用于对宏块编码时防止噪声的方法技术

本发明专利技术应用于视频编码并且公开了一种用于，特别是在一个帧的平坦区域中，去除变换编码噪声的方法，所述变换编码噪声表现为一个视频图像中运动对象的残余部分。这是通过如下方式提供的：当满足某种准则时，迫使一个宏块进行帧内编码而不是帧间编码。其目的是展现所述宏块是否包含令人讨厌的量化产生的噪声并且检测是否需要均衡。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及视频压缩系统。
技术介绍
运动图像的实时传输被用于多种应用，像例如视频会议，网络会议，电视广播以及视频电话。然而，表示运动图像需要大量信息，因为典型地，数字视频是通过将一个图像中的每个像素表示为8个比特(1个字节)来描述的。这种未压缩的视频数据导致很大的比特量，并且由于有限的带宽而不能实时地在常规的通信网络和传输线路上传输。因此，使能实时视频传输需要很大程度的数据压缩。然而，数据压缩会损坏图像质量。因此，已经作出了大量努力来开发允许高质量的视频在带宽受限的数据连接中实时传输的压缩技术。在视频压缩系统中，主要目标是用尽可能少的容量来表示视频信息。容量是以比特定义的，要么定义为一个恒定值要么定义为比特/时间单位。在两种情况下，主要目标都是减少比特数。在MPEG*和H.26*标准中描述了最常用的视频编码方法。在传输之前视频数据经历4个主要过程，即预测、变换、量化以及熵编码。预测过程极大地减小了要被传输的视频序列中每个图像所需的比特量。它利用该序列的各部分与该序列的其它部分之间的相似性。因为编码器与解码器都知道预测者部分，所以只有差别必须被传输。典型地，所述差别需要更少的容量用于它的表示。预测主要基于来自先前重建图像的图像内容，其中所述内容的位置是由运动矢量定义的。典型地，所述预测过程在正方形块尺寸上执行(例如16×16像素)。然而在有些情况下，使用基于相同图像中邻接像素的像素预测，而不是基于先前图像的像素。这被称为帧内预测，与帧间预测相对。表示为数据块(例如4×4像素)的残余仍然包含内部相关性。利用这一点的一种公知方法执行一种二维块变换。ITU推荐标准H.264使用一种4×4的整型变换。这样将4×4的像素变换成4×4的变换系数并且它们通常可以用比像素表示少的比特来表示。具有内部相关性的4×4像素数组之变换将可能生成具有比原始4×4像素块少得多的非零值的4×4变换系数块。变换系数的直接表示对于许多应用仍然很昂贵。为了进一步减少数据表示，执行了一种量化过程。因此，变换系数经历量化。变换系数之可能值的范围被划分成值间隔，每个间隔由一个最高和最低判决值限制，并且被赋予一个固定的量化值。接着变换系数被量化成与那些各个系数落在其中的间隔相关的量化值。小于最低判决值的系数被量化为零。应当提到与未压缩的序列相比，这个量化过程导致重建的视频序列多少有些不同。正如已经指出的，待编码视频内容的一个特征是对于描述序列之比特的需求变化极大。对于几种应用，本领域技术人员已经知道，在帧与帧之间，一个图像之相当大的部分中的内容不会变化。H.264扩展了这个定义，使得也可以对所述图像具有恒定运动的部分进行编码而不使用额外的信息。帧与帧之间具有很小变化或没有变化的区域需要最小的比特数来表示。包括在这些区域中的块被定义为“被跳过”，反映出没有变化或仅仅相对于对应的先前块发生了可预测的运动，因此除了这些块将被解码为“被跳过”的指示外，不需要数据来表示这些块。这个指示可以对几个宏块是共同的。视频编码的现状(H.263/H.264)在减小比特率、仍然保持合理的整体主观图像质量方面非常有效。从主观角度看，所引入的误差大多可以接受，即使重建图像的客观误差类似于如果我们使用像素表示并且将每像素的比特数从8减小到4所获得的误差。在现有技术中有大量的例子公开了用于像素预测或量化过程的技术，以便减少主观噪声。根据US 6,037,985，有一种用于视频压缩的已知方法；该方法处理压缩引起的瑕疵。该文关注单个窗口中，通常称为帧内的主观质量。在该文中用于提高单个窗口中主观质量的工具是●基于光滑表面附近的尖锐边缘来估计“抗噪度”，本领域的技术人员很早就已经知道这种技术。●使用先前的估计结果以便影响Q-因子，Q-因子的调整是唯一参考的建设性特征。