專利名稱：視頻信號處理的噪聲估計與降低裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及視頻信號處理的降噪方法與壓縮裝置，尤其是用在視頻信號編碼過程中的降噪設備。
在當前圖像可以從其相鄰圖像預測出來時，對視頻信號壓縮的預編碼效果最好。但當原始圖像中含有噪聲時，準確預測變得非常困難，而且或者是壓縮效率降低，或者再現(xiàn)圖像質量下降，或者兩者兼而有之。因此在視頻信號被壓縮以前必須降低其中的噪聲信號。
圖1表示了現(xiàn)有的圖像預編碼系統(tǒng)，其中單元12-22形成了實際的預編碼，我們將稍后進行描述。在這類現(xiàn)有技術系統(tǒng)中，典型的降噪裝置包括在視頻信號被壓縮前對其進行預處理的遞歸降噪濾波器。之所以采用場或幀遞歸濾波器，是因為它們能有效地降低活動信號帶寬內的噪聲分量。然而為了取得顯著的降噪效果而不給活動圖像帶來不必要的拖尾現(xiàn)象，這樣的濾波器還需有很強的記憶能力和需要相當完善的處理電路。
本發(fā)明的目的是為預編碼系統(tǒng)提供一種需要最少額外硬件的高效噪聲濾除裝置和方法。
本發(fā)明降低視頻信號處理和壓縮中的噪聲。視頻信號壓縮裝置包括用于產生表示視頻信號當前幀的實際像素值與預測值之間的像素差值的余數的電路。一個非線性處理器對較小幅度余數比對較大幅度余數衰減更大，并負責噪聲估計。處理過的余數變換后作為壓縮過的視頻數據輸出。
本發(fā)明的特征之一是公開了非線性處理在噪聲估計和噪聲衰減及降低圖像失真中的作用。
本發(fā)明的另一特征是公開了噪聲估計功能。
圖1是現(xiàn)有技術的DPCM壓縮裝置的方框圖；圖2和圖4是包含了本發(fā)明的降噪裝置的另一種壓縮裝置的方框圖；圖3和圖5是圖2和圖4的降噪裝置中用到的非線性傳輸函數的示意圖；圖6和圖7是圖2和圖4的降噪裝置中用到的本發(fā)明的非線性傳輸函數的示意圖。
下面對本發(fā)明進行說明，類似于國際標準組織中的活動圖像專家組(MPEG)所建立的標準中描述的視頻壓縮。在MPEG協(xié)議中，運動補償預編碼既需要幀內編碼又要幀間編碼。即每個第N幀是幀內編碼的，以確保有規(guī)律的短暫信號刷新。根據前面的幀以后續(xù)幀中的壓縮數據對插入幀進行幀間編碼或DPCM預編碼。幀內編碼的幀被稱為I幀，幀間編碼的幀根據它們僅是前向預測還是前后雙向預測而分別被稱為P幀或B幀。預編碼過程包括把各個圖像分成小區(qū)域和在相鄰圖像中尋找相同或幾乎相同的圖像區(qū)域。相鄰圖像中區(qū)域的位置和當前圖像的區(qū)域與相鄰圖像中對應的相同或幾乎相同的圖像區(qū)域的差值被編碼進行傳送。注意到如果對應的區(qū)域實際上是相同的，那么所有的差值為零并且一個區(qū)域可以簡單地編碼為一個識別對應區(qū)域位置的矢量和一個表示所有差值為零的代碼。因此已壓縮的相同或幾乎相同的圖像只需很少的碼字就可以實現(xiàn)。另一方面，如果圖像中含有可估計的噪聲，則幀與幀之間圖像區(qū)域的相關性將惡化，伴隨殘余數據的增加，以及帶來壓縮碼字的相應增加。
