专利名称：：一种滤波的方法和装置的制作方法
技术领域：
：本发明涉及网络通讯领域，尤其涉及一种滤波的方法和装置。
背景技术：
：MCTF(MotionCompensatedTemporalFilter,运动补偿时域滤波)的框架示意图，如图l所示，该MCTF的实现原理如下把当前帧划分为多个MtN的块，在当前帧之前或者之后的参考帧中进行运动估计，为当前帧中要进行滤波的块寻找匹配块，然后在当前块和匹配块中进行时域滤波。其中每个块只使用一个运动矢量，也就是一个块中的所有像素使用同一运动向量，为一帧中的每个块找到最佳运动矢量的过程即为运动估计。目前，一种已知的MCTF的实现方案为在整个滤波运动补偿时域滤波过程中，亮度分量和色度分量的处理流程是相互独立的，各自有独立的运动搜索模块，滤波系数计算模块和滤波模块。发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题现有技术中的亮度分量和色度分量的处理流程是相互独立的，各自有独立的运动搜索模块，由于运动搜索会耗费大量的资源，所以同时对亮度分量和色度分量进行运动搜索会增加方案的复杂程度，提高实现成本高，而且由于亮度分量和色度分量的处理流程是完全独立的，当亮度分量滤波系数和色度分量滤波系数相差较大时，可能会出现色调改变的失真。
发明内容本发明实施例提供一种滤波的方法和装置，在保证滤波效果的前提下降低实现的复杂程度，并消除由于亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度存在较大差异情况下滤波时导致的失真。本发明实施例提供一种滤波的方法，包括根据亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数；由经过调整的所述亮度分量的滤波系数和色度分量的滤波系数获得总滤波系数。本发明实施例还提供了一种滤波的装置，包括滤波系数调整模块，用于根据亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数；总滤波系数获取模块，用于由经过调整的所述亮度分量的滤波系数和色度分量的滤波系数获得总滤波系数。与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点通过本发明实施例提供的滤波的方法和装置，可以根据亮度分量的运动矢量获取色度分量的运动矢量，降低实现的复杂度，同时根据亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数，消除了由于亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度存在较大差异导致的图像失真。为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有^a术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是现有技术中MCTF的实现原理示意图2是本发明一实施例中滤波的方法流程图3是本发明另一实施例中滤波的方法流程图4是本发明另一实施例中匹配度的计算过程示意图5是本发明实施例中滤波的装置结构示意图。具体实施例方式6下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。本发明实施例提供一种滤波的方法和装置，在保证滤波效果的前提下降低实现的复杂程度，并消除由于亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度存在较大差异情况下滤波时导致的失真。下面结合附图和具体实施例对本发明实施例提供的滤波的方法和装置进4亍i羊细i兌明。本发明实施例4是供了一种滤波的方法，如图2所示，包括步骤S201、根据亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度的组合，调整亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数。具体的，通过运动搜索获取亮度分量的匹配块，根据该匹配块获取亮度分量的匹配度和运动矢量。由数字视频信号的格式可知亮度分量与色度分量的关系，根据该关系调整亮度分量的运动矢量获得色度分量的运动矢量。由于不需要对色度分量进行运动搜索，降低了本方法实现时的复杂度。