[發明專利]利用圖像非局部結構相似性特征的視頻編碼圖像濾波方法

在審

• 申請號: 201610098989.3
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105763881A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 馬思偉;賈川民;張健
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04N19/86
• 分類號: H04N19/86;H04N19/82;H04N19/56;H04N19/154
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及圖像編碼濾波技術領域，尤其涉及一種利用圖像非局部結構相似性特征的視頻編碼圖像濾波方法。

背景技術

隨著視頻壓縮效率的不斷提升，對于視頻編碼框架中高效濾波算法的性能要求也越來越高。在新一代視頻編碼標準HEVC(HighEfficiencyVideoCoding，高效率視頻碼流)當中，采用了去塊效應濾波(DF)和樣本補償濾波(SAO)。不僅從主觀質量上得到提升，更能通過濾波彌補量化過程中引入的失真從而達到降低碼率，提升視頻編碼性能的目的。因此，高效的環路濾波算法成為視頻編碼框架中重要的一環。

在高效視頻編碼標準HEVC當中，采用了去塊效應濾波和樣本補償濾波的方法。去塊效應濾波主要可以提升壓縮視頻的主觀質量，通過平滑處理編碼單元的塊邊界附近的像素使得整體的圖像質量更均衡。樣本補償濾波通過對每個像素增加偏移值以達到去除部分量化噪聲的目的。在標準的制定過程中還出現過自適應環路濾波算法，不過由于復雜度而沒有被最終采納進入標準。

目前，還沒有一種基于非局部結構相似性的圖像稀疏表示算法。

發明內容

本發明的實施例提供了一種利用圖像非局部結構相似性特征的視頻編碼圖像濾波方法，以實現對視頻編碼圖像進行有效的濾波。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案。

一種利用圖像非局部結構相似性特征的視頻編碼圖像濾波方法，包括：

將去塊濾波之后的原始的視頻編碼圖像幀劃分為若干重疊的塊I_n×n，對每個塊I_n×n按照設定的搜索半徑進行相似塊搜索，將搜索到的設定數量的相似塊經過列向量化操作后構建成群組G；

對所述群組G進行奇異值分解得到奇異值對角矩陣Σ，根據離線訓練得到的自適應濾波閾值對奇異值對角矩陣Σ進行硬閾值濾波操作，得到經過濾波的結構相似組G’；

針對原始的視頻編碼圖像幀中的某個像素，將包含所述某個像素的所有塊I_n×n對應的結構相似組G’中對應的像素值求平均值，根據原始的視頻編碼圖像幀中的所有像素對應的平均值進行幀重構，得到重構后的經過濾波的視頻編碼圖像幀。

進一步地，所述的將去塊濾波之后的原始的視頻編碼圖像幀劃分為若干重疊的塊I_n×n，對每個塊I_n×n按照設定的搜索半徑進行相似塊搜索，將搜索到的設定數量的相似塊構建成群組G，包括：

將去塊濾波之后的視頻編碼圖像幀進行保存，記作F_DF,再將F_DF的另一份拷貝圖像劃分為若干重疊的塊I_n×n，每個塊的大小都相同，包含n×n個像素，每個塊的亮度分量和色度分量也相同。

針對圖像的每一個I_n×n塊，以I_n×n塊左上角元素c為中心，距c上下左右各設定像素的正方形區域內進行相似塊匹配搜索，每個相似塊也包含n×n個像素，計算當前I_n×n塊內所有像素值與相似塊中對應的所有像素值的絕對誤差和SAE；

SAE=Σi=1nΣj=1n||pij-qij||]]>

p_ij為當前I_n×n塊中的像素，q_ij為相似塊中的像素。

將所有相似塊的SAE按照升序排序，并且取出SAE最小的前m個相似塊，將所述m個相似塊進行列向量化處理后，構建成群組G。