[发明专利]用于滤波通过基于块的图像解压获得的图像的设备

说明书

本发明涉及基于块的图像解压。

MPEG和JPEG是常见的基于块的图像压缩和解压标准。压缩时，将图像 中的像素位置分组到矩形块中，并且对于每个块计算块中像素位置的像素值的 DCT(数字余弦变换)系数。量化DCT系数，这导致图像数据的压缩。解压时， 利用逆DCT方式从量化的DCT系数中重新计算出像素值。

该技术可能导致图像中的压缩假像，例如在解压图像中块之间的边界处出 现虚假的阶跃变化，以及图像中尖锐对象边缘周围出现“振铃”。

美国专利申请No.2002/0126912描述了一种MPEG图像解压技术，其中把 低通滤波应用于解压图像的所选择的像素，以便减少假像。低通滤波适于消除 或者至少减轻如变化和振铃的压缩假像。然而，低通滤波具有模糊原始图像内 容的缺点。为了减小图像的模糊，美国申请No.2002/0126912利用检测每个像素 以确定像素的位置是否在块边界上并且也不在图像的自然边缘上。为了获得满 足这个条件的像素的像素值，基于行的一维低通滤波器和基于列的一维低通滤 波器的结合应用于解压图像。对于其他像素，则使用未滤波的解压像素值。

美国专利申请No.2003/147559也描述了一种解压技术，其中把低通滤波应 用于选择的像素。该文献计算相邻解压块之间的最大强度差。当该强度差低于 门限值时，则假设块之间没有目标边缘，并且应用低通滤波来抑制假像。

需要注意的是上述两篇文献都使用相当复杂以及计算密集型的检测技术来 决定是否应用滤波。这是必须的，因为有条件地应用低通滤波器的结果需要谨 慎的平衡：过于积极地使用滤波器会由于不必要的模糊使得图像退化，松弛则 留下可见的解压失真。

首先，本发明的一个目标是提供一种方法和设备，其中通过对复杂滤波标 准的敏感度较低的有条件滤波来消除压缩假像。

本发明的一个方面在于提供如权利要求1所述的一种设备。在这里，多个 低通滤波运算级联在一起。对于选择的像素位置，可以略过该级联中的可变数 量的低通滤波运算。因此提供了滤波上更加精确的控制，使利用较不复杂的标 准来确定是否应用各自的滤波运算而没有较强烈的影响视觉假像成为可能。

从以下附图的非限制性描述中，这些以及其他目标和有利方面将变得清楚 明白。

图1显示了信号流示意图，

图2显示了流程图。

图1显示了信号流示意图，具有输入10、解压级12、一连串滤波级14a-b、 一连串测试级16a-b、一连串选择级18a-b以及图像再现级19。解压级12耦合 到输入10以便接收压缩数据，并且耦合到第一滤波级14a以便输出解压数据。 第一选择级18a分别具有与解压级12和第一滤波级14a耦合的信号输入端。第 一测试级16a具有与解压级12的输出耦合的输入端，以及与选择级18a的控制 输入耦合的输出端。

随后的滤波级14b、测试级16b以及选择级18b除了它们的输入与之前选 择级18a的输出耦合而不与解压级12的输出耦合之外，类似地如第一滤波级 14a、第一测试级16a以及第一选择级18a那样耦合。虽然只显示了多组滤波级 14a-b、测试级16a-b以及选择级18a-b，但是应当认识到，一般地可以出现更多 数目的这样的级联连接的组，即每个组的滤波级、测试级和选择级的输入都耦 合到前一组的选择级的输出。在这种串联中最后一个选择级18b的输出与再现 级19的输入耦合，所述再现级19利用来自最后一个选择级18b的图像数据控 制显示屏上的图像显示，该显示屏是再现级19的一部分。

该信号流示意图可以以多种方式实现。在一个实施例中，每个级由相应的 电路实现，所述电路例如被对应编程的信号处理电路，所述相应的电路如图所 示相互连接。在另一个实施例中，不同的所述级在程序不同部分的控制下利用 相同的信号处理电路实现。在这种实现方式中，各级之间的连接由传输存储单 元(如处理器寄存器)中存储的信号数据实现。

在操作中，在依照图1的信号流示意图的处理期间，压缩图像数据经输入 10提供给解压级12。解压级12利用例如MPEG或JPEG兼容解压技术(包括 逆DCT计算)解压各自的块。经中间级可变程度的滤波后，再现级19利用滤 波的结果控制图像显示。通过针对选择的像素位置绕开(跳过)可变数量的滤 波级14a-b实现了可变次数的滤波，根据不同的测试结果跳过每个滤波级。