專利名稱：采用分段技術的視頻信號編碼系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種采用分段技術的視頻信號編碼系統；且更具體地，涉及一種通過將分段區域間的不連續去除或減至最小而能夠有效地改善被編碼的視頻信號的畫面質量的改進的視頻信號編碼系統。
在諸如電視電話、電視會議及高清晰度電視系統的數字視頻系統中，因為在視頻幀信號中的視頻行信號內包括一序列稱為象素值的數字數據而需要大量的數字數據以確定各視頻幀信號。但是，由于在傳統的傳輸信道中可獲得的頻帶寬度是有限的，為了通過這種傳輸信道傳輸大量的數字數據，不可避免地要通過使用各種數據壓縮技術來壓縮或減少數據量，尤其是在如電視電話及電視會議系統這樣的低比特率視頻信號編碼解碼(編碼-解碼)系統的情況下。
這些用于低比特率編碼系統對視頻信號進行編碼的方法中的一種是所謂的基于分段的編碼技術。
在該基于分段的編碼技術的第一步驟中，圖象被簡化以更易于對其分段。在下一個稱為特征抽取步驟的步驟中，產生對應于該簡化的圖象的同色區域(即分段區域)的內部的標志。一旦得到這些標志，采用稱為一流域算法(watershed algorithm)的用于分段的一有效的形態工具可找出在特征抽取步驟中檢測的分段區域的精確輪廓。
各分段區域的輪廓及紋理(texture)信息然后被編碼。有兩種類型的信息構成該輪廓信息形狀及位置。形狀信息是指各輪廓的形狀，而位置信息是關于圖象內各輪廓的位置。且作為紋理信息，包括在各分段區域中的象素的平均灰度水平被編碼。
然而，由于在傳統的基于分段的編碼技術中，各分段區域是由其中象素的平均灰度水平所代表的，既使原始視頻信號是連續的，被編碼的視頻信號在越過分段區域時也可能是不連續的。因此，被編碼視頻信號的畫面質量會受到損失。
因此，本發明的主要目的是提供一種采用分段技術，通過將分段區域間的不連續去除或減至最小而能夠有效地改善被編碼的視頻信號的畫面質量的視頻信號編碼系統。
根據本發明，提供有一種用于處理視頻信號的圖象處理系統，包括有用于編碼輸入視頻信號以提供被編碼的視頻信號的裝置及用于解碼該被編碼的視頻信號以提供重構的視頻信號的裝置，該輸入視頻信號包括多個視頻幀，其中所述編碼裝置包括用于將各視頻幀信號分段成多個區域以生成各區域的輪廓及紋理信息的分段單元，其中各區域的輪廓信息代表所述各區域的形狀和位置且各區域的紋理信息代表所述各區域中所包含的全部象素的第一平均值；用于根據輸入視頻信號中的象素值檢測于相鄰區域間的邊界中的多條連續邊界并提供代表各連續邊界的位置的邊界信息的檢測單元；及用于編碼輪廓和紋理及邊界信息以提供被編碼的視頻信號的編碼單元；及其中所述解碼裝置包括用于解碼該被編碼的視頻信號從而提供輪廓和紋理及邊界信息的解碼單元；用于根據各區域的輪廓和紋理信息提供一重構的視頻幀信號的重構單元；用于計算在對應于該邊界信息的連續邊界各側的兩相鄰區域的紋理信息間的第二平均值的計算器；及用于以該第二平均值更新自連續邊界的一預定距離內的各象素值的更新單元。
本發明的上述及其它目的和特征將通過以下對結合附圖的優選實施例的描述而變得明顯，附圖中
圖1表示根據本發明的一視頻信號編碼系統的方框圖；及圖2示出了視頻幀信號中的分段區域及分段區域間的邊界。
參照圖1，其示出了根據本發明的一視頻信號編碼系統的方框圖，其中輸入視頻信號包括多個視頻幀。該視頻信號編碼系統包括一視頻信號編碼器10和一視頻信號解碼器30。
視頻信號編碼器10被提供有一分段單元100，一梯度值計算單元110，一比較單元150及一編碼單元180。
輸入視頻信號被提供給分段單元100及梯度值計算單元110。
分段單元100將各視頻幀信號分段成多個區域。在圖2中，視頻幀中的分段區域(例如R1至R3)和相鄰區域間的邊界(例如B12至B23)被例示。如圖2中所示，區域R1、R2和R3彼此相鄰。分段單元100生成各區域的輪廓及紋理信息，其中各區域的輪廓信息代表各區域的形狀和位置且各區域的紋理信息代表各區域中所包含的全部象素的平均灰度水平值。
各區域的輪廓信息被提供給梯度值計算單元110及編碼單元180且各區域的紋理信息被提供給編碼單元180。
