CN110415175A - 一种快速去除平坦区域编码马赛克的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种快速去除平坦区域编码马赛克的方法，通过利用图像的局部变化特性、形态学和快速导向图滤波来实现去除平坦区域的编码马赛克，基于图像的局部特征检测出马赛克的编码块，通过形态学操作去掉孤立的马赛克，并使用快速导向图滤波算法对马赛克区域进行滤波，对滤波后的图像和原图进行图像融合获得去马赛克的图像。本发明提供的所述方法计算复杂度低，简单易实现，可以非常快速有效的去除编码马赛克。
Description
技术领域
本发明涉及图像处理技术领域，尤其涉及去除平坦区域编码马赛克。
背景技术
马赛克主要是指画面中出现的多处类似小方块的图像，导致画面的一些区域的马赛克效应。视频图像中的马赛克严重影响视频的质量。在视频编码的过程中，基于块的编码和量化的失真会导致某些区域出现马赛克，尤其在压缩率高的情况下。现有的去除编码马赛克方法的计算复杂度高，如何快速有效地去除编码马赛克是一个很有挑战的课题
发明内容
本发明提供的快速去除平坦区域编码马赛克的方法具体包括如下步骤：
步骤1，检测输入图像I中的马赛克像素块；
步骤1.1，把所述输入图像I划分为8x8的像素块；
步骤1.2，对所述输入图像I进行8倍的下采样得到缩略图I'，即计算所述输入图像的I每个8x8像素块的平均值作为所述缩略图I'的像素值；
步骤1.3，计算所述输入图像I的平方图，所述平方图为所述输入图像的每个像素的像素值进行平方运算得到的图像，对所述平方图进行比例为8倍的下采样得到所述平方图的缩略图I'2，用于快速导向图滤波中的系数计算；
步骤1.4，计算所述输入图像I的每个8x8像素块的方差σ2；
步骤1.5，对于所述缩略图I'上的每个像素，如果对应的所述输入图像的8x8像素块的方差σ2小于预设阈值t1，并且所述缩略图I'上的各个像素与周围4邻域的至少一个的差值小于阈值t2，那么就将所述差值小于所述阈值t2的所述像素标记为马赛克，并将对应的蒙板图mask'上相同位置的像素记为255，否则记0；
步骤2，去除孤立的马赛克：通过形态学去除孤立的马赛克，来提高马赛克标记的精确度；
步骤2.1，对所述蒙板图mask'上的每个像素8邻域的像素平均值如果所述蒙版图mask'的像素点的平均值等于0或者255，则把所述蒙版图mask'的像素点的像素值修改为否则保持不变；
步骤2.2，将所述蒙版图mask'通过线性插值获得所述输入图像I尺寸大小的马赛克蒙板图；
步骤3，对马赛克区域进行快速导向图滤波，通过使用快速导向图滤波方法，对所述输入图像I进行滤波处理得到滤波后的图像I1；
步骤4，通过马赛克蒙板图mask，将所述输入图像I和所述滤波后的图像I1进行融合，记α＝mask/255，融合图像O的计算方式如下：
O＝α*I1+(1-α)*I。
步骤5，输出去马赛克后的所述融合图像O。
本发明提出的去除平坦区域编码马赛克的快速方法，通过利用图像的局部变化特性、形态学和快速导向图滤波来实现去除平坦区域的编码马赛克。所述方法计算复杂度低，简单易实现，可以非常快速有效的去除编码马赛克。
附图说明
为了更清楚地说明本说明书实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本说明书实施例提供的一种去除平坦区域编码马赛克的方法的流程图；
图2是本说明书实施例提供的3x3像素块；
图3是存在编码马赛克的输入图像；
图4是滤波后的图像。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本说明书保护的范围。
以下结合附图，详细说明本说明书实施例提供的技术方案。
如图1所示，本发明提供了一种去除平坦区域编码马赛克的快速方法，包括以下步骤：
步骤1，检测输入图像I中的马赛克像素块。所述步骤1的步骤具体包括如下子步骤：
步骤1.1，把所述输入图像I划分为8x8的像素块；
步骤1.2，对所述输入图像I进行8倍的下采样得到缩略图I'，即计算所述输入图像的I每个8x8像素块的平均值作为所述缩略图I'的像素值；
步骤1.3，计算所述输入图像I的平方图，所述平方图为所述输入图像的每个像素的像素值进行平方运算得到的图像，对所述平方图进行比例为8倍的下采样得到所述平方图的缩略图I'2，用于快速导向图滤波中的系数计算；
步骤1.4，计算所述输入图像I的每个8x8像素块的方差；
步骤1.5，对于所述缩略图I'上的每个像素，如果对应的所述输入图像的8x8像素块的方差σ2小于某个预设的阈值t1，并且所述缩略图I'上的各个像素与周围4邻域的至少一个的差值小于阈值t2，那么就将所述差值小于阈值t2的所述像素标记为马赛克，并将对应的蒙板图mask'上相同位置的像素记为255，否则记0，其中，如图2所示，以像素x4为例，像素x4的所述周围4邻域为x1、x3、x5和x7。所述阈值参数t1优选为3.2，所述阈值参数t2优选为2。
