專利名稱：解碼裝置、解碼方法及其程序產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于對(duì)編碼處理生成的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的解碼裝置。更具體地，本發(fā)明涉及一種通過(guò)對(duì)由包括數(shù)據(jù)量化的編碼處理生成的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行去量化，以對(duì)該編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的解碼裝置。
背景技術(shù)：
因?yàn)閳D像、音頻等具有極大量的數(shù)據(jù)，所以保持或者傳送時(shí)，通常對(duì)其進(jìn)行壓縮以減少數(shù)據(jù)量。例如，通過(guò)諸如JPEG、JPEG200等的有損編碼處理對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，可顯著減少通過(guò)掃描儀將彩色樣圖或者照片變換為電子格式時(shí)，或者通過(guò)數(shù)字相機(jī)對(duì)景色等進(jìn)行拍照時(shí)所產(chǎn)生的多值圖像數(shù)據(jù)量。
然而，這種有損編碼處理具有編碼失真的問(wèn)題。具體地，JPEG處理存在的問(wèn)題是在解碼圖像的DCT塊邊緣會(huì)出現(xiàn)塊失真(編碼失真)。
例如，JP-A-5-014735公開(kāi)了一種方法，其中僅在DCT(離散余弦變換)塊之間的邊界設(shè)置低通濾波器。
JP-A-5-316361公開(kāi)了一種方法，其確定圖像中是否有邊沿，并且基于確定的結(jié)果選擇要設(shè)置的濾波器。
JP-A-7-336684公開(kāi)了一種方法，其中當(dāng)確定某區(qū)域中的失真明顯時(shí)，將噪聲加入DCT系數(shù)中。
文獻(xiàn)“ITU-T建議T.81(ITU-T Recommendation T.81)”中公開(kāi)了JPEG標(biāo)準(zhǔn)。
文獻(xiàn)“ITU-T建議T.800(ITU-T Recommendation T.800)”中公開(kāi)了JPEG2000標(biāo)準(zhǔn)。
在文獻(xiàn)“D.Heeger and J.Bergen，‘Pyramid based textureanalysis/synthesis，’Computer Graphics，pp.229-238，SIGGRAPH95，1995”中公開(kāi)了一種通過(guò)調(diào)節(jié)變換系數(shù)的頻率分布來(lái)合成具有更近似紋理(texture)的圖像的方法。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述情況，本發(fā)明提供了一種更有效地對(duì)編碼數(shù)據(jù)(code data)進(jìn)行解碼的解碼裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種解碼裝置，包括基準(zhǔn)值提取單元，用于為待處理的壓縮數(shù)據(jù)提取要用來(lái)參考的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)；和解碼數(shù)據(jù)生成單元，用于基于由基準(zhǔn)值提取單元提取的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和壓縮數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供一種解碼裝置，包括基準(zhǔn)信號(hào)提取單元，用于提取位于待處理的中心信號(hào)附近的信號(hào)；差分計(jì)算單元，用于計(jì)算由基準(zhǔn)信號(hào)提取單元所提取的鄰近信號(hào)與中心信號(hào)之差分；和濾波器處理單元，用于對(duì)由差分計(jì)算單元計(jì)算的差分進(jìn)行前置濾波器處理。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種解碼方法，包括為待處理的壓縮數(shù)據(jù)提取用于參考的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)；并且基于所提取的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和該壓縮數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)于該壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種解碼方法，包括基于變換編碼處理中計(jì)算的變換系數(shù)與變換系數(shù)的量化值之間的差分計(jì)算權(quán)重系數(shù)；將所計(jì)算出的權(quán)重系數(shù)附加到變換系數(shù)的編碼數(shù)據(jù)上；并且基于附加到編碼數(shù)據(jù)的權(quán)重系數(shù)、編碼數(shù)據(jù)中包括的壓縮數(shù)據(jù)、和編碼數(shù)據(jù)中包括的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供一種程序產(chǎn)品，用于使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行下列處理為待處理的壓縮數(shù)據(jù)提取用于參考的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)；并且基于所提取的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和該壓縮數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)于壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。


將基于下列附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中
圖1A是示意性地示出了例如JPEG和JPEG2000的變換編碼方案的編碼處理的框圖；圖1B是示意性地示出了例如JPEG和JPEG2000的變換編碼方案的解碼處理的框圖；圖2A是示出了變換編碼方案中的量化處理的視圖；圖2B是示出了變換編碼方案中的量化處理的視圖；圖2C是示出了變換編碼方案中的量化處理的視圖；圖3是示出了采用根據(jù)本發(fā)明的解碼方法的解碼裝置2的硬件配置的視圖，以控制器20為中心；圖4是示出了由圖3所示的控制器20執(zhí)行的，用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的解碼方法的解碼程序5的功能配置的視圖；圖5是示出了圖4中所示的去量化值估算部500的細(xì)節(jié)的視圖；圖6是圖4中示出的解碼程序5執(zhí)行的解碼處理(S10)的流程圖；圖7A是示出了由濾波器處理器508采用的，具有差分值P作為其輸入的濾波器內(nèi)核K的視圖；圖7B是示出了由濾波器處理器508采用的，具有量化索引(quantization index)Q或者去量化值R作為其輸出的濾波器內(nèi)核K的視圖；圖8A是示出了用于計(jì)算濾波器因子K的差分值X的排列的視圖；圖8B是示出了濾波器因子K的排列的視圖；圖9是示出了根據(jù)第一變型例的去量化值估算部分500的配置的視圖；圖10是示出了使用測(cè)試圖像計(jì)算的最佳濾波器系數(shù)的圖表；圖11是示出了根據(jù)第二變型例的去量化值估算部分500的配置的視圖；圖12A是示出了對(duì)應(yīng)水平細(xì)線的細(xì)線檢測(cè)圖案的視圖；圖12B是示出了對(duì)應(yīng)垂直細(xì)線的細(xì)線檢測(cè)圖案的視圖；圖12C是示出了對(duì)應(yīng)斜細(xì)線的細(xì)線檢測(cè)圖案的視圖；圖12D是示出了對(duì)應(yīng)斜細(xì)線的細(xì)線檢測(cè)圖案的視圖。
具體實(shí)施例方式
首先，將描述用于有損編碼處理的編碼失真的機(jī)制。
圖1A和1B是示意性地示出了例如JPEG和JPEG2000的變換編碼方案的方框圖，其中圖1A示意性地示出了編碼處理，而圖1B示意性地示出了解碼處理。
圖2A到2C是示出了變換編碼方案中的量化處理的視圖。圖1A和1B中示出的變換系數(shù)T(c，i，j)和量化索引Q(c，i，j)是變量c、i和j的函數(shù)。變量c是表示變換系數(shù)的種類的索引。例如，在使用8×8塊的DCT變換的情況下，變量c是表示64(8×8)個(gè)變換系數(shù)之一的值(1到64的范圍內(nèi)的整數(shù))，并且，在小波變換(wavelet transform)的情況下，變量c是表示例如1HH，1LH，1HL，2HH，2LH，2HL，…，NLLL的分量之一的值。另外，變換變量i和j分別是表示變換系數(shù)的位置的變量。例如在DCT變換的情況下，位于自頂?shù)趇行、自左第j列處的塊中的第c變換系數(shù)表示為T(mén)(c，i，j)，并且在小波變換的情況下，位于自頂?shù)趇行、自左第j列處的塊中的第c個(gè)變換系數(shù)數(shù)值表示為T(mén)(c，i，j)。
