專利名稱：編碼設(shè)備和方法、解碼設(shè)備和方法、圖像處理系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及編碼設(shè)備和方法、解碼設(shè)備和方法、圖像處理系統(tǒng)、圖像處理方法、記錄介質(zhì)、及程序。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及用于防止使用模擬信號(hào)進(jìn)行非法復(fù)制的編碼設(shè)備和方法、與之一起使用的解碼設(shè)備和方法、與之一起使用的圖像處理系統(tǒng)、與之一起使用的圖像處理方法、與之一起使用的記錄介質(zhì)、以及與之一起使用的程序。
背景技術(shù)：
近些年來(lái)，用于使用數(shù)字信號(hào)在諸如HD(硬盤(pán))或者DVD(數(shù)字多用途盤(pán))之類的記錄介質(zhì)上記錄諸如電視節(jié)目之類的內(nèi)容的數(shù)字記錄和再現(xiàn)設(shè)備已經(jīng)快速地得到了普及。
作為其中將HD和/或DVD用作記錄介質(zhì)的數(shù)字記錄和再現(xiàn)設(shè)備的普及的結(jié)果，變得有可能讓作為觀看者的用戶容易地以高質(zhì)量在記錄介質(zhì)上記錄電視節(jié)目。
另一方面，存在有這樣的方面，其中作為數(shù)字記錄和再現(xiàn)設(shè)備的廣泛使用的結(jié)果，以DVD的形式銷售的、諸如電視節(jié)目和電影之類的內(nèi)容可以容易地被非法復(fù)制。
圖1示出了用于再現(xiàn)記錄在記錄介質(zhì)上的內(nèi)容、用于顯示該內(nèi)容、以及用于將所播放的內(nèi)容記錄到另一個(gè)記錄介質(zhì)中的圖像處理系統(tǒng)的配置示例。
在圖1中，圖像處理系統(tǒng)1包括再現(xiàn)設(shè)備11，用于再現(xiàn)記錄在諸如如DVD的光盤(pán)之類的記錄介質(zhì)上的內(nèi)容的圖像信號(hào)，以及用于輸出產(chǎn)生的模擬圖像信號(hào)Van；顯示器12，用于將由再現(xiàn)設(shè)備11輸出的模擬圖像信號(hào)Van作為圖像進(jìn)行顯示；以及記錄設(shè)備13，用于在諸如光盤(pán)之類的記錄介質(zhì)上記錄該模擬圖像信號(hào)Van。
再現(xiàn)設(shè)備11包括解碼部分21和D/A(數(shù)字-模擬)轉(zhuǎn)換部分22。解碼部分21解碼從記錄介質(zhì)(未顯示)中讀取的、已編碼的數(shù)字圖像信號(hào)，并且將產(chǎn)生的數(shù)字圖像信號(hào)提供給D/A轉(zhuǎn)換部分22。D/A轉(zhuǎn)換部分22將從解碼部分21提供的數(shù)字圖像信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并且輸出產(chǎn)生的模擬圖像信號(hào)Van。
顯示器12由例如CRT(陰極射線管)、LCD(液晶顯示器)等形成，并且將來(lái)自D/A轉(zhuǎn)換部分22的模擬圖像信號(hào)Van作為圖像進(jìn)行顯示。這使得用戶有可能觀看到與記錄在記錄介質(zhì)上的圖像信號(hào)相對(duì)應(yīng)的圖像。
此外，還將從再現(xiàn)設(shè)備11輸出的模擬圖像信號(hào)Van提供(輸入)到記錄設(shè)備13。
記錄設(shè)備13包括A/D(模擬-數(shù)字)轉(zhuǎn)換部分31、編碼部分32、和記錄部分33，并且在諸如光盤(pán)之類的記錄介質(zhì)(未顯示)上記錄輸入的模擬圖像信號(hào)Van。
將由再現(xiàn)設(shè)備11輸出的模擬圖像信號(hào)Van輸入到A/D轉(zhuǎn)換部分31。A/D轉(zhuǎn)換部分31將輸入的模擬圖像信號(hào)Van轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且將產(chǎn)生的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg提供給編碼部分32。編碼部分32對(duì)來(lái)自A/D轉(zhuǎn)換部分31的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg進(jìn)行編碼，并且將產(chǎn)生的已編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd提供給記錄部分33。記錄部分33在記錄介質(zhì)上記錄編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd。
在如上所述配置的圖像處理系統(tǒng)1中，通過(guò)使用從再現(xiàn)設(shè)備11輸出的模擬圖像信號(hào)Van，可以在不同于從其中執(zhí)行重放的記錄介質(zhì)的記錄介質(zhì)上記錄圖像信號(hào)。也就是說(shuō)，存在在這樣一種危險(xiǎn)，即通過(guò)使用由再現(xiàn)設(shè)備11輸出的模擬圖像信號(hào)Van，非法復(fù)制內(nèi)容(中的圖像信號(hào))。
迄今為止，為了防止使用這樣的模擬圖像信號(hào)Van進(jìn)行非法復(fù)制，當(dāng)進(jìn)行版權(quán)保護(hù)時(shí)，建議使模擬圖像信號(hào)Van經(jīng)受擾頻處理并且輸出，或者建議禁止模擬圖像信號(hào)Van的輸出(例如，參考日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)2001-245270)。
此外，提出了這樣一種數(shù)字視頻設(shè)備，其中在重放側(cè)上的壓縮解碼部分和在記錄側(cè)上的壓縮編碼部分之一中、或者這兩者中提供了噪聲信息生成部分，而且將噪聲信息嵌入到數(shù)字視頻數(shù)據(jù)中，該噪聲信息具有這樣的程度以致于未必可以在一次處理中的圖像重放期間標(biāo)識(shí)出該信息，以便使復(fù)制本身是可能的，但是如果復(fù)制重復(fù)多次，則圖像顯著地惡化，由此實(shí)質(zhì)上限制了復(fù)制次數(shù)(例如，參見(jiàn)日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)1998-289522)。
然而，在如日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)2001-245270所述的、使模擬圖像信號(hào)Van經(jīng)受擾頻處理然后輸出該信號(hào)或者阻止模擬圖像信號(hào)Van的輸出的方法中，出現(xiàn)了這樣的問(wèn)題，即盡管可以防止非法復(fù)制，但是未必可以在顯示器12上顯示正常的圖像。
在如日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)1998-289522所述的、在重放側(cè)上的壓縮解碼部分中或者在記錄側(cè)上的壓縮編碼部分中嵌入噪聲信息的方法中，噪聲信息生成部分和用于嵌入噪聲信息的電路變?yōu)槭潜匦璧?，這帶來(lái)了電路尺寸增大的問(wèn)題。
因此，由本發(fā)明的申請(qǐng)人提出了一種用于防止使用模擬圖像信號(hào)的非法復(fù)制而不會(huì)導(dǎo)致諸如圖像不被顯示或者電路尺寸變大之類的問(wèn)題出現(xiàn)的技術(shù)(例如，參見(jiàn)日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)2004-289685)。

發(fā)明內(nèi)容
在日本未經(jīng)審查的專利申請(qǐng)公開(kāi)2004-289685所公開(kāi)的技術(shù)中，要注意諸如通過(guò)對(duì)模擬圖像信號(hào)執(zhí)行A/D轉(zhuǎn)換而獲得的、數(shù)字圖像信號(hào)的相位變化之類的模擬噪聲。通過(guò)對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)執(zhí)行使用相位變化的編碼，可以使得保持具有令人滿意的質(zhì)量的復(fù)制而不降低在復(fù)制之前的圖像質(zhì)量成為不可能，由此防止使用模擬圖像信號(hào)的非法復(fù)制。近些年來(lái)，當(dāng)數(shù)字內(nèi)容的分配已經(jīng)普遍時(shí)，需要提供一種用于以如上所述的方式防止非法復(fù)制的另一種技術(shù)。
鑒于這樣的情況已經(jīng)做出了本發(fā)明。能夠防止使用模擬信號(hào)的非法復(fù)制是所希望的。
依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種解碼設(shè)備，其包括輸入裝置，用于輸入其中輸入圖像數(shù)據(jù)被量化了的量化數(shù)據(jù)；以及解碼裝置，用于解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
輸入裝置可以輸入在圖像數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍的基礎(chǔ)上確定的量化步驟中所量化的塊的量化數(shù)據(jù)，而且解碼裝置可以解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且可以將形成該塊的像素的所產(chǎn)生的值轉(zhuǎn)換為在執(zhí)行量化時(shí)與像素值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值邊界鄰近的值。
輸入裝置可以輸入作為被矢量量化的結(jié)果而獲得的量化數(shù)據(jù)，而且解碼裝置可以對(duì)由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)執(zhí)行逆矢量量化，并且可以將產(chǎn)生的代表值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該代表值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
輸入裝置可以輸入DCT系數(shù)的量化數(shù)據(jù)，而且解碼裝置可以解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且可以將生成的DCT系數(shù)中的預(yù)定DCT系數(shù)轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該DCT系數(shù)相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
解碼設(shè)備還可以包括噪聲添加裝置，用于將噪聲添加到輸入圖像數(shù)據(jù)中。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種解碼方法，其包括步驟輸入其中輸入圖像數(shù)據(jù)被量化了的量化數(shù)據(jù)；以及，通過(guò)解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值，而進(jìn)行解碼。
依據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種其上記錄了程序的記錄介質(zhì)，該程序包括步驟輸入其中輸入圖像數(shù)據(jù)被量化的量化數(shù)據(jù)；以及，通過(guò)解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值，而進(jìn)行解碼。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種程序，其包括步驟輸入其中輸入圖像數(shù)據(jù)被量化了的量化數(shù)據(jù)；以及，通過(guò)解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值，而進(jìn)行解碼。