在圖1中，例如說攝相機產生的視頻信號被送到遞歸降噪單元10，它用來調節(jié)被壓縮的視頻信號。該裝置的其余配置都是公知的，因而僅進行一般的描述。I幀像素數據從降噪單元10通過減法器12不經改變被送到編碼器15。編碼器15對像素數據(以8×8的像素塊)進行離散余弦變換DCT產生DCT系數。這些系數量化后控制數據速率并被以預定序列排序，該預定序列匯集大多數賦零值的系數以進行有效的行程編碼。編碼器然后對系數進行行程和統(tǒng)計上的編碼。編碼后像素表示數據被送到格式器19，根據選擇的壓縮協(xié)議，比如MPEG2，格式器將指示相應塊在一幀中的源位置、編碼類型、(I、P、B)、幀號及時標等的信息附加上去。從格式器出來的數據被送到傳輸處理器20，它將格式化后的數據分割成特定位數的有效負載包，產生跟蹤對應有效負載的標識符和同步信息，生成錯誤糾正/檢測碼，將所有后者附在各有效負載包后形成傳輸包。傳輸包被送到合適的調制解調器22上進行傳送。
從編碼器15出來的壓縮的I幀被送到解碼器16，它完成與編碼器15相反的功能。壓縮的I幀從解碼器16輸出再現(xiàn)的I幀。解壓后的I幀通過加法器18不加變化地送到緩存器17，其中存有預壓縮的后續(xù)P幀和B幀。P幀和B幀的預編碼是類似的，在此僅討論P幀的壓縮情況。將當前正被壓縮的P圖像幀送到運動估值器14，在此將該幀分面16×16像素的塊。然后估值器14在前面的I幀或P幀中尋找類似的16×16像素塊，并計算生成一個矢量集，它用來表示當前幀中的像素塊與被搜索幀中最接近相同的塊在空間標系中相互的差別。利用這個矢量來自緩存器17中對應的解壓幀的相應塊送到減法器12，在減法器12中，在逐個像素的基礎上從正被壓縮的當前幀的對應塊減去來自緩存器17的預測塊。減法器形成的差或余數被送到編碼器15，在其中經過象I幀像素數據一樣的處理。由估值器14生成的矢量被送到格式器19，作為與各個塊相關聯(lián)的編碼數據的一部分。
壓縮后的P幀在解碼器16中被解碼，然后被送到加法器18。與此同時根據其來對幀作預測的圖像幀的相應塊在緩存器中被預測器13取出作為加法器18的第二路輸入，在加法器中解碼后的余數或差在逐個像素基礎上相加以恢復實際圖像。在加法器18中恢復的像素P幀數據被存在緩存器17中用來預編碼/解碼后續(xù)的P幀和B幀。
應注意其中非常重要的一點是當I幀正被處理時，預測器13向減法器12和加法器18提供零值。這樣輸入的I幀可以不被改變地通過減法器12，從解碼器16出來的解碼后的I幀可以不被改變地通過加法器18。
圖2表示了本發(fā)明的第一實施例。圖2中的壓縮裝置類似于圖1中的裝置，標有同樣數字的單元完成圖1中相應單元的同樣功能。但有兩個顯著的不同一是增加了非線性單元(NLE)500，二是功能與圖1中單元13稍有不同的單元1333。
非線性單元500連接在減法器12與編碼器15之間。這個單元僅允許在預定值之上的信號值通過。單元500可以是一個簡單的除噪(coring)電路，即小于預定值的所有值都作為零值輸出，而所有大于預定值的信號值都減去預定值，如圖3中所示的分段線性函斷(曲線B)。另外，它也可能是一種更典型的除噪電路的形式，即對所有小于預定值的信號值輸出零值，而對所有大于預定值的信號值不加改變地通過。單元500的另一函數可是更緩和的曲線，如圖3中曲線A所示。
另外列舉的具備濾除噪聲優(yōu)點的本發(fā)明的可選非線性輸函數在圖6和圖7中示出。要求非線性單元的傳輸函數在除噪區(qū)域(圖6和圖7中的W至-W)以外能提供恒等功能(輸出等于輸入)。同時也要求非線性單元的傳輸函數在除噪與非除噪區(qū)域之間能提供平滑轉換。否則可能由于缺少這兩個除噪特征而導致圖像失真。本發(fā)明中提供這些特征的非線性傳輸函數是提供如下特征的函數集(a)在除噪窗以外提供恒等特性；(b)在除噪窗內是下凸并上升的函數。形成所要求的非線性傳輸函數的函數集由下式給出f(x)＝x 當|x|＞W時f(x)＝g(x)當|x|≤W時其中g(x)是x的上升和下凸的函數(如x2)，且g(W)＝W。