如圖1A中所示，在變換編碼方案的編碼處理中，輸入圖像G經(jīng)過(guò)例如離散余弦變換(DCT)或者小波變換的變換處理，生成輸入圖像G的變換系數(shù)T。接著將該變換系數(shù)T量化為量化索引Q。該量化索引Q經(jīng)過(guò)熵編碼處理(無(wú)損編碼處理)成為壓縮編碼F。
在此，量化索引是借以區(qū)別量化值的信息。另外這些量化值是簡(jiǎn)并值(degenerate value)，簡(jiǎn)并了特定范圍(量化區(qū)間)內(nèi)的數(shù)值組。例如如圖2A到2C所示，這些量化值是分別代表了量化區(qū)間(A-2～A2)的離散值(在此示例中為-2×D(C)～2×D(C))。
如圖1B中所示，將以這種方式生成的編碼數(shù)據(jù)(壓縮編碼F)熵解碼為量化索引Q。該量化索引Q等于編碼處理中的量化索引Q。
接著，將量化索引Q去量化為變換系數(shù)R(即，去量化值)，隨后對(duì)該變換系數(shù)R進(jìn)行逆變換以生成解碼圖像H。
在此，去量化值是基于量化索引或者量化值生成的、并且用于進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼的值。例如，去量化值是JPEG或者JPEG2000方案的變換系數(shù)(與量化索引對(duì)應(yīng)的變換系數(shù))。
在上述處理中，當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)會(huì)出現(xiàn)編碼失真。通常，原始圖像的變換系數(shù)T的精度高于量化索引Q的精度。因此，使用量化索引Q再生的變換系數(shù)R不同于原始變換系數(shù)T。這就是產(chǎn)生編碼失真的原因。
接著，將參照?qǐng)D2A到2C詳細(xì)描述量化和去量化。
使用為各個(gè)變換系數(shù)c設(shè)定的量化步長(zhǎng)D(c)執(zhí)行量化。量化步長(zhǎng)D(c)是該類變換系數(shù)c的函數(shù)。例如在JPEG的情況下，在量化中根據(jù)下列等式計(jì)算量化索引Q。
Q(c，i，j)＝round(T(c，i，j)/D(c))其中，round()是輸出最接近輸入值的整數(shù)的函數(shù)。
另外，在去量化中根據(jù)下列等式計(jì)算去量化值RR(c，i，j)＝Q(c，i，j)×D(c)在JPEG2000的情況下，根據(jù)下列等式計(jì)算量化索引Q和去量化值RQ(c，i，j)＝sign(T(c，i，j))×floor(|T(c，i，j)|/D(c))如果Q(c，i，j)＞0，則R(c，i，j)＝(Q(c，i，j)+r)×D(c)如果Q(c，i，j)＜0，則R(c，i，j)＝(Q(c，i，j)-r)×D(c)如果Q(c，i，j)＝0，則R(c，i，j)＝0其中，‘sign()’是輸出正和負(fù)符號(hào)的函數(shù)，‘floor()’是無(wú)效小數(shù)位的函數(shù)，以及‘||’是表示絕對(duì)值的符號(hào)。
另外，‘r’是0到1范圍內(nèi)的數(shù)值，典型地為0.5。在JPEG2000中，存在不對(duì)較低位進(jìn)行編碼的情況。在此將描述對(duì)全部位(包括最低有效位)進(jìn)行編碼的情況作為示例。
如圖2A中所示，在JPEG方案的編碼處理中，由為輸入圖像G執(zhí)行的變換處理所生成的變換系數(shù)T(量化之前)分布在作為數(shù)字直線的X軸上。
如果變換系數(shù)T存在于量化區(qū)間A0中，則量化索引Q通過(guò)量化處理變?yōu)?。類似地，如果變換系數(shù)T存在于量化區(qū)間Aq中，則量化索引Q變?yōu)閝。
接著，當(dāng)對(duì)量化索引Q執(zhí)行去量化時(shí)，如果量化索引Q是0，則通過(guò)去量化處理生成的去量化值R為0，如果量化索引Q是1，則生成的去量化值R為D(c)。
類似地，在JPEG2000方案中，如圖2B中所示，如果變換系數(shù)T存在于量化區(qū)間Aq中，則量化索引Q變?yōu)閝。接著當(dāng)對(duì)量化索引Q執(zhí)行去量化時(shí)，生成以一對(duì)一方式對(duì)應(yīng)量化索引Q的去量化值。
在此，為了簡(jiǎn)化，僅考慮其中量化索引Q變?yōu)閝的量化區(qū)間Aq。
假設(shè)變換系數(shù)T位于量化區(qū)間Aq內(nèi)。
如圖2C中所示，量化區(qū)間Aq具有d1到d2的范圍。此時(shí)，變換系數(shù)T包括在d1到d2的范圍內(nèi)。另外，假設(shè)變換系數(shù)T的去量化值是R。
在此情況下，用于生成解碼圖像的變換系數(shù)是去量化值R。然而原始圖像T的變換系數(shù)T具有在d1到d2范圍內(nèi)的值，并且不限于去量化值R。此時(shí)，原始變換系數(shù)T與去量化值R之間出現(xiàn)差異。該差異導(dǎo)致編碼失真。
如上所述，有損編碼處理通過(guò)將多個(gè)數(shù)據(jù)值(量化區(qū)間中存在的原始數(shù)據(jù))簡(jiǎn)并為一量化值(與各量化區(qū)間對(duì)應(yīng)的量化值)實(shí)現(xiàn)了有損數(shù)據(jù)壓縮，但同時(shí)，也因該量化產(chǎn)生編碼失真。
為了減少這種編碼失真，可以選擇參數(shù)，而減少編碼處理中壓縮效率。
然而，這導(dǎo)致了編碼效率減少而數(shù)據(jù)量增加的問(wèn)題。
另外，當(dāng)試圖用之前編碼的數(shù)據(jù)再現(xiàn)具有高質(zhì)量的圖像時(shí)，就無(wú)法采用這種減少了壓縮效率的處理。
為此，已經(jīng)提出了用來(lái)克服解碼處理中的圖像失真問(wèn)題的各種技術(shù)。
在粗分類法中，在一種方法中，解碼圖像經(jīng)過(guò)低通濾波處理，使編碼失真變?nèi)醯讲豢梢?jiàn)(濾波方法)；在另一種方法中，將噪音添加到解碼圖像或者變換系數(shù)中，使得編碼失真變?nèi)醯讲豢梢?jiàn)(噪音方法)。
首先將描述使用低通濾波處理的方法(濾波方法)。
例如，JP-A-5-014735中公開(kāi)了一種方法，其中僅在DCT塊間的邊緣設(shè)置低通濾波器以去除塊失真。
該方法使用低通濾波器使編碼失真變?nèi)?，從而很難區(qū)別出該失真。
然而，該方法的問(wèn)題在于原始圖像的邊沿分量也同樣變?nèi)酢?br> 另外，JP-A-5-316361中公開(kāi)了一種方法，該方法制備了多個(gè)低通濾波器，其確定圖像中是否存在邊沿，并且基于確定的結(jié)果，有選擇地提供不會(huì)導(dǎo)致邊沿變?nèi)醯臑V波器。
接著，將描述增加噪音的方法(噪音方法)。
例如，JP-A-7-336684公開(kāi)了一種方法，該方法在確定區(qū)域中失真明顯時(shí)，將噪音添加到DCT系數(shù)中，從而使編碼失真變?nèi)酢?br> 在此方法中，當(dāng)確定區(qū)域是平坦圖像區(qū)域時(shí)，認(rèn)為編碼失真顯著。
當(dāng)根據(jù)編碼圖像產(chǎn)生解碼圖像時(shí)(即執(zhí)行解碼處理時(shí))，其目的在于使解碼圖像盡可能地接近于經(jīng)過(guò)編碼處理之前的原始圖像。
基于這種觀點(diǎn)，上述傳統(tǒng)方法不能提供最佳解決方案，這是因?yàn)橛傻屯V波器或添加噪音導(dǎo)致圖像削弱，使解碼圖像無(wú)法接近原始圖像。
更具體地，這些方法具有如下的一些副效應(yīng)。
(1)在濾波器方法中，解碼圖像的高頻帶中的信號(hào)受到抑制。因此，當(dāng)原始圖像中有高頻分量的紋理時(shí)，不能再現(xiàn)這些紋理。
(2)在濾波器方法中，由于確定邊沿可能會(huì)出錯(cuò)，從而可能會(huì)導(dǎo)致的邊沿鈍化。
(3)在噪音方法中，存在因?yàn)樵黾釉胍舳霈F(xiàn)原始圖像中不存在的紋理的可能性。
因此，根據(jù)本實(shí)施例的解碼裝置2通過(guò)使得去量化值R的頻率分布最大限度地接近輸入圖像的變換系數(shù)T的頻率分布，來(lái)生成盡可能接近輸入圖像的解碼圖像。
即，在例如JPEG或者JPEG2000方案的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)中，去量化值的頻率分布集中在值R一點(diǎn)上。然而，通過(guò)將去量化值的頻率分布盡可能地接近原始圖像的變換系數(shù)的頻率分布可實(shí)現(xiàn)更滿意的解碼處理。
