基于分區(qū)基礎(chǔ)的自適應(yīng)環(huán)路濾波方法和裝置制造方法及圖紙

在一基于塊運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)中，因?yàn)閾p耗操作，編碼噪聲將增加。ALF為一種提高該質(zhì)量的技術(shù)。一像素?自適應(yīng)(pixel?adaptive或pixel?adaptation,PA)ALF被發(fā)展，使用SLM分類像素，且依據(jù)該SLM應(yīng)用一相應(yīng)的ALF濾波器至每一像素。雖然該P(yáng)A?ALF相較于傳統(tǒng)基于單個(gè)濾波器的ALF能實(shí)現(xiàn)更好的性能，但是該P(yáng)A?ALF因?yàn)楦邚?fù)雜性及以像素為單元的濾波器切換帶來(lái)了更高的復(fù)雜性及更大耗能。因此，基于分區(qū)的ALF方案被揭露，器允許基于每一分區(qū)進(jìn)行自適應(yīng)濾波器選擇，且無(wú)需以像素為單元的濾波器轉(zhuǎn)換。本發(fā)明專利技術(shù)一實(shí)施例，一圖像被分割成MxN個(gè)分區(qū)。該基于分區(qū)的ALF允許MxN個(gè)分區(qū)中的分區(qū)合并以提高性能。本發(fā)明專利技術(shù)的另一方面，最佳的ALF設(shè)計(jì)也可以使用RDCO來(lái)考慮系統(tǒng)復(fù)雜性。該RDCO技術(shù)也被應(yīng)用至SAO設(shè)計(jì)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
基于分區(qū)基礎(chǔ)的自適應(yīng)環(huán)路濾波方法和裝置交叉引用本申請(qǐng)要求下述申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)：2010年10月5日遞交的，專利技術(shù)名稱為“改進(jìn)的自適應(yīng)環(huán)路濾波器”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案No.61/390,068；2010年12月10日遞交的，專利技術(shù)名稱為“自適應(yīng)環(huán)路濾波器的率失真復(fù)雜度優(yōu)化方法”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案No.61/421,729；2011年7月6日遞交的，專利技術(shù)名稱為“基于分區(qū)基礎(chǔ)的自適應(yīng)環(huán)路濾波方法和裝置”的美國(guó)申請(qǐng)案No.13/177,343；2011年3月21日遞交的，專利技術(shù)名稱為“基于分區(qū)基礎(chǔ)的自適應(yīng)環(huán)路濾波器”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案No.61/454,829。本專利技術(shù)還與2011年4月25日遞交的，專利技術(shù)名稱為“自適應(yīng)環(huán)路濾波方法和裝置”美國(guó)專利申請(qǐng)案No.13/093,068有關(guān)；2011年6月12日遞交的，專利技術(shù)名稱為“用于視頻編碼的示范適應(yīng)偏移方法和裝置”美國(guó)專利申請(qǐng)案No.13/158,427有關(guān)；與2011年1月3日遞交的，專利技術(shù)名稱為“聯(lián)發(fā)科自適應(yīng)環(huán)路濾波裝置”的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案No.61/429,313有關(guān)。本申請(qǐng)將上述美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)案及專利申請(qǐng)案作為參考。
本專利技術(shù)有關(guān)于視頻編碼(videocoding)，且尤其有關(guān)于與自適應(yīng)環(huán)路濾波(AdaptiveLoopFiltering)有關(guān)的編碼技術(shù)。
技術(shù)介紹
