态范围DR’)，并将该参数存储在索引缓冲器241中。
图8示出了存储在索引缓冲器241中的典型表格，其中包括候选块BPi的动态范围DR’和最小值。
参看图8，该索引缓冲器241存储了与候选块BPi的动态范围DR’和最小值相关的候选块BPi。该该索引缓冲器241将如图8所示的所有组的候选块BPi的动态范围DR’和最小值提供给DR匹配检测电路235。
该DR匹配检测电路235参阅从索引缓冲器241提供的所有组的候选块BPi的动态范围DR’和最小值，以检测其动态范围DR’与目标块BLc的动态范围DR相匹配的候选块BPi。该DR匹配检测电路235将检测到的候选块BPi的索引i和最小值i_min提供给索引分离电路236。
图9和10示出了由输入块排序电路251确定的排序次序信息Vcds。
其中的像素被按照光栅顺序排列的目标块BLc被从块形成电路221提供给输入块排序电路251。在图9中所示的左图表中，用x轴和y轴绘制了构成目标块BLc的像素的像素值，其中x轴表示代表像素位置的从0至63的光栅顺序编号，y轴表示像素的输入像素值。
该输入块排序电路251按照从最大输入像素值开始的降序顺序对构成目标块BLc的像素进行重新排列(排序)。这样，从图9中所示的右图表中可以看出，x轴表示从0至63的排序顺序编号，被分配了排序顺序编号0的输入像素值就是目标块BLc的输入像素值的最大值Vcdmax，其等于由输入块生成电路212的最大值检测电路222检测到的数值，并且被分配了排序顺序编号63的输入像素值就是目标块BLc的输入像素值的最小值Vcdmin，其等于由输入块生成电路212的最小值检测电路223检测的数值。
该输入块排序电路251确定了排序次序信息Vcds，其中该信息表示在重新排列之前按照关于空间相位的排序顺序(即，按照光栅顺序)重新排列的像素的位置。在图9中所示的排序次序信息Vcds中，被排序的像素的编号(排序顺序编号)被存储在构成目标块BLc的像素的光栅顺序编号的位置上。
例如，位于目标块BLc左上角的像素被如图9所示的排序次序信息Vcds中的一个方块围住，并且与排序顺序编号40相关。也就是说，初始空间相位中位于相同位置上的像素的排序顺序编号为40。相对于目标块BLc左上角的像素向右移动4个像素并且向下移动2个像素的像素被如图9所示的排序次序信息Vcds中所示的一个圆圈圈住，并且与排序顺序编号0相关。也就是说，初始空间相位中位于相同位置上的像素的排序顺序编号为0。因此，被圆圈圈住的像素就是具有构成目标块BLc的像素的像素值的最大值Vcdmax的像素。
如图10所示，排序次序信息Vcds被用于将构成被按照排序顺序重新排列的目标块BLc的像素返回至那些具有初始空间相位(光栅顺序)的像素。
图9的右侧图表中所示的目标块BLc的排序后的像素被提供给差分电路215的减法器253，并且该减法器253减去目标块BLc的最小值Vcdmin。如图9的右侧图表中所示，排序后的波形被向下偏移了最小值Vcdmin，因此，如图11的左上方图表所示，获得了排序之后目标块BLc的像素差波形。在如图11的左上方图表中所示的像素差波形中，最小像素值(偏移之后)为0。
差分电路215的减法器254对相应块BLT上的目标块BLc的波形也进行类似的处理，以从相应块BLT的已排序像素偏移相应块BLT的最小值i_min。这样，如图11的右上角的图表所示，就获得了排序之后相应块BLT的像素差波形。
该差分运算电路255确定目标块BLc的像素差波形与相应块BLT的像素差波形之间的(排序后的)相应像素的差别，从而获得图11的下部图表中所示的块差别数据波形。在图11的下部图表中，示出了块差别数据波形，其中确定了目标块BLc的像素差波形与相应块BLT的像素差波形之间相应像素的差别。
在图11中所示的像素差波形中，目标块BLc的动态范围DR与相应块BLT的动态范围DR’相互匹配。当目标块BLc的动态范围DR与相应块BLT的动态范围DR’相互匹配时，最小值Vcdmin与最小值i_min分别是从目标块BLc的像素的像素值以及相应块BLT的像素的像素值的偏移量。在表示目标块BLc的像素差波形与相应块BLT的像素差波形之间的相应像素的差别的块差别数据波形中，因此，排序顺序编号0的像素之间以及排序顺序编号63的像素之间的差别(差值)都是0。
该块编码电路216对从差分运算电路255提供的块差别数据(在图11的较低图中示出)波形进行离散正弦变换(DST)，以确定DST系数。
该DST是一个正交变换，其中用图12中所示的双重正弦基础函数(正弦波形)fs_j(j＝0，1…，63)来表示块差别数据波形。通过下面的等式给出该正弦基础函数fs_j：
fs _ j = sin ( ( k + 1 ) × ( j + 1 ) × π N + 1 ) × 2 N + 1 …等式(1)
其中k(k＝0，1，…，63)表示排序顺序编号(排序顺序中排列的目标块BLc的位置)，j(j＝0，1，…，63)表示识别基本函数fs_j的基础编号，并且N表示目标块BLc的像素的编号(即，64)。
如图12所示，基础编号j越小，正弦基础函数fs_j代表的频率分量就越低。
该块编码电路216可以对块差别数据波形进行除了DST以外的任何正交变换，例如离散余弦变换(DCT)。但是，如图11所示，当目标块BLc与相应块BLT的动态范围相互匹配时，两端，即排序顺序编号0和排序顺序编号63，的差别(差值)都是0，并且优选地，进行DST，因为能够更好地表现出0差别的特性。
接着，块编码电路216对通过进行DST确定的DST系数进行量化。可以通过用一个相同的数值对所有的DST系数进行划分，或者用比划分低频分量的DST系数的数值更大的数值对高频分量的DST系数进行划分，以使得高频分量能够被去除。
进一步，该块编码电路216还使用例如哈夫曼编码对量化后的DST系数进行熵编码(可变长度编码)，并将得到的编码数据Vcdo提供给数据组合电路217。
下面将参照图13中所示的流程图对图3中所示编码器152的编码操作进行说明。
首先，在步骤S1中，块形成电路221将对应于通过输入端211从A/D转换器151提供的数字图像信号Vdg1的每一帧的图像划分为多个块BL，其中每个块都为8像素×8像素，并将划分后的块BL提供给最大值检测电路222，最小值检测电路223，以及输入块排序电路251。
在步骤S2中，多个被划分的块BL中的一个被纳为目标块BLc。在步骤S2中，该最大值检测电路222检测构成目标块BLc的像素的像素值的最大值Vcdmax，并将该最大值Vcdmax提供给减法器224。
