[发明专利]用于环内去伪影滤波的方法和设备

说明书

本申请是申请日为2007年10月25日、申请号为200780041729.1、并且发明名称为“用于环内去伪影滤波的方法和设备”的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请要求2006年11月8日递交的美国临时申请序列号No.60/864,917的权益，通过引用将其全部结合于此。

技术领域

本发明一般涉及视频编码和解码，并且具体地涉及用于环内(in-loop)去伪影(de-artifact)滤波的方法和设备。

背景技术

所有的视频压缩伪影(artifact)都由量化引起，量化是混合视频编码架构中仅有的有损编码部分。然而，这些伪影可能以各种形式存在，例如，块状伪影(blockyartifact)、环状伪影(ringingartifact)、边缘失真(edgedistortion)和/或纹理恶化(texturecorruption)。一般，经过解码的序列可能由所有各种视觉伪影组成，但有不同的区别。在不同类型的视觉伪影中，块状伪影是基于块的视频编码所共有的。这些伪影可能既源自剩余编码(residuecoding)中基于块的变换阶段又源自运动补偿阶段。过去已经研究了自适应去块滤波器，并且已经提出了并在各种标准中采用了一些公知的去块滤波方法(例如，在国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)运动图像专家组-4(MPEG-4)Part10高级视频编码(AVC)标准/国际电信联盟远程通信标准化组(ITU-T)H.264推荐(以下称为“MPEG-4AVC标准”)中所采用的去块滤波方法)。当设计很好时，去块滤波器可以改善客观和主观视频质量两者。在诸如与MPEG-4AVC标准相对应的现有视频编码器和/或解码器的情况中，自适应环内去块滤波器被设计用来减少块状伪影，其中，滤波的强度由一些语法元素的值来控制。基本思想是：如果在块边缘附近的样本之间相对大的绝对差被测量到，则该差很可能是成块伪影因此应当被减小。然而，如果该差的幅值如此之大以致它不能通过编码中所使用的量化的粗糙度(coarseness)来解释，则该边缘更可能反映源图像的实际行为并且不应当被平滑。以这种方式，减少了了内容的块状化，同时内容的清晰度基本不变。去块滤波器在几个级别上是自适应的。在条带级别上，可以根据视频序列的个体特征来调整整体滤波强度。在块-边缘级别上，可以根据帧间/帧内预测判决、运动差和在两个相邻块中是否存在编码后的残差来决定滤波强度。在宏块边界上，特殊的强滤波被用来除去“拼接伪影”(tilingartifact)。在采样级别上，采样值和依赖量化器的阈值可以针对各个单独的采样关闭滤波。

根据MPEG-4AVC标准的去块滤波被很好的设计用于减少块状伪影，但是，它并不试图对由量化噪声引起的其它伪影进行校正。例如，根据MPEG-4AVC标准的去块滤波不理会边缘和纹理。因此，它不能改善失真的边缘或纹理。性能的这一缺失的一个原因是MPEG-4AVC标准去块滤波器应用平滑图像模型并且所设计的滤波器通常包括一系列低通滤波器。然而，图像包括很多奇异点(singularity)、纹理等，并且因此它们没有被MPEG-4AVC标准去块滤波器正确地处理。

为了克服MPEG-4AVC标准去块滤波器的局限性，最近已经提出了一种涉及去噪型非线性环内滤波器方法。在这个提出的方法中，非线性去噪滤波器适应不固定图像统计，不固定图像统计开发了使用线性变换过完备集和硬阈值分割(hard-thresholding)的稀疏(sparse)图像模型。非线性去噪滤波器根据该滤波器正在对其进行操作的区域而自动变成或高通、或低通、或带通等。非线性去噪滤波器可以处理所有类型的量化噪声。该特定的去噪方法通常包括三个步骤：变换；变换系数阈值分割；和反变换。然后，在每个像素处使用加权平均，对通过使用(通常通过用同一变换的移位版本来应用去噪而产生的)变换的过完备集进行去噪而提供的几个经过去噪的估计进行合并。