专利名称：区块边界侦测方法及区块边界侦测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种影像处理方法及装置，且特别有关于一种针对影像内容中所包含 的区块边界的侦测方法及装置。
背景技术：
随着现今多媒体影像相关应用的迅速发展，为了对应使用者大量的影像传输、保 存与播送需求，对影像进行压缩、编码、加密、比对等各种操作的技术也逐渐成熟。大多數的视讯编译码技术都是以JPEG(joint photographic expertsgroup)为 基础，因为JPEG是最普遍的静态影像压缩标准之一。简单来説JPEG是一种以区块为基础 (block-based)的静态影像处理技术，其系将影像分割成數个不重迭的区块，而且每一个区 块都经由转换处理后进行编码。这种以区块为基础(block-based)的影像压缩法已经广泛 地被运用在多媒体的视讯编译码处理当中。在动态影像处理技术中，例如常见用于影像压 缩的MPEG(MovingPicture Experts Group)标准，其运作原理亦采用了类似JPEG标准以区 块为基础的影像处理技术。目前MPEG标准这一类以区块为基础的影像压缩方法经常见于各种网络影音传 输、数字电视或激光视盘中。然而，以上述区块为基础(block-based)的影音压缩技术处理 后储存或传送的动态或静态影像，若在解压缩或影像译码计算上有所误差则可能使影像发 生失真。举例来说，当使用者利用多媒体播放器(如DVD播放器)放映一激光视盘片时， DVD播放器中的译码器(decoder)会将激光视盘片中以区块方式压缩的影片反向解析出 来，解压缩后的这些区块排列形成完整的影像画面。然而，在解压缩的过程中，多媒体播放 器中的译码器计算上如有失真，于显示屏幕或液晶电视上播放出来的影将可能带有不自然 的边界，存在于影像画面的区块与区块之间，使得观赏者所看见的画面可能带有不正常的 方格状噪声，也就是我们所称的方块效应(blocking effect) 0一般而言，习知的显示屏幕或液晶电视仅被动地接受DVD播放器等产生的解压缩 后影像讯号并加以播放，显示屏幕或液晶电视等显示装置中大多无从得知DVD播放器中的 译码器最初对影像解压缩时采用的区块边界之所在。为了减低上述影像中的方块效应，目前在显示装置上主要是采用除方块滤波器 (deblocking filter)的技术，用以将方格状噪声去除或抹平。在减低方块效应的流程中， 如果全面性的对影像中所有像素套用除方块滤波器，其处理的效率偏低且可能造成影像中 其它正常区域的画面失真。为了解决上述问题，本发明提出一种区块边界侦测方法及区块边界侦测装置，其 可用以预先找出影像中区块的边界所在，藉此可更有效率且更准确地将影像中的方块噪声 消除，以解决上述问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种区块边界侦测方法及区块边界侦测装置， 可针对影像中的区块边界进行后续处理，以避免影响影像中其它正常区域。为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案本发明提供了一种区块边界侦测方法，应用于处理一影像，该影像的画面内容中 包含复数个像素。根据本发明的一具体实施例，区块边界侦测方法包含下列步骤(a)对该影像的该等像素进行差值计算以产生一差值计算的结果。(b)根据该差值计算的结果以累计方式产生统计数据。(C)根据该统计资料决定一区块宽度。(d)根据该区块宽度，得到对应该影像的复数个区块边界位置。本发明还提供了一种区块边界侦测装置，应用于处理一影像，该影像包含复数个 像素。根据本发明的一具体实施例，区块边界侦测装置包含差值计算单元、累计单元以 及判断模块。差值计算单元用以对该影像的该等像素进行差值计算以产生一差值计算的结 果。累计单元用以根据该差值计算的结果，累计产生一统计资料。判断模块用以根据该统 计数据判断该影像的一区块宽度，并根据该区块宽度得到该影像的复数个区块边界位置。本发明采用的区块边界侦测方法及区块边界侦测装置，可动态地根据影像的画面 内容判断该影像所采用的区块宽度，并进一步得知影像的区块边界位置，如此一来，便可针 对影像中方块效应噪声最可能发生的区块边界所在进行后续处理，可提高影像处理效率、 提高处理准确性并可避免影响影像中其它正常区域。关于本发明的优点与精神可以藉由以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。
