DE60128421T2

DE60128421T2 - Verfahren zur Richtungsfilterung zur Nachbearbeitung von komprimiertem Video

Info

Publication number: DE60128421T2
Application number: DE60128421T
Authority: DE
Inventors: Wenjun Vancouver Zeng
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-28
Publication date: 2008-02-14
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: US7203234B1; EP1146748B1; EP1146748A3; EP1146748A2; DE60128421D1; JP2001320586A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft die Nachverarbeitung von dekomprimierten digitalen Bilder, und bezieht sich insbesondere auf ein Verfahren zum gerichteten, selektiven Filtern von dekomprimierten Bildern.
Transformationscodieren ist ein übliches Verfahren zum komprimieren von digitalen Bildern. Beispielsweise ist Transformationscodieren in dem JPEG (ISO 10918)-Standard, der sich auf Standbilder bezieht, und in dem MPEG-2 (ISO/IEC 13818)-Standard, der sich auf Bewegtvideo bezieht, besonders herausgestellt. Allgemein involviert Transformationscodieren das Unterteilen eines Bilds in kleinere Blöcke oder Gruppen von Pixeln, wobei eine "umkehrbare Transformation" (wie beispielsweise die Diskrete Cosinus-Transformation (DCT)) auf die Pixel des Blocks angewandt wird, die durch die Transformation produzierten Frequenzkoeffizienten quantisiert werden, und die Ergebnisse codiert werden. Während Transformationscodieren ein hohes Kompressionsverhältnis erreichen kann, werden Informationen in dem ursprünglichen Bild in dem Kompressions-Dekompressions-Prozess verworfen werden, wodurch das dekomprimierte Bild verschlechtert wird, insbesondere in Videosequenzen mit beträchtlicher Bewegung.
Dekomprimierte transformationscodierte Bilder können sichtbare Artefakte des Kompressions-Dekompressions-Prozesses beinhalten. Ein üblicher Artefakt ist der "Blockbildungs"-Effekt, der auch als "Flächenrauschen" bekannt ist. Der Blockbildungseffekt ist das Ergebnis des Prozesses des Näherns jedes der durch die Transformation produzierten Frequenzkoeffizienten als einen einer begrenzten Anzahl von erlaubten Werten während des Quantisierungsschritts. Der Codierer wählt einen Quantisierungsparameter, der die Differenz zwischen aufeinander folgenden erlaubten Werten festlegt, und weist jeden Frequenzkoeffizienten dem nächstliegenden erlaubten Wert zu. Als Ergebnis des "Abrundens" wäh rend der Quantisierung können benachbarte Pixel unterschiedliche quantisierte Werte haben, auch obwohl ihre Farben in dem ursprünglichen Bild nahezu dieselben waren, wodurch verursacht wird, dass einzelne Blöcke in dem dekomprimierten Bild sichtbar sind. Dies ist ein besonderes Problem in Bereichen gleichförmiger Farbe und entlang von Farbgrenzen. Darüber hinaus kann das dekomprimierte Bild "Treppenrauschen" zeigen, ein Begriff, der für ein Erscheinen einer Kante in dem Bild beschreibend ist. Die Treppenerscheinung ist das Ergebnis einer Verstärkung des Blockbildungseffekts für Blöcke, die über einer Kante in einem Bild liegen. Ein dritter interessierender Artefakt in dekomprimierten Bildern ist der so genannte "Abklingartefakt", der ausgefranste oder unscharfe Linien in der Nähe von scharfen Kanten produziert. Alle dieser Artefakte können für Betrachter des Bilds störend sein. Demgemäß werden Bilder nach der Dekompression verarbeitet (nachverarbeitet), um einige oder alle dieser Artefakte zu verringern oder zu beseitigen.
Mehrere Verfahren wurden dazu verwendet, störende Artefakte in dekomprimierten Bildern zu entfernen oder zu verringern. Manche Verfahren versuchen, das ursprüngliche Bild aus dem dekomprimierten Bild und Kenntnissen über die Glätteeigenschaften des Bilds vor der Kompression wieder herzustellen. Im allgemeinen sind diese Verfahren komplex und häufig iterativ, wodurch ihre Verwendbarkeit in Echtzeit-Videoanwendungen begrenzt wird.
