SE512832C2

SE512832C2 - Apparatus and method for processing an image signal

Info

Publication number: SE512832C2
Application number: SE9703233A
Authority: SE
Inventors: Lars Farm
Original assignee: Limt Technology Ab
Priority date: 1997-09-08
Filing date: 1997-09-08
Publication date: 2000-05-22
Also published as: SE9703233L; AU9101598A; WO1999013646A2; SE9703233D0; EP1013095A2; WO1999013646A3

Abstract

A processing method and apparatus for use in an image signal coding system for coding an input image signal into a compressed output image signal, the image signal comprising digitized image data in a plurality of pixels. Image data preferably being in the frequency domain, is selectively filtered such that image quality of said compressed output signal is prioritised by retaining pixel coefficients contributing significantly to image quality and filtering out the rest of the pixel coefficients under first conditions. Under other conditions, the image data is filtered such that a high achievable compression factor for said set of pixel coefficients is prioritised over image quality of said compressed output signal by filtering out also pixel coefficients contributing significantly to image quality.

Description

15 20 25 30 35 512 852 2 och MPEG är exempel på metoder som innefattar det som kallas blockbaserad bildkomprirnering, där bildsignalen bearbetas block för block. Ett block är i detta sammanhang en del av en bild bestående av t ex 8x8 pixel. I bearbetningen transformeras blocken från den rumsliga domänen till en frekvensdomän, i de flesta fall medelst en diskret cosinus-transform (DCT), men andra ñekvensdomäntransforrner är också tänkbara. En av anledningarna för transformering är att redundans är lättare att detektera i frekvensdomänen än i den rumsliga domänen. I samband med transformeringen kvantiseras frekvenskomponenterna och skalas till små siffror, och koefﬁcienterna lagras eller överförs sedan som små siffror tillsammans med en separat skalfaktor. Detta slag av kodningsteknik använder vidare något som är känt som ”run-length”-kodning. I run-length-kodning lagras eller överförs information om antalet på varandra följande koefﬁcienter med samma värde istället för själva koefﬁcientvärdena. Efter transfonnering till frekvensdomänen ger typiskt bildmaterial ofta upphov till ett antal signaltransformkoefﬁcienter med amplituden 0, och därför är på varandra följ ande eller radbildande nollor särskilt gynnsamma för dessa komprimeringssystem. 512 852 2 and MPEG are examples of methods that include what is called block-based image compression, where the image signal is processed block by block. In this context, a block is part of an image consisting of, for example, 8x8 pixels. In processing, the blocks are transformed from the spatial domain into a frequency domain, in most cases by means of a discrete cosine transform (DCT), but other sequence domain transformers are also conceivable. One of the reasons for transformation is that redundancy is easier to detect in the frequency domain than in the spatial domain. In connection with the transformation, the frequency components are quantized and scaled to small numbers, and the coefficients are then stored or transferred as small numbers together with a separate scale factor. This type of coding technique further uses something known as "run-length" coding. In run-length coding, information about the number of consecutive coefficients with the same value is stored or transmitted instead of the coefficient values themselves. After transformation to the frequency domain, typical imaging material often gives rise to a number of signal transform coefficients with the amplitude 0, and therefore successive or row-forming zeros are particularly favorable for these compression systems.

Avkodaren, vilken som indata eller som insignal tar emot den komprimerade bildsignalen i fonn av transforrnerade och kvantiserade block, applicerar skalfaktom på de små transformkoefﬁcienterna och reproducerar det indikerade antalet nollkoefﬁcienter, och transformerar sedan varje block tillbaka till den rumsliga domänen för att återskapa den icke komprimerade bildsignalen.The decoder, which as input or input receives the compressed image signal in the form of transformed and quantized blocks, applies the scale factor to the small transform coefficients and reproduces the indicated number of zero coefficients, and then transforms each block back to the non-compressed spatial domain. the image signal.

Skalningen av bildsignalkoefﬁcienter, exempelvis DCT-koefñcienter såsom i de exempliﬁerande JPEG och MPEG kompressionssystemen, ger ett av de huvudsakliga bidragen till datakomprimering i detta slag av metoder. I själva verket är kvantiseringsskalfaktorn ett mycket viktigt instrument för styrning av kompressionsfalctorn, vilket i synnerhet krävs i exempelvis i kodningssystem med ﬁxerad bitmängd. Skalfaktom kan också varieras för att anpassa komprimeringen till det faktiska komprimeringsbehovet, varvid sänkning av skalfaktom förbättrar bildkvaliteten och kan tillåtas när det ﬁnns tillräcklig plats för data. Höjning av skalfaktom medför en bättre komprimeringsvinst, men till priset av försämrad bildkvalitet. När den drivs för långt kan skalningen av transformkoefﬁcienter orsaka synliga artefakter, t ex i form av kvanticeringsbrus såsom blockning (engelska: blocking). Det senare uppträder när kantema hos intilliggande transfonnblock inte stämmer överens och transformblocksgränserna blir synliga som en mosaikstruktur. Resultatet är en återskapad bildsignal som representerar bilder med otillfredsställande låg kvalitet. 10 15 20 25 30 35 512 832 3 De ovan beskrivna problemen är exempel på det generella problemet att balansera behovet av låg bitmängd, dvs genom en hög kompressionsfaktor, med ett krav på bästa möjliga bildkvalitet. I själva verket är det inom bildkompressionsteknik en dualism mellan kompressionsfaktor och bildkvalitet, och dessa aspekter är inte alltid lätt förenliga.The scaling of image signal coefficients, for example DCT coefficients as in the exemplary JPEG and MPEG compression systems, makes one of the main contributions to data compression in this type of method. In fact, the quantization scale factor is a very important instrument for controlling the compression factor, which is particularly required in, for example, coding systems with ﬁxated bit rate. The scale factor can also be varied to adapt the compression to the actual compression requirement, whereby lowering the scale factor improves the image quality and can be allowed when there is sufficient space for data. Increasing the scale factor results in a better compression gain, but at the cost of deteriorating image quality. When driven too far, the scaling of transform coefficients can cause visible artifacts, for example in the form of quantization noise such as blocking. The latter occurs when the edges of adjacent transformer blocks do not match and the transform block boundaries become visible as a mosaic structure. The result is a reproduced image signal that represents images of unsatisfactory low quality. The problems described above are examples of the general problem of balancing the need for low bit rate, ie by a high compression factor, with a requirement for the best possible image quality. In fact, in image compression technology, there is a dualism between compression factor and image quality, and these aspects are not always easily compatible.

Sammanfattning av uppfinningen Syftet med uppfmningen och det problem som skall lösas är att tillhandahålla ett bearbetningsförfarande och en apparat för användning i ett bildsignalkodningssystem, vilket förfarande och apparat är kapabla att förbättra balansen mellan erforderlig kompressionsfaktor och bildkvalitet. En speciell aspekt av problemet som skall lösas är förmågan att reducera eller eliminera de skadliga effekterna av kvantisering och skalning av bildsignaltransformkoefficienter i en komprimeringsprocess som involverar bilddata representerade i en frekvensdomän.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention and the problem to be solved is to provide a processing method and an apparatus for use in an image signal coding system, which method and apparatus are capable of improving the balance between required compression factor and image quality. A particular aspect of the problem to be solved is the ability to reduce or eliminate the detrimental effects of quantization and scaling of image signal transform coefficients in a compression process involving image data represented in a frequency domain.

Ytterliga aspekter av problemetsom skall lösas är att öka kompressionsfaktorn med bibehållen subjektiv bildkvalitet ellerfomvänt, att förbättra bildkvaliteten för en given kornpressionsfaktor.Additional aspects of the problem to be solved are to increase the compression factor while maintaining subjective image quality or vice versa, to improve the image quality for a given grain compression factor.

I enlighet med uppfinningen tillhandahålls ett förfarande och en apparat som i grunden arbetar med att förbehandla bildsignalen för att öka effekten i ett påföljande kodningssteg.In accordance with the invention, there is provided a method and apparatus which basically acts to preprocess the image signal to increase the power in a subsequent coding step.

I ett första steg balanseras försiktigt kompressionsfaktom och den resulterande bildkvaliteten, eller så prioriteras till och med bildkvaliteten, företrädesvis när det föreligger ett måttligt krav på den momentana eller den övergripande kompressionsfaktom. Normalt skapas därigenom en extra marginal för kompressionsbehov senare eller längre fram i bildinforrnationssignalen.In a first step, the compression factor is carefully balanced and the resulting image quality, or even the image quality is prioritized, preferably when there is a moderate requirement for the instantaneous or overall compression factor. Normally, this creates an extra margin for compression requirements later or later in the image information signal.

I ett andra steg ofﬁas eller ignoreras tillfälligt bildkvaliteten, t ex när bildkvaliteten har gått under en förbestämd minimikvalitetsnivå på grund av en ansträngd bitbudget eller när bilddetaljer är icke detekterbara av det mänskliga synsystemet.In a second step, the image quality is temporarily off or ignored, eg when the image quality has fallen below a predetermined minimum quality level due to a strained bit budget or when image details are not detectable by the human visual system.