這是因?yàn)?，雖然即使解碼圖像的去量化值的頻率分布與原始圖像的變換系數(shù)的頻率分布相同，也不一定能得出原始圖像與解碼圖像等同的結(jié)論，但可以認(rèn)為，去量化值的頻率分布接近原始圖像的變換系數(shù)的頻率分布的解碼圖像比去量化值的頻率分布不同于原始圖像的變換系數(shù)的頻率分布的解碼圖像更接近原始圖像。實(shí)際上，在文獻(xiàn)(D.Heeger andJ.Bergen，“Pyramid based texture analysis/synthesis，”ComputerGraphics，pp.229-238，SIGGRAPH 95，1995)中公開(kāi)了一種方法，該方法通過(guò)調(diào)整變換系數(shù)的頻率分布合成具有更相似紋理的圖像。
根據(jù)本實(shí)施例的解碼裝置2通過(guò)生成去量化值的頻率分布更接近原始圖像的變換系數(shù)的頻率分布的解碼圖像，來(lái)生成具有更接近原始圖像的紋理的解碼圖像。
更具體地，基于不同的量化索引Q，根據(jù)本實(shí)施例的解碼裝置2通過(guò)校正與待處理的量化索引Q對(duì)應(yīng)的去量化值R，生成經(jīng)校正的去量化值Ry。
經(jīng)校正的去量化值Ry(c，i，j)是希望更接近原始圖像的變換系數(shù)的頻率分布的去量化值，并且例如是由下列等式表示。
Ry(c，i，j)＝R(c，i，j)+α×D(c)其中，α是校正因子，在JPEG方案中是滿足約束-0.5≤α≤0.5的值。在JPEG2000方案中，如果Q(c，i，j)＞0，則α是滿足約束0≤r+α≤1的值；如果Q(c，i，j)＜0，則-1≤-r+α≤0，并且如果Q(c，i，j)＝0，則-1≤α≤1。
設(shè)置對(duì)α的上述約束，使得量化區(qū)間不超出原始量化區(qū)間(d1與d2之間)。
為估算校正因子α，根據(jù)本實(shí)施例的解碼裝置2使用與待處理的量化索引Q(c，i，j)同類的c的鄰近量化索引Q(c，i+m，j+n)(其中-M≤m≤M，-N≤n≤N)。即，為了估算數(shù)值α，使用鄰近量化索引與數(shù)值α之間的關(guān)聯(lián)性。
實(shí)施例此后將描述本發(fā)明的實(shí)施例。
在本實(shí)施例中，將以示例的方式描述根據(jù)JPEG方案編碼的編碼數(shù)據(jù)被解碼的情況。本實(shí)施例中要描述的解碼處理大致與ITU-T建議T.81中所述類似。然而本實(shí)施例的解碼處理在去量化處理方面與ITU-T建議T.81中所述不同。
硬件配置首先，描述根據(jù)本實(shí)施例的解碼裝置2的硬件配置。
圖3是示出了采用根據(jù)本發(fā)明的解碼方法的、以控制器20為中心的解碼裝置2的硬件配置的視圖。
如圖3中所示，解碼裝置2包括控制器20，其包括CPU202、存儲(chǔ)器204等；通信單元22；例如HDD、CD等的存儲(chǔ)單元24；和用戶接口單元(UI單元)26。用戶接口單元26包括LCD顯示器件或CRT顯示器件、鍵盤(pán)、觸摸板等。
解碼裝置2是通用計(jì)算機(jī)，其中安裝有稍后將描述的解碼程序5。解碼裝置2通過(guò)通信單元22、存儲(chǔ)單元24等獲得編碼數(shù)據(jù)，并且對(duì)所獲得的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
解碼程序圖4是示出了由圖3所示的控制器20執(zhí)行的、用于實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的解碼方法的解碼程序5的功能配置的視圖。
如圖4中所示，解碼程序5包括熵解碼器40、去量化器50和逆變換單元60。
去量化器50包括去量化值估算部500、分布估算部520、期望值估算部540、隨機(jī)數(shù)生成部560，校正單元580、和去量化值輸出單元590。
在解碼程序5中，熵解碼器40對(duì)輸入編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行熵解碼，并且將經(jīng)解碼的數(shù)據(jù)輸出給去量化器50。
本實(shí)施例的熵解碼器40對(duì)輸入編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以生成量化索引Q并且將所生成的量化索引輸出給去量化器50。
去量化器50基于從熵解碼器40輸入的量化索引生成去量化值，并且將所生成的去量化值輸出到逆變換單元60。
逆變換單元60基于從去量化器50輸入的去量化值執(zhí)行逆變換以生成解碼圖像。
在去量化器50中，去量化值估算部500基于從熵解碼器40輸入的多個(gè)量化索引估算一去量化值，并且將所估算出的去量化值輸出到校正單元580。
更具體地，該去量化值估算部500基于待處理的指定部分?jǐn)?shù)據(jù)的量化索引和與該指定部分?jǐn)?shù)據(jù)相鄰的另一部分?jǐn)?shù)據(jù)(例如與相關(guān)圖像區(qū)域鄰近的圖像區(qū)域中的圖像數(shù)據(jù))的量化索引(例如與變換系數(shù)同類的c的量化索引)，估算待處理的指定部分?jǐn)?shù)據(jù)的去量化值。
本實(shí)施例的去量化值估算部500基于相關(guān)塊的量化索引和與該相關(guān)塊相鄰的另一塊的量化索引(限于與變換系數(shù)同類的c的量化索引)計(jì)算與相關(guān)塊對(duì)應(yīng)的量化索引的去量化值R的校正因子α，并且將所計(jì)算出的校正因子α輸出到校正單元580。
分布估算部520基于從熵解碼器40輸入的多個(gè)量化索引(或者與多個(gè)量化索引對(duì)應(yīng)的去量化值)估算(原始數(shù)據(jù)的)變換系數(shù)的分布，并將代表所估算出的變換系數(shù)的分布的數(shù)據(jù)輸出到期望值估算部540和隨機(jī)數(shù)生成部560。
期望值估算部540基于從分布估算部520輸入的分布數(shù)據(jù)計(jì)算去量化值的期望值，并且將所計(jì)算的期望值和分布數(shù)據(jù)輸出到校正單元580。
隨機(jī)數(shù)生成部560根據(jù)從分布估算部520輸入的分布數(shù)據(jù)生成隨機(jī)數(shù)，并且將所生成的隨機(jī)數(shù)輸出到去量化值輸出單元590。
校正單元580將從去量化值估算部500輸入的去量化值(在本示例中是去量化值的校正因子α)校正到預(yù)定范圍內(nèi)(例如在去量化值的情況下，是對(duì)應(yīng)量化索引的量化區(qū)間)并且將經(jīng)校正的去量化值(校正因子α)輸出到去量化值輸出單元590。
另外，校正單元580基于分布數(shù)據(jù)或者從期望值估算部540輸入的去量化值的期望值，對(duì)從去量化值估算部500輸入的去量化值(本示例中是去量化值的校正因子α)進(jìn)行校正。
在本示例中，校正單元580對(duì)從去量化值估算部500輸入的校正因子α進(jìn)行校正。更具體地，在本示例中校正單元580對(duì)校正因子α進(jìn)行線性校正，從而校正因子α落入JPEG方案中的-0.5到0.5的范圍內(nèi)。即，校正單元580選擇與同一量化索引對(duì)應(yīng)的多個(gè)校正因子α的最大值αmax和最小值αmin，并且對(duì)全部校正因子α進(jìn)行線性變換，使得所選擇的最大值αmax和最小值αmin落入預(yù)定范圍內(nèi)(在JPEG方案中是-0.5到0.5的范圍)。
另外，如果校正因子α超出范圍-0.5到0.5，則校正單元580將校正因子α設(shè)定為該范圍的臨界值。另外，如果校正因子超出范圍-0.5到0.5，則校正單元580可將校正因子α設(shè)定為0。
JPEG2000方案僅在校正因子α的范圍上與JPEG方案不同。即，校正單元580分別基于下列范圍對(duì)校正因子α進(jìn)行校正如果Q(c，i，j)＞0，則范圍為0≤r+α≤1；如果Q(c，i，j)＜0，則范圍為-1≤-r+α≤0；并且如果Q(c，i，j)＝0，則范圍為-1≤α≤1。
去量化值輸出單元590(解碼數(shù)據(jù)生成單元)使用從校正單元580輸入的去量化值(本示例中是去量化值的校正因子α)或者從隨機(jī)數(shù)生成部560輸入的隨機(jī)數(shù)確定待采用的去量化值，并且將所確定的去量化值輸出到逆變換單元60。
在本示例中，去量化值輸出單元590基于從校正單元580或者隨機(jī)數(shù)生成部560輸入的校正因子α和對(duì)應(yīng)于量化索引的去量化值計(jì)算去量化值。
去量化值估算部圖5是示出了圖4中所示的去量化值估算部500的細(xì)節(jié)的視圖。
如圖5所示，去量化值估算部500包括相鄰信號(hào)提取部502、差分計(jì)算部504、非相關(guān)信號(hào)消除部506、和濾波器處理部508。
在去量化值估算部500中，相鄰信號(hào)提取部502(基準(zhǔn)值提取單元)提取待處理的量化索引Q(c，i，j)的鄰近量化索引Q(c，i+m，j+n)(其中，-M≤m≤M，-N≤n≤N)。所提取的相鄰量化索引具有(2M+1)×(2N+1)的矩陣。
差分計(jì)算部504計(jì)算由相鄰信號(hào)提取部502提取的各量化索引Q(c，i+m，j+n)與待處理的量化索引Q(c，i，j)之間的差分。
本示例中，該差分計(jì)算部504通過(guò)執(zhí)行下列計(jì)算創(chuàng)建由差分值P(m，n)組成的(2M+1)×(2N+1)的差分矩陣。
