[发明专利]一种基于块效应检测的去块效应方法

说明书

技术领域

本发明属于视频处理领域，主要涉及适用于数字视频图像处理、数字视频图像显示等方面的一种基于块效应检测的去块效应方法。 

背景技术

近年来，数字视频的应用表现出迅猛发展趋势，源于计算机领域的数字化视频传输技术，不但是当代信息高速公路、高清晰度电视、可视电话、电视会议、图文传真等应用中的关键技术，而且在航空侦察、遥感、资源勘探及生物医学工程等研究领域起到非常重要的作用。随着数字视频的广泛应用，人们对视频图像质量有了越来越高的要求，因此数字视频图像处理成为视频技术研究中的重中之重。由于目前的各种视频图像处理算法，如视频去噪、帧频提升等，都是基于图像宏块的处理算法，因此这些算法可能导致处理后的图像中某些相邻宏块的边缘部分产生不连续的现象，形成明显的块边界，即“块效应”。这种块效应的存在严重影响了视频图像的主观视觉质量，因此越来越多的专家学者们开始着手于去块效应算法的研究。 

现行的视频图像去块效应算法中有一个明显的特点，就是对视频序列单帧图像中的全部宏块边界进行平滑处理。由于块效应只是随机地出现在视频图像中某一帧中某些宏块的边缘处，因此，针对于视频序列整帧图像的去块效应算法在去除块效应的同时，将会造成视频图像的过度平滑以及宏块边界的模糊现象，导致视频图像主观视觉质量下降、降低视频图像的峰值信噪比(PSNR)。 

若是能够在去除视频图像中的块效应之前进行块效应检测，检测出视频图像中哪些区域存在块效应，然后只对这些区域进行去块效应平滑处理，将会保证在去除块效应的前提下不会导致视频图像的过度平滑和宏块边界的模糊，同时有效的块效应检测算法利于在实时视频处理系统中进行应用。 

目前，对块效应检测算法的研究相对较少，其重要性还没有引起足够的注意。已有的块效应检测算法只是利用了当前帧的信息，用基于空域或频域的方法来检测当前帧中的块效应。其中：基于频域的块效应检测方法由于效果不佳，关于这方面的研究和应用相对较少；基于空域的块效应检测方法，主要是检测视频图像块边缘处像素与其周围像素的相关性，以此作为判断该区域是否存在块效应的主要依据，已有的基于空域的块效应检测方法大多是在此基础上进行了一定的改进。 

而且，基于空域的块效应检测算法存在的缺点是：一，在实际应用中经常会发生误检测和漏检测，算法的鲁棒性有待改善；二，由于需要对每两个相邻的宏块进行空域运算、计算开销较大，限制了这类块效应检测算法在实时视频处理系统中的应用。 

发明内容

通过上述分析，可以看出：如何有效地检测出视频图像中的块效应、提高块效应检测算法的鲁棒性和实效性，如何在有效去除块效应的同时保持较好的视频图像PSNR值和主观视觉质量，成为了块效应检测与块效应去除算法中的主要研究内容。 

本发明的目的是提供一种基于块效应检测的去块效应方法，以准确快速地检测出视频图像中的块效应、避免误检测和漏检测，有效地去除块效应，并克服由于视频内容运动带来的“遮挡”与“显露”效应、较好地保持数字视频的视觉质量和峰值信噪比PSNR，同时使得该方法具有复杂度低、处理速度快的特点，适用于实时数字视频序列的去块效应处理。 

为达到上述目的，本发明公开了一种基于块效应检测的去块效应方法，包括以下处理步骤： 

步骤1、根据输入视频序列的先验信息，获取视频序列设置的m×n个原始图像块，再对视频图像的每一帧进行重新分块：划分为水平h类和垂直v类图像块，其中h类图像为(m-1)×n块，v类图像为m×(n-1)块，划分后的h类块包含原始视频序列各帧中原始图像块水平方向上的块边界信息，v类块包含原始视频序列各帧中原始图像块垂直方向上的块边界信息； 

步骤2、在重新分块的当前帧图像f_k中，获取每一个h类或v类图像当前块B_k、通过下采样四步法在参考帧，即前一帧图像f_k-1或者后一帧图像f_k+1中搜索匹配块； 

首先利用前一帧图像f_k-1作为参考帧，搜索当前块B_k的匹配块B_k-1，根据在前一帧图像f_k-1中搜索得到的匹配块B_k-1，利用SAD值判定B_k-1是否为当前块B_k的实际匹配块B_{k_match}：若SAD_k-1小于等于阈值T1，则判定B_k-1为实际匹配块B_{k_match}，