DE69619707T2

DE69619707T2 - Verbesserte nachbearbeitung zum entfernen von blockeffekten in einem dekodierten bildsignal

Info

Publication number: DE69619707T2
Application number: DE69619707T
Authority: DE
Inventors: Sang-Ho Kim
Original assignee: Daewoo Electronics Co Ltd
Current assignee: WiniaDaewoo Co Ltd
Priority date: 1995-04-29
Filing date: 1996-04-25
Publication date: 2002-08-08
Anticipated expiration: 2016-04-26
Also published as: CN1183199A; WO1996035295A1; DE69619707D1; JPH11504482A; RU2154917C2; KR960039992A; PL180169B1; CN1139255C; EP0886972B1; EP0886972A1; MX9708188A; US5734757A; PL322974A1; CA2219746A1

Description

TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Nachbearbeitungsverfahren für die Verwendung in einem Bildsignaldecodiersystem; und insbesondere ein verbessertes Verfahren, das geeignet ist, einen Blockbildungseffekte zu entfernen, der am Rand eines Blockes von decodierten Bilddaten auftritt, indem die decodierten Bilddaten effektiv nachbearbeitet werden, wodurch die Bildqualität des Systems verbessert wird.

STAND DER TECHNIK

In zahlreichen elektronischen/elektrischen Anwendungen, wie hochauflösenden Fernseh- und Videotelefon-Systemen, kann es erforderlich sein, ein Bildsignal in digitalisierter Form zu übertragen. Wenn das Bildsignal in digitalisierter Form ausgedrückt wird, fällt jedoch zwangsläufig eine große Menge digitaler Daten an. Da jedoch die verfügbare Frequenzbandbreite eines herkömmlichen Übertragungskanals beschränkt ist, um das Bildsignal dort hindurch zu übertragen, wird die Verwendung eines Bildcodiersystem oftmals erforderlich, die große Menge digitaler Daten zu komprimieren. Unter den verschiedenen Videokomprimierungstechniken ist die sog. Hybridcodiertechnik, die zeitliche und räumliche Komprimierungstechniken zusammen mit einer statistischen Codiertechnik kombiniert, dafür bekannt, am effektivsten zu sein.
Die meisten Hybridcodiertechniken wenden eine adaptive Inter-/Intra-Modus-Codierung, eine orthogonale Transformation, eine Quantisierung von Transformationskoeffizienten, eine RLC (Lauflängencodierung) und VLC (Variablelängecodierung) an. Die adaptive Inter-/Intra- Modus-Codierung ist ein Prozeß, bei dem ein Videosignal für eine nachfolgende orthogonale Transformation aus entweder PCM-Daten (PCM: Pulscodemodulation) eines aktuellen Frames oder aus DPCM-Daten (DPCM: Differenzpulscodemodulation) adaptiv ausgewählt wird, beispielsweise basierend auf einer Varianz davon. Die Inter-Modus-Codierung, auch als Vorhersage-Verfahren bekannt, die auf dem Konzept basiert, Redundanzen zwischen benachbarten Frames zu reduzieren, ist ein Prozeß, bei dem die Bewegung eines Objektes zwischen einem aktuellen Frame und seinem einen oder seinen beiden benachbarten Frames bestimmt wird, und der aktuelle Frame entsprechend dem Bewegungsfluß des Objektes vorhergesagt wird, um ein Fehlersignal zu erzeugen, das die Differenz zwischen dem aktuellen Frame und seiner Vorhersage darstellt. Dieses Codierverfahren ist beispielsweise in Staffan Ericsson "Fixed and Adapted Predictors for Hybrid Predictive/Transform Coding", IEEE Transactions on Communications, COM-33, Nr. 12, S. 1291-1301 (Dezember 1985) beschrieben; und in Ninomiya und Ohtsuka, "A Motion-compensated Interframe Coding Scheme for Television Pictures", IEEE Transaction on Communications, COM-30, Nr. 1, Seiten 201-210 (Januar 1982).
Die orthogonale Transformation, welche die räumlichen Beziehungen zwischen Bilddaten, wie PCM-Daten des aktuellen Frames oder bewegungskompensierte DPCM-Daten ausnutzt, und räumliche Redundanzen zwischen diesen vermindert oder entfernt, wandelt einen Block digitaler Bilddaten in einen Satz Transformationskoeffizienten um. Diese Technik ist in Chen und Pratt, "Scene Adaptive Coder", IEEE Transactions on Communications, COM-32, Nr. 3, Seiten 225-232 (März 1984) beschrieben. Durch Verarbeiten solcher Transformationskoeffizientendaten mittels einer Quantisierung, Zickzack-Abtastung, RLC und VLC kann die zu übertragende Datenmenge effektiv komprimiert werden.
Codierte Bilddaten werden über einen herkömmlichen Übertragungskanal einem Bildsignaldecodierer übertragen, der in einem Bildsignaldecodiersystem enthalten ist, der einen inversen Prozeß der Codieroperation durchführt, um dabei die ursprünglichen Bilddaten zu rekonstruieren. Die rekonstruierten Bilddaten weisen normalerweise störende Artifakte auf, wie ein Blockbildungseffekt, bei dem am Empfangsende die Randlinie eines Blockes sichtbar wird. Ein solcher Blockbildungseffekt tritt auf, da ein Frame in Blockeinheiten codiert wird.
Wie im Stand der Technik wohl bekannt ist, werden zum Verbessern der Qualität der rekonstruierten Bilddaten oder decodierten Bilddaten im allgemeinen die decodierten Bilddaten weiterverarbeitet, indem ein Nachbearbeitungsfilter angewandt wird. Das Nachbearbeitungsfilter aus dem Stand der Technik führt ein Filtern der decodierten Bilddaten mit einer vorbestimmten Abschneidefrequenz durch, um dadurch die Qualität der decodierten Bilddaten zu verbessern.
Da jedoch die bekannte Nachbearbeitung ohne ausreichende Rücksicht auf individuell gefilterte Pixeldaten durchgeführt wird, kann ein solches Filtern den Blockbildungseffekt am Rand eines Blockes nicht wesentlich vermindern oder kann verzerrte Bilddaten erzeugen, wodurch die Bildqualität verschlechtert wird.

OFFENBARUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher ein vorrangiges Ziel der Erfindung, ein Nachbearbeitungsverfahren für die Verwendung in einem Bildsignaldecodiersystem zu schaffen, das geeignet ist, den Blockbildungseffekt wesentlich zu reduzieren oder zu eliminieren, der am Rand eines Blockes von decodierten Bilddaten vorliegt, indem die decodierten Bilddaten effektiv Nachbearbeitet werden, wodurch die Bildqualität des Systems verbessert wird.
Gemäß der Erfindung ist eine Filtervorrichtung geschaffen, für die Verwendung in einem Bildsignaldecodiersystem, zum Nachbearbeiten von decodierten Bilddaten eines aktuellen Frames von einem im Bildsignaldecodiersystem enthaltenen Bildsignaldecodierer auf einer pixelweisen Basis, wobei die Filtervorrichtung folgendes umfaßt:
- einen Speicher zum Speichern der decodierten Bilddaten des aktuellen Frames;
- einen Puffer zum Speichern eines Zielpixeldatenwerts, der einen Pixelwert eines zu filternden Pixels darstellt und in den decodierten Bilddaten des aktuellen Frames enthalten ist;
- einen Filter zum Filtern des Zielpixeldatenwert, um einen gefilterten Zielpixeldatenwert bereitzustellen;
- einen Addierer zum Addieren eines vorbestimmten Schwellwerts zum Zielpixeldatenwert, um dadurch einen höheren Wert bereitzustellen;
- einen ersten Komparator zum Vergleichen des gefilterten Zielpixeldatenwerts und des höheren Werts, um ein erstes Auswahlsignal bereitzustellen;
- einen ersten Schalter zum Auswählen, in Reaktion auf das erste Auswahlsignal, des Zielpixeldatenwerts, falls der gefilterte Zielpixeldatenwert größer als der höhere Wert ist; oder zum Auswählen, in Reaktion auf das erste Auswahlsignal, des gefilterten Zielpixeldatenwerts, falls der gefilterte Zielpixeldatenwert nicht größer als der obere Wert ist;
- einen Subtrahierer zum Subtrahieren des vorbestimmten Schwellwerts vom Zielpixeldatenwert, um dadurch einen niedrigeren Wert bereitzustellen;
- einen zweiten Komparator zum Vergleichen entweder des gefilterten Zielpixeldatenwerts oder des Zielpixeldatenwerts, der beim ersten Schalter ausgewählt ist, und des niedrigeren Werts, um ein zweites Auswahlsignal zu liefern;
- einen zweiten Schalter zum Auswählen, in Reaktion auf das zweite Auswahlsignal, des Zielpixeldatenwerts, falls entweder der gefilterte Zielpixeldatenwert oder der Zielpixeldatenwert, der beim Ersten Schalter ausgewählt ist, kleiner als der niedrigere Wert ist; oder zum Auswählen, in Reaktion auf das zweite Auswahlsignal, entweder des gefilterten Zielpixeldatenwerts oder des Zielpixeldatenwerts, der beim ersten Schalter ausgewählt ist, falls entweder der gefilterte Zielpixeldatenwert oder der Zielpixeldatenwert, der beim ersten Schalter ausgewählt ist, nicht kleiner als der niedrigere Wert ist, um dadurch ein gefiltertes Ergebnis für den Zielpixel bereitzustellen; und
- eine Steuerung zum Aktualisieren des im Speicher gespeicherten Zielpixeldatenwerts mit dem gefilterten Ergebnis für den Zielpixel.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die obigen und weitere Ziele und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung deutlich, in der:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Bildsignaldecodiersystems zeigt;
Fig. 2 ein detailliertes Blockdiagramm der in Fig. 1 gezeigten Nachbearbeitungsfiltervorrichtung gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 3 ein detailliertes Blockdiagramm der in Fig. 2 gezeigten Pixeldatenbewertungseinrichtung darstellt; und
Fig. 4 ein detailliertes Blockdiagramm der in Fig. 1 gezeigten Nachbearbeitungsfiltervorrichtung gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.

BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist ein Bildsignaldecodiersystem 100 zum Erläutern eines Nachbearbeitungsverfahrens und einer Nachbearbeitungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung gezeigt. Das Bildsignaldecodiersystem 100 umfaßt einen Bildsignaldecodierer 20 und eine Nachbearbeitungsfiltervorrichtung 40, wobei der Bildsignaldecodierer 20 einen Variablelängedecodierer (VLD) 22, einen Lauflängendecodierer (RLD) 24, einen inversen Zickzack-Abtaster 26, einen inversen Quantisierer 28, eine inverse Transformationseinheit (IT) 30, einen Addierer 32, einen ersten Framespeicher 34 und einen Bewegungskompensator 36 umfaßt.
Beim Bildsignaldecodierer 20 werden dem VLD 22 codierte Bilddaten, d. h. ein Satz an mit einer variablen Länge codierten Transformationskoeffizienten und Bewegungsvektoren auf einer blockweisen Basis zugeführt. Der VLD 22 dient dazu, den Satz an mit einer variablen Länge codierten Transformationskoeffizienten und die Bewegungsvektoren zu decodieren, um dem RLD 24 mit einer Lauflänge codierte Transformationskoeffizienten bzw. dem Bewegungskomparator 36 die Bewegungsvektoren bereitzustellen. Der VLD 22 ist grundsätzlich eine Nachschlagetabelle, d. h. im VLD 22 sind eine Vielzahl an Codesätzen bereitgestellt, um jeweilige Beziehungen zwischen Codes variabler Länge und deren Lauflängencodes oder Bewegungsvektoren zu definieren. Danach werden die Lauflänge-codierten Transformationskoeffizienten dem RLD 24 zugeführt, der ebenfalls eine Nachschlagetabelle ist, zum Erzeugen von Zickzack-abgetasteten Transformationskoeffizienten. Die Zickzack-abgetasteten Transformationskoeffizienten werden dann dem inversen Zickzack-Abtaster 26 bereitgestellt.
Beim inversen Zickzack-Abtaster 26 werden die Zickzack- abgetasteten Transformationskoeffizienten rekonstruiert, um dem inversen Quantisierer 28 Blöcke quantisierter Transformationskoeffizienten bereitzustellen, wobei jeder Block an quantisierten Transformationskoeffizienten in einen Satz Transformationskoeffizienten umgewandelt wird. Nachfolgend wird der Satz an Transformationskoeffizienten dem IT 30 zugeführt, beispielsweise einer Transformationseinheit für eine inverse diskrete Kosinustransformation, welche den Satz an Transformationskoeffizienten in einen Satz Differenzdaten zwischen einem Block eines aktuellen Frames und seinem entsprechenden Block eines vorhergehenden Frames transformiert. Der Satz an Differenzdaten wird dann dem Addierer 32 übersandt.
Zwischenzeitlich extrahiert der Bewegungskompensator 36 einen Satz entsprechender Pixeldaten aus dem im ersten Framespeicher 34 gespeicherten vorhergehenden Frame, basierend auf einem Bewegungsvektor, der jedem Block des aktuellen Frames vom VLD 22 entspricht, und stellt dem Addierer 32 den Satz extrahierter Pixeldaten bereit. Der Satz extrahierter Pixeldaten vom Bewegungskompensator 36 und der Satz an Pixeldifferenzdaten vom IT 30 werden dann beim Addierer 32 summiert, um dadurch rekonstruierte Bilddaten eines vorgegebenen Blocks des aktuellen Frames zu rekonstruieren. Die rekonstruierten Bilddaten oder decodierten Bilddaten des Blockes werden dann dem ersten Framespeicher 34 für deren Speicherung und der Nachbearbeitungsfiltervorrichtung 40 zugeführt.
Bei der Nachbearbeitungsfiltervorrichtung 40 der vorliegenden Erfindung wird eine Nachbearbeitung der decodierten Bilddaten vom Addierer 32 durchgeführt, um die decodierten Bilddaten effektiv zu filtern. Die Nachbearbeiteten Bilddaten werden dann einer Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) übertragen.
Bezugnehmend auf Fig. 2 ist ein detektiertes Blockdiagramm der in Fig. 1 gezeigten Nachbearbeitungsfiltervorrichtung 40 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Die Nachbearbeitungsfiltervorrichtung 40, die einen zweiten Framespeicher 42, einen Filterblock 45 und einen Puffer 48 aufweist, filtert die decodierten Bilddaten des aktuellen Frames vom Bildsignaldecodierer 20 durch Verarbeiten des aktuellen Frames auf einer pixelweisen Basis.
Die decodierten Bilddaten des aktuellen Frames vom Bildsignaldecodierer 20 werden zuerst im zweiten Framespeicher 42 gespeichert. In Reaktion auf ein Steuerungssignal von einer Systemsteuerung (nicht gezeigt) wird ein Zielpixeldatenwert, d. h. ein Pixelwert eines Zielpixels, aus dem zweiten Framespeicher 42 wiedergewonnen und dem Puffer 48 bereitgestellt; und es werden Pixeldaten für N · N, z. B. 3 · 3 Pixel, einschließlich des Zielpixels und seiner benachbarten Pixel, werden einem Filter 44 zugeführt, der im Filterblock 45 enthalten ist, wobei der Zielpixel einen zu filternden Pixel im aktuellen Frame bezeichnet und im Zentrum der N · N Pixel liegt, wobei N eine positive ganze Zahl ist.
Der Filterblock 45 dient dazu, ein gefilterte Ergebnis für den Zielpixel gemäß der vorliegenden Erfindung bereitzustellen. Genauer gesagt, führt der Filter 44, der die Daten für die N · N Pixel vom zweiten Framespeicher 42 empfängt, dessen Filterung beispielsweise mit einer vorbestimmten Abschneidefrequenz durch, um dabei den gefilterten Zielpixeldatenwert zu erzeugen. Der Filter 44 kann unter Verwendung eines herkömmlichen Tiefpaßfilters, wie eines Median- Filters oder eines Laplace-Filters implementiert werden, die im Stand der Technik wohl bekannt sind. Es sei bemerkt, daß die vorbestimmte Abschneidefrequenz des Filters 44 oder Filtercharakteristiken, basierend auf der erforderlichen Bildqualität des Bilddecodiersystems bestimmt werden können.
