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TWI418218B - 用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強之方法、裝置、電子元件、電腦可讀媒體及處理器 - Google Patents

用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強之方法、裝置、電子元件、電腦可讀媒體及處理器 Download PDF

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TWI418218B
TWI418218B TW094114587A TW94114587A TWI418218B TW I418218 B TWI418218 B TW I418218B TW 094114587 A TW094114587 A TW 094114587A TW 94114587 A TW94114587 A TW 94114587A TW I418218 B TWI418218 B TW I418218B
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Vijayalakshmi R Raveendran
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Description

用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強之方法、裝置、電子元、電腦可讀媒體及處理器
本發明大體而言係關於資料壓縮，且特定言之，本發明係關於基於區塊之壓縮。
變換編碼係將一圖像分為子圖像或區塊以用於處理之通用圖像壓縮技術。因為區塊經獨立編碼，故基於區塊之壓縮將假像(artifact)引入區塊邊界之間。因此，該變換不考慮區塊邊界之間的相互關係。因此，該技術通常導致被緩慢壓縮之低位元率圖像，而含有嚴重壓縮假像，諸如編塊(blocking)，瞬動(ringing)及動作拖曳(motion smear)。
可調整視訊編碼在低位元率應用，尤其在具變化之頻寬的不同網路(例如網際網路及無線流(wireless streaming))中正獲得廣泛認可。可調整視訊編碼使得經編碼之視訊能夠作為多層來傳輸，通常一基礎層含有最具價值之資訊且佔用最少頻寬(視訊之最低位元率)且多個增強層為該基礎層提供改進。大多數可調整視訊壓縮技術利用以下事實：人類視覺系統對圖像高頻率區中之雜訊(歸因於壓縮)比對較平之低頻率區中之雜訊更為寬容。因此，該基礎層主要含有低頻率資訊，且高頻率資訊則載運於增強層中。當網路頻寬變短時，很可能僅接收到經編碼視訊之基礎層(無增強層)。在此情形下，經重構之視訊為模糊的，且解塊濾波器甚至會加重此模糊效應。
因此，已提議用於解塊之若干後處理演算法以減少及/或消除壓縮假像。然而，許多演算法設計複雜計算，且可導致輸出圖像上之全面模糊效應。其它解塊濾波器不會有效保存邊緣資訊，且在硬體中建構通常比較複雜。
本發明描述用於藉由強調一經解碼之基礎層中的高頻率邊緣來減少模糊以增強圖像品質之方法及裝置。一高通濾波器可標記(意即明亮度強調(highlight))相鄰4×4像素區塊之邊緣，且接著將該等明亮度強調部分覆蓋至圖像上。在如無線技術中所用之行動台數據機(Mobile Station Modem；MSM)元件平臺之硬體建構的狀況下，所揭示之方法及裝置可使用視訊核心中已存在之解塊濾波器條件及電路來以少量額外成本或在無額外成本的情況下引入高頻率增強特徵。
在以下描述中給出特定細節以提供對實施例之全面理解。然而，熟習此項技術者將瞭解，可在不具有此等特定細節之情形下實踐該等實施例。舉例而言，為了不因不必要之細節而模糊該等實施例，可在方塊圖中展示電氣組件。在其它實例中，可詳細展示此等組件、其它結構及技術以進一步解釋該等實施例。
亦應注意，可將該等實施例描述為一以流程圖(flowchart)、流程表(flow diagram)、結構圖或方塊圖加以描繪的處理。儘管流程圖可將操作描述為一連續處理，但可平行或同時執行許多該等操作，且可重複該處理。此外，可重新排列該等操作之次序。當完成一處理之操作時，該處理終止。處理可對應於方法、功能、程序、子例行程序、子程式等。當處理對應於功能時，其終止對應於該功能返回至呼叫功能或主功能。
