專利名稱：提高將被輸出的運動和靜止圖像的質量的設備和方法
技術領域：
本發明一般涉及移動通信終端，更具體地說，涉及在移動通信終端中提高將被輸出的運動和靜止圖像的質量的設備和方法。
背景技術：
現在市場上的移動電話是其中嵌入有多媒體功能(諸如，2到8百萬像素數字攝像功能等以及用于手持數字視頻廣播(DVB-H)、數字多媒體廣播(DMB)等的廣播服務功能)以處理高質量圖像的移動通信終端。新式移動通信終端可通過采用比傳統系統更高級的系統處理器和存儲器以24比特彩色表示方案來處理高質量媒體數據。
盡管用于移動通信終端的處理和存儲的系統的內部結構持續發展，但是移動通信終端的顯示裝置(即，液晶顯示器(LCD))并沒有跟上系統內部結構的發展速度。現在，大多數新式移動通信終端使用被限制在16比特彩色表示方案中的65,536種顏色表示的LCD顯示裝置。因此，在其中可有16,777,216種顏色表示的24比特彩色表示方案的系統中存儲的高質量圖像在LCD顯示裝置中被再一次量化為16比特彩色。即使當原始圖像是24比特彩色質量時，由于顯示器硬件的物理限制用戶僅可觀看16比特彩色質量的圖像。
通常，當24比特彩色圖像具有紅-綠-藍(RGB)彩色格式時，為紅色、綠色和藍色的顏色信號分配8比特。在與24比特彩色圖像不同的16比特彩色圖像中，為紅色分配5比特，為綠色分配6比特，為藍色分配5比特。所述三種顏色被混合以產生彩色圖像。當將24比特彩色圖像轉換為16比特彩色圖像時，因為分配給紅色的比特減少了3比特，分配給綠色的比特減少了2比特，分配給藍色的比特減少了3比特，所以在量化時產生誤差。由此，圖像質量降低。存在這樣的問題，即，由于與原始圖像之間的差別發生不連續彩色偏差。
為了解決量化誤差，彩色打印機或者等離子顯示平板電視(PDP TV)使用誤差擴散處理。一種已知誤差擴散處理將原始像素和量化的像素之間的量化誤差擴散到量化的像素周圍的4個相鄰像素。當擴散量化誤差的4個相鄰像素被反饋時，可減少視覺量化誤差。
已經對與4個相鄰像素的反饋機制的量化誤差相比更加有效地減少量化誤差進行了研究。研究結果顯示，可通過在當前量化誤差中反映隨機權重來有效減少量化誤差。圖1示出了用于減少量化誤差的在誤差擴散處理中提供的權重的傳統示例。
在圖1中，N3100、N4106、N5104和N6102是當前量化的像素周圍的相鄰像素。在誤差擴散處理中，基于相鄰像素的位置分配不同的隨機值。如圖1中所示，不同的隨機值為7/16、1/16、5/16和3/16。
在圖1中，當前量化的像素的量化誤差的7/16被擴散到N3100，當前量化的像素的量化誤差的3/16被擴散到N4106，當前量化的像素的量化誤差的5/16被擴散到N5104，和當前量化的像素的量化誤差的1/16被擴散到N6102。當完成上述誤差擴散處理時，N3100被量化。在這種情況下，在量化N3100的處理中發生的量化誤差的5/16被擴散到N6102，以及在量化N3100的處理中發生的量化誤差的3/16被擴散到N5104。
每當量化一個像素時，當前量化的像素周圍的一些像素部分地接收到當前量化的像素的量化誤差。量化誤差被不斷累加。因為在誤差擴散處理中發生的量化誤差被擴散到相鄰像素，所以由于相鄰像素間的量化誤差引起的誤差可被減少。
這種誤差擴散處理的問題在于，如圖1所示，由于每當量化一個像素時，對于相鄰像素來說，必須在諸如7/16、5/16、3/16和1/16的實數范圍內進行計算，所以計算量增加。在相對大型的打印機或者PDP TV中設置有用于處理誤差擴散處理中的運算的附加處理器，以獲得快速響應速率。設計一種在誤差擴散處理中可并行處理運算的內部系統。可以以快速響應速率為用戶提供經誤差擴散改進的圖像質量。
然而，由于移動性和便攜性限制了移動通信終端的尺寸。在有限的尺寸內設置附加處理器是困難的。根據在誤差擴散處理中的計算量，當不使用附加處理器的并行處理方案時，存在嚴重降低響應速率的問題。由于這些原因，不能將誤差擴散方法應用到當前的移動通信終端。
發明內容
本發明在于解決至少上述問題和/或缺點，并提供至少下述優點。因此，本發明的一方面提供了一種在移動通信終端中可為用戶提供通過減少量化誤差而明顯提高的運動或者靜止圖像的質量的設備和方法。
本發明的另一方面提供了一種可在誤差擴散處理中減少量化誤差，從而可對移動通信終端應用誤差擴散方法的設備和方法。
