專利名稱：去除視頻圖像中塊效應(yīng)的濾波方法及環(huán)路濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及到多媒體領(lǐng)域的視頻圖像平滑濾波技術(shù)，特別涉及到一種去除視頻圖像中塊效應(yīng)的濾波方法及實現(xiàn)該方法的環(huán)路濾波器。
背景技術(shù)：
在視頻壓縮編碼過程中，為了消除視頻圖像數(shù)據(jù)幀的空間相關(guān)性，通常將每一幀的像素劃分成若干個N×N的像素塊，稱為宏塊，一般情況下，N為16。其中，每個宏塊還可以進(jìn)一步劃分為1個16×16或若干個8×8、16×8、8×16或4×4的小塊，并在視頻圖像的編碼處理過程中，以所劃分的小塊為視頻編碼以及運動估計的基本單位。上述這種對像素進(jìn)行分塊編碼處理的方法可以減少視頻圖像數(shù)據(jù)幀在空間上的信息冗余，實現(xiàn)傳輸視頻圖像所需數(shù)據(jù)量的壓縮。但是，由于在視頻壓縮過程中引入的量化操作是有損壓縮，因而容易導(dǎo)致視頻圖像的塊效應(yīng)，即在接收的圖像中可能會出現(xiàn)通常所說的“馬賽克”現(xiàn)象，造成視頻圖像的主觀質(zhì)量下降。因此，在圖像處理的過程中，必須存在一種消除圖像塊效應(yīng)的方法，以提高用戶接收的視頻圖像的質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種去除視頻編碼中塊效應(yīng)的方法，可以消除視頻圖像由于分塊編碼處理所造成的塊效應(yīng)，提高用戶所接收視頻圖像的質(zhì)量。
本發(fā)明還提供了一種環(huán)路濾波器，可以應(yīng)用本發(fā)明所述去除視頻圖像塊效應(yīng)的方法，去除輸入視頻圖像中的塊效應(yīng)，實現(xiàn)視頻圖像的實時編、解碼。
本發(fā)明所述去除視頻圖像中塊效應(yīng)的濾波方法，包括濾波判決以及濾波執(zhí)行兩個步驟，其中，所述濾波判決為根據(jù)接收圖像的像素及編碼信息，確定每兩個相鄰小塊的邊界上是否存在圖像的真實邊緣以及確定每兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值，其中，不同的塊效應(yīng)值與不同的濾波力度一一對應(yīng)；所述濾波執(zhí)行為對于在邊界上存在真實邊緣的相鄰小塊，不進(jìn)行濾波；對于在邊界上不存在真實邊緣的相鄰小塊，按照其塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度，選擇與該濾波力度對應(yīng)的濾波方法進(jìn)行濾波。
本發(fā)明所述確定兩個相鄰小塊的邊界上是否存在圖像的真實邊緣包括A、根據(jù)接收圖像的像素，分別計算相鄰小塊的塊間像素差值絕對值以及該相鄰小塊中每一個小塊的塊內(nèi)像素差值絕對值；B、將計算得到的塊間像素差值絕對值以及塊內(nèi)像素差值絕對值與預(yù)先設(shè)定的塊間像素差值門限以及塊內(nèi)像素差值門限進(jìn)行比較，如果所述塊間像素差值絕對值大于所述塊間像素差值門限，或者所述相鄰小塊中有一個小塊的塊內(nèi)像素差值絕對值大于所述塊內(nèi)像素差值門限，則兩個小塊的邊界上存在圖像的真實邊緣；否則，兩個相鄰小塊的邊界上不存在圖像的真實邊緣。
本發(fā)明所述確定兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值為對接收圖像的編碼信息進(jìn)行判斷，當(dāng)所述兩個相鄰小塊中的任一個小塊為幀內(nèi)編碼的宏塊邊緣小塊時，確定塊效應(yīng)值為對應(yīng)強濾波的塊效應(yīng)值；當(dāng)所述兩個相鄰小塊均不是幀內(nèi)編碼的宏塊邊緣小塊，但是存在運動預(yù)測差別或者編碼系數(shù)差別的小塊時，確定塊效應(yīng)值為對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值；當(dāng)以上條件都不滿足時，確定塊效應(yīng)值為對應(yīng)不濾波的塊效應(yīng)值。
本發(fā)明所述幀內(nèi)編碼的宏塊邊緣小塊為屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊并且其邊界為所屬幀內(nèi)預(yù)測宏塊邊界的小塊；所述兩個相鄰小塊均不是幀內(nèi)編碼的宏塊邊緣小塊，但是存在運動預(yù)測差別或者編碼系數(shù)差別的小塊為滿足以下四個條件之一的小塊
屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊，但其邊界不是所屬宏塊的邊界；編碼系數(shù)不全為零；與其相鄰小塊的參考幀不相同；與其相鄰小塊的參考幀相同，但是與相鄰小塊運動矢量的差值至少有一個分量大于一個像素。
本發(fā)明所述對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值進(jìn)一步包括為3個子等級；所述對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值子等級的確定方法如下當(dāng)所述兩個相鄰小塊中的任一個小塊屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊，但屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊的小塊邊界不是其所屬宏塊的邊界時，確定對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值子等級為弱濾波的第一子等級；當(dāng)所述兩個相鄰小塊中至少有一個小塊的編碼系數(shù)不全為零時，確定對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值子等級為第二子等級；當(dāng)所述兩個相鄰小塊的參考幀不相同或者所述兩個相鄰小塊的參考幀相同，但是所述兩個小塊運動矢量的差值至少有一個分量大于一個像素時，確定對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值子等級為第三子等級。
本發(fā)明所述按照其塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度，選擇與該濾波力度對應(yīng)的濾波方法進(jìn)行濾波為當(dāng)塊效應(yīng)值為對應(yīng)不濾波的塊效應(yīng)值時，不進(jìn)行濾波，直接輸出接收的圖像以及編碼信息；當(dāng)塊效應(yīng)值為對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值時，對接收的圖像均執(zhí)行與弱濾波力度對應(yīng)的差值濾波；當(dāng)塊效應(yīng)值為對應(yīng)強濾波的塊效應(yīng)值時，對接收的圖像執(zhí)行與強濾波力度對應(yīng)的均值濾波。
