BRPI0707778A2 - mÉtodo para processar um fluxo de dados de imagem comprimida, redutor para reduzir artefatos de imagem, receptor para receber um fluxo de dados de imagem comprimida para exibir uma imagem, dispositivo de exibiÇço, transcodificador para transcodificar um fluxo de dados de imagem comprimida, mÉtodo para analisar parÂmetros de codificaÇço de um fluxo de dados de imagaem codificada, analisador para analisar parÂmetros de codificaÇço de um fluxo de dados de imagem codificada, produto de programa de computador, e, sinal - Google Patents

Abstract

METODO PARA PROCESSAR UM FLUXO DE DADOS DE IMAGEM COMPRIMIDA, REDUTOR PARA REDUZIR ARTEFATOS DE IMAGEM, RECEPTOR PARA RECEBER UM FLUXO DE DADOS DE IMAGEM COMPRIMIDA PARA EXIBIR UMA IMAGEM, DISPOSITIVO DE EXIBIÇçO, TRANSCODIFICADOR PARA TRANSCODIFICAR UM FLUXO DE DADOS DE IMAGEM COMPRIMIDA, METODO PARA ANALISAR PARAMETROS DE CODIFICAÇçO DE UM FLUXO DE DADOS DE IMAGEM CODIFICADA, ANALISADOR PARA ANALISAR PARAMETROS DE CODIFICAÇçO DE UM FLUXO DE DADOS DE IMAGEM CODIFICADA, PRODUTO DE PROGRAMA DE COMPUTADOR, E, SINAL Uma causa até antes desconhecida de artefatos de imagem foi identificada. Codificadores tais como codificadores de MPEG podem usar duas estruturas de cenas: cenas de campo e cenas de quadro. Para uma cena de quadro, ambas, DCT baseada em campo e quadro (e outros tipo) de codificação podem ser usados. A decisão se usa codificação baseada em quadro ou campo não é sempre feita corretamente. Na imagem decodificada isto conduz para um artefato de imagem visível como blocos listrados. A invenção reduz, em um aspecto da invenção, esses artefatos através da análise do conteúdo do bloco sobre a presença de tais artefatos e se as análises provarem a existência de tais artefatos aplicando um filtro passa baixa vertical para os dados no bloco. Em um outro aspecto da invenção parâmetros de codificação são verificados por combinação de parâmetros de codificação para a qual o artefato pode ocorrer e tais blocos são indicados. A invenção pode ser incorporada em um método assim como em um dispositivo tal como um receptor, codificador, decodificador, dispositivo de exibição, etc.

Description

METODO PARA PROCESSAR UM FLUXO DE DADOS DE IMAGEMCOMPRIMIDA, REDUTOR PARA REDUZIR ARTEFATOS DEIMAGEM, RECEPTOR PARA RECEBER UM FLUXO DE DADOS DEIMAGEM COMPRIMIDA PARA EXIBIR UMA IMAGEM, DISPOSITIVODE EXIBIÇÃO, TRANSCODIFICADOR PARA TRANSCODIFICAR UMFLUXO DE DADOS DE IMAGEM COMPRIMIDA, MÉTODO PARAANALISAR PARÂMETROS DE CODIFICAÇÃO DE UM FLUXO DEDADOS DE IMAGEM CODIFICADA, ANALISADOR PARA ANALISARPARÂMETROS DE CODIFICAÇÃO DE UM FLUXO DE DADOS DEIMAGEM CODIFICADA, PRODUTO DE PROGRAMA DECOMPUTADOR, E, SINAL"

A presente invenção se relaciona a um método para processarum fluxo de dados de imagem comprimida no qual método os artefatos decompressão são reduzidos.

A presente invenção também se relaciona a um redutor parareduzir os artefatos de compressão em uma imagem não comprimida exibida.

A presente invenção também se relaciona a um receptorarrumado para receber um fluxo de dados de imagem comprimida para exibiruma imagem, o receptor compreendendo um redutor para redução de artefatosde compressão em uma imagem não comprimida exibida.

A presente invenção também se relaciona a um dispositivo deexibição compreendendo um receptor arrumado para receber um fluxo dedados de imagem comprimida para exibir uma imagem, o receptorcompreendendo um redutor para redução de artefatos de compressão em umaimagem não comprimida exibida.

A presente invenção também se relaciona a umtranscodificador para transcodificar um fluxo de dados de imagemcomprimida onde o transcodificador compreende um redutor para redução deartefatos de compressão em uma imagem não comprimida exibida.A invenção também se relaciona a um método para analisarparâmetros de codificação de um fluxo de dados de imagem codificada e umanalisador para analisar parâmetros de codificação de um fluxo de dados deimagem codificada.

Sistemas de exibição de imagem freqüentemente recebemfluxos de dados comprimidos. Uma variedade de técnicas de compressão devídeo com " perdas " são conhecidas para reduzir a quantidade de dados deimagem que precisa ser armazenada ou transmitida. Esquemas de compressãosofisticados tais como MPEG ou baseados em Wavelet tentam truncarinformação de freqüência espacial que não é crucial para a percepção de umobservador. Com compressão, artefatos de imagem podem aparecer naimagem não comprimida. Muitos esquemas têm sido propostos para reduzirartefatos de imagem.

Os inventores têm notado que, apesar dos métodos desupressão de artefatos conhecidos, um particular artefato de imagem é malreduzido e persiste. Este artefato está presente na forma de bandas listradasem partes da imagem. Métodos conhecidos de supressão de artefatos nãoreduzem este problema ou têm sérios efeitos laterais.

É um objeto de um primeiro aspecto da invenção, fornecer ummétodo e um dispositivo tal como um dispositivo de exibição, receptor e / outranscodificador assim como um redutor como descrito nos parágrafos deabertura em ou através de um método para redução dos artefatos de imagemmencionados causados pela compressão que é implementada.

Para este fim, o método é caracterizado pelo fato que para umou para um grupo de blocos de imagem decodificados, pelo menos, um valorde diferença é determinado a partir das diferenças em dados de pixel em umadireção vertical entre linhas adjacentes e o valor da diferença é comparadocom um limite onde no caso que o valor da diferença coincide como o limite,filtragem de passa baixa na direção vertical é aplicada para o bloco deimagem decodificada.

A invenção é baseada na seguinte percepção:

Esquemas de compressão de imagem e vídeo modernos taiscomo MPEG usam processamento baseado em bloco. Cada bloco consistindode uma matriz de pixéis de 8 linhas por 8 colunas é transformado e quantizadopor DCTj separadamente. De acordo com o padrão MPEG , cena de vídeoentrelaçada poderia ser codificada como cena de quadro ou de campo.

Em cenas de quadro, ambas as codificações de DCT de quadroe campo, podem ser usadas:

No caso de codificação de DCT de quadro, cada bloco écomposto de linhas a partir dos dois campos alternativos.

No caso codificação de DCT de campo, cada bloco é compostode linhas a partir de somente um dos dois campos.

Um codificador de MPEG toma para cada macrobloco umadecisão se DCT de quadro ou campo deve ser aplicada.

Prognóstico de movimento é também executado em doismodos diferentes: prognóstico de campo e de quadro. No primeiro caso,prognósticos são feitos de modo independente para cada campo usando dadosde um ou mais campos previamente decodificados, prognóstico de quadroforma um prognóstico para o quadro a partir de um ou mais quadrospreviamente decodificados.

Dentro de uma cena de campo todos os prognósticos sãoprognósticos de campo, contudo, em uma cena de quadro, ou prognóstico decampo ou prognósticos de quadro podem ser usados (selecionados em umabase de macrobloco à macrobloco). por conseguinte, para cenas de quadro, ocodificador pode tomar duas decisões diferentes.

De forma ideal, codec de MPEG deve determinar de formacorreta, se processamento de quadro ou de campo tem de ser usado e aplicarDCT de campo e prognóstico de movimento ao material originalmenteentrelaçado e processamento de quadro para material progressivo. Narealidade, codificadores de MPEG nem sempre tomam tal uma decisão deforma, especialmente para as fontes de entrada que contêm material de filmeentrelaçado (assim sendo, originalmente progressivo). Os artefatos sãoinerentes para a codificação padrão. Embora a qualidade do codificador deMPEG usado possa reduzir o problema, o problema parece persistir mesmoem codificadores de alto rendimento.