根據本發明的一方面，提供了一種在移動通信終端中用于提高將被輸出的運動和靜止圖像的質量的設備，所述設備包括顯示器，以基于比特數的彩色表示方案顯示應用的圖像；誤差擴散器，在輸入原始圖像時通過順序選擇構成原始圖像的像素來計算量化誤差，通過將存儲的關于當前像素的誤差值與由基于選擇的像素周圍的至少一個相鄰像素的位置的誤差反映比率和計算的量化誤差確定的誤差反映值相加，根據量化的像素的誤差擴散來計算累加的逐像素誤差值，和通過將所述逐像素誤差值反映在原始圖像的像素的當前彩色表示方案中的量化值中來產生誤差擴散圖像；以及控制器，當用戶選擇將被輸出的原始圖像時將選擇的原始圖像輸入到誤差擴散器，和當產生誤差擴散圖像時控制顯示器輸出誤差擴散圖像來取代原始圖像。
根據本發明的另一方面，提供了一種在移動通信終端中用于提高將被輸出的運動和靜止圖像的質量的方法，所述方法包括在原始圖像被輸入時根據處理順序來順序選擇構成原始圖像的像素；通過量化當前選擇的像素基于逐個顏色信號來計算量化誤差；選擇當前選擇的像素周圍的相鄰像素，并基于相鄰像素的位置確定誤差反映比率；根據計算的量化誤差和相鄰像素的誤差反映比率，基于逐個顏色信號，確定相鄰像素的誤差反映值；對關于當前選擇的像素的逐像素誤差值基于逐個顏色信號來累加確定的誤差反映值；當原始圖像的所有像素的量化誤差被完全計算時，通過將原始圖像的像素的逐顏色信號的量化誤差值與關于原始圖像的像素的逐像素誤差值相加，產生誤差擴散圖像；和輸出誤差擴散圖像。
根據本發明的另一方面，提供了一種在移動通信終端中用于提高將被輸出的運動和靜止圖像的質量的設備，所述設備包括顯示器，以基于比特數的彩色表示方案的顯示應用的運動圖像數據的輸出圖像；運動圖像解碼器，對運動圖像數據解碼；誤差擴散器，在輸入解碼的運動圖像數據時通過順序選擇構成運動圖像數據的輸出圖像的像素來計算量化誤差，通過將存儲的關于當前像素的誤差值與由基于選擇的像素周圍的至少一個相鄰像素的位置的誤差反映比率和計算的量化誤差確定的誤差反映值相加，根據量化的像素的誤差擴散來計算累加的逐像素誤差值，和通過將所述逐像素誤差值反映在原始圖像的像素的當前彩色表示方案中的量化值中來產生誤差擴散圖像；以及控制器，當用戶選擇將被輸出的運動圖像數據時將解碼的運動圖像數據輸入到誤差擴散器，和當產生誤差擴散圖像時控制顯示器輸出誤差擴散圖像。
根據本發明的另一方面，提供了一種在移動通信終端中用于提高將被輸出的運動和靜止圖像的質量的方法，所述方法包括對用戶選擇的運動圖像數據解碼；根據處理順序順序選擇構成解碼的運動圖像數據的輸出圖像的像素；通過量化當前選擇的像素基于逐個顏色信號來計算量化誤差；選擇當前選擇的像素周圍的相鄰像素，并基于相鄰像素的位置確定誤差反映比率；根據計算的量化誤差和相鄰像素的誤差反映比率，基于逐個顏色信號，確定相鄰像素的誤差反映值；對關于當前選擇的像素的逐像素誤差值基于逐個顏色信號來累加確定的誤差反映值；當輸出圖像的所有像素的量化誤差被完全計算時，通過將輸出圖像的像素的逐顏色信號的量化誤差值與關于輸出圖像的像素的逐像素誤差值相加，產生誤差擴散圖像；和輸出誤差擴散圖像。
從以下在結合附圖時的詳細描述，本發明的以上和其他目的、特征和優點將變得更加清楚，其中 圖1是在誤差擴散時將被應用的誤差反映值(error-reflected value)的傳統示例； 圖2是根據本發明的移動通信終端的框圖； 圖3是根據本發明的在移動通信終端中用于計算原始圖像的量化誤差并應用計算的誤差值的誤差擴散器的詳細框圖； 圖4是根據本發明的在移動通信終端中用于產生應用誤差擴散的圖像的操作的流程圖； 圖5是根據本發明的在移動通信終端中用于為當前選擇的像素周圍的相鄰像素逐像素地計算誤差值的操作的流程圖；和 圖6是根據本發明的用于提供應用誤差擴散的運動圖像的另一移動通信終端的框圖。
具體實施例方式 以下將參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細描述。在附圖中，盡管相同或者相似的組件在不同的附圖中被表示，但是它們仍由相同的標號指示。為了清楚簡明起見，省略對已知功能和結構的描述。
如果移動通信終端的顯示器可提供與原始圖像相同的圖像質量級，則不需要本發明。然而，如果由于移動通信終端的顯示器的物理限制導致不能提供原始圖像的質量，則可在量化原始圖像的像素時應用本發明。假設，在此的量化不是指將模擬數據轉換為數字數據的處理，而是指將由大量比特的量化值表示的像素轉換為由較少量比特的量化值表示的像素的處理。
為了更好地理解本發明，將首先描述本發明的基本原理。在本發明中，提供了表，所述表包括基于量化誤差的最大值和相鄰像素的誤差反映比率而預先計算的用于在使用誤差擴散處理時減少計算量的量化誤差反映值。當在處理過程中計算從原始圖像中選擇的指定像素的量化誤差時，通過計算的量化誤差確定所選像素周圍的相鄰像素的誤差反映值。通過累加關聯像素的誤差反映值來存儲逐像素的誤差值。當在處理過程中選擇另一像素時，選擇所選像素周圍的相鄰像素。通過重復上述處理來計算所選相鄰像素的誤差反映值。當在逐像素誤差存儲器中預存關于像素的逐像素誤差值時，通過將所述逐像素誤差值與當前計算的誤差反映值相加來在逐像素的基礎上累加誤差反映值。當對原始圖像的全部像素周圍的相鄰像素完成累加誤差反映值時，通過在逐像素的基礎上將誤差反映值相加產生量化誤差擴散圖像。當用戶做出請求時，誤差擴散圖像取代原始圖像被存儲并顯示。在本發明中，移動通信終端可為用戶提供在誤差擴散處理中改進質量的圖像。