Genom att tillfälligt offra bildkvaliteten, företrädesvis när den redan har försämrats, kan bitbudgetbalansen återhämtas fortare än med bitbudgetstyming enligt känd teknik och bildkvalitet kan därefter prioriteras igen. Där ett andra steg utförs beroende på t ex odetekterbara bilddetalj er eller liknande, sorteras motsvarande icke nödvändig bildinformation bort och återigen kan en extra marginal skapas för senare kompressionsbehov. 10 15 20 25 30 35 512 832 4 Den uppﬁnningsenliga bearbetningen utförs genom att selektivt filtrera bildsignalen innan den introduceras i det faktiska komprimerings eller kodningssteget och de normala bitmängdsstyrmekanismema hos ett bildsignalskodningssystem. De nämnda stegen kan utföras separat eller i sekvens, beroende på förbestämda kriterier. Olika ñltreringsstyrpararnetrar används i olika uttöringsforrrier, och t ex kan den resulterande bildkvaliteten styras indirekt medelst en kompressionsstyrparameter på vilken bildkvaliteten beror.By temporarily sacrificing image quality, preferably when it has already deteriorated, the bit budget balance can be recovered faster than with bit budget control according to prior art and image quality can then be prioritized again. Where a second step is performed depending on, for example, undetectable image details or the like, the corresponding unnecessary image information is sorted out and again an extra margin can be created for later compression needs. The inventive processing is performed by selectively filtering the image signal before it is introduced into the actual compression or coding step and the normal bit rate control mechanisms of an image signal coding system. The mentioned steps can be performed separately or in sequence, depending on predetermined criteria. Different alteration control parameters are used in different erosion precursors, and for example, the resulting image quality can be controlled indirectly by means of a compression control parameter on which the image quality depends.

I enlighet med en aspekt av uppfinningen strävar uppfinningen mot att göra det möjligt att undvika onödig kvantisering och skalning genom selektiv filtrering av en frekvensdomärirepresentation av ett bildblock för att reducera mängden information som måste kodas eller komprimeras. Ett kodningssystem kan som mest producera en förbestärnd maximalt tillåten bitmängd för en utmatad komprimerad bildsignal och systemet måste arbeta för att hålla sig inom en given bitmängdsbudget.In accordance with one aspect of the invention, the invention seeks to make it possible to avoid unnecessary quantization and scaling by selectively filtering a frequency domain representation of an image block to reduce the amount of information that must be encoded or compressed. An encoding system can at most produce a predetermined maximum allowable bit rate for an output compressed image signal and the system must work to stay within a given bit rate budget.

Dessutom måste bildkodningssystem ta hänsyn icke bara till den möjliga _ kompressionsgraden utan också till den resulterande bildkvaliteten och, såsom har förklarats ovan, är det generellt en kompromiss mellan bildkvalitet och bitmängden hos den komprimerade bildsignalen. Uppﬁnningen är således baserad på uppﬁnnarens insikt att bildkvaliteten kan prioriteras under vissa förhållanden, t ex när det finns en tillräcklig marginal i bitmängdsbudgeten, och att den omvänt kan ignoreras tillfälligt under andra förhållanden, t ex när bitrnängdsbudgeten är ansträngd. I blockbaserade kodningssystem är enstaka block med låg kvalitet svåra att upptäcka på grund av att de är rumsligt och tidsmässigt begränsade.In addition, image coding systems must take into account not only the possible degree of compression but also the resulting image quality and, as explained above, there is generally a compromise between image quality and the bit rate of the compressed image signal. The invention is thus based on the inventor's insight that image quality can be prioritized under certain conditions, for example when there is a sufficient margin in the bit volume budget, and that it can conversely be temporarily ignored under other conditions, eg when the bit volume budget is strained. In block-based coding systems, individual blocks of low quality are difficult to detect because they are spatially and temporally limited.

Bildkvaliteten hos enstaka block kan därför offras för att balansera bitmängdsbudgeten.The image quality of individual blocks can therefore be sacrificed to balance the bit rate budget.

En exemplifierande utföringsfonn av uppfinningen tillhandahåller en bearbetningsmetod för användning i ett bildsignalkodningssystem, varvid en bild innefattar digitaliserad bilddata i ett ﬂertal pixel, varvid bilddata transformeras till en frekvensdomän och varvid systemet eventuellt inkluderar kvantiseringsorgan för kvantisering av bilddata i enlighet med en förbestärnd erforderlig kompressionsfaktor. En uppsättning pixel, vanligtvis kallat ett block, som utgör en del av en bild mottas som indata. Bilddatan hos pixlarna är företrädesvis i form av koefficienter i en frekvensdomän, där pixlarna t ex kan vara transformerade medelst en diskret cosinus-transforrn. I en utföringsforin styrs bitmängdsbudgeten medelst en bitmängdsstyrparanieter, företrädesvis kvantiseringsskalfaktom. I själva verket är den aktuella kvantiseringsskalfaktorn ett indirekt mått på kompressionsgraden hos ett aktuellt block, av kompressionsgraden hos föregående block, av avvikelse från en önskad kompressionsgrad och bildkvalitet hos ett aktuellt block. Många 10 15 20 25 30 35 512 832 5 kompressionsapparater kan betraktas som återkopplade styrslingor, där bitmängden styrs t ex såsom i känd teknik genom variering av kvantiseringsskalfaktorn och den resulterande bitmängden återkopplas till själva kompressionsapparaten. I en utföringsforrn appliceras uppfinningen i bitmängdstyrslingan och arbetar med att reducera kvantiseringsgraden som krävs i påföljande block, varvid kvantisering i efterföljande block kan utföras med mindre kvantiseringsstegsstorlek och således efterföljande data kan kodas med bättre precision.An exemplary embodiment of the invention provides a processing method for use in an image signal coding system, an image comprising digitized image data in a plurality of pixels, the image data being transformed into a frequency domain and the system optionally including quantizing means for quantizing image data according to a predetermined compression condition. A set of pixels, commonly called a block, that is part of an image is received as input. The image data of the pixels is preferably in the form of coefficients in a frequency domain, where the pixels can, for example, be transformed by means of a discrete cosine transform. In one embodiment, the byte budget is controlled by a byte control parameter, preferably the quantization scale factor. In fact, the current quantization scale factor is an indirect measure of the degree of compression of a current block, of the degree of compression of the previous block, of deviation from a desired degree of compression and image quality of a current block. Many compression apparatuses can be considered as feedback control loops, where the bit rate is controlled, for example, as in the prior art, by varying the quantization scale factor and the resulting bit rate is fed back to the compression apparatus itself. In one embodiment, the invention is applied in the bit set control loop and works to reduce the degree of quantization required in subsequent blocks, whereby quantization in subsequent blocks can be performed with smaller quantization step size and thus subsequent data can be coded with better precision.

Pixelblocket, eller snarare de frekvenstransformerade koefﬁcienterna av pixlarna ﬁltreras selektivt för att reducera mängden information som skall kodas. I enlighet med en utföringsform av uppfinningen utförs ﬁltreringen på följande sätt.The pixel block, or rather the frequency-transformed coefficients of the pixels are selectively filtered to reduce the amount of information to be encoded. In accordance with an embodiment of the invention, the filtration is carried out in the following manner.

I ett första steg, t ex när den momentana eller aktuella bitrnängden eller ett annat valt tillstånd eller parameter är inom ett förbestärnt avvikelseområde från ett förbestämt börvärde, filtreras koefﬁcienterna i enlighet med en första koefñcienttröskelftnilaion. Den första koefﬁcienttröskelﬁinktionen är företrädesvis beroende av koefﬁcientfrekvens och status hos kodaren. I en utföringsfonn är koefﬁcientfrekvensberoendet för den första tröskelfunktionen anordnad så att koefﬁcienter som bidrar signifikant till bildkvalitet prioriteras till att ha ett intakt amplitudvärde och resten av koefﬁcienterna ersätts av ett förbestämt run-length arnplitudvärde, företrädesvis uppgående till noll. I princip utförs detta så att transforrnkoefﬁcienter som har en låg amplitud avlägsnas och ersätts av exempelvis nollor och därigenom ökas antalet på varandra följ ande nollor. Detta ökar i sin tur kompressionsfaktorn utan att offra upplevd bildkvalitet. Istället ökas kompressionsfaktom på grund av ett ökat antal nollor i koefﬁcientema, ett motsvarande minskat antal icke-nollkoefﬁcienter och det faktum att intilliggande nollor run-length-kodas i denna utföringsforrn. Stora transformkoefﬁcienter, det vill säga koefﬁcienter av godtycklig frekvens med en stor amplitud, bibehålles företrädesvis intakta eftersom de bidrar mest signifikant till bildkvaliteten.In a first step, for example when the instantaneous or current bit amount or another selected state or parameter is within a predetermined deviation range from a predetermined setpoint, the coefficients are filtered according to a first coefficient threshold. The first coefficient threshold function is preferably dependent on the coefficient frequency and status of the encoder. In one embodiment, the coefficient frequency dependence of the first threshold function is arranged so that coefficients that contribute significantly to image quality are prioritized to have an intact amplitude value and the rest of the coefficients are replaced by a predetermined run-length amplitude value, preferably amounting to zero. In principle, this is done so that transform coefficients that have a low amplitude are removed and replaced by, for example, zeros, thereby increasing the number of consecutive zeros. This in turn increases the compression factor without sacrificing perceived image quality. Instead, the compression factor is increased due to an increased number of zeros in the coefficients, a corresponding decrease in the number of non-zero coefficients and the fact that adjacent zeros are run-length coded in this embodiment. Large transform coefficients, ie coefficients of arbitrary frequency with a large amplitude, are preferably kept intact because they contribute most significantly to the image quality.

