專利名稱：用于在多路接收的情況下獲得圖像的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于獲得電視信號的圖像的方法，其中經(jīng)由不同的信號路徑以編碼的形式多次接收該圖像。通過不同的接收單元對電視信號進行多次接收也稱為多路接收。本發(fā)明還涉及電視接收單元，特別是用于機動車的電視接收單元，該電視接收單元被設計用于執(zhí)行所述方法，即用于執(zhí)行多路接收以及處理所接收的圖像。
背景技術：
用于多路接收的方法已經(jīng)從文獻DE 10027610A1中已知。在此，通過兩根天線接收根據(jù)“地面數(shù)字視頻廣播”(DVB-T)標準的數(shù)字電視信號，并且由在兩個與天線串聯(lián)的接收支路內(nèi)從電視信號獲得的各數(shù)據(jù)包形成一數(shù)據(jù)包流。另外，在對從兩個接收支路接收的信號進行信道解碼期間，選出無錯誤接收的數(shù)據(jù)包或者利用來自一個接收支路的數(shù)據(jù)包來計算來自另一接收支路的相應數(shù)據(jù)包。通過合成來自兩個接收支路的數(shù)據(jù)包實現(xiàn)了，在通過一個接收支路接收的數(shù)據(jù)包中的干擾通過增加另一接收支路的數(shù)據(jù)包而得到補償。關于數(shù)據(jù)包是否被干擾的信息可以在DVB-T信號中在信道解碼級別上，作為連續(xù)的、反映所接收的信號的質(zhì)量的值、即所謂的軟判決信息(Soft-Decision-hformation)或者作為表示數(shù)據(jù)包的無錯誤或有錯誤的接收的雙值信號來獲取。因為兩個以不同方式安裝的天線接收同一個信號，所以確保了兩個接收支路的數(shù)據(jù)包根據(jù)相同的標準進行編碼、進而能彼此合成。此外，合成的數(shù)據(jù)包流仍為有效的DVB-T信號。通過根據(jù)DE 19027610A1的方法所能實現(xiàn)的在電視信號中抗干擾健壯性/魯棒性(Robustheit)的提高取決于，兩個接收支路的信號包中的干擾多么不同。因此，為了獲得充分不同的接收條件必須將天線安裝在盡可能不同的位置上。
在根據(jù)文獻DE 60221297T2的方法中，在發(fā)射器一側已經(jīng)在可能情況下辨識出在接收器的兩個接收支路的數(shù)據(jù)包中的干擾。此外，通過發(fā)射器利用兩種不同的方法將信道編碼的信號調(diào)制到載波信號上。如果在接收器側通過兩個接收支路解調(diào)兩個以不同方式調(diào)制的信號，則很可能在信道解碼時充分地辨識出在兩個接收支路中出現(xiàn)的錯誤模式(錯誤圖形)，以便能由這兩個數(shù)據(jù)包流產(chǎn)生一個具有更少干擾的數(shù)據(jù)包流。
在文獻WO 03/103280A1中描述了一種用于多路接收的方法，其中通過多個天線以模擬(信號)的形式并且以根據(jù)DVB-T標準編碼的數(shù)字視頻信號的形式接收電視信號。 在此，在接收器中接在信道解碼之后的信源解碼期間，通過從不同的數(shù)字接收支路中選出相應受干擾影響最小的編碼的傳輸流包來重構多次接收的數(shù)字信號。編碼的傳輸流包又能被合成，這是因為在各個接收支路中傳輸流的格式相同。編碼的傳輸流包是否存在錯誤，可以比較容易地借助控制信號來識別。如果重構的數(shù)字圖像信號還包含干擾，根據(jù)WO 03/103280A1的方法還規(guī)定，解碼的數(shù)字信號的圖像通過加權加法與就內(nèi)容而言除干擾外相同的、通過模擬支路接收的圖像合成，從而利用合成圖像(Summenbild)提供改進的圖像。在此，可以直接合成圖像內(nèi)容，因為通過數(shù)字接收支路和模擬接收支路接收的圖像就內(nèi)容而言是相同的。數(shù)字信號和模擬信號的同步一方面通過在數(shù)字接收支路和模擬接收支路中的音頻信號相關性來實現(xiàn)，另一方面通過隨后比較視頻同步信號來實現(xiàn)。