圖6所示的曲線定義如下f(x)＝x 當|x|＞W時，圖6中曲線Af(x)=W(xW)n]]>當|x|≤W時，圖6中曲線B其中n是一個整數，用來控制除噪函數在除噪窗(|x|≤W)內的凸度。n值越大，除噪函數的曲線B在除噪區(qū)域|x|＜W內的凸度越大，并越接近于零。當n＝1時，除噪函數變?yōu)楹愕群瘮怠?br>
圖7的曲線是所述函數集的分段線性和凸出的一種典型實現(xiàn)。圖7的曲線定義如下f(x)＝x 當|x|＞W時，圖7中的曲線Cf(x)＝ax當|x|＜T時，圖7中的曲線Ef(x)＝bx當T＜|x|＜W時，圖7中的曲線D其中a＜b且0＜T＜W。參數T是控制除噪函數凸度的閾值。
上述所有函數都可以通過將它們編程到單元500的存儲器中的相應地址位置來實現(xiàn)，被處理的信號可以對這些地址位置進行尋址。非線性單元500的存儲器可以用許多不同的傳輸函數編程，傳輸函數的選擇是根據來自預測單元1333的控制信號，稍后將對其進行說明。選擇傳輸函數的其它方法已經被描述過，如在Zdepski等申請的美國專利5,258,928中就有這方面的說明。另外上述本發(fā)明的非線性函數集適合在各種廣泛應用中用來濾波和降噪，而不僅僅適合于所述視頻編碼器的環(huán)內除噪系統(tǒng)?？赡艿膽冒ㄐl(wèi)星、地面和電纜通信或廣播系統(tǒng)，也包括電話。例如，這些函數可以用于靜態(tài)圖像壓縮、調制解調或語音壓縮。
圖2中的壓縮器完成兩類典型的壓縮幀內壓縮和幀間壓縮。在后一種類型中單元500的輸入信號是來自于兩個獨立幀的像素差的余數。而在前一類型中單元500的輸入信號是未經改變的視頻信號。幀間壓縮的噪聲功率是幀內壓縮的根號2倍，而且其信號電平比前者小得多。因此，無論信號中含有多少噪聲，幀內視頻信號的信噪比都遠大于幀間余數的信噪比。
考慮到信噪比的不同，幀內壓縮與幀間壓縮的非線性函數應不同。例如，在非線性函數是分段線性除噪的情況下，在其以下幀內值被作除噪處理的預定值將比幀間余數的大得多。另一方面，由于與余數相比，幀內信號的信噪比大得多，可使非線性單元讓幀內信號不加改變地通過。根據P幀間B幀數量的不同，B幀和P幀預編碼幀的相對信噪比也許有顯著的不同。因此，對于不同類型的預編碼，單元500可能適于選用不同的非線性函數。非線性單元的自適應控制是由預測器1333完成的，它為被編碼的I、P和B幀產生對應的控制信號。
另外，本發(fā)明人已認識到由于受到許多因素包括操作的改變，例如全景攝影操作的影響，來源于信號源比如攝像機的輸入視頻信號中的噪聲也許會隨著時間變化(例如幀至幀)。而且在一幀圖像的各部分內輸入信號中的噪聲也可能由于場景的變化而改變。因此，本發(fā)明人認識到根據圖像噪聲的估計來調整非線性單元的函數是有益的。后面將對此詳細討論。
圖4表示了有利于對所有類型的幀間和幀內壓縮使用一類似的非線性函數的實施例。圖4中與圖1有同樣標號的單元結構是相同的，功能也相似。圖4的電路在減法器12與編碼器15之間含有一個非線性單元50。非線性單元的函數也許類似于圖5所示(標準的除噪函數)，或者是一個相對單元500所描述的函數。
在幀間壓縮過程中，開關SW1和SW2處于與圖中所示位置不同的位置上。這種情況下，該系統(tǒng)的配置和操作與圖2所示的幀間編碼系統(tǒng)完全一樣。因此非線性單元50的函數將根據幀間編碼的性能期望值來選擇。
