[发明专利]图像数据滤波方法

说明书

本申请是申请日为1998年10月9日、申请号为200410063567.X、发明名称为“用于减少量化效应的图像数据后处理方法和装置”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及图像数据处理，并且特别涉及用于减少量化效应的图像数据后处理方法和装置。

背景技术

本发明被采纳为ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 N1902(ISO/IEC 14496-2委员会草案)

通常，诸如由国际电信联盟(ITU)推荐的H.263和国际标准化组织(ISO)的MPEG的图像编码标准采用基于块的运动估计和块的离散余弦变换(DCT)。此外，多数视频编码标准使用8×8象素块DCT，用于将信息压缩进几个变换块。这种基于块的DCT方案利用了图像的局部空间相关特性。

然而，当恢复基于块编码的图像数据时，恢复的图像严重劣化，引起块边界附近的成块现象(blocking artifacts)，在块交叉点处的角分离物(corneroutliers)，以及图像边缘附近的振铃噪声(ringing noise)。因为MPEG量化8×8象素块的变换系数。特别是，当高度压缩图像时，图像劣变变得严重。

当高度压缩图像时，基于块的编码导致公知的块边界附近的成块现象、在各块的拐角点(corner point)处的角分离物、和图像边缘附近的振铃噪声。

成块现象是在相对一致的区域沿块边界出现的栅极噪声(grid noise)。当压缩数据恢复之后显示在屏幕上时，栅极噪声在块之间的边缘处显露出基于块处理的痕迹。于是，识别出块之间的边缘。此外，在8×8块的交叉点出现角分离物。还有，振铃噪声是当量化DCT的高频系数以便高度压缩图像时，由截取引起的典型的Gibb现象。结果，由于振铃噪声造成的预定间隔的图像重叠是可注意到的。

已经在下列文章中提到了用于减少由基于块的编码引起的成块现象、角分离物和振铃噪声的几种方法，这些文章是：[1]1997年出版的IEEE学报，图像处理，Lee，H.C.Kim和H.W.Park的“Blocking Effect Reduction of JPEGimages by Signal Adaptive Filtering(通过信号自适应滤波减少JPEG图像中的成块效应)”，[2]1986年出版的IEEE学报，ASSP，第34卷，第5号，第1258-1267页，B.Ramanurthi和A.Gersho的“Nonlinear Space Variant Postprocessing ofBlock Coded Images(基于块的图像的非线性空间变化后处理)”，[3]1995年7月，IEEE学报，图像处理，第4卷，第7号，第896-908页，Y.Ynag，N.Galatsanos和A.Katsaggelos的“Projection-Based Spatially Adaptive Reconstruction of Block-Transform Compressed Images(块变换压缩图像的基于投影的空间自适应重构)”，[4]1997年，IEEE学报，电路系统，视频技术，第7卷，第2号，第433-437页，Z.Xiong，M.T.Orchard，和Y.Q.Zhang的“A Deblocking Algorithumfor JPEG Compressed Images Using Overcomplete Wavelet Representations(使用过完成小波表示法用于JPEG压缩图像的解块算法)”。

在参考文章[1]中，已经提出了用于减少JPEG解压缩图像的量化效应的2维信号自适应滤波器(SAF)。此外，在参考文章[2]中，2维滤波器用来减少成块现象，并且1维滤波器用来减少阶梯噪声，产生好的效果。在参考文章[3]中，还提出了使用在凸面集上投影(projections onto convex sets，POCS)的理论的迭代图像恢复算法。

然而，这些算法的主要缺陷是它们的计算的复杂性。其间，由参考文章[4]提出了使用过完成小波表示法的后滤波，减少计算的复杂性。