用于解碼視頻信號的解碼方法
【專利說明】
[0001] 本申請是原案申請?zhí)枮?01180045227. 2的發(fā)明專利申請（國際【申請?zhí)枴縋CT/ KR2011/005359,申請日：2011年7月20日，發(fā)明名稱：用于解塊濾波的方法和裝置以及利 用該方法和裝置進(jìn)行編碼和解碼的方法和裝置）的分案申請。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本公開在一個或更多個實施方式中涉及用于縮減在進(jìn)行圖像編碼和解碼的處理 中出現(xiàn)的塊（blocking)偽影的解塊（deblocking)濾波方法和裝置以及利用該方法和裝置 的編碼和解碼方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0003] 在視頻編碼中，當(dāng)對圖像進(jìn)行編碼并接著按照塊為單元進(jìn)行重建時，由于塊單元 預(yù)測和量化而導(dǎo)致塊邊界出現(xiàn)失真。塊邊界出現(xiàn)失真的現(xiàn)象被稱為塊偽影。
[0004] 在現(xiàn)有的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)（如MPEG-I、MPEG-2和H. 263)中，在沒有處理塊偽影的情 況下將重建的圖像存儲在基準(zhǔn)圖片存儲器中。因此，圖像的主觀視頻質(zhì)量劣化。而且，在運 動補(bǔ)償期間參照包含塊偽影的圖像導(dǎo)致編碼圖像中累積的視頻質(zhì)量劣化。使得圖像的視頻 質(zhì)量劣化的結(jié)果是縮減了編碼效率。
[0005] 為了解決這些問題，常規(guī)H. 264/AVC嘗試在將重建的圖像存儲在圖片存儲器中之 前，通過應(yīng)用解塊濾波來使塊偽影最小。按照這種方式，常規(guī)H. 264/AVC通過更準(zhǔn)確的信號 預(yù)測來提高主觀視頻質(zhì)量并改進(jìn)編碼效率。然而，如果對未顯示塊偽影的圖像執(zhí)行解塊濾 波，則增加了不必要的計算，并且可能不必要地出現(xiàn)不希望的視頻質(zhì)量劣化。因此，為了更 有效地執(zhí)行解塊濾波，必需根據(jù)塊偽影的程度自適應(yīng)地執(zhí)行不同級別的解塊濾波。
[0006] H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)塊偽影的程度自適應(yīng)地執(zhí)行解塊濾波。即，確定用于確定濾波 強(qiáng)度的邊界強(qiáng)度（BS)值，并且根據(jù)所確定的BS值執(zhí)行不同級別的解塊濾波。該BS值的范 圍為0至4。隨著BS值更大，必需執(zhí)行更強(qiáng)的解塊濾波。即，當(dāng)BS值為0時，不執(zhí)行解塊濾 波。當(dāng)濾波強(qiáng)度值為4時，執(zhí)行最強(qiáng)的解塊濾波。
[0007] 以下將對作為利用解塊濾波的常規(guī)技術(shù)的、H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)的解塊濾波方法進(jìn)行 詳細(xì)描述。
[0008] 圖1示出了應(yīng)用于常規(guī)H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)中使用的解塊濾波的塊單元和序列。
[0009] H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)變換塊確定應(yīng)用解塊濾波的塊單元。即，如果使用4X4單元 的變換塊，則應(yīng)用解塊濾波的塊也成為4X4單元。H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)可以使用8X8單元的變 換塊以及4X4單元的變換塊。因此，如果使用8X8單元的變換塊，則應(yīng)用解塊濾波的塊也 成為8X8單元。為便于描述，圖1假設(shè)使用4X4單元的變換塊的情況。
[0010] 參照圖1，按照4X4單元的垂直方向a、b、c和d以及4X4單元的水平方向e、f、g和h的順序，對16X16單元的亮度信號塊執(zhí)行解塊濾波。按照與亮度信號塊相似的方式， 按照4X4單元的垂直方向i和j以及4X4單元的水平方向k和1的順序，對8X8單元的 色度信號塊執(zhí)行解塊濾波。
[0011] 圖2示出了用于確定BS的鄰近塊P的像素p0、pi、p2和p3以及鄰近塊Q的像素 q0、ql、q2和q3,圖3示出了H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)中的確定BS的處理。
