[发明专利]一种基于二阶梯度的图像去块效应滤波方法

摘要

本发明属于图像处理领域，提供了一种基于图像二阶梯度的去块效应滤波方法，利用压缩图像块边界两侧像素点的二阶梯度特征，对压缩后的像素点进行合理调整，从而实现对图像块边界的平滑处理，有效去图像压缩中存在的块效应。同时，本发明的滤波方法充分利用了图像块边界的二阶梯度变化特性，从而能够有效保留图像的原始特征，防止因滤波所造成的图像细节信息损失。本发明的滤波方法因为计算复杂度较低、效果明显，所以在对压缩图像的实际处理中具有较高的应用价值。

主权项

1.一种基于图像二阶梯度的去块效应滤波方法，包括以下步骤：步骤1.对原始图像进行压缩采用JPEG图像压缩方法对输入图像进行压缩，将压缩后的图像记为X；步骤2.对压缩后的图像进行分块按照JPEG图像压缩方法中的分块方式将步骤1中得到的压缩图像X划分成互不重叠的、大小为8×8的图像块，将所有图像块中左右相邻的两个图像块分别记为plk和prk，将所有图像块中上下相邻的两个图像块分别记为puk和pdk，k是图像块的下标索引，k＝1,2,3,…；步骤3.对图像块进行二维离散余弦变换首先，对步骤2中产生的图像块plk、prk、puk与pdk分别进行二维离散余弦变换，得到变换后的系数块，对应记为Plk、Prk、Puk于Pdk；步骤4.产生变换系数向量首先，将步骤3中得到的系数块Plk、Prk、Puk与Pdk均进行如下变换：将系数块中的系数按照从上到下、从左到右的顺序依次取出，再按照从上到下的顺序组成一个一维的列向量，对应得到列向量Y1、Y2、Y3与Y4；然后，将列向量Y₁和列向量Y₂按照从上到下的顺序组成变换系数N：符号T表示转置；将列向量Y₃和列向量Y₄按照从上到下的顺序组成变换系数M：步骤5.产生采样变换矩阵首先，构建64×64的变换矩阵B：其中，A为8×8的离散余弦变换矩阵，代表Kronecker乘法中的乘法算子；然后，按照从上到下的顺序将矩阵B的第49～64个行向量依次取出，按照从上到下的顺序组成16×64的矩阵Φ1；按照从上到下的顺序将矩阵B的第1～16个行向量依次取出，按照从上到下的顺序组成16×64的矩阵Φ2；按照从上到下的顺序将矩阵B的第7、15、23、31、39、47、55、63、8、16、24、32、40、48、56、64个行向量依次取出，按照从上到下的顺序组成16×64的矩阵Φ3；按照从上到下的顺序将矩阵B的第1、9、17、25、33、41、49、57、2、10、18、26、34、42、50、58个行向量依次取出，按照从上到下的顺序组成16×64的矩阵Φ4；最后，用Φ₁、Φ₂构建32×128的采样变换矩阵B₁：用Φ₃、Φ₄构建32×128的采样变换矩阵B₂：其中，O是大小为16×64的全零矩阵；步骤6.产生去块效应算法的相关参数首先，用8×8的单位矩阵I和8×24的全零矩阵L1，按照从左到右的顺序组成8×32的矩阵G1：G1＝[I L1]；用8×8的全零矩阵L2和矩阵I、以及8×16的全零矩阵L3，按照从左到右的顺序组成8×32的矩阵G2：G2＝[L2 I L3]；用矩阵L3、矩阵I和矩阵L2，按照从左到右的顺序组成8×32的矩阵G3：G3＝[L3 I L2]；用矩阵L1和矩阵I，按照从左到右的顺序组成8×32的矩阵G4：G4＝[L1 I]；然后，用矩阵G1、矩阵G2和矩阵G3生成8×32的矩阵U：U＝G1‑2G2+G3；用矩阵G2、矩阵G3和矩阵G4生成8×32的矩阵V：V＝G2‑2G3+G4；最后，根据JPEG图像压缩方法中的品质因子QF，定义去块效应方法中的调节因子λ：λ＝0.26×QF+0.9；步骤7.水平方向滤波其中，N′为水平方向滤波后的系数列向量，E为128×128的单位矩阵；进而得到水平方向滤波后的像素列向量a1：a1＝B1N′；步骤8.垂直方向滤波其中，M′为垂直方向滤波后的系数列向量；进而得到垂直方向滤波后的像素列向量a2：a2＝B2M′；步骤9.更新图像块像素点用步骤7产生的像素列向量a1的第1～8行的元素按照从上到下的顺序替换步骤2中产生的图像块plk中从右向左数的第二列的列向量；用像素列向量a1的第9～16行的元素按照从上到下的顺序替换步骤2中产生的图像块plk最右侧的列向量；将替换后的图像块记为plk′；用步骤7产生的像素列向量a1的第17～24行的元素按照从上到下的顺序替换步骤2中产生的图像块prk最左侧的列向量；用像素列向量a1的第25～32行的元素按照从上到下的顺序替换步骤2中产生的图像块prk中从左向右数的第二列的列向量；将替换后的图像块记为prk′；用步骤8产生的像素列向量a2的第1～8行的元素按照从左到右的顺序替换步骤2中产生的图像块puk中从下向上数的第二行的行向量；用像素列向量a2的第9～16行的元素按照从左到右的顺序替换步骤2中产生的图像块puk最下侧的行向量；将替换后的图像块记为puk′；用步骤8产生的像素列向量a2的第17～24行的元素按照从左到右的顺序替换步骤2中产生的图像块pdk最上侧的行向量；用像素列向量a2的第25～32行的元素按照从左到右的顺序替换步骤2中产生的图像块pdk中从上向下数的第二行的行向量；将替换后的图像块记为pdk′；步骤10.合成滤波后的图像对于步骤9中产生的图像块plk′、prk′、puk′和pdk′，采用JPEG图像压缩方法中图像块合成图像方法，得到滤波后的图像X′。