在根據(jù)DE 102004020503A1的用于多路接收的方法中，通過圖像處理算法，對模擬電視信號的兩個通過不同的信號接收路徑和處理路徑除干擾外完全重構的單圖像在質(zhì)量方面進行比較。因為所接收的信號是以模擬方式傳輸?shù)碾娨曅盘?，所以為辨識出圖像中觀察者認為是噪聲的隨機部分，將干擾模式(Stiirmuster)或通過反射產(chǎn)生的“假像 (Geisterbilder) ”用作評估標準。在此，通過多路接收同一電視信號獲得單圖像，從而這些單圖像在內(nèi)容方面盡可能相同、進而能直接進行比較。改進的單圖像由多個圖像區(qū)域組成， 這些圖像區(qū)域分別從相應的單圖像得到，所述單圖像對于這些區(qū)域根據(jù)通過圖像處理算法求得的量而具有較高的圖像質(zhì)量。通過使用圖像處理算法，根據(jù)DE 102004020503A1的方法與所用的電視信號傳輸方法無關。然而，圖像內(nèi)容本身借助用于比較單圖像的圖像質(zhì)量的評估標準來評估，從而可能會與傳輸?shù)膱D像內(nèi)容相關地出現(xiàn)圖像質(zhì)量的錯誤評估。
因此，由現(xiàn)有技術已知的多路接收的方法的前提條件是通過多個接收支路接收的圖像序列在信道編碼的級別、信源編碼的級別上或者最后關于圖像分辨率和圖像幾何是相同的。否則，或者編碼數(shù)據(jù)包不能相互計算，或者通過圖像處理算法對圖像內(nèi)容的比較會導致錯誤的結果。此外，在評估圖像內(nèi)容的基礎上，重構圖像的質(zhì)量確定的可靠性與圖像內(nèi)容相關。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種用于獲得圖像的方法，所述圖像通過多路接收來接收，在此無需依賴于不同接收支路中彼此相應的圖像的相同信道編碼或信源編碼、相同壓縮或相同局部分辨率。此外希望確保可靠地定位受干擾的圖像區(qū)域。
所述目的通過根據(jù)權利要求1的方法來實現(xiàn)。根據(jù)權利要求12所述的電視接收單元同樣屬于本發(fā)明。本發(fā)明的有利的設計方案在從屬權利要求中給出。
根據(jù)本發(fā)明，接收包括多個圖像的、被編碼的第一圖像序列，(優(yōu)選同時)接收包括多個圖像的、被編碼的第二圖像序列。所述第一圖像序列和第二圖像序列的圖像彼此相對應，也就是說，它們具有類似的內(nèi)容，在此不必使它們具有相同的圖像分辨率或完全一致的圖像。特別是在下述情況下圖像是不完全一致的來自第二圖像序列的圖像僅是第一圖像序列圖像的局部。在對來自被編碼的第一圖像序列的圖像進行解碼時，針對所述第一圖像的各區(qū)域確定出一值，該值量化表示所接收的、代表相應區(qū)域的圖像內(nèi)容的碼字的質(zhì)量。這種值可以如上所述地在數(shù)據(jù)包信道解碼時可靠地確定，而且可以在圖像塊信源解碼時可靠地確定。如果圖像例如以MPEG標準編碼，則在信源編碼的級別上通過檢查熵編碼 (Entropie)(例如以可變碼字長度進行的編碼)的碼字或者通過檢查MPEG傳輸流的句法來獲得關于所接收的碼字質(zhì)量的信息。優(yōu)選針對尺寸8X8像素或16X 16像素的圖像塊來確定所接收的編碼質(zhì)量的值。
在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一步驟中，首先為來自第一圖像序列的被解碼的圖像分派一來自被編碼的第二圖像序列的相應的支持圖像。如果例如以輕微的時間錯位來發(fā)射兩個圖像序列，則需要優(yōu)選通過使用延遲元件來使兩個圖像序列在時間上同步。當來自第二圖像序列的支持圖像被分派、亦即被提供時，該支持圖像被解碼。此外，如來自第一圖像序列的圖像的情況，針對支持圖像的各區(qū)域確定出量化表示出所接收的編碼質(zhì)量的值。
為了能夠使用分辨率不同的圖像序列和僅局部存在的圖像，通過將支持圖像的區(qū)域分派給第一圖像序列圖像的區(qū)域確保了 在另一方法步驟中能夠合并彼此相應的圖像內(nèi)容。如果第一圖像序列與支持圖像的圖像內(nèi)容和圖像分辨率相同，則在系統(tǒng)的常規(guī)工作中自動地進行正確的分派。
在第一圖像序列的圖像中的錯誤的或錯誤傳輸?shù)膮^(qū)域以下述方式得到校正在使用支持圖像的被分派的區(qū)域的情況下改變第一圖像的錯誤區(qū)域。這種改變例如可以是錯誤區(qū)域被替代，或者也可以是彼此相關的區(qū)域的像素值被加權相加(加權平均)。在此，因為應用表示所接收的編碼質(zhì)量的值的組合，所以兩個區(qū)域的圖像質(zhì)量的比較與圖像內(nèi)容無關。應用這種組合特別是包括比較所述值；或者當涉及關于是否存在數(shù)據(jù)包損失的直接信息時，評估該信息。