图1为根据本发明的一具体实施例中的区块边界侦测装置的功能方块图。图2为根据本发明的一具体实施例中的区块边界侦测方法的方法流程图。图3(a)为图1中的区块边界侦测装置对影像进行区块边界侦测时的操作实例示 意图。图3(b)为图1中的区块边界侦测装置对影像进行区块边界侦测时的操作实例示 意图。图3(c)为图1中的区块边界侦测装置对影像进行区块边界侦测时的操作实例示 意图。图3(d)为图1中的区块边界侦测装置对影像进行区块边界侦测时的操作实例示 意图。图4为进一步包含时序权重调整步骤的区块边界侦测方法的方法流程图。主要组件符号说明1:区块边界侦测装置 2:影像10 差值计算单元12 累计单元
14:判断模块16:调整模块dll dmn 差值Dl Dm 累加结果SlOO Sl 10、S200 S210 步骤
具体实施例方式请参阅图1及图2，图1为根据本发明的一具体实施例中的区块边界侦测装置1的 功能方块图。图2为根据本发明的一具体实施例中的区块边界侦测方法的流程图。实际应 用中，区块边界侦测装置1可为计算机系统、多媒体播放装置、或影像处理装置，其可配合 执行本发明的区块边界侦测方法。但本发明的区块边界侦测方法并不以此为限，亦可广泛 各种电子装置上。于此实施例中，区块边界侦测装置1包含差值计算单元10、累计单元12以及判断 模块14，并可进一步包含调整模块16。请一并参阅图3(a)至图3(d)。图3 (a)至图3(d)为区块边界侦测装置1对一影 像2进行区块边界侦测时的操作实例示意图。如图3(a)所示，影像2中包含复数个像素， 图3(a)系将影像2显示于显示器上的图像作示意说明。一般来说，影像2中的各别像素其 对应显示于显示器上的图像彼此之间为紧密相邻，此处为说明上的方便，在图3(a)中每一 像素刻意分别以有一定间距的黑色实心圆点代表。于此实施例中，本发明的区块边界侦测方法可首先利用差值计算单元10执行步 骤S100，对影像2的该等像素进行差值计算。请见图3(b)，于图3(b)所示的操作实例中， 步骤SlOO系对影像2中以每相邻两行的像素进行差值计算。如图3(b)所示，X轴方向的 第一行与第二行先进行差值计算，每两个左右相邻的像素便计算出一个差值(如dll)，第 一行与第二行共产生η个差值(如dll din)。于此实施例中，此处的差值计算可为由相 邻的像素取其亮度值、彩度值或灰阶值等影像信息数值进行相减，但本发明并不以此为限。 其差值计算后产生的结果，如图3(b)中所示的dll din至dml dmn等。其中，m，η皆 为自然数，m，η的数值对应影像的解例度如800x600。接着，本发明的区块边界侦测方法可利用累计单元12执行步骤S102，根据该差值 计算的结果(dll dmn)累计产生统计资料。请见图3(c)以及图3 (d)，于步骤S102中，累 计单元12可将同一行差值计算结果如dll din累加产生D1，将d21 d2n累加产生D2， 依此类推，分别产生Dl Dm的累加结果，如图3 (c)所示。这些累加结果(Dl Dm)可沿 X轴方向依序排列，即形成本实施例中的对应影像2的统计数据(如图3(d)所示)。须特别补充的是，于上述操作实例中，步骤SlOO中系由影像2中取水平方向相邻 的每两行进行差值计算，而步骤S102进一步将同一行的差值计算的结果沿垂直方向累加， 最后形成沿X轴方向排列的该统计数据，但本发明并不限于上述处理方向。同理而言，于另 一实施例中，在步骤SlOO中，亦可取垂直方向相邻的每两列像素组合进行差值计算，而步 骤S102则进一步将同一列的差值计算的结果沿水平方向累加，最后形成产生沿Y轴方向排 列的统计资料，其间仅为计算方向上的相对应改变，其中细部作法与前述实施例大致相同， 故在此不另赘述。接着，本发明的区块边界侦测方法可利用判断模块14执行步骤S104至步骤S106， 以根据该统计数据决定对应影像2的区块宽度。