梯度值計算單元110根據饋自分段單元100的輪廓信息檢測邊界(例如B12至B23)；并通過應用一常規的梯度算子，例如一sobel算子計算自一邊界的一預定寬度W內輸入視頻信號的象素的梯度值。例如，通過應用水平及垂直直Sobel算子計算預定寬度W內一象素位置(x、y)處的方向梯度，例如水平及垂直梯度Gx(x，y)及Gy(x，y)；且在象素位置(x，y)處的梯度值g(x，y)可得到如下g(x，y)＝｜Gx(x，y)｜＋｜Gy(x，y)｜然后，梯度值計算單元110使用如上說明所計算出的梯度值計算在一邊界的一預定寬度W內的象素的平均梯度值。對應于各邊界的平均梯度值及代表各邊界位置的邊界信息被傳送至一比較單元150。
如果一邊界(例如B12)的平均梯度值小于一預定的閾值TH，比較單元150判定相鄰區域(例如R1和R2)是連續的并選擇該邊界(例如B12)為一連續邊界。比較單元150將各連續邊界的邊界信息作為附加信息提供給編碼單元180。
編碼單元180編碼來自分段單元100的各區域的輪廓和紋理信息及來自比較單元150的附加信息以提供一被編碼的視頻幀信號給一發射機(未示出)。
該經發射機(未示出)發射的編碼的視頻信號通過一接收機(未示出)被提供給視頻信號解碼器30。該視頻信號解碼器30包括一解碼單元300、一重構單元330和一平滑單元360。
首先，被編碼的視頻幀信號被饋送給解碼單元300，解碼單元300用于解碼該被編碼的視頻幀信號以提供輪廓及紋理信息給重構單元330并提供附加信息給平滑單元360。
根據饋自解碼單元300的輪廓及紋理信息，重構單元330生成一重構的視頻幀信號，該信號然后提供給平滑單元360。
響應于饋自解碼器300的附加信息，平滑單元360如下地對各連續邊界執行平滑處理。
首先，平滑單元360接收來自解碼單元300的附加信息及來自重構單元330的重構的視頻幀信號并計算對應于附加信息的連續邊界(例如B12)的各側的兩相鄰區域(例如R1和R2)的紋理信息，即兩平均灰度水平間的一平均水平，并以如上所示計算出的平均水平更新自該連續邊界(例如B12)一預定距離D內的各象素的灰度水平。因此，兩相鄰區域(例如R1和R2)內的紋理信息平滑變化并得連續。平滑單元360提供一改善的重構的視頻幀信號給一顯示單元(未示出)，其中分段區域間的不連續被去除或被減至最小。
雖然結合具體實施例對本發明進行了描述，在不脫離由以下權利要求所限定的本發明的精神與范圍的前提下，做出各種變化和改型對于本專業的技術人員而言是易而易見的。
權利要求
1.一種用于處理視頻信號的圖象處理系統，它包括有用于編碼一輸入視頻信號以提供一被編碼的視頻信號的裝置及用于解碼該被編碼的視頻信號以提供一重構的視頻信號的裝置，該輸入視頻信號包括多個視頻幀，其中所述編碼裝置包括用于將各視頻幀信號分段成多個區域以生成各區域的輪廓及紋理信息的裝置，其中各區域的輪廓信息代表所述各區域的形狀和位置，而各區域的紋理信息代表所述各區域中所包含的全部象素的第一平均值；用于根據輸入視頻信號中的象素值檢測于相鄰區域間的邊界中的多條連續邊界并提供代表各連續邊界的位置的邊界信息的裝置；及用于編碼輪廓和紋理及邊界信息以提供被編碼的視頻信號的裝置；并且其中所述解碼裝置包括用于解碼該被編碼的視頻信號從而提供輪廓和紋理及邊界信息的裝置；用于根據各區域的輪廓和紋理信息提供一重構的視頻幀信號的裝置；用于計算對應于該邊界信息的連續邊界各側的兩相鄰區域的紋理信息間的第二平均值的裝置；及用于以該第二平均值更新自連續邊界的一預定距離內的各象素值的裝置。
2.根據權利要求1的圖象處理系統，其中所述連續邊界檢測裝置包括用于計算自一邊界的一預定預定寬度內輸入視頻信號的象素的一平均梯度值的裝置；及用于將該平均梯度值與一預定的閾值進行比較，并且，如果該平均梯度值小于該預定的閾值，提供代表該連續邊界的位置的邊界信息的裝置。
全文摘要
一種采用分段技術的視頻信號編碼系統將一視頻幀信號分段成區域以生成各區域的輪廓和紋理信息并檢測位于相鄰區域間的連續邊界。各區域的輪廓和紋理信息及連續邊界的邊界信息被編碼以提供一被編碼的視頻信號，該視頻信號編碼系統計算連續邊界的各側的兩相鄰區域內象素的一平均值并以該平均值更新自連續邊界一預定距離內的各象素的值。
文檔編號G06T9/20GK1131374SQ9511823
公開日1996年9月18日 申請日期1995年10月31日 優先權日1994年10月31日
發明者李敏燮 申請人:大宇電子株式會社