CN101179722A - 确定之前的图像压缩操作的编码分辨率 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于确定解压缩的视频信号的分块的之前编码分辨率的方法和设备。在解压缩的信号样本中检测边缘，并依次确定边缘是否存在于沿每条视频线的每个水平位置处，以便在检测到边缘时输出信号。沿解压缩的信号样本的视频扫描线对图像元素进行计数，并且分别沿与预期的之前编码分辨率相对应的视频扫描线间隔地使能累加器。这样，在以至少一个预期的分辨率检测到边缘时累加器通过信号输出递增。分析累加器的内容以确定解压缩的视频信号是用预期的之前编码分辨率中的任一编码的可能性。

Description

确定之前的图像压缩操作的编码分辨率

技术领域

本发明涉及为之前的图像压缩操作确定编码分辨率。

背景技术

目前图像压缩系统通常建立在媒体的传送和存储中。

压缩视频的一个基本处理是水平地对图像进行亚采样(sub_sample)，以减少表示图像的像素数目。这减少了较高的空间频率信息还减少了对额外组的称为宏块(macroblock)的信息进行编码的开销。

在现代的广播方案中，通用的惯例是在一个物理位置处对媒体进行编码并将其传输到一个或可能多个其它点处，以便向前分配。该处理称为馈送(contribution)和分配(distribution)。压缩系统的这种“串联”是很普遍的，并且被公知能造成传送媒体质量的逐渐降低。

图1示出了典型的现代广播链(broadcast chain)的实例。媒体在传送到终点之前可经过几次编码。

在此实例中，来自远程地点100的图像媒体被编码器11压缩，用于到中央接收地点的传输12。经压缩的已编码媒体可在中央接收地点处被存储或进行解码13，为了向前分配16而被处理14和重新编码15。在任何数目的下游地点处，视频可在为了分配到终端观众101而进行重新编码19之前，被解码17和处理18以适合本地需要。

在广播链的早期链路中，为了维持质量通常以全分辨率对图像进行编码，然而在媒体进行到下游时，会出现多个涉及的链路，并产生与其相关的成本问题。结果是，对于广播链的稍晚阶段通常会对视频进行亚抽样并更粗糙地压缩视频。

如果广播链中的步骤以亚抽样的格式压缩视频，则在该点下游处以更高分辨率对视频进行重新编码将变得多余和浪费。由于运载视频的数据流中没有清楚地运载视频已经被亚抽样的这种信息，所以如果要获得之前的编码分辨率(PER)则必须进行测量。因此，能够测量PER是有益的。

因为PER确定这些块边缘的空间位置，对该参数的了解还允许视频能为例如除去虚块(block artefact)的其它理由而被处理。

发明内容

本发明的目的是至少部分满足现有技术领域的这种需求。

根据本发明，提供了确定解压缩的视频信号的分块的之前编码分辨率的方法，该方法包括以下步骤：检测解压缩的信号的样本中的边缘；依次确定边缘是否存在于沿着每条视频线的每个水平位置处；当检测到边缘时输出信号；沿解压缩的信号样本的视频扫描线对图像元素(picture element)进行计数；分别沿着与至少一个预期的之前编码分辨率相对应的视频扫描线间隔地使能至少一个累加器，使得在至少一个预期分辨率检测到边缘时使至少一个累加器通过信号输出而递增；并分析该至少一个累加器的内容，以确定解压缩的视频信号是用至少一个预期的之前编码分辨率中的任一编码分辨率进行编码的可能性。

优选地，检测边缘的步骤包括检测竖直边缘。

优选地，检测边缘的步骤包括使用高斯函数的拉普拉斯算子。

方便的是，使能至少一个累加器的步骤包括将计数器的输出解码，从而以各自的预期的分辨率触发至少一个累加器。

有益的是，本方法包括在以除了预期的之前编码分辨率之外的编码分辨率检测到边缘时，触发另外的累加器，并从每个其它的累加器值中减去另外的累加器的计数。

根据本发明的第二方面，提供了设置成确定解压缩的视频信号的分块的之前编码分辨率的设备，其包括：边缘检测装置，其被设置成输入解压缩的视频信号的样本并检测样本中的边缘；边缘识别装置，其被设置成接收来自边缘检测装置的输入并依次确定边缘是否存在于沿每条视频线的每个水平位置处，并在检测到边缘时输出信号；计数器装置，其被设置成对沿解压缩信号的样本的视频扫描线的图像元素进行计数；解码器装置，其被设置成接收来自计数器的输入，并分别沿与至少一个预期的之前编码分辨率相对应的视频扫描线，间隔地使能至少一个累加器；使得在以至少一个预期的分辨率检测到边缘时至少一个累加器通过信号输出递增；和分析装置，其被设置成分析至少一个累加器的内容，以确定解压缩的视频信号用至少一个预期的之前编码分辨率中任一编码分辨率进行编码的可能性。