首先，于步骤S104中，判断模块14可由统计数据(如图3(d)所示)的累加结果Dl Dm中，选取其累加数值大于一基准值的复数个 累加结果，例如图3(d)当中的D2、D6及D9等三组累加结果，这三个累加结果D2、D6及D9 便对应作为三个候选边界位置，实际应用中，单一影像中即可决定出多个候选边界位置，此 处为方便说明，以三个候选边界位置为例。接着，于步骤S106中，判断模块14可根据该等候选边界位置之间的间距关系判定 区块宽度。于一实施例中，步骤S106由该等候选边界位置之间的间距关系判定区块宽度的 详细做法又可分为下列子步骤子步骤1)分别对该等候选边界位置中每两个候选边界位置计算其差距以产生一 候选区块宽度，例如由D2与D6计算出一组候选区块宽度为4，并由D6与D9计算出一组候 选区块宽度为3，以此类推。子步骤2、由计算出的该等候选区块宽度，统计各候选区块宽度的累积次数。子步骤幻根据该等候选区块宽度的累积次数，自该等候选区块宽度中选择累积 次数最高的候选区块宽度，即作为该区块宽度。假设，最后候选区块宽度为4的累积次数为 最高，达15次；而候选区块宽度为3的累积次数为次高，达10次。则区块宽度取4。此外，区块宽度的判断方法并不以上述方法为限，于另一实施例中，在子步骤3) 时，可根据该等候选区块宽度的累积次数，选择累积次数最高的第一候选区块宽度，并选择 累积次数次高的第二候选区块宽度，该判断模块14便可根据该第一候选间距宽度以及该 第二候选间距宽度的大小与其分别对应的累积次数，计算一加权间距宽度以作为该区块宽 度。以上述例子计算，假设最后候选区块宽度为4的累积次数为最高，达15次；而候选区块
宽度为3的累积次数为次高，达10次。则区块宽度为(“彳+ 二叫=3.6。
15 + 10接着，本发明的区块边界侦测方法可利用判断模块14执行步骤S108至步骤S110， 以根据该区块宽度得到该影像的复数个区块边界位置。随显示影像的大小与影像处理方法 的不同，影像2中的区块并不一定由原点开始平均分布，实际情况下，影像2的边缘未必与 区块边界切齐。于是，本发明的区块边界侦测方法藉由步骤S108，由该统计资料(如图3(d) 所示)的该等候选边界位置(如图3(d)中候选边界位置共包含D2、D6及D9)中选出起始 边界位置。例如于此例中，可判定候选边界位置D2(对应第二行与第三行像素之间)作为 影像2左侧的起始边界位置。需补充说明的是，于步骤S108中判断起始边界位置时，除了根据该等候选边界位 置，若发现同时有两个以上相邻的候选边界位置皆为可能的选择时，则可进一步同时参考 区块宽度进行判断。举例来说，若累加结果较大的候选边界位置由左侧开始依序包含D2、 D3、D7、D11、D15···等，则因D2、D3皆可能为起始边界位置，一并参考此时的区块宽度为4，由 D7、D11与D15的排列关系可判定D3为较佳的起始边界位置。接着，执行步骤S110，根据该起始边界位置(拟)以及步骤S104至步骤S106计算 所得的区块宽度，决定该影像2的区块边界位置。于此例中，若步骤S106中判定区块宽度 为4，则区块边界位置即为对应D2、D6、D10...D2+4i等位置，其中i为自然数并使2+4i < m。此外，若步骤S106中判定区块宽度具有小数部份或为带分数，例如区块宽度为 3. 6，则区块边界位置则可依其比例，轮流选取间隔为3(比例为40% )及间隔为4(比例为 60%)的位置作为区块边界位置。
透过本发明的区块边界侦测方法与区块边界侦测装置1得知影像2的区块边界位 置之后，便可针对影像2中方块效应噪声最可能发生的区块边界所在进行后续处理。习知 技术的作法，系直接以方块滤波器对整幅影像进行处理，这样的全域性影像处理费时较久 且占用较多系统计算资源，相较之下，本发明的装置与方法预先侦测区块边界的所在，藉此 可提高影像处理效率、提高处理准确性并可避免影响影像中其它正常区域。此外，上述实施例中，区块边界侦测方法与区块边界侦测装置1所处理的影像2可 为连续的影像串流中的一目前影像。而区块边界侦测装置1的调整模块16可储存有针对 该影像串流的复数先前影像的计算结果，以对上述处理过程进行时序权重调整。