TWI323131B

TWI323131B - Method for reducing noise of pictures

Info

Publication number: TWI323131B
Application number: TW095136013A
Authority: TW
Inventors: Yi Jen Chiu
Original assignee: Intel Corp
Priority date: 2005-09-30
Filing date: 2006-09-28
Publication date: 2010-04-01
Also published as: CN101273640B; WO2007041326A2; WO2007041326A3; US20070076972A1; CN101273640A; TW200731803A; US7548660B2

Description

1323131 (1) 九、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明有關於用以降低數位圖片之振鈴和飛時空邊緣保留濾波技術之系統與方法。【先前技術】最近業者的視訊壓縮標準採用了移動補償、化、以及熵編碼（entropy coding)之技術，以編碼，以供視訊通訊應用。量化是減少資料位元應用的頻寬要求之有損（lossy )程序，但量化付出圖片品質的代價。在量化程序期間的資訊耗恢復的，因而可能導入編碼假影（artifact )。失真是雜訊降低濾波領域中之一重要因素。振鈴（ringing)及飛蚊雜訊（mosquito no 化程序所導入的最壞的假影。這些假影係與吉 Gibb’s phenomenon)相關聯，且係由對闻頻離換（DCT )係數的突然截斷所造成。沿著相當平區域中之高對比邊緣之振鈴雜訊假影是最爲明顯係以自邊緣向外延伸的波紋之方式呈現’且使圖下降。飛蚊雜訊假影是以與移動相關聯的邊緣雜 edge busyness distortion)或接近移動物體邊緣色度位準變動之形式而明顯呈現。用來降低雜訊些技術可能涉及對將降低圖片品質的低通濾波器之應用。蚊雜訊的轉換、量便將視訊率以符合的進行要損是無法降低假影 i s e )是量伯現象（散餘弦轉滑的背景的。此種片的品質亂失真（的亮度/ 假影的某 ^ ( LPF ) -4- (2) 1323131 【發明內容】一種方法可包含選擇一像素區塊。可判斷該像素區塊是否包含一邊緣像素。如果該像素區塊包含一邊緣像素，則可在該像素區塊中選擇一第一像素。如果判斷該第一像素是一振鈴雜訊像素，則可施加一振鈴濾波器。如果該第一像素不是一振鈴雜訊像素，則可施加一邊緣保留濾波器【實施方式】第1圖是根據某些實施例而自視訊位元流產生視訊顯示的設備（100)之方塊圖。設備（100)包含視頻信號位元流的一來源（1 1 0 )。例如，來源（1 1 0 )可經由一通訊頻道（圖中並未各別示出）而接收視頻信號，或可自諸如數位視訊光碟（DVD ) Φ 或硬碟機再生視頻信號。例如，該視頻信號來源可包括視訊調諧器、衛星地面站、或DVD播放器。將假設視頻信號位元流代表已諸如根據一種壓縮標準而經過壓縮編碼的視頻信號。可根據習知的常規而操作來源（110)。可參照國際電訊聯盟的電訊標準化部門（International Telecommunications Union-Telecommunications Standardization Sector;簡稱 ITU)建議 H.264 “Advanced Video Coding for Generic Audiovisual Services”（2004)或國際標準化組織（International Organization for Standardization ;簡 -5- (3) (3)1323131 稱 I S Ο ) / 國際工程協會（I n t e r n a t i ο n a 1 E n g i n e e r i n g