Danach wird der gefilterte Zielpixeldatenwert vom Filter 44 einer Pixeldatenbewertungseinrichtung 46 zugeführt, bei der entweder der gefilterte Zielpixeldatenwert oder der ursprüngliche Zielpixeldatenwert ausgewählt wird, basierend auf dem Absolutwert der Differenz zwischen diesen, um dadurch das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel zurück zum zweiten Framespeicher 42 zu liefern. Der Filterprozeß wird für all die Pixel im aktuellen Frame wiederholt, und anschließend wird der Anzeigeeinheit ein beim zweiten Framespeicher 42 gespeicherter gefilterter aktueller Frame für dessen Anzeige bereitgestellt.
Bezugnehmend auf Fig. 3 ist ein detailliertes Blockdiagramm der Pixeldatenbewertungseinrichtung 46 dargestellt. Die Funktion der Pixeldatenbewertungseinrichtung 46 liegt zusammenfassend darin, daß, falls der Absolutwert der Differenz zwischen dem ursprünglichen Zielpixeldatenwert und dem gefilterten Zielpixeldatenwert größer als ein vorbestimmter Schwellwert ist, z. B. THR, der ursprüngliche Zielpixeldatenwert als das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel bestimmt wird; und daß, falls der Absolutwert der Differenz nicht größer als der vorbestimmte Schwellwert ist, der gefilterte Zielpixeldatenwert als das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel bestimmt wird.
Die Pixeldatenbewertungseinrichtung 46 enthält zwei Komparatoren 53, 56, zwei Schalter 54, 57, einen Addierer 52 und einen Subtrahierer 55. Aus Gründen der Einfachheit werden der gefilterte Zielpixeldatenwert als F(i, j) bezeichnet; und der ursprüngliche Zielpixeldatenwert wird als I(i, j) bezeichnet. F(i, j) vom Filter 44 wird dem ersten Komparator 53 und dem ersten Schalter 54 eingegeben. I(i, j) vom Puffer 48 wird dem Addierer 52, dem Subtrahierer 55, dem ersten Schalter 54 und dem zweiten Schalter 57 zugeführt.
Zuerst wird beim Addierer 52 der vorbestimmte Schwellwert THR zu I(i, j) addiert, und ein höherer Wert, d. h. I(i, j)+THR wird dem ersten Komparator 53 zugeführt. Beim ersten Komparator 53 wird F(i, j) mit dem höheren Wert I(i, j)+THR verglichen, um dabei ein erstes Auswahlsignal CS1 dem ersten Schalter 54 bereitzustellen. Es ist selbstverständlich, daß der vorbestimmte Schwellwert THR basierend auf der erforderlichen Bildqualität des Bildsignaldecodiersystems bestimmt werden kann.
Beim ersten Schalter 54 dient das erste Auswahlsignal CS1 der Bestimmung, welche der beiden Eingaben dorthin, d. h. F(i, j) und I(i, j) ausgewählt und dem zweiten Komparator 56 zugeführt wird. D. h., falls F(i, j) größer als der höhere Wert I(i, j) + THR ist, wird I(i, j) ausgewählt und dem zweiten Komparator 56 zugeführt; andernfalls wird F(i, j) ausgewählt und dem zweiten Komparator 56 zugeführt.
Beim Subtrahierer 55 wird THR wird von I(i, j) subtrahiert, um einen niedrigeren Wert, d. h. I(i, j)-THR dem zweiten Komparator 56 bereitzustellen. Beim zweiten Komparator 56 wird der niedrigere Wert I(i, j)-THR mit entweder I(i, j) oder F(i, j) verglichen, der beim ersten Schalter 54 ausgewählt ist, um, dadurch ein zweites Auswahlsignal TS2 dem zweiten Schalter 57 bereitzustellen.
Beim zweiten Schalter 57 dient das zweite Auswahlsignal CS2 der Bestimmung, welche der beiden Eingaben dorthin, d. h. entweder F(i, j) oder I(i, j), das beim ersten Schalter 54 ausgewählt ist, und I(i, j). Falls I(i, j) beim ersten Schalter 54 ausgewählt ist, sind die beiden Eingaben an den zweiten Schalter 57 beide I(i, j) und daher wird I(i, j) dem zweiten Schalter 57 als das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel bereitgestellt. Falls F(i, j) heim ersten Schalter 54 ausgewählt ist, und F(i, j) größer als oder gleich dem niedrigeren Wert I(i, j)-THR ist, wird F(i, j) als das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel beim zweiten Schalter 57 ausgewählt; falls F(i, j) beim ersten Schalter 54 ausgewählt ist und F(i, j) kleiner als I(i, j)-THR ist, wird I(i, j) als das gefilterte Ergebnis für den Zielpixeldatenwert beim zweiten Schalter 57 ausgewählt. Das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel wird anschließend dem zweiten Framespeicher 42 zum Aktualisieren des darin gespeicherten Zielpixeldatenwerts mit dem gefilterten Ergebnis für den Zielpixel zugeführt.
Die Filteroperation für den Zielpixel kann wiederholt werden, indem N · N Pixeldaten, einschließlich des aktualisierten Zielpixeldatenwerts vom zweiten Framespeicher 42, dem in Fig. 2 gezeigten Filter 44 zugeführt werden und der Filterprozeß erneut durchgeführt wird. Während der wiederholten Filteroperation für den Zielpixel wird der im Puffer 48 gespeicherte ursprüngliche Zielpixeldatenwert nicht aktualisiert und für die Bestimmung des gefilterten Ergebnis, wie oben beschrieben, verwendet. Der Filterblock kann so implementiert sein, daß die Charakteristiken oder die Abschneidefrequenzen des Filters und der vorbestimmte Schwellwert THR für jede Wiederholung der Filteroperation unterschiedlich zueinander sind.