当三个分量的匹配度都是完全不匹配时，也就是三个分量都同时选择了弱滤波时的滤波系数cxl,这种情况下三个分量的初始滤波系数不需要做调整；当三个分量的匹配度都是完全匹配时，也就是三个分量都同时选择了强滤波时的滤波系数och,这种情况下三个分量的初始滤波系数不需要做调整；当三个分量中没有任何一个分量出现完全不匹配，也没有出现三个分量都是完全匹配的情况时，匹配程度较大的分量的初始滤波系数需要向匹配程度最小的分量的初始滤波系数方向调整。步骤S202、由经过调整的亮度分量的滤波系数和色度分量的滤波系数获得总滤波系数。根据总滤波系数对亮度分量和色度分量进行滤波后，按照输入的数字视频信号的格式合成该滤波后的亮度分量和色度分量并输出。通过上述步骤，只需要对亮度分量进行运动搜索，降低了实现的复杂程度，降低了实现成本；同时由于对亮度分量和色度分量的初始滤波系数进行了调整，较好的解决了信号失真问题。本发明另一实施例提供了一种滤波的方法，如图3所示，包括步骤S301、将数字视频信号分离为亮度分量和色度分量。步骤S302、对亮度分量进行运动搜索，获得当前帧中滤波图像块在参考帧中的匹配块。具体的，利用运动搜索最佳匹配块时可以采用快速搜索算法，也可以采用全搜索算法，一般情况下，运动估计过程釆用"最小能量方法，，搜索到当前帧中滤波图像块在参考帧中的匹配块，并获得最佳的运动矢量。该"最小能量方法"指搜索残差块中能量最小的图像块，该残差块的能量可以4吏用MSE(MeanSquareError,最小均方i吴差)或SSD(sumofsquareerror,残差平方和)等值来表征。步骤S303、根据亮度分量的匹配块与当前帧中滤波图像块的匹配度，确定亮度分量的运动矢量和亮度分量的初始滤波系数在总滤波系数中所占权重。MCTF滤波过程是分别对亮度分量和色度分量进行滤波的过程，所以亮度分量的匹配度只能部分决定最终的总滤波系数，该总滤波系数还与色度分量的匹配度相关。步骤S304、根据数字视频信号的格式对亮度分量的运动矢量进行调整，得到适合色度分量的运动矢量。数字视频信号具有多种格式，(如ITURecommendation601/656标准中的4:4:4格式，4:2:2格式、4:2:0格式等),根据数据视频信号的格式中色度分量与亮度分量的关系和亮度分量的运动矢量，调整得到适合的色度分量的运动矢量。步骤S305、根据色度分量的运动矢量计算色度分量的匹配度。步骤S306、根据色度分量的匹配度计算色度分量的初始滤波系数在总滤波系数中所占权重。步骤S307、根据亮度分量和色度分量的匹配度组合计算/调整各个分量的初始滤:皮系H步骤S308、根据亮度分量的初始滤波系数在总滤波系数中所占权重和色度分量的初始滤波系数在总滤波系数中所占权重，计算总滤波系数。步骤S309、对亮度分量和色度分量分别进行时域滤波。该亮度分量包括8当前帧的亮度分量和参考帧的亮度分量，进行滤波时，输入的参数还包括通过运动搜索得到的亮度分量的运动矢量和滤波系数。该色度分量滤波过程与亮度分量相同。步骤S310、合成亮度分量和色度分量后输出与数字视频信号，该数字视频信号的格式与输入的数字视频信号相同。亮度分量和色度分量经过运动补偿时域滤波后，将Y、U、V分量合成与输入的数字视频信号格式相同的视频信号，然后输出。上述实施例中，步骤S302和步骤S305中亮度分量Y的匹配度与色度分量U、V的匹配度的计算方法相同。如图4所示，为匹配度的计算过程，该匹配度的计算主要使用残差块的残差能量，该残差能量可以使用以下参数中的一种进行表示MSE、SSD、SAD(SumOfAbsoluteDifference,残差绝对值和)或MAD(MeanAbsoluteDeviation,平均绝对偏差)等，这里以SSD值来进朽4兌明。该图的水平轴表示SSD值，由图可见，水平轴上有两个SSD的预置值SSD—thl和SSD一th2。若需要计算的分量的SSD值小于或等于SSD—thl，则当前帧的滤波图像块与参考帧中的参考块完全匹配，匹配度用Upper—th表示；若需要计算的分量的SSD值大于SSD_th2时，则当前帧的滤波图像块与参考帧中的参考块完全不匹配，匹配度用Lower—th表示；若计算的分量的SSD值大于SSD—thl而小于或等于SSD一th2时，则匹配度介于完全匹配和完全不匹配之间，这个区间中匹配度与SSD值成反比关系，即是SSD值越小匹配度越高，SSD值越大匹配度越低，计算匹配度时可以使用以下公式匹配度d=[(Upper—th-Lower—th)/(SSD—thl-SSD—th2)]*(SSD-SSD—thl)+Upper一th上述实施例中，总滤波系数由亮度分量和色度分量的滤波系数共同决定，计算过程需要使用亮度分量和色度分量的匹配度，而亮度分量和色度分量的滤波系数又是相对独立的。