Se o codificador de MPEG toma uma decisão errada sobreusar o modo de quadro ou de campo para um particular bloco ou macrobloco,artefatos irão aparecer, que são localizados dentro daquele bloco oumacrobloco. Aqueles artefatos se tornam especialmente visíveis emcodificação de taxa de bit baixa. Os artefatos têm um padrão claro: linhashorizontais com uma largura de pixel (e assim sendo um comprimento deonda espacial vertical de duas linhas), que são localizadas dentro do bloco oumacrobloco (4 blocos). Largas listras horizontais de pixel (acima abaixoacima abaixo) são visíveis, onde as listras horizontais se espalham ao longodo bloco ou do macrobloco. Esses artefatos não são, como muitos outrosartefatos, devido aos efeitos em torno das bordas, embora eles possam servisíveis em torno de uma borda. Os artefatos também não são para seremconfundidos como erros de entrelaço que tipicamente ocorrem em torno debordas em movimento e tipicamente se estendem ao longo de muitos blocos.Os artefatos que a presente invenção visa a reduzir são devido a errosinerentes à codificação. Os artefatos são devido à codificação (DCT e / ouprognóstico de movimento) errada de quadro e campo para uma cena dequadro. Em erro pode ser feito a cada vez que uma decisão tenha sido feitapara um bloco ou macrobloco entre codificação de quadro e de campo e podeou não pode ser visível em qualquer lugar dentro de uma imagem em posiçõesirregulares. O padrão de artefato característico devido a tal um erro pode servisível no meio de um objeto ou em uma borda ou mais em qualquer lugar. Opadrão pode se manifestar em qualquer lugar. A explicação acima é dada comrelação à codificação de MPEG. Contudo, qualquer outro tipo de codificaçãoa qual para cenas de quadro uma escolha é para ser feita entre codificação dequadro e de campo dos blocos de macroblocos, poderia resultar nos mesmosartefatos na imagem exibida. A invenção é assim sendo não restrita ao fluxode dados codificados de MPEG, este seja o particular interesse para fluxos dedados codificados de MPEG.

O primeiro aspecto da invenção reduz o problema quandopresente em fluxos de bit decodificadas, através de dois simples passosbásicos:

No primeiro passo um valor de diferença é determinado apartir das diferenças de dados de pixel em uma direção vertical entre pixéisem linhas adjacentes dentro de um bloco ou macrobloco. Este primeiro passocompreende detecção de artefato baseada em análise local (i. e. dentro de umbloco ou macrobloco) espacial (i. e. com ou perto da distância espacialparticular de uma linha) de componentes de luminância e / ou crominância,mais in geral dados de pixel, da imagem decodificada. Algoritmos exemplaresserão dados abaixo. Qualquer algoritmo que seja capaz de detectar um padrãolistrado com um padrão espacial parecido com zebra de linhas alternadas(linhas, que têm mais baixa correlação com linhas adjacentes do que com opróximo mais perto) (brilhar, menos brilho, brilhar, etc) pode ser usado . Emgeral qualquer detector e passo de detecção para detectar um padrão " acimaabaixo acima " igualmente espesso, ( pelo menos, 1 pixel) por exemplo faráolhando em dois pontos diferenciais em pixéis in linhas adjacentes. Isto podeser um problema simples de subtrair valores de pixel valores e tomar umamédia e compará-la com um limite ou pode ser mais complicado por exemplotomando uma transformada de Hadamard, que olha a presença de funçõesbásicas de onda quadrada, e assim determina a quantidade de energia nafunção base ampla de 1 pixel na direção vertical e comparar este com umlimite que poderia ser um limite fixo mas também por exemplo k vezes aquantidade de energia na função base ampla de dois pixéis na direção vertical.Os valores da diferença podem, dependendo do algoritmo, ser expressos emvárias maneiras. Todos têm um comum que o valor da diferença, ou valoresse mais do que um valor de diferença é determinado, se relaciona com apresença ou ausência do padrão listrado, a presença ou ausência sendodeterminada da diferença em uma direção vertical entre dados de pixel.Dentro do conceito da invenção um ou mais valores de diferença podem serdeterminados. É preferido que um único valor para o bloco ou macroblocotodo, expressando o grau ou probabilidade de presença do artefato édeterminado, contudo, a invenção não é restrita para usar um único valor dediferença, mais do que um valor de diferença poderia ser usado.

O segundo passo é redução de artefato, i. e. para aquelesblocos nos quais o artefato medido, expresso pelo valor da diferença, excedeum limite, uma filtragem de passa baixa na direção vertical é aplicada aobloco de imagem decodificada. A filtragem de passa baixa tem um efeito denivelamento e por meio disso, reduz o artefato. O primeiro passo é assimsendo reconhecimento de artefato, o segundo passo é redução de artefatousando um filtro passa baixa.

A filtragem de filtro passa baixa é somente aplicada se o valorde diferença coincide com o limite, e por meio disso, filtragem desnecessáriade filtro passa baixa, que reduziria detalhes de forma desnecessária naimagem, é evitada.

Em modalidades da invenção, a determinação do valor dediferença é precedido por um passo de passo de seleção para selecionar osblocos nos quais a determinação do valor de diferença e filtragem de passabaixa é para ser efetuada.

Determinação de valor de diferença e filtragem de passa baixarequer potência de cálculo. Filtragem de passa baixa irá causar alguma perdade detalhes. Selecionando os blocos, i. e. identificando aqueles blocos nosquais o problema é mais provável de ocorrer e / ou mais provável de terminalum efeito perceptível na qualidade de imagem e para outros blocos ignorandoa determinação de valor de diferença e filtragem de passa baixa, perda dedetalhes pode ser evitada enquanto ainda reduzindo a energia de cálculo eeficiência de manutenção requerida.

Em modalidades a seleção é efetuada com base em lúmenmédio ou conteúdo de cor médio do bloco. O olho humano é mais sensitivo acores brilhantes e é muito sensitivo a cores de pele. Em tais modalidades adecisão, se seleciona ou não os blocos, é tomada na suposição que o efeito,embora possa ser visível, será mais chato em certas circunstâncias e / oupartes da imagem, por exemplo em uma face, e muito menos em outrascircunstâncias e / ou partes da imagem, por exemplo em um campo gramado.Mais em geral aqueles blocos que mais provavelmente serão de menosimportância para a qualidade global percebida da imagem são isentos dadeterminação do valor de diferença determinação e da filtragem de passabaixa.

Em outras modalidades a seleção compreende uma verificaçãode consistência efetuada com blocos vizinhos. Um detector de consistênciaverifica se o padrão parecido com zebra detectado é restrito dentro do blocoou se continua ao longo dos blocos vizinhos. Padrões que estão presentes emum número de blocos vizinhos e também do mesmo tipo (por exemplo omesmo valor médio de cinza e a mesma diferença em valor de cinza) podeapontar para um padrão de objeto real objeto, por exemplo de uma cerca.

Em ainda outras modalidades o passo de seleção compreendeum passo no qual os parâmetros de codificação dos blocos são analisados.

Nesta modalidade durante o passo de seleção de parâmetros decodificação, por exemplo o conjunto particular de sinalizadores de cabeçalhosde fluxo de bits, é analisado. Como explicado acima, os artefatos são devidosa uma decisão de codificação de quadro / campo. Esses cabeçalhos estãopresentes no fluxo de bits codificado. Dados nos cabeçalhos indicam se ocodificador pode ou não ter tomado uma decisão errada ou não. Quando osdados nos cabeçalhos indicam que não há tal possibilidade, não há razão paratomar os próximos passos de determinação do valor de diferença e filtragemde passa baixa, já que os passos seguintes iriam requerer energia de cálculo epodem reduzir detalhes. Quando os dados indicam a possibilidade de umadecisão de codificação de quadro / campo, o bloco é ainda processado.

Os vários tipos acima mencionados de seleção de passospodem ser combinados para ainda reduzir a energia de cálculo requeridaenquanto ainda reduzindo os artefatos de forma eficiente sem nivelarindevidamente a imagem.

O limite pode ser um limite fixado ou pode ser dependente dosdados compreendidos dentro do bloco. Os dados compreendidos dentro dobloco podem ser por exemplo uma luminância média. O limite pode porexemplo ser dependente da variação média em luminância em todas asdireções. Se a variação média em luminância é alta em todas as direções, ouem outras palavras uma imagem ruidosa ou uma imagem com muitos detalhesestá presente, a variação na direção horizontal provavelmente também serágrande. Em ainda uma outra modalidade a variação de uma distância de umpixel é comparada com a variação de uma distância entre dois pixéis. Osartefatos que a presente invenção procura suplantar mostram uma grandevariação em luminância ou / e crominância entre linhas adjacentes, entrelinhas ímpares e pares, dentro de um bloco, mas nenhuma ou dificilmentequalquer variação entre linhas ímpares ou pares.

