專利名稱：視頻失真標識和計數(shù)方法
技術領域：
本發(fā)明涉及視頻信號處理，尤其涉及視頻信號處理中的失真檢測。
背景技術：
包括微處理器和數(shù)字信號處理器的計算機裝置已經(jīng)被設計來大范圍地應用，并且已經(jīng)實際上使用在每一產(chǎn)業(yè)中。出于各種原因，許多應用已經(jīng)直接涉及處理視頻數(shù)據(jù)，并且要求功耗和體積最小。某些應用還要求能夠在實時或接近實時基礎上有效地執(zhí)行高速計算的計算機。許多這些視頻信號處理應用都要求能夠以日益增加的速度執(zhí)行多樣操作的數(shù)據(jù)信號處理電路。
各種視頻應用，例如運動圖像專家組(MPEG)應用、MPEG2應用(例如所有以在大約4M比特/秒和9M比特/秒之間的編碼比特速率的視頻數(shù)據(jù)數(shù)字傳輸)和其它應用都采用壓縮的視頻數(shù)據(jù)。由于小量的數(shù)據(jù)通常能夠傳送得更快并且使用較小的帶寬，所以數(shù)據(jù)壓縮在數(shù)據(jù)處理和傳送中尤其有用。但是，數(shù)據(jù)壓縮有時會產(chǎn)生由丟失數(shù)據(jù)引起的誤差。該丟失數(shù)據(jù)通常顯現(xiàn)為視頻圖像中的偏差，即人工失真。數(shù)據(jù)被壓縮得越小，就越會增加人工失真的出現(xiàn)?；诖朔N考慮，存在有在增加的壓縮和作為壓縮的結果出現(xiàn)的增加的人工失真之間的折衷方案。
使用壓縮數(shù)據(jù)建立的視頻圖像可以包括幾種不嚴重影響圖像質量或至少不把圖像質量降低到低于一個可接受的具體水平而人工失真。在某些視頻處理應用中，選擇人工失真的一個可接受的計數(shù)或數(shù)目，并且控制該圖象壓縮的數(shù)據(jù)以使該人工失真計數(shù)保持在一個可接受的范圍之內。在這些應用中，計數(shù)和/或標識該人工失真以便響應該計數(shù)采取糾正或其它操作通用是有用的。
在使用MPEG2壓縮和解壓縮的數(shù)據(jù)的圖像序列中，能夠發(fā)現(xiàn)幾種類型的人工失真。這些序列通常采用一個編碼格式，例如8×8(MPEG2)、8×10(540或528像素)、或8×12(480像素)的格式。由于涉及例如8×8數(shù)據(jù)塊離散余弦變換(DCT)系數(shù)的量化或不良編碼結果的問題，會將人工失真通過例如對比度或清晰度增強的處理而是放大。在這些和其它情況中，能夠標識明顯的分塊人工失真并且通常涉及到與一個具體視頻序列的多個分塊的聯(lián)系。分塊人工失真通常瞬間顯現(xiàn)為在解壓縮的解碼的圖像中的人工矩形不連貫性。分塊人工失真的可見性一般取決于使用的壓縮量、原始圖像的質量和性質以及使用的編碼器的質量。該可見的數(shù)據(jù)塊可以包括8×8 DCT數(shù)據(jù)塊或由于在MPEG編碼器或例如標準轉換器的其它運動矢量系統(tǒng)中的運動預測和/或估計的錯誤產(chǎn)生的錯位數(shù)據(jù)塊(例如16×16像素宏數(shù)據(jù)塊)。期望采取校正操作來降低這些人工失真的可見性。
本發(fā)明旨在的目標包括上述內容以及在MPEG2和其它類型的視頻數(shù)據(jù)處理中的人工失真的檢測。
發(fā)明概要本發(fā)明的各個方面涉及在視頻數(shù)據(jù)處理中的人工失真檢測，以及對人工失真標識和計數(shù)的更具體的應用。
根據(jù)一個具體的實施例，本發(fā)明提供人工失真檢測和計數(shù)，包括使用在一個數(shù)據(jù)表中的水平和垂直方向的每一個中的兩個循環(huán)，累計檢測的人工失真的一個計數(shù)。以編址包括上述討論的那些涉及人工失真檢測和視頻數(shù)據(jù)管理的查詢方式實現(xiàn)這兩個循環(huán)。
本發(fā)明的上述概要不打算描述本發(fā)明的每一個示出的實施例或每一實施方案。隨后的附圖和詳細描述更具體地給出了這些實施例的示例。
附圖描述結合附圖考慮本發(fā)明各種實施例的下列詳細描述將可以更完整地理解本發(fā)明，其中