Consortium;簡稱IEC)之影像壓縮標準組織（Moving Pictures Expert Group ;簡稱 MPEG )標準 “Advanced Video Coding (Part 10)”（2004)而處理影像資訊。舉其他的例子，可根據 ISO/IEC文件編號 14496 “MPEG-4 Information Technology-Coding of Audio-Visual Objects” (200 1 )或 ISO/IEC 文件編號 13818-1 “Information Technology-Generic Coding of Moving Pictures and Associated Audio Information”（2000)所界定之 MPEG2 協定而處理影像資訊》設備（100 )亦包含一視訊解碼器（120 )，用以將來源（110)所供應的視頻信號位元流解壓縮及解碼。視訊解碼器（120)可根據傳統的原理而操作，且經常可能在輸出的視訊影像中產生假影，且經由將於下文中說明的實施例而改善此種現象。設備（1〇〇 )進一步包含被耦合到視訊解碼器（120 ) 之一後置處理方塊（130)。後置處理方塊（130)對自視訊解碼器（120)輸出的被解壓縮之視頻信號執行一或多種後置處理。例如，後置處理方塊（130)可以將於下文中說明的一或多個實施例之方式執行一或多種不同的雜訊降低處理。此外，設備（100)包含諸如電視機或電腦顯示監視器等的一顯示裝置（140)。顯示裝置（140)顯示自後置處理方塊（130)輸出的視頻信號。 -6- 1323131 :1 (4) 第2圖是根據某些實施例而示出可在一後置處理方塊中執行的雜訊降低程序的一些態樣之功能方塊圖（200 ) 。方塊（210)代表後置處理方塊（或雜訊降低子方塊） (130)，用以接收將要接受雜訊降低處理的輸入視頻信號（例如，直接或間接來自視訊解碼器（1 20 ))。方塊 (22〇 )代表根據某些實施例而提供之程序，用以偵測在方塊（210)上接收的視頻信號中呈現振鈴雜訊假影的位置（例如，特定的像素）。方塊（230 )代表將濾波施加 I 到在方塊（2 1 0 )上接收的輸入視頻信號以減輕振鈴雜訊假影之程序。第3圖是根據某些實施例而由後置處理/雜訊降低方塊（130)的雜訊偵測子方塊執行的振鈴雜訊濾波程序之 ' 高階流程圖（3 00)。第3圖中之（310)示出由振鈴雜訊偵測子方塊（220 )接收將要被濾波的被解壓之視頻信號，以便執行振鈴雜訊降低。在（3 1 0 )中，視訊輸入被分 φ 割成一些諸如8像素x8像素之像素區塊。然後在（320)中，檢查一區塊內的這些像素中之每一像素，以便判斷該區塊內之任何像素是否爲邊緣像素。可採用一些邊緣偵測器中之任一邊緣偵測器。在某些實施例中，可採用所謂的索貝爾邊緣偵測器（Sobel edge detector)。如果被指定的一區塊內之任何像素包含被像素化（pixilated )的物體的邊緣，則將該像素區塊稱爲“ 邊緣區塊”。例如，如果被指定的區塊內之任何像素包含一樹葉的邊緣，則該像素區塊是“邊緣區塊”。如果該區塊 (5) 1323131 內不包含任何邊緣，則該區塊是一非邊緣區塊。然而，如果鄰接被指定的區塊的一第二像素區塊包含邊緣，則將該被指定的像素區塊定義爲“近邊緣區塊”（“NEB”），這是因爲該第二像素區塊包含邊緣。如果該區塊不是一邊緣區塊’則不會進行振鈴瀘波，且方法（300)進入（360)，此時在不施加振鈴濾波的情形下輸出視訊流。然而，如果該區塊是一邊緣區塊，則自（320)進入（330)。在某些 g 實施例中，也在流程圖（300)中考慮NEB狀態。在（330)中，判斷該邊緣區塊內之被選擇的像素是否爲一振鈴雜訊像素。可採用一些振鈴雜訊偵測器中之任一振鈴雜訊偵測器。在某些實施例中，可採用索貝爾邊緣偵測器。如果該被選擇的像素是一振鈴雜訊像素，則自（ 330)進入（34〇)。如果該被選擇的像素不是一振鈴雜訊像素，則自（330)進入（350)。在（34〇)中，將振鈴濾波應用於該邊緣區塊的振鈴 φ 像素。如將於下文中參照第4-6圖而更詳細說明的，可採用生間雙層中値灑波器’’（Spatial Double Layered Median filter ;簡稱SDLMF )或“時空雙層中値濾波器”（ Spatio-Temporal Double Layered Median filter ；簡稱 STDLMF)。自（340)進入（ 360)，此時在（360)中傳送經過振鈴濾波的輸出作爲視訊輸出，然後方法（3 00 )結束。在（ 350)中，將邊緣保留濾波施加到—“邊緣”區塊內被發現不是一振鈴像素的像素。簡而言之，如將於下文 (6) 1323131 中參照第7-9圖而更詳細說明的，可將一加權因數施加到一邊緣像素的鄰近像素，以便有助於保留邊緣。自（350 )進入（360)，此時在（360)中傳送經過邊緣濾波的輸出作爲視訊輸出，然後方法（3 00 )結束。第4圖更詳細地示出SDLMF ( 400 )。已偵測到一邊緣區塊內之一振鈴像素（411)。因此，一個8x8區塊（圖中未示出）被分成一個5x5區塊（401)，且該5x5區 g 塊（401)的中心即是振鈴像素（411)。在5x5區塊範圍 (401)內共有9個各別的重疊3x3區塊，每一3x3區塊有其本身的中心像素（422 ) 、（ 43 2 )等的中心像素。例如，在SDLMF(400)中，示出了兩個框（420) 、（430 )’但該例子中共有九個框，每一框係以目標像素爲中心，且各像素圍繞著該目標像素。此爲SDLMF (400)的第一層。通常在視訊系統（100)中，一像素具有一或多個相 Φ 關聯的値。例如’該値可對應於色彩或強度。因此，由一些値構成之一矩陣係與一3x3區塊中之特定像素相關聯的 ’其中每一値對應於一量測値，亦即，九個圍繞的像素之色彩或強度等的量測値。例如，與像素（4 2 2 )相關聯的這些値可以是： 1 8 9 5 23 118 100 12 19 (7) 1323131 像素（422)具有其3x3矩陣（420)的一中値《該中値是一序列的數目之中間値。例如，在上述矩陣中，！ 2 是中値（有四個値大於12，且有4個値小於12 )，但是平均値（該等値的總値除以該等値的數目）將大約是37.8 。在第3圖之（340)中，計算鄰近像素（422) 、（432 )等中心像素的每一像素的値之中値。這是第一層濾波。然後，將該等中値的每一中値儲存爲3x3中間區塊（450 g )中之9個中間値。仍然以前文所述之方式，將中値濾波施加到中心像素（4 1 1 )，且計算出像素（470 )的第二（最後）濾波後値。因而目標像素（411)被過濾成像素（ 470 ) 〇如第4圖所示，部分SDLMF濾波包含使用被用來產生中間3x3層（450)的兩個3x3框（420) ' (430)( 還使用另外七個框，共有九個框）。在第一層（401)中 ’ 5 X 5個鄰近像素係以目標像素（4丨〗）爲中心，作爲濾 φ 波支援。請簡略參閱第5圖，在5x5區塊範圍（500)內 ’共有九組3x3像素，且針對第4圖所示該等組的3x3像素而將每一3x3矩陣的相關聯之中心像素標示爲“c，，。請再參閱第4圖，係將中値濾波施加到每一組的3x3 像素，因而產生了九個中間値，作爲框（450)中所示的結果。在該第二層中，係將中値濾波施加到這九個中間値 ’以便產生濾波輸出（470)。例如，考慮位於X ( i, j )的像素X，例如，像素（41 I )。在該5x5區塊範圍內的九組3x3像素之一群九個中心 -10- (8) (8)1323131 像素{c(x(I，j))}係如下式所示： [1 ] {c(x(i, j)) } = {x(n, m)\n = i-\, /, i + \;m = j- \,j, j +1} 中心像素（41 1 ) c(x(u,v))的 3x3鄰近像素 NH9(c(x(u，v)))係如下式所示： [2] NH9(c(x(u9 v)))={x(w, m) I η = μ -1, w, μ +1; 7w = v -1, v, v +1} 將根據對NH9(c(x(u,v)))施加的中値濾波而產生第— 層中間値（4 3 1 )。 [3] The layer! median = median{NH9(c(x(u9v)))} 第二層（450 )是對自第一層作業產生的九個中間値施加中値濾波的結果。

