用于减少由边缘引起的伪影的图像处理装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了用于减少由边缘引起的伪影的图像处理装置和方法。本发明专利技术涉及图像处理。小波分解单元(110)在图像或视频数据信号上应用小波分解，并生成逼近和细节信号。不连续检测单元(120)检测从逼近和细节信号中选择的评估信号中的比如块边界和/或图像轮廓线的不连续性。伪影减少单元(140)通过使图像区域的像素值均等化以获得至少一个校正的逼近或细节信号来减少由边缘引起的伪影，其中图像区域由在一个或多个逼近和细节信号中检测到的不连续性识别。校正的逼近和细节信号支持图像数据信号的重建，其中重建的图像显示出减少的组块与振铃伪影。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及用于减少在包括多个视频帧的图像信号或视频信号中的伪影(artefact)的图像处理装置和方法。进一步的实施例涉及用于实施所述方法的计算机程序和存储这样的计算机程序的计算机可读非临时性存储介质。
技术介绍
数字静止图像和视频信号呈现出不同的类型的伪影，其中伪影是通过应用到数字图像信号上的诸如滤波、时域和频域之间的转换、压缩/解压缩的信号处理技术而生成的。一种类型的伪影是在图像场景中出现的在边缘的至少一个边上的振铃(ringing)。振铃也称蚊式噪声(mosquito noise)，是源自在前面的信号处理中的频带限制。振铃在静止图像和包含多个视频帧的视频流中都出现。另一种类型的伪影是作为图像马赛克化出现的组块化(blocking)。组块化可源自诸如JPEG、MPEG1、MPEG2、MPEG4以及其它基于块的压缩方案。减少这些伪影的常规技术在编码域或基带域中起作用。在编码域中起作用的去块(de-blocking)和去振铃(de-ringing)方案需要访问在解码器端并不总是可得到的编码器信息。相反，基带方法并不一定需要编码器信息，但趋于连同组块伪影和振铃伪影一起，减少在减少的伪影的附近的图像的纹理和锐度。减少振铃和组块伪影的一个常用方法是识别块边界和图像边缘并对与检测到的边界或边缘垂直的图片进行低通。这样的处理低通了在边缘和块边界的附近的区域。在这个区域内的纹理被平滑化，造成了作为模糊而出现的多余的二级伪影。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于减少在描述静止图像或视频的图像信号中的由边缘引起的伪影、同时例如通过避免在边缘附近的纹理被模糊而将对图像/视频质量的不利效果保持为低的图像处理装置及相应的方法。本发明的另一个目的是提供用于实施所述方法的计算机程序和计算机可读非临时性存储介质。该目的通过独立的权利要求的主题实现。从属权利要求定义了进一步的实施例。通过结合附图的对实施例的如下说明，本专利技术的细节和优点将变得更加明显。除非它们相互排斥，否则，各个实施例的特征可以结合。附图说明图1A是带有根据本专利技术的一实施例的图像处理装置的电子设备的示意框图，其中图像处理装置用于减少由边缘引起的伪影。图1B是示出了图1A的图像处理装置的细节的示意框图。图1C示出了根据参考离散小波变换的一个实施例的图1B的图像处理单元的小波分解单元的细节。图1D是根据参考小波包分解(wavelet package decomposition)的一个实施例的图1B的图像处理单元的小波分解单元的示意框图。图1E示出了图1D的小波分解单元的效果。图1F示出了绘有用于讨论本专利技术的相关效果的轮廓线、块边界和纹理对细节和逼近信号的效果的图。图1G是示出了根据参考小波包分解的一个实施例的图1B的图像处理单元的小波合成单元的细节的示意框图。图2A是根据与去块有关的一个实施例的图像处理单元的示意框图。图2B是包括了用于讨论本专利技术的相关效果的测试图像的对角线细节的图。图2C是示出了用于讨论本专利技术的相关效果的测试图像的垂直细节的图。图2D是示出了用于讨论本专利技术的相关效果的测试图像的水平细节的图。图3A是示出了图2的图像处理单元的块检测单元的细节的框图。图3B是示出了根据本专利技术的一个实施例的用于检测块角落的滤波器的图。图3C是图3B的滤波器的三维图。图3D是示出了根据一个实施例的用于检测垂直块边界的滤波器的图。图3E是图3D的滤波器的三维图。图3F是示出了根据一个实施例的用于检测水平块边界的滤波器的图。图3G是图3F的滤波器的三维图。图4A是示出了用于讨论本专利技术的相关效果的移动块的示意图。图4B示出了用于讨论与移动块的检测有关的实施例的效果的带有垂直和水平细节的图。图4C是定义用于检测移动垂直块边界的滤波器的示意图。图4D是定义用于检测移动水平块边界的滤波器的示意图。图5A是示出了具有水平和垂直块边界的图像部分的示意图。图5B是示出了根据与水平块边界有关的一个实施例的通过均等化(equalizing)的伪影减少的示意图。图5C是示出了根据与垂直块边界有关的一个实施例的通过均等化的伪影减少的示意图。图5D是示出了根据与边界交叉点有关的一个实施例的通过均等化的伪影减少的示意图。图6A是说明一个实施例的效果的带有垂直块边界的示例性图片。图6B是根据与垂直块边界有关的一个实施例使用去块从图6A的图片获得的图片。