運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償(motioncompensation)幀間編碼(inter-framecoding)已在多種編碼標(biāo)準(zhǔn)中廣泛應(yīng)用，如MPEG-1/2/4以及H.261/H.263/H.264/AVC。上述編碼系統(tǒng)中的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償和后續(xù)處理都是基于塊(blockbasis)進(jìn)行的。在壓縮進(jìn)程中，由于采用了如量化(quantization)的有損操作(lossyoperation)，可能會(huì)出現(xiàn)編碼噪聲(codingnoise)。在重建(reconstructed)視頻數(shù)據(jù)中，特別是在塊邊緣或邊緣附近，會(huì)有明顯的編碼偽影(codingartifact)。為了減小編碼偽影的明顯性，更新的編碼系統(tǒng)例如H.264/AVC以及高性能視頻編碼(HighEfficiencyVideoCoding,HEVC)開(kāi)始采用一種被稱為解塊(deblock)的技術(shù)。解塊進(jìn)程在塊邊緣進(jìn)行自適應(yīng)地應(yīng)用濾波，以平滑編碼噪聲帶來(lái)的邊緣或邊緣附近的突變，并維持圖像的清晰度。此外，根據(jù)幀間編碼的特性，解塊進(jìn)程可被整合到環(huán)路內(nèi)進(jìn)行操作。在最近的HEVC開(kāi)發(fā)中，采用自適應(yīng)環(huán)路濾波來(lái)處理解塊后的重建幀。自適應(yīng)環(huán)路濾波常被用于作進(jìn)一步環(huán)路處理且經(jīng)常在解塊重建視頻數(shù)據(jù)后使用。傳統(tǒng)自適應(yīng)環(huán)路濾波器(AdaptiveLoopFilter，ALF)僅被應(yīng)用于濾波能提高性能的塊。對(duì)于那些使用自適應(yīng)環(huán)路濾波并不能幫助提高性能的塊，一般不進(jìn)行自適應(yīng)環(huán)路濾波。當(dāng)應(yīng)用ALF，一單個(gè)濾波器(singlefilter，SF)被應(yīng)用于一片(slice)內(nèi)的塊。該單個(gè)濾波器是從一組候選濾波器中選擇出來(lái)以達(dá)到最佳的性能，如最小失真、最小率或者R-D(Rate-distortion)性能。這樣的ALF方案被稱為單自適應(yīng)濾波器方案(SFALF)。另一種ALF方案被稱為QC_ALF方案，是由高通公司(Qualcomm)提出(于2010年4月15-23日，在德國(guó)德累斯頓(Dresden)舉行的關(guān)于視頻編碼的聯(lián)合協(xié)作小組(JCT-VC)的ITU-TSG16WP3和ISO/IECJTC1/SC29/WG11的第一次會(huì)議上，Karczewicz等人的題為：“高通公司關(guān)于視頻編碼的建議書(shū)”中提出，記載于文檔：JCTVC-A121)。依據(jù)該QC_ALF，該ALF濾波器基于塊基礎(chǔ)應(yīng)用于一塊上的解塊視頻數(shù)據(jù)。對(duì)應(yīng)每一塊，計(jì)算該塊中的每一像素(i,j)的改進(jìn)拉普拉斯算子(i,j)(Sum-modifiedLaplacianMeasure(i,j)，SLM(i,j))。該塊上的每一像素依據(jù)該SLM值被分類至該多個(gè)級(jí)別或者類別中。雖然該QC_ALF方案的性能會(huì)優(yōu)于該SFALF的性能，但是每一像素該SLM的計(jì)算兩及從一個(gè)像素至另一像素的濾波器的轉(zhuǎn)換將導(dǎo)致更高的計(jì)算復(fù)雜度及消耗更多的效能。因此，需要發(fā)展以能提供每一分區(qū)具有多個(gè)濾波器選擇的優(yōu)點(diǎn)同時(shí)沒(méi)有高度的計(jì)算復(fù)雜性和像素之間濾波器轉(zhuǎn)換的ALF方案。在區(qū)域劃分及模式?jīng)Q定的ALF設(shè)計(jì)中，一名為率失真優(yōu)化(rate-distortionoptimization，RDO))的優(yōu)化技術(shù)經(jīng)常被用于區(qū)域劃分及模式?jīng)Q定中。雖然該RDO技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的率失真表現(xiàn)，但是它并沒(méi)有考慮到系統(tǒng)復(fù)雜性，這將消耗有價(jià)值的系統(tǒng)資源。因此，需要使用一種新的優(yōu)化方案在這三者中(率、失真及復(fù)雜度)達(dá)到最佳化。因此，一種率失真復(fù)雜性優(yōu)化(rate-distortion-complexityoptimization，RDCO)技術(shù)被使用在ALF設(shè)計(jì)中。該RDCO技術(shù)也被應(yīng)用在SAO設(shè)計(jì)中以實(shí)現(xiàn)最佳的率失真復(fù)雜性的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)揭露了采用自適應(yīng)環(huán)路濾波處理編碼視頻的方法和裝置。