專利名稱：用于在視頻壓縮系統(tǒng)中消除輪廓的預(yù)處理器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻處理器，特別是涉及用以減小由衰減過程壓縮的數(shù)據(jù)而再現(xiàn)的均勻場影象區(qū)中影象輪廓加重現(xiàn)象(contouring)的方法和裝置。
為了以比模擬技術(shù)更有效的方式傳送視頻數(shù)據(jù)，目前已提出了許多不同形式的數(shù)字視頻信號壓縮系統(tǒng)。大部分這種系統(tǒng)都是以逐塊方式來處理取樣的視頻信號，其中每塊包含一個陣列，該陣列由8行每行8個象素組成。這些系統(tǒng)中的一個具體系統(tǒng)演變出一個稱為“MPEG”的標準。目前多數(shù)視頻信號壓縮過程傾向于是有衰減的，也就是，由衰減壓縮數(shù)據(jù)再現(xiàn)的影象顯得比原來的影象要少。
再現(xiàn)視頻影象(例如在MPEG1或MPEG2處理過程中)所出現(xiàn)的問題之一在于在一些相當(dāng)均勻場的(平滑的)暗影象中輪廓的可見性。也就是，在較暗的均勻場影象中，由明顯界定的輪廓所分開的不同強度的分離區(qū)域是可察覺的。這些輪廓是由不同的影象強度跨度而表現(xiàn)出的。相鄰輪廓區(qū)域之間的強度差可能是很小的，但是，在一定觀看條件下看上去可能非常明顯從而很不舒服。在正常觀看條件下，該輪廓加重大致看不出來，但是，在周圍光線較暗的環(huán)境(例如在黑暗的房間中看電視)或當(dāng)影象調(diào)整到高反差或高亮度時，其輪廓加重則極為明顯。
類似的輪廓加重現(xiàn)象也出現(xiàn)在影象是由簡單的模擬-數(shù)字-模擬轉(zhuǎn)換而再現(xiàn)的情況下，這時該轉(zhuǎn)換過程的量化分辨率是不夠的。例如，如果一幅影象是以8比特而量化的，則在再現(xiàn)的影象中不表現(xiàn)出輪廓加重現(xiàn)象。但是，如果一個視頻信號以8比特量化而隨后又經(jīng)衰減過程壓縮，則在接著解壓縮和再現(xiàn)時，其輪廓加重現(xiàn)象在較暗的均勻場影象中將會呈現(xiàn)。
本發(fā)明人已經(jīng)確定在原來的數(shù)字化源影象中看不出輪廓加重的主要原因在于存在有抖動噪音(dithering noise)。設(shè)想有一模擬視頻信號，它是由一個慢變化的等斜率函數(shù)表示的，該信號用以傳輸n－1至n＋1之值。求取各連續(xù)值并使之?dāng)?shù)字化。如果取樣的時刻正好為該等斜率函數(shù)表示n－1、n、n＋1值的時刻，得出的信號會產(chǎn)生一個輪廓加重的影象。但是，取樣時刻通常出現(xiàn)在信號處于各值之間的那些時刻，因此從概率上看轉(zhuǎn)換過程可以產(chǎn)生造成表現(xiàn)“灰色”區(qū)的信號值中的任一個。這些灰色區(qū)有呈現(xiàn)低電平噪音的傾向，而該噪音有使輪廓加重效應(yīng)降低和平緩的作用。類似地，如果原來的信號包含隨機噪音，則該噪音將對轉(zhuǎn)換過程有低電平的干擾，此轉(zhuǎn)換過程也將產(chǎn)生一個降低或平緩輪廓的信號。
在抖動噪音起作用以阻止輪廓加重的影象區(qū)中，視頻信號源與信號終端之間的任何處理過程都有意或無意地清除或減少了噪音，這將帶來一定程度的不想出現(xiàn)的輪廓加重。這種情況可能發(fā)生在位速率控制中所用的視頻編碼器(壓縮器)中。例如，在一個MPEG編碼器中，代表相當(dāng)平滑區(qū)的各塊可能被迫成為交流系數(shù)余數(shù)(ACcoefficient residues)全為零值的狀態(tài)(即所謂“非-碼(no-code)”狀態(tài))，或者壓縮量化可能產(chǎn)生交流系數(shù)余數(shù)為零值的結(jié)果。另外，直流系數(shù)余數(shù)的微小編差可能被壓縮量化而去除，而這種偏差本來是會使再現(xiàn)的圖象中的輪廓平緩下來的。