本發明描述藉由強調經解碼圖像中之高頻率邊緣來增強經使用基於區塊之壓縮而壓縮之圖像之品質的方法及裝置。高頻率強調濾波器可放大(意即增強)所接收之每一圖像區塊之邊緣，使得該等圖像區塊之邊緣被增強。由於允許低頻率通過，故輸入圖像中之恆定強度區域基本上不受高頻率強調濾波器之影響。在濾波器輸出中加重或放大含高頻率之高強度梯度區域。高通濾波器亦可與經加入或覆蓋至圖像之高通濾波器輸出一同使用，藉此增強該圖像之邊緣。由於高通濾波器之輸出對於低頻率區域而言幾乎為零，因此恆定強度之區域不會明顯受到所覆蓋之輸出的影響。當接收到基礎層而未接收到一些增強層資料，或所接收之增強層資料具有誤差時，在臨時可調整視訊傳遞系統中，邊緣增強特徵為有用的。
圖1為用於編碼及解碼流圖片之通用通訊系統之方塊圖。系統100包括編碼器元件105及解碼器元件110。編碼器元件105進一步包括變換組件115、量化組件120、解塊組件125、臨時預測組件130、處理器組件135及通訊組件140。處理器135提供計算平臺以執行其它組件之處理。變換組件115將視訊資料自空間域變換至其它域，諸如在DCT(離散餘弦變換)狀況下之頻域。正經變換之資料可為其中變換實際視訊資料之經內部編碼(intra－coded)資料，或其可為其中變換運動向量及剩餘誤差之經際編碼(inter－coded)資料。其它數位變換包括Hadamard變換、DWT(離散子波變換)及諸如H.264中所用之整數變換。
量化組件120分配位元之數目以表示每一經變換之係數。可為每一巨集區塊(macroblock)改變經變換之係數的量化，其中一巨集區塊為一16×16像素區塊(一巨集區塊由一16×16 Luma區塊及兩個8×8 Chroma區塊構成)。量化參數QP確定所執行之量化等級。藉由增加提供用於係數之粗糙數位表示的QP來實現更多數位壓縮，但亦可引入諸如模糊及編塊之假像。解塊組件125執行低通濾波及/或邊緣增強。臨時預測組件130將一最佳匹配巨集區塊置於一或多個參考訊框中，並計算用以識別該最佳匹配巨集區塊之運動向量。
變換組件115及量化組件120亦分別執行逆變換(inverse transformation)及解量化(de－quantization)。在編碼器中執行此等逆操作以允許重構經壓縮之視訊資料，使得臨時預測組件130可作為一接收經編碼之資料的解碼器元件而以相同重構視訊資料執行預測。鑒於相同原因，解塊組件125可在編碼器元件105中執行低通濾波及/或邊緣增強。該解塊操作係在重構處理中之解量化及逆變換之後執行。
通訊組件140含有用於自外部源145接收待編碼之資料的邏輯。外部源145可為(例如)外部記憶體、網際網路、現場轉播視訊及/或音訊饋入，且接收資料可包括有線及/或無線通訊。通訊組件140亦含有用以在網路150上傳輸(Tx)經編碼資料之邏輯。網路150可為諸如電話、電纜及光纖之有線系統的一部分，或為無線系統。在無線通訊系統之狀況下，網路140可包含(例如)劃碼多向近接(CDMA或CDMA2000)通訊系統之一部分，或該系統可為劃頻多向近接(frequency division multiple access；FDMA)系統、諸如GSM/GPRS(通用封包無線電服務(General Packet Radio Service))/EDGE(增強之資料GSM環境)或用於服務業之TETRA(陸地群集無線電(Terrestrial Trunked Radio))移動電話技術的劃時多向近接(time division multiple access；TDMA)系統、寬頻劃頻多向近接(WCDMA)、高資料速率(lxEV－DO或lxEV－DO Gold Multicast)系統，或通常為採用技術組合之任何無線通訊系統。
解碼器元件110含有與編碼器元件105類似之組件，其包括逆變換組件155、解量化組件160、解塊組件165、臨時預測解碼組件170、通訊組件175及處理器組件180。解碼器元件110接收已經由網路150傳輸或來自外部儲存器185之經編碼資料。通訊組件175含有用以與網路150相結合以接收(Rx)經編碼資料之邏輯，以及用於自外部儲存器185接收經編碼資料的邏輯。外部儲存器185可為(例如)外部RAM或ROM，或遠端伺服器。經內部編碼之資料係藉由解量化組件160處理，且接著藉由逆變換組件155處理，之後藉由解塊組件165處理，從而得到可在顯示組件190上顯示之經解碼圖片。解塊組件165執行低通濾波及/或邊緣增強。