Eine Filterung kann ebenfalls auf die Bildpixel angewandt werden, um Artefakte des Kompressionsprozesses zu verringern. Zum Beispiel kann eine Filterung auf Pixelsegmente von Reihen oder Spalten, die normal zu den Blockgrenzen sind, angewandt werden, um den Farb- oder Graustufenübergang über die Grenze zu glätten und dadurch den Blockbildungseffekt zu verringern. Eine Klassifizierung der Nachbarschaft des Blocks und eine Filterung auf der Grundlage der Klassifizierung kann Teil des Filterungsprozesses sein. Während eine Filterung von Pixelsegmenten normal zu Blockgrenzen bei der Behandlung des Blockbildungseffekts nützlich ist, behandelt sie nicht notwendigerweise Abklingartefakte. Ferner können Kanten gefiltert werden, und können manche Abschnitte diagonaler Kanten wiederholt gefiltert werden, welches sich nachteilig auf die Schärfe des dekomprimierten Bilds auswirkt.
Was daher gewünscht wird, ist ein hinsichtlich Berechnungen konservatives Verfahren zur Nachverarbeitung eines dekomprimierten Bilds, das wirkungsvoll sowohl Blockbildungsals auch Abklingartefakte behandelt, aber die Schärfe von Kanten in dem Bild bewahrt.
Das US-Patent Nr. 5,367,385 offenbart ein Verfahren zur Nachverarbeitung eines dekomprimierten Bilds, welches die Schritte des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 umfasst.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung ist in Patentanspruch 1 definiert. Sie stellt ein Verfahren zum Nachverarbeitung eines dekomprimierten Bilds bereit, umfassend die Schritte des Erstellens einer Filterachse, die relativ parallel zu einer Bildkante in einem Block von Bildpixeln ausgerichtet ist, und selektiven Filters einer Vielzahl von Pixeln, die im Wesentlichen parallel zu der Filterachse angeordnet sind. Das Filtern der Pixel in einem Block in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Bildkante in dem Block minimiert jegliche Auswirkung auf die Schärfe des Bilds. Ferner bewahrt das Verfahren Berechnungsressourcen durch Auswählen von Pixeln für die Filterung, die eine Differenz zu ihren Nachbarn aufzeigen, die wahrscheinlich einen visuellen Artefakt produziert. Pixel, die Elemente von Blöcken sind, die wahrscheinlich keinen Blockbildungseffekt zeigen, werden nicht gefiltert. Ferner werden Pixel an Blockgrenzen mit Werten, die ausreichend nahe beieinander liegenden und somit keinen wahrnehmbaren Artefakt produzieren, und Pixel, die Details repräsentieren, nicht gefiltert. Das Verfahren kann darüber hinaus separat auf die in einzelnen Halbbildern von Zwischenzeilen-Video enthaltenen Bildern angewandt werden, um Bildkomplikationen zu vermeiden, die aus der separaten Verarbeitung, einschließlich der Kompression, der Halbbilder entstehen.
Die vorangehenden und anderen Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden bei Berücksichtigung der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen leichter verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Zeichnung von Pixeln eines beispielhaften Bereichs eines dekomrpimierten Bilds.
2 ist ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Nachverarbeitungsverfahrens.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In dem Transformationscodierungsprozess wird ein N (Pixel) × N (Pixel) großes Bild in n × n Unterbilder oder Blöcke unterteilt, und wird die Transformation auf die einzelnen bzw. individuellen Pixel auf einer blockweisen Basis angewandt. Beispielsweise wird bei dem Diskreten Cosinus-Transformation (DCT)-Kompressionsprozess, der in den JPEG (ISO 10918)- und MPEG-2 (ISO/IEC 13818)-Bildkompressionsprozessen genutzt wird, das Bild zur Codierung in 8 × 8 Blöcke unterteilt. 1 stellt einen Abschnitt eines größeren Bilds 10 dar, das in Blöcke unterteilt wurde, wie beispielsweise den Block 12, der durch die Blockgrenzen 14, 16, 18, und 20 begrenzt wird. Pixel außerhalb des durch die Blockgrenzen begrenzten Bereichs sind Pixel, die in benachbarten Blöcken enthalten sind. Eine Bildkante 22, gebildet durch die Grenzen von Pixeln einer ersten 24 und einer zweiten 26 Farbe teilt den Block 12 diagonal.
