專利名稱：圖像編碼方法、圖像編碼裝置以及攝像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在圖像編碼中，為了提高編碼效率、進行高速處理、改善畫質(zhì)劣化，而根據(jù)圖像的狀態(tài)，對多個正交變換尺寸(例如4X4像素單位和8X8像素單位)進行適當?shù)那袚Q，來對運動圖像進行編碼的技術(shù)。
背景技術(shù)：
本申請在此將2008年10月27日申請的日本專利申請2008-275345號的包括說明書、附圖、權(quán)利要求書在內(nèi)的全部內(nèi)容作為參考納入到本說明書中。作為對運動圖像數(shù)據(jù)進行編碼的標準技術(shù)，具有國際標準化組織和國際電工委員會第一聯(lián)合技術(shù)委員會(IS0/IEC JTC1)的運動圖像專家組(MPEG，Moving Picture Experts Group)制定出的MPEG-4第十部分高級視頻編碼(MPEG-4 PartlO =Advanced Video Coding,略稱為MPEG-4 AVC)。在該MPEG-4 AVC中，能夠選擇4X4像素單位和8X8 像素單位的正交變換尺寸作為正交變換的塊尺寸。4X4像素單位的正交變換被認為是量化所產(chǎn)生噪聲的影響范圍較窄的正交變換。另外，8X8像素單位的正交變換被認為是易于對復(fù)雜紋理中的凹凸不平進行再現(xiàn)但噪聲的影響范圍較廣的正交變換。通過根據(jù)圖像的狀態(tài)，按照處理塊單位選擇正交變換尺寸并進行正交變換，能夠提高編碼效率、改善由圖像編碼引起的畫質(zhì)劣化。在專利文獻1中，公開了如下方法通過對正交變換尺寸進行切換，從而改善包含字幕等文字圖像的塊圖像的畫質(zhì)。在包含文字圖像的塊圖像中，由于像素值的變化包含許多陡峭的邊緣，因此容易產(chǎn)生由圖像編碼引起的蚊式噪聲。在專利文獻1中，針對包含文字圖像的塊圖像，通過選擇4X4像素單位的正交變換來減小蚊式噪聲擴散的區(qū)域，通過使蚊式噪聲在視覺上難以識別，從而改善畫質(zhì)。然而，在專利文獻1中，僅提及使用邊緣檢測等作為正交變換尺寸選擇方法，而沒有記載關(guān)于選擇方法的詳細的實施例。在專利文獻2中，公開了一種基于邊緣檢測的正交變換尺寸選擇方法。圖10示出專利文獻2中的正交變換尺寸選擇方法的流程。該正交變換尺寸選擇方法包括邊緣檢測步驟S91，對處理對象塊的邊緣進行檢測；邊緣判定步驟S92，根據(jù)該檢測結(jié)果，對在處理對象塊中是否存在邊緣進行判定；4X4正交變換選擇步驟S93，當判定為存在邊緣時，選擇 4X4像素單位的正交變換；8 X 8正交變換選擇步驟S94，當判定為不存在邊緣時，選擇8 X 8 像素單位的正交變換。圖11示出在把專利文獻2中的正交變換尺寸選擇方法應(yīng)用到包含字幕等文字圖像的圖像時，選擇4X4像素單位的正交變換的塊圖像。可見，針對包含位于圖像下部的文字圖像的塊圖像，選擇了 4X4正交變換(用粗實線圍成四方形的區(qū)域)。然而，專利文獻2中存在如下不良狀況對于選擇了 4X4正交變換的塊圖像，特別是當處理對象的塊圖像處于進行幀內(nèi)預(yù)測的幀內(nèi)預(yù)測模式下時，編碼量會大幅增加。作為選擇4X4正交變換的塊的編碼量增加的理由，可舉出如下情況，即進行幀內(nèi)預(yù)測的塊尺寸根據(jù)正交變換尺寸而不同。詳細內(nèi)容如下。
在正交變換尺寸為8X8像素單位時，幀內(nèi)預(yù)測方式適用8X8像素單位的幀內(nèi)預(yù)測方式，與此相對，在正交變換尺寸為4X4像素單位時，幀內(nèi)預(yù)測方式適用4X4像素單位的幀內(nèi)預(yù)測方式或16X16像素單位的幀內(nèi)預(yù)測方式。在8 X 8像素單位的幀內(nèi)預(yù)測方式中，在16 X 16像素的宏塊內(nèi)，按照4個8 X 8像素的塊單位進行幀內(nèi)預(yù)測，對4個中的每一個的幀內(nèi)預(yù)測模式進行編碼，并存儲到圖像編碼后的輸出碼流的宏塊頭區(qū)域中。與此相對，在4X4像素單位的幀內(nèi)預(yù)測方式中，在16X16像素的宏塊內(nèi)，按照16 個4X4像素的塊單位進行幀內(nèi)預(yù)測，對16個中的每一個的幀內(nèi)預(yù)測模式進行編碼，并存儲到圖像編碼后的輸出碼流的宏塊頭中。因此，宏塊頭中存儲的幀內(nèi)預(yù)測模式的數(shù)量增多，與 8X8像素單位的幀內(nèi)預(yù)測方式相比，編碼量大幅增加。 專利文獻1 日本特開2008-4983號專利文獻2 日本特開2007-110568號在現(xiàn)有的正交變換尺寸選擇方式中，如圖11所示存在如下問題由于不僅針對文字圖像選擇4X4正交變換尺寸，而且針對包含邊緣較多的樹木的枝葉等的塊圖像也選擇 4X4正交變換尺寸，因此選擇4X4正交變換尺寸的塊數(shù)增多，編碼量增大。因此，考慮將選擇4 X 4正交變換尺寸的塊數(shù)減少。可以對邊緣檢測或者邊緣判定時的閾值進行調(diào)整，使4X4正交變換尺寸難以被選擇。