視頻解碼器中用于視頻數(shù)據(jù)的環(huán)路濾波器處理方法及裝置的制造方法
【專利說明】
[0001] 相關申請
[0002] 本申請是申請日為2013年2月22日，申請?zhí)枮?01380001126. 4,發(fā)明名稱為"用 于貫穿條帶或圖塊邊界環(huán)路濾波的方法及其裝置"的申請的分案申請。
技術領域
[0003] 本發(fā)明有關于視頻編碼。特別地，本發(fā)明有關于視頻解碼器中用于視頻數(shù)據(jù)的環(huán) 路濾波器處理方法及裝置。
【背景技術】
[0004] 運動估計（motionestimation)是利用視頻序列中時間冗余（temporal redundancy)的一種有效幀間編碼技術。運動補償幀間編碼（motioncompensated inter-framecoding)已經廣泛應用于各種國際視頻編碼標準。在各種編碼標準中采用 的運動估計是通常以區(qū)塊（block)為基礎的技術，其中為每個宏塊（macroblock)或相似 區(qū)塊配置確定例如編碼模式與運動矢量的運動信息。此外，也可自適應地采用幀內編碼 (intra-coding)，其中在無需參考任何其他圖像的情況下處理圖像。通?？蛇M一步由變換 (transformation)、量化（quantization)以及熵編碼（entropycoding)處理幀間預測與 幀內預測殘差（residue)以生成壓縮視頻比特流。在編碼進程期間，尤其是在量化進程中 引入了編碼偽影（codingartifact)。為了減輕編碼偽影，在較新的編碼系統(tǒng)中可對重建視 頻采用附加處理以提高圖像品質。經常在環(huán)內操作（in-loopoperation)中配置上述附加 處理從而使得編碼器與解碼器可取得相同的參考圖像。
[0005]圖1描述包含環(huán)內濾波處理的示例自適應幀間/幀內視頻編碼系統(tǒng)。對于幀間預 測，可使用運動估計（MotionEstimation,ME)/運動補償（MotionCompensation,MC) 112 基于其他圖像的視頻數(shù)據(jù)提供預測數(shù)據(jù)。開關114選擇幀內預測110或來自ME/MC112 的幀間預測數(shù)據(jù)并且將選擇的預測數(shù)據(jù)提供至加法器116以產生預測誤差（prediction error)，也稱為預測殘差或殘差。然后變換（T) 118處理預測誤差，接著量化（Q) 120處理預 測誤差。接著，熵編碼器122編碼已變換及已量化的殘差從而形成對應壓縮視頻數(shù)據(jù)的視 頻比特流。然后，將邊信息（sideinformation)加入與變換系數(shù)相關聯(lián)的比特流，其中上述 邊信息可為例如與圖像單元相關聯(lián)的運動、模式及其他信息。上述邊信息也可進行熵編碼 處理以減小需求帶寬。相應地如圖1所示也將邊信息數(shù)據(jù)提供給熵編碼器122 (未示出指 向熵編碼器122的運動/模式路徑）。當使用幀間預測模式時，必須使用先前重建參考圖像 以形成預測殘差。因此，在編碼器端使用重建環(huán)路來生成重建圖像。因此，逆量化（Inverse Quantization,IQ) 124 與逆變換（InverseTransformation,IT) 126 處理已變換及已量化 殘差以恢復處理殘差（processedresidue)。接著重建（REC) 128將上述處理殘差疊加至預 測數(shù)據(jù)136以重建視頻數(shù)據(jù)?？蓪⑸鲜鲋亟ㄒ曨l數(shù)據(jù)儲存至參考圖像緩沖器134中并且將 上述重建視頻數(shù)據(jù)用于其他幀的預測。
[0006] 如圖1所示，接收的視頻數(shù)據(jù)在解碼系統(tǒng)中經過一系列處理。由于上述一系列 處理，來自REC128的重建視頻數(shù)據(jù)可經受各種損害。相應地，在重建視頻數(shù)據(jù)用于預測 數(shù)據(jù)之前對上述重建視頻數(shù)據(jù)采用各種環(huán)路處理從而改善視頻品質。在當前發(fā)展的高效 率視頻編碼（HighEfficiencyVideoCoding,HEVC)標準中，已經發(fā)展出了去塊濾波器 (DeblockingFilter,DF) 130、樣本自適應偏移（SampleAdaptiveOffset,SA0) 131 與自適 應環(huán)路濾波器（AdaptiveLoopFilter,ALF) 132以提高圖像品質?？