(57)【要約】【課題】  受信側の復号化過程における逆量子化方法を改善して、画質を向上し得るデジタル映像データの復号化方法を提供しようとする。【解決手段】  入力ＤＣＴ係数ｘｉｊを復元レベルｙｉｊにマッピングする特性を有する量子化器によりデジタル映像データを逆量子化するデジタル映像データの復号器であって、前記入力ＤＣＴ係数ｘｉｊの確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程と、該確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）により質量中心Ｃｍを計算した後、復元レベルに設定する過程と、を行うことでデジタル映像データを復号化する。【選択図】  図１
2005124145.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ＤＣＴ係数ｘｉｊを復元レベルｙｉｊにマッピングする特性を有する量子化器によりデジタル映像データを逆量子化するデジタル映像データの復号器であって、
前記入力ＤＣＴ係数ｘｉｊの確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程と、
該確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）により質量中心Ｃｍを計算した後、復元レベルに設定する過程と、を行うことを特徴とするデジタル映像データの復号化方法。
【請求項２】
前記質量中心は、
【数１】
2005124145.tif 000054
であることを特徴とし、このとき、
【数２】
2005124145.tif 000055
である、請求項１記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項３】
前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程は、
復号器に入力されたフレームの各ブロックのピクセル位置（ｉ，ｊ）に対して、０に入力された値をカウントして確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）を計算する過程と、
該確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）によりラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼推定値
【数３】
2005124145.tif 000056
を算出する過程と、
該信頼推定値
【数４】
2005124145.tif 000057
によりラプラシアンパラメータλｉｊを計算する過程と、
該ラプラシアンパラメータλｉｊにより前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を算出する過程と、を行うことを特徴とする請求項１記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項４】
前記信頼推定値
【数５】
2005124145.tif 000058
は、
【数６】
2005124145.tif 000059
により計算されることを特徴とする請求項３記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項５】
前記量子化ステップサイズＱｉｊは、
入力フレームのビットストリームヘッダーに含まれた量子化パラメータ情報から検出することを特徴とする請求項４記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項６】
前記ラプラシアンパラメータλｉｊは、
【数７】
2005124145.tif 000060
により計算されることを特徴とする請求項３記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項７】
前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）は、
【数８】
2005124145.tif 000061
により計算されることを特徴とする請求項３記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項８】
入力ＤＣＴ係数ｘｉｊを均一量子化方法により復元レベルｙｉｊに逆量子化する過程と、
前記入力ＤＣＴ係数ｘｉｊの確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程と、
該確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）により質量中心Ｃｍを計算した後、復元レベルに設定する過程と、を行うことを特徴とするデジタル映像データの復号化方法。
【請求項９】
前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程は、
復号器に入力されたフレームの各ブロックのピクセル位置（ｉ，ｊ）に対して、０に入力された値をカウントして確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）を計算する過程と、
該確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）によりラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼推定値
【数９】
2005124145.tif 000062
を算出する過程と、
