專利名稱：用于減少圖像中塊狀假像的數(shù)字濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠?qū)崿F(xiàn)具有8個原始數(shù)據(jù)的集合的離散變換的計算步驟和計算如此得到的該經(jīng)變換的數(shù)據(jù)集合的逆離散變換的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)濾波設(shè)備，所述電路能夠濾波在該經(jīng)變換的數(shù)據(jù)集合中的至少一個數(shù)據(jù)項。
特別可在視頻解碼器、包括這種解碼器的便攜設(shè)備和電視接收機中發(fā)現(xiàn)它的應(yīng)用。在這些設(shè)備中，對于衰減由所述基于塊的編碼技術(shù)引起的視覺假像來說，校正先前根據(jù)基于塊的編碼技術(shù)編碼然后解碼的數(shù)字圖像是必需的，所述基于塊的編碼技術(shù)例如是MPEG(“MovingPictures Expert Group(運動畫面專家組)”)標(biāo)準(zhǔn)。
使用基于塊的編碼技術(shù)的視頻壓縮算法有時在被編碼然后解碼的圖像中引起質(zhì)量的下降。對于這些編碼技術(shù)最經(jīng)常觀察到的視覺假像之一稱為塊狀假像(blocking artifact)。
標(biāo)題為“A projection-based post-processing technique toreduce blocking artifacts using a priori information on DCTcoefficients of adjacent blocks(使用對相鄰塊的DCT系數(shù)的先驗信息減少塊狀假像的基于投影的后處理技術(shù))”的論文敘述了濾波數(shù)字圖像中包含的數(shù)據(jù)的方法，所述論文由Hoon Paek和Sang-Uk在“Proceedings of 3rdIEEE International Conference on ImageProcessing，Vol.2，Lausanne Switzerland，16-19 Sept 1996，p.53-56”中發(fā)表。這一數(shù)據(jù)濾波方法的目的是校正頻域中相應(yīng)于這些塊狀假像的系數(shù)。
所述方法基于下面的原理。如

圖1所示，設(shè)有兩個相鄰的段u和v分別屬于兩個像素塊Bu和Bv并位于塊邊緣EDG的兩側(cè)。如果塊狀假像存在于段u和v之間，則相應(yīng)于第一和第二段的連結(jié)的段w包括空間的高頻率，其超出段u和v的空間頻率。
為找出和消除與塊狀假像相關(guān)的頻率，圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)濾波方法包括下述步驟-在下面的例子中計算N為8的N像素的段u的離散余弦變換DCTN(21)U＝DCTN[u]＝{U(0)，U(1)，...，U(N-1)}，其中U(k)=α(k)Σn=0N-1u(n)cos(π(2n+1)k2N),]]>k是經(jīng)變換的數(shù)據(jù)U的頻率，k∈
；-計算與段u相鄰的段v的離散余弦變換DCTN(22)V＝DCTN[v]＝{V(0)，V(1)，...，V(N-1)}，亦即V(k)=α(k)Σn=0N-1v(n)cos(π(2n+1)k2N);]]>-計算相應(yīng)于段u和v的連結(jié)CON(20)的2N亦即16像素的段w的離散余弦變換DCTN(23)W＝DCTN[w]＝{W(0)，W(1)，...，W(2N-1)}，亦即W(k)=12α(k)Σn=02N-1v(n)cos(π(2n+1)k4N);]]>-如下根據(jù)U和V的最大頻率kumax和kvmax計算PRED(24)預(yù)測的最大頻率kwpredkwpred＝2.max(kumax，kvmax)+2式中，kumax＝max(k∈{0，...，N-1}/U(k)≠0)，kvmax＝max(k∈{0，...，N-1}/V(k)≠0)，和max是從一個給定值的集合中給出最大值k的函數(shù)；-通過將從全局離散變換產(chǎn)生的、其頻率高于預(yù)測的最大頻率的奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W置零ZER(25)來校正所述數(shù)據(jù)，從而提供校正的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)Wc；-計算該校正的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的逆離散余弦變換IDCT2N(26)，從而提供濾波過的數(shù)據(jù)wf，該數(shù)據(jù)然后用于在屏幕上顯示。
本發(fā)明的目的是提出一種濾波電路，用于簡單地實現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)濾波方法。