The double layer median = [4] media?7{njedia?i{NH9(c(x(u9v))) j c(x(u9v) ^{c(x(i9J))}}} 這九個中間値然後又產生了最後的濾波後輸出（4 70 )° 第6圖示出也包含時域的振鈴濾波之進一步的態樣。第6圖示出了對時空雙層中値濾波器（STDLMF )的使用。與第5圖所示之STLMF濾波器類似，第6圖所示之 STDLMF也採用雙層中値濾波，但是爲了至少判斷該等中間値中之某些中間値，採用了來自一先前圖片的至少某些參考像素。第6圖示出現行圖片（610)的5個中心像素（617) 之位置、以及先前圖片（620)上的4個中心像素之位置。考慮圖片k的像素（615) 。“k-1”表示採用了來自先前圖片的像素。係以下列方程式5表示來自兩個圖片的一群 -11 - (9) (9)1323131 9個中心像素{c(x(I，j;k))}。 r51 A k))}={χ〇· -1, y -1； k), x(i -1,7 +1; A：), x(i+1, y -1; k), x(i+1,J +1; k), x(i, j; k) x{i-\J-V,k-1), x{i-1, j;k-1), x(i + l,j-l;k-l), x(i, j;k-1)} 如方程式6所示，將中心像素c(x(u，v;l))的3x3鄰近像素表示爲 NH9(c(x(u，v;1)))。 [6] NH9(c(x(u,v;/)))={x{n,m;z)\n = u- \,u,u + \;m = ν-Ι,ν,ν + \;z = 1} 如方程式7所示，將根據對NH9(c(x(u，v;l)))施加的中値濾波而產生第一層輸出。 [7] The layer\_median = median{NH9(c(x(u,v;l)))} 如方程式8所示，第二層是對自第一層作業產生的九個中間値施加中値濾波的結果。

