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名称：后处理端的块效应去除算法

作品名称

后处理端的块效应去除算法

开发语言

简体中文

运行平台

WIN9X/WIN2000/WINXP/2003

论文字数

1.7万左右

论文页数

45P

开题报告

无

答辩稿

有

整理时间

12-02-14 00:00:00

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作品简介：

本文首先研究了空间域和变换域（DCT域，小波域）的图像去块效应原理，并且实现了基于图像前处理端的不同压缩技术的块效应去除算法，实验表明，相同分块的情况下，压缩比越大块效应越明显，而相同压缩比下，分块数越少，块效应越明显，而DCT变换压缩比JPEG压缩去块效应效果明显。其次，在小波变换分析的基础上，研究并实现了基于图像后处理端的去块效应算法。根据小波系数在不同范围内的不同特性对图像进行区域分类，进而对不同区域做出不同的处理。结果表明，该方法能有效地减少方块效应，提高解码端图像的视觉质量。
1.3节本文研究工作与章节安排
由于目前图像数据压缩标准中多数采用DCT变换，本文所做的工作首先围绕DCT变换进行，先从图像压缩的方法以及发展入手，介绍了变换域编码和常用的图像编码方法，并着重介绍了众多国际图像压缩标准共同的核心技术-DCT变换。其次，在透彻分析DCT算法特点的基础上，针对DCT算法存在编、解码时间过长，“块效应”显著地局限，介绍了常用的图像压缩算法JPEG压缩标准算法，以及采用小波变换的方法压缩图像，将图像的频率成分抽取出来，观察三种编码方法对于图像块效应的去除效果。
滤波方法是典型的去方块效应后处理方法之一，如今越来越多的人关注于基于小波的去方块算法。本文针对压缩图像在一级小波变换中有明显的结构信息和块不连续性信息，对图像在小波域中的小波系数在不同区域的不同特性，对不同特性的小波系数分别加以处理，有效地去除块效应。
第2章图像块效应产生和去除方法介绍
2.1 块效应的产生
目前，基于DCT变换是图像压缩主流技术，广泛应用于JPEG和MPEG国际标准中。在低比特率压缩时会产生严重的方块效应，即马赛克现象。各国学者对减少方块效应的算法已进行了不少研究。特别是近年来由于JPEG和MPEG应用越来越广泛，寻找更为有效的去除低比特率压缩图像方块效应技术仍是不少学者感兴趣的课题。
产生块效应的因素是在基于块的图像编码中，大多数采用DCT变换来去除图像内相邻像素之间的空间冗余，实现数据的压缩。从理论上讲，DCT变换是无损的或者误差是可以控制的。因此，仅仅就DCT变换本身而言，是不会产生块效应的。但是，在对每块的DCT系数进行编码时，通过丢弃一些能量较小的频率分量，达到降低码率的目的。若本来某两个块之间像素值是平滑变化的，但粗糙的量化使它们落入不同的量化区间内，则在重建图像块的边界处会出现不连续的跳变，形成伪块边界。对于各种压缩标准来说，在高码率情况下图像质量尚能满足要求，但码率一旦降低，受到可编码比特数的制约，量化步长不得不加大，其直接结果是使块之间亮度和色度出现明显的不连续性。图1•2是基于DCT编码器和解码器
2.2去除块效应方法
去块效应后处理算法主要有二类:一是基于块边界像素域或变换域的滤波算法;二是基于凸集投影 (POCS)理论的迭代算法;二是基于统计学的最大后验概率(MAP)算法。去块效应后处理技术可以分为图像增强和图像恢复两种。在图像增强方面主要有空间域滤波和变换域滤波。早期的空间域滤波典型算法有文献。a
Reeve和Lim对块边界的像素应用3*3的低通滤波器滤波，这种简单的空间移不变滤波器没有考虑图像的局部特征会使滤波后的图像过度模糊。为了减少因滤波而带来的模糊，文献提出把图像分成平缓区、纹理区和边缘区。因为人类视觉对低频区域的方块效应比高频区域的方块效应更加敏感，所以边缘和纹理区域通常不进行滤波处理。在DCT域中处理块效应也是近年来的研究热点。在文献中，ZENG提出一种在DCT域减少块效应的方法。他对一些图像块的DCT系数应用零掩盖(Zero-masking)技术去除方块效应，这种方法简单，但是会导致高频信息丢失严重，且会产生新的方块效应。文献中Liu提出一种在DCT域基于HVS特性对块效应进行盲测量，把图像块边界分成3类，对每类边界分别应用不同的方法去除块效应算法。
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