一種消除視頻塊效應的方法與流程

本發明涉及圖像處理技術領域，尤其涉及一種消除視頻塊效應的方法。

背景技術：

基于塊的變換編碼在圖像壓縮編碼中得到廣泛應用。但隨著碼率的降低,量化變得也越來越粗糙,在塊的邊界會出現不連續,形成重建圖像的明顯缺陷,稱為塊效應。

為了減少塊效應,可以對圖像運用一些塊效應消除算法。如基于凸集投影(POCS)理論的迭代算法，空域濾波算法等，一定程度上去除了塊效應。但如何使用盡量簡單的算法來獲得較高的圖像質量是本領域技術人員亟待解決的問題。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提出一種消除視頻塊效應的方法，旨在解決現有技術中去塊效應的圖像質量不高的問題。

為實現上述目的，本發明提供的一種消除視頻塊效應的方法，包括：特征提取步驟，對每幀圖像進行塊效應特征提取；平面濾波步驟，根據提取出的塊效應特征的不同，對每幀圖像進行平面去塊效應濾波；三維濾波步驟，結合每幀圖像及與其相鄰的預設幀數的圖像，對所述每幀圖像進行三維去塊效應濾波。

可選的，所述特征提取步驟包括：利用邊緣檢測算法對所述每幀圖像進行塊效應特征提取。

可選的，所述平面濾波步驟包括：特征劃分子步驟，將提取出的塊效應特征劃分為水平方向塊效應特征和垂直方向塊效應特征；平面濾波子步驟，對所述每幀圖像分別進行水平方向的去塊效應濾波和垂直方向的去塊效應濾波。

可選的，所述平面濾波子步驟包括：頻率劃分子步驟，在進行水平方向的去塊效應濾波或者垂直方向的去塊效應濾波時，將所述每幀圖像中的圖像塊分為高頻特征塊和低頻特征塊；分頻濾波子步驟，對所述高頻特征塊和所述低頻特征塊分別采用不同的濾波器進行頻域濾波。

可選的，所述頻率劃分子步驟之前，所述平面濾波子步驟還包括：模板設置子步驟，分別為所述水平方向的去塊效應濾波和所述垂直方向的去塊效應濾波設置濾波模板；所述頻率劃分子步驟，具體包括在進行水平方向的去塊效應濾波或者垂直方向的去塊效應濾波時，使用所述濾波模板將所述每幀圖像中的圖像塊分為高頻特征塊和低頻特征塊。

可選的，所述分頻濾波子步驟包括：使用第一高斯平滑濾波法對所述高頻特征塊進行平滑濾波，使用第二高斯平滑濾波法對所述低頻特征塊進行平滑濾波；其中，所述第一高斯平滑濾波法的方差大于第一預設閾值，所述第二高斯平滑濾波法的方差小于第二預設閾值，所述第一預設閾值大于或等于所述第二預設閾值。

可選的，所述三維濾波步驟包括：運動幀檢測子步驟，對每幀圖像及與其相鄰的預設幀數的圖像進行運動幀檢測；時間維度濾波子步驟，根據檢測結果，對所述每幀圖像進行時間維度濾波。

可選的，所述運動幀檢測子步驟包括：幀差計算子步驟，對當前幀及與其相鄰的預設幀數的圖像進行幀差計算；運動幀判別子步驟，在累計幀差值大于預設幀差的情況下，確定所述當前幀為運動不顯著幀，在累計幀差值小于或等于所述預設幀差的情況下，確定所述當前幀為運動顯著幀。

可選的，所述時間維度濾波子步驟包括：對于運動不顯著幀中的所述高頻特征塊，使用當前幀及其相鄰幀進行加權求和平滑計算；對于運動顯著幀中的所述低頻特征塊，使用當前幀及其相鄰幀進行加權求和平滑計算。

可選的，所述預設幀數為4幀。

本發明實施例提供的消除視頻塊效應的方法，能夠根據每幀圖像中各圖像塊所具有的不同塊效應特征來進行塊效應特征提取，并針對不同的塊效應特征對每幀圖像進行平面去塊效應濾波，從而使在同一幀圖像中的去塊效應更有針對性，再結合每幀圖像及其相鄰的若干幀圖像之間的關系進行三維濾波，這樣便能同時兼顧圖像二維紋理信息和三維時空運動信息，保存更多圖像細節特征，有效提高了圖像質量。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的消除視頻塊效應的方法的一種流程圖。