MPEG編碼是采用有限動態(tài)范圍而完成的。如果量化系數(shù)的值超過了動態(tài)范圍，則出現(xiàn)箝制狀態(tài)，這種箝位造成非常不希望出現(xiàn)的人為可見形象。MPEG的實施，通常要檢查箝制狀態(tài)，當(dāng)出現(xiàn)這種狀態(tài)時，用一些近似的量化參數(shù)以迭代法重新進行量化處理，直到箝制狀態(tài)消除為止。如果抖動噪音的作用不充分，則用來處理箝位的近似量化參數(shù)就去除很多，引起塊化和輪廓加重。
本發(fā)明的目的在于提供一種編碼方法和裝置，用于調(diào)整視頻信號，以減小由壓縮的視頻信號再現(xiàn)的影象中的輪廓加重情況。本發(fā)明的方法包括在完成壓縮之前對視頻信號的一個預(yù)調(diào)整步驟，以有效地放大表示相當(dāng)平滑的影象區(qū)的視頻信號部分。在一個典型實施例中，對一存儲器進行編程，使其處于將數(shù)字化信號的幅值作為地址而輸入該存儲器中的再繪制的各地址位置。該項編程被安排成能增大較低幅值的范圍，而有效地讓較高的幅值原封不動地通過。
以下參照附圖對本發(fā)明進行描述。其中

圖1、2、9和12為示出實現(xiàn)本發(fā)明的交流幅度重繪函數(shù)的曲線圖；圖3為實施本發(fā)明的包括一信號幅度重繪器的視頻信號編碼器的方塊圖；圖4、5、6、7、8、10和11為實現(xiàn)本發(fā)明的交流重繪裝置的示意圖。
圖1示出可明顯減小衰減壓縮視頻信號輪廓加重的視頻信號幅度重繪函數(shù)的一般形式。該重繪過程是在預(yù)壓縮處理期間完成的，并可在模擬或數(shù)字信號處理領(lǐng)域內(nèi)實施。示出的該傳遞函數(shù)減小了相當(dāng)暗影象區(qū)中的輪廓加重現(xiàn)象，但輪廓的減小也可對亮的均勻場影象區(qū)完成。
在相當(dāng)暗的影象區(qū)，輪廓加重情況是借助加強低電平噪音而減小的。這是通過擴大或放大較低幅度信號的有限范圍而實現(xiàn)的。在圖1中，45度的直線表示一等同的繪制圖線，即產(chǎn)生不變的原來的視頻信號或源視頻信號。分段直線表示預(yù)壓縮的預(yù)調(diào)整函數(shù)。應(yīng)注意的是，表示相當(dāng)暗影象的信號值與表示相當(dāng)亮影象的信號值相比，是以較大的放大因數(shù)而放大的。最好是，對較亮的影象信號的增益很小或者沒有增益或偏移。
從一個典型實施例中可看到發(fā)明人所用的壓縮裝置，該裝置的信號動態(tài)范圍值是0-255，其源信號最好應(yīng)在從約20到約50的范圍被放大。如果在該典型實施例中有任何可察覺的改變，則須稍作變化，使之包括從0至20的范圍。
所示的分段線性傳遞函數(shù)的高增益部分的斜率表示有2倍的增益，但是，對于不同的系統(tǒng)會有不同的放大因數(shù)。最佳斜率或增益與系統(tǒng)所引入的算法以及壓縮系數(shù)量化的粗略程度有關(guān)。因此，個別系統(tǒng)的最佳斜率要由測量加以確定。
圖1中的平滑曲線示出了一個可替代的輪廓減小或再繪制傳遞函數(shù)。
圖2示出了第二種類型的再繪制函數(shù)，它對影象的整體亮度沒有影響。其中以起始階躍增量值代替了暗影象值，其平均斜率為1。該傳遞函數(shù)傾向淹沒一些影象區(qū)域，而放大其他區(qū)域之間的抖動噪音。用這種傳遞函數(shù)會減小暗影象的幅度分辨度，但也增強了輸入信號某些區(qū)域內(nèi)的信號變化。這種幅度繪制形式的整體影響在于減小了再現(xiàn)影象中的可見輪廓。這后一函數(shù)還有這樣的優(yōu)點，即其實施起來相當(dāng)簡單。