The double_layer_median = median{median{NH9(c(x(u,v,l))) t & I c(x(u,v;l) e{c(x(i,J;k))} }} 在現行圖片（610)及先前圖片（620)中，針對每一被選擇的像素而重複上述程序。然後，該等像素中之每一像素的這些値本身被採用作爲中値，以便產生一最後的像素値。當影像資訊有很多雜訊時，該STDLMF瀘波器可能特別有利，而可針對具有許多移動的影像資訊建議採用 SDLMF濾波器。在一進一步之實施例中，只使用一單一中値濾波器。在此種情形中，可使用諸如一 5x5框等的一較大濾波器，且可自該濾波器得到濾波後的値。在又一實施例中，雖然只使用一單一中値濾波器，但是係將來自不同數位圖片的像素値用來推導出濾波後的値。 -12- (10) (10)1323131 第7圖示出第3圖所示邊緣保留處理（35〇)之方法 (7〇〇)。如果在（ 3 3 0 )中判斷被選擇的—像素不是—振鈴雜訊像素，則（350)呼叫該方法（700)。爲了保持圖片的銳化，可不對被偵測到的邊緣像素施加濾波，且對邊緣像素的鄰近像素施加較小量的濾波。在（710)中，方法（7 00 )接收視訊輸入。自（71〇 )進入（720 )。在（ 720 )中’判斷被選擇的像素是否爲—邊緣像素。可由諸如索貝爾邊緣偵測器執行該判斷。如果被選擇的像素是一邊緣像素，則自（720)進入（730)，且不對該被選擇的像素進行任何進一步的處理。且本方法終止。然而，如果被選擇的像素不是一邊緣像素，則自（720 )進入（740)。在（ 740)中，判斷該被選擇的像素是否在一邊緣像素的正上方、正下方、或與該邊緣像素鄰接。如果確係如此，則自（7 4 0 )進入（7 5 0 )。如果並非如此，則自（ 740)進入（760)。在（750 )中，執行“弱”邊緣保留濾波。下文中將在與（ 770)中執行的邊緣保留濾波有關之說明中提供與該弱邊緣保留濾波有關之細節。因此，在（ 760)中判斷該被選擇的像素是“一般的” 像素。因此，自（760)進入（770)。在（770)中，執行邊緣保留濾波。對於邊緣保留濾波而言，考慮目標像素X的鄰接像素y’且將該像素X的 -13- (11)1323131 空間3x3鄰近像素ΝΗ9(χ)用來作爲濾波支援，以便執行該濾波。考慮像素y作爲NH9(x)中之像素。邊緣保留滤波係以下式所示之方式工作： [9] edge _ preserved _ filtering - ^ · S(y | χ) yeNH9(x) 其中： [10] ^)= y,if\x-y\<Th(x) x,if\x-y\>Th(x)

換言之’首先檢視方程式10，將目標像素“X”與一鄰接像素“y”比較。將一臨界値設定爲Th(x)。Th(x)是一預先判斷的値’且在某些情形中，使用者可針對特定的應用而設定Th(x)。如果“χ”（目標像素）減“y”的絕對値小於或等於一臨界値（亦即，X及y是在對方的一臨界値內） ’貝丨J 5値（y | χ )是“y” ’且被用於“χ”像素。如果“χ”（目標像素）減“y”的絕對値大於一臨界値，則5値（y| χ )是“χ”，且被保留給“χ”像素。

回到方程式9，係對目標像素“χ”的3x3區域中之所有的“y”像素執行該比較。然後，將這些被判斷的値中之每一値與一對應的“加權因數”執行一點積（dot product ) 乘法，然後將其結果加總而得到一最後的邊緣保留濾波値係以下式表示加權因數w(f)的一實施例： [Π]