際編碼之資料僅可在參考訊框(或多個參考訊框)(自該或該等參考訊框預測該際編碼之資料)被解碼之後進行解碼。剩餘誤差係數係藉由解量化組件160予以處理，接著藉由逆變換組件155予以處理，之後藉由解塊組件165予以處理，從而得到經解碼之剩餘誤差。接著，該剩餘誤差與藉由臨時預測解碼組件170所探尋到之來自參考訊框的最佳匹配巨集區塊相組合。接著，解塊組件165處理該際編碼之訊框，從而得到一經解碼之際編碼訊框。經解碼訊框可藉由顯示組件190加以顯示、儲存於外部儲存器185中或儲存於處理器組件180之內部記憶體中。顯示組件190可為解碼元件之一整合部分，其含有諸如視訊顯示硬體及邏輯之部件，包括顯示幕，或其可為外部周邊元件。通訊組件175亦含有用於將經解碼訊框傳達至外部儲存組件185或顯示組件190之邏輯。下文更為詳細地描述藉由解塊組件125及165執行之低通濾波及邊緣增強。
已知為H.264之視訊編碼標準係由運動圖片專家組(Moving Picture Experts Group；MPEG)及國際電訊聯盟(International Telecommunication Union；ITU)共同開發，且已將其作為MPEG－4 Part 10或進階視訊編碼(Advanced Video Coding；AVC)而加入至MPEG－4規格中。
H.264中所規定之解塊濾波器需要確定沿區塊邊界之活動的決策樹(decision tree)。如H.264中最初設計的，具有超過設定臨限值之圖像活動之區塊邊緣不會被濾波或被較弱地濾波，而沿低活動區塊之區塊邊緣則被強烈濾波。所應用之濾波器可為如3分接頭或5分接頭之低通有限脈衝響應(Finite Impulse Response；FIR)濾波器。
在一實例中，藉由使用解塊濾波器之高頻率強調而達成邊緣增強方法。用於基於區塊之視訊壓縮的解塊濾波器設計主要遵循一共同原理，即，量測沿區塊邊緣之強度變化，接著確定待應用之濾波器的強度，且接著在該等區塊邊緣上執行實際低通濾波操作。解塊濾波器之目標在於，藉由使區塊邊緣平滑(經由低通濾波)來減少編塊假像。為了避免圖像中邊緣特徵之模糊，執行邊緣活動量測且通常將低通濾波應用至無邊緣區域(區域中邊緣活動量測越低，濾波越強)。藉由修改解塊濾波器(諸如改變濾波器之係數)，解塊濾波器可以較佳方式起作用，且使用高頻率強調濾波器來增強所偵測之邊緣(在理想情形中，高頻率強調濾波器為簡單之1＋高通濾波器)。
使用解塊濾波器之邊緣增強亦應用於包括一基礎層及一增強層之臨時可調整編碼位元流。在其中解碼器接收該基礎層而不接收所有該或該等增強層之條件下，重構之圖像序列將會模糊，且增強所接收圖像之邊緣或活動(使用高通濾波或高頻率強調)可改良可感知之圖像品質。因為濾波器決策已成為現有設計之一部分，故在解塊器中建構邊緣增強可更為有效。此外，在數位訊號處理器(DSP)平臺中執行此像素域後處理功能將消耗許多有價值之MIPS，其可用於位元流中之可調整支援，以及許多其它品質增強功能。
環內(in－loop)解塊濾波器(其包括於編碼器對經解塊之重構訊框進行解碼器啟用預測之後)可在所有4×4區塊邊界上操作且影響重構訊框之每一像素。儘管較為複雜(在計算方面)，但要求此解塊特徵符合H.264標準，且該標準之廣泛採用及激增使得其必需視目標應用而建構於軟體、韌體及硬體平臺上。結果，提供了對重構視訊之每一像素的存取。此使得能夠具有將後處理功能應用至重構視訊之能力，諸如圖像增強、邊緣增強、誤差隱匿(在易於出錯之網路上的視訊傳輸應用中)、訊框加速(rate up)轉換等。儘管基線H.264標準並不提供可調整模式，但H.264之延伸使得能夠進行其中可應用用於邊緣增強之高頻率強調濾波的可調整視訊編碼(SVC)。
圖2為鄰近垂直及水平4×4區塊邊界之像素的說明。垂直邊界200表示兩個並排(side－by－side)4×4區塊之間的任何邊界。分別標記為p0、p1、p2及p3之像素202、204、206及208位於垂直邊界200之左側，同時分別標記為q0、q1、q2及q3之像素212、214、216及218位於垂直邊界200之右側。水平邊界220表示兩個4×4區塊之間的任何邊界，該等兩個區塊中之一者直接位於另一者上方。分別標記為p0、p1、p2及p3之像素222、224、226及228位於水平邊界200上方，同時分別標記為q0、q1、q2及q3之像素232、234、236及238位於水平邊界200下方。在以下之實例中，濾波操作影響該邊界任一側(該邊界上方或下方)之多達三個像素。視用於變換之係數的量化器(quantizer)、區塊之編碼模式(內部編碼或際編碼)及邊界上之圖像樣本之梯度而定，可能出現若干結果，其自無像素被濾波變化至對像素p0、p1、p2、q0、q1及q2進行濾波。