圖2為本發明實施例提供的消除視頻塊效應的方法中一個步驟的具體流程圖。

圖3為圖2中一個步驟的一種具體流程圖。

圖4為圖2中一個步驟的另一種具體流程圖。

圖5為本發明實施例提供的消除視頻塊效應的方法中另一個步驟的具體流程圖。

圖6為本發明實施例提供的消除視頻塊效應的方法的一種詳細流程圖。

具體實施方式

應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

如圖1所示，本發明的實施例提供一種消除視頻塊效應的方法，包括：

S11，特征提取步驟，對每幀圖像進行塊效應特征提取；

S12，平面濾波步驟，根據提取出的塊效應特征的不同，對每幀圖像進行平面去塊效應濾波；

S13，三維濾波步驟，結合每幀圖像及與其相鄰的預設幀數的圖像，對所述每幀圖像進行三維去塊效應濾波。

本發明實施例提供的消除視頻塊效應的方法，能夠根據每幀圖像中各圖像塊所具有的不同塊效應特征來進行塊效應特征提取，并針對不同的塊效應特征對每幀圖像進行平面去塊效應濾波，從而使在同一幀圖像中的去塊效應更有針對性，再結合每幀圖像及其相鄰的若干幀圖像之間的關系進行三維濾波，這樣便能同時兼顧圖像二維紋理信息和三維時空運動信息，保存更多圖像細節特征，有效提高了圖像質量。

需要說明的是，由于圖像塊效應產生時，對應的頻域系數會產生明顯的變化，因此，本發明實施例提供的消除視頻塊效應的方法都是將圖像變換到頻域后進行的，例如對原始圖像信號進行離散余弦變換等變換到頻域。

具體而言，在步驟S11中，可以使用多種算法對圖像進行塊效應特征提取。由于從圖像效果上看，塊效應的出現意味著圖像出現了新的邊緣，因此，可選的，在本發明的一個實施例中，可以利用邊緣檢測算法對所述每幀圖像進行塊效應特征提取，將圖像的邊緣信息作為特征值。

進行特征提取后即可對每幀圖像進行平面濾波。具體的，如圖2所示，在步驟S12中，平面濾波步驟可包括：

S121，特征劃分子步驟，將提取出的塊效應特征劃分為水平方向塊效應特征和垂直方向塊效應特征；

S122，平面濾波子步驟，對所述每幀圖像分別進行水平方向的去塊效應濾波和垂直方向的去塊效應濾波。

也就是說，針對頻域中特征塊效應具有方向性的特點，將提取出的塊效應特征分為水平方向和垂直方向，然后對這兩個方向分別進行去塊效應濾波，從而使平面濾波的針對性更強。

可選的，平面濾波子步驟中，在對水平方向或垂直方向進行去塊效應濾波時，可以進一步對圖像特征進行區分，并針對不同的圖像特征采取不同的濾波方法，以進一步提高濾波效果。

例如，如圖3所示，在本發明的一個實施例中，平面濾波子步驟可包括：

S1221，頻率劃分子步驟，在進行水平方向的去塊效應濾波或者垂直方向的去塊效應濾波時，將所述每幀圖像中的圖像塊分為高頻特征塊和低頻特征塊；

S1222，分頻濾波子步驟，對所述高頻特征塊和所述低頻特征塊分別采用不同的濾波器進行頻域濾波。

可選的，可以通過使用濾波模板來對每幀圖像進行濾波來實現高頻特征塊與低頻特征塊的分離。例如，如圖4所示，在本發明的另一個實施例中，平面濾波子步驟可具體包括：

S1223，分別為所述水平方向的去塊效應濾波和所述垂直方向的去塊效應濾波設置濾波模板；

S1224，在進行水平方向的去塊效應濾波或者垂直方向的去塊效應濾波時，使用所述濾波模板將所述每幀圖像中的圖像塊分為高頻特征塊和低頻特征塊；

S1225，對所述高頻特征塊和所述低頻特征塊分別采用不同的濾波器進行頻域濾波。

可以理解的，由于不同圖像塊疊加了不同的量化誤差，圖像塊之間的相關性被破壞，在塊的邊界處就會出現不連續，當量化誤差過大，這種不連續超過了人眼識別的門限時，就產生了人眼可見誤差。為了消除塊效應，可以對圖像進行平滑濾波，盡量使圖像塊邊界上連續。

可選的，可以使用高斯平滑濾波法對圖像塊進行平滑濾波。具體的，對于已經進行了高頻特征塊與低頻特征塊相區分的情況，可以使用不同參數或自適應系數的高斯平滑濾波器進行相應的濾波。