在步骤S3中，该最小值检测电路223检测构成目标块BLc的像素的像素值的最小值Vcdmin，并将该最小值Vcdmin提供给减法器224，差分电路215的减法器253，以及数据组合电路217。
在步骤S4中，减法器224确定目标块BLc的动态范围DR，并将其提供给相应块检测电路213的DR匹配检测电路235。
在步骤S5中，该输入块排序电路251按照从最大像素值开始的降序顺序对构成目标块BLc的像素进行排序。该输入块排序电路251将构成目标块BLc的已排序像素提供给差分电路215的减法器253，并且也将目标块BLc的排序信息Vcds提供给数据组合电路217。
在步骤S6中，差分电路215的减法器253确定构成目标块BLc的像素的像素差。特别地，该减法器253从构成目标块BLc的已排序像素的像素值中减去目标块BLc的最小值Vcdmin(也就是说，该减法器253将构成目标块BLc的像素的像素值偏移最小值Vcdmin)。该减法器253将得到的数值提供给差分运算电路255。
在步骤S7中，查找范围块形成电路233从由帧存储器232提供的前一帧图像中的预定查找范围中提取出全部候选块BPi，其中这些候选块BPi都是对应于目标块BLc的相应块BLT的可能候选。
在步骤S8中，参数确定电路234的最大值检测电路238检测构成每个候选块BPi的像素的像素值的最大值，并将最大值提供给减法器240。
在步骤S9中，最小值检测电路239检测构成每个候选块BPi的像素的像素值的最小值，并将最小值提供给减法器240以及索引缓冲器241。
在步骤S10中，减法器240确定每个候选块BPi的动态范围DR’，并将该动态范围DR’提供给索引缓冲器241。
在步骤S11中，该DR匹配检测电路235从索引缓冲器241提供的所有候选块BPi中检测一个候选块BPi(相应块BLT)，其中该候选块BPi的动态范围DR’与从输入块生成电路212的减法器224提供的目标块BLc的动态范围DR相匹配。如果检测到了多个候选块BPi，例如，则第一个被检测到的候选块BPi被纳为相应块BLT。
另外，在步骤S11中，该DR匹配检测电路235还将检测到的相应块BLT的索引i以及最小值i_min提供给索引分离电路236。
在步骤S12中，该相应块提取电路237根据来自索引分离电路236的索引信息Vcdp从被查找范围块形成电路233提取出的候选块BPi中提取出相应块BLT，并将提取到的相应块BLT提供给排序电路214的相应块排序电路252。
在步骤S13中，该相应块排序电路252按照从最大像素值开始的降序顺序对构成目标块BLT的像素进行排序，并将排序后的像素提供给差分电路215的减法器254。
在步骤S14中，该减法器254确定构成相应块BLT的像素的像素差。特别地，该减法器254从构成相应块BLT的排序后像素的像素值中减去相应块BLT的最小值i_min(也就是说，减法器254从构成相应块BLT的像素的像素值偏移最小值i_min)。接着，该减法器254将得到的数值提供给差分运算电路255。
在步骤S15中，该差分运算电路255确定目标块BLc与相应块BLT之间的块差别数据，并将其提供给块编码电路216。特别地，该差分运算电路255确定来自减法器253的目标块BLc的像素差与来自减法器254的相应块BLT的像素差之间的(排序后的)相应像素的差别，并将该差别提供给块编码电路216。
在步骤S16中，该块编码电路216对由差分电路215确定的块差别数据进行编码，并将得到的编码后数据Vcdo提供给数据组合电路217。
在步骤S17中，该数据组合电路217确定是否构成该帧图像的所有块BL都已经被处理了，也就是说，是否该帧图像的每个块BL都已经被作为目标块BLc而经过了上述步骤S2至S16的处理。
如果在步骤S17中确定不是全部的块BL都已经被处理过了，则返回至步骤S2，并选择一个未被处理过的块BL作为目标块BLc。重复对目标块BLc进行步骤S2至S17的处理。
如果在步骤S17中确定了全部的块BL都已经被处理过，则接着在步骤S18中，该数据组合电路217将构成该帧的多个块BL中的每一个块的最小像素值Vcdmin，排序次序信息Vcds，索引信息Vcdp，以及编码后的数据Vcdo组合在一块，并将得到的编码后的数字图像信号Vcd1提供(输出)给局部解码器231以及输出端218。
在步骤S18的处理之后，接着在步骤S19中，编码器152确定是否还有一帧图像要处理，也就是说，是否已经从A/D转换器151提供了将要接着被处理的一帧图像。
如果在步骤S19中确定还有一帧图像要处理，则接着在步骤S20中，局部解码器231对编码后的数字图像信号Vcd1进行局部解码，以生成一个参考图像。接着，在步骤S21中，局部解码器231将该参考图像存储在帧存储器232中。接着，流程返回至步骤S1。
如果在步骤S19中确定不存在要被处理的一帧图像，也就是说，如果没有从A/D转换器151提供将要接着被处理的一帧图像，则处理结束。
因此，在编码器152的编码操作中，每个输入帧的图像都会被划分为多个块BL，并且每个块BL都被纳做目标块BLc。该输入块生成电路212确定目标块BLc的动态范围DR。该相应块检测电路213从前一帧图像中检测对应于目标块BLc的相应块BLT。
在目标块BLc以及相应块BLT的每一个中，根据像素值对像素进行排序(例如，按照从最大输入像素值开始的降序顺序)。确定目标块BLc与相应块BLT之间的块差别数据并对其进行编码。
如果对应于输入数字图像信号Vdg1的该帧的图像就是最上(第一)帧的图像，在编码器152中，通过数据组合电路217将编码后的数据Vcdo与其他数据组合在一起，其中通过对编码数据Vcdo的编码就不会发生编码失真，并且输出合成数据作为编码后的数字图像信号Vcd1。
图14为显示图2中所示记录设备113的解码器155的范例详细结构的方框图。
图14中所示的解码器155包括输入端261，数据分离电路262，相应块提取电路263，最小值检测电路264，排序电路265，减法器266，块解码电路267，加法器268和269，反排序电路270，块分解电路271，帧存储器272，以及输出端273。
通过输入端261将编码后的数字图像信号Vcd1从编码器152提供(输入)给数据分离电路262。
该数据分离电路262将编码后的数字图像信号Vcd1分离为构成一个帧的多个块BL中的每一个的最小像素值Vcdmin，排序次序信息Vcds，识别相应块BLT的索引信息Vcdp，以及编码后数据Vcdo，并获得它们。该数据分离电路262将多个块BL中的每一个的索引信息Vcdp(块信息)和编码后数据Vcdo分别提供给相应块提取电路263和块解码电路267。进一步，该数据分离电路262还将多个块BL中的每一个的像素值的最小像素值Vcdmin和排序次序信息Vcds分别提供给加法器269和反排序电路270。
