專利名稱：減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻顯示系統(tǒng)，尤其是一種減少區(qū)塊效應(yīng)的視頻顯示系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
類似于高清電視(HDTV )、衛(wèi)星傳輸和DVD這樣的先進(jìn)視頻技術(shù)都采用了視頻壓縮方案。視頻壓縮技術(shù)降低了數(shù)字視頻傳輸?shù)膸捯蟛p少了數(shù)字視頻所占用的存儲(chǔ)空間。眾所周知的，MPEG編碼方法是被普遍應(yīng)用在許多數(shù)字視頻系統(tǒng)中的視頻壓縮方法。MPEG編碼的其中一個(gè)缺點(diǎn)就是容易產(chǎn)生區(qū)塊效應(yīng)，這種區(qū)塊效應(yīng)顯示為圖像或圖畫中顏色一致的像素塊。像素塊在圖像中顏色相關(guān)一致的區(qū)域尤為明顯，例如某圖像中表現(xiàn)人的前額或者藍(lán)天的區(qū)域。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)和方法，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的區(qū)塊效應(yīng)問(wèn)題。
本發(fā)明提供一種減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其包括以下步驟根據(jù)目標(biāo)像素以及其周邊像素的特征函數(shù)確定目標(biāo)像素的平滑處理系數(shù)值；根據(jù)目標(biāo)像素周圍的圖像細(xì)節(jié)程度確定一個(gè)或多個(gè)方差值；根據(jù)所述平滑處理系數(shù)值和一個(gè)或多個(gè)方差值確定目標(biāo)像素的平滑處理量；根據(jù)平滑處理量提供一個(gè)輸出像素。所述函數(shù)是目標(biāo)像素和其周邊像素的加權(quán)平均值。所述一個(gè)或多個(gè)方差值按比例降低目標(biāo)像素的平滑處理量。所述方法進(jìn)一步包括以下步驟如果所述一個(gè)或多個(gè)方差值低于一個(gè)指定的閾值，則提高目標(biāo)像素的平滑處理量。
所述確定一個(gè)或多個(gè)方差值包括將一個(gè)顏色編碼像素轉(zhuǎn)換成亮度編碼像素。
所述確定一個(gè)或多個(gè)方差值包括對(duì)目標(biāo)像素周邊的像素群內(nèi)的相鄰像素之間的絕對(duì)差值進(jìn)行求和。
所述像素群包括處于目標(biāo)像素正上方的像素、處于目標(biāo)像素正下方的像素、處于目標(biāo)像素正左側(cè)的像素、處于目標(biāo)像素正右側(cè)的像素。
所述像素群包括與目標(biāo)像素直接相鄰的像素。
所述像素群包括目標(biāo)像素周邊四個(gè)象限內(nèi)的像素。
本發(fā)明還提供一種減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其包括以下步驟確定目標(biāo)像素周邊四個(gè)象限內(nèi)的像素之間的第一方差值；確定目標(biāo)像素與其周邊像素群之間的第二方差值；如果所述第一方差值低于某第一閾值而第二方差值低于某第二閾值則提高目標(biāo)像素的平滑處理量。
所述確定第一方差值和確定第二方差值包括將目標(biāo)像素、目標(biāo)像素周邊四個(gè)象限內(nèi)的像素、目標(biāo)像素周邊的像素群轉(zhuǎn)換成亮度數(shù)據(jù)。
所述減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法還包括以下步驟根據(jù)用戶的輸入指令將一增益系數(shù)應(yīng)用到第 一方差值和第二方差值。
所述目標(biāo)像素的平滑處理量是由目標(biāo)像素以及其周邊像素群的加權(quán)平均值決定。
所述目標(biāo)像素、目標(biāo)像素周邊四個(gè)象限內(nèi)的像素、目標(biāo)像素周邊的像素群均是采用RGB數(shù)據(jù)編碼。
所述四個(gè)象限的每個(gè)象限均包括一個(gè)包含約四至六十四個(gè)像素的矩形框。
所述目標(biāo)像素周邊的像素群包括約四至六十四個(gè)像素。
本發(fā)明還提供一種減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)，包括根據(jù)目標(biāo)像素特征及目標(biāo)像素周邊像素群特征產(chǎn)生經(jīng)過(guò)平滑處理的像素的平滑濾波器；根據(jù)目標(biāo)像素周圍的圖像細(xì)節(jié)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)方差值的一個(gè)或多個(gè)方差值產(chǎn)生器；根據(jù)目標(biāo)像素特征、經(jīng)過(guò)平滑處理的像素的特征、方差值產(chǎn)生被顯示像素的自適應(yīng)混合單元。