F öreträdesvis bibehålls också lågfrekvensüansforrnlcoefﬁcienter intakta eftersom deras frånvaro bidrar signiﬁkant till synligheten av vissa kodningsartefakter, i synnerhet det fenomen som är känt som blockning. Det första steget kan användas preventivt till att skapa en marginal för bitrnängdsbudgeten utan att kompromissa med bildkvaliteten och appliceras mest när bitmängden är balanserad. Det ovan nämnda faktumet att det första steget medför kodning av återstående data med bättre precision resulterar i sin tur ofta till och med i en förbättrad bildkvalitet.Preferably, low frequency coefficients are also maintained intact because their absence contributes significantly to the visibility of certain coding artifacts, in particular the phenomenon known as blocking. The first step can be used preventively to create a margin for the bit amount budget without compromising the image quality and is applied most when the bit amount is balanced. The above-mentioned fact that the first step involves encoding the remaining data with better precision often in turn often results in an improved image quality.

I ett andra steg, när istället tillståndsparametern, t ex den momentana eller aktuella bitmängden, är utanför nämnda förbestämda avvikelseområde, ﬁltreras 10 l5 20 25 30 35 512 832 6 koefﬁcienterna istället i enlighet med en koefﬁcienttröskelﬁlnktion beroende t ex av kvantiseringsskalfalqorn eller av en annan parameter eller kriterium på sådant sätt att bitmängsavvikelsen minskas. Detta utförs i en utföringsform i princip genom ersättning av ett större antal koefﬁcienter med det förbestämda run-length- amplitudvärdet. Generellt medför detta att fler koefﬁcienter ﬁltreras ut och följaktligen försämras den resulterande bilden. Företrädesvis anpassas koefﬁcienttröskelfunktionen i detta fall dynamiskt till kodarens tillstånd och till karakteristiken hos varje block eller grupp av block. Det andra steget utförs primärt som en reaktiv åtgärd i fall när det går att avstå ﬁån bildkvalitet, t ex när bildkvaliteten redan har försämrats på grund av långt driven komprimering. Detta andra steg kan också utföras preventivt, dvs till att förbereda för framtida kompressionsbehov, t ex när bildkvalitet icke kan uppfattas av det mänskliga synsystemet.In a second step, when instead the state parameter, eg the instantaneous or current bit set, is outside said predetermined deviation range, the coefficients are instead filtered in accordance with a coefficient threshold function depending on, for example, a quantization scale or or criterion in such a way that the bit set deviation is reduced. This is done in one embodiment in principle by replacing a larger number of coefficients with the predetermined run-length amplitude value. In general, this means that more coefficients are filtered out and consequently the resulting image deteriorates. Preferably, in this case, the coefficient threshold function is dynamically adapted to the state of the encoder and to the characteristics of each block or group of blocks. The second step is performed primarily as a reactive measure in cases where it is possible to dispense with image quality, for example when the image quality has already deteriorated due to far-reaching compression. This second step can also be performed preventively, ie to prepare for future compression needs, for example when image quality can not be perceived by the human visual system.

I en utföringsforrn utförs de ovan beskrivna villkorliga stegen så att det första steget alltid utförs som en minimiåtgärd för varje block oavsett tillståndsparameter, t ex aktuell bitmängd. Det andra steget utförs därefter om villkoret för nämnda andra steg är uppfyllt. I en annan utföringsform kontrolleras först status hos villkorsparametern, t ex den aktuella bitmängden eller en parameter som speglar eller indikerar bildkvaliteten, och därefter utförs ett lämpligt steg. En tredje utföringsforrn är anordnad så att det första steget eller det andra steget, eller en sekvens av nänmda första och andra steg utförs beroende på valda villkorspararnetrar.In one embodiment, the conditional steps described above are performed so that the first step is always performed as a minimum action for each block regardless of state parameter, eg current bit rate. The second step is then performed if the condition of said second step is met. In another embodiment, the status of the condition parameter, such as the current bit set or a parameter that reflects or indicates the image quality, is first checked, and then an appropriate step is performed. A third embodiment is arranged so that the first step or the second step, or a sequence of said first and second steps is performed depending on selected condition pair parameters.

Andra kriterier eller villkor för val av det ena eller det andra av ﬁltreringsstegen och/eller för utformning av koefﬁcienttröskelﬁinktionerna återfinns exempelvis i följande bildsärdrag. Luminansvärdet kan användas för att aktivera prioriteringen av kompression framför bildkvalitet, eftersom mycket mörka och mycket ljusa bildområden döljer detalj er och färg för det mänskliga ögat. Rörelse inom blocket döljer också detalj er och sådana block kan också komprimeras ytterligare. När tidsmässig eller rumslig maskning använts kan eventuellt bildkvalitet för maskade block vara mindre kritisk. Karakteristiken hos koefﬁcienttröskelfuriktionen kan också vara beroende av huruvida ett bearbetat block är ett intrakodat block med koefﬁcienter i absoluta värden, eller ett icke intrakodat eller ett förkalkylerat block involverande rörelseestimering och vilket därför har koefﬁcienter som uttrycker en skillnad mellan block.Other criteria or conditions for selecting one or the other of the eringsliteration steps and / or for designing the coefficient threshold ﬁ functions can be found, for example, in the following image features. The luminance value can be used to activate the priority of compression over image quality, as very dark and very light image areas hide details and color from the human eye. Movement within the block also hides details and such blocks can also be further compressed. When temporal or spatial masking is used, any image quality for masked blocks may be less critical. The characteristic of the coefficient threshold fraction can also depend on whether a processed block is an intracoded block with coefficients in absolute values, or a non-intracoded or a precalculated block involving motion estimation and which therefore has coefficients that express a difference between blocks.

Sammanfattningsvis appliceras ett milt ﬁlter t ex på alla block eller när bitmängdsbudgeten är väl balanserad. Den milda filtreringen tillåter kodning av l0 15 20 25 30 35 512 832 jämförelsevis mycket information. En strängare filtrering appliceras t ex för block där bitmängdsbudgeten är ansträngd eller överskriden, och/eller för block där strängare behandling bedöms passera omärkta med avseende på bildkvalitet. Den strängare behandlingen av koefficienter kan appliceras preventivt när behandlingen förväntas vara harmlös för bildkvalitet, och/eller reaktivt när komprimeringen har befunnits vara otillräcklig och bildkvaliteten redan har förlorats och därför momentant är oviktig. Den uppﬁnningsenliga proceduren tillämpas med fördel utöver och före kvantisering i kodningsprocesser som involverar en frekvensdomäntransforrn och kvantisering. Det är en särskild fördel att avkodaren icke behöver någon som helst information om den uppfinningsenliga bearbetningen.In summary, a spleen filter is applied, for example, to all blocks or when the bit quantity budget is well balanced. The gentle filtering allows coding of 10 15 20 25 30 35 512 832 comparatively much information. Stricter filtering is applied, for example, for blocks where the bit rate budget is strained or exceeded, and / or for blocks where stricter processing is judged to pass unmarked with respect to image quality. The stricter treatment of coefficients can be applied preventively when the treatment is expected to be harmless to image quality, and / or reactive when the compression has been found to be insufficient and the image quality has already been lost and is therefore momentarily unimportant. The inventive procedure is advantageously applied in addition to and before quantization in coding processes involving a frequency domain transform and quantization. It is a particular advantage that the decoder does not need any information about the processing according to the invention.

I experimentella utvärderingar av uppfinningen har följande effekter observerats.In experimental evaluations of the invention, the following effects have been observed.

Med uppfinningen applicerad i ett kodningssystem som arbetar med fast bitmängd har medelkvantiseringsskalfaktorn typiskt varit 20-3 0% lägre än utan uppfinningen.With the invention applied in a coding system operating at a fixed bit rate, the average quantization scale factor has typically been 20-30% lower than without the invention.