這是因為實現(xiàn)這種方法可能被證明在運算量上是復(fù)雜的，特別是對于包括離散余弦變換DCT2N、后隨對奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的校正和逆離散余弦變換IDCT2N的序列。圖3表示在2N＝8的情況下這種序列的傳統(tǒng)實現(xiàn)。直接DCT2N和逆IDCT2N離散余弦變換使用Lee算法處理2N個連結(jié)的數(shù)據(jù)w(0)到w(7)。黑圓圈表示加法，黑圓圈前的水平虛線對應(yīng)于要被減去的數(shù)據(jù)項。白圓圈相應(yīng)于乘法。在圖3的示意圖和后面的圖中未表示出用2的冪的乘法和除法，因為它們對實現(xiàn)的復(fù)雜度沒有多大影響。
全局離散余弦變換DCT2N的實現(xiàn)包括圖3中的4個相繼的由垂直虛線分開的級，即-第一級ST1，包括8個使用連結(jié)數(shù)據(jù)w(0)到w(7)執(zhí)行加法或減法的加法器，-第二級ST2，包括4個加法器和2個數(shù)據(jù)旋轉(zhuǎn)單元C1和C3，根據(jù)熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人員公知的原理，一個旋轉(zhuǎn)單元包括2個加法器和4個乘法器，-第三級ST3，包括6個加法器和一個旋轉(zhuǎn)單元√2C1，和-第四級ST4，包括2個加法器和2個乘法器，并提供奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W(1)、W(3)、W(5)和W(7)，和從由第三級處理的數(shù)據(jù)產(chǎn)生的且未在第四級中處理的偶數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W(0)、W(2)、W(4)和W(6)。
通過將從離散變換DCT2N產(chǎn)生的、其頻率大于預(yù)測的最大頻率的奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)置零而實現(xiàn)的校正是借助于在經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項W(i)和控制電路的輸出之間實現(xiàn)“AND(與)”函數(shù)的邏輯電路進(jìn)行的，所述控制電路能夠根據(jù)預(yù)測的最大頻率的值輸出“1”電平或“0”電平。
逆離散余弦變換IDCT2N的實現(xiàn)包括4個相繼的級-第五級ST5，包括能夠處理校正的奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的2個加法器和2個乘法器，-第六級ST6，包括6個加法器和一個旋轉(zhuǎn)單元√2C1，-第七級ST7，包括4個加法器和2個旋轉(zhuǎn)單元C1和C3，和-第八即最后級ST8，包括8個加法器，并提供濾波的數(shù)據(jù)wf(0)和wf(7)。
從這一傳統(tǒng)實現(xiàn)方式得到的用于濾波數(shù)據(jù)的電路因此導(dǎo)致復(fù)雜的解決方案，包括兩個變換DCTN、一個變換DCT2N和一個變換IDCT2N，總共需要36個乘法和68個加法。
為彌補這一缺點，根據(jù)本發(fā)明的濾波電路的特征在于，它包括-第一濾波模塊，用于濾波在經(jīng)變換的數(shù)據(jù)集合中具有最高頻率的3個奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)，-連接到第一濾波模塊上的第二濾波模塊，用于濾波在經(jīng)變換的數(shù)據(jù)集合中具有最高頻率的2個奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)。
利用具有這一類型的模塊結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)濾波電路，減少了乘法器和加法器的數(shù)量，因為已經(jīng)有可能通過考慮每個模塊的目的來優(yōu)化每一模塊，這在本說明書中后面會詳述。這樣，包括兩個變換DCTN以及隨后串接的變換DCT2N、對經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的校正和逆變換IDCT2N的數(shù)據(jù)處理序列的實現(xiàn)方式就被簡化。另外，濾波電路的模塊結(jié)構(gòu)使得能夠停用那些在給定時刻在電路中不操作的模塊和在被啟用的部件中具有優(yōu)化的結(jié)構(gòu)，這導(dǎo)致既較便宜又具有較低的功耗的濾波電路。
參考在附圖中表示的實施例的實例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，不過本發(fā)明并不受其限制。
