專利名稱：用于減輕圖像中的偽影的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開一般地涉及數(shù)字圖像處理和顯示系統(tǒng)，更具體而言涉及用于減 輕圖像中的偽影(artifact)的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
由于產(chǎn)生數(shù)字式采樣的圖像的高質(zhì)量表示所需的數(shù)據(jù)文件較大，常見 的做法是向該數(shù)據(jù)文件應用各種形式的壓縮，以嘗試減小數(shù)據(jù)文件的大 小，而不會不利地影響感知到的圖像質(zhì)量。已經(jīng)發(fā)展了各種公知的技術(shù)和 標準來解決該需求。這些技術(shù)的代表是用于圖像編碼的聯(lián)合圖片專家組 (JPEG)。與JPEG類似但添加了幀間編碼以利用運動序列中連續(xù)幀的相 似性的是運動圖片專家組(MPEG)標準?；谛〔ㄗ儞Q已經(jīng)開發(fā)了其他 標準和專屬系統(tǒng)。
在商業(yè)電影DVD/HD-DVD發(fā)行的過程中，從傳統(tǒng)的膠片或者從計算 機動畫電影掃描的數(shù)字圖像通常具有10比特數(shù)據(jù)并且在某些應用中具有 最多達16比特數(shù)據(jù)。該數(shù)據(jù)需要被轉(zhuǎn)換成8比特YUV格式以便進行壓 縮。由于比特深度精度的減小，帶化偽影(banding artifact)經(jīng)常出現(xiàn)在具 有平滑的顏色變化的圖像區(qū)域或圖像中。抖動(dkhering)和誤差擴散 (error diffusion)算法常被用于減輕帶化偽影。在大多數(shù)抖動算法中，具 有高空間頻率的數(shù)字信號被添加到圖像以掩蔽掉帶化效應。然而， DVD/HD-DVD內(nèi)的壓縮是去除具有高空間頻率的信號的有損壓縮。因 此，即使在壓縮之前通過抖動過程掩蔽掉了帶化，在壓縮之后帶化偽影也 經(jīng)常會出現(xiàn)。用于抖動或顏色深度減小的傳統(tǒng)方法是用于顯示應用和打印服務的。 由于抖動是處理鏈中的最后一步，因此所添加的高空間頻率被很好地保留 并且在顏色深度被減小時實現(xiàn)了掩蔽帶化效應的目的。誤差擴散是另一種 常見的方法，其中量化誤差被分布在鄰居像素中以產(chǎn)生掩蔽效果并且保持
整體圖像強度。然而，這些方法沒有考慮到諸如MPEG1,2,4或H.264之類 的往往會減小或者截斷高頻信號的有損壓縮的影響。因此，大多數(shù)誤差擴 散方法將減小壓縮過程中的比特率效率，這是因為壓縮編碼器將會使用若 干個比特來表示所添加的量化誤差，從而用來表示圖像的比特較少。同 時，帶化偽影在壓縮之后易于出現(xiàn)，因為掩蔽信號被減小或截斷了。
因此，需要一種用于減輕圖像中的偽影的技術(shù)，其中，在有損壓縮過 程之后，偽影仍然得到減輕或抑制。另外，需要一種將在維持高比特率效 率的同時減輕圖像中的偽影的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本公開的系統(tǒng)和方法提供了基于區(qū)塊(block)或者說區(qū)域的誤差擴散 算法，用于減輕圖像中的偽影。該系統(tǒng)和方法允許以一種能夠較容易地通 過壓縮過程的方式來生成并控制掩蔽信號(例如，要應用到圖像的噪聲) 的空間頻率?；趨^(qū)塊的誤差擴散算法生成能夠在很大程度上從壓縮過程 中幸存的具有低到中空間頻率響應的抖動信號，例如，對于圖像的給定區(qū)
