CN100515086C - 一种消除条带间条纹的方法 - Google Patents

Abstract

一种消除条带间条纹的方法，首先在I帧中只采用一个条带，消除I帧的条带间条纹，然后利用计算一帧图像内相邻两个条带交界处的量化参数QP值并且限制条带内宏块的QP值，从而来消除B帧和P帧的条带间条纹。本发明提供的一种消除条带间条纹的方法，完全消除了条带间条纹，而且极大的提高了主观图像质量，同时计算复杂度很低，不仅适合各种软件应用，而且也适合硬件的实时工作。

Description

一种消除条带间条纹的方法

技术领域

本发明涉及信号处理中的视频编码技术领域，尤其涉及一种视频编码中消除条带间条纹的方法。

背景技术

近年出现的一批数字音视频编解码标准，具有代表性的有国际标准MPEG-1，H.263，MPEG-2，MPEG-4、H.264/MPEG-4AVC，我国自主制定的标准AVS，微软公司推出的WM9等等，这些标准中都定义了条带(Slices)的概念，在实际应用中由于考虑的容错性和并行性的应用，都涉及到Slices的应用。然后在这些应用中，由于采用了多个slices，在相邻的slices之间，由于相互间编码的独立性，编码后的图像纹理特征不可避免的产生了不一致性，这种不一致性使得编码后相邻slices的图像看起来好像有条线，这种现象我们称为条带间条纹。这种条纹严重影响了解码图像的主观质量，特别是当一副图像中采用多个条带时，这种条纹就多起来，这样更加损害了图像的主观质量。

发明内容

本发明提供的一种消除条带间条纹的方法，使得解码后的图像主观质量没有了这种条带间条纹，大大的提高了观众的欣赏效果。

为了达到上述目的，本发明提供了一种消除条带间条纹的方法，包含以下步骤：

步骤1、在I帧中只采用一个条带，消除I帧的条带间条纹；

I帧图像采用帧内编码方式，所以在I帧中，每个宏块都采用帧内编码，而宏块的集合就是条带，如果存在多个条带，则相邻条带间的宏块不能相互参考，就使得各个条带间的图像纹理特征很难相同。而如果I帧存在条带间条纹，在接下来的各个帧中都将存在条带间条纹，而且很难消除；

在I帧的编码过程中编码器将整幅图像编码成一个条带，不采用多个条带，而是只采用一个条带，这样不仅在本I帧没有条纹，而且有效的降低了在以后接下来的帧中的条带间条纹；

步骤2、消除B帧和P帧的条带间条纹；

P帧和B帧图像采用帧间编码方式，即同时利用了空间和时间上的相关性；P帧图像只采用前向时间预测，可以提高压缩效率和图像质量；B帧图像采用双向时间预测，可以大大提高压缩倍数；

步骤2.1、计算一帧图像内相邻两个条带交界处的量化参数QP值；

在编码过程中，编码器先对图像块进行残差变换，然后根据量化参数值对变换系数进行量化，如果相邻图像块的QP相同，则这些相邻块的边界块效应就很小，如果在条带边界处图像块的QP相同，条带边界处的条纹就被消除了；

假设一帧图像由N个条带组成，则每个条带的平均QP分别为QP₁，QP₂，……，QP_N，则第i和i+1条带交界处的QP为

QP_{i,i+lth-slice}＝(QP_i+QP_i+1)/2                            (1)

步骤2.2、限制条带内宏块的QP值；

在第i和i+1条带交界处，距离这个交界处的第n行宏块位置的QP值由下式限制：

QP_{i，i+1th-slice}-n≤QP_{n，i，i+1th-slice}≤QP_{i，i+1th-slice}+n    (2)

其中，n≤NE；

NE为边界处理区域，NE取值由图像和N的大小决定，一般NE≥2；如果图像的像素小于288时，N≤2，NE＝2；如果图像的像素大于288而且小于480时，N≤4，2≤NE≤3；如果图像的像素大于480时，N≤16，2≤NE≤8；