圖3示出一種移動補償預(yù)見型的視頻信號壓縮/編碼器，例如可用來按MPEG規(guī)程提供信號。圖3中，模擬視頻信號由信號源10提供，該信號源可以是攝象機、錄象機等。視頻信號加到模/數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器11上，從而產(chǎn)生一個表示該模擬信號的二進制取樣信號。此二進制數(shù)字視頻信號加到濾波器/格式器12上，以調(diào)整視頻信號供壓縮。濾波器/格式器12可包括對視頻信號進行抗混淆濾波(antialiasfilter)和次取樣、將各場組合為各幀、并按MPEG規(guī)程的要求在相繼的各組幀中對各幀重新編順序的裝置。
由濾波器/格式器12提供的信號加到幅度重繪器13上，以對低幅度取樣信號進行擴展和放大。來自重繪器13的取樣輸出信號在移動補償預(yù)見壓縮器14中被壓縮，以完成各象素值塊上的壓縮過程。元件14可以例如按MPEG1或MPEG2視頻標準提供經(jīng)壓縮的視頻信號。該壓縮視頻信號耦合到傳送處理器15，在其中該信號被分段并與首標連接，以形成供傳輸?shù)男盘柹?。這種構(gòu)成信號包的方式增強了傳輸信號的整體傳輸性能。傳送包加到調(diào)制器16上以便傳輸。錯誤編碼和/或信號混洗(signal shuffling)可包含在傳送處理器15中，或包含在調(diào)制器16中。
由圖可看出，重繪器13緊接濾波器/格式器12，但是所述函數(shù)既可在A/D11之前直接構(gòu)成亦可在其后直接構(gòu)成。
圖4以最通用形式示出重繪器13的第一個典型實施例。該實施例為一個只讀存儲器(ROM)，可編程在各個地址位置上，以產(chǎn)生圖1或圖2所示的任一個傳遞函數(shù)。這是通過對地址位置(圖1和2中橫坐標上的值)隨圖1和2縱坐標上反映的代表傳遞函數(shù)的值而變化所進行的編程完成的。工作時，將視頻信號(從A/D11或濾波器/格式器12加入)耦合至ROM的地址輸入端口，而由ROM輸出端口取出被傳送的或幅度重繪的視頻信號。
圖5示出一個模擬幅度重繪器，該重繪器提供了一個類似于圖1中所示的平滑曲線的傳遞函數(shù)。圖5中包括一個運算放大器26，該放大器帶有一負反饋電路，其由串聯(lián)在放大器26的反向輸入端和輸出端之間的電阻22和25形成。二極管23和24以相反極性并聯(lián)在電阻25上。來自信號源端20的視頻信號經(jīng)電阻21加到所述反向輸入端。可調(diào)的直流電壓加到放大器26的非反向輸入端。假定電阻21、22和25的阻值分別為R、R和KR，其中K為一常數(shù)。對于幅度小于這些二極管的正向擊穿電壓除以(1＋K)之值的輸入信號，放大器26輸出的增益為(1＋K)。對于較大的輸入信號，增量實際上等于1，因為二極管23或24之一將導(dǎo)通，從而使電阻25短接。由于設(shè)有正向?qū)ǖ亩O管，因此提升了輸出信號的直流數(shù)值，于是將一電平移位器28串聯(lián)在放大器26上，以對直流值的這一升高進行補償。應(yīng)當(dāng)指出，通過調(diào)整施加到非反向輸入端的直流值，這種電路方案可加以調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)在一有限范圍的不同輸入幅度上的增益增加。例如，如果已確定平均幅度為V的視頻信號代表了一個均勻場影象區(qū)，則可以調(diào)整施加于所述非反向輸入端上的直流電位，以調(diào)節(jié)這一范圍。
