[发明专利]一种低码率视频应用中的预处理降噪去块效应方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种低码率视频应用中的预处理去块效应方法。

背景技术：

输入压缩编码系统的源图像含的噪声，不但影响图像的主客观质 量、编码时运动搜索的准确性，还会导致DCT高频系数增大而降低编码 效率等。而基于无运动补偿的滤波方案，将导致视频的运动区域产生时 域扭曲。此外，因基于块的视频编码的低码率应用中当相邻块量化步长 相差较大时，重构图像不可避免地出现方块效应、飞蚊噪声(环效应) 和基图像贯穿效应等扭曲现象，严重影响了重构图像的视觉效果(尤其 是块效应)。且当编码器用这种带有严重扭曲现象的重构帧做后续帧的 参考帧时，扭曲的参考帧不但会影响运动估计的准确性，同时还加大了 运动补偿残差信息的数据量，从而导致编码压缩效率严重下降。无论是 H.263的去块效应环滤波器还是MPEG-4附录F中介绍的后处理去块滤波 方法等，不但受限于相应视频编码标准(即编码标准中没有制定的算法 就不能使用)，且不能同时达到降噪和去块效应的目的。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种独立于编码标准，复杂度低，具有降噪 和去块效应且与目标码率自适应的低码率视频应用中的预处理降噪去 块效应方法。

本发明的技术解决方案是：

一种低码率视频应用中的预处理降噪去块效应方法，其特征是：包 括下列步骤：

(1)采用矩阵得特征值进行梯度分析，用梯度分析模块，进行边 缘检测，然后对与原始图像相对应的梯度映射图进行腐蚀操作以消除因 孤立噪声而产生的梯度点，进行膨胀操作将梯度点对应的边缘连接起 来；

(2)采用运动检测模块做运动检测以估计图像的运动区域；

(3)采用滤波强度判决模块，根据码率、梯度和运动特性选择适 当强度的双边滤波器进行滤波，双边滤波器的两个参数为灰度差信息和 距离信息。

具体各模块的作用为：

(1)梯度分析模块

本模块主要进行图像帧的纹理分析，操作对象为4×4块，主要目的 是为了获得每个4×4块的梯度信息。梯度分析采用了3×3窗口的Sobel 算子，求出当前点的X方向的梯度P_X和Y方向的梯度P_Y，图像的边界不 做处理。每4×4块的梯度用如下矩阵A的最大特征值来表示，因为大量 实验发现4×4块的纹理复杂程度与此特征值成正比。

梯度分析采用了3×3窗口的Sobel算子，求出当前点的X方向的梯度 P_X和Y方向的梯度P_Y，图像的边界不做处理。每4×4块的梯度用如下矩 阵A的最大特征值来表示，因为大量实验发现4×4块的纹理复杂程度与 此特征值成正比。

A=J11J12J21J22]]>

J₁₁表示每个4×4块16个象素点X方向的梯度P_X的平方和；J₂₂表示该块 各象素点Y方向的梯度P_Y的平方和；J₁₂＝J₂₁表示该块各象素点X方向梯 度和Y方向梯度的乘积P_X×P_Y的和。定义4×4块的梯度标志M_A为：