P(m，n)＝Q(c，i+m，j+n)-Q(c，i，j)非相關(guān)信號(hào)消除部506通過(guò)使用預(yù)設(shè)定閾值TH消除與待處理的量化索引Q(c，i，j)微相關(guān)(small correlation)的相鄰量化索引Q(c，i+m，j+n)。
更具體地，如果由差分計(jì)算部504計(jì)算的各個(gè)相鄰量化索引Q(c，i+m，j +n)的差分大于預(yù)定閾值TH，則非相關(guān)信號(hào)消除部506確定相鄰量化索引Q(c，i+m，j+n)與量化索引Q(c，i，j)微相關(guān)，并且因此，消除該相鄰量化索引Q(c，i+m，j+n)。
在本示例中，如果在由差分計(jì)算部504創(chuàng)建的差分矩陣中，差分|P(m，n)|的絕對(duì)值大于閾值TH，則非相關(guān)信號(hào)消除部506取P(m，n)為0。
閾值TH例如為1。
濾波器處理部508基于由相鄰信號(hào)提取部502提取的相鄰量化索引Q(c，i+m，j+n)(除了由非相關(guān)信號(hào)消除部506消除的相鄰量化索引)計(jì)算待處理的量化索引Q(c，i，j)的校正因子α。
更具體地，濾波器處理部508基于由差分計(jì)算部504計(jì)算的差分(除了由非相關(guān)信號(hào)消除部506消除的差分)計(jì)算校正因子α。
在本示例中，濾波器處理部508準(zhǔn)備(2M+1)×(2N+1)的濾波器內(nèi)核K(m，n)。該濾波器內(nèi)核K優(yōu)選地是具有兩維低通特性的濾波器。
濾波器處理部508根據(jù)下列等式(等式1)計(jì)算校正因子α。
(等式1)α=Σm=-MMΣn=-NN{K(m,n)×P(m,n)}]]>例如，因?yàn)殚撝礣H＝1時(shí)的計(jì)算結(jié)果和濾波器K的系數(shù)(除了中心)具有正值，所以如果有許多具有正值的相鄰量化索引，則校正因子α具有正值。具有正值的相鄰量化索引的數(shù)目越大，校正因子α的值越大。類似地，如果有許多具有負(fù)值的相鄰量化索引，則校正因子α具有負(fù)值。如果具有正值的相鄰量化索引的數(shù)目等于具有負(fù)值的相鄰量化索引的數(shù)目，則校正因子α的估算值為0。另外，相鄰量化索引的值與相關(guān)量化索引的值差別很大，因而相鄰量化索引的值不能用于校正因子α的估算。
另外，當(dāng)采用具有中心濾波器系數(shù)0的濾波器時(shí)，濾波器系數(shù)的和優(yōu)選為0.5。這樣的濾波器系數(shù)的設(shè)計(jì)是理想的，因?yàn)槿绻麨V波器輸入值是0、1、或者-1，則濾波器輸出落入-0.5到0.5的范圍內(nèi)，該范圍等于校正因子α的范圍。或者，如果將濾波器系數(shù)設(shè)定為該濾波器系數(shù)之和小于0.5，這也是理想的，因?yàn)槿绻麨V波器輸入值是0、1、或者-1，則濾波器輸出落入-0.5到0.5的范圍內(nèi)，沒(méi)有偏離校正因子α的范圍。
另外，雖然上述說(shuō)明中示出濾波器內(nèi)核K具有奇數(shù)×奇數(shù)的矩陣，但實(shí)際上可以采用任何矩陣。此外，雖然在上述說(shuō)明中示出m和n的范圍是在正和負(fù)方向中對(duì)稱的，例如-M≤m≤M，-N≤n≤N，但m和n的范圍不限于這種對(duì)稱的形式。
另外，雖然在上述說(shuō)明中示出了量化區(qū)間的寬度(量化步長(zhǎng))在整個(gè)JPEG方案中都是一致的，但量化區(qū)間的寬度在JPEG2000方案中不是一致的。例如0的量化索引的量化步長(zhǎng)是具有非0值的量化索引的量化步長(zhǎng)的兩倍。此時(shí)，去量化值估算部500可使用由去量化值R除以量化步長(zhǎng)D(c)獲得的值來(lái)估算去量化值，而不使用量化索引Q。
即，(1)相鄰信號(hào)提取部502提取相關(guān)量化索引Q(c，i，j)的相鄰量化索引的去量化值R(c，i+m，j+n)(其中-M≤m≤M，-N≤n≤N)。所提取的去量化值R具有(2M+1)×(2N+1)的矩陣，(2)差分計(jì)算部504通過(guò)計(jì)算等式，P(m，n)＝{R(c，i+m，j+n)-R(c，i，j)}/D(c)創(chuàng)建(2M+1)×(2N+1)的差分矩陣P，并且(3)非相關(guān)信號(hào)估算部506和濾波器處理部508執(zhí)行與上述相同的操作。
在JPEG2000方案中，可進(jìn)行下述步驟以省略D(c)的乘/除。
(1)相鄰信號(hào)提取部502提取相關(guān)量化索引Q(c，i，j)的相鄰去量化值Q(c，i+m，j+n)(其中-M≤m≤M，-N≤n≤N)。所提取的相鄰量化索引具有(2M+1)×(2N+1)的矩陣。
(2)差分計(jì)算部504定義Rt(c，i，j)＝R(c，i，j)/D(c)并且通過(guò)使用下列等式獲得該Rt如果Q(c，i，j)＞0，則Rt(c，i，j)＝Q(c，i，j)+r
如果Q(c，i，j)＜0，則Rt(c，i，j)＝Q(c，i，j)-r如果Q(c，i，j)＝0，則Rt(c，i，j)＝0。
此時(shí)，P是通過(guò)使用等式P(m，n)＝Rt(c，i+m，j+n)-Rt(c，i，j)獲得的。
(3)非相關(guān)信息估算部506和濾波器處理部508執(zhí)行與前述相同的操作。
全部操作接著將描述解碼裝置2(解碼程序5)的全部操作。
圖6是通過(guò)圖4所示的解碼程序5進(jìn)行的解碼處理(S10)的流程圖。在本示例中，將以示例的方式描述輸入了圖像數(shù)據(jù)的(JPEG方案的)編碼數(shù)據(jù)的情況。
如圖6中所示，在步驟S100中，熵解碼器40(圖4)對(duì)所輸入的編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼以生成各個(gè)塊(8×8個(gè)塊)的量化索引，并且將所生成的各個(gè)塊的量化索引輸出到去量化器50。
在步驟S105中，去量化器50(圖4)將輸入的量化索引按順序設(shè)定為相關(guān)量化索引，并且確定是否可為該相關(guān)量化索引估算去量化值。例如，如果相關(guān)量化索引等于全部相鄰量化索引(相鄰塊的量化索引)，則去量化器50確定不可估算去量化值。否則，去量化器50確定可估算去量化值。
如果確定可估算去量化值，則去量化器50執(zhí)行步驟S110。如果確定不可估算去量化值，則去量化器50執(zhí)行步驟S130。
在步驟S110中，包括在去量化值估算單元500(圖4)中的相鄰信號(hào)提取部502(圖5)提取相關(guān)量化索引Q(c，i，j)相鄰的量化索引Q(c，i+m，j+n)(本示例中-1≤m≤1，并且-1≤n≤1)。
所提取的相鄰量化索引是相關(guān)塊周?chē)?×3塊中的變換系數(shù)類c的量化索引，并具有3×3個(gè)塊。
在步驟S115中，差分計(jì)算部504(圖5)通過(guò)執(zhí)行使用由相鄰信號(hào)提取部502提取的相鄰量化索引和相關(guān)量化索引的下列計(jì)算創(chuàng)建差分矩陣P。
P(m，n)＝Q(c，i+m，j+n)-Q(c，i，j)該差分矩陣P形成3×3矩陣。
在步驟S120中，非相關(guān)信號(hào)消除部506(圖5)使用閾值TH為由差分計(jì)算部504創(chuàng)建的差分矩陣P執(zhí)行閾值處理。
即，非相關(guān)信號(hào)消除部506將差分矩陣P中的各個(gè)差分值的絕對(duì)值|P(m，n)|與閾值TH進(jìn)行比較，并且將大于閾值TH的差分值P(m，n)設(shè)定為0。
在步驟S125中，濾波器處理部508(圖5)使用3×3濾波器內(nèi)核K(m，n)，通過(guò)對(duì)由非相關(guān)信號(hào)消除部506處理過(guò)的差分矩陣P執(zhí)行卷積操作計(jì)算校正因子α(c，i，j)。將所計(jì)算出的校正因子α(c，i，j)輸出到校正單元580。
在步驟S130中，分布估算部520基于根據(jù)熵解碼器40輸入的多個(gè)量化索引估算變換系數(shù)的分布，并且將代表所估算出的分布的分布數(shù)據(jù)輸出到隨機(jī)數(shù)生成部560。
隨機(jī)數(shù)生成部560根據(jù)從分布估算部520輸入的分布數(shù)據(jù)生成隨機(jī)數(shù)，并且將所生成的隨機(jī)數(shù)作為校正因子α輸出到去量化值輸出單元590。
在步驟S135中，去量化器50確定是否為全部量化索引生成校正因子α。如果確定為全部量化索引生成了校正因子α，則處理進(jìn)入步驟S140。否則，處理返回步驟105，提取下一個(gè)量化索引作為待處理的相關(guān)量化索引。
在步驟S140中，分布估算器520基于從熵解碼器40輸入的多個(gè)量化索引估算變換系數(shù)的分布，并且將代表所估算出的分布的分布數(shù)據(jù)輸出到期望值估算部540。
期望值估算部540基于從分布估算部520輸入的分布數(shù)據(jù)計(jì)算期望值，并且將所計(jì)算出的期望值和分布數(shù)據(jù)輸出到校正單元580。
校正單元580基于從期望值估算部540輸入的預(yù)期值和分布數(shù)據(jù)，對(duì)從濾波器處理部508輸入的校正因子α進(jìn)行校正。例如，校正單元580對(duì)從濾波器處理部508輸入的多個(gè)校正因子α進(jìn)行合成變換以與由分布估算部520估算的分布一致。