圖6示出一個典型的數(shù)字式實施方案，可得到一個分段的線性重繪函數(shù)。圖6中，以數(shù)字表示的視頻信號經(jīng)端子30加到數(shù)字乘法器31和門限檢測器32上。乘法器31有兩個可供選擇的乘法因子A和B，其中A＞B。當(dāng)輸入視頻信號值小于和大于一預(yù)定值“N”時，則乘法器分別執(zhí)行以因子A和B相乘的乘法。數(shù)值N是分段線性重繪函數(shù)的輸入信號轉(zhuǎn)折點的值。放大因子A和B之間的轉(zhuǎn)換是由門限檢測器32完成的，當(dāng)輸入信號越過N值時，該檢測器產(chǎn)生一個增益變動控制信號。為了防止在增益改變時刻出現(xiàn)直流間斷，當(dāng)采用放大因子B時，將一直流值b加到相乘后的輸出中。該直流值是由源35提供的，并經(jīng)一與門33可選擇地耦合到加法器34上，而與門33可選擇地由門限檢測器32啟動。相乘后的視頻信號加到加法器34的第二輸入端，使加法器輸出重繪的信號。這一情況認定重繪函數(shù)Vid.out為Vid.out＝A Vid.in當(dāng)Vid.in＜N時；Vid.out＝B Vid.in＋b 當(dāng)Vid.in≥N時。放大因子B可選為等于(255－AN)/(255－N)，從而實際上不影響較亮影象區(qū)的直流或亮度的變化。這時b將有以下的值b=255(N)(A-1)(255-N)]]>其中假定為8位數(shù)字視頻取樣信號，且Vid.out在輸入值為255時等于Vid.in。
圖7示出另一典型實施例，以建立圖2所示的函數(shù)。圖7中，視頻信號50加到多路復(fù)用器53的一個輸入端V5和檢測器51的輸入端上。來自源52的四個常數(shù)(數(shù)值1至數(shù)值4)耦合到多路復(fù)用器53的其他各輸入端V1-V4上。來自檢測器51的控制信號加到多路復(fù)用器53的控制輸入端上，以有選擇地使輸入端V1-V5上要用的信號之一通過。
檢測器51設(shè)計成有五種輸出狀態(tài)，以選取五個信號中的一個，每種輸出狀態(tài)相應(yīng)于輸入信號的一個鄰接范圍。例如，狀態(tài)5相應(yīng)于輸入信號≥50的范圍。當(dāng)檢測出狀態(tài)5時，耦合到多路復(fù)用器輸入端子V5上的視頻信號就作為輸出信號通過。當(dāng)視頻信號值落在與狀態(tài)1-4相關(guān)的范圍之一內(nèi)時，相應(yīng)的值(數(shù)值1至數(shù)值4)就作為該范圍的輸出信號通過。在該例中，各不同范圍1-4可以覆蓋輸入值的相等或不等的數(shù)目，于是可安排其產(chǎn)生幅度繪制函數(shù)中的任何一族。其中感興趣的一個函數(shù)由下式給出0UT＝Qi[X/ai]式中Qi分別為各范圍的輸出電平，ai表示各范圍，[]代表整除。
圖8示出一種重繪器，該重繪器不是只在較暗影象區(qū)中工作的。也就是，其重繪函數(shù)是在任何均勻場影象區(qū)上做出的。在圖8中，元件70不必代表一個實際的處理元件，而將其包括進來以指示以逐塊處理方法處理的象素塊的各個8×8陣列。8×8象素塊中的象素數(shù)據(jù)加到延遲元件72、用以選擇各塊中最小象素值的最小值檢測器73、及均勻度檢測器71上。均勻度檢測器71與門限檢測器75連接，用以確定象素數(shù)據(jù)的各塊是否示出了均勻場影象區(qū)。檢測器71可取不同形式。作為一個例子，檢測器71可產(chǎn)生一輸出值D71，即各塊中象素值的標準偏差。另外，檢測器71也可以產(chǎn)生這樣的輸出值71，它是按例如下式所示的差值之和 或 式中Pi，j代表一塊中各不同象素值，而Pmin和Pavg是各個塊中的最小和平均象素值。