對于幀內編碼來說，從解碼器16出來的解碼后的幀內信號需要不被改變地通過加法器18。這可以通過按預測單元133的規(guī)定利用開關SW1在I幀編碼期間傳送零值來實現(xiàn)。同時開關SW2被移動到如圖4所示的位置上。
為了使非線性單元對I幀信號有好效果，考慮到它們的較高信噪比，在噪聲處理時，I幀信號被人工地降低了，在噪聲處理后再恢復。I幀信號的降低是通過產生一預期的I幀并將其送到減法器12實現(xiàn)的。減法器產生的差值與幀間余數的大小在同一數量級上，因此非線性單元對它們的處理也是一樣的。然后由預測器133提供的預測信號被加回到非線性單元產生的信號上，將輸入的I幀信號恢復到基本上為其原始值。
有好幾種方法可用來產生預測的I幀信號。其中的一種是簡單地調節(jié)預測器133，以輸出來自緩存器17中解碼后的上一幀信號(可能不是I幀)的與當前I幀并置的像素塊。但是以預測P或B幀類似的方式預測I幀是一種優(yōu)選的方法，它對I幀提供更精確的預測。應注意預測需要有提供時間上隔開的幀中類似像素塊之間的空間對應關系的運動矢量。編碼后的I幀通常不包括運動矢量。但是，由于編碼器含有產生P幀和B幀矢量的運動矢量發(fā)生裝置，對該裝置編程使其也產生I幀運動矢量是一件簡單的事情。為了降噪這些運動矢量可在編碼器用于產生預測I幀，然后被丟棄，即不包含在編碼后位流中。另一方面，I幀運動矢量也可以被包含在編碼后位流中，以像MPEG協(xié)議中建議的那樣達到錯誤隱藏的目的。
假定非線性單元50被編程為通過所有幅度大于T值的信號樣本，T值通常非常小。同時假定預測器提供的信號為S(n)，輸入的I幀信號為I(n)。忽略單元50，加到開關SW2上部觸點的信號為I(n)-S(n)。這個信號作為加法器52的一路輸入，信號S(n)作為加法器52的另一路輸入。加法器52的輸出信號為I(n)-S(n)+S(n)＝I(n)。這些值被送到編碼器15，它們與輸入值沒有任何不同。只有那些由減法器12提供的差值在±T之內的輸出值I(n)才會受到非線性單元50的影響。因此如果預測器133提供的I幀預測值非常精確，即偏差在±T以內的話是有益的，在這種情況下，非線性單元50大體上只影響噪聲分量。
前面的論述假定所有的幀都是幀內編碼或幀間編碼的。例如，在MPEG標準中，視頻信號的編碼是在逐個塊的基礎上，并規(guī)定如果在搜索幀中不能找到接近的塊，就將P幀或B幀中的某些塊以幀內編碼方式進行編碼。在這些例子中，預測器13、133和1333被編程為在逐個塊的基礎上根據當前處理類型分別切換非線性處理單元15、50和500。因此，在所附權利要求書中，如果提到根據幀間處理方式的壓縮幀，應理解這些幀中的某些像素塊也可能是幀內處理的，該權利要求也適用于這種混合方式的處理幀。
正如前面所提到的，本發(fā)明人認識到了根據圖像噪聲估計來改變非線性單元傳輸函數的好處。而且對非線性單元傳輸函數進行有益地改變以使編碼器適應在幀間和幀內發(fā)生的信噪比變化。這些信噪比的改變可能是諸如攝像機全景攝影或場景改變的結果。另外，本發(fā)明已指出了圖像噪聲與在一個圖像區(qū)域內的運動程度的反比關系。本發(fā)明也指出了圖像噪聲與一個圖像區(qū)域內的運動復雜性之間存在同樣的反比關系。在例如要求的除噪寬度與圖像運動程度與復雜性之間也存在反比關系。