在依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的解碼設(shè)備和方法、以及程序中，輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)，解量化輸入的量化數(shù)據(jù)，而且將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種圖像處理系統(tǒng)，其包括編碼部分，編碼輸入圖像數(shù)據(jù)；以及解碼部分，解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)，其中，如果對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)編碼和解碼，則與輸入圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的圖像的圖像質(zhì)量惡化，而且編碼部分量化輸入圖像數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于和圖像處理系統(tǒng)一起使用的圖像處理方法，該圖像處理系統(tǒng)包括編碼部分，編碼輸入圖像數(shù)據(jù)；以及解碼部分，解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)，其中，如果對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)編碼和解碼，則與輸入圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的圖像的圖像質(zhì)量惡化了，該圖像處理方法包括步驟量化該輸入圖像數(shù)據(jù)。
在包括編碼輸入圖像數(shù)據(jù)的編碼部分和解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)的解碼部分的圖像處理系統(tǒng)中，其中，如果對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)編碼和解碼，則圖像的圖像質(zhì)量惡化了，而且在該圖像處理方法中，在編碼時(shí)量化輸入圖像數(shù)據(jù)。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種圖像處理系統(tǒng)，其包括編碼部分，編碼輸入圖像數(shù)據(jù)；以及解碼部分，解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)，其中，如果對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)編碼和解碼，則與輸入圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的圖像的圖像質(zhì)量惡化了，而且解碼部分包括輸入裝置，用于輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及解碼裝置，用于解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供了一種用于和圖像處理系統(tǒng)一起使用的圖像處理方法，該圖像處理系統(tǒng)包括編碼部分，編碼輸入圖像數(shù)據(jù)；以及解碼部分，解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)，其中，如果對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)編碼和解碼，則與輸入圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的圖像的圖像質(zhì)量惡化了，該圖像處理方法包括步驟輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及，通過(guò)解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值，而進(jìn)行解碼。
在包括編碼輸入圖像數(shù)據(jù)的編碼部分和解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)的解碼部分的圖像處理系統(tǒng)中，其中，如果對(duì)輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)編碼和解碼，則圖像的圖像質(zhì)量惡化了，以及在該圖像處理方法中，在解碼時(shí)，輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)，解量化輸入的量化數(shù)據(jù)，而且將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。


圖1為示出相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的圖像處理系統(tǒng)的配置示例的框圖；圖2為示出其中應(yīng)用了本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)的配置示例的框圖；圖3為示出依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例、圖2中的編碼部分92的配置示例的框圖；圖4說(shuō)明了圖3中的分塊電路152的處理；圖5說(shuō)明了圖3中的量化電路157的處理；圖6為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的編碼處理的流程圖；
圖7為示出依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例、圖2中的解碼部分94的配置示例的框圖；圖8為說(shuō)明圖7中的輸出調(diào)整電路254的處理的圖示；圖9為說(shuō)明圖7中的輸出調(diào)整電路254的處理的另一個(gè)圖示；圖10為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的解碼處理的流程圖；圖11說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的解碼處理；圖12為示出依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例、圖2中的編碼部分92的配置示例的框圖；圖13為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的編碼處理的流程圖；圖14為示出依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例、圖2中的解碼部分94的配置示例的框圖；圖15說(shuō)明了圖14中的輸出調(diào)整電路263的處理；圖16為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的解碼處理的流程圖；圖17說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的解碼處理；圖18為示出依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例、圖2中的編碼部分92的配置示例的框圖；圖19說(shuō)明了圖18中的分塊電路172的處理；圖20為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的編碼處理的流程圖；圖21為示出依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例、圖2中的解碼部分94的配置示例的框圖；圖22說(shuō)明了圖21中的輸出調(diào)整電路274的處理；圖23為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的解碼處理的流程圖；圖24說(shuō)明了依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的解碼處理；圖25為示出依據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例、圖2中的解碼部分94的另一個(gè)配置示例的框圖；圖26說(shuō)明了圖25中的解量化電路281的處理；圖27為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第一個(gè)實(shí)施例的解碼處理的另一個(gè)流程圖；圖28為示出依據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例、圖2中的解碼部分94的另一個(gè)配置示例的框圖；圖29說(shuō)明了圖28中的逆矢量量化電路291的處理；圖30為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的解碼處理的另一個(gè)流程圖；圖31為示出依據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例、圖2中的解碼部分94的另一個(gè)配置示例的框圖；圖32說(shuō)明了圖31中的解量化電路301的處理；圖33為說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的解碼處理的另一個(gè)流程圖；圖34為示出其中應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)的配置的另一個(gè)示例的框圖；圖35為示出其中應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)的配置的另一個(gè)示例的框圖；以及圖36為示出個(gè)人計(jì)算機(jī)的配置示例的框圖。
具體實(shí)施例方式
在描述本發(fā)明的實(shí)施例之前，在下面論述在權(quán)利要求的特征與在本發(fā)明的實(shí)施例中公開(kāi)的特定單元之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這個(gè)描述用于確保在這個(gè)說(shuō)明書(shū)中描述了支持所要求保護(hù)的發(fā)明的實(shí)施例。因此，即使在以下實(shí)施例中的單元未被描述為與本發(fā)明的某一特征有關(guān)，這也未必意味著該單元不與權(quán)利要求中的特征有關(guān)。相反地，即使在此處將單元描述為與權(quán)利要求中的某一特征有關(guān)，這也未必意味著該單元不與權(quán)利要求的其它特征有關(guān)。
此外，這個(gè)描述不應(yīng)當(dāng)被看作是限制在權(quán)利要求中描述了在實(shí)施例中公開(kāi)的本發(fā)明的所有方面。也就是說(shuō)，該描述不否認(rèn)存在實(shí)施例中描述了但是沒(méi)有在這個(gè)申請(qǐng)的發(fā)明中要求保護(hù)的本發(fā)明的方面，即，不否認(rèn)存在將來(lái)可以由分案申請(qǐng)要求保護(hù)或者可以通過(guò)修改另外要求保護(hù)的本發(fā)明的方面。
依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的解碼設(shè)備包括輸入裝置(例如，圖7中的數(shù)據(jù)分解電路252)，用于輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及解碼裝置(例如，圖7中的解量化電路253和輸出調(diào)整電路254)，用于解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將作為量化結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
在依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的解碼設(shè)備中，輸入裝置(例如圖7或者圖25中的數(shù)據(jù)分解電路252)輸入在圖像數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍的基礎(chǔ)上確定的量化步驟中所量化的塊的量化數(shù)據(jù)，而且解碼裝置(例如，圖7中的解量化電路253和輸出調(diào)整電路254，或者圖25中的解量化電路281)解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將形成所述塊的像素的生成值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與像素值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