如果和D71十分小，則可推知所含象素的幅值基本上相等，表明為均勻場影象區(qū)。由經(jīng)驗確定門限值，并將其引入門限檢測器75中。當(dāng)個別塊呈現(xiàn)的D71值小于門限值時，門限檢測器75使與門76和80啟動，反之則不啟動。與門76啟動后，當(dāng)時的塊的值D71就加到延遲元件77上，將與原先塊相關(guān)聯(lián)的D71值儲存起來。在減法器78中對當(dāng)時的和原先的塊的D71值相比較，將其差值加到第二個門限電路79上。如果相繼兩塊的D71值之差小于電路79的門限值時，電路79就將一啟動電位加到與門80上，反之則不加啟動信號。以下可清楚看出，如果與門80上的兩個輸入都有啟動信號時，不同的代表均勻場信號的小幅值變動會被選擇性地增強或升高，而該信號的平均值則基本上不變。也就是，如果當(dāng)時的塊表示一均勻場影象區(qū)，而原先的塊也表示有類似特性的均勻場影象區(qū)，則當(dāng)時的場會使低電平的變動增強。
來自延遲電路72的象素值加到加法器82的一個輸入端口上，同時也加到減法器74的被減數(shù)輸入端上。最小值檢測器73將所述個別塊的最小象素值加到減法器74的減數(shù)輸入端上，減法器74的輸出值是該塊的最小象素值的變動值，亦即低電平變動值(不是用減法器74中的所述最小值，也不能采用平均值)。低電平變動值加到乘法器81上，在其中以因子A或零改變其尺度。如果加到與門80上的兩個輸入均為啟動信號，則來自減法器74的差值塊以A改變尺度，否則以零改變尺度。改變了尺度的低電平差值塊加到加法器82的第二輸入端口上。如果某一塊的尺度因子為零，則由電路81提供給加法器82的值也為零，于是加法器82的輸出為不變的視頻信號。反之，如果某一塊的尺度因子為A，則放大了的低電平信號變化由電路81加到加法器82上，于是加法器82產(chǎn)生一個其低電平信號變動加強了的代表均勻場影象的信號，從而可阻止輪廓加重。
另一種模擬或數(shù)字式繪制裝置可取一種μ規(guī)則的擴展器/壓縮擴展器的形式。
CCIR601標準給出了以數(shù)字表示的視頻信號與其對應(yīng)的模擬視頻信號之間的繪制對應(yīng)關(guān)系。按照這一說明，一視頻信號在(16∶235)范圍內(nèi)，其亮度分量的各離散的取樣值，在對應(yīng)“黑”的最小值和對應(yīng)“白”的最大值之間描繪出一線性模擬電壓。以數(shù)字表示的其值為16或更小的象素因而應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生相同的最小“黑”電壓，而在值為235或更大時，應(yīng)產(chǎn)生相同的“白”峰值電壓。
作為視頻壓縮標準的MPEG使用了CCIR601。因此，低于16的象素亮度值是不許可的，在系統(tǒng)的處理過程中都應(yīng)改為16，然后才加到數(shù)/模轉(zhuǎn)換器上。另一種替代方法是，將數(shù)/模轉(zhuǎn)換器制成對任何等于或小于16的輸入值都產(chǎn)生相同的最小“黑”電壓。但實際上，嚴格遵循CCIR601是極少碰到的。大多數(shù)數(shù)/模轉(zhuǎn)換器均取0至255的輸入值的全部范圍，并產(chǎn)生一線性輸出電壓。在某些情況下，可用繪制
來代替對全電壓變動范圍內(nèi)繪制[16，235]。在另一些情況下，當(dāng)給出[16，235]范圍外的值時，也就產(chǎn)生了該指定范圍外的電壓。因此，低于16的輸入值似乎會出現(xiàn)“比黑更黑”的情況。