图6C是说明一个实施例的效果的带有水平块边界的示例性图片。图6D是根据与水平块边界有关的一个实施例使用去块从图6A的图片获得的图片。图6E是说明一个实施例的效果的带有边界交叉点的示例性图片。图6F是根据与边界交叉点有关的一个实施例使用去块从图6A的图片获得的图片。图7A是示出了用于讨论根据一个实施例的能量均等化的效果的一行像素的图。图7B是示出了用于讨论根据另一个实施例的能量均等化的效果的一行像素的图。图8A是根据与去振铃有关的一个实施例的图像处理单元的示意框图。图8B是根据结合了去振铃和去块的一个实施例的图像处理单元的示意框图。图9A是示出了根据一个实施例的图8A和8B的图像处理单元的边缘检测单元的细节的示意框图。图9B是示出了图9A的边缘检测单元的阈值单元的细节的示意框图。图10A至图10F是示出了图9A的边缘检测单元的操作模式的示例性图片。图11A和11B示出了图9B的阈值单元的操作模式。图12A和12B是示出了图9A的边缘检测单元的滞后单元的效果的图片。图13A和13B是示出了与将去振铃应用于未去块信号有关的一个实施例的效果的图片。图14A和14B是示出了与在去块后执行去振铃有关的一个实施例的效果的图片。图15是示出了用于讨论本专利技术的相关效果的沿边缘的子区域的示意图。图16A和16B是示出了根据不考虑先前均等化的一个实施例的去振铃单元的操作模式的示意图。图17A和17B是示出了根据考虑先前均等化的一个实施例的去振铃单元的操作模式的示意图。图18A和18B示出了执行去振铃前后的示例性图片的一部分的水平细节。图19A和19B示出了执行去振铃前后的图18A和18B的示例性图片的一部分。图20A是示出了用于讨论锐度增强的效果的子频带边缘峰化的图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种图像处理单元(100)，包括：小波分解单元(110)，所述小波分解单元(110)被配置为在描述图像的输入数据信号上应用小波分解，在其中生成至少一个逼近信号和至少一个细节信号；不连续检测单元(120)，所述不连续检测单元(120)被配置为检测从所述逼近和细节信号中选择的至少一个评估信号中的不连续性，所述不连续性包括图像边缘和块边界；和伪影减少单元(140)，所述伪影减少单元(140)被配置为通过使图像区域的像素值均等化以获得至少一个校正的逼近或细节信号来减少由边缘引起的伪影，其中图像区域由在至少一个所述逼近和细节信号中检测到的不连续性识别。

【技术特征摘要】
2011.07.20 EP 11005948.21.一种图像处理单元(100)，包括：
小波分解单元(110)，所述小波分解单元(110)被配置为在描述图
像的输入数据信号上应用小波分解，在其中生成至少一个逼近信号和至少
一个细节信号；
不连续检测单元(120)，所述不连续检测单元(120)被配置为检测
从所述逼近和细节信号中选择的至少一个评估信号中的不连续性，所述不
连续性包括图像边缘和块边界；和
伪影减少单元(140)，所述伪影减少单元(140)被配置为通过使图
像区域的像素值均等化以获得至少一个校正的逼近或细节信号来减少由边
缘引起的伪影，其中图像区域由在至少一个所述逼近和细节信号中检测到
的不连续性识别。
2.根据权利要求1所述的图像处理单元，还包括：
小波合成单元(190)，所述小波合成单元(190)被配置为结合所述
至少一个校正的逼近或细节信号以及进一步的由所述小波分解单元
(110)输出的逼近和/或细节信号以产生输出数据信号。
3.根据权利要求1所述的图像处理单元，其中：
所述不连续检测单元(120)包括块检测单元(121)，所述块检测单
元(121)被配置为识别在至少一个评估信号的第一评估信号中的块边
界，其中所述第一评估信号是细节信号，所述块检测单元(121)被配置
为扫描高活动性区域之间的相关性。
4.根据权利要求3所述的图像处理单元，其中：
所述块检测单元(121)被配置为在与其它宏块无关地在单个宏块内
识别块边界。
5.根据权利要求3所述的图像处理单元，其中：
所述伪影减少单元(140)包括去块单元(141)，所述去块单元
(141)被配置为使在检测到的块边界处的能量与所述的细节和逼近信号

\t中的至少一个的相邻区域的能量均等化以得到去块细节或逼近信号，其中
在所述检测到的块边界附近的伪影被减少。
6.根据权利要求5所述的图像处理单元，其中：
所述去块单元(141)被配置为使在检测到的块边界处的能量与被排
列在与所述检测到的块边界垂直的方向上的两个直接相邻的区域的能量均
等化。
7.根据权利要求1所述的图像处理单元，其中：
所述不连续检测单元(120)包括被配置为检测在所述至少一个评估
信号的第二评估信号中的图像边缘的图像边缘检测单元(125)，所述图
像边缘检测单元(125)包括微分单元(126)和自适应阈值单元
(127)，所述微分单元(126)被配置为从图像来获得梯度图，所述自适
应阈值单元(...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮尔乔治奥·萨托尔，法兰斯科·米谢林，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：