[发明专利]用于低功率可分级图像处理的局部化内容自适应滤波器

说明书

技术领域

本发明通常涉及可分级(scalable)图像处理，并且更具体地， 涉及一种局部化内容自适应系统，以及用于选择或编程用于低功率 (power)多速率可分级图像处理的重采样低通滤波器的方法。

背景技术

高级视频编码(AVC)标准、MPEG4(运动图像专家组)的Part 10(还被称为H.264)包括高级压缩技术，该技术被开发用于实现宽 比特率范围上视频信号的传输，或者用于实现在给定的传输速率下视 频质量的提高。较新的H.264标准优于现有标准的视频压缩技术，以 便于在给定比特率下支持更高质量的视频以及实现基于因特网的视 频和无线应用等。该标准定义了编码的视频比特流的语法以及比特流 的解码方法。可分级视频编码(SVC)是H.264的扩展，其提出使用 可用系统资源在异构网络上可靠地将视频递送给不同客户端的编码 方案，特别是在其中下游客户端能力、系统资源和网络条件不是预先 已知的或者随时间动态改变的情形中。

SVC通过使用基本层和增强层概念实现可分级性，其中增强层 或上层可自下层例如基本层分级。尽管H.264具有相对受限的可分级 性，但是SVC提供了多个层级(level)的可分级性，包括时间可分 级性、空间可分级性、复杂度可分级性和质量可分级性。基本层应是 在质量、空间分辨率和时间分辨率方面的最简单的形式。时间可分级 性通常是指视频流的每秒帧数目(fps)，例如7.5fps、15fps、30fps 等。空间可分级性是指每帧的分辨率，例如每帧352×288像素的通用 接口格式(CIF)，或者每帧176×144像素的四分之一CIF(QCIF)， 其他的空间分辨率也在考虑范围内，例如4CIF、QVGA、VGA、SVGA、 D1、HDTV等。复杂度可分级性通常是指处理视频信息的设备的多种 计算能力和处理功率。质量可分级性是指多种比特率，例如量化层级， 并且通常是通过峰值信噪比(PSNR)度量与比特率的关系来测量的， 定义了重建的图像相比于原始图像的相对质量。本公开内容主要考虑 在关于空间可分级性的上和下采样过程中使用的自适应滤波系统。

图像信号的上和下采样是在包括视频系统的图像通信系统中执 行的常见功能。上和下采样功能并入有低通滤波器功能，该功能趋于 使图像或视频帧模糊不清。希望保持每张图像或视频帧的锐度 (sharpness)。在当前的SVC开发过程中，视频帧或宏块的上和下 采样被用于层间纹理预测。在联合可分级验证模型(JSVM)的编码 器和解码器中使用了两个固定长度的FIR滤波器。然而，由于这样的 二维信号的频率、空间和时域中的特性变化，固定长度的滤波器可能 导致用于上和下采样的抗混叠和抗镜像(anti-imaging)的非最优的 性能。更长的滤波器抽头将导致另外的功耗和存储器要求。

希望提供一种用于平衡图像处理的视觉质量、功耗和存储器消耗 之间的权衡的自适应滤波器。

附图说明

通过参考下面的描述和附图，将更好地理解本发明的益处、特征 和优点，其中：

图1是根据本发明示例性实施例实现的可分级视频系统的、说明 空间可分级性的简化框图；

图2是说明图1的视频编码器执行的上和下采样过程的图形框 图；

图3是说明图1的视频解码器执行的上采样过程的简化的图形框 图；

图4是可用于实现图1的自适应滤波器系统之一或两者的、根据 本发明的示例性实施例的用于可分级视频处理的局部化内容自适应 滤波器的顶层框图；

图5是示出图4的频率内容分析器的示例性实施例的框图；

图6是示出使用图4的局部化内容自适应滤波器的示例性帧的处 理的框图；

图7是可用于实现图1的自适应滤波器系统之一或两者的、根据 本发明的另一示例性实施例的用于可分级视频处理的局部化内容自 适应滤波器的顶层框图；

图8是表1中描述的4抽头Kaiser-Bessel滤波器的曲线图，其 绘出了对于每个示例性β值的以分贝(dB)为单位的响应量值与归一 化频率的关系，其中重采样比是2；以及

图9是表2中描述的自适应长度Kaiser-Bessel滤波器的曲线图， 其绘出了对于每个抽头数目N的以dB为单位的响应量值与归一化频 率的关系，其中重采样比是2。