然而，此時如圖12所示存在如下問題對于包含希望不使因蚊式噪聲而產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化顯著的文字圖像的塊圖像，4X4正交變換尺寸將不被選擇(從“ABCDE”的部分開始，四方形的粗實線消失，變?yōu)?X8正交變換尺寸)。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于，對于包含文字圖像等的塊，通過適當?shù)剡x擇正交變換尺寸，能夠抑制編碼量的增加，同時抑制因文字圖像的蚊式噪聲而產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化。本發(fā)明的圖像編碼方法，在按照塊單位從多個正交變換尺寸中選擇一個正交變換尺寸后，根據(jù)基于選擇出的正交變換尺寸的正交變換，對編碼對象塊圖像進行圖像編碼，所述圖像編碼方法包括邊緣檢測步驟，對所述編碼對象塊圖像的邊緣進行檢測，將檢測結(jié)果作為邊緣信息輸出；邊緣判定步驟，通過將所述邊緣信息與邊緣判定閾值進行比較，對在所述編碼對象塊圖像中是否存在邊緣進行判定；平坦部分檢測步驟，當在所述邊緣判定步驟中判定為在所述編碼對象塊圖像中存在邊緣時，在所述編碼對象塊圖像中對平坦部分進行檢測，將檢測結(jié)果作為平坦部分信息輸出；平坦部分判定步驟，通過將所述平坦部分信息與平坦部分判定閾值進行比較，對在所述編碼對象塊圖像中是否存在平坦部分進行判定；第一正交變換尺寸選擇步驟，將所述多個正交變換尺寸劃分為第一正交變換尺寸組和第二正交變換尺寸組后，當在所述平坦部分判定步驟中判定為存在所述平坦部分時， 為所述編碼對象塊圖像選擇基于所述第一正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的正交變換，其中所述第一正交變換尺寸組由一個或多個正交變換尺寸構(gòu)成，所述第二正交變換尺寸組由一個或多個正交變換尺寸構(gòu)成，且所述第二正交變換尺寸組的正交變換尺寸大于所述第一正交變換尺寸組的正交變換尺寸；以及第二正交變換尺寸選擇步驟，當在所述邊緣判定步驟中判定為在所述編碼對象塊圖像中不存在邊緣時，或者在所述平坦部分判定步驟中判定為在所述編碼對象塊圖像中不存在所述平坦部分時，為所述編碼對象塊圖像選擇基于所述第二正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的正交變換。在該構(gòu)成中，在正交變換尺寸的選擇上，更加細致地對該選擇的條件進行了設(shè)定。 即，除邊緣的存在判定之外還加入了平坦部分的存在判定。當在處理對象塊中包含邊緣而且包含平坦部分時，選擇基于第一正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的正交變換。當在處理對象塊中不包含邊緣時，以及在處理對象塊中包含邊緣但不包含平坦部分時，選擇基于第二正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的正交變換。據(jù)此，對于包含文字圖像等的塊，正交變換尺寸的選擇更加恰當，從而能夠抑制編碼量的增加，同時抑制因文字圖像的蚊式噪聲而產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化。在上述構(gòu)成的圖像編碼方法中，具有如下形式所述第一正交變換尺寸組包含4X4像素單位的正交變換尺寸，所述第二正交變換尺寸組包含8X8像素單位的正交變換尺寸，在所述第一正交變換尺寸選擇步驟中，選擇基于所述4X4像素單位的正交變換尺寸的正交變換，在所述第二正交變換尺寸選擇步驟中，選擇基于所述8X8像素單位的正交變換尺寸的正交變換。例如，對于樹木的枝葉等的塊圖像，由于檢測出邊緣但沒有檢測出平坦部分，因此不會選擇基于第一正交變換組中的一個正交變換尺寸GX4像素單位等)的正交變換，而是選擇基于第二正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸(8X8像素單位等)的正交變換。 另外，對于包含文字圖像的塊圖像，由于在檢測出邊緣的同時還檢測出平坦部分，因此選擇基于第一正交變換組中的一個正交變換尺寸的正交尺寸。如此，能夠抑制編碼量的增加，同時抑制因文字圖像的蚊式噪聲而產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化。另外，在上述構(gòu)成的圖像編碼方法中，具有如下形式在所述邊緣檢測步驟中，進行邊緣檢測，將檢測出的所述邊緣的數(shù)量作為所述邊緣信息輸出，所述邊緣檢測是對所述編碼對象塊圖像內(nèi)的在水平方向和垂直方向上相鄰的像素的差分絕對值進行計算，且當計算出的所述差分絕對值大于邊緣檢測閾值時，判定為所述邊緣。根據(jù)該構(gòu)成，由于根據(jù)水平和垂直方向的相鄰像素的差分絕對值來進行邊緣檢測，因此能夠抑制計算處理量，從而能夠進行高速的邊緣檢測。另外，在上述構(gòu)成的圖像編碼方法中，具有如下形式在所述平坦部分檢測步驟中，進行平坦部分檢測，將檢測出的平坦部分的數(shù)量作為所述平坦部分信息輸出，所述平坦部分檢測是對所述編碼對象塊圖像內(nèi)的在水平方向和垂直方向上相鄰的像素的差分絕對值進行計算，且當計算出的差分絕對值小于平坦部分檢測閾值時，當作平坦部分。