圖2示出了根據本發明的移動通信終端。所述移動通信終端包括控制器200、連接到控制器200的存儲器202、鍵輸入單元204、顯示器206、基帶處理器210、編碼器-解碼器(編解碼器)212和誤差擴散器220。控制器200根據無線網接入和電話呼叫或者數據通信協議處理語音信號和數據，并控制移動通信終端的組件。控制器200可響應于用戶的鍵輸入控制顯示器206，并可響應于用戶的鍵輸入產生并提供圖像信息。
在本發明中，移動通信終端的控制器200在用戶做出顯示指定圖像的請求時將用戶選擇的圖像輸入到誤差擴散器220，使用誤差擴散處理改進圖像質量，并控制顯示器206顯示改進質量的圖像。
當輸入指定圖像時，誤差擴散器220根據處理過程從指定圖像(原始圖像)的像素中選擇第一像素。可通過量化當前選擇的像素來計算當前選擇的像素的顏色信號的量化誤差。選擇當前選擇的像素周圍的相鄰像素。通過基于選擇的相鄰像素的位置和從當前選擇的像素計算的量化誤差的誤差反映比率來確定所述相鄰像素的量化誤差反映值。如果確定了當前選擇的全部相鄰像素的量化誤差反映值，則確定的值作為關于相鄰像素的逐像素誤差值被存儲。如果預存了關于相鄰像素的逐像素誤差值，則誤差擴散器220將當前確定的誤差反映值累加到預存的逐像素誤差值，并存儲該累加的值。誤差擴散器220重復確定當前量化的相鄰像素的誤差反映值的處理，直到原始圖像的全部像素被選擇并量化。
當原始圖像的全部像素被完全量化時，即，當在量化原始圖像的最后一個像素之后不再存在待處理的相鄰像素時，誤差擴散器220將原始圖像的像素的量化值與存儲的關于像素的逐像素誤差值相加。如果不再存在待處理的相鄰像素，則不執行確定相鄰像素的誤差反映值的處理。在逐個顏色信號的基礎上來執行將像素的量化值與存儲的關于像素的逐像素誤差值相加的處理。
根據本發明，當由于移動通信終端的顯示器206的物理限制導致由大量比特表示的原始圖像被少量比特表示時，像素的逐顏色信號的量化誤差之間的比率被反映在相鄰像素中。通過存儲其中在相鄰像素中反映出所述像素的誤差值的圖像來產生誤差擴散圖像。
誤差擴散器220可通過使用存儲預先計算的量化誤差反映值的誤差反映值表，基于在選擇的像素中出現的量化誤差的最大值和根據相鄰像素的位置的誤差反映比率，有效減少確定誤差反映值所需的時間。
例如，如圖1所示，位于與處理方向相同的方向的相鄰像素的量化誤差反映比率被設置為7/16。位于當前將被量化的像素的垂直線上的相鄰像素的量化誤差反映比率被設置為5/16。位于當前將被量化的像素的處理方向對角線上而不是垂直或者水平線上的相鄰像素的量化誤差反映比率被設置為1/16。位于當前將被量化的像素的與處理方向相反的方向的對角線上而不是垂直或者水平線上的相鄰像素的量化誤差反映比率被設置為3/16。在這種情況下，可以假設誤差反映比率是7/16、1/16、5/16和3/16四個比率。
如果當原始圖像是由24比特(R8比特、G8比特和B8比特)表示的紅綠藍(RGB)彩色圖像時，顯示器206可以顯示最大16比特(R5比特、G6比特和B5比特)的RGB彩色圖像，則，顏色信號的最大量化誤差可具有關于紅色的階(step)0到階7的8個階的3比特、關于綠色的階0到階3的4個階的2比特和關于藍色的階0到階7的8個階的3比特。在這種情況下，反映量化誤差的誤差反映值在表1中示出。
表1 假設表1使用通過對與計算結果相應的實際(actual)實數進行四舍五入輸出的整數值。當然，計算結果也可使用實際實數。在這種情況下，與所獲得的效果相比，過多地增加了計算量。因此，假設在本發明中使用通過對實際實數進行四舍五入計算的整數值。
如上所述，實際實數被四舍五入為整數值。在這種情況下，即使當在1/16的誤差反映比率的條件下最大量化誤差值是7時，因為計算值是7/16，所以四舍五入的值是0。因為在1/16的誤差反映比率的條件下所有誤差反映值是0，所以沒有反映出量化誤差。由此，如表1所示，在本發明中，1/16的誤差反映比率沒有包括在誤差反映值表中。當然，如果在使用不同的誤差反映比率時存在實際誤差反映值，則基于全部誤差反映比率計算的誤差反映值應當被包括在誤差反映值表中。
將參照圖3描述在根據本發明的移動通信終端中用于計算并應用原始圖像的量化誤差的誤差擴散器220的細節。
