[发明专利]自适应环路滤波方法和装置

说明书

交叉引用

本申请要求下述申请的优先权：2010年10月5日递交的，发明名称为“改进的自适应环路滤波器”的美国临时申请案No.61/390,068；本发明还与2011年8月24日递交的美国专利申请案No.13/216,242有关。本申请将上述美国临时申请案及专利申请案作为参考。

技术领域

本发明有关于视频编码(video coding)，且尤其有关于与自适应环路滤波(In-Loop Filtering)有关的编码技术。

背景技术

运动补偿(motion compensation)帧间编码(inter-frame coding)已在多种编码标准中广泛应用，如MPEG-1/2/4以及H.261/H.263/H.264/AVC。上述编码系统中的运动估计、运动补偿和后续处理都是基于块(block basis)进行的。在压缩进程中，由于采用了如量化(quantization)的有损操作(lossy operation)，可能会出现编码噪声(coding noise)。在重建(reconstructed)视频数据中，特别是在块边缘或边缘附近，会有明显的编码伪影(coding artifact)。为了减小编码伪影的明显性，更新的编码系统中开始采用一种被称为解块(deblock)的技术，其中上述系统如H.264/AVC以及高性能视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)系统。解块进程在块边缘自适应地应用滤波，以平滑编码噪声带来的边缘或边缘附近的突变，并维持图像的清晰度。此外，根据帧间编码的特性，环路内操作时配置解块进程。在最近的HEVC开发中，采用自适应环路滤波来处理解块重建帧。除了解块之外，自适应环路滤波可用作环路内处理，且通常用于对重建视频数据进行解块之后。自适应环路滤波用于在多个帧上重建视频数据，以降低时域上编码伪影的明显性。滤波系数可根据已知的优化算法进行设定，其中优化算法如使初始帧和重建帧之间的均方误差(Mean Square Error,MSE)最小的维纳-霍夫等式(Wiener-Hopf equation)。

在HEVC系统中，一帧或一片(slice)中的每个块均可选择进行传统自适应环路滤波器(Adaptive Loop Filter，ALF)或不进行(开启/关闭)传统ALF。其中块的尺寸和形状均可为自适应的，且块的尺寸和形状信息可明确发送给译码器，或者可从译码器中暗中获取。根据所选性能准则，每个块可做出是否进行ALF的决定。在于2011年4月25日递交，发明名称为：“自适应环路滤波方法及其装置”的美国专利申请案No.61/390,068中，揭示了一种新的ALF，该ALF允许从滤波器组中自适应选择其中一组重建视频数据。进一步，该新的ALF采用一种新的处理单元应用于滤波进程，从而进行更灵活以及/或更局部的处理。美国专利申请US13/093，068揭示一种灵活的自适应环路滤波器，其描述了开发一个采用新环路滤波器的系统，其包括为环路滤波器的一般处理结构（在该申请中名为：将被滤波的区域）扩展FU(滤波单元)及延长ALF包括其他的环路滤波器。更进一步地，描述了采用率失真优化程序以优化该各个处理结构及各个候选滤波器的系统表现。

发明内容

本发明揭露了采用自适应环路滤波处理已编码视频的方法和装置。在本发明的一实施例中，采用自适应环路滤波处理编码视频的方法及装置包括基于相关数据获取环路重建视频数据；划分该环路重建视频数据的像素成多个将被滤波分区；从包括多个候选滤波器的滤波器组中决定每一将被滤波分区的一环路滤波器，其中，基于率失真优化处理决定该环路滤波器；以及应用该环路滤波器至每一将被滤波分区以产生已滤波分区。该环路滤波器可被应用于该重建视频、SAO（sample adaptive offset）恢复视频、解块视频或者ALF恢复视频。本发明的一方面是关于将该环路重建视频数据的像素划分至多个将被滤波分区的方法。该方法可以基于一分类法、一图像分割法或者一分类或者图像分割法的结合。