[发明专利]一种视频编码前置滤波方法

权利要求书

1.一种视频编码前置滤波方法，其特征在于，该方法的实施步骤如下：对于视频序列的第一帧，采用固定正则化参数的方法对其进行滤波，第二帧中像素i的滤波处理方法描述如下，

步骤1)计算像素i所处滑动窗口W2_i的梯度值大小V、像素i所在滑动窗口W2_i与前向参考帧窗口W1_i的结构相似度S；

步骤2)根据梯度V和结构相似度S的大小，判断导向滤波器中正则化参数的计算方式，计算得出正则化参数

步骤3)根据导向滤波函数公式，依次求得滑动窗口ω_k内其他像素的正则化参数，重复步骤1)、2)操作，获得窗口ω_k的平均正则化参数并依此构建导向滤波系数计算公式；

步骤4)根据导向滤波函数，获得滤波后的像素灰度值q_i；

步骤5)对视频帧中每个像素执行步骤1)-4)，获得自适应滤波视频。

2.根据权利要求1所述的一种视频编码前置滤波方法，其特征在于，所述步骤(1)中计算像素i的梯度值大小V和结构相似度S的计算，设置一个以像素i为中心的窗口WN_i，N为帧序号。

3.根据权利要求1所述的一种视频编码前置滤波方法，其特征在于，所述步骤2)中所采用的导向滤波算法公式的定义为：

I_i为输入像素灰度值，q_i为输出像素灰度值，a_k和β_k为导向滤波系数，ω_k为I_i所在的滑动窗口；导向滤波系数a_k和β_k定义如下：

其中是像素所在窗口方差，∈是正则化参数，是像素所在窗口均值。

4.根据权利要求1所述的一种视频编码前置滤波方法，其特征在于，所述步骤2)，当窗口W2_i与前向参考帧窗口W1_i之间结构相似度发生较大变化时，即S的数值小于阈值S_min，则对像素i设置固定的正则化参数，并且跳出当前步骤，计算下一像素正则化参数值；为了扩充时域信息，对于结构相似度S参考后向视频帧窗口(W(2+n))_i，将有利于滤波的处理；从视频编码计算复杂度考虑，参考帧不超过三帧，且必须包含前向参考帧。

5.根据权利要求1所述的一种视频编码前置滤波方法，其特征在于，所述步骤2)中判断正则化参数的计算方式，对于梯度大小V，判断当前像素i所在窗口W2_i的梯度v是否过大，如梯度过大则保留边缘区域，如果梯度过小则为平滑区域，若两者中一项成立则设置固定的正则化参数，并且跳出当前步骤，计算下一像素正则化参数值。

6.根据权利要求1所述的一种视频编码前置滤波方法，其特征在于，所述步骤(2)中判断正则化参数的计算方式，当梯度大小V和结构相似度S都在设定的阈值范围，采用正则化函数的进行计算，正则化函数公式如下：

为梯度与结构相似度对正则化参数的系数，从视频编码的角度，V和S对视频编码效率的贡献不一，因此对他们分配不一致的权重。

7.根据权利要求1所述的一种视频编码前置滤波方法，其特征在于，所述步骤3)中，所依据的计算公式表示如下：

ω_k为I_i所在的滑动窗口，Φ为窗口ω_k的大小，在求得导向滤波参数后，其他像素窗口中也包含像素I_i，一个像素点的滤波看作是多个系数a_k和β_k的表示，对于窗口中所有像素点窗口所对应得正则化参数∈进行平均，将平均值带入算式(2)、(3)求得参数最后带入导向滤波函数式(6)，求得输出滤波像素值。