根據(jù)該構(gòu)成，由于根據(jù)水平和垂直方向的相鄰像素的差分絕對值來進行平坦部分檢測，因此能夠抑制計算處理量，從而能夠進行高速的平坦部分檢測。本發(fā)明的圖像編碼裝置，在按照塊單位選擇出基于多個正交變換尺寸的正交變換后，根據(jù)基于選擇出的正交變換尺寸的正交變換，對編碼對象塊圖像進行圖像編碼，所述圖像編碼裝置包括邊緣檢測單元，對所述編碼對象塊圖像的邊緣進行檢測，將檢測結(jié)果作為邊緣信息輸出；邊緣判定單元，通過將所述邊緣信息與邊緣判定閾值進行比較，對在所述編碼對象塊圖像中是否包含邊緣進行判定；平坦部分檢測單元，對所述編碼對象塊圖像的平坦部分進行檢測，將檢測結(jié)果作為平坦部分信息輸出；平坦部分判定單元，通過將所述平坦部分信息與平坦部分判定閾值進行比較，對在所述編碼對象塊圖像中是否包含所述平坦部分進行判定；以及正交變換尺寸選擇單元，對正交變換尺寸進行選擇，所述正交變換尺寸選擇單元，將所述多個正交變換尺寸劃分為第一正交變換尺寸組和第二正交變換尺寸組后，當在所述邊緣判定單元中判定為在所述編碼對象塊圖像中包含所述邊緣并且在所述平坦部分判定單元中判定為在所述編碼對象塊圖像中包含所述平坦部分時，選擇所述第一正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸，其中所述第一正交變換尺寸組由一個或多個正交變換尺寸構(gòu)成，所述第二正交變換尺寸組由一個或多個正交變換尺寸構(gòu)成，且所述第二正交變換尺寸組的正交變換尺寸大于所述第一正交變換尺寸組的正交變換尺寸，所述正交變換尺寸選擇單元，當在所述邊緣判定單元中判定為在所述編碼對象塊圖像中不包含所述邊緣時，或者在所述平坦部分判定單元中判定為在所述編碼對象塊中不包含所述平坦部分時，選擇所述第二正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸。根據(jù)本發(fā)明，在正交變換尺寸的選擇上，除邊緣的存在判定之外還加入平坦部分的存在判定來進行選擇，從而更加細致地對選擇條件進行了設(shè)定。因此，對于包含文字圖像等的塊，正交變換尺寸的選擇更加恰當，從而能夠抑制編碼量的增加，同時抑制因文字圖像的蚊式噪聲而產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化，對主觀畫質(zhì)改善有很大效果。


圖1是示出本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼方法中的正交變換尺寸的選擇處理的流程圖。圖2是示出本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼方法中的計算差分絕對值的相鄰像素的位置關(guān)系的圖。圖3是示出本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼方法中的水平方向邊緣檢測處理的流程圖。圖4是示出本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼方法中的垂直方向邊緣檢測處理的流程圖。圖5是示出本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼方法中的水平方向平坦部分檢測處理的流程圖。圖6是示出本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼方法中的垂直方向平坦部分檢測處理的流程圖。圖7是示出將本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼方法中的正交變換尺寸選擇方法應(yīng)用到圖像后的4X4正交變換選擇結(jié)果的圖。圖8是示出本發(fā)明的實施方式2中的圖像編碼裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。圖9是示出本發(fā)明的實施方式3中的攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖10是示出現(xiàn)有的正交變換尺寸選擇處理的流程圖。圖11是示出將現(xiàn)有方法應(yīng)用到圖像后的4X4正交變換選擇結(jié)果的圖。圖12是示出將現(xiàn)有方法應(yīng)用到圖像后的4X4正交變換選擇結(jié)果的圖。