所述一個(gè)或多個(gè)方差產(chǎn)生器包括周邊方差產(chǎn)生器和中心方差產(chǎn)生器。所述被顯示像素是目標(biāo)像素與經(jīng)過(guò)平滑處理的像素的加權(quán)混合，其中分配
給目標(biāo)像素的相對(duì)于經(jīng)過(guò)平滑處理像素的加權(quán)值是由所述一個(gè)或多個(gè)方差值決定。
所述系統(tǒng)包括一個(gè)數(shù)字電視。
所述像素采用RGB數(shù)據(jù)編碼。
本發(fā)明提供的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)和方法基于每個(gè)像素周邊的其它圖像細(xì)節(jié)對(duì)此像素進(jìn)行濾波和平滑處理，減少了視頻圖像中的區(qū)塊效應(yīng)，可以提
高視頻圖像的質(zhì)量。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例所涉及的電子裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例所涉及的自適應(yīng)濾波器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例所涉及的混合計(jì)算器的功能示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例所涉及的像素混合器的功能示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的一個(gè)或者多個(gè)實(shí)施例。為了對(duì)這些實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，并不將本技術(shù)的所有特征都在說(shuō)明書進(jìn)行描述。眾所周知，在任何技術(shù)的發(fā)展過(guò)程中，比如工程技術(shù)、設(shè)計(jì)方案等等，需要大量的與執(zhí)行相關(guān)的決定來(lái)實(shí)現(xiàn)開發(fā)人員的特定目標(biāo)，比如遵從與系統(tǒng)相關(guān)及與商業(yè)相關(guān)的限制，而每個(gè)執(zhí)行應(yīng)遵從不同的限制。此外，這樣的一個(gè)開發(fā)過(guò)程是很復(fù)雜的，也需要花費(fèi)很多時(shí)間，但是，它亦屬本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠從事的常規(guī)設(shè)計(jì)、制造和生產(chǎn)。
圖1是本實(shí)施例電子裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。電子裝置100 (例如，電視機(jī)、便攜式DVD播放器等等)包括圖1中所揭示的各種以功能模塊所表示的子系統(tǒng)。本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員可以理解，圖1中的各功能模塊可以包括硬件單元(包括電路)，軟件單元(包括存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的計(jì)算機(jī)代碼)，或者硬件單元與軟件單元的結(jié)合。
信號(hào)輸入單元102可包括天線輸入端，RCA輸入端，S視頻信號(hào)輸入端，合成視頻輸入端等等。本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員可以理解，盡管圖中僅僅畫出了 一個(gè)信號(hào)輸入單元，但是信號(hào)輸入單元102也適用于接收包括視頻數(shù)據(jù)和音頻數(shù)據(jù)的信號(hào)。作為其它可能的實(shí)施方式，信號(hào)輸入單元102可以被設(shè)計(jì)成能夠接收廣播頻段。例如，信號(hào)輸入單元102可以包括用于接收廣播頻段的天線。在其它的可選實(shí)施方式中，信號(hào)輸入單元102可以被設(shè)計(jì)成能夠接收單通道視頻和/或音頻數(shù)據(jù)。例如，信號(hào)輸入單元102可以包括DVD播放器等類似單元。
電子裝置100的調(diào)諧器104用于調(diào)諧從信號(hào)輸入單元102接收到的廣播信號(hào)中的一些特殊視頻節(jié)目。本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員可以理解，在非廣播頻段接收到的輸入信號(hào)可以旁路通過(guò)調(diào)諧器104，因?yàn)檫@些信號(hào)所伴隨的電視節(jié)目不需要通過(guò)調(diào)諧進(jìn)行隔絕，例如，從DVD播放器輸入的信號(hào)不需要被調(diào)諧。
電子裝置100的處理器108用于控制電子裝置100的操作，處理器108結(jié)合與其相連接的存儲(chǔ)器no而提供上述的操作控制。存儲(chǔ)器IIO可存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)可讀的代碼，這些計(jì)算機(jī)代碼使得處理器108能夠控制電子裝置100的操作。特別地，本實(shí)施例中的存儲(chǔ)器IIO和處理器108可以通過(guò)計(jì)算機(jī)代碼共同執(zhí)行程序并提供參數(shù)。
