[发明专利]基于频谱功率特征的分块或块效应检测

说明书

本发明涉及基于频谱功率特征的分块或块效应检测，其使用块边缘处的一维向量来找到由图像中的分块或块效应所产生的频谱特征。该图像的基带分量，例如亮度，被边缘增强，并然后将沿着每个水平行的像素值求和，以形成针对该图像的求和的边缘值的一维列向量。确定该列向量的功率，以及该列向量内的选定频率分量的功率。然后将这些功率组合并转换为相对于每个选定频率的无量纲的分块或块效应值。

技术领域

本发明涉及视频压缩技术，并且更特别地涉及基于频谱功率特征的分块(tiling)或块效应(blockiness)检测。

背景技术

来自原始源(例如电视摄像机)的视频信号在被数字化时，表示大量的数据。为了将该数据发送到接收机，由编码器/解码器(编解码器)使用众所周知的视频压缩技术之一一(例如H.264或MPEG2)来对该视频信号进行压缩。这些压缩技术将由该视频信号所表示的帧或视频图像的序列分解成数据块，这些数据块均被压缩以产生压缩视频。然而，该压缩视频到接收机的传输经常要求数据比特速率如此低，以致于使信息丢失，即，该压缩是一个“有损”过程。如果丢失变得过高，那么当该压缩视频在接收机处被合适的编解码器解压缩时，所得到的视频信号产生具有对应于原始压缩的数据块边缘的可见伪像的帧或视频图像，这通常被称为分块或块效应。

使用射频(RF)信号对压缩视频流的广播，通过空中下载(OTA)或通过电缆(CATV)，或当数据使用互联网提供商(IP)网络时，经常不时地导致附加的数据丢失。这种瞬时的数据丢失也引起块效应某些帧上在视觉上明显，在这些帧上，不完全传输的数据被接收并被解码，即，一些压缩视频数据被丢弃。

在过压缩或数据丢失的两种情况下，分块或块效应可能是在视觉上明显的，并且会使观众分心。为了在测量环境中确定所得到的视频信号的损伤的严重级别，一种当前的方法是将每个压缩块内的交流(AC)能量，与该块和右侧相邻块(水平边缘或H边缘)之间的AC能量，以及该块和下方相邻块(垂直边缘或V边缘)之间的AC能量进行比较。这些H和V能量比值被求和，以产生针对每个块的分块值。将帧内的若干区域中的每一个区域中的分块上的分块值求和，以形成针对该图像的分块值的网格。典型地，最大值被报告为针对该图像或帧的分块值。注意，发生在与像素0，0对齐(即与该图像的左上角对齐)的块网格上的仅有的分块被检测到，这导致了一些问题。

在MPEG2压缩编码中，视频信号中的一系列图像或帧被个别地压缩为I-帧，或通过与周围帧相关的、对转换的运动进行估计的预测而被压缩，例如B-帧或P-帧。像素0，0分块典型地是针对解码器I-帧输出的情况。然而，来自当前解码的相关的P和B帧可能包含分块，但是这些分块通过运动向量从帧内的像素0，0移动。因此，这些帧中的分块严重度未被适当指示。而且，可能存在来自先前编码/解码图像的分块，其已经被重采样或移位，并且被修剪为第二编码的部分，由于它不与像素0，0对齐，因此将不会被检测到。最终，如果存在来自先前编码/解码过程的分块，其中图像已经被调整大小，例如从1080i(隔行)到720p(逐行)的转换，那么由于块或分块大小不再位于与原始压缩过程相同的网格空间上，该分块在解码器输出处将不会被检测到。

图1表示导致根据以上提到的本技术无法检测分块的典型情况。表示已压缩的原始视频的MPEG2信号被输入到解码器，以产生分量视频信号，例如Y、U和V信号。该解码器产生如Y-帧图像中所示的那样的分块，该Y-帧图像表示来自解码器的基带视频。由于MPEG2是基于8×8分块(或者可能为16×16分块)，因此所得到的Y-帧图像是解码的8×8分块的合成。在这种情况下，该Y-帧表示了1080i视频信号(1080行乘以1920列)。比如有线电视公司的中间物然后可以调整1080i视频信号的大小，以产生720p视频信号(720行乘以1280列)。在原始8×8分块的边界上的可见分块伪像可以被调整大小到2/3(8×8)分块。然后，该720p视频信号被编码，以产生发送到终端用户电视机的MPEG2信号。该终端用户对该MPEG2信号进行解码，以产生用于收看的最终版本，其包括调整大小的分块(2/3(8×8))的可见伪像，以及来自解码器的8×8分块。该结果可以是具有许多可见2/3(8×8)分块伪像的图像，这些分块伪像没有被当前的技术所检测到。