校正單元580(圖4)對(duì)經(jīng)過(guò)如上校正的校正因子α進(jìn)行校正，使其落入-0.5到0.5的范圍內(nèi)，并且將所校正的校正因子α輸出到去量化值輸出單元590。
在步驟S145中，去量化值輸出單元590(圖4)基于相關(guān)量化索引Q和從校正單元580輸入的校正因子α計(jì)算待應(yīng)用的去量化值Ry，并且將所計(jì)算出的去量化值Ry輸出到逆變換單元60。
具體地，在本示例中，去量化值輸出單元590通過(guò)執(zhí)行下列計(jì)算來(lái)計(jì)算去量化值Ry。
Ry(c，i，j)＝{Q(c，i，j)+α(c，i，j)}×D(c)在步驟S150中，逆變換單元60(圖4)使用從去量化器50輸入的去量化值(近似變換系數(shù))執(zhí)行逆變換(本示例中是逆DCT)，以生成解碼圖像H。
圖7A和7B是示出了由濾波器處理部508應(yīng)用的濾波器內(nèi)核K的視圖，在圖7A中示出了以差分值P作為其輸入的濾波器內(nèi)核K，圖7B示出了以量化索引Q或者去量化值R(對(duì)應(yīng)于所述量化索引Q)作為其輸入的濾波器內(nèi)核K。本示例對(duì)應(yīng)由相鄰信號(hào)提取部502提取3×3矩陣的情況。
如圖7A中所示，當(dāng)將由差分計(jì)算部504創(chuàng)建的差分矩陣P輸入到濾波器處理部508時(shí)，濾波器處理部508應(yīng)用具有中心值為0的濾波器內(nèi)核K。
另外，濾波器處理部508可使用圖7B中示出的濾波器內(nèi)核K，根據(jù)相鄰量化索引Q或者它們的去量化值R，計(jì)算校正后的量化索引Q1或者校正后的去量化值Ry。
首先，將描述將量化索引輸入到圖7B中示出的濾波器內(nèi)核K中的方式。
此時(shí)，非相關(guān)信號(hào)消除部506(圖5)準(zhǔn)備閾值TH并且如果|P(m，n)|＞TH，則執(zhí)行將Q(c，i+m，j+n)設(shè)定為Q(c，i，j)的處理。
接著，濾波器處理部508根據(jù)下列等式計(jì)算Q1(等式2)等式2
Q1(c,i,j)=Σm=-MMΣn=-NN{K1(m,n)×Q(c,i+m,j+n)}]]>在此，當(dāng)建立下面的等式時(shí)，可將濾波器內(nèi)核K設(shè)定為具有與圖7A中示出的濾波器K的值相同的值等式3如果m＝n＝0，則K1(m,n)=K(m,n)+Q(c,i,j)×{1-ΣmΣnK(m,n)}]]>否則，K1(m，n)＝K(m，n)此時(shí)，校正單元580通過(guò)將α設(shè)定為Q1-Q，并且對(duì)量化索引Q1進(jìn)行校正使α值落入-0.5到0.5的范圍內(nèi)，來(lái)生成量化索引Q2。
去量化值輸出單元590通過(guò)執(zhí)行Ry(c，i，j)＝Q2(c，i，j)×D(c)的等式的計(jì)算，計(jì)算去量化值。
在本示例中，去量化值Rt最終是通過(guò)乘以D(c)獲得的。然而如果濾波器內(nèi)核K本身乘以了D(c)，則可省略最后乘以D(c)。
接著，將描述將去量化索引R輸入到圖7B中示出的濾波器內(nèi)核K中的方式。
去量化器50通過(guò)執(zhí)行等式R(c，i，j)＝Q(c，i，j)×D(c)的計(jì)算，計(jì)算出對(duì)應(yīng)量化索引Q的去量化值R。
此時(shí)，相鄰信號(hào)提取部502不提取量化索引Q，而是提取去量化值R的相鄰信號(hào)。提取范圍與前述類似。
差分計(jì)算部504執(zhí)行等式P(m，n)＝R(c，i+m，j+n)×R(c，i，j)的計(jì)算。
非相關(guān)信號(hào)消除部506準(zhǔn)備閾值TH，并且如果|P(m，n)|＞TH，則執(zhí)行將R(c，i+m，j+n)設(shè)定為R(c，i，j)的處理。TH的典型值為D(c)。
濾波器處理部508根據(jù)下列等式(等式4)計(jì)算去量化值R1(c，i，j)。
等式4R1(c,i,j)=Σm=-MMΣn=-NN{K1(m,n)×R(c,i+m,j+n)}]]>校正單元580通過(guò)對(duì)去量化值R1進(jìn)行校正，使其落入量化區(qū)間內(nèi)，來(lái)生成去量化值R2。
去量化值輸出單元590假定從校正單元580輸入的去量化值R2為結(jié)果去量化值Ry。
濾波器系數(shù)的計(jì)算方法接著將詳細(xì)描述獲得濾波器系數(shù)的方法。在本示例中，將以示例的方式描述將獲得的濾波器內(nèi)核是3×3濾波器K(m，n)(-1≤m，n≤1)并且輸入是差分P(m，n)的情況。
另外，為了簡(jiǎn)化差分P(m，n)的表表達(dá)式，設(shè)X0＝P(0，0)，X1＝P(-1，-1)，X2＝P(-1，0)，X3＝P(-1，1)，X4＝P(0，-1)，X5＝P(0，1)，X6＝P(1，-1)，并且X7＝P(1，1)。Xp(p＝0，1，2，…，8)位于圖8A中示出的位置。
類似地，為了簡(jiǎn)化濾波器系數(shù)K的表達(dá)式，設(shè)K0＝K(0，0)，K1＝K(-1，-1，K2＝K(-1，0)，K3＝K(-1，1)，K4＝K(0，-1)，K5＝K(0，1)，K6＝K(1，-1)，并且K7＝K(1，1)。Kp(p＝0，1，2，…，8)也同樣位于圖8B中示出的位置。
首先，如下定義Y0Y0＝{(c，i，j)-R(c，i，j)}/D(c)Y0是通過(guò)將變換系數(shù)T與去量化值R之間的差分除以量化步長(zhǎng)D(c)獲得的。即，Y0是當(dāng)在標(biāo)準(zhǔn)JPEG方案中執(zhí)行去量化時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)誤差，并且采用-0.5到0.5的范圍內(nèi)的值。通過(guò)估算Y0，可獲得更可靠的去量化值。將Y0的估算值設(shè)定為W0。
在此，使用Xp線性估算W0。
W0＝∑(Xp×Kb)接著，獲得使Y0與W0之間的方差最小化的Kp。
假設(shè)E[]是獲得期望值的函數(shù)，如下表示方差I(lǐng)I＝E{(Y0-W0)×(Y0-W0)}為了使方差I(lǐng)最小化，方差I(lǐng)將滿足下列等式(等式5)。
等式5∂I∂Kp=0]]>
如果對(duì)等式5進(jìn)行變型，可變?yōu)镋[Y0×Xp]＝E[W0×Xp]。該等式可再次變型為下列等式6。
等式6如果，RXX(i，j)＝E[Xi×Xj]，RYX(I)＝E[Y×Xi]，K=K1K2···K8]]>ryx=RYX(1)RYX(2)···RYX(8)]]>并且 那么，ryx＝RxxK等式6可針對(duì)矢量K求解。等式6是聯(lián)立線性方程，并且可獲得滿足該等式的Kp。
雖然本示例中示出了3×3濾波器，但可通過(guò)使用具有濾波器系數(shù)K(i，j)的其它形式的濾波器和一維排列的輸入值P(i，j)同樣地獲得濾波器系數(shù)的最優(yōu)化。
另外，編碼裝置可在編碼操作中執(zhí)行濾波器系數(shù)計(jì)算處理，并且將所計(jì)算的最佳濾波器系數(shù)輸入到編碼數(shù)據(jù)中。
此時(shí)，濾波器處理部508可通過(guò)使用輸入到編碼數(shù)據(jù)中的濾波器系數(shù)執(zhí)行濾波器處理，來(lái)執(zhí)行適于編碼數(shù)據(jù)的濾波器處理。
如上所述，根據(jù)本實(shí)施例的解碼裝置2可通過(guò)參考不同的量化索引(或者相應(yīng)的去量化值)校正相關(guān)量化索引和對(duì)應(yīng)該相關(guān)量化索引的去量化值，獲得分布近似于原始變換系數(shù)的分布的去量化值。因此可獲得具有高質(zhì)量的解碼圖像。
另外，根據(jù)本實(shí)施例的解碼裝置2可通過(guò)消除被認(rèn)為與相關(guān)量化索引微相關(guān)的相鄰量化索引來(lái)計(jì)算更適當(dāng)?shù)娜チ炕怠?br> 第一變型例上述實(shí)施例中已經(jīng)描述了其中使用固定濾波器或者嵌入到編碼數(shù)據(jù)中的濾波器的配置。在第一變型例中將描述采用可替換濾波器(substitute filter)的配置。
圖9是示出了根據(jù)第一變型例的去量化值估算部500的配置的視圖。如圖9中所示，在第一變型例中，去量化值估算部500在上述實(shí)施例的去量化值估算部500(圖5)的基礎(chǔ)上，還包括濾波器選擇部510。
濾波器選擇部510在多個(gè)備選濾波器中選擇要應(yīng)用的濾波器，并且將所選濾波器輸出到濾波器處理部508。
更具體地，濾波器選擇部510可根據(jù)下列確定因素選擇不同的濾波器。
確定因素(1)量化索引的值確定因素(2)量化索引為0、正值和負(fù)值的情況確定因素(3)量化索引是0和具有非0值的情況確定因素(4)通過(guò)計(jì)算(變換系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差)/(量化步長(zhǎng))產(chǎn)生的值確定因素(5)AC分量和DC分量的情況另外，可基于量化索引的標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)計(jì)算變換系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。
