自适应环路滤波方法及相应电路技术

本公开的方面提供了一种用于视频编解码系统中的自适应环路滤波的方法和电路。该方法可以包括接收在滤波器管线中从前级滤波器电路产生的采样块，该采样块是包括在当前图像中的多个块之一，在前级滤波器电路同时处理当前图像中的另一个块的同时，并行执行自适应环路滤波器处理，在缓冲器中存储具有由包括至少一个未被接收的采样的滤波器形状限定的滤波器输入区域的第一采样，并且在缓冲器中存储包括在第一采样的滤波器输入区域中的第二采样。本发明专利技术的自适应环路滤波方法及相应电路可以提高解码效率。

Adaptive Loop Filtering Method and Corresponding Circuits

Aspects of the present disclosure provide a method and circuit for adaptive loop filtering in video coding and decoding systems. The method may include a sampling block received in the filter pipeline from the preamble filter circuit, which is one of several blocks included in the current image. While the preamble filter circuit processes another block in the current image at the same time, the adaptive loop filter processing is performed in parallel and stored in the buffer. A first sample having a filter input region defined by the shape of a filter including at least one uncommitted sample is stored in a buffer, and a second sample included in the filter input region of the first sample is stored. The adaptive loop filter method and the corresponding circuit of the invention can improve the decoding efficiency.