I kodningssystem med en fast kvantiseringsskalfaktor medför applicering av uppfinningen en bitmängdsreduldion från 15% upp till 65% i extrema fall.In coding systems with a fixed quantization scale factor, application of the invention results in a bit rate reduction from 15% up to 65% in extreme cases.

Emellertid är typiskt omkring 20-30% lägre bitmängder uppnåeliga med rimliga effekter på bildkvaliteten. Låga fasta kvantiseringsparametrar ger högre bitmängdseffekt eftersom uppfinningen ersätter en dynamiskt varierande kvantiseringsskalfalaor. I båda fallen förefaller bildkvaliteten icke lida även om ökad kompression används för att reducera bitmängden. Med en konstant bitrnängd förbättras bilden med uppﬁnningen applicerad. Det skall noteras att dessa resultat är exempel funna i experimentella utvärderingar av uppfinningen under vissa förhållanden och är starkt beroende av de valda koefﬁcienttröskelfunktionerna.However, typically about 20-30% lower bit rates are achievable with reasonable effects on image quality. Low fixed quantization parameters provide higher bit rate power because the invention replaces a dynamically varying quantization scale. In both cases, the image quality does not appear to suffer even if increased compression is used to reduce the amount of bit. With a constant bit length, the image is improved with the application applied. It should be noted that these results are examples found in experimental evaluations of the invention under certain conditions and are strongly dependent on the selected coefficient threshold functions.

Kort beskrivning av ritningar-na Föreliggande uppfinning skall förklaras ytterligare i nedanstående beskrivning av utföringsfonner med hjälp av de bifogade ritningarna i vilka: Fig 1 visar ett blockscvhema av en uppfinningsenlig bearbetningsapparat insatt i ett bildsignalkodningssystem; Fig 2 visar ett mer detaljerat blocksschema av en utföringsform av bearbetningsapparaten enligt uppfinningen insatt i en variant av ett bildsignalkodningssystem; och Fig 3 visar ett exempel av en koefficienttröskelfunktion använd i uppfinningen.Brief Description of the Drawings The present invention will be further explained in the following description of embodiments by means of the accompanying drawings in which: Fig. 1 shows a block diagram of a processing apparatus according to the invention inserted in an image signal coding system; Fig. 2 shows a more detailed block diagram of an embodiment of the processing apparatus according to the invention inserted in a variant of an image signal coding system; and Fig. 3 shows an example of a coefficient threshold function used in the invention.

Detaljerad beskrivning av utföringsforrner I ﬁg 1 visas en utföringsforrn av en apparat enligt uppﬁnningen i form av ett selektivt ﬁltreringsorgan 2 integrerat i ett bildsignalkodningssystem l innefattande ett bildsignaltransformeringsorgan 4 och ett utsignalkodningssteg 6. En ingång till 10 15 20 25 30 35 512 832 8 ﬁltreringsorganet 2 är kommunikativt kopplad till transformeringsorganet 4, vilket är anordnat för transformering av en bildsignal från en domän, t ex en rumslig domän, till en frekvensdomän. En utgång hos nämnda ﬁltreringsorgan 2 är kopplad till utsignalkodningssteget 6 där den faktiska kodningen utförs.DETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Fig. 1 shows an embodiment of an apparatus according to the invention in the form of a selective filtering means 2 integrated in a picture signal coding system 1 comprising a picture signal transforming means 4 and an output signal coding stage 6. An input to the picture signaling means 2. is communicatively connected to the transformation means 4, which is arranged for transforming an image signal from a domain, for example a spatial domain, into a frequency domain. An output of said filtering means 2 is connected to the output coding stage 6 where the actual coding is performed.

Transforrneringsorganet tar som insignal en bildsignal 3a innefattande digitaliserad bilddata representerad som pixelvärden och ger som utsignal en frekvensdomänbildsignal 8 vari pixelvärdena är representerade i fonn av koefﬁcienter i den aktuella frekvensdomänen. Utsignalkodningssteget 6 genererar och avger en kodad eller komprimerad bildsignal 12a, vilken därefter t ex kan lagras i komprimerad form eller överföras som en komprimerad bitström i en dataöverföringskanal (icke visat).The transformer means takes as an input signal an image signal 3a comprising digitized image data represented as pixel values and outputs a frequency domain image signal 8 in which the pixel values are represented by coefficients in the current frequency domain. The output coding step 6 generates and outputs an encoded or compressed image signal 12a, which can then, for example, be stored in compressed form or transmitted as a compressed bitstream in a data transmission channel (not shown).

Det selektiva ﬁltreringsorganet tar företrädesvis som insignal en eller ﬂera styrparametrar eller villkorspararnetrar, i ﬁg 1 exempliﬁerade genom en återkopplad kodad bildsignal l2b, en kodarstatussignal 14 och/eller den imnatade rumsdomänbildsignalen 3b. Styrpararnetrama används till selektering av ﬁltreringsregler beroende på tillståndet hos kodare, frekvensinnehållet hos den transformerade bildsignalen 8 och kanske också beroende av bilddatainnehållet hos den inmatade bildsignalen 3b eller någon annan vald pararneter. Filtreringsreglerna uttrycks t ex som en eller ﬂera koefﬁcienttröskelﬁinlctioner.The selective filtering means preferably takes as input signal one or two control parameters or conditional parameters, in Fig. 1 exemplified by a feedback coded image signal 12b, an encoder status signal 14 and / or the tuned space domain image signal 3b. The control pair frames are used to select alteration rules depending on the state of the encoder, the frequency content of the transformed image signal 8 and perhaps also depending on the image data content of the input image signal 3b or any other selected pair. The filtering rules are expressed, for example, as one or more coefficient threshold functions.

Fig 2 visar en mer detaljerad utföringsforrn av uppﬁnningen tillämpad i ett i sig känt bildsignalkodningssystem, t ex en MPEG kodare. En inmatad bildsignal 3a mottas av ett kodningssystemsinsignalsteg 14, som kan innefatta organ för rörelseestimering, brusreduceringsorgan och liknande. Bildsignalen 3a transformeras till frekvensdomänen medelst en diskret cosinustransfonnerare (DCT) 16 och den resulterande ﬁekvensdomänbildsignalen 22 matas därefter in till ett adaptivt ﬁlter 34 lnnefattat i det selektiva ﬁltreringsorganet 2. En filtrerad signal 24 överförs sedan till en kvantiserare 18 för kvantisering eller skalning före det riktiga utsignalkodningssteget 20, i vilket kodningen utförs. Filtret applicerar selekterbara ﬁltreringsregler, t ex i form av en tröskelfunktion, under styrningen av ett ñltreringsregelselekteringsorgan 32 här i form av en tröskelftniktionsvälj are 32.Fig. 2 shows a more detailed embodiment of the invention applied in a per se known image signal coding system, for example an MPEG encoder. An input image signal 3a is received by an encoding system input stage 14, which may include motion estimation means, noise reduction means and the like. The image signal 3a is transformed into the frequency domain by a discrete cosine transformer (DCT) 16 and the resulting sequence domain image signal 22 is then input to an adaptive filter 34 included in the selective filtering means 2. A filtered signal 24 is then transmitted to a quantizer 18 for quantization before quantization. the output coding step 20, in which the coding is performed. The filter applies selectable alteration rules, for example in the form of a threshold function, under the control of an alteration rule selection means 32 here in the form of a threshold function selector 32.

F iltreringsregelväljaren 32 är i en föredragen utföringsform anordnad att välja en lagrad tröskelfunktion eller att dynamiskt beräkna en lämplig tröskelfunktion beroende på förbestämda parametrar. Filtreringsregelväljaren styrs i sin tur medelst ett utvärderingsorgan 26 anordnad att utvärdera ﬁltreringsvillkor med hjälp av en eller ﬂera villkorspararnetrar. I utföringsformen enligt ﬁg 2 tas en villkorsparameter som indikerar kodningssystemtillståndet, företrädesvis kvantiseringsskalfaktorn, från kvantiseraren 18 till en ingång hos utvärderaren 26. Valbart kan en DCT-signal 10 U' 20 25 30 35 512 852 9 30, den inmatade bildsignalen 3b och/eller en styr- eller tillståndssignal 5 från inmatningssteget likaså kommuniceras till utvärderaren 26. Filtreringsregeln kan, också väljas medelst en styrsignal eller en kommandoinmatning aktiverad av en , användare och mottagen av utvärderingsorganet eller ﬁltreringsregelselekteringsorganet.In a preferred embodiment, the filter control selector 32 is arranged to select a stored threshold function or to dynamically calculate a suitable threshold function depending on predetermined parameters. The filtering rule selector is in turn controlled by means of an evaluation means 26 arranged to evaluate filtering conditions by means of one or two of the conditional parameters. In the embodiment according to ﬁ g 2, a condition parameter indicating the coding system state, preferably the quantization scale factor, is taken from the quantizer 18 to an input of the evaluator 26. Optionally, a DCT signal 10 U '20 25 30 512 852 9 30, the input image signal 3b and / or a control or state signal 5 from the input stage is likewise communicated to the evaluator 26. The filtering rule can, also, be selected by means of a control signal or a command input activated by one, user and received by the evaluation means or the filtering control selection means.

