專利名稱：視頻編碼和解碼中色度分量的預測像素的自適應濾波的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本原理大體上涉及視頻編碼和解碼，并且更具體地，涉及視頻編碼和解碼中色度分量的預測像素的自適應濾波的方法和裝置。
背景技術：
多數現代視頻編碼標準采用各種編碼模式來高效地減少空間和時間域中的相關性。在國際標準化組織/國際電工委員會(IS0/IEC)移動畫面專家組-4(MPEG-4)第10部分高級視頻編碼(AVC)標準/國際電信聯(lián)盟電信分部(ITU-T)H. 264推薦(下文的“MPEG-4AVC 標準”)，可以對畫面進行幀內編碼或幀間編碼。在幀內畫面中，在利用了畫面的空間相關性的幀內模式中編碼所有的宏塊(16X16)。對于幀內亮度編碼，可以將幀內模式分類為以下三種分區(qū)類型INTRA4X4 ；INTRA8X8 ；和INTRA16X16。INTRA4X4使用4X4離散余弦變換(DCT)變換。INTRA8X8 使用 8X8 變換。INTRA16X 16 使用通過 4X4DC Hadamard 變換級聯(lián)的4X4整數DCT。對于幀內色度編碼，僅僅允許一種分區(qū)類型。幀內編碼的宏塊的每個8X8色度分量利用4種幀內模式進行預測并且使用通過2X 2DC Hadamard變換級聯(lián)的 4X4整數DCT。色度分區(qū)類型是固定的，與亮度分區(qū)類型無關。當使用較大的塊尺寸(例如，8X8或者16X16)用于色度分量的幀內預測時，存在對用于預測的像素進行濾波的需要。該濾波處理平滑了預測信號并且消除了一些噪聲。在亮度分量中，大的塊尺寸使用具有等于[121]/4的抽頭(tap)的低通線性濾波器。該濾波提高了預測質量，由此增加了視頻編碼的效率。然而，已經觀察到，應用于色度分量的相同的濾波器不提供相同的益處。客觀失真(PSNR)沒有降低，但主觀質量更差。MPEG-4AVC標準幀內編碼MPEG-4AVC標準使用幀內模式來利用畫面中的空間相關性。對于幀內亮度編碼， 幀內模式可以被分類為三種類型INTRA4X4、INTRA8X8和INTRA16X16。INTRA4X4禾口 INTRA8 X 8支持9種幀內預測模式而INTRA16 X 16支持4種幀內預測模式。由于MPEG-4AVC 標準中的基本編碼單元是宏塊，即，大小是16X16，宏塊內部的分區(qū)類型是16X16、8X8 或4X4。在宏塊內部不存在混合的分區(qū)類型。如上注意的，INTRA4X4使用4X4DCT變換，INTRA8X8使用8X8變換，而INTRA16X16使用級聯(lián)的4X4變換。為了發(fā)信令， INTRA4 X 4和INTRA8 X 8共享相同的宏塊類型(mb_type) 0并且它們由變換大小標志 (transform_8X8_size_flag)來區(qū)分。然后，如果必要，通過可能具有剩余模式的最可能的模式對INTRA4 X 4或INTRA8 X 8中的幀內預測模式的選擇發(fā)信令。例如，對于4 X 4情況，編碼器為每個4X4塊發(fā)送被稱為prev_intra4 X 4_pred_mode的標志。如果該標志等于“ 1 ”，則使用最可能的預測模式。否則，如果該標志等于“0”，則發(fā)送另一參數rem_intra4X4_ predjnode來指示模式的改變。對于INTRA16X 16，在mb_type中對所有幀內預測模式以及編碼塊的圖案(cbp)類型發(fā)信令，其對mb_type使用從1到M的值。對于幀內色度編碼， 使用4個幀內預測模式來預測幀內編碼宏塊的每個8X8色度分量，即，每個8X8色度分量被分解并且使用具有2X2DC Hadamard變換級聯(lián)的4X4整數DCT。幀內色度編碼是固定的，與亮度分區(qū)類型無關。幀內色度編碼不適配于內容，因此，減少了色度編碼的保真度。在MPEG-4AVC標準的4:4:4格式的情況下，可以對所有三個色彩分量使用幀內亮度分區(qū)類型和預測模式。支持共用模式和獨立模式。