使针对图像的一组重建样本的补偿偏移的编码/解码最优化的方法和装置制造方法及图纸

技术编号:10304169 阅读:90 留言:0更新日期:2014-08-08 00:28
本发明专利技术提供对包括多个样本的图像的至少部分进行编码和解码的方法和装置,其中各样本包括至少两个成分,以及已编码的图像包括至少一个滤波参数。该滤波包括使用至少一个滤波参数作为对构建样本的第一成分和第二成分这两者进行滤波所用的共通滤波参数。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】针对图像的一组重建样本的补偿偏移的编码/解码的方法和装置
本专利技术涉及用于使针对图像的一组重建样本的补偿偏移的编码和/或解码最优化、以改进视频编解码器的编码效率和/或解码复杂性的方法和装置。本专利技术还涉及用于对数字图像序列进行编码或解码的方法和装置。本专利技术可以应用于数字信号处理领域,尤其应用于使用运动补偿来减少视频流中的空间冗余和时间冗余的视频压缩领域。
技术介绍
例如H.263、H.264、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、SVC等的许多视频压缩格式使用基于块的离散余弦变换(DCT)和运动补偿来除去空间冗余和时间冗余。这些格式经常被称为预测视频格式。视频信号的各帧或各图像被分割成进行了编码并且能够独立进行解码的片(slice)。片通常是帧的矩形部分、或者更通常为帧的一部分或整个帧。此外,各片可以被分割成宏块(MB),并且各宏块被进一步分割成块、通常为64×64、32×32、16×16或8×8个像素的块。在高效率视频编码(HEVC)中,可以使用64×64~4×4的块。根据四叉树结构,基于最大编码单位(LCU)来对该分区进行组织。LCU例如与64×64的正方形块相对应。如果需要对LCU进行分割,则分割标志表示将LCU分割成4个32×32的块。同样,如果需要对这4个块中的任何块进行分割,则将分割标志设置为真并且将32×32的块分割成4个16×16的块等。在将分割标志设置为假的情况下,当前块是编码单位CU。CU的大小等于64×64、32×32、16×16或8×8个像素。存在如下两类编码模式来对图像的块进行编码:被称为帧内(INTRA)预测的基于空间预测的编码模式和基于时间预测的编码模式(帧间(INTER)、合并(Merge)、跳过(Skip))这两类编码模式。在空间预测模式和时间预测模式这两者中,通过从原始块中减去预测值来计算残差。通常根据INTRA块的因果边界处的编码像素,通过INTRA预测处理来预测该INTRA块。在INTRA预测中,对预测方向进行编码。时间预测在于:从参考帧(视频序列的先前帧或将来帧)中发现与要编码的块最接近的图像部分或参考区域。该步骤通常已知为运动估计。接着,在通常被称为运动补偿的步骤中使用参考区域来预测要编码的块,即连同与表示运动补偿要使用的参考区域的运动矢量有关的运动信息项一起,对要编码的块和参考部分之间的差进行编码。在时间预测中,对至少一个运动矢量进行编码。为了进一步降低对运动信息进行编码的成本,代替直接对运动矢量进行编码,在假定运动均匀的情况下,可以按照运动矢量和通常根据要编码的块周围的块的一个或多个运动矢量所计算出的运动矢量预测结果之间的差来对运动矢量进行编码。在H.264中,例如,针对根据位于要编码的块的因果邻域的运动矢量(例如根据位于要编码的块的上方和左方的三个块)所计算出的中值预测结果,来对运动矢量进行编码。仅将中值预测结果和当前块运动矢量之间的差(还被称为残差运动矢量)编码在位流中以降低编码成本。使用残差运动矢量的编码节省了若干位率,但需要解码器进行运动矢量预测结果的相同计算从而对要解码的块的运动矢量的值进行解码。编码处理和解码处理这两者都可能涉及编码图像的解码处理。为了使得编码器和相应解码器能够具有相同参考帧的未来运动估计的目的,该处理通常在编码器侧进行。