[发明专利]滤波设备和方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种处理预先编码和译码的表示图象序列的数据的方法。

本发明还涉及一种用于实现这样一种方法的滤波设备。本发明尤其与对预先压缩和解压缩的低比特率视频信号的后处理有关。

现有技术

对一个图象序列编码包括不同的步骤。每个图象由二维阵列的图象元素或象素组成，每个象素具有亮度和色度分量。出于编码的目的，将图象细分成不重叠的象素块。对每个象素块运用离散余弦变换(DCT)。将从该DCT获得的系数四舍五入到由一个固定量化定律给出的最接近的值，然后进行量化，这取决于它们所表示的块内的空间频率。然后对因此获得的量化数据编码。在一个译码步骤中，将编码数据连续地进行译码，以反量化和反离散余弦变换进行处理，最后在显示之前进行滤波。

在数据传输中，量化是数据压缩的一个步骤，是包含损耗的一个处理。由编码中的DCT系数的量化引入的量化误差的一个主要结果是出现了振铃产物。这个振铃噪声是由在编码期间通过量化截去高频系数所引起的Gibb现象。因此，振铃产物(artifact)出现在高频区域附近，位于低活动区，在图象中可能会显示为“假边缘”。

去除这些振铃产物的一种可能的方法是由Park等在1999年2月的IEEE Transation on CSVT，vol.9，no.1，第161-171页中提出的。所公开的方法包括，对于一给定图象，第一步骤是边缘检测，随后是低通滤波。边缘检测步骤采用从编码阶段取得的量化因子QP。此外，所提出的滤波步骤包括通过亮度值的一个限定集合的加权装置的求导来对亮度分量进行低通滤波。因此，由现有技术提出的方法包括采用编码参数，但编码参数在边缘检测阶段不总是可用的，而低通滤波在图象的可以找到亮度极值的区域中会引入模糊效应。

发明概述

本发明的一个目的是提出一种处理图象数据的有效的方法，使得图象的质量更好，并高度去除由于图象的先前压缩所引起的人工产物。

为此，在引言中所述的方法至少包括如下连续步骤：

检测图象内的边缘象素，

从在前一步骤中未被检测为边缘的象素中确定出要滤波的象素，

将要滤波的至少一个象素替换为属于所述象素的相近邻域的一个象素，所述相近邻域包括所述象素和与所述象素相邻的象素。

在依据本发明的一个方法中，第一步骤是边缘检测，以便预测图象中可能出现振铃的区域。事实上，振铃效应主要出现在沿图象边缘的区域。可以在不破坏图象边缘的情况下对这些沿边缘的区域进行滤波。可以通过用相邻象素替换来对属于这些区域的象素进行校正。所提出的对要滤波的象素进行校正的优点是高的图象质量，因为滤波器不会象现有技术的低通滤波器一样引入令人烦恼的模糊效应。本发明的另一个优点是，与现有技术公开的方法不同的是，所提出的方法不需要来自运用到图象数据上的前一处理的任何信息。此外，在依据本发明的方法的第一步骤中未被检测为边缘象素的象素不需要进行滤波。执行第二步骤是为了根据标准集合来确定哪些象素可以被滤波。

在本发明的一个实施例中，将至少要滤波的象素用具有奇数个未被检测为边缘的象素的集合的中值象素来替代，所述集合包括至少一次所述象素和与所述象素相邻的象素。

在本发明的这个实施例中，为要被滤波的象素形成一个集合，该集合具有属于所述象素的相近邻域的奇数个象素。中值滤波器允许将未被检测为边缘的象素替换为与该象素相联系的这个集合的中央象素值。因此，通过这个中值滤波步骤，去除了象素邻域中的任何极值。在现有技术的文本中，在滤波中考虑象素邻域中的极值象素，在滤波后的象素上可能会有模糊影响。

在本发明的另一个实施例中，将该方法运用到一个图象的象素的亮度分量上。人眼对亮度分量是非常敏感的，因此对亮度分量的滤波给出了一个非常高的处理图象质量。

本发明还涉及用于实现依据本发明的方法的滤波设备。

下面将参考后面所述的结合附图考虑的实施例来解释本发明的特定方面，在附图中：

图1是依据本发明的方法的各个步骤的方框图，

图2是一个象素邻域的示意图，

图3是依据本发明的边缘检测步骤的方框图，

图4给出了边缘检测所用的矩阵，

图5显示了五个相邻象素块，

图6是依据本发明的允许判定是否应该对一个象素滤波的步骤的方框图。