在圖2的編碼器實施例中，預測單元1333估計與正被編碼的當前像素塊相關的噪聲。根據該噪聲估計，單元1333通過控制信號調整單元500中除噪函數的除噪寬度(如圖6所示)，以過濾來自減法器12的余數。單元1333以可選的時間間隔調整P幀或B幀中正被編碼的像素塊的除噪寬度。但是，單元500不改變經過的I幀像素塊。如下所述，噪聲估計和非線性單元的更新操作都是由單元1333實現(xiàn)的。剩下的編碼器操作在前面圖2的相關描述中已有說明。
單元1333檢查運動估值器14提供的當前被編碼的像素塊(當前塊)的運動矢量。當這個運動矢量大體為零，且當前塊的預測誤差在預定閾值以下時，計算該噪聲估計。單元500的非線性單元傳輸函數根據該噪聲估計而變化。通過在運動矢量大體為零和預測誤差很低的情況下計算該噪聲估值，噪聲估計的精確性得到改善。這是因為與運動矢量為零一致的大的場景變化的相關誤差被減小了。預測誤差是按當前塊的均方差(MSE)計算的。例如，在含有N個像素的宏塊中，其中每一像素都有一個表示該像素亮度的亮度值(如黑白圖像的灰度級)，MSE值由下式給出MSE=1NΣi=1N(u^i-ui)2]]>其中ui是當前塊像素亮度值，i是對應當前塊的預測塊的像素亮度值。N等于當前塊中像素亮度值的數量，例如在假定16×16像素宏塊的MPEG標準中N＝256。MSE值越小，表示預測結果越好，因為它表示預測值的易變性和猜測性越小。噪聲估計σ是在運動矢量大體為零和預測誤差低時假定MSE值代表了圖像塊的噪聲的情況下得到的。噪聲估計σ的計算如下σ=(MSE2)2]]>將一幀中計算的噪聲估計σ的值平均以產生一幀的噪聲估計值e。也可將σ值過濾產生e的濾波及平均后的幀噪聲估計值。然后按當前幀和前一幀的e值的加權平均計算用來更新非線性單元500的傳輸函數的最終噪聲估計。在優(yōu)選實施例中非線性單元500函數以10幀的時間間隔進行更新。但是非線性單元傳輸函數可以以范圍從許多幀(大于10)到相應于各像素塊編碼周期的間隔的可選間隔改變。所選時間間隔也可以根據噪聲估計在預定范圍內的變化自動確定。
幀噪聲估計值的平均是通過下述有限脈沖響應(FIR)濾波函數完成的，以提供總的噪聲估計值ê，用來更新非線性單元500的傳輸函數；e^n=Σj=0Nhjen-j]]>ên的求和從0到N值。en-j值表示先前幀的噪聲估計，j＝N和對應的en N是在當前幀之前出現(xiàn)N幀的幀噪聲估計值，j＝0和對應的en是當前幀的噪聲估計值。特別地，如同在優(yōu)選實施例中，在僅利用單個的先前噪聲估計的情況下，ên給出如下ên＝αen+(1-α)en-1其中α是一個在優(yōu)選實施例中大約為0.8的經驗常數。
加權因子hj的值也可以通過對當前噪聲估計的置信測量來動態(tài)確定和更新。例如，′h′因子可被定義為零值運動矢量區(qū)域對整個圖像區(qū)域的函數，或為運動矢量值的函數。
非線性單元500除噪函數的除噪窗寬度W由下面的等式決定w＝cen+k其中c是一個值在0和1之間的經驗確定的固定加權常數。常數k取決于畫面內容，并根據對編碼器的統(tǒng)計測量，包括運動矢量、相關因子、復雜因子等來經驗地確定。例如，k值可以通過對視頻數據用不同的k值反復編碼測試來決定。能給原始的和解碼后的測試圖像塊在信噪比上帶來最大相關的k值被編碼器選用。計算除噪寬度w以優(yōu)化信噪比和使信號失真最小。
應該注意到其它許多獲得噪聲估計的方法也可以使用。這些方法也許在噪聲估計的獲得和對該估計濾波的方法上會有所變化。例如，噪聲估計可以是一個像素接一個像素的噪聲估計，或幀噪聲估計。在計算時噪聲估計并不一定限于固定大小的像素塊。有許多方法可以用來根據噪聲估計改變非線性單元的傳輸函數。例如，噪聲估計可以用來在不同的并行傳輸函數之間進行選擇，而不一定是改變單個的函數。