与编码器152中一样，数据分离电路262的后续电路，即相应块提取电路263，最小值检测电路264，排序电路265，减法器266，块解码电路267，加法器268和269，反排序电路270，以及块分解电路271将多个块BL中的每一个都作为目标块BLc进行处理。
该相应块提取电路263具有与编码器152的对应块提取电路237以及查找范围块形成电路233类似的功能。该相应块提取电路263根据来自数据分离电路262的索引信息Vcdp从帧存储器272中提取出相应块BLT，并将给提取到的相应块BLT提供给最小值检测电路264和排序电路265。
该最小值检测电路264检测构成相应块BLT的像素的像素值的最小值i_min，并将该最小值i_min提供给减法器266。
与编码器152的相应块排序电路214中一样，该排序电路265根据像素值顺序地对构成相应块BLT的像素进行排序，并将排序后的像素提供给减法器266。
与编码器152的减法器254中一样，该减法器266从构成由排序电路265提供的相应块BLT的已排序像素的像素值中减去从最小值检测电路264提供的相应块BLT的最小值i_min(也就是说，该减法器266使得构成相应块BLT的像素的像素值偏移最小值i_min)。接着，该减法器266将得到的数值提供给加法器268。从减法器266中输出的、构成相应块BLT的已排序像素的像素值与相应块BLT的最小值i_min之间的差别就代表构成图11中所示的相应块BLT的像素的像素差(即，相应块BLT的像素差波形)。
该块解码电路267对从数据分离电路262提供的目标块BLc的编码后数据Vcdo进行解码，并将得到的块差别数据提供给加法器268。特别地，该块解码电路267对从数据分离电路262提供的编码后数据Vcdo进行熵解码以及去量化，并对去量化后的编码后数据Vcdo进行反离散正弦变换(IDST)，以确定目标块BLc的块差别数据。该块解码电路267将块差别数据提供给加法器268。
该加法器268将构成目标块BLc的像素的来自块解码电路267的目标块BLc的块差别数据以及来自减法器266的相应块BLT的像素差加在一块。这样，就能够获得如图11的左上角图表中所示的构成目标块BLc的像素的像素差(即，目标块BLc的像素差波形)。
加法器269将构成目标块BLc的像素的来自数据分离电路262的像素差和最小值Vcdmin(第一最小值)加在一块。由加法器269确定的和就代表构成目标块BLc的像素的输出像素值。该输出像素值被提供给反排序电路270。
该反排序电路270根据来自数据分离电路262的排序次序信息Vcds在初始空间相位(光栅顺序)中对构成目标块BLc的像素的输出像素值进行重新排列。也就是说，该反排序电路270在排序之前在空间相位中进行反排序。该反排序电路270将在初始空间相位中被重新排列的构成目标块BLc的像素的输出像素值提供给块分解电路271。
该块分解电路271在划分为多个块BL之前将构成目标块BLc的像素的输出像素值返回至该帧的预定位置，以从多个被划分的块BL中构建该帧的图像。接着该块分解电路271将得到的该帧图像作为数字图像信号Vdg2提供(输出)给帧存储器272以及输出端273。
该输出端273输出来自块分解电路271的解码后数字图像信号Vdg2(给D/A转换器156(参见图2))。
图3中所示的局部解码器231具有与图14中所示的虚线方框类似的结构，其中包括数据分离电路262，相应块提取电路263，最小值检测电路264，排序电路265，减法器266，块解码电路267，加法器268和269，反排序电路270，以及块分解电路271。
图15为显示如2中所示解码器155的解码操作的流程图。
首先，在步骤S41中，数据分离电路262将通过输入端261从编码器152提供的一帧的编码后数字图像信号Vcd1分离为构成该帧的多个块BL中每一个的最小像素值Vcdmin，排序次序信息Vcds，识别相应块BLT的索引信息Vcdp，以及编码后数据Vcdo，并获得它们。
此外，在步骤S41中，该数据分离电路262还将从该帧的编码后数字图像信号Vcd1中分离出来的索引信息Vcdp以及编码后数据Vcdo分别提供给相应块提取电路263以及块解码电路267。在步骤S41中，该数据分离电路262还将从该帧的编码后数字图像信号Vcd1中分离出来的像素值的最小像素值Vcdmin和排序次序信息Vcds分别提供给加法器269和反排序电路270。
在步骤S42中，多个被划分的块BL之一被纳为目标块BLc。在步骤S42中，进一步，该相应块提取电路263根据来自数据分离电路262的索引信息Vcdp从帧存储器272中提取出相应块BLT，并将该提取出来的相应块BLT提供给最小值检测电路264和排序电路265。
在步骤S43中，该排序电路265按照从最大像素值开始的降序顺序对构成相应块BLT的像素进行排序，并将排序后的像素提供给减法器266。
在步骤S44中，该最小值检测电路264检测相应块BLT的最小值i_min，并将该最小值i_min提供给减法器266。
在步骤S45中，该减法器266确定构成相应块BLT的像素的像素差。特别地，该减法器266从构成相应块BLT的已排序像素的像素值中减去相应块BLT的最小值i_min(也就是说，该减法器266将构成相应块BLT的像素的像素值偏移最小值i_min)。接着，该加法器266将得到的数值提供给加法器268。
在步骤S46中，该块解码电路267对目标块BLc的已编码数据Vcdo进行解码，并将得到的块差别数据提供给加法器268。
在步骤S47中，加法器268将构成目标块BLc的每个像素的来自块解码电路267的块差别数据以及相应块BLT的像素差加在一块，并将该和提供给加法器269。
此外，在步骤S47中，该加法器269还将构成目标块BLc的每个像素的来自数据分离电路262的像素差和最小值Vcdmin加在一块，并将给求和结果提供给反排序电路270。
在步骤S48中，该反排序电路270根据来自数据分离电路262的排序次序信息Vcds对构成目标块BLc的像素的输出像素值进行反排序。特别地，该反排序电路270根据来自数据分离电路262的排序次序信息Vcds在初始空间相位(光栅顺序)中对构成目标块BLc的像素的输出像素值进行重新排列。接着，该反排序电路270将重新排列的像素值提供给块分解电路271。