塊，對于該區(qū)塊內(nèi)的每個像素可使用相同的噪聲，從而在該區(qū)塊內(nèi)噪聲樣 式的空間頻率將會較低，這降低了整個圖像中的噪聲的整體空間頻率。該 系統(tǒng)和方法還證明，對于具有相同比特率的壓縮，提高了峰值信號噪聲比 (PSNR) ， SP，提高了壓縮中的編碼效率。另外，基于區(qū)塊的誤差擴散 算法減輕了商業(yè)DVD/HD-DVD發(fā)行過程中的帶化偽影，尤其是對于其中 在具有平滑顏色轉(zhuǎn)變的圖像區(qū)域中帶化偽影很明顯的動畫膠片而言更是如 此。
根據(jù)本公開的一個方面，提供了一種用于減輕圖像中的偽影的方法， 包括選擇圖像的像素的區(qū)塊大?。粚⒀诒涡盘柼砑拥綀D像；為圖像中的 至少一個區(qū)塊確定量化誤差；以及將量化誤差分布到圖像中的鄰居區(qū)塊以
5掩蔽圖像中的偽影。
在一個方面中，掩蔽信號是噪聲信號。
在另一個方面中，該方法還包括在分布步驟之后利用壓縮函數(shù)對圖像
進行編碼。壓縮函數(shù)是有損壓縮，例如MPEG 1,2, 4、 h.264等等。
在另一個方面中，確定量化誤差的步驟包括截斷至少一個區(qū)塊中的 每個像素；為每個像素確定量化誤差；以及對至少一個區(qū)塊中的每個像素 的量化誤差求和。
根據(jù)本公開的另一個方面，提供了一種用于減輕圖像中的偽影的系 統(tǒng)。該系統(tǒng)包括信號生成器，被配置用于生成將被應用到圖像的掩蔽信 號；區(qū)塊選擇器，被配置用于選擇圖像的像素的區(qū)塊大??；以及誤差擴散 模塊，被配置用于確定圖像的至少一個區(qū)塊中的量化誤差并且將量化誤差 分布到鄰居區(qū)塊以減輕圖像中的偽影。
在另一個方面中，該系統(tǒng)包括編碼器，該編碼器被配置用于利用壓縮 函數(shù)對圖像進行編碼。
在另一個方面中，誤差擴散模塊還包括誤差分布模塊，該誤差分布模 塊被配置為基于加權(quán)系數(shù)將量化誤差的一部分分布到鄰居區(qū)塊。誤差分布 模塊還適合于以因果方式分布量化誤差。
根據(jù)另一個方面，提供了一種可由機器讀取的程序存儲設(shè)備，其有形 地包含著可由該機器運行來執(zhí)行用于減輕圖像中的偽影的方法步驟的指令 程序，該方法包括選擇圖像的像素的區(qū)塊大??；將掩蔽信號添加到圖 像；為圖像中的至少一個區(qū)塊確定量化誤差；將量化誤差分布到圖像中的 鄰居區(qū)塊以掩蔽圖像中的偽影；以及利用壓縮函數(shù)對圖像進行編碼。


根據(jù)以下應當結(jié)合附圖來閱讀的對優(yōu)選實施例的詳細描述將描述或者 清楚看到本公開的這些和其他方面、特征和優(yōu)點。
在附圖中，相似的標號在各幅圖中指代類似的元件，其中
圖1是示出根據(jù)本公開一個方面的基于區(qū)塊的誤差擴散方法的流程
圖；圖2是根據(jù)本公開一個方面的用于減輕圖像中的偽影的系統(tǒng)的示例性
圖示；
圖3是根據(jù)本公開一個方面的用于減輕圖像中的偽影的示例性方法的 流程圖4是利用基于像素的誤差擴散方法來處理的圖像的誤差圖5是圖4中處理的那幅圖像的誤差圖，但現(xiàn)在該圖像是利用根據(jù)本 公開的基于區(qū)塊的誤差擴散方法來處理的；以及
圖6是示出比較使用基于像素的誤差擴散方法和使用基于區(qū)塊的誤差 擴散方法的峰值信號噪聲比(PSNR)的示圖。
應當理解，附圖是用于說明本公開的概念的，而不一定是用于圖示出 本公開的唯一可能的配置。
具體實施例方式
應當理解，圖中所示的要素可利用各種形式的硬件、軟件或其組合來 實現(xiàn)。優(yōu)選地，這些元件是在一個或多個適當編程的通用設(shè)備上利用硬件 和軟件的組合來實現(xiàn)的，所述通用設(shè)備可包括處理器、存儲器和輸入/輸出 接口。