該信頼推定値
【数１０】
2005124145.tif 000063
によりラプラシアンパラメータλｉｊを計算する過程と、
該ラプラシアンパラメータλｉｊにより前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を算出する過程と、を行うことを特徴とする請求項８記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項１０】
前記信頼推定値
【数１１】
2005124145.tif 000064
は、
【数１２】
2005124145.tif 000065
により計算されることを特徴とする請求項９記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項１１】
前記量子化ステップサイズＱｉｊは、
入力フレームのビットストリームヘッダーに含まれた量子化パラメータ情報から検出することを特徴とする請求項１０記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項１２】
前記ラプラシアンパラメータλｉｊは、
【数１３】
2005124145.tif 000066
により計算されることを特徴とする請求項９記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項１３】
前記平均
【数１４】
2005124145.tif 000067
は、
復元レベルｙｉｊから算出されることを特徴とする請求項１２記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項１４】
前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）は、
【数１５】
2005124145.tif 000068
により計算されることを特徴とする請求項９記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項１５】
前記質量中心Ｃｍは、
【数１６】
2005124145.tif 000069
であることを特徴とし、このとき、
【数１７】
2005124145.tif 000070
である、請求項９記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項１６】
入力ＤＣＴ係数ｘｉｊを復元レベルｙｉｊにマッピングする特性を有する量子化器によりデジタル映像データを逆量子化するデジタル映像データの復号器であって、
復号器に入力されたフレームの各ブロックのピクセル位置（ｉ，ｊ）に対して、０に入力された値をカウントして確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）を計算する過程と、
該確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）によりラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼推定値
【数１８】
2005124145.tif 000071
を算出する過程と、
該信頼推定値
【数１９】
2005124145.tif 000072
によりラプラシアンパラメータλｉｊを計算する過程と、
該ラプラシアンパラメータλｉｊにより前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を算出する過程と、
該確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）により質量中心Ｃｍを計算する過程と、
該質量中心Ｃｍを新しい復元レベルに設定する過程と、を行うことを特徴とするデジタル映像データの復号化方法。
【請求項１７】
前記信頼推定値
【数２０】
2005124145.tif 000073
は、
【数２１】
2005124145.tif 000074
により計算されることを特徴とする請求項１６記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項１８】
前記量子化ステップサイズＱｉｊは、
入力フレームのビットストリームヘッダーに含まれた量子化パラメータ情報から検出することを特徴とする請求項１７記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項１９】
前記ラプラシアンパラメータλｉｊは、
【数２２】
2005124145.tif 000075
により計算されることを特徴とする請求項１６記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項２０】
前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）は、
【数２３】
2005124145.tif 000076
により計算されることを特徴とする請求項１６記載のデジタル映像データの復号化方法。
【請求項２１】
前記質量中心Ｃｍは、
【数２４】
2005124145.tif 000077
であることを特徴とし、このとき、
【数２５】
2005124145.tif 000078
である請求項１６記載のデジタル映像データの復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタル映像データの復号化方法に係るもので、詳しくは、受信側逆量子化方法を改善したデジタル映像データの復号化方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、映像媒体の発達と共に、高容量／高画質の動映像を提供するデジタル映像サービスに対する関心が増加するにつれて、多量の映像データを相対的に少ない通信チャンネルにより伝送及び格納するための映像圧縮に対する必要性が増大されている。