可以将亮度分量和色度分量的初始滤波系数分为三个档次强滤波表示使用该滤波系数时，对该分量的滤波强度是最强的；9弱滤波表示使用该滤波系数时，对该分量的滤波强度是最弱的；根据匹配度计算滤波系数采用匹配度公式计算滤波系数，该分量的滤波强度介于强滤波和弱滤波之间。为了便于说明，可以使用och表示强滤波时的滤波系数，cd表示弱滤波时的滤波系数，其中ah、cxl都是预先确定的常量；oc表示根据匹配度公式计算滤波系数，该滤波系数随匹配度不同而改变，a的取值范围为ocl<=a<=cch。此处定义滤波系数越小，滤波强度越大，将滤波系数归一化后，0<=a<=1,则a的计算公式如下cx=(al-ah)/(Lower_th-Upper—th)*(cr-Lower—th)+al上述^^式中，Lower—th表示当前帧的滤波图像块与参考帧中的参考块完全不匹配时的匹配度，Upper—th表示当前帧的滤波图像块与参考帧中的参考块完全匹配时的匹配度。以下为了方面说明，使用ITURecommendation601/656格式的数字视频信号为例说明亮度和色度分量的滤波系数的调整过程和亮度、色度分量滤波过程，其中Y代表亮度分量，U代表色度分量中的Cb分量，V代表色度分量中的CR分量。但是本发明不仅仅限于处理这种数字视频信号格式。由于滤波系数与匹配度相关而亮度Y分量、色度U分量、色度V分量三个分量的匹配度各有完全匹配、完全不匹配和中间匹配三种情况，可以根据亮度Y分量、色度U分量和V分量的匹配度组合来计算/调整各个分量的初始滤波系数，各个滤波系数的计算/调整过程如下(1)根据亮度Y分量、色度U分量和色度V分量的匹配度计算各个分量初始的滤波系数，各个分量的初始滤波系数在其最终滤波系数中所占的权重还取决于其他分量的匹配度。初始滤波系数计算原则为当某个分量的匹配度是完全匹配时，其初始滤波系数确定为ah;当某个分量的匹配度是完全不匹配时，其初始滤波系数确定为al;当某个分量的匹配度在完全匹配和完全不匹配之间时，其初始滤波系数需要才艮据匹配度来计算。(2)根据亮度Y分量、色度U分量和色度V分量的匹配度调整各个分量的初始滤波系数，也就是每个分量的最终滤波系数与其他两个分量的匹配度因素有关。下面提供一种调整初始滤波系数方法以三个分量中匹配度最小的分量的初始滤波系数(假设为cxi)为基准，匹配度较大的其他两个分量的初始滤波系数(假设分别为ocj和ak)按照一定的规则向匹配度最小的分量的初始滤波系数方向调整，该规则与实际情况中各个分量的匹配度的组合相关。按照上文的定义滤波系数越小，滤波强度越大，那么应该是将匹配度较大的两个分量的初始滤波系数(ccj和ak)按照一定的规则增大。假设上述三个分量的最终滤波系数分别为cc'i、a'j和a'k,那么^t姿照上述原则调整后有如下的等式a'i=aia'j=(l-kl)xaj+klxaikl为常数，一般取值范围为01a'k=(l-k2)xak+k2xaik2为常数，一般取值范围为01下面以表格形式举例说明亮度Y分量、色度U分量和V分量三个分量的滤波系数的调整过程，但是本实施例中所举的例子主要用于说明情况，本发表1<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>如表1所示，当三个分量的匹配度都是完全不匹配时，也就是三个分量都同时选择了弱滤波时的滤波系数a1,这种情况下三个分量的初始滤波系数不需要做调整。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>如表4所示，当三个分量中没有任何一个分量出现完全不匹配，也没有出现三个分量都是完全匹配的情况时，匹配程度较大的分量的初始滤波系数需要向匹配程度最小的分量的初始滤波系数方向调整。上述实施例步骤S309中对亮度分量进行滤波时，亮度分量包括当前帧的亮度分量和参考帧的亮度分量，该滤波过程和典型的运动补偿时域滤波类似，可以假设Yfilter表示滤波后的亮度分量，Yn表示当前帧的亮度，Yn-l表示参考帧的亮度，ay表示亮度分量的滤波系数，那么滤波过程表示如下Yfilter=(l-ay)*Yn-l+ay*Yn对于色度分量，在滤波时需要输入的参数有色度分量包括当前帧的色度分量和参考帧的色度分量；色度UV分量的运动矢量；色度UV分量的滤波系数。