O primeiro aspecto da invenção fornece um método simples erobusto para reduzir artefatos de compressão na imagem decodificada.

Experimentos têm mostrado que os artefatos com padrão dezebra são efetivamente reduzidos, sem efeitos negativos indevidos em outracaracterística de imagem mesmo com algoritmos simples.

O dispositivo de exibição, receptor e / ou decodificador,codificador ou transcodificador, mais em geral qualquer dispositivo de acordocom o primeiro aspecto da invenção compreende um redutor para efetuar umalgoritmo de acordo com o primeiro aspecto da invenção .

A invenção pode ser implementada de várias maneiras e assimsendo em vários dispositivos dependendo da implementação.

A invenção é, em modalidades, implementada em uma cadeiade pós-processamento de vídeo, onde a informação do fluxo codificada nãoestá disponível. Em outras palavras, o algoritmo usado em tal umamodalidade da invenção processa dados de imagem já decodificados e nãorequer quaisquer parâmetros de codificação. A aplicação possível é TV de altadefinição, centros de multimídia, e qualquer outro dispositivo deprocessamento de vídeo, onde o sinal de entrada é um fluxo de vídeodecodificada.

A invenção pode ser incorporada em um método assim comoem um dispositivo de exibição, um receptor, um transcodificador etc.

A invenção pode também ser implementada no lado docodificador. Quando implementada no lado do codificador, ou mais em geralem qualquer ponto onde os parâmetros de codificação estão disponíveis, umalgoritmo adicional pode ser usado no codificador para verificar por exemploem qual a codificação de quadro errado / campo errado foi ou pode ter sidoefetuado.

No lado do codificador este aspecto da invenção pode serusado para indicar onde a correção do artefato é útil. Isto pode ser usado paracorrigir um sinal já codificado antes de ele ser enviado.

Um segundo aspecto da invenção é um método de analisar osparâmetros de codificação onde os blocos, ou macroblocos, em uma cena dequadro para a qual o codificador pode ter efetuado uma codificação de quadroou de campo, são indicados.

Este aspecto da invenção pode por exemplo ser usado paravalidar a posterior para mudar a decisão de codificação para eliminar oproblema mais propriamente do que, como é o caso quando a invenção ésobre um fluxo de dados codificados, reduzir os efeitos negativos de umacodificação de quadro / campo errada.

Este segundo aspecto da invenção , analisando os parâmetrosde codificação para indicar blocos que podem mostrar o artefato, é baseado namesma percepção básica na qual o primeiro aspecto é baseado, a saber apercepção que os padrões de codificação atuais tal como MPEG abrem apossibilidade do artefato descrito acima devidos as decisões de codificação dequadro / campo erradas tomadas pelo codificador. Alguns dos métodos deredução de artefato descritos podem ser efetuados sobre fluxos de dadosdecodificados sem qualquer conhecimento de como a codificação edecodificação foram efetuadas. Em tais métodos e dispositivos todos osblocos dos dados decodificados de fluxo de imagem são analisados. Atravésda análise dos cabeçalhos quando eles ainda estão disponíveis é possívelindicar os blocos onde o artefato pode ocorrer tal que os métodos de reduçãode artefato podem ser efetuados mais economicamente já que os blocos quenão são afetados pelo artefato não necessitam se submeterem a um passo deredução de artefato. O método para analisar os parâmetros de codificação e ocorrespondente analisador assim como qualquer dispositivo compreendendoum analisador ou usando ou para uso do método de análise dos parâmetros decodificação método de análise é também novo e inventivo, e direcionado parao problema, a saber como um primeiro passo em resolver o problema. Ométodo de análise também fornece um produto novo a saber um fluxo dedados de imagem ou um sinal, compreendendo um fluxo de dados de imagem,o fluxo de dados de imagem ou sinal compreendendo indicadores de blocosafetados potencialmente afetados e / ou blocos tendo um indicador e / ou umsinal de indicação.

O método de análise pode formar parte de uma redução deartefato na qual ambos os aspectos da invenção são combinados.

Ambos os aspectos da invenção podem, contudo, ser usadosseparadamente.

Em essência, o primeiro aspecto (reconhecimento de padrãoseguido pela redução de artefato) é um remédio para o problema,independente de um diagnóstico efetivo da codificação usada que possacausar o problema. O segundo aspecto (analisar) analisa os parâmetros decodificação para identificar blocos possivelmente problemáticos. Ainformação adquirida pelo método de análise é útil, se esta informação éusada, em um método, de acordo com o primeiro aspecto, ou em qualqueroutro método, ou simplesmente registrada.

O método de acordo com o segundo aspecto pode ser seguidopor um método de acordo com o primeiro aspecto ou qualquer outro métodoremediável na extremidade do codificador ou decodificador, ou podesimplesmente ser usado para propósitos de diagnósticos, por exemplo paraencontrar os blocos possivelmente problemáticos ou achar a percentagem deblocos problemáticos. Isto poderia por exemplo ser usado para diagnósticosde codificadores de MPEG. Ser capaz de identificar que codificadores deMPEG são mais suscetíveis a produção de artefato é muito útil e um primeiropasso em desenvolver codificadores de MPEG que não produzem o artefato.

Esses e aspectos adicionais da invenção serão explicados emmaiores detalhes por meio de exemplo e com referência aos desenhos anexos,nos quais

Figs. 1 e 2, de forma esquemática, ilustram os artefatos que apresente invenção visa a reduzir.

Fig. 3 ilustra a codificação de DCT de um macrobloco.

Fig. 4 ilustra prognóstico de movimento.Fig. 5, de forma esquemática, ilustra um método de acordocom o primeiro aspecto da invenção .

Fig. 6 ilustra uma modalidade de um método de acordo com oprimeiro aspecto da invenção .

Fig. 7 e 8 ilustram modalidades adicionais de acordo com oprimeiro aspecto da invenção .

Fig. 9 ilustra o efeito da invenção .

Fig. 10 ilustra uma outra modalidade da invenção .

Fig. 11 ilustra um método de acordo com o segundo aspecto dainvenção.

Fig. 12, de forma esquemática, ilustra um método de acordocom o segundo aspecto da invenção .

Fig. 13, de forma esquemática, ilustra a dispositivo de exibiçãode acordo com a invenção .

As Figs, não estão desenhadas em escala. De forma geral,componentes idênticos são denotados pelos mesmos numerais de referêncianas Figs.

A presente invenção em seus vários aspectos será agoradescrita mais completamente daqui em diante com referência aos desenhosanexos, nos quais as modalidades preferidas da presente invenção sãomostradas. Esta invenção pode, contudo, ser incorporada em muitas formasdiferentes e não deve ser interpretada como limitada ao conjunto demodalidades estabelecido aqui, mais propriamente, essas modalidades sãofornecidas tal que, esta divulgação será aprofundada e completa, e iráconduzir totalmente ao escopo da invenção para aqueles com qualificação naarte. Números parecidos se refere a elementos parecidos do começo ao fim.

Técnicas de compressão são freqüentemente usadas paracomprimir o fluxo de dados, i. e. reduzir a quantidade de dados dentro dofluxo de dados. Em particular, dispositivos de gravação de consumo(gravadores de DVD, gravadores de disco rígido, etc.) usam algoritmos decompressão digital para fornecer fluxos comprimidos digitalmente tal comofluxos de MPEG2. Tais técnicas de compressão podem ser técnicas de menosperda, mas freqüentemente, quando uma quantidade de compressão apreciávelé usada, alguma perda de dados é considerada aceitável. Tipicamente técnicasde compressão de dados são arrumadas tal que a perda em dados é mantidarelativamente pequena tal que não muito efeito visível da compressão dedados é visto na imagem exibida não comprimida. Contudo, especialmentecom proporções de compressão alta, artefatos de imagem podem aparecer naimagem não comprimida. Um de tais artefatos é um padrão parecido comzebra, no qual padrões espúrios parecidos com zebra ocorrem em qualquerlugar na imagem. Até antes, a natureza e razão para esses padrões espúriosparecidos com zebra eram desconhecidos. Esses artefatos podem aparecer emqualquer lugar na imagem, independente da presença ou ausência de umacaracterística de borda e na ausência de qualquer indicação possíveis erros deentrelaço ou em padrões inconsistentes com erros de entrelaço ou no fato dequalquer outra causa conhecida de artefatos de compressão.

Figs. 1 e 2, de forma esquemática, ilustram esses artefatos.