Die Filteroperation für den Zielpixel kann eine vorbestimmte Anzahl oft wiederholt werden. Alternativ wird das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel, unmittelbar bevor der Absolutwert der Differenz zwischen F(i, j) und I(i, j) größer als THR wird, als das endgültige gefilterte Ergebnis für den Zielpixel bestimmt. D. h., wenn der Absolutwert der Differenz zwischen F(i, j) und I(i, j) größer als THR wird, stoppt der Filterprozeß und der beim zweiten Framespeicher 42 gespeicherte Zielpixeldatenwert wird nicht mehr aktualisiert.
Nachdem die Filteroperation für einen Zielpixel abgeschlossen ist, wird die Filteroperation für einen nächsten Zielpixel wiederholt, bis all die Pixeldaten des beim zweiten Framespeicher 42 gespeicherten aktuellen Frames aktualisiert sind.
Bezugnehmend auf Fig. 4 ist ein detailliertes Blockdiagramm der in Fig. 1 gezeigten Nachbearbeitungsfiltervorrichtung 40 gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Die Nachbearbeitungsfiltervorrichtung 40, die einen zweiten Framespeicher 42, einen Puffer 48 und drei Filterblöcke 45a, 45b und 45c umfaßt, filtert die decodierten Bilddaten des vom in Fig. 1 gezeigten Bildsignaldecodierer 20 bereitgestellten aktuellen Frame, indem der aktuelle Frame auf einer pixelweisen Basis verarbeitet wird. Die Funktion der Nachbearbeitungsfiltervorrichtung 40 ist im wesentlichen identisch derjenigen des in Fig. 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiels, außer daß der Filterprozeß bei den drei Filterblöcken 45a bis 45c durchgeführt wird. Die Filterblöcke sind so implementiert, daß die Charakteristika oder die Abschneidefrequenzen der in den Filterblöcken enthaltenen Filter und der vorbestimmte Schwellwert THR jedes Filterblocks unterschiedlich voneinander sind.
Die decodierten Bilddaten des aktuellen Frames vom Bildsignaldecodierer 20 werden zuerst im zweiten Framespeicher 42 gespeichert. In Reaktion auf ein Steuerungssignal von einer Systemsteuerung (nicht gezeigt) wird ein Zielpixeldatenwert, d. h. ein Pixelwert eines Zielpixels, wiedergewonnen und dem Puffer 48 bereitgestellt, während Pixeldatenwerte für N · N, z. B. 3 · 3, Pixel, einschließlich des Zielpixels und seiner benachbarten Pixel, dem Filterblock 1 45a zugeführt werden. Die Operation des Filterblocks 1 45a ist identisch derjenigen des mit Bezug auf Fig. 2 und 3 erläuterten Filterblocks 45.
Das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel vom Filterblock 1 45a wird dem zweiten Framespeicher 42 zum Aktualisieren des dort gespeicherten Zielpixeldatenwerts mit dem gefilterten Ergebnis für den Zielpixeldatenwert vom Filterblock 1 45a zugeführt.
Anschließend werden, in Reaktion auf ein Steuerungssignal von der Systemsteuerung, Pixeldatenwerte für N · N Pixel, einschließlich des aktualisierten Zielpixels und seiner benachbarten Pixel, dem Filterblock 2 45b zugeführt. Die Filteroperation beim Filterblock 2 45b wird durchgeführt, indem das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel vom Filterblock 1 45a und die Pixeldatenwerte für die benachbarten Pixel verwendet werden. Abgesehen davon, ist die Filteroperation identisch derjenigen des Filterblocks 1 45a.
Das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel vom Filterblock 2 45b wird dem zweiten Framespeicher 42 zurückgeführt und dem Filterblock 3 45c zusammen mit Pixeldatenwerten für die benachbarten Pixel eingegeben. Nach einer ähnlichen Filteroperation beim Filterblock 3 45c wird das gefilterte Ergebnis vom Filterblock 3 45c dem zweiten Framespeicher 42 für die Aktualisierung des dort gespeicherten Zielpixeldatenwerts zurückgeführt. Der Filterprozeß wird für all die Pixel im aktuellen Frame wiederholt, und anschließend wird der beim zweiten Framespeicher 42 gespeicherte gefilterte aktuelle Frame der Anzeigeeinheit bereitgestellt.
Auch wenn dargestellt ist, daß die Nachbearbeitungsfiltervorrichtung 40 drei Filterblöcke enthält, ist es selbstverständlich, daß eine beliebige Anzahl an Filterblöcken darin enthalten sein kann.
Weiterhin kann die Operation der Filterblöcke auf ähnliche Weise modifiziert werden, wie mit Bezug auf Fig. 2 beschrieben ist. D. h., anstatt den Filterprozeß für ein vorbestimmte Anzahl oft, z. B. 3 mal, durchzuführen, kann das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel als das endgültige gefilterte Ergebnis für den Zielpixel bestimmt werden, unmittelbar bevor der Absolutwert der Differenz zwischen F(i, j) und I(i, j) größer als THR wird. Wenn beispielsweise der Absolutwert der Differenz zwischen F(i, j) und I(i, j) beim Filterblock 2 größer als THR wird, stoppt der Filterprozeß und das gefilterte Ergebnis vom Filterblock 1 45a wird als ein endgültiges gefiltertes Ergebnis für den Zielpixel bestimmt.
Die vorliegende Erfindung ist geeignet, einen Blockbildungseffekt, der am Rand eines Blockes der decodierten Bilddaten auftritt, wesentlich zu reduzieren oder zu eliminieren, indem eine Nachbearbeitungsfilteroperation durchgeführt wird, wodurch die Bildqualität verbessert wird.
Auch wenn die vorliegende Erfindung anhand spezieller Ausführungsbeispiele gezeigt und beschrieben worden ist, ist es für den Durchschnittsfachmann selbstverständlich, daß zahlreiche Änderungen und Modifikationen durchgeführt werden können, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