在步骤S49中，该块分解电路271在划分为多个块BL之前将构成目标块BLc的像素的输出像素值返回至该帧的预定位置，以从多个被划分的块BL中构建该帧的图像。
在步骤S50中，该解码器155确定是否构成该帧图像的所有块BL都已经被处理了，也就是说，是否该帧图像的每个块BL都已经被纳作目标块BLc。如果在步骤S50中确定不是该帧图像的全部块BL都已经被处理过了，则返回至步骤S42，并选择一个未被处理过的块BL作为目标块BLc。然后，重复进行步骤S42至S50的处理。
如果在步骤S50中确定了该帧图像的全部块BL都已经被处理过，则接着在步骤S51中，则该块分解电路271将该帧解码后的数字图像信号Vdg2提供(输出)给帧存储器272以及输出端273。
在步骤S52中，解码器155确定是否还有一帧图像要处理，也就是说，是否已经从编码器152提供了将要接着被处理的一帧图像。
如果在步骤S52中确定还有一帧图像要处理，则返回至步骤S41，并接着重复进行步骤S41之后的处理。
如果在步骤S52中确定不存在要被处理的一帧图像，也就是说，如果没有从编码器152提供将要接着被处理的一帧图像，则处理结束。
因此，在该解码过程中，根据逐帧的原则通过输入端261将编码后的数字图像信号Vcd1提供(输入)给数据分离电路262。一帧的编码后数字图像信号Vcd1被分离为多个块BL中每一个的像素值的最小像素值Vcdmin，排序次序信息Vcds，识别相应块BLT的索引信息Vcdp，以及编码后数据Vcdo。
该块解码电路267对目标块BLc的编码后数据Vcdo进行解码，以获得块差别数据。
该块差别数据，构成使用索引信息Vcdp被提取出来的相应块BLT的像素的像素值，以及目标块BLc的最小值Vcdmin被用于生成构成目标块BLc的像素的输出像素值。
特别地，确定了相应块BLT的像素差，其表示构成相应块BLT的像素的像素值与相应块BLT的最小值之间的差别。该像素差与解码后的块差别数据被加在一块。进一步的将该求和结果与目标块BLc的最小值Vcdmin加在一块，以生成构成目标块BLc的像素的输出像素值。
根据排序次序信息Vcds在排序之前的空间相位中对构成目标块BLc的像素的已生成输出像素值进行反排序。将多个块BL中的每一个都作为目标块BLc，并对其重复进行上述的处理，以从多个被划分的块BL中构建一帧图像。这样输出解码后的数字图像信号Vdg2。
图16为显示图2中所示的记录设备113的解码器155的另一个范例详细结构的方框图；
在图16中，那些与图14中所示解码器155中相应的部分都被分配了相同的参考数字，因此省略到了对其的描述。
图16中所示的解码器155具有与图14中所示的解码器155相类似的结构，其不同之处在于加法器269与反排序电路270之间的附加排序电路281。
基本地按照从最大输入像素值开始的降序顺序对从加法器269输出的构成目标块BLc的像素的输出像素值进行排序，该排序顺序与编码器152(特别地，输入块排序电路251)中使用的排序顺序相同。但是，编码器152的编码失真(由于量化等)可能会导致排序顺序的变化。这样，该排序电路281就按照从最大输入像素值开始的降序顺序对从加法器269提供的构成目标块BLc的像素的输出像素值重新进行排列(排序)。该按照从最大输入像素值开始的降序顺序被再一次排序的构成目标块BLc的像素的输出像素值被提供给反排序电路270。
图17为显示图16中所示解码器155的解码操作的流程图。
图17中所示步骤S71至S77以及步骤S79至S83的处理与图15中所示步骤S41至S52的处理相类似。换句话说，在图17中所示的解码处理中，在图15中所示的步骤S47的处理与步骤S48的处理之间额外进行图17中所示步骤S78的处理。
在步骤S78中，该排序电路281按照从最大像素值开始的降序顺序对从加法器269输出的构成目标块BLc的像素的输出像素值进行重新排列(排序)。该按照从最大像素值开始的降序顺序被再一次排序的构成目标块BLc的像素的输出像素值被提供给反排序电路270。
因此，在图17中所示的解码过程中，根据逐帧的原则通过输入端261将该编码后的数字图像信号Vcd1提供(输入)给数据分离电路262。一帧编码后的数字图像信号Vcd1被分离为多个块BL中每一个的最小像素值Vcdmin，排序次序信息Vcds，识别相应块BLT的索引信息Vcdp，以及编码后数据Vcdo。
该块解码电路267对目标块BLc的编码后数据Vcdo进行解码，以获得块差别数据。
该块差别信息，构成使用索引信息Vcdp被提取出来的相应块BLT的像素的像素值，以及目标块BLc的最小值Vcdmin被用于生成构成目标块BLc的像素的像素值。
在对构成目标块BLc的像素的已生成输出像素值进行排序之后，根据排序次序信息Vcds在排序之前的空间相位中对构成目标块BLc的像素的已生成输出像素值进行反排序。将多个块BL中的每一个都作为目标块BLc，并对其重复进行上述的处理，以从多个被划分的块BL中构建一帧图像。这样输出解码后的数字图像信号Vdg2。
图18为显示图2中所示的记录设备113的记录和确认操作的流程图，以通过使用从重放设备111输出的模拟图像信号Van1将一个图像信号记录(复制)到记录介质122上去，并当记录在记录介质122上的编码后数字图像信号Vcd1被某一个重放设备解码且显示在一个显示器上时在显示器143上确认一个图像。
首先，在步骤S91中，该A/D转换器151将输入的模拟图像信号Van1转换为数字图像信号Vdg1，并将该数字图像信号Vdg1提供给编码器152。
在步骤S92中，编码器152对来自A/D转换器151的数字图像信号Vdg1进行编码，并将编码后的数字图像信号，即Vcd1，提供给介质记录器153以及重放单元142(特别地，该解码器155)。
在步骤S93中，介质记录器153将来自编码器152的编码后数字图像信号Vcd1记录到记录介质122上。
在步骤S94中，解码器155对来自编码器152的编码后数字图像信号Vcd1进行解码，并将解码后的数字图像信号，即Vdg2，提供给D/A转换器156。步骤S93的处理以及步骤S94的处理可以并行进行。
在步骤S95中，该D/A转换器156将从解码器155提供的解码后数字图像信号Vdg2转换成模拟图像信号Van2，并将该模拟图像信号Van2输出给显示器143。
在步骤S96中，该显示器143显示出对应于来自D/A转换器156的模拟图像信号Van2的图像。
通过这种方式，被重放设备111重放和输出的具有模拟失真的模拟图像信号Van1就被A/D转换为数字图像信号Vdg1，并对该数字图像信号Vdg1进行编码和记录到记录介质122上。即，根据具有模拟失真的模拟图像信号Van1进行复制。
