[发明专利]降低视频流中的区块效应的方法

说明书

技术领域

本发明是指一种用来降低视频流中的区块效应的方法，尤指一种可侦测出存在于视频流中的区块效应，并藉由可调整的滤波强度去除所侦测的区块效应的方法。

背景技术

随着通信技术及计算机技术的快速演进，影像应用变得越来越多样化。大部分的影像应用(包括视频会议、手机或公众交换电话网络的视频电话、网络视频、以及数字电视广播等)都需要使用有效率的数据压缩方法，以将大量的影像信息转变成适合传输于较窄频宽的通信信道，并使得重建后的影像数据中有令人满意的影像质量。

为了要对随时间变化的视频序列进行压缩，在时域(Temporal Domain)以及在二维空间象限(Two Dimensional Spatial Domain)上的冗余性(Redundancy)都必须尽量减低。在MPEG(Moving Picture Experts Group)标准中，是使用离散余弦转换(Discrete Cosine Transform，DCT)来降低在二维空间象限上的冗余性，并使用移动补偿(Motion Compensation)的方式来降低在时间领域上的冗余性。

在已知视频压缩技术中，通常会在输入数据被取样成大小为8x8个像素的单位(或称为区块，Block)之后再执行DCT转换，而转换参数(DCTCoefficients)则透过使用量化表(Quantization Table)中的量化值(QuantizationValues)及对应于视觉特性(Visual Property)的方式量化得出。接下来，透过运行长度编码(Run Length Coding，RLC)对数据进行压缩。如此一来，透过DCT处理的数据会从空间领域(Spatial Domain)被转换至频率领域(Frequency Domain)，并针对人眼所无法察觉的视觉特性进行量化压缩。举例来说，因为人眼对于高频的变化较不敏锐，因此高频系数会透过较大的步阶大小(Step Size)进行量化。亦即，量化表可依据外部参数(ExternalParameters)来决定出，例如显示特性(Display Characteristic)、观影距离(Watching Distance)，和噪声的状况等，以执行适当的量化工作。

请参考图1，图1显示了上述的MPEG压缩中，多个相邻的8x8像素区块100、102、104的示意图。在处理移动影像时，这些区块100、102、104会被个别处理，以增大压缩率(Compression Ratio)以及编码效率(CodingEfficiency)。然而，这种“个别的”处理方式，会导致区块间的区块边界(BlockBoundary)变的较为明显，而出现可察觉的“区块效应”(Blocking Artifacts)。在水平区块边界106以及垂直区块边界108皆会产生出方块式型样(SquarePatterns，亦即区块效应)，而容易被人眼所察觉出来。

在传统以区块演算为基础的(block-based)视频压缩标准的中，如MPEG-2，区块效应是一种最容易被察觉出来的人为影像缺陷(Artifact)。因此，科技界陆续发展出几种可以在解码系统(对个别区块分别进行处理)中降低区块效应的方法。例如，可以将去区块化滤波器(De-blocking filter)藉由回路滤波器(Loop filter)或是后制滤波器(Post filter)的形式整合在解码系统中。不同于回路滤波器，后制滤波器会在解码系统的解码回路外，对已解码的比特流进行去区块滤波处理。如此一来，后制滤波器即可与原本的视频压缩标准一并使用。换句话说，后制滤波器可以透过多种可行的实施方式，很容易地整合于任何标准的解码器的中。

如图1所示，在MPEG-2解码器对画面解码后，区块效应会出现在8x8像素区块的区块边界上。接着，已知后制滤波器会对该画面中所有的区块进行去区块处理，以淡化区块间明显的分隔线，进而提升画面中影像的质量。然而，实际上，并非所有像素区块的区块边界对于人眼来说皆是明显的分隔线(亦即区块效应)，也因此并不是所有画面中的区块都需要进行去区块处理。在此情形下，若没有预先进行任何的区块侦测或选择，而直接对画面中所有区块进行去区块处理时，将会使某些原本不需要做去区块处理的区块变模糊，并且消耗系统不必要的计算资源，导致无法最佳化解码系统的效率。