專利名稱：塊噪聲檢測方法和設(shè)備以及塊噪聲降低方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及塊噪聲檢測方法和設(shè)備，以及塊噪聲降低方法和設(shè)備。更具體來說，本發(fā)明涉及一種用于對(duì)塊噪聲的大小、位置以及強(qiáng)度進(jìn)行檢測的方法和設(shè)備，和一種用于基于該檢測結(jié)果來降低塊噪聲的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
被應(yīng)用了數(shù)字圖像壓縮編碼技術(shù)的數(shù)字廣播、DVD播放器、盤式錄音機(jī)等的開始普及給予我們更多觀看壓縮編碼圖像的機(jī)會(huì)。因此，壓縮編碼圖像變得離我們更近了。
MPEG-2(其是在數(shù)字廣播、盤式錄音機(jī)等中使用的圖像壓縮的國際標(biāo)準(zhǔn))通過參照多個(gè)圖像幀之間的類似部分進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償在時(shí)域上實(shí)現(xiàn)圖像壓縮。因此，壓縮的難度隨著圖像的內(nèi)容而變化。當(dāng)圖像壓縮的難度由于在多個(gè)圖像幀(以下，簡稱為“幀”)之間的類似部分很少而很高時(shí)，按高壓縮比對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。這導(dǎo)致?lián)p失圖像的高頻分量，使得損失塊的邊界附近的像素值的連續(xù)性，導(dǎo)致所恢復(fù)的圖像上的矩形噪聲，即，塊噪聲。
作為用于檢測和降低這種塊噪聲的公知技術(shù)，存在在以下專利文獻(xiàn)1到4中提出的技術(shù)。
(1)在專利文獻(xiàn)1中公開的技術(shù)旨在即使在解碼器不輸出表示像素塊的邊界的信號(hào)時(shí)也能夠精確地檢測塊噪聲。為此，對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行微分以對(duì)微分信號(hào)中的孤立微分點(diǎn)(脈動(dòng)形脈沖(impulse-shapedpulse))進(jìn)行檢測，通過積分電路按多個(gè)像素塊的周期對(duì)該檢測結(jié)果進(jìn)行積分，對(duì)有關(guān)按多個(gè)像素塊的周期生成的多個(gè)孤立微分點(diǎn)的信息進(jìn)行累積，并基于積分電路的輸出在各幀中確定是否存在塊噪聲。因此，即使像素塊的邊界是模糊的，也可以準(zhǔn)確地確定是否存在塊噪聲。因此，通過在水平和垂直方向上執(zhí)行積分處理，可以對(duì)水平和垂直方向上的由于塊噪聲而產(chǎn)生的脈動(dòng)形脈沖進(jìn)行合適的檢測。這使得可以準(zhǔn)確地確定是否存在塊噪聲。
(2)在專利文獻(xiàn)2中公開的技術(shù)旨在提供一種具有簡單結(jié)構(gòu)的塊噪聲降低設(shè)備。為此，對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行微分，以獲得孤立微分點(diǎn)處的孤立微分?jǐn)?shù)據(jù)，對(duì)該孤立微分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波以獲得用于對(duì)在其中產(chǎn)生了塊噪聲的矩形塊與相鄰塊之間的邊界上的信號(hào)電平之差進(jìn)行校正的校正數(shù)據(jù)，并將該校正數(shù)據(jù)加入延遲了預(yù)定時(shí)間的輸入視頻信號(hào)。由此，通過使用校正數(shù)據(jù)可以去除在多個(gè)塊之間的邊界上的大級(jí)差，并且使得塊噪聲降低設(shè)備可以具有簡單的結(jié)構(gòu)。
(3)在專利文獻(xiàn)3中公開的技術(shù)旨在在沒有編碼信息的情況下僅根據(jù)像素?cái)?shù)據(jù)來高精度地檢測在壓縮視頻中易于產(chǎn)生的塊噪聲，并去除該噪聲。為此，對(duì)視頻輸入信號(hào)的空間差分執(zhí)行利用了塊噪聲的特征的加權(quán)處理，在空間方向上累積加權(quán)處理的結(jié)果以對(duì)塊噪聲進(jìn)行檢測，并對(duì)該檢測結(jié)果執(zhí)行沿不同方向的空間方向的附加累積處理。由此，可以防止由于隨機(jī)噪聲效應(yīng)而導(dǎo)致的誤檢測，當(dāng)僅根據(jù)像素?cái)?shù)據(jù)檢測塊噪聲時(shí)易于產(chǎn)生該隨機(jī)噪聲。
(4)在專利文獻(xiàn)4中公開的技術(shù)旨在通過從壓縮編碼圖像信號(hào)中僅有效地去除噪聲分量來獲得高圖像質(zhì)量的恢復(fù)圖像。為此，將恢復(fù)圖像信號(hào)劃分成多個(gè)預(yù)定單元塊，對(duì)劃分單元塊內(nèi)的像素電平是否波動(dòng)進(jìn)行檢測，對(duì)在其中未檢測到電平的波動(dòng)的單元塊中的相鄰像素之間的差分值進(jìn)行檢測，并確定相鄰塊，將該差分值與預(yù)定閾值進(jìn)行比較以確定是否產(chǎn)生了塊噪聲，并對(duì)其中差分值小于閾值的相鄰單元塊執(zhí)行平滑化處理。由此，可以防止由于塊噪聲而導(dǎo)致的顯示圖像的失真。
如圖25的(1)所示，例如，基本上，專利文獻(xiàn)1、2以及4中公開的技術(shù)獲得在一幀內(nèi)在相鄰像素之間的差分(絕對(duì)值)作為像素邊界上的級(jí)差以用于檢測塊噪聲，按如圖25的(2)所示的塊噪聲大小(在圖25中，塊噪聲大?。?)的周期對(duì)其相鄰像素差分絕對(duì)值高于閾值[圖25的(1)中的“閾值1”]的值(參見標(biāo)號(hào)101檢測信號(hào)＝1)進(jìn)行累積，當(dāng)一個(gè)幀的累積值不小于預(yù)定值時(shí)[當(dāng)在圖25的(2)中不小于“閾值2”時(shí)]確定產(chǎn)生了塊噪聲(參見由虛線102包圍的部分)。順便指出，塊噪聲大小(塊大小)周期是在諸如DCT變換等的正交變換處理中由一個(gè)單位(例如，8×8個(gè)像素的塊大小)確定的周期。塊噪聲大小＝8意味著8×8個(gè)像素是一個(gè)單位塊。
如圖26的(1)所示，在專利文獻(xiàn)3中提出的技術(shù)按如圖26的(2)所示的塊噪聲大小(圖26示出了其中塊噪聲大?。?的示例)的周期在一幀中對(duì)不小于“閾值1”并且不大于“閾值2”(參見標(biāo)號(hào)201檢測信號(hào)＝1)的相鄰像素差分絕對(duì)值進(jìn)行累積，并且確定當(dāng)一個(gè)幀的累積值不小于一預(yù)定值時(shí)產(chǎn)生了塊噪聲(參見由虛線202包圍的部分)。
因此，公知的塊噪聲檢測技術(shù)獲得相鄰像素之間的差分(絕對(duì)值)作為用于檢測塊噪聲的基本量，按多個(gè)塊噪聲的周期針對(duì)一個(gè)幀對(duì)這些值進(jìn)行累積，并基于該累積值的大小確定是否產(chǎn)生了塊噪聲。
日本特開2000-350202號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2]日本特開2001-119695號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)3]日本特開2005-12641號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)4]日本特開平8-205157號(hào)公報(bào)然而，存在難以根據(jù)相鄰像素之間的差分值精確地檢測出塊噪聲的情況，這是因?yàn)樵谄渲斜M管沒有產(chǎn)生塊噪聲但是圖像(像素)值發(fā)生大的變化(像素邊界是傾斜的)的部分中相鄰像素之間的差分值往往很大。
此外，通過按塊噪聲的周期對(duì)相鄰像素之間的差分值進(jìn)行累積而獲得的值在很大程度上依賴于圖像的內(nèi)容，因此在具有大量高頻分量的復(fù)雜圖像中通過按塊大小周期對(duì)相鄰像素之間的差分值進(jìn)行累積而獲得的值很大，而與是否產(chǎn)生塊噪聲無關(guān)。這導(dǎo)致難以準(zhǔn)確地找到塊噪聲，因?yàn)殡y以將產(chǎn)生了塊噪聲的情況與圖像復(fù)雜的情況進(jìn)行區(qū)分。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提高塊噪聲檢測的精度，通過利用該檢測結(jié)果提高降低塊噪聲的效果，并改進(jìn)所恢復(fù)的圖像質(zhì)量。