As Figs, são em preto e branco já que tal é obrigatório parapedidos de patente. Estrias verticais de bloco são visíveis indicadas pelassetas. Em uma imagem de cor efetiva tais estrias são mesmo mais visíveis doque em preto e branco. Essas estrias formam um padrão parecido com zebraem forma de bloco. Ao longo da imagem tais estrias são visíveis. Essas estriasnão parecem relacionadas a presença de uma borda ou outra característica daimagem, e podem ser formadas em áreas com nenhuma outra característica.Em alguns dos blocos as estrias são claramente visíveis; em outras elas estãocompletamente ausentes. Os padrões não são restritos a aquelas áreas onde,em caso de haver erros de entrelaço, alguém esperaria a ocorrência de erros deentrelaço. Assim sendo, verificando por causas conhecidas de artefatosalguém não encontra tal uma causa conhecida. Um aspecto da invenção é queos inventores têm realizado que o artefato é devido uma causa até antesdesconhecida. Eles realizaram que técnicas de codificação padrão tal comoMPEG que podem causar esses artefatos, mesmo na ausência de todas asoutras causas conhecidas de artefatos. Esta percepção é uma percepção novasobre a qual a invenção é baseada.

Esquemas de compressão de vídeo moderna tal como MPEGou uso de processamento baseado em bloco. Cada bloco consistindo de umamatriz de 8 linhas por 8 colunas de pixéis é transformado e quantizado porDCT separadamente. De acordo com o padrão de MPEG, uma cena de vídeoentrelaçado poderia ser codificada ou como uma cena de quadro ou de campo,ambas codificação de DCT de quadro e de campo podem ser usada:

no caso de codificação de DCT de quadro, cada bloco écomposto de linhas a partir de dois campos alternativamente.

no caso de codificação de DCT de campo, cada bloco écomposto de linhas a partir de somente uma das duas linhas de campo.

Fig. 3 ilustra codificação de DCT de um macrobloco. Acodificação de DCT pode ser ou codificação de quadro (parte A da Fig. 3) oucodificação de campo (parte B da Fig. 3).

O codificador de MPEG toma, para cada macrobloco, adecisão se DCT de quadro ou campo deve ser aplicada.

Prognóstico de movimento também é executado em doismodos diferentes: prognóstico de campo e / ou prognóstico de quadro. Noprimeiro caso, prognósticos são feitos independentemente para cada campousando dados a partir de um ou mais campo previamente decodificados.

Prognóstico de quadro forma um prognóstico para o quadro a partir de um oumais quadros previamente decodificados. Dentro de uma cena de campo todosos prognósticos são prognósticos de campo. Contudo, em uma cena dequadro, ou prognóstico de campo ou prognóstico de quadro pode ser usado(selecionado em uma base de macrobloco por macrobloco).

Fig. 4, de forma esquemática, ilustra quadro e campoprognóstico de movimento de quadro e de campo. Em prognóstico de quadro(A') somente um vetor de movimento M é usado para prognosticarmovimento a partir de um quadro de referência R para um quadroprognosticado P. Em prognóstico de campo dois vetores de movimento Ml eM2, um para cada um dos campos, são usados. Esses vetores de movimentoMl e M2 podem diferir como mostrado, de forma esquemática, no exemploda Fig. 4.

Idealmente, codec de MPEG deve determinar de formacorreta, se processamento de quadro ou de campo tem de ser usado e deveaplicar DCT de campo e prognóstico de movimento para material entrelaçadoe processamento de quadro para material progressivo. Na realidade, contudo,codificadores de MPEG de baixo custo (e assim sendo baixa qualidade) nemsempre tomam tal uma decisão de forma correta, especialmente para as fontesde entrada, que contêm material entrelaçado. Mesmo em codificadores deMPEG de alta definição, decisões incorretas são freqüentes.

Se o codificador de MPEG toma a decisão errada sobre usarmodo de quadro ou de campo para um macrobloco em particular, os artefatosde imagem irão aparecer, os quais estão localizados dentro daquelemacrobloco. Aqueles artefatos se tornam especialmente visíveis emcodificação de taxa de bit baixa. Figs. 1 e 2 mostram alguns exemplos de taisartefatos. Como pode ser visto, os artefatos têm um padrão claro: linhashorizontais com uma largura de um pixel, que são localizados dentro de umbloco ou macrobloco (4 blocos). A invenção é destinada a redução dessesartefatos ou, pelo menos, fornece meios possibilitando a redução dessesartefatos. O mesmo ou artefato similar ocorre quando a decisão errada étomada para prognóstico de movimento.

Fig. 5 ilustra um método de acordo com um primeiro aspectoda invenção. Ela também, de forma esquemática, ilustra um redutor deacordo com a invenção . Blocos ou macroblocos de um quadro de entrada são,na parte 1 do redutor correspondendo ao passo 1 do método analisado. Nesteprimeiro passo 1 um valor de diferença entre pixéis em linhas adjacentesdentro de um bloco ou de um macrobloco é determinado. "Valor deDiferença" é para ser interpretado amplamente como sendo qualquer númeroque expresse as diferenças em luminância e / ou crominância entre os pixéisem linhas adjacentes. Vários exemplos de tais valores de diferença serãodados aqui abaixo. O valor de diferença é comparado a um limite em umcomparador C. Se o valor de diferença com o valor limite, filtragem de passabaixa em uma direção vertical é aplicada no bloco ou macrobloco em umfiltro passa baixa. Se ele não coincide com o limite nenhuma filtragem depassa baixa é aplicada. A determinação do valor de diferença e comparaçãocom o limite é equivalente para detecção da presença do padrão parecido comzebra. A filtragem de passa baixa é somente aplicada para aqueles blocos paraos quais o padrão é detectado. O método é assim sendo compreendido de umadetecção de padrão inteligente de bloco seguido por filtragem de passa baixapara aqueles blocos nos quais o padrão é detectado no sinal decodificado. Umquadro de saída do fluxo de dados decodificados é feito. Este quadro de saídaé por exemplo enviado para um dispositivo de exibição ou gravado em ummeio de gravação.

Fig. 6 ilustra uma modalidade da invenção . Nesta modalidadeum passo de seleção 3 é efetuado no seletor 3 antes da detecção do padrão queé o passo 1. A seleção pode ser efetuada ao longo de diferentes linhas. Aseleção visa reduzir a energia de cálculo requerida e / ou reduzir efeitoslaterais negativos da filtragem de passa baixa identificando blocos para osquais a filtragem passa baixa não é ou é menos útil.

Neste tipo de modalidades a seleção é efetuada com base napercepção que o olho humano é mais sensitivo para certas cores e / ou certasáreas dentro da imagem. Blocos para os quais o olho humano é relativamentenão sensitivo e / ou que a atenção não é tomada são isentos a partir dos passosseguintes para reduzir os cálculos requeridos. Por exemplo, uma determinaçãode cor poderia ser aplicada para um bloco para determinar a cor média de umbloco. Para certas cores, tal como cor de carne, o bloco se torna uma entradapara o passo 1, ao passo que para outras cores tal como azul (céu) e verde(grama), o bloco não é uma entrada para o passo 1 e ignora passos 1 e 2. Umobservador tende a não direcionar sua atenção para o céu ou para um campogramado. Um observador também tende a concentrar sua atenção para a partedo meio da tela. Assim sendo, artefatos nas bordas da tela são menos notadosdo que no centro. Um critério poderia assim sendo ser a posição na imagem.Partes azuladas de uma imagem tomam menos atenção do que partes em focode uma imagem. Por conseguinte a nitidez da parte da imagem a qual o blocopertence pode ser um critério.

Em um segundo tipo de modalidades, informação sobre acodificação dos fluxos de dados está presente. No passo de seleção, osparâmetros de codificação são verificados, por exemplo por meios de análisede cabeçalhos de cena do fluxo de dados codificados, para identificar blocosque podem compreender o artefato.

Nesta modalidade durante o passo de seleção 3 dos parâmetrosde codificação, por exemplo o conjunto particular de sinalizadores decabeçalhos de fluxo de bits é analisado. Como explicado acima, os artefatossão devidos a uma decisão errada de codificação de quadro / campo para umacena de quadro. Dados nos cabeçalhos indicam se o codificador pode tertomado a decisão errada ou não. Quando os dados nos cabeçalhos indicamque não há tal possibilidade, não há razão para tomar os próximos passos, jáque tais seguintes passos somente iriam requerer energia de cálculo epoderiam reduzir detalhes sem qualquer efeito benéfico a ser esperado.Quando os dados indicam a possibilidade de uma decisão de codificação dequadro / campo, o bloco é ainda processado. Esta modalidade pode ser usadapara todas aqueles exemplos e dispositivos no quais a informação decodificação está disponível. Abaixo será explicado que análise dos parâmetrosde codificação para indicar blocos que podem mostrar as formas de artefatosem si mesmo em um segundo aspecto da invenção , que pode ser usadoindependentemente do primeiro aspecto.