【０００３】
又、実際の入力信号は、信号処理や映像圧縮において連続的な実数値を有するが、このような値をそのまま表現するとデータの量が無限に増加し、実際のデータを処理する過程でメモリや処理速度に対する問題が発生する。よって、前記入力信号のデータ量を離散的な値に表現する必要があるが、量子化は実数で表現されるｘという入力値を有限な個数のビットに示したもので、前記映像圧縮のために量子化が必要である。
【０００４】
図４は一般の量子化過程を示した図で、ＪＰＥＧ及びＭＰＥＧのイントラフレームに共通的に適用される。
【０００５】
図示されたように、量子化器は、入力されたＤＣＴ係数ｘｉｊ（ｉ，ｊ＝０，１，…，７）を復元レベルｙｉｊにマッピングする。このとき、前記復元レベルｙｉｊは集合｛ｒ１，・・・，ｒＬ｝に属する値を有し、Ｌは量子化器のレベル個数である。
【０００６】
以下、前記量子化器のマッピング過程に対して説明する。
【０００７】
集合｛ｔｍ，ｍ＝１，・・・，Ｌ＋１｝は前記ＤＣＴ係数ｘｉｊの範囲で、ｔ１及びｔＬ＋１を最小及び最大値とする決定レベルである。
【０００８】
もし前記ＤＣＴ係数ｘｉｊが区間〔ｔｍ，ｔｍ＋１］に属すると、ｍ番目の復元レベルのｒｍにマッピングされる。このとき、前記ＤＣＴ係数ｘｉｊに対する図４の入出力マッピング関係は、式１のように表現される。
【０００９】
【数２６】
2005124145.tif 000003
上式中、前記関数ｒｏｕｎｄ（ｘ）はｘに最も近い定数値を出力し、Ｑｉｊは量子化ステップサイズを示したものである。
【００１０】
又、前記ＤＣＴ係数ｘｉｊが区間〔ｔｍ，ｔｍ＋１］に属すると、前記ＤＣＴ係数ｘｉｊはｘｍ＝｛ｘ│ｘ∈〔ｔｍ，ｔｍ＋１｝｝に表現され、前記ｘｍに対する表現レベルは式２のようになる。
【００１１】
【数２７】
2005124145.tif 000004
それら式１及び式２により、ｘｍは式３のように復元レベルｒｍにマッピングされる。
ｒｍ＝ｌｍ・Ｑｉｊ        （式３）
図５は図４に示された量子化器の入出力特性を示したグラフで、前記ＤＣＴ入力ｘｉｊが０≦ｘｉｊ＜０．５の場合、前記復元レベルｙｉｊは０で、前記ＤＣＴ入力ｘｉｊが０．５≦ｘｉｊ＜１．５の場合、前記復元レベルは１になる。
【００１２】
前記量子化方法は均一量子化方法であって、図４に示された均一量子化器は設計が簡単であるため、ほとんどのデジタル映像コーデックであるＪＰＥＧ及びＭＰＥＧなどの符号化及び復号化方法に採択される。
【００１３】
然し、前記量子化器に入力されるＤＣＴ係数は、均等分布でないラプラシアン（ｌａｐｌａｃｉａｎ）分布であるため、前記均一量子化方法により映像データを圧縮すると、量子化誤差が大きくなって再生画質が低下するという短所があった。
【００１４】
このような均一量子化器の問題点を解決するための非均一量子化器中、ロイド−マックス（Ｌｌｏｙｄ−Ｍａｘ）量子化器が最も代表的な最適量子化器として使用されている。
【００１５】
然し、該ロイド−マックス量子化器は、各量子化レベルに対して最小平均二乗誤差を有するように、最適の決定レベル及び復元レベルを算出する量子化器であって、具現複雑度が非常に高いため、実質的に使用する時に計算量が多く要求され、システム負荷が加重されるという問題点があった。
【００１６】
又、従来のデジタル映像データの復号化方法は、図４に示された均一量子化器により逆量子化するが、もし前記入力ＤＣＴ係数の確率分布関数（Ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ：ＰＤＦ）が均等分布をなすと、従来の復号化方法は、前記ロイド−マックス量子化器と同様な性能を示すようになる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
然るに、このような従来の均一量子化器を使用するデジタル映像データの復号化方法においては、前記入力ＤＣＴ係数がラプラシアン分布を有するため、量子化エラーが多く発生し、受信側で復元された映像の画質が低下するという不都合な点があった。
【００１８】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、受信側の復号化過程における逆量子化方法を改善して、画質を向上し得るデジタル映像データの復号化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このような目的を達成するため、本発明に係るデジタル映像データの復号化方法は、入力ＤＣＴ係数ｘｉｊを復元レベルｙｉｊにマッピングする特性を有する量子化器によりデジタル映像データを逆量子化するデジタル映像データの復号器であって、前記入力ＤＣＴ係数ｘｉｊの確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程と、該確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）により質量中心Ｃｍを計算した後、復元レベルに設定する過程と、を行うことを特徴とする。
【００２０】
又、入力ＤＣＴ係数ｘｉｊを均一量子化方法により復元レベルｙｉｊに逆量子化する過程と、前記入力ＤＣＴ係数ｘｉｊの確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程と、該確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）により質量中心Ｃｍを計算した後、復元レベルに設定する過程と、を行うことを特徴とする。