该从重放设备111输出的具有模拟失真的模拟图像信号Van1与被从记录在记录介质121上的编码后数字图像信号解码并从解码器131输出的信号相同。因此该从重放设备111输出的具有模拟失真的模拟图像信号Van1就是一个一次编码解码信号。
当根据具有模拟失真的模拟图像信号Van1被复制并且被记录在记录介质122上的编码后数字图像信号Vcd1被从重放设备111重放(解码)和输出时，该从重放设备111输出的模拟图像信号就是一个与从具有与重放设备111类似结构的重放单元142输出的模拟图像信号Van2相同的信号。该模拟图像信号Van2与通过编码器152对模拟图像信号Van1进行编码以及通过解码器155对编码后的信号进行解码而获得的信号相同，并且因此是一个二次编码解码信号。
二次编码解码的解码后数字图像信号Vdg2的图像质量大大低于被从记录介质121重放的一次编码解码的解码后数字图像信号Vdg0的图像质量，其中该记录介质121就是复制源。
例如，如果模拟图像信号Van1就是一个包括模拟失真的模拟图像信号，其中该模拟失真是由于在重放设备111的D/A转换器132将解码后的数字图像信号Vdg0转换为一个模拟信号时采用的白噪声导致的，则在该重放设备113的A/D转换器151将模拟图像信号Van1转换为一个数字信号时，该模拟失真就会导致构成图像的像素的像素值发生微小的变化。
因此，在由编码器152进行的第二编码操作中确定的目标块BLc的动态范围DR就不同于在第一编码操作中确定的动态范围。根据目标块BLc的动态范围DR提取出的相应块BLT也不同于在第一操作中提取的相应块，并且由于对目标块BLc与相应块BLT之间的块差别数据进行编码而导致的编码失真(量化失真)不同于第一操作中的编码失真。结果，就会出现大量的失真。因此，通过对在第二编码操作中被编码的编码后数字图像信号Vcd1进行解码而获得的解码后数字图像信号Vdg2的图像质量就被大大降低。
例如，如果模拟图像信号Van1是一个包括模拟失真的模拟图像信号，其中该模拟失真是由在重放设备111的D/A转换器132将解码后的数字图像信号Vdg0转换为一个模拟信号时出现的相移导致的，则当重放设备113的A/D转换器151将该模拟图像信号Van1转换为数字信号时，该采样相位就会偏移。由于该采样相位偏移，因此就会采用不同于根据它进行第一编码操作的块BL的由编码器152根据它进行第二编码操作的块BL。这样，在第二编码操作中发生的编码失真就会不同于在第一操作中发生的编码失真。结果，就会出现大量的失真。因此，通过对在第二编码操作中被编码的编码后数字图像信号Vcd1进行解码而获得的解码后数字图像信号Vdg2的图像质量就被大大降低。
当由编码器152对输入数字图像信号进行编码并将其记录到记录介质122上时，而不是使用从解码后的数字图像信号Vdg0转换的模拟图像信号Van1，该编码器152就不会导致模拟失真，也就不会导致图像质量的下降。这样，如果使用编码器152和解码器155(131)来复制数字图像信号本身，则被复制图像信号的图像质量就不会降低(即，防止图像质量的下降)。
如果从重放设备111输出的模拟图像信号Van1就是二次编码解码信号，则从其复制并从记录介质122重放的信号就与已经被编码和解码三次的模拟图象信号Van2相同，并且被重放图像的质量也被进一步降低。进行编码和解码操作的次数越多，从记录在记录介质122上的图像信号重放的图像的质量就越低。
因此，该记录和重放设备113为保持高图像质量而禁止使用模拟图像信号进行复制。这也防止了通过大大降低对应于被编码和解码二次及更多次的图像信号的图像的质量而使用模拟图像信号进行的非授权复制。
图2中所示的图像处理系统101采用了自然模拟失真来降低图像质量，因此可以防止非授权复制，而不会对模拟图像信号Van1进行特殊处理(以降低图像质量)。这样，就不需要有特殊的装置或电路来防止非授权复制，并且不会出现复杂结构(增加电路尺寸)的问题。当在图2中所示的图像处理系统101采用了在重放设备111的D/A转换器132将解码后的数字图像信号Vdg0转换为一个模拟信号时出现的模拟失真时，也可以采用在从D/A转换器132到A/D转换器151的传输通道中出现的模拟失真或者在A/D转换器151中出现的模拟失真，以实现类似的优点(已解码数字图像信号Vdg2的图像质量的大大降低)。
除了自然模拟失真以外，图2中所示的图像处理系统101可以将故意导致模拟失真的噪声(模拟噪声)增加给从重放设备111输出的模拟图像信号Van1。
图19为显示根据本发明另一个实施例的图像处理系统101的范例结构的方框图。
在图19中，那些与图2中所示图像处理系统101相应的部分都被分配了相同的参考数字，因此省略了对其的描述。
图19中所示的图像处理系统101具有与图2中所示的图像处理系统101相类似的结构，不同之处在于记录设备113的记录单元141中的附加加噪器291。
从重放设备111输出的模拟图像信号Van1被输入给记录设备113的加噪器291。该加噪器291将噪声加给输入模拟图像信号Van1，并将得到的信号提供给A/D转换器151。
图20为显示图19中所示的图像处理系统101的记录设备113的记录和确认操作的流程图。
首先，在步骤S101中，该加噪器291将噪声加给来自重放设备111的模拟图像信号Van1，并将得到的信号提供给A/D转换器151。
步骤S102至S107的处理类似于图18中所示步骤S91至S96的处理。特别地，由于增加的噪声而包括更大量模拟失真的模拟图像信号Van1被A/D转换器151转换为数字图像信号Vdg1，并且由编码器152对该数字图像信号Vdg1进行编码。该编码后的数字图像信号，即Vcd1，被记录在记录介质122上。该编码后的数字图像信号Vcd1被解码，并且解码后的数字图像信号，即Vdg2，被转换为模拟信号(模拟图像信号Van2)，该信号接着作为一个图像被显示在显示器143上。
因此，在图19中所示的记录设备113中，除了导致模拟失真(包括模拟失真)的自然模拟失真以外，还对被故意增加噪声的模拟图像信号Van1进行编码。在这种情况下，通过进行两次及更多次的编码和解码操作，该图像质量被进一步降低，并且这样就可以防止使用模拟图像信号进行非授权复制。
在故意将噪声增加给模拟信号的情况下，该重放设备111可以在增加噪声之后输出模拟图像信号Van1。
图21为显示根据本发明仍旧另一个实施例的图像处理系统101的范例结构的方框图。
在图21中，那些与图2中所示图像处理系统101相应的部分都被分配了相同的参考数字，因此省略了对其的描述。
