[发明专利]用于去块的高效率决策

说明书

技术领域

本发明涉及图像的滤波。具体而言，本发明涉及去块滤波以及对启用或禁用视频图像的图像块的去块滤波的决策。

背景技术

目前，大多数标准化视频编码算法基于混合式视频编码。混合式视频编码方法通常组合几种不同的无损和有损压缩方案，以便实现期望的压缩增益。混合式视频编码还是ITU-T标准（H.26x标准，例如H.261，H.263）以及ISO/IEC标准（MPEG-x标准，例如MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4）的依据。最新的高级视频编码标准当前是表示为H.264/MPEG-4高级视频编码（AVC）的标准，其是联合视频专家组（JVT）、ITU-T和ISO/IEC MPEG专家组联合团队进行标准化工作的成果。这种编解码器正在由Joint Collaborative Team on Video Coding（JCT-VC）以High-Efficiency Video Coding（HEVC）的名义进一步开发，具体目的是改善关于高分辨率视频编码的效率。

编码器的视频信号输入是称为帧的图像序列，每个帧都是像素的二维矩阵。基于混合式视频编码的所有上述标准包括将每个个体视频帧细分成多个像素构成的更小的块。块的尺寸例如可能根据图像的内容而变化。编码方式可能通常随着每个块变化。例如，在HEVC中，这种块的最大可能尺寸是64×64像素。因此将其称为最大编码单元（LCU）。在H.264/MPEG-4AVC中，宏块（通常表示16×16像素的块）是执行编码的基本图像元，可能进一步将其分成更小的子块，对所述子块应用一些编码/解码步骤。

典型地，混合式视频编码的编码步骤包括空间和/或时间预测。因此，首先利用与其空间相邻的块或与其时间相邻的块，即先前编码的视频帧，预测要编码的每个块。然后计算要编码的块及其预测之间的差异块，也称为预测残余块。另一个编码步骤是残余块从空间（像素）域到频域中的变换。变换的目的是减小输入块的相关性。另一编码步骤是变换系数的量化。在这个步骤中，进行实际的有损（不可逆）压缩。通常，利用熵编码进一步压紧（无损压缩）压缩的变换系数值。此外，对重构编码视频信号所需的辅助信息进行编码并与编码视频信号一起提供。例如，这是关于空间和/或时间预测、量化的量等的信息。

图1是现有技术的混合式编码器100的范例，例如典型的H.264/MPEG-4AVC和/或HEVC视频编码器。减法器105首先确定输入的视频图像（输入信号s）要被编码的当前块和对应预测块之间的差异e，将其用作要被编码的当前块的预测。可以通过时间或空间预测180获得预测信号。预测类型可以基于每个帧或每个块变化。使用时间预测预测的块和/或帧称为“互”编码，使用空间预测预测的块和/或帧称为“内”编码。从存储器中存储的先前编码的图像，利用时间预测导出预测信号。利用空间预测，从先前已经编码、解码并存储在存储器中的相邻块中边界像素的值，导出预测信号。输入信号和预测信号之间的差异e表示为预测误差或残余，被变换110，获得系数，系数被量化120。然后向量化系数应用熵编码器190，以便进一步减少以无损方式存储和/或传送的数据量。这主要是通过应用具有可变长度的代码字的代码实现的，其中基于其发生的概率来选择代码字的长度。

在视频编码器100之内，结合解码单元以获得解码（重构）的视频信号s'。与编码步骤一致，解码步骤包括逆量化和逆变换130。由于量化误差，也称为量化噪声的原因，这样获得的预测误差信号e'与原始预测误差信号不同。然后通过将解码的预测误差信号e'增加140到预测信号，获得重构图像信号s'。为了维持编码器侧和解码器侧之间的兼容性，基于在编码器和解码器两侧都已知的已编码并接下来解码的视频信号，获得预测信号。

由于量化的原因，量化噪声被叠加到重构的视频信号上。由于逐块编码，叠加的噪声常常具有阻塞特性，尤其对于强量化而言，这会导致解码图像中看得见的块边界。这样的分块伪影对人的视觉感有不利效果。为了减少这些伪影，将去块滤波器150应用于每个重构的图像块。将去块滤波器应用于重构的信号s'。去块滤波器通常对块边缘进行平滑，导致解码图像的主观质量改善。此外，由于将图像的滤波部分用于其他图像的运动补偿预测，所以滤波还减少了预测误差，从而能够提高编码效率。