用于低功率可分级图像处理的局部化内容自适应滤波器制造技术

一种局部化内容自适应滤波器系统(400)包括：图块缓冲器 (401)，其具有提供第一图像信息的输出；频率分析器，其基于第 一图像信息的频率内容提供频率信息信号；和自适应滤波器(407、 409)，其基于频率信息信号进行调节。频率分析器可以包括小波变 换滤波器(403)和频率内容分析器(405)。自适应滤波器可以包括 滤波器选择逻辑(407)，该滤波器选择逻辑(407)接收频率信息信 号和与第一图像信息相关联的第二图像信息，并且提供滤波图像信 息。滤波器选择逻辑基于频率信息信号确定滤波器，并且所确定的滤 波器对第二图像信息滤波以提供滤波图像信息。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及可分级(scalable)图像处理，并且更具体地， 涉及一种局部化内容自适应系统，以及用于选择或编程用于低功率 (power)多速率可分级图像处理的重采样低通滤波器的方法。
技术介绍
高级视频编码(AVC)标准、MPEG4(运动图像专家组)的Part 10 (还被称为H.264)包括高级压缩技术，该技术被开发用于实现宽 比特率范围上视频信号的传输，或者用于实现在给定的传输速率下视 频质量的提高。较新的H.264标准优于现有标准的视频压缩技术，以 便于在给定比特率下支持更高质量的视频以及实现基于因特网的视 频和无线应用等。该标准定义了编码的^见频比特流的i吾法以及比特流 的解码方法。可分级视频编码(SVC)是H.264的扩展，其提出使用 可用系统资源在异构网络上可靠地将视频递送给不同客户端的编码 方案，特别是在其中下游客户端能力、系统资源和网络条件不是预先 已知的或者随时间动态改变的情形中。SVC通过使用基本层和增强层概念实现可分级性，其中增强层 或上层可自下层例如基本层分级。尽管H.264具有相对受限的可分级 性，但是SVC提供了多个层级(level)的可分级性，包括时间可分 级性、空间可分级性、复杂度可分级性和质量可分级性。基本层应是 在质量、空间分辨率和时间分辨率方面的最简单的形式。时间可分级 性通常是指视频流的每秒帧数目(fps)，例如7.5fps、 15fps、 30fps 等。空间可分级性是指每帧的分辨率，例如每帧352x288像素的通用 接口格式(CIF)，或者每帧176x144像素的四分之一CIF(QCIF)，其他的空间分辨率也在考虑范围内，例如4CIF、QVGA、VGA、SVGA、 Dl、 HDTV等。复杂度可分级性通常是指处理视频信息的设备的多种 计算能力和处理功率。质量可分级性是指多种比特率，例如量化层级， 并且通常是通过峰值信噪比(PSNR)度量与比特率的关系来测量的， 定义了重建的图像相比于原始图像的相对质量。本公开内容主要考虑图像信号的上和下采样是在包括视频系统的图像通信系统中执 行的常见功能。上和下釆样功能并入有低通滤波器功能，该功能趋于 使图像或视频帧模糊不清。希望保持每张图像或视频帧的锐度 (sharpness)。在当前的SVC开发过程中，-f见频帧或宏块的上和下 采样被用于层间紋理预测。在联合可分级验证模型(JSVM)的编码 器和解码器中使用了两个固定长度的FIR滤波器。然而，由于这样的 二维信号的频率、空间和时域中的特性变化，固定长度的滤波器可能 导致用于上和下采样的抗混叠和抗镜像(anti-imaging )的非最优的 性能。更长的滤波器抽头将导致另外的功耗和存储器要求。希望提供一种用于平衡图像处理的视觉质量、功耗和存储器消耗 之间的权衡的自适应滤波器。附图说明通过参考下面的描述和附图，将更好地理解本专利技术的益处、特征 和优点，其中图1是根据本专利技术示例性实施例实现的可分级视频系统的、说明 空间可分级性的简化框图2是说明图1的视频编码器执行的上和下采样过程的图形框图3是说明图1的视频解码器执行的上采样过程的简化的图形框图4是可用于实现图1的自适应滤波器系统之一或两者的、根据滤波器的顶层框图5是示出图4的频率内容分析器的示例性实施例的框图6是示出使用图4的局部化内容自适应滤波器的示例性帧的处理的框图7是可用于实现图1的自适应滤波器系统之一或两者的、根据 本专利技术的另一示例性实施例的用于可分级视频处理的局部化内容自 适应滤波器的顶层框图8是表1中描述的4抽头Kaiser-Bessel滤波器的曲线图，其 绘出了对于每个示例性P值的以分贝(dB)为单位的响应量值与归一 化频率的关系，其中重采样比是2;以及图9是表2中描述的自适应长度Kaiser-Bessel滤波器的曲线图， 其绘出了对于每个抽头数目N的以dB为单位的响应量值与归一化频 率的关系，其中重采样比是2。