[发明专利]一种视频图像的像素分类方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其是一种视频图像的像素分类方法和装置。

背景技术

在数字通信领域，语音、图像、音频、视频的传输有着非常广泛的应用需求，如手机通话、音视频会议、广播电视、多媒体娱乐等。随着网络技术的发展，影视点播、网络电视、可视电话等已成为宽带网络的主要业务，并且这些业务也将成为第三代(3G，the 3rd Generation)无线网络的主要业务。为了降低视频信号存储或者传输过程中占用的资源，视频信号在发送端进行压缩处理后传输到接收端，接收端通过解压缩处理恢复视频信号并进行播放。这里的发送端或者接收端可以是移动电话，数字电话终端，无线装置，个人数据助理(PDA)，手持式或便携式计算机，GPS接收机/导航器，照相机，音频/视频播放器，摄像机，录像机，监控设备等。

ALF(Adaptive Loop Filter，自适应环路滤波)技术是指利用解码重构图像和原始输入图像训练多组滤波器系数，对编码重构图像进行滤波，提高重构图像质量，同时在编码环路内部通过提高运动补偿预测性能，进而提高编码效率。在最新的编码标准HEVC中，ALF应用在重构图像去块效应滤波后的输出图像上。首先，HEVC根据像素局部统计特性定义了像素分类方法，用该分类方法将图像中的全部像素分为16种类别，利用每种类别中的像素训练用于该类像素的ALF系数。接着，根据编码的率失真最优准则，对ALF系数和像素类别进行合并，对合并后的类别重新训练滤波器系数，最终在编码端得到需要写入码流的滤波器数目和对应的系数，并用这些滤波器系数对图像进行滤波处理。为了得到较好的滤波性能，HEVC中设计了3种菱形的滤波器结构，如图1所示5x5，7x7和9x7。

为了使ALF系数能够更好的去除压缩噪声，在现有的HEVC中利用了图像局部方向和方差的统计特性，计算像素块的方向值和方差值，并根据方向值和方差值获得像素块的分类结果，其中方向值包含3个值，方差值包含5个值。以4x4像素块为例，参考图2，像素分类方法包括：

步骤201：计算每个4x4像素块的水平活动性Vertical activity和垂直活动性Horizontal activity，

Vertical activity＝sum_i，j|(R(i，j)＜＜1)-R(i-1，j)-R(i+1，j)|i，j＝0...3

Horizontal activity＝sum_i，j|(R(i，j)＜＜1)-R(i，j-1)-R(i，j+1)|i，j＝0...3

其中，i表示像素的相对垂直坐标，j表示像素的相对水平坐标；sum表示求和运算；R表示像素

步骤202：根据像素块的水平活动性和垂直活动性，获得像素块的方向值；

如果Vertical activity＞threshold*Horizontal activity，那么定义方向值D＝1；

如果Horizontal activity＞threshold*Vertical activity，那么定义方向值D＝2；

其余情况，方向值D＝0。

步骤203：将该4x4像素块水平活动性和垂直活动性之和量化为5个值，作为该像素块的方差值：

A＝Q(Horizontal activity+Vertical activity)，Q(·)为量化函数

步骤204：根据该像素块的方向值和方差值，获得该像素块的分类结果。

当前4x4像素块的类别C可以记作：C＝A+5*D；其中A为像素的梯度和，D为该像素的方向值。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下缺点：

这种分类方法利用了像素局部的梯度表示方向性特征，利用局部方差表示纹理强度特征，虽然一定程度上区分了不同类别的像素，但是考虑到滤波器的主要特征包含带宽和方向两个参数，其中带宽反应了空域边缘的强度。然而，方向性特征往往对滤波器的影响更加明显，仅仅利用水平和垂直两个方向来区分图像内部纹理方向，显然不能满足图像特性。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种视频图像的像素分类和装置，以提高像素类别排列方法的合理性，实现编码效率的提升。

根据本发明的一实施例，提供一种视频图像的像素分类方法，包括：

获得视频图像中的任一像素或像素块对应的方向值；

获得所述像素或像素块对应的复杂度值；其中，方向值的分类数量大于或等于复杂度值的分类数量；