如果接收多于兩個的圖像序列，則相應地對于另外的圖像序列應用根據(jù)權利要求 1所述的方法，其中，如對包括多個圖像的、被編碼的第二圖像序列那樣對每一個另外的圖像序列進行處理。在此，在改變第一圖像的區(qū)域的步驟中，在通過預先確定的標準來評估所述值的組合時考慮所接收的圖像序列的總數(shù)。
在根據(jù)權利要求1所述的方法中，可以改變各步驟的實施順序例如可以考慮首先對支持圖像進行解碼并將支持圖像進行中間存儲，然后將該支持圖像分派成與第一圖像相對應的支持圖像。
利用根據(jù)本發(fā)明的方法還實現(xiàn)了對于如下的電視節(jié)目的多路接收該電視節(jié)目通過不同的傳輸標準、即在使用不同的信道編碼和信源編碼以及不同的圖像格式的情況下被發(fā)送出。這種所謂的多樣傳輸(差異傳輸)情況例如存在于兩種傳輸標準，即“地面數(shù)字視頻廣播”(DVB-T)和“手持設備數(shù)字視頻廣播”(DVB-H)標準中。適合于家用電視設備的 DVB-T標準可以用于以“標準清晰度電視”(SDTV)的分辨率或者以“高清晰度電視”(HDTV) 的分辨率傳輸圖像。標準MPEG-2 (Moving Picture Expert Group)主要用于信源編碼。在信道編碼和信號調(diào)制的級別上使用不同的方法。而DVB-H標準用于將電視圖像信號傳輸至移動電話和其它小型移動設備。圖像分辨率可能僅為320X240像素。對于這種傳輸使用 MPEG-4標準。在傳輸方法、即信道編碼和調(diào)制方法方面，DVB-H標準與DVB-T標準不同。
如果發(fā)射器借助兩種傳輸標準傳輸同一圖像序列，這兩種傳輸標準具有(以像素量度的)不同的高寬比，則必須對圖像序列的圖像進行匹配。為此切去待傳輸?shù)膱D像的邊緣，以便獲得相應傳輸標準要求的寬高比(英語dropping)。最后，在例如借助DVB-H標準傳輸時還可以考慮，以較強的壓縮對圖像進行編碼，以便在將圖像傳輸?shù)揭苿与娫捝蠒r適應較小的帶寬。因為壓縮存在損耗，所以較強壓縮的圖像在解碼后的細節(jié)更少，從而在此產(chǎn)生相對于借助DVB-T標準傳輸?shù)膱D像內(nèi)容的不同之處。
因此，通過不同的傳輸標準傳輸同一圖像序列可能會引起，在接收器側提供的圖像雖然在內(nèi)容上彼此相應，但是不能利用現(xiàn)有技術的措施彼此轉換。
盡管在多樣傳輸?shù)姆秶鷥?nèi)提供的、例如目前以DVB-T信號和DVB-H信號的形式提供的電視信號的質(zhì)量不同，但是利用根據(jù)本發(fā)明的方法能在多路接收的范圍內(nèi)合成這些信號。從而能通過下述方式在強干擾、例如形式為數(shù)據(jù)包損失的強干擾的情況下在質(zhì)量方面明顯改善例如高分辨率的DVB-T電視信號對(該信號的)存在損失的圖像區(qū)域、即受干擾的圖像區(qū)域，通過來自并行接收的DVB-H信號的低分辨率的圖像區(qū)域來補充。
在本方法的另一種實施方式中，此外對與第一圖像相應的支持圖像的選擇優(yōu)選考慮一圖像錯位，該圖像錯位可能由于在傳輸時在發(fā)射器側對圖像序列的不同處理持續(xù)時間造成。如果涉及的是恒定的圖像錯位，則該圖像錯位能在初始化階段或者在較大的時間段內(nèi)確定。
為了自動地確定圖像錯位，分派與第一圖像相應的支持圖像的步驟有利地包括以下步驟 dl)對來自被編碼的第二圖像序列的多個圖像進行解碼，并且分別確定每個圖像的各區(qū)域的值，其中所述值量化表示所接收的編碼的質(zhì)量， d2)根據(jù)相應圖像的各區(qū)域的值，對于所述第一圖像與所述多個圖像中的每一個圖像之間的相似性分別計算出一個相似性值， d3)基于所計算出的相似性值，確定在第一圖像序列和第二圖像序列之間的圖像錯位， d4)借助確定的所述圖像錯位，由被編碼的第二圖像序列中選出與所述第一圖像相對應的支持圖像。
通過將第一圖像序列中的一個圖像與第二圖像序列中的多個圖像進行比較，能通過從第二圖像序列中找出與第一圖像序列的圖像相似性最高的那一個圖像來確定以相互錯位多少個圖像的方式接收兩個圖像序列。在此，表示相似性的相似性值優(yōu)選通過下述方式來計算第二圖像的相應的像素的強度值減去第一圖像的像素的強度值，并且對于整個圖像或者其各個局部來計算該差的平方和。其它的在數(shù)學意義上表達距離的度量同樣是適合的。優(yōu)選將像素的亮度、即輝度(流明)考慮為強度值。優(yōu)選在計算相似性值時不考慮如下的區(qū)域對于該區(qū)域來說表示所接收的編碼質(zhì)量的值表明該圖像區(qū)域被干擾。