●分几遍(步骤)来遍历所述图像，从而为每个单个宏块(MB)调整Q-因子来为所述图像产生一个“目标”比特计数，并且进而考虑估计的“抗噪度”以便提高所述图像的主观质量。然而，US 6,037,985没有对由于从一个图像运动到下一个图像而引起的令人讨厌的主观噪声提出任何解决方案。根据US 2002/0168011，公开了另外一种常见的从按照一种基于预测块的编码技术、用宏块编码的视频数据流中检测噪声的方法。然而，该方法没有解决从一个图像运动到下一个图像所引起的问题。下面，将给出关于引起严重的明显令人讨厌的效果之机制的解释，这些效果是上面引用的出版物中没有解决的。然而，众所周知，某些视频素材类型趋向于引起明显令人讨厌的伪影。这个问题特别涉及图像中相对“平坦”区域，即具有相对均匀的像素值的区域之间的边缘或转变。该问题通常涉及变换系数量化引入的误差，但它在显露出光滑背景的运动对象的情况中更加明显。该问题在附图说明图1的左侧示出。随着黑色部分的运动，它在被假定为具有均匀亮度的背景区域中留下一些黑色“垃圾”。这些现象自从当前的预测/变换编码使用以来就已经众所周知了。有时候，该现象被称为“脏窗口效果”。类似的现象也被称为“蚊影效果(mosquito effect)”。另一种类似的效果涉及与先前描述的编码结合使用的块分割。块编码是一种用于压缩的强大的整体工具，并且利用邻接像素之间的相关性。然而，该方法不适用于处理奇异(singular)像素值。这一点在下述情况中有所反映一个块主要包括“平坦”内容，只是靠近该块的边缘或角落的一个或几个像素变化很大。典型地，如果该块正好触及一个不同的对象时这就会发生。在这种情况下，奇异像素可以保持不变，从而在解码帧中靠近该块边界产生令人讨厌的黑点或白点，例如，当不同对象开始从该块离开时。该问题在图1的右侧示出。这里，最初处在一个静止位置、在边缘上覆盖一个块的角落之一的一个黑色区域即将运动离开该块。运动引起的变化如此之小以致该块仍然被指示为“被跳过”，并且因此，该块将保持不变。然而，邻接块中的变化好象是更大，并且因此被正确地更新(注意上述“蚊影效果”可以出现在块内的任何地方，而与当前讨论的效果无关)。结果是在一个明亮区域的中间有一个清晰可见的残余黑色角落。这个问题被称为“角落问题(cofner problem)”。专利技术概要本专利技术的一个目的是提供一种避免上述问题的方法。定义在附加的独立权利要求中的特征表征本方法。特别地，该方法用于对宏块编码时防止噪声，所述宏块由多个子块构成，所述子块表示视频图像的一个方形部分，所述编码包括预测所述宏块的像素值，变换像素值和/或其预测值，并且/或量化产生的变换系数，以及对整个宏块执行一个条件均匀性测试如果测试指示，有可能由于视频图像中的运动在所述宏块的对应解码版本中出现严重的量化生成的主观噪声，那么在所述宏块中选择像素值的帧内预测，或者如果测试指示，不可能由于视频图像中的运动在所述宏块的对应解码版本中出现严重的量化生成的主观噪声，那么在所述宏块中选择像素值的帧间预测。附图简述为了使得本专利技术能够更加容易理解，下面的讨论将参考附图，其中图1示出了由于视频图像中运动对象引起的量化生成噪声的两种情况，图2是一个流程图，描述了本专利技术的一个优选实施例的步骤。专利技术详述下面将通过描述一个优选实施例并且通过参考附图来讨论本专利技术。然而，在附加的独立权利要求中定义的本专利技术之范围内，本领域本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对宏块编码时防止噪声的方法，所述宏块包括多个表示视频图像之方形部分的子块，所述编码包括预测所述宏块的像素值、变换所述宏块的像素值和／或预测值，和／或量化所产生的变换系数，其特征在于：对整个宏块执行一条件均匀性测试以及 如果该测试指示在所述宏块之相应的解码版本中可能出现由于视频图像中运动引起的基本上主观的量化生成的噪声，那么选择所述宏块中之像素值的帧内预测，或者如果该测试指示在所述宏块之相应的解码版本中不可能出现由于视频图像中运动引起的基本 上主观的量化生成的噪声，那么选择所述宏块中之像素值的帧间预测。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G比约恩特加德，
申请(专利权)人：坦德伯格电信公司，
类型：发明
国别省市：NO[挪威]