Dekomprimierte Bilder können mehrere Artefakte des Kompressions-Dekompressions-Prozesses zeigen. Der häufigste Artefakt der Kompression ist der Blockbildungseffekt, bei dem die für die Bildkompression erzeugten Blöcke in dem dekomprimierten Bild visuell wahrnehmbar sind. Bei dem DCT-Transformationscodierungs-Kompressionsprozess wird das Raumbereichsignal für einen Block durch die Anwendung der Transformation in einem Block von Koeffizienten im Frequenzbereich umgewandelt. Die resultierenden Frequenzkoeffizienten werden quantisiert oder als einen von einer begrenzten Anzahl von diskreten Werten, die von dem Codierer zugelassen werden, angenähert. Da große Bereiche eines ursprünglichen Bilds aus relativ gleichmäßiger Farbe oder Graustufe bestehen können, kann der durch den Codierer durchgeführte "Abrundungs"-Prozess dazu führen, dass Pixeln von nahezu derselben ursprünglichen Farbe quantisierte Werte zugewiesen werden, die visuell signifikant unterschiedlich sind. Wenn das Bild dekomprimiert wird, kann der Farb- oder Graustufen-Unterschied der Pixel ausreichend sein, um wahrnehmbar zu sein. Dies ist ein besonderes Problem an den Grenzen von benachbarten Blöcken in Bereichen relativ gleichmäßiger Farbe. Die Härte des Blockbildungseffekts ist eine Funktion des Abstands zwischen aufeinander folgenden potenziellen quantisierten Werten des von dem Codierer ausgewählten Quantisierungsparameter. Eine Nachverarbeitung (häufig mittels Filterung) kann angewandt werden, um die Änderung über Blockgrenzen hinweg zu glätten, um den Blockbildungseffekt oder das Flächenrauschen zu entfernen oder zu verringern.
Die Filterung eines Segments einer horizontalen Reihe order vertikalen Spalte von Pixeln entlang jeder Grenze jedes Blocks eines Bilds ist ein rechenmäßig ressourcenintensiver Prozess. Darüber hinaus würde eine Filterung einer Spalte oder Reihe von Pixeln, die sich zu dem Zentrum des Blocks 12 erstrecken, in einer Filterung der Bildkante 22 resultieren. Einige Abschnitte einer diagonalen Bildkante, wie beispielsweise der Kante 22, kann mehr als einmal gefiltert werden. Infolge dessen wird die Schärfe von Kanten in dem dekomprimierten Bild verschlechtert werden. Der Erfinder erkannte, dass Berechnungsressourcen dadurch eingespart werden können, dass Pixel innerhalb ausgewählter Blöcke eines Bilds, in denen ein Artefakt ein Problem sein kann, selektiv gefiltert werden. Ferner erkannte der Erfinder, dass die Schärfe von Kanten, und daher die Qualität des dekomprimierten Bilds, dadurch verbessert werden kann, dass Pixel entlang einer Achse, die allgemein parallel zu der Richtung einer Bildkante ausgerichtet ist, selektiv gefiltert werden. In der vorliegenden Erfindung wird die Richtung eines Bilds erfasst, und wird eine Filterung selektiv auf Pixel angewandt, die entlang einer Filterachse angeordnet sind, welche relativ parallel zu der Richtung einer Bildkante in einem Block ausgerichtet ist.