在一實例中，作出存在足夠邊緣活動以執行高頻率強調濾波器邊緣增強(意即邊緣活動高於臨限值)之判定。若邊緣活動低於臨限值，則可執行低通濾波。或者，可對所有邊緣執行高頻率強調濾波(無論活動如何)，且接著可作出低通濾波之決定。或者，若邊緣活動大於第二臨限值，則可使用其中執行高頻率強調濾波之第二臨限值，且若邊緣活動低於第一臨限值，則執行低通濾波。
H.264解塊包含用於具有相對較少活動且因此邊緣活動可能性極少之區域中的強濾波方法，及用於具有相對較高活動且因此邊緣活動可能性較大之區域中的弱濾波方法。以下討論僅涉及H.264弱解塊濾波方法。為確定最大臨限值(在該最大臨限值以下藉由原始H.264弱解塊濾波器執行低通濾波)，首先計算以下變數以確定濾波之強度，且確定在何活動條件下對考慮中之每一4×4區塊邊緣進行濾波：臨限值tC 確定如下。
對於明度(luma)：tC ＝tC 0 ＋((ap <β)？1：0)＋((aq <β)？1：0) [1]對於色度(chroma)：tC ＝tC 0 ＋1 [2]其中aP ＝Abs(p2 －p0 )且aq ＝Abs(q2 －q0 ) [3]在H.264中，變數tC 0 為基於bS(邊界強度)及指數A之活動臨限值(指數A為自量化參數QP之偏移，其中QP自0變化至51)。上述等式[3]中給出之活動量測ap 及aq 在其每次小於β(參看上述等式[1])時使tC O 遞增1。β越大，則越可能呈現邊緣，且越不可能執行低通濾波。為每一4×4區塊邊緣確定邊界強度，且該邊緣強度自零變化至4。普通熟習此項技術者已知邊界強度確定之詳細內容，且無需瞭解所揭示之方法。一旦獲得邊界強度，則基於相鄰區塊之平均QP來確定指數A之值。因為QP在巨集區塊之基礎上變化且用於明度及色度之QP不同，故以以下方式計算明度及色度之平均QP的3個值(且因此為6個指數A之值)：1)沿最左側巨集區塊邊緣計算；2)沿最頂端巨集區塊邊緣計算；及3)計算該巨集區塊內部之所有4×4區塊邊緣。一旦計算出指數A之值，則在一查找表中確定β之值，且β值自零變化至18。接著在上述等式[1]及[2]中計算臨限值tC ，且計算低通濾波參數△(Delta)：△：△＝Clip3(－tC ,tC ,((((q0 －p0 )<<2)＋(p1 －q1 )＋4)>>3)) [4]明度及色度之pi 、qi (i＝0、1、2)之低通濾波發生如下：p'0 ＝Clip 1(p0 ＋△) [5] q'0 ＝Clip 1(q0 －△) [6]其中Clip1(x)＝Clip3(0,255,x) [7]其中
上述等式[5]及[6]之低通濾波僅為H.264解塊濾波器中之第一低通濾波。除此低通濾波以外，亦執行第二類型之低通濾波。在此實例中，正是在此第二類型之低通濾波中建構所揭示之方法。以下等式[9]、[10]、[11]及[12]中之明度濾波取決於邊緣活動量測ap 及aq ，且僅濾波像素p1及q1(參看圖2之像素204、214、224及234)，且包括當邊緣活動量測低於臨限值β時之低通濾波及當邊緣活動量測高於該臨限值時的高頻率強調濾波：若(ap <β)，則低通濾波如下：p'1 ＝p1 ＋Clip 3(－tC 0 ,tC 0 ,(p2 ＋((p0 ＋q0 ＋1)>>1)－(p1 <<1))>>1) [9]否則，則高通濾波如下：p'1 ＝p1 ＋Clip3(－tC 0 ,tC 0 ,((P2 >>1)－((p0 ＋q0 ＋1)>>1)＋(p1 >>1))>>1 [10]若(ap <β)，則低通濾波如下：q'1 ＝q1 ＋Clip3(－tC 0 ,tC 0 ,(q2 ＋((p0 ＋q0 ＋1)>>1)－(q1 <<1))>>1) [11]否則，則高通濾波如下：q'1 ＝q1 ＋Clip 3(－tC 0 ,tC 0 ,(q2 >>1)－((p0 ＋q0 ＋1)>>1)＋(q1 >>1))>>1) [12]已發現p1及q1像素之濾波提供令人滿意之邊緣增強，而不會產生諸如鋸齒(aliasing)之假像。已發現對像素p0及q0進行濾波導致鋸齒及/或編塊之假像。
總而言之，當沿區塊邊緣之活動較弱(小於β)時，如下對邊緣進行低通濾波：
當活動大於β時，解塊濾波如下變為高頻率強調：