【００２１】
又、入力ＤＣＴ係数ｘｉｊを復元レベルｙｉｊにマッピングする特性を有する量子化器によりデジタル映像データを逆量子化するデジタル映像データの復号器であって、復号器に入力されたフレームの各ブロックのピクセル位置（ｉ，ｊ）に対して、０に入力された値をカウントして確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）を計算する過程と、該確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）によりラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼推定値
【００２２】
【数２８】
2005124145.tif 000005
を算出する過程と、該信頼推定値
【００２３】
【数２９】
2005124145.tif 000006
によりラプラシアンパラメータλｉｊを計算する過程と、該ラプラシアンパラメータλｉｊにより前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を算出する過程と、該確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）により質量中心Ｃｍを計算する過程と、該質量中心Ｃｍを新しい復元レベルに設定する過程と、を行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明により、入力ＤＣＴ係数ｘｉｊを復元レベルｙｉｊにマッピングする特性を有する量子化器によりデジタル映像データを逆量子化するデジタル映像データの復号器であって、前記入力ＤＣＴ係数ｘｉｊの確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程と、該確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）により質量中心Ｃｍを計算した後、復元レベルに設定する過程と、を行うことを特徴とするデジタル映像データの復号化方法が提供され、それにより上記目的が達成される。
【００２５】
前記質量中心は、
【００２６】
【数３０】
2005124145.tif 000007
であることを特徴とし、このとき、
【００２７】
【数３１】
2005124145.tif 000008
であってもよい。
【００２８】
前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程は、復号器に入力されたフレームの各ブロックのピクセル位置（ｉ，ｊ）に対して、０に入力された値をカウントして確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）を計算する過程と、該確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）によりラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼推定値
【００２９】
【数３２】
2005124145.tif 000009
を算出する過程と、該信頼推定値
【００３０】
【数３３】
2005124145.tif 000010
によりラプラシアンパラメータλｉｊを計算する過程と、該ラプラシアンパラメータλｉｊにより前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を算出する過程と、を行うことを特徴としてもよい。
【００３１】
前記信頼推定値
【００３２】
【数３４】
2005124145.tif 000011
は、
【００３３】
【数３５】
2005124145.tif 000012
により計算されることを特徴としてもよい。
【００３４】
前記量子化ステップサイズＱｉｊは、入力フレームのビットストリームヘッダーに含まれた量子化パラメータ情報から検出することを特徴としてもよい。
【００３５】
前記ラプラシアンパラメータλｉｊは、
【００３６】
【数３６】
2005124145.tif 000013
により計算されることを特徴としてもよい。
【００３７】
前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）は、
【００３８】
【数３７】
2005124145.tif 000014
により計算されることを特徴としてもよい。
【００３９】
本発明により、入力ＤＣＴ係数ｘｉｊを均一量子化方法により復元レベルｙｉｊに逆量子化する過程と、前記入力ＤＣＴ係数ｘｉｊの確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程と、該確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）により質量中心Ｃｍを計算した後、復元レベルに設定する過程と、を行うことを特徴とするデジタル映像データの復号化方法が提供され、それにより上記目的が達成される。
【００４０】
前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を推定する過程は、復号器に入力されたフレームの各ブロックのピクセル位置（ｉ，ｊ）に対して、０に入力された値をカウントして確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）を計算する過程と、該確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）によりラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼推定値