I blockdiagrammen hos ritningama refererar funktionella block till hårdvaruorgan eller datorprogramfunktioner, beroende på den valda implementationen. Likaså refererar linjerna och siffroma som hänvisar till signaler också, beroende på formen av implementeringen av uppfinningen, till signalledare, kommunikationssignaler, datastrukturer eller liknande organ som bär motsvarande information.In the block diagrams of the drawings, functional blocks refer to hardware means or computer program functions, depending on the chosen implementation. Likewise, the lines and numbers referring to signals also, depending on the form of implementation of the invention, refer to signal conductors, communication signals, data structures or similar means carrying corresponding information.

En utföringsform av det uppﬁnningsenliga förfarandet såsom det utförs i apparaten i ﬁ g 2 innefattar stegen att: - Mottaga som indata en uppsättning pixel företrädesvis utgörande en del av en bild, varvid pixlarnas bilddata är i form av koefficienter i en frekvensdomän.An embodiment of the inventive method as performed in the apparatus of Fig. 2 comprises the steps of: - Receiving as input data a set of pixels preferably forming part of an image, the image data of the pixels being in the form of coefficients in a frequency domain.

I ett vanligt fall är uppsättningen pixel ett block av 8x8 pixel.In a normal case, the set of pixels is a block of 8x8 pixels.

- Utvärdera en kvantiseringsskalfaktor tagen från en kvantiserare och eventuellt att jämföra skalfaktorn med en förbestämd skalfaktortröskel.- Evaluate a quantization scale factor taken from a quantizer and possibly compare the scale factor with a predetermined scale factor threshold.

- Välja en ﬁltreringsregel i form av ett koefﬂcienttröskelvärde eller en koefñcienttröskelfunktion, beroende av kvantiseringsskalfaktorn.- Select an alteration rule in the form of a coefficient threshold value or a coefficient threshold function, depending on the quantization scale factor.

- Ersätta amplitudvärden som är mindre än nämnda koefﬁcienttröskelvärde med ett förbestämt run-length-amplitudvärde, varvid run-length- amplitudvärdet företrädesvis är noll.Replace amplitude values that are smaller than said coefficient threshold value with a predetermined run-length amplitude value, the run-length amplitude value preferably being zero.

- Mata ut en selektivt ﬁltrerad frekvensdomänbildsignal, företrädesvis till en efterföljande kvantiserare.Outputs a selectively filtered frequency domain image signal, preferably to a subsequent quantizer.

Den normala kvantiserings och kodningsproceduren innefattande bitmängdsstyrning etc utförs sedan på den ﬁltrerade bildsignalen.The normal quantization and coding procedure including bit rate control etc is then performed on the filtered image signal.

Fi g 3 visar i ett tredimensionellt perspektiv ett exempel på en koefﬁcienttröskelfunktion för ett block på 8x8 pixel i frekvensdomänen.Fig. 3 shows in a three-dimensional perspective an example of a coefficient threshold function for an 8x8 pixel block in the frequency domain.

Koefﬁcientpositionerna 0-7 i blocket är indikerade på den horisontella ytan, absolutbeloppet hos koefﬁcientamplituden är indikerat längs den vertikala axeln och koefﬁclenttröskelvärdet är indikerat som en funktion av koefficientfrekvensen och koefﬁcientamplituden. Den lägsta frekvensen är belägen i 0-0 positionen medan den högsta frekvensen är belägen i 7-7 positionen. Så som visas i fig 3 är koefﬁcienttröskelﬁmktionen företrädesvis en tredimensionell yta och koefﬁcienter med en amplitud lägre än tröskelytan ﬁltreras bort i enlighet med uppfinningen. 10 15 512 832 Nivåkarakteristiken hos tröskelytan är anordnad i enlighet med valda kriterier enligt diskussionen ovan.The coefficient positions 0-7 in the block are indicated on the horizontal surface, the absolute amount of the coefficient amplitude is indicated along the vertical axis and the coefficient threshold value is indicated as a function of the coefficient frequency and the coefficient amplitude. The lowest frequency is located in the 0-0 position while the highest frequency is located in the 7-7 position. As shown in Fig. 3, the coefficient threshold function is preferably a three-dimensional surface and coefficients with an amplitude lower than the threshold surface are filtered out in accordance with the invention. The level characteristic of the threshold surface is arranged in accordance with selected criteria according to the discussion above.

Den uppﬁnningsenliga metoden kan realiseras såväl medelst hårdvara som medelst datorprogram exekverat på en dator innefattande en processor, lagringsorgan och in- utmatningsanordningar. En vald realisering innefattar funktionella organ anordnade att utföra de olika stegen av funktionema hos uppfinningen såsom har beskrivits i föreliggande beskrivning. Ett datorprogram kan vidare vara utfört som en datorprogramprodukt innefattande ett lagringsmedium, och organ, lagrade på lagringsmediet, för styrning av en dator att utföra funktionerna och stegen hos uppfinningen.The method according to the invention can be realized both by means of hardware and by means of computer programs executed on a computer comprising a processor, storage means and input devices. A selected embodiment comprises functional means arranged to perform the various steps of the functions of the invention as described in the present description. A computer program may further be embodied as a computer program product comprising a storage medium, and means, stored on the storage medium, for controlling a computer to perform the functions and steps of the invention.

Föreliggande uppﬁnning har visats och beskrivits i förhållande till särskilda utföringsforrner, men det är uppenbart för fackmarmen att olika modifikationer och kombinationer av särdrag kan göras utan att göra avsteg från omfånget av uppfinningen såsom den beskrivs i de bifogade patentkraven.The present invention has been shown and described in relation to particular embodiments, but it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and combinations of features may be made without departing from the scope of the invention as set forth in the appended claims.

Claims

10 15 20 25 30 35 5 1 2 8 5 2 NYA PATENTKRAV10 15 20 25 30 35 5 1 2 8 5 2 NEW PATENT CLAIMS

1. Ett bearbetningsförfarande för användning i ett bildsignalkodningssystem för kodning av en inmatad bildsignal till en komprimerad utmatad bildsignal, där bildsignalen innefattar digitaliserad bilddata i ett ﬂertal pixel; varvid som indata emottages en uppsättning pixelkoefﬁcienter utgörande en del av en icke komprimerad bild kännetecknat av stegen att: filtrera i ett första ﬁltreringsste g, om ett första forbestämt villkor är uppfyllt, uppsättningen pixelkoefﬁcienter så att bildkvalitet hos nämnda komprimerade utsignal prioriteras genom bevarande av pixelkoefﬁcienter som bidrar signifikant till bildkvalitet och att bortñltrera de övriga pixelkoefﬁcienterna; filtrera i ett andra ﬁltreringssteg, om ett andra förbestämt villkor är uppfyllt, uppsättningen pixelkoefﬁcienter så att en hög uppnåelig komprimeringsfaktor för nämnda uppsättning pixelkoefﬁcienter prioriteras över bildkvalitet hos nämnda komprimerade utsignal genom bortñltrering också av pixelkoefticienter som bidrar signifikant till bildkvalitet; utmata en selektivt filtrerad uppsättning pixelkoefﬁcienter till ett påföljande steg hos bildsignalkodningssystemet.A processing method for use in an image signal coding system for encoding an input image signal into a compressed output image signal, the image signal comprising digitized image data in a number of pixels; receiving as input data a set of pixel coefficients forming part of an uncompressed image characterized by the steps of: filtering in a first filtering step, if a first predetermined condition is met, the set of pixel coefficients so that image quality of said compressed output coefficient is prioritized by preserving pixel coefficients contributes significantly to image quality and to exclude the other pixel coefficients; filtering in a second filtering step, if a second predetermined condition is met, the set of pixel coefficients so that a high achievable compression factor for said set of pixel coefficients is prioritized over image quality of said compressed output signal by also filtering out pixel coefficients that contribute significance; output a selectively filtered set of pixel coefficients to a subsequent step of the image signal coding system.

2. Förfarandet enligt kravet l, varvid nämnda första filtreringssteg utförs för varje mottagen uppsättning pixel, eller när en kodningssystemstatusparameter, t ex utsignalbitmängden, är inom ett förbestämt avvikelseområde från ett förbestämt börvärde.The method of claim 1, wherein said first filtering steps are performed for each received set of pixels, or when an encoding system status parameter, such as the output bit rate, is within a predetermined deviation range from a predetermined setpoint.

3. Förfarandet enligt kravet 1, varvid nämnda andra ﬁltreringssteg utförs när bildkvaliteten hos nämnda komprimerade utsignal är sämre än en förbestämd minimibildkvalitet eller när bildkvalitetdetaljer är osynliga för det mänskliga synsystemet.The method of claim 1, wherein said second filtering steps are performed when the image quality of said compressed output signal is inferior to a predetermined minimum image quality or when image quality details are invisible to the human visual system.