在依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的解碼設(shè)備中，輸入裝置(例如，圖14中的逆VQ電路262或者圖28中的逆VQ電路291)輸入作為被矢量量化的結(jié)果而獲得的量化數(shù)據(jù)，而且解碼裝置(例如，圖14中的逆VQ電路262和輸出調(diào)整電路263，或者圖29中的逆VQ電路291)對(duì)由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)執(zhí)行逆矢量量化，并且將生成的代表值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該代表值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
在依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的解碼設(shè)備中，輸入裝置(例如，圖21或者圖31中的熵解碼電路272)輸入DCT系數(shù)的量化數(shù)據(jù)，而且解碼裝置(例如，圖21中的解量化電路和輸出調(diào)整電路274，或者圖31中的解量化電路301)解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將生成的DCT系數(shù)中的預(yù)定DCT系數(shù)轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與DCT系數(shù)相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的解碼設(shè)備還包括噪聲添加裝置(例如，圖35中的噪聲添加部分352和353)，用于將噪聲增加到解碼裝置的輸出中。
依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的解碼方法包括步驟輸入(例如，圖10中的步驟S21)其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及，通過(guò)解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將作為量化結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值邊界鄰近的值，來(lái)進(jìn)行解碼(例如，圖10中的步驟S22和23)。
如實(shí)施例中所闡述的記錄介質(zhì)中的程序的每一步驟的具體示例、以及如實(shí)施例中所闡述的程序的每一步驟的具體示例與如本發(fā)明的實(shí)施例中所闡述的解碼方法的每一步驟的具體示例相同。
以下將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。
圖2示出了其中應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施例的圖像處理系統(tǒng)50的配置示例。
再現(xiàn)設(shè)備51再現(xiàn)記錄在諸如例如DVD的光盤(pán)之類的記錄介質(zhì)61上的圖像(原有內(nèi)容)，或者再現(xiàn)由記錄設(shè)備53記錄在記錄介質(zhì)62上的圖像(復(fù)制內(nèi)容)，并且輸出生成的模擬圖像信號(hào)Van1到顯示器52和記錄設(shè)備53。
顯示器52由CRT(陰極射線管)、LCD(液晶顯示器)等形成，并且顯示與從再現(xiàn)設(shè)備51輸出的模擬圖像信號(hào)Van1相對(duì)應(yīng)的圖像。
記錄設(shè)備53編碼從再現(xiàn)設(shè)備51輸出的模擬圖像信號(hào)Van1，并且將其記錄(復(fù)制)在記錄介質(zhì)62上。
也就是說(shuō)，在圖像處理系統(tǒng)50中，基于作為再現(xiàn)和解碼記錄在記錄介質(zhì)(例如，記錄介質(zhì)61或者記錄介質(zhì)62)上的內(nèi)容的結(jié)果而獲得的模擬圖像信號(hào)Van，將內(nèi)容(的圖像信號(hào))復(fù)制到記錄介質(zhì)62等中是可能的。作為如稍后將要描述的解碼的結(jié)果，每次復(fù)制內(nèi)容時(shí)，會(huì)使圖像質(zhì)量(例如，S/N(信噪)比和圖像品質(zhì)降低的評(píng)價(jià))惡化。
還有可能讓記錄設(shè)備53重放編碼的圖像，以便將其記錄在記錄介質(zhì)62上以及在顯示器83上顯示它。這使得有可能當(dāng)由預(yù)定的再現(xiàn)設(shè)備(例如，再現(xiàn)設(shè)備51)再現(xiàn)記錄(復(fù)制)在記錄介質(zhì)62上的圖像時(shí)讓用戶確認(rèn)例如圖像的質(zhì)量。
下面將描述再現(xiàn)設(shè)備51和記錄設(shè)備53的細(xì)節(jié)。
首先，將描述再現(xiàn)設(shè)備51的配置示例。
再現(xiàn)設(shè)備51的解碼部分71對(duì)從記錄介質(zhì)61中讀取的已編碼的數(shù)字圖像信號(hào)(原有內(nèi)容的編碼數(shù)字圖像信號(hào))以及從記錄介質(zhì)62讀取的已編碼的數(shù)字圖像信號(hào)(復(fù)制內(nèi)容的編碼數(shù)字圖像信號(hào))進(jìn)行解碼，并且將生成的解碼數(shù)字圖像信號(hào)Vdg0提供給D/A轉(zhuǎn)換部分72。
D/A(數(shù)字-模擬)轉(zhuǎn)換部分72將從解碼部分71提供的解碼數(shù)字圖像信號(hào)Vdg0轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并且輸出生成的模擬圖像信號(hào)Van1到顯示器52和記錄設(shè)備53。
接下來(lái)，將描述記錄設(shè)備53的配置示例。
記錄部分(編碼設(shè)備)81將從再現(xiàn)設(shè)備51提供的模擬圖像信號(hào)Van1編碼為編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1，并且將其記錄在記錄介質(zhì)62上，或者將其提供給再現(xiàn)部分82。
也就是說(shuō)，記錄部分81中的A/D(模擬-數(shù)字)轉(zhuǎn)換部分91將從再現(xiàn)設(shè)備51提供的模擬圖像信號(hào)Van1轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并且將生成的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1提供給編碼部分92。
編碼部分92編碼從A/D轉(zhuǎn)換部分91提供的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1，并且將生成的已編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1提供給介質(zhì)記錄部分93以及再現(xiàn)部分82(的解碼部分94)。
介質(zhì)記錄部分93將從編碼部分92提供的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1記錄在記錄介質(zhì)62上(執(zhí)行使用來(lái)自再現(xiàn)設(shè)備51的模擬圖像信號(hào)Van1的復(fù)制)。
再現(xiàn)部分(解碼設(shè)備)82再現(xiàn)從記錄部分81提供的、與記錄在記錄介質(zhì)62上的編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1相同的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1，并且在顯示器83上顯示該播放的圖像。
也就是說(shuō)，再現(xiàn)部分82中的解碼部分94對(duì)從記錄部分81中的編碼部分92提供的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1進(jìn)行解碼，并且將生成的解碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2提供給D/A轉(zhuǎn)換部分95。
D/A轉(zhuǎn)換部分95將從解碼部分94提供的、解碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)，并且將生成的模擬圖像信號(hào)Van2輸出到顯示器83。
顯示器83由CRT、LCD等形成，并且顯示與從再現(xiàn)部分82(的D/A轉(zhuǎn)換部分95)輸出的模擬圖像信號(hào)Van2相對(duì)應(yīng)的圖像。這使得當(dāng)再次再現(xiàn)和顯示記錄在記錄介質(zhì)62上的、編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1時(shí)用戶確認(rèn)圖像成為可能。
接下來(lái)，參見(jiàn)圖3，將給出記錄設(shè)備53中的記錄部分81的編碼部分92的第一實(shí)施例的配置示例的描述。在這個(gè)編碼部分92中，執(zhí)行ADRC(自適應(yīng)動(dòng)態(tài)范圍編碼)處理。
將從A/D轉(zhuǎn)換部分91(圖2)提供給編碼部分92的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1(輸入圖像)輸入到輸入終端151中，并且以幀為單位將數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1提供給分塊電路152。
如圖4所示，分塊電路152將與經(jīng)由輸入終端151提供的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1相對(duì)應(yīng)的、具有諸如640×480個(gè)像素之類的預(yù)定數(shù)目像素的輸入幀(有效屏幕的圖像)劃分為例如具有4×4像素(水平方向×垂直方向)大小的塊BL。圖4中的圓圈標(biāo)記(○)表示形成幀的每個(gè)像素。
分塊電路152將所劃分塊BL中的每一個(gè)(其被順序地設(shè)置為感興趣的塊BLc)提供給最大值檢測(cè)部分153、最小值檢測(cè)部分154、和減法器156中的每一個(gè)。
最大值檢測(cè)部分153檢測(cè)形成從分塊電路152提供的感興趣塊BLc的像素的像素值中的最大值Vcdmax，并且將該最大值Vcdmax提供給減法器155。
最小值檢測(cè)部分154檢測(cè)形成從分塊電路152提供的感興趣塊BLc的像素的像素值中的最小值Vcdmin，并且將該最小值Vcdmin提供給減法器155、減法器156、和輸出終端158中的每一個(gè)。
減法器155從由最大值檢測(cè)部分153提供的感興趣塊BLc的最大值Vcdmax中減去從最小值檢測(cè)部分154提供的感興趣塊BLc的最小值Vcdmin，并且將該減法結(jié)果(也就是，該感興趣塊BLc的像素值的動(dòng)態(tài)范圍Vcddr(＝Vcdmax-Vcdmin))提供給量化電路157和輸出終端158中的每一個(gè)。
減法器156從形成從分塊電路152提供的感興趣塊BLc的每個(gè)像素的像素值中減去從最小值檢測(cè)部分154提供的最小值Vcdmin，并且將該減法結(jié)果(也就是，偏移了最小值Vcdmin的感興趣塊BLc)提供給量化電路157。
量化電路157在基于從減法器155提供的動(dòng)態(tài)范圍Vcddr確定的量化步驟中，量化從減法器156提供的感興趣塊BLc(偏移了最小值Vcdmin的感興趣塊BLc)中的每個(gè)像素的像素值。
更具體地說(shuō)，如果將量化位的數(shù)目設(shè)置為n，則量化電路157設(shè)置等級(jí)范圍，以便使動(dòng)態(tài)范圍Vcddr(在最大值Vcdmax和最小值Vcdmin之間的差值)在輸出中由2n-1均分，并且取決于輸入數(shù)據(jù)(像素值)屬于哪個(gè)級(jí)別范圍而分配一個(gè)n位的編碼信號(hào)。