本發(fā)明所述差值濾波的方法如下a1、根據(jù)相鄰小塊邊界兩邊的像素計算對濾波窗口內(nèi)各像素進(jìn)行調(diào)整所需的小量；
b1、根據(jù)相鄰兩個小塊的量化系數(shù)的算數(shù)平均值，在預(yù)先建立的與量化系數(shù)相關(guān)的像素增減差值門限表中查找相應(yīng)的像素增減差值門限，并將步驟a1計算得到的小量限制在查找得到的像素增減差值門限范圍內(nèi)；c1、將濾波窗口內(nèi)各像素與其經(jīng)過步驟b1限制的對應(yīng)小量相加，得到濾波窗口內(nèi)各像素濾波后的像素。
設(shè)P1、P0以及Q0、Q1為兩個相鄰小塊邊界上順序排列的像素，其中，P0和Q0為所述濾波窗口內(nèi)像素，其對應(yīng)的小量為Delta-P0、Delta-Q0；步驟a所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，-2，2，-1)計算小量Delta-P0和Delta-Q0。
設(shè)P2、Q2為兩個相鄰小塊邊界上與P1或Q1相鄰的像素，P1和Q1也為所述濾波窗口內(nèi)像素，其對應(yīng)的小量為Delta-P1、Delta-Q1；步驟a所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(2，-3，1)計算小量Delta-P1和Delta-Q1。
本發(fā)明所述差值濾波方法如下a2、根據(jù)相鄰小塊邊界兩邊的像素計算對濾波窗口內(nèi)各像素進(jìn)行調(diào)整所需的小量；b2、根據(jù)相鄰兩個小塊的對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值子等級，在預(yù)先建立的與塊效應(yīng)值子等級相關(guān)的像素增減差值門限表中查找相應(yīng)的像素增減差值門限，并將步驟a2計算得到的小量限制在查找得到的像素增減差值門限范圍內(nèi)；c2、將濾波窗口內(nèi)各像素與其經(jīng)過步驟b2限制的對應(yīng)小量相加，得到濾波窗口內(nèi)各像素濾波后的像素。
設(shè)P2、P1、P0以及Q0、Q1、Q2為兩個相鄰小塊邊界上順序排列的像素，其中，P1、P0及Q0、Q1為所述濾波窗口內(nèi)像素，其對應(yīng)的小量為Delta-P0、Delta-P1、Delta-Q0及Delta-Q1；步驟a1所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，-4，4，-1)計算小量Delta-P0、Delta-Q0，使用權(quán)重系數(shù)(2，-4，1，1)計算小量Delta-P1、Delta-Q1。
本發(fā)明所述均值濾波為根據(jù)相鄰小塊邊界兩邊的像素重新計算濾波窗口內(nèi)各點像素。
設(shè)P1、P0以及Q0、Q1為兩個相鄰小塊邊界上順序排列的像素，其中，P0和Q0為所述濾波窗口內(nèi)像素；所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，2，1)計算像素P0和Q0。
設(shè)P1和Q1也為所述濾波窗口內(nèi)像素；所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，2，1)計算像素P1和Q1。
設(shè)P3、P2、P1、P0以及Q0、Q1、Q2、P3為兩個相鄰小塊邊界上順序排列的像素，其中，P2、P1、P0及Q0、Q1、Q2為所述濾波窗口內(nèi)像素；所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，2，2，2，1)計算像素P0、Q0，使用權(quán)重系數(shù)(1，1，1，1)計算像素P1、Q1，使用權(quán)重系數(shù)(2，3，1，1，1)計算像素P2、Q2。
本發(fā)明所述去除視頻圖像中塊效應(yīng)的環(huán)路濾波器，包括濾波判決單元(100)，用于對輸入的圖像進(jìn)行邊緣檢測，以及確定兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值，其中，不同的塊效應(yīng)值與不同的濾波力度一一對應(yīng)；濾波執(zhí)行單元(200)，用于根據(jù)濾波判決單元(100)輸入的邊緣檢測結(jié)果以及確定的塊效應(yīng)值進(jìn)行判斷，對于在邊界上存在真實邊緣的相鄰小塊，不進(jìn)行濾波；對于在邊界上不存在真實邊緣的相鄰小塊，按照其塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度，選擇與該濾波力度對應(yīng)的濾波方法進(jìn)行濾波。
本發(fā)明所述濾波判決單元(100)進(jìn)一步包括像素及編碼信息存儲模塊(110)，用于接收并緩存輸入的待處理圖像的像素以及相鄰兩個小塊的編碼信息，并輸出；門限值確定模塊(120)，用于根據(jù)來自像素及編碼信息存儲模塊(110)編碼信息中兩個小塊的量化系數(shù)，確定用于進(jìn)行邊緣檢測的塊間像素差值門限以及塊內(nèi)像素差值門限，并將這兩個門限值輸出到邊緣檢測模塊(150)；像素差值計算模塊(130)，用于根據(jù)來自像素及編碼信息存儲模塊(110)的像素計算相鄰小塊邊界上像素的像素差值絕對值，并將計算得到的差值絕對值輸出到邊緣檢測模塊(150)；邊緣檢測模塊(150)，用于根據(jù)輸入的門限值以及像素差值絕對值，判決所述相鄰小塊邊界上是否存在圖像的真實邊緣，并將判決結(jié)果輸出到濾波執(zhí)行單元(200)；塊效應(yīng)值計算模塊(140)，用于根據(jù)來自像素及編碼信息存儲模塊(110)的像素及編碼信息計算所述相鄰小塊的塊效應(yīng)值，并將確定的塊效應(yīng)值以及所述的像素和編碼信息輸出到濾波執(zhí)行單元(200)。
本發(fā)明所述濾波執(zhí)行單元(200)進(jìn)一步包括濾波觸發(fā)模塊(210)，用于根據(jù)來自所述濾波判決單元(100)的邊緣檢測結(jié)果以及塊效應(yīng)值進(jìn)行濾波判決，對相鄰小塊邊界上存在圖像真實邊緣或塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度為不濾波的小塊，將輸入的像素及編碼信息直接輸出；對塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度為弱濾波的小塊，將輸入的像素及編碼信息輸出到差值濾波模塊(220)；對塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度為強濾波的小塊，將輸入的像素及編碼信息輸出均值濾波模塊(230)；差值濾波模塊(220)，用于對輸入的像素及編碼信息進(jìn)行差值濾波；均值濾波模塊(230)，用于對輸入的像素及編碼信息進(jìn)行均值濾波。