[0012] 參照圖3,確定圖2所示的塊P或Q是否為幀內(nèi)預(yù)測（intraprediction)塊 (S310)。如果塊P或Q是幀內(nèi)預(yù)測塊，則確定像素p0和q0位于宏塊邊界（S320)。如果像 素PO和qO位于宏塊邊界，則BS值為4。另一方面，如果像素p0和qO不位于宏塊邊界，則 BS值為3。
[0013] 如果步驟S310確定塊P和Q這兩者是幀間（inter)模式，則確定像素PO和qO所 在的塊中是否存在殘留數(shù)據(jù)的非零變換系數(shù)（S330)。如果存在非零變換系數(shù)，則BS值為 2〇
[0014] 然而，如果不存在非零變換系數(shù)，則在像素PO和q〇使用不同的基準(zhǔn)圖片或者具有 不同的運動矢量值的情況下，BS值為1 ;否則，BS值為0 (S340)。
[0015] S卩，為了選擇性地去除塊之間的失真（其由于塊單元預(yù)測和量化而導(dǎo)致），考慮量 化參數(shù)（QP)、編碼模式、運動信息（基準(zhǔn)圖片、運動矢量），H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)選擇性地使用具 有不同強(qiáng)度的解塊濾波。
[0016] 另外，考慮運動信息等，H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)對幀間預(yù)測塊執(zhí)行選擇性解塊濾波。然而， 對于幀間預(yù)測塊來說，H.264/AVC標(biāo)準(zhǔn)僅參照幀內(nèi)預(yù)測塊是否為宏塊的邊界，而不執(zhí)行考慮 幀內(nèi)預(yù)測信息的選擇性解塊濾波。因此，為了對幀內(nèi)預(yù)測塊執(zhí)行進(jìn)一步改進(jìn)的解塊濾波，需 要一種根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測信息來自適應(yīng)地執(zhí)行解塊濾波的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017] 技術(shù)問題
[0018] 因此，本公開致力于通過根據(jù)幀內(nèi)預(yù)測信息對幀內(nèi)預(yù)測塊自適應(yīng)地執(zhí)行解塊濾 波，來改進(jìn)主觀圖片質(zhì)量和編碼效率。
[0019] 解決手段
[0020] 本公開的實施方式提供了一種用于進(jìn)行視頻信號編碼的編碼裝置，該編碼裝置包 括：預(yù)測單元，該預(yù)測單元用于利用幀內(nèi)預(yù)測或幀間預(yù)測來生成當(dāng)前塊的預(yù)測塊；殘留數(shù) 據(jù)編碼單元，該殘留數(shù)據(jù)編碼單元用于利用所述當(dāng)前塊和所述預(yù)測塊來生成殘留塊，并且 對所述殘留塊進(jìn)行變換和量化；殘留數(shù)據(jù)解碼單元，該殘留數(shù)據(jù)解碼單元用于通過對經(jīng)變 換和量化的殘留塊進(jìn)行逆量化和逆變換來對所述經(jīng)變換和量化的殘留塊進(jìn)行解碼；以及解 塊濾波單元，該解塊濾波單元用于利用經(jīng)解碼的殘留塊和所述預(yù)測塊來生成重建塊，并且 基于所述重建塊和與所述重建塊鄰近的多個塊的幀間預(yù)測信息和幀內(nèi)預(yù)測信息來執(zhí)行解 塊濾波。
[0021] 當(dāng)對所述重建塊和與所述重建塊鄰近的所述多個塊中的至少一個塊進(jìn)行幀內(nèi)預(yù) 測時，所述解塊濾波單元可以基于所述重建塊和所述多個鄰近塊中的至少一個鄰近塊中是 否存在非零變換系數(shù)、所述重建塊和所述鄰近塊的幀內(nèi)預(yù)測信息、所述重建塊和所述鄰近 塊的宏塊模式信息以及所述重建塊和所述鄰近塊的塊邊界方向中的至少一個，來自適應(yīng)地 確定所述濾波強(qiáng)度。
[0022] 當(dāng)對所述重建塊進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測時，所述解塊濾波單元可以基于所述重建塊中是否 存在所述非零變換系數(shù)以及所述重建塊的所述解塊方向與所述幀內(nèi)預(yù)測方向是否彼此相 同中的至少一個，來確定所述濾波強(qiáng)度。
[0023] 所述解塊濾波單元可以基于所述幀內(nèi)預(yù)測信息來自適應(yīng)地確定要濾波的目標(biāo)像 素。
[0024] 所述解塊濾波單元可以基于包括在所述幀內(nèi)預(yù)測信息中的幀內(nèi)預(yù)測塊尺寸來確 定所述目標(biāo)像素的數(shù)量。
[0025] 所述解塊濾波單元可以基于包括在所述幀內(nèi)預(yù)測信息中的幀內(nèi)預(yù)測模式來確定 所述目標(biāo)像素的濾波方向。