优选地，边缘检测器装置被设置成检测竖直边缘。

有益的是，边缘检测器包括高斯滤波器的拉普拉斯算子。

方便的是，解码器装置被设置成对计数器的输出进行解码，从而以各个预期的分辨率来触发至少一个累加器。

有益的是，该设备包括另外的累加器，其被设置成在以除了预期的之前编码分辨率之外的编码分辨率检测到边缘时被触发。

方便的是，分析装置被设置成将另外的累加器的计数从每个其它的累加器值中减去。

根据本发明的第三方面，提供了包括代码装置的计算机程序产品，这种代码装置用于在一个或多个计算机上运行程序时执行以上描述的方法的所有步骤。

根据本发明的又一方面，提供了计算机存储媒介包含的如上述那样的计算机程序产品。

附图说明

现在将通过参考附图以举例的方式描述本发明。这些附图中：

图1是其中可使用本发明的视频广播链的示意图；和

图2是根据本发明设置成确定视频信号的之前编码分辨率的设备。

在各图中，相似的附图标记表示相似的部分。

具体实施方式

参考图2，根据本发明的系统包括竖直边缘检测器22，其具有视频信号输入20。竖直边缘检测器22的输出被输入到边缘识别模块23。边缘识别模块23的输出24被输入到三个累加器25的第一输出端。视频信号也被平行地输入到水平计数器26，该水平计数器26具有到解码器27的输出。解码器27的输出28用作对三个累加器25的触发输入。累加器的值是允许对它们的内容执行计算的输出29。

在竖直边缘检测器22中，在输入端20处进入的视频图像由边缘检测算法来处理。这可以是任意适当算法，但最优的选择是被选择和调整成找出竖直块边缘的算法。一种非常适合的滤波器是高斯函数的拉普拉斯算子。

有益的是，本滤波器为水平和竖直边缘生成分离的数据集合，从而允许竖直边缘被单独处理。

边缘识别函数或模块23从边缘检测器22接收边缘信息，并依次产生边缘是否存在于沿输入视频信号的每条视频线的每个水平位置处的布尔确定24。

进入的视频信号也被平行输入到沿视频线的有效部分(active part)进行计数的计数器26中。此计数被解码器27解码使得生成一组触发信号28。如果当前水平偏移的布尔输出24指示存在边缘，则这些触发信号28将一列累加器25递增。

一个或多个累加器25可在任意时候被触发。系统包含对于每个预期的之前编码分辨率的单独累加器。一个另外的累加器被包括在系统内，并且如果没有其它的累加器在给定偏移处被使能，由解码器27使能该另外的累加器，从而对检测到的边缘进行计数，这些边缘位于与在预期分辨率预知的那些点位置不同的点。

总之，每个累加器与多个预期的水平分辨率的其中一个相关联。每个累加器在沿某条线的每个水平点处被使能，其中在该条线上，如果以所述分辨率对图像进行编码则可预期分块边缘在那条线处形成。由于分块边缘发生在宏块的边缘处，在预期成为宏块边缘的位置处检测边缘会触发用于所述预期分辨率的累加器集合。

附加的累加器对边缘看来会出现在不与任何预期亚采样分辨率的块边缘相关的空间位置处的次数进行计数。

在已经评估了适当统计数目的线后，通常是整个一个图像，累加器中的值经由输出路径29被检查。分析如公式1所示：

公式1-对来自一列累加器的统计数据的分析

$I={\mathrm{MAX}}_{i=1}^{i=n}[a\left(i\right)-\frac{a\left(0\right)}{6}]$

其中

a是该列累加器，a(0)是不相关的边缘的额外累加器的值，

i是阵列a()的索引，

MAX是返回最大值的索引的函数，该最大值是通过其自变量返回的，

I是返回的索引。

该分析的结果产生每个预期的之前编码分辨率的数字。尽管通常假定最大的数目表示块边缘发生在最有可能的分辨率处，但由于一些源图像可能含有给出错误结果的信息，所以需要施加某种程度的滞后作用。

通常这种滞后作用是有益的，因为在实际的广播链中，分辨率很少能改变并且分辨率从不基于一个接一个的图像发生改变。

通过从每个累加器值中减去不相关的边缘计数，图像活动性(picture activity)或可能被错误地识别为边缘的高频信息可被补偿，并且获得更可靠的结果。尽管可基于对哪个累加器具有最大数目的了解来确定PER，但该决定是否正确的置信度测量是如下根据累加的值的比率获得的。

用低量化器(quantiser)压缩的视频信号，即，仅仅被轻微压缩，趋向于首先具有更高的频率数据，其次具有更多的随机噪声。所有这些都会造成当寻找块边缘时错误匹配的数目的增加。通过减去被发现“脱离网格(off grid)”的边缘的数目，施加到所有计数器上的公共偏移被移除，并且计数之间的比率变得更有意义并且更能免受这种噪声之害。