為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供了以下塊噪聲檢測方法和設(shè)備、以及塊噪聲降低方法和設(shè)備。即(1)本發(fā)明提供了一種塊噪聲檢測方法，該塊噪聲檢測方法包括以下步驟基于在輸入圖像幀的圖像平面上的像素邊界上的相鄰像素的像素值之間的差分值和根據(jù)所述像素邊界的一側(cè)的至少多個(gè)像素預(yù)測出的所述像素邊界上的預(yù)測像素值，對(duì)所述像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行檢測；和對(duì)一個(gè)圖像幀的所述像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積，以檢測塊噪聲。
(2)優(yōu)選地，將所述相鄰像素的像素值之間的所述差分值相對(duì)于根據(jù)所述像素邊界的一側(cè)的多個(gè)像素預(yù)測出的所述像素邊界上的預(yù)測像素值與根據(jù)所述像素邊界的另一側(cè)的多個(gè)像素預(yù)測出的所述像素邊界上的預(yù)測像素值之間的差分值進(jìn)行比較，并將較小的差分值檢測為所述像素邊界上的像素邊界級(jí)差。
(3)本發(fā)明還提供了一種塊噪聲檢測設(shè)備，該塊噪聲檢測設(shè)備包括像素邊界級(jí)差檢測裝置，用于基于在輸入圖像幀的圖像平面上的像素邊界上的相鄰像素的像素值之間的差分值和根據(jù)所述像素邊界的一側(cè)的至少多個(gè)像素預(yù)測出的所述像素邊界上的預(yù)測像素值，對(duì)所述像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行檢測；累積裝置，用于針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)所述像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積；以及塊噪聲檢測裝置，用于基于由所述累積裝置進(jìn)行的累積的結(jié)果來檢測塊噪聲。
(4)本發(fā)明還提供了一種塊噪聲降低方法，該塊噪聲降低方法基于利用在(1)或(2)中描述的所述塊噪聲檢測方法的塊噪聲檢測的結(jié)果，對(duì)輸入圖像幀執(zhí)行塊噪聲降低處理。
(5)本發(fā)明還提供了一種塊噪聲降低設(shè)備，該塊噪聲降低設(shè)備包括在(3)中描述的所述塊噪聲檢測設(shè)備；和塊噪聲降低裝置，用于基于由所述塊噪聲檢測設(shè)備進(jìn)行的檢測的結(jié)果，對(duì)所述輸入圖像幀執(zhí)行塊噪聲降低處理。
本發(fā)明至少提供了以下效果和優(yōu)點(diǎn)中的任何一個(gè)(1)由于基于所述像素邊界上的相鄰像素的像素值之間的差分值和根據(jù)所述像素邊界的一側(cè)的至少多個(gè)像素預(yù)測出的所述像素邊界上的預(yù)測像素值，對(duì)所述像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行檢測，因此當(dāng)計(jì)算像素邊界級(jí)差時(shí)可以考慮像素邊界上的預(yù)測像素值。即使像素邊界傾斜時(shí)，也可以檢測到更精確的像素邊界級(jí)差，并在不使用壓縮編碼中的解碼信息(如量化標(biāo)尺等)的情況下改進(jìn)塊噪聲檢測的精度。
(2)根據(jù)像素邊界的兩側(cè)預(yù)測出的預(yù)測像素值可以得到更精確的像素邊界級(jí)差，這更加改進(jìn)了塊噪聲檢測的精度。
(3)當(dāng)根據(jù)像素邊界的一側(cè)的多個(gè)像素通過線性預(yù)測來預(yù)測像素邊界上的預(yù)測像素值時(shí)，可以通過簡單的計(jì)算和結(jié)構(gòu)來改進(jìn)塊噪聲檢測的精度。
(4)當(dāng)像素邊界級(jí)差不小于一閾值時(shí)，在對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積時(shí)，從針對(duì)一個(gè)圖像幀的累積處理中排除掉該像素邊界級(jí)差。由于比由塊噪聲的產(chǎn)生而導(dǎo)致的級(jí)差大的級(jí)差源自圖像的圖案，因此從累積處理排除掉這種級(jí)差，這使得可以減小圖像圖案的影響，并提高塊噪聲檢測率。
(5)將多個(gè)比值相互進(jìn)行比較，所述多個(gè)比值中的每一個(gè)是像素邊界上的像素邊界級(jí)差的累積值相對(duì)于與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界上的像素邊界級(jí)差的累積值之比。與根據(jù)像素邊界級(jí)差本身的累積值來檢測塊噪聲的情況相比，這可以降低塊噪聲檢測評(píng)估值對(duì)圖像的復(fù)雜度的依賴性，減小圖像圖案的影響，從而提高了塊噪聲檢測的精度。
(6)基于像素邊界級(jí)差的多個(gè)累積值中的最大值與其第二大值之比來確定塊噪聲產(chǎn)生強(qiáng)度。在此情況下，與根據(jù)像素邊界級(jí)差本身的累積值來檢測塊噪聲的情況相比，可以減小圖像圖案的影響，這使得可以提高塊噪聲檢測的精度。
(7)當(dāng)幀間差分很小時(shí)，帶有運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像壓縮的效率很高。因此，當(dāng)幀間差分小于一閾值時(shí)，對(duì)塊噪聲檢測條件進(jìn)行控制以將其改變成使得難以檢測到塊噪聲的條件。由此，當(dāng)圖像帶有很少的運(yùn)動(dòng)并且具有復(fù)雜圖案時(shí)，可以減少對(duì)塊噪聲的錯(cuò)誤檢測，這提高了塊噪聲檢測的精度。
(8)當(dāng)在對(duì)圖像進(jìn)行了解碼之后將圖像上的塊噪聲放大整數(shù)的縮放因子時(shí)，按塊噪聲的整數(shù)倍的周期對(duì)像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積。由此，變得可以只針對(duì)未被內(nèi)插的像素來計(jì)算像素邊界級(jí)差，這使得即使在放大了塊噪聲的圖像中也可以提高塊噪聲檢測率的精度。在將圖像放大了兩倍的情況下，這可以減小放大的內(nèi)插處理的影響，并且可以提高塊噪聲檢測率的精度。
(9)由于像素邊界級(jí)差易于受到圖像圖案內(nèi)容的影響，因此，即使產(chǎn)生了幾乎同一程度的塊噪聲，針對(duì)一個(gè)幀的用于確定塊噪聲檢測的像素邊界級(jí)差的累積值也會(huì)波動(dòng)。因此，當(dāng)根據(jù)多個(gè)圖像幀對(duì)同一塊噪聲檢測結(jié)果進(jìn)行檢測時(shí)，輸出該檢測結(jié)果，這可以減小由于圖像圖案而造成的像素邊界級(jí)差的波動(dòng)的影響，并且可以提高塊噪聲檢測率的精度。
(10)通過在塊噪聲降低設(shè)備中使用上述塊噪聲檢測技術(shù)，提高了塊噪聲檢測的精度。因此，可以使塊噪聲降低處理(濾波處理)只在需要時(shí)起作用。結(jié)果，還可以減少如下現(xiàn)象的發(fā)生率由于盡管產(chǎn)生了塊噪聲但是濾波處理不起作用，因此未降低塊噪聲；或者由于盡管沒有產(chǎn)生塊噪聲但是濾波處理起作用，因此劣化了圖像，這使得可以提高圖像質(zhì)量。
(11)基于像素邊界上的像素邊界級(jí)差的累積值相對(duì)于與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界上的像素邊界級(jí)差的累積值之比來控制塊噪聲降低處理中的濾波強(qiáng)度。由此，可以使用于降低塊噪聲的濾波處理根據(jù)塊噪聲檢測強(qiáng)度而起作用，這使得可以提高塊噪聲降低處理之后的圖像質(zhì)量。
(12)基于像素邊界級(jí)差的累積值中的最大值與其第二大值之比來控制塊噪聲降低處理中的濾波強(qiáng)度。由此，可以使用于降低塊噪聲的濾波處理根據(jù)塊噪聲檢測強(qiáng)度而起作用，這提高了塊噪聲降低處理之后的圖像質(zhì)量。