圖5中的部分A示出了當(dāng)量化位的數(shù)目為2(n＝2)時(shí)的等級(jí)范圍。在這種情況下，這樣設(shè)置等級(jí)范圍(也就是，從最小值Vcdmin到閾值th1、從閾值th1到閾值th2、從閾值th2到閾值th3、以及從閾值th3到最大值Vcdmax的四個(gè)等級(jí)范圍)，以便使動(dòng)態(tài)范圍Vcddr由3(＝22-1)均分。取決于輸入數(shù)據(jù)(像素值)所屬的等級(jí)范圍，將2位的編碼信號(hào)(00、01、10、或者11)分配給輸入數(shù)據(jù)(像素值)。在圖5的部分A中的閾值th1、th2、和th3是表示等級(jí)范圍的邊界的閾值。
返回參考圖3，量化電路157將被設(shè)置為編碼數(shù)據(jù)Vcdo的、所分配的編碼信號(hào)輸出到輸出終端158。
量化位的數(shù)目n可以固定為預(yù)定的數(shù)目，或者可以基于動(dòng)態(tài)范圍Vcddr而改變。做為選擇，當(dāng)基于動(dòng)態(tài)范圍Vcddr改變量化位的數(shù)目n時(shí)，動(dòng)態(tài)范圍Vcddr越大，量化位的數(shù)目n變得越大。
例如，當(dāng)圖像數(shù)據(jù)可以使用值0到255時(shí)，當(dāng)0＜動(dòng)態(tài)范圍Vcddr＜4時(shí)，將量化位的數(shù)目設(shè)置為0；當(dāng)5＜動(dòng)態(tài)范圍Vcddr＜13時(shí)，將量化位的數(shù)目設(shè)置為1；當(dāng)14＜動(dòng)態(tài)范圍Vcddr＜35時(shí)，將量化位的數(shù)目設(shè)置為2；當(dāng)36＜動(dòng)態(tài)范圍Vcddr＜103時(shí)，將量化位的數(shù)目設(shè)置為3；以及當(dāng)104＜動(dòng)態(tài)范圍Vcddr＜255時(shí)，將量化位的數(shù)目設(shè)置為4。
返回參見(jiàn)圖3，將每個(gè)塊(被設(shè)置為感興趣塊BLc的塊BL)的最小值Vcdmin、動(dòng)態(tài)范圍Vcddr、和編碼數(shù)據(jù)(每個(gè)像素值的編碼信號(hào))Vcdo輸入到輸出終端158。以幀為單位將用于每個(gè)塊BL的這些信息從輸出終端158輸出到介質(zhì)記錄部分93和再現(xiàn)部分82(圖2)。
接下來(lái)，將參考圖6中的流程圖描述編碼部分92的操作。
在步驟S1，分塊電路152將經(jīng)由輸入終端151(圖4)輸入的、用于一幀的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1劃分為塊。
接下來(lái)，在步驟S2，分塊電路152將作為劃分為塊的結(jié)果而獲得的塊中的、被設(shè)置為感興趣塊BLc的一個(gè)塊提供給最大值檢測(cè)部分153、最小值檢測(cè)部分154、和減法器156中的每一個(gè)。
最大值檢測(cè)部分153檢測(cè)感興趣塊BLc的像素值中的最大值Vcdmax，而且最小值檢測(cè)部分154檢測(cè)該感興趣塊BLc的像素值中的最小值Vcdmin。
在步驟S3，減法器155從感興趣塊BLc的最大值Vcdmax中減去該感興趣塊BLc的最小值Vcdmin，以便計(jì)算動(dòng)態(tài)范圍Vcddr。
在步驟S4，減法器156從形成感興趣塊BLc的每個(gè)像素的像素值中減去該感興趣塊BLc的最小值Vcdmin(將該感興趣塊BLc偏移了最小值Vcdmin)。
在步驟S5，量化電路157基于該感興趣塊BLc的動(dòng)態(tài)范圍Vcddr(圖5)，量化偏移了最小值Vcdmin的感興趣塊BLc中的每個(gè)像素的像素值。
在步驟S6，分塊電路152確定形成一幀的所有塊BL是否都作為感興趣塊BLc輸出了，也就是說(shuō)，確定是否對(duì)一幀中的所有塊BL執(zhí)行了如上所述的步驟S2到S5中的處理。如果確定存在還沒(méi)有被處理的塊BL，則處理返回到步驟S2，并且類似地執(zhí)行步驟S2以及后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S6確定所有塊BL都被處理了時(shí)，處理繼續(xù)到步驟S7，其中將用于一幀的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1從輸出終端158提供(輸出)給介質(zhì)記錄部分93和再現(xiàn)部分82，其中用于一幀的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1由形成一幀的每個(gè)塊BL的最小值Vcdmin、動(dòng)態(tài)范圍Vcddr、和編碼數(shù)據(jù)(每個(gè)像素的編碼信號(hào))形成。
在步驟S8，分塊電路152確定是否仍然存在要被處理的幀，也就是說(shuō)，確定是否從A/D轉(zhuǎn)換部分91提供接下來(lái)要被處理的幀的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1。當(dāng)確定仍然存在要被處理的幀時(shí)，處理返回到步驟S1，并且類似地執(zhí)行步驟S1和后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S8確定沒(méi)有要被處理的幀時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)沒(méi)有從A/D轉(zhuǎn)換部分91提供接下來(lái)要被處理的幀時(shí)，該處理完成。
接下來(lái)，將參考圖7給出記錄設(shè)備53的再現(xiàn)部分82中的解碼部分94的第一實(shí)施例的配置示例的描述。這個(gè)解碼部分94解碼由圖3中的編碼部分92(第一實(shí)施例)編碼的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1。
將從編碼部分92(圖3)提供的、編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1輸入到輸入終端251，并且以幀為單位將編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1提供給數(shù)據(jù)分解電路252。
數(shù)據(jù)分解電路252將經(jīng)由輸出終端251輸入的、編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1分解為形成一幀的每個(gè)塊BL的最小值Vcdmin、動(dòng)態(tài)范圍Vcddr、以及編碼數(shù)據(jù)(每個(gè)像素的編碼信號(hào))Vcdo，并且獲得它們。
數(shù)據(jù)分解電路252對(duì)于每個(gè)塊BL，將作為分解結(jié)果而獲得的動(dòng)態(tài)范圍Vcddr和編碼數(shù)據(jù)Vcdo提供給解量化電路253，并且將最小值Vcdmin提供給加法器255。
解量化電路253基于從數(shù)據(jù)分解電路252提供的動(dòng)態(tài)范圍Vcddr，將從數(shù)據(jù)分解電路252提供的編碼數(shù)據(jù)(塊BL中的每個(gè)像素的編碼信號(hào))Vcdo解量化為預(yù)定值，并且將該值輸出到輸出調(diào)整電路254。
更具體地說(shuō)，如圖5中的部分A和B所示，當(dāng)作為編碼數(shù)據(jù)Vcdo的編碼信號(hào)為11時(shí)，解量化電路253將該編碼信號(hào)解量化為值L4(與最大值Vcdmax相對(duì)應(yīng)的值)，當(dāng)編碼信號(hào)為10時(shí)將編碼信號(hào)解量化為值L3(對(duì)應(yīng)于在閾值th3和閾值th2之間的中間值的值)，當(dāng)編碼信號(hào)為01時(shí)將編碼信號(hào)解量化為值L2(對(duì)應(yīng)于在閾值th2和閾值th1之間的中間值的值)，以及當(dāng)編碼信號(hào)為00時(shí)將編碼信號(hào)解量化為值L1(對(duì)應(yīng)于最小值Vcdmin的值)。
輸出調(diào)整電路254將從解量化電路253提供的、用于每個(gè)像素的解量化值改變?yōu)楦咏谠诰幋a時(shí)用于量化的量化閾值th的值(鄰近值)，并且輸出該值到加法器255。
更具體地說(shuō)，將解量化值改變?yōu)楦咏谠谳^高區(qū)域中的閾值的值。例如，將圖8的部分A中所示的解量化值L2改變?yōu)楦咏谠谳^高區(qū)域中的閾值th2的值L2′，以及將解量化值L3改變?yōu)楦咏谠谳^高區(qū)域中的閾值th3的值L3′。
此外，還可以將解量化值改變?yōu)楦咏谠谳^低區(qū)域中的閾值的值。也就是說(shuō)，圖9的部分A中所示的解量化值L2改變?yōu)楦咏谠谳^低區(qū)域中的閾值th1的值L2″，以及解量化值L3改變?yōu)楦咏谠谳^低區(qū)域中的閾值th2的值L3″。
如稍后將詳細(xì)描述的那樣，不對(duì)分別為最大值和最小值的值L4和值L1執(zhí)行值調(diào)整。
返回參見(jiàn)圖7，輸出調(diào)整電路254提供以這種方式恰當(dāng)?shù)馗淖?調(diào)整)的解量化值給加法器255。
加法器255將從數(shù)據(jù)分解電路252提供的最小值Vcdmin添加到從輸出調(diào)整電路254提供的、用于每個(gè)像素的解量化值中，并且提供所生成的值(像素值)到塊分解電路256。
塊分解電路256將從加法器255提供的、每個(gè)塊BL中的每個(gè)像素的圖像值返回到在被劃分成塊之前的位置，并且將生成的解碼數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2輸出到輸出終端257。解碼數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2從輸出終端257輸出到D/A轉(zhuǎn)換部分95(圖2)。
接下來(lái)，將參考圖10中的流程圖描述解碼部分94的操作。
在步驟S21，數(shù)據(jù)分解電路252將經(jīng)由輸入終端251從記錄部分81的編碼部分92提供的、用于一幀的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1分解為用于每一塊的動(dòng)態(tài)范圍Vcddr、最小值Vcdmin、和編碼數(shù)據(jù)(每個(gè)像素的編碼信號(hào))Vcdo，并且獲得它們。
數(shù)據(jù)分解電路252對(duì)于每個(gè)塊BL將作為分解結(jié)果而獲得的動(dòng)態(tài)范圍Vcddr和編碼數(shù)據(jù)Vcdo提供給解量化電路253，并且為每個(gè)塊BL將最小值Vcdmin提供給加法器255。
在步驟S22，解量化電路253基于從數(shù)據(jù)分解電路252提供的動(dòng)態(tài)范圍Vcddr、將從數(shù)據(jù)分解電路252提供的編碼數(shù)據(jù)(形成一個(gè)塊BL的每個(gè)像素的編碼信號(hào))Vcdo解量化為預(yù)定值(圖5中的部分B)，并且將該預(yù)定值提供給輸出調(diào)整電路254。
接下來(lái)，在步驟S23，輸出調(diào)整電路254將從解量化電路253提供的每個(gè)解量化值L改變(調(diào)整)為更接近于在編碼時(shí)用于量化的量化閾值th的值(鄰近值)(圖8或者圖9)，并且將該值提供給加法器255。
在步驟S24，加法器255將從數(shù)據(jù)分解電路252提供的最小值Vcdmin添加到從輸出調(diào)整電路254提供的、其輸出被調(diào)整了的每個(gè)解量化值L中(恢復(fù)偏移)，并且提供所生成的值(像素值)到塊分解電路256。
在步驟S25，塊分解電路256這樣排列這些像素值，以便從加法器255提供的像素值的順序變?yōu)橛糜诠鈻艗呙璧捻樞?塊BL中的每個(gè)圖像值返回到在被分成塊之前的位置)。
在步驟S26，數(shù)據(jù)分解電路252對(duì)于形成一幀的塊BL，確定是否仍然存在要被處理的塊BL。當(dāng)確定仍然存在要被處理的塊BL時(shí)，處理返回到步驟S22，并且類似地執(zhí)行步驟S22和后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S26確定已經(jīng)完全處理了一幀中的所有塊BL時(shí)，該處理繼續(xù)到步驟S27，其中用于一幀的解碼數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2從輸出終端257提供(輸出)到D/A轉(zhuǎn)換電路95。