由此可以看出，總體來講，應(yīng)用本發(fā)明所述的去除視頻編碼中塊效應(yīng)的方法以及環(huán)路濾波器可以去除視頻圖像中的塊效應(yīng)，提高用戶接收的視頻圖像質(zhì)量，實現(xiàn)視頻圖像的實時編碼。


圖1為視頻圖像中兩個相鄰小塊邊界兩邊的像素示意圖；圖2顯示了本發(fā)明所述環(huán)路濾波器的結(jié)構(gòu)。
具體實施例方式
為使發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
為了去除視頻圖像中的塊效應(yīng)，本發(fā)明提供了一種去除視頻圖像中塊效應(yīng)的方法，該方法采用平滑濾波處理方法對所劃分小塊邊界兩邊的像素進(jìn)行處理，以去除小塊之間的塊效應(yīng)。圖1為視頻圖像中兩個相鄰小塊邊界兩邊的像素示意圖。圖1中的每個小方格代表視頻圖像中的一個像素，如圖1所示，所述視頻圖像在P0和Q0點被分成了兩個小塊。這兩個小塊邊界兩邊的像素可以依次命名為P3、P2、P1、P0以及Q0、Q1、Q2、Q3。所述的平滑濾波方法就是對上述邊界兩邊的像素進(jìn)行平滑濾波處理，以達(dá)到去除視頻圖像塊效應(yīng)的目的。
本發(fā)明所述的去除視頻圖像中塊效應(yīng)的濾波方法主要包括濾波判決以及濾波執(zhí)行兩個步驟。
其中，所述的濾波判決具體為根據(jù)接收圖像的像素及編碼信息，確定每兩個相鄰小塊的邊界上是否存在圖像的真實邊緣，同時確定每兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值，其中，相鄰小塊的不同的塊效應(yīng)值與不同的濾波力度是一一對應(yīng)的。
所述濾波執(zhí)行具體為對于在邊界上存在真實邊緣的相鄰小塊，不進(jìn)行濾波；對于在邊界上不存在真實邊緣的相鄰小塊，按照其塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度，選擇與該濾波力度對應(yīng)的濾波方法進(jìn)行濾波。
下面將通過本發(fā)明的優(yōu)選實施例對本發(fā)明所述去除視頻圖像塊效應(yīng)的方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
實施例1本實施例所述的方法將相鄰小塊之間的塊效應(yīng)劃分為5個等級，并使用塊效應(yīng)值Bs參數(shù)來表示相鄰小塊之間的塊效應(yīng)等級，該參數(shù)的取值范圍為0到4，其中，Bs值越大表明相鄰小塊之間的塊效應(yīng)越嚴(yán)重，需要進(jìn)行越強的平滑濾波處理。
本實施例所述的濾波判決方法包括以下步驟步驟11根據(jù)輸入的兩個相鄰小塊的像素對輸入的兩個相鄰小塊進(jìn)行邊緣檢測，判斷在所述相鄰小塊的邊界上是否存在真實的邊緣，如果存在真實邊緣，則判定不需要對輸入的相鄰小塊執(zhí)行濾波，然后結(jié)束所述的濾波判決流程；否則，執(zhí)行步驟12。
在該步驟中，所述的邊緣檢測包括以下步驟
a、計算所述相鄰小塊邊界兩邊像素差值的絕對值；所計算的像素差值一共有三個，包括相鄰小塊邊界兩邊小塊間相鄰的一對像素的差值，即塊間像素差值，如圖1中兩個小塊邊界上像素P0和Q0差值，該差值的絕對值為C1；還包括相鄰小塊邊界兩邊兩個小塊內(nèi)部距離邊界最近的各一對像素的差值，即塊內(nèi)像素差值，如P0和P1差值，其絕對值為C2，以及Q0和Q1差值，其絕對值為C3；b、將計算得到的差值與預(yù)先設(shè)定的塊間像素差值門限以及塊內(nèi)像素差值門限進(jìn)行比較，判斷所述一個小塊間像素的差值是否大于所述塊間像素差值門限，或者所述兩個小塊內(nèi)像素的差值是否有一個大于所述塊內(nèi)像素差值門限，如果是，則認(rèn)為這兩個小塊邊界處存在圖像的真實邊緣，不是塊效應(yīng)，因而不能進(jìn)行濾波，以避免平滑掉圖像的細(xì)節(jié)；否則，判定兩個小塊邊界不存在圖像的真實邊緣，可能需要進(jìn)行濾波。
在該步驟中，所述預(yù)先設(shè)定的塊間像素差值門限值以及塊內(nèi)像素差值門限由兩個表，即α表和β表確定。其中，α表記錄了在不同的量化步長QP下，相鄰小塊邊界兩邊小塊間相鄰像素的塊間差值門限值，β表記錄了在不同量化步長QP下，相鄰小塊邊界兩邊小塊內(nèi)部像素差值門限值。在進(jìn)行比較判決之前，需要首先將所述兩個相鄰小塊的QP值取算數(shù)平均后的平均值作為基準(zhǔn)去索引所述的α，β表，將檢索到的α表及β表中與當(dāng)前量化步長QP對應(yīng)的門限值作為判別的塊間差值門限α以及塊內(nèi)差值門限β，然后再進(jìn)行邊緣檢測。
所述邊緣檢測的方法具體為當(dāng)計算得到的小塊間像素差值的絕對值小于α表中與當(dāng)前量化步長QP對應(yīng)的塊間像素差值門限α，并且兩個小塊內(nèi)部像素差值的絕對值也小于β表中對應(yīng)的塊內(nèi)像素差值門限β時，則這兩個小塊的邊界不包含圖像的真實邊緣；否則，這兩個小塊的邊界則包含圖像的真實邊緣。
例如，將圖1中的P0和Q0相減得到差值絕對值C1與α表中與相應(yīng)量化步長QP對應(yīng)的門限值α進(jìn)行比較；將P0和P1相減得到差值的絕對值C2，以及將Q0和Q1相減得到差值的絕對值C3，與β表中與相應(yīng)量化步長QP對應(yīng)的門限值β進(jìn)行比較，如果C1小于α，C2小于β，且C3小于β，則這兩個小塊的邊界不存在圖像的真實邊緣，需要進(jìn)行濾波；反之，則存在圖像的真實邊緣，不需要進(jìn)行濾波。
步驟12對于可能需要進(jìn)行濾波處理的相鄰小塊，根據(jù)輸入的兩個相鄰小塊的編碼信息，包括小塊所屬宏塊的編碼類型，小塊的運動矢量，參考幀，量化系數(shù)QP以及編碼系數(shù)等等參數(shù)計算當(dāng)前相鄰兩個小塊的塊效應(yīng)值Bs，確定所述相鄰小塊的濾波等級。
所述塊效應(yīng)值Bs的計算方法如下對所述相鄰兩個小塊所屬宏塊的編碼類型進(jìn)行判斷，如果所述相鄰兩個小塊中至少有一個為幀內(nèi)編碼的小塊，即屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊并且其邊界也是所屬宏塊的邊界，則塊效應(yīng)值Bs等于4；如果所述兩個相鄰小塊中有一個屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊或兩個都屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊，但屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊的小塊邊界不是其所屬宏塊的邊界，則塊效應(yīng)值Bs等于3；如果所述兩個相鄰小塊中至少有一個小塊的編碼系數(shù)不全為零，則塊效應(yīng)值Bs等于2；如果所述兩個相鄰小塊的參考幀不相同或者所述兩個相鄰小塊的參考幀相同，但是所述兩個小塊運動矢量的差值至少有一個分量大于一個像素，則塊效應(yīng)值Bs等于1；如果以上所有的條件都不滿足，則塊效應(yīng)值Bs等于0。