Weighting _ factor w(y)= 1 2 2 4 1 2 2 -14- (12) (12)1323131 在該特定實施例中，圍繞一目標像素的個別像素之相對權値是：該目標像素之加權因數是四，直接鄰接的像素之加權因數是二，以及以對角方式鄰接的像素之加權因數是一。在步驟（ 750 )中，將Th(x)向下調整，以便減少發生濾波的機會。換言之，在方程式1〇中，如果該臨界値被設定得較小，則在以X値替代y値上，有X値與y値間之一較小差異，因而有較少的濾波機會。第8圖示出非邊緣的邊緣像素之4鄰近像素之位置。區塊（810)示出邊緣像素（黑色）、直接鄰接的像素（灰色）、以及以對角方式鄰接的像素（白色）之位置。區塊（ 820 )示出已被分類爲包含邊緣像素、鄰近像素、以及其他像素的一 8x8區塊之例子，作爲方法（700 )的一部分。第9圖是示出根據某些實施例而示出執行的雜訊降低程序的一些態樣之功能方塊圖（900 )。方塊（9 1 0 )代表用來接收將接受雜訊降低處理的輸入視頻信號（例如，直接或間接地來自視訊解碼器（110))之後置處理方塊（或雜訊降低子方塊）。方塊（ 920 )代表根據某些實施例而提供之一程序，用以偵測在方塊（9 1 0 )中接收的視頻信號中呈現飛蚊雜訊假影的位置（例如，特定的像素）。方塊（93 0 )代表將濾波施加到在方塊（910)上接收的輸入視頻信號（根據飛蚊雜訊偵測器（920 )所得到的結果 )之程序，用以減輕飛蚊雜訊假影。 -15- (13) 1323131 第1 ο圖是用來偵測飛蚊像素之流程圖（1 000 ) °如果一像素區塊（例如，一8x8像素區塊）包含至少一邊緣像素，則可將該像素區塊稱爲一邊緣區塊。在第1〇圖中，檢視非邊緣區塊，以便判斷被指定的區塊是否爲一邊緣區塊、或邊緣區塊的鄰近區塊（Neighbor to the Edge Block;簡稱NEB)，而如將於下文中詳細說明的，在此種情形中，將被選擇的區塊稱爲NEB。 g —般而言，以一飛蚊雜訊量測値檢查邊緣區塊中之每一像素，以便將像素分類爲飛蚊雜訊像素以及非飛蚊雜訊像素。將飛蚊雜訊濾波施加到被偵測到的飛蚊雜訊像素，且將邊緣保留濾波施加到所考慮的區塊之其餘像素。在程序（1 000 )中，係針對飛蚊雜訊而測試視訊輸入。在（1010 )中，接收被解碼的視訊輸入。在（1020 )中 ’將該視訊輸入分割成一些像素區塊（通常爲8x8像素區塊）。然後在（1 020 )中，檢查這些像素中之每一像素， φ 以便判斷任何像素是否爲一邊緣像素》此外，判斷任何直接鄰近的區塊是否包含一邊緣像素。如果確係如此，則將該像素區塊稱爲一NEB。可採用一些邊緣偵測器中之任一邊緣偵測器。在某些實施例中，可採用所謂的索貝爾邊緣偵測器。飛蚊雜訊偵測並不使用振鈴雜訊偵測中使用的空間量測値，而是使用時間量測値。如果該區塊不是一邊緣區塊（亦即，不包含至少一邊緣像素），或不是一 NEB，則不對該區塊的任何區塊進行飛蚊濾波’且方法（ 1000)進入（1〇60)，此時 16· (14) (14)1323131 輸出視訊流。然而，如果該區塊是一邊緣區塊，或具有係爲一邊緣區塊的一鄰近區，則自（ 1020)進入（ 1030) ^ 在（1 03 0)中，判斷該被選擇的區塊內之每一像素是否爲飛蚊雜訊像素。可採用一些飛蚊偵測器中之任一飛蚊偵測器。在某些實施例中，可採用索貝爾邊緣偵測器。如果該被選擇的像素是一飛蚊雜訊像素，則自（ 1 03 0)進入 (1 040 )。如果該區塊中沒有任何飛蚊雜訊像素，則自（ 1 030 )進入（1 050 )。在（1 040 )中，對邊緣區塊的像素採用飛蚊濾波。如將於下文中參照第11-13圖而更詳細說明的，可採用“空間雙層中値濾波器”（SDLMF )或“時空雙層中値濾波器” (STDLMF )。自（ 1 040 )進入（ 1060 )，此時在（1060 )中傳送經過飛蚊濾波的輸出作爲視訊輸出，然後方法（ 1 000 )結束。在（1050)中，如同前文中參照第6-9圖所述的，將邊緣保留濾波施加到一“邊緣”區塊或NEB (在被選擇的區塊是一NEB的情形下）內被發現不是一飛蚊像素的像素。自（ 1050)進入（ 1060)，此時在（ 1060)中傳送經過邊緣濾波的輸出作爲視訊輸出。第11圖更詳細地示出用於飛蚊雜訊偵測的SDLMF( 1100)。已偵測到非邊緣區塊內之一飛蚊像素（1103)。因此，一個8x8區塊被分成一個5x5區塊（1101)，且該 5x5區塊（1101)的中心即是飛蚊像素（1103)。在5x5 區塊範圍（1101)內共有5個各別的重疊3x3區塊，每一 -17- (15) 1323131 3x3區塊有其本身的中心像素。例如，在SDLMF ( 1 100) 中，示出了兩個框（1120) 、（1130)，但該例子中共有五個框，每一框係以目標像素爲中心，且各像素圍繞著該目標像素。此爲該濾波器的第一層。如第1 1圖所示，SDLMF濾波包含兩層（1101)、（ 1150)中之作業。在第一層（1101)中，5χ5個鄰近像素係以目標像素（1103)爲中心，作爲於施加濾波時將被用 g 來作爲資料之濾波支援。請簡略參閱第12圖，在5x5區塊範圍內，共有五組3x3像素，且針對第12圖所示該等組的3 X 3像素而將待處理的相關聯之中心像素標示爲“c” 。請注意，飛蚊濾波使用了五個3x3鄰近區塊，與振鈴雜訊濾波中使用的九個3x3區塊不同。請再參閱第11圖，係將平均値濾波施加該等五組的 3x3像素，因而在中間區塊（1 150 )中產生了五個中間値，作爲結果。請注意，對於第一層濾波而言，可將平均値 φ 濾波用於飛蚊濾波，這是與第3圖所示之振鈴雜訊的中値濾波不同之處。在該第二層中，係將中値瀘波施加到五個中間値（四個對角像素及目標像素），以便產生最後的像素輸出値。例如，考慮位於x(i，j)的像素x(ll〇3)。在該 5x5區塊範圍中之五個中心像素{C(x(l，j))}係如下式所示 [12] {c(x(/, j))}={x(/-hj-1), x(i-1,y +1), xii + hj~ 1), + 1,7 + 1), j)} 中心像素 C(x(u，v))的 3x3 鄰近像素被表示爲 -18- (16) 1323131 NH9(c(x(u，v)))，且其定義與方程式2所示的相同。係根據對NH9(c(x(u,v)))施加的平均値濾波而產生SDLMM濾波器的第一層輸出。 [13] The layer\_mean = mean{NH9{c{x{u,v)))} 換言之，在上述的例子中，係將平均値（例如，3 7.8 的値）用於一特定像素，而不採用中値。如下文中之方程式14所示，第二層（1150)然後對 • 自第一層作業產生的五個中間値執行一中値濾波。