在步驟S28，數(shù)據(jù)分解電路252確定是否仍然存在要被處理的幀，也就是說(shuō)，確定是否從編碼部分92提供接下來(lái)要被處理的幀。當(dāng)確定仍然存在要被處理的幀時(shí)，處理返回到步驟S21，并且類似地執(zhí)行步驟S21和后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S28確定不存在要被處理的幀時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)沒(méi)有從編碼部分92提供接下來(lái)要被處理的幀時(shí)，該處理完成。
上文中描述了記錄設(shè)備53的再現(xiàn)部分82中的解碼部分94的配置和操作。再現(xiàn)設(shè)備51中的解碼部分71具有與解碼部分94相同的配置，并且可以類似于解碼部分94地進(jìn)行操作，以便解碼由編碼部分92編碼的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1(記錄在記錄介質(zhì)62上的編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1)。
接下來(lái)，將在下面給出在上述圖像處理系統(tǒng)50中每次復(fù)制內(nèi)容(圖像)時(shí)使副本的圖像質(zhì)量(例如，S/N比)惡化的原理的描述。
由于當(dāng)由D/A轉(zhuǎn)換器72和95將解碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg0和Vdg2轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)時(shí)的白噪聲，從再現(xiàn)設(shè)備51(的D/A轉(zhuǎn)換部分72)和再現(xiàn)部分82(的D/A轉(zhuǎn)換部分95)輸出的模擬圖像信號(hào)Van1和Van2通常具有失真(以下稱為“模擬失真”)。因此，即使在同一時(shí)間的靜止部分中以及其中在時(shí)間方向變化小的地方中，當(dāng)執(zhí)行編碼時(shí)在(在記錄部分81的A/D轉(zhuǎn)換部分91中的)A/D轉(zhuǎn)換期間，像素值也發(fā)生改變(變化)。
記錄在記錄介質(zhì)61上的編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd由再現(xiàn)設(shè)備51的解碼部分71(圖10)再現(xiàn)和解碼，而且如例如圖11中的部分A所示、解量化值L2在再現(xiàn)設(shè)備51的解碼部分71中經(jīng)受第一解量化，并且如圖11的部分B所示，其被調(diào)整(改變)為更接近于較高區(qū)域中的閾值th2的值L2′(在再現(xiàn)設(shè)備51的解碼部分71中的第一輸出調(diào)整)。因此，如圖11中的部分C所示，當(dāng)作為將模擬失真添加到在D/A轉(zhuǎn)換部分72的D/A轉(zhuǎn)換之后的模擬信號(hào)Van1中的結(jié)果、值L2′作為像素值在記錄部分81的A/D轉(zhuǎn)換部分91中的A/D轉(zhuǎn)換中改變時(shí)，即使該變化是小的，值L2′也超過(guò)用于在編碼部分92中的編碼(量化)的閾值th2(擴(kuò)展到其之上)。因此，如圖11中的部分D所示，應(yīng)該向其分配原有值L2的編碼01的像素值可以被量化為編碼10。也就是說(shuō)，在再現(xiàn)部分82的解碼部分94中的第二解量化中，如圖11中的部分E所示，因?yàn)閼?yīng)該被解量化為原有值L2的像素值還可以被解量化為L(zhǎng)3，所以像素值極大地改變了。因此，當(dāng)與顯示在顯示器上的、對(duì)其執(zhí)行了第一解碼的圖像相比較時(shí)，顯示在顯示器83上的、對(duì)其執(zhí)行了第二解碼的圖像的圖像質(zhì)量惡化了(當(dāng)沿時(shí)間方向觀看圖像數(shù)據(jù)時(shí)出現(xiàn)大的失真)。
作為進(jìn)一步的后續(xù)解碼的結(jié)果(作為為了進(jìn)行復(fù)制的目的而再現(xiàn)和解碼的結(jié)果)，如圖11的部分F所示，調(diào)整被解量化到值L3的像素值以便作為值L3′輸出。
不改變最大值L4和最小值L1的原因在于，因?yàn)榧词怪瞪僭S改變的話整個(gè)塊的動(dòng)態(tài)范圍也不會(huì)極大地改變，所以由動(dòng)態(tài)范圍定義的量化器的特性不會(huì)極大地改變。
基于如上所述的原理，在上述圖像處理系統(tǒng)50中，每次復(fù)制內(nèi)容(圖像)時(shí)(每次重復(fù)解碼和編碼時(shí))，圖像質(zhì)量(例如，S/N比)惡化。因而，因?yàn)閺?fù)制內(nèi)容是沒(méi)有意義的，所以不執(zhí)行使用模擬圖像信號(hào)的復(fù)制(可以阻止非法復(fù)制)。
圖12示出了記錄設(shè)備53的記錄部分81中的編碼部分92的第二實(shí)施例的配置示例。在這個(gè)編碼部分92中，執(zhí)行矢量量化。
將從A/D轉(zhuǎn)換部分91(圖2)提供的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1(輸入圖像)輸入到輸入終端161中，并且將數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1提供給分塊電路162。
如圖4所示，分塊電路162將與經(jīng)由輸入終端161提供的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1相對(duì)應(yīng)的、具有諸如640×480個(gè)像素之類的預(yù)定數(shù)目像素的輸入幀劃分為例如具有4×4像素(水平方向×垂直方向)大小的塊BL。
分塊電路162將每個(gè)所劃分的被順序地設(shè)置為感興趣塊BLc的塊BL提供給矢量量化(VQ)電路163。
矢量量化電路163對(duì)從分塊電路162提供的塊BL執(zhí)行矢量量化，并且輸出生成的編碼到輸出終端164。
用這樣的方式執(zhí)行矢量量化，以便例如，提供由LBG(Linde BuzoGray)算法使用許多普通的圖像學(xué)習(xí)的碼本，并且從該碼本中選擇塊BL的矢量和最小歐幾里德(Euclid)距離的編碼。
將用于每個(gè)塊BL的編碼輸入到輸出終端164。以幀為單位將每個(gè)塊BL的編碼作為編碼數(shù)據(jù)Vcd1從輸出終端164輸出到介質(zhì)記錄部分93和再現(xiàn)部分82(圖2)。
將在下面參考圖13中的流程圖描述圖12中的編碼部分92的操作。
在步驟S41，分塊電路162將經(jīng)由輸入終端161輸入的、用于一幀的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1劃分為塊(圖4)。
在步驟42，分塊電路162將作為劃分為塊的結(jié)果而獲得的塊中的、被設(shè)置為感興趣塊BLc的一個(gè)塊提供給矢量量化電路163。矢量量化電路對(duì)感興趣塊BLc執(zhí)行矢量量化。
在步驟S43，分塊電路162確定形成一幀的所有塊BL是否都作為感興趣塊BLc輸出了，也就是說(shuō)，確定是否對(duì)一幀中的所有塊BL執(zhí)行了矢量量化處理。當(dāng)確定存在還沒(méi)有被處理的塊BL時(shí)，處理返回到步驟S42，并且類似地執(zhí)行步驟S42以及后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S43確定已經(jīng)處理了所有塊BL時(shí)，處理返回到步驟S44，其中將用于一幀的編碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1從輸出終端164提供(輸出)給介質(zhì)記錄部分93和解碼部分94。
在步驟S45，分塊電路162確定是否仍然存在要被處理的幀，也就是說(shuō)，確定是否從A/D轉(zhuǎn)換部分91提供接下來(lái)要被處理的幀。當(dāng)確定仍然存在要被處理的幀時(shí)，處理返回到步驟S41，并且類似地執(zhí)行步驟S41和后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S45確定不存在要被處理的幀時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)沒(méi)有從A/D轉(zhuǎn)換部分91提供接下來(lái)要被處理的幀時(shí)，該處理完成。
圖14示出了記錄設(shè)備53的再現(xiàn)部分82中的解碼部分94的第二實(shí)施例的配置示例。這個(gè)解碼部分94解碼由圖12中的編碼部分92(第二實(shí)施例)編碼的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1。
將從編碼部分92(圖12)提供的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1輸入到輸入終端261中，并且將編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1提供給逆矢量量化(VQ)電路262。
逆矢量量化電路262對(duì)于每個(gè)塊對(duì)經(jīng)由輸入終端261提供的編碼數(shù)字圖像信號(hào)(編碼)Vcd1執(zhí)行逆矢量量化，并且提供該信號(hào)到輸出調(diào)整電路263。
更具體地說(shuō)，該逆矢量量化電路262從碼本中選擇與作為編碼數(shù)字圖像Vcd1提供的編碼相對(duì)應(yīng)的值(代表矢量)(代表點(diǎn))，并且輸出該值。這個(gè)碼本與編碼部分92的矢量量化電路163所使用的那個(gè)碼本相同。
輸出調(diào)整電路263調(diào)整從逆矢量量化電路262提供的解量化值，并且將該解量化值提供給塊分解電路264。
更具體地說(shuō)，輸出調(diào)整電路263將如圖15的部分A所示的、在矢量空間中的解量化值(代表點(diǎn)P)改變?yōu)槿鐖D15的部分B所示的、更接近于量化閾值th(例如，最接近的量化閾值th)的矢量值。因而，改變塊BL中的每個(gè)像素值。
返回參見(jiàn)圖14，塊分解電路264將從輸出調(diào)整電路263提供的每個(gè)塊BL的每個(gè)像素的像素值恢復(fù)到在被分成塊之前的位置，并且將生成的解碼數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2輸出到輸出終端265。解碼的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2從輸出終端265輸出到D/A轉(zhuǎn)換電路95(圖2)。
接下來(lái)，將參考圖16中的流程圖描述圖14中的解碼部分94的操作。
在步驟S51，逆矢量量化電路262向那里輸入用于一幀的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1，該信號(hào)經(jīng)由輸入終端261從記錄部分81的編碼部分92提供。在步驟S52，逆矢量量化電路262對(duì)形成幀的塊BL執(zhí)行逆矢量量化。
接下來(lái)，在步驟S53，輸出調(diào)整電路263將從逆矢量量化電路262提供的每個(gè)解量化值改變(調(diào)整)為更接近于量化閾值th的值(鄰近值)(圖15中的部分B)。
在步驟S54，塊分解電路264這樣排列從輸出調(diào)整電路254提供的像素值，以便使其順序變?yōu)橛糜诠鈻艗呙璧捻樞?塊BL中的每一個(gè)像素值返回到在被劃分成塊之前的位置)。
在步驟S55，逆矢量量化電路262確定是否對(duì)所有形成一幀的塊BL執(zhí)行了逆矢量量化處理。當(dāng)確定存在還沒(méi)有被處理的塊BL時(shí)，則處理返回到步驟S52，并且類似地執(zhí)行步驟S52以及后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S55確定已經(jīng)對(duì)一幀中的所有塊BL執(zhí)行了逆矢量量化處理時(shí)，該處理繼續(xù)到步驟S56，其中用于一幀的解碼數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2從輸出終端265提供(輸出)到D/A轉(zhuǎn)換電路95。
