[发明专利]用于改变像素值的图像处理电路及方法无效
申请号: | 99808014.4 | 申请日: | 1999-06-30 |
公开(公告)号: | CN1315109A | 公开(公告)日: | 2001-09-26 |
发明(设计)人: | 周晴刚;罗伯特·J·戈夫 | 申请(专利权)人: | 赤道技术公司 |
主分类号: | H04N5/14 | 分类号: | H04N5/14;G06K9/38;G06K9/40 |
代理公司: | 中原信达知识产权代理有限责任公司 | 代理人: | 方挺,余朦 |
地址: | 美国*** | 国省代码: | 暂无信息 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 用于 改变 像素 图像 处理 电路 方法 | ||
技术领域
本发明一般涉及电子和计算机电路,尤其涉及用于改变像素值的图像处理电路及方法。例如,可用此种电路和方法消除经过“有损耗”压缩的电子图像的轮廓线痕迹。
本发明背景
在被解压的电子图像中有时会出现诸如轮廓线痕迹之类不希望有的可见痕迹。图像压缩中的量化常常导致图像信息的丢失;即术语“有损耗压缩”之谓。不幸的是,这种失真可能引起图像解压过程中的像素值错误,并且这些错误会产生解压图像中的可见痕迹。轮廓线痕迹是类似于地理图画中等高线的线条图案,并且其典型特征是它在被解压图像的低亮度区域(即较暗处)比高亮度区域(即较亮处)更为明显。
遗憾的是,有些图像处理技术如伽玛纠正法(gamma correction)会使此类轮廓线痕迹更为明显。通常地,伽玛纠正法增强图像中亮处与暗处的对比度。亦即,在较亮区域的亮度变化相对于较暗区域的亮度变化被扩大。例如,在较亮区域的1流明的亮度变化被伽玛纠正到1.5流明,而在较暗区域的1流明的亮度变化可能不变化或被伽玛纠正到小于1.5流明。实际所用的伽玛纠正算法有赖于图像显示设备的特征参数之类的变量。图像处理电路使用伽玛纠正法来补偿人眼的非线性亮度反应。人眼对较暗图像区域的亮度变化比较亮图像区域的亮度变化更为敏感。亦即,人眼对较暗区域的1流明变化的感觉要比对较亮区域的1流明变化要强。因此,伽玛纠正法使人眼对图像的整个亮度区域能以一线性或近似线性的对比度来感知。但遗憾的是,伽玛纠正法实际上常常增大较暗区域相对于较亮区域的量化级别,从而可能增加现有的轮廓痕迹的可见性。图像压缩/解压技术综述
为帮助读者了解以上所讨论和以下在“本发明描述”中将要讨论的概念,以下对图像压缩/解压技术作一基本综述。
为了在一相对的低带宽通道中发送相对高分辨的图像,或在一相对较小的存储器空间中存储这样的图像,常常有必要压缩代表此图像的数字数据。例如,高清晰度电视(HDTV)视频图像被压缩到能在现有电视通道中发送。若不压缩,HDTV视频图像将需要比现有电视通道带宽要宽得多的发送通道。此外,为了将数据量和发送时间减少到可接受的水平,图像只有经过压缩才能在互联网上发送。或者,为增加CD-ROM或计算机服务器的图像存储空间,图像在存储前也必须被压缩。
典型地,此类图像压缩包括减少代表图像所必须的数据位的数量。遗憾的是,许多压缩技术常常会有损失。亦即,在原有图像中包含的视频信息有可能在压缩中被丢失。如以上所述,这种信息的丢失可能会在解压的图像中导致明显的区别,这常常被称作视觉痕迹。很多时候,这些痕迹是我们所不希望有的,因为与原有图像的视觉质量相比,它降低了解压图像的视觉质量。
参考图1-3,对目前流行的基于块的运动图像专家组(MPEG)压缩标准的基本原理作一些讨论。该标准包括MPEG-1和MPEG-2。为示范之目的,本讨论基于使用MPEG4:2:0格式压缩图像来进行,该图像用色标空间Y、CB、CR来表示。然而,所讨论的基本概念也适用于其它MPEG格式、以其它色标空间来表示的图像及其它基于块的压缩标准,例如常用于压缩静止图像的联合图形专家组(JPEG)标准。而且,尽管为简明起见,MPEG标准和Y、CB、CR色标空间的许多细节被省略,但这些细节已是众所周知的,且在大量可获得的参考文献中已经公开了。
参看图1-3,MPEG标准常被用于压缩图像的瞬时序列,即在例如电视播放中常有的视频帧。每个视频帧被划分为被称作宏块的区域,每个宏块包括一个或多个像素。图1A是一具有256个像素12的16×16像素大小的宏块10。在MPEG标准中,一个宏块总是16×16像素大小,而其它压缩标准可能会使用具有其它尺寸的宏块。在原有的视频帧中,每个像素12具有各自的亮度值Y和各自的颜色对(即色差对),也就是不同的CB和CR值。
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