圖1表示配置在一個塊邊緣兩側(cè)的兩個相鄰的段，圖2表示現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)處理方法，圖3表示以傳統(tǒng)方式實現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的數(shù)據(jù)處理方法的電路，圖4a和圖4b描述兩組像素，其可以由根據(jù)本發(fā)明的濾波電路處理，圖5a表示旋轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)實現(xiàn)方式，而圖5b表示根據(jù)本發(fā)明的所述旋轉(zhuǎn)的簡化實現(xiàn)方式，圖6是一個示意圖，表示用于濾波奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的第一濾波器，圖7是一個示意圖，表示用于濾波奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的第二濾波器，圖8是一個示意圖，表示用于濾波奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的第三濾波器，圖9概略表示用于實現(xiàn)DCTN變換的電路，圖10是一個示意圖，表示用于濾波偶數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的第四濾波器，圖11概略表示根據(jù)本發(fā)明的濾波電路。
本發(fā)明涉及一個數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)濾波電路，所述電路使得能夠校正頻域中的塊狀假像。
在下面的說明中離散變換是離散余弦變換DCT或IDCT。然而對于熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人來說，顯然本發(fā)明可應(yīng)用于任何線性離散變換。
在下面描述的用于根據(jù)MPEG標(biāo)準(zhǔn)編碼然后解碼的數(shù)據(jù)的例子中，數(shù)據(jù)集合u和v的每一個包含與N＝4個連續(xù)的像素相關(guān)的亮度值。
在MPEG標(biāo)準(zhǔn)的情況下，對一個16數(shù)據(jù)集合應(yīng)用包括DCTN、DCT2N和IDCT2N變換的處理序列，所使用的方法被稱為DFD-16，并且在輸出處提供極好的圖像質(zhì)量。為節(jié)省計算資源，更有利的是根據(jù)圖4a的原理對一個8數(shù)據(jù)集合應(yīng)用該處理序列，其中段u和v具有在緊接塊邊緣兩側(cè)分布的4個連續(xù)的像素。這一解決方案稱為DFD-8，它具有減少濾波方法復(fù)雜度的好處，但是它損害濾波方法的效率因而也損害在濾波輸出處得到的圖像的質(zhì)量。
這也就是為什么在本優(yōu)選實施例中數(shù)據(jù)集合u和v分別被細(xì)分為u’、u”和v’、v”的原因。子集u’、v’包含奇序的數(shù)據(jù)，子集u”、v”包含偶序的數(shù)據(jù)。集合u’、v’和w’示于圖4b。
對子集u’、v’和子集u”、v”應(yīng)用DCTN和DCT2N變換的計算步驟，分別提供經(jīng)變換的數(shù)據(jù)U’、V’、W’和U”、V”、W”。
確定步驟PRED并行提供如下計算的預(yù)測的最大頻率kw’pred和kw”predkw’pred＝2.max(ku’max，kv’max)+2式中，ku’max＝max(k∈{0，...，N-1}/abs(U’(k))＞Th或Tv)kv’max＝max(k∈{0，...，N-1}/abs(V’(k))＞Th或Tv)kw”pred＝2.max(ku”max，kv”max)+2式中，ku”max＝max(k∈{0，...，N-1}/abs(U”(k))＞Th或Tv)kv”max＝max(k∈{0，...，N-1}/abs(V”(k))＞Th或Tv)其中，例如在包括標(biāo)準(zhǔn)格式下的兩個交織的場(一場包括720像素的288行)的幀的情況下，Th＝10和Tv＝5。
校正步驟ZER然后被獨立地應(yīng)用于經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W’和W”，這是通過-檢測自然輪廓(natural contour)的子步驟，使得例如|u‾′-v‾′|>25,]]>ku’max＜1和kv’max＜1或|u‾′′-v‾′′|>25,]]>ku”max＜1和kv”max＜1-將從得到的、其頻率高于預(yù)測的最大頻率kw’pred或kw”pred的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)w’或w”置零的子步驟。
稱為DFD-8eo的該實施例使得有可能具有在門的數(shù)目方面等于DFD-8方法的復(fù)雜度但是具有雙倍頻率，同時在濾波輸出處保持好的圖像質(zhì)量。
最后，在根據(jù)H.264標(biāo)準(zhǔn)編碼然后解碼的數(shù)據(jù)的情況下，把該濾波方法直接應(yīng)用于數(shù)據(jù)段u和v，其中每一個包含與N＝4個連續(xù)像素關(guān)聯(lián)的亮度值，根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)的編碼塊為4×4像素。