當誤差擴散器220完全應用誤差擴散時，控制器200從誤差擴散器220接收并存儲完全應用誤差擴散的圖像。存儲的圖像經顯示器206被輸出。本發明可為用戶提供具有比傳統量化處理更高的質量的圖像。
以上已經描述了對圖像應用誤差擴散的示例。因為運動圖像相當于連續輸出的靜止圖像，因此上述方法可同樣地應用到運動圖像。所述運動圖像可以是通過衛星或者地面數字多媒體廣播接收信道以及有線/無線數據通信信道接收的運動圖像，以及用戶預存的運動圖像。移動通信終端的控制器200可通過在解碼接收的運動圖像數據時由誤差擴散器220對接收的運動圖像數據進行誤差擴散來同時執行對接收的運動圖像數據的解碼和誤差擴散處理。當在誤差擴散處理中首先接收的運動圖像數據被新存儲并輸出時，對隨后接收的運動圖像數據進行解碼。誤差擴散可被應用到運動圖像的輸出。將參照圖6描述這種情況。
連接到控制器200的存儲器202由只讀存儲器(ROM)、閃存、隨機存取存儲器(RAM)等構成。ROM存儲用于控制器200的處理和控制的程序以及各種參考數據。RAM被用作控制器200的工作存儲器。閃存包括用于存儲能被更新的存儲庫數據的區域，和用于存儲原始圖像或者誤差擴散圖像的區域。用于存儲原始圖像或者誤差擴散圖像的區域稱為圖像存儲器216。
鍵輸入單元204設置有包括數字鍵的各種鍵。鍵輸入單元204將來自用戶的鍵輸入提供給控制器200。射頻(RF)單元208從基站接收RF信號并向基站發送RF信號。接收到的信號被轉換為中頻(IF)信號。IF信號被輸出到連接到控制器200的基帶處理器210。基帶處理器210是用于提供控制器200與RF單元208之間的接口的基帶模擬(BBA)專用集成電路(ASIC)。基帶處理器210將從控制器200施加的數字基帶信號轉換為模擬IF信號，并將所述模擬IF信號施加到RF單元208。基帶處理器210將從RF單元208施加的模擬IF信號轉換為數字基帶信號，并將所述數字基帶信號施加到控制器200。當根據本發明移動通信終端可接收衛星或者地面數字廣播時，RF單元208和基帶處理器210從廣播站或者衛星接收用戶設置的廣播信道的數字廣播數據，并隨后將接收的數字廣播數據輸出到控制器200。
連接到控制器200的編解碼器212經過放大器214被耦合到麥克風和揚聲器。從麥克風輸入的語音信號以脈沖編碼調制(PCM)編碼處理被編碼，并且語音數據被輸出到控制器200。從控制器200輸入的語音數據被PCM解碼，并經放大器214輸出到揚聲器。放大器214對從麥克風輸入或者輸出到揚聲器的語音信號進行放大。在控制器200的控制下，可調節揚聲器的音量和麥克風的增益。
圖3示出了在根據本發明的移動通信終端中用于計算原始圖像的量化誤差，并應用基于計算的量化誤差的誤差值的誤差擴散器220。參照圖3，誤差擴散器220可設置有像素選擇器300、誤差計算器302、誤差存儲器304和累加誤差應用單元306。
當從控制器200輸入原始圖像時，像素選擇器300在處理過程中選擇一個像素。關于選擇的像素周圍的相鄰像素的位置以及相鄰像素的誤差反映比率的信息被輸出到誤差計算器302。當在處理過程中選擇的像素是原始圖像的最后一個像素時，像素選擇完成信號被輸出到誤差存儲器304。
誤差計算器302對在處理過程中選擇的像素進行量化，并計算量化誤差作為量化結果。當前量化的像素周圍的相鄰像素的誤差反映值通過使用量化誤差由從像素選擇器300中輸入的相鄰像素的誤差反映比率來確定。誤差計算器302設置有其中可以存儲如表1所示的誤差反映值表的誤差反映值表存儲器312。誤差反映值表存儲器312可使用與一般存儲器(例如，閃速存儲器)相比具有高響應速率和高訪問速率的存儲器(例如，高速緩沖存儲器)，從而誤差計算器302可確定誤差反映值的速率可增加。誤差計算器302將確定的關于相鄰像素的誤差反映值輸出到誤差存儲器304。計算構成相鄰像素的顏色信號的誤差反映值。
另一方面，當從誤差計算器302接收到相鄰像素的誤差反映值時，誤差存儲器304確定是否預存了關于每個相鄰像素的逐像素誤差值。如果關于像素的逐像素誤差值沒有被預存在逐像素誤差存儲器310中，則當前輸入的誤差反映值被存儲為逐像素誤差值。如果關于像素的逐像素誤差值被預存在逐像素誤差存儲器310中，則關于該像素的逐像素誤差值和在誤差計算器302中確定的關于該像素的誤差反映值被輸入到誤差累加器308。誤差累加器308計算累加的值。逐像素誤差存儲器310將計算的值存儲為關于該像素的逐像素誤差值。
當關于當前從誤差計算器302輸入的相鄰像素的逐像素誤差值被全部存儲時，誤差存儲器304確定是否從像素選擇器300接收到像素選擇完成信號。當接收到像素選擇完成信號時，誤差計算器302確定基于原始圖像的像素的誤差擴散的逐像素誤差值被全部存儲。目前為止存儲的逐像素誤差值被輸出到累加誤差應用單元306。