在得到了兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值Bs之后，就可以根據(jù)塊效應(yīng)值Bs，選擇相應(yīng)的濾波方法對不存在圖像真實邊緣的輸入小塊完成濾波執(zhí)行步驟。所述的濾波執(zhí)行具體為對于不存在圖像真實邊緣，可能需要濾波處理的小塊，根據(jù)其塊效應(yīng)值Bs確定濾波的執(zhí)行力度當(dāng)塊效應(yīng)值Bs為0時，不進(jìn)行濾波，直接輸出接收的圖像以及編碼信息；當(dāng)塊效應(yīng)值Bs為1至3時，對接收的圖像執(zhí)行弱濾波；當(dāng)塊效應(yīng)值為4時，對接收的圖像執(zhí)行強濾波。
下面參照圖1，以水平方向為例，詳細(xì)說明本實施例所述的弱濾波以及強濾波方法。
所述弱濾波為濾波窗口寬度為4，抽頭數(shù)為4的差值濾波，所述的差值濾波將重新計算得到相鄰小塊邊界像素P1、P0、Q0及Q1的值，計算方法如下首先，根據(jù)相鄰小塊邊界兩邊的像素P2、P1、P0、Q0、Q1及Q2分別計算得到調(diào)整所述像素P1、P0、Q0及Q1的小量Delta-P1、Delta-P0、Delta-Q0及Delta-Q1，其中，所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，-4，4，-1)計算小量Delta-P0、Delta-Q0，使用權(quán)重系數(shù)(2，-4，1，1)計算小量Delta-P1、Delta-Q1。具體來講，所述小量Delta-P1、Delta-P0、Delta-Q0及Delta-Q1的計算公式如下Delta-P1=P2×2+P0+Q0-P1×44;]]>Delta-P0=(Q0-P0)×4+P1-Q18;]]>Delta-Q0=(P0-Q0)×4+Q1-P18;]]>Delta-Q1=Q2×2+Q0+P0-Q1×44.]]>然后，再根據(jù)相鄰兩個小塊的塊效應(yīng)值Bs，此時Bs的取值范圍是1至3，在預(yù)先建立的與相鄰小塊的塊效應(yīng)值相關(guān)的像素增減差值門限表Clip1中查找相應(yīng)的像素增減差值門限clip1，也即所述小量的門限，將小量限制在查找得到的像素增減差值門限范圍[-clip1，clip1]內(nèi)。
最后，再將像素P1、P0、Q0及Q1的值與計算得到并經(jīng)過像素增減差值門限clip1限定的小量Delta-P1、Delta-P0、Delta-Q0及Delta-Q1分別求和，得到最終濾波后P1、P0、Q0及Q1的像素。
所述強濾波為濾波窗口寬度為6，抽頭數(shù)為5的均值濾波，在濾波過程中，使用權(quán)重系數(shù)(1，2，2，2，1)重新計算像素P0、Q0，使用權(quán)重系數(shù)(1，1，1，1)重新計算像素P1、Q1，使用權(quán)重系數(shù)(2，3，1，1，1)重新計算像素P2、Q2。具體來講，所述均值濾波將采用如下的公式重新計算相鄰小塊邊界像素P1、P0、Q0及Q1的值
P2=P3×2+P2×3+P1+P0+Q08;]]>P1=Q0+P0+P1+P24;]]>P0=Q1+Q0×2+P0×2+P1×2+P28;]]>Q0=P1+P0×2+Q0×2+Q1×2+Q28;]]>Q1=P0+Q0+Q1+Q24;]]>Q2=Q3×2+Q2×3+Q1+Q0+P08.]]>通過上述計算公式，就可以獲得經(jīng)過差值或均值濾波后相鄰小塊邊界兩邊的像素值，從而去除視頻圖像中的塊效應(yīng)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，上述計算公式僅是本實施例較佳的實現(xiàn)形式，除了上述公式之外，還可以采用任何其他合適的計算公式來計算小塊邊界兩邊的像素，而不會超出本發(fā)明意欲保護(hù)的范圍。
需要說明的是，由于視頻圖像的小塊包含水平邊界和垂直邊界，因此，視頻圖像的濾波也分為水平濾波和垂直濾波兩個方向。上面雖然僅以水平方向為例說明了相鄰小塊的濾波方法，垂直方向的平滑濾波方法也基本相同。
由此可以看出，通過上述濾波判決以及濾波執(zhí)行步驟，可以根據(jù)相鄰兩個小塊之間塊效應(yīng)值，選擇不同力度的濾波方法對輸入的圖像進(jìn)行平滑濾波處理，達(dá)到有效去除視頻圖像中塊效應(yīng)的目的。但是，由于上述濾波方法的濾波窗口寬度較大、抽頭較多，使得濾波算法的復(fù)雜度較高，因而造成濾波過程的計算量很大。有統(tǒng)計表明，解碼器端平滑濾波的計算量大約占了整個解碼器計算量的20％，這樣大的計算量將耗費太多的CPU或DSP的計算能力，實現(xiàn)起來比較困難。
從上述實施例1的濾波執(zhí)行步驟來看，在本實施例所述的濾波方法中，對塊效應(yīng)值為1至3的相鄰小塊均采用對應(yīng)弱濾波力度的差值濾波方法進(jìn)行處理，僅對塊效應(yīng)值為4的相鄰小塊，才采用對應(yīng)強濾波力度的均值濾波方法進(jìn)行處理。并且在進(jìn)行差值濾波過程中，相鄰小塊的塊效應(yīng)值僅用于限定像素調(diào)整的小量，而并不決定濾波執(zhí)行時濾波算法的力度。據(jù)此，可以通過合并上述對應(yīng)弱濾波力度的塊效應(yīng)值的方法來簡化上述濾波算法，以減少上述濾波過程的計算量。
實施例2為了解決上述問題，降低平滑濾波算法的復(fù)雜程度以及計算量，本實施例提供了一種簡化的去除視頻圖像塊效應(yīng)的濾波方法，對實施例1所述的濾波方法進(jìn)行了簡化。該方法將相鄰小塊之間的塊效應(yīng)劃分為三個等級，同樣使用塊效應(yīng)值Bs參數(shù)來表示，該參數(shù)的取值范圍從0到2，分別對應(yīng)于三個等級的平滑濾波力度，即不濾波，弱濾波和強濾波。其中，對塊效應(yīng)值Bs為0的相鄰小塊來講，將不進(jìn)行濾波；對塊效應(yīng)值Bs為1的相鄰小塊來講，將執(zhí)行弱濾波，而對應(yīng)于塊效應(yīng)值Bs為2的相鄰小塊來講，將執(zhí)行強濾波。
本發(fā)明所述的濾波方法也主要包括濾波判決以及濾波執(zhí)行兩個步驟。下面將首先詳細(xì)說明本發(fā)明所述的濾波判決方法。
本發(fā)明所述的濾波判決方法包括以下步驟步驟21根據(jù)輸入的兩個相鄰小塊的像素對輸入的兩個相鄰小塊進(jìn)行邊緣檢測，判斷在所述相鄰小塊的邊界上是否存在真實的邊緣，如果存在真實邊緣，則判定不需要對輸入的相鄰小塊執(zhí)行濾波，然后結(jié)束所述的濾波判決流程；否則，執(zhí)行步驟22。
在該步驟中，所述的邊緣檢測與實施例1所述的邊緣檢測方法相同。
步驟22對于可能需要進(jìn)行濾波處理的相鄰小塊，根據(jù)輸入的兩個相鄰小塊的編碼信息，包括小塊所屬宏塊的編碼類型，小塊的運動矢量，參考幀，量化系數(shù)QP以及編碼系數(shù)等等參數(shù)計算當(dāng)前相鄰兩個小塊的塊效應(yīng)值Bs，確定所述相鄰小塊的濾波等級。
所述塊效應(yīng)值Bs的計算方法如下