當(dāng)實現(xiàn)本發(fā)明中的上述數(shù)據(jù)濾波方法時，進(jìn)行一定的簡化。
第一個簡化可以對于旋轉(zhuǎn)的實現(xiàn)方式進(jìn)行。如果X0和X1是一個旋轉(zhuǎn)的輸入，Y0和Y1是輸出，則這些變量由下述等式聯(lián)系Y0＝ a*X0+b*X1Y1＝-b*X0+a*X1圖5表示包括4個乘法和2個加法的旋轉(zhuǎn)的傳統(tǒng)實現(xiàn)方式。可以把先前的等式重寫為下面的形式Y(jié)0＝(b-a)*X1+a*(X0+X1)＝A*X1+a*(X0+X1)Y1＝-(a+b)*X0+a*(X0+X1)＝B*X0+a*(X0+X1)圖5b表示該旋轉(zhuǎn)的新實現(xiàn)方式，它包括不多于3個乘法和3個加法，一個乘法由加法替換，這減少了處理電路的復(fù)雜度，加法器具有比乘法器簡單的結(jié)構(gòu)。
第二個簡化包括根據(jù)下面的等式從由DCTN變換得到的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)U(k/2)和V(k/2)直接計算從DCT2N變換得到的奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W(k)w(k)=12(U(k2)+(-1)k2V(k2)),]]>k＝0，2，4，6圖6表示用于濾波奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W(3)、W(5)和W(7)的第一濾波器FILo1。圖6的左邊表示的傳統(tǒng)實現(xiàn)方式包括消除相應(yīng)于被置零的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的線。因為一個傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)包括2個加法和4個乘法，所以該傳統(tǒng)實現(xiàn)方式包括11個加法和16個乘法。
然而，如果Q和S是位于和DCT2N變換同一側(cè)的旋轉(zhuǎn)C1和C3的輸入并且后面限隨加法器，這給出(a*Q+b*S)+(-b*Q+a*S)＝Q(a-b)+S(a+b)a和b是乘法系數(shù)，其可以由熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人根據(jù)所使用的離散變換類型很容易地確定。因此本發(fā)明提出在這種情況下用兩個乘法系數(shù)分別是(a-b)和(a+b)的乘法器置換一個旋轉(zhuǎn)。
另外，位于和逆變換IDCT2N同一側(cè)的旋轉(zhuǎn)C1和C3的輸入相同并等于W(1)。于是一個旋轉(zhuǎn)的輸出是W(1)(c-d)和W(1)(c+d)c和d是乘法系數(shù)，其可以由熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的人根據(jù)所使用的離散變換的類型很容易地確定。因此本發(fā)明提出在這種情況下用兩個乘法系數(shù)分別是(c-d)和(c+d)的乘法器置換一個旋轉(zhuǎn)。結(jié)果，每一旋轉(zhuǎn)被在圖6右邊描繪的兩個乘法器替換，因此該第一濾波器的實現(xiàn)方式包括不超過3個加法器和8個乘法器。
圖7表示用于濾波經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W(5)和W(7)的第二濾波器。圖7左邊表示的傳統(tǒng)實現(xiàn)方式包括消除相應(yīng)于被置零的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的線。由于一個傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)包括2個加法和4個乘法，因此該傳統(tǒng)實現(xiàn)方式包括14個加法和18個乘法。
乘以√2的2個乘法可以省略，2個乘法中的一個實際上是移位，其容易實現(xiàn)。于是經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項不再是W(3)，而是Wm(3)，在移位前等于W(3)/√2，之后為√2W(3)。
使用乘法的線性屬性，有可能根據(jù)W(1)和Wm(3)的貢獻(xiàn)分解該濾波器。然后可以利用對于濾波器FILo1所做的修改以便簡化Wm(3)周圍的結(jié)構(gòu)，并且得到圖7右邊出現(xiàn)的表示，像濾波器FILo1一樣，它包括3個加法器和8個乘法器，然后最后4個乘法器的輸出被加在濾波器FILo1的輸出上。第二濾波器在濾波器FILo1外部的部分稱為濾波器FILo2。第二濾波器的最后結(jié)構(gòu)并不是最優(yōu)的，雖然它只包括10個加法器和16個乘法器，亦即少于傳統(tǒng)實現(xiàn)方式。然而，其具有再使用濾波器FILo1的優(yōu)點，這意味著新新濾波器在算子方面的貢獻(xiàn)事實上只有7個加法器和8個乘法器。
