块噪声检测和滤波的制作方法
【专利说明】块噪声检测和滤波
[0001] 本申请是PCT国际申请号为PCT/US2010/023775、国际申请日为2010年2月10 日、中国国家申请号为201080011860. 5、题为"块噪声检测和滤波"的申请的分案申请。 [000引优先权声明
[0003] 本申请要求 2009 年 2 月 10 日提交的题为"BLOCKNOISEDETECTIONANDFILTER" 的美国临时专利申请No. 61 /151，434的优先权，该临时申请的内容明白地援弓I包含于此。
[0004] 背景
[0005] 例如图像、音频或视频内容的数字内容的压缩可能将伪像（arti化cts)引入被压 缩的数字内容中。引入伪像的类型和程度取决于数据类型与压缩技术。压缩伪像一般发生 在例如DVD的媒体中，例如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、JPEG等压缩的视频格式中。尤其，块 噪声可能存在于数字压缩的视频或图像文件中。
[0006] 附图简述
[0007] 图1示出表示块噪声如何被引入到数字图像和/或视频中W及如何使用由块噪声 检测器确定的控制参数应用块噪声滤波器的方框图。
[0008] 图2给出阐述具有图像或视频处理器的系统的一个示例的方框图，该图像或视频 处理器具有块噪声检测器和/或块噪声滤波器。
[0009] 图3给出阐述具有图像或视频处理器的光盘装置的一个示例的方框图，该图像或 视频处理器具有块噪声检测器和/或块噪声滤波器。
[0010] 图4给出阐述在块噪声检测器内的组件的一个示例的方框图。
[0011] 图5给出阐述在块噪声滤波器内的组件的一个示例的方框图。
[0012] 图6给出在行或列上的差值幅度的平均的一个示例。
[0013] 图7给出应用于平均差值幅度的中值滤波器的输出的一个示例。
[0014] 图8给出具有已移除的DC电平的平均差值幅度的一个示例。
[0015] 图9给出具有已移除的DC电平及边缘峰值抑制的平均差值幅度的一个示例。
[0016] 图10给出在各种块间距和偏移处的经归一化总和差值幅度的一个示例。
[0017] 图11给出针对已缩放的图像的平均差值幅度的一个示例。
[0018] 图12给出针对已缩放的图像的在各块间距和偏移处的归一化总和差值幅度的一 个示例。
[0019] 图13给出针对已缩放的图像的在各种块间距和偏移处的归一化总和差值幅度的 一个示例，其中相邻的非零间隔值被求和。
[0020] 图14给出在行或列上的平均差值幅度的一个示例。
[0021] 图15给出表现出在具有可变偏移的固定间距处多像素宽峰值的归一化总和差值 幅度的一个示例。
[0022] 图16A给出在具有可变偏移的固定间距处的归一化总和差值幅度的一个示例，其 中相邻非零间隔值被求和。
[0023]图16B给出一表格，该表格具有通过控制图15和图16A中的总和差值幅度获得的 值例。
[0024] 图17-18给出将块噪声滤波器作用于具有和不具有缩放效果的噪声边界的效果 的示例。
[0025] 图19给出用于块噪声检测的示例过程的流程图。
[0026] 图20给出用于选择块噪声滤波器的控制参数的示例过程的流程图。
[0027] 图21给出将块噪声滤波器应用于图像的流程图。
[0028] 图22示出W计算机系统的示例形式的机器的示意图，在该计算机系统中可执行 使机器执行该里描述的一个或多个方法的指令集。
[002引 实施方式
[0030] 下面的描述及附图是解说性的且不应视为限制。描述了许多具体细节W提供公开 内容的透彻理解。然而，在某些情况下，不对公知或惯常的细节进行描述W避免混淆说明。 对本公开中的一个实施例的引述可W但不一定是针对同一实施例的引述；并且该些引述表 示诸实施例中的至少一个实施例。
[0031] 说明书中对于"一实施例"或"一个实施例"的引述意味着结合该实施例描述的某 一具体特征、结构或特性包括在本公开的至少一个实施例中。说明书中各处出现的短语"在 一个实施例中"不一定全部指相同的实施例，也不是与其它实施例相互排斥的单独或替代 的实施例。此外，所描述的各种特征可由一些实施例展现而不由其它实施例展现。同样，所 描述的各种要件可能是一些实施例的要件而不是其它实施例的要件。
[0032] 在本公开的上下文中W及使用各术语的特定背景中，本说明书中使用的术语一般 具有业内的普遍意义。用来描述公开内容的某些术语在下文中或说明书其它部分中予W描 述，W向关于本公开内容的实践者提供附加引导。为了方便，可突出显示某些术语，例如使 用斜体字和/或引号。使用突出显示对术语的范围和意义没有任何影响；在相同背景中，不 管是否被突出显示，该术语的范围和意义是相同的。应当理解，同一事物能用一种W上的方 法予W说明。
[0033] 因此，替代性文字及同义字可用于该里记载的任何一个或多个术语，该术语是否 已在此被详细说明或讨论了并不是那么重要。已提供某些术语的同义词。一个或多个同义 词的引用不排除其它同义词的使用。该里讨论的任何术语在本说明书中任何位置的示例使 用仅是说明性的，并且不打算进一步限制本公开或任何范例性术语的范围和意义。同样，本 公开不限于在本说明书中给出的各个实施例。
[0034] 下面给出根据本公开的实施例的仪器、装置、方法及其关联结果的示例，其不旨在 进一步限制公开的范围。注意示例中使用的标题与副标题是为了方便读者，而不应当限制 本公开的范围。除非另有定义，所有的技术及科学术语在该里具有本领域内普通技术人员 共同理解的相同意义。在构成冲突的情况下，W本文件（包括定义）为准。