在确定PER的指示的过程中，由此也提供了对指示是否是正确的或是否应该采取默认动作的置信度水平的指示。当决定了是否要改变PER选择时，置信度的水平影响滞后作用的决定。即，除非能够充分确定应当作出改变，否则分辨率保持不变。例如，分辨率中一直不会作出改变，直到在多于一帧中显示了对改变的明显指示为止。这样可将比率与置信度阈值相比，并且除非该比率超过了阈值否则分辨率保持不变。由于图像内容的改变可产生更不能确定的结果，在接受分辨率变化以前增加这样的滞后作用可为使用本发明的系统增加鲁棒性。

Claims (16)

1.一种确定解压缩的视频信号的分块的之前编码分辨率的方法，其包括以下步骤：

a.检测所述解压缩的信号的样本中的边缘；

b.依次确定边缘是否存在于沿每条视频线的每个水平位置处，并在检测到边缘时输出信号；

c.对沿所述解压缩的信号的所述样本的视频扫描线的图像元素进行计数；

d.分别沿与至少一个预期的之前编码分辨率相对应的所述视频扫描线间隔地使能至少一个累加器，使得当以所述至少一个预期的分辨率检测到边缘时所述至少一个累加器通过信号输出递增；以及

e.分析所述至少一个累加器的内容，以确定所述解压缩的视频信号被以所述至少一个预期的之前编码分辨率中的任一编码分辨率进行编码的可能性。

2.如权利要求1所述的方法，其中，检测边缘的步骤包括检测竖直边缘。

3.如权利要求1所述的方法，其中，检测边缘的步骤包括使用高斯函数的拉普拉斯算子。

4.如权利要求1所述的方法，其中，使能至少一个累加器的步骤包括将所述计数器的输出解码，从而以各自的预期的分辨率触发所述至少一个累加器。

5.如权利要求1所述的方法，包括在以除了预期的之前编码分辨率之外的编码分辨率检测到边缘时触发另外的累加器，并将所述另外的累加器的计数从每个其它累加器值中减去，以形成标准化值。

6.如权利要求5所述的方法，包括将标准化值的比率与预定的置信度阈值相比较，并仅在所述标准化值的计数的比率中的至少一个超过所述置信度阈值时，改变对所述之前编码分辨率的现有确定。

7.如权利要求6所述的方法，包括仅在最高标准化值与次高标准化值的比率超过所述置信度阈值时，改变对所述之前编码分辨率的现有确定。

8.一种设备，其被设置成确定解压缩的视频信号的分块的之前编码分辨率，所述设备包括：

a.边缘检测装置，其被设置成输入所述解压缩的视频信号的样本并检测所述样本中的边缘；

b.边缘识别装置，其被设置成从所述边缘检测装置接收输入，依次确定边缘是否存在于沿每条视频线的每个水平位置处，并在检测到边缘时输出信号；

c.计数器，其被设置成对沿所述解压缩信号的样本的视频扫描线的图像元素进行计数；

d.解码器装置，其被设置成从所述计数器接收输入，并分别沿与至少一个预期的之前编码分辨率相对应的所述视频扫描线间隔地使能至少一个累加器，使得在以所述至少一个预期的分辨率检测到边缘时所述至少一个累加器通过所述信号输出递增；和

e.分析装置，其被设置成分析所述至少一个累加器的内容，以确定所述解压缩的视频信号被以所述至少一个预期的之前编码分辨率中的任一编码分辨率进行编码的可能性。

9.如权利要求8所述的设备，其中，所述边缘检测器装置被设置成检测竖直边缘。

10.如权利要求8或9所述的设备，其中，所述边缘检测器装置包括高斯滤波器的拉普拉斯算子。

11.如权利要求8所述的设备，其中，所述解码器装置被设置成将所述计数器的输出解码，从而以各个预期的分辨率触发所述至少一个累加器。

12.如权利要求8所述的设备，包括另外的累加器，其被设置成在以除了预期的之前编码分辨率之外的编码分辨率检测到边缘时被触发。

13.如权利要求12所述的设备，其中，所述分析装置被设置成将所述另外的累加器的计数从每个其它累加器值中减去，以为每个所述其它累加器形成标准化值。

14.如权利要求13所述的设备，还包括比较装置，其用于将标准化值的比率与预定的置信度阈值相比较，以决定是否应该改变对之前编码分辨率的现有确定。

15.一种包括代码装置的计算机程序产品，其用于在一个或多个计算机上运行程序时执行权利要求1至7中任一项所述的方法的所有步骤。

16.如权利要求15所述的计算机程序产品，其被包含在计算机存储介质中。

Images