本示例中，將關(guān)于變換系數(shù)類別c的信息輸入到濾波器選擇部510，并且濾波器選擇部510針對(duì)每個(gè)變換系數(shù)類別c選擇變流器。具體地，因?yàn)樽儞Q系數(shù)類別是DC分量時(shí)的變換系數(shù)的特性與變換系數(shù)類別是AC分量時(shí)的變換系數(shù)的特性差別相當(dāng)大，所以至少要依據(jù)AC分量和DC分量采用不同的變流器。
此時(shí)，濾波器處理部508使用濾波器選擇部510選擇的濾波器執(zhí)行濾波器處理。
圖10是示出了使用測(cè)試圖像計(jì)算的最佳濾波器系數(shù)的圖表。在該圖中，對(duì)角分量(diagonal component)表示圖8B中所示的K1、K3、K6和K8的平均值，并且水平/垂直分量表示圖8B中所示的K2、K4、K5和K7的平均值。另外，水平軸表示(變換系數(shù)的變量)/(量化步長(zhǎng))，并且垂直軸表示濾波器系數(shù)的值(平均值)。
如圖10所示，當(dāng)量化索引Q為0、正值和負(fù)值時(shí)，最佳濾波器系數(shù)的對(duì)角分量和水平分量不同。具體地，當(dāng)量化索引Q為0時(shí)，與量化索引Q具有正值或者負(fù)值時(shí)相比，濾波器系數(shù)明顯要小。
另外，如圖10中所示，可見(jiàn)濾波器系數(shù)值根據(jù)(變換系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差)/(量化步長(zhǎng))的值變化(即沿著水平軸)。即，可見(jiàn)最佳濾波器系數(shù)根據(jù)變換系數(shù)的值和量化步長(zhǎng)(量化區(qū)間的寬度)變化。
接著，在本變型例中，濾波器選擇部510基于量化索引的值、變換系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差、或者量化區(qū)間的寬度選擇最佳濾波器。即，去量化值估算部500基于量化索引的值、變換系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差、或者量化區(qū)間的寬度替換濾波器。因此可采用最佳濾波器，由此生成更適當(dāng)?shù)娜チ炕怠?br> 另外，如圖10中所示，因?yàn)榱炕饕齉為0時(shí)的濾波器系數(shù)接近0，因此濾波器選擇部510在量化索引Q(c，i，j)為0時(shí)可阻止濾波器處理部508進(jìn)行濾波器處理。
第二變型例基本上由濾波器處理部508采用的濾波器具有低通特性。因此解碼圖像會(huì)變?nèi)酢＞唧w地，會(huì)擦掉細(xì)線。
為此，在第二變型例中，去量化值估算部500尋找細(xì)線，并且當(dāng)檢測(cè)到細(xì)線時(shí)，阻止濾波器處理部508執(zhí)行濾波操作。
圖11是示出根據(jù)第二變型例的去量化值估算部500的配置的視圖。
如圖11中所示，第二變型例中的去量化值估算部500在上述第一變型例中的去量化值估算部500(圖9)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步包括細(xì)線檢測(cè)部512。
細(xì)線檢測(cè)部512基于輸入的編碼數(shù)據(jù)檢測(cè)有無(wú)細(xì)線，并且將檢測(cè)結(jié)果輸出到濾波器選擇部510。
本示例中的細(xì)線檢測(cè)部512基于從非關(guān)聯(lián)信號(hào)消除部506的輸出檢測(cè)細(xì)線。另外，在本示例中，將描述由非相關(guān)信號(hào)消除部506應(yīng)用的閾值TH是1并且來(lái)自非相關(guān)信號(hào)消除部506的輸出是0、-1和1之一的情況作為示例。
另外，本示例的細(xì)線檢測(cè)部512不但檢測(cè)連續(xù)細(xì)線而且檢測(cè)離散細(xì)線(例如點(diǎn)線)。
圖12A到12D是示出了細(xì)線檢測(cè)圖案的視圖，在圖12A中示出對(duì)應(yīng)水平細(xì)線的細(xì)線檢測(cè)圖案，圖12B中示出了對(duì)應(yīng)垂直細(xì)線的細(xì)線檢測(cè)圖案，而圖12C和12D分別示出對(duì)應(yīng)斜細(xì)線的細(xì)線檢測(cè)圖案。在該圖中，示出3×3矩陣作為示例。
細(xì)線檢測(cè)部512確定圖12A中示出的細(xì)線檢測(cè)圖案的X位置的值是否全都為1或者-1。如果確定X位置的值全都為1或者-1，則細(xì)線檢測(cè)部512確定中心水平線是線或者虛線，或者中心值是獨(dú)立的點(diǎn)。
細(xì)線檢測(cè)部512使用圖12B所示的細(xì)線檢測(cè)圖案檢測(cè)垂直方向的細(xì)線、虛線或者獨(dú)立點(diǎn)，并且使用圖12C和12D所示的細(xì)線檢測(cè)圖案檢測(cè)斜方向的細(xì)線、虛線或者獨(dú)立點(diǎn)。
這樣，本示例中的細(xì)線檢測(cè)部512不是通過(guò)檢測(cè)細(xì)線本身的位置，而是通過(guò)確定細(xì)線周?chē)恢弥惺欠翊嬖谙嗤盘?hào)值來(lái)檢測(cè)細(xì)線的。因此，即使細(xì)線位置中有連續(xù)線、離散線(如虛線)、獨(dú)立點(diǎn)等，它們都可以被檢測(cè)到。
另外，當(dāng)通過(guò)細(xì)線檢測(cè)部512檢測(cè)到細(xì)線時(shí)，濾波器選擇部510可通過(guò)阻止濾波器處理部508執(zhí)行濾波器操作，保留所檢測(cè)到的細(xì)線、虛線或者獨(dú)立點(diǎn)。
其它變型例雖然在上述實(shí)施例和變型例中已經(jīng)描述了JPEG方案作為示例，但本發(fā)明的原理可應(yīng)用于JPEG2000方案中。
另外，在上述實(shí)施例中，校正單元580對(duì)由去量化值估算部500估算的去量化值(或者校正因子α)進(jìn)行校正，使其落入預(yù)定范圍內(nèi)。另選地，可通過(guò)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定濾波器系數(shù)值使去量化值(或者校正因子α)落入預(yù)定范圍內(nèi)。因此，無(wú)需對(duì)由去量化值估算部500估算的去量化值、校正因子α、或者量化索引進(jìn)行校正。例如通過(guò)將閾值TH設(shè)定為1，并且將濾波器系數(shù)之和設(shè)定為小于1/2使得沒(méi)有必要進(jìn)行校正單元580的校正操作。
如參照該實(shí)施例所述的，提供了一種解碼裝置，包括基準(zhǔn)值提取單元，用于提取待處理的壓縮數(shù)據(jù)所要參考的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)；和解碼數(shù)據(jù)生成單元，用于基于由基準(zhǔn)值提取單元提取的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和該壓縮數(shù)據(jù)，生成對(duì)應(yīng)于該壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成所述壓縮數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)去量化值的索引，并且其中解碼數(shù)據(jù)生成單元將對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)的去量化值和對(duì)應(yīng)壓縮數(shù)據(jù)的去量化值乘以預(yù)定權(quán)重系數(shù)，并且對(duì)乘積結(jié)果求和，將求和的結(jié)果值設(shè)定為壓縮數(shù)據(jù)的去量化值。
優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成所述壓縮數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)于所述去量化值的索引，其中該解碼裝置還包括差分計(jì)算單元，用于計(jì)算對(duì)應(yīng)于基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)的去量化值與對(duì)應(yīng)于壓縮數(shù)據(jù)的去量化值之間的差分，并且其中解碼數(shù)據(jù)生成單元基于具有由差分計(jì)算單元計(jì)算的小于預(yù)定值的差分的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)，確定壓縮數(shù)據(jù)的去量化值。