为了重建编码帧,对残差进行逆量化和逆变换,从而在像素域中提供“解码”残差。然后,利用一种或几种后滤波处理来对第一重建进行滤波。将这些后滤波器在编码器和解码器侧应用于重建帧以使得在这两侧使用相同的参考帧。该后滤波的目的是消除压缩失真并且提高图像质量。例如,H.264/AVC使用去块滤波器。该滤波器可以消除由于残差的DCT量化和块运动补偿所引起的块效应(blockingartifact)。在当前HEVC标准中,使用去块滤波器、样本自适应偏移(SAO)和自适应环路滤波器(ALF)这三种环路滤波器。图1是示出已知的HEVC实现的环路滤波处理的步骤的流程图。在初始步骤101中,编码器或解码器生成整个帧的重建。接着,在步骤102中,对该第一重建应用去块滤波器从而生成去块重建103。去块滤波器的目的是消除残差量化和块运动补偿或块帧内预测所产生的块效应。这些效应在低位率的情况下在视觉上是重要的。去块滤波器工作以根据两个相邻块的特性来使块边界平滑化。考虑各块的编码模式、残差编码所使用的量化参数、以及边界中的相邻像素差。对所有帧应用相同的标准/分类并且没有传输附加数据。去块滤波器通过消除块效应来改进当前帧的视觉质量,并且去块滤波器还改进了针对后续帧的运动估计和运动补偿。实际上,消除了块效应的高频率,因此无需利用后续帧的纹理残差来对这些高频率进行补偿。在去块滤波器之后,在步骤104中利用样本自适应偏移(SAO)环路滤波器来对去块重建进行滤波。然后,在步骤106中利用自适应环路滤波器(ALF)对由此得到的帧105进行滤波以生成重建帧107,其中将显示并使用该重建帧107作为后续帧间帧的参考帧。与没有传输信息的去块滤波器相对,SAO环路滤波器和ALF的目的是通过发送附加数据来改进帧重建。SAO环路滤波器的原理是将各像素分类成类并且向该类的各像素的各像素值添加相同的偏移值。因而,针对各类传输一个偏移。SAO环路滤波提供了针对帧区域的边缘偏移和带偏移这两种分类。边缘偏移分类涉及通过将各像素的相应像素值与两个相邻像素的像素值进行比较来确定该像素的类。此外,两个相邻像素依赖于表示这两个相邻像素的方向的参数。这些方向是0度(水平方向)、45度(对角线方向)、90度(垂直方向)和135度(另一对角线方向)。在当前HEVC规格中,利用被称为sao_type_idx的SAO参数来给出要使用的方向。如附录的表1所示,sao_type_idx的值通常在0~5的范围内改变。sao_type_idx还用于表示是否要执行SAO滤波以及SAO滤波的类型。为了便于例示,根据如附录的表2所陈述的规则,可以针对给定方向来确定要添加至像素值(或样本)C的偏移,其中Cn1和Cn2指定(与给定方向相对应的)两个相邻像素或样本的值。因此,在值C小于两个值Cn1和Cn2的情况下,要添加至C的偏移是+O1,在值C小于Cn1或Cn2并且等于另一值(Cn1或Cn2)的情况下,要使用的偏移是+O2,在值C大于Cn1或Cn2并且等于另一值(Cn1或Cn2)的情况下,要使用的偏移是-O3,并且在值C大于Cn1和Cn2的情况下,要使用的偏移是-O4。在不满足这些条件的情况下,没有向当前像素值C添加偏移值。要注意,根据边缘偏移模式,仅将各偏移的绝对值编码在位流中,其中根据当前像素所属于的类别来确定要应用的符号。因此,根据附录的表2,使正偏移与类别1和2相关联,而使负偏移与类别3和4相关联。第二种分类是依赖于像素值的带偏移分类。SAO带偏移中的类与像素值的范围相对应。因而,向具有给定范围的像素值内的像素值的所有像素添加相同的偏移。为了更适应于帧内容,对将当前帧分割成若干空间区域的若干帧区域应用SAO滤波。当前,在HEVC中,帧区域与有限数量的最大编码单位相对应。结果,一个帧区域可以由SAO进行滤波或可以不由SAO进行滤波,使得仅对部分帧区域进行滤波。此外,在SAO有效的情况下,本文档来自技高网...