具體實施例方式下面，使用附圖對本發(fā)明所涉及的圖像編碼方法以及圖像編碼裝置的實施方式進行詳細說明。(實施方式1)圖1是本發(fā)明的實施方式1的圖像編碼方法中的正交變換尺寸選擇的流程圖。實施方式1的圖像編碼方法中的正交變換尺寸選擇方法包括邊緣檢測步驟步驟Si、邊緣判定步驟S2、平坦部分檢測步驟S3、平坦部分判定步驟S4、4X4正交變換選擇步驟S5以及 8X8正交變換選擇步驟S6。在邊緣檢測步驟Sl中，對像素值急劇變化的邊緣進行檢測。在邊緣判定步驟S2 中，根據(jù)邊緣檢測步驟Sl的檢測結(jié)果，對在處理對象塊中是否包含邊緣進行判定。在平坦部分檢測步驟S3中，當在邊緣判定步驟S2中判定為在處理對象塊中包含邊緣時，在處理對象塊中，對像素值平緩變化的平坦部分進行檢測。在平坦部分判定步驟S4中，根據(jù)平坦部分檢測步驟S3的檢測結(jié)果，對在處理對象塊中是否包含平坦部分進行判定。在4X4正交變換選擇步驟S5中，當在平坦部分判定步驟S4中判定為包含平坦部分時，選擇4X4像素單位的正交變換。在8X8正交變換選擇步驟S6中，當在邊緣判定步驟S2中判定為在處理對象塊中未包含邊緣時，以及在平坦部分判定步驟S4中判定為在處理對象塊中未包含平坦部分時，選擇8X8像素單位的正交變換。另外，4X4像素單位是構(gòu)成第一正交變換尺寸組的正交變換尺寸中的一個，8 X 8像素單位是構(gòu)成第二正交變換尺寸組的正交變換尺寸中的一個，所述第二正交變換尺寸組的正交變換尺寸大于第一正交變換尺寸組的正交變換尺寸。在本實施方式中，第一、第二正交變換尺寸組分別由一個正交變換尺寸構(gòu)成，而第一、第二正交變換尺寸組也可以由多個正交變換尺寸構(gòu)成。此外，在邊緣檢測步驟Sl中，針對處理對象塊，對像素值急劇變化的邊緣進行檢測。作為邊緣檢測的方法，具有使用相鄰像素的差分絕對值來進行檢測的方法。在該邊緣檢測方法中，對相鄰像素的差分絕對值進行計算，當計算出的差分絕對值大于邊緣檢測閾值(Thl)時，當作邊緣，對檢測出的邊緣的數(shù)量(Cntl)進行計數(shù)。圖2示出計算差分絕對值的相鄰像素的位置關(guān)系。Hl示出當在水平方向上計算差分絕對值時所參照的相鄰像素的位置關(guān)系，Vl示出當在垂直方向上計算差分絕對值時所參照的相鄰像素的位置關(guān)系。在步驟Sl中，分別對水平方向和垂直方向的差分絕對值進行計算。如果將相鄰像素的計算對象像素設(shè)為x(i，i)，則水平方向邊緣檢測的流程如圖3所示。下面，參照圖3對水平方向邊緣檢測的流程的詳細內(nèi)容進行說明。水平方向邊緣檢測的流程包括垂直方向初始設(shè)定步驟S10，對垂直方向的像素位置進行初始設(shè)定；水平方向初始設(shè)定步驟S20，對水平方向的像素位置進行初始設(shè)定；水平方向差分絕對值計算步驟S30，對水平方向的差分絕對值(AbsDiff)進行計算；差分絕對值比較步驟S40，將差分絕對值(AbsDiff)與邊緣檢測閾值(Thl)進行比較；邊緣計數(shù)步驟 S50，當差分絕對值(AbsDiff)大于邊緣檢測閾值(Thl)時，使邊緣的數(shù)量(Cntl)加1 ；水平方向?qū)ο笙袼匾苿硬襟ES60，使對象像素沿水平方向移動一個像素；水平像素位置判定步驟S70，對水平分量是否小于宏塊尺寸“16”進行判定；垂直方向?qū)ο笙袼匾苿硬襟ES80， 使對象像素沿垂直方向移動一個像素；以及垂直像素位置判定步驟S90，對垂直分量是否小于處理對象塊的塊尺寸“ 16”進行判定。同樣地，垂直方向邊緣檢測的流程如圖4所示。下面，參照圖4對垂直方向邊緣檢測的流程的詳細內(nèi)容進行說明。在垂直方向邊緣檢測的流程中，代替水平方向邊緣檢測的流程中對水平方向的差分絕對值進行計算的水平方向差分絕對值計算步驟S30，設(shè)有對垂直方向的差分絕對值進行計算的垂直方向差分絕對值計算步驟S31。通過執(zhí)行水平方向和垂直方向這兩個方向的邊緣檢測，能夠計算出對象塊在水平方向和垂直方向合計的邊緣的數(shù)量(Cntl)。在邊緣判定步驟S2中，當在邊緣檢測步驟Sl中計數(shù)得到的邊緣的數(shù)量(Cntl)大于邊緣判定閾值(Th2)時，判定為在處理對象塊中包含邊緣，當上述邊緣的數(shù)量(Cntl)小于等于邊緣判定閾值(Th2)時，判定為在處理對象塊中未包含邊緣。在平坦部分檢測步驟S3中，針對處理對象塊，對像素值平緩變化的平坦部分進行檢測。作為對平坦部分進行檢測的方法，與邊緣檢測同樣地，具有使用相鄰像素的差分絕對值的方法。對相鄰像素的差分絕對值進行計算，當計算出的差分絕對值大于平坦部分檢測閾值(Th3)時，判定為平坦部分，之后對通過該判定而檢測出的平坦部分的數(shù)量(Cnt2)進行計數(shù)。如果將相鄰像素的計算對象像素設(shè)為x(i，j)，則水平方向平坦部分檢測的流程如圖5所示。下面，參照圖5對水平方向平坦部分檢測的流程進行說明。水平方向平坦部分檢測的流程包括垂直方向初始設(shè)定步驟S10，對垂直方向的像素位置進行初始設(shè)定；水平方向初始設(shè)定步驟S20，對水平方向的像素位置進行初始設(shè)定；水平方向差分絕對值計算步驟S30，對水平方向的差分絕對值(AbsDiff)進行計算；差分絕對值比較步驟S41，將差分絕對值(AbsDiff)與平坦部分檢測閾值(TM)進行比較；平坦部分計數(shù)步驟S51，當差分絕對值(AbsDiff)小于平坦部分檢測閾值(Th3)時，使平坦部分的數(shù)量(CnU)加1 ；水平方向?qū)ο笙袼匾苿硬襟ES60，使對象像素沿水平方向移動一個像素；水平像素位置判定步驟 S70，對水平分量是否小于宏塊尺寸“16”進行判定；垂直方向?qū)ο笙袼匾苿硬襟ES80，使對象像素沿垂直方向移動一個像素；以及垂直像素位置判定步驟S90，對垂直分量是否小于處理對象塊的塊尺寸“ 16”進行判定。