色度UV分量的滤波过程于亮度分量类似，其滤波过程可以用下列公式表示Ufilter=(l-au)*Un-l+ocu*UnVfilter=(l-av)*Vn-l+av*Vn本发明实施例还提供了一种滤波的装置，如图5所示，包括滤波系数调整模块503,用于根据亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数。该滤波系数调整模块503在调整初始滤波系数时，当一个亮度分量和两个色度分量的匹配度都是完全匹配或完全不匹配时，三个分量的初始滤波系数不需要做调整；当一个亮度分量和两个色度分量的匹配度中有一个分量的匹配度处于完全不匹配的状态，三个分量的滤波系数都调整为弱滤波系数；当一个亮度分量和两个色度分量的匹配度中没有任何一个分量的匹配度是完全匹配或完全不匹配，匹配程度较大的分量的初始滤波系数需要向匹配程度最小的分量的初始滤波系数方向调整。总滤波系数获取模块504，用于由经过调整的所述亮度分量的滤波系数和色度分量的滤波系数获得总滤波系数。该装置还包括数字视频信号分离模块505,用于将数字视频信号中的亮度分量和色度分量进行分离；亮度匹配块搜索模块506，用于在运动补偿过程中对亮度分量进行运动搜索，获得与所述亮度分量相匹配的匹配块；亮度运动矢量获取模块507，用于根据所述匹配块与当前帧的匹配度，获取所述亮度分量的运动矢量；亮度初始滤波系数权重获取模块508,用于根据所述匹配块与当前帧的匹配度，获取所述亮度分量的初始滤波系数在总滤波系数中所占的权重。该装置还包括色度运动矢量获取模块501,用于根据亮度分量的运动矢量获取色度分量的运动矢量；色度匹配度获取模块502,用于由所述色度运动矢量获取所述色度分量的匹配度。色度初始滤波系数权重获取模块509,用于根据所述色度分量的匹配度获取所述色度分量初始滤波系数在总滤波系数中所占的权重。该装置还包括亮度时域滤波模块510,用于对所述亮度分量按照总滤波系数进行时域滤波；色度时域滤波模块511,用于对所述色度分量按照总滤波系数进行时域滤波；合成模块512，用于合成滤波后的所述亮度分量和色度分量并输出。通过本发明实施例提供的滤波的方法和装置，只需要对亮度分量进行运动搜索，相对于同时对亮度分量Y和色度分量U、V进行运动搜索的方案，降低了实现的复杂程度，降低了方案的实现成本。由于本发明实施例提供的方法只对亮度分量进行运动搜索，输出亮度分量Y的运动矢量，色度分量U和V的运动矢量直接参考亮度分量Y的运动矢量，由于另外对色度U和V分量的匹配度进行了计算，在滤波系数计算过程中综合考虑了Y、U和V三个分量的匹配度，所以使用本发明提供的方案进行运动补偿时域滤波可以消除由于Y分量与参考块的匹配度和色度U和V分量和参考块匹配度不同时在滤波过程中出现的失真，特别是色度分量的失真。通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM,U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。权利要求1、一种滤波的方法，其特征在于，包括根据亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数；由经过调整的所述亮度分量的滤波系数和色度分量的滤波系数获得总滤波系数。2、如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述根据所述亮度分量的匹配度和所述色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数之前，还包括将数字视频信号中的亮度分量和色度分量进行分离；在运动补偿过程中对亮度分量进行运动搜索，获得与所述亮度分量相匹配的匹配块；根据所述匹配块与当前帧中滤波图像块的亮度分量匹配度，获取所述亮度分量的运动矢量和所述亮度分量的初始滤波系数在总滤波系数中所占的权重。3、如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述亮度分量的运动矢量之后，还包括根据所述亮度分量的运动矢量获取色度分量的运动矢量；由所述色度分量的运动矢量获取所述色度分量的匹配度；根据所述色度分量的匹配度，获取所述色度分量的初始滤波系数在总滤波系数中所占的权重。4、如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据亮度分量的运动矢量获取色度分量的运动矢量，包括根据数字视频信号的格式对亮度分量的运动矢量进行调整，得到与所述色度分量相匹配的运动矢量。