具体实施例方式下面的描述用于使本领域的普通技术人员能够在特定应用及其 要求的背景下实现和使用所提供的本专利技术。然而，对优选实施例的多 种修改对于本领域的技术人员将是显而易见的，并且此处定义的一般 原理可应用于其他实施例。因此，本公开内容不应限于此处示出和描 述的特定实施例，而是应给予与此处公开的原理和新颖特征一致的最 广泛的范围。尽管使用处理视频信息例如MPEG (运动图像专家组) 类型的视频信息的视频处理实施例说明了本公开内容，但是本公开内 容通常应用于任何图像信息或连续图像信息的处理，例如JPEG (联 合图像专家组)信息、运动JPEG (MJPEG)信息、JPEG2000信息、 运动JPEG2000 (MJPEG2000)信息等。如此处使用的术语图像信 息应适用于任何视频或图像或图像序列信息。图1是根据本专利技术的示例性实施例实现的可分级视频系统100 的、说明空间可分级性的简化框图。视频系统IOO可以并入其他可分 级性，例如时间可分级性、复杂度可分级性、质量可分级性等。可分ii级视频系统100包括可分级视频编码器101和可分级视频解码器103。 视频编码器101对输入视频编码并且将编码的视频信息封装到比特流器103提供输出视频。信道102可以是任何媒体或介质，并且无线通 信也在考虑范围内。在所说明的配置中，可分级视频系统IOO是两层 的系统，其中输入视频是在通用接口格式(common interface format, CIF)空间层提供的，并且其中BTS并入有CIF和四分之一 CIF (QCIF)视频信息。输入视频被提供作为CIF信息块，从右到左被 示出为CIFl块llO、 CIF2块111等。如示出的，BTS从右到左包括 第一编码的QCIF块，即QCIF(l)块120,接着是编码的剩余CIF块， 即RCIF(l)块121，接着是第二编码的QCIF块，即QCIF(2)块122， 接着是第二剩余CIF块，即RCIF(2)块123，如此等等。用这种方式， 视频解码器103接收用于通过处于QCIF或CIF的空间层对BTS解 码并且提供输出视频的足够信息。尽管可分级视频系统IOO仅示出了 两层，但是本专利技术不限于任何特定数目的可分级层或输入分辨率。如本领域的技术人员公知的，每个视频帧被细分为一个或多个分 片(slice)并且在宏块(MB)层级上被编码，其中每个MB是16x16 的像素块。每个分片的尺寸是任意的并且可以在从单个MB直至帧中 的所有MB的范围内。BTS中编码的每个块的相对尺寸也可以是在从 单个MB直至整个帧的范围内。如下文进一步描述的，视频编码器101 并入有用于在编码过程中便利上和下采样的自适应滤波器系统(AFS ) 105,并且视频解码器103并入有用于在解码过程中便利上采样的另 一 AFS 107。由于QCIF信息可以被直接解码，而如下文进一步描述 的，CIF层是通过对QCIF信息上采样并且添加到解码的剩余CIF信 息而实现的，因此在视频解码器103中未使用下采样。出于使解释清 楚的目的示出了两层的系统，但是应当理解本专利技术适用于包括两个或 更多个空间层级的任何的多层级系统。BTS典型地包括用于选定的基 本层的编码信息和用于更高层的剩余信息。图2是示出视频编码器101执行的上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种局部化内容自适应滤波器系统，包括：　图块缓冲器，其具有提供第一图像信息的输出；　频率分析器，其耦合到所述图块缓冲器，基于所述第一图像信息的频率内容提供频率信息信号；和　自适应滤波器，其耦合到所述频率分析器，基于所述频率 信息信号进行调节。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2006.9.15 US 11/532,3271.一种局部化内容自适应滤波器系统，包括图块缓冲器，其具有提供第一图像信息的输出；频率分析器，其耦合到所述图块缓冲器，基于所述第一图像信息的频率内容提供频率信息信号；和自适应滤波器，其耦合到所述频率分析器，基于所述频率信息信号进行调节。