(13)由于高壓縮比導(dǎo)致高頻分量的損失，因此產(chǎn)生由于塊邊界上的連續(xù)性的損失而導(dǎo)致的塊噪聲。因此，用于降低塊噪聲的濾波處理不僅降低了塊噪聲而且會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量的劣化(如圖像的模糊)。為了解決該缺點(diǎn)，只對(duì)塊噪聲邊界及其附近執(zhí)行濾波處理，由此減小了塊邊界上的不連續(xù)性(這是產(chǎn)生塊噪聲的一個(gè)原因)，并抑制了在除塊邊界以外的區(qū)域中的圖像的劣化，這使得可以提高塊噪聲降低處理之后的圖像質(zhì)量。
(14)將比由于塊噪聲而導(dǎo)致的像素邊界級(jí)差更大的像素邊界級(jí)差認(rèn)為是由圖像的圖案所導(dǎo)致的。因此，當(dāng)通過濾波處理降低塊噪聲時(shí)，在像素邊界級(jí)差大于一閾值時(shí)防止濾波處理起作用。由此，可以防止由于對(duì)源自圖像本質(zhì)的級(jí)差起作用的濾波處理而導(dǎo)致的圖像質(zhì)量的劣化，并且提高了塊噪聲降低處理之后的圖像質(zhì)量。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊噪聲檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；圖2是示出了圖1所示的像素邊界級(jí)差計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)的框圖；圖3(A)和3(B)是用于例示圖1和2所示的像素邊界級(jí)差計(jì)算單元的第一像素邊界級(jí)差計(jì)算方法的圖；圖4(A)和4(B)是用于例示要從待由圖1所示的像素邊界級(jí)差累積單元累積的像素邊界級(jí)差組中排除掉的像素邊界級(jí)差的圖；圖5是用于例示由圖2所示的預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元對(duì)預(yù)測像素值進(jìn)行計(jì)算的方法的圖；圖6是示出實(shí)現(xiàn)了圖5所示的計(jì)算方法的預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元的結(jié)構(gòu)的框圖；圖7(A)和7(B)是用于例示圖1和2所示的像素邊界級(jí)差計(jì)算單元的第二像素邊界級(jí)差計(jì)算方法的圖；圖8是示出實(shí)現(xiàn)了第二像素邊界級(jí)差計(jì)算方法的預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元的第一結(jié)構(gòu)的框圖；圖9是示出實(shí)現(xiàn)了第二像素邊界級(jí)差計(jì)算方法的預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元的第二結(jié)構(gòu)的框圖；圖10(A)和10(B)是用于例示圖1所示的像素邊界級(jí)差累積單元的像素邊界級(jí)差累積方法的圖；
圖11是用于例示根據(jù)放大圖像獲得的像素邊界級(jí)差的示例的圖；圖12是用于例示對(duì)圖11所示的放大圖像的像素邊界級(jí)差的累積處理(每隔一個(gè)像素執(zhí)行累積處理)的圖；圖13是用于例示對(duì)圖11所示的放大圖像的像素邊界級(jí)差的累積處理(每隔一個(gè)像素執(zhí)行累積處理)的圖；圖14是示出了圖1所示的塊噪聲檢測單元的結(jié)構(gòu)的框圖；圖15是示出了塊噪聲檢測評(píng)估值的示例，以對(duì)圖14所示的塊噪聲檢測單元的操作進(jìn)行說明的圖；圖16是示出圖14所示的塊噪聲檢測單元的變型例的框圖；圖17是示出圖16所示的塊噪聲檢測單元的另一操作示例的框圖；圖18是示出圖1所示的塊噪聲檢測設(shè)備的第一變型例的框圖；圖19是示出圖1所示的塊噪聲檢測設(shè)備的第二變型例的框圖；圖20是示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊噪聲降低設(shè)備的基本部分的框圖；圖21是示出圖20所示的塊噪聲降低設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖；圖22是示出圖21所示的塊噪聲降低設(shè)備的變型例的框圖；圖23是示出對(duì)整個(gè)圖像執(zhí)行塊噪聲去除處理的示例的圖；圖24是用于例示圖21和22所示的塊噪聲降低單元的塊噪聲去除處理的圖；圖25是用于例示一種已知的塊噪聲檢測方法的圖；以及圖26是用于例示另一種已知的塊噪聲檢測方法的圖。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行描述。
對(duì)塊噪聲檢測設(shè)備的描述圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊噪聲檢測設(shè)備的結(jié)構(gòu)的框圖。圖1所示的塊噪聲檢測設(shè)備1包括像素邊界級(jí)差計(jì)算單元11、像素邊界級(jí)差累積單元12以及塊噪聲檢測單元13。
像素邊界級(jí)差計(jì)算單元(像素邊界級(jí)差檢測裝置)11對(duì)在輸入視頻信號(hào)的圖像平面上的相鄰像素的像素值之間的級(jí)差(像素邊界級(jí)差)進(jìn)行計(jì)算(檢測)。在本實(shí)施例中，如圖3(A)和3(B)所示，像素邊界級(jí)差計(jì)算單元11對(duì)在某個(gè)像素邊界P上的相鄰像素5和6的像素值之間的差分(絕對(duì)值)A進(jìn)行計(jì)算，對(duì)在根據(jù)像素邊界P的一側(cè)(左側(cè))的多個(gè)像素預(yù)測出的像素邊界上的預(yù)測像素值(以標(biāo)號(hào)7表示)與根據(jù)像素邊界的另一側(cè)(右側(cè))的多個(gè)像素預(yù)測出的像素邊界P上的預(yù)測像素值(以標(biāo)號(hào)8表示)之間的差分(絕對(duì)值)B進(jìn)行計(jì)算，然后選擇并輸出較小值(即，在圖3(A)的情況下為差分絕對(duì)值A(chǔ)，或者在圖3(B)的情況下為差分絕對(duì)值B)作為像素邊界級(jí)差。
在計(jì)算像素邊界級(jí)差時(shí)，即使像素邊界是傾斜的，也可以通過考慮在像素邊界P上的預(yù)測像素值7與8之間的差分絕對(duì)值，來計(jì)算出更準(zhǔn)確的像素邊界級(jí)差。這提高了塊噪聲檢測的精度。
如圖2所示，像素邊界級(jí)差計(jì)算單元11例如至少包括相鄰像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元111，用于計(jì)算在像素邊界P上的相鄰像素5與6之間的差分絕對(duì)值A(chǔ)；預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元112，用于計(jì)算預(yù)測像素7與8之間的差分絕對(duì)值B；以及像素邊界級(jí)差比較單元113，用于將由這些計(jì)算單元111和112執(zhí)行的計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，并輸出較小者作為像素邊界級(jí)差。
當(dāng)該像素邊界級(jí)差不小于預(yù)定閾值時(shí)，像素邊界級(jí)差選擇單元114將由像素邊界級(jí)差比較單元113獲得的像素邊界級(jí)差例如設(shè)置為0，從而防止在以下階段中該像素邊界級(jí)差參與到由像素邊界級(jí)差累積單元12進(jìn)行的對(duì)像素邊界累積值的計(jì)算中。
如圖4(A)所示，例如，如果計(jì)算出的像素邊界級(jí)差(在此情況下為較小級(jí)差A(yù))低于所述預(yù)定閾值，則當(dāng)按塊噪聲大小的周期對(duì)某個(gè)像素邊界P上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積時(shí)，像素邊界級(jí)差累積單元12將所述像素邊界級(jí)差加到用于計(jì)算一個(gè)圖像幀的累積值的級(jí)差組上。相反，如圖4(B)所示，當(dāng)計(jì)算出的像素邊界級(jí)差(在此情況下為級(jí)差B)不小于所述預(yù)定閾值時(shí)，像素邊界級(jí)差累積單元12將該像素邊界級(jí)差設(shè)置為0，以防止該像素邊界級(jí)差參與到累積值計(jì)算中。