如果允許用低于16的值，較好也是非常簡單的辦法還是有效地進行幅度繪制，以減小輪廓，這可根據(jù)以下關(guān)系實現(xiàn)如果(X＜16) 則Y＝0；而如果(X＜32)則Y＝α(X－16)；其他值時 Y＝X其中X和Y分別為輸入和輸出值，α為一常數(shù)。設(shè)α等于2時，繪制的關(guān)系如圖9所示。這一函數(shù)可用隨機邏輯的硬件和開關(guān)實現(xiàn)，例如用圖10所示的裝置實現(xiàn)。該電路實現(xiàn)了一組較少有效位的選擇性的比特向左移位(即朝向更多有效比特位置的移位)，該移位是由更多有效比特所表示的值的函數(shù)。用X[i]表示各輸入取樣的比特，而用y[i]表示各輸出取樣的比特，對于八位取樣信號，其i＝0……7。利用布爾代數(shù)，設(shè)z＝x[7]＋x[6]＋x[5]y
＝x
zy[i]＝x[i]z＋x[i－1]x[4]z′當(dāng)i＝1－4y[i]＝x[i] 當(dāng)i＝5－7其中z′是z的補數(shù)。函數(shù)y[i]＝x[i－1]x[4]z′表示在輸入取樣的值大于16而小于32時比特1-4中一個比特向左移。這一個比特的移位相當(dāng)于2的α值。
圖10中，用或門(OR)來實現(xiàn)函數(shù)z，而該或門連同開關(guān)排S1一起來實現(xiàn)函數(shù)x[i]z＋X[i－1]x[4]z′。將對于i＝0－4的各輸入比特耦合到第一開關(guān)排S1上。在取樣輸入值大于32時，開關(guān)排S1的狀態(tài)如圖上所示。為小于32的值時，開關(guān)排S1中的各開關(guān)處于與其相反的狀態(tài)。因此，當(dāng)為大于32的值時，開關(guān)排S1的各開關(guān)S1i讓相應(yīng)的比特值通過；而如果取樣值小于32時，則各開關(guān)S1i讓次低有效值的比特通過，但開關(guān)S10讓零值通過。該開關(guān)排所提供的輸出值耦合到第二開關(guān)排S2的相應(yīng)輸入接點上。輸入值小于16時，開關(guān)排S2對于全部比特都提供零值，除此之外，開關(guān)排S2提供由開關(guān)排S1所輸出的各輸出值。前種情況出現(xiàn)在或門的輸出為低且比特x[4]呈現(xiàn)低狀態(tài)時。這種情況由與非門感測。圖10中所表示的開關(guān)排S2的狀態(tài)是對于與非門呈現(xiàn)低輸出電平時的狀態(tài)。
圖11示出為實現(xiàn)由圖10電路得到的函數(shù)的完整隨機邏輯電路。圖11中，函數(shù)z由或門100實現(xiàn)，而函數(shù)數(shù)z′由反向器101實現(xiàn)。i＝1－4的各比特值在輸入值大于或等于32(或門100為邏輯高)時由與門Ai提供，而在輸入值小于32(或門100為邏輯低且反向器101為邏輯高以及比特x[4]為邏輯高)時由與門Bi提供。各比特的與門Ai和Bi的輸出值在各自的或門Oi中非添加地進行組合。這里不再對該電路作詳細說明，因為數(shù)字電路設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員都很容易理解其工作原理。
圖2以放大了的方式示出由圖11的電路在輸入值小于32的范圍內(nèi)所提供的輸出信號。該輸出信號是一單調(diào)信號，其平均斜率或增益為2。應(yīng)注意，16和32之間的輸出值實際上是由其真實值中提取的(值16-32被繪制成0-32的值)，但表示為大于1的增益被定義為dy/dx，即每單位輸入的變化引起的輸出變化值。
這種特殊的繪制方式有以下優(yōu)點a)很容易實現(xiàn)，能降低輪廓加重假象；b)可見側(cè)邊效應(yīng)(visual side-effects)很小，不影響正常影象的總亮度；c)繪制是一比一的，處理過程中無信息損失。如果須要，可以進行反向繪制，以精確還原原來的象素數(shù)據(jù)；和d)對編碼效率只有輕微影響，甚至加到?jīng)]有輪廓加重的正常影象上時也影響很小。
權(quán)利要求