【００４１】
【数３８】
2005124145.tif 000015
を算出する過程と、該信頼推定値
【００４２】
【数３９】
2005124145.tif 000016
によりラプラシアンパラメータλｉｊを計算する過程と、該ラプラシアンパラメータλｉｊにより前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を算出する過程と、を行うことを特徴としてもよい。
【００４３】
前記信頼推定値
【００４４】
【数４０】
2005124145.tif 000017
は、
【００４５】
【数４１】
2005124145.tif 000018
により計算されることを特徴としてもよい。
【００４６】
前記量子化ステップサイズＱｉｊは、入力フレームのビットストリームヘッダーに含まれた量子化パラメータ情報から検出することを特徴としてもよい。
【００４７】
前記ラプラシアンパラメータλｉｊは、
【００４８】
【数４２】
2005124145.tif 000019
により計算されることを特徴としてもよい。
【００４９】
前記平均
【００５０】
【数４３】
2005124145.tif 000020
は、復元レベルｙｉｊから算出されることを特徴としてもよい。
【００５１】
前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）は、
【００５２】
【数４４】
2005124145.tif 000021
により計算されることを特徴としてもよい。
【００５３】
前記質量中心Ｃｍは、
【００５４】
【数４５】
2005124145.tif 000022
であることを特徴とし、このとき、
【００５５】
【数４６】
2005124145.tif 000023
であってもよい。
【００５６】
本発明により、入力ＤＣＴ係数ｘｉｊを復元レベルｙｉｊにマッピングする特性を有する量子化器によりデジタル映像データを逆量子化するデジタル映像データの復号器であって、復号器に入力されたフレームの各ブロックのピクセル位置（ｉ，ｊ）に対して、０に入力された値をカウントして確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）を計算する過程と、該確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）によりラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼推定値
【００５７】
【数４７】
2005124145.tif 000024
を算出する過程と、
該信頼推定値
【００５８】
【数４８】
2005124145.tif 000025
によりラプラシアンパラメータλｉｊを計算する過程と、該ラプラシアンパラメータλｉｊにより前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を算出する過程と、該確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）により質量中心Ｃｍを計算する過程と、該質量中心Ｃｍを新しい復元レベルに設定する過程と、を行うことを特徴とするデジタル映像データの復号化方法が提供され、それにより上記目的が達成される。
【００５９】
前記信頼推定値
【００６０】
【数４９】
2005124145.tif 000026
は、
【００６１】
【数５０】
2005124145.tif 000027
により計算されることを特徴としてもよい。
【００６２】
前記量子化ステップサイズＱｉｊは、入力フレームのビットストリームヘッダーに含まれた量子化パラメータ情報から検出することを特徴としてもよい。
【００６３】
前記ラプラシアンパラメータλｉｊは、
【００６４】
【数５１】
2005124145.tif 000028
により計算されることを特徴としてもよい。
【００６５】
前記確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）は、
【００６６】
【数５２】
2005124145.tif 000029
により計算されることを特徴としてもよい。
【００６７】
前記質量中心Ｃｍは、
【００６８】
【数５３】
2005124145.tif 000030
であることを特徴とし、このとき、
【００６９】
【数５４】
2005124145.tif 000031
であってもよい。
【発明の効果】
【００７０】
本発明に係るデジタル映像データの復号化方法は、均一量子化器を採択するほとんどのデジタル映像復号器に適用することで、質量中心により最適化された復元レベルを利用して再生画質を向上し得るという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７１】
以下、本発明の実施の形態に対し、図面に基づいて説明する。
【００７２】
本発明に係るデジタル映像データの復号化方法は、ロイド−マックス量子化器より少ない演算量によって、前記ロイド−マックス量子化器に近接された性能を得るための方法である。
【００７３】
非均一量子化器であるロイド−マックス量子化の設計観点では、最適の決定レベルは、相互隣接した決定レベルの質量中心に位置するため、量子化器に入力されたＤＣＴ係数の確率分布関数が推定されると、最適に近接された決定レベルを探すことができる。
【００７４】