The double flayer _mean ^median = median{mean{NH9(c(x(u9v))) |c(x(M,v)e{c(x(/,y))}}} 這五個中間値然後又產生了最後的濾波後輸出（1 1 70 )0 在第13圖中，示出了也包含時域的飛蚊濾波之一進 —步的態樣。第13圖示出了對時空雙層中値濾波器（ STDLMF)作業的使用。與第6圖所示之STDLM濾波器 • 類似，第13圖所示之STDLM濾波器也採用雙層濾波，其中係先使用平均値濾波，然後使用中値濾波，但是爲了至少判斷該等中間値中之某些中間値，採用了來自一先前圖片的至少某些參考像素。下文中將說明飛蚊雜訊濾波器的時空版本。與 SDLMM濾波器類似，時空雙層平均値及中値（Spati0_ Temporal Double Layered Mean Median ;簡稱 STDLMM) 濾波器包含兩層作業，但該濾波器具有來自先前圖片的參考像素。第13圖示出現行圖片上的5個中心像素之位置 -19- (17)1323131 、以及先前圖片上的2個中心像素之位置。考慮圖片k的像素X，係以下式表示一群7個中心像素{c(x(I，j;k))}: [15] {c(x(/',y；A))}={x(/-l,y-l；*), χ(ί-1,7+1; Λ), x(i + \,j-\;k), x(i +1,7' +1； k), x(i, j; k), x(i -1, j; k -1), x(j, j- A： -1)} 係將中心像素 c(x(u，v;l))的 3x3鄰近像素表示爲 NH9(c(x(u,v;l)))，且其定義與方程式6所示者相同。係根據對NH9(c(x(u,v;l)))中之像素施加的平均値濾波而產生 STDLMM濾波器的第一層輸出。 [16] The layer\_mean - mean{NH9{c{x{uyv\l)))} STDLMM濾波的第二層是對自第一層平均値作業產生的七個中間値施加中値濾波》 [17]