[0026] 本公開的另一實施方式提供了一種用于進(jìn)行視頻信號解碼的解碼裝置，該解碼裝 置包括：殘留數(shù)據(jù)解碼單元，該殘留數(shù)據(jù)解碼單元用于通過對輸入的經(jīng)變換和量化的殘留 塊進(jìn)行逆量化和逆變換，來對所述經(jīng)變換和量化的殘留塊進(jìn)行解碼；預(yù)測單元，該預(yù)測單元 用于基于輸入的幀間預(yù)測信息或幀內(nèi)預(yù)測信息來生成預(yù)測塊；以及解塊濾波單元，該解塊 濾波單元用于利用經(jīng)解碼的殘留塊和所述預(yù)測塊來生成重建塊，并且基于所述重建塊和與 所述重建塊鄰近的多個塊的所述幀間預(yù)測信息和所述幀內(nèi)預(yù)測信息來執(zhí)行解塊濾波。
[0027] 當(dāng)對所述重建塊和與所述重建塊鄰近的所述多個塊中的至少一個塊進(jìn)行幀內(nèi)預(yù) 測時，所述解塊濾波單元可以基于所述重建塊和所述多個鄰近塊中的至少一個鄰近塊中是 否存在非零變換系數(shù)、所述重建塊和所述多個鄰近塊的幀內(nèi)預(yù)測信息、所述重建塊和所述 多個鄰近塊的宏塊模式信息以及所述重建塊和所述多個鄰近塊的塊邊界方向中的至少一 個，來自適應(yīng)地確定所述濾波強(qiáng)度。
[0028] 當(dāng)對所述重建塊進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測時，所述解塊濾波單元可以基于所述重建塊中是否 存在所述非零變換系數(shù)以及所述重建塊的所述解塊方向與所述幀內(nèi)預(yù)測方向是否彼此相 同中的至少一個，來確定所述濾波強(qiáng)度。
[0029] 所述解塊濾波單元可以基于所述幀內(nèi)預(yù)測信息來自適應(yīng)地確定要濾波的目標(biāo)像 素。
[0030] 所述解塊濾波單元可以基于包括在所述幀內(nèi)預(yù)測信息中的幀內(nèi)預(yù)測塊尺寸來確 定所述目標(biāo)像素的數(shù)量。
[0031] 所述解塊濾波單元可以基于包括在所述幀內(nèi)預(yù)測信息中的幀內(nèi)預(yù)測模式來確定 所述目標(biāo)像素的濾波方向。
[0032] 本公開的另一實施方式提供了一種解塊濾波裝置，當(dāng)對兩個鄰近塊中的至少一個 鄰近塊進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測時，該解塊濾波裝置基于所述兩個鄰近塊中的至少一個鄰近塊中存在 /不存在非零變換系數(shù)、所述兩個鄰近塊的幀內(nèi)預(yù)測信息、所述兩個鄰近塊的宏塊模式信息 以及所述兩個鄰近塊的塊邊界方向中的至少一個，來自適應(yīng)地確定濾波強(qiáng)度。
[0033] 本公開的另一實施方式提供了一種解塊濾波裝置，當(dāng)對當(dāng)前塊進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測時， 該解塊濾波裝置基于該當(dāng)前塊中是否存在非零變換系數(shù)以及該當(dāng)前塊的解塊方向與該當(dāng) 前塊的幀內(nèi)預(yù)測方向是否彼此相同中的至少一個，來自適應(yīng)地確定濾波強(qiáng)度。
[0034] 本公開的另一實施方式提供了一種解塊濾波裝置，當(dāng)對兩個鄰近塊中的至少一個 鄰近塊進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測時，該解塊濾波裝置基于包括幀內(nèi)預(yù)測模式和幀內(nèi)預(yù)測塊尺寸中的至 少一個的幀內(nèi)預(yù)測信息，來自適應(yīng)地確定要濾波的目標(biāo)像素。
[0035] 所述解塊濾波裝置可以基于所述幀內(nèi)預(yù)測塊尺寸來自適應(yīng)地確定所述目標(biāo)像素 的數(shù)量。
[0036] 所述解塊濾波裝置可以基于所述幀內(nèi)預(yù)測模式來自適應(yīng)地確定所述目標(biāo)像素的 位置（濾波方向）。
[0037] 本公開的另一實施方式提供了在以上所述的編碼裝置、解碼裝置和解塊濾波裝置 中執(zhí)行的編碼方法、解碼方法和解塊濾波方法。
[0038] 有利效果
[0039] 根據(jù)如上所述的本公開，可以通過甚至針對幀內(nèi)預(yù)測塊縮減塊偽影來改進(jìn)主觀視 頻質(zhì)量和編碼效率。
【附圖說明】
[0040] 圖1示出了應(yīng)用如在常規(guī)H. 264/AVC標(biāo)準(zhǔn)中使用的解塊濾波的塊單元和序列；
[0041] 圖2示出了用于確定濾波強(qiáng)度的鄰近塊P的像素p0、pl、p2和p3以及鄰近塊Q的 像素q〇、ql、q2 和q3 ;
[0042] 圖3示