[发明专利]一种基于图像压缩的去块效应方法

摘要

本发明属于图像处理领域，提供一种基于图像压缩的图像去块效应方法，用以克服现有去块效应技术计算复杂度高、去块效应时间长的缺陷；本发明通过将相邻图像块梯度变化和变换域系数的结合，构造基于变换系数的去块效应优化函数；通过求解有约束的最优化问题，得到滤波后的边界像素点；在最小化相邻压缩图像块边缘区域梯度的同时，保证了变换系数在去块效应前后的一致性，这样在去除块效应的同时，降低了因去块效应而引起的二次误差。本发明应用于解码图像后，能够明显提高解码图像的峰值信噪比，对人眼主观视觉的感受有较大改善；并且，大大降低算法复杂度，对由DCT变换带来的块效应有很好的去除效果。

主权项

1.一种基于图像压缩的去块效应方法，包括以下步骤：步骤1.图像压缩用JPEG图像压缩方法对输入图像进行压缩，将压缩后的图像记为A；步骤2.图像分块按照JPEG图像压缩方法中的分块方式将步骤1中得到的压缩图像A划分成互不重叠的、大小为8×8的图像块，将所有图像块中左右相邻的两个图像块分别记为bli和bri，将所有图像块中上下相邻的两个图像块分别记为bui和bdi，i是图像块的下标索引；步骤3.二维离散余弦变换对步骤2中产生的图像块bli、bri、bui与bdi分别进行二维离散余弦变换，得到变换后的系数块，对应记为Bli、Bri、Bui与Bdi；步骤4.产生变换系数向量首先，将步骤3中得到的系数块Bli、Bri、Bui与Bdi均进行如下变换：将系数块中的系数按照从上到下、从左到右的顺序依次取出，再按照从上到下的顺序组成一个一维的列向量，对应得到列向量X1、X2、X3与X4；然后，将列向量X₁和列向量X₂按照从上到下的顺序组成变换系数向量H：符号T表示转置；将列向量X₃和列向量X₄按照从上到下的顺序组成变换系数向量V：步骤5.产生反变换矩阵首先，构建64×64的变换矩阵D：其中，C为8×8的离散余弦变换矩阵，代表Kronecker乘法中的乘法算子；然后，按照从上到下的顺序将矩阵D的第57～64个行向量依次取出，按照从上到下的顺序组成8×64的矩阵Λ1；按照从上到下的顺序将矩阵D的第1～8个行向量依次取出，按照从上到下的顺序组成8×64的矩阵Λ2；按照从上到下的顺序将矩阵D的第8、16、24、32、40、48、56、64个行向量依次取出，按照从上到下的顺序组成8×64的矩阵Λ3；按照从上到下的顺序将矩阵D的第1、9、17、25、33、41、49、57个行向量依次取出，按照从上到下的顺序组成8×64的矩阵Λ4；最后，用Λ₁、Λ₂构建16×128的变换矩阵D₁：用Λ₃、Λ₄构建16×128的变换矩阵D₂：其中，O是8×64的全零矩阵；步骤6.产生去块效应算法的相关参数首先，用8×8的单位矩阵E和8×8的全零矩阵Z，按照从左到右的顺序组成8×16的矩阵S1：S1＝[E Z]；再用矩阵Z和E，按照从左到右的顺序组成8×16的矩阵S2：S2＝[Z E]；然后，构建矩阵S：S＝S1‑S2；最后，根据JPEG图像压缩方法中的品质因子QF，定义去块效应方法中的调节因子：λ＝0.1×QF+0.45；步骤7.水平方向滤波其中，为水平方向滤波后的系数列向量，I为128×128的单位矩阵；进而得到水平方向滤波后的像素列向量x₁：步骤8.垂直方向滤波其中，为垂直方向滤波后的系数列向量，进而得到垂直方向滤波后的像素列向量x₂：步骤9.更新图像块像素点用步骤7产生的像素列向量x1的第1～8行的元素按从上到下的顺序替换步骤2中产生的图像块bli的最右侧列向量的元素，将替换后的图像块记为bl′i；用步骤7产生的像素列向量x1的第9～16行的元素按从上到下的顺序替换步骤2中产生的图像块bri的最左侧列向量的元素，将替换后的图像块记为br′i；用步骤8产生的像素列向量x2的第1～8行的元素按从左到右的顺序替换步骤2中产生的图像块bui的最下侧行向量的元素，将替换后的图像块记为bu′i；用步骤8产生的像素列向量x2的第9～16行的元素按从左到右的顺序替换步骤2中产生的图像块bdi的最上侧行向量的元素，将替换后的图像块记为bd′i；步骤10.合成滤波后的图像对于步骤9中产生的图像块bl′_i、br′_i、bu′_i和bd′_i，采用JPEG图像压缩方法中图像块合成图像方法，得到滤波后的图像