也可以連續(xù)地、即對于第一圖像序列的相繼的圖像來實施上述對圖像錯位的確定。
為了能計算出具有不同分辨率的圖像的相似性值，有利地以如下方式進行圖像錯位確定 d2. 2)借助通過圖形參數(shù)定義的圖形函數(shù)，由所述多個圖像中的每一個圖像分別計算出一個被修改的圖像， d2. 3)根據(jù)相應圖像的各區(qū)域的值，對于在所述第一圖像與每一個被修改的圖像之間的相似性分別計算出一個相似性值。
在與來自第一圖像序列的圖像進行比較前首先通過圖形函數(shù)使來自第二圖像序列的圖像伸展或收縮，即(按比例)縮放，必要時還使之相對于來自第一圖像序列的圖像移動，由此不僅能補償圖像的分辨率，而且當?shù)诙D像序列的圖像僅為第一圖像序列的圖像的局部時，例如在剪載時的情況，也能實現(xiàn)對實際上對應的圖像區(qū)域的相互比較。在此，如果用于圖形函數(shù)的圖形參數(shù)不是已知的，所述圖形參數(shù)能以下面進一步描述的方式利用迭代方法來確定。
如果所述圖像之一僅為另一圖像的局部，則得到這樣的邊緣區(qū)域，對于這些邊緣區(qū)域來說從圖像局部不能得出用于確定相似性的信息。這一點可以在計算相似性值時容易地被考慮到。圖像的縮放和移動是仿射變換。因此，還可以在相關的被修改的圖像中確定如下的圖像區(qū)域在該區(qū)域中借助表示所接收的編碼質(zhì)量的值可以識別出該區(qū)域具有受干
7擾的圖像內(nèi)容，該圖像區(qū)域在如上所述地計算相似性值時被取出。
同樣有利地，所述方法在分派區(qū)域的所述步驟中如下地進行 fl)借助由圖形參數(shù)定義的圖形函數(shù)，計算出所述支持圖像的被修改的區(qū)域， f2)基于圖形參數(shù)，將所述支持圖像的至少一個被修改的區(qū)域分派給第一圖像的至少一個區(qū)域。
因此，所述方法還能用于具有不同圖像分辨率的圖像序列，并且能用于一個圖像序列僅包含另一圖像序列的部分圖像的情況。在此，圖形函數(shù)僅須用在支持圖像的如下區(qū)域上所述區(qū)域實際上在改變第一圖像的區(qū)域時使用。還可以考慮，首先由支持圖像計算出具有第一圖像的分辨率的被完全修改的圖像，并且存儲該被完全修改的圖像，以便隨后取用所需的區(qū)域。
對圖形函數(shù)的圖形參數(shù)的計算可以用迭代的方式在確定圖像錯位時或者在分派區(qū)域的步驟f中進行。如果希望在分派區(qū)域的步驟中計算最優(yōu)的圖形參數(shù)，則所述方法在分派區(qū)域的步驟中以下述方式進行 fl)借助由圖形參數(shù)定義的圖形函數(shù)，由所述支持圖像計算出被修改的圖像， f2)根據(jù)相應圖像的各區(qū)域的值，對于在所述第一圖像與所述被修改的圖像之間的相似性計算出相似性值， f3)根據(jù)所述相似性值來改變所述圖形參數(shù)， f4) 一直重復步驟fl，f2和f3，直至相似性值或通過步驟f3引起的圖形參數(shù)變化滿足規(guī)定的標準， f5)基于所述圖形參數(shù)，將所述支持圖像的一區(qū)域分派給第一圖像的一區(qū)域。
如上所述，根據(jù)權利要求5，在確定圖像錯位時還可以使用用于計算最優(yōu)圖形參數(shù)的迭代方法。在此確定的最優(yōu)圖形參數(shù)還能在分派支持圖像區(qū)域的步驟中使用。然而，在根據(jù)本發(fā)明的方法的另一種實施方式中，圖形參數(shù)還可以分開地一方面在確定圖像錯位期間確定，另一方面在分派支持圖像區(qū)域的步驟中確定。