Zusätzlich zu dem Blockbildungseffekt können dekomprimierte Bilder Abklingartefakte zeigen, die häufig als verrauschte Linien in der Nähe einer Bildkante erscheinen und zu dieser parallel verlaufen. In 1 ist ein Abklingartefakt durch Pixel einer dritten Farbe 28 in der Nähe der Kante 22 dargestellt. Ein dekomprimiertes Bild kann darüber hinaus "Treppenrauschen" zeigen, ein Begriff, der für ein Erscheinen einer Kante in einem Bild beschreibend ist. Die Treppenerscheinung ist das Ergebnis der Verstärkung des Blockbildungseffekts für Blöcke, die über einer Kante 22 in einem Bild liegen.
Die Schritte der Nachverarbeitungstechnik der vorliegenden Erfindung sind in 2 dargestellt. Um eine Überglättung des Bilds zu vermeiden und Berechnungsressourcen zu bewahren, wird eine Filterung selektiv auf die Pixel von ausgewählten Blöcken des Bilds angewandt. In einem Blockauswahlschritt wird der Quantisierungsparameter (QP) für jeden Block aus dem Datenstrom extrahiert und mit einer vorbestimmten Quantisierungsparameterschwelle (QP_THR) 102 verglichen. Die Quantisierungsparameterschwelle ist ein ausgewählte maximaler Abstand zwischen Quanten, der einen visuell akzeptablen Übergang über die Blockgrenze produziert. Falls der Quantisierungsparameter kleiner ist als die Schwelle, wird der Quantisierungsfehler wahrscheinlich kein signifikantes Flächenrauschen und keinen störenden Blockbildungsartefakt erzeugen. Falls dies der Fall ist, wählt das Verfahren den nächsten Block für die Prüfung 104, ohne den gegenwärtigen Block zu filtern. Falls der Quantisierungsparameter die Quantisierungsparameterschwelle überschreitet, wird der Block zur Filterung gekennzeichnet.
Falls ein Block von Pixeln zu filtern ist, wird die dominanteste Richtung einer Bildkante in dem Block ermittelt 106. Die Kantenrichtung wird durch Vergleichen von Pixeln in der Nähe von gegenüber liegenden Grenzen des Blocks, die auf Projektionen von Anwärterfilterachsen liegen, bestimmt. Erneut auf 1 Bezug nehmend, kann die Kantenrichtungsuntersuchung in den Richtungen von vier Kandidatenachsen durchgeführt werden; horizontal (k = 0) 30, vertikal (k = 32) 32, und die 45°-Diagonalen (k = 3) 34 und (k = 1) 36, um die dominante Richtung der beispielhaften Kante 22 in dem Block 12 zu bestimmen. Die Untersuchung könnte entlang von unterschiedlichen, zusätzlichen oder dazwischen liegenden Anwärterachsen (zum Beispiel 22,5°) fortschreiten, jedoch kann die erforderliche zusätzliche Berechnung durch die Verbesserung in der Qualität des dekomprimierten Bilds nicht gerechtfertigt sein.

Da ein Block in dem Kompressionsprozess viel von seiner Hochfrequenzinformation verliert, kann das Schließen auf die Richtung einer Bildkante aus Pixeln innerhalb des Blocks schwierig sein. Das Untersuchen von Pixeln, die Elemente von benachbarten Blöcken sind und benachbart zu den Blockgrenzen 14, 16, 18, und 20 liegen, vergrößert den Bereich des der Prüfung unterzogenen Bilds und verbessert die Genauigkeit der Ergebnisse. Entsprechende Paare von zu vergleichenden Pixeln liegen entlang von Projektionen parallel zu jeder der Anwärterachsen 30, 32, 34, und 36 und in den Nähen von gegenüber liegenden Blockgrenzen. Zum Beispiel werden Projektionen 38 und 40 parallel zu der Anwärterachse 36 zum Identifizieren von Pixeln (1, 0) 42 und (0, 1) 44 und (3, 0) 46 und (0, 3) 48 in den Nähen von Blockgrenzen 14 und 18 für den Vergleich verwendet. Es wurde festgestellt, dass ein Unterabtasten mit einem Faktor Zwei ausreichend Datenpunkte produziert, um die dominante Kantenrichtung zu identifizieren, und die Berechnungsanforderungen verringert. Infolge dessen werden fünf Paare von Pixeln für die horizontale (k = 0) 30 und die vertikale (k = 2) 32 Achse untersucht, und werden neun Paare von Pixeln für die diagonalen Achsen (k = 1) 36 und (k = 3) 34 untersucht. Die Unterabtastung mit dem Faktor Zwei produziert einen beispielhaften Datensatz wie folgt für einen 8 × 8 Block, worin P_k ¹ und P_k ² Pixel von entsprechenden Paaren auf gegenüber liegenden Blockgrenzen sind:

k	P_k ¹	P_k ²
0	{(0,0),(1,0), ..., (N+1,0)}	{(0,N+1),(1,N+1), ..., (N+1,N+1)}
1	{(0,1), ...,(0,N+1),.. (N,N+1))	{(1,0), ..., (N+1,0), ..., (N+1,N)
2	{(0,0),(0,1), ..., (0,N+1)}	{(N+1,0),(N+1,1), ...,(N+1,N+1)}
3	{(0,N), ...,(0,0), ...,(N,0)}	{(1,N+1), ..., (N+1,N+1),...(N+1,1)},

Die dominante Richtung einer Bildkante in einem Pixelblock wird durch die Anwärterachse identifiziert, die der kleinsten Summe der mittleren absoluten Differenzen der Pixelwerte für jedes der Vielzahl von entsprechenden Pixeln, die zur Untersuchung ausgewählt sind, entspricht. In anderen Worten: kmin = arg MIN(0 ≤ k ≤ 3) |Pk 1 – Pk 2|/DIM (Pk 1)worin:

|P_k ¹ – P_k ²|/DIM (P_k ¹): = die mittlere absolute Differenz der entsprechenden Pixel in dem Satz von Projektionsdaten in der Richtung der Achse k
k_min: = die Anwärterachse, die das kleinste Argument zurückgibt

Es wird angenommen, dass die Differenz zwischen Pixeln an gegenüber liegenden Grenzen auf Projektionen parallel zu der Kante 22 kleiner ist als die Differenzen zwischen Pixeln, die in der Richtung der Anwärterachsen 30, 32, und 34 abgetastet wurden, welche auf Gegenteilen der signifikanten Farb- oder Graustufen-Differenz liegen, die eine Kante kennzeichnet, wie beispielsweise die Kante 22. Die Anwärterrichtung, die die kleinste Summe produziert, wird als die dominante Richtung der Kante 22 in dem Block 12 zum Zwecke des Orientierens der Filterachse für die Filterung der Pixel des Blocks 12 herangezogen.
Auf die Bestimmung der dominanten Bildkantenrichtung folgend werden Gruppen von zusammenhängenden bzw. angrenzenden Pixeln 49 (V₀, ..., V₉) (Filterungssegmente) (mit einer Klammer angegeben), die durch die Blockgrenze 14 halbiert werden und parallel zu der identifizierten Kantenrichtung oder Filterachse liegen, für eine selektive Tiefpassfilterung identifiziert 108.
Um eine Überglättung des Bilds zu vermeiden, werden die beiden Pixel des zu der Blockgrenze benachbarten Filterungssegments (V₄ und V₅) 50 und 52 gegen zwei Schwellen getestet 110. Zunächst repräsentieren dann, wenn der Absolutwert der Differenz zwischen den Pixeln (V₄ und V₅) 50 und 52 benachbart zu der Blockgrenze 14 größer als das Zweifache des Quantisierungsparameters (QP) ist, die Pixel wahrscheinlich eine Bildkante, und wird die Filterung nicht angewandt, um eine Verringerung der Schärfe der Kante zu vermeiden. Andererseits wird die Filterung nicht angewandt, falls der Absolutwert der Differenz zwischen Pixeln 50 und 52 benachbart zu der Blockgrenze 14 kleiner ist als eine vorbestimmter Grenzschwelle (BD_THR), weil der Unterschied zwischen den Farben oder Graustufen der Pixel nicht ausreichend ist, um einen sichtbaren Blockbildungseffekt zu verursachen. Falls die Differenz zwischen den Pixeln 50 und 52 des Filterungssegments 48 benachbart zu der Blockgrenze außerhalb der durch diese Tests festgelegten oberen und unteren Grenzen liegt, dann wird das nächste Filterungssegment ausgewählt 112, ohne die Filterung auf das gegenwärtige Segment anzuwenden.