【技术实现步骤摘要】
自适应环路滤波方法及相应电路
本专利技术的所公开的实施例涉及自适应环路滤波，更具体地，涉及用于视频编解码的高效自适应环路滤波处理的自适应环路滤波方法及相应电路。
技术介绍
本文提供的背景描述是为了通常呈现本公开的上下文的目的。目前命名的专利技术人的工作，在本背景部分中描述的工作以及在提交时可能不符合现有技术的说明的方面，既不被明确地也不暗示承认为本公开的现有技术。基于块的运动补偿、变换和量化被广泛地用于视频压缩以提高视频通信系统的性能。然而，由于粗量化和运动补偿，可以引入压缩噪声，其在重建的图像中引起诸如阻塞、振铃和模糊的伪影(blocking,ringing,andblurring)。可以采用环路滤波器来减小压缩噪声，这不仅可以提高输出解码图像的质量，而且可以为后续图像提供高质量的参考图像来保存编解码位。自适应环路滤波器是一种类型的这种环路滤波器。自适应环路滤波过程可以通过使用基于Wiener的自适应滤波器来最小化原始采样和重建采样之间的均方误差。
技术实现思路
本公开的方面提供了一种用于视频编解码系统中的自适应环路滤波的方法。该方法可以包括接收在滤波器管线中从前级滤波器电路产生的采样块，该采样块是包括在当前图像中的多个块之一，在前级滤波器电路同时处理当前图像中的另一个块的同时，并行执行自适应环路滤波器处理，在缓冲器中存储具有由包括至少一个未被接收的采样的滤波器形状限定的滤波器输入区域的第一采样，并且在缓冲器中存储包括在第一采样的滤波器输入区域中的第二采样。在一个示例中，前级滤波器电路是去块滤波器电路或采样自适应偏移滤波器(SAO)电路。在一个实施例中，该方法还包括接收与采样块相邻的下一个采样块，从缓冲器读取第一和第二采样，并且对由下一相邻采样块和存储在缓冲器中的第一采样形成的块中的采样的至少一部分执行ALF处理。在一个实施例中，该方法还包括：在前级滤波器电路完成包括接收到的采样块的当前编码树单元中的采样处理之前，开始对所接收的采样块中的至少一个目标采样进行ALF处理。在该方法的一个实施例中，缓冲器包括左缓冲器，该左缓冲器包括与该采样块在同一行中的与第一待处理块相邻的第一采样和第二采样的第一部分，以及顶缓冲器包括与该采样块在同一行中的第二待处理块相邻的第一采样和第二采样的第二部分。在一个实施例中，第一和第二采样是与图像中的下一个块相邻的P+Q个采样列，P和Q是滤波器形状的左跨度和右跨度。在一个实施例中，并行执行对采样块中的多个目标采样的ALF处理，包括接收采样块中的采样，对采样块中的第一目标采样执行第一ALF处理，以基于由滤波器形状定义的第一目标采样的第一滤波器输入区域中的接收采样的产生第一滤波采样，以及针对与第一目标像素相邻的采样块中的第二目标像素执行第二ALF处理，以基于由滤波器形状定义的第二目标采样的第二滤波器输入区域中的接收采样生成第二滤波采样，其中用于第一目标采样的第一ALF处理的接收采样被再次用于第二目标采样的第二ALF处理。在一个示例中，接收采样块包括：逐行地接收块中的采样作为多级管线滤波器电路的输入，并且从MSPF电路依次生成第一和第二滤波采样。在另一个示例中，接收采样块包括：逐行地接收块中的采样作为第一MSPF电路和与第一MSPF电路并行操作的第二MSPF电路的输入，并且第一和第二滤波采样是分别基于块中接收的采样在第一和第二MSPF电路处产生。在一个实施例中，接收块中的采样包括将块中的采样逐行地移位到具有移位寄存器行的移位寄存器的阵列中，每行移位寄存器存储移位采样行。因此，执行第一和第二ALF处理包括：基于当前存储在移位寄存器阵列中的采样，通过耦合到移位寄存器阵列以从移位寄存器阵列接收采样的乘法加法电路来计算第一滤波采样，将第一块中的下一个采样行移位到移位寄存器阵列中，并且基于当前存储在乘法加法电路的移位寄存器阵列中的采样来计算第二滤波采样。在另一个实施例中，接收采样块包括将块中的采样逐行地移位到具有移位寄存器行的移位寄存器的阵列中，每行移位寄存器存储一行采样。因此，执行第一和第二ALF处理包括基于当前存储在移位寄存器阵列中的第一组采样，通过耦合到移位寄存器阵列以从移位寄存器阵列接收采样的第一加法电路来计算第一滤波采样，以及基于当前存储在移位寄存器阵列中的第二组采样，通过耦合到移位寄存器阵列以从移位寄存器阵列接收第二组采样的第二乘法加法电路来与第一滤波采样的计算并行地计算第二滤波采样，第二组采样包括第一组采样的一部分。该方法的实施例还包括将采样块划分成第一子块和第二子块。然后，并行执行对第一子采样块中的第一目标采样的第一ALF处理与对第二子采样块中的第二目标采样执行第二ALF处理。本公开的方面在视频编解码系统中提供自适应环路滤波器(ALF)电路。ALF电路可以包括工作缓冲器，其被配置为存储从过滤器管线中前级滤波器电路生成的采样块，采样块是包括在当前图像中的多个块之一，滤波电路被配置为并行地对采样块中的多个目标采样执行自适应环路滤波器处理，同时前级滤波器电路同时处理当前图像中的另一个块，以及侧缓冲器，被配置为存储多个第一采样，其中多个第一采样中的每个具有由包括至少一个未被接收的采样的滤波器形状定义的滤波器输入区域，并且存储包括在多个第一采样的多个滤波器输入区域中的多个第二采样。本专利技术的自适应环路滤波方法及相应电路可以提高输出解码图像的质量。【附图说明】将参考以下附图详细描述作为示例提出的本公开的各种实施例，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：图1示出了根据本公开的实施例的编码器；图2示出了根据本公开的实施例的解码器；图3A示出了传统的图像级滤波器管线；图3B示出了在逐个图像的基础上操作的图像级滤波器管线的示例时序图；图4A示出了根据本公开的实施例的块级滤波器管线；图4B示出了根据本公开的实施例的块级滤波器管线的示例时序图；图5示出根据本公开的实施例的去块滤波器和采样自适应偏移滤波器(DF/SAO)就绪区域的示例；图6示出了根据本公开的实施例的有限脉冲响应(FIR)滤波器的滤波器形状；图7A-7B示出了根据本公开的实施例的第一块级处理技术；图8示出了根据本公开的实施例的自适应环路滤波处理；图9A-9B示出了根据本公开的实施例的第二块级处理技术；图10A示出了根据本公开的实施例的一组块；图10B示出了根据本公开的实施例的子块级别滤波处理的示例时序图；图11A-11B示出了根据本公开的实施例的第三块级处理技术；图12示出了根据本公开的实施例的自适应环路滤波器(ALF)；图13示出了根据本公开的实施例的第一ALF；图14示出了根据本公开的实施例的第二ALF；图15示出了根据本公开的实施例的第三ALF；图16示出了根据本公开的实施例的第四ALF；图17示出了根据本公开的实施例的第一环路滤波器电路；图18示出了根据本公开的实施例的第二环路滤波器电路；以及图19示出了根据本公开的实施例的视频编解码系统中的自适应环路滤波处理1900。【具体实施方式】在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇来指称特定的组件。所属领域中的技术人员应可理解，制造商可能会用不同的名词来称呼同样的组件。本说明书及权利要求书并不以名称的差异异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异异来作为区分的基准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应环路滤波方法，用于视频编解码系统，其特征在于，包括：接收从滤波器管线中的前级滤波器电路产生的采样块，所述采样块是包括在当前图像中的多个块之一；并行执行对所述采样块中的多个目标采样的自适应环路滤波处理，而所述前级滤波器电路同时处理所述当前图像中的另一个块；在缓冲器中存储多个第一采样，其中每个第一采样具有由包括至少一个未被接收的采样的滤波器形状限定的滤波器输入区域；以及在所述缓冲器中存储包括在所述多个第一采样的多个滤波器输入区域中的多个第二采样。