通过步骤2.1和步骤2.2的处理，使得条带交界处宏块的QP值基本相同，这样的控制使得交界处区域图像融合成一体，从而消除了条带间条纹。

本发明提供的一种消除条带间条纹的方法，完全消除了条带间条纹，而且极大的提高了主观图像质量，同时计算复杂度很低，不仅适合各种软件应用，而且也适合硬件的实时工作。

具体实施方式

以下具体说明本发明的一种较佳实施方式：

本发明提供了一种消除条带间条纹的方法，包含以下步骤：

步骤1、在I帧中只采用一个条带，消除I帧的条带间条纹；

I帧图像采用帧内编码方式，所以在I帧中，每个宏块都采用帧内编码，而宏块的集合就是条带，如果存在多个条带，则相邻条带间的宏块不能相互参考，就使得各个条带间的图像纹理特征很难相同。而如果I帧存在条带间条纹，在接下来的各个帧中都将存在条带间条纹，而且很难消除；

在I帧的编码过程中编码器将整幅图像编码成一个条带，不采用多个条带，而是只采用一个条带，这样不仅在本I帧没有条纹，而且有效的降低了在以后接下来的帧中的条带间条纹；

步骤2、消除B帧和P帧的条带间条纹；

P帧和B帧图像采用帧间编码方式，即同时利用了空间和时间上的相关性；P帧图像只采用前向时间预测，可以提高压缩效率和图像质量；B帧图像采用双向时间预测，可以大大提高压缩倍数；

步骤2.1、计算一帧图像内相邻两个条带交界处的量化参数QP值；

在编码过程中，编码器先对图像块进行残差变换，然后根据量化参数值对变换系数进行量化，如果相邻图像块的QP相同，则这些相邻块的边界块效应就很小，如果在条带边界处图像块的QP相同，条带边界处的条纹就被消除了；

假设一帧图像由N个条带组成，则每个条带的平均QP分别为QP₁，QP₂，……，QP_N，则第i和i+1条带交界处的QP为

QP_{i，i+1th-slice}＝(QP_i+QP_i+1)/2                               (1)

步骤2.2、限制条带内宏块的QP值；

在第i和i+1条带交界处，距离这个交界处的第n行宏块位置的QP值由下式限制：

QP_{i，i+1th-slice}-n≤QP_{n，i，i+1th-slic}≤QP_{i，i+1th-slice}+n    (2)

其中，n≤NE；

NE为边界处理区域，NE取值由图像和N的大小决定，一般NE≥2；如果图像的像素小于288时，N≤2，NE＝2；如果图像的像素大于288而且小于480时，N≤4，2≤NE≤3；如果图像的像素大于480时，N≤16，2≤NE≤8；

通过步骤2.1和步骤2.2的处理，使得条带交界处宏块的QP值基本相同，这样的控制使得交界处区域图像融合成一体，从而消除了条带间条纹。

本发明提供的一种消除条带间条纹的方法，完全消除了条带间条纹，而且极大的提高了主观图像质量，同时计算复杂度很低，不仅适合各种软件应用，而且也适合硬件的实时工作。

Claims (2)

1.一种消除条带间条纹的方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1、在I帧中只采用一个条带，消除I帧的条带间条纹；

步骤2、消除B帧和P帧的条带间条纹；

、步骤2.1、计算一帧图像内相邻两个条带交界处的量化参数QP值；

假设一帧图像由N个条带组成，则每个条带的平均QP分别为QP₁，QP₂，……，QP_N，则第i和i+1条带交界处的QP为

QP_{i，i+1th-slice}＝(QP_i+QP_i+1)/2          (1)

步骤2.2、限制条带内宏块的QP值；

在第i和i+1条带交界处，距离这个交界处的第n行宏块位置的QP值

由下式限制：

QP_{i，i+1th-slice}-n≤QP_{n，i，i+1th-slice}≤QP_{i，i+1th-slice}+n        (2)

其中，n≤NE；

NE为边界处理区域。

2.如权利要求1所述的消除条带间条纹的方法，其特征在于，所述的NE的取值由图像和N的大小决定：

如果图像的像素小于288时，N≤2，NE＝2；

如果图像的像素大于288而且小于480时，N≤4，2≤NE≤3；

如果图像的像素大于480时，N≤16，2≤NE≤8。