電子裝置100還可以包括顯示子系統(tǒng)112。顯示子系統(tǒng)112可以包括一個(gè)顯示器，例如液晶顯示器(LCD)，硅基液晶(LCOS)顯示器，數(shù)字光處理(DLP)顯示器，或者其它任何合適類型的顯示器。顯示子系統(tǒng)112可包括光源(圖未
8示)等部件，這些部件能夠共同作用而在顯示器上產(chǎn)生可視影像。此外，如圖
中所示，電子裝置100可包括音頻子系統(tǒng)116，音頻子系統(tǒng)116用于播放通過(guò)顯示子系統(tǒng)112顯示的視頻數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)音頻數(shù)據(jù)。例如，音頻子系統(tǒng)116可以包括揚(yáng)聲器和音頻放大器。
參見圖2中所示，圖2是本實(shí)施例所涉及的自適應(yīng)濾波器系統(tǒng)200的結(jié)構(gòu)示意圖。這種典型的自適應(yīng)濾波器系統(tǒng)200用于接收解壓縮后的數(shù)據(jù)，例如從視頻輸入端202輸入的RGB數(shù)據(jù)。如圖中所示，視頻輸入端202包括三根數(shù)據(jù)線，這三根數(shù)據(jù)線分別將視頻流的紅色組分、綠色組分以及藍(lán)色組分傳輸?shù)阶赃m應(yīng)濾波器系統(tǒng)200。為了方便說(shuō)明，本實(shí)施例采用了 RGB^^式的視頻信號(hào)為例，顯然，采用其它格式的視頻信號(hào)同樣是可行的，例如YPrPb格式等等。
視頻輸入端202接收到的^L頻數(shù)據(jù)輸入到一組延遲線204中，延遲線204根據(jù)顯示器的水平線捕獲視頻的水平線，每條水平線都由若干象素點(diǎn)構(gòu)成。在某些情況下，延遲線204捕獲七條水平線所對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)，每個(gè)象素點(diǎn)都是通過(guò)RGB碼表征。此外，延遲線204也可以接收由初始線指示器(SOL) 206所發(fā)出的初始線指示信號(hào)，這種初始線指示信號(hào)能夠通知延遲線204何時(shí)開始捕獲包含數(shù)據(jù)的水平線。延遲線204將捕獲到的若干條RGB線數(shù)據(jù)輸入至平滑濾波器208和RGB—luma轉(zhuǎn)換器209。
平滑濾波器208能夠應(yīng)用某一規(guī)則根據(jù)線數(shù)據(jù)對(duì)視頻圖像進(jìn)行柔和與模糊處理。例如，平滑濾波器208可估算每個(gè)中心像素和其周邊像素的加權(quán)平均值，由此，每個(gè)中心像素的顏色組分能夠被轉(zhuǎn)換成其對(duì)應(yīng)的加權(quán)平均值。通過(guò)這種方式，中心像素能夠有效地與其周圍顏色保持原色。此方式被重復(fù)應(yīng)用至對(duì)所捕獲的視頻數(shù)據(jù)的每個(gè)像素的處理。針對(duì)特殊像素的權(quán)重取決于在特殊情況下所需要的平滑處理的程度和類型。例如，加權(quán)后的像素群形在中心像素周圍呈菱形，而中心像素與周圍像素具有相同的加權(quán)值。上述的加權(quán)技術(shù)可以產(chǎn)生高度的模糊效果，尤其是在四個(gè)區(qū)塊效應(yīng)的接合處。
平滑濾波器208將濾波后的RGB數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)線210傳輸?shù)阶赃m應(yīng)混合單元214,同時(shí)通過(guò)lt據(jù)線212將未濾波的原始RGB數(shù)據(jù)也傳輸至自適應(yīng)混合單元214。由于經(jīng)過(guò)濾波的數(shù)據(jù)可能會(huì)由于濾波計(jì)算過(guò)程而產(chǎn)生延時(shí)，因此也需要將未濾波的原始RGB凄t據(jù)進(jìn)行一定的延時(shí)，例如，可以通過(guò)一個(gè)或多個(gè)D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器來(lái)達(dá)到這種延時(shí)效果，這樣一來(lái)，濾波后的RGB數(shù)據(jù)與未濾波RGB數(shù)據(jù)能夠同時(shí)從平滑濾波器208輸出。正如下文中將詳細(xì)介紹的，自適應(yīng)混合單元214能夠根據(jù)特殊像素周圍的細(xì)節(jié)的數(shù)目將濾波后的數(shù)據(jù)與未濾波數(shù)據(jù)進(jìn)行逐像素混合。
如圖2中所示，RGB-luma轉(zhuǎn)換器209同時(shí)也接收到被延遲線204所捕獲的RGB數(shù)據(jù)。如本領(lǐng)域內(nèi)的公知常識(shí)，RGB-luma轉(zhuǎn)換器209能夠從RGB數(shù)據(jù)中為每個(gè)像素點(diǎn)計(jì)算出亮度值，此亮度值被分別傳輸至中心方差計(jì)算器218和周邊方差計(jì)算器220，這兩個(gè)計(jì)算器用于給每個(gè)像素點(diǎn)計(jì)算一個(gè)代表此像素周圍細(xì)節(jié)程度的系數(shù)。