本說明書例示了本公開的原理。因此將會明白，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將 能夠設(shè)計出雖然在這里沒有明確描述或示出但卻實現(xiàn)了本公開的原理并被 包括在其精神和范圍內(nèi)的各種布置。
這里記載的所有示例和條件性語言意圖用于教導目的以幫助讀者理解 本公開的原理和發(fā)明人為推進技術(shù)而貢獻的概念，并且應當被解釋為并不 限于這種具體記載的示例和條件。
另外，這里的所有記載本公開的原理、方面和實施例及其具體示例的 陳述都意圖涵蓋其結(jié)構(gòu)和功能等同物。此外，希望這種等同物包括當前已 知的等同物以及未來開發(fā)的等同物，即，所開發(fā)的任何執(zhí)行相同功能的要 素，無論結(jié)構(gòu)如何。
因此，例如，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會明白，這里給出的框圖表示實現(xiàn) 本公開的原理的示例性電路的概念視圖。類似地，將會明白，任何流程圖、狀態(tài)轉(zhuǎn)變圖、偽代碼等等都表示基本上可被表示在計算機可讀介質(zhì)中 表示并且因此可由計算機或處理器來運行的各種過程，無論這里是否明確 示出這種計算機或處理器。
附圖中示出的各種要素的功能可通過使用專用硬件以及能夠聯(lián)系適當 軟件來運行軟件的硬件來提供。當由處理器來提供時，這些功能可由單個 專用處理器、由單個共享處理器或者多個單獨的處理器(其中一些可被共 享)來提供。另外，對術(shù)語"處理器"或"控制器"的明確使用不應當被 解釋為僅僅指能夠運行軟件的硬件，而是可以隱含地包括但不限于數(shù)字信
號處理器("DSP")硬件、用于存儲軟件的只讀存儲器("ROM")、 隨機訪問存儲器("RAM")和非易失性存儲裝置。
還可包括其他傳統(tǒng)的和/或定制的硬件。類似地，圖中所示的任何開關(guān) 只是概念性的。其功能可通過程序邏輯的操作、通過專用邏輯、通過程序 控制和專用邏輯的交互或者甚至通過手工來執(zhí)行，具體技術(shù)由實現(xiàn)者根據(jù) 對上下文的更具體理解來選擇。
在本申請的權(quán)利要求中，被表達為用于執(zhí)行指定功能的裝置的任何要 素意圖涵蓋執(zhí)行該功能的任何方式，例如包括a)執(zhí)行該功能的電路元 件的組合，或者b)任何形式的軟件，因此包括固件、微代碼等等，這種 軟件與適當?shù)碾娐废嘟Y(jié)合以用于運行該軟件以執(zhí)行該功能。這種權(quán)利要求 所限定的公開內(nèi)容存在于以下事實中 ，即，各種記載的裝置所提供的功能 按權(quán)利要求所要求的方式被組合且集合在一起。因此認為，任何能夠提供 這些功能的裝置都等同于這里示出的那些。
本公開的系統(tǒng)和方法提供了基于區(qū)塊或者說區(qū)域的誤差擴散算法，用 于減輕圖像中的偽影。該系統(tǒng)和方法允許以一種能夠較容易地通過壓縮過 程的方式來生成并控制掩蔽信號(例如，噪聲)的空間頻率?；趨^(qū)塊的 誤差擴散算法生成能夠在很大程度上從壓縮過程中幸存的具有低到中空間 頻率響應的抖動信號。該系統(tǒng)和方法還證明，對于具有相同比特率的壓 縮，提高了峰值信號噪聲比(PSNR)，即，提高了壓縮中的編碼效率。
