[发明专利]基于方向信息的自适应空域差错掩盖方法

摘要

本发明涉及一种基于方向信息的自适应空域差错掩盖方法，包括：对方向信息的提取，对丢失宏块相邻的区域进行边缘检测，得到相邻区域像素的梯度幅值与方向，并把边缘方向划分成16个方向；对方向信息进行统计，统计出每个方向所属像素的数量；对丢失宏块进行类型划分，由方向统计结果估计有效边缘数，根据有效边缘的数量将丢失块划分为平滑块、单边缘块、多边缘块以及复杂纹理块；如果为平滑块，采用双线性插值法进行修补，如果为单边缘块，采用方向插值法进行修补，如果为多边缘块，采用多方向插值加权平均法进行修补，如果为复杂纹理块，采用图像修描法进行修补。

主权项

1.基于方向信息的自适应空域差错掩盖方法，包括以下步骤：(1)检测方向信息：首先用Sobel算子对丢失块上下左右四个相邻块作边缘检测，计算得到邻域像素的梯度幅值与方向，用阈值Th_edge对这些像素作第一步的筛选。设置阈值Th_edge=60，只有幅值大于Th_edge的像素，才能参与下一步方向统计；若所有像素都小于Th_edge，则丢失块即被判断为平滑块，直接采用双线性插值法进行差错掩盖；然后把边缘划分成0~180度之间16个方向的边缘分布，每个方向依次编号为：k=1~16,像素方向值在哪个范围之内，该像素的方向即用对应的k值表示；(2)统计方向信息：实际操作中，为使方向统计更加准确，只选择最靠近丢失块的8行或8列的像素进行统计；对参与此步骤的所有像素进行方向记录，设置方向数初始值num[k]＝0，其中k=1,2,…16，接下来判断选出的像素属于哪个方向k，判断之后则这个方向的方向数num[k]的值加1，每个像素遍历结束后，num[k]就表示丢失块周围所选像素里，方向为k的像素个数；然后通过比较，选出方向数最大的那个方向的num[k]值，记为D_max；(3)对丢失的宏块进行分类：对宏块划分类型的依据是边缘数Edge；对每个方向的方向数num[k]作进一步判断，设置阈值Th_num=5；比较D_max与Th_num大小，若D_max≤Th_num，则说明只有个别像素是边缘像素，整个丢失块还是属于平滑块，记边缘数Edge=0；若D_max>Th_num，则丢失块为边缘块，然后比较每个方向的方向数num[k]与0.65D_max大小，当num[k]>0.65D_max，就说明方向k为有效边缘方向，边缘数Edge加1；每个方向遍历结束后，就可以得到边缘数Edge，用它来估计丢失块类型：当Edge=0的时候，判断它为平滑块；当Edge=1的时候，判断它为单边缘块；当1<Edge<5的时候，判断它为多边缘块；当Edge≥5的时候，判断它为复杂纹理块;(4)对分类后的丢失块进行处理：a.对于平滑块，采用最简单的双线性加权平均法。对于当前受损块内任一待恢复像素Y，其像素值可以用公式(1)表示：Y=Y1×D2+Y2×D1+Y3×D4+Y4×D3D1+D2+D3+D4---(1)]]>其中，Y1，Y2，Y3，Y4分别为丢失像素上下左右4个相邻块的临近像素，它们到Y的距离分别为：D1,D2，D3，D4；b.对于单边缘块，采用方向插值法。假设判断出的丢失块边缘方向为对于当前受损块内任一待恢复像素Y，其像素值可用公式(2)表示：Y=Y1×D2+Y2×D1D1+D2---(2)]]>其中，Y1，Y1分别为沿方向与相邻块最先相交的像素，他们到Y的距离分别为D1，D2；c.对于多边缘块，采用多方向插值法；假设判断出的多个强边缘方向为K_i（1≤i≤16），这里K_i至少有两种可能值，至多有4种可能值；对于某一方向K_i，方向插值的结果为则为对于丢失块内任一像素(x,y)，其像素值为可用公式(3)表示：P(x,y=)ΣKiPKi(x,y)×num[Ki]ΣKinum[Ki]---(3)]]>d．对于复杂纹理块，采用图像修描法；首先计算所有填充边缘上待修补窗口的优先权，根据结构信息和可信度选出优先权最大的待修补窗口Ψ_p；然后从源区域Φ选出与待修补窗口最匹配的窗口Ψ_q对Ψ_p进行填充，用于匹配的函数如公式(4)所示：Ψq=argminΨq^∈φd(Ψp,Ψq^)---(4)]]>这里的d(·)是两个窗口的距离函数，定义为两个窗口里可用像素的绝对误差和（SAD），选出匹配窗口Ψ_q对窗口Ψ_p进行填充完毕后，更新窗口Ψ_p的可信度；接着重新选出优先权最大的待修补窗口迭代上述步骤，直到所有的丢失像素都被填充，修补结束。