另一個獲得噪聲估計的方法是以從運動估值器14獲得最小均方差值作為噪聲指示。在這種方法中，將一幀中像素塊的所獲得最小均方差值作為噪聲估計。在理想狀態(tài)下，無運動的像素塊的均方差值是零，因此，最小均方差值表示了像素塊之間來源于噪聲的余數的失配。所以，該最小均方差值可以作為噪聲估計。這種方法也可用于其它表示預測誤差的指標上，而不僅僅是均方差。該噪聲估計方法可選擇使用其它類型的誤差指標，例如平均絕對誤差(MAE)和絕對誤差之和(SAE)。而且，為了減小來源于輸入幀中的拙劣運動估計的誤差，最小均方差值可以通過許多幀過濾。這可以用定義如下的非線性遞歸類型的濾波器實現(xiàn)Ln＝αLn-1+(1-α)Mn其中Ln是濾波后噪聲估計輸出，用來更新非線性單元的傳輸函數Ln-1是以前的濾波后噪聲估計輸出Mn當前幀的最小均方差值α的值在0到1之間，用來控制濾波器的時間常數α＝A當(Ln1-Mn)＞0時α＝B其它相對以前的值，已降低的噪聲估計值的計算置信度大于增加的噪聲估計值的計算置信度。這是因為增大噪聲估計值更可能來源于測量偽差，如場景變化效果等。因而α的值是可調的。給α賦予值A，形成增大噪聲估計值更長(更慢)的濾波時間常數。給α賦予值B，形成降低噪聲估計值的更短(更快)的濾波時間常數。值A的典型大小為0.5，值B的典型大小為0.1。除了這兩個可調整的濾波時間常數外，其它濾波函數也可以用來優(yōu)化其它圖像條件下的噪聲估計。
本發(fā)明的原理也適用于使用降噪預處理器的編碼系統(tǒng)。在這種預處理器通常使用簡化的運動檢測器，而這會帶來很大的運動估計誤差。這樣的系統(tǒng)特別受益于如前所述的噪聲估計濾波。
權利要求
1.用于壓縮含有像素數據的圖像表示視頻信號的設備，其特征在于用于估計所述視頻信號中的噪聲和提供輸出的裝置(1333)；用于產生含有較低幅度和較高幅度分量的余數的裝置(12，16，18，17，14)，所述余數表示所述被壓縮的視頻信號當前幀的預測像素值和實際像素值之間的像素差值；耦合到所述產生裝置，對較低幅度余數比對較高幅度余數衰減大并提供輸出的非線性處理裝置(500)，其中所述非線性處理裝置的傳輸函數響應所述噪聲估計；以及用于對所述已處理的余數進行變換并提供壓縮過的視頻數據輸出的變換裝置(15)。
2.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述噪聲估計是作為像素預測誤差的函數而產生。
3.如權利要求2所述的設備，其特征在于所述噪聲估計是在圖像區(qū)域的運動實際上為零時產生的。
4.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述傳輸函數以可變的時間間隔響應所述噪聲估計。
5.如權利要求1所述的設備，其特征在于擁有可變時間常數的用于時間上濾波所述噪聲估計的濾波器和其中所說非線性處理裝置的所述傳輸函數響應所述時間濾波后的噪聲估計。
6.如權利要求5所述的設備，其特征在于所述可變時間常數濾波器提供一個用于增大噪聲估計值的較長(較慢的)濾波時間常數和一個用于減小噪聲估計值的較短(較快的)濾波時間常數。
7.如權利要求1所述的設備，其進一步的特征在于空間濾波所述噪聲估計的濾波器以及其中所述非線性處理裝置的所述傳輸函數響應所述空間濾波后的噪聲估計。