在傳統(tǒng)的基于像素的方法中，每個像素的量化誤差被分布到其鄰居像 素，而在本公開的基于區(qū)塊的方法中，量化誤差是根據(jù)每個區(qū)塊來計算的并被分布到其鄰居區(qū)塊。基于區(qū)塊的方法提供了按區(qū)塊大小來控制所添加 的量化誤差的空間頻率以及控制每個區(qū)塊內(nèi)的誤差分布的方式。對于圖像 的給定區(qū)塊，對于該區(qū)塊內(nèi)的每個像素可使用相同的噪聲，從而在該區(qū)塊 內(nèi)噪聲樣式的空間頻率將會較低，這降低了整個圖像中的噪聲的整體空間 頻率。通過按區(qū)塊來添加具有期望空間頻率響應的誤差擴散噪聲，與基于 像素的方法相比，在下游處理的有損壓縮中偽影的減輕將得到更好保持。
參考圖1，示出了本公開的系統(tǒng)和方法的整體流程。通過各種已知手 段來獲取要壓縮的圖像。應當明白，該圖像可以是單個靜止幀數(shù)字圖像， 或者可以是來自運動圖片或膠片的一系列圖像中的一個數(shù)字圖像。該圖像
被劃分成若干個區(qū)塊，例如B，，其m，n表示區(qū)塊索引。例如噪聲信號之 類的掩蔽信號被添加到圖像。對圖像中的每個區(qū)塊執(zhí)行截斷函數(shù)以減小區(qū) 塊中的像素的比特深度。對于每個區(qū)塊的像素確定量化誤差，并且所有誤 差的總和產(chǎn)生了區(qū)塊量化誤差E。隨后利用加權(quán)因子將區(qū)塊量化誤差E分 布到每個鄰居區(qū)塊，并且利用所分布的誤差將鄰居區(qū)塊的每個像素變換成 新的值，這將掩蔽帶化偽影并且將會從壓縮中存活。由于本公開的處理是 因果過程，所以將根據(jù)圖1中所示的處理方向來按順序處理區(qū)塊。該過程 開始于第一區(qū)塊，例如B。。。首先利用量化和誤差擴散來處理區(qū)塊b。。，然 后處理區(qū)塊B(n。在對區(qū)塊B。i的處理中，E是B(n的總量化誤差。"e"是 總量化誤差E中被分布到其鄰居區(qū)塊(例如B1()、 B 、 B。2 )的一部分。 分布到每個鄰居區(qū)塊的誤差可以是不同的，但是其總和等于總量化誤差 E。在添加來自先前的處理區(qū)塊(例如來自區(qū)塊BQ1)的誤差之后處理區(qū)塊 Bo2。由于該處理是一個因果過程，所以該處理將會在一個方向上流動， 并且將永遠不會把誤差添加回已經(jīng)處理過的區(qū)塊。正如本領(lǐng)域的技術(shù)人員 已知的，因果過程或系統(tǒng)是具有僅依賴于當前和先前輸入值的輸出和內(nèi)部 狀態(tài)的過程。
現(xiàn)在參考圖2，示出了根據(jù)本公開的實施例的示例性系統(tǒng)組件。掃描 設(shè)備103可被提供來用于將膠片拷貝(film print) 104 (例如，相機原始負 片)掃描成數(shù)字格式(例如，Cineon格式或SMPTE DPX文件)。掃描設(shè) 備103可包括例如電視電影機(telecine)或任何將會從這種膠片生成視頻輸出的設(shè)備，例如具有視頻輸出的Arri LocPrc)TM?；蛘?，可以直接使用來 自后期制作過程或數(shù)字影院106的文件(例如，已經(jīng)是計算機可讀形式的 文件)。計算機可讀文件的可能來源是AVIDTM編輯器、DPX文件、D5 帶，等等。
所掃描的膠片拷貝被輸入到后處理設(shè)備102，例如計算機。該計算機 實現(xiàn)在各種已知的計算機平臺中的任何一種上，這些計算機平臺具有諸如 以下硬件 一個或多個中央處理單元(CPU)、存儲器110 (例如隨機訪 問存儲器(RAM)和/或只讀存儲器(ROM))以及(一個或多個)輸入/ 輸出(I/O)用戶接口 112 (例如鍵盤、光標控制設(shè)備(例如，鼠標、操縱 桿等等)和顯示設(shè)備)。該計算機平臺還包括操作系統(tǒng)和微指令代碼。這 里描述的各種過程和功能可以是經(jīng)由操作系統(tǒng)運行的微指令代碼的一部分 或者軟件應用程序的一部分(或其組合)。此外，各種其他外圍設(shè)備可以 通過諸如并行端口、串行端口或通用串行總線(USB)之類的各種接口和 總線結(jié)構(gòu)連接到該計算機平臺。其他外圍設(shè)備可包括另外的存儲設(shè)備124 和打印機128。打印機128可以用于打印膠片126的經(jīng)修改版本，例如膠 片的立體版本。