4. Förfarandet enligt kravet 3, varvid bildkvalitet utvärderas medelst en kodningssystemparameter, t ex en kvantiseringsskalfaktör, som är ett direkt eller indirekt mått hos bildkvaliteten hos nämnda komprimerade utsignal.The method of claim 3, wherein image quality is evaluated by a coding system parameter, such as a quantization scale factor, which is a direct or indirect measure of the image quality of said compressed output signal.

5. Förfarandet enligt kravet 4, varvid ﬁltreringen hos det första och det andra ﬁltreringssteget utförs i enlighet med en första respektive en andra förbestämd koefficienttröskelfunktion, där varje koefficienttröskelﬁinktion är beroende av tillståndet hos bildsignalkodningssystemet och förbestämd koefﬁcientkarakteristik och/eller eventuellt bilddatainnehållet hos den inmatade bildsignalen och/eller 10 15 20 25 30 35 5 1 2 8 3 2 2 eventuellt tillståndet hos den utmatade bildsignalen.The method of claim 4, wherein the filtering of the first and second filtering steps is performed in accordance with a first and a second predetermined coefficient threshold function, respectively, each coefficient threshold function depending on the state of the image signal coding system and predetermined coefficient characteristic and / or any image content and / or / or 10 15 20 25 30 35 5 1 2 8 3 2 2 possibly the state of the output image signal.

6. Förfarande enligt något av de föregående kraven, varvid bilddatan hos Ü nämnda mottagna uppsättnings pixel är i form av koefﬁcienter i frekvensdomänen, där koefﬁcientema karaktäriseras av sin amplitud och frekvens.A method according to any one of the preceding claims, wherein the image data of Ü said received set of pixels is in the form of coefficients in the frequency domain, the coefficients being characterized by their amplitude and frequency.

7. Förfarandet enligt kravet 5, varvid den forsta koefﬁcienttröskelfunktionen är forbestämd i enlighet med fordranskriterier, såsom erforderlig bildkvalitet, erforderlig bitmängd per uppsättning pixel eller användarkommando.The method of claim 5, wherein the first coefficient threshold function is predetermined in accordance with requirement criteria, such as required image quality, required bit rate per set of pixels, or user command.

8. Förfarandet enligt kravet 5, varvid den andra koefﬁcienttröskelfunktionen bestäms dynamiskt for varje individuellt mottagen uppsättning pixelkoefﬁcienter och eventuellt också for varje individuell koefﬁcient hos nämnda uppsättning pixelkoefﬁcienter.The method of claim 5, wherein the second coefficient threshold function is determined dynamically for each individually received set of pixel coefficients and optionally also for each individual coefficient of said set of pixel coefficients.

9. Ett bearbetningsforfarande for användning i ett bildsignalkodningssystem for kodning av en bildsignal till en komprimerad utbildsignal, där bildsignalen innefattar digitaliserad bilddata i ett ﬂertal pixel och där bildsignalkodningssystemet har kvantiseringsorgan for kvantisering av bilddata i enlighet med en forbestämd erforderlig kompressionsfaktor for åstadkommande av en forbestämd maximal bitmängd i nämnda system varvid som indata emottages en uppsättning pixelkoefﬁcienter utgörande en del av en bild, där bilddatan hos nämnda pixel är i form av koefﬁcienter i en frekvensdomän, kännetecknat av stegen att: utvärdera det aktuella tillståndet hos bildsignalkodningssystemet genom en utvärdering av en kvantiseringsskalfaktor hos nämnda kvantiseringsorgan; selektera en forbestämd koefñcienttröskelfunktion beroende på kvantiseringsskalfaktom och på karakteristiken hos nämnda uppsättning pixel, varvid det är anordnat: en forsta koefﬁcienttröskelﬁinktion med ett frekvens- och amplitudnivåberoende sådant att koefﬁcienter som bidrar signifikant till bildkvaliteten i den komprimerade bildsignalen ligger över nämnda koefﬁcienttröskelfunktion; och en andra koefﬁcienttröskelfunktion med ett frekvens- och amplitudnivåberoende sådant att koefﬁcienter som begränsar en for tillfället uppnåeli g kompressionsgrad ligger under nämnda andra tröskelfunktion; filtrera koefﬁcienterna i enlighet med nämnda selekterade koefﬁcienttröskelﬁinktion genom att ersätta koefﬁcienter som har en amplitud lägre än nämnda koefﬁcienttröskelfunktion med ett forbestämt run-length-amplitudvärde, 10 15 20 25 30 35 512 832 3 företrädesvis noll; och att utmata en selektivt filtrerad uppsättning pixelkoeffﬁcienter till nämnda kvantiseringsorgan.A processing method for use in an image signal coding system for encoding an image signal into a compressed education signal, wherein the image signal comprises digitized image data in a plurality of pixels and wherein the image signal coding system has quantizing means for quantizing image data according to a predetermined required compression condition. bit set in said system, receiving as input data a set of pixel coefficients forming part of an image, the image data of said pixel being in the form of coefficients in a frequency domain, characterized by the steps of: evaluating the current state of the image signal coding system by evaluating a quant said quantizing means; selecting a predetermined coefficient threshold function depending on the quantization scale factor and on the characteristics of said set of pixels, wherein it is arranged: a first coefficient threshold function with a frequency and amplitude level dependent such that coefficients significantly contributing the image factor to the image quality are higher; and a second coefficient threshold function having a frequency and amplitude level dependent such that coefficients limiting a currently achievable degree of compression are below said second threshold function; filtering the coefficients according to said selected coefficient threshold function by replacing coefficients having an amplitude lower than said coefficient threshold function with a predetermined run-length amplitude value, preferably zero; and outputting a selectively filtered set of pixel coefficients to said quantizing means.

10. F örfarandet enligt kravet 9, varvid en koefﬁcienttröskelfunktion är anordnad så att frekvenskoefficienter som är lägre än en forbestämd frekvensnivå bibehålls, koefficienter som har en amplitud över en forbestämd amplitudnivå bibehålls och koefficienter som har en amplitud lägre än nämnda amplitudnivå filtreras bort i nämnda filtreringssteg.The method of claim 9, wherein a coefficient threshold function is arranged to maintain frequency coefficients lower than a predetermined frequency level, coefficients having an amplitude above a predetermined amplitude level are maintained and coefficients having an amplitude lower than said amplitude level are filtered. .

11. l 1. Förfarandet enligt kravet 9, varvid den första koefficienttröskelfunktionen selekteras for alla mottagna uppsättningar pixelkoefficienter.The method of claim 9, wherein the first coefficient threshold function is selected for all received sets of pixel coefficients.

12. Förfarandet enligt kravet 9, varvid den forsta koefficienttröskelfunktionen selekteras när kvantiseringsskalfaktorn är under en forbestämd skalfaktortröskel motsvarande en måttlig kompressionsgrad.The method of claim 9, wherein the first coefficient threshold function is selected when the quantization scale factor is below a predetermined scale factor threshold corresponding to a moderate degree of compression.

13. Förfarandet enligt kravet 9, varvid den andra koefﬁcenttroskelfunktionen selekteras när kvantiseringsskalfaktorn är över en forbestämd skalfaktortröskel motsvarande en kompressionsgrad som' har en signiﬁkant negativ effekt på bildkvaliteten hos den komprimerade utmatade bildsignalen.The method of claim 9, wherein the second coefficient threshold function is selected when the quantization scale factor is above a predetermined scale factor threshold corresponding to a degree of compression that has a significant negative effect on the image quality of the compressed output image signal.

14. Förfarandet enligt kravet 9, vidare innefattande steget att utvärdera bilddatainnehållet hos den inmatade bildsignalen och selektera den andra koefficienttröskelfunktionen när bildkvalitetdetaljer är osynliga for det mänskliga synsystemet.The method of claim 9, further comprising the step of evaluating the image data content of the input image signal and selecting the second coefficient threshold function when image quality details are invisible to the human visual system.