Falls die Differenz zwischen den Pixeln 50 und 52 benachbart zu der Grenze innerhalb der oberen und unteren Grenzen liegt, ist die Filterung des Segments gerechtfertigt und wird die Kontinuität der Farbe oder Graustufe entlang des Filterungssegments geprüft 114. Eine signifikante Differenz zwischen benachbarten Pixeln in einem Filterungssegment, mit Ausnahme an der Blockgrenze, ist ein wahrscheinlicher Hinweis auf ein Detail innerhalb des Blocks. Der Zweck der Diskontinuitätsprüfung 114 besteht darin, eine solche Abweichung zu erfassen und die Filte rung auf einen Bereich von Pixeln innerhalb des Segments so zu beschränken, dass die Filterung nicht auf die das Detail repräsentierenden Pixel angewandt wird. Beginnend bei V₄ 50 wird die Differenz zwischen dem Wert von V₄ (V_j) und dem nächsten angrenzenden Pixel weiter entfernt von der Grenze (V₃) 54 mit einer Schwelle (THRED) verglichen. Ebenso wird die Differenz zwischen dem Pixel V₃ 54 und dem Pixel V₂ 56 und die jedes darauffolgenden Paars von Pixeln weiter von der Blockgrenze 14 entfernt mit der Schwelle (THRED) verglichen werden. Falls die Differenz für ein Paar von Pixeln die Schwelle (THRED) übersteigt, wird das Pixel näher an der Blockgrenze 14 als die untere Grenze für das Filterungssegment 49 gewählt. Ebenso wird eine Diskontinuitiätsprüfung durchgeführt, beginnend bei V₅ 52, um eine obere Grenze für das Segment festzulegen. Ein Filterungsbereich, der den Abschnitt des Filterungssegments 49 einschließlich der Pixel zwischen der durch die Diskontinuitätsprüfung produzierten oberen und der unteren Grenze (V_LB ... V_UB) und zumindest ein Pixel auf jeder Seite der Grenze umfasst, wird gefiltert. Die Schwelle kann eine Funktion des Quantisierungsparameter (QP) und des Absolutwerts der Differenz zwischen den zu der Grenze benachbarten Pixeln (|V₄ – V₅|) sein. Die Schwelle kann auch für Blöcke mit unterschiedlichen Eigenschaften differieren. Zum Beispiel könnten Blöcke auf der Grundlage der mittleren Differenz zwischen Pixeln auf gegenüber liegenden Grenzen der Blöcke wie in dem Bildkantenrichtungs-Identifikationsschritt 108 identifiziert gekennzeichnet werden. Beispielsweise könnte ein Block typisiert werden als:

(a) einfacher, starker Kantentyp, falls: Min_dif < THR_kante 1 und Max_dif–Min_dif > THR_kante 2
(b) glatt, falls: Max_dif < THR_glatt
(c) komplex, falls: die Beziehung von Min_dif und Max_dif ist anderweitig worin: Min_dif = die mittlere absolute Differenz in Werten entsprechend zu k_min Max_dif = die mittlere absolute Differenz in Werten entsprechend zu k_max THR_kante 1 = Schwelle Kante 1 THR_kante 2 = Schwelle Kante 2 THR_glatt = Schwelle glatten Übergangs k_min = arg MIN_{(0 ≤ k ≤ 3)}|P_k ¹ – P_k ²|/DIM(P_k ¹) k_max = arg MAX_{(0 ≤ k ≤ 3)}– |P_k ¹ – P_k ²|/DIM (P_k ¹) |P_k ¹ – P_k ²|/DIM (P_k ¹) = die mittlere absolute Differenz der entsprechenden Pixel in dem Satz von Projektionsdaten in der Richtung der Achse k k_min = die Anwärterachse, die das kleinste Argument produziert k_max = die Anwärterachse, die das größte Argument produziert

Zum Beispiel könnte die Schwelle (THRED) erhöht werden, um eine aggressivere Filterung von Filterungssegmenten in Blöcken zu erleichtern, die als eine einfache, starke Kante besitzend klassifiziert wurden. Die Schwelle (THRED) kann auch auf ein Niveau festgelegt werden, das ausreicht, um die Filterung von Details in dem Block zu vermeiden, während es die Filterung der Pixel des Abklingartefakts 28 erlaubt. Eine Pixelwiederholung oder eine symmetrische Erstreckung kann zum Filtern von Pixeln nahe der Segmentgrenze (V_LB, ..., V_UB) verwendet werden.