2. 如权利要求l所述的局部化内容自适应滤波器系统，其中 所述频率分析器包括小波变换滤波器，其具有耦合到所述图块緩冲器的所述输出的输 入，以及输出；和频率内容分析器，其具有耦合到所述小波变换滤波器的所述输出 的输入和提供所述频率信息信号的输出；并且其中所述自适应滤波器包括滤波器选择逻辑，所述滤波器选择逻 辑具有接收所述频率信息信号的第 一输入、接收与所述第 一图像信息 相关联的第二图像信息的第二输入、和提供滤波了的图像信息的输 出，并且其中所述滤波器选择逻辑基于所述频率信息信号确定滤波 器，并且其中所确定的滤波器对所述第二图像信息滤波以提供所述滤 波了的图像信息。3. 如权利要求2所述的局部化内容自适应滤波器系统，其中所 述滤波器选择逻辑包括滤波器选择器，其具有接收所述频率信息信号的输入和提供滤波 器选择信号的输出；和滤波器列表，其具有接收所述滤波器选择信号的第一输入、接收 所述第二图像信息的第二输入、和提供所述滤波了的图像信息的输 出，其中所述滤波器列表包括多个预先配置的滤波器，其中通过所述滤波器选择信号选择一个滤波器用于对所述第二图像信息滤波。4. 如权利要求3所述的局部化内容自适应滤波器系统，其中所 述多个预先配置的滤波器被映射到基于预先确定的图像信息已经确 定的多个阈值。5. 如权利要求2所述的局部化内容自适应滤波器系统，其中所 述小波变换滤波器包括Haar小波变换滤波器。6. 如权利要求2所述的局部化内容自适应滤波器系统，其中所 述频率内容分析器确定较低频率范围和较高频率范围之间的所述第 一图像信息的相对能量。7. 如权利要求2所述的局部化内容自适应滤波器系统，其中所 述频率内容分析器包括频率阈值逻辑，其具有耦合到所述小波变换滤波器的所述输出的 输入，和输出；计数器逻辑，其具有耦合到所述频率阈值逻辑的所述输出的输入 和提供所述频率信息信号的输出；其中所述小波变换滤波器提供子带图像信息，其中所述频率阔值 逻辑基于至少 一 个频率阈值等级将所述图像信息二值化并提供二值 化的信息，并且其中所述计数器逻辑对所述二值化的信息计数以确定 相对频率信息。8. 如权利要求2所述的局部化内容自适应滤波器系统，其中 所述频率内容分析器包括频率阈值逻辑，其具有耦合到所述小波变换滤波器的所述输出的 输入，和输出；和阈值计数器，其具有耦合到所述频率阈值逻辑的所述输出的输入和提供多个频率计数值中对应的一个频率计数值的输出；并且其中所述滤波器选择逻辑包括基于所述多个频率计数值中的所 述对应的一个频率计数值编程的可编程滤波器系统。9. 如权利要求8所述的局部化内容自适应滤波器系统，其中所 述可编程滤波器系统包括存储器，其存储多个频率转换带宽值和对应的多个阻带衰减值， 其中所述多个频率计数值中的每个频率计数值被映射到多个滤波器 值对中的对应的一个滤波器值对，其中每个滤波器值对包括所述多个 频率转换带宽值和所述多个阻带衰减值中的各一个；和可编程滤波器，基于所述多个滤波器值对中的选定的一个滤波器 值对对其进行编程。10. 如权利要求9所述的局部化内容自适应滤波器系统，其中所 述可编程滤波器被根据预先确定的滤波器窗函数进行配置。11. 如权利要求8所述的局部化内容自适应滤波器系统，还包括 反向滤波器，其具有接收所述滤波了的图像信息的输入和提供重建的图像信息的输出；控制逻辑，其通过所述小波变换滤波器和所述频率内容分析器提 供所述重建的图像信息，以对于至少 一次迭代中的每次迭代提供新的 频率计数值；和比较器逻辑，其确定连续的频率计数值是否处于彼此的预先确定 的范围内。12. 如权利要求l所述的局部化内容自适应滤波器系统，其中所 述第二图像信息被提供给所述图块緩冲器的输入。13. —种图像处理系统，包括上采样器，具有接收处于第一空间层的第一图像信息的输入和提供上采样的图像信息的输出；以及第一局部化内容自适应滤波器，其包括第一图块緩冲器，其存储所述第一图像信息；第 一小波变换滤波器，其具有耦合到所述第 一 图块緩冲器的输 入，和...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫勇，何忠力，Y·普里托，
申请(专利权)人：闫勇，何忠力，Y·普里托，
类型：发明
国别省市：US