视频编解码中的去块效应滤波方法和自适应环路滤波方法技术

本申请公开了去块效应滤波方法，包括：根据相邻编码块的预测模式和/或预测方向与边界方向的关系，确定两个编码块的边界强度值，从而能够更加合理地确定边界强度值，提高去块效应滤波的性能。本申请中还考虑亮度和方向性纹理对于块边界的掩盖效应，当掩盖效应达到一定程度后，直接将边界强度值设为0，简化边界强度值的计算。本申请还公开了自适应环路滤波方法，通过引入去块效应滤波前后像素值的相关性，从而提高环路滤波性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到视频图像编解码技术，更具体的讲，是视频编解码中的去块效应滤波方法和自适应环路滤波方法。
技术介绍
音视频编码标准(Audio Video Coding Standard V2.0，AVS2.0)是《信息技术先进音视频编码》系列标准的简称，是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准，也是数字音视频产业的共性基础标准。图1为高效视频编码框图。其中，AVS2.0主要采用了去块效应滤波器（DF）。另外，继H.264/AVS之后，又推出了新一代视频编码标准HEVC，在HEVC的测试模型HM中除包括去块效应滤波器外，还包括一个自适应环路滤波器（ALF）。去块效应滤波器减少了由于块预测和量化引起的块效应。这里有两个引起块效应的主要原因。第一，变换和量化是基于块的，而且量化过程引起失真。量化系数误差在不同的块中是不同的。所以，两个块之间的边界就会不连续。第二，运动估计和运动补偿也是产生块效应的一个原因。运动补偿不能完全匹配，因为不同的块的运动补偿块可能来自于不同的帧或者来自同一帧的不同区域，在这种情况下，预测单元的边界也是不连续的。如果重建的帧用作了参考帧，那么这些不连续的边界将会复制到将用来预测的帧中。由于在视频编码过程中存在上述问题，因此需要去块效应滤波器来降低块效应。具体地，去块效应滤波器采用一组低通滤波器，这些滤波器是根据边界强度（BS）自适应处理不同的边界，它们提供了更好的视觉质量并且提高了预测其他帧的能力。实验表明去块滤波提高了重建帧的客观和主观质量。自适应环路滤波器（ALF）位于去块效应滤波器之后，它是基于维纳滤波器的。自适应环路滤波器（ALF）的主要目的是使得重构后的图像与原始图像的均方误差最小。量化是导致信息丢失的原因之一，通常将量化噪声建模为高斯噪声，而高斯噪声能有效地被自适应环路滤波器所减少，这是因为自适应环路滤波器是由维纳滤波器所设计，而维纳滤波器是基于均方误差准则的最优滤波器。自适应环路滤波器能提高图像的客观质量，它减少亮度和色度分量的失真。传统的去块效应滤波器对于有帧内编码块的边界都采用强滤波器，而没有考虑帧内编码的模式等信息，边界强度的计算过程是不精确的。传统的去块效应滤波器没有考虑人类视觉系统的掩蔽效应对于块边界的掩盖情况，从而不能达到更好的主观效果。另外，现有的自适应环路滤波器中没有利用到去块效应滤波器后的像素值和未滤波的重建的像素值之间的相关性，来提高图像的主客观质量，因此，自适应环路滤波的性能还有提升的空间。
技术实现思路
本申请提供视频编解码中的去块效应滤波方法和自适应环路滤波方法，对于去块效应滤波，能够合理地确定边界强度值，提高去块效应滤波的性能；对于环路滤波，能够提高环路滤波的性能。一种视频编码中的去块效应滤波方法，包括：确定任意两个相邻编码块的边界强度值，根据该边界强度值对该两个编码块的边界进行去块效应滤波；当所述两个编码块中的一个是帧内编码块时，根据所述两个编码块的预测模式和/或预测方向，确定所述两个编码块的边界强度值。较佳地，当所述两个编码块中的任一个编码块满足条件一时，确定所述边界强度值为0；所述条件一为：编码块为帧内编码块、且该编码块预测方向与所述两个编码块的边界方向相同、且该编码块没有非零的变换系数。较佳地，当所述两个编码块均不满足条件一时，若所述两个编码块分别为帧内编码块和帧间编码块，则确定所述边界强度值大于或等于第一预设值；所述条件一为：编码块为帧内编码块、且该编码块预测方向与所述两个编码块的边界方向相同、且该编码块没有非零的变换系数。较佳地，当所述两个编码块均不满足条件一时，若所述两个编码块均为帧内编码块、且其中一个编码块的预测模式为帧内直流预测模式，则确定所述边界强度值大于或等于第二预设值；所述条件一为：编码块为帧内编码块、且该编码块预测方向与所述两个编码块的边界方向相同、且该编码块没有非零的变换系数。较佳地，若所述两个编码块的预测模式均为帧内直流预测模式，则确定所述边界强度值为A-1；所述边界强度值A为所述两个编码块的预测模式分别为帧内直流预测模式和帧内非直流预测模式时的边界强度值。较佳地，当所述两个编码块均不满足条件一时，若所述两个编码块均为帧内编码块、且都不为直流预测模式，且预测方向不同，则确定所述边界强度值大于或等于第三预设值；所述条件一为：编码块为帧内编码块、且该编码块预测方向与所述两个编码块的边界方向相同、且该编码块没有非零的变换系数。较佳地，当所述两个编码块均不满足条件一时，若所述两个编码块均为帧内编码块、且都不为直流预测模式，且预测方向相同，则确定所述边界强度值小于或等于第四预设值所述条件一为：编码块为帧内编码块、且该编码块预测方向与所述两个编码块的边界方向相同、且该编码块没有非零的变换系数。较佳地，若所述两个编码块的预测方向与两个编码块的边界方向不同，则确定所述边界强度值大于边界强度值B；所述边界强度值B为所述两个编码块的预测预测方向与两个编码块的边界方向相同时的边界强度值。