圖1示出根據(jù)本發(fā)明一個實施例的人工失真檢測及計數(shù)；圖2是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于人工失真計數(shù)的水平柵格；和圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實施例的用于人工失真計數(shù)的垂直柵格。
雖然本發(fā)明可以有各種改進和可選形式，但是將以實例的方式詳細描述附圖中已經(jīng)示出的具體形式。但是應該理解，本申請不打算把發(fā)明限制到描述的具體實施例。相反，本申請試圖覆蓋落入由所附的權利要求書限定的本發(fā)明精神范圍中的全部修改、等同物和替換。
各種示例實施例的詳細描述本發(fā)明被認為是非常適用于在視頻數(shù)據(jù)處理，例如在MPEG2處理中進行人工失真檢測的方法和裝置。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)本發(fā)明對于使用數(shù)據(jù)壓縮并且易于人工失真的視頻數(shù)據(jù)處理尤其有益。同時本發(fā)明不必局限于這種應用，通過在一個循環(huán)境中的實例的討論而最佳得到本發(fā)明的各種方面。
在本發(fā)明的一個實施例中，使用一種兩部分算法檢測和計數(shù)在一個視頻數(shù)據(jù)序列中的人工失真，該兩部分算法采用在水平和垂直方向的每一個中的兩個掃描循環(huán)把人工失真計數(shù)值累加在一個人工失真計數(shù)表中。當針對水平或垂直人工失真之一檢測到例如輪廓的一個不希望的人工失真時，將更新(增加)該計數(shù)表。通過該表并且使用來自軟件應用的商和余數(shù)值來掃描第一循環(huán)，以便增加在該計數(shù)表格中的條目，達到該余數(shù)值的一個最大長度。第二循環(huán)利用小于1的輪廓的商值把增加的人工失真輸入項傳到表格中，并且達到該正被循環(huán)的該表格的行或列的末端。使用很低成本的硬件實現(xiàn)該人工失真檢測并且展現(xiàn)很小帶寬和等待時間。
本發(fā)明可被聯(lián)系各種應用而實施。圖1示出采用本發(fā)明的人工失真計數(shù)一種實施方案。MPEG2人工失真檢測單元使用在水平和垂直兩個方向中的梯度檢測來檢測視頻序列中存在的人工失真。來自該檢測單元的一個輸出提供在掃描像素處理的有效區(qū)域中的分塊以及柵格規(guī)模和人工失真起源的指示。以分別包括像素和字段處理120和140的一個MPEG2人工失真檢測算法處理掃描數(shù)據(jù)105。像素處理分成梯度濾波和數(shù)據(jù)塊人工失真的標識。人工失真的標識分成三個步驟，包括測試、人工失真計數(shù)和柵格尺寸計數(shù)。梯度濾波和數(shù)據(jù)塊人工失真的標識以硬件實施。字段處理包括分塊和柵格尺寸處理過程。通過數(shù)據(jù)塊等級指示和柵格位置處理用該分塊過程，并且使用來自MMIO的柵格計數(shù)值確定柵格尺寸以便執(zhí)行針對一個新柵格尺寸的計算。以軟件設計來實施該字段處理。
人工失真計數(shù)基于梯度值或在水平方向或垂直方向中的相鄰像素的測試條件。如果該梯度條件被滿足，則在該像素中存在人工失真。水平(test_H)和垂直(test_V)人工失真測試值確定在用于水平和垂直測試的一個人工失真計數(shù)表格中的計數(shù)值的增量。該人工失真計數(shù)表格的輸出值被存儲到存儲器并且柵格計數(shù)被存儲到MMIO寄存器。該字段處理被用于通過寄存器存取該被存儲的值。