中心方差計(jì)算器218用于快速計(jì)算反映像素點(diǎn)周圍細(xì)節(jié)程度的中心方差，結(jié)合前文所述，中心像素是指被計(jì)算方差系數(shù)的像素，作為其中一種實(shí)施方式，中心方差可以通過(guò)中心^象素、處于中心像素上方的兩個(gè)像素、處于中心像素下方的兩個(gè)像素、處于中心像素左邊的兩個(gè)像素、處于中心像素右邊的兩個(gè)像素來(lái)結(jié)合計(jì)算。尤其的，中心方差可以通過(guò)對(duì)上述提及的各相鄰像素對(duì)的亮度差絕對(duì)值進(jìn)行求和得到。中心方差計(jì)算器218輸出的是一個(gè)無(wú)符號(hào)的8-bit數(shù)字，其變化范圍是0-255，反映其所計(jì)算出的中心方差值。
周邊方差計(jì)算器220計(jì)算出反映中心像素周邊四個(gè)象限的細(xì)節(jié)程度。例如，中心方差可通過(guò)計(jì)算圍繞中心像素的四個(gè)象限中的四個(gè)像素區(qū)塊而得到。每個(gè)像素區(qū)塊都是三個(gè)像素高度和四個(gè)像素寬度。尤其的，周邊方差可以通過(guò)對(duì)上述提及的各區(qū)塊內(nèi)像素對(duì)的亮度差絕對(duì)值進(jìn)行求和得到，所述的像素對(duì)包括水平像素對(duì)和垂直像素對(duì)。進(jìn)一步的，根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，每個(gè)像素區(qū)塊可以單獨(dú)求和計(jì)算，而周邊方差等于這四個(gè)區(qū)塊中所計(jì)算出的最大求和值。周邊方差計(jì)算器220的輸出是一個(gè)無(wú)符號(hào)的8-bit數(shù)字，其變化范圍是0-255,反映出其所
10計(jì)算出的周邊方差值。
可以理解，上述計(jì)算像素周圍細(xì)節(jié)程度的實(shí)施例中僅僅是一種典型的實(shí)施例，其它計(jì)算表現(xiàn)像素周圍細(xì)節(jié)程度參數(shù)的實(shí)施例也應(yīng)該包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
自適應(yīng)混合單元214可將周邊方差值與中心方差值作為每個(gè)像素周圍細(xì)節(jié)程度的標(biāo)準(zhǔn)，自適應(yīng)混合單元214產(chǎn)生視頻輸出222,視頻輸出222被用于向顯示器提112提供圖像信息。視頻輸出222包括RGB編碼的輸出像素?cái)?shù)據(jù)，這些輸出像素?cái)?shù)據(jù)包含經(jīng)過(guò)濾波的像素以及與其同步的未濾波數(shù)據(jù)。尤其的，根據(jù)上述的周邊方差值和中心方差值，每一個(gè)輸出像素可以包括一個(gè)經(jīng)過(guò)濾波的像素， 一個(gè)未濾波像素，或者二者的混合。這樣，根據(jù)由周邊方差值和中心方差值所量化的象素點(diǎn)周圍的細(xì)節(jié)程度，每個(gè)象素點(diǎn)都有不同的濾波級(jí)別。例如，在周邊方差值和/或中心方差值高于一個(gè)特殊閾值的情況下， 一個(gè)輸出像素可為未濾波像素；在周邊方差值和/或中心方差值低于一個(gè)特殊閾值的情況下， 一個(gè)輸出像素可為經(jīng)過(guò)濾波的像素。再例如，輸出像素可以通過(guò)計(jì)算加權(quán)的濾波像素與未濾波像素的混合而產(chǎn)生，其中加權(quán)值是由周邊方差值和中心方差值決定。
需要強(qiáng)調(diào)的是，上述實(shí)施例同時(shí)采用了周邊方差值和中心方差值而不是其中單獨(dú)的一個(gè)，這種方式可以使得區(qū)塊效應(yīng)能夠得到更大程度的降低。如果僅釆用周邊方差值，則可能導(dǎo)致強(qiáng)弱區(qū)塊邊界均被平滑處理，這種處理結(jié)果是不合需要的，因?yàn)閺?qiáng)區(qū)塊邊界很可能揭示了真實(shí)的圖像細(xì)節(jié)。另一方面，如果僅采用中心方差值，則可能阻止了對(duì)弱區(qū)塊邊界過(guò)渡的平滑處理，因?yàn)榇藭r(shí)沒有細(xì)節(jié)程度的度量標(biāo)準(zhǔn)，這種度量標(biāo)準(zhǔn)是通過(guò)周邊方差值提供的，因此目標(biāo)像素周圍區(qū)域的平滑處理將一皮局限在很小的中心方差區(qū)域內(nèi)，以避免低對(duì)比度的圖像細(xì)節(jié)被過(guò)濾掉。
自適應(yīng)濾波器系統(tǒng)200還可以包括能夠?qū)V波級(jí)別進(jìn)行選擇性調(diào)節(jié)的用戶輸入端，例如圖3中將詳細(xì)介紹的，自適應(yīng)濾波器系統(tǒng)200可以包括類似于中心方差增益226以及周邊方差增益224之類的可調(diào)用戶輸入端，這兩者都可以根據(jù)用戶設(shè)定的參數(shù)增加或減少應(yīng)用在視頻圖像上的濾波級(jí)別。