優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成解碼數(shù)據(jù)是以預(yù)定量化寬度量化的量化值的去量化值，其中解碼數(shù)據(jù)生成單元基于基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和壓縮數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)于壓縮數(shù)據(jù)的去量化值，并且其中解碼裝置還包括校正單元，用于對(duì)由解碼數(shù)據(jù)生成單元生成的去量化值進(jìn)行校正，使其落入量化寬度的范圍內(nèi)。
優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成壓縮數(shù)據(jù)是由變換編碼處理生成的量化索引，并且其中解碼數(shù)據(jù)生成單元在待處理的量化索引為0時(shí)，不使用基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)地生成對(duì)應(yīng)量化索引的解碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成壓縮數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)由變換編碼處理生成的變換系數(shù)的量化索引，并且其中解碼數(shù)據(jù)生成單元根據(jù)待處理的量化索引是對(duì)應(yīng)AC分量還是對(duì)應(yīng)DC分量，來(lái)使用不同的權(quán)重系數(shù)。
優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成壓縮數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)由變換編碼處理生成的變換系數(shù)的量化索引，其中解碼裝置還包括系數(shù)選擇單元，用于根據(jù)待處理的量化索引或者對(duì)應(yīng)于量化索引的變換系數(shù)的種類選擇權(quán)重系數(shù)，并且其中解碼數(shù)據(jù)生成單元使用由系數(shù)選擇單元選擇的權(quán)重系數(shù)計(jì)算壓縮數(shù)據(jù)的去量化值。
優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成壓縮數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)由變換編碼處理生成的變換系數(shù)的量化索引，其中解碼裝置還包括系數(shù)選擇單元，用于根據(jù)對(duì)應(yīng)于待處理的量化索引的變換系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差，和對(duì)應(yīng)于量化索引的量化寬度選擇權(quán)重系數(shù)，并且其中解碼數(shù)據(jù)生成單元使用由系數(shù)選擇單元選擇的權(quán)重系數(shù)計(jì)算壓縮數(shù)據(jù)的去量化值。
優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成解碼裝置還包括細(xì)線確定單元，用于確定待處理的壓縮數(shù)據(jù)是否對(duì)應(yīng)細(xì)線或獨(dú)立點(diǎn)，并且其中解碼數(shù)據(jù)生成單元在細(xì)線確定單元確定該壓縮數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)細(xì)線或者獨(dú)立點(diǎn)時(shí)，不使用基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)地生成對(duì)應(yīng)壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成解碼數(shù)據(jù)生成單元使用附加到壓縮數(shù)據(jù)上的權(quán)重系數(shù)計(jì)算壓縮數(shù)據(jù)的去量化值。
根據(jù)本實(shí)施例，提供了一種解碼裝置，包括基準(zhǔn)信號(hào)提取單元，用于提取待處理的中心信號(hào)的鄰近信號(hào)；差分計(jì)算單元，用于計(jì)算由基準(zhǔn)信號(hào)提取單元提取的相鄰信號(hào)與中心信號(hào)之間的差分；和濾波器處理單元，用于對(duì)由差分計(jì)算單元計(jì)算的差分執(zhí)行前置濾波器處理。
優(yōu)選地，設(shè)計(jì)成濾波器處理單元使用具有濾波系數(shù)大于0、且濾波器系數(shù)的總和小于1/2的濾波器執(zhí)行濾波器處理。
根據(jù)本實(shí)施例，提供了一種解碼方法，包括為待處理壓縮數(shù)據(jù)提取用于參考的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)；并且基于提取的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和壓縮數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
根據(jù)本實(shí)施例，提供了一種解碼方法，包括基于變換編碼處理中計(jì)算的變換系數(shù)與變換系數(shù)的量化值之間的差分計(jì)算權(quán)重系數(shù)；將所計(jì)算出的權(quán)重系數(shù)附加到變換系數(shù)的編碼數(shù)據(jù)上；并且基于附加到編碼數(shù)據(jù)的權(quán)重系數(shù)、編碼數(shù)據(jù)中包括的壓縮數(shù)據(jù)、和編碼數(shù)據(jù)中包括的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)于壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
根據(jù)本實(shí)施例，提供了一種程序產(chǎn)品，用于使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行下列處理，包括為待處理的壓縮數(shù)據(jù)提供用于參考的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)；以及基于所提取的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和壓縮數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
利用根據(jù)本實(shí)施例的解碼裝置，可更有效地對(duì)編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼。
雖然本發(fā)明是參照實(shí)施例示出和描述的，但顯然通過(guò)在此闡述的教導(dǎo)，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可想到各種變化和變型。這些改變和變型顯然應(yīng)該認(rèn)為落入如隨附權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神、范圍和意圖中。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的解碼裝置，包括基準(zhǔn)值提取單元，用于為待處理的壓縮數(shù)據(jù)提取用于參考的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)；和解碼數(shù)據(jù)生成單元，用于基于由所述基準(zhǔn)值提取單元提取的所述基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和所述壓縮數(shù)據(jù)，生成對(duì)應(yīng)于所述壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼裝置，其中所述解碼數(shù)據(jù)生成單元將對(duì)應(yīng)于所述基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)的去量化值和對(duì)應(yīng)于所述壓縮數(shù)據(jù)的去量化值乘以預(yù)定權(quán)重系數(shù)，并且對(duì)乘積求和，將求和的結(jié)果值設(shè)定為壓縮數(shù)據(jù)的去量化值。