[发明专利]基于分区基础的自适应环路滤波方法和装置

说明书

交叉引用

本申请要求下述申请的优先权：2010年10月5日递交的，发明名称为“改进的自适应环路滤波器”的美国临时申请案No.61/390,068；2010年12月10日递交的，发明名称为“自适应环路滤波器的率失真复杂度优化方法”的美国临时申请案No.61/421,729；2011年7月6日递交的，发明名称为“基于分区基础的自适应环路滤波方法和装置”的美国申请案No.13/177,343；2011年3月21日递交的，发明名称为“基于分区基础的自适应环路滤波器”的美国临时申请案No.61/454,829。本发明还与2011年4月25日递交的，发明名称为“自适应环路滤波方法和装置”美国专利申请案No.13/093,068有关；2011年6月12日递交的，发明名称为“用于视频编码的示范适应偏移方法和装置”美国专利申请案No.13/158,427有关；与2011年1月3日递交的，发明名称为“联发科自适应环路滤波装置”的美国临时申请案No.61/429,313有关。本申请将上述美国临时申请案及专利申请案作为参考。

技术领域

本发明有关于视频编码(video coding)，且尤其有关于与自适应环路滤波(Adaptive Loop Filtering)有关的编码技术。

背景技术

运动补偿(motion compensation)帧间编码(inter-frame coding)已在多种编码标准中广泛应用，如MPEG-1/2/4以及H.261/H.263/H.264/AVC。上述编码系统中的运动估计、运动补偿和后续处理都是基于块(block basis)进行的。在压缩进程中，由于采用了如量化(quantization)的有损操作(lossy operation)，可能会出现编码噪声(coding noise)。在重建(reconstructed)视频数据中，特别是在块边缘或边缘附近，会有明显的编码伪影(coding artifact)。为了减小编码伪影的明显性，更新的编码系统例如H.264/AVC以及高性能视频编码(High Efficiency Video Coding,HEVC)开始采用一种被称为解块(deblock)的技术。解块进程在块边缘进行自适应地应用滤波，以平滑编码噪声带来的边缘或边缘附近的突变，并维持图像的清晰度。此外，根据帧间编码的特性，解块进程可被整合到环路内进行操作。在最近的HEVC开发中，采用自适应环路滤波来处理解块后的重建帧。自适应回路滤波常被用于作进一步回路处理且经常在解块重建视频数据后使用。

传统自适应环路滤波器(Adaptive Loop Filter，ALF)仅被应用于滤波能提高性能的块。对于那些使用自适应回路滤波并不能帮助提高性能的块，一般不进行自适应回路滤波。当应用ALF，一单个滤波器（single filter，SF）被应用于一片（slice）内的块。该单个滤波器是从一组候选滤波器中选择出来以达到最佳的性能，如最小失真、最小率或者R-D（Rate-distortion）性能。这样的ALF方案被称为单自适应滤波器方案（SF ALF）。另一种ALF方案被称为QC_ALF方案，是由高通公司（Qualcomm）提出（于2010年4月15-23日，在德国德累斯顿（Dresden）举行的关于视频编码的联合协作小组（JCT-VC）的ITU-T SG16WP3和ISO/IEC JTC1/SC29/WG11的第一次会议上，Karczewicz等人的题为：“高通公司关于视频编码的建议书”中提出，记载于文档：JCTVC-A121）。依据该QC_ALF，该ALF滤波器基于块基础应用于一块上的解块视频数据。对应每一块，计算该块中的每一像素(i,j)的改进拉普拉斯算子(i,j)（Sum-modified Laplacian Measure(i,j)，SLM(i,j))。该块上的每一像素依据该SLM值被分类至该多个级别或者类别中。虽然该QC_ALF方案的性能会优于该SF ALF的性能，但是每一像素该SLM的计算两及从一个像素至另一像素的滤波器的转换将导致更高的计算复杂度及消耗更多的效能。因此，需要发展以能提供每一分区具有多个滤波器选择的优点同时没有高度的计算复杂性和像素之间滤波器转换的ALF方案。