在水平人工失真計數(shù)中，水平方向中存在的人工失真的長度(輪廓_H)被定義作為輪廓H＝輪廓_H_Q*PREVIOUS_GRID_SELECT+輪廓_H_R，其中輪廓_H_Q是輪廓_H和PREVIOUS_GRID_SELECT的商，它是預測的柵格尺寸(例如8、10或12)；并且其中輪廓_H_R是輪廓_H的余數(shù)。一旦指定了水平方向人工失真的長度，則從[PREVIOUS_GRID_SELECT，contour_H]確定計數(shù)邊界。當計數(shù)值是在邊界之外時(例如高于或低于表格的設置邊界)，將不增加該人工失真計數(shù)表格中的水平輸入項。如果計數(shù)值是在邊界范圍之內，則該人工失真計數(shù)表格遞增其輸入項直到計數(shù)值遞減到一個下邊界為止。
在垂直人工失真計數(shù)中，該用于垂直人工失真的計數(shù)值以類似于水平人工失真計數(shù)的方式增加。存在于垂直方向(輪廓_V)中的長度人工失真被定義為輪廓_V＝輪廓_V_Q*8+輪廓_V_R，其中輪廓_V_Q是輪廓_V的商而輪廓_V_R是余數(shù)。一旦設置了垂直人工失真的長度，則從[8，輪廓_V]確定計數(shù)邊界。當該計數(shù)值是在邊界之外時，該人工失真計數(shù)表格不增加其垂直輸入項，并且如果該計數(shù)值是在邊界范圍之內，則該人工失真計數(shù)表格增加其輸入項，直到計數(shù)值的遞減到一個下邊界為止。
該最大計數(shù)累積循環(huán)時間完全獨立于該輪廓值，并且該添加循環(huán)也被降低。通過使用來自軟件應用的輪廓值的商和余數(shù)，針對水平計數(shù)的人工失真標識和計數(shù)從傳統(tǒng)的[輪廓_H_R，輪廓_H_Q*PREVIOUS_GRID_SELECT+輪廓_H_R]減小到[輪廓_H_R，PREVIOUS_GRID_SELECT]，針對垂直計數(shù)的人工失真標識和計數(shù)從傳統(tǒng)的[輪廓_V_R，輪廓_V_Q*8+輪廓_V_R]減小到[輪廓_V_R，8](其中使用的垂直柵格尺寸是8)。
在本發(fā)明的一個具體實施例中，存儲上邊界的循環(huán)的水平計數(shù)被給定為 其中PREVIOUS_GRID_SELECT是8、10或12。并且存儲上邊界比例的循環(huán)時間的垂直計數(shù)被給定為
用于該表格的行或列的輸入項被分成兩組，用于存儲遞增(inc)或(inc-1)的值。圖2示出用于該水平方向的示例表格尺寸，具有分別對應于先前柵格尺寸12、10和8的柵格部分310、320和330。部分312、322和332對應于inc-1的值，而部分314、324和334對應于inc的值。針對水平方向的遞增值定義為 其中該計數(shù)值是水平方向計數(shù)值，而邊界點被定義為邊界＝計數(shù)值％先前選擇的柵格尺寸。
圖3示出實例表格尺寸(8)，具有用于垂直人工失真存儲的柵格部分310，以部分312和314分別對應于inc-1和inc的值。邊界是余數(shù)，并且針對該垂直方向的遞增值被定義為 并且針對垂直方向的邊界也定義為邊界＝計數(shù)值％8。
用于計數(shù)值存儲到輸入項的原始帶寬取決于輪廓值。用于存儲該計數(shù)值的最大帶寬能夠以僅利用一行或一列一次的處理來實現(xiàn)。與其中輪廓值被設置為大數(shù)的傳統(tǒng)應用相比，對于降低該帶寬需要來說這一點尤其有用。此外，用于輸入項的添加的兩種類型的邊界能夠在人工失真計數(shù)表格中自動地環(huán)繞式處理。
涉及本發(fā)明的使用和實施的更多的信息，可以參考附件標題是″用于在質量視頻輸入MPEG2人工失真檢測的一種新人工失真標識和計數(shù)方法(Anew artifact identification and counting method for MPEG2artifact detection in Quality Video Input)″的文章，該整篇文章被結合在此參考。
本發(fā)明無意局限于上述具體示例。落入本發(fā)明范圍中的本發(fā)明可用的各種改進、等效處理以及各種結構都被合理地闡明在所附的權利要求書中。
權利要求
1.一種在具有計數(shù)表格的視頻信號處理電路中用于人工失真檢測和計數(shù)的方法，該方法包括針對水平和垂直計數(shù)表格輸入項的每一個使用第一和第二循環(huán)，該第一循環(huán)被用來增加該計數(shù)表格輸入項達到一種檢測的人工失真值的一個余數(shù)值的長度，并且該第二循環(huán)被用來使用一個檢測的人工失真值的商值增加該計數(shù)表格輸入項。