本発明では、式３により算出された復元レベルｒｍの代りに、区間〔ｔｍ，ｔｍ＋１］の質量中心を決定レベルｘｍの新しい復元レベルＣｍに決定するが、該新しい復元レベルＣｍは、式４のように表示される。
【００７５】
【数５５】
2005124145.tif 000032
上式中、ｐ（ｘｉｊ）は入力ＤＣＴ係数ｘｉｊの確率分布関数である。
【００７６】
前記式４を適用するためには、復号器がｐ（ｘｉｊ）を知るべきである。
【００７７】
以下、前記ｘｉｊの確率分布関数ｐ（ｘｉｊ）を効率的に推定する方法に対して説明する。
【００７８】
一般に、輝度ＤＣＴ係数のＡＣ（ａｌｔｅｒｎａｔｅ  ｃｕｒｒｅｎｔ）成分は、式５のようなラプラシアン分布として知られている。
【００７９】
【数５６】
2005124145.tif 000033
上式５中、λｉｊはラプラシアンパラメータで、入力ＤＣＴ係数ｘｉｊの分布を決定する重要な変数である。デジタル符号及び復号化におけるＤＣＴの単位は８×８ブロックであるため、１個のＤＣ（ｄｉｒｅｃｔ  ｃｕｒｒｅｎｔ）成分を除いた総６３個のＡＣ成分に対し、個別的なラプラシアンパラメータλｉｊ値を割り当てるべきである。
【００８０】
前記式５によると、確率変数の
【００８１】
【数５７】
2005124145.tif 000034
平均は、式６のように計算される。
【００８２】
【数５８】
2005124145.tif 000035
このとき、上式６からラプラシアンパラメータλｉｊは、式７のように整理される。
【００８３】
【数５９】
2005124145.tif 000036
前記ラプラシアンパラメータλｉｊと確率変数
【００８４】
【数６０】
2005124145.tif 000037
との平均間に逆関係が成立することは、式７により知ることができる。
【００８５】
上式７により計算されたラプラシアンパラメータと実際のブロックの特定位置における確率分布関数とを比較することで、式７の信頼度を検証することができる。
【００８６】
表１は、５１２×５１２大きさの‘Ｃｏｕｐｌｅ’テスト映像に対するラプラシアンパラメータを、式７により計算した結果を示したものである。
【００８７】
【表１】
2005124145.tif 000038
又、図１（Ａ）（Ｂ）は、実際の確率分布と式７により計算された確率分布とを比較して示したグラフで、その中、図１（Ａ）は、８×８ブロックの（２，２）における実際の確率分布と表１のラプラシアンパラメータλ２２＝０．１３９により具現された確率分布とを比較して示したグラフで、実際の確率分布と式７により計算された確率分布とは、ほとんど類似していることが分かる。
【００８８】
且つ、図１（Ｂ）は、（６，５）における実際の確率分布と表１のラプラシアンパラメータλ６５＝０．４９６により具現された確率分布とを比較して示したグラフで、図１（Ａ）と同様に、実際の確率分布と式７により計算された確率分布とは、ほとんど類似しているため、前記結果から式７の信頼性が保障される。
【００８９】
然し、前記入力ＤＣＴ係数ｘｉｊに対して復調器から分かる情報は、前記ｘｉｊの復元レベルｙｉｊのみであるため、与えられた情報ｙｉｊにより前記確率変数
【００９０】
【数６１】
2005124145.tif 000039
の平均
【００９１】
【数６２】
2005124145.tif 000040
を推定する。
【００９２】
前記確率変数
【００９３】
【数６３】
2005124145.tif 000041
の平均
【００９４】
【数６４】
2005124145.tif 000042
は、式８の過程により近似化することができる。
【００９５】
【数６５】
2005124145.tif 000043
上式８の結果によると、２番目の項目が支配的な値であるが、１番目の項目もＱｉｊ値が大きいため無視することができない。よって、１番目の項目を計算するために、まず、前記ラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼度の高い推定値を算出する。
【００９６】
前記ラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼推定値を算出するために、図５から得られる確率関係式を利用する。
【００９７】
【数６６】
2005124145.tif 000044
上式９のＰ（Ｙｉｊ）＝０は、エントロピー復号化された８×８ブロックの（ｉ，ｊ）番目の位置における０の個数を計算して分ることができる。前記式９により計算されたＰ（Ｙｉｊ）＝０を利用してラプラシアンパラメータλｉｊを求めると、式１０のようになる。
【００９８】
【数６７】
2005124145.tif 000045
このとき、関数Ｉｎ（ｘ）はｘに対する自然ログ関数である。
【００９９】
前記式１１の結果を前記ラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼推定値
【０１００】
【数６８】
2005124145.tif 000046
に表示して、前記式８を整理すると、式１１のようになる。
【０１０１】
【数６９】
2005124145.tif 000047
上式１１及び式７によりラプラシアンパラメータλｉｊは、式１２のような関係式に整理される。
【０１０２】
【数７０】
2005124145.tif 000048
上式１２の信頼性を証明するために、５１２×５１２大きさのテストイメージの‘Ｃｏｕｐｌｅ’をＪＰＥＧの標準量子化テーブルにより符号化し、前記式１２により復号器から前記ラプラシアンパラメータλｉｊ値を計算した。
【０１０３】
表２は、前記式１２により計算されたラプラシアンパラメータλｉｊ値を示したもので、前記表１及び表２の結果値は非常に類似している。