同樣地，垂直方向平坦部分檢測的流程如圖6所示。下面，參照圖6對垂直方向平坦部分檢測的流程進行說明。在垂直方向平坦部分檢測的流程中，代替水平方向平坦部分檢測的流程中對水平方向的差分絕對值進行計算的水平方向差分絕對值計算步驟S30，設(shè)有對垂直方向的差分絕對值進行計算的垂直方向差分絕對值計算步驟S31。通過執(zhí)行水平方向和垂直方向的平坦部分檢測，能夠計算出對象塊在水平方向和垂直方向合計的平坦部分的數(shù)量(Cnt2)。在平坦部分判定步驟S4中，當在平坦部分檢測步驟S3中計數(shù)得到的平坦部分的數(shù)量大于平坦部分判定閾值(Th4)時，判定為在處理對象塊中包含平坦部分，當上述平坦部分的數(shù)量小于等于平坦部分判定閾值(Th4)時，判定為在處理對象塊中未包含平坦部分。僅限于當在處理對象塊中包含邊緣而且包含平坦部分時，選擇作為第一正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的4X4像素單位，當在處理對象塊中未包含邊緣，以及在處理對象塊中包含邊緣但未包含平坦部分時，選擇作為第二正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的8X8像素單位。與現(xiàn)有技術(shù)相比，這一點成為本實施方式的特征。此外，當?shù)谝弧⒌诙蛔儞Q尺寸組分別由多個正交變換尺寸構(gòu)成時，在上述的像素單位選擇中，可以選擇第一、第二正交變換尺寸組各自組中的任意的像素單位。根據(jù)上述的判定結(jié)果，針對樹木的枝葉等塊圖像，因為檢測出邊緣但沒有檢測出平坦部分，所以不會選擇第一正交變換尺寸組GX4正交變換尺寸等)。此外，對于包含文字圖像的塊圖像，由于在檢測出邊緣的同時還檢測出平坦部分，因此能夠選擇第一正交變換尺寸組GX4正交變換尺寸等)。圖7示出在使用實施方式1的正交變換尺寸選擇方法后的結(jié)果中的正交變換尺寸。可見，根據(jù)本實施方式的正交變換尺寸選擇方法，在僅包含樹木的枝葉等邊緣的塊中， 選擇了第二正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸(8X8正交變換尺寸等)，在包含邊緣與平坦部分同時存在的文字圖像的塊中，選擇了第一正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸GX4正交變換尺寸等)。而且，結(jié)果是對于樹木的樹干部分的一部分也選擇了第一正交變換尺寸組GX4正交變換尺寸)。在樹木部分，與現(xiàn)有技術(shù)的圖11相比，選擇第一正交變換尺寸組的區(qū)域被大幅削減，從而能夠減少編碼量。另外，在實施方式1中，作為邊緣檢測以及平坦部分檢測的方法，針對使用相鄰像素差分絕對值的方法進行了說明，但本發(fā)明并不限于此。(實施方式2)圖8是示出本發(fā)明的實施方式2中的圖像編碼裝置A的結(jié)構(gòu)的框圖。實施方式3 中的圖像編碼裝置A包括塊分割單元1、邊緣檢測單元2、邊緣判定單元3、平坦部分檢測單元4、平坦部分判定單元5、正交變換尺寸選擇單元6、選擇器7、第一正交變換單元8、第一量化單元9、第二正交變換單元10、第二量化單元11、選擇器12、熵編碼單元13、逆量化單元 14、逆正交變換單元15、第一幀存儲器16、幀內(nèi)預(yù)測單元17、施加阻塞濾波(7 口 7 * > 7 ” ”)的環(huán)路濾波器18、第二幀存儲器19、幀間預(yù)測單元20、幀內(nèi)和幀間判定單元21 以及選擇器22。塊分割單元1在輸入圖像中對每個塊進行分割。邊緣檢測單元2在通過塊分割單元1得到的塊圖像(編碼對象塊)中對邊緣進行檢測，將檢測結(jié)果作為邊緣信息輸出。邊緣檢測單元2所進行的邊緣檢測利用與在實施方式1中說明的邊緣檢測同樣的方法來執(zhí)行。邊緣判定單元3通過將邊緣檢測單元2輸出的邊緣信息與邊緣判定閾值進行比較，從而對在塊圖像中是否包含邊緣進行判定。平坦部分檢測單元4在通過塊分割單元1
11得到的塊圖像中對平坦部分進行檢測，將檢測結(jié)果作為平坦部分信息輸出。平坦部分檢測單元4所進行的平坦部分檢測利用與在實施方式1中說明的平坦部分檢測同樣的方法來執(zhí)行。平坦部分判定單元5通過將平坦部分檢測單元4輸出的平坦部分信息與平坦部分判定閾值進行比較，從而對在塊圖像中是否包含平坦部分進行判定。正交變換尺寸選擇單元6根據(jù)邊緣判定單元3和平坦部分判定單元5的判定結(jié)果，選擇正交變換尺寸。選擇器7 從正交變換尺寸選擇單元6接受指示，從而對4X4正交變換尺寸和8X8正交變換尺寸進行切換。此外，不言而喻，4X4正交變換尺寸是第一正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的例子，8X8正交變換尺寸是第二正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的例子。