圖8表示用于只濾波系數(shù)W(7)的第三濾波器。它利用直接DCT和逆IDCT離散余弦變換的線性。為此目的，可以把經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W分為兩個子集-第一子集WZ，其相應(yīng)于經(jīng)變換的數(shù)據(jù)必須被置零的那些頻率；-第二子集WNZ，其相應(yīng)于經(jīng)變換的數(shù)據(jù)不能被置零的那些頻率。于是經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W相應(yīng)于這兩個子集的連結(jié)，亦即WZ＝WZ|WNZ。
通過對校正后的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)應(yīng)用逆離散余弦變換得到濾波的數(shù)據(jù)wf，其要么等于WNZ，要么等于0，或者換句話說wf＝IDCT(WNZ|0)。
使用逆離散余弦變換的線性，得到wf＝IDCT(WNZ|WZ)-IDCT(0|WZ)，
亦即，再次有wf＝w-IDCT(0|WZ)。
把項Dw賦給相應(yīng)于原始數(shù)據(jù)w和濾波后的數(shù)據(jù)wf之間的差的差分?jǐn)?shù)據(jù)，這意味著Dw＝IDCT(0|WZ)和wf＝w-Dw。
以這種方式，得到以差分方式作用且是圖8所示的特別經(jīng)濟(jì)的實現(xiàn)方式的濾波器。根據(jù)這一運算方式的數(shù)據(jù)濾波電路包括-包括4個加法器的一級，每一加法器對于行4到7執(zhí)行從行(7-j)的原始數(shù)據(jù)項w(7-j)中減去行j的原來數(shù)據(jù)項w(j)的減法，并提供奇數(shù)的中間經(jīng)變換的數(shù)據(jù)；-先前說明的電路FILo1；-包括8個加法器的一級，每一個加法器執(zhí)行-對于行j＝0到3，從行j的原始數(shù)據(jù)項w(j)減去從電路FILo1發(fā)出的行(7-j)的中間濾波的數(shù)據(jù)項的減法；-對于行j＝4到7，在同一行的原始數(shù)據(jù)項w(j)上加上從電路FILo1發(fā)出的行j的中間濾波的數(shù)據(jù)項的加法。
由此第三濾波器的結(jié)構(gòu)再使用濾波器FILo1，這意味著它在算子方面的貢獻(xiàn)為零。
圖9表示實現(xiàn)DCTN變換的電路，亦即這里的DCT4。這種變換包括6個加法和一個旋轉(zhuǎn)，亦即最后9個加法和3個乘法。這一變換被執(zhí)行兩次，一次為數(shù)據(jù)段u，另一次為數(shù)據(jù)段v，總共需要18個加法和6個乘法。
在一個特別有利的實施例中，還可以濾波奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)。當(dāng)量化步幅大于預(yù)定值Qth(例如在根據(jù)MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)的實現(xiàn)方式的情況下等于10)時特別是這種情況。該預(yù)定值相應(yīng)于閾值，超過該閾值圖像質(zhì)量會被極大地?fù)p害，對偶數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)的校正會減輕這種損害。圖10表示能夠濾波經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項W(6)和必要時還濾波經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項W(4)的濾波器FILe。偶數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W(i)從經(jīng)變換的數(shù)據(jù)U(i)和V(i)中如下導(dǎo)出W(0)=12(U(0)+V(0))]]>W(2)=12(U(1)-V(1))]]>W(4)=12(U(2)+V(2))]]>
如果要濾波經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項W(4)，則多路復(fù)用器用零替換它的值。在簡化后，第四濾波器因此包括9個加法器和2個乘法器，第八級ST8未被考慮。
圖11表示根據(jù)本發(fā)明的濾波電路。該電路包括一個變換模塊DCT4，該模塊包括兩個根據(jù)圖9的電路或者只包括一個以兩倍頻率操作的該電路并且用于計算數(shù)據(jù)段u和v的離散變換。它包括控制電路CTRL，其用于從經(jīng)變換的數(shù)據(jù)u和v計算系數(shù)kwpred和從kwpred和量化步幅Q確定要被使用的一個或者多個濾波模塊。根據(jù)kwpred和Q的值，要由偶數(shù)濾波器FILe或奇數(shù)濾波器FILo濾波的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)頻率W在下面的表中給出