在步驟S57，逆矢量量化電路262確定是否仍然存在要被處理的幀，也就是說(shuō)，確定是否從編碼部分92提供接下來(lái)要被處理的幀。當(dāng)確定仍然存在要被處理的幀時(shí)，處理返回到步驟S51，并且類似地執(zhí)行步驟S51和后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S57確定不存在要被處理的幀時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)沒(méi)有從編碼部分92提供接下來(lái)要被處理的幀時(shí)，該處理完成。
在這個(gè)示例的情況下，也描述了記錄設(shè)備53的再現(xiàn)部分82中的解碼部分94的配置和操作。再現(xiàn)設(shè)備51中的解碼部分71具有與解碼部分94相同的配置，并且可以類似于解碼部分94地進(jìn)行操作，以便解碼由編碼部分92編碼的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1(記錄在記錄介質(zhì)62上的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1)。
接下來(lái)，將在下面給出在上述圖像處理系統(tǒng)50中每次復(fù)制內(nèi)容(圖像)時(shí)副本的圖像質(zhì)量惡化的原理的描述。
例如，將如圖17的部分A所示的解量化的代表點(diǎn)P(在再現(xiàn)設(shè)備51的解碼部分71中的第一逆矢量量化)調(diào)整(改變)為如圖17的部分B所示的、更接近于矢量空間中的量化閾值th的值(在再現(xiàn)設(shè)備51的解碼部分71中的第一輸出調(diào)整)。因此，如圖17中的部分C所示，如果此后將代表點(diǎn)P轉(zhuǎn)換為向其中添加了模擬失真的模擬信號(hào)Van1，并且它在記錄部分81的A/D轉(zhuǎn)換部分91中的A/D轉(zhuǎn)換中改變了，則即使變化是小的，該代表點(diǎn)P也超過(guò)了閾值th(延伸到其之上)。也就是說(shuō)，如圖17中的部分D所示，在再現(xiàn)部分82的解碼部分94中的第二逆矢量量化中，代表點(diǎn)P極大地改變了。因此，整個(gè)塊BL的像素值改變了，而且在視覺(jué)上出現(xiàn)了大的失真(圖像質(zhì)量惡化了)。
如圖17的部分E所示，作為隨后的進(jìn)一步解碼的結(jié)果(作為為了進(jìn)行復(fù)制的目的而進(jìn)行再現(xiàn)和解碼的結(jié)果)，調(diào)整代表點(diǎn)P以便將其作出為更接近于另一個(gè)閾值的值輸出。
基于這樣的原理，在上述圖像處理系統(tǒng)50中，每次復(fù)制內(nèi)容(圖像)時(shí)(每次重復(fù)解碼和編碼時(shí))，圖像質(zhì)量(例如，S/N比)惡化了。因而，因?yàn)閺?fù)制內(nèi)容是沒(méi)有意義的，所以不執(zhí)行使用模擬圖像信號(hào)的復(fù)制(可以阻止非法復(fù)制)。
圖18示出了記錄設(shè)備53的記錄部分81中的編碼部分92的第三實(shí)施例的配置示例。在這個(gè)編碼部分92中，使用諸如離散余弦變換(DCT)之類的正交變換執(zhí)行將圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到空間頻率區(qū)域中的編碼。依據(jù)這種編碼，可以通過(guò)使用與相鄰像素的相關(guān)使變換系數(shù)偏離到較低的頻率范圍，來(lái)執(zhí)行數(shù)據(jù)壓縮。在這個(gè)示例的情況下，假定DCT用作正交變換。
將從A/D轉(zhuǎn)換部分91(圖2)提供的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1(輸入圖像)輸入到輸入終端171中，并且將數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1提供給分塊電路172。
分塊電路172將與經(jīng)由輸入終端171提供的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1相對(duì)應(yīng)的、具有諸如640×480個(gè)像素之類的預(yù)定數(shù)目像素的輸入幀劃分為如圖19所示的、具有8×8個(gè)像素大小的塊BL。圖19中的圓圈標(biāo)記(○)表示形成幀的每個(gè)像素。
分塊電路172將每個(gè)所劃分的被順序地設(shè)置為感興趣塊BLc的塊BL提供給DCT電路173。
DCT電路173對(duì)從分塊電路172提供的塊BL執(zhí)行作為正交變換的DCT，以便計(jì)算DCT系數(shù)。DCT電路173將所計(jì)算的DCT系數(shù)提供給量化電路174。
量化電路174通過(guò)使用量化表量化從DCT電路173提供的塊BL的DCT系數(shù)。
熵編碼電路175對(duì)從量化電路174提供的塊BL的量化DCT系數(shù)執(zhí)行熵編碼、例如霍夫曼(Huffma)編碼，并且將生成的編碼數(shù)據(jù)輸出到輸出終端176。
以幀為單位將每個(gè)塊BL的編碼數(shù)據(jù)作為編碼數(shù)據(jù)Vcd從輸出終端176輸出到介質(zhì)記錄部分93和再現(xiàn)部分82(圖2)。
下面將參考圖20中的流程圖描述圖18中的編碼部分92的操作。
在步驟S71，分塊電路172將經(jīng)由輸入終端171輸入的、用于一幀的數(shù)字圖像信號(hào)Vdg1劃分為塊(圖19)。
接下來(lái)，在步驟S72，分塊電路172將形成一幀的塊BL之一作為感興趣的塊BLc輸出到DCT電路173。DCT電路173對(duì)感興趣塊BL執(zhí)行正交變換(DCT)處理。
在步驟S73，量化電路174通過(guò)使用量化表量化從DCT電路173提供的DCT系數(shù)。
在步驟S74，熵編碼電路175對(duì)從量化電路164提供的、塊BL的量化DCT系數(shù)執(zhí)行熵編碼、例如霍夫曼(Huffman)編碼。
在步驟S75，分塊電路172確定形成一幀的所有塊BL是否都作為感興趣塊BLc輸出了，也就是說(shuō)，確定是否已經(jīng)對(duì)一幀中的所有塊BL執(zhí)行了如上所述的步驟S72到S74。當(dāng)確定存在還沒(méi)有被處理的塊BL時(shí)，處理返回到步驟S72，并且類似地執(zhí)行步驟S72以及后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S75確定已經(jīng)處理了所有塊BL時(shí)，處理繼續(xù)到步驟S76，其中將用于一幀的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1從輸出終端176提供(輸出)給介質(zhì)記錄部分93和解碼部分94。
在步驟S77，分塊電路172確定是否仍然存在要被處理的幀，也就是說(shuō)，確定是否從A/D轉(zhuǎn)換部分91提供接下來(lái)要被處理的幀。當(dāng)確定仍然存在要被處理的幀時(shí)，處理返回到步驟S71，并且類似地執(zhí)行步驟S71和后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S77確定不存在要被處理的幀時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)沒(méi)有從A/D轉(zhuǎn)換部分91提供接下來(lái)要被處理的幀時(shí)，該處理完成。
圖21示出了記錄設(shè)備53的再現(xiàn)部分82中的解碼部分94的第三實(shí)施例的配置示例。這個(gè)解碼部分94解碼由圖18中的編碼部分92(第三實(shí)施例)編碼的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1。
將從編碼部分92(圖18)提供的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1輸入到輸入終端271，并且將該編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1提供給熵解碼電路272。
熵解碼電路272解碼經(jīng)由輸入終端271提供的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1(熵編碼的數(shù)據(jù)，例如霍夫曼(Huffman)編碼的數(shù)據(jù))，并且對(duì)于每個(gè)塊BL將塊BL的生成的量化DCT系數(shù)提供給解量化電路273。
解量化電路273解量化從熵解碼電路272提供的、塊BL的量化DCT系數(shù)，并且將生成的DCT系數(shù)提供給輸出調(diào)整電路274。
輸出調(diào)整電路274對(duì)從解量化電路273提供的、塊BL的DCT系數(shù)執(zhí)行輸出調(diào)整。
更具體地說(shuō)，輸出調(diào)整電路274將例如如圖22的部分A所示的、左上角的DCT系數(shù)(具有最低頻率分量的DCT系數(shù))改變(調(diào)整)為如圖22的部分B所示的、更接近于量化閾值th的值(鄰近值)。因?yàn)镈CT系數(shù)是8的倍數(shù)的值(1，8，16，和24)，所以閾值th變?yōu)樵谒鼈冎g的中間值(4，12，和20)。也就是說(shuō)，在圖22的示例中，值8改變?yōu)楦咏撝?2的值11。
返回參見(jiàn)圖21，逆DCT電路275對(duì)從輸出調(diào)整電路274提供的、塊BL的經(jīng)調(diào)整的DCT系數(shù)執(zhí)行逆DCT處理，并且將生成的值(像素值)提供給塊分解電路276。
塊分解電路276將從逆DCT電路275提供的、塊的每個(gè)像素值返回到在被劃分成塊之前的位置，并且將生成的解碼數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2輸出到輸出終端277。解碼數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2從輸出終端277輸出到D/A轉(zhuǎn)換電路95(圖2)。
接下來(lái)，將參考圖23中的流程圖描述圖21中的解碼部分94的操作。
在步驟S91，熵解碼電路272向那里輸入用于一幀的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1，該信號(hào)經(jīng)由輸入終端271從記錄部分81的編碼部分92提供。在步驟S92，熵解碼電路272對(duì)形成該幀的塊BL的數(shù)據(jù)(熵編碼的DCT系數(shù))執(zhí)行熵解碼。
接下來(lái)，在步驟S93，解量化電路273解量化該量化的DCT系數(shù)。在步驟S94，輸出調(diào)整電路274將解量化的DCT系數(shù)調(diào)整(改變)為更接近于量化閾值的值(圖22中的部分B)。
在步驟S95，逆DCT電路275對(duì)DCT系數(shù)執(zhí)行逆正交變換(逆DCT)，并且將生成的值(像素值)提供給塊分解電路276。
在步驟S96，塊分解電路276這樣排列從逆DCT電路275提供的像素值，以便使其順序變?yōu)橛糜诠鈻艗呙璧捻樞颉?br> 在步驟S97，熵解碼電路272確定是否對(duì)形成一幀的所有塊BL執(zhí)行了解碼處理。當(dāng)確定存在還沒(méi)有被處理的塊BL時(shí)，處理返回到步驟S92，并且類似地執(zhí)行步驟S92以及后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S97確定已經(jīng)對(duì)一幀中的所有塊BL執(zhí)行了解碼處理時(shí)，該處理繼續(xù)到步驟S98，其中將用于一幀的解碼數(shù)字圖像信號(hào)Vdg2從輸出終端277提供到D/A轉(zhuǎn)換電路95(圖2)。
在步驟S99，熵解碼電路272確定是否仍然存在要被處理的幀，也就是說(shuō)，確定是否從編碼部分92提供接下來(lái)要處理的幀。當(dāng)確定仍然存在要被處理的幀時(shí)，處理返回到步驟S91，并且類似地執(zhí)行步驟S91和后續(xù)步驟中的處理。
當(dāng)在步驟S99確定不存在要被處理的幀時(shí)，也就是說(shuō)，當(dāng)沒(méi)有從編碼部分92提供接下來(lái)要被處理的幀時(shí)，該處理完成。