图21中所示的图像处理系统101具有与图2中所示的图像处理系统101相类似的结构，不同之处在于重放设备111中的附加加噪器292，以及与重放设备111具有类似结构的记录设备113的重放单元142中的附加加噪器293。
从记录介质121重放的模拟信号被从D/A转换器132提供给重放设备111的加噪器292。该加噪器292将噪声加给来自D/A转换器132的模拟图像信号，并将得到的模拟图像信号，即Van1，输出给显示器112和记录设备113。
还是在记录设备113的重放单元142中，模拟图像信号被从D/A转换器156提供给加噪器293。该加噪器293将噪声增加给来自D/A转换器156的模拟图像信号，并将得到的模拟图像信号，即Van2，输出给显示器143。
图22为显示图21中所示的图像处理系统101的记录设备113的记录和确认操作的流程图。
步骤S121至S125的处理与图18中所示步骤S91至S95的处理相类似。特别地，A/D转换器151将来自重放设备111的模拟图像信号Van1转换为数字图像信号Vdg1，并且编码器152将该数字图像信号Vdg1编码成已编码数字图像信号Vcd1。该编码后数字图像信号Vcd1被记录到记录介质122上。对该编码后的数字图像信号Vcd1进行解码，以生成解码后的数字图像信号Vdg2，该解码后的数字图像信号Vdg2接着被转换为模拟信号。
在进行步骤S125的处理之后，在步骤S126中，该加噪器293将噪声加给来自D/A转换器156的模拟图像信号，并将得到的模拟图像信号，即Van2，输出给显示器143。
在步骤S127中，显示器143显示对应于来自加噪器293的模拟图像信号Van2的图像。接着，处理结束。
因此，除了导致更大量的模拟噪声的自然模拟失真以外，故意将噪声增加给模拟图像信号Van1禁止使用模拟图像信号进行复制，同时保持高图像质量。对应于已经被两次及更多次的编码和解码的图像信号的图像质量被大大降低，因此可以防止使用模拟图像信号(模拟信号)进行非授权复制。
在上述实施例中，构成一帧的多个块BL被顺序地处理。但是，可以并行的对一帧的所有块BL进行处理。当编码器152和解码器155根据逐帧的原则对图像进行处理时，可以按照除了逐帧原则以外的单元原则，例如逐域原则或在多个帧的单元中并行的对图像进行处理。
在上述实施例中，编码器152对来自加法器254的块差别数据进行编码，其中该块差别数据表示构成目标块BLc的像素的像素差与构成相应块BLT的像素的像素差之间的(已排序)相应像素的差别(即，目标块BLc的像素差与对应块BLT的像素差之间的差别)，并且其由差分电路215确定。但是，该编码器152可以仅仅将构成目标块BLc的像素的像素值与构成相应块BLT的像素的像素值之间的(已排序)相应像素的差别(即，目标块BLc的像素值与对应块BLT的像素值之间的差别)作为块差别数据并对其进行编码。在这种情况下，从数据组合电路217输出的编码后数字图像信号Vcd1并不需要包括最小像素值Vcdmin。
当块差别数据仅仅表示构成目标块BLc的像素的像素值与构成相应块BLT的像素的像素值之间的(已排序)相应像素的差别时，该相应的解码器155就会将通过对每个构成目标块BLc的像素的已编码数据Vcdo进行解码而生成的块差别数据与相应块BLT的像素值加在一块，以产生输出像素值。根据来自数据分离电路262的排序次序信息Vcds在排序之前的空间相位中对构成目标块BLc的像素的输出像素值进行反排序。
在编码器152中，根据像素值按照顺序对构成目标块BLc的像素进行排序，并将排序结果作为排序次序信息Vcds输出。接着，从构成目标块BLc的已排序像素的像素值中减去目标块BLc的最小值Vcdmin，并将得到的数值作为像素差输出。但是，可以首先从构成目标块BLc的像素的像素值中减去目标块BLc的最小值Vcdmin，并根据像素差按照顺序对构成目标块BLc的像素的合成像素差进行排序。接着，将排序结果作为排序次序信息Vcds输出，并且也可以输出已排序的像素差。还是在这种情况下，构成目标块BLc的已排序像素的排序次序信息Vcds和像素差与那些根据像素值按照顺序对像素进行排序而获得的相同。
上述的一系列记录和确认过程，编码过程，以及解码过程可以通过专用的硬件或软件来执行。当通过软件来执行该系列过程时，例如，该系列过程能够通过由图23中所示的(个人)计算机执行的程序来实现。
在图23中，中央处理单元(CPU)301根据存储在只读存储器(ROM)302中的程序或被从存储单元308载入到随机存储器(RAM)303中的程序来执行各种处理。如果需要的话，该RAM 303也存储CPU 301所需的数据，以进行处理。
该CPU 301，ROM 302，以及RAM 303通过总线304彼此连接在一起。输入/输出接口305也与该总线304相连。
包括键盘、鼠标、和输入端的输入单元306，包括显示器(例如CRT或LCD)、输出端、和扬声器的输出单元307，包括硬盘的存储单元308，包括终端适配器、非对称数字用户线(ADSL)调制解调器、和局域网(LAN)卡的通信单元309都与该输入/输出接口305相连。该通信单元309通过各种网络例如互联网进行通信。
驱动器310也与该输入/输出接口305相连。可适当地装载一个可移动记录介质321，例如磁盘(包括软盘)、光盘(包括光盘只读存储器(CD-ROM)和DVD)、磁-光盘(包括小型盘(MD))，或半导体存储器，并且如果需要的话，从中读出的计算机程序也可以被安装到该存储单元308中。
例如，图23中所示用来执行程序的CPU 301就相应于图2中所示的A/D转换器151，编码器152，解码器155(解码器131)，以及D/A转换器156(D/A转换器132)。驱动器310就相应于介质记录器153。输出单元307相应于显示器143。
在本文件中，流程图中所示的步骤可以或者也可以不根据步骤执行的顺序按照时间序列的方式来进行，或者可以并行或单独进行。
在本文件中，术语系统意味着由多个设备组成的整个设备。
本领域的技术人员应该能够理解的是，在所附权利要求或其等价物的范围内，根据设计需要以及其它因素可以出现各种修改、组合、子组合以及变化。

Claims (21)

1、一种用于对输入图像数据进行编码的编码设备，其中该输入图像数据至少包括第一图像和第二图像，该编码设备包括：
块划分装置，用于将第一图像分为多个块；
相应块检测装置，用于从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块；
排序装置，用于根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序；