第一正交變換單元8進行4X4正交變換。第一量化單元9對通過第一正交變換單元8得到的變換系數(shù)進行量化。第二正交變換單元10進行8X8正交變換。第二量化單元11對通過第二正交變換單元10得到的變換系數(shù)進行量化。選擇器12根據(jù)來自于正交變換尺寸選擇單元6的指示，對第一量化單元9和第二量化單元11的輸出進行切換。熵編碼單元13對從選擇器12輸出的量化系數(shù)進行編碼。逆量化單元14對從選擇器12輸出的量化系數(shù)進行逆量化。逆正交變換單元15 對通過逆量化單元14得到的變換系數(shù)進行逆正交變換。第一幀存儲器16對在通過逆正交變換單元15得到的圖像數(shù)據(jù)中加上預(yù)測圖像數(shù)據(jù)后得到的圖像數(shù)據(jù)進行存儲。幀內(nèi)預(yù)測單元17使用存儲于第一幀存儲器16中的幀內(nèi)的像素來進行幀內(nèi)預(yù)測。 環(huán)路濾波器18施加去塊效應(yīng)濾波(〒-7' 口 7 * > V 7 O夕)，所述去塊效應(yīng)濾波是在將通過逆正交變換單元15得到的圖像數(shù)據(jù)與預(yù)測圖像數(shù)據(jù)相加后得到的圖像數(shù)據(jù)中，去除塊失真。第二幀存儲器19對經(jīng)環(huán)路濾波器18施加去塊效應(yīng)濾波后的圖像數(shù)據(jù)進行存儲。幀間預(yù)測單元20參照存儲于第二幀存儲器19中的圖像數(shù)據(jù)來進行幀間預(yù)測。幀內(nèi)和幀間判定單元21根據(jù)通過幀內(nèi)預(yù)測單元17得到的信息和通過幀間預(yù)測單元20得到的信息，進行幀內(nèi)和幀間判定。選擇器22根據(jù)幀內(nèi)和幀間判定單元21的判定結(jié)果，選擇出通過幀內(nèi)預(yù)測單元17得到的預(yù)測圖像數(shù)據(jù)和通過幀間預(yù)測單元20得到的預(yù)測圖像數(shù)據(jù)之中的一個。在上述結(jié)構(gòu)中，正交變換尺寸選擇單元6被構(gòu)成為利用實施方式1的方法，對正交變換尺寸進行選擇。因此，根據(jù)本實施方式，僅對于蚊式噪聲顯著的文字圖像等，選擇第一正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸GX4正交變換尺寸等)，從而能夠抑制編碼量的增加。另外，圖像編碼裝置A典型地被實現(xiàn)為半導(dǎo)體集成電路LSI。這些功能塊可以分別集成為一個芯片，也可以以包含一部分或者全部的方式來集成為一個芯片。在此雖稱為 LSI，但根據(jù)集成度的不同，有時也稱為IC、系統(tǒng)LSI、超(^ 一 ^一)LSI、特(々> 卜，) LSI。此外，集成電路化的方法并不限于LSI，也可利用專用電路或者通用處理器來實現(xiàn)?？梢岳媚茉谥圃霯SI后進行編程的現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA，F(xiàn)ield Programmable Gate Array)、能重新構(gòu)成LSI內(nèi)部的電路單元的連接及設(shè)定的可重構(gòu)處理器。進而，如果因半導(dǎo)體技術(shù)的進步或者衍生出的其他技術(shù)而有代替LSI的集成電路化技術(shù)問世，那么當然也可以使用該技術(shù)來進行功能塊的集成化。另外，作為可能性，生物技術(shù)的應(yīng)用等是有可能的。(實施方式3)下面，對本發(fā)明的實施方式3進行說明。本實施方式示出利用了以上說明的運動圖像編碼方法的例如數(shù)碼靜態(tài)攝像機或電視會議系統(tǒng)用攝像機等的攝像系統(tǒng)(視頻系統(tǒng)) 的一例。圖9是示出本發(fā)明實施方式3的攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。在該攝像系統(tǒng)中，通過光學(xué)系統(tǒng)31射入的圖像光在圖像傳感器32上成像并被光電轉(zhuǎn)換。通過光電轉(zhuǎn)換得到的電信號被A/D轉(zhuǎn)換電路33轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，之后被提供給圖像處理電路34，所述圖像處理電路 34包含例如圖8所示的圖像編碼裝置A。圖像處理電路34進行如下處理，即Y/C處理、邊緣處理、圖像的放大縮小、以及MPEG/聯(lián)合圖像專家組(JPEG，Joint Photographic Experts Group)等的圖像壓縮和解壓縮處理、圖像壓縮后的流控制等信號處理。圖像編碼裝置A具有與在實施方式2中說明的圖像編碼裝置A同樣的結(jié)構(gòu)。經(jīng)過該攝像系統(tǒng)實施圖像處理后的信號在記錄系統(tǒng)和傳送系統(tǒng)35中，被記錄到介質(zhì)或者經(jīng)由互聯(lián)網(wǎng)等被傳送。