在這個(gè)示例的情況下，也描述了記錄設(shè)備53的再現(xiàn)部分82中的解碼部分94的配置和操作。再現(xiàn)設(shè)備51中的解碼部分71具有與解碼部分94相同的配置，并且可以類似于解碼部分94地進(jìn)行操作，以便解碼由編碼部分92編碼的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1(記錄在記錄介質(zhì)62上的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1)。
接下來(lái)，將在下面給出在上述圖像處理系統(tǒng)50中每次復(fù)制內(nèi)容(圖像)時(shí)副本的圖像質(zhì)量(例如，S/N比)惡化的原理的描述。
由再現(xiàn)設(shè)備51的解碼部分71再現(xiàn)和解碼記錄在記錄介質(zhì)61上的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd。例如，如圖24的部分A所示，DCT系數(shù)(值8)(量化表中的值)經(jīng)受第一解量化，并且如圖24的部分B所示，它被調(diào)整(改變)為更接近于較高區(qū)域中的閾值12的值(第一輸出調(diào)整)。因此，如果此后將該值改變?yōu)槟M信號(hào)Van1，向其中添加了模擬失真，而且該像素值在記錄部分81的A/D轉(zhuǎn)換部分91中的A/D轉(zhuǎn)換中改變了，則即使變化是小的，也如圖24的部分C所示，獲得用于在編碼部分92中的編碼(量化)的值12。也就是說(shuō)，在再現(xiàn)部分82的解碼部分94中的第二量化中，因?yàn)槿鐖D24的部分D所示、應(yīng)該變?yōu)樵兄?的DCT系數(shù)可以是值16，所以大大地改變了整個(gè)塊的像素值。因此，當(dāng)與顯示在顯示器52上的、對(duì)其執(zhí)行第一解碼的圖像的圖像質(zhì)量相比時(shí)，顯示在顯示器83上、對(duì)其執(zhí)行了第二解碼的圖像的圖像質(zhì)量惡化了。
如圖24的部分E所示，作為隨后的進(jìn)一步解碼的結(jié)果(作為為了進(jìn)行復(fù)制的目的而進(jìn)行再現(xiàn)和解碼的結(jié)果)，調(diào)整DCT系數(shù)值16以便將其輸出為值19。
基于這樣的原理，在上述圖像處理系統(tǒng)50中，每次復(fù)制內(nèi)容(圖像)時(shí)(每次重復(fù)解碼和編碼時(shí))，圖像質(zhì)量(例如，S/N比)惡化了。因而，因?yàn)閺?fù)制內(nèi)容是沒(méi)有意義的，所以不執(zhí)行使用模擬圖像信號(hào)的復(fù)制(可以阻止非法復(fù)制)。
在上文中，在圖像處理系統(tǒng)50中，當(dāng)不存在模擬失真時(shí)，因?yàn)殚撝翟谌魏尉幋a過(guò)程中都不會(huì)被擴(kuò)展超過(guò)，所以即使再次執(zhí)行編碼和解碼，輸出也根本不會(huì)從第一次的輸出中改變，而且以正常質(zhì)量重放變?yōu)榭赡堋?br> 在上述解碼部分94(圖7、14、和21)中，分別提供了用于將量化數(shù)據(jù)改變?yōu)榕c閾值鄰近的值的輸出調(diào)整電路254、263、和274。做為選擇，還有可能使解量化電路253、262、和273解量化該量化數(shù)據(jù)，以便使其變?yōu)榕c閾值鄰近的值。
圖25、28、和31示出了當(dāng)解量化電路執(zhí)行解量化以便使數(shù)據(jù)變?yōu)榕c閾值鄰近的值時(shí)，對(duì)應(yīng)于第一實(shí)施例(圖7)、第二實(shí)施例(圖14)、和第三實(shí)施例(圖21)的解碼部分94的配置示例。
現(xiàn)在將描述圖25中的解碼部分94。用相同的參考數(shù)字表示與圖7中的解碼部分94中的部件相對(duì)應(yīng)的、圖25中的解碼部分94的部件，并且因此省略對(duì)它們的描述。
也就是說(shuō)，在這個(gè)解碼部分94中，省略了圖7的解碼部分94中的輸出調(diào)整電路254，并且提供了解量化電路281來(lái)代替解量化電路253。
解量化電路281基于從數(shù)據(jù)分解電路252提供動(dòng)態(tài)范圍Vcddr、將從數(shù)據(jù)分解電路252提供的編碼數(shù)據(jù)(用于形成塊BL的每個(gè)像素的編碼)Vcdo解量化為預(yù)定值，并且將該預(yù)定值輸出到加法器255。
更具體地說(shuō)，如圖26中的部分A和B所示，當(dāng)作為編碼數(shù)據(jù)Vcdo的編碼信號(hào)為11時(shí)，解量化電路281將該編碼信號(hào)解量化為值L4(對(duì)應(yīng)于最大值Vcdmax的值)。當(dāng)編碼信號(hào)為10時(shí)，解量化電路281將該編碼信號(hào)解量化為更接近于閾值th3的值L3′。當(dāng)編碼信號(hào)為01時(shí)，解量化電路281將該編碼信號(hào)解量化為更接近于閾值th2的值L2′。當(dāng)編碼信號(hào)00時(shí)，解量化電路281將該編碼信號(hào)解量化為值L1(對(duì)應(yīng)于Vcdmin的值)。
在圖26的示例中，將數(shù)據(jù)改變?yōu)楦咏谠谳^高區(qū)域中的閾值的值。此外，也可以將數(shù)據(jù)改變?yōu)楦咏谠谳^低區(qū)域中的閾值的值。
作為用這樣的方式執(zhí)行解量化的結(jié)果，可以獲得與來(lái)自圖7的輸出調(diào)整電路254的輸出相同的解量化值。
現(xiàn)在將在下面參考圖27中的流程圖描述圖25中的解碼部分94的操作。
在圖7的解碼部分94的處理中，在圖10的步驟S23，輸出調(diào)整部分254調(diào)整解量化值。然而，在圖25的解碼部分94中，因?yàn)榻饬炕当旧硎墙?jīng)過(guò)調(diào)整的值(更接近于閾值的值)，所以在圖27的流程圖中，省略了對(duì)應(yīng)于圖10中的步驟S23的處理。剩余處理與圖10中的流程圖的每個(gè)步驟的處理相同，并且因此將省略其描述。
現(xiàn)在將描述圖28中的解碼部分94。用相同的參考數(shù)字表示與圖14中的解碼部分94中的部件相對(duì)應(yīng)的、圖28中的解碼部分94的部件，并且因此省略對(duì)它們的描述。
也就是說(shuō)，在這個(gè)解碼部分94中，省略了圖14中的輸出調(diào)整電路263，并且提供了逆矢量量化電路291來(lái)代替逆矢量量化電路262。
逆矢量量化電路291對(duì)經(jīng)由輸入終端261提供的編碼數(shù)字圖像信號(hào)Vcd1(塊BL的編碼)執(zhí)行逆矢量量化，并且提供該信號(hào)到塊分解電路264。
更具體地說(shuō)，逆矢量量化電路291從碼本中選擇與作為編碼數(shù)字圖像Vcd1提供的編碼相對(duì)應(yīng)的值(在圖29的部分A的示例中的001)。因?yàn)槿鐖D29的部分B所示、在該碼本中登記了更接近于閾值th的值，所以選擇更接近于閾值th的值。
作為用這樣的方式執(zhí)行逆矢量量化的結(jié)果，可以獲得與來(lái)自圖14的輸出調(diào)整電路263的輸出相同的解量化值。
現(xiàn)在將參考圖30中的流程圖描述圖28中的解碼部分94的操作。
在圖14的解碼部分94的處理中，在圖16的步驟S53，輸出調(diào)整部分263調(diào)整該解量化值。在圖28的解碼部分94中，因?yàn)榻饬炕当旧硎墙?jīng)過(guò)調(diào)整的值(更接近于閾值的值)，所以在圖30的流程圖中，省略了對(duì)應(yīng)于圖16中的步驟S23的處理。剩余處理與圖16中的流程圖的每個(gè)步驟的處理相同，并且因此將省略其描述。
現(xiàn)在將描述圖31中的解碼部分94。用相同的參考數(shù)字表示與圖21中的解碼部分94中的部件相對(duì)應(yīng)的、在圖31中的解碼部分94的部件，并且因此省略對(duì)它們的描述。
也就是說(shuō)，在這個(gè)解碼部分94中，省略了圖21中的輸出調(diào)整電路274，并且提供了解量化電路301來(lái)代替解量化電路273。
解量化電路301解量化從熵解碼電路272提供的量化了的DCT系數(shù)，并且將生成的DCT系數(shù)提供給逆DCT電路275。
更具體地說(shuō)，如圖32的部分A所示，解量化電路301將應(yīng)當(dāng)被解量化為原有值8的DCT系數(shù)解量化為更接近于閾值12的值11。
作為用這樣的方式執(zhí)行解量化的結(jié)果，可以獲得與來(lái)自圖21的輸出調(diào)整電路2214的輸出相同的解量化值。
現(xiàn)在將參考圖33中的流程圖描述圖31中的解碼部分94的操作。
在圖21的解碼部分94的處理中，在圖23的步驟S94，輸出調(diào)整部分274調(diào)整該解量化值。然而，在圖31的解碼部分94中，因?yàn)榻饬炕当旧硎墙?jīng)過(guò)調(diào)整的值(更接近于閾值的值)，所以在圖33的流程圖中，省略了對(duì)應(yīng)于圖23中的步驟S94的處理。剩余處理與圖23中的流程圖的每個(gè)步驟的處理相同，并且因此將省略其描述。
因?yàn)樯鲜鰣D像處理系統(tǒng)50使用了自然出現(xiàn)的模擬失真，所以當(dāng)沒(méi)有模擬失真時(shí)，在任何解碼和編碼過(guò)程中都不會(huì)出現(xiàn)擴(kuò)展超過(guò)閾值的像素值的改變，并且因此圖像質(zhì)量不會(huì)惡化。
因此，如圖34所示，還有可能將有意導(dǎo)致模擬失真出現(xiàn)的噪聲(模擬噪聲)添加到從再現(xiàn)設(shè)備51輸出的模擬圖像信號(hào)Van1中。
除了在記錄設(shè)備53的記錄部分81中新提供了噪聲添加部分351之外，將圖34中的圖像處理系統(tǒng)50與圖2中的圖像處理系統(tǒng)50類似地配置。
將從再現(xiàn)設(shè)備51輸出的模擬圖像信號(hào)Van1輸入到記錄設(shè)備53的噪聲添加部分351中。該噪聲添加部分351將噪聲添加到輸入模擬圖像信號(hào)Van1中，并且提供該信號(hào)給A/D轉(zhuǎn)換部分91。
如上所述，編碼了這樣的模擬圖像信號(hào)Van1，其中除了自然出現(xiàn)的模擬失真之外，還具有作為有意地添加噪聲的結(jié)果而導(dǎo)致出現(xiàn)的模擬失真(具有模擬失真)。在這種情況下，由于第二以及后續(xù)的編碼和解碼，圖像質(zhì)量進(jìn)一步顯著地惡化了。
再現(xiàn)設(shè)備51可以將噪聲添加到模擬圖像信號(hào)Van1中，并且此后輸出該信號(hào)。
圖35示出了當(dāng)再現(xiàn)設(shè)備51輸出向其中添加了噪聲之后的模擬圖像信號(hào)Van1時(shí)，圖像處理系統(tǒng)50的配置示例。除了在再現(xiàn)設(shè)備51中進(jìn)一步提供了噪聲添加部分352、以及還在類似于再現(xiàn)設(shè)備51而配置的記錄設(shè)備53的再現(xiàn)部分82中提供了噪聲添加部分353之外，圖35中的圖像處理系統(tǒng)50與圖2中的圖像處理系統(tǒng)50類似地進(jìn)行配置。
將從記錄介質(zhì)61再現(xiàn)的模擬圖像信號(hào)從D/A轉(zhuǎn)換部分72提供給再現(xiàn)設(shè)備51的噪聲添加部分352。噪聲添加部分352將噪聲添加到來(lái)自D/A轉(zhuǎn)換部分72的模擬圖像信號(hào)中，并且將生成的模擬圖像信號(hào)Van1輸出到顯示器52和記錄設(shè)備53。
此外，在記錄設(shè)備53的再現(xiàn)部分82中，類似地，將模擬圖像信號(hào)從D/A轉(zhuǎn)換部分95提供給噪聲添加部分353。該噪聲添加部分353將噪聲添加到來(lái)自D/A轉(zhuǎn)換部分95的模擬圖像信號(hào)中，并且將生成的模擬圖像信號(hào)Van2輸出到顯示器83。
如上所述的記錄確認(rèn)處理、編碼處理、和解碼處理中的一系列處理可以由專用硬件執(zhí)行，并且還可以由軟件執(zhí)行。當(dāng)要由軟件執(zhí)行一系列處理時(shí)，例如，可以通過(guò)允許圖36所示的(個(gè)人)計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序來(lái)執(zhí)行這一系列處理。
在圖36中，CPU(中央處理單元)501依據(jù)存儲(chǔ)在ROM(只讀存儲(chǔ)器)502中的程序、或者依據(jù)從存儲(chǔ)部分508加載到RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)503中的程序執(zhí)行各種類型的處理。在RAM 503中，例如，根據(jù)需要存儲(chǔ)CPU 501執(zhí)行各種類型的處理所必需的數(shù)據(jù)。
