[发明专利]滤波器的定位和选择

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用对视频信号进行滤波的滤波器对视频编码和解码的方法和设备。

背景技术

当前，大多数标准化的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。混合式视频编码也是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。当前最新最先进的视频编码标准是称为H.264/MPEG-4高级视频编码（AVC）的标准，这是由联合视频团队（JVT）、ITU-T和ISO/IEC MPEG联合专家组进行标准化工作的成果。

输入到编码器的视频信号是称为帧的图像序列，每个帧都是像素的二维矩阵。所有上述基于混合式视频编码的标准都包括将每个个体视频帧细分成多个像素构成的更小块。典型地，宏块（通常表示16×16像素的块）是基本图像要素，对其执行编码。不过，可以为更小的图像要素执行各种特定编码步骤，它们被称为子宏块或简单的块，大小例如是8×8、4×4、16×8等。

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，首先利用空间相邻的块或时间相邻的块，即从先前编码的视频帧，预测要编码的每个块。然后计算要编码的块和其预测，也称为预测残余块之间的差异块。另一个编码步骤是将残余块从空间（像素）域变换到频率域中。该变换旨在减弱输入块的相关性。进一步的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缩（无损压缩）已压缩的变换系数值。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的视频信号一起提供。这是关于空间和/或时间预测、量化的量等的信息范例。

图1是符合典型的H.264/MPEG-4AVC标准的视频编码器100的范例。H.264/MPEG-4AVC标准组合了上述全部编码步骤。减法器105首先确定输入视频图像（输入信号）中要编码的当前块和用于预测要编码的当前块的对应预测块之间的差异。在H.264/MPEG-4AVC中，通过时间或空间预测获得预测信号。可以逐个帧或逐个宏块改变预测的类型。利用时间预测来预测的宏块称为被互编码，利用空间预测来预测的宏块被称为被内编码。可以由用户设置或由视频编码器选择用于视频帧的预测类型，以实现可能高的压缩增益。根据所选的预测类型，内/互开关175向减法器105提供对应的预测信号。从存储器140中存储的先前编码图像导出利用时间预测的预测信号。从先前编码、解码并存储在存储器140中的相邻块中边界像素的值导出利用空间预测的预测信号。存储单元140就这样充当着延迟单元，能够比较要编码的当前信号值和从先前信号值产生的预测信号值。存储器140能够存储多个先前编码的视频帧。变换输入信号和预测信号之间的差异（表示为预测误差或残余），获得系数，系数被量化110。然后向量化的系数应用熵编码器190以便进一步以无损方式减少数据量。这主要是通过应用具有可变长度代码字的代码实现的，其中基于其发生概率选择代码字的长度。

内编码图像（也称为I型图像或I帧）仅由被内编码的宏块构成，即可以不参考任何先前解码图像对内编码图像解码。内编码图像为编码的视频序列提供了误差恢复力，因为它们刷新了视频序列，消除了可能因为时间预测而在帧之间传播的误差。此外，I帧使得能够在编码视频图像序列之内进行随机访问。帧内预测使用一组预定义的内预测模式，基本利用已经编码的相邻块的边界像素来预测当前块。不同模式的空间内预测涉及所应用二维预测的不同方向。对于各种边缘方向而言，这样能够进行有效率的空间内预测。然后如上所述由减法器105从输入信号减去通过这样的内预测获得的预测信号。此外，对空间内预测模式信号进行熵编码并与编码视频信号一起提供。