通過步驟Π至f4，描述了一種用于優(yōu)化相似性值的方法，通過所述方法能找到用于圖形函數(shù)的圖形參數(shù)，利用所述圖形參數(shù)能實現(xiàn)來自第一圖像序列的圖像和被修改的圖像之間盡可能好的重合。在此，根據(jù)相似性值對圖形參數(shù)進行的改變優(yōu)選以下述方式實現(xiàn) 首先，對于任意的圖形參數(shù)確定一被修改的支持圖像及(通過與來自第一圖像序列的圖像進行比較來確定)與之相關的相似性值。然后，改變和更新圖形參數(shù)，確定被修改的支持圖像及與之相關的新的相似性值。如果由新的相似性值表明與之前計算的被修改的支持圖像相比，相關的被修改的支持圖像相對于來自第一圖像序列的圖像的相似性更高，則找到了更好的圖形參數(shù)。這種圖形參數(shù)的改進可以重復、即迭代地實施，直至所能達到的改進很小為止。優(yōu)選地，按照梯度下降法的原理實現(xiàn)圖形參數(shù)的改變。特別是(優(yōu)選與相似性值相關，該相似性值被計算為像素值的差的平方的和)使用高斯牛頓法或列文伯格-馬夸爾特法(Levenberg-Marquardt-Verfahren)。
如果被編碼的第一圖像序列的圖像與被編碼的第二圖像序列的圖像相比具有不同的按像素量度的圖像邊長比例和/或不同的圖像分辨率，則兩個圖像序列的處理所需要的計算能力的量不同。如果第二圖像序列是具有分辨率較低或較差的圖像的圖像序列，從該第二圖像序列僅取出用于校正在第一圖像序列的圖像中的錯誤的支持圖像，則與第一圖像序列的處理相比，對于支持圖像的計算使用計算能力較低的處理單元便足夠了。
根據(jù)本發(fā)明的方法能針對多個圖像序列有利地校正錯誤接收的圖像區(qū)域，其中一個圖像序列的圖像僅表示另一圖像序列的相應圖像的局部，例如上述的剪載便屬于這種情況。
如果被編碼的第一圖像序列的圖像與被編碼的第二圖像序列的圖像相比被以不同的方式編碼，則產(chǎn)生有利的效果，即對于涉及兩個圖像序列的信號的干擾，在各圖像中產(chǎn)生的錯誤模式非?？赡苁遣煌?。因此可能的是，通過合成來自不同圖像序列的區(qū)域能計算出更好的圖像。
此外有利的是，所述方法設計成對圖像序列進行處理，該圖像序列由符合“地面數(shù)字視頻廣播”標準或“手持設備數(shù)字視頻廣播”或“地面數(shù)字多媒體廣播”的數(shù)據(jù)流中取出ο 如果在車輛的電視接收單元中執(zhí)行所述方法，則因此能以有利的方式在這種車輛中最優(yōu)地實施電視接收。
所述的根據(jù)本發(fā)明的方法可以毫無困難地與已知的用于錯誤校正的方法結合，所述已知的方法例如對于來自一個根據(jù)MPEG標準的數(shù)據(jù)流的圖像序列是已知的。


下面描述本發(fā)明的實施例。為此 圖1示出圖像內(nèi)容的略圖，該圖像內(nèi)容通過根據(jù)本發(fā)明的方法的各個步驟改變， 圖2示出根據(jù)本發(fā)明的電視接收單元的框圖， 圖3示出根據(jù)本發(fā)明的方法的實施例的信號流的圖表。
具體實施例方式在圖1中示出，如何通過應用根據(jù)本發(fā)明的方法中的步驟來改變源于第一圖像序列的圖像10的內(nèi)容和源于第二圖像序列的圖像20的內(nèi)容。在圖像10中可見到作為圖像內(nèi)容的十字。由于在傳輸時的錯誤，圖像10具有三個其中圖像內(nèi)容受到干擾的區(qū)域12，14， 16。圖像10來源于根據(jù)MPEG標準的數(shù)據(jù)流，從而每個被干擾的區(qū)域12，14，16都是塊狀的。 通過MPEG信號的解碼能可靠地識別出塊12，14，16存在錯誤。
因為圖像10所源自的第一圖像序列傳送具有高分辨率的圖像，所以圖像10設計成用于輸出的圖像18。
源于第二圖像序列的圖像20是源于第二圖像序列的與圖像10相應的圖像。該圖像僅為圖像10的一部分并且較小，即分辨率較低。此外，該圖像同圖像10 —樣具有存在傳輸錯誤的區(qū)域22。圖像20在一定范圍內(nèi)、即在視頻序列中的圖像的持續(xù)時間內(nèi)比圖像10 更早地在接收單元中出現(xiàn)。由此，圖像錯位(時間)B恰好為一個圖像。由延遲單元VZ使第二圖像序列的圖像20延伸一圖像持續(xù)時間，使得該圖像能與輸出圖像18同時得到處理。 換句話說，通過使圖像20與輸出圖像18同步將圖像20分派成為用于輸出圖像18的支持圖像。在轉換單元T中，通過圖形函數(shù)附加地使經(jīng)延遲的圖像20以下述方式移動和縮放 使圖像20的像素在輸出圖像18的坐標系中位于與輸出圖像18的像素相應的像素上。這一點在圖1中是這樣示出的在輸出圖像18的坐標系18'中示出被轉換且延遲的圖像20。通過轉換單元T的圖形函數(shù)修改的圖像M在圖像18的坐標系18'的中央示出。以虛線方框示出輸出圖像18的錯誤塊12、14、16的位置。從經(jīng)修改的圖像M能得出關于輸出圖像18的兩個錯誤區(qū)域的無錯誤圖像信息14' ,16'，如給出表明所接收的編碼的質(zhì)量的值 (未示出)。因此，輸出圖像18中的存在錯誤的區(qū)域14、16被來自經(jīng)修改的圖像M的相應區(qū)域14' ,16'所代替。這一點通過兩個箭頭來表示。對于第三錯誤區(qū)域12則不能從經(jīng)修改的圖像對獲得任何信息。這一點在圖1中通過虛線示出的區(qū)域12'來表示。