結(jié)合圖3和圖4中所示，其揭示了完成加權(quán)混合技術(shù)的自適應(yīng)混合單元214的內(nèi)部電路功能示意圖，如下文中所要詳細(xì)介紹的，圖3是混合計(jì)算器的功能示意圖，此混合計(jì)算器可根據(jù)濾波級(jí)別決定一個(gè)系數(shù)"K"或"K值"并將其根據(jù)某特殊像素的中心方差和周邊方差應(yīng)用到此像素。圖4是一個(gè)"像素混合器"的功能示意圖，其根據(jù)濾波后的像素、未濾波像素以及像素的K值確定一個(gè)輸出像素。需要強(qiáng)調(diào)的是，利用相同的像素K值，可以通過(guò)三個(gè)圖4中所描述的電路將RGB數(shù)據(jù)中的每個(gè)顏色組分同時(shí)進(jìn)行處理。
圖3中所示是本實(shí)施例一種混合計(jì)算器300的功能示意圖?；旌嫌?jì)算器300用于根據(jù)以下四個(gè)輸入值計(jì)算K值中心方差302、中心方差增益226、周邊方差304以及周邊方差增益224,在一些情況下，輸入值還包括8-bit無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)。中心方差302通過(guò)乘法器306與中心方差增益226相乘，通過(guò)除法器308將所得的乘積除以16。實(shí)質(zhì)上而言，除法器308的作用是將一個(gè)增益校正應(yīng)用到中心方差302。盡管圖中揭示的是一個(gè)十六分之一增益，但在其它其情況下，具體的增益值可以根據(jù)期望的視覺特征進(jìn)行調(diào)整和改變。此外，在其它
可能的實(shí)施例中，除法器308可以^皮省略。
比較器310將除法器308的輸出與周邊方差進(jìn)行比較并輸出兩者中的數(shù)值較大者。比較器310的輸出信號(hào)傳送至D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器312,此D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器312將比較器310的輸出保存一個(gè)時(shí)鐘周期以達(dá)到將輸出延遲一個(gè)時(shí)鐘周期的效果。
然后，D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器的輸出結(jié)果通過(guò)乘法器314與周邊方差增益224相乘，然后通過(guò)除法器316將所得的乘積除以8。除法器316的作用是將一個(gè)增益校正應(yīng)用到所有的方差值。盡管圖中揭示的是一個(gè)八分之一增益，但在其它其情況下，具體的增益值可以根據(jù)期望的視覺特征進(jìn)行調(diào)整和改變。此外，在其它可能的實(shí)施例中，除法器316可以被省略。
然后，減法器318將除法器316的輸出結(jié)果減去256,減法器318的作用是將K值確定在一個(gè)期望的范圍內(nèi)。在其它可能的實(shí)施例中，減法器318也可能采用其它的數(shù)值作為減數(shù)，或者將減法器318省略。減法器318的結(jié)果輸出至限幅器324,限幅器324將其輸出的K值限制在0-256。
限幅器324的結(jié)果傳輸至多路復(fù)用器326,此多路復(fù)用器326的作用是使得用戶能夠屏蔽掉自適應(yīng)的混合特征，尤其的，多路復(fù)用器326能夠選擇輸出限幅器326的輸出值或"0"值。這種對(duì)輸入值的選擇是通過(guò)與周邊方差增益224連接的條件控制器328進(jìn)行控制的。如果周邊方差增益224等于255,那么條件控制器328輸出一個(gè)"1"值至多路復(fù)用器326，多路復(fù)用器326的輸出為零；否則，條件控制器328輸出一個(gè)"0"值至多路復(fù)用器326,多路復(fù)用器326就將輸出限幅器326所輸出的值。多路復(fù)用器326的輸出端連接到D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器(DQ ) 330， D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器330將K值保存一個(gè)時(shí)鐘周期。本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員可以理解，上述電路將按照如下公式實(shí)現(xiàn)K值的計(jì)算
<formula>formula see original document page 13</formula>
其中，Vq是周迫方差，Vc是中心方差，Gv是周邊方差增益，Gc是中心方差增益。產(chǎn)生的K值輸出332被輸入到圖4中所述的像素混合器400。其中K值輸出332決定了加權(quán)混合的經(jīng)濾波像素和未濾波像素中經(jīng)濾波像素的權(quán)值。
