CN101340577A - 基于方向滤波和自适应边界判定的视频后处理方法及系统 - Google Patents

Abstract

一种基于方向滤波和自适应边界判定的低复杂度视频后处理方法和系统。按照块内和块外的不同情况分别使用不同的方法进行处理，提出了有效的区分块边缘情况的算法，针对块边缘的不同情况使用适当的滤波器进行滤波，能够有效地去除块效应，提升视频质量。而且算法复杂度低，适于使用VLSI硬件实现。

Description

基于方向滤波和自适应边界判定的视频后处理方法及系统

所属技术领域

本发明处理方法涉及视频解压缩之后的去除块效应的图像处理，尤其是基于方向滤波和自适应边界判定的视频后处理方法和系统。

背景技术

目前，有许多种视频压缩方案，其中大多数使用DCT算法，DCT算法简单易行，适于使用计算机处理。但是在DCT算法和之后的量化过程中图像损失了很多信息，尤其是高频部分，造成在解压缩后可能会出现明显的块效应，严重影响视频质量。

针对块效应，目前已经提出了许多视频后处理方法，但这些后处理方法一般都是以整个图像大小为单位进行处理，算法复杂，且不适于使用VLSI硬件实现。

发明内容

[要解决的技术问题]

为了克服现有的多数视频后处理方法的复杂度高、不适于VLSI硬件实现的不足之处，本发明提出了一种基于DCT的处理方法，该方法不仅能有效去除块效应，提升视频质量，而且算法复杂度低，适于使用VLSI硬件实现。

[技术方案]

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

1、块内：

在对一个N*N的块进行DCT变换后，可以利用得到的DCT系数对图像进行平滑度探测，从而得出图像中的哪些区域是平滑块，哪些是非平滑块。对于非平滑块，依照其灰度变化情况可以分为边缘块和非边缘块，这样整个图像的变化块就可以区分为三种类型：平滑块，边缘块，非平滑块(不包含边缘块)。这样可以利用适当的滤波器进行处理，在为平滑块和边缘块的时候进行低通滤波，就可以去除块效应。

2、块间：

块间可以使用类似于块内的流程，不过需要使用的是当前块周围的四个参考块的DCT系数。由此DCT系数，可以得出移动补偿块的DCT参数。有了这些系数，就可以参考块内的算法，区分出平滑块，边缘块，和非平滑块。之后适应的滤波器，根据块间的不同情况使用不同系数，就可以去除块效应。

[有益效果]

本发明的有益效果是，以较低的复杂度有效实现对视频的后处理，有效去除块效应，提升视频质量，且适于使用VLSI硬件实现。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是块内情况下的后处理流程图。

图2是块间情况下的后处理流程图。

具体实施方式

1、块内：

流程如图1。

首先对变换块使用算法： $\widetilde{\mathrm{\σ}}=\underset{i=1}{\overset{M-1}{\mathrm{\Σ}}}\left|{\mathrm{\Δ}}_s{g}_i\right|,$ 选定阀值σ_TH后，根据算法得出的结果看是否大于σ_TH，从而可以区分出平滑块和非平滑块。

之后对非平滑块使用算法： ${\mathrm{\ρ}}^B=\left|G_x^{\′B}\right|+\left|G_y^{\′B}\right|,$ 选定阀值ρ_TH后，根据算法得出的结果看是否大于ρ_TH，从而可以区分出边缘块和非边缘块。这样，所有的变换块就可以分成三种类型，平滑块，边缘块，非平滑块(不包含边缘块)。

之后利用块内自适应滤波器进行处理。此滤波器对于块的不同情况进行分别处理：当块为平滑块和边缘块时，采用 $y=A\underset{d}{V}G[{\hat{x}}_{i-d,}{\hat{x}}_{i-d+1,...,}{\hat{x}}_{i,...,}{\hat{x}}_{i+d-1,}{\hat{x}}_{i+d}]$ 进行处理；当块为非平滑块时，采 $y=M\underset{d}{E}D[{\hat{x}}_{i-d,}{\hat{x}}_{i-d+1,...,}{\hat{x}}_{i,...,}{\hat{x}}_{i+d-1,}{\hat{x}}_{i+d}]$ 进行处理。要得到其中的d值，首先需计算出当前块和周围四个块之间的块效应值，然后利用此块效应值计算出d值。

2、块间：

流程如图2。

利用算法： $f_{j,k}^i=\frac{1}{N}(F_{\mathrm{0,0}}^i{C}_{j,k}^{\mathrm{0,0}}+\underset{n=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{n,0}^i{C}_{j,k}^{n,0}+\underset{n=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{n,0}^i{C}_{j,k}^{0,m}+\underset{n=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\underset{m=1}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}{F}_{n,m}^i{C}_{j,k}^{n,m}),$ 可以计算出当前块周围的四个参考块的DCT系数，在此基础上，利用 $F_{u,v}(v_x,v_y)=\underset{j=0}{\overset{N-1}{\mathrm{\Σ}}}\stackrel{N-1}{\underset{k=0}{\mathrm{\Σ}}}{f}_{j,k}(v_x,v_y)C_{j,k}^{u,v},$ 可以得出移动补偿块的DCT参数。有了这些系数，就可以利用前面介绍的帧内侧的方法，先区分出平滑块，边缘块，和非平滑块。然后使用块间自适应滤波器，根据块边缘灰度变化的不同情况使用不同系数，从而去除块效应，增强视频质量。

Claims (1)

1. 为了克服现有的多数视频后处理方法的复杂度高、不适于VLSI硬件实现的不足之处，本发明提出了一种基于DCT的处理方法，该方法不仅能有效去除块效应，提升视频质量，而且算法复杂度低，适于使用VLSI硬件实现。

   本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

   (1)、块内：

   在对一个N*N的块进行DCT变换后，可以利用得到的DCT系数对图像进行平滑度探测，从而得出图像中的哪些区域是平滑块，哪些是非平滑块。对于非平滑块，依照其灰度变化情况可以分为边缘块和非边缘块，这样整个图像的变化块就可以区分为三种类型：平滑块，边缘块，非平滑块(不包含边缘块)。这样可以利用适当的滤波器进行处理，在为平滑块和边缘块的时候进行低通滤波，就可以去除块效应。

   (2)、块间：

   块间可以使用类似于块内的流程，不过需要使用的是当前块周围的四个参考块的DCT系数。由此DCT系数，可以得出移动补偿块的DCT参数。有了这些系数，就可以参考块内的算法，区分出平滑块，边缘块，和非平滑块。之后适应的滤波器，根据块间的不同情况使用不同系数，就可以去除块效应。

   本发明的有益效果是，以较低的复杂度有效实现对视频的后处理，有效去除块效应，提升视频质量，且适于使用VLSI硬件实现。

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