The_ double _ layer _ mean _ median=median{mean{NH9(c(x(u9 v; /))) | c(x(u,v;l) ^{c(x(Uj;k))}}} 第14圖示出將方法（300)的振鈴雜訊濾波與方法（ 10 00 )的飛蚊雜訊濾波結合之方法（ 14 00 )。在（1410)中，接收經過編碼的視訊輸入，並測試該視訊輸入是否有振鈴。在（1420 )中，該視訊輸入被分割成一些像素區塊（通常爲8像素χ8像素。然後在（1420)中，檢查這些像素中之每一像素，以便判斷任何像素是否爲一邊緣像素而使該區塊被指定爲一邊緣區塊。此外，判斷任何直接鄰近的區塊是否包含一邊緣像素而使該區塊被指定爲一 NEB。可採用一些邊緣偵測器中之任一邊緣偵測器。在某些實施例中’可採用所謂的索貝爾邊緣偵測器。如果該區塊不是 -20- (18)1323131 —邊緣區塊（亦即，不包含至少一邊緣像素），何邊緣區塊的鄰近區塊，則不對該區塊的任何偉波（邊緣濾波或飛蚊濾波），且方法（1400)進 )’此時輸出視訊流’且該方法終止。然而，如是一邊緣區塊，或具有係爲一邊緣區塊的一鄰近自（1420 )進入（1 430 )。在（1 43 0)中’判斷該被選擇的區塊內之每素是否爲一振鈴雜訊像素。可採用一些振鈴雜訊之任一振鈴雜訊偵測器。在某些實施例中，可採索貝爾邊緣偵測器。如果被選擇的像素是一振鈴 ’則自（1 430 )進入（1 440 )。如果被選擇的像振鈴雜訊像素，則自（ 1430)進入（ 1450)。在（1 44〇 )中，將振鈴雜訊濾波施加到被選之振鈴雜訊像素。自（ 1440)進入（ 1480)，此過振鈴雜訊濾波的輸出作爲視訊輸出，然後方法結束。在（1450 )中，判斷被選擇的像素是否爲— 。如果確係如此，則自（1 4 5 0 )進入（1 4 6 0 )。如此’則自（ 1450)進入（ 1470)。在（1 460 )中，將飛蚊濾波施加到被選擇的蚊像素。自（ 1460)進入（1480)，此時傳送經波的輸出作爲視訊輸出，然後方法（1 400 )結束在（147〇)中，將邊緣保留濾波施加到被穿緣”區塊或邊緣區塊的鄰近區塊內不是振鈴像素且不是任素執行濾入（1480 果該區塊區塊，則一個別像偵測器中用所謂的雜訊像素素不是一擇的區塊時傳送經 (1400) 飛蚊像素如果並非區塊之飛過飛蚊濾〇 !J斷在“邊或飛蚊像 -21 - (19) (19)1323131 素的像素。自（1470)進入（1480)，此時傳送經過邊緣保留濾波的輸出作爲（ 1480)中之視訊輸出，然後方法（ 1 400 )結束。第15圖示出用來實施本申請案方法（例如方法（300 )及（1000)的系統（1500)之實施例。一主機板（1510 )具有一視訊解碼器（15〇4 )、一積體電路（1C )晶片（ 1 520 )、以及一記憶體（1 540 )。在系統（1 500 )中，視訊解碼器（15〇4)接收一視訊流。視訊解碼器（1504)然後將經過解碼的視訊傳送到1C ( 1 520 ) 。1C ( 1 520 )然後執行前文所述之各種方法及程序。1C ( 1 520 )於執行該處理時，也將記憶體（154〇)用來作爲儲存方塊。記憶體 ( 1540 )可以是諸如單倍或雙倍速率記憶體存取之隨機存取記憶體等的各種記憶體類型。然後可經由一視訊位元流輸出端而輸出振鈴像素、飛蚊像素、或以上兩者的濾波後輸出。只是爲了例示而在本說明書中說明了數個實施例。無須一起使用本說明書中述及的各特徵，且一單一實施例可採用任何一或多個這些特徵。因此，熟悉此項技術自本說明將可了解：可在各種修改及改變下實施其他的實施例。【圖式簡單說明】第1圖是根據某些實施例而自視訊位元流產生視訊顯示的設備之方塊圖9 第2圖是係爲第1圖所示設備的一部分的雜訊降低方 -22- (20) (20)1323131 塊的某些作業之功能方塊圖。第3圖是而第2圖所示之雜訊降低方塊執行的振鈴雜訊濾波程序之流程圖。第4圖示出用來如第3圖所示之方式降低振鈴的空間雙層中値濾波器之一些態樣。第5圖示出用來如第3圖所示之方式降低振鈴的雙層中値濾波器之一些進一步的態樣。第6圖示出用來降低振鈴之時空雙層中値濾波器。第7圖示出第3圖所使用的具有邊緣保留濾波之方法〇第8圖示出具有經過濾波的及未經過濾波的像素的第 7圖所示方法之視訊畫面之實施例。第9圖是根據某些實施例而自視訊位元流產生視訊顯示的設備之方塊圖。第10圖是雜訊降低方塊執行的飛蚊雜訊降低程序之流程圖。第11圖示出用來如第10圖所示之方式降低飛蚊雜訊的空間雙層中値濾波器之一些態樣。第12圖示出經由使用平均値濾波而降低飛蚊雜訊的 SDLMM濾波器中之五個中心像素之一些態樣。第13圖示出經由使用平均値濾波而降低飛蚊雜訊的 STDLMM濾波器中之五個中心像素之一些態樣。第14圖是視訊輸入的合倂振鈴及飛蚊雜訊邊緣濾波之流程圖。 -23- (21)1323131 第15圖是用來對振鈴及飛蚊雜訊執行濾波的系統的實施例之示意圖。【主要元件符號說明】 1 0 0 :設備 1 1 0 :來源

1 2 0, 1 5 04 :視訊解碼器 130:後置處理方塊 140 :顯示裝置 2 1 0, 220, 23 0, 9 1 0, 920 :方塊 400, 1100:空間雙層中値濾波器 4 1 1 :振鈴像素 40 1, 8 1 0, 820, 1 1 0 1, 1 1 50：區塊 422，43 2，61 7 :中心像素 420, 430, 1 1 20, 1 1 3 0：框

450: 3χ3中間區塊 470，1 170 :濾波輸出 500: 5x5區塊範圍 431 :第一層中間値 6 1 0 :現行圖片 620 :先前圖片 615 :像素 1 103 :飛蚊像素 1 5 0 0 :系統 -24- (22) (22)1323131