這樣做的原因如下。即，當(dāng)存在比由于塊噪聲而產(chǎn)生的級(jí)差大的級(jí)差時(shí)，認(rèn)為該級(jí)差是源自圖像的圖案的級(jí)差。因此，像素邊界級(jí)差選擇單元114防止不小于所述閾值的像素邊界級(jí)差參與到對(duì)用于塊噪聲檢測的像素邊界級(jí)差累積值的計(jì)算中，這使得可以減小圖像圖案的影響，從而能夠提高塊噪聲檢測率。
當(dāng)預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元112對(duì)預(yù)測像素值進(jìn)行計(jì)算時(shí)，例如，可以應(yīng)用多項(xiàng)式回歸分析或線性預(yù)測。
(1)在多項(xiàng)式回歸分析的情況下如圖5所示，例如，對(duì)通過利用多項(xiàng)式回歸分析根據(jù)像素邊界P的一側(cè)的多個(gè)像素確定的多項(xiàng)式方程Y＝C1X+C2×X2+...+Cn×Xn(其中Y是像素值，X是圖像平面上的坐標(biāo))中的系數(shù)C1、...、以及Cn進(jìn)行計(jì)算，然后根據(jù)所確定的曲線的多項(xiàng)式方程計(jì)算出像素邊界P上的預(yù)測像素值7。類似地，根據(jù)另一側(cè)的多個(gè)像素計(jì)算出像素邊界P上的預(yù)測像素值8。輸出預(yù)測像素值7與8之間的差分(絕對(duì)值)作為像素邊界級(jí)差。
在此情況下，如圖6所示，例如，通過包括以下單元可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元112多項(xiàng)式方程計(jì)算單元112a，其通過利用多項(xiàng)式回歸分析來確定均經(jīng)過了像素邊界的相關(guān)側(cè)的盡可能多的像素的曲線的多項(xiàng)式方程；像素值預(yù)測單元112b，其對(duì)由多項(xiàng)式方程計(jì)算單元112a確定的多項(xiàng)式方程給出的像素邊界P上的預(yù)測像素值7和8進(jìn)行計(jì)算；以及邊界級(jí)差計(jì)算單元112c，其對(duì)在由像素值預(yù)測單元112b計(jì)算出的預(yù)測像素值7與8之間的差分(絕對(duì)值)進(jìn)行計(jì)算，并輸出該差分作為像素邊界級(jí)差。
(2)在線性預(yù)測的情況下在此情況下，如圖7(A)和7(B)所示，預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元112通過利用線性預(yù)測、根據(jù)像素邊界P的一側(cè)的至少兩個(gè)像素5和5’(6和6’)來預(yù)測像素邊界P上的像素值7(8)，并對(duì)根據(jù)像素邊界P的兩側(cè)而確定的預(yù)測值7與8之間的差分(絕對(duì)值)進(jìn)行計(jì)算。順便指出，圖7(A)示出了像素邊界級(jí)差是差分絕對(duì)值A(chǔ)(即，在像素邊界P上的相鄰像素5與6之間的差分絕對(duì)值)的情況，而圖7(B)示出了像素邊界級(jí)差是差分絕對(duì)值B(即，在像素邊界P上的標(biāo)號(hào)7與8之間的預(yù)測像素差分絕對(duì)值)的情況。
在此情況下例如可以如圖8或9所示地實(shí)現(xiàn)預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元112。
在圖8的情況下，與圖5和6所示的情況類似，預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元112可以包括多項(xiàng)式方程計(jì)算單元112d，其根據(jù)像素邊界P的一側(cè)的兩個(gè)像素5和5’(6和6’)確定滿足C1+C2×X的C1和C2；像素值預(yù)測單元112e，其根據(jù)由多項(xiàng)式方程計(jì)算單元112d確定的相關(guān)多項(xiàng)式方程計(jì)算出像素邊界P的一側(cè)的各預(yù)測像素值7(8)；以及邊界級(jí)差計(jì)算單元112f，其對(duì)由像素值預(yù)測單元112e計(jì)算出的預(yù)測像素值7與8之間的差分(絕對(duì)值)進(jìn)行計(jì)算，并輸出該差分作為像素邊界級(jí)差。
在圖9的情況下，預(yù)測像素差分絕對(duì)值計(jì)算單元112可以包括像素值線性預(yù)測單元112g，其確定像素邊界P的一側(cè)的兩個(gè)像素5與5’(6與6’)之間的差分值，并將該差分值的一半加入所述兩個(gè)像素5與5’(6與6’)中的更靠近像素邊界P的一個(gè)的像素值中，以計(jì)算出像素邊界P上的預(yù)測像素值7(8)；和邊界級(jí)差計(jì)算單元112h，其對(duì)由像素值線性預(yù)測單元112g根據(jù)像素邊界P的兩側(cè)計(jì)算出的兩個(gè)預(yù)測像素值7與8之間的差分(絕對(duì)值)進(jìn)行計(jì)算，并輸出該差分作為像素邊界級(jí)差。
在以上示例中，根據(jù)從像素邊界P的兩側(cè)獲得的兩個(gè)預(yù)測像素值7和8來確定差分(絕對(duì)值)。另選地，可以只根據(jù)像素邊界P的一側(cè)來確定預(yù)測像素值7(或8)，并且可以確定預(yù)測像素值7(或8)與像素邊界P的另一側(cè)的像素邊界P附近的多個(gè)相鄰像素中的像素6(或5)的像素值之間的差分(絕對(duì)值)。這樣，與已知技術(shù)相比，可以提高塊噪聲檢測的精度。
在圖1中，像素邊界級(jí)差累積單元(累積裝置)12按塊噪聲大小周期針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)由像素邊界級(jí)差計(jì)算單元11計(jì)算出的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積，以確定累積值。例如，當(dāng)對(duì)圖像平面上的沿垂直方向的邊沿上的塊噪聲進(jìn)行檢測時(shí)，如圖10(A)所示，像素邊界級(jí)差累積單元12對(duì)水平方向上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積。當(dāng)對(duì)圖像平面上的沿水平方向的邊沿上的塊噪聲進(jìn)行檢測時(shí)，如圖10(B)所示，像素邊界級(jí)差累積單元12對(duì)垂直方向上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積。
當(dāng)對(duì)在圖像被解碼之后按整數(shù)的縮放因子放大的圖像的塊噪聲進(jìn)行檢測時(shí)，按與該縮放因子相對(duì)應(yīng)的塊噪聲的整數(shù)倍的周期對(duì)像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積，從而只利用未被內(nèi)插的像素來計(jì)算像素邊界級(jí)差。這使得即使在放大了塊噪聲的圖像中，也可以提高塊噪聲檢測率的精度。
例如，當(dāng)將圖像放大了兩倍時(shí)，每隔一個(gè)像素對(duì)像素邊界級(jí)差進(jìn)行計(jì)算，由此可以減小放大處理的內(nèi)插處理的影響，并且提高了塊噪聲檢測的精度。具體地，例如，當(dāng)將具有720×480個(gè)像素的SDTV圖像的圖像尺寸縮小為具有352×240個(gè)像素或352×480個(gè)像素的圖像并且按盤式錄音機(jī)的長期模式來編碼時(shí)，將圖像放大為具有720×480個(gè)像素的圖像尺寸，并將其輸入到TV中。
在這種情況下，當(dāng)試圖根據(jù)放大圖像上的相鄰像素之間的像素邊界級(jí)差來檢測塊噪聲時(shí)，如圖11所示，由于在放大處理時(shí)內(nèi)插的像素，因此將像素邊界級(jí)差分成了兩個(gè)幾乎相等的像素邊界級(jí)差，并且根據(jù)塊尺寸在像素邊界級(jí)差累積值的一定位置處出現(xiàn)了兩個(gè)峰值(參見由虛線300包圍的部分)。這使得難以檢測并確定塊噪聲，導(dǎo)致檢測精度的降低(因?yàn)殡y以分辨該圖像沒有塊噪聲還是該圖像是經(jīng)放大的圖像)。