2.權利要求1的方法，其中在一個水平方向中使用第一和第二循環(huán)包括使用等式輪廓_H＝(輪廓H_Q×PREVIOUS_GRID_SELECT+輪廓_H_R)定義在一個視頻圖像中水平方向上人工失真的長度，其中輪廓_H是該人工失真的長度值，輪廓H_Q是一個商值而輪廓_H_R是一個余數(shù)值；執(zhí)行通過一個視頻數(shù)據(jù)象素數(shù)據(jù)塊的第一循環(huán)，并且響應輪廓_H的商和余數(shù)值在該計數(shù)表格中增加一個輸入項，該計算表格輸入項被增加到不超過該余數(shù)值的一個值；以及執(zhí)行通過該視頻數(shù)據(jù)象素數(shù)據(jù)塊的第二循環(huán)，并且利用等于該商值-1并且不超過一個水平行的末端的一個值增加人工失真輸入項的余數(shù)值。
3.權利要求2的方法，其中使用針對水平計數(shù)表格輸入項第一和第二循環(huán)包括使用由等式inc＝輪廓_H/PREVIOUS_GRID_SELECT定義的一個增量值inc。
4.權利要求1的方法，其中在一個垂直方向中使用第一和第二循環(huán)包括使用等式輪廓_V＝(輪廓V_Q*8+輪廓_V_R)定義在一個視頻圖像中垂直方向上人工失真的長度，輪廓_V是該人工失真的長度值，輪廓_V_Q是一個商值而輪廓_V_R是一個余數(shù)值；執(zhí)行通過一個視頻數(shù)據(jù)象素數(shù)據(jù)塊的第一循環(huán)，并且響應輪廓_H的商和余數(shù)值在該計數(shù)表格中增加一個輸入項，該計算表格輸入項被增加到不超過該余數(shù)值的一個值；并且執(zhí)行通過該視頻數(shù)據(jù)象素數(shù)據(jù)塊的第二循環(huán)，并且利用等于該商值-1并且不超過一個垂直列的末端的一個值增加人工失真輸入項的余數(shù)值。
5.權利要求4的方法，其中使用針對垂直計數(shù)表格輸入項第一和第二循環(huán)包括使用由等式inc＝輪廓_V/8定義的一個增量值inc。
6.權利要求1的方法，進一步包括針對一個循環(huán)的至少一部分的尺寸而定義一個邊界。
7.權利要求6的方法，其中定義一個邊界包括定義一個上邊界。
8.權利要求6的方法，其中定義一個邊界包括定義一個下邊界。
9.權利要求6的方法，其中定義一個邊界包括在該計數(shù)表格中實現(xiàn)一個環(huán)繞式處理。
10.權利要求1的方法，其中僅使用一個添加來增加計數(shù)表格輸入項。
全文摘要
通過一個降低的帶寬把計數(shù)值累積到計數(shù)表輸入項中，使用在水平和垂直兩個方向中的循環(huán)增強人工失真檢測和計數(shù)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，針對水平和垂直計數(shù)表格輸入項進行第一和第二循環(huán)。在該第一循環(huán)中使用一個檢測的人工失真值的商和余數(shù)值增加計數(shù)表格輸入項，并且在該第二循環(huán)中使用該商值增加該計數(shù)表格輸入項。該表格在該第一循環(huán)中的增加局限于該余數(shù)值的長度，而該表格在第二循環(huán)中的增加局限于正被使用的該計數(shù)表格中的行或列的長度。以此方式，相對于傳統(tǒng)的應用而降低對該計數(shù)表格添加以及用于實現(xiàn)該添加的帶寬的等待時間。此外，到該表格中的每一輸入項都能夠被降低到一個添加。
文檔編號H04N7/26GK1575607SQ02821080
公開日2005年2月2日 申請日期2002年10月14日 優(yōu)先權日2001年10月26日
發(fā)明者林謙信, C·－M·楊 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司