在共用模式中，所有三個分量共享作為亮度分量的完全相同的信息，包括分區(qū)類型和預測模式。在獨立模式中，使用與亮度平面 (plane)相同的編碼方法將三個色彩分量編碼為單獨的平面。MPEG-4AVC標準的擴展中的幀內分區(qū)在第一種現有技術參考中，通過將幀內直接模式的數量增加到超過9個來為幀內編碼擴展預測塊單元。不思考或者考慮色度情況。此外，在第二種現有技術方法中，色度分區(qū)類型被固定為Chroma_8X8，與在MPEG-4AVC標準中相同。此外，在第二種現有技術方法中，幀內預測模式和變換被保持為與在MPEG-4AVC標準中的亮度intra_16X16、 intra_8X8和intra_4X4相同，即使用4個色度預測模式和級聯(lián)的4X4變換。對于 intra_32 X 32，色度使用4個色度預測模式和級聯(lián)的8 X 8變換。在從用于預測的鄰近像素中生成預測之前，將非常簡單的低通濾波器應用到鄰近像素。因此，依據現有技術的色度分量的當前濾波至少是有缺陷的是在于其對亮度和色度二者使用相同的濾波，這能夠不利地影響作為結果的視頻的主觀質量。此外，色度的濾波是固定的，因此不可適配于視頻內容。

發(fā)明內容
通過本原理來解決現有技術的這些和其它缺點和缺陷，本原理針對用于視頻編碼和解碼中色度分量的預測像素的自適應濾波的方法和裝置。根據本原理的一方面，提供了一種裝置。該裝置包括用于編碼畫面的至少一部分的畫面數據的視頻編碼器。所述視頻編碼器包括自適應濾波器，對用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波。該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數以及是使用濾波還是旁路濾波是自適應的。根據本原理的另一方面，提供了一種視頻編碼器中的方法。該方法包括編碼畫面的至少一部分的畫面數據。編碼步驟包括對用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波。該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數以及是使用濾波還是旁路濾波是自適應的。根據本原理的又一方面，提供了一種裝置。該裝置包括用于解碼畫面的至少一部分的畫面數據的視頻解碼器。解碼步驟包括對用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波。該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數以及是使用濾波還是旁路濾波是自適應的。根據本原理的又一方面，提供了一種視頻解碼器中的方法。該方法包括解碼畫面的至少一部分的畫面數據。視頻解碼器包括自適應濾波器，其對用于生成畫面的該部分的
6色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波。該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數以及是使用濾波還是旁路濾波是自適應的。根據連同附圖閱讀的示例性實施例的以下詳細描述，本原理的這些和其它方面、 特征和優(yōu)點將變得明顯。


根據以下的示例性圖可以更好地理解本原理，在圖中圖1是示出依據本原理的實施例、可以應用本原理的示例性視頻編碼器的框圖；圖2是示出依據本原理的實施例、可以應用本原理的示例性視頻解碼器的框圖；圖3是示出依據本原理的實施例、用于在視頻編碼器中執(zhí)行色度幀內預測的示例性方法的流程圖；圖4是示出依據本原理的實施例、用于在視頻解碼器中執(zhí)行色度幀內預測的示例性方法的流程圖；圖5是示出依據本原理的實施例、用于在視頻編碼器中執(zhí)行色度幀內預測的另一示例性方法的流程圖；以及圖6是示出依據本原理的實施例、用于在視頻解碼器中執(zhí)行色度幀內預測的示例性方法的流程圖。
具體實施例方式本原理針對用于視頻編碼和解碼中色度分量的預測像素的自適應濾波的方法和