15. En anordning (2) for bearbetning av en bildsignal, for användning i ett bildsignalkodningssystem (l) for kodning av en inmatad bildsignal (3a) till en komprimerad utmatad bildsignal (12, 12a), där bildsignalen innefattar di gitaliserad bilddata i ett flertal pixel, varvid apparaten innefattar: en ingång for mottagande av en uppsättning pixelkoefficienter (8, 30) utgörande en del av en bild hos nämnda bildsignal, där bilddatan hos nämnda pixel är i form av koefficienter i en frekvensdomän; och en ingång for mottagning av enkodningssystemtillståndsparameter (l2b, 14, 28); kännetecknad av: utvärderingsorgan (26) for utvärdering av nämnda kodningssystem- tillståndsparameter (l2b, 14, 28) och/eller karakteristiken hos nämnda bildsignal; diamant» l . 10 15 20 25 30 35 512 832 4 selekteringsorgan (32) for selektering av en törbestämd koefﬁcienttröskelﬁinktion beroende av kodningssystemtillståndsparametem och/eller av karakteristiken hos " nämnda bildsignal, varvid: ' en första koefﬁcienttröskelfunktion är anordnad med ett frekvens- och amplitudnivåberoende sådant att koefﬁcienter bidragande signifikant till bildkvalitet i den komprimerade bildsignalen är över nämnda koefﬁcienttröskelﬁmktion; och varvid en andra koefñcienttröskelfunktion är anordnad med ett frekvens och amplitudnivåberoende sådant att koefñcienter bidragande till en begränsning av en for tillfället uppnåeli g kompressions grad är mindre än nämnda andra tröskelfunktion; ﬁltreringsorgan (2, 34) for filtrering av koefﬁcientema i enlighet med nämnda selekterade koefﬁcienttröskelfunktion genom ersättning av koefficienter som har en amplitud lägre än nämnda koefﬁcienttröskelfunktion med ett forbestämt run-length-amplitudvärde företrädesvis noll; och en utgång för en selektivt filtrerad pixelkoefﬁcenter (24) till ett efterföljande steg hos nämnda bildsignalkodningssystem.An apparatus (2) for processing an image signal, for use in an image signal coding system (1) for encoding an input image signal (3a) into a compressed output image signal (12, 12a), the image signal comprising digitized image data in a plurality pixel, the apparatus comprising: an input for receiving a set of pixel coefficients (8, 30) forming part of an image of said image signal, the image data of said pixel being in the form of coefficients in a frequency domain; and an input for receiving encoding system state parameters (12b, 14, 28); characterized by: evaluation means (26) for evaluating said coding system state parameter (12b, 14, 28) and / or the characteristics of said picture signal; diamond »l. Selecting means (32) for selecting a dry coefficient threshold function depending on the coding system state parameter and / or on the characteristics of said image signal, wherein: a first coefficient threshold function is provided with a frequency coefficient significant to image quality in the compressed image signal is above said coefficient threshold function; and wherein a second coefficient threshold function is provided with a frequency and amplitude level dependent such that coefficients contributing to a limitation of a currently lesser degree of compression are obtained; 34) for filtering the coefficients in accordance with said selected coefficient threshold function by replacing coefficients having an amplitude lower than said coefficient threshold function with a predetermined run-length amplitude value preferably zero; and an output for a select a filtered pixel coefficient center (24) to a subsequent step of said image signal coding system.

16. Anordningen enligt kravet 15, innefattande organ för lagring eller beräkning av en koefficienttröskelﬁinktion anordnad sådan att frekvenskoefﬁcíenter lägre än en forbestämd frekvensnivå bevaras, koefﬁcienter med en amplitud över en förutbestämd amplitudnivå bevaras och koefﬁcienter med en amplitud under nämnda amplitudnivå ﬁltreras bort av nämnda ﬁltreringsorgan.The apparatus according to claim 15, comprising means for storing or calculating a coefficient threshold ﬁ function arranged such that frequency coefficients lower than a predetermined frequency level are maintained, coefficients with an amplitude above a predetermined amplitude level are retained and coefficients with said amplitude of said amplitude

17. Anordningen enligt kravet 15, varvid den första koefﬁcenttröskelfunktionen selekteras för alla mottagna uppsättningar av pixelkoefﬁcienter.The device of claim 15, wherein the first coefficient threshold function is selected for all received sets of pixel coefficients.

18. Anordningen enligt kravet 15, varvid den första koefﬁcienttröskelfunktionen selekteras när kvantiseringsskalfaktom är lägre än en förbestämd skalfaktortröskel motsvarande en måttlig kompressionsgrad.The apparatus of claim 15, wherein the first coefficient threshold function is selected when the quantization scale factor is lower than a predetermined scale factor threshold corresponding to a moderate degree of compression.

19. Anordningen enligt kravet 15 , varvid den andra koefﬁcienttröskelfunktionen selekteras när kvantiseringsskalfaktorn är över en forbestämd skalfaktortröskel motsvarande en kompressionsgrad som har en si gniﬁkant negativ påverkan på bildkvaliteten hos den komprimerade utmatade bildsignalen.The apparatus of claim 15, wherein the second coefficient threshold function is selected when the quantization scale factor is above a predetermined scale factor threshold corresponding to a degree of compression having a significant negative effect on the image quality of the compressed output image signal.

20. Anordningen enligt kravet 15, vidare innefattande organ för utvärdering l0 15 20 25 30 35 512 832 5 av bilddatainnehållet hos den inmatade bildsignalen och organ for selektering av den andra koefﬁcienttröskelfunktionen när bildkvalitetdetaljer är osynliga eller svåra att upptäcka av det mänskliga synsystemet.The apparatus of claim 15, further comprising means for evaluating the image data content of the input image signal and means for selecting the second coefficient threshold function when image quality details are invisible or difficult to detect by the human visual system.

21. Anordningen enligt kravet 15, varvid nämnda bildsignalkodningssystem innefattar en MPEG-kodare.The apparatus of claim 15, wherein said image signal encoding system comprises an MPEG encoder.

22. En datorprogramprodukt for användning med ett datorsystem i ett bildsignalkodningssystem for kodning av en inmatad bildsignal till en komprimerad inmatad bildsignal, varvid bildsignalen innefattar digitaliserad bilddata i ett flertal pixel; och datorprogramprodukten innefattar ett lagringsmedium; kännetecknad av: - medel, lagrade på lagringsmediet, for styrning av datorsystemet till att som indata mottaga en uppsättning pixelkoefficienter, utgörande en del av en icke komprimerad bild; - medel, lagrade på lagringsmediet, for styrning av datorsystemet att filtrera i ett forsta filtreringssteg, som reaktion på ett forsta forbestämt villkor, uppsättningen pixelkoefficienter så att bildkvaliteten hos nämnda komprimerade utsignal prioriteras genom bevarande av pixelkoefﬁcienter som bidrar signifikant till bildkvalitet och bortﬁltrering av de övriga pixelkoefficientema; - medel, lagrade på lagringsmediet, for styrning av datorsystemet att filtrera i ett andra filtreringssystem, som reaktion på ett andra forbestämt villkor, uppsättningen pixelkoefficienter så att en hög uppnåelig kompressionsfaktor for nämnda uppsättning pixelkoefﬁcienter prioriteras framfor bildkvalitet hos nämnda komprimerade utsignal genom bortﬁltrering också av pixelkoeffficienter som bidrar signifikant till bildkvalitet; - medel, lagrade på lagringsmediet, for styrning av datorsystemet att utmata en selektivt filtrerad pixelkoefﬁcienter till ett påfoljande steg hos bildsignalkodningssystemet.A computer program product for use with a computer system in an image signal coding system for encoding an input image signal into a compressed input image signal, the image signal comprising digitized image data in a plurality of pixels; and the computer program product comprises a storage medium; characterized by: - means, stored on the storage medium, for controlling the computer system to receive as input data a set of pixel coefficients, forming part of an uncompressed image; means, stored on the storage medium, for controlling the computer system to filter in a first filtering step, in response to a first predetermined condition, the set of pixel coefficients so that the image quality of said compressed output signal is prioritized by preserving pixel coefficients that contribute significantly to image quality. pixel coefficients; means, stored on the storage medium, for controlling the computer system to filter in a second filtering system, in response to a second predetermined condition, the set of pixel coefficients so that a high achievable compression factor for said set of pixel coefficients is prioritized over image quality of said compressed output coefficient. which contributes significantly to image quality; means, stored on the storage medium, for controlling the computer system to output a selectively filtered pixel coefficient to a subsequent step of the image signal coding system.

23. Datorprogramprodukten enligt kravet 22, varvid nämnda forsta ﬁltreringssteg utfors for varje mottagen uppsättning pixel, eller när en kodningssystemtillståndsparameter, t ex utmatad bitmängd, är inom ett forbestämt avvikelseområde från ett forbestämt börvärde.The computer program product of claim 22, wherein said first filtering step is performed for each received set of pixels, or when an encoding system state parameter, such as output bit rate, is within a predetermined deviation range from a predetermined setpoint.

24. Datorprogramprodukten enligt kravet 23, varvid nämnda andra ﬁltreringssteg utfors när bildkvaliteten hos nämnda komprimerade utsignal är sämre än en forbestämd minimal bildkvalitet eller när bildkvalitetdetaljer är osynliga eller svåra att upptäcka av det mänskliga synsystemet. 10 15 20 25 30 35 512 832 6The computer program product of claim 23, wherein said second filtering steps are performed when the image quality of said compressed output signal is inferior to a predetermined minimum image quality or when image quality details are invisible or difficult to detect by the human visual system. 10 15 20 25 30 35 512 832 6

25. Datorprogramprodukten enligt kravet 24, varvid bildkvaliteten ' utvärderas medelst en kodningssystemparametert ex en kvantiseringsskalfaktor, ' som är ett direkt eller indirekt mått på bildkvaliteten hos nämnda komprimerade utsignal.The computer program product according to claim 24, wherein the image quality is evaluated by means of a coding system parameter ex a quantization scale factor, which is a direct or indirect measure of the image quality of said compressed output signal.

