[发明专利]用于减少压缩图像和视频信号中的成块假象的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于减少压缩图像和视频信号中的成块假象(blocking artefact)的方法和系统。更具体地，本发明涉及使用块边界的图像分析和内容自适应滤波来无关于编码参数地减少成块假象。

背景技术

在视频处理中存在许多不同的用于成块假象减少的方法。通常，人们可以区分在空间域(例如在块边界处的简单自适应或非自适应低通滤波)中操作的方法和在变换域(例如小波域)中操作的方法。而且，人们可以区分与编码参数相关的方法，其例如基于块的量化电平来调整滤波策略，和与编码参数无关的方法，其不是图像内容自适应的，或者使用图像分析来区分例如块边界处的平面、纹理或边缘区域。

在视频压缩中，通常，变换域处理用于高效地存储或发送信息。离散余弦变换(DCT)是帧内视频压缩算法的示例，其中用基于块的变换方案来处理视频序列的单个帧。视频信号中包含的大部分信息集中在频谱的低频部分。在视频处理中，基于DCT的压缩可以高效地用于存储该信息。可以经由高信号频率的截取或强量化来达到压缩效果。该损失压缩导致尤其在块边界处存在的可见编码假象，即所谓的“成块假象”。所提及方法的主要目的是克服该假象。这例如可以通过在块边界附近进行简单低通滤波来实现，其中例如阶梯函数被转换为平滑斜坡函数。

在块边界附近为边缘或纹理区域的情况下，如果应用了低通滤波，则图像内容的恶化是明显的。因此，高质量的解块(deblocking)方法使用内容自适应滤波策略来克服图像内容的恶化。可以经由编码参数或者基于图像分析来控制自适应滤波。相关于编码参数的解块方法例如可以使用量化电平来调整滤波强度。如果量化电平高，则滤波较强，并且反之亦然。高质量的无关于编码参数的解块方法例如可以使用平面相比于边缘相比于纹理的区分来检测成块假象和/或控制滤波强度。如果成块假象是明显的并且块边界位于同构区域(homogeneous area)内，可以应用强的低通滤波，否则不执行滤波或者执行微弱的滤波。

变换域方法通常应用来在变换域中从编码恶化(例如成块)分离图像信息。使用小波变换的解块方法利用了恶化和图像信息通常位于不同的子频段内的事实。因此，某些子频段中的系数的截取(去除中心部分)可以用于减少图像恶化(例如成块)。

发明内容

因此本发明的目的是改进现有技术。

在第一方面中，本发明涉及一种用于减少压缩图像和视频信号中的成块假象的方法，包括以下步骤：分析块边界附近的图像以便测量成块假象的存在和强度并且检测图像区域；基于分析结果生成用于邻近于块边界的每个像素的图信息(map information)；依赖于图信息确定用于每个块边界的滤波器模式；并且依赖于所选择的滤波器模式来滤波图像。

根据第二方面，本发明涉及一种用于减少压缩图像和视频信号中的成块假象的系统，包括：分析器，用于分析块边界附近的图像以便测量成块假象的存在和强度并且检测图像区域，并且基于分析结果生成用于邻近于块边界的每个像素的图信息；滤波器，其适于依赖于图信息确定用于每个块边界的滤波器模式，并且依赖于所选择的滤波器模式来滤波图像。

根据第三方面，本发明涉及一种在计算机可读介质上存储的计算机程序产品，其使得计算机执行步骤：分析块边界附近的图像以便测量成块假象的存在和强度并且检测图像区域；基于分析结果生成用于邻近于块边界的每个像素的图信息；依赖于图信息确定用于每个块边界的滤波器模式；并且依赖于所选择的滤波器模式来滤波图像。

附图说明

现在，将在优选实施例的以下描述中，相关于所包含的附图来更详细地说明本发明，在附图中：

图1根据本发明示出了系统的示意性框图，

图2根据本发明示出了系统组件的示意性框图，

图3a到3c根据本发明示出了处理期间在不同处理点处的图信息的示例，

图4到7根据本发明示出了用于分析图像的像素的示例，

图8是根据本发明示出块边界梯度(gradient)分析的过程步骤的流程图，

图9是短通(short-pass)解块滤波器的示例，

图10是长通(long-pass)解块滤波器的示例，并且

图11a和图11b是示出根据本发明的方法的过程步骤的流程图。

具体实施方式

本发明涉及一种用于减少压缩图像中的块噪声的改进方法和系统。根据本发明的术语“图像”旨在指代任何类型的静止或运动的图像，特别是旨在指代静止图像或视频序列。即使将遍及整个说明书使用术语“图像”，它不旨在限制保护的范围，而是用本发明覆盖任何类型的图像或视频材料。