差别数据确定装置，用于确定表示第一块和第二块之间排序后像素的像素值变化量的块差别数据；以及
编码装置，用于对该块差别数据进行编码。
2、根据权利要求1的编码设备，进一步包括加噪装置，用于向输入图像数据增加噪声。
3、根据权利要求1的编码设备，其中该编码装置通过对块差别数据进行离散正弦变换以确定离散正弦变换系数以及量化该离散正弦变换系数来对块差别数据进行编码。
4、根据权利要求1的编码设备，其中该相应块检测装置包括：
候选块提取装置，用于从第二图像中提取出多个候选块，其中该多个候选块是第二块的候选；
参数确定装置，用于为多个候选块中的每一个确定参数，该参数表示形成每个候选块的像素的特征值；以及
块检测装置，用于根据该参数从多个候选块中检测出对应于第一块的第二块。
5、根据权利要求4的编码设备，其中该参数至少包括形成每个候选块的像素的像素值的动态范围，以及
该块检测装置检测候选块之一作为第二块，该候选块具有与第一块的动态范围相匹配的动态范围。
6、根据权利要求1的编码设备，其中该差别数据确定装置通过确定形成第一块和第二块中的每一个的像素的像素差，以及确定第一块的像素差与第二块的像素差之间的差别来确定该块差别数据，其中该像素差为像素值和形成每个块的像素的最小像素值之间的差。
7、根据权利要求1的编码设备，进一步包括输出装置，用于输出识别来自第二图像的第二块的块信息，表示对形成第一块的像素进行排序的排序结果的排序次序信息，以及被编码装置编码的块差别数据。
8、一种用于编码设备的编码方法，其中该编码设备对至少包括第一图像和第二图像的输入图像数据进行编码，该编码方法包括步骤：
将第一图像划分为多个块；
从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块；
根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序；
确定表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素值的变化量的块差别数据；以及
对块差别数据进行编码。
9.一种具有记录在其上的程序的记录介质，该程序使得计算机执行用以对至少包括第一图像和第二图像的输入图像数据进行编码的处理，该程序包括步骤：
将第一图像划分为多个块；
从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块；
根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序；
确定表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素值的变化量的块差别数据；以及
对块差别数据进行编码。
10.一种解码设备，包括：
获取装置，用于获取第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，
该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，
该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块，
该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差，
该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到；
块差别数据解码装置，用于将编码后的块差别数据解码为块差别数据；
生成装置，用于使用由块差别数据解码装置解码后的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值生成形成第一块的像素的像素值；以及
反排序装置，用于根据排序次序信息以排序前的空间相位对形成由生成装置生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
11.根据权利要求10的解码设备，进一步包括加噪装置，用于向反排序装置的输出增加噪声。
12.根据权利要求10的解码设备，其中该块差别数据解码装置通过对编码后的块差别数据进行解量化以及对解量化后的编码后块差别数据进行反离散正弦变换来将编码后的块差别数据解码成块差别数据。
13.根据权利要求10的解码设备，其中该生成装置通过确定形成第二块的像素的像素值与作为形成第二块的像素的像素值的最小值的第二最小值之间的像素差，并将该块差别数据以及第一最小值加到已确定的像素差中来生成形成第一块的像素的像素值。
14.根据权利要求10的解码设备，其中形成由块信息识别的第二块的像素的像素值的动态范围与形成第一块的像素的像素值的动态范围相匹配。
15.一种解码方法，包括步骤：
获得第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，
该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，
该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块，
该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差别，
该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到；
将编码后的块差别数据解码为块差别数据；
使用在解码步骤中被解码的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值生成形成第一块的像素的像素值；以及
根据该排序次序信息以在排序之前的空间相位对形成在生成步骤中生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
16.一种具有记录在其上的程序的记录介质，该程序使得计算机执行处理，该处理包括步骤：
获得第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，
该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，
该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块，
该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差别，