參見圖4中所示，其為當(dāng)前實(shí)施例像素混合器400的功能示意圖。如上所述，像素混合器400從平滑濾波器接收經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)402和未經(jīng)濾波的數(shù)據(jù)404。經(jīng)濾波的信號(hào)402和未經(jīng)濾波的信號(hào)404均表現(xiàn)被捕獲的RGB數(shù)據(jù)中某一獨(dú)立像素的某一顏色組分。圖2中所揭示的自適應(yīng)混合單元214可以包括三個(gè)像素混合器400，這樣，每一種顏色組分都能夠同時(shí)在其中一個(gè)像素混合器中進(jìn)行處理。
根據(jù)當(dāng)前實(shí)施例，減法器406計(jì)算經(jīng)濾波像素值和未濾波像素值的差值，因此減法器496的輸出結(jié)果反映了平滑濾波器202的濾波級(jí)別。接下來(lái)，放大器408將減法器406的輸出進(jìn)行放大處理，放大因數(shù)等于混合計(jì)算器300所輸出的K值。除法單元412將;^文大器408的輸出除以256,加法器414再將除法單元412的輸出和未經(jīng)濾波像素?cái)?shù)據(jù)404進(jìn)行加法運(yùn)算。本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員可以理解，上述電路所實(shí)現(xiàn)的功能就是通過(guò)以下計(jì)算公式計(jì)算像素顏色值P:
上面的公式也可以用下面的形式表述
<formula>formula see original document page 14</formula>
此處F是濾波后像素值，U是原始像素或未濾波像素值，K代表混合計(jì)算器300所計(jì)算的K值。本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員可以理解，如果K值取256則導(dǎo)致最大平滑處理，而如果K值為零，則不進(jìn)行平滑處理。
本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員可以理解，像素混合器400的加法器414所輸出的結(jié)果可能包含超過(guò)了 8比特輸入像素?cái)?shù)據(jù)的多余的比特位。根據(jù)本實(shí)施例，加法器414輸出的像素?cái)?shù)據(jù)可能包括12個(gè)比特。為了避免12比特的結(jié)果數(shù)據(jù)混入8比特像素中，像素混合器400可包括一個(gè)能夠?qū)?2比特二進(jìn)制數(shù)舍位成8比特二進(jìn)制數(shù)的電路。作為一種實(shí)施方式，加法器414的輸出被舍位器416進(jìn)行舍位操作，典型的，可以將兩個(gè)高比特位舍去。由于像素混合器400的計(jì)算特征，加法器414輸出數(shù)據(jù)的兩個(gè)高比特位必定為零，因此，上述的舍位操作并不會(huì)造成有用信息的丟失。得到的結(jié)果輸入到D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器418中，其將此輸出結(jié)果保存一個(gè)時(shí)鐘周期。
接下來(lái)，如果信息不通過(guò)遞歸舍入模塊420進(jìn)行處理，那么除法器428會(huì)直接將上面得到的10比特?cái)?shù)除以4,使得上述所得到的10比特?cái)?shù)可以被縮減成8比特?cái)?shù)。本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員可以理解，除以4的運(yùn)算相當(dāng)于將兩個(gè)低比特位舍去，因此一些有用的信息將在這個(gè)過(guò)程中丟失，這可能會(huì)導(dǎo)致舍入誤差進(jìn)而使得顯示器上的圖像產(chǎn)生鋸齒形邊緣，即眾所周知的"階梯"效應(yīng)。為了減少這種階梯效應(yīng)，如本領(lǐng)域內(nèi)一般技術(shù)人員所知的，本實(shí)施例包括一個(gè)可選的遞歸舍入模塊420。需要強(qiáng)調(diào)的是，加法器426將把10比特?cái)?shù)變成11比特?cái)?shù)。遞歸舍入才莫塊420包括舍位器422,其將11比特?cái)?shù)的前九個(gè)比特位舍去，剩下后面兩個(gè)低比特位并通過(guò)加法器426將后面兩個(gè)低比特位加回到D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器418中。通過(guò)這種方式，被舍去的信息重新加回到下一個(gè)像素中，而不是丟失。
如果實(shí)施例中包括遞歸舍入模塊420，那么除法器428的輸出將是一個(gè)9比特?cái)?shù)，而不是8比特?cái)?shù)。因此，除法器428的輸出結(jié)果送入到限幅器430中，限幅器430輸出的數(shù)是0-1023之間的8比特?cái)?shù)，即，如果一個(gè)數(shù)大于1023,那么它會(huì)被限縮至1023，如果一個(gè)數(shù)小于零，那么它會(huì)被增至零。