Em um terceiro tipo de modalidades, a verificação deconsistência é efetuada com blocos vizinhos. Esta comparação pode ser feitaantes do passo 1 de reconhecimento de padrão, ou dentro do passo 1 dereconhecimento de padrão. Uma modalidade de detecção verifica se padrõesparecidos com zebra são restritos para dentro do bloco ou se ele continua aolongo dos blocos vizinhos. Padrões que estão presentes em um número deblocos vizinhos e também do mesmo tipo (por exemplo o mesmo valor decinza médio e a mesma diferença em valor de cinza) pode apontar para umpadrão real por exemplo uma imagem de uma borda. Tais blocos podem, ouser isentos dos passos 1 e 2, se a verificação de consistência é efetuada comoum passo de seleção 3, ou, se o passo de consistência é efetuado dentro dopasso 1 de reconhecimento de padrão , a filtragem de passa baixa 2 não éaplicada, a despeito do fato que o valor de diferença coincide com o limite.

Figs. 7 e 8 ilustram uma modalidade da invenção.

Fig. 7 mostra o esquema de bloco do algoritmo. Elecompreende duas partes, detecção de padrão, indicado pela área 1 dentro daslinhas pontilhadas, e redução de artefato, indicado pela área 2 dentro daslinhas pontilhadas. Um valor de contagem de Sim é estabelecido, e por meiodisso, assim um valor de diferença, a saber um contador de Sim, édeterminado. Este é comparado com um limite, neste caso o limite sendo 3*contador de Não. Se o valor de diferença, i. e. um contador de Sim, coincidecom o limite, i. e. contador de Sim > 3 contador de Não, a filtragem de passabaixa 2 é aplicada, se não, filtragem de passa baixa 2 não é aplicada.No começo, Block Grid Detection (BGD) é executada para umquadro de entrada de modo a encontrar a localização e tamanho da grade dobloco de DCT. Então, para cada bloco, a presença ou ausência do artefato édetectada. Isto é alcançado detectando o padrão espacial particular dentro deuma janela de análise ANW deslizante. Esta janela de análise ANW émostrada na Fig. 8. Por meio da janela de análise ANW deslizante todos ospixéis dentro do bloco são varridos e analisados, começando a partir do cantono topo esquerdo do bloco e finalizando no canto embaixo à direita. O centroda janela analisada dentro da Fig. 8 é um par de pixéis Y3 e Y4. O algoritmodecide se a diferença em valor de pixel delta entre pixéis Y3 e Y4 é maisprovavelmente uma borda de objeto ou um possível artefato. Isto é alcançadodetectando os presentes do padrão de artefato (linhas horizontais com umalargura de pixel, que estão localizadas dentro do bloco ou macrobloco (4blocos)). Quando isto é decidido que a diferença é mais provavelmente umartefato o contador de Sim é aumentado de um, se é decido que este não é ocaso, o contado de no é aumentado de um. Ambos o contador de Sim e ocontador de Não são configurados para zero no começo da varredura de umbloco ou macrobloco. O contador de Sim é assim sendo a saída dodeterminador para determinar o valor de diferença, o contador de Não é asaída do determinador para determinar o limite onde neste exemplo odeterminador para o valor de diferença e o limite tem elementos em comum.Esta técnica de detecção de padrão é por exemplo implementada na seguintemaneira:

delta= |Y3 - Y4| ;

D32 = |Y3 - Y2|;

D45 = |Y4 - Y5| ;

D24 = |Y2 - Y4| ;

D35 = |Y3 - Y5|;

if( delta<Tl and D35<T2 and D24 < T2 )(1)

{

if ( ( D24 < D32 or D24< delta ) and ( D35 < D45 or D35 <delta ) and (delta >|Yn4 - Yp4| or delta >|Yn3 - Yp3| ) ) (2)

{

if ( ( D35 < delta or D24< delta) or |Y2-Y5|< delta)

(3)

yes count ++ ; /* the error pattern is detected */

else

no count ++ ; /* the error pattern is not detected */

}

}

Este é o algoritmo executado neste exemplo, de formaesquemática, mostrado in Fig. 7.

Nestes experimentos T1 foi 25, e T2 foi 5;

O contador de Sim é assim sendo, um valor de diferençaexpressando como pares de pixéis em linhas adjacentes mostram umadiferença de dados de pixel delta = |Y3 - Y4 | , que, levando em consideraçãooutras diferenças de valor de pixel tal como D24 etc, aponta para a possívelexistência do padrão parecido com zebra. O contador de Sim de valor dediferença, que expressou o grau de ou probabilidade da presença do artefato éentão comparado em um comparador C ,a um limite, neste exemplo3*contador de Não. Se o contador de Sim de valor de diferença coincide como limite 3*contador de Nó, a filtragem de passa baixa é aplicada. Se este não éo caso, nenhuma filtragem de passa baixa é aplicada.

Nota-se que as condições acima são exemplos particulares domecanismo de detecção de padrão. Embora experimentos tenham mostradoque as condições acima (encontradas de forma empírica) fornecem bonsresultados, uma pessoa com qualificação, poderia surgir com diferentescondições, que iriam fornecer resultados similares. Por conseguinte, adescrição particular das condições (l)-(3), embora muito útil, não deve serinterpretada para limitar o escopo da invenção. A idéia generalizada de passode detecção de padrão do algoritmo proposto é para detectar linhashorizontais (entrelaçadas) dentro de um bloco com quase igual gradientedentro deste bloco. O passo de detecção de padrão compreende um passo dedeterminação de valor e um passo de comparação.

No caso de um sistema de processamento de vídeo ter bastanterecursos de memória e computacionais, a robustez do mecanismo de detecçãode padrão de erro pode ser aumentada aplicando o método descrito acima paracomponentes de crominância assim como para componentes de luminância.

De acordo como esquema de bloco do algoritmo exemplar, seo padrão de artefato é detectado na janela de análise ANW corrente , o valordo contador de contador de Sim é aumentado de um, ao contrário, o contadorde contador de Não é aumentado. Após isso, a janela analisada é deslocada deum pixel, e o algoritmo de detecção de padrão é aplicado para um novo par depixéis. Quando todos os pixéis dentro bloco são varridos e analisados, umadecisão sobre a presença do erro neste bloco comparando os valoresacumulados do contador de Sim e do contador de Não. Se contador de Sim >k*contador de Não, então o artefato está presente neste bloco. O parâmetro kregula a robustez da detecção. Em uma modalidade da invenção , k = 3.

Se o artefato é detectado dentro do corrente bloco, o próximopasso do algoritmo, remoção do artefato, é executado no passo 2. Em umamodalidade da invenção , esta redução de artefato é alcançada por meio desimples filtragem de passa baixa na direção vertical (perpendicular às listrashorizontais do artefato). De forma geral, o grau de filtragem de passa baixapoderia ser escolhida de forma adaptativa à magnitude dos erros (por exemplomagnitude média dos gradientes verticais entre listras horizontais) e àuniformidade dos valores de pixel na direção horizontal (dentro das listras).Neste caso o parâmetro de força pode ser definida ou ajustada usando a LUTcriada de modo empírico.

Em um experimento uma filtragem não adaptativa comparâmetros fixos foi usada:

Y3' = (Y2 + Y3*3 + Y4 ) / 5 ;

Y4' = (Y3 + Y4*3 + Y5 ) / 5 ;

A eficiência da modalidade exemplar da invenção foi avaliadarealizando um conjunto de experimentos. Mais do que 10 fluxos de testecodificadas com taxa de bit baixa foram usadas nos experimentos. Aeficiência do algoritmo foi estimada de forma subjetiva.

Fig. 9 mostra o exemplo do quadro decodificado antes e apósprocessamento pelo algoritmo proposto, onde a imagem de "antes" éfornecida no topo e a imagem de "depois" na metade de baixo da Fig. 9. Nosexperimentos a versão simplificada do algoritmo foi usada, sem adaptação dafiltragem de passa baixa. Um decréscimo muito significativo dos artefatos évisível.

