低速率应用的数字图像处理方法技术

本发明专利技术涉及一种处理包含数据块的数字图像（３０）的方法，该方法包括确定同类区域的步骤（３１），该区域包括两个相邻块（Ｂｊ，Ｂｋ），这两个相邻块（Ｂｊ，Ｂｋ）的连续成分（Ｌｊ，Ｌｋ）相差一个比预定阈值小的值。该方法也包括确定将被修正的图段（Ｓｊｋ）的步骤（３２），该图段包括位于分隔两个相邻块的边界任一侧的一组初始数据。该方法最后包括用一组已修正的数据（Ｓ′ｊｋ）来替换将被修正的图段中的这组初始数据的步骤（３３），该组已修正的数据随机选自各种可能的已修正数据组（３４），已修正数据组的均值基本上等于两相邻块的连续成分的均值。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种处理包含数据块的数字图像的方法，该方法包括确定同类区域的步骤，所述区域包括两个相邻块，这两个相邻块的连续成分相差一个比预定阈值小的值，该方法还包括确定将被修正的图段的步骤，该图段包括位于分隔两个相邻块的边界的任一侧的一组初始数据。本专利技术也涉及实现该图像处理方法的处理设备。特别地，本专利技术可应用于低速率视频编码领域。编码技术基于例如H.26L标准或同等标准，由于数字图像序列是以数据块的形式先编码再解码，本专利技术允许对已解码的数据块进行修正，以便削弱由于块编码技术而导致的视觉伪痕。因此，本专利技术可被方便地结合到诸如移动电话或个人数字助理之类的便携设备中。
技术介绍
随着因特网和便携设备的蓬勃发展，通过移动网络而为低速率和实时应用传输视频数据的必要性已经展露出来。编码技术已在诸如MPEG-4或H.26L标准之类的应用中实现，这些技术基于离散块变换方法。块效应的修正技术同时也得到了发展，更准确地说致力于低速率以便修正由于基于块编码技术导致的块伪痕。传统的修正方法并不总是有效，这在均匀的和适度对比的区域更加显著。这个发现是基于图1的。该图给出了一个参考函数f，它描述了观察者观察到的最小亮度的差值ΔL，可作为图像区域的平均亮度AvgL的函数，所述区域实际上等同于例如由一对相邻块所覆盖的表面。如果亮度被设置在0和Lmax＝255之间，对于平均亮度单位L0大约等于70的情况，该函数可通过的最小值ΔL0大约等于1个或2个单位。这个函数f在H.R.Wu和M.Yuen的文章“A generalizedblock-edge impairment metric for video coding”中得到更精确的描述，该文章1997年11月发表在IEEE Signal Processing Letters的第四卷第11期的317-320页。因此对于抑制这种类型视觉缺陷的滤波证明是没用或者几乎是没用的。国际专利申请WO 2001/58169(内部参考号PHFR000011)公开了一种削弱此类视觉缺陷的图像处理方法。为此，它包括以下步骤——输入图像数据的低通滤波，例如线性滤波，——确定将被修正的图段，该图段包含一组已滤波的数据，它位于分隔相邻块的边界的任一侧，——通过向已滤波数据加入至少1比特的随机二进制数来修正，该滤波数据属于将被修正的图段。随机二进制数的加入等价于一种变化噪声，它可以减少块伪痕的可见度，这是因为相对于后面紧随的将被修正的图段，增加的噪声通常不同于当前将被修正的图段。然而，由于噪声生成的总的随机特性，现有技术的方法有时证明是无效的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种更有效的数字图像处理方法。实际上，通过现有技术的方法可随机生成许多噪声组合，例如在将被修正的图段包括4个初始数据并加入1比特二进制数的情况下，会产生16种组合。某些组合是不必要的，但不是说证明是无效的。因此，根据本专利技术的数字图像处理方法的特征在于它还包括一个替换步骤，用一组已修正的数据来替换将被修正的图段中的初始数据，该组数据是从各种已修正的数据组中随机选出的，一组已修正数据的平均值实际上等于两个相邻块的连续成分的平均值。因此，仅仅符合已修正数据组的平均值基本上等于两个相邻块连续成分的平均值的特征的组合被保留下来。在将被修正图段包含4个初始数据并且相邻块之间有1个亮度单位的差别的情况下，从可能的16个组合中仅仅5个被保留下来。与现有技术相反，用这样的组合替换将被修正图段的初始数据的事实并不人为地向图像内容中增加额外的缺陷，而现有技术中的随机二进制数可以给出一个已修正图段的数据值，该值比两个块的连续成分的差值还高，结果导致这组已修正数据的平均值很少等于两个相邻块的连续成分的平均值。