步骤2，去除孤立的马赛克：通过形态学去除孤立的马赛克，来提高马赛克标记的精确度。
步骤2.1，对所述蒙板图mask'上的每个像素8邻域的像素平均值。如图2所示，像素点x4的8邻域的像素平均为的取值为(x0+x1+x2+x3+x5+x6+x7+x8)/8，如果蒙版图mask'的像素点(比如蒙版图mask'的边缘像素点)的8邻域像素中有不可用的像素，则计算所述8邻域像素中所有可用的像素的像素值的均值，如图2所示中x0表示一帧图像的第一个像素点p(0,0)时，所述x0的的取值为(x1+x3+x4)/3。如果蒙版图mask'的像素点的平均值等于0或者255，则把所述蒙版图mask'的像素点的像素值修改为否则保持不变。即如果一个8x8的像素块被标记为马赛克，而它周围所有的8x8像素块都被标记为非马赛克，则把这个像素块标记为非马赛克；如果一个8x8的像素块被标记为了非马赛克块，而它周围的所有8x8像素块都被标记为马赛克，则把这个像素块标记为马赛克。
步骤2.2，将所述蒙版图mask'通过线性插值获得所述输入图像I尺寸大小的马赛克蒙板图。
步骤3，对马赛克区域进行快速导向图滤波。通过使用快速导向图滤波方法，对所述输入图像I进行滤波处理得到滤波后的图像I1。其中所述快速导向图滤波的半径和正则化参数的设置优选为半径r＝16，正则化参数ε＝52。
步骤4，通过马赛克蒙板图mask，将所述输入图像I和所述滤波后的图像I1进行融合，记α＝mask/255，最后融合的图像O的计算方式如下：
O＝α*I1+(1-α)*I。
步骤5，输出去马赛克后的图像O。
本发明提出的去除平坦区域编码马赛克的快速方法，可以非常快速的去除马赛克，实测在i7-8700k上单线程处理1080p灰度图可以达到400fps。图3所示是存在编码马赛克的输入图像。图4所示是经过本发明提出的去除平坦区域编码马赛克的快速方法处理后的滤波后的图像。图3的右上方有一个明显的马赛克区域，经过去编码马赛克处理后，从图4上可以看出，该区域的马赛克已经去除。
本申请可用于众多通用或专用的计算机系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、置顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
本申请可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本申请，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。
Claims (3)
1.一种快速去除平坦区域编码马赛克的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，检测输入图像I中的马赛克像素块；
步骤1.1，把所述输入图像I划分为8x8的像素块；
步骤1.2，对所述输入图像I进行8倍的下采样得到缩略图I'，即计算所述输入图像的I每个8x8像素块的平均值作为所述缩略图I'的像素值；
步骤1.3，计算所述输入图像I的平方图，所述平方图为所述输入图像的每个像素的像素值进行平方运算得到的图像，对所述平方图进行比例为8倍的下采样得到所述平方图的缩略图I′2，用于快速导向图滤波中的系数计算；
步骤1.4，计算所述输入图像I的每个8x8像素块的方差σ2；
步骤1.5，对于所述缩略图I'上的每个像素，如果对应的所述输入图像的8x8像素块的方差σ2小于预设阈值t1，并且所述缩略图I'上的各个像素与周围4邻域的至少一个的差值小于阈值t2，则将所述差值小于所述阈值t2的所述像素标记为马赛克，并将对应的蒙板图mask'上相同位置的像素记为255，否则记0；
步骤2，去除孤立的马赛克：通过形态学去除孤立的马赛克，来提高马赛克标记的精确度；
步骤2.1，对所述蒙板图mask'上的每个像素8邻域的像素平均值如果所述蒙版图mask'的像素点的平均值等于0或者255，则把所述蒙版图mask'的像素点的像素值修改为否则保持不变；
步骤2.2，将所述蒙版图mask'通过线性插值获得所述输入图像I尺寸大小的马赛克蒙板图mask；
步骤3，对马赛克区域进行快速导向图滤波，通过使用快速导向图滤波方法，对所述输入图像I进行滤波处理得到滤波后的图像I1；
步骤4，通过马赛克蒙板图mask，将所述输入图像I和所述滤波后的图像I1进行融合，记α＝mask/255，融合图像O的计算方式如下：
O＝α*I1+(1-α)*I。
步骤5，输出去马赛克后的所述融合图像O。
2.根据权利要求1所述的快速去除平坦区域编码马赛克的方法，其特征在于，所述阈值参数t1为3.2，所述阈值参数t2为2。
3.根据权利要求1所述的快速去除平坦区域编码马赛克的方法，其特征在于，所述快速导向图滤波的半径和正则化参数的设置为半径r＝16，正则化参数ε＝52。
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