對所述相鄰兩個小塊所屬宏塊的編碼類型進(jìn)行判斷，如果所述相鄰兩個小塊中至少有一個為幀內(nèi)編碼的小塊，即屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊，并且其邊界也是所屬宏塊的邊界，則塊效應(yīng)值Bs等于2；否則，如果所述兩個相鄰小塊均不是幀內(nèi)編碼的宏塊邊緣小塊，但是存在運動預(yù)測差別或者編碼系數(shù)差別的小塊，即滿足以下四個條件中的任一個，則塊效應(yīng)值Bs等于1A、所述兩個相鄰小塊中有一個屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊或兩個都屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊，但屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊的小塊邊界不是其所屬宏塊的邊界；B、所述兩個相鄰小塊中至少有一個小塊的編碼系數(shù)不全為零；C、所述兩個相鄰小塊的參考幀不相同；D、所述兩個相鄰小塊的參考幀相同，但是所述兩個小塊運動矢量的差值至少有一個分量大于一個像素；如果以上所有的條件都不滿足，則塊效應(yīng)值Bs等于0。
在得到了兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值Bs之后，就可以根據(jù)塊效應(yīng)值Bs，選擇相應(yīng)的濾波方法對不存在圖像真實邊緣的輸入小塊完成濾波執(zhí)行步驟。所述的濾波執(zhí)行具體為對于不存在圖像真實邊緣，可能需要濾波處理的小塊，根據(jù)其塊效應(yīng)值Bs確定濾波的執(zhí)行力度，當(dāng)塊效應(yīng)值Bs為0時，不進(jìn)行濾波，直接輸出接收的圖像以及編碼信息；當(dāng)塊效應(yīng)值Bs為1時，對接收的圖像執(zhí)行弱濾波；當(dāng)塊效應(yīng)值為2時，對接收的圖像執(zhí)行強濾波。
在執(zhí)行強濾波和弱濾波的過程中，本實施例也可以采用實施例1所述的方法，但是，為了進(jìn)一步降低濾波算法的復(fù)雜程度以及計算量，本實施例所述的強濾波以及弱濾波方法與實施例1所述的方法相比，在濾波過程中，使用了較小的窗口寬度以及抽頭數(shù)目。
下面也參照圖1，同樣以水平方向為例，詳細(xì)說明本實施例所述的弱濾波以及強濾波方法。
本實施例所述的弱濾波為濾波窗口寬度為4，抽頭數(shù)為3或4的差值濾波，所述的差值濾波將重新計算相鄰小塊邊界像素P1、P0、Q0及Q1的值，計算方法如下首先，根據(jù)相鄰小塊邊界兩邊的像素P2、P1、P0、Q0、Q1及Q2分別計算得到調(diào)整所述像素P1、P0、Q0及Q1的小量Delta-P1、Delta-P0、Delta-Q0及Delta-Q1，其中，所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(2，-3，1)計算小量Delta-P1、Delta-Q1，使用的權(quán)重系數(shù)(1，-2，2，-1)計算小量Delta-P0、Delta-Q0。具體來講，所述小量Delta-P1、Delta-P0、Delta-Q0及Delta-Q1的計算公式如下Delta-P1=(P2-P1)×2+(Q0-P1)4;]]>Delta-P0=(Q0-P0)×2+(P1-Q1)4;]]>Delta-Q0=(P0-Q0)×2+(Q1-P1)4;]]>Delta-Q1=(Q2-Q1)×2+(P0-Q1)4.]]>然后，根據(jù)相鄰兩個小塊的量化系數(shù)QP的算數(shù)平均值，在預(yù)先建立的與量化系數(shù)QP相關(guān)的像素增減差值門限表Clip2中查找相應(yīng)的像素增減差值門限clip2，也即所述小量的門限，將小量限制在查找得到的像素增減差值門限范圍[-clip2，clip2]內(nèi)。
最后，再將像素P1、P0、Q0及Q1的值與計算得到并經(jīng)過像素增減差值門限clip2限定的小量Delta-P1、Delta-P0、Delta-Q0及Delta-Q1分別求和，得到最終濾波后P1、P0、Q0及Q1的像素。
所述強濾波為濾波窗口寬度為4，抽頭數(shù)為3的均值濾波，在濾波過程中，使用權(quán)重系數(shù)(1，2，1)重新計算像素P1、P0、Q0及Q1。具體來講，所述均值濾波將采用如下的公式重新計算相鄰小塊邊界像素P1、P0、Q0及Q1的值P1=P0+2×P1+Q04;]]>P0=P1+2×P0+Q04;]]>
Q0=Q1+2×Q0+P04;]]>Q1=Q0+2×Q1+P04.]]>通過上述計算公式，就可以獲得經(jīng)過差值或均值濾波后相鄰小塊邊界兩邊的像素值，從而去除視頻圖像中的塊效應(yīng)。
本發(fā)明所述的差值或均值濾波方法還可以通過下述窗口寬度判決方法，在一定條件下將上述差值或均值濾波方法中的濾波窗口寬度減小至2或3，進(jìn)一步降低計算量。所述窗口寬度判決方法具體如下首先，計算相鄰小塊邊界兩邊距離邊界第二近的像素，如圖1中的P1及Q1，兩側(cè)像素差值的絕對值，即計算P2與P0像素差值的絕對值，記為C4；計算Q2與Q0像素差值的絕對值，記為C5；然后，將計算得到的像素差絕對值C4和C5分別與對應(yīng)的塊內(nèi)像素差值門限β進(jìn)行比較，如果C4大于β，則不需要對像素P1進(jìn)行濾波；如果C5大于β，則不需要對像素Q1進(jìn)行濾波。從而，通過上述方法可以進(jìn)一步將均值濾波的窗口寬度降低到2或3，以減少差值或均值濾波的計算量。
同樣，由于圖像的小塊包含水平邊界和垂直邊界，因此，視頻圖像的濾波也分為水平濾波和垂直濾波兩個方向。上面雖然僅以水平方向為例說明了相鄰小塊的濾波方法，垂直方向濾波的方法也基本相同。
由此可以看出，通過上述濾波判決以及濾波執(zhí)行步驟，可以根據(jù)相鄰兩個小塊之間塊效應(yīng)值，選擇不同力度的濾波方法對輸入的圖像進(jìn)行平滑濾波處理。同時，由于本發(fā)明所述的方法與實施例1所述的方法相比，將平滑濾波的執(zhí)行力度簡化為3個等級，并且將濾波執(zhí)行過程中的抽頭數(shù)減少為3或4個，大大的降低了濾波算法的復(fù)雜度，以及計算量。
具體來講，從輸出視頻圖像質(zhì)量的角度上考慮，在測試中發(fā)現(xiàn)，同實施例1給出的平滑濾波方法輸出的圖像相比，經(jīng)過本實施例所述濾波方法輸出的圖像主觀質(zhì)量不存在很大差別；而其客觀質(zhì)量，即圖像編碼的重要指標(biāo)PSNR與現(xiàn)有平滑濾波器輸出的圖像也基本相同，并且視頻圖像編碼后得到的比特數(shù)略有減小。
從計算量的角度上考慮，濾波算法的運算量主要歸結(jié)為加法運算的運算量以及位移運算的運算量，本實施例所述的方法與實施例1所述的方法相比，將平滑濾波的執(zhí)行力度簡化為3個等級，并且將濾波執(zhí)行過程中的抽頭數(shù)減少為3個，使加法的運算量降低了約13％至60％，位移算法的計算量降低了約17％至40％，從而，使得總體的計算量降低了約25％至40％。