26. Datorprogramprodukten enligt kravet 25, varvid ﬁltreringen hos det första respektive det andra ﬁltreringssteget utförs i enlighet med en första respektive andra förutbestämd koefﬁcienttröskelfttnktion, där varje koefﬁcíenttröskelfunktion är beroende av tillståndet hos bildsignalkodningssystemet och förbestämda koefﬁcientkarakteristika och/eller eventuellt bilddatainnehållet hos den inmatade bildsignalen och /eller eventuellt tillståndet hos den utmatade komprimerade bildsignalen.The computer program product of claim 25, wherein the filtering of the first and second filtering steps, respectively, is performed in accordance with a first and a second predetermined coefficient threshold function, respectively, each coefficient threshold function depending on the state of the image signal coding system and the predetermined coefficient or optionally the state of the output compressed image signal.

27. Datorprogramprodukten enligt kravet 22, varvid bilddatan hos nämnda mottagna uppsättning pixel är i form av koefﬁcienter i frekvensdomänen, där koefﬁcienterna karakteriseras av deras amplitud och frekvens.The computer program product of claim 22, wherein the image data of said received set of pixels is in the form of coefficients in the frequency domain, the coefficients being characterized by their amplitude and frequency.

28. Datorprogramprodukten enligt kravet 26, varvid den första koefñcienttröskelfunktionen är förbestämd i enlighet med erforderliga kriterier, såsom erforderlig bildkvalitet, erforderlig bitmängd per uppsättning pixel eller användarkommandon.The computer program product of claim 26, wherein the first coefficient threshold function is predetermined according to required criteria, such as required image quality, required bit rate per set of pixels or user commands.

29. koefficienttröskelfunktionen bestäms dynamiskt för varje individuellt mottagen Datorprogramprodukten enligt kravet 26, varvid den andra uppsättning pixelkoefñcienter och eventuellt också för varje individuell koefñcient hos nämnda uppsättning pixelkoeffﬁcienter. 30. bildsignalkodningssystem för kodning av en inmatad bildsignal till en komprimerad utmatad bildsignal, däri bildsignalen innefattande digitaliserad bilddata i ett flertal En datorprogramprodukt för användning med ett datorsystem i ett pixel och där bildsignalkodningssystemet har kvantiseringsorgan för kvantisering av bilddata i enlighet med en förbestämd erforderlig kompressionsfaktor för åstadkommande av en förbestämd maximal bitmängd i nämnda system; varvid datorprogramprodukten innefattar ett lagringsmedium; kännetecknad av: - medel, lagrade på lagringsmediet, för styrning av datorsystemet att mottaga som indata en uppsättning pixelkoefﬁcienter utgörande en del av en bild, där bilddata hos nämnda pixel är i formen av koefﬁcienter i en frekvensdomän; 10 15 20 25The coefficient threshold function is determined dynamically for each individually received computer program product according to claim 26, wherein the second set of pixel coefficients and possibly also for each individual coefficient of said set of pixel coefficients. An image signal coding system for encoding an input image signal into a compressed output image signal, therein the image signal comprising digitized image data in a plurality A computer program product for use with a computer system in a pixel and wherein the image signal coding system has quantizing means for quantizing image compression. providing a predetermined maximum bit rate in said system; wherein the computer program product comprises a storage medium; characterized by: - means, stored on the storage medium, for controlling the computer system to receive as input data a set of pixel coefficients forming part of an image, the image data of said pixel being in the form of coefficient coefficients in a frequency domain; 10 15 20 25

30. 35 512 832 - medel, lagrade på lagringsmediet, for styrning av datorsystemet att utvärdera det aktuella tillståndet hos bildsignalkodningssysternet'genom utvärdering av ' nämnda kvantiseringsskalfaktor; - medel, lagrade på lagringsmediet, för styrning av datorsystemet att selektera en forbestämd koefficienttröskelfunktion beroende av kvantiseringsskalfaktom och av koefﬁcientfrekvenskarakteristiken hos nämnda uppsättning pixel, varvid: en första koefﬁcienttröskelﬁmktion är anordnad med ett frekvens- och amplitudnivåberoende så att koefﬁcienter som bidrar signifikant till bildkvalitet i den komprimerade bildsignalen är över nämnda koefficienttröskelfunktion; och varvid; en andra koefficienttröskelfunktion är anordnad med ett frekvens- och amplitudnivåberoende så att koefñcienter som bidrar till en begränsning av en for tillfället uppnåeli g kompressionsgrad är under nämnda andra tröskelfunktion; - medel, lagrade på lagringsmediet, for styrning av datorsystemet att filtrera koefﬁeienterna i enlighet med nämnda selekterade koefficienttröskelfunktion genom att ersätta koefﬁcienter som har en amplitud lägre än nämnda koefficienttröskelfunktíon med ett förbestämt run-length-amplitudvärde, företrädesvis noll; och - medel, lagrade på lagringsmediet, for styrning av datorsystem att utmata en selektivt filtrerad uppsättning pixelkoefﬁcienter till nämnda kvantiseringsorgan.30. 35 512 832 - means, stored on the storage medium, for controlling the computer system to evaluate the current state of the image signal coding system 'by evaluating said quantization scale factor; means, stored on the storage medium, for controlling the computer system to select a predetermined coefficient threshold function depending on the quantization scale factor and on the coefficient frequency characteristic of said set of pixels, wherein: a first coefficient threshold threshold is arranged in a coefficient of image. the compressed image signal is above said coefficient threshold function; and wherein; a second coefficient threshold function is provided with a frequency and amplitude level dependence so that coefficients which contribute to a limitation of a currently achievable degree of compression are below said second threshold function; means, stored on the storage medium, for controlling the computer system to filter the coefficients according to said selected coefficient threshold function by replacing coefficients having an amplitude lower than said coefficient threshold function with a predetermined run-length amplitude value, preferably zero; and - means, stored on the storage medium, for controlling computer systems to output a selectively filtered set of pixel coefficients to said quantizing means.

31. Datorprogramprodukten enligt krav 30, varvid en koefﬁcienttröskelfunktion är anordnad så att frekvenskoefficienter under en forbestämd frekvensnivå bevaras, koefficienter med en amplitud över en forbestämd amplitudnivå bevaras och koefﬁcienter med en amplitud under nämnda amplitudnivå ﬁltreras bort i nämnda filtreringssteg.The computer program product according to claim 30, wherein a coefficient threshold function is arranged so that frequency coefficients below a predetermined frequency level are maintained, coefficients with an amplitude above a predetermined amplitude level are maintained and coefficients with an amplitude below said amplitude level are filtered out.

32. , Datorprogramprodukten enligt krav 30, varvid den forsta koefficienttröskelﬁlnktionen selekteras för alla mottagna uppsättningar pixelkoefﬁcienter.The computer program product of claim 30, wherein the first coefficient threshold function is selected for all received sets of pixel coefficients.

33. Datorprogramprodukten enligt kravet 30, varvid den första koefficienttröskelfunktionen selekteras när kvantiseringsskalfaktorn är under en forbestämd skalfaktortröskel motsvarande en måttlig kompressions grad.The computer program product of claim 30, wherein the first coefficient threshold function is selected when the quantization scale factor is below a predetermined scale factor threshold corresponding to a degree of moderate compression.

34. koefﬁcienttröskelfunktionen selekteras när kvantiseringsskalfaktorn är över en forbestämd skalfaktortröskel motsvarande en kompressionsgrad som har en signiﬁkant negativt påverkan på bildkvaliteten hos den komprimerade utmatade Datorprogramprodukten enligt kravet 30, varvid den andra _ _,rV-.-_ 7-7.-- _.,.,. 51 2 8 3 2 8 bildsignalen.The coefficient threshold function is selected when the quantization scale factor is above a predetermined scale factor threshold corresponding to a degree of compression which has a significant negative effect on the image quality of the compressed output computer program product according to claim 30, wherein the second _ _, rV--. ,.,. 51 2 8 3 2 8 the image signal.

35. Datorprogramprodukten enligt kravet 30, vidare innefattande medel] lagrade på lagringsmediet, för styrning av datorsystemet att utvärdera 5 bilddatainnehållet hos den inmatade bildsignalen och att selektera den andra koefﬂcienttröskelﬁrnktionen när bildkvalitetdetalj er är osynliga för det mänskliga synsystemet.The computer program product of claim 30, further comprising means] stored on the storage medium, for controlling the computer system to evaluate the image data content of the input image signal and to select the second coefficient threshold function when image quality details are invisible to the human visual system.