累加誤差應用單元306通過將從誤差存儲器304輸入的逐像素誤差值與從控制器200施加的原始圖像的像素的量化值相加，基于逐顏色信號產生誤差擴散圖像。當完全產生誤差擴散圖像時，累加誤差應用單元306將產生的圖像輸出到控制器200。控制器200將誤差擴散圖像存儲在圖像存儲器216中。在這種情況下，控制器200可存儲誤差擴散圖像以取代原始圖像，或者當發出原始圖像顯示請求時可以顯示誤差擴散圖像來取代原始圖像。當用戶發出顯示相同圖像的請求時，在不經誤差擴散處理的情況下顯示誤差擴散圖像。當重復顯示該圖像時，可以獲得很快的響應速率。
圖4示出了根據本發明的用于在移動通信終端的控制器200控制誤差擴散器220時產生誤差擴散圖像的操作。當用戶發出顯示指定原始圖像的請求時，移動通信終端的控制器200進入步驟400，以將用戶選擇的原始圖像輸入到誤差擴散器220。控制器200進入步驟402，以在處理過程中從原始圖像的像素中選擇待量化的第一像素。在步驟404，當前選擇的像素被量化，并且基于逐個顏色信號來計算當前選擇的像素的量化誤差。
控制器200進入步驟406，以選擇當前選擇的像素周圍的相鄰像素。控制器200在相鄰像素當前所在的方向上選擇不同的誤差反映比率。控制器200進入步驟408，根據基于在步驟406選擇的相鄰像素的位置的誤差反映比率和在處理過程中量化選擇的像素的處理中發生的量化誤差來確定相鄰像素的誤差反映值。在步驟408，使用如表1所示的包括基于量化誤差的最大值和相鄰像素的誤差反映比率預先計算的量化誤差反映值的誤差反映值表來確定誤差反映值。
當確定了相鄰像素的誤差反映值時，控制器200進入步驟410，以使用當前確定的誤差反映值來累加相關像素的誤差反映值。當在步驟410中關于當前像素的逐像素誤差值沒有被預存在逐像素誤差存儲器310中時，在步驟408輸入的誤差反映值被存儲為逐像素誤差值。如果預存了逐像素誤差值，則通過將在步驟408輸入的逐像素誤差值與存儲在逐像素誤差存儲器310中的關于相關像素的逐像素誤差值相加計算的值被存儲。當重復輸入關于指定像素的誤差反映值時，誤差反映值被連續累加并存儲為逐像素誤差值。將參照圖5對步驟410的處理進行描述。
當完成用于計算關于相鄰像素的逐像素誤差值的處理時，控制器200進入步驟412，以確定關于原始圖像的所有像素的逐像素誤差值是否全部被計算。控制器200可確定是否還存在在處理過程中選擇的像素周圍的相鄰像素。例如，當選擇的像素周圍不存在相鄰像素時，如圖1所示，在處理過程中當前選擇的像素是原始圖像的最后一個像素。當選擇的像素周圍的相鄰像素不存在時，控制器200可確定原始圖像所有像素的逐像素誤差值被完全計算。這是因為，當在最后一個像素的情況下不再存在相鄰像素時不再需要對逐像素誤差值進行累加。
當在步驟412中確定原始圖像所有像素的逐像素誤差值沒有被完全計算時，控制器200進入步驟418，以選擇在處理過程中待量化的下一個像素。控制器200再次進入步驟404，以對當前選擇的像素進行量化，并基于量化結果輸出量化誤差。在步驟406，選擇當前量化的像素周圍的相鄰像素。重復步驟408到步驟412的處理。
當在步驟412中確定原始圖像所有像素的逐像素誤差值被完全計算時，控制器200進入步驟414，以將逐像素誤差值與原始圖像的像素的逐顏色信號量化值進行相加。隨后，控制器200進入步驟416，以存儲誤差擴散圖像，在所述誤差擴散圖像中逐像素誤差值與原始圖像中的逐顏色信號量化值相加。如上所述，控制器200可存儲誤差擴散圖像來取代原始圖像。
圖5示出了在根據本發明的移動通信終端中用于通過累加當前選擇的像素周圍的相鄰像素的誤差反映值來計算逐像素誤差值的操作。當在步驟408中確定相鄰像素的誤差反映值時，在步驟500，控制器200選擇其當前誤差反映值被確定的相鄰像素中的一個。控制器200進入步驟502，以確定關于當前選擇的相鄰像素的逐像素誤差值是否被預存在逐像素誤差存儲器310中。如果沒有預存當前選擇的相鄰像素的逐像素誤差值，則控制器200進入步驟504，以將當前選擇的相鄰像素周圍的相鄰像素的當前確定的誤差反映值存儲為關于當前選擇的相鄰像素的逐像素誤差值。隨后，控制器200進入步驟508。
在步驟502，當確定關于當前選擇的相鄰像素的逐像素誤差值沒有被預存時，控制器200進入步驟506，以存儲通過將預存的關于當前選擇的相鄰像素的逐像素誤差值與當前選擇的相鄰像素周圍的相鄰像素的當前確定的誤差反映值相加獲得的結果。隨后控制器200進入步驟508。