從運算速度的角度上考慮，在實時編碼的測試過程中發(fā)現(xiàn)，采用本實施例所述方法進(jìn)行去塊效應(yīng)處理，在奔騰IV級別的中央處理器(CPU)計算能力條件下，編碼QCIF格式的圖像序列，其平均編碼結(jié)果比實施例1所述平滑濾波方法要快10到20幀；編碼CIF格式的圖像序列，其平均編碼結(jié)果要快5到10幀。這樣，使得編碼速率大大加快。
從硬件實現(xiàn)的角度上考慮，當(dāng)使用數(shù)字信號處理(DSP)器件實現(xiàn)本實施例所述濾波方法時，可以在計算新的像素的時候，使用較少的抽頭數(shù)目，因而，使得計算過程中在DSP中所需開辟的內(nèi)存空間大大減少，節(jié)省了硬件資源，使本實施例所述的方法在硬件上更容易實現(xiàn)。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的發(fā)明目的，去除視頻圖像中的塊效應(yīng)，本發(fā)明還提供了一種實現(xiàn)上述濾波方法的環(huán)路濾波器。
圖2顯示了所述環(huán)路濾波器的結(jié)構(gòu)。如圖2所示，本發(fā)明所述的環(huán)路濾波器主要包括濾波判決單元100，用于對輸入的圖像進(jìn)行邊緣檢測，判斷相鄰小塊的邊界上是否存在圖像的真實邊緣，以及確定兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值，其中，不同的塊效應(yīng)值與不同的濾波力度一一對應(yīng)；濾波執(zhí)行單元200，用于根據(jù)濾波判決單元100輸入的邊緣檢測結(jié)果以及確定的塊效應(yīng)值進(jìn)行判斷，對于在邊界上存在真實邊緣的相鄰小塊，不進(jìn)行濾波；對于在邊界上不存在真實邊緣的相鄰小塊，按照其塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度，選擇與該濾波力度對應(yīng)的濾波方法進(jìn)行濾波。
其中，所述濾波判決單元100進(jìn)一步包括像素及編碼信息存儲模塊110、門限值確定模塊120、像素差值計算模塊130、塊效應(yīng)值計算模塊140以及邊緣檢測模塊150。
所述像素及編碼信息存儲模塊110用于接收并緩存輸入的待處理圖像的像素以及相鄰兩個小塊的編碼信息，并將緩存的像素以及編碼信息發(fā)送到門限值確定模塊120、像素差值計算模塊130以及塊效應(yīng)值計算模塊140。
其中，所述的編碼信息包括所屬宏塊的編碼類型，小塊的運動矢量、參考幀以及量化系數(shù)等等。
門限值確定模塊120根據(jù)輸入的兩個小塊的量化系數(shù)QP的算數(shù)平均值，得到兩個小塊的平均量化步長，并將該量化步長作為像素差門限表的索引，在所述α，β表中查找與該量化步長對應(yīng)的塊間像素差值門限以及塊內(nèi)像素差值門限，即α，β值，然后將這兩個門限值輸出到邊緣檢測模塊150。
像素差值計算模塊130根據(jù)接收到的像素計算相鄰小塊邊界上像素的像素差值，該模塊需要計算的三個差值一個是小塊邊界兩邊的一對像素差值的絕對值，即所述的塊間像素差值絕對值；另兩個是小塊內(nèi)部的兩對像素差值的絕對值，即所述的塊內(nèi)像素差值絕對值，如前面所述的差值C1，C2及C3，然后將計算得到的差值輸出到邊緣檢測模塊150。
邊緣檢測模塊150用于根據(jù)門限確定模塊120輸入的塊間、塊內(nèi)像素差值門限值以及像素差值計算模塊130輸入的塊間和塊內(nèi)像素差值絕對值，判決該相鄰小塊邊界上是否存在圖像的真實邊緣，當(dāng)輸入的塊間像素差值絕對值小于塊間像素差值門限，且塊內(nèi)像素差值絕對值小于塊內(nèi)像素差值門限時，即C1小于α，且C2小于β，且C3小于β時，則判定為不存在真實的邊緣；反之，則判定為存在真實的邊緣；然后將判決結(jié)果輸出到濾波執(zhí)行單元200。需要說明的是，上述邊緣檢測的方法與步驟11所述的方法相同。
塊效應(yīng)值計算模塊140用于根據(jù)像素及編碼信息存儲模塊110輸入的像素及編碼信息，例如所屬宏塊的編碼類型、小塊的運動矢量以及參考幀等信息確定當(dāng)前所處理小塊的塊效應(yīng)值Bs，并將確定的塊效應(yīng)值Bs輸出到濾波執(zhí)行單元200。其中，所述塊效應(yīng)值的確定方法與步驟12或步驟22所述的塊效應(yīng)值確定方法相同。
濾波執(zhí)行單元200進(jìn)一步包括濾波觸發(fā)模塊210、差值濾波模塊220以及均值濾波模塊230。
所述濾波觸發(fā)模塊210根據(jù)來自邊緣檢測模塊150的邊緣檢測結(jié)果以及來自塊效應(yīng)值計算模塊140的塊效應(yīng)值進(jìn)行濾波判決。如果相鄰小塊的塊效應(yīng)值分為5個等級，則當(dāng)相鄰小塊邊界上存在真實邊緣或者塊效應(yīng)值的計算結(jié)果為0時，則不進(jìn)行濾波，所述濾波觸發(fā)模塊210直接將接收的像素以及編碼信息輸出；如果相鄰小塊邊界上不存在真實邊緣且塊效應(yīng)值的計算結(jié)果為1至3時，則將接收的像素以及編碼信息輸出到差值濾波模塊220，進(jìn)行差值濾波；如果相鄰小塊邊界上不存在真實邊緣且塊效應(yīng)值的計算結(jié)果為4時，則將接收的像素以及編碼信息輸出到均值濾波模塊230，進(jìn)行均值濾波。而如果相鄰小塊的塊效應(yīng)值分為3個等級，則當(dāng)相鄰小塊邊界上存在真實邊緣或者塊效應(yīng)值的計算結(jié)果為0時，則不進(jìn)行濾波，所述濾波觸發(fā)模塊210直接將接收的像素以及編碼信息輸出；如果相鄰小塊邊界上不存在真實邊緣且塊效應(yīng)值的計算結(jié)果為1時，則將接收的像素以及編碼信息輸出到差值濾波模塊220，進(jìn)行差值濾波；如果相鄰小塊邊界上不存在真實邊緣且塊效應(yīng)值的計算結(jié)果為2時，則將接收的像素以及編碼信息輸出到均值濾波模塊230，進(jìn)行均值濾波。
其中，差值濾波器220以及均值濾波器230的濾波算法可以采用前面實施例1或?qū)嵤├?所述的差值及均值濾波算法，因此，在這里就不再詳細(xì)描述了。
應(yīng)用本發(fā)明所述的環(huán)路濾波器可以根據(jù)相鄰兩個小塊之間塊效應(yīng)值，選擇不同力度的濾波方法對輸入的圖像進(jìn)行平滑濾波處理。
權(quán)利要求
