[发明专利]面向图像滤波的编解码方法和装置

说明书

本发明提供一种使用自适应乘法滤波器对重建图像(特别是视频图像)进行滤波的装置和方法。通过将滤波器系数的允许值限制为那些只具有二进制表示中的有限个“1”的值，提高了滤波操作效率。

技术领域

本发明实施例涉及图像处理(例如，视频图像和/或静止图像编码)领域，提供了使用具有自适应乘数滤波器系数的滤波器进行图像滤波的新方法和装置。

背景技术

视频编码(视频编码和视频解码)广泛用于数字视频应用，例如，广播数字TV、经由互联网和移动网络的视频传输、视频聊天和视频会议等实时会话应用、DVD和蓝光光盘、视频内容采集和编辑系统以及安全应用的可携式摄像机。

自从1990年开发H.261标准中的基于块的混合视频编码方法以来，已经开发了新的视频编码技术和方法，而这些新的视频编码技术和方法成为新的视频编码标准的基础。大多数视频编码标准的目标之一是在不牺牲图像质量的情况下，实现相比前一个标准更低的码率。其它视频编码标准包括MPEG-1视频、MPEG-2视频、ITU-T H.262/MPEG-2、ITU-TH.263、 ITU-T H.264/MPEG-4第10部分、高级视频编码(Advanced Video Coding，AVC)、ITU-T H.265、高效视频编码(High Efficiency Video Coding，HEVC)以及这些标准的扩展版(例如，可扩展性和/或三维(three dimension，3D)扩展版)。

图1示出了编码系统300的一个实施例的示意性框图，下面将更详细地描述。

图2是视频编码器的一个示例性结构的框图。本发明可以在该结构中实现，该结构将在下文更详细地描述。

具体而言，所示出的编码器100包括“环路滤波器”120，其中，可以进行本发明提供的滤波操作。然而，更一般地，滤波操作适用于编解码器中的其它位置，例如，适用于插值滤波器中。更一般地，本发明不仅适用于视频编码，而且还适用于静态图像编码。

图3是视频解码器的一个示例结构的框图。本发明可以在该结构中实现，该结构也将在下文更详细地描述。具体地，本发明适用于环路滤波器220等。

下面将总结一些关于自适应滤波的背景信息。

用于视频编码的自适应滤波用以通过使用基于维纳(Wiener)的自适应滤波器使原始像素点与解码像素点之间的均方误差最小化。具体而言，所提出的自适应环路滤波器(Adaptive Loop Filter，ALF)位于每个图像的最后一个处理阶段，并且可以作为捕获和修复前面阶段中伪影的手段。合适的滤波器系数由编码器确定并显式地指示给解码器。

关于自适应滤波的一般信息可以在Chia-Yang Tsai、Ching-Yeh Chen、TomooYamakage、 In Suk Chong、Yu-Wen Huang、Chih-Ming Fu、Takayuki Itoh、TakashiWatanabe、Takeshi Chujoh、Marta Karczewicz和Shaw-Min Lei发表于《IEEE Journal ofSelected Topics in Signal Processing》(2013年12月第7卷第6期)的文章《AdaptiveLoop Filtering for Video Coding》中找到。

上述文档给出的描述介绍了使用自适应滤波器系数进行滤波操作的具体实现方式。该操作的一般原理可以描述如下。

通常，滤波方程式如下：

这里，R(i,j)是滤波之前的图像帧中的位于坐标(i,j)处的像素点。

R'(i,j)为滤波之后的图像帧中的像素点。f(k,l)为滤波器系数。

图4示出了一个示例性滤波器内核。在本示例中，C20为滤波器内核的中心坐标(k＝0， l＝0)，L等于8。