在被送入顯示器112之前，最后所得到的結(jié)果像素?cái)?shù)據(jù)被存儲(chǔ)在D型雙穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器432中一個(gè)周期，然后連同另外兩個(gè)的被其它像素混合器400處理的顏色組分一起產(chǎn)生一個(gè)完整的RGB編碼像素并被輸送到顯示器112。
本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員能夠根據(jù)上面的描述聯(lián)想到一些其它的適合上述計(jì)算過(guò)程的硬件結(jié)構(gòu)和配置，例如，本領(lǐng)域內(nèi)的一般技術(shù)人員能夠理解，上述的計(jì)算過(guò)程也可以通過(guò)各種分立的電子電路例如運(yùn)算放大器、晶體管、邏輯門電路等實(shí)現(xiàn)。此外，上述的計(jì)算過(guò)程可以通過(guò)集成電路或者微處理器完成。
另外，上述實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，然而本發(fā)明并不僅僅局限于上述實(shí)施例，在權(quán)利要求的范圍記載的發(fā)明范圍內(nèi)，可進(jìn)行各種變形，這些變形也包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本說(shuō)明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，對(duì)本發(fā)明做的微小改變以及等效變換均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求所保護(hù)的范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
1、一種減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于包括以下步驟根據(jù)目標(biāo)像素以及其周邊像素的特征函數(shù)確定目標(biāo)像素的平滑處理系數(shù)值；根據(jù)目標(biāo)像素周圍的圖像細(xì)節(jié)程度確定一個(gè)或多個(gè)方差值；根據(jù)所述平滑處理系數(shù)值和一個(gè)或多個(gè)方差值確定目標(biāo)像素的平滑處理量；根據(jù)平滑處理量提供一個(gè)輸出像素。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述函 數(shù)是目標(biāo)像素和其周邊像素的加權(quán)平均值。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述方法 進(jìn)一步包括以下步驟根據(jù)所述一個(gè)或多個(gè)方差值按比例降低目標(biāo)像素的平滑 處理量。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少-見頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述方法 進(jìn)一步包括以下步驟如果所述一個(gè)或多個(gè)方差值低于一個(gè)指定的閾值，則提 高目標(biāo)像素的平滑處理量。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述確 定一個(gè)或多個(gè)方差值包括將一個(gè)顏色編碼像素轉(zhuǎn)換成亮度編碼像素。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述確 定一個(gè)或多個(gè)方差值包括對(duì)目標(biāo)像素周邊的像素群內(nèi)的相鄰像素之間的絕對(duì)差 值進(jìn)行求和。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述像 素群包括處于目標(biāo)像素正上方的像素、處于目標(biāo)像素正下方的像素、處于目標(biāo) 像素正左側(cè)的像素、處于目標(biāo)像素正右側(cè)的像素。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述像 素群包括與目標(biāo)像素直接相鄰的像素。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述像 素群包括目標(biāo)像素周邊四個(gè)象限內(nèi)的像素。
10、 一種減少一見頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于包括以下步驟 確定目標(biāo)像素周邊四個(gè)象限內(nèi)的像素之間的第 一 方差值；確定目標(biāo)像素與其周邊像素群之間的第二方差值；如果所述第一方差值低于某第一閾值而第二方差值低于某第二閾值則提高 目標(biāo)像素的平滑處理量。