對于輸出圖像18中不能通過經(jīng)修改的圖像M校正的錯誤區(qū)域12，可以錯誤地顯示該區(qū)域或者也可以根據(jù)本發(fā)明方法從一第三圖像序列獲得另外的圖像信息。
在圖2中示出用于根據(jù)本發(fā)明的電視接收單元的可能線路布置/布線，該電視接收單元基于高分辨率的、質(zhì)量高的電視圖像信號FBSl和低分辨率的、質(zhì)量較低的、用作支持信號的電視圖像信號FBS2。電視圖像信號FBSl和FBS2具有彼此相應的圖像內(nèi)容。
在圖2中用于根據(jù)本發(fā)明的電視接收單元的線路包括至少兩個接收天線210和至少兩個用于數(shù)字電視圖像信號的接收單元212。這兩個接收單元的輸出端與一單元214連接，該單元通過合成兩個電視圖像信號FBSl和FBS2在解碼后產(chǎn)生高質(zhì)量的電視圖像信號 FBS1+。在充分利用低分辨率的電視圖像信號FBS2的情況下改進高分辨率的電視圖像信號 FBSl的質(zhì)量。此外，在相應的接收單元中在解碼時檢測出在兩個電視圖像信號中出現(xiàn)的塊損失、行列損失和圖像損失。對于(如由MPEG解碼已知的)基于運動補償?shù)念A示性解碼， 同樣考慮后續(xù)圖像中的錯誤傳播。所形成的錯誤信號FSl和FS2作為分支信息由接收單元傳輸給單元214。
在圖3中示出圖2中單元214的可能的信號流的圖表。電視圖像信號FBSl和FBS2 和相關的錯誤信號FSl和FS2形成用于估算延遲和轉換參數(shù)的單元216的輸入信號。在該單元中求得延遲和轉換參數(shù)，所述延遲和轉換參數(shù)分別是使低分辨率的電視圖像信號FBS2 的局部分辨率與高分辨率的電視圖像信號FBSl的局部分辨率同步和匹配所必需的。在此還涉及用于估算圖形函數(shù)的圖形參數(shù)和圖像錯位的單元。
因為兩個電視圖像信號FBSl和FBS2的圖像內(nèi)容通過在發(fā)射器側剪載圖像邊緣而不完全相同(剪裁)，所以轉換不僅包括縮放而且還包括移動。因為不傳輸發(fā)射器側的圖像變換的參數(shù)、進而在接收器上不知道，所以估算優(yōu)化的轉換參數(shù)或圖形參數(shù)。所述估算基于作為兩個圖像的相似性的量度的差別函數(shù)/成本函數(shù)(Kostenfimktion)，該差別函數(shù)必須被最小化。在此，該差別函數(shù)被定義為在電視圖像信號FBSl和經(jīng)轉換的電視圖像信號 TFBS2之間的均方差。在此，各個像素的強度值之差被用作差別的度量(Fehlermaii )。出于效率原因，并不實施所有可設想到的可能的轉換參數(shù)的值來確定轉換參數(shù)。代替其可以考慮優(yōu)化方法(例如梯度下降法)。
在接收單元中，由于在發(fā)射器側和接收器側的不同的處理持續(xù)時間并且由于在經(jīng)由無線電接口(Luftschnittstelle)進行傳輸時的渡越時間差，在兩個電視圖像信號FBSl 和FBS2之間存在時間錯位。圖像錯位同樣在用于估算延遲和轉換參數(shù)的單元216中求得。 時間錯位的確定與上述圖像轉換相關聯(lián)地進行，并且作為上述優(yōu)化的擴展關于一附加的參數(shù)、即時間進行轉化。
用于估算延遲和轉換參數(shù)的單元216的輸出信號是四個原始輸入信號FBS1，F(xiàn)S1， FBS2，F(xiàn)S2、時間延遲ZV和轉換參數(shù)TP。所確定的時間延遲ZV用作延遲單元218的輸入信號，在該延遲單元中電視圖像信號FBSl和相關的錯誤信號FSl根據(jù)ZV被延遲。從而確保了在延遲的電視圖像信號VFBS1、相關的延遲錯誤信號VFS1、電視圖像信號FBS2和相關的錯誤信號FS2之間的同步。