1.一種在視頻壓縮系統(tǒng)中用于減小均勻場影象區(qū)中輪廓加重效應(yīng)的方法，其特征在于包括提供一個待壓縮的視頻信號；僅在均勻場影象區(qū)中有選擇地放大所述視頻信號的幅度變化。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述輪廓減小僅對表示相當(dāng)暗的影象的視頻信號進行；而所述有選擇地放大步驟包括以增益值大于1的第一增益函數(shù)放大代表相當(dāng)暗影象的視頻信號，并以增益值小于所述第一增益函數(shù)的第二增益函數(shù)放大代表相當(dāng)亮影象的視頻信號。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有選擇地放大步驟包括設(shè)置一存儲器，將其編程在各地址位置上，這些地址位置具有相應(yīng)于按一第一增益函數(shù)進行尺度變換的第一鄰接范圍的地址值和按一第二增益函數(shù)進行尺度變換的至少第二鄰接范圍的地址值的值；并且將所述視頻信號加到該存儲器的地址端口上。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有選擇地放大步驟包括按照一種μ規(guī)則特性壓縮擴展所述視頻信號，其中較小信號幅度要被放大，而較大信號幅度不被放大。
5.如權(quán)利要求1所述的方去，其特征在于，所述有選擇地放大步驟包括將第一范圍的視頻信號幅度值繪制成為一個第一常數(shù)值；將第二范圍的視頻信號幅度值繪制成為一個第二常數(shù)值；將第三范圍的視頻信號幅度值繪制成為一個第三常數(shù)值；將第四范圍的視頻信號幅度值繪制成為其等量值；其中所述第一、第二、第三和第四范圍表示連續(xù)遞增的各視頻信號幅度值范圍，而所述第一、第二和第三常數(shù)值是連續(xù)遞增的值。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二范圍小于所述第一范圍，所述第三范圍小于所述第二范圍，而所述第四范圍則大于所述第一、第二和第三范圍。
7.一種在視頻信號壓縮系統(tǒng)中用于減小再現(xiàn)影象中輪廓加重的裝置，其特征在于包括所述視頻信號的信號源(10)；一種器件(13)，與所述信號源耦合，用于有選擇地放大在相當(dāng)均勻場影象區(qū)內(nèi)所述視頻信號的幅度變化，其放大是以比表示相當(dāng)不均勻場影象區(qū)的視頻信號或表示亮影象區(qū)的視頻信號的增益函數(shù)更大的增益函數(shù)而進行的；和一視頻信號壓縮器(14)，與所述器件耦合，用于壓縮所述視頻信號。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述器件包括一存儲器，具有與所述信號源連接的地址輸入端口和與所述視頻信號壓縮器連接的數(shù)據(jù)輸出端口，該存儲器被編程在以第一地址數(shù)據(jù)值的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系表示較亮影象信號的地址位置上和以第二地址數(shù)據(jù)值的數(shù)值對應(yīng)關(guān)系表示較暗影象信號的地址位置上，所述第二對應(yīng)關(guān)系代表比所述第一對應(yīng)關(guān)系更大增益的函數(shù)。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述器件包括一存儲器，該存儲器具有與所述信號源連接的地址端口和與所述視頻信號壓縮器連接的數(shù)據(jù)輸出端口，所述存儲器被編程在以第一常數(shù)值表示較暗影象信號的第一范圍的地址位置上、以第二常數(shù)值表示次暗影象信號的第二范圍的地址位置上、和以所述地址各自的值表示更次暗影象信號的第三范圍的地址數(shù)值上，其中所述第二常數(shù)值大于所述第一常數(shù)值。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述器件包括一放大器，該放大器具有與所述信號源連接的輸入端子、與所述視頻信號壓縮器連接的輸出端子、還有連接在其輸入與輸出端子之間的非線性反饋電路，用以實現(xiàn)對表示暗影象的視頻信號比對表示亮影象的視頻信號有更大的放大作用。