请参阅图 4，图4为进一步包含时序权重调整步骤的区块边界侦测方法的方法流程图，其主要不同之 处在于，图4中所示的区块边界侦测方法进一步包含有关时序权重调整的步骤S201、S203 及 S207)。举例来说，调整模块16可储存有一组先前差值计算结果，该先前差值计算结果系 对应同一影像串流中的至少一先前影像，当步骤S200对目前影像的差值计算完成之后，该 调整模块16可执行步骤S201，将先前差值计算结果乘上一时序权重，并与目前影像的差值 计算的结果进行加权计算，以调整目前影像的差值计算的结果。同理，调整模块16亦可储存有一组先前统计资料(步骤S20;3)或一组先前区块宽 度(步骤S207)，用以分别与目前影像的统计数据或区块宽度进行加权计算，该调整模块16 便可据以调整目前影像的统计数据或区块宽度，在此不另赘述。如此一来，调整模块16便 可排除某一段时间点内上述区块边界的判断过程及结果发生剧烈变化(例如区块宽度的 判断结果突然变大数倍)，并进而避免这样的剧烈变化造成后续计算上的误判。相较于先前技术，本发明的区块边界侦测方法与区块边界侦测装置，可动态地根 据影像的画面内容判断该影像所具有的区块宽度，并进一步得知影像的区块边界位置，如 此一来，便可针对影像中的区块边界进行后续处理，以避免影响影像中其它正常区域，本发 明的区块边界侦测方法与区块边界侦测装置并可进一步具有时序权重的调整机制，便可排 除某一段时间点内的区块边界的判断过程及结果的变化过大，进而造成计算上的误判。藉由以上较佳具体实施例的详述，系希望能更加清楚描述本发明的特征与精神， 而并非以上述所揭露的较佳具体实施例来对本发明的范畴加以限制。相反地，其目的是希 望能涵盖各种改变及具相等性的安排于本发明所欲申请的专利范围的范畴内。
权利要求
1.一种区块边界侦测方法，应用于一影像，该影像包含复数个像素，其特征在于，包含 下列步骤(a)对该影像的该等像素进行差值运算以产生一差值计算的结果；(b)根据该差值计算的结果以累计方式产生一统计数据；(c)根据该统计资料决定一区块宽度；以及(d)根据该区块宽度得到该影像的复数个区块边界位置。
2.如权利要求1所述的区块边界侦测方法，其特征在于，步骤(a)包含下列步骤 对每相邻两行的该等像素进行该差值计算；以及步骤(b)包含下列步骤依据对每相邻两行的该等像素进行该差值计算的结果，产生该统计资料。
3.如权利要求1所述的区块边界侦测方法，其特征在于，步骤(c)包含下列步骤 (cl)根据该统计资料，产生复数个候选边界位置；以及(c2)根据该等候选边界位置之间的一间距关系，判定该区块宽度。
4.如权利要求3所述的区块边界侦测方法，其特征在于，步骤(d)包含下列步骤 (dl)根据该区块宽度，于该等候选边界位置中选出一起始边界位置。
5.如权利要求4所述的区块边界侦测方法，其特征在于，步骤(d)进一步包含下列步骤(d2)根据该起始边界位置与该区块宽度，产生该影像的该等区块边界位置。
6.如权利要求3所述的区块边界侦测方法，其特征在于，步骤(U)包含下列步骤 分别对该等候选边界位置中的每两个候选边界位置计算产生一候选区块宽度；由计算出的该等候选区块宽度，统计各候选区块宽度的累积次数；以及 根据该等候选区块宽度的累积次数，自该等候选区块宽度中选择其中一个候选区块宽 度作为该区块宽度。
7.如权利要求3所述的区块边界侦测方法，其特征在于，步骤(U)包含下列步骤 分别对该等候选边界位置中的每两个候选边界位置计算产生一候选区块宽度； 由计算出的该等候选区块宽度，统计各候选区块宽度的累积次数；根据该等候选间距宽度的累积次数，自该等候选间距宽度中选出一第一候选间距宽度 以及一第二候选间距宽度；以及根据该第一候选间距宽度以及该第二候选间距宽度的大小与其分别对应的累积次数， 计算一加权间距宽度以作为该区块宽度。
8.如权利要求1所述的区块边界侦测方法，其特征在于，该影像系为一影像串流中的 一目前影像，而步骤(a)包含下列步骤取得一先前差值计算结果，该先前差值计算结果对应该影像串流中的至少一先前影 像；以及根据该先前差值计算结果，调整该目前影像的该差值计算的结果。
9.如权利要求1所述的区块边界侦测方法，其特征在于，该影像系为一影像串流中的 一目前影像，而步骤(b)包含下列步骤取得一先前统计资料，该先前统计数据对应该影像串流中的至少一先前影像； 根据该先前统计数据，调整该目前影像的该统计数据。