在與延遲單元218并行設置的轉換單元220中，借助估算的轉換參數(shù)TP利用圖形函數(shù)對電視圖像信號FBS2和相關的錯誤信號FS2進行轉換。轉換單元220的輸出信號是經(jīng)轉換的電視圖像信號IFBS2和相關的、經(jīng)轉換的錯誤信號TFS2。這兩個信號具有與相關的、經(jīng)延遲的信號VFBSl和VFSl相同的圖像分辨率。
最后，在用于合成信號的單元222中，在使用相關的經(jīng)延遲的錯誤信號VFSl和經(jīng)轉換的錯誤信號TFS2的情況下將經(jīng)延遲的電視圖像信號VFBSl和經(jīng)轉換的電視圖像信號 TFBS2合成。因為在VFBSl中受干擾的圖像區(qū)域在塊、行列或圖像的基礎上通過復制經(jīng)轉換的電視圖像信號TFBS2的未受干擾的相應圖像區(qū)域來代替，所以電視圖像信號TFBS2也被視為支持信號。單元222的輸出信號為受干擾的原始電視圖像信號rasi的在圖像質(zhì)量方面優(yōu)化的且可能被延遲的版本FBS1+。改進的電視圖像信號FBSl+被傳輸給連接在下游的單元，該單元用于基于在時間上、在位置上或在時間和位置上對一個圖像序列的多個圖像的合成來遮蓋錯誤。這種用于遮蓋錯誤的單元例如由MPEG解碼器中已知。
在圖3中描述的系統(tǒng)一方面可以用在電視接收單元(如圖2所示)中。另一方面還可以考慮獨立的處理單元，該處理單元連接在多個DVB-T電視接收器下游。另外，也可以使不同的電視接收器(DVB-T，DVB-H，T-DMB)的信號合成。
通過根據(jù)本發(fā)明的方法，還能在不利的接收條件下通過處理兩個內(nèi)容相似、以數(shù)字方式傳輸?shù)碾娨晥D像信號并且通過合成圖像序列的圖像來改進TV節(jié)目的圖像質(zhì)量。在此，本發(fā)明方法的另外的主要組成部分在于在真正的圖像合成前用于補償局部圖像分辨率的轉換和對各個電視圖像信號之間的延遲的補償。在本發(fā)明的范圍內(nèi)，為了進行轉換和同步，可能首先估算必要的參數(shù)。
權利要求
1.一種用于獲得圖像的方法，所述方法包括下述步驟a)接收包括多個圖像的、被編碼的第一圖像序列，b)接收包括多個圖像的、被編碼的第二圖像序列，所述第二圖像序列的圖像與所述第一圖像序列的圖像相對應，c)對來自被編碼的第一圖像序列的第一圖像(10，18)進行解碼，確定用于所述第一圖像(10，18)的各區(qū)域(12，14，16)的值，其中所述值量化地表示所接收的編碼的質(zhì)量，d)由被編碼的第二圖像序列中分派與所述第一圖像(10，18)相對應的支持圖像00，24),e)對所述支持圖像(20，24)進行解碼，確定用于所述支持圖像(20，24)的各區(qū)域 (14'，16'，2 的值，其中所述值量化地表示所接收的編碼的質(zhì)量，f)將所述支持圖像00二4)的至少一個區(qū)域(14'，16')分派給所述第一圖像(10， 18)的至少一個區(qū)域(14，16)，g)在使用所述支持圖像(20，24)的被分派的區(qū)域(14',16')的情況下，在以滿足規(guī)定標準的方式組合用于所述第一圖像(10，18)的區(qū)域(14，16)的值和用于所述支持圖像 (20,24)的被分派的區(qū)域(14'，16')的值時，改變所述第一圖像(10，18)的至少一個區(qū)域(14，16)。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，分派與所述第一圖像相應的支持圖像的所述步驟包括 dl)根據(jù)在所述第一圖像序列與第二圖像序列之間存在的圖像錯位(B)，從被編碼的第二圖像序列中選出(VZ)與所述第一圖像(10，18)相應的支持圖像00，M)。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中，分派與所述第一圖像相應的支持圖像的所述步驟包括 dl)對來自被編碼的第二圖像序列的多個圖像進行解碼，并且確定用于每個圖像的各區(qū)域的值，其中所述值量化表示所接收的編碼的質(zhì)量，d2)根據(jù)相應圖像的各區(qū)域的值，對于所述第一圖像與所述多個圖像中的每一個圖像之間的相似性分別計算出一個相似性值，d3)基于所計算出的相似性值，確定在第一圖像序列和第二圖像序列之間的圖像錯位， d4)借助確定的所述圖像錯位(B)，由被編碼的第二圖像序列中選出(VZ)與所述第一圖像(10，18)相對應的支持圖像(20,24).