直ο本描述說明了本原理。因此本領域技術人員應理解將能夠設計出雖然未在此被明確描述或示出、但是體現本原理并且被包括在其范圍內的各種布置。在此所敘述的所有示例和條件性語言意在教導性的目的，以幫助讀者理解本原理和由(多個)發(fā)明人為促進本領域技術而貢獻的構思，并且要被解釋為不限于這種具體敘述的示例和條件。另外，在此敘述的本原理的原理、方面、以及實施例，以及本原理的具體示例的所有陳述，意在包含本原理的結構和功能兩者的等效物。此外，這種等效物意在包括當前已知的等效物以及將來開發(fā)的等效物這兩者，即，所開發(fā)的無論結構如何、執(zhí)行相同功能的任何元件。因此，例如，本領域技術人員應理解在此呈現的框圖表示體現本原理的例示性的電路的概念性視圖。類似地，應理解任何流程圖示、流程圖、狀態(tài)轉換圖、偽代碼等等表示實質上可以在計算機可讀介質中表示的、并通過計算機或處理器這樣執(zhí)行的各種處理，無論這種計算機或處理器是否被明確示出?？梢酝ㄟ^使用專用的硬件與適合的軟件相關聯(lián)而執(zhí)行軟件的硬件來提供附圖中所示的各種元件的功能。當由處理器提供時，可以由單個專用處理器、單個共享處理器、或其中一些可以被共享的多個獨立處理器提供所述功能。另外，術語“處理器”或“控制器”的明確使用不應被解釋為排他性地指代能夠執(zhí)行軟件的硬件，其可以隱含地包括、而不限于數字信號處理器(“DSP”)硬件、用于存儲軟件的只讀存儲器(“ROM”)、隨機存取存儲器(“RAM”)、以及非易失性存儲裝置。還可以包括其它的常規(guī)的和/或定制的硬件。類似地，附圖中所示的任何開關只是概念性的?？梢酝ㄟ^程序邏輯的操作、通過專用邏輯、通過程序控制和專用邏輯的交互作用、或甚至手動地執(zhí)行它們的功能，如從上下文中具體理解的，具體技術可由實施者選擇。在其權利要求中，被表達為用于執(zhí)行所指定的功能的部件的任何元件意在包含執(zhí)行該功能的任何方式，所述任何方式例如包括a)執(zhí)行該功能的電路元件的組合或b)與用于執(zhí)行軟件的適當的電路組合以執(zhí)行該功能的任何形式的軟件(因此包括固件、微代碼等)。由這樣的權利要求所限定的本原理在于以下事實以權利要求所請求保護的方式將所敘述的各種部件所提供的功能組合并放在一起。因此，可以提供這些功能的任何部件被認為等效于與在此所示出的那些部件。說明書中對于本原理的“一個實施例”或者“一實施例”以及其它變形的引用意味著連同實施例描述的具體的特性、結構、特征，等等被包括在本原理的至少一個實施例中。 由此，貫穿本說明書的各個位置中出現的“一個實施例中”或“一實施例中”短語以及其它變形的出現不一定都指代相同的實施例。應理解，例如在“A/B”、“A和/或B”和“A和B中的至少一個”的情況中，“/”、“和 /或”以及“至少一個”任何一個的使用意欲包括僅僅對第一個列出的選項(A)的選擇、或僅僅對第二個列出的選項(B)的選擇、或者對于兩個選項(A和B)的選擇。作為另一示例， 在“A、B和/或C”以及“A、B和C中的至少一個”的情況中，這種措辭意欲包括僅僅對于第一個列出的選項(A)的選擇、或僅僅對于第二個列出的選項(B)的選擇、或僅僅對于第三個列出的選項(C)的選擇、或僅僅對于第一個和第二個列出的選項(A和B)的選擇、或僅僅對于第一個和第三個列出的選項(A和C)的選擇、或僅僅對于第二個和第三個列出的選項(B 和C)的選擇、或者對于全部三個選項(A和B和C)的選擇。如本領域和相關領域普通技術人員容易認識到的，這可以被擴展用于很多列出的條目。此外，如這里所使用的，詞語“畫面”和“圖像”被可互換地使用，并且指代靜止圖像或來自視頻序列的畫面。如已知的，畫面可以是幀或場。另外，如在此使用的，當在引用依據本原理的自適應濾波時使用詞語“旁路”意味著根本不執(zhí)行自適應濾波(例如基于某些準則)或者盡管獲得了自適應濾波的結果、但是優(yōu)先使用諸如例如未濾波的數據之類的其它數據而沒有使用該結果。因此，使用術語“自適應濾波”來指代是應用該濾波還是旁路該濾波。