【０１０４】
【表２】
2005124145.tif 000049
従って、前記ラプラシアンパラメータλｉｊの信頼推定値
【０１０５】
【数７１】
2005124145.tif 000050
により、前記ラプラシアンパラメータを推定する数学式１２の信頼性が証明される。
【０１０６】
その結果、前記数学式１２により求められたラプラシアンパラメータλｉｊ値により前記数学式４の質量中心を計算し、該質量中心値を復元レベルに決定すると、従来の均一量子化方法により求められる復元レベルに比べて一層正確な復元レベル値を算出し、量子化により発生する雑音を減少することで、復調化された映像の画質を向上することができる。
【０１０７】
図２は本発明に係るデジタル映像データの復号化方法を示したフローチャートで、デジタル映像システムの受信側に前記発明内容を適用して復号する方法である。
【０１０８】
まず、前記受信側に入力されたフレームの各８×８ブロックの６４個のピクセル位置（ｉ，ｊ）に対して、０に入力された値をカウントして確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）を計算し（Ｓ１）、該計算された確率分布関数Ｐ（Ｙｉｊ＝０）を数学式１０に適用してラプラシアンパラメータλｉｊに対する信頼推定値の
【０１０９】
【数７２】
2005124145.tif 000051
を求める（Ｓ２）。
【０１１０】
次いで、前記信頼推定値
【０１１１】
【数７３】
2005124145.tif 000052
を前記数学式１２に代入してラプラシアンパラメータλｉｊを算出する（Ｓ３）が、このとき、前記数学式１２を計算するために必要な量子化ステップサイズＱｉｊは、前記受信側に入力されるビットストリームのヘッダーに含まれた量子化パラメータ情報から分ることができる。
【０１１２】
次いで、前記数学式１２により算出されたラプラシアンパラメータλｉｊを前記数学式５に代入して各ピクセル位置（ｉ，ｊ）におけるラプラシアン確率分布関数Ｐ（ｘｉｊ）を求め（Ｓ４）、前記ラプラシアン確率分布関数Ｐ（ｘｉｊ）を前記数学式４に適用して計算することで質量中心を算出した（Ｓ５）後、該質量中心を復元レベルに設定する（Ｓ６）。
【０１１３】
このように、本発明は、前記質量中心を復元レベルに設定して復号化することで、従来の復号化方法より復元された映像の画質を一層向上することができる。
【０１１４】
図３は従来の均一量子化器と本発明で提案された方法による量子化器との率−歪み性能を比較して示したグラフで、本発明の結果値は、従来の標準均一量子化器より全てのエントロピーレベルで低い平均二乗誤差を有する。よって、本発明に係る復号化方法が従来の復号化方法より優秀で、特に、小さなエントロピーレベルでは従来の量子化器より性能が著しく優秀であることが分かる。
【０１１５】
又、本発明に係る復号化方法及び従来の復号化方法の再生画質を客観的に評価するために、ＰＳＮＲ（Ｐｅａｋ  Ｓｉｇｎａｌ  ｔｏ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ）を比較して表３に示した。
【０１１６】
【表３】
2005124145.tif 000053
前記評価のために使用されたテスト映像は‘Ｌｅｎａ’、‘Ｃｏｕｐｌｅ’及び‘Ｐｅｐｐｅｒｓ’映像で、それらテスト映像は全て８ビットグレー（ｇｒａｙ）映像で、大きさは５１２×５１２である。多様なテストのために、指標（ｑｕａｌｉｔｙ  ｆａｃｔｏｒ）ｑが各テスト映像の量子化品質を多様なレベルに調節する。
【０１１７】
前記表３によると、全ての指標ｑ値に対して、本発明の復号化方法によるＰＳＮＲ値が従来の復号化方法によるＰＳＮＲ値より高く、本発明に係る復号化方法により得られるＰＳＮＲ利得は約０．２〜０．５ｄＢであることが分かる。
【０１１８】
以上説明したように、本発明に係るデジタル映像データの復号化方法は、均一量子化器を採択するほとんどのデジタル映像復号器に適用することで、質量中心により最適化された復元レベルを利用して再生画質を向上し得るという効果がある。
【０１１９】
以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
（要約）
本発明は、受信側の復号化過程における逆量子化方法を改善して、画質を向上し得るデジタル映像データの復号化方法を提供しようとする。
【０１２０】
入力ＤＣＴ係数を復元レベルにマッピングする特性を有する量子化器によりデジタル映像データを逆量子化するデジタル映像データの復号器であって、前記入力ＤＣＴ係数の確率分布関数を推定する過程と、該確率分布関数により質量中心を計算した後、復元レベルに設定する過程と、を行うことでデジタル映像データを復号化する。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】（Ａ）（Ｂ）は、（２，２）及び（６，５）の位置における実際の確率分布と式７により計算された確率分布とを比較して示したグラフである。
【図２】本発明に係るデジタル映像データの復号化方法を示したフローチャートである。
【図３】本発明に係る量子化器と従来の量子化器とのレート−歪み性能を比較して示したグラフである。
【図４】一般の量子化器の入出力関係を示した説明図である。
【図５】図４に示された量子化器の入出力特性を示したグラフである。
【図１】
2005124145.tif 000079
【図２】
2005124145.tif 000080
【図３】
2005124145.tif 000081
【図４】
2005124145.tif 000082
【図５】
2005124145.tif 000083