如圖12和13所示，當(dāng)將圖像放大兩倍時(shí)，基于根據(jù)縮放因子的抽樣(在此情況下為每隔一個(gè)像素)來計(jì)算像素邊界級(jí)差，從而檢測到在像素邊界級(jí)差的位置處具有單個(gè)峰值的塊噪聲。這提高了經(jīng)放大的圖像的塊噪聲檢測率。這里，為簡單起見，只對(duì)通過將相鄰像素的差分絕對(duì)值相加而獲得的像素邊界級(jí)差進(jìn)行了描述。
在圖1中，塊噪聲檢測單元13基于從像素邊界級(jí)差累積單元12輸出的像素邊界級(jí)差的累積值來計(jì)算塊噪聲檢測評(píng)估值，并輸出與是否存在塊噪聲檢測、塊噪聲在圖像平面上的位置以及在產(chǎn)生了塊噪聲的情況下塊噪聲的強(qiáng)度有關(guān)的信息，作為塊噪聲檢測的結(jié)果。如圖14所示，例如，塊噪聲檢測單元13包括像素邊界級(jí)差比較單元131、有效像素邊界級(jí)差比計(jì)算單元132以及塊噪聲強(qiáng)度確定單元133。
像素邊界級(jí)差比較單元131輸出像素邊界級(jí)差累積值的最大值、其第二大值以及在像素邊界上的最大值的位置。有效像素邊界級(jí)差比計(jì)算單元132向塊噪聲強(qiáng)度確定單元133輸出通過將從像素邊界級(jí)差比較單元131輸入的像素邊界級(jí)差的最大值除以其第二大值而獲得的值，作為塊噪聲評(píng)估值；和所述最大值所在的像素邊界位置，作為塊噪聲產(chǎn)生位置。
塊噪聲強(qiáng)度確定單元133將從有效像素邊界級(jí)差比計(jì)算單元132輸入的塊噪聲檢測評(píng)估值與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較，并輸出表示在塊噪聲產(chǎn)生位置處產(chǎn)生了塊噪聲的信息，作為塊噪聲檢測結(jié)果。順便指出，塊噪聲強(qiáng)度確定單元133確定塊噪聲檢測評(píng)估值越大則塊噪聲的強(qiáng)度越大，并輸出該確定結(jié)果。
如圖15所示，例如，這里假設(shè)在“像素邊界P0”處的像素邊界級(jí)差累積值是A、在“像素邊界P1”處的像素邊界級(jí)差累積值是B、在“像素邊界P2”處的像素邊界級(jí)差累積值是C、在“像素邊界P3”處的像素邊界級(jí)差累積值是D、在“像素邊界P4”處的像素邊界級(jí)差累積值是E、在“像素邊界P5”處的像素邊界級(jí)差累積值是F、在“像素邊界P6”處的像素邊界級(jí)差累積值是G、在“像素邊界P7”處的像素邊界級(jí)差累積值是H，在“像素邊界P2”處的像素邊界級(jí)差累積值C是最大的，而在“像素邊界P5”處的像素邊界級(jí)差累積值F是第二大的。因此，塊噪聲評(píng)估值是C/F，當(dāng)C/F不小于一閾值時(shí)確定在“像素邊界P2”處產(chǎn)生了塊噪聲。
塊噪聲檢測單元13基于通過針對(duì)一個(gè)圖像幀按塊噪聲周期對(duì)像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的最大值與第二大值之比來確定塊噪聲產(chǎn)生強(qiáng)度。因此，如稍后將參照圖17描述的，與基于像素邊界級(jí)差的值來檢測塊噪聲的情況相比，可以減小圖像圖案的影響，從而可以提高塊噪聲檢測的精度。
另選地，如圖16所示，塊噪聲檢測單元13可以包括像素邊界級(jí)差比計(jì)算單元134、像素邊界級(jí)差比較選擇單元135以及塊噪聲強(qiáng)度確定單元136。
像素邊界級(jí)差比計(jì)算單元134計(jì)算通過將在某個(gè)像素邊界處的像素邊界級(jí)差累積值除以在與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界處的像素邊界級(jí)差累積值而得到的值(即，比值)，作為塊噪聲檢測評(píng)估值。像素邊界級(jí)差比較選擇單元135對(duì)這些評(píng)估值進(jìn)行比較，并選擇這些評(píng)估值中的最大值作為選擇結(jié)果，并輸出最大值所在的像素邊界作為塊噪聲產(chǎn)生位置。
塊噪聲強(qiáng)度確定單元136將所輸入的塊噪聲強(qiáng)度評(píng)估值與一預(yù)定閾值進(jìn)行比較，當(dāng)所輸入的塊噪聲檢測評(píng)估值不小于所述閾值時(shí)，輸出表示在該塊噪聲產(chǎn)生位置處產(chǎn)生了塊噪聲的信息。順便指出，與塊噪聲強(qiáng)度確定單元133類似，該塊噪聲強(qiáng)度確定單元136確定塊噪聲檢測評(píng)估值越大則塊噪聲的強(qiáng)度越大，并輸出該確定結(jié)果。
在此情況下，如圖17所示，與以上示例類似，這里假設(shè)在“像素邊界P0”處的像素邊界級(jí)差累積值是A、在“像素邊界P1”處的像素邊界級(jí)差累積值是B、在“像素邊界P2”處的像素邊界級(jí)差累積值是C、在“像素邊界P3”處的像素邊界級(jí)差累積值是D、在“像素邊界P4”處的像素邊界級(jí)差累積值是E、在“像素邊界P5”處的像素邊界級(jí)差累積值是F、在“像素邊界P6”處的像素邊界級(jí)差累積值是G、在“像素邊界P7”處的像素邊界級(jí)差累積值是H。像素邊界級(jí)差比計(jì)算單元134計(jì)算通過按塊噪聲大小的周期針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的值與通過對(duì)與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的值之比，以獲得塊噪聲檢測評(píng)估值，因而在“像素邊界P0”的位置處的塊噪聲檢測評(píng)估值是A/E，在“像素邊界P1”處的塊噪聲檢測評(píng)估值是B/F，在“像素邊界P2”處的塊噪聲檢測評(píng)估值是C/G，在“像素邊界P3”處的塊噪聲檢測評(píng)估值是D/H，在“像素邊界P4”處的塊噪聲檢測評(píng)估值是E/A，在“像素邊界P5”處的塊噪聲檢測評(píng)估值是F/B，在“像素邊界P6”處的塊噪聲檢測評(píng)估值是G/C，在“像素邊界P7”處的塊噪聲檢測評(píng)估值是H/D。
像素邊界級(jí)差比較選擇單元135和塊噪聲強(qiáng)度確定單元136確定在具有如下值的像素邊界上產(chǎn)生了塊噪聲該值是這些塊噪聲檢測評(píng)估值中的最大的，并且該值不小于一預(yù)定閾值。
如上所述，通過對(duì)這些比值(其中每一個(gè)比值都是通過按塊噪聲大小的周期針對(duì)一個(gè)幀對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的值與通過對(duì)與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的值之比)進(jìn)行比較，變得可以消除塊噪聲檢測值對(duì)圖像復(fù)雜度的依賴性，從而與基于像素邊界級(jí)差的累積值來檢測塊噪聲的情況相比，減小了圖像圖案的影響。這使得可以提高塊噪聲檢測的精度。
(A1)對(duì)塊噪聲檢測設(shè)備的第一變型例的描述例如，如圖18所示，塊噪聲檢測設(shè)備1還可以包括幀差分值計(jì)算單元14。幀差分值計(jì)算單元14在多個(gè)幀中對(duì)在某個(gè)幀與前一幀之間的差分值進(jìn)行計(jì)算，即，例如，對(duì)在當(dāng)前幀與前一幀之間的差分(絕對(duì)值)進(jìn)行計(jì)算。在本變型例中，根據(jù)該計(jì)算的結(jié)果(幀間差分值)對(duì)由塊噪聲檢測單元13進(jìn)行塊噪聲檢測用的閾值進(jìn)行控制。
當(dāng)幀間差分值表示幀間的相關(guān)性很大(即，幀間差分值很小)時(shí)，塊噪聲檢測單元13增大用于塊噪聲檢測的閾值(確定條件)以使得難以檢測到塊噪聲，或者根據(jù)塊噪聲檢測評(píng)估值降低塊噪聲強(qiáng)度，并輸出它。
即，幀間差分計(jì)算單元14還充當(dāng)控制裝置，該控制裝置用于對(duì)由塊噪聲檢測單元13進(jìn)行的塊噪聲檢測的確定條件進(jìn)行控制，以使得當(dāng)所檢測到的幀間差分值小于一預(yù)定閾值時(shí)難以檢測到塊噪聲。
當(dāng)幀間差分很小時(shí)，將塊噪聲檢測條件改變成使得難以檢測到塊噪聲的條件。由此，即使在由于幀間差分很小并且?guī)в羞\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膱D像壓縮比很高因此塊噪聲出現(xiàn)的可能性很小的情況下，也可以消除對(duì)塊噪聲的錯(cuò)誤檢測(這在圖像帶有很少的運(yùn)動(dòng)并且圖像復(fù)雜時(shí)易于發(fā)生)。這使得可以改進(jìn)塊噪聲檢測的精度。