在一施行實施例中，可使用如7(其中7為不對應於bS之H.264標準化值零至4中任一值的任意值)之經確定邊界強度(bS)值來使得能夠進行高通濾波，以致在僅接收到基礎層且未接收到增強層時藉由解碼器來啟動該高通濾波操作。由於需要3位元來表示bS值，故自5至7之任何值可用於指示：需要增強給定4×4區塊邊緣或應開啟邊緣增強。如上所述，可使用第二臨限值(例如β2)，其中若邊緣活動大於第二臨限值β2則執行高頻率強調濾波，且若邊緣活動低於第一臨限值β則執行低通濾波。
圖3、4及5展示說明包括邊緣增強之解塊處理之實例的流程圖。可藉由諸如圖1之編碼器元件105及解碼器元件110之元件來執行圖3、4及5中所說明之處理。圖3中之處理300利用一類似於上述實例且包含於等式[9]、[10]、[11]及[12]中之單一臨限值。因為巨集區塊被解碼或延期直至整個訊框被解碼為止，故可以光柵級(in raster order)來執行解塊處理300。諸如圖1中之處理器組件135及180之處理器自記憶體存取(步驟305)已經接收、解量化及逆變換之16×16像素巨集區塊。諸如圖1中之通訊組件140及175之接收構件，以及諸如圖1中之解塊組件125及165之相鄰區塊確定構件可執行步驟305。量測沿每一對相鄰4×4區塊之每一邊緣的邊緣活動(步驟310)。可以諸如上述等式[3]中所示之用於ap 及aq 的方式來量測邊緣活動。諸如圖1中之解塊組件125及165之量測構件可執行步驟310。若判定邊緣活動大於臨限值(步驟315)，則於步驟320執行邊緣增強。可藉由諸如上述等式[10]及[12]中之高頻率強調濾波來執行邊緣增強，或藉由採用高通濾波器且將高通濾波器之輸出覆蓋(加入)至經增強之像素。諸如圖1中之解塊組件125及165之增強構件可執行步驟320。諸如解塊組件125及165之比較構件可執行步驟315。若在步驟315中判定邊緣活動不大於該臨限值，則對該等像素進行低通濾波(步驟325)。可使用諸如上述等式[5]、[6]、[9]及[11]中之低通濾波來執行低通濾波。在濾波之後，將一4×4區塊儲存入記憶體中(步驟330)。重複步驟305至步驟330直至整個訊框被低通濾波及/或高頻率強調濾波為止，此時可將訊框儲存至記憶體或對其顯示加以(步驟330)。重複步驟305至步驟330直至完成經編碼之位元流為止。
圖4及圖5展示處理300之變化。圖4中之處理400藉由4×4相鄰區塊之間的每一邊界之高頻率強調濾波來執行邊緣增強而無論邊緣活動量測如何(步驟415)。若如步驟410所量測的，邊緣活動等於或小於臨限值(步驟420)，則對該等相鄰區塊進行低通濾波。圖5中之處理500利用兩個臨限值。若邊緣活動小於第一臨限值(步驟515)，則對該等相鄰區塊進行低通濾波(步驟520)。此臨限值可為如上所述且呈現於等式[9]、[10]、[11]及[12]中之標準β臨限值。若邊緣活動等於或大於該第一臨限值，則將其與第二臨限值進行比較(步驟525)。若邊緣活動大於該第二臨限值，則使用高頻率強調濾波來對該等相鄰區塊之像素進行邊緣增強(步驟530)。若步驟525判定該邊緣活動等於或小於第二臨限值，則不執行濾波。
應瞭解，可以MSM中之視訊核心之現有架構的修改來實踐所描述之方法及裝置，此等修改可延伸至此特徵之一般硬體建構。
在上文之描述中，片段(slice)可表示除16個連續掃描線之外的一組連續掃描線。同樣地，資料區塊可為n×m區塊，其中若可對該區塊進行再分(subdivide)，則n不等於m。此外，具有相同或不同數目之色彩組件的不同色彩空間可用於表示圖像像素。然而，下文中為說明之目的，將使用16×16像素之區塊大小及YCbCr色彩空間。
如上所述，若系統允許，則圖1中之解塊組件125及165可視相鄰區塊之特性而選擇不同濾波器。因此，解塊組件125及165可包含一或多個類型之濾波器，諸如(但不限於)FIR濾波器、平均濾波器、高斯(Gaussian)濾波器及/或多相濾波器。
此外，如上所述，圖1之變換組件115及155可包含除上述H.264整數變換之外的不同類型之變換。H.264整數變換於4×4像素區塊上操作。因此，需對每一4×4區塊進行解塊及/或進行邊緣增強。另一類型之變換為ABSDCT(ABSolute DCT)技術。接著將使用16×16像素之區塊大小來描述使用ABSDCT之壓縮技術。通常，明度及色度組件中每一者皆通過一區塊交錯器(interleaver)。在一實施例中，將16×16區塊呈現至該區塊交錯器，其在該16×16區塊內排序圖像樣本以產生用於DCT分析之資料的區塊及合成子區塊。一16×16DCT應用至第一次序，四個8×8 DCT應用至第二次序，16個4×4 DCT應用至第三次序，且64個2×2 DCT應用至第四次序。該DCT操作減少了圖像源中固有之空間冗餘。在執行DCT之後，大多數圖像訊號能量趨向於集中於少數DCT係數中。