1.一種去除視頻圖像中塊效應(yīng)的濾波方法，其特征在于，所述方法包括濾波判決以及濾波執(zhí)行兩個步驟，其中，所述濾波判決為根據(jù)接收圖像的像素及編碼信息，確定每兩個相鄰小塊的邊界上是否存在圖像的真實邊緣以及確定每兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值，其中，不同的塊效應(yīng)值與不同的濾波力度一一對應(yīng)；所述濾波執(zhí)行為對于在邊界上存在真實邊緣的相鄰小塊，不進(jìn)行濾波；對于在邊界上不存在真實邊緣的相鄰小塊，按照其塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度，選擇與該濾波力度對應(yīng)的濾波方法進(jìn)行濾波。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定兩個相鄰小塊的邊界上是否存在圖像的真實邊緣包括A、根據(jù)接收圖像的像素，分別計算相鄰小塊的塊間像素差值絕對值以及該相鄰小塊中每一個小塊的塊內(nèi)像素差值絕對值；B、將計算得到的塊間像素差值絕對值以及塊內(nèi)像素差值絕對值與預(yù)先設(shè)定的塊間像素差值門限以及塊內(nèi)像素差值門限進(jìn)行比較，如果所述塊間像素差值絕對值大于所述塊間像素差值門限，或者所述相鄰小塊中有一個小塊的塊內(nèi)像素差值絕對值大于所述塊內(nèi)像素差值門限，則兩個小塊的邊界上存在圖像的真實邊緣；否則，兩個相鄰小塊的邊界上不存在圖像的真實邊緣。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述確定兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值為對接收圖像的編碼信息進(jìn)行判斷，當(dāng)所述兩個相鄰小塊中的任一個小塊為幀內(nèi)編碼的宏塊邊緣小塊時，確定塊效應(yīng)值為對應(yīng)強濾波的塊效應(yīng)值；當(dāng)所述兩個相鄰小塊均不是幀內(nèi)編碼的宏塊邊緣小塊，但是存在運動預(yù)測差別或者編碼系數(shù)差別的小塊時，確定塊效應(yīng)值為對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值；當(dāng)以上條件都不滿足時，確定塊效應(yīng)值為對應(yīng)不濾波的塊效應(yīng)值。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述幀內(nèi)編碼的宏塊邊緣小塊為屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊并且其邊界為所屬幀內(nèi)預(yù)測宏塊邊界的小塊；所述兩個相鄰小塊均不是幀內(nèi)編碼的宏塊邊緣小塊，但是存在運動預(yù)測差別或者編碼系數(shù)差別的小塊為滿足以下四個條件之一的小塊屬于幀內(nèi)預(yù)測塊，但其邊界不是所屬宏塊的邊界；編碼系數(shù)不全為零；與其相鄰小塊的參考幀不相同；與其相鄰小塊的參考幀相同，但是與相鄰小塊運動矢量的差值至少有一個分量大于一個像素。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值進(jìn)一步包括為3個子等級；所述對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值子等級的確定方法如下當(dāng)所述兩個相鄰小塊中的任一個小塊屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊，但屬于幀內(nèi)預(yù)測宏塊的小塊邊界不是其所屬宏塊的邊界時，確定對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值子等級為弱濾波的第一子等級；當(dāng)所述兩個相鄰小塊中至少有一個小塊的編碼系數(shù)不全為零時，確定對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值子等級為第二子等級；當(dāng)所述兩個相鄰小塊的參考幀不相同或者所述兩個相鄰小塊的參考幀相同，但是所述兩個小塊運動矢量的差值至少有一個分量大于一個像素時，確定對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值子等級為第三子等級。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述按照其塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度，選擇與該濾波力度對應(yīng)的濾波方法進(jìn)行濾波為當(dāng)塊效應(yīng)值為對應(yīng)不濾波的塊效應(yīng)值時，不進(jìn)行濾波，直接輸出接收的圖像以及編碼信息；當(dāng)塊效應(yīng)值為對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值時，對接收的圖像均執(zhí)行與弱濾波力度對應(yīng)的差值濾波；當(dāng)塊效應(yīng)值為對應(yīng)強濾波的塊效應(yīng)值時，對接收的圖像執(zhí)行與強濾波力度對應(yīng)的均值濾波。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述差值濾波的方法如下a1、根據(jù)相鄰小塊邊界兩邊的像素計算對濾波窗口內(nèi)各像素進(jìn)行調(diào)整所需的小量；b1、根據(jù)相鄰兩個小塊的量化系數(shù)的算數(shù)平均值，在預(yù)先建立的與量化系數(shù)相關(guān)的像素增減差值門限表中查找相應(yīng)的像素增減差值門限，并將步驟a1計算得到的小量限制在查找得到的像素增減差值門限范圍內(nèi)；c1、將濾波窗口內(nèi)各像素與其經(jīng)過步驟b1限制的對應(yīng)小量相加，得到濾波窗口內(nèi)各像素濾波后的像素。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，設(shè)P1、P0以及Q0、Q1為兩個相鄰小塊邊界上順序排列的像素，其中，P0和Q0為所述濾波窗口內(nèi)像素，其對應(yīng)的小量為Delta-P0、Delta-Q0；步驟a所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，-2，2，-1)計算小量Delta-P0和Delta-Q0。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，設(shè)P2、Q2為兩個相鄰小塊邊界上與P1或Q1相鄰的像素，P1和Q1也為所述濾波窗口內(nèi)像素，其對應(yīng)的小量為Delta-P1、Delta-Q1；步驟a所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(2，-3，1)計算小量Delta-P1和Delta-Q1。
10.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述差值濾波方法如下a2、根據(jù)相鄰小塊邊界兩邊的像素計算對濾波窗口內(nèi)各像素進(jìn)行調(diào)整所需的小量；b2、根據(jù)相鄰兩個小塊的對應(yīng)弱濾波的塊效應(yīng)值子等級，在預(yù)先建立的與塊效應(yīng)值子等級相關(guān)的像素增減差值門限表中查找相應(yīng)的像素增減差值門限，并將步驟a2計算得到的小量限制在查找得到的像素增減差值門限范圍內(nèi)；c2、將濾波窗口內(nèi)各像素與其經(jīng)過步驟b2限制的對應(yīng)小量相加，得到濾波窗口內(nèi)各像素濾波后的像素。