或者，已經(jīng)是計算機可讀形式的文件/膠片拷貝106 (例如，數(shù)字影 院，其例如可被存儲在外部硬盤驅(qū)動器124上)可被直接輸入到計算機 102中。注意，這里使用的術(shù)語"膠片"可以指膠片拷貝或數(shù)字影院。
軟件程序包括存儲在存儲器110中的用于減輕圖像中的偽影的誤差擴 散模塊114。誤差擴散模塊114包括噪聲或信號生成器116，用于生成一 信號來掩蔽圖像中的偽影。噪聲信號可以是白噪聲、高斯噪聲、利用不同 截止頻率的濾波器來調(diào)制的白噪聲，等等。截斷模塊118被提供來確定圖 像的區(qū)塊的量化誤差。誤差擴散模塊114還包括被配置為將量化誤差分布 到鄰居區(qū)塊的誤差分布模塊120。
編碼器122被提供來用于將輸出圖像編碼成任何已知的壓縮標準，例 如MPEG 1,2， 4、 h.264，等等。
圖3是根據(jù)本公開一個方面用于減輕圖像中的偽影的示例性方法的流 程圖。首先，后處理設(shè)備102獲取至少一個二維(2D)圖像(步驟202)。如上所述，后處理設(shè)備102通過獲得計算機可讀格式的數(shù)字主視 頻文件來獲取至少一個2D圖像?？梢酝ㄟ^利用數(shù)字視頻相機捕捉視頻圖 像的時間序列來獲取數(shù)字視頻文件?；蛘?，可以利用傳統(tǒng)的膠片型相機來 捕捉視頻序列。在此情形下，經(jīng)由掃描設(shè)備103來掃描膠片。
應當明白，不論膠片被掃描還是已經(jīng)為數(shù)字格式，膠片的數(shù)字文件都 將包括關(guān)于幀的位置的指示或信息，例如幀號碼、從膠片開始起的時間， 等等。數(shù)字視頻文件的每個幀將包括一個圖像，例如I" 12、……、In。
在步驟204中，選擇區(qū)塊大小。圖像可被劃分成任何數(shù)目的區(qū)塊。區(qū) 塊是包含在矩形區(qū)域中的若干個像素。區(qū)塊在圖1中被示為Bm，n，其中m, n表示區(qū)塊索引。所有區(qū)塊可具有相同大小，例如2x2、 3x3，等等。區(qū)塊 大小也可依據(jù)局部圖像屬性而變化。區(qū)塊大小可由操作者經(jīng)由用戶接口 112來選擇，或者它可由圖像大小來決定，以便對不同的圖像大小保持恒 定的比率。如下文將描述的，本公開的誤差擴散方法工作在區(qū)塊級。 一旦 區(qū)塊大小被選擇，區(qū)塊大小就將對同一圖像保持相同。
一旦確定了區(qū)塊大小，就將在每個區(qū)塊內(nèi)執(zhí)行兩個函數(shù)截斷函數(shù)和 誤差擴散函數(shù)。首先，在步驟205中，經(jīng)由噪聲生成器116將噪聲信號N (例如，掩蔽信號)添加到圖像。在步驟206中，經(jīng)由截斷模塊118對圖 像中的每個區(qū)塊執(zhí)行截斷函數(shù)。截斷函數(shù)被用于通過將比特深度值除以恒 定的量化因子Q來減小區(qū)塊中的每個像素的比特深度，該量化因子Q是2 的冪。 一般來說，量化因子Q等于2X，其中X是要截斷的比特的數(shù)目。 例如，對于從10比特數(shù)據(jù)到8比特數(shù)據(jù)的截斷，恒定的量化因子Q將為 4，即Q-22。截斷函數(shù)被定義如下
/ J"+乂'乂/ e5 (1)