O algoritmo exemplar proposto reduz de modo eficiente, oartefato e, ao mesmo tempo, preserva as bordas do objeto. Devido ao pequenotamanho da janela de análise, a implementação de hardware do algoritmorequer somente 3 linhas de memória.

Fig. 10 ilustra uma outra modalidade da invenção.O algoritmo compreende, como nas Figs. anteriores, passo 1de detecção de artefato e passo 2 de redução de artefato, por meio defiltragem passa baixa.

Na parte 1 de detecção, uma análise espacial de macroblocospotencialmente afetados (detectados em um passo 3 precedente) é efetuada demodo a confirmar a presença dos artefatos e macroblocos selecionados, nosquais aqueles artefatos estão visíveis.

Durante a parte de redução 2 do algoritmo proposto, osartefatos nos macroblocos detectados são removidos por meio de filtragemadaptativa de passa baixa espacial de ID.

A parte de detecção é precedida de um estágio de seleção 3 noqual os parâmetros de codificação são analisados, por exemplo usando umaanálise de cabeçalhos de fluxo e cabeçalhos de cenas do fluxo de bit do vídeocodificado, para detecção de blocos ou de macroblocos que podempotencialmente conter estes tipos de artefatos. Tais blocos são aindaanalisados. Blocos para os quais os cabeçalhos de fluxo e cabeçalhos de cenasrevelam que os artefatos não são possíveis ou, pelo menos, altamenteimprováveis não são ainda analisados e não são filtrados por passa baixa.

Durante o passo de seleção 3 da modalidade preferida dainvenção, o conjunto particular de sinalizadores de cabeçalhos de fluxo de bitsé verificado, que irá indicar se o codificador pode ter tomado uma decisãoerrada nas cenas de quadro sobre a aplicação de processamento de quadro /campo. Neste passo de seleção, os parâmetros de codificação são analisadospara indicar blocos potencialmente afetados.

Os seguintes parâmetros de codificação são por exemplo,verificados:

° Sinalizador de progressive_sequence (PrSe) no cabeçalho deextensão de fluxo - Quando configurado para " 1 ", o fluxo de vídeocodificada contém somente cenas de quadros progressivos. Se este sinalizadoré configurado para " O ", o fluxo de vídeo codificado pode conter amboscenas de quadro e cenas de campo, e cenas de quadro podem ser progressivasou quadros entrelaçados.

o Sinalizador de Picture_structure (PiSt) no cabeçalho deextensão de cena. Se este sinalizador é configurado para 11, então a cena écodificada como frame_picture, se o sinalizador é configurado para Ol ou 10,então a cena é codificada como field_picture.

o Sinalizador de Frame_pred_frame_dct (fpfd) - se estesinalizador no cabeçalho de extensão de cena é configurado para " 1 ", entãosomente DCT de quadro e prognóstico de quadro são usados para todos osmacroblocos no quadro. Por outro lado, prognósticos e DCT de quadro bemcomo de campo podem ser usados dentro do quadro.

o Sinalizador de Frame_motion_type (fmt) no cabeçalho demodos de macrobloco - quando configurado para 10, o macrobloco usaprognóstico baseado em quadro. Se o sinalizador é configurado para 01, omacrobloco usa prognóstico baseado em campo.

° Sinalizador de Dct_type (dt). Este sinalizador no cabeçalhode modos de macrobloco indica se o macrobloco é quadro DCT de quadrocodificado ou DCT de campo codificado. Se este é configurado para " 1 ", omacrobloco é DCT de campo codificado.

Se sinalizador de fpfd é configurado para 1, entãosinalizadores fmt e dt são omitidos do fluxo de bits, e por definição DCT eprognósticos baseados em quadro são usados.

Idealmente, durante codificação de material de filme atravésde gravador de DVD, o sinalizador de fpfd deve ser configurado para 1 eentão somente frame-baseada processamento baseado em quadro seráaplicado durante a codificação, e assim sendo nenhum erro de quadro /campo, como descrito acima, irá ocorrer. Infelizmente, este não é sempre ocaso, e muito freqüentemente o sinalizador de fpfd é configurado para " 0 " eo codificador decide se a situação foi observada mesmo em DVDs conhecidosprofissionalmente, para não mencionar DVDs feitos em casa gravados emgravadores de DVD de consumo. Se um codificador toma uma decisão erradapara macrobloco em particular, então artefatos poderiam ocorrem quando ofluxo seria exibido como originalmente progressiva.

Nesta modalidade preferida da invenção, os macroblocos quesão vulneráveis para tais artefatos, ou em outras palavras, onde o codificadorpode ter tomado uma decisão errada, são identificados e selecionados paraprocessamento adicional. Macroblocos são potencialmente afetados quandoos sinalizadores de cabeçalho descritos acima tomam os seguintes valores:

{progressive_sequence (PrSe) == 0;

Picture estrutura (PiSt) =11;

Frame_pred_frame_dct (fpfd) = 0;

}

and

{Frame_ motionjype (fmt) = 01;ou

DctJype (dt) = 1;

}

No próximo passo do processo, análise espacial é aplicadapara os blocos ou macroblocos, que foram identificados e selecionados comosendo "potencialmente afetados". Esta análise é neste exemplo implementada15 por meio de comparação entre gradientes médios de pares de pixel nasdireções horizontal e vertical dentro do bloco. Para o exemplo mostrado na

Fig. 8, o gradiente vertical médio para bloco de 8x8

<formula>formula see original document page 26</formula>

e o gradiente horizontal médio

<formula>formula see original document page 26</formula>

Nós assumimos que o artefato dentro do bloco de 8x8 évisível se Gv > k*Gh.

Normalmente k = 2.

Neste exemplo o valor de diferença é então Gv e o limite ék*Gh.

Esta é de modo nenhum a única possível comparação; alguémpoderia por exemplo também calcular o gradiente médio de dois pixéis Gv2 ecompará-lo com Gv

<formula>formula see original document page 27</formula>

A comparação é então Gv > k*Gv2. O determinador paradeterminar o valor de diferença assim sendo compreende o calculador paracalcular Gv, o determinador para determinar o valor de limite compreende ocalculador para calcular Gh ou Gv2, o comparador compara Gv com k*Gh ou k*Gv2.

Durante a redução de artefato parte do algoritmo ID do filtropassa baixa adaptativo é aplicada para todos os pixéis dos blocos que sãoselecionados no passo 3 e caem na condição configurada no passo 1 (Gv >kGh). O filtro passa baixa nivela os pixéis na direção vertical. Neste exemploo grau de filtragem depende do valor do gradiente horizontal médio Gh neste bloco:

<formula>formula see original document page 27</formula>

onde y ij é o pixel de saída filtrado e f(Gh/k) significa umafunção que aumenta conforme Gh aumenta e diminuir conforme k aumenta. Epara ser notado que quando f(Gh/k)=2 a formula acima é comparável com ofiltro não adaptativo simples dado anteriormente. Este exemplo exemplificauma modalidade preferida da invenção na qual o grau de filtragem de passabaixa é dependente dos dados compreendidos no bloco, neste exemplo novalor of Gh. Se Gh é maior, o fator f(Gh/k) se torna maior e o efeito denivelamento e por meio disso, a filtragem de passa baixa se tornam maisfraco. Neste exemplo o redutor assim sendo compreende um determinadoradicional para determinar o grau do filtro passa baixa na dependência dosdados compreendidos no bloco. O determinador adicional é compreendido dodeterminador de Gh e o algoritmo para expressar o grau do filtro como umafunção de Gh.

O escopo da patente não é limitado por qualquer métodoparticular de filtragem de passa baixa. Uma pessoa qualificada poderia surgircom outros filtros passa baixa que são adaptativos para uma atividade espaciallocal e / ou visibilidade do artefato.

É observado que o método pode ser aplicado para umaimagem completa ou para uma parte da imagem. Dentro das modalidades,versões diferentes do algoritmo da invenção podem ser aplicadas paradiferentes partes da tela. Por exemplo uma versão de alta potência pode seraplicada para uma parte central da tela, ao passo que uma versão mais simplespode ser aplicada para a parte menos importante da tela.

O método de analisar parâmetros de codificação, descritoacima com relação ao passo 3, é descrito acima com relação à Fig. 10 comoum primeiro passo no método de redução de artefato. O método de redução deartefato pode ser visto como um curativo para os problemas que a codificaçãode quadro / campo errada causaram.