在執行步驟506或者步驟504之后，控制器200進入步驟508，以確定關于當前選擇的所有相鄰像素的逐像素誤差值是否被完全計算。如果關于當前選擇的所有相鄰像素的逐像素誤差值沒有被完全計算，則控制器200進入步驟510，以選擇其逐像素誤差值沒有被計算的一個相鄰像素。隨后，控制器200再次進入步驟502，以確定關于當前選擇的相鄰像素的逐像素誤差值是否被預存。根據確定結果，控制器200再次執行步驟504或者步驟506。
在步驟508，當確定關于當前選擇的相鄰像素的逐像素誤差值被完全計算時，控制器200進入圖4的步驟412，以確定關于原始圖像的所有像素的逐像素誤差值是否被完全計算。根據確定的結果，控制器200進入步驟418或者步驟414。如果指定像素周圍的多個相鄰像素被選擇，并且多個誤差反映值被確定，則將所述多個誤差反映值累加，并存儲為關于指定像素的逐像素誤差值。
在本發明中，當用戶發出顯示指定原始圖像的請求時，通過反映發生在原始圖像的每個像素中的量化誤差的一部分來在相鄰像素中擴散誤差。因此，可以顯示其質量被明顯提高的圖像。在本發明中，在部分地反映誤差值時，移動通信終端還可通過使用包括基于量化誤差和誤差反映比率預先計算的誤差反映值的誤差反映值表，來縮短顯示誤差擴散圖像的時間。
本發明可被應用到運動圖像和靜止圖像。因為運動圖像相當于連續輸出的靜止圖像，所以本發明可被應用到經數字多媒體廣播接收信道或者有線/無線數據通信信道接收的運動圖像數據和預存的運動圖像數據。將參照本發明另一示例來描述該情況。
圖6示出了根據本發明的用于提供應用誤差擴散的運動圖像的移動通信終端的另一示例。與圖2的移動通信終端相比，圖6的移動通信終端還包括運動圖像解碼器602。運動圖像解碼器602存儲用于解碼各種運動圖像數據的編解碼器信息。在控制器600的控制下，運動圖像解碼器602對從控制器600施加的運動圖像數據進行解碼，并隨后將解碼的運動圖像數據輸出到控制器600。
控制器600將解碼的數據輸入到誤差擴散器220。在誤差擴散處理中，誤差擴散器220對包括在解碼的運動圖像數據的每個輸出圖像的像素執行誤差擴散處理。然后，誤差擴散圖像被輸出到控制器600。控制器600可通過經顯示器206輸出應用誤差擴散的圖像來提高將被從運動圖像數據輸出的圖像的質量。
然而，當運動圖像數據具有運動圖像專家組(MPEG)格式時，具有不同于RGB顏色格式的亮度-帶寬-色度(YUV)顏色格式的輸出圖像可被實現。YUV顏色格式表示帶有關于亮度信號Y、亮度信號Y與紅色分量之間的差U和亮度信號Y與藍色分量之間的差V的3個信息元素的顏色。根據本發明，如圖6所示，移動通信終端還包括顏色格式轉換器604。YUV顏色格式的圖像可被轉換為RGB顏色格式的圖像。或者，YUV顏色格式可與不同的誤差反映值表一起使用。即，當顏色格式被改變時，根據本發明的移動通信終端可基于改變的顏色格式計算在當前選擇的像素中產生的量化誤差，并可使用存儲根據基于量化誤差值和相鄰像素的位置的誤差反映比率預先計算的量化誤差反映值的誤差反映值表來確定誤差反映值。
一般來說，當YUV顏色格式是YUV 4:2:0顏色格式時，Y信號是具有16×16(＝256)大小的宏塊，U信號是具有8×8(＝64)大小的宏塊，和V信號是具有8×8(＝64)大小的宏塊。因此，Y信號∶U信號∶V信號的計算量之比是1∶1/4∶1/4。假設整個圖像的大小是水平320個像素和垂直240個像素，則在YUV4:2:0顏色格式中，計算具有YUV顏色格式的圖像的量化誤差的計算量是(320×240×1)+(320×240×0.25)+(320×240×0.25)＝(320×240×1.5)。
然而，當YUV顏色格式被轉換為RGB顏色格式時，RGB信號具有相同的計算量。用于計算量化誤差的計算量是(320×240×1)+(320×240×1)+(320×240×1)＝(320×240×3)。與YUV顏色格式相比，RGB顏色格式中的在誤差擴散中將被使用的量化誤差的數量增加兩倍。
在具有YUV顏色格式的現有圖像中的U和V信號分別具有4比特誤差的狀態下計算量化誤差。因為即使在執行誤差擴散時，量化誤差自身的范圍也很大，所以YUV顏色格式的圖像質量低于RGB顏色格式的圖像質量。在根據本發明的移動通信終端中，當圖像質量的提高具有優先權時，YUV顏色格式的運動圖像數據被轉換為RGB顏色格式。誤差擴散器220可執行對RGB顏色格式的運動圖像數據的誤差擴散處理。當圖像處理速率的性能具有優先權時，YUV顏色格式的運動圖像數據可被輸入到誤差擴散器220。誤差擴散器220可對YUV顏色格式的運動圖像數據執行誤差擴散處理。可如期望地選擇該優先權或者可根據用戶的選擇在使用中改變該優先權。