Auf die Bestimmung des Filterungsbereichs folgend werden die Pixel des Filterungsbereichs (V_LB, ..., V_UB) gefiltert 116, und das Verfahren wählt das nächste Filterungssegment für die Verarbeitung 112. Die Filterung ist nur entlang der linken vertikalen Grenze 14 und der unteren horizontalen Grenze 20 des Blocks 12 notwendig, weil die Filterung für gewöhnlich in der Richtung der Rasterabtastung angewandt wird und die verbleibenden Blockgrenzen 16 und 18 der Filterung unterzogen werden, wenn die benachbarten Blöcke gefiltert werden. Ein beliebiges Tiefpass-Filter kann zum Filtern des Filterungsbereichs verwendet werden. Ein Filter mit sieben Anzapfungen, bei dem festgestellt wurde, dass es eine akzeptable Bildqualität produziert, kann wie in Tabelle A beschrieben implementiert werden.
Darüber hinaus kann bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung auch eine Kurzfilter-Betriebsart bereitgestellt werden. Eine große Schwankung der Intensität für die Pixel des Filterungssegments 49 zeigt an, dass das Segment in einem Bereich des Bilds 10 mit einem hohen Niveau an Detailtextur liegt. Falls dies der Fall ist, kann die Kurzfilter-Betriebsart ausgewählt werden, so dass die Werte der beiden Pixel 50 und 52 benachbart zu der Blockgrenze 14 durch ihren Mittelwert ersetzt werden, um den Blockbildungseffekt zu verringern.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung ist darüber hinaus nützlich zur Nachverarbeitung des Bilds eines Zwischenzeilen-Video-Halbbilds. Da die beiden Halbbilder während der Kompression häufig verschiedenen Operationen unterliegen (zum Beispiel einer Bewegungsabschätzung oder Kompensation und einer DCT-Codierung), ist es vorteilhaft, die Nachverarbeitung separat auf die durch die einzelnen Halbbilder repräsentierten Bilder anzuwenden. Das separate Anwenden der Nachverarbeitung auf die Halbbilder vermeidet die Komplikation der Blockklassifizierung und das Verwechseln einer Intensitätsänderung zwischen Halbbildern (resultierend aus entweder der Halbbilderfassung oder der Kompression) mit einer Bildkante. Das Identifizieren einer Intensitätsänderung zwischen Halbbildern als eine Bildkante ist ein besonderes Problem an den Grenzen von sich bewegenden Objekten. Eine geringfügig bessere Leistung kann darüber hinaus möglich sein, falls eine adaptive Trennung auf dem Modus der Kompression jedes Makroblocks (Halbbild- oder Vollbild-Bewegungskompensation) basiert.
