[发明专利]参数环路滤波器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年1月14日提交的标题为“PARAMETRICLOOP FILTER”的序列号为61/433,026的美国临时专利申请的在35U.S.C.§119(e)下的优先权。于2011年1月14日提交的标题为“PARAMETRIC LOOP FILTER”的序列号为61/433,026的临时专利申请的全部内容也为了所有目的而通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及图像处理的领域。更具体地讲，本发明涉及在图像处理中使用参数环路滤波器。

背景技术

在图像处理中，执行自适应环路滤波(ALF)以通过维纳（Wiener）滤波去除或减少在压缩期间引入的量化噪声和伪影（artifact），如图1中所示。使用基于块的自适应环路滤波(BALF)或基于四叉树的自适应环路滤波(QALF)能够执行开/关通知。

在基于四叉树的开/关通知中，对于每个块(除了最低层中的那些块之外)，发送1比特以指定它是否被分割(分割通知)。对于每个未分割块(最低层中的块总是未分割的)，发送另外的1比特以指定ALF是否被应用于该块(开/关开关通知)。给定Wiener滤波器，使用自下而上递归判定来优化四叉树，如图2中所示。

基于使ALF为开的像素的统计，在线训练Wiener滤波器。训练由编码器进行。在一些实施例中，每一帧具有一个Wiener滤波器，该Wiener滤波器的滤波器系数被发送给解码器。Wiener滤波器的训练需要知道像素的开/关信息。然而，开-关判定还需要Wiener滤波器的知识。

迭代判定包括：训练初始Wiener滤波器(例如，基于所有的像素)，基于当前Wiener滤波器判定在哪个位置放置开/关开关，基于所有“开”的像素更新Wiener滤波器，并多次执行判定和更新(例如，直至转换)。

ALF有许多缺点。在编码器中，存在高计算复杂性，因为在滤波器训练和开/关切换中存在多遍优化。编码器需要另外的一帧的延迟(在没有ALF的情况下，延迟为行的数量级)。编码器多次针对每个叶节点存储/检索互相关矩阵和自相关矩阵，这意味着大量的存储器存取。比特流包括通知滤波器系数的开销比特。在解码器中，Wiener滤波器系数是可变的，并且与能够用几次位移和加法替代的将一变量与一固定数相乘相比，两个变量之间的乘法是昂贵的。另外，这些ALF技术的硬件实现非常昂贵，对于实时编码而言尤其如此，因为必须在对整个帧编码之后完成Wiener滤波器的训练，并且下一帧的运动估计需要ALF的结果。因此，整个流水线被拉长，这需要更高的时钟速率和更多的功耗以满足实时约束。

发明内容

参数环路滤波器使用一组固定滤波器去除或减少在视频编码期间引入的噪声和伪影。参数环路滤波器在编码器处使用少得多的计算、延迟和存储器存取。固定系数允许在解码器的滤波的快速执行。为了指定2-D理想低通滤波器，使用下面的信息：方向、沿该方向的带宽(bw_//)和垂直于该方向的带宽(bw_⊥)。