11、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述 確定第一方差值和確定第二方差值包括將目標(biāo)像素、目標(biāo)像素周邊四個(gè)象限內(nèi) 的像素、目標(biāo)像素周邊的像素群轉(zhuǎn)換成亮度數(shù)據(jù)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于還包括 以下步驟根據(jù)用戶的輸入指令將一增益系數(shù)應(yīng)用到第 一方差值和第二方差值。
13、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述 目標(biāo)像素的平滑處理量是由目標(biāo)像素以及其周邊像素群的加權(quán)平均值決定。
14、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述 目標(biāo)像素、目標(biāo)像素周邊四個(gè)象限內(nèi)的像素、目標(biāo)像素周邊的像素群均是采用 RGB數(shù)據(jù)編碼。
15、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述 四個(gè)象限的每個(gè)象限均包括一個(gè)包含約四至六十四個(gè)像素的矩形框。
16、 根據(jù)權(quán)利要求IO所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的方法，其特征在于所述 目標(biāo)像素周邊的像素群包括約四至六十四個(gè)像素。
17、 一種減少碎見頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)，其特征在于包括根據(jù)目標(biāo)-像素特征及目標(biāo)像素周邊像素群特征產(chǎn)生經(jīng)過(guò)平滑處理的像素的 平滑濾波器；根據(jù)目標(biāo)^^素周圍的圖像細(xì)節(jié)產(chǎn)生一個(gè)或多個(gè)方差值的一個(gè)或多個(gè)方差值 產(chǎn)生器；根據(jù)目標(biāo)像素特征、經(jīng)過(guò)平滑處理的像素的特征、方差值產(chǎn)生被顯示像素 的自適應(yīng)混合單元。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)，其特征在于所述 一個(gè)或多個(gè)方差產(chǎn)生器包括周邊方差產(chǎn)生器和中心方差產(chǎn)生器。
19、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)，其特征在于如果 所述一個(gè)或多個(gè)方差值高于一特定閾值則所述被顯示像素是所述目標(biāo)像素，如 果所述的一個(gè)或多個(gè)方差值低于一特定閾值，則所述被顯示像素是所述經(jīng)過(guò)平 滑處理的#>素。
20、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)，其特征在于所述 被顯示像素是目標(biāo)像素與經(jīng)過(guò)平滑處理的像素的加權(quán)混合，其中分配給目標(biāo)像 素的相對(duì)于經(jīng)過(guò)平滑處理像素的加權(quán)值是由所述一個(gè)或多個(gè)方差值決定。
21、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)，其特征在于所述 系統(tǒng)包括一個(gè)數(shù)字電^f見。
22、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)，其特征在于其中 所述像素采用RGB數(shù)據(jù)編碼。
全文摘要
本發(fā)明提供一種減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)和方法，所述系統(tǒng)包括平滑濾波器、一個(gè)或多個(gè)方差值產(chǎn)生器以及自適應(yīng)混合單元。所述方法包括以下步驟根據(jù)目標(biāo)像素以及其周邊像素的特征函數(shù)確定目標(biāo)像素的平滑處理系數(shù)值；根據(jù)目標(biāo)像素周圍的圖像細(xì)節(jié)程度確定一個(gè)或多個(gè)方差值；根據(jù)所述平滑處理系數(shù)值和一個(gè)或多個(gè)方差值確定目標(biāo)像素的平滑處理量；根據(jù)平滑處理量提供一個(gè)輸出像素。本發(fā)明提供的減少視頻區(qū)塊效應(yīng)的系統(tǒng)和方法基于每個(gè)像素周邊的其它圖像細(xì)節(jié)對(duì)此像素進(jìn)行濾波和平滑處理，減少了視頻圖像中的區(qū)塊效應(yīng)，可以提高視頻圖像的質(zhì)量。
文檔編號(hào)H04N7/26GK101605254SQ20081006769
公開日2009年12月16日 申請(qǐng)日期2008年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月13日
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