Die Begriffe und Ausdrücke, die in der vorangehenden Spezifikation verwendet wurden, werden als Begriffe der Beschreibung und nicht der Beschränkung verwendet, und in der Benutzung solcher Begriffe und Ausdrücke liegt keine Absicht dahingehend, Äquivalente der gezeigten und beschriebenen Merkmale oder von Teilen derselben auszuschließen, so dass anzuerkennen ist, dass der Schutzbereich der Erfindung nur durch die nachfolgenden Patentansprüche definiert und beschränkt wird. TABELLE A Implementierung eines Filters mit sieben Anzapfungen

Claims

Verfahren zur Nachbearbeitung eines dekomprimierten Bilds (10), umfassend die Schritte des (a) Auswählens eines Blocks von Bildpixeln (12) zum Filtern desselben, wenn der Quantisierungsparameter, der aus dem Datenstrom für diesen Block extrahiert wurde, eine Quantisierungsparameterschwelle übersteigt; (b) Erstellens einer Filterachse (36), die relativ parallel zu einer Bildkante (22) in dem Block (12) von Bildpixeln ausgerichtet ist; (c) Filters einer Vielzahl von Pixeln, die parallel zu der Filterachse (36) angeordnet sind; wobei der Schritt des Erstellens der Filterachse die Schritte umfasst: (a') einen Identifikationsschritt zum Identifizieren eines ersten Pixels (42, 46) und eines zweiten Pixels (44, 48), die sich auf einer Projektion parallel zu einer Anwärterachse (36) befinden; (b') einen Vergleichsschritt zum Vergleichen des ersten und des zweiten Pixels; (c') Wiederholen des Identifikationsschritts und des Vergleichsschritts für eine Vielzahl der Projektionen (38, 40) und der Anwärterachsen (30, 32, 34, 36); und (d') Bezeichnen, als die Filterachse (36), die Anwärterachse (36) mit dem kleinsten Mittelwert von Differenzen zwischen einer Vielzahl der ersten und der zweiten Pixel ((42, 46); (44, 48)); dadurch gekennzeichnet, dass sich die ersten Pixel (42, 46) in einer Umgebung einer ersten Grenze (14) des Blocks (12) befinden und sich die zweiten Pixel (44, 48) in einer Umgebung einer zweiten Grenze (18) des Blocks befinden, und der Schritt des Filters einer Vielzahl von Pixeln, die parallel zu der Filterachse angeordnet sind, die Schritte umfasst: (a'') Bezeichnen eines Filterungssegments (49) von benachbarten Pixeln, die parallel zu der Filterachse angeordnet sind, um einer Filterung unterzogen zu werden, falls die Differenz zwischen einem Paar von Pixeln (50, 52) des Segments, das unmittelbar neben einer Grenze (14) des Blocks (12) liegt, einer vorbestimmten Beziehung genügt; und (b'') Filtern der Pixel des Segments (49); wobei die vorbestimmte Beziehung, die das neben der Grenze (14) liegendes Paar von Pixeln (50, 52) vergleicht, eine oder beide einer oberen und einer unteren Schwelle für die Differenz zwischen dem Paar von Pixeln (50, 52) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die untere Schwelle eine Funktion eines auf den Block (12) anwendbaren Quantisierungsparameters umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das identifizierte Filtersegment von einer Grenze (14) des Blocks (12) durchschnitten wird.
Verfahren nach Anspruch 3, ferner umfassend den Schritt des: Auswählens eines Pixelpaars, das auf jeder der Vielzahl von Projektionen (38, 40) parallel zu der Vielzahl von Anwärterfilterachsen (30, 32, 34, 36) angeordnet ist, falls der Blockquantisierungsparameter den Schwellenquantisierungsparameter übersteigt.
Verfahren nach Anspruch 4, ferner umfassend die Schritte: (a) einen Vergleichsschritt zum Vergleichen einer Differenz zwischen Pixeln eines benachbarten Filtersegment-Pixelpaars (50, 52) gegen eine Kontinuitätsschwelle; (b) Wiederholen des Vergleichsschritts für Filtersegment-Pixelpaare, die sich aufeinander folgend stärker entfernt von der Blockgrenze (12) befinden, bis die Differenz die Kontinuitätsschwelle übersteigt; und (c) Begrenzen des Filterungsbereichs auf eine Anordnung von aufeinander folgend stärker entfernte Filtersegmentpixel auf jeder Seite der Blockgrenze (12); wobei jedes Pixel ein Element eines Filtersegment-Pixelpaars ist, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Differenz kleiner als die Kontinuitätsschwelle ist.
Verfahren zum Nachbearbeiten von Zwischenzeilen-Video, umfassend die Schritte: (a) Nachbearbeiten eines ersten Zwischenzeilen-Halbbilds gemäß dem Verfahren von Anspruch 1; und (b) Nachbearbeiten eines zweiten Zwischenzeilen-Halbbilds gemäß dem Verfahren von Anspruch 1.