[发明专利]一种自适应补偿视频压缩失真的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于数字视频图像处理与显示技术领域，具体涉及一种基于图像特征检测、可保护原始图像细节的自适应视频压缩失真补偿系统和方法。

背景技术

随着互联网电视与智能电视的迅速发展，数字电视的视频内容来源日益丰富。其中，网络视频已成为通过电视观看的主要视频内容之一。由于受带宽和媒体存储等因素的限制，网络视频一般采用压缩和解压缩技术来去除冗余信息以达到低码率传输的目的。其所采用的压缩标准一般为基于块的离散余弦变换（Block-based Discrete Cosine Transform,BDCT）的视频编解码标准，如MPEG-4Visual、H.264/AVC和AVS等。

然而，由于网络视频在传输过程中受传输方式和码率控制等因素的影响，原始视频图像的内容会受到不同程度的损失。DCT正反变换本身对视频图像是无损的，而编解码过程中的量化和反量化才是产生压缩失真的主要根源。视频压缩失真主要包括振铃噪声和块效应等。在图像的边缘附近，对图像高频信息的粗糙量化会引起振铃噪声；在基于块的编解码模式中，由于块编解码时不考虑临近块间的相关性，块与块间的量化差异导致了块与块之间的不连续性，从而产生块效应。如果这些低质量的视频直接在大屏幕平板电视上播放，将严重影响用户的视觉体验。

在现有振铃噪声抑制的技术中，公告号为US7894685B2的美国专利提出了一种减少振铃噪声的方法和装置。该方法根据像素亮度的平均绝对差（Mean Absolute Deviation,MAD）及梯度和等信息对像素点进行分类，并依此通过在8×8编解码块内统计在平坦区域和强弱边缘上的像素点数，寻找满足条件的边缘块，从而对块内非边缘的平坦点进行Sigma滤波来减少振铃噪声。该专利需要通过编解码的量化参数（Quantization Parameter,QP）等信息来控制滤波强度，且其基于8×8编解码块的处理方式并不能很好地兼容多种常用国际视频编解码标准。因此当QP等编解码信息不可知或者编解码采用可变块大小时，该方法的实现效果就会受到限制。现有的其他振铃噪声抑制技术中，或者是在有效地减少振铃噪声的同时模糊了图像细节，或者是很好地保护了细节信息却使减少振铃噪声的效果一般，难以在两者之间做很好的平衡。

现有块效应的检测方法主要是在已知块边界位置的情况下进行块边界强度检测。由于网络视频源中原始分辨率与编解码标准的多样性，到达显示端的视频有可能已经过处理，如简单的缩放或者上下左右的偏移。在这种情况下，采用已知块位置检测块强度的结果必然不准确。

综上所述，提出一种鲁棒性更高，且在有效减少振铃噪声和块效应的同时又能保护边缘和纹理等重要原始信息的方法是很有必要的。

发明内容

本发明的目的在于提出一种自适应补偿视频压缩失真的系统及方法，以克服现有技术的缺点；本发明在有效补偿压缩失真的同时，能够更好地保护边缘和细节信息，从而改善网络视频图像效果，使其满足在高清、甚至超高清显示器上的播放需求。为提高鲁棒性，本发明不受限于视频编解码信息和编解码标准，也不受视频源图像偏移或者小幅度缩放的限制。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明首先对输入视频图像进行特征检测，将图像像素点分类，定位振铃噪声易发区域和块效应滤波区域；其次，对区域内满足条件的不同种类的像素点进行自适应滤波以补偿压缩失真，而对处在边缘和纹理上的像素不滤波，以保留重要的原始信息。

本发明提出的一种自适应补偿视频压缩失真的系统，包括边缘检测器、平坦/纹理检测器、振铃噪声区域定位器、线检测器、块边界检测器、块效应滤波区域定位器、抑制块效应使能判决器、自适应均值滤波器、滤波选择器和输出融合器。

边缘检测器、平坦/纹理检测器、线检测器、块边界检测器、自适应均值滤波器、滤波选择器和输出融合器的输入端连接视频图像输入端口；边缘检测器的输出端和平坦/纹理检测器的输出端均连接振铃噪声区域定位器的输入端；线检测器的输出端连接块效应滤波区域定位器的输入端；块边界检测器的输出端连接块效应滤波区域定位器的输出端和抑制块效应使能判决器的输入端；振铃噪声区域定位器的输出端、块效应滤波区域定位器的输出端和自适应均值滤波器的输出端连接滤波选择器的输入端；滤波选择器的输出端连接输出融合器的输入端。

本发明进一步的改进在于：

边缘检测器，用于获得输入视频图像的边缘及其强度信息；

平坦/纹理检测器，用于获得输入视频图像的平坦/纹理信息；

线检测器，用于辅助检测并保留平坦区的单像素弱线条；