【技术特征摘要】
2017.05.16 US 15/596,7521.一种自适应环路滤波方法，用于视频编解码系统，其特征在于，包括：接收从滤波器管线中的前级滤波器电路产生的采样块，所述采样块是包括在当前图像中的多个块之一；并行执行对所述采样块中的多个目标采样的自适应环路滤波处理，而所述前级滤波器电路同时处理所述当前图像中的另一个块；在缓冲器中存储多个第一采样，其中每个第一采样具有由包括至少一个未被接收的采样的滤波器形状限定的滤波器输入区域；以及在所述缓冲器中存储包括在所述多个第一采样的多个滤波器输入区域中的多个第二采样。2.根据权利要求1所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，所述前级滤波器电路是去块滤波器电路或采样自适应偏移滤波器电路。3.根据权利要求1所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，还包括：接收与所述采样块相邻的下一个采样块；从所述缓冲器读取所述多个第一采样和所述多个第二采样；以及对由所述相邻的下一个采样块和存储在所述缓冲器中的所述多个第一采样形成的块中的多个采样的至少一部分执行自适应环路滤波处理。4.根据权利要求1所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，还包括：在所述前级滤波器电路在完成包括接收到的采样块的当前编解码树单元中的全部采样的处理之前，开始对所述接收到的采样块中的至少一个目标采样进行自适应环路滤波处理。5.根据权利要求1所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，所述缓冲器包括左缓冲器，所述左缓冲器包括与所述采样块在同一行中的与第一待处理块相邻的所述多个第一采样和所述多个第二采样的第一部分，以及顶缓冲器，包括与所述采样块在同一列中的第二待处理块相邻的所述多个第一采样和所述多个第二采样的第二部分。6.根据权利要求1所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，所述多个第一采样和所述多个第二采样是与所述图像中的下一个块相邻的P+Q列采样，P和Q是所述滤波器形状的左跨度和右跨度。7.根据权利要求1所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，对所述采样块中的多个目标采样并行执行自适应环路滤波处理包括：接收所述采样块中的多个采样；对所述采样块中的第一目标采样执行第一自适应环路滤波处理，以基于由所述滤波器形状限定的所述第一目标采样的第一滤波器输入区域中的多个接收的采样生成第一滤波采样；以及对所述采样块中的与所述第一目标像素相邻的第二目标像素执行第二自适应环路滤波处理，以基于由所述滤波器形状定义的所述第二目标采样的第二滤波器输入区域中的多个接收的采样生成第二滤波采样，其中用于所述第一目标采样的所述第一自适应环路滤波处理的多个接收的采样被再次用于所述第二目标采样的所述第二自适应环路滤波处理。8.根据权利要求7所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，接收所述采样块包括：逐行接收块中的多个采样作为多级管线滤波器电路的输入，以及连续地从所述多级管线滤波器电路产生所述第一滤波采样和所述第二滤波采样。9.根据权利要求7所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，接收所述采样块包括：逐行地接收块中的多个采样作为第一多级管线滤波器电路和与所述第一多级管线滤波器电路并行操作的第二多级管线滤波器电路的输入，以及基于接收到的所述块中的所述多个采样，分别在所述第一多级管线滤波器电路和所述第二多级管线滤波器电路处生成所述第一滤波采样和所述第二滤波采样。10.根据权利要求7所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，接收所述采样块包括将块中的多个采样逐行地移位到具有多个移位寄存器行的移位寄存器阵列中，所述多个移位寄存器的每行存储移位采样行，以及执行所述第一自适应环路滤波处理和所述第二自适应环路滤波处理包括，基于当前存储在所述移位寄存器阵列中的多个采样，通过耦合到所述移位寄存器阵列以从所述移位寄存器阵列接收所述多个采样的乘法加法电路来计算所述第一滤波采样，将第一个块中的下一行采样移位到所述移位寄存器阵列中，以及在所述乘法加法电路基于当前存储在所述移位寄存器阵列中的所述多个采样来计算所述第二滤波采样。11.根据权利要求7所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，接收所述采样块包括将块中的多个采样逐行地移位到具有多个移位寄存器行的移位寄存器阵列中，每行移位寄存器存储一行采样，以及执行所述第一自适应环路滤波处理和所述第二自适应环路滤波处理包括，基于当前存储在所述移位寄存器阵列中的第一组采样，通过耦合到所述移位寄存器阵列以从所述移位寄存器阵列接收所述第一组采样的第一乘法加法电路来计算所述第一滤波采样，以及基于当前存储在所述移位寄存器阵列中的第二组采样，通过耦合到所述移位寄存器阵列以从所述移位寄存器阵列接收所述第二组采样的第二乘法加法电路来与所述第一滤波采样的计算并行地计算所述第二滤波采样，所述第二组采样包括所述第一组采样的一部分。12.根据权利要求1所述的自适应环路滤波方法，其特征在于，还包括：将所述采样块划分成第一子块和第二子块，其中并行地执行所述采样块中的多个目标采样的自适应环路滤波处理包括，对所述第一子块采样中的第一目标采样执行第一自适应环路滤波处理；以及对所述第二子块采样中的第二目标采样执行第二自适应环路滤波处理，其中所述第一自适应环路滤波处理和所述第二自适应环路滤波处理并行执行。13.一种自适应环路滤波电路，用于视频编解码系统，其特征在于，包括：工作缓冲器，被配置为存储从过滤器管...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵屏，王智鸣，张永昌，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71