这样的措施使上述方法格外简单和有效，当考虑到与某组已修正数据的平均值有关的标准时，该方法中与各种已修正数据组对应的各种组合可以预先储存在内存中或随机产生。本专利技术也涉及解码方法，包括这种数字图像处理方法和实现该解码方法的视频解码器。本专利技术也涉及编码方法，包括这种数字图像处理方法和实现该编码方法的视频编码器。最后，本专利技术涉及实现这种已专利技术的数字图像处理方法的计算机程序产品。附图说明通过以下描述的实施例，本专利技术的上述或其他方面将会以非限定举例的方式体现和阐明。在这些图中——图1示意出一个用来描述最小亮度值差别的函数，由观察者观测到的该亮度值可作为图像区域的平均亮度的函数，——图2示出了一对相邻块，——图3示出了依照本专利技术的数字图像处理方法的框图，——图4示出了符合本专利技术用法的各种可能的已修正数据组，——图5示出了依据本专利技术的优选实施例的完整数字图像处理方法的框图，——图6示出了一个子块，它被认为是位于某个块内，用来在分级步骤中选择类别，——图7示出了类别对和作为降级测量函数的滤波器之间的联系，——图8示出了四个平滑滤波器，它们通过依照本专利技术的数字图像处理方法，以有利的方式得到应用，——图9示出了解码方法的框图，它包括了依照本专利技术的数字图像处理方法，以及——图10示出了编码方法的框图，它包括了依照本专利技术的数字图像处理方法。具体实施例方式本专利技术涉及一种依据基于块的编码技术来处理数字图像序列编码和解码的方法，它尤其适用于低速率和实时的应用。在我们的例子中，所使用的编码技术是H.26L标准，但也可以是MPEG-4标准或其他同等标准。将可看出，该方法也可用于例如根据JPEG标准编码的固定图像。这种基于块编码的技术把数字图像分割成块。在H.26L标准的情况下，上述的块是4行，每行4个象素。在编码过程中随后对上述块进行频率变换。在H.26L标准和大多数传统技术的情况下，这就是离散余弦变换(DCT)。在解码过程中，块效应可以沿着块的边界显现出来。块效应类似于一个边缘，但它并不真实存在于图像本身的内容之中。特别地，本专利技术的目的是在亮度差值非常低时，消除位于块边界的这些“错误”边缘，但是，在对数字图像格式进行某些处理后或依靠上述图像的亮度类别，这些“错误”边缘在某些观察条件下仍然是可以被观察到的，例如在具有高清晰度的屏幕上。我们假定象素p的一对相邻块Bj和Bk分别具有预定的平均亮度值Lj和Lk，如图2所示亮度差值为ΔL。如果两个块中每一个都是均匀的，那么亮度差值也是两个块之间的精确值。在近似均匀块的情况下，它也可以是两个块的平均亮度值的差值，如果要节省计算资源，它也可以是两个块的最小或最大差值。图3描述了依据本专利技术对数字图像Im处理的方法。该方法包括—确定同类区域的确定步骤HBD(31)，该区域包括两个相邻的块Bj和Bk，它们的连续亮度成分Lj和Lk相差一个低于预定的阈值的值，在我们的例子中该值等于一个或两个亮度单位，也就是说Lj＝Lk±1 或 Lj＝Lk±2，—确定将被修正图段Sjk的确定步骤CAD(32)，该图段包括位于分隔相邻块的边界任一侧的一组初始数据；在图2所示例子中，它是指具有4个象素的图段，其中2个象素在边界的任一侧，——替换步骤RPL(33)，它把将被修正图段中的初始数据替换为已修正数据L′1到L′4组成的组S′jk，该组从已修正数据PAT(34)的各种可能的组中随机选取。已修正数据L′1到L′4的组的平均值M等于两相邻块的连续成分的平均值，也就是说M＝(L′1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种处理由数据块组成的数字图像的方法，该方法包括：－确定（３１）同类区域的步骤，该区域包括两个相邻块（Ｂｊ，Ｂｋ），这两个相邻块（Ｂｊ，Ｂｋ）的连续成分（Ｌｊ，Ｌｋ）相差一个比预定阈值小的值，－以及确定（３２）将被修正的图段 （Ｓｊｋ）的步骤，该图段包括一组位于分隔相邻块的边界的任一侧的初始数据，其特征在于所述方法还包含用一组已修正数据（Ｓ’ｊｋ）来替换将被修正的图段的初始数据的步骤，该组随机地选自已修正数据（３４）的各种可能的组，已修正数据组的平均值应基本上等于两个相邻块的连续成分的平均值。

【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：A布尔热，J容格，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]