FIGURENLEGENDE

Fig. 1

ENCODED IMAGE DATA CODIERTE BILDDATEN
TO DISPLAY UNIT ZUR ANZEIGEEINHEIT
22 VLD VLD
24 RLD RLD
26 INVERSE ZICKZACK SCANNER INVERSER ZICKZACK-ABTASTER
28 INVERSE QUANTISER INVERSER QUANTISIERER
30 IT IT
34 FIRST FRAME MEMORY ERSTER FRAMESPEICHER
36 MOTION COMPENSATOR BEWEGUNGSKOMPENSATOR
40 POST-PROCESSING FILTER APPARATUS NACHBEARBEITUNGSFILTER-VORRICHTUNG

Fig. 2:

DECODED IMAGE FROM 20 DECODIERTE BILDDATEN VON 20
TO DISPLAY UNIT ZUR ANZEIGEEINHEIT
42 SECOND FRAME MEMORY ZWEITER FRAMESPEICHER
44 FILTER FILTER
46 PIXEL DATA EVALUATION PIXEL DEVICE DATENBEWERTUNGSEINRICHTUNS
48 BUFFER PUFFER

Fig. 3:

FROM FILTER 44 VOM FILTER 44
FROM BUFFER 48 VOM BUFFER 48
TO SECOND FRAME MEMORY ZUM ZWEITEN FRAMESPEICHER
53 FIRST COMPARATOR ERSTER KOMPARATOR
56 SECOND COMPARATOR ZWEITER KOMPARATOR

Fig. 4:

DECODED IMAGE DATA FROM 20 DECODIERTE BILDDATEN VON 20
TO DISPLAY UNIT ZUR ANZEIGEEINHEIT
42 SECOND FRAME MEMORY ZWEITER FRAMESPEICHER
45A FILTERING BLOCK 1 FILTERBLOCK 1
45B FILTERING BLOCK 2 FILTERBLOCK 2
45C FILTERING BLOCK 3 FILTERBLOCK 3
48 BUFFER PUFFER