[00巧]本公开的实施例包括用于块噪声检测和滤波的系统和方法。
[0036] 图1示出表示块噪声106如何被引入到数字图像和/或视频102中且如何使用由 块噪声检测器152确定的控制参数来应用块噪声滤波器154的方框图100。
[0037] 典型图像或视频压缩方案将诸如块噪声的伪像引入到数字图像/视频102里。尤 其，通过应用有损压缩方案，可能将块噪声引入图像/视频106中。
[0038] 在此描述的技术涉及块噪声检测器152,其分析和处理受影响的数字图像/视频 106并识别块噪声的属性/特性（如，块大小、偏移、边界位置、块噪声的强度（例如块噪声 的严重性））和/或图像特性（如，图像中的细节量）。
[0039] 块噪声检测器152可使用块噪声和/或图像特性产生控制参数108至块噪声滤波 器154。控制参数108可包括块噪声滤波器增益值、边缘强度乘数等。块噪声滤波器154可 在原始图像上工作W减少或消除块噪声伪像的能见度。
[0040] 在一实施例中，经由数字压缩引入的块噪声可通过仅识别图像中W(大约）固定 的间隔隔开的唯独垂直或唯独水平边缘而检测到。检测可通过分析水平和垂直亮度（luma) 像素差W检测规则间隔的峰值来施行。基于此检测，产生一水平及垂直图，该水平及垂直图 指示块噪声边界的位置。
[0041] 可从测得的亮度块大小推导出色度块大小并使用色度像素差数据为色度构成分 离边界图。已在检测前经分辨率缩放的图像也使用用于确定大小和偏移的修正方案来适 应，并在块边界图中作出由于此缩放的块边界模糊的规定。该些块边界图可被传给一噪声 滤波器函数，该噪声滤波器函数基于图内容过滤图像中的块噪声。
[0042] 一般而言，块噪声检测在整个图像峽或大部分图像峽上执行，并且检测结果通常 不完整，直到已分析整个峽或峽的绝大部分为止。此通过在分析中引入更多数据而提高了 检测的统计可靠性。在视频源的情况下，检测结果可能仍不可用直至峽结束为止，从而招致 检测过程中的1峽延迟。因此块噪声滤波器操作通常应用于后面的峽周期。块噪声边界的 检测仅为空间上，非关乎时域方面，即其个别地在一视频峽/场序中在各单个图像峽上执 行。
[0043] 除了水平及垂直块边界的位置，此函数也自动地确定用于块噪声滤波器功能的控 制参数。该些参数包括水平和垂直滤波器的强度，W及由滤波器使用W沿图像中对象的边 缘抑制噪声及滤除伪像的水平和垂直梯度乘数。
[0044] 检测块噪声和计算控制参数的过程将进一步结合图6-16和图19-20的描述更详 细地予W说明。
[0045] 图2示出阐述具有图像或视频处理器250的系统200的示例的方框图，图像或视 频处理器250具有块噪声检测器252和/或块噪声滤波器254。
[0046] 系统200包括处理单元202、存储器204和/或图像/视频处理器250。在一些实 施例中，任何上述模块/装置或其代表功能可整体或部分地处在系统200外部。
[0047] 系统200 -般能接收和处理起源于许多源的数字图像、数字视频和/或数字音频， 许多源包括但不限于因特网内容（流数据和/或在本机储存）、由数字成像设备（如摄录像 机、相机等等）录制的内容、使用者产生的内容、在存储介质上存储的内容（如，V服、磁性介 质或光学介质）等。光学媒体格式的可兼容类型可包括但不限于CD、DVD、皿-DVD、蓝光和 皿V。兼容性光盘也可W是只读存储器（ROM)、一写多读式（WORM)、交互式（I)、和/或可擦 除式巧）。具有块噪声的附加视频源包括例如数字广播电视、卫星电视、数字有线电视等。
[0048] 系统200的一个实施例包括禪合至存储器204的处理单元202。该处理单元202 可W是能执行由系统200使用的指令的软件代理和/或硬件组件的任何组合。可通过与存 储器204通信而存取指令。
[0049] 在一个实施例中，处理单元202在内部和/或外部请求并执行必要的计算。处理 单元202可与存储器204通信，在一些实施例中，存储器204储存可由处理单元202和/或 图像处理器250执行的指令序列。
[0050] 存储器204可W是作为图像处理器250的数据输入/输出缓冲器的软件代理和/ 或硬件组件的任何组合。存储器204中的数据可从系统200内部和/或外部的任何实体接 收到。
[0051] 系统200的一个实施例包括图像/视频处理器250,该图像/视频处理器250可 禪合于存储器204。图像处理器250可W是软件代理和/或硬件组件的任何组合，其能执行 图像和/或视频处理，包括例如块噪声检测和块噪声滤除。图像处理器250的一个实施例 包括块噪声检测器252和/或块噪声滤波器254。数字图像/视频可从存储器204接收或 检索。
[0052] 另外，对于块噪声检测和/或块噪声滤除，进一步参考图6-16和图19-20的示例 进行描述，可由图像处理器250应用的处理包括作为示例而非限制的几何变换（如，放大、 缩放、减少、旋转等等）、色彩调整、亮度调整、对比度调整、量化、转换至不同的色彩空间、数 字合成、光学合成、内插、假频减少、滤波、图像编辑、图像配准、图像稳定化、图像分离等。
[0053] 块噪声检测器252的示例性组件/模块进一步结合图4的示例予W说明，且块噪 声滤波器的示例组件进一步结合图5的示例予W说明。
[0054] 图3给出阐述具有图像或视频处理器350的光盘装置300的一个示例的方框图， 图