[发明专利]考虑BL内模式的去块滤波方法和使用该方法的多层视频编码器/解码器

说明书

技术领域

根据本发明的方法和装置涉及视频压缩技术，并且更具体地涉及一种在多层视频编码器/解码器中使用的去块滤波器。

背景技术

随着信息和通信技术的发展，除了文本和语音通信以外，多媒体通信也日益增多。现有的以文本为中心的通信系统不足以满足消费者的各种愿望，因此能够供应(accommodate)诸如文本、图像、音乐等的各种形式的信息的多媒体服务日益增多。由于多媒体数据较大，因此分别需要大容量存储介质和宽带宽来存储和传送它。因此，需要压缩编码技术来传输多媒体数据。

数据压缩的基本原理是去除冗余。可以通过去除诸如图像中的相同颜色或对象的重复的空间冗余、诸如运动图像中的相似的相邻帧或声音的连续重复的时间冗余、以及考虑人对高频的不敏感性的视觉/感觉冗余来压缩数据。在通常的视频编码方法中，通过基于运动补偿的时间滤波来去除时间冗余，并且通过空间变换来去除空间冗余。

为了传输多媒体，需要传输介质，其性能各不相同。目前使用的传输介质具有多种传输速度。例如，超高速通信网络每秒可以传送数十兆比特的数据，移动通信网络具有每秒384千比特的传输速度。为了支持这种传输环境中的传输介质并且为了以适合于该传输环境的传输速率来传输多媒体，可分级(scalable)的数据编码方法最合适。

这一编码方法使得可以根据比特速率、错误率和系统资源状态而在解码器或预解码器(pre-deconder)端执行一个压缩比特流的部分解码。所述解码器或预解码器可以通过仅仅采用利用可分级的编码方法编码的比特流的一部分来恢复具有不同的画面质量、分辨率或帧速率的多媒体序列。

对于这种可分级视频编码，运动画面专家组-21(MPEG-21)PART-13已经推进了其标准化工作。具体地说，已经进行了很多用于在基于多层的视频编码方法中实现可分级性(scalability)的研究。作为这种多层视频编码的示例，多层结构由基本层、第一增强层和第二增强层组成，并且各层具有诸如四分之一通用中间格式(QCIF)、通用中间格式(CIF)和2CIF的不同分辨率和不同的帧速率。

图1图示了使用多层结构的可分级视频编码解码器的示例。在此视频编码解码器中，基本层被设置为15Hz(帧速率)上的QCIF，第一增强层被设置为30Hz上的CIF，并且第二增强层被设置为60Hz上的标准清晰度(SD)。

在将这种多层视频帧编码时，可以使用层之间的相关性。例如，通过从基本层的视频帧的某个区域13的预测来高效地将第一增强层的视频帧的对应区域12编码。以相同的方式，通过从第一增强层的区域12的预测来高效地将第二增强层的视频帧的区域11编码。如果多层视频帧的各层具有不同的分辨率，则应当在执行预测之前对基本层的图像执行上采样(upsampled)。

在由联合视频组(JVT)提出的当前的可分级视频编码标准(下文中被称为SVC标准)中，正在进行对用于基于现有的H.264标准实现如图1所示的示例中的多层视频编码解码器的研究，所述联合视频组是国际标准化组织/国际电子技术委员会(ISO/IEC)和国际电信联盟(ITU)的视频专家组。

然而，H.264使用离散余弦变换(DCT)作为空间变换方法，并且在基于DCT的编码解码器中，当压缩率增大时，出现不希望有的方块效应(blockingartifacts)。存在两个方块效应的成因。

第一个成因是基于块的整数DCT变换。这是因为由于由DCT变换产生的DCT系数的量化而在块边界处出现不连续。由于H.264使用相对小的4’4大小的DCT变换，因此可以略微减轻不连续问题，但是不能完全消除它。

第二个成因是运动补偿预测。通过复制从不同的参考帧的另一位置内插得到的像素数据来产生运动补偿块。由于这些组数据没有精确地彼此一致，因此在所复制的块的边缘处出现不连续。此外，在复制过程期间，这一不连续被传递给运动补偿块。

近来，已经开发了用于解决方块效应的若干技术。为了减小方块效应(blocking effect)，H.264和MPEG-4已经提出了一种重叠块运动补偿(OBMC)技术。即使OBMC在减少方块效应上有效，它也具有以下问题，即：它需要用于运动预测的大量计算，该运动预测是在编码器端执行的。因此，H.264使用去块滤波器，以便减少方块效应并且提高画面质量。去块滤波器处理是在恢复宏块之前并且在执行其逆变换之后在编码器或解码器端执行的。在此情况下，可以调节去块滤波器的强度(strength)以适合各种状态。