其中/".是區(qū)塊內(nèi)的像素值，A^.是噪聲生成器116在截斷之前添加的信
號，g是量化因子。/,:，,是被截斷的像素值。在截斷過程中，對于像素值要
考慮舍入問題。例如，如果4等于1.75，即7(/;,; + ~)除以4(Q)，則/,: 將需要利用整數(shù)來表示?；诒绢I(lǐng)域中己知的不同舍入方案，/,:，,.可以是2 或l。在式1內(nèi)，iV。.是噪聲，例如白噪聲，并且它減輕了結(jié)構(gòu)偽影。 一般 來說，乂,具有隨機的信號分布。經(jīng)由用戶接口 112，操作者可以手工控制 A^.的值范圍。默認地，A^.的值范圍是從0到Q-l。通過對于圖像的所選 區(qū)塊內(nèi)的每個像素使用相同的噪聲，噪聲樣式的空間頻率在區(qū)塊內(nèi)將會較 低，這降低了整個圖像中的噪聲的整體空間頻率。由于噪聲的空間頻率被 降低，因此噪聲(即掩蔽信號)將會從壓縮過程中幸存并且在解壓縮期間 抑制偽影。
在步驟208中，如以下式(2)所示為區(qū)塊內(nèi)的每個像素確定量化誤 差，并且在步驟210中，所有量化誤差的總和產(chǎn)生了區(qū)塊量化誤差^，"，
該區(qū)塊量化誤差^, 基于誤差擴散系數(shù)被分布到鄰居區(qū)塊中。 l-IXr^") <2)
對于總的區(qū)塊量化誤差&,u，由下式確定的一部分量化誤差e將被分
布到鄰居區(qū)塊
其中c(m,n)是誤差擴散系數(shù)。
在步驟212中，經(jīng)由誤差分布模塊120將區(qū)塊量化誤差分布到鄰居區(qū) 塊。每個區(qū)塊內(nèi)的誤差分布函數(shù)被定義如下
丄乂 — 乂W T Wf,乂e， W -
+ w,.,e， /"e5挑,， (4) 1
" 層
、e丑',"， (5)
其中e是分布到區(qū)塊A,u的總誤差，7V、 M是區(qū)塊的尺寸， 是區(qū)塊& 的 加權(quán)系數(shù)。在一個實施例中，如式(5)所示的均勻分布被用于計算加權(quán) 系數(shù)。可以設(shè)計更復雜的函數(shù)來計算^,，例如，，,.可被設(shè)定為與I(i,j)成 比例。
區(qū)塊& 的大小決定了在誤差擴散過程中能夠控制的空間頻率的量，并且被選擇來實現(xiàn)最佳的掩蔽偽影的效果。然而，較大的區(qū)塊大小往往會 生成結(jié)構(gòu)化的偽影，在誤差擴散過程中這是不合需要的。這種結(jié)構(gòu)化的偽 影包括區(qū)塊邊界偽影，其中兩個不同區(qū)塊中的2個相鄰像素將被不同地變 換。式1中的A^.也被用于通過包括隨機噪聲來破壞潛在的結(jié)構(gòu)化偽影。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，2x2的示例性區(qū)塊大小足以處理720x480像素(例如DVD分辨 率)的圖像，而不會有可見的區(qū)塊偽影。應當明白，可以使用其他區(qū)塊大 小和圖像大小，而不會產(chǎn)生可見的偽影。
在己通過誤差擴散函數(shù)來修改圖像之后，可將圖像保存在后處理設(shè)備 的存儲器中，例如保存在存儲設(shè)備124中。 一旦已經(jīng)修改了特定膠片的所 有圖像，就可以根據(jù)任何傳統(tǒng)的壓縮標準(例如MPEG 1, 2， 4、 h.264等 等)經(jīng)由編碼器122來對圖像進行編碼(步驟214)。然而可將經(jīng)過壓縮 的膠片130存儲在存儲設(shè)備(例如，存儲設(shè)備124)中或?qū)⑵鋫魉偷娇梢?動的存儲設(shè)備(例如，DVD)。
