[发明专利]消除成块假象的滤波方法和用于编码视频数据的编码器

说明书

本专利申请是下列专利申请的分案申请：

申请号：03103440.3

申请日：2003年1月30日

发明名称：消除成块假象和/或振铃噪声的滤波方法及其设备

技术领域

本发明涉及消除成块假象(blocking artifact)和/或振铃噪声(ringing noise)，尤其涉及消除逐块处理图像帧时引起的成块假象和振铃噪声的滤波 方法和设备。

背景技术

一般说来，视频数据是通过以块为单位处理图像帧编码的。具体地说， 根据诸如运动图像组(MPEG)和H.263之类的视频数据编码标准，通过以块 为单元对图像帧进行离散余弦变换(DCT)和量化来编码视频数据。但是，以 块为单元编码图像帧可能导致成块假象和振铃噪声。成块假象使不包含在原 始帧中的边界区域存在于再现图像帧中，从而引起再现图像帧中边界区域的 相邻像素之间的不连续。此外，当振铃噪声存在于图像帧中时，图像帧中对 象的边界线不是被光滑地画出来的，例如，边界线可能是不规则的。再现图 像帧的压缩比越高，成块假象和振铃噪声就越严重。

为了滤除成块假象和振铃噪声，重要的是首先找出出现成块假象和振铃 噪声的图像帧的确切区域。否则，存在于原始图像帧中的边界区域可能被错 误地当作由于成块假象造成的，并且将其消除了，从而使图像质量变差。

一般说来，为了实现消除成块假象和/或振铃噪声的传统滤波方法，需要 检测由于成块假象和/或振铃噪声再现的像素块的边界区域。例如，在由数个 8×8或4×4像素块组成的再现图像帧中，测量存在于8×8或4×4像素块 之间的边界上的像素的像素值，譬如，亮度、发光率和色彩的分布，并且将 测量值与预定临界值相比较。临界值是通过测量像素的上述像素值，譬如， 亮度、发光率和色彩的分布，找出上述像素值的分布之间的关系，和确定边 界区域是否存在于图像帧之中，用实验方法获得的。

为了测量像素值的分布，必须沿着垂直或水平方向检查相邻块之间的边 界区域中的像素值。但是，事实上，由于大量计算和复杂性，对边界区域中 的每个像素值都进行检查几乎是不可能的。具体地说，由于按照时间顺序沿 着垂直方向把像素值存储在存储设备中，为了沿着垂直方向计算像素值，需 要连续访问存储设备。但是，连续访问存储设备至少目前是绝对做不到的。

发明内容

本发明提供了有效检测存在于像素块中的边界区域的滤波方法和设备。

本发明还提供了利用小量计算就能有效检测存在于像素块中的边界区域 的滤波方法和设备。

根据本发明的一个方面，提供了消除成块假象的方法，该方法包括(a) 逐块变换视频数据；和(b)通过检查变换获得的值的分布，检测视频数据中 边界区域的存在。

根据本发明的另一个方面，提供了消除成块假象的方法，该方法包括(a) 逐块变换和量化视频数据；(b)根据变换和量化获得的值的分布，建立滤波 信息；和(c)根据滤波信息，滤波视频数据。

优选地，(a)包括(a1)对视频数据逐块进行DCT，以获得DCT系数； 和(a2)量化DCT系数。更优选地，(a)包括对4×4像素块进行DCT和量化， 以获得4×4量化DCT块。

优选地，(b)包括根据量化DCT系数，建立表示存在成块假象和/或振铃 噪声的程度的滤波信息。更优选地，(b)包括(b1)通过检查在量化DCT块 的最上行上，除了DC(直流)分量之外的像素的值，建立滤波信息，此处， 滤波信息表示边界区域是否存在于原始像素块的垂直方向中。

优选地，(b)还包括(b2)通过检查在量化DCT块的最左列上，除了DC 分量之外的像素的值，建立滤波信息，此处，滤波信息表示边界区域是否存 在于原始像素块的水平方向中。要不然，(b)可以包括(b3)通过检查不是 在量化DCT块的最上行和最左列上的像素的值，建立滤波信息，此处，滤波 信息表示边界区域是否存在于原始像素块的对角线方向中。

优选地，(b)包括当只有像素A具有除了0之外的值时，把垂直成块标 志(VBF)和水平成块标志(HBF)设置成1，作为滤波信息。优选地，(c) 包括如果HBF和VBF被设置成1，那么，沿着像素块的垂直和水平方向更强 烈地进行消块(deblocking)滤波。