即，該濾波是自適應的，這是由于其被選擇性地應用或者不應用(后者對應于旁路情況)，并且因此術語“自適應濾波”用于描述依據本原理的這種濾波。另外，在一個或多個實施例中，使用術語“自適應濾波”來指代使得濾波器參數適配于例如正在被編碼或者解碼的局部視頻內容。因此，可以基于正在被編碼或者解碼的局部視頻內容來適配例如濾波器長度、濾波器強度等等。此外，如在此使用的，“畫面數據”指代代表原始畫面或者輸入畫面或者其一部分的數據。因此，這種數據可以指代例如畫面中的原始塊和參考塊之間的差，其中也被稱為 “殘差”的這種差然后被變換、量化，以及熵編碼用于例如在比特流中輸出。當然，畫面數據還可以包括諸如在編碼/解碼當前塊時涉及到的代表編碼模式等等的一個或多個語法元素之類的其它支持性數據。另外，如在此使用的，“預測數據”指代同位置(即，相同位置但是在不同畫面中的)塊和/或一個或多個鄰近塊(相同畫面中)，或者這些塊的一部分。此外，如在此使用的，“預測數據的預測值”指代來自兩個或者更多個候選值的最終用于預測數據的實際值。 例如，當可以從諸如濾波后的預測數據和未濾波的預測數據之類的若干候選數據集內選擇預測數據時，預測數據的預測值代表從候選值中選擇的并且最終使用的實際值。另外，如在此使用的，“重構的數據”指代已經被變換和量化并且然后被逆量化和逆變換的殘差數據。由于幀內預測采用要預測的塊的鄰近像素來執(zhí)行空間預測，所以鄰近像素來自重構的數據以便編碼器和解碼器使用相同的數據來導出預測。因此，在對于本領域和相關領域的普通技術人員顯然的一些情況下，措詞“預測數據”和“重構的數據”是等效的，并且因此在此可互換地使用。此外，如在此使用的，“鄰域”指代在處理數據列時、該列之上和之下的像素，在處理數據行時、該行左邊和右邊的像素。在此處的一個或多個實施例中，在一維中進行處理， 并且因此，應用鄰域的之前的定義。然而，應理解，“鄰域”還更通常地指代當前像素周圍的
一組像素。如上注意的，公開了用于有效的幀內色度編碼的方法和裝置。出于說明和描述的目的，此處在MPEG-4AVC標準上進行改進的上下文中，使用MPEG-4AVC標準作為描述的基準并且解釋了超出MPEG-4AVC標準的改進和擴展，來描述示例。然而，要理解，本原理不僅僅限于MPEG-4AVC標準和/或其擴展。給出此處的提供的本原理的教導，本領域和相關領域的技術人員將容易地理解本原理可等效地應用并且在應用到其它標準的擴展或者當應用到和/或被并入到還未被開發(fā)的標準內時，將提供至少類似的益處。還應理解，本原理還可以應用到不符合標準、但是所有權定義(proprietary definition)認可的視頻編碼器和視頻解碼器。而且，出于簡要性的緣由，使用4:2:0格式來描述本原理。然而，本領域和相關領域的普通技術人員將容易地理解，本原理可以容易地應用到其它格式(例如，4:2:2格式、4:4:4格式等等)。轉到圖1，通過參考標號100總地指示可以應用本原理的示例性的視頻編碼器。視頻編碼器100包括幀排序緩沖器110，幀排序緩沖器110具有與組合器185的非反相輸入端進行信號通信的輸出端。組合器185的輸出端與變換器和量化器125的第一輸入端信號通信地連接。變換器和量化器125的輸出端與熵編碼器145的第一輸入端和逆變換器和逆量化器150的第一輸入端信號通信地連接。熵編碼器145的輸出端與組合器190的第一非反相輸入端信號通信地連接。組合器190的輸出端與輸出緩沖器135的第一輸入端信號通信地連接。編碼器控制器105的第一輸出端被信號通信地連接到幀排序緩沖器110的第二輸入端、逆變換器和逆量化器150的第二輸入端、畫面類型判定模塊115的輸入端、宏塊類型 (MB-類型)判定模塊120的第一輸入端、具有自適應色度分量濾波的幀內預測模塊160的第二輸入端、去塊濾波器165的第二輸入端、運動補償器170的第一輸入端、運動估計器175 的第一輸入端，以及參考畫面緩沖器180的第二輸入端。編碼器控制器105的第二輸出端被信號通信地連接到補充增強信息(SEI)插入器 130的第一輸入端、變換器和量化器125的第二輸入端、熵編碼器145的第二輸入端、輸出緩沖器135的第二輸入端，序列參數集(SPS)和畫面參數集(PPS)插入器140的輸入端。SEI插入器130的輸出端與組合器190的第二非反相輸入端信號通信地連接。