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼裝置，還包括差分計(jì)算單元，用于計(jì)算對(duì)應(yīng)于所述基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)的去量化值與對(duì)應(yīng)于壓縮數(shù)據(jù)的去量化值之間的差分，并且其中所述解碼數(shù)據(jù)生成單元基于具有小于預(yù)定值的差分的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)，確定壓縮數(shù)據(jù)的去量化值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼裝置，其中所述解碼數(shù)據(jù)是以預(yù)定量化寬度進(jìn)行量化的量化值的去量化值，其中解碼數(shù)據(jù)生成單元基于所述基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和所述壓縮數(shù)據(jù)，生成對(duì)應(yīng)于所述壓縮數(shù)據(jù)的去量化值，并且其中所述解碼裝置還包括校正單元，用于對(duì)由解碼數(shù)據(jù)生成單元生成的去量化值進(jìn)行校正，以使其落入量化寬度的范圍內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼裝置，其中所述壓縮數(shù)據(jù)是由變換編碼處理生成的量化索引，并且其中所述解碼數(shù)據(jù)生成單元在待處理的量化索引是0時(shí)不使用所述基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)地生成對(duì)應(yīng)于所述量化索引的解碼數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的解碼裝置，其中所述壓縮數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)于由變換編碼處理生成的變換系數(shù)的量化索引，并且其中所述解碼數(shù)據(jù)生成單元根據(jù)待處理的量化索引是對(duì)應(yīng)AC分量還是DC分量來(lái)使用不同的權(quán)重系數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的解碼裝置，其中所述壓縮數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)于由變換編碼處理生成的變換系數(shù)的量化索引，其中所述解碼裝置還包括系數(shù)選擇單元，用于根據(jù)待處理的量化索引或者對(duì)應(yīng)于量化索引的變換系數(shù)的類別選擇權(quán)重系數(shù)，并且其中所述解碼數(shù)據(jù)生成單元使用由系數(shù)選擇單元選擇的權(quán)重系數(shù)計(jì)算所述壓縮數(shù)據(jù)的所述去量化值。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的解碼裝置，其中所述壓縮數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)于由變換編碼處理生成的變換系數(shù)的量化索引，其中所述解碼裝置還包括系數(shù)選擇單元，用于根據(jù)對(duì)應(yīng)于待處理的所述量化索引的變換系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差和對(duì)應(yīng)于所述量化索引的量化寬度來(lái)選擇權(quán)重系數(shù)，并且其中所述解碼數(shù)據(jù)生成單元使用由系數(shù)選擇單元選擇的權(quán)重系數(shù)計(jì)算所述壓縮數(shù)據(jù)的所述去量化值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼裝置，還包括細(xì)線確定單元，用于確定所述待處理的壓縮數(shù)據(jù)是否對(duì)應(yīng)于細(xì)線或者獨(dú)立點(diǎn)，并且其中在所述細(xì)線確定單元確定所述壓縮數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于細(xì)線或者獨(dú)立點(diǎn)時(shí)，所述解碼數(shù)據(jù)生成單元不使用所述基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)地生成對(duì)應(yīng)于所述壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的解碼裝置，其中所述解碼數(shù)據(jù)生成單元使用附加到壓縮數(shù)據(jù)上的權(quán)重系數(shù)，計(jì)算所述壓縮數(shù)據(jù)的所述去量化值。
11.一種解碼裝置，包括基準(zhǔn)信號(hào)提取單元，用于提取待處理的中心信號(hào)的相鄰信號(hào)；差分計(jì)算單元，用于計(jì)算由所述基準(zhǔn)信號(hào)提取單元提取的相鄰信號(hào)與所述中心信號(hào)之間的差分；和濾波器處理單元，用于對(duì)由所述差分計(jì)算單元計(jì)算的差分執(zhí)行前置濾波器處理。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的解碼裝置，其中所述濾波器處理單元使用濾波器系數(shù)大于0，且濾波器系數(shù)總和小于1/2的濾波器執(zhí)行濾波器處理。
13.一種用于對(duì)壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的解碼方法，包括為待處理的壓縮數(shù)據(jù)提取用來(lái)參考的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)；和基于所提取的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和所述壓縮數(shù)據(jù)，生成對(duì)應(yīng)于所述壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
14.一種解碼方法，包括基于變換編碼處理中計(jì)算的變換系數(shù)和變換系數(shù)的量化值之間的差分計(jì)算權(quán)重系數(shù)；將所計(jì)算出的權(quán)重系數(shù)附加到變換系數(shù)的編碼數(shù)據(jù)上；并且基于附加到所述編碼數(shù)據(jù)上的權(quán)重系數(shù)、所述編碼數(shù)據(jù)中包括的所述壓縮數(shù)據(jù)、和所述編碼數(shù)據(jù)中包括的所述基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)，生成對(duì)應(yīng)于壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
15.一種程序產(chǎn)品，用于使得計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行下列處理為待處理的壓縮數(shù)據(jù)提取用于參考的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)；并且基于所提取的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和所述壓縮數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)于所述壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼裝置，其中所述壓縮數(shù)據(jù)是對(duì)應(yīng)于所述去量化值的索引，該索引具有關(guān)于變換系數(shù)的類別和位置的信息，該變換系數(shù)在將數(shù)據(jù)編碼為壓縮數(shù)據(jù)時(shí)使用。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的解碼裝置，其中所述基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)具有與待處理壓縮數(shù)據(jù)同類別的變換變量。
全文摘要
解碼裝置、解碼方法及其程序產(chǎn)品。所公開(kāi)的用于對(duì)壓縮數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼的解碼裝置具有基準(zhǔn)值提取單元和解碼數(shù)據(jù)生成單元。該基準(zhǔn)值提取單元為待處理的壓縮數(shù)據(jù)提取用于參考的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)；該解碼數(shù)據(jù)生成單元基于由該基準(zhǔn)值提取單元提取的基準(zhǔn)壓縮數(shù)據(jù)和該壓縮數(shù)據(jù)生成對(duì)應(yīng)于該壓縮數(shù)據(jù)的解碼數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)H04N1/413GK1835548SQ20051007956
公開(kāi)日2006年9月20日 申請(qǐng)日期2005年6月17日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月18日
發(fā)明者木村俊一 申請(qǐng)人:富士施樂(lè)株式會(huì)社