被記錄或者傳送的信號由再生系統(tǒng)36進行再生。圖像傳感器32和圖像處理電路34由時序控制電路37控制，光學(xué)系統(tǒng)31、記錄系統(tǒng)和傳送系統(tǒng)35、 再生系統(tǒng)36以及時序控制電路37分別由系統(tǒng)控制電路38控制。此外，在圖9所示的攝像系統(tǒng)中，針對將來自于光學(xué)系統(tǒng)31的圖像光通過圖像傳感器32進行光電轉(zhuǎn)換，并輸入到A/D轉(zhuǎn)換電路33的攝像機設(shè)備等進行了說明，但本發(fā)明并不限于此，除此之外，還可以將電視等AV設(shè)備的模擬視頻輸入直接輸入到A/D轉(zhuǎn)換電路33。 本發(fā)明的技術(shù)在多個正交變換尺寸的正交變換選擇中，除邊緣的存在判定之外還加入平坦部分的存在判定，由于更加細致地對選擇條件進行了設(shè)定，因此對于包含文字圖像等的塊， 能夠更加適當?shù)剡x擇正交變換尺寸，從而能夠抑制編碼量的增加，同時能夠抑制因文字圖像的蚊式噪聲而產(chǎn)生的畫質(zhì)劣化，所以作為面向謀求文字圖像畫質(zhì)性能的電視會議系統(tǒng)的圖像編碼技術(shù)等是有用的。符號說明
A圖像編碼裝置
1塊分割單元
2邊緣檢測單元
3邊緣判定單元
4平坦部分檢測單元
5平坦部分判定單元
6正交變換尺寸選擇單元
7選擇器
8第一正交變換單元
9第一量化單元
10第二正交變換單元
11第二量化單元
12選擇器
13熵編碼單元
14逆量化單元15逆正交變換單元16第一幀存儲器17幀內(nèi)預(yù)測單元18環(huán)路濾波器19第二幀存儲器20幀間預(yù)測單元21幀內(nèi)和幀間判定單元22選擇器31光學(xué)系統(tǒng)32圖像傳感器33 A/D轉(zhuǎn)換電路34圖像處理電路35記錄系統(tǒng)和傳送系統(tǒng)36再生系統(tǒng)37時序控制電路38系統(tǒng)控制電路Sl邊緣檢測步驟S2邊緣判定步驟S3平坦部分檢測步驟S4平坦部分判定步驟S5 4X4正交變換選擇步驟S6 8X8正交變換選擇步驟SlO垂直方向初始設(shè)定步驟S20水平方向初始設(shè)定步驟S30水平方向差分絕對值計算步驟S31垂直方向差分絕對值計算步驟S40差分絕對值比較步驟S41差分絕對值比較步驟S50邊緣數(shù)量計數(shù)步驟S51平坦部分數(shù)量計數(shù)步驟S60水平方向?qū)ο笙袼匾苿硬襟ES70水平像素位置判定步驟S80垂直方向?qū)ο笙袼匾苿硬襟ES90垂直像素位置判定步驟
權(quán)利要求
1.一種圖像編碼方法，在按照塊單位從多個正交變換尺寸中選擇一個正交變換尺寸后，根據(jù)基于選擇出的正交變換尺寸的正交變換，對編碼對象塊圖像進行圖像編碼，所述圖像編碼方法包括邊緣檢測步驟，對所述編碼對象塊圖像的邊緣進行檢測，將檢測結(jié)果作為邊緣信息輸出；邊緣判定步驟，通過將所述邊緣信息與邊緣判定閾值進行比較，對在所述編碼對象塊圖像中是否存在邊緣進行判定；平坦部分檢測步驟，當在所述邊緣判定步驟中判定為在所述編碼對象塊圖像中存在邊緣時，在所述編碼對象塊圖像中對平坦部分進行檢測，將檢測結(jié)果作為平坦部分信息輸出；平坦部分判定步驟，通過將所述平坦部分信息與平坦部分判定閾值進行比較，對在所述編碼對象塊圖像中是否存在平坦部分進行判定；第一正交變換尺寸選擇步驟，將所述多個正交變換尺寸劃分為第一正交變換尺寸組和第二正交變換尺寸組后，當在所述平坦部分判定步驟中判定為存在所述平坦部分時，為所述編碼對象塊圖像選擇基于所述第一正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的正交變換， 其中所述第一正交變換尺寸組由一個或多個正交變換尺寸構(gòu)成，所述第二正交變換尺寸組由一個或多個正交變換尺寸構(gòu)成，且所述第二正交變換尺寸組的正交變換尺寸大于所述第一正交變換尺寸組的正交變換尺寸；以及第二正交變換尺寸選擇步驟，當在所述邊緣判定步驟中判定為在所述編碼對象塊圖像中不存在邊緣時，或者在所述平坦部分判定步驟中判定為在所述編碼對象塊圖像中不存在所述平坦部分時，為所述編碼對象塊圖像選擇基于所述第二正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的正交變換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像編碼方法，所述第一正交變換尺寸組包含4X4像素單位的正交變換尺寸，所述第二正交變換尺寸組包含8X8像素單位的正交變換尺寸，在所述第一正交變換尺寸選擇步驟中，選擇基于所述4X4像素單位的正交變換尺寸的正交變換，在所述第二正交變換尺寸選擇步驟中，選擇基于所述8X8像素單位的正交變換尺寸的正交變換。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像編碼方法，在所述邊緣檢測步驟中，進行邊緣檢測，將檢測出的所述邊緣的數(shù)量作為所述邊緣信息輸出，所述邊緣檢測是對所述編碼對象塊圖像內(nèi)的在水平方向和垂直方向上相鄰的像素的差分絕對值進行計算，且當計算出的所述差分絕對值大于邊緣檢測閾值時，判定為所述邊緣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像編碼方法，在所述平坦部分檢測步驟中，進行平坦部分檢測，將檢測出的平坦部分的數(shù)量作為所述平坦部分信息輸出，所述平坦部分檢測是對所述編碼對象塊圖像內(nèi)的在水平方向和垂直方向上相鄰的像素的差分絕對值進行計算，且當計算出的差分絕對值小于平坦部分檢測閾值時，當作平坦部分。