一种视频编码中的去块效应滤波方法，包括：在任意两个相邻的8×8编码块中，以该两个编码块的边界为中心取8×8的像素作为参考块；计算所述参考块的平均亮度值l，并根据该平均亮度值l计算亮度辨别阈值LUM；在所述参考块中分别计算沿0°、45°、90°和135°方向的方向性活动因子，并根据四个方向的方向性活动因子计算所述边界的方向性掩盖因子Activity；根据亮度辨别阈值LUM和方向性掩盖因子Activity计算掩盖效应模型因子CLDT，若所述掩盖效应模型因子CLDT大于预设阈值时，则将所述两个编码块的边界强度值设为0。较佳地，所述计算沿0°方向的方向性活动因子Hactivity为：Hactivity=Σi,j|(R(i,j)<<1)-R(i,j-1)-R(i,j+1)|;]]>所述计算沿45°方向的方向性活动因子D45°activity为：所述计算沿90°方向的方向性活动因子Vactivity为：Vactivity=Σi,j|(R(i,j)<<1)-R(i-1,j)-R(i+1,j)|;]]>所述计算沿135°方向的方向性活动因子D135°activity为：其中，R(i，j)表示所述参考块中像素点（i，j）的像素值，R(i，j)<<1表示将R(i，j)左移1位，i=0…7，j＝0…7。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频编码中的去块效应滤波方法，包括：确定任意两个相邻编码块的边界强度值，根据该边界强度值对该两个编码块的边界进行去块效应滤波；其特征在于，当所述两个编码块中的一个是帧内编码块时，根据所述两个编码块的预测模式和/或预测方向，确定所述两个编码块的边界强度值。

【技术特征摘要】
1.一种视频编码中的去块效应滤波方法，包括：确定任意两个相邻编码块的边界
强度值，根据该边界强度值对该两个编码块的边界进行去块效应滤波；其特征在于，
当所述两个编码块中的一个是帧内编码块时，根据所述两个编码块的预测模式和/
或预测方向，确定所述两个编码块的边界强度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述两个编码块中的任一个编码
块满足条件一时，确定所述边界强度值为0；
所述条件一为：编码块为帧内编码块、且该编码块预测方向与所述两个编码块的
边界方向相同、且该编码块没有非零的变换系数。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述两个编码块均不满足条件一
时，若所述两个编码块分别为帧内编码块和帧间编码块，则确定所述边界强度值大于
或等于第一预设值；
所述条件一为：编码块为帧内编码块、且该编码块预测方向与所述两个编码块的
边界方向相同、且该编码块没有非零的变换系数。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述两个编码块均不满足条件一
时，若所述两个编码块均为帧内编码块、且其中一个编码块的预测模式为帧内直流预
测模式，则确定所述边界强度值大于或等于第二预设值；
所述条件一为：编码块为帧内编码块、且该编码块预测方向与所述两个编码块的
边界方向相同、且该编码块没有非零的变换系数。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若所述两个编码块的预测模式均为
帧内直流预测模式，则确定所述边界强度值为A-1；
所述边界强度值A为所述两个编码块的预测模式分别为帧内直流预测模式和帧内
非直流预测模式时的边界强度值。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述两个编码块均不满足条件一
时，若所述两个编码块均为帧内编码块、且都不为直流预测模式，且预测方向不同，
则确定所述边界强度值大于或等于第三预设值；
所述条件一为：编码块为帧内编码块、且该编码块预测方向与所述两个编码块的
边界方向相同、且该编码块没有非零的变换系数。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述两个编码块均不满足条件一
时，若所述两个编码块均为帧内编码块、且都不为直流预测模式，且预测方向相同，
则确定所述边界强度值小于或等于第四预设值
所述条件一为：编码块为帧内编码块、且该编码块预测方向与所述两个编码块的
边界方向相同、且该编码块没有非零的变换系数。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，若所述两个编码块的预测方向与两
个编码块的边界方向不同，则确定所述边界强度值大于边界强度值B；
所述边界强度值B为所述两个编码块的预测预测方向与两个编码块的边界方向相
同时的边界强度值。
9.一种视频编码中的去块效应滤波方法，其特征在于，包括：
在任意两个相邻的8×8编码块中，以该两个编码块的边界为中心取8×8的像素作
为参考块；
计算所述参考块的平均亮度值l，并根据该平均亮度值l计算亮度辨别阈值LUM；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗斌姬，叶锋，门爱东，杨波，
申请(专利权)人：北京三星通信技术研究有限公司，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：北京;11