CPU 501、ROM 502、和RAM 503經(jīng)由總線504彼此互連。此外，輸入/輸出接口505也連接到總線504。
包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、輸入終端等的輸入部分506、包括CRT(陰極射線管)、LCD(液晶顯示器)等的顯示器、包括輸出終端、揚(yáng)聲器等的輸出部分507、包括硬盤(pán)等的存儲(chǔ)部分508，以及包括終端適配器、ADSL(異步數(shù)字用戶線)調(diào)制解調(diào)器、LAN(局域網(wǎng))卡等的通信部分509連接到輸入/輸出接口505。通信部分509執(zhí)行經(jīng)由諸如Internet之類的各種類型網(wǎng)絡(luò)的通信處理。
驅(qū)動(dòng)器510也連接到輸入/輸出接口505。諸如磁盤(pán)(包括軟盤(pán))、光盤(pán)(包括CD-ROM(緊致盤(pán)-只讀存儲(chǔ)器)和DVD(數(shù)字多用途盤(pán)))、磁光盤(pán)(包括MD(迷你盤(pán)))、或者半導(dǎo)體存儲(chǔ)器之類的可移動(dòng)介質(zhì)(記錄介質(zhì))521根據(jù)需要連接到驅(qū)動(dòng)器510。根據(jù)需要將從可移動(dòng)介質(zhì)中讀取的計(jì)算機(jī)程序安裝到存儲(chǔ)部分508中。
在這個(gè)說(shuō)明書(shū)中，盡管不是必須要按序處理，但是在流程圖中描述的步驟不僅包括以所描述的次序按序執(zhí)行的處理，還包括同時(shí)或者分別執(zhí)行的處理。
在這個(gè)說(shuō)明書(shū)中，系統(tǒng)表示由多個(gè)裝置形成的整體設(shè)備。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解在權(quán)利要求和它們的等效含義的范圍之內(nèi)，取決于設(shè)計(jì)要求及其他因素，可以出現(xiàn)各種修改、組合、子組合以及替換。
權(quán)利要求
1.一種解碼設(shè)備，包含輸入裝置，用于輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及解碼裝置，用于解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
2.如權(quán)利要求1所述的解碼設(shè)備，其中，輸入裝置輸入在基于圖像數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍確定的量化步驟中量化的塊的量化數(shù)據(jù)，以及解碼裝置解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將形成所述塊的像素的生成值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該像素值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值邊界鄰近的值。
3.如權(quán)利要求1所述的解碼設(shè)備，其中，輸入裝置輸入作為被矢量量化的結(jié)果而獲得的量化數(shù)據(jù)，以及解碼裝置對(duì)由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)執(zhí)行逆矢量量化，并且將生成的代表值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該代表值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
4.如權(quán)利要求1所述的解碼設(shè)備，其中，輸入裝置輸入DCT系數(shù)的量化數(shù)據(jù)，以及解碼裝置解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將生成的DCT系數(shù)中的預(yù)定DCT系數(shù)轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該DCT系數(shù)相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值邊界鄰近的值。
5.如權(quán)利要求1所述的解碼設(shè)備，還包含噪聲添加裝置，用于將噪聲添加到解碼裝置的輸出中。
6.一種解碼方法，包含步驟輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及通過(guò)解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值，而進(jìn)行解碼。
7.如權(quán)利要求6所述的解碼方法，其中，輸入步驟輸入在基于圖像數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)范圍確定的量化步驟中量化的塊的量化數(shù)據(jù)，以及解碼步驟解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將形成所述塊的像素的生成值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該像素值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
8.如權(quán)利要求6所述的解碼方法，其中，輸入步驟輸入作為被矢量量化的結(jié)果而獲得的量化數(shù)據(jù)，以及解碼步驟對(duì)通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)執(zhí)行逆矢量量化，并且將生成的代表值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該代表值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
9.如權(quán)利要求6所述的解碼方法，其中，輸入步驟輸入DCT系數(shù)的量化數(shù)據(jù)，以及解碼步驟解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將生成的DCT系數(shù)中的預(yù)定DCT系數(shù)轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該DCT系數(shù)相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
10.如權(quán)利要求6所述的解碼方法，還包含步驟將噪聲添加到解碼步驟的輸出中。
11.一種其上記錄有程序的記錄介質(zhì)，該程序用于使計(jì)算機(jī)能執(zhí)行用于解碼量化數(shù)據(jù)的處理，該程序包含步驟輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及通過(guò)解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值，而進(jìn)行解碼。
12.一種具用于使計(jì)算機(jī)能執(zhí)行用于解碼量化數(shù)據(jù)的處理的程序，該程序包含步驟輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及通過(guò)解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值，而進(jìn)行解碼。
13.一種圖像處理系統(tǒng)，包含編碼部分，編碼輸入圖像數(shù)據(jù)；以及解碼部分，解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)，其中，如果對(duì)所述輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)編碼和解碼，則與所述輸入圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的圖像的圖像質(zhì)量惡化，而且編碼部分量化所述輸入圖像數(shù)據(jù)。
14.如權(quán)利要求12所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，編碼部分還包含噪聲添加裝置，用于將噪聲添加到輸入圖像數(shù)據(jù)中。
15.一種用于和圖像處理系統(tǒng)一起使用的圖像處理方法，該圖像處理系統(tǒng)包括編碼部分，編碼輸入圖像數(shù)據(jù)；以及解碼部分，解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)，其中，如果對(duì)所述輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)編碼和解碼，則與所述輸入圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的圖像的圖像質(zhì)量惡化，該圖像處理方法包含步驟量化所述輸入圖像數(shù)據(jù)。
16.一種圖像處理系統(tǒng)，包含編碼部分，編碼輸入圖像數(shù)據(jù)；以及解碼部分，解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)，其中，如果對(duì)所述輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)解碼和解碼，則與所述輸入圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的圖像的圖像質(zhì)量惡化，而且所述解碼部分包括輸入裝置，用于輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及解碼裝置，用于解量化由輸入裝置輸入的量化數(shù)據(jù)，并且將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
17.如權(quán)利要求16所述的圖像處理系統(tǒng)，其中，解碼部分還包含噪聲添加裝置，用于將噪聲添加到解碼裝置的輸出中。
18.一種用于和圖像處理系統(tǒng)一起使用的圖像處理方法，該圖像處理系統(tǒng)包括編碼部分，編碼輸入圖像數(shù)據(jù)；以及解碼部分，解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)，其中，如果對(duì)所述輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)編碼和解碼，則與所述輸入圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的圖像的圖像質(zhì)量惡化，該圖像處理方法包含步驟輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及通過(guò)解量化通過(guò)輸入步驟輸入的量化數(shù)據(jù)，以及通過(guò)將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值，而進(jìn)行解碼。
全文摘要
一種圖像處理系統(tǒng)，包括編碼設(shè)備，被配置為編碼輸入圖像數(shù)據(jù)；以及解碼設(shè)備，被配置為解碼經(jīng)編碼的輸入圖像數(shù)據(jù)，其中，如果對(duì)該輸入圖像數(shù)據(jù)重復(fù)編碼和解碼，則與該輸入圖像數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的圖像的圖像質(zhì)量惡化了。該解碼設(shè)備包括輸入部分，輸入其中量化了輸入圖像數(shù)據(jù)的量化數(shù)據(jù)；以及解碼部分，解量化由輸入部分輸入的量化數(shù)據(jù)，以及將作為量化的結(jié)果而獲得的解量化值轉(zhuǎn)換為在當(dāng)執(zhí)行量化時(shí)與該解量化的值相對(duì)應(yīng)的范圍之內(nèi)的、與量化閾值的邊界鄰近的值。
文檔編號(hào)H04N5/913GK1822676SQ200610009020
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月16日
發(fā)明者近藤哲二郎, 山元左近 申請(qǐng)人:索尼株式會(huì)社