O método de analisar parâmetros de codificação para indicarblocos afetados potencialmente pode ser usado separadamente eindependentemente e é por superfície próprio um aspecto da invenção .Dentro da estrutura da invenção "identificação" e "indicação" sãoequivalentes e cobertas sob o termo "indicação". Indicação permite àquelesblocos que são potencialmente afetados, serem distinguidos dos blocos quenão são potencialmente afetados. O método de analisar forma uma ferramentade diagnóstico para encontrar aqueles blocos que são potencialmente afetadospelo artefato. O método de redução de artefato e o método de analisarparâmetros de codificação são assim sendo direcionados para o mesmoproblema e baseado na mesma percepção. Ao passo que o método de reduçãode artefato fornece uma redução do problema, o método de analisar forneceuma identificação de blocos potencialmente afetados. Os dois métodos podemser usados separadamente ou em combinação. Embora os escopos dasreivindicações direcionadas para esses dois aspectos diferem, ambos aspectossão baseados na mesma percepção, e são direcionadas para o mesmoproblema e ambos são novos e inventivos. Fig. 11 ilustra um método parareduzir artefatos nos quais os parâmetros de codificação são identificados. Adiferença entre o método, de forma esquemática, mostrado nas Figs. 10 e 11 éque o passo 1 (cálculo do valor de diferença e comparação com um limite)não está presente na Fig. 11. Através da análise dos parâmetros decodificação, os blocos que são potencialmente afetados são indicados. Osblocos que não podem ter sido afetados pelo artefato não são submetidos afiltragem de passa baixa. Os blocos que podem ter sido afetados se submetema filtragem de passa baixa. Filtragem de passa baixa tem a desvantagem deuma redução em detalhe potencial. Filtragem de passa baixa indiscriminadade todos os blocos de um fluxo de dados decodificada, sem qualquerconhecimento dos parâmetros de codificação, e sem verificar a presença doartefato, assim sendo mais provavelmente faria mais danos do que benefícios.Por conseguinte no método da Fig. 5, o passo 1 de detecção de artefato estápresente. Contudo, se aqueles blocos que são potencialmente afetados estãoindicado, a filtragem de passa baixa pode ser aplicada de forma seletiva, asaber somente para aqueles blocos que são potencialmente afetados peloartefato e assim sendo a quantidade de danos é fortemente reduzida. Istopermitiria uma simplificação do método no qual todos os blocospotencialmente afetados são filtrados por passa baixa sem um passoprecedente para determinar um valor de diferença e comparar o valor dediferença com um limite. Tal um método simplificado é, de formaesquemática, mostrado in Fig. 11. Embora o método simplificado da Fig. 11possa ser um pouco menos efetivo do que um método como mostrado na Fig.5 devido a ausência do passo 1, o método simplificado ainda seria melhor doque fazer nada ou do que filtrar por passa baixa de forma indiscriminadatodos os blocos.

Fig. 12, de forma esquemática, ilustra o método de analisar osparâmetros de codificação. Os parâmetros de codificação são analisados emum analisador AN. Se os parâmetros de codificação indicam o potencial deartefatos, um indicador I é associado com o bloco ou macrobloco para queuma combinação de parâmetros de codificação seja encontrada indicando apossível ocorrência do artefato, i. e. um indicador para indicar a possibilidadeque codificação de quadro / campo errada possa ter sido efetuada. Tais blocospodem então mais tarde ser'submetidos a um método de redução de artefatocom ou sem uma determinação precedente de um valor de diferença.

"Associado com" é para ser entendido dentro do conceito da presenteinvenção que existe um elo de comunicação entre os fluxos de dados deimagem e dos indicadores. Os indicadores I podem ser inseridos dentro dosfluxos de dados por exemplo como cabeçalhos ou sinalizadores. Em taismodalidades os indicadores I são compreendidos nos fluxos de dados deimagem. Isto assim fornece um novo produto a saber um fluxo de dados deimagem ou um sinal compreendendo um fluxo de dados de imagem cujo sinalcompreende indicadores I indicando para blocos ou grupos de blocos, apossibilidade de codificação de quadro / campo errada. Os indicadores Itambém podem ser compreendidos em um fluxo de dados separado da masque pode ser ligada ao fluxo de dados de imagem. Tal pode ser por exemploum sinal curto precedendo os fluxos de dados efetivos nas quais uma lista éfornecida de possíveis blocos afetados ou grupos de blocos. Tal um sinal paraum fluxo de dados de imagem também fornece um produto novo. A métodode redução de artefato pode ser um método de redução de artefato comodescrito acima e como reivindicado. Contudo, isto não é obrigatório para ométodo de análise. O método de análise pode por exemplo ser usado comouma ferramenta de diagnóstico para taxar o desempenho de codificadores.Quanto mais blocos problemáticos em potencial um codificador produz, maisartefatos irão ocorrer. O método de análise pode assim ser usado como umaferramenta para melhorar os desempenhos dos codificadores. Tal umaferramenta de diagnóstico não existe neste momento. O método de análisepode também ser usado em um codificador ou transcodificador paraidentificar blocos potencialmente afetados e re-codificar esses blocos ousubstituí-los ou gerar um fluxo de dados de imagem na qual os blocos oumacroblocos potencialmente afetados são indicados.

Fig. 13 ilustra um exemplo de um dispositivo de exibição deacordo com a invenção. O dispositivo de exibição compreende um redutor,que neste exemplo compreende partes 1 (detecção de artefato), 2 (filtragem depassa baixa) e parte 3 (seleção). O dispositivo de exibição compreende umreceptor 4 para receber um sinal de entrada 5 compreendendo um sinal defluxo de dados de imagem. O sinal de entrada pode compreender um fluxo dedados de imagem já decodificada 5 ou um fluxo de dados de imagemcodificada 5'. O sinal é conduzido para uma entrada 6. Se um sinal codificado5' é recebido, o dispositivo de exibição compreende um decodificador 7 paradecodificar o sinal codificado entrante. Se o dispositivo de exibiçãocompreende um decodificador 7 para decodificar o sinal codificado entrante.os parâmetros de codificação podem ser enviados para comparação, parte 3.Durante decodificação dos blocos potencialmente afetados pode ser fornecidocom sinalizadores tal que tais blocos possam ser identificados no passo deseleção 3. A saída é exibida em uma tela de mostrador 8. Um dispositivo deexibição de acordo com a invenção pode ser qualquer dispositivo para exibiruma imagem incluindo, mas não restrito à, dispositivos de TV, monitores,PDA, telefones de comunicação móvel.

De forma breve, a invenção pode ser descrita por:

Uma causa até antes desconhecida de artefatos de imagem foiidentificada.Codificadores tal como codificadores de MPEG podem usarduas estruturas de cena: cenas de campo e cenas de quadro. Ambas ascodificações de DCT (e outros tipos) baseadas em quadro e campo podem serusadas para uma cena de quadro. A decisão se usa codificação baseada emquadro ou campo não é sempre feita de forma correta. Na imagemdecodificada isto conduz a um artefato de imagem visível como blocoslistrados. A invenção reduz, em um aspecto da invenção , esses artefatosatravés da análise do conteúdo do bloco sobre a presença de tais artefatos e sea análises provar a existência de tais artefatos, aplicando um filtro passa baixavertical para os dados no bloco. Em um outro aspecto da invenção parâmetrosde codificação são verificados para combinação de parâmetros de codificaçãopara os quais o artefato pode ocorrer e tais blocos são indicados. A invençãopode ser incorporada em um método assim como em um dispositivo tal comoum receptor, codificador, decodificador, dispositivo de exibição etc.

A invenção é também incorporada em qualquer produto deprograma de computador para um método ou dispositivo de acordo com ainvenção . Sob produto de programa de computador deve ser entendido, comoqualquer realização física de uma coleção de comandos possibilitando a umprocessador - genérico ou de propósito especial - , após uma série de passosde carga (que pode incluir passos de conversão intermediários, como traduçãopara uma linguagem intermediária, e para uma linguagem de processadorfinal) para pegar os comandos dentro do processador, para executar qualquerdas funções características de uma invenção. Em particular, o produto deprograma de computador pode ser realizado como dados em um transportadortal como por exemplo um disco ou fita, dados presentes em uma memória,dados viajando sobre uma rede de conexão - com fio ou sem fio -, ou códigode programa em papel. À parte do código de programa, dados característicosrequeridos para o programa também podem ser incorporados como umproduto de programa de computador.Alguns dos passos requeridos para o funcionamento dométodo podem estar já presentes na funcionalidade do processador em vez dedescritos no produto de programa de computador, tais como dados entrada epassos de saída.

As componentes do algoritmo divulgadas neste texto podem,na prática, ser (inteiramente ou em parte) realizadas como hardware (porexemplo partes de uma aplicação específica IC) ou como software rodandoem um processador de sinal digital especial, ou um processador genérico, etc.