如果運動圖像數據具有RGB顏色格式而不是YUV顏色格式，則可考慮相反的情況。即，當移動通信終端的用戶或者設計者為圖像處理速率的性能分配優先權時，顏色格式轉換器604將RGB顏色格式的運動圖像數據轉換為YUV顏色格式，并將轉換的運動圖像數據輸入到誤差擴散器220，從而降低誤差擴散的計算量。當圖像質量的提高具有優先權時，RGB顏色格式的運動圖像數據可被輸入到誤差擴散器220。誤差擴散器220可對RGB顏色格式的運動圖像數據執行誤差擴散處理。
從上述描述可以清楚的是，本發明可通過在移動通信終端輸出運動和靜止圖像時應用誤差擴散處理并降低誤差擴散處理中的量化誤差，為用戶提供提高質量的運動和靜止圖像。
盡管已經參照本發明特定優選實施例示出和描述了本發明，但是本領域技術人員應當理解，在不脫離由權利要求及其等同物限定的本發明的精神和范圍的情況下，可在形式和細節上進行各種改變。
權利要求
1.一種在移動通信終端中用于提高將被輸出的運動和靜止圖像的質量的設備，所述設備包括
顯示器，以基于比特數的彩色表示方案顯示應用的圖像；
誤差擴散器，在輸入原始圖像時通過順序選擇構成原始圖像的像素來計算量化誤差，通過將存儲的關于當前像素的誤差值與由基于選擇的像素周圍的至少一個相鄰像素的位置的預定誤差反映比率和計算的量化誤差確定的誤差反映值相加，根據量化的像素的誤差擴散來計算累加的逐像素誤差值，和通過將所述逐像素誤差值反映在原始圖像的像素的當前彩色表示方案中的量化值中來產生誤差擴散圖像；以及
控制器，當用戶選擇將被輸出的原始圖像時將選擇的原始圖像輸入到誤差擴散器，和當產生誤差擴散圖像時控制顯示器輸出誤差擴散圖像來取代原始圖像。
2.如權利要求1所述的設備，其中，誤差擴散器包括
像素選擇器，當原始圖像被輸入時在處理過程中順序選擇原始圖像的像素，和輸出關于選擇的像素周圍的至少一個相鄰像素的位置以及所述至少一個相鄰像素的誤差反映比率的信息；
誤差計算器，通過在對選擇的像素進行量化以計算量化誤差之后，基于至少一個相鄰像素的誤差反映比率使用量化誤差確定當前量化的像素周圍的至少一個相鄰像素的誤差反映值；
誤差存儲器，直到原始圖像的所有像素的量化誤差被完全計算為止，確定關于至少一個相鄰像素的逐像素誤差值是否被預存，當逐像素誤差值沒有被預存時，將當前輸入的誤差反映值存儲為逐像素誤差值，和當逐像素誤差值被預存時，存儲通過將預存的逐像素誤差值與確定的關于當前量化的像素的誤差反映值相加計算的逐像素誤差值；和
累加誤差應用單元，接收關于原始圖像的所有像素的逐像素誤差值，和通過將接收的逐像素誤差值與以原始圖像的像素的當前彩色表示方案的量化誤差相加來產生誤差擴散圖像。
3.如權利要求2所述的設備，其中，誤差計算器通過使用誤差反映值表來確定誤差反映值，所述誤差反映值表存儲根據在當前選擇的像素中出現的量化誤差值和相鄰像素的位置預先計算的量化誤差反映值。
4.如權利要求3所述的設備，其中，誤差反映值表包括當原始圖像基于24比特彩色表示方案并且顯示器以16比特彩色表示方案顯示圖像時的誤差反映整數，所述表由下表定義
5.如權利要求2所述的設備，其中，當在預定處理過程中選擇的像素是原始圖像的最后一個像素時，像素選擇器將像素選擇完成信號發送到誤差存儲器，當接收到像素選擇完成信號時，誤差存儲器確定原始圖像的所有像素的量化誤差被完全計算。
6.如權利要求3所述的設備，其中，誤差計算器設置有用于存儲誤差反映值表的內置存儲器。
7.如權利要求6所述的設備，其中，內置存儲器是高速緩沖存儲器。
8.如權利要求1所述的設備，其中，控制器存儲誤差擴散圖像來取代原始圖像。
9.一種在移動通信終端中用于提高將被輸出的運動和靜止圖像的質量的方法，所述方法包括
在原始圖像被輸入時根據處理的順序來順序選擇構成原始圖像的像素；
通過量化當前選擇的像素基于逐個顏色信號計算量化誤差；
選擇當前選擇的像素周圍的相鄰像素，并基于相鄰像素的位置確定誤差反映比率；
根據計算的量化誤差和相鄰像素的誤差反映比率，基于逐個顏色信號，確定相鄰像素的誤差反映值；
對關于當前選擇的像素的逐像素誤差值基于逐個顏色信號來累加確定的誤差反映值；
當原始圖像的所有像素的量化誤差被完全計算時，通過將原始圖像的像素的逐顏色信號的量化誤差值與關于原始圖像的像素的逐像素誤差值相加，產生誤差擴散圖像；和
輸出誤差擴散圖像。
10.如權利要求9所述的方法，其中，確定誤差反映值的步驟包括
通過使用誤差反映值表來確定誤差反映值，所述誤差反映值表存儲根據在當前選擇的像素中出現的量化誤差值和相鄰像素的位置預先計算的量化誤差反映值。
11.如權利要求10所述的方法，其中，誤差反映值表包括當原始圖像基于24比特彩色表示方案并且顯示器以16比特彩色表示方案顯示圖像時的誤差反映整數，所述表由下表定義