在本專利技術(shù)的一實(shí)施例中，采用自適應(yīng)環(huán)路濾波處理編碼視頻的方法及裝置包括從一處理單元接收與編碼視頻數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的一重建視頻數(shù)據(jù)；對(duì)該重建視頻數(shù)據(jù)應(yīng)用自適應(yīng)濾波以產(chǎn)生濾波視頻數(shù)據(jù)；提供該濾波視頻數(shù)據(jù)。該自適應(yīng)濾波的操作可以為依據(jù)分區(qū)適應(yīng)標(biāo)識(shí)選擇基于分區(qū)的ALF或者非基于分區(qū)的ALF。若已選擇該基于分區(qū)的ALF，該重建視頻數(shù)據(jù)被劃分成MxN個(gè)分區(qū)，其中M和N為整數(shù)。該MxN個(gè)分區(qū)的分區(qū)可以基于1-D或者2-D表示法進(jìn)行合并。進(jìn)一步，一合并標(biāo)識(shí)用于表示一分區(qū)是否與一個(gè)或者多個(gè)相鄰分區(qū)合并。當(dāng)使用1-D表示法，依據(jù)一掃描圖形為該MxN個(gè)分區(qū)中的每一個(gè)指定一分組索引。該掃描圖形可以從一組掃描圖形中進(jìn)行選擇，該組掃描圖形包括變形希爾伯特曲線、水平蛇掃描、垂直蛇掃描、Z型蛇掃描、螺旋掃描、四分樹(shù)掃描及柵格掃描。依據(jù)本專利技術(shù)的另一實(shí)施例，該MxN個(gè)分區(qū)中的任意兩個(gè)分區(qū)之間的每一分區(qū)的邊界為一最大編碼單元的邊界或者是多個(gè)最大編碼單元的邊界。還依據(jù)本專利技術(shù)另一實(shí)施例，使用一合并標(biāo)識(shí)表示該分區(qū)是否被允許合并。本專利技術(shù)揭露一自適應(yīng)濾波器或者范例性適應(yīng)偏移濾波器的設(shè)計(jì)方法及裝置。依據(jù)本專利技術(shù)的一實(shí)施例，該自適應(yīng)濾波器或者范例性適應(yīng)偏移濾波器的設(shè)計(jì)方法及裝置包括如下步驟：為自適應(yīng)濾波器或者范例性適應(yīng)偏移濾波器決定與設(shè)計(jì)特征相關(guān)的候選項(xiàng)；及依據(jù)RDCO從該多個(gè)該候選項(xiàng)中選擇一最佳的候選項(xiàng)。該設(shè)計(jì)特征可能與模式?jīng)Q定或分區(qū)劃分有關(guān)。對(duì)于該ALF設(shè)計(jì)，該RDCO的復(fù)雜性與用于ALF設(shè)計(jì)的濾波器的參數(shù)數(shù)量、被濾波像素的數(shù)量、濾波器的參數(shù)數(shù)量和被濾波像素的數(shù)量的組合有關(guān)，或者還與濾波器參數(shù)的數(shù)量、將被濾波像素的數(shù)量及為ALF設(shè)計(jì)進(jìn)行的模式選擇的候選模式的操作的數(shù)量的組合有關(guān)。對(duì)于SAO設(shè)計(jì)，該RDCO的復(fù)雜性像素分類方法類型的操作數(shù)量有關(guān)，或者與像素分類方法類型的操作數(shù)量及具有一偏移值的將被補(bǔ)償?shù)南袼財(cái)?shù)量的組合有關(guān)。附圖說(shuō)明圖1揭露基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)的視頻編碼系統(tǒng)的示范性方塊示意圖，其中自適應(yīng)環(huán)路濾波器被應(yīng)用于重建視頻數(shù)據(jù)。圖2揭露基于像素的自適應(yīng)濾波器的范例，其中SLM被用于將一6×4塊的像素劃分至三個(gè)類別。圖3揭露將包含416×240個(gè)像素的圖片劃分至4×4最大編碼單元(La本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種采用環(huán)路濾波器處理編碼的方法，其特征在于，包括：從一處理單元接收與編碼視頻數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的一重建視頻數(shù)據(jù)，其中該重建視頻數(shù)據(jù)被分為多個(gè)分區(qū)，以及其中合并語(yǔ)法用于指示當(dāng)前分區(qū)是否分享該當(dāng)前分區(qū)的相鄰分區(qū)的同一環(huán)路濾波器；對(duì)該當(dāng)前分區(qū)應(yīng)用環(huán)路處理以產(chǎn)生濾波后分區(qū)，其中如果該合并語(yǔ)法指示該當(dāng)前分區(