圖4和5示出了作為被截斷的圖像和原始圖像的差異的誤差。圖5表 明，本公開的基于區(qū)塊的方法與圖4的利用傳統(tǒng)方法(例如，基于像素的 方法)來處理的誤差圖相比具有較少的高空間頻率分量。
本公開的基于區(qū)塊的誤差擴散方法還提高了 MPEG 2壓縮過程中的峰 值信號噪聲比(PSNR)。參考圖6，與基于像素的誤差擴散方法相比， PSNR被提高到0.2至0.5 dB左右。對于相同的比特流大小，本公開的基 于區(qū)塊的方法將給出更好的解碼后圖像質(zhì)量，或者對于相同的圖像質(zhì)量， 它將使用更少的比特。
雖然這里已經(jīng)示出并詳細描述了結(jié)合了本公開的教導的實施例，但是 本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以很容易設(shè)計出仍結(jié)合這些教導的許多其他改變的實 施例。在己經(jīng)描述了用于減輕圖像中的偽影的系統(tǒng)和方法的優(yōu)選實施例 (它們意圖為例示性的而非限制性的)后，注意本領(lǐng)域的技術(shù)人員在考慮 以上教導后可以進行修改和改變。因此，應當理解，在所公開的公開內(nèi)容 的特定實施例中可以進行處于所附權(quán)利要求所限定的公開范圍和精神之內(nèi) 的變化。在已經(jīng)利用專利法所要求的細節(jié)和特性描述了本公開后，所要求 保護并希望由Letters Patent保護的在所附權(quán)利要求中闡述。
權(quán)利要求
1.一種用于減輕圖像中的偽影的方法，包括選擇所述圖像的像素的區(qū)塊大小(204)；將掩蔽信號添加到所述圖像(205)；為所述圖像中的至少一個區(qū)塊確定量化誤差(208)；以及將所述量化誤差分布到所述圖像中的鄰居區(qū)塊以掩蔽所述圖像中的偽影(212)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括在所述分布步驟之后利用壓縮函 數(shù)對所述圖像進行編碼(214)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述壓縮函數(shù)是有損的。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述掩蔽信號是噪聲信號。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，確定量化誤差的步驟還包括 截斷所述至少一個區(qū)塊中的每個像素； 為每個像素確定量化誤差；以及對所述至少一個區(qū)塊中的每個像素的量化誤差求和(210)。
6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分布步驟還包括基于加權(quán)系 數(shù)向鄰居區(qū)塊分布所述量化誤差的一部分。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分布步驟還包括向所述鄰居 區(qū)塊中的每一個分布所述量化誤差的相等部分。
8. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述分布步驟是因果的。
9. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述區(qū)塊大小與所述圖像的大小
10.—種用于減輕圖像中的偽影的系統(tǒng)(100)，該系統(tǒng)包括信號生成器(116)，被配置用于生成將被應用到圖像的掩蔽信號； 區(qū)塊選擇器，被配置用于選擇所述圖像的像素的區(qū)塊大??；以及 誤差擴散模塊(114)，被配置用于確定所述圖像的至少一個區(qū)塊中 的量化誤差并且將所述量化誤差分布到鄰居區(qū)塊以減輕所述圖像中的偽
11. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述信號生成器(116)被配 置為生成噪聲信號。
12. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括編碼器(112)，被配置用于 利用壓縮函數(shù)對所述圖像進行編碼。
13. 如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中，所述壓縮函數(shù)是有損的。
14. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述誤差擴散模塊(114)還 包括截斷模塊(118)，該截斷模塊被配置為截斷所述至少一個區(qū)塊中的 每個像素，為每個像素確定量化誤差并且對所述至少一個區(qū)塊中的每個像 素的量化誤差求和。
15. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述誤差擴散模塊(114)還 包括誤差分布模塊(120)，該誤差分布模塊被配置為基于加權(quán)系數(shù)向鄰 居區(qū)塊分布所述量化誤差的一部分。
16. 如權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述誤差分布模塊(120)還 適合于以因果方式分布所述量化誤差。
17. 如權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，所述誤差擴散模塊(114)還 包括誤差分布模塊(120)，該誤差分布模塊被配置為向所述鄰居區(qū)塊中 的每一個分布所述量化誤差的相等部分。
18. 如權(quán)利要求IO所述的系統(tǒng)，其中，所述區(qū)塊大小與所述圖像的大 小成比例。
19. 一種可由機器讀取的程序存儲設(shè)備，有形地包含著可由該機器運 行來執(zhí)行用于減輕圖像中的偽影的方法步驟的指令程序，該方法包括選擇所述圖像的像素的區(qū)塊大小(204); 將掩蔽信號添加到所述圖像(205); 為所述圖像中的至少一個區(qū)塊確定量化誤差(208); 將所述量化誤差分布到所述圖像中的鄰居區(qū)塊以掩蔽所述圖像中的偽 影(212);以及利用壓縮函數(shù)對所述圖像進行編碼(214)。
20. 如權(quán)利要求19所述的程序存儲設(shè)備，其中，所述掩蔽信號是噪聲 信號。
全文摘要
本公開的系統(tǒng)和方法提供了基于區(qū)塊或者說區(qū)域的誤差擴散過程，用于減輕圖像中的偽影。該系統(tǒng)和方法允許了以一種能夠較容易地通過壓縮過程的方式來生成并控制掩蔽信號(例如，噪聲)的空間頻率。該系統(tǒng)和方法包括選擇圖像的像素的區(qū)塊大小(204)，將掩蔽信號添加到圖像(205)，為圖像中的至少一個區(qū)塊確定量化誤差(208)，以及將量化誤差分布到圖像中的鄰居區(qū)塊以掩蔽圖像中的偽影(212)。然后利用壓縮函數(shù)對輸出圖像進行編碼(214)。
文檔編號H04N7/26GK101595734SQ200780049950
公開日2009年12月2日 申請日期2007年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月16日
發(fā)明者菊 郭, 馬克·安東尼奧·瓦斯奎茲 申請人:湯姆遜許可證公司