對於16×16區塊及每一子區塊而言，分析經變換之係數以確定對區塊或子區塊進行編碼所需之位元數目。接著，選擇需要最少數目之位元進行編碼之區塊或子區塊組合，以表示圖像區段。舉例而言，可選擇兩個8×8子區塊，六個4×4子區塊，及八個2×2子區塊以表示圖像區段。接著按次序適當地排列所選區塊或子區塊組合。
對於16×16資料區塊而言，ABSDCT技術產生已知為PQR資訊之資料，其表示16×16區塊內之區塊大小指派。該PQR資訊為可變位元寬度資料且描述16×16區塊被再分至何程度。PQR欄位之R位元表示16×16區塊是否被再分為四個8×8區塊。
額外四個位元稱作"Q"資訊。Q之每一位元表示8×8區塊再分為四個4×4區塊。對於所設定之Q的每一位元而言，提供"P"之其它四個位元以指示是否4×4區塊中之任何區塊被再分為2×2。因此，視該16×16區塊內之區塊大小指派而定，PQR資料之長度可為1至21位元。因此，可視指派標準而定將每一區塊分為大小為8×8、4×4及/或2×2之子區塊。
因此，可產生PQR資訊，且其可用於判定對哪些區塊大小進行解塊(低通濾波及/或高頻率強調濾波)。該PQR資訊用於確定圖像中之邊緣內容。區塊中之邊緣資訊越大，該區塊之大小越小，且PQR碼越長。
上述方法及裝置之實例包括：一種用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強之方法，其包含以下步驟：判定兩個區塊共用一共同邊界；量測該共同邊界之邊緣活動；將該經量測之邊緣活動與第一臨限值進行比較；若該邊緣活動小於該第一臨限值，則使用低通濾波器對該等兩個區塊之一或多個像素進行濾波；及若該邊緣活動等於或大於該第一臨限值，則增強該等兩個相鄰區塊之一或多個像素。
一種用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強之裝置，其包含：用於判定兩個區塊共用一共同邊界之構件；用於量測該共同邊界之邊緣活動之構件；用於將該經量測之邊緣活動與第一臨限值相比較之構件；用於在該邊緣活動小於該第一臨限值時使用低通濾波器對該等兩個區塊之一或多個像素進行濾波之構件；及用於在該邊緣活動等於或大於該第一臨限值時增強該等兩個相鄰區塊之一或多個像素的構件。
一用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強的電子元件，該電子元件經組態以：判定兩個區塊共用一共同邊界；量測該共同邊界之邊緣活動；將該經量測之邊緣活動與第一臨限值進行比較；在該邊緣活動小於該第一臨限值時使用低通濾波器對該等兩個區塊之一或多個像素進行濾波；及在該邊緣活動等於或大於該第一臨限值時增強該等兩個相鄰區塊之一或多個像素。
一用於使一電腦執行用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強之方法的電腦可讀媒體體現構件，該方法包含：判定兩個區塊共用一共同邊界；量測該共同邊界之邊緣活動；將該經量測之邊緣活動與第一臨限值進行比較；若該邊緣活動小於該第一臨限值，則使用低通濾波器對該等兩個區塊之一或多個像素進行濾波；及若該邊緣活動等於或大於該第一臨限值，則增強該等兩個相鄰區塊之一或多個像素。
普通熟習此項技術者應瞭解，可使用多種不同技術中之任何技術來表示資訊及訊號。舉例而言，可藉由電壓、電流、電磁波、磁場或磁性粒子、光場或光學粒子或其組合來表示整個上文描述中可參考之資料、指令、命令、資訊、訊號、位元、符號及碼片(chip)。
普通熟習此項技術者應進一步瞭解，可將結合本文所揭示之實例加以描述之各種說明性邏輯區塊、模組及演算步驟建構為電子硬體、電腦軟體或兩者之組合。為清楚地說明硬體與軟體之互換性，上文已大致關於功能性描述了各種說明性組件、區塊、模組、電路及步驟。此功能性是否建構為硬體或軟體取決於特定應用及強加至整個系統之設計限制。熟習此項技術者可對每一特定應用以不同方式來實施所述之功能性，但不應將此等實施決策理解為偏離所揭示方法之範疇。
可使用通用處理器、數位訊號處理器(DSP)、特殊應用積體電路(ASIC)、現場可程式化閘極陣列(FPGA)或其它可程式化邏輯元件、離散閘極或電晶體邏輯、離散硬體組件，或其經設計以用於執行本文所述之功能的任意組合來建構或實施結合本文所揭示之實例進行描述的各種說明性邏輯區塊、模組及電路。通用處理器可為微處理器，而在替代實施例中，該處理器可為任何習知處理器、控制器、微控制器或狀態機。處理器亦可建構為計算元件組合，例如DSP及微處理器之組合、複數個微處理器，與DSP核心相結合之一或多個微處理器，或任何其它此組態。