Claims

1. Filtervorrichtung (40) für die Verwendung in einem Bildsignaldecodiersystem zum Nachbearbeiten von decodierten Bilddaten eines aktuellen Frames von einem im Bildsignaldecodiersystem enthaltenen Bildsignaldecodierer auf einer pixelweisen Basis, wobei die Filtervorrichtung folgendes umfaßt:

ein Speichermittel (42) zum Speichern der decodierten Bilddaten des aktuellen Frames;

einen Puffer (48) zum Speichern eines Zielpixeldatenwerts, der einen Pixelwert eines zu filternden Pixels darstellt und in den decodierten Bilddaten des aktuellen Frames enthalten ist;

ein Mittel (44) zum Filtern des Zielpixeldatenwerts, um einen gefilterten Zielpixeldatenwert bereitzustellen;

ein Mittel (52) zum Addieren eines vorbestimmten Schwellwerts zum Zielpixeldatenwert, um dabei einen höheren Wert bereitzustellen;

ein erstes Vergleichsmittel (53) zum Vergleichen des gefilterten Zielpixeldatenwerts mit dem höheren Wert, um ein erstes Auswahlsignal bereitzustellen;

ein erstes Auswahlmittel (54) zum Auswählen, in Reaktion auf das erste Auswahlsignal, des Zielpixeldatenwerts, falls der gefilterte Zielpixeldatenwert größer als der höhere Wert ist; oder zum Auswählen, in Reaktion auf das erste Auswahlsignal, des gefilterten Zielpixeldatenwerts, falls der gefilterte Zielpixeldatenwert nicht größer als der höhere Wert ist;

ein Mittel (55) zum Subtrahierer des vorbestimmten Schwellwerts vom Zielpixeldatenwert, um dadurch einen niedrigeren Wert bereitzustellen;

ein zweites Vergleichsmittel (56) zum Vergleichen entweder des gefilterten Zielpixeldatenwerts oder des Zielpixeldatenwerts, der beim ersten Auswahlmittel ausgewählt ist, mit dem niedrigeren Wert, um ein zweites Auswahlsignal zu liefern;

ein zweites Auswahlmittel (57) zum Auswählen, in Reaktion auf das zweite Auswahlsignal, des Zielpixeldatenwerts, falls entweder der gefilterte Zielpixeldatenwert oder der Zielpixeldatenwert, der beim ersten Auswahlmittel ausgewählt ist, kleiner als der niedrigere Wert ist; oder zum Auswählen, in Reaktion auf das zweite Auswahlsignal, entweder des gefilterten Zielpixeldatenwerts oder des Zielpixeldatenwerts, der beim ersten Auswahlmittel ausgewählt ist, falls entweder der gefilterte Zielpixeldatenwert oder der Zielpixeldatenwert, der beim ersten Auswahlmittel ausgewählt ist, nicht kleiner als der niedrige Wert ist, um dabei ein gefiltertes Ergebnis für den Zielpixel bereitzustellen; und

ein Mittel zum Aktualisieren des beim Speichermittel gespeicherten Zielpixeldatenwerts mit dem gefilterten Ergebnis für den Zielpixel.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Mittel zum Filtern folgendes aufweist:

ein Mittel zum Bereitstellen des Zielpixeldatenwerts und beim Speichermittel gespeicherte Datenwerte für benachbarte Pixel, wobei die Datenwerte für benachbarte Pixel Pixelwerte von benachbarten Pixeln des Zielpixels sind; und

ein Filtermittel zum Bestimmen des gefilterten Zielpixeldatenwerts, basierend auf dem Zielpixeldatenwert und den Datenwerten für benachbarte Pixel.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei cer das Filtermittel den gefilterten Zielpixeldatenwert unter Verwendung eines Median-Filters bestimmt.

4. Verfahren für die Verwendung in einem Bildsignaldecodiersystem zum Nachbearbeiten von decodierten Bilddaten eines aktuellen Frames von einem im Bildsignaldecodiersystem enthaltenen Bildsignaldecodierer auf einer pixelweisen Basis, das die folgenden Schritte umfaßt:

a) Speichern der decodierten Bildaten des aktuellen Frames;

b) Speichern eines Zielpixeldatenwerts, der einen Pixelwert eines zu filternden Pixels darstellt und in den decodierten Bilddaten des aktuellen Frames enthalten ist;

c) Filtern des Zielpixeldatenwerts, um einen gefilterten Zielpixeldatenwert. bereitzustellen;

d) Addieren eines vorbestimmten Schwellwerts zum Zielpixeldatenwert, um dabei einen höheren Wert bereitzustellen;

e) Vergleichen des gefilterten Zielpixeldatenwerts mit dem höheren Wert, um ein erstes Auswahlsignal bereitzustellen;

f) Auswählen, in Reaktion auf das erste Auswahlsignal, des Zielpixeldatenwerts, falls der gefilterte Zielpixeldatenwert größer als der höhere Wert ist; oder Auswählen, in Reaktion auf das erste Auswahlsignal, des gefilterten Zielpixeldatenwerts, falls der gefilterte Zielpixeldatenwert nicht größer als der höhere Wert ist;