5、如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述根据所述亮度分量的匹配度和所述色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数，包括当一个亮度分量和两个色度分量的匹配度都是完全匹配或完全不匹配时，三个分量的初始滤波系数不需要做调整。6、如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述根据所述亮度分量的匹配度和所述色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数，包括当一个亮度分量和两个色度分量的匹配度中有一个分量的匹配度处于完全不匹配的状态，三个分量的滤波系数都调整为弱滤波系数。7、如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述根据所述亮度分量的匹配度和所述色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数，包括当一个亮度分量和两个色度分量的匹配度中没有任何一个分量的匹配度是完全匹配或完全不匹配，匹配程度较大的分量的初始滤波系数需要向匹配程度最小的分量的初始滤波系数方向调整。8、如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述由经过调整的所述亮度分量的滤波系数和色度分量的滤波系数获得总滤波系数之后，还包括对所述亮度分量和色度分量按照总滤波系数进行时域滤波；合成滤波后的所述亮度分量和色度分量并输出。9、一种滤波的装置，其特征在于，包括滤波系数调整模块，用于根据亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数；总滤波系数获取模块，用于由经过调整的所述亮度分量的滤波系数和色度分量的滤波系数获得总滤波系数。10、如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括数字视频信号分离模块，用于将数字视频信号中的亮度分量和色度分量进行分离；亮度匹配块搜索模块，用于在运动补偿过程中对亮度分量进行运动搜索，获得与所述亮度分量相匹配的匹配块；亮度运动矢量获取模块，用于根据所述匹配块与当前帧的匹配度，获取所述亮度分量的运动矢量；亮度初始滤波系数权重获取模块，用于根据所述匹配块与当前帧的匹配度，获取所述亮度分量的初始滤波系数在总滤波系数中所占的权重。11、如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述滤波系数调整模块在调整初始滤波系数时，当一个亮度分量和两个色度分量的匹配度都是完全匹配或完全不匹配时，三个分量的初始滤波系数不需要做调整；当一个亮度分量和两个色度分量的匹配度中有一个分量的匹配度处于完全不匹配的状态，三个分量的滤波系数都调整为弱滤波系数；当一个亮度分量和两个色度分量的匹配度中没有任何一个分量的匹配度是完全匹配或完全不匹配，匹配程度较大的分量的初始滤波系数需要向匹配程度最'〗、的分量的初始滤波系数方向调整。12、如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括色度运动矢量获取模块，用于根据亮度分量的运动矢量获取色度分量的运动矢量；色度匹配度获取模块，用于由所述色度运动矢量获取所述色度分量的匹配度；色度初始滤波系数权重获取模块，用于根据所述色度分量的匹配度获取所述色度分量初始滤波系数在总滤波系数中所占的权重。13、如权利要求9所述的装置，其特征在于，还包括亮度时域滤波模块，用于对所述亮度分量按照总滤波系数进行时域滤波；色度时域滤波模块，用于对所述色度分量按照总滤波系数进行时域滤波;合成模块，用于合成滤波后的所述亮度分量和色度分量并输出。全文摘要本发明实施例公开了一种滤波的方法和装置，该方法包括根据亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度的组合，调整所述亮度分量和/或色度分量的初始滤波系数；由经过调整的所述亮度分量的滤波系数和色度分量的滤波系数获得总滤波系数。通过使用本发明的实施例，在保证滤波效果的前提下降低实现的复杂程度，并消除由于亮度分量的匹配度和色度分量的匹配度存在较大差异情况下滤波时导致的失真。文档编号H04N7/26GK101662679SQ200810146860公开日2010年3月3日申请日期2008年8月26日优先权日2008年8月26日发明者张晓森,非彭,朱雄羽,谢清鹏申请人:华为技术有限公司