(A2)對(duì)塊噪聲檢測設(shè)備的第二變型例的描述例如，如圖19所示，塊噪聲檢測設(shè)備1還可以包括位于塊噪聲檢測單元13的后一級(jí)的塊噪聲檢測結(jié)果檢查單元15。當(dāng)從連續(xù)的幾個(gè)幀獲得了相同的塊噪聲檢測大小值和相同的塊噪聲檢測位置值時(shí)，塊噪聲檢測結(jié)果檢查單元15輸出該檢測結(jié)果作為塊噪聲檢測的結(jié)果。
像素邊界級(jí)差易于受到圖像圖案內(nèi)容的影響。因此，即使在產(chǎn)生了幾乎相同程度的塊噪聲時(shí)，用于確定塊噪聲的產(chǎn)生的、針對(duì)一個(gè)幀的像素邊界級(jí)差累積值也會(huì)波動(dòng)。因此，當(dāng)檢測到相同的塊噪聲大小并且根據(jù)多個(gè)幀檢測塊噪聲位置時(shí)，塊噪聲檢測結(jié)果檢查單元15輸出這些值作為塊噪聲檢測的結(jié)果，由此可以減小由于圖像圖案而造成的像素邊界級(jí)差的波動(dòng)的影響，并且可以提高塊噪聲檢測的精度。
圖20是示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的塊噪聲降低設(shè)備的基本部分的結(jié)構(gòu)的框圖。圖20所示的塊噪聲降低設(shè)備3包括塊噪聲降低單元2和上述塊噪聲檢測設(shè)備1。在圖20中，塊噪聲檢測設(shè)備1具有圖1所示的基本結(jié)構(gòu)。然而，塊噪聲檢測設(shè)備1可以具有以上參照圖1到19所描述的塊噪聲檢測設(shè)備的多種結(jié)構(gòu)中的任何一種結(jié)構(gòu)。
塊噪聲降低單元2基于由塊噪聲檢測設(shè)備1獲得的塊大小檢測結(jié)果(塊噪聲大小、塊噪聲位置、塊噪聲強(qiáng)度)去除(降低)輸入視頻信號(hào)中的塊噪聲。例如，如圖21所示，塊噪聲降低單元2包括塊噪聲降低濾波單元21和塊邊界區(qū)確定單元22。
塊噪聲降低濾波單元21根據(jù)由塊噪聲檢測設(shè)備1檢測到的塊噪聲強(qiáng)度執(zhí)行塊噪聲去除(降低)處理。更具體來說，塊噪聲降低濾波單元21對(duì)輸入視頻信號(hào)中的由塊噪聲檢測設(shè)備1檢測到的塊大小和位置指定的像素施加低通濾波處理(塊噪聲降低濾波器)。
塊邊界區(qū)確定單元22確定待由塊噪聲降低濾波單元21濾波的像素是否位于塊噪聲的邊界位置附近的區(qū)域中。塊噪聲降低濾波單元21接收由塊邊界區(qū)確定單元22獲得的確定結(jié)果，并且當(dāng)待濾波像素位于塊噪聲邊界附近的位置處時(shí)根據(jù)該塊噪聲將塊噪聲降低到濾波強(qiáng)度。
即，塊邊界區(qū)確定單元22實(shí)現(xiàn)了作為濾波區(qū)域控制裝置的功能，該濾波區(qū)域控制裝置用于基于塊噪聲檢測單元13的檢測結(jié)果進(jìn)行控制，以將圖像幀上的由塊噪聲降低單元2(塊噪聲降低濾波單元21)對(duì)其施加濾波處理的區(qū)域限制于其上產(chǎn)生了塊噪聲的像素邊界及其附近。
本示例的塊噪聲降低設(shè)備3使得塊噪聲降低濾波器基于塊噪聲檢測設(shè)備1(其具有極好的塊噪聲檢測精度)的檢測結(jié)果對(duì)輸入視頻信號(hào)進(jìn)行作用。因此，塊噪聲降低濾波器只有在需要時(shí)才進(jìn)行作用。因此，可以消除如下現(xiàn)象的出現(xiàn)率由于盡管產(chǎn)生了塊噪聲但是塊噪聲降低濾波器未作用，因此未降低塊噪聲；或者由于盡管未產(chǎn)生塊噪聲但是塊噪聲濾波器作用，因此劣化了圖像。這使得可以提高圖像質(zhì)量。
由于高壓縮比導(dǎo)致高頻分量的損失，因此導(dǎo)致塊噪聲的產(chǎn)生，導(dǎo)致塊邊界上的連續(xù)性的喪失。因此，塊噪聲降低濾波器21降低了這種塊噪聲，但是同時(shí)導(dǎo)致圖像質(zhì)量的劣化，使得圖像變得模糊。
因此，塊噪聲降低設(shè)備3基于塊邊界區(qū)確定單元22的確定結(jié)果，只對(duì)塊邊界附近的像素執(zhí)行濾波處理，以抑制圖像在除塊邊界附近以外的區(qū)域中的劣化，同時(shí)減小塊邊界上的不連續(xù)性(這是產(chǎn)生塊噪聲的一個(gè)原因)。這使得可以在進(jìn)行了塊噪聲降低處理之后提高圖像質(zhì)量。
即，不是如圖23所示地對(duì)整個(gè)圖像執(zhí)行濾波處理，而是如圖24所示地只對(duì)塊噪聲邊界附近的像素執(zhí)行濾波處理，從而減小了塊噪聲，同時(shí)抑制了圖像圖案的模糊。
當(dāng)塊噪聲檢測設(shè)備1的塊噪聲檢測單元13具有以上參照圖14和15所述的結(jié)構(gòu)時(shí)，在塊噪聲降低設(shè)備3中根據(jù)通過按塊大小周期針對(duì)一個(gè)幀對(duì)像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的各累積值中的最大值與其第二大值之比來控制塊噪聲降低單元2(塊噪聲降低濾波單元21)的濾波強(qiáng)度。因此，可以使得塊噪聲降低濾波單元21按與塊噪聲檢測強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的濾波強(qiáng)度進(jìn)行動(dòng)作，這使得可以在進(jìn)行了塊噪聲降低處理之后改進(jìn)圖像質(zhì)量。
當(dāng)塊噪聲檢測設(shè)備1的塊噪聲檢測單元13具有以上參照圖16和17所述的結(jié)構(gòu)時(shí)，在塊噪聲降低設(shè)備3中根據(jù)通過按塊噪聲周期針對(duì)一個(gè)幀對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的累積值與通過對(duì)與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的累積值之比來控制塊噪聲降低單元2(塊噪聲降低濾波單元21)中的濾波強(qiáng)度。在此情況下，同樣，可以使得塊噪聲降低濾波單元21按與塊噪聲檢測強(qiáng)度相對(duì)應(yīng)的濾波強(qiáng)度進(jìn)行作用，這使得可以提高塊噪聲降低處理之后的圖像質(zhì)量。
在以上情況下，塊噪聲檢測單元13還實(shí)現(xiàn)了濾波控制裝置的功能，該濾波控制裝置用于基于像素邊界級(jí)差的多個(gè)累積值中的最大值與其第二大值之比，或者基于像素邊界上的像素邊界級(jí)差的累積值與在與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界上的累積值之比，來控制塊噪聲降低單元2(塊噪聲降低濾波單元21)的濾波強(qiáng)度。
(B1)對(duì)塊噪聲降低設(shè)備(塊噪聲降低單元2)的變型例的描述例如，如圖22所示，塊噪聲降低設(shè)備3的塊噪聲降低單元2還可以包括邊沿區(qū)確定單元23以及上述塊噪聲降低濾波單元21和塊邊界區(qū)確定單元22。
邊沿區(qū)確定單元23使用邊沿檢測濾波器等來檢測在邊沿區(qū)中是否存在待由塊噪聲降低濾波單元21濾波的像素，并將該檢測結(jié)果輸出給塊噪聲降低濾波單元21。塊噪聲降低濾波單元21接收塊邊界區(qū)確定單元22的確定結(jié)果和邊沿區(qū)確定單元23的確定結(jié)果，并且當(dāng)待濾波像素位于塊噪聲邊界附近并且不在邊沿區(qū)中時(shí)使得塊噪聲降低濾波單元21對(duì)輸入視頻信號(hào)執(zhí)行濾波處理。否則，塊噪聲降低濾波單元21防止執(zhí)行該濾波處理。
即，邊沿區(qū)確定單元23實(shí)現(xiàn)了作為濾波器中斷控制單元的作用，該濾波器中斷控制單元用于進(jìn)行控制，以在像素邊界級(jí)差不小于一預(yù)定閾值時(shí)中斷塊噪聲降低單元2(塊噪聲降低濾波單元21)的濾波處理。
由此，因?yàn)閷?duì)源自圖像性質(zhì)的像素邊界級(jí)差執(zhí)行由塊噪聲降低濾波單元21進(jìn)行的濾波處理，因此可以防止圖像質(zhì)量劣化，這使得可以提高塊噪聲降低處理之后的圖像質(zhì)量。