結合本文所揭示之實例進行描述之方法或演算法之步驟可直接體現於硬體、藉由處理器加以執行之軟體或該等兩者之組合中。軟體模組可位於RAM記憶體、快閃記憶體、ROM記憶體、EPROM記憶體、EEPROM記憶體、暫存器、硬碟、抽取式碟片、CD－ROM，或此項技術中已知之任何其它形式儲存媒體中。例示性儲存媒體耦合至處理器，使得該處理器可自該儲存媒體讀取資訊，或將資訊寫入該儲存媒體。或者，該儲存媒體可整合入該處理器。該處理器及該儲存媒體可位於特殊應用積體電路(ASIC)中。該ASIC可位於無線數據機中。或者，該處理器及該儲存媒體可作為離散組件而位於該無線數據機中。
提供所揭示之實例的先前描述，使得任何普通熟習此項技術者能夠製造或使用所揭示之方法及裝置。熟習此項技術者將容易地明顯看出對此等實例之各種修改，且本文所界定之原理可在不偏離所揭示之方法及裝置之精神或範疇的情況下應用至其它實例。
因此，本文已描述了一種用於基於區塊之視訊之解塊及邊緣增強的方法及裝置，其包括基於區塊邊界之所量測邊緣活動級之低通濾波及高頻率邊緣增強。
100．．．通用通訊系統
105．．．編碼器元件
110．．．解碼器元件
115．．．變換/逆變換組件
120．．．量化/解量化組件
125．．．解塊組件
130．．．臨時預測組件
135．．．處理器
140．．．通訊組件
145．．．外部源
150．．．網路
155．．．變換/逆變換組件
160．．．量化/解量化組件
165．．．解塊組件
170．．．臨時預測解碼組件
175．．．通訊組件
180．．．處理器
185．．．外部儲存器
190．．．顯示器
200．．．邊界
202．．．像素
204．．．像素
206．．．像素
208．．．像素
212．．．像素
214．．．像素
216．．．像素
218．．．像素
220．．．邊界
222．．．像素
224．．．像素
226．．．像素
228．．．像素
232．．．像素
234．．．像素
236．．．像素
238．．．像素
圖1為一用於傳遞流式視訊(streaming video)之通訊系統之一實例的說明；圖2為鄰近垂直及水平4×4區塊邊界之像素的說明；圖3為一圖像壓縮器之一實例之說明；圖4為一與該圖像壓縮器對稱之圖像解壓縮器之一實例的說明；及圖5為用以處理圖像之一施行實施例之流程圖。

Claims (35)

  1. 一種用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強的方法，其包含：判定兩個區塊共用一共同邊界；量測該共同邊界之邊緣活動；將該邊緣活動與一第一臨限值相比較；若該邊緣活動小於該第一臨限值，則使用一低通濾波器對該等兩個區塊之一或多個像素進行濾波；及若該邊緣活動等於或大於該第一臨限值，則僅增強自該等兩個相鄰區塊之該共同邊界移除之一或多個像素。
  2. 如請求項1之方法，進一步包含：藉由執行高頻率強調濾波來增強像素。
  3. 如請求項1之方法，進一步包含：將該經量測之邊緣活動與一第二臨限值相比較；及若該邊緣活動等於或大於該第二臨限值，則增強該等兩個相鄰區塊之該或該等像素。
  4. 如請求項1之方法，其中該等兩個區塊係自一基礎層接收及被判定未具有一有用的增強層。
  5. 如請求項1之方法，進一步包含：藉由執行像素值之高通濾波及將該高通濾波之一輸出加入至該等像素值來增強像素。
  6. 如請求項1之方法，進一步包含：僅在一與該共同邊界相關聯之邊界強度變數等於一非標準化值時，增強該等兩個相鄰區塊之一或多個像素。
  7. 如請求項1之方法，進一步包含：設定該第一臨限值，使得一小於該臨限值之經量測邊緣活動表示約無活動。
  8. 如請求項1之方法，其中該等兩個區塊各自含有4×4明度像素。
  9. 如請求項1之方法，進一步包含：僅增強作為自該共同邊界移除之一或多個像素之像素。
  10. 如請求項1之方法，進一步包含：將該第一臨限值設定為一等於一H.264解塊濾波器之一β臨限值之值。
  11. 如請求項3之方法，進一步包含：將該第二臨限值設定為零。
  12. 一種用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強的裝置，其包含：用於判定兩個區塊共用一共同邊界之構件；用於量測該共同邊界之邊緣活動之構件；用於將該經量測之邊緣活動與一第一臨限值相比較之構件；用於若該邊緣活動小於該第一臨限值則使用一低通濾波器對該等兩個區塊之一或多個像素進行濾波之構件；及用於若該邊緣活動等於或大於該第一臨限值則僅增強自該等兩個相鄰區塊之該共同邊界移除之一或多個像素之構件。