根據(jù)本發(fā)明的濾波電路包括兩個模塊4ADD和4個加法器，每一加法器用于形成根據(jù)圖3的第一級ST1的原始數(shù)據(jù)w(0)到w(7)的加法。所述濾波電路還包括寄存器REG，它一方面能存儲相應(yīng)于圖3的第一級ST1的4個較高加法的第一加法模塊的結(jié)果，另一方面能存儲原來數(shù)據(jù)w(0)、w(1)、w(2)和w(3)。該濾波電路包括用于濾波最后的奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項W(7)或最后3個奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項W(3)、W(5)和W(7)的第一濾波模塊FILo1，和用于濾波最后2個奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項W(5)和W(7)的第二濾波模塊FILo2。這些濾波模塊作為輸入接收相應(yīng)于圖3的第一級ST1的4個較低加法的第二加法模塊的輸出，并且每一個提供4個中間的經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)，第二濾波模塊FILo2使用第一濾波模塊FILo1的輸出。最后，該濾波電路包括第三濾波模塊FILe，用于濾波來自6個經(jīng)變換的數(shù)據(jù)U(0)、V(0)、U(1)、V(1)、U(2)、V(2)的最后的偶數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項W(6)或最后2個偶數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)W(4)和W(6)。
控制電路CTRL然后控制兩個多路復(fù)用器MUX，第一多路復(fù)用器使得能夠在濾波器FILe的4個輸出和在寄存器REG中存儲的等于第一加法器模塊的4個輸出或者等于原始數(shù)據(jù)w(0)、w(1)、w(2)和w(3)的數(shù)據(jù)之間做選擇。第二多路復(fù)用器使得能夠在濾波模塊FILo1的輸出和濾波模塊FILo2的輸出之間做選擇。然后把兩個多路復(fù)用器的輸出發(fā)送到8個加法器的模塊8ADD的輸入，該模塊用于執(zhí)行根據(jù)圖3的第八級ST8或在單獨濾波經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項W(7)的情況下根據(jù)圖8的第八級ST8的加法，從而得到濾波后的數(shù)據(jù)wf(0)到wf(7)。
如果kwpred的值使得不需要濾波，則濾波電路的輸出包括原始數(shù)據(jù)w(0)到w(7)，控制電路CTRL例如控制圖中未示出的一個多路復(fù)用器，使得能夠在經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)wf和原始數(shù)據(jù)W之間進(jìn)行選擇。
對于各種可能的濾波配置和對于該濾波方法的傳統(tǒng)實現(xiàn)方式在下面的表中給出所述方法的復(fù)雜度。
根據(jù)本發(fā)明的濾波電路執(zhí)行最多49個加法和24個乘法，因此與傳統(tǒng)實現(xiàn)方式比較在復(fù)雜度上有可觀的減少。該濾波電路還可以被適配于由系數(shù)kwpred和Q代表的圖像內(nèi)容，這使得可以減少根據(jù)由控制電路CTRL確定的濾波類型而使用的加法器和乘法器的數(shù)目。通過減少由該濾波電路執(zhí)行的運算的數(shù)目從而使得能夠節(jié)省計算資源或者加速處理原始數(shù)據(jù)所需要的時間。
本發(fā)明的第一應(yīng)用由能夠提供解碼的數(shù)字圖像并包括根據(jù)本發(fā)明的濾波電路的視頻解碼器組成，它能夠濾波解碼的數(shù)字圖像以便提供濾波后的數(shù)字圖像。該視頻解碼器可以被集成在一個便攜設(shè)備中，以便在所述設(shè)備的屏幕上顯示經(jīng)濾波的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。這一便攜設(shè)備例如是包括一個MPEG-4視頻解碼器的移動電話或者個人數(shù)字助理。
本發(fā)明的另一應(yīng)用由包括根據(jù)本發(fā)明的濾波電路的電視接收機組成，它能夠濾波由所述接收機接收的數(shù)字圖像以便在所述接收機的屏幕上顯示濾波后的數(shù)字圖像。
本發(fā)明已在能夠濾波一個8數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)集合的濾波設(shè)備的情況下進(jìn)行了說明。根據(jù)使用上述簡化的模塊結(jié)構(gòu)的相似的原理可以應(yīng)用于能夠?qū)崿F(xiàn)對一個具有2p個原始數(shù)據(jù)的集合的線性離散變換的計算步驟的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)濾波設(shè)備(其中p是大于3的整數(shù))，和計算如此得到的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)集合的線性逆離散變換。