5.一種圖像編碼裝置，在按照塊單位選擇出基于多個正交變換尺寸的正交變換后，根據(jù)基于選擇出的正交變換尺寸的正交變換，對編碼對象塊圖像進行圖像編碼，所述圖像編碼裝置包括邊緣檢測單元，對所述編碼對象塊圖像的邊緣進行檢測，將檢測結(jié)果作為邊緣信息輸出；邊緣判定單元，通過將所述邊緣信息與邊緣判定閾值進行比較，對在所述編碼對象塊圖像中是否包含邊緣進行判定；平坦部分檢測單元，對所述編碼對象塊圖像的平坦部分進行檢測，將檢測結(jié)果作為平坦部分信息輸出；平坦部分判定單元，通過將所述平坦部分信息與平坦部分判定閾值進行比較，對在所述編碼對象塊圖像中是否包含所述平坦部分進行判定；以及正交變換尺寸選擇單元，對正交變換尺寸進行選擇，所述正交變換尺寸選擇單元，將所述多個正交變換尺寸劃分為第一正交變換尺寸組和第二正交變換尺寸組后，當在所述邊緣判定單元中判定為在所述編碼對象塊圖像中包含所述邊緣并且在所述平坦部分判定單元中判定為在所述編碼對象塊圖像中包含所述平坦部分時，選擇所述第一正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸，其中所述第一正交變換尺寸組由一個或多個正交變換尺寸構(gòu)成，所述第二正交變換尺寸組由一個或多個正交變換尺寸構(gòu)成，且所述第二正交變換尺寸組的正交變換尺寸大于所述第一正交變換尺寸組的正交變換尺寸，所述正交變換尺寸選擇單元，當在所述邊緣判定單元中判定為在所述編碼對象塊圖像中不包含所述邊緣時，或者在所述平坦部分判定單元中判定為在所述編碼對象塊中不包含所述平坦部分時，選擇所述第二正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像編碼裝置，所述第一正交變換尺寸組包含4X4像素單位的正交變換尺寸，所述第二正交變換尺寸組包含8X8像素單位的正交變換尺寸，所述正交變換尺寸選擇單元，作為基于所述第一正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的正交變換，選擇所述4X4像素單位的正交變換尺寸，作為基于所述第二正交變換尺寸組中的一個正交變換尺寸的正交變換，選擇所述8 X 8像素單位的正交變換尺寸。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像編碼裝置，所述邊緣檢測單元進行邊緣檢測，將檢測出的所述邊緣的數(shù)量作為所述邊緣信息輸出到所述邊緣判定單元，所述邊緣檢測是對所述編碼對象塊圖像內(nèi)的在水平方向和垂直方向上相鄰的像素的差分絕對值進行計算，且當計算出的差分絕對值大于邊緣檢測閾值時，當作所述邊緣。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像編碼裝置，所述平坦部分檢測單元進行平坦部分檢測，將檢測出的平坦部分的數(shù)量作為所述平坦部分信息輸出到所述平坦部分判定單元，所述平坦部分檢測是對所述編碼對象塊圖像內(nèi)的在水平方向和垂直方向上相鄰的像素的差分絕對值進行計算，且當計算出的所述差分絕對值小于平坦部分檢測閾值時，當作所述平坦部分。
9.一種攝像系統(tǒng)，包括圖像處理電路，基于權(quán)利要求1所述的圖像編碼方法進行圖像編碼處理； 圖像傳感器，將圖像信號輸出到所述圖像處理電路；以及光學(xué)系統(tǒng)，將被拍攝物的光學(xué)圖像在所述圖像傳感器上成像。
10. 一種攝像系統(tǒng)，包括圖像處理電路，包含權(quán)利要求5所述的圖像編碼裝置并進行圖像處理； 圖像傳感器，將圖像信號輸出到所述圖像處理電路；以及光學(xué)系統(tǒng)，將被拍攝物的光學(xué)圖像在所述圖像傳感器上成像。
全文摘要
根據(jù)處理對象塊的邊緣檢測結(jié)果，對處理對象塊是否包含邊緣進行判定，在包含邊緣時，進行平坦部分檢測，根據(jù)平坦部分檢測的結(jié)果，對處理對象塊是否包含平坦部分進行判定，在包含平坦部分時，選擇第一正交變換尺寸組中的一個，在不包含邊緣時或者不包含平坦部分時，選擇正交變換尺寸大于第一正交變換尺寸組的第二正交變換尺寸中的一個。
文檔編號H04N7/30GK102197650SQ20098014251
公開日2011年9月21日 申請日期2009年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月27日
發(fā)明者日下部敏彥 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社