  13. 如請求項12之裝置，進一步包含：用於藉由執行高頻率強調濾波來增強像素之構件。
  14. 如請求項12之裝置，進一步包含：用於將該經量測之邊緣活動與一第二臨限值相比較之構件；及用於若該邊緣活動等於或大於該第二臨限值則增強該等兩個相鄰區塊之一或多個像素之構件。
  15. 如請求項12之裝置，其中該等兩個區塊係自一基礎層接收及被判定未具有一有用的增強層。
  16. 如請求項12之裝置，進一步包含：用於藉由執行像素值之高通濾波及將該高通濾波之一輸出加入至該等像素值來增強像素之構件。
  17. 如請求項12之裝置，進一步包含：用於僅在一與該共同邊界相關聯之邊界強度變數等於一非標準化值時增強該等兩個相鄰區塊之一或多個像素之構件。
  18. 如請求項12之裝置，進一步包含：用於設定該第一臨限值使得一小於該臨限值之經量測邊緣活動表示約無活動之構件。
  19. 如請求項12之裝置，其中該等兩個區塊各自含有4×4明度像素。
  20. 如請求項12之裝置，進一步包含：用於僅增強作為自該共同邊界移除之一或多個像素之像素的構件。
  21. 如請求項12之裝置，進一步包含：用於將該第一臨限值設定為一等於一H.264解塊濾波器之一β臨限值之值的構件。
  22. 如請求項14之裝置，進一步包含：用於將該第二臨限值設定為零之構件。
  23. 一種用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強的電子元件，該電子元件經組態以：判定兩個區塊共用一共同邊界；量測該共同邊界之邊緣活動；將該經量測之邊緣活動與一第一臨限值進行比較；若該邊緣活動小於該第一臨限值則使用一低通濾波器對該等兩個區塊之一或多個像素進行濾波；及若該邊緣活動等於或大於該第一臨限值則僅增強自該等兩個相鄰區塊之該共同邊界移除之一或多個像素。
  24. 如請求項23之電子元件，進一步經組態以藉由執行高頻率強調濾波來增強像素。
  25. 如請求項23之電子元件，進一步經組態以將該經量測之邊緣活動與一第二臨限值相比較，且若該邊緣活動等於或大於該第二臨限值則增強該等兩個相鄰區塊之一或多個像素。
  26. 如請求項23之電子元件，其中該等兩個區塊係自一基礎層接收，且被判定未具有一有用的增強層。
  27. 如請求項23之電子元件，進一步經組態以藉由執行像素值之高通濾波及將該高通濾波之一輸出加入至該等像素值來增強像素。
  28. 如請求項23之電子元件，進一步經組態以僅在一與該共同邊界相關聯之邊界強度變數等於一非標準化值時增強該等兩個相鄰區塊之一或多個像素。
  29. 如請求項23之電子元件，進一步經組態以設定該第一臨限值使得一小於該臨限值之經量測邊緣活動表示約無活動。
  30. 如請求項23之電子元件，其中該等兩個區塊各自含有4×4明度像素。
  31. 如請求項23之電子元件，進一步經組態以僅增強作為自該共同邊界移除之一或多個像素之像素。
  32. 如請求項23之電子元件，進一步經組態以將該第一臨限值設定為一等於一H.264解塊濾波器之一β臨限值的值。
  33. 如請求項25之電子元件，進一步經組態以將該第二臨限值設定為零。
  34. 一種用於使一電腦執行一用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強之方法的電腦可讀媒體，該方法包含以下步驟：判定兩個區塊共用一共同邊界；量測該共同邊界之邊緣活動；將該經量測之邊緣活動與一第一臨限值進行比較；若該邊緣活動小於該第一臨限值，則使用一低通濾波器對該等兩個區塊之一或多個像素進行濾波；及若該邊緣活動等於或大於該第一臨限值，則僅增強自該等兩個相鄰區塊之該共同邊界移除之一或多個像素。
  35. 一種處理器，其經組態以實施一方法，該方法用於基於區塊之數位視訊之解塊及邊緣增強，其中該方法包含：判定兩個區塊共用一共同邊界；量測該共同邊界之邊緣活動；將該經量測之邊緣活動與一第一臨限值進行比較；若該邊緣活動小於該第一臨限值，則使用一低通濾波器對該等兩個區塊之一或多個像素進行濾波；及若該邊緣活動等於或大於該第一臨限值，則僅增強自該等兩個相鄰區塊之該共同邊界移除之一或多個像素。
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