在本文中的括弧之間的附圖標(biāo)記不應(yīng)該解釋為限制性的。動詞“包括”和它的各個變化形式不排除未在句子中列出的元件或者步驟的存在。在元件或者步驟之前的“一個”不排除多個這些元件或者步驟的存在。
權(quán)利要求
1.一種數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)濾波電路，能夠?qū)崿F(xiàn)下列步驟-計算具有8個原始數(shù)據(jù)(w)的集合的離散變換(DCT2N)，-計算如此得到的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)(W)集合的逆離散變換(IDCT2N)，所述電路能夠濾波該經(jīng)變換的數(shù)據(jù)(W)集合中的至少一個數(shù)據(jù)項，其特征在于包括-第一濾波模塊(FILo1)，用于濾波奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項或者在經(jīng)變換的數(shù)據(jù)(W)集合中具有最高頻率的3個奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項，-連接在第一濾波模塊上的第二濾波模塊(FILo2)，用于濾波在經(jīng)變換的數(shù)據(jù)(W)集合中具有最高頻率的2個奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項。
2.如權(quán)利要求1所述的濾波電路，包括離散變換裝置(DCTN)，其用于相繼地變換原始數(shù)據(jù)集合的第一半(u)和原始數(shù)據(jù)集合的第二半(v)，所述電路還包括第三濾波模塊(FILe)，用于使用第一半和第二半經(jīng)變換的數(shù)據(jù)(U，V)的一部分來濾波偶數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項或者濾波在經(jīng)變換的數(shù)據(jù)(W)集合中具有最高頻率的2個偶數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項。
3.如權(quán)利要求1或2所述的濾波電路，其中，原始數(shù)據(jù)集合中的一半數(shù)據(jù)是在第一編碼塊的一段中的偶序或奇序的數(shù)據(jù)，另一半是具有和第一編碼塊相鄰的第二編碼塊的相應(yīng)段的具有同樣奇偶性的數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1或2所述的濾波電路，其中，原始數(shù)據(jù)集合中的一半數(shù)據(jù)是在第一編碼塊的一段中具有最高順序的4個數(shù)據(jù)，另一半是在與第一編碼塊相鄰的第二編碼塊的相應(yīng)段中具有最低順序的4個數(shù)據(jù)。
5.一種能夠提供解碼的數(shù)字圖像并包括如權(quán)利要求1到4中之一所述的濾波電路的視頻解碼器，它能夠濾波解碼的數(shù)字圖像，以便提供濾波后的數(shù)字圖像。
6.一種包括如權(quán)利要求5所述的視頻解碼器的便攜設(shè)備，它能夠在所述設(shè)備的屏幕上顯示處理過的數(shù)字圖像。
7.一種包括如權(quán)利要求1到4中任何一項所述的濾波電路的電視接收機，它能夠濾波由所述接收機接收的數(shù)字圖像，以便在所述接收機的屏幕上顯示濾波的數(shù)字圖像。
全文摘要
本申請涉及一種用于減少圖像中的塊狀假像的數(shù)字濾波器，所述數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)濾波電路能夠?qū)崿F(xiàn)對具有8個原始數(shù)據(jù)(w)的集合的離散變換的計算步驟，和計算如此得到的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)集合的逆離散變換。為此目的，它包括第一濾波模塊(FILo1)，用于濾波奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)或者在經(jīng)變換的數(shù)據(jù)集合中具有最高頻率的3個奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)項；和連接在第一濾波模塊上的第二濾波模塊(FILo2)，用于濾波在該經(jīng)變換的數(shù)據(jù)集合中具有最高頻率的2個奇數(shù)的經(jīng)變換的數(shù)據(jù)。
文檔編號G06T9/00GK1672422SQ03817624
公開日2005年9月21日 申請日期2003年7月8日 優(yōu)先權(quán)日2002年7月24日
發(fā)明者I·米羅帕納德斯, C·米羅索羅拉 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司