8.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述傳輸函數是一個帶除噪窗的除噪寬度為w的除噪函數，w隨所述噪聲估計而變。
9.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述傳輸函數是一個除噪函數，所述除噪函數隨圖像區(qū)域中的運動而變。
10.如權利要求9所述的設備，其特征在于所述設備處理所述像素數據是在逐個塊的基礎上進行的，所述除噪函數的除噪程度隨像素塊中的運動而變。
11.如權利要求9所述的設備，其特征在于所述設備處理所述像素數據是在逐個塊的基礎上進行的，所述除噪函數僅作用在相應于表示預定閾值以下的圖像運動的像素塊的余數上。
12.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述噪聲估計與圖像中某區(qū)域的運動程度成反比。
13.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述非線性處理裝置提供了許多可選的傳輸函數，包括線性傳輸函數。
14.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述傳輸函數是一個帶有除噪窗的除噪函數，所述除噪函數是隨著所說當前幀圖像內容變化的函數。
15.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述傳輸函數是一個帶有除噪窗的除噪函數，所述除噪函數在所述除噪窗以外實際上構成一個恒等函數。
16.如權利要求1所述的設備，其特征在于所述傳輸函數是一個帶有除噪窗的除噪函數，所述除噪函數在所述除噪窗以內實際上構成一個下凸上升函數。
17.用于濾除信號中的噪聲的設備，其特征在于輸入處理器(12)，用于接收和處理所述信號并提供一個適合于濾波的輸出；以及非線性處理裝置(500)，與所述輸入處理器耦合用于對所述處理后的輸出中的較低幅度的分量比較高幅度的分量衰減大并提供濾波后的輸出，其中所述非線性處理裝置的傳輸函數是帶有除噪窗的除噪函數集，其實際上提供(a)在所述除噪窗以外為恒等函數，其中輸出等于輸入；(b)在所述除噪窗以內為下凸的上升函數。
18.如權利要求17所述的設備，其特征在于所述傳輸函數是從所述除噪函數集中包含傳輸函數的多個除噪函數中適當選出。
19.如權利要求18所述的設備，其特征在于所述傳輸函數是根據所述視頻信號的噪聲估計進行選擇的。
20.如權利要求17所述的設備，其特征在于所述傳輸函數是一個分段線性的傳輸函數。
21.如權利要求17所述的裝置，其特征在于所述傳輸函數(f(x))在所述除噪窗內的形式為f(x)=W(xW)n,]]>其中n為整數。
全文摘要
視頻信號壓縮設備提供了用于產生表示視頻信號當前幀的預測值與實際像素值之間的像素差值的余數的裝置(12，16，17，18，14)。降噪電路，以非線性處理裝置(500)的形式，對較低幅度的余數比對較高幅度的余數衰減大，并響應噪聲估計(1333)。處理過的余數經過變換(15)成為壓縮的視頻數據輸出。本發(fā)明所闡述的非線性處理函數降低了噪聲，減小了圖像失真。
文檔編號H04N7/36GK1155814SQ9612189
公開日1997年7月30日 申請日期1996年12月10日 優(yōu)先權日1995年12月12日
發(fā)明者羅伯特·N·小赫斯特, 瓊沃·李 申請人:Rca湯姆森許可公司