qū)分享該相鄰分區(qū)的該同一環(huán)路濾波器，該應(yīng)用環(huán)路處理步驟使用該相鄰分區(qū)的該同一環(huán)路濾波器以及該當(dāng)前分區(qū)分享該相鄰分區(qū)的該同一環(huán)路濾波器的所有參數(shù)，其中該合并語(yǔ)法包含1比特合并標(biāo)識(shí)來(lái)指示該當(dāng)前分區(qū)是否分享該當(dāng)前分區(qū)的該相鄰分區(qū)的該同一環(huán)路濾波器，其中該多個(gè)分區(qū)為矩形，圖像的同一行中的多個(gè)分區(qū)具有相同的高度以及該圖像的同一列中的多個(gè)分區(qū)具有相同的寬度，其中該圖像中不在上邊界和左邊界的每一分區(qū)具有一個(gè)左相鄰分區(qū)和一個(gè)上相鄰分區(qū)，該合并語(yǔ)法進(jìn)一步包含1比特合并指示標(biāo)識(shí)，該1比特合并指示標(biāo)識(shí)用于不在上邊界和左邊界的每一分區(qū)，以指示所合并的該相鄰分區(qū)為該當(dāng)前分區(qū)的一個(gè)左相鄰分區(qū)或一個(gè)上相鄰分區(qū)；以及提供該濾波后分區(qū)。

【技術(shù)特征摘要】
2010.10.05 US 61/390,068;2010.12.10 US 61/421,729;1.一種采用環(huán)路濾波器處理編碼的方法，其特征在于，包括：從一處理單元接收與編碼視頻數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的一重建視頻數(shù)據(jù)，其中該重建視頻數(shù)據(jù)被分為多個(gè)分區(qū)，以及其中合并語(yǔ)法用于指示當(dāng)前分區(qū)是否分享該當(dāng)前分區(qū)的相鄰分區(qū)的同一環(huán)路濾波器；對(duì)該當(dāng)前分區(qū)應(yīng)用環(huán)路處理以產(chǎn)生濾波后分區(qū)，其中如果該合并語(yǔ)法指示該當(dāng)前分區(qū)分享該相鄰分區(qū)的該同一環(huán)路濾波器，該應(yīng)用環(huán)路處理步驟使用該相鄰分區(qū)的該同一環(huán)路濾波器以及該當(dāng)前分區(qū)分享該相鄰分區(qū)的該同一環(huán)路濾波器的所有參數(shù)，其中該合并語(yǔ)法包含1比特合并標(biāo)識(shí)來(lái)指示該當(dāng)前分區(qū)是否分享該當(dāng)前分區(qū)的該相鄰分區(qū)的該同一環(huán)路濾波器，其中該多個(gè)分區(qū)為矩形，圖像的同一行中的多個(gè)分區(qū)具有相同的高度以及該圖像的同一列中的多個(gè)分區(qū)具有相同的寬度，其中該圖像中不在上邊界和左邊界的每一分區(qū)具有一個(gè)左相鄰分區(qū)和一個(gè)上相鄰分區(qū)，該合并語(yǔ)法進(jìn)一步包含1比特合并指示標(biāo)識(shí)，該1比特合并指示標(biāo)識(shí)用于不在上邊界和左邊界的每一分區(qū)，以指示所合并的該相鄰分區(qū)為該當(dāng)前分區(qū)的一個(gè)左相鄰分區(qū)或一個(gè)上相鄰分區(qū)；以及提供該濾波后分區(qū)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，每一分區(qū)邊界為最大編碼單元邊界或圖像邊界。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，依據(jù)一掃描圖形為每一該多個(gè)分區(qū)指定一分組索引，其中1-D合并語(yǔ)法用于指示包含第一分組索引i的第一分區(qū)與包含第二分組索引(i-1)的第二分區(qū)合并。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，該掃描圖形可以從一組掃描圖形中進(jìn)行選擇，該組掃描圖形包括變形希爾伯特曲線、水平蛇掃描、垂直蛇掃描、Z型蛇掃描、螺旋掃描、四分樹(shù)掃描及柵格掃描。5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)于該圖像的該上邊界或左邊界內(nèi)的該多個(gè)分...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：陳慶曄，傅智銘，蔡家揚(yáng)，黃毓文，雷少民，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：寰發(fā)股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：中國(guó)臺(tái)灣,71