12.如權利要求9所述的方法，其中，產生誤差擴散圖像的步驟包括
存儲誤差擴散圖像來取代原始圖像。
13.一種在移動通信終端中用于提高將被輸出的運動和靜止圖像的質量的設備，所述設備包括
顯示器，以基于預定比特數的彩色表示方案顯示應用的運動圖像數據的輸出圖像；
運動圖像解碼器，對運動圖像數據解碼；
誤差擴散器，在輸入解碼的運動圖像數據時通過順序選擇構成運動圖像數據的輸出圖像的像素來計算量化誤差，通過將存儲的關于當前像素的誤差值與由基于選擇的像素周圍的至少一個相鄰像素的位置的預定誤差反映比率和計算的量化誤差確定的誤差反映值相加，根據量化的像素的誤差擴散來計算累加的逐像素誤差值，和通過將所述逐像素誤差值反映在原始圖像的像素的當前彩色表示方案中的量化值中來產生誤差擴散圖像；以及
控制器，當用戶選擇將被輸出的運動圖像數據時將解碼的運動圖像數據輸入到誤差擴散器，和當產生誤差擴散圖像時控制顯示器輸出誤差擴散圖像。
14.如權利要求13所述的設備，其中，運動圖像數據具有亮度-帶寬-色度顏色格式。
15.如權利要求14所述的設備，其中，誤差擴散器計算亮度-帶寬-色度顏色格式的當前選擇的像素中發生的量化誤差，并使用存儲根據量化誤差值和相鄰像素的位置預先計算的量化誤差反映值的誤差反映值表來確定誤差反映值。
16.如權利要求13所述的設備，還包括
顏色格式轉換器，將運動圖像數據的顏色格式轉換為另一顏色格式。
17.如權利要求16所述的設備，其中，當運動圖像數據的顏色格式被轉換時，誤差擴散器計算轉換的顏色格式的當前選擇的像素中出現的量化誤差，使用存儲根據量化誤差值和相鄰像素的位置預先計算的量化誤差反映值的誤差反映值表來確定誤差反映值。
18.如權利要求13所述的設備，其中，經衛星數字多媒體廣播接收信道和地面數字多媒體廣播接收信道中的至少一個接收運動圖像數據。
19.如權利要求16所述的設備，其中，顏色格式轉換器將運動圖像數據從紅-綠-藍顏色格式轉換為亮度-帶寬-色度顏色格式，并將運動圖像數據從亮度-帶寬-色度顏色格式轉換為紅-綠-藍顏色格式。
20.一種在移動通信終端中用于提高將被輸出的運動和靜止圖像的方法，所述方法包括
對用戶選擇的運動圖像數據解碼；
根據預定處理順序順序選擇構成解碼的運動圖像數據的輸出圖像的像素；
通過量化當前選擇的像素基于逐個顏色信號來計算量化誤差；
選擇當前選擇的像素周圍的相鄰像素，并基于相鄰像素的位置確定誤差反映比率；
根據計算的量化誤差和相鄰像素的誤差反映比率，基于逐個顏色信號，確定相鄰像素的誤差反映值；
對關于當前選擇的像素的逐像素誤差值基于逐個顏色信號來累加確定的誤差反映值；
當輸出圖像的所有像素的量化誤差被完全計算時，通過將輸出圖像的像素的逐顏色信號的量化誤差值與關于輸出圖像的像素的逐像素誤差值相加，產生誤差擴散圖像；和
輸出誤差擴散圖像。
21.如權利要求20所述的方法，其中，運動圖像數據具有亮度-帶寬-色度顏色格式。
22.如權利要求21所述的方法，其中，確定誤差反映值的步驟包括
使用存儲根據在亮度-帶寬-色度顏色格式的當前選擇的像素中出現的量化誤差值和相鄰像素的位置預先計算的量化誤差反映值的誤差反映值表，來確定誤差反映值。
23.如權利要求20所述的方法，其中，解碼的步驟包括
對運動圖像數據解碼；和
將解碼的運動圖像數據的顏色格式轉換為另一顏色格式。
24.如權利要求23所述的方法，其中，確定誤差反映值的步驟包括
當運動圖像數據的顏色格式被轉換時，計算在轉換顏色格式的當前選擇的像素中發生的量化誤差，并且使用存儲根據量化誤差值和相鄰像素的位置預先計算的量化誤差值的誤差反映值表來確定誤差反映值。
25.如權利要求20所述的方法，其中，經衛星數字多媒體廣播接收信道和地面數字多媒體廣播接收信道中的至少一個接收運動圖像數據。
全文摘要
一種在移動通信終端中用于提高將被輸出的運動和靜止圖像的設備和方法。提供一種誤差反映值表，以降低應用誤差擴散處理時的計算量。所述表包括根據量化誤差最大值和相鄰像素的誤差反映比率預先計算的量化誤差反映值。當計算在處理過程中選擇的原始圖像的指定像素的量化誤差時，確定相鄰像素的誤差反映值。通過將關于像素的誤差反映值進行累加來存儲逐像素誤差值。當原始圖像的所有像素周圍的相鄰像素的誤差反映值被完全計算時，在逐像素的基礎上將誤差反映值相加時，產生其中的量化誤差被擴散的圖像。當用戶發出請求時，誤差擴散圖像被存儲并顯示以取代原始圖像。
文檔編號H04N9/64GK101150736SQ20071015336
公開日2008年3月26日 申請日期2007年9月18日 優先權日2006年9月18日
發明者李承徹, 李相鳳 申請人:三星電子株式會社