Dentro do conceito da invenção um "comparador" ,"determinador" , "redutor" , "filtro passa baixa" , etc são para ser amplamenteentendidos e para compreender por exemplo qualquer pedaço de hardware,qualquer circuito ou circuito secundário designado para efetuar uma função decomparação, de determinação, de redução, de filtragem de passa baixa, etccomo descrito assim como qualquer pedaço de software (programa decomputador ou programa secundário ou conjunto de programas decomputador, ou código(s) de programa) designados ou programados paraefetuar uma operação de comparação, de determinação, de redução, defiltragem passa baixa, etc de acordo com qualquer aspecto da invenção assimcomo qualquer combinação de pedaços de hardware e software atuando comotal, sozinho ou em combinação, sem ser restrito as modalidades exemplaresdadas abaixo. Um programa ou algoritmo pode combinar várias funções evárias funções podem compartilhar elementos comuns de um ou maisprogramas.

Deve ser notado que as modalidades acima mencionadasilustram mais propriamente do que limitam a invenção , e que aqueles comqualificação na arte serão capazes de projetar muitas modalidades alternativassem fugir do escopo das reivindicações anexadas.

Nas reivindicações, qualquer sinal de referência colocado entreparênteses não deve ser interpretado como limitando a reivindicação.A palavra "compreendendo" não exclui a presença de outroselementos ou passos do que aqueles listados em uma reivindicação. Ainvenção pode ser implementada por meio de hardware compreendendovários elementos distintos, e por meio de um computador programado deforma adequada. Em uma reivindicação de dispositivo enumerando váriosmeios, vários desses meios podem ser incorporados através de um e domesmo item de hardware. A invenção pode ser implementada através dequalquer combinação de características de várias modalidades preferidasdiferentes como descrito acima.

Claims (24)

1. Método para processar um fluxo de dados de imagemcomprimida, caracterizado pelo fato de que os artefatos de compressão sãoreduzidos, em que para um bloco de imagem decodificado ou para um grupode blocos de imagem decodificados, pelo menos, um valor de diferença(contador de Sim, Gv) é determinado (1) a partir das diferenças nos dados depixel em uma direção vertical entre linhas adjacentes e o valor de diferença écomparado com um limite (k* contador de Não, k*Gh) onde no caso o valorde diferença coincide com o limite, filtragem de passa baixa (2) na direçãovertical é aplicada para o bloco ou blocos de imagem decodificada.

2. Método para processar um fluxo de dados de imagemcomprimida de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que olimite é um valor fixado.

3. Método para processar um fluxo de dados de imagemcomprimida de acordo com a reivindicação 1 caracterizado pelo fato de que olimite (k*contador de Não, k*Gh) é dependente dos dados compreendidosdentro do bloco.

4. Método para processar um fluxo de dados de imagemcomprimida de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que ograu de filtragem de passa baixa é dependente dos dados compreendidos nobloco.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, 2, 3 ou 4,caracterizado pelo fato de que a determinação do valor de diferença éprecedida por um passo de seleção (3) para selecionar os blocos nos quais adeterminação do valor de diferença (1) e filtragem de passa baixa (2) são paraserem efetuados.

6. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que a seleção é efetuada com base em um conteúdo de luminânciamédia ou de cor média do bloco.

7. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que a seleção compreende uma verificação de consistência efetuadacom blocos vizinhos.

8. Método de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelofato de que o passo de seleção compreende um passo no qual os parâmetrosde codificação dos blocos são analisados.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelofato de que cabeçalhos de fluxo de bits (PrSe, PiSt5 fpfd, fmt, dt) sãoanalisados.

10. Redutor para reduzir artefatos de imagem, caracterizadopelo fato de que o redutor compreende um determinador para determinar paraum ou para um grupo de blocos de imagem decodificados, pelo menos, umvalor de diferença (contador de Sim, Gv) a partir das diferenças nos dados depixel em uma direção vertical entre linhas adjacentes e um comparador (C)para comparar o, pelo menos, um valor de diferença é comparada com umlimite (k*contador de Não, k*Gh) e um filtro passa baixa para aplicarfiltragem de passa baixa (2) na direção vertical do bloco ou blocos de imagemdecodificada no caso que o valor de diferença coincide com o limite.

11. Redutor de acordo com a reivindicação 10, caracterizadopelo fato de que o redutor compreende um determinador adicional paradeterminar o limite (k*contador de Não, ki*Gh) a partir dos dadoscompreendidos no bloco.

12. Redutor de acordo com a reivindicação 10 ou 11,caracterizado pelo fato de que o redutor compreende um determinadoradicional para determinar o grau da filtragem de passa baixa na dependênciados dados (Gh) compreendidos no bloco.

13. Redutor de acordo com a reivindicação 10, 11 ou 12caracterizado pelo fato de que o redutor compreende um analisador paraanalisar os parâmetros de codificação (PrSe, PiSt, fpfd, fmt, dt).

14. Receptor (4) para receber um fluxo de dados de imagemcomprimida para exibir uma imagem, caracterizado pelo fato de compreenderredutor como definido em qualquer das reivindicações 10 a 13.

15. Dispositivo de exibição caracterizado pelo fato decompreender um receptor (4) para receber um fluxo de dados de imagemcomprimida (5, 5') para exibir uma imagem em uma tela de mostrador (8) eum redutor como definido em qualquer das reivindicações 10 a 13.

16. Transcodificador para transcodificar um fluxo de dados deimagem comprimida caracterizado pelo fato de compreender um redutorcomo definido em qualquer das reivindicações 10 a 13.

17. Método para analisar parâmetros de codificação de umfluxo de dados de imagem codificada caracterizado pelo fato de que blocos oumacroblocos em uma cena de quadro para os quais o codificador pode terefetuado uma codificação de quadro ou de campo, são indicados.

18. Método para analisar parâmetros de codificação de umfluxo de dados de imagem codificada de acordo com a reivindicação 17,caracterizado pelo fato de que cabeçalhos de fluxo e cabeçalhos de cena(PrSe, PiSt, fpfd, fmt, dt) do fluxo de bits de vídeo codificada são analisadas.

19. Método para analisar parâmetros de codificação de umfluxo de dados de imagem codificada de acordo com a reivindicação 17 ou-18, caracterizado pelo fato de que o método compreende a geração deindicadores (I) na ou para o fluxo de dados de imagem.

20. Analisador (AN) para analisar parâmetros de codificaçãode um fluxo de dados de imagem codificada, caracterizado pelo fato decompreender uns meios para indicar blocos ou macroblocos em uma cena dequadro para os quais o codificador pode ter efetuado uma codificação dequadro ou de campo.

21. Produto de programa de computador a ser carregadoatravés de um arranjo de computador, caracterizado pelo fato de quecompreende instruções para processar um fluxo de dados comprimidos, paraum método como definido em qualquer das reivindicações 1 a 9, quandoexecutadas em um computador, o arranjo de computador compreendendomeios de processamento , os meios de processamento compreendendo:- um determinador para determinar para um bloco de imagemdecodificada ou para um grupo of blocos de imagem decodificados, pelomenos, um valor de diferença (contador de Sim, Gv) a partir das diferençasnos dados de pixel dados em uma direção vertical entre linhas adjacentes e- um comparador (C) para comparar o valor de diferença comum limite (k* contador de Não, k*Gh) e- meios para filtragem de passa baixa (2) na direção vertical dobloco de imagem ou do grupo de blocos de imagem decodificada quando ovalor de diferença coincide com o limite.

22. Produto de programa de computador a ser carregadoatravés de um arranjo, caracterizado pelo fato de que compreende instruçõespara processar um fluxo de dados comprimido, para o método como definidoem qualquer das reivindicações 17 a 19, quando executados em umcomputador, o arranjo de computador compreendendo meios deprocessamento, os meios de processamento compreendendo um analisador paraanalisar parâmetros de codificação de um fluxo de dados de imagem codificadaonde blocos ou macroblocos em uma cena de quadro para os quais o codificadorpode ter efetuado uma codificação de quadro ou de campo, são indicados.

23. Sinal caracterizado pelo fato de compreender um fluxo dedados de imagem no qual o sinal compreende indicadores I indicando para osblocos ou grupos de blocos, a possibilidade de codificação errada de quadro /campo.

24. Sinal para um fluxo de dados de imagem, caracterizadopelo fato de compreender indicadores I indicando para blocos ou grupos deblocos, a possibilidade de codificação errada de quadro / campo.