10.如权利要求1所述的区块边界侦测方法，其特征在于，该影像系为一影像串流中的 一目前影像，而步骤(C)包含下列步骤取得一先前区块宽度，该先前区块宽度对应该影像串流中的至少一先前影像；根据该先前区块宽度，调整该目前影像的该区块宽度。
11.一种区块边界侦测装置，应用于一影像，该影像包含复数个像素，其特征在于，该区 块边界侦测装置包含一差值计算单元，用以对该影像的该等像素进行差值运算以产生一差值计算的结果；一累计单元，用以根据该差值计算的结果，累计产生一统计资料；以及 一判断模块，用以根据该统计数据判断该影像的一区块宽度，并根据该区块宽度得到 该影像的复数个区块边界位置。
12.如权利要求11所述的区块边界侦测装置，其特征在于，该差值计算单元系对每相 邻两行的该等像素进行该差值计算，而该累计单元依据该差值计算单元对每相邻两行的该 等像素进行该差值计算的结果，产生该统计资料。
13.如权利要求11所述的区块边界侦测装置，其特征在于，该判断模块根据该统计数 据产生复数个候选边界位置，且该判断模块根据该等候选边界位置之间的一间距关系判定 该区块宽度。
14.如权利要求13所述的区块边界侦测装置，其特征在于，该判断模块根据该区块宽 度，于该等候选边界位置中选出一起始边界位置。
15.如权利要求14所述的区块边界侦测装置，其特征在于，该判断模块进一步根据该 起始边界位置与该区块宽度产生该影像的该等区块边界位置。
16.如权利要求13所述的区块边界侦测装置，其特征在于，该判断模块系分别对该等 候选边界位置中的每两个候选边界位置计算产生一候选区块宽度，并由计算出的该等候选 区块宽度统计各候选区块宽度的累积次数，该判断模块根据该等候选区块宽度的累积次数 自该等候选区块宽度中选择其中一个候选区块宽度作为该区块宽度。
17.如权利要求13所述的区块边界侦测装置，其特征在于，该判断模块分别对该等候 选边界位置中的每两个候选边界位置计算产生一候选区块宽度，并由计算出的该等候选区 块宽度统计各候选区块宽度的累积次数，该判断模块根据该等候选间距宽度的累积次数自 该等候选间距宽度中选出一第一候选间距宽度以及一第二候选间距宽度，该判断模块根据 该第一候选间距宽度以及该第二候选间距宽度的大小与其分别对应的累积次数，计算一加 权间距宽度以作为该区块宽度。
18.如权利要求11所述的区块边界侦测装置，其特征在于，进一步包含一调整模块，其 中该区块边界侦测装置其处理的该影像系为一影像串流中的一目前影像，该调整模块储存 有一先前差值计算结果，该先前差值计算结果对应该影像串流中的至少一先前影像，该调 整模块根据该先前差值计算结果调整该目前影像的该差值计算的结果。
19.如权利要求11所述的区块边界侦测装置，其特征在于，进一步包含一调整模块，其 中该区块边界侦测装置其处理的该影像系为一影像串流中的一目前影像，该调整模块储存 有一先前统计资料，该先前统计数据对应该影像串流中的至少一先前影像，该调整模块根 据该先前统计数据调整该目前影像的该统计数据。
20.如权利要求11所述的区块边界侦测装置，其特征在于，进一步包含一调整模块，其中该区块边界侦测装置其处理的该影像系为一影像串流中的一目前影像，该调整模块储存 有一先前区块宽度，该先前区块宽度对应该影像串流中的至少一先前影像，该调整模块根 据该先前区块宽度调整该目前影像的该区块宽度。
全文摘要
本发明公开了一种区块边界侦测方法及区块边界侦测装置，可针对影像中的区块边界进行后续处理，以避免影响影像中其它正常区域。其中，区块边界侦测方法可应用于处理一影像，该影像其画面内容中包含复数个像素。区块边界侦测方法包含下列步骤(a)对该影像的该等像素进行一差值计算；(b)根据该差值计算的结果以累计方式产生统计数据；(c)根据该统计资料决定一区块宽度；以及(d)根据该区块宽度，得到对应该影像的复数个区块边界位置。
文档编号H04N7/50GK102104777SQ200910225468
公开日2011年6月22日 申请日期2009年12月16日 优先权日2009年12月16日
发明者廖振宇, 梁仁宽 申请人:晨星半导体股份有限公司, 晨星软件研发(深圳)有限公司