11.如權(quán)利要求7或10所述的方法，其特征在于，設(shè)P2、P1、P0以及Q0、Q1、Q2為兩個相鄰小塊邊界上順序排列的像素，其中，P1、P0及Q0、Q1為所述濾波窗口內(nèi)像素，其對應(yīng)的小量為Delta-P0、Delta-P1、Delta-Q0及Delta-Q1；步驟a1所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，-4，4，-1)計算小量Delta-P0、Delta-Q0，使用權(quán)重系數(shù)(2，-4，1，1)計算小量Delta-P1、Delta-Q1。
12.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述均值濾波為根據(jù)相鄰小塊邊界兩邊的像素重新計算濾波窗口內(nèi)各點像素。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，設(shè)P1、P0以及Q0、Q1為兩個相鄰小塊邊界上順序排列的像素，其中，P0和Q0為所述濾波窗口內(nèi)像素；所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，2，1)計算像素P0和Q0。
14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，設(shè)P1和Q1也為所述濾波窗口內(nèi)像素；所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，2，1)計算像素P1和Q1。
15.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，設(shè)P3、P2、P1、P0以及Q0、Q1、Q2、P3為兩個相鄰小塊邊界上順序排列的像素，其中，P2、P1、P0及Q0、Q1、Q2為所述濾波窗口內(nèi)像素；所述計算為使用權(quán)重系數(shù)(1，2，2，2，1)計算像素P0、Q0，使用權(quán)重系數(shù)(1，1，1，1)計算像素P1、Q1，使用權(quán)重系數(shù)(2，3，1，1，1)計算像素P2、Q2。
16.一種去除視頻圖像中塊效應(yīng)的環(huán)路濾波器，其特征在于，包括濾波判決單元(100)，用于對輸入的圖像進(jìn)行邊緣檢測，以及確定兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值，其中，不同的塊效應(yīng)值與不同的濾波力度一一對應(yīng)；濾波執(zhí)行單元(200)，用于根據(jù)濾波判決單元(100)輸入的邊緣檢測結(jié)果以及確定的塊效應(yīng)值進(jìn)行判斷，對于在邊界上存在真實邊緣的相鄰小塊，不進(jìn)行濾波；對于在邊界上不存在真實邊緣的相鄰小塊，按照其塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度，選擇與該濾波力度對應(yīng)的濾波方法進(jìn)行濾波。
17.如權(quán)利要求16所述的環(huán)路濾波器，其特征在于，所述濾波判決單元(100)進(jìn)一步包括像素及編碼信息存儲模塊(110)，用于接收并緩存輸入的待處理圖像的像素以及相鄰兩個小塊的編碼信息，并輸出；門限值確定模塊(120)，用于根據(jù)來自像素及編碼信息存儲模塊(110)編碼信息中兩個小塊的量化系數(shù)，確定用于進(jìn)行邊緣檢測的塊間像素差值門限以及塊內(nèi)像素差值門限，并將這兩個門限值輸出到邊緣檢測模塊(150)；像素差值計算模塊(130)，用于根據(jù)來自像素及編碼信息存儲模塊(110)的像素計算相鄰小塊邊界上像素的像素差值絕對值，并將計算得到的差值絕對值輸出到邊緣檢測模塊(150)；邊緣檢測模塊(150)，用于根據(jù)輸入的門限值以及像素差值絕對值，判決所述相鄰小塊邊界上是否存在圖像的真實邊緣，并將判決結(jié)果輸出到濾波執(zhí)行單元(200)；塊效應(yīng)值計算模塊(140)，用于根據(jù)來自像素及編碼信息存儲模塊(110)的像素及編碼信息計算所述相鄰小塊的塊效應(yīng)值，并將確定的塊效應(yīng)值以及所述的像素和編碼信息輸出到濾波執(zhí)行單元(200)。
18.如權(quán)利要求16所述的環(huán)路濾波器，其特征在于，所述濾波執(zhí)行單元(200)進(jìn)一步包括濾波觸發(fā)模塊(210)，用于根據(jù)來自所述濾波判決單元(100)的邊緣檢測結(jié)果以及塊效應(yīng)值進(jìn)行濾波判決，對相鄰小塊邊界上存在圖像真實邊緣或塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度為不濾波的小塊，將輸入的像素及編碼信息直接輸出；對塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度為弱濾波的小塊，將輸入的像素及編碼信息輸出到差值濾波模塊(220)；對塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度為強濾波的小塊，將輸入的像素及編碼信息輸出均值濾波模塊(230)；差值濾波模塊(220)，用于對輸入的像素及編碼信息進(jìn)行差值濾波；均值濾波模塊(230)，用于對輸入的像素及編碼信息進(jìn)行均值濾波。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種去除視頻圖像中塊效應(yīng)的濾波方法及環(huán)路濾波器，包括濾波判決以及濾波執(zhí)行兩個部分，其中，所述濾波判決為根據(jù)接收圖像的像素及編碼信息，確定每兩個相鄰小塊的邊界上是否存在圖像的真實邊緣以及確定每兩個相鄰小塊的塊效應(yīng)值，其中，不同的塊效應(yīng)值與不同的濾波力度一一對應(yīng)；所述濾波執(zhí)行為對于在邊界上存在真實邊緣的相鄰小塊，不進(jìn)行濾波；對于在邊界上不存在真實邊緣的相鄰小塊，按照其塊效應(yīng)值對應(yīng)的濾波力度，選擇與該濾波力度對應(yīng)的濾波方法進(jìn)行濾波。應(yīng)用本發(fā)明所述方法及環(huán)路濾波器可以對輸入的視頻圖像進(jìn)行濾波處理，去除由于分塊編碼造成的塊效應(yīng)，提高視頻圖像的質(zhì)量。
文檔編號H04N7/26GK1816149SQ20051000760
公開日2006年8月9日 申請日期2005年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月6日
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