注意，本發(fā)明并不限于以上多個(gè)示例，而是可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下按各種方式進(jìn)行修改。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，當(dāng)計(jì)算像素邊界級(jí)差時(shí)，將像素邊界上的預(yù)測像素值考慮在內(nèi)。由此，即使像素邊界是傾斜的，也可以檢測到更精確的像素邊界級(jí)差，并且可以在不使用壓縮編碼中的解碼信息(如量子化規(guī)模等)的情況下提高塊噪聲檢測的精度。這對(duì)于有效降低塊噪聲來說是有用的，并且提高了圖像質(zhì)量。因此，本發(fā)明在數(shù)字圖像壓縮編碼的技術(shù)領(lǐng)域中非常有用。
本申請基于并在此要求于2006年3月27日在日本提交的日本專利申請No.2006-85334的優(yōu)先權(quán)，通過引用將其內(nèi)容并入于此。
權(quán)利要求
1.一種塊噪聲檢測方法，該塊噪聲檢測方法包括以下步驟基于在輸入圖像幀的圖像平面上的像素邊界(P)上的相鄰像素(5和6)的像素值之間的差分值(A)和根據(jù)所述像素邊界(P)的一側(cè)的至少多個(gè)像素預(yù)測的所述像素邊界(P)上的預(yù)測像素值(7或8)，對(duì)所述像素邊界(P)上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行檢測；和針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)所述像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積，以檢測塊噪聲。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塊噪聲檢測方法，其中，將所述相鄰像素(5和6)的像素值之間的所述差分值(A)相對(duì)于根據(jù)所述像素邊界(P)的一側(cè)的多個(gè)像素預(yù)測出的所述像素邊界(P)上的預(yù)測像素值(7)與根據(jù)所述像素邊界(P)的另一側(cè)的多個(gè)像素預(yù)測出的所述像素邊界(P)上的預(yù)測像素值(8)之間的差分值(B)進(jìn)行比較，并將較小的差分值(A或B)檢測為所述像素邊界(P)上的像素邊界級(jí)差。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊噪聲檢測方法，其中，按塊噪聲大小的周期對(duì)所述像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊噪聲檢測方法，其中，根據(jù)所述像素邊界(P)的一側(cè)的至少兩個(gè)像素來計(jì)算所述像素邊界(P)上的所述預(yù)測像素值(7或8)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊噪聲檢測方法，其中，當(dāng)所述像素邊界級(jí)差大于一預(yù)定閾值時(shí)，將所述像素邊界級(jí)差從待累積的多個(gè)像素邊界級(jí)差的組中排除掉。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊噪聲檢測方法，其中，將多個(gè)比值相互進(jìn)行比較以確定塊噪聲產(chǎn)生強(qiáng)度，所述多個(gè)比值中的每一個(gè)比值是通過針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的累積值與通過對(duì)與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的累積值之比。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊噪聲檢測方法，其中，基于多個(gè)累積值中的最大值與所述多個(gè)累積值中的第二大值之比，來確定塊噪聲產(chǎn)生強(qiáng)度，所述多個(gè)累積值中的每一個(gè)累積值是通過針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊噪聲檢測方法，其中，確定包括所述輸入圖像幀在內(nèi)的至少兩個(gè)圖像幀之間的差分，并對(duì)塊噪聲檢測的確定條件進(jìn)行控制，使得當(dāng)所述差分值小于一預(yù)定閾值時(shí)難以檢測到塊噪聲。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊噪聲檢測方法，其中，當(dāng)在圖像被解碼之后針對(duì)被整數(shù)倍的縮放因子放大了的所述圖像來檢測塊噪聲時(shí)，按與塊噪聲大小的所述整數(shù)倍相對(duì)應(yīng)的周期對(duì)像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊噪聲檢測方法，其中，當(dāng)作為對(duì)來自連續(xù)的多個(gè)圖像幀的塊噪聲進(jìn)行檢測的結(jié)果獲得了相同值時(shí)，輸出該檢測結(jié)果。
11.一種塊噪聲檢測設(shè)備，該塊噪聲檢測設(shè)備包括像素邊界級(jí)差檢測裝置(11)，其用于基于在輸入圖像幀的圖像平面上的像素邊界(P)上的相鄰像素(5和6)的像素值之間的差分值(A)和根據(jù)所述像素邊界(P)的一側(cè)的至少多個(gè)像素預(yù)測出的所述像素邊界(P)上的預(yù)測像素值(7或8)，來對(duì)所述像素邊界(P)上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行檢測；累積裝置(12)，其用于針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)所述像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積；以及塊噪聲檢測裝置(13)，其用于基于由所述累積裝置(12)進(jìn)行的累積的結(jié)果來檢測塊噪聲。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的塊噪聲檢測設(shè)備，其中，所述像素邊界級(jí)差檢測裝置(11)包括相鄰像素差分值計(jì)算單元(111)，其用于確定所述相鄰像素(5和6)的像素值之間的所述差分值(A)；預(yù)測像素差分值計(jì)算單元(112)，其用于確定根據(jù)所述像素邊界(P)的一側(cè)的多個(gè)像素預(yù)測出的所述像素邊界(P)上的預(yù)測像素值(7)與根據(jù)所述像素邊界(P)的另一側(cè)的多個(gè)像素預(yù)測出的所述像素邊界(P)上的預(yù)測像素值(8)之間的差分值(B)；以及比較單元(113)，其用于將所述計(jì)算單元(111與112)進(jìn)行的計(jì)算的結(jié)果進(jìn)行比較，并將較小的差分值(A或B)檢測為所述像素邊界(P)上的像素邊界級(jí)差。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的塊噪聲檢測設(shè)備，其中，所述累積裝置(12)按塊噪聲大小的周期對(duì)所述像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積。
14.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的塊噪聲檢測設(shè)備，其中，所述預(yù)測像素差分值計(jì)算單元(112)根據(jù)所述像素邊界(P)的一側(cè)的至少兩個(gè)像素來計(jì)算所述像素邊界(P)上的所述預(yù)測像素值(7或8)。
15.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的塊噪聲檢測設(shè)備，其中，當(dāng)所述像素邊界級(jí)差大于一預(yù)定閾值時(shí)，所述像素邊界級(jí)差檢測裝置(11)或所述累積裝置(12)將所述像素邊界級(jí)差從待累積的多個(gè)像素邊界級(jí)差的組中排除掉。