11.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述器件是一個μ規(guī)則壓縮擴展器。
12.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述器件是以大于1的增益放大表示暗影象的視頻信號，而以小于1的增益放大表示亮影象的視頻信號。
13.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述視頻信號取數(shù)字取樣的格式，而所述器件則包括一邏輯電路，用以有選擇地使輸入視頻取樣信號的較少有效比特向較多有效比特位置移位。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述邏輯電路包含一個對所述輸入視頻取樣信號的較多有效比特作出響應(yīng)的器件，用以產(chǎn)生一個調(diào)節(jié)所述邏輯電路的控制信號，以便對超過一預(yù)定值的輸入視頻取樣信號有選擇地使其較少有效比特向較多有效比特位置移位。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述邏輯電路包含對所述輸入視頻取樣信號的較多有效比特作出響應(yīng)的器件，用以對于超過一預(yù)定值的輸入取樣信號，使所述輸入視頻取樣信號的較少有效比特傳遞到一輸出端口的相應(yīng)比特位置上；而對于小于所述預(yù)定值的輸入視頻取樣信號，使所述輸入視頻取樣信號的較少有效比特傳遞到所述輸出端口的各自的大于1比特有效位的比特位置上。
16.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述信號源是一模擬視頻信號源；且包括與所述信號源耦合的一個模/數(shù)轉(zhuǎn)換器；一數(shù)字放大器，與所述模/數(shù)轉(zhuǎn)換器連接，用于以比對于表示亮影象視頻信號的變化的增益函數(shù)更大的增益函數(shù)有選擇地放大表示暗影象視頻信號的變化；所述視頻信號壓縮器與所述數(shù)字放大器耦合，用于以逐塊的方式壓縮視頻信號，以產(chǎn)生一個壓縮了的視頻信號；和一調(diào)制器，用于調(diào)制要傳輸?shù)乃鰤嚎s視頻信號。
全文摘要
一種調(diào)節(jié)視頻信號以減小由壓縮(14)視頻信號再現(xiàn)的影象中輪廓加重現(xiàn)象的編碼方法和裝置，包括在完成壓縮之前對視頻信號的預(yù)調(diào)節(jié)，以便有效地放大表示相當(dāng)平滑的影象區(qū)部分中的噪音。在一典型實施例中，將一存儲器編程在各自的地址位置上，以重繪(13)作為地址而施加到該存儲器中的數(shù)字化(11)信號的幅值。編程的目的是要增大較低幅值的范圍，而讓較高的幅值有效地原封不動地通過。
文檔編號H04N5/93GK1117695SQ9510729
公開日1996年2月28日 申請日期1995年7月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月18日
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