g) Subtrahieren des vorbestimmten Schwellwerts vom Zielpixeldatenwert, um dadurch einen niedrigeren Wert bereitzustellen;

h) Vergleichen entweder des gefilterten Zielpixeldatenwerts oder des Zielpixeldatenwerts, der im Schritt f) ausgewählt ist, mit dem niedrigeren Wert, um dabei ein zweites Auswahlsignal bereitzustellen;

i) Auswählen, in Reaktion auf das zweite Auswahlsignal, des Zielpixeldatenwerts, falls entweder der gefilterte Zielpixeldatenwert oder der Zielpixeldatenwert, der im Schritt f) ausgewählt ist, kleiner als der niedrigere Wert ist; oder Auswählen, in Reaktion auf das zweite Auswahlsignal, entweder des gefilterten Zielpixeldatenwerts oder des Zielpixeldatenwerts, der im Schritt f) ausgewählt ist, falls entweder der gefilterte Zielpixeldatenwert oder der Zielpixeldatenwert, der im Schritt f) ausgewählt ist, nicht kleiner als der niedrigere Wert sind, um dabei ein gefiltertes Ergebnis für den Zielpixel bereitzustellen;

j) Aktualisieren des im Schritt a) gespeicherten Zielpixeldatenwerts mit dem gefilterten Ergebnis für den Zielpixel;

k) N-faches Wiederholen der Schritte b) bis j); und

l) Wiederholen der Schritte b) bis k) für einen nächsten Zielpixel, bis all die im Pixel im aktuellen Frame Nachbearbeitet sind.

5. Verfahren nach Anspruch 4, bei dem Schritt c) folgendes umfaßt:

c1) Bereitstellen des im Schritt a) gespeicherten Zielpixeldatenwerts und Datenwerte für benachbarte Pixel, wobei die Datenwerte für benachbarte Pixel Pixelwerte von benachbarten Pixeln des Zielpixels sind; und

d2) Bestimmen des gefilterten Zielpixeldatenwerts, basierend auf dem Zielpixeldatenwert und den Datenwerten für benachbarte Pixel.

6. Verfahren für die Verwendung in einem Bildsignaldecodiersystem zum Nachbearbeiten decodierter Bilddaten eines aktuellen Frames von einem im Bildsignaldecodiersystem enthaltenen Bildsignaldecodierer auf einer pixelweisen Basis, welches die folgenden Schritte umfaßt:

a) Speichern der decodierten Bilddaten des aktuellen Frames;

c) Filtern des Zielpixeldatenwerts, um einen gefilterten Zielpixeldatenwert bereitzustellen;

d) Addieren eines vorbestimmten Schwellwerts zum Zielpixeldatenwert, um dadurch einen höheren Wert bereitzustellen;

e) Vergleichen des gefilterten Zielpixeldatenwerts und des höheren Werts, um ein erstes Auswahlsignal bereitzustellen;

h) Vergleichen entweder des gefilterten Zielpixeldatenwerts oder des Zielpixeldatenwerts, der im Schritt f) ausgewählt ist, mit dem niedrigeren Wert, um dadurch ein zweites Auswahlsignal bereitzustellen;

i) Auswählen, in Reaktion auf das zweite Auswahlsignal, des gespeicherten Zielpixeldatenwerts, falls entweder der gefilterte Zielpixeldatenwert oder der Zielpixeldatenwert, der im Schritt f) ausgewählt ist, kleiner als der niedrigere Wert ist; oder Auswählen, in Reaktion auf das zweite Auswahlsignal, entweder des gefilterten Zielpixeldatenwerts oder des Zielpixeldatenwerts, der im Schritt f) ausgewählt ist, falls entweder der gefilterte Zielpixeldatenwert oder der Zielpixeldatenwert, der im Schritt f) ausgewählt ist, nicht kleiner als der niedrigere Wert ist, um dadurch ein gefiltertes Ergebnis für den Zielpixel bereitzustellen;

j) Aktualisieren des im Schritt a) gespeicherten Zielpixeldatenwerts mit dem gefilterten Ergebnis für den Zielpixel, falls der gefilterte Zielpixeldatenwert als das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel ausgewählt ist;

k) Wiederholen der Schritte b) bis j), falls der gefilterte Zielpixeldatenwert als das gefilterte Ergebnis für den Zielpixel ausgewählt ist, für eine vorbestimmte Anzahl oft; und

l) wiederholen der Schritte b) bis k) für einen nächsten Zielpixel, bis all die Pixel im aktuellen Frame Nachbearbeitet sind.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei welchem der Schritt c) folgendes umfaßt:

c1) Bereitstellen des Zielpixeldatenwerts und von Datenwerten für benachbarte Pixel beim Schritt a) , wobei die Datenwerte für benachbarte Pixel Pixelwerte von benachbarten Pixel des Zielpixels sind; und

c2) Bestimmen des gefilterten Zielpixeldatenwerts, basierend auf dem Zielpixeldatenwert und den Datenwerten für benachbarte Pixel.