16.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的塊噪聲檢測設(shè)備，其中，所述塊噪聲檢測裝置(13)包括比較裝置，其用于將多個(gè)比值進(jìn)行相互比較以確定塊噪聲產(chǎn)生強(qiáng)度，所述多個(gè)比值中的每一個(gè)比值是由所述累積裝置(12)針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的累積值與通過對(duì)與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的累積值之比。
17.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的塊噪聲檢測設(shè)備，其中，所述塊噪聲檢測裝置(13)包括確定裝置，其用于基于多個(gè)累積值中的最大值與所述多個(gè)累積值中的第二大值之比來確定塊噪聲產(chǎn)生強(qiáng)度，所述多個(gè)累積值中的每一個(gè)累積值是由所述累積裝置(12)針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的。
18.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的塊噪聲檢測設(shè)備，所述塊噪聲檢測設(shè)備還包括幀差分檢測裝置(14)，用于確定在包括所述輸入圖像幀在內(nèi)的至少兩個(gè)圖像幀之間的差分；和控制裝置，當(dāng)由所述幀差分檢測裝置(14)檢測到的所述差分的值小于一預(yù)定閾值時(shí)，所述控制裝置用于對(duì)所述塊噪聲檢測裝置(13)進(jìn)行的塊噪聲檢測的確定條件進(jìn)行控制，使得難以檢測到塊噪聲。
19.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的塊噪聲檢測設(shè)備，其中，當(dāng)在圖像被解碼之后針對(duì)被整數(shù)倍的縮放因子放大了的所述圖像檢測塊噪聲時(shí)，所述累積裝置(12)按與塊噪聲大小的所述整數(shù)倍相對(duì)應(yīng)的周期對(duì)所述像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積。
20.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的塊噪聲檢測設(shè)備，所述塊噪聲檢測設(shè)備還包括塊噪聲檢測結(jié)果檢查裝置(15)，所述塊噪聲檢測結(jié)果檢查裝置(15)在作為所述塊噪聲檢測裝置(13)對(duì)連續(xù)的多個(gè)圖像幀進(jìn)行的檢測的結(jié)果獲得了相同值時(shí)，輸出該檢測結(jié)果。
21.一種塊噪聲降低方法，該塊噪聲降低方法基于由根據(jù)權(quán)利要求1的塊噪聲檢測方法進(jìn)行的塊噪聲檢測的結(jié)果，對(duì)輸入圖像幀執(zhí)行塊噪聲降低處理。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的塊噪聲降低方法，其中，基于多個(gè)比值對(duì)作為所述塊噪聲降低處理的濾波處理的濾波強(qiáng)度進(jìn)行控制，所述多個(gè)比值中的每一個(gè)比值是通過針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)像素邊界的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的累積值與通過對(duì)與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的累積值之比。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的塊噪聲降低方法，其中，基于多個(gè)累積值中的最大值與所述多個(gè)累積值中的第二大值之比，對(duì)作為所述塊噪聲降低處理的濾波處理的濾波強(qiáng)度進(jìn)行控制，所述多個(gè)累積值中的每一個(gè)累積值是通過針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的。
24.根據(jù)權(quán)利要求21到23中的任何一項(xiàng)所述的塊噪聲降低方法，其中，基于塊噪聲檢測的結(jié)果，將所述圖像平面上的施加了所述塊噪聲降低處理的區(qū)域限制于像素邊界和所述像素邊界的其中產(chǎn)生了塊噪聲的附近區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求21到23中的任何一項(xiàng)所述的塊噪聲降低方法，其中，當(dāng)所述像素邊界級(jí)差等于或大于一閾值時(shí)，不執(zhí)行所述塊噪聲降低處理。
26.一種塊噪聲降低設(shè)備，該塊噪聲降低設(shè)備包括根據(jù)權(quán)利要求11所述的塊噪聲檢測設(shè)備(1)；和塊噪聲降低裝置(2)，其用于基于所述塊噪聲檢測設(shè)備(1)的檢測結(jié)果對(duì)所述輸入圖像幀執(zhí)行塊噪聲降低處理。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的塊噪聲降低設(shè)備，該塊噪聲降低設(shè)備還包括濾波控制裝置，其用于基于多個(gè)比值對(duì)作為由所述塊噪聲降低裝置(2)進(jìn)行的所述塊噪聲降低處理的濾波處理的濾波強(qiáng)度進(jìn)行控制，所述多個(gè)比值中的每一個(gè)比值是由所述累積裝置(12)針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的累積值與通過對(duì)與前述像素邊界相隔塊噪聲大小的一半的像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的累積值之比。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的塊噪聲降低設(shè)備，該塊噪聲降低設(shè)備還包括濾波控制裝置，其用于基于多個(gè)累積值中的最大值與所述多個(gè)累積值中的第二大值之比，對(duì)作為由所述塊噪聲降低裝置(2)進(jìn)行的所述塊噪聲降低處理的濾波處理的濾波強(qiáng)度進(jìn)行控制，所述多個(gè)累積值中的每一個(gè)累積值是由所述累積裝置(12)針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)像素邊界上的像素邊界級(jí)差進(jìn)行累積而獲得的。
29.根據(jù)權(quán)利要求26到28中的任何一項(xiàng)所述的塊噪聲降低設(shè)備，該塊噪聲降低設(shè)備還包括濾波區(qū)控制裝置(22)，其用于基于由所述塊噪聲檢測裝置(13)進(jìn)行的檢測的結(jié)果，將所述圖像平面上的由所述塊噪聲降低裝置(2)施加了所述濾波處理的區(qū)域限制于像素邊界和所述像素邊界的其中產(chǎn)生了塊噪聲的附近區(qū)域。
30.根據(jù)權(quán)利要求26到28中的任何一項(xiàng)所述的塊噪聲降低設(shè)備，該塊噪聲降低設(shè)備還包括濾波器中斷控制裝置(23)，其用于在所述像素邊界級(jí)差等于或大于一閾值時(shí)進(jìn)行控制，以中斷由所述塊噪聲降低裝置(2)進(jìn)行的所述濾波處理。
全文摘要
本發(fā)明提供了塊噪聲檢測方法和設(shè)備以及塊噪聲降低方法和設(shè)備。像素邊界級(jí)差檢測器(11)基于輸入圖像幀的圖像平面上的像素邊界(P)上的相鄰像素(5和6)的像素值之間的差分值和根據(jù)像素邊界(P)的一側(cè)的至少多個(gè)像素預(yù)測出的像素邊界(P)上的預(yù)測像素值(7或8)來檢測像素邊界(P)上的像素邊界級(jí)差，累積器(12)針對(duì)一個(gè)圖像幀對(duì)像素邊界(P)級(jí)差進(jìn)行累積，以及塊噪聲檢測器(13)基于所述累積結(jié)果來檢測塊噪聲。本發(fā)明提高了塊噪聲檢測的精度，提高了塊噪聲降低的效果，并提高了圖像質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04N1/415GK101047858SQ20061012657
公開日2007年10月3日 申請日期2006年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月27日
發(fā)明者山田幸二, 中澙昌平 申請人:富士通株式會(huì)社