1510 :主機板 1 520 :積體電路晶片 1 540 :記憶體 -25

Claims

1323131 凡曰修正H 十、申請專利範圍 ------ 附件L 第9 5 1 3 6 0 1 3號專利申請案中文申請專利範圍替換本 1. 一種降低圖片的雜訊之方法，包含下列步驟：選擇一像素區塊；判斷該像素區塊是否包含一邊緣像素；如果該像素區塊包含一邊緣像素，則：在該像素區塊中選擇一第一像素；判斷該第一像素是否爲一振鈴雜訊像素；如果該第一像素呈現振鈴雜訊，則施加一振鈴濾波器；以及如果該第一像素不是一振鈴雜訊像素，則施加一邊緣保留濾波器，其中施加該邊緣保留爐波器進一步包含：將與一第一區塊.內的一中心區塊像素相關聯之—第一値與該第一區塊內的—非中心像素之一第二値比較；如果該第一値減該第二値的量大於一臨界値，則以該第一値取代該第二値° 2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中判斷該像素區塊是否包含一邊緣像素包含採用一索貝爾邊緣偵測器。 3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中施加該振鈴濾波器包含： 1323131 自該像素區塊產生像素的第一子區塊；自該像素區塊產生與該像素的第一子區塊具有相同大小的像素的第二子區塊，其中該第一子區塊之中心區塊像素不同於該第二子區塊之中心區塊像素；利用該第一子區塊的像素產生與該第—區塊的中心區塊像素相關聯之一中値；以及在該第二子區塊的中心區塊像素上產生與該第二子區塊的像素相關聯之一中値。 4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中該像素的第二子區塊關聯到不同時框的該像素的第一子區塊。 5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中產生該像素的第一及第二子區塊包含選擇少於九個像素之第一組像素。 6. 如申請專利範圍第3項之方法，進一步包含：爲緊鄰各個該第一區塊的中心區塊像素及該第二子區塊的中心區塊像素的每一像素產生一中間中値；自至少該第一區塊的中心區塊像素及該第二子區塊的中心區塊像素產生一中間矩陣；以及自該中間矩陣的中心像素的附近區域中之像素產生該中間矩陣的中心像素之一最後中値。 7. 如申請專利範圍第6項之方法，其中該中間矩陣的該中心像素對應於該第一子區塊的一第—角像素以及該第二子區塊的一第二角像素。 8·如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含：在該像素區塊中選擇一第二像素； -2- 1323131 判斷該第二像素是否爲一振鈴雜訊像素；如果該第二像素是一振鈴雜訊像素，則施加一振鈴濾波器；以及如果該第二像素不是一振鈴雜訊像素，則施加一邊緣保留濾波。 9·如申請專利範圔第1項之方法，其中該像素區塊包含8x8的區塊。 1〇·如申請專利範圍第3項之方法，其中該像素的第 —及第二子區塊是3><3區塊。 11·如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含：在該第一區塊內選擇另一非中心像素；以及將與該第一區塊內的一中心像素相關聯之一第一値與該第一區塊內的一非中心像素之一第三値比較；如果該第一値減該第三値的量大於該臨界値，則以該第一値取代該第二値。 12. 如申請專利範圍第1項之方法，進一步包含：界定一中心像素及複數個非中心像素之一臨界矩陣，其中將該中心像素之該第一値已經與至少一像素非中心像素的非中心像素比較；界定一加權因數矩陣，用於與該第一區塊內之至少該中心及非中心像素進行矩陣乘法；以及將該加權因數矩陣乘以該臨界矩陣，以便產生一結果矩陣》 13. 如申請專利範圍第11項之方法，其中該加權因數 -3- 1323131 矩陣包含下列形式的一3x3矩陣： 1 2 1 2 4 2 1 2 1° I4.如申請專利範圍第1項之方法，其中：選擇一像素區塊進~~步包含：選擇一第一像素區塊；以及選擇與該第一像素區塊鄰接的一第二像素區塊；以及判斷該像素區塊是否包含一邊緣像素進一步包含：判斷該第一像素區塊或與該第一像素區塊鄰接的該第一像素區塊是否包含一邊緣像素；如果該第一或第二像素區塊包含一邊緣像素，則：在該第一像素區塊中選擇一第一像素；如果該第一像素不是一振鈴雜訊像素，則判斷該第一像素是否爲一飛蚊雜訊像素；如果該第一像素是一飛蚊雜訊像素，則施加一飛蚊濾波器；以及如果該第一像素不是一振鈴雜訊像素，也不是一飛蚊雜訊像素，則施加一邊緣保留濾波器。 15.如申請專利範圍第14項之方法，其中判斷該第一像素是否爲一飛蚊雜訊像素進一步包含採用一索貝爾邊緣偵測器。 16·—種降低圖片的雜訊之方法，包含： -4 - 1323131

選擇一第一像素區塊：判斷該第一像素區塊是否包含一邊緣像素；選擇與該第一像素區塊鄰接的一第二像素區塊；判斷與該第一像素區塊鄰接的該第二像素區塊是否包含一邊緣像素；如果該第一或第二像素區塊包含一邊緣像素，則：在該第一像素區塊中選擇一第一像素；判斷該第一像素是否爲一飛蚊雜訊像素；如果該第一像素是一飛蚊雜訊像素，則施加一飛蚊濾波器；以及如果該第一像素不是飛蚊雜訊像素，則施加一邊緣保留濾波，其中施加該邊緣保留濾波器進一步包含：將與一第一區塊內的一中心區塊像素相關聯之一第一値與該第一區塊內的一非中心像素之一第二値比較；如果該第一値減該弟一値的里大於一臨界値’則以該第一値取代該第二値。 17.如申請專利範圍第16項之方法，其中施加一飛蚊濾波器包含：自該第一像素區塊產生像素的第一子區塊；自該像素區塊產生與該像素的第一子區塊具有相同大小的像素第二子區塊，其中該第—子區塊之中心區塊像素不同於該第二子區塊之中心區塊像素；利用該第一子區塊的像素產生與該第—區塊的中心區 -5- 1323131 塊像素相關聯之一第一平均値；在該第二子區塊的中心區塊像素上產生與該第二子區塊的像素相關聯之一第二平均値；以及產生一最後中値以作爲至少該第一平均値及該第二平均値的一函數。 -6-