蓪⑷K濾波器（DF) 130 應用于邊界像素（boundarypixel)并且DF處理依賴于與相應區(qū)塊相關聯(lián)的基礎像素數(shù)據(jù) 與編碼信息。無需將任何特定DF邊信息合并入視頻比特流中。另一方面，SA0與ALF處理 是自適應的，其中可根據(jù)基礎視頻數(shù)據(jù)動態(tài)改變類似濾波器參數(shù)與濾波器類型的濾波器信 息。因此，與SA0、ALF相關聯(lián)的濾波器信息合并入視頻比特流中，從而使得解碼器可正確恢 復所需信息。此外，向熵編碼器（EntropyEncoder) 122提供來自SA0與ALF的濾波器信息 用于合并入比特流。在圖1中，首先對重建視頻應用DF130 ;接著將SA0 131應用于DF已 處理視頻；然后將ALF132應用于SA0已處理視頻。然而，可重新調整DF、SAO、ALF的處理 順序。在當前發(fā)展的高效率視頻編碼（HEVC)視頻標準中，環(huán)路濾波處理包含DF與SA0。
[0007]HEVC中的編碼處理可應用于每個最大編碼單元（LargestCodingUnit,LQJ)?？?使用四叉樹劃分（quadtree)自適應地將IXU分割為編碼單元。因此，IXU也可稱為編碼樹 區(qū)塊（codingtreeblock,CTB)。在每個葉編碼單元（LeafQJ)中，為每個8X8區(qū)塊執(zhí)行 DF并且在HEVC測試模型版本5. 0 (HM-5. 0)中，將DF應用于8X8區(qū)塊邊界。對于每個8X8 區(qū)塊，首先采用貫穿垂直區(qū)塊邊界的水平濾波，然后接著采用貫穿水平區(qū)塊邊界的垂直濾 波。
[0008] 如圖1所示，樣本自適應偏移（SA0)131也應用于HM-5. 0中。SA0被認為是特定 濾波情況，其中濾波處理僅應用于一個像素。為了采用SA0, 一幅圖像可劃分為多個LCU對 齊區(qū)域（IXU-alignedregion)。每個區(qū)域可在兩種帶偏移（BandOffset,B0)類型、四種 邊偏移（EdgeOffset,E0)類型以及非處理（OFF)中選擇一種SA0類型。對于每個待處理 (也稱為待濾波）的像素，B0使用像素強度（pixelintensity)將像素歸類于帶。如圖2 所示，將像素強度范圍平均分為32個帶。四個連續(xù)帶進行組合，其中由sao_band_position 指示起始帶。圖2描述了示例四帶組合200的示意圖。箭頭210指示上述四帶組合的第一 帶位置。在E0中，首先執(zhí)行像素分類以將像素分至不同組（也稱為類或類別）。如圖3所 示，每個像素的像素分類以3X3窗口為基礎，其中使用四個對應0°、90°、135°與45°的 配置用于分類。基于圖像或區(qū)域中的所有像素分類，為每組像素取得并發(fā)送一個偏移。在 HM-5. 0中，將SA0應用于亮度與色度組分，并且可單獨處理每個亮度組分。與B0相似，可為 每個類的所有像素取得一個偏移，其中E0的類4除外，并且強制類4使用零偏移。下面的 列表1列舉了E0像素分類，其中"C"表示待分類的像素。
[0009]列表1.
[0010]

[0011] 如圖1所示，自適應環(huán)路濾波（ALF) 132是HM-5. 0中另一個提高圖像品質的環(huán)內 濾波。使用多種類型的亮度濾波器軌跡（footprint)與色度濾波器軌跡。首先在水平方 向上應用ALF操作。在執(zhí)行水平ALF后，在垂直方向上應用ALF。在HM-5.0中，可為每幅 圖像使用多達十六個亮度ALF濾波器與最多一個色度ALF濾波器。為了允許ALF定位，存 在用于亮度像素的兩種模式以選擇濾波器。一種模式是基于區(qū)域自適應（Region-based Adaptation,RA)模式，以及另一種模式是基于區(qū)塊自適應（Block-basedAdaptation,BA) 模式。除了在圖像層用于自適應模式選擇的RA與BA，濾波器使用旗標（filterusage flag)可進一步控制大于閾值的編碼單元（⑶）以局部地啟動或禁用ALF操作。至于色度組 分，既然它們相對較一致，則在HM-5. 0中不使用局部自適應，并且圖像的兩個色度組分共 享相同的濾波器。在MH-5.0中，從多個ALF濾波器中選出用于區(qū)域的ALF濾波器。另外， 在HM-5. 0中使用多個濾波器軌跡。對于每個ALF濾波器，存在與濾波器相關聯(lián)的濾波器系 數(shù)集合。