4.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，計算出相似性值的所述步驟包括d2. 2)借助通過圖形參數(shù)定義的圖形函數(shù)(T)，由所述多個圖像中的每一個圖像00) 分別計算出一個被修改的圖像04)，d2. 3)根據(jù)相應圖像的各區(qū)域(14，16，14'，16'，22)的值，對于在所述第一圖像(18) 與每一個被修改的圖像04)之間的相似性分別計算出一個相似性值。
5.根據(jù)權利要求3所述的方法，其中，計算出相似性值的所述步驟包括d2. 1)借助由圖形參數(shù)定義的圖形函數(shù)，由所述多個圖像中的一個圖像計算出被修改的圖像，d2. 2)根據(jù)相應圖像的各區(qū)域的值，對于在所述第一圖像與該被修改的圖像之間的相似性計算出相似性值，d2. 3)根據(jù)所述相似性值來改變圖形參數(shù)，d2. 4) 一直重復步驟d2. 1，d2. 2和d2. 3，直至相似性值或通過步驟d2. 3引起的圖形參數(shù)變化的程度滿足一規(guī)定的標準。
6.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法， 其中，分派區(qū)域的所述步驟包括Π)借助由圖形參數(shù)定義的圖形函數(shù)(T)，計算出所述支持圖像04)的被修改的區(qū)域 (14' ，16')，f2)將所述支持圖像04)的至少一個被修改的區(qū)域(14' ,16')分派給所述第一圖像(18)的至少一個區(qū)域(14，16)。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法， 其中，分派區(qū)域的所述步驟包括Π)借助由圖形參數(shù)定義的圖形函數(shù)(T)，由所述支持圖像00)計算出被修改的圖像 (24),f2)根據(jù)相應圖像的各區(qū)域(12，14，16，14' ,16'，22)的值，對于在所述第一圖像 (18)與所述被修改的圖像04)之間的相似性計算出相似性值， f3)根據(jù)所述相似性值來改變所述圖形參數(shù)，f4) 一直重復步驟f 1，f2和f3，直至相似性值或通過步驟f3引起的圖形參數(shù)變化的程度滿足規(guī)定的標準，f5)基于所述圖形參數(shù)，將所述支持圖像00二4)的一區(qū)域(14' ,16')分派給所述第一圖像(10，18)的一區(qū)域(14，16)。
8.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，與所述被編碼的第二圖像序列的圖像OO)相比，所述被編碼的第一圖像序列的圖像(10)具有不同的圖像分辨率和/ 或具有不同的按像素量度的圖像邊長比例。
9.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，來自所述被編碼的第二圖像序列的支持圖像00，24)是來自所述被編碼的第一圖像序列的相應圖像(10，18)的局部。
10.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，與所述被編碼的第二圖像序列的圖像相比，所述被編碼的第一圖像序列的圖像以不同的方式被編碼。
11.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述被編碼的第一圖像序列和/或所述被編碼的第二圖像序列由數(shù)據(jù)流中取出，所述數(shù)據(jù)流符合“地面數(shù)字視頻廣播” 標準或“手持設備數(shù)字視頻廣播”標準或“地面數(shù)字多媒體廣播”標準。
12.一種用于機動車的電視接收單元，所述電視接收單元具有至少兩個接收器和一顯示裝置，所述接收器用于接收被編碼的圖像序列，其特征在于，所述電視接收單元設置成利用根據(jù)權利要求1至11之一所述的方法處理來自所述至少兩個接收器的圖像序列，并且在所述顯示裝置上顯示一圖像，該圖像具有根據(jù)所述方法的步驟g)改變的區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于由編碼圖像序列獲得圖像的方法，其中接收至少兩個具有彼此相應的圖像的編碼圖像序列，并且通過合并來自第一圖像序列和至少一個另外的圖像序列的圖像來獲得改進的圖像。這一點特別是在下述情況下實現(xiàn)圖像序列以不同方式編碼，相應圖像的內(nèi)容不完全相同，或者一個序列的圖像僅是另一圖像序列的相應圖像的內(nèi)容的一部分。根據(jù)本發(fā)明，不同圖像序列的圖像彼此獨立地被解碼，并且在解碼時能特別容易識別出的、關于接收錯誤的信息被用于，通過另一圖像序列的相應圖像的無錯誤接收的區(qū)域來校正圖像的錯誤區(qū)域。所述方法還包括用于使不同的圖像序列同步的步驟以及用于補償不同的圖像分辨率的步驟。
文檔編號H04N7/68GK102187675SQ200980141629
公開日2011年9月14日 申請日期2009年7月29日 優(yōu)先權日2008年8月21日
發(fā)明者A·施密特, H·海爾, T·特羅格爾, A·考普 申請人:奧迪股份公司, 埃朗根-紐倫堡 弗里德里希-亞歷山大大學