该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到；
将编码后的块差别数据解码为块差别数据；
使用在解码步骤中被解码的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值生成形成第一块的像素的像素值；以及
根据该排序次序信息以在排序之前的空间相位对形成在生成步骤中生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
17.一种图像处理系统，包括：
编码装置，用于对至少包括第一图像和第二图像的输入图像数据进行编码；以及
解码装置，用于对编码后的输入图像数据进行解码；
其中对输入图像数据重复进行编码和解码，因此降低了对应于输入图像数据的图像的质量，
该编码装置包括：
块划分装置，用于将第一图像分为多个块；
相应块检测装置，用于从第二图像中检测出对应于作为多个块之一的第一块的第二块；
排序装置，用于根据像素值按次序对形成第一块和第二块的每一个的像素进行排序；
差别数据确定装置，用于确定表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素值变化量的块差别数据；以及
编码装置，用于对该块差别数据进行编码。
18.一种图像处理系统，包括：
编码装置，用于对至少包括第一图像和第二图像的输入图像数据进行编码；以及
解码装置，用于对编码后的输入图像数据进行解码；
其中对输入图像数据重复进行编码和解码，因此降低了对应于输入图像数据的图像的质量，
该解码装置包括：
获取装置，用于获取第一最小值，块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，
该第一最小值为形成第一块的像素的像素值的最小值，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块之一，
该块信息在不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的第二块，
该排序次序信息表示根据像素差按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，该像素差为像素值与形成每个块的像素的最小像素值之间的差，
该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素差的改变量的块差别数据进行编码来得到；
块差别数据解码装置，用于将编码后的块差别数据解码为块差别数据；
生成装置，用于使用由块差别数据解码装置解码后的块差别数据、形成由块信息识别的第二块的像素的像素差、以及第一最小值生成形成第一块的像素的像素值；以及
反排序装置，用于根据该排序次序信息以在排序之前的空间相位对形成由生成装置生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
19.一种解码设备，包括：
获取装置，用于获取块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，
该块信息从不同于第一图像的第二图像中识别出对应于作为将第一图像划分成的多个块之一的第一块的块，作为第二块，
该排序次序信息表示根据像素值按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，
该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素值的改变量的块差别数据进行编码来得到；
块差别数据解码装置，用于将编码后的块差别数据解码为块差别数据；
生成装置，用于使用由块差别数据解码装置解码后的块差别数据以及形成由块信息识别的第二块的像素的像素值生成形成第一块的像素的像素值；以及
反排序装置，用于根据排序次序信息以在排序之前的空间相位对形成由生成装置生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
20.一种解码方法，包括涉骤：
获得块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，
该块信息从不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的块，作为第二块，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块中的一个块，
该排序次序信息表示根据像素值按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，
该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素值的改变量的块差别数据进行编码来得到；
将编码后的块差别数据解码为块差别数据；
使用在解码步骤中被解码的块差别数据以及形成由块信息识别的第二块的像素的像素值生成形成第一块的像素的像素值；以及
根据排序次序信息以排序前的空间相位对形成在生成步骤中生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
21.一种图像处理系统，包括：
编码装置，用于对至少包括第一图像和第二图像的输入图像数据进行编码；以及
解码装置，用于对编码后的输入图像数据进行解码；
其中对输入图像数据重复进行编码和解码，因此降低了对应于输入图像数据的图像的质量，
该解码器包括：
获取装置，用于获取块信息，排序次序信息，以及编码后的块差别数据，
该块信息从不同于第一图像的第二图像中识别出对应于第一块的块，作为第二块，其中该第一块是将第一图像划分成的多个块中的一个块；
该排序次序信息表示根据像素值按次序对形成第一块的像素进行排序的排序结果，
该编码后的块差别数据通过对表示第一块和第二块之间的排序后像素的像素值的改变量的块差别数据进行编码来得到；
块差别数据解码装置，用于将编码后的块差别数据解码为块差别数据；
生成装置，用于使用由块差别数据解码装置解码后的块差别数据以及形成由块信息识别的第二块的像素的像素值生成形成第一块的像素的像素值；以及
反排序装置，用于根据排序次序信息以排序前的空间相位对形成由生成装置生成的第一块的像素的像素值进行反排序。
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