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【技术保护点】
一种用于对包括多个样本的图像的至少部分进行编码的方法,各样本包括至少两个成分,已编码的图像包括至少一个滤波参数,所述方法包括以下步骤:对所述图像的至少一个样本的第一成分和第二成分进行编码,以提供至少一个编码样本;对所述至少一个编码样本进行解码;以及根据所述图像的所述至少一个样本的至少一个成分和至少一个相应解码样本的至少一个相应成分之间的差来计算所述至少一个滤波参数,其中计算出所述至少一个滤波参数以作为对解码样本的第一成分和第二成分这两者进行滤波所用的共通滤波参数而在环路滤波器中使用。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.07 GB 1119206.9;2012.02.24 GB 1203285.0;201.一种用于对包括多个样本的图像的至少部分进行编码的方法,各样本包括第一色度成分和第二色度成分,已编码的图像包括至少一个滤波参数,所述方法包括以下步骤:对所述图像的至少一个样本的第一色度成分和第二色度成分进行编码,以提供至少一个编码样本;对所述至少一个编码样本进行解码;以及根据所述图像的所述至少一个样本的至少一个色度成分和至少一个相应解码样本的至少一个相应色度成分之间的差来计算所述至少一个滤波参数,其中计算出至少一个所述滤波参数以作为用于对解码样本的所述第一色度成分和所述第二色度成分这两者进行样本自适应偏移环路滤波的滤波参数而在环路滤波器中使用,其中,在样本自适应偏移环路滤波为第一类型的情况下,计算出至少一个滤波参数以用作用于对所述第一色度成分和所述第二色度成分这两者进行所述第一类型的样本自适应偏移环路滤波而在所述第一色度成分和所述第二色度成分之间共用的滤波参数,其中所述第一类型的样本自适应偏移环路滤波是边缘型滤波和带型滤波的其中一个;以及在样本自适应偏移环路滤波为不同于所述第一类型的第二类型的情况下,计算出不同的滤波参数以用作分别对所述第一色度成分和所述第二色度成分进行所述第二类型的滤波的专用滤波参数,其中所述第二类型的样本自适应偏移环路滤波是边缘型滤波和带型滤波中的另一个。2.根据权利要求1所述的方法,其中,所述第一色度成分和所述第二色度成分分别是U色度成分和V色度成分。3.根据权利要求1所述的方法,其中,所述共用的滤波参数包括用于表示所述第一类型的滤波所用的分类的共用的滤波参数;以及所述专用滤波参数包括用于表示分别对所述第一色度成分和所述第二色度成分进行滤波所用的分类的专用滤波参数。4.一种用于对包括多个样本的已编码的图像的至少部分进行解码的方法,各样本包括第一色度成分和第二色度成分,所述已编码的图像包括至少一个滤波参数,所述方法包括以下步骤:对至少一个编码样本的第一色度成分和第二色度成分进行解码,以提供至少一个重建样本的第一色度成分和第二色度成分;对所述至少一个滤波参数进行解码;以及在环路滤波器中对所述至少一个重建样本进行样本自适应偏移环路滤波,其中,在样本自适应偏移环路滤波为第一类型的情况下,使用至少一个解码滤波参数作为用于对所述第一色度成分和所述第二色度成分这两者进行所述第一类型的滤波而在所述第一色度成分和所述第二色度成分之间共用的滤波参数,其中所述第一类型的样本自适应偏移环路滤波是边缘型滤波和带型滤波的其中一个;以及在样本自适应偏移环路滤波为不同于所述第一类型的第二类型的情况下,使用不同的解码滤波参数作为用于分别对所述第一色度成分和所述第二色度成分进行所述第二类型的滤波的专用滤波参数,其中所述第二类型的样本自适应偏移环路滤波是边缘型滤波和带型滤波中的另一个。5.根据权利要求4所述的方法,其中,所述第一色度成分和所述第二色度成分分别是U色度成分和V色度成分。6.根据权利要求4所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员:G·拉罗彻C·吉斯科特E·弗朗考伊斯P·乌诺
申请(专利权)人:佳能株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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