例如，在分頻濾波子步驟中，可以使用第一高斯平滑濾波法對高頻特征塊進行平滑濾波，使用第二高斯平滑濾波法對低頻特征塊進行平滑濾波；其中，所述第一高斯平滑濾波法的方差大于第一預設閾值，所述第二高斯平滑濾波法的方差小于第二預設閾值，所述第一預設閾值大于或等于所述第二預設閾值。

也就是說，在消除水平方向塊效應或者垂直方向塊效應時，可以根據圖像塊在變換域中參數的特性設置濾波模板，將圖像塊劃分為高頻特征塊和低頻特征塊，然后分別采用不同的自適應系數進行高斯平滑濾波效應，對于高頻特征塊，選取方差較大的高斯平滑濾波，對于低頻特征塊選取方差較小的高斯平滑濾波。

在完成平面濾波后，進一步的，可以結合圖像中的物體運動情況對每幀圖像進行進一步濾波，從而完成三維濾波。其中，圖像中物體的運動情況可以通過相鄰幾幀圖像的動態變化來判斷。

例如，如圖5所示，步驟S13可包括：

S131，運動幀檢測子步驟，對每幀圖像及與其相鄰的預設幀數的圖像進行運動幀檢測；

S132，時間維度濾波子步驟，根據檢測結果，對所述每幀圖像進行時間維度濾波。

其中，可以根據圖像處理效果的要求來確定預設幀數，例如2～8幀，在本發明的一個實施例中為4幀，這樣算上當前幀共有5幀圖像參與運動幀檢測。

可選的，運動幀檢測子步驟可具體包括：

幀差計算子步驟，對當前幀及與其相鄰的預設幀數的圖像進行幀差計算；

運動幀判別子步驟，在累計幀差值大于預設幀差的情況下，確定所述當前幀為運動不顯著幀，在累計幀差值小于或等于所述預設幀差的情況下，確定所述當前幀為運動顯著幀。

相應的，時間維度濾波子步驟可具體包括：

對于運動不顯著幀中的所述高頻特征塊，使用當前幀及其相鄰幀進行加權求和平滑計算；

對于運動顯著幀中的所述低頻特征塊，使用當前幀及其相鄰幀進行加權求和平滑計算。

下面通過具體實施例對本發明提供的消除視頻塊效應的方法進行詳細說明。

如圖6所示，本實施例中，消除視頻塊效應的方法可包括如下步驟：

S201，對每幀圖像進行塊效應特征提取；

S202，將提取出的塊效應特征劃分為水平方向塊效應特征和垂直方向塊效應特征；

S203，分別為所述水平方向的去塊效應濾波和所述垂直方向的去塊效應濾波設置濾波模板；

S204，在進行水平方向的去塊效應濾波或者垂直方向的去塊效應濾波時，使用所述濾波模板將所述每幀圖像中的圖像塊分為高頻特征塊和低頻特征塊；

S205，使用第一高斯平滑濾波法對高頻特征塊進行平滑濾波，使用第二高斯平滑濾波法對低頻特征塊進行平滑濾波；其中，所述第一高斯平滑濾波法的方差大于第一預設閾值，所述第二高斯平滑濾波法的方差小于第二預設閾值，所述第一預設閾值大于或等于所述第二預設閾值；

S206，對當前幀及與其相鄰的預設幀數的圖像進行幀差計算；

S207，在累計幀差值大于預設幀差的情況下，確定所述當前幀為運動不顯著幀，在累計幀差值小于或等于所述預設幀差的情況下，確定所述當前幀為運動顯著幀；

S208，對于運動不顯著幀中的高頻特征塊，使用當前幀及其相鄰幀進行加權求和平滑計算；對于運動顯著幀中的低頻特征塊，使用當前幀及其相鄰幀進行加權求和平滑計算。

本實施例提供的消除視頻塊效應的方法，首先在二維空間進行塊效應的不同特征檢測，然后進行二維空間內平滑，然后結合三維空間運動信息，進一步進行不同特征塊的平滑濾波，這樣便能同時兼顧圖像二維紋理信息和三維時空運動信息，保存更多圖像細節特征，大大提高了圖像質量。

需要說明的是，在本文中，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。

通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到上述實施例方法可借助軟件加必需的通用硬件平臺的方式來實現，當然也可以通過硬件，但很多情況下前者是更佳的實施方式。基于這樣的理解，本發明的技術方案本質上或者說對現有技術做出貢獻的部分可以以軟件產品的形式體現出來，該計算機軟件產品存儲在一個存儲介質(如ROM/RAM、磁碟、光盤)中，包括若干指令用以使得一臺終端設備(可以是手機，計算機，服務器，空調器，或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述的方法。

以上僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。