畫面類型判定模塊115的第一輸出端與幀排序緩沖器110的第三輸入端信號通信地連接。畫面類型判定模塊115的第二輸出端與宏塊類型判定模塊120的第二輸入端信號通信地連接。序列參數集(SPS)和畫面參數集(PPS)插入器140的輸出端與組合器190的第三非反相輸入端信號通信地連接。逆量化器和逆變換器150的輸出端與組合器119的第一非反相輸入端信號通信地連接。組合器119的輸出端與具有自適應色度分量濾波的幀內預測模塊160的第一輸出端和去塊濾波器165的第一輸入端信號通信地連接。去塊濾波器165的輸出端與參考畫面緩沖器180的第一輸入端信號通信地連接。參考畫面緩沖器180的輸出端與運動估計器175 的第二輸入端和運動補償器170的第三輸入端信號通信地連接。運動估計器175的第一輸出端與運動補償器170的第二輸入端信號通信地連接。運動估計器175的第二輸出端與熵編碼器145的第三輸入端信號通信地連接。運動補償器170的輸出端與開關197的第一輸入端信號通信地連接。具有自適應色度分量濾波的幀內預測模塊160的輸出端與開關197的第二輸入端信號通信地連接。宏塊判定模塊120的輸出端與開關197的第三輸入端信號通信地連接。開關197的第三輸入端確定開關的“數據”輸入端(與控制輸入端，即第三輸入端相比)是由運動補償器170還是由具有自適應色度分量濾波的幀內預測模塊160提供。開關197的輸出端與組合器119 的第二非反相輸入端和組合器185的反相輸入端信號通信地連接。幀排序緩沖器110的第一輸入端和編碼器控制器105的輸入端可用作編碼器100 的輸入端，用于接收輸入畫面。此外，補充增強信息(SEI)插入器130的第二輸入端可用作編碼器100的輸入端，用于接收元數據。輸出緩沖器135的輸出端可用作編碼器100的輸出端，用于輸出比特流。轉到圖2，通過參考標號200總地指示可以應用本原理的示例性的視頻解碼器。視頻解碼器200包括輸入緩沖器210，輸入緩沖器210具有與熵解碼器245的第一輸入端信號通信地連接的輸出端。熵解碼器245的第一輸出端與逆變換器和逆量化器250的第一輸入端信號通信地連接。逆變換器和逆量化器250的輸出端與組合器225的第二非反相輸入端信號通信地連接。組合器225的輸出端與去塊濾波器265的第二輸入端和具有自適應色度分量濾波的幀內預測模塊260的第一輸入端信號通信地連接。去塊濾波器265的第二輸出端與參考畫面緩沖器觀0的第一輸入端信號通信地連接。參考畫面緩沖器觀0的輸出端與運動補償器270的第二輸入端信號通信地連接。熵解碼器245的第二輸出端被信號通信地連接到運動補償器270的第三輸入端、 去塊濾波器265的第一輸入端、具有自適應色度分量濾波的幀內預測器260的第三輸入端。 熵解碼器245的第三輸出端與解碼器控制器205的輸入端信號通信地連接。解碼器控制器 205的第一輸出端與熵解碼器245的第二輸入端信號通信地連接。解碼器控制器205的第二輸出端與逆變換器和逆量化器250的第二輸入端信號通信地連接。解碼器控制器205的第三輸出端與去塊濾波器265的第三輸入端信號通信地連接。解碼器控制器205的第四輸出端與具有自適應色度分量濾波的幀內預測模塊260的第二輸入端、運動補償器270的第一輸入端、參考畫面緩沖器觀0的第二輸入端信號通信地連接。運動補償器270的輸出端與開關四7的第一輸入端信號通信地連接。具有自適應色度分量濾波的幀內預測模塊260的輸出端與開關297的第二輸入端信號通信地連接。開關四7的輸出端與組合器225的第一非反相輸入端信號通信地連接。輸入緩沖器210的輸入端可用作解碼器200的輸入端，用于接收輸入的比特流。去塊濾波器265的第一輸出端可用作解碼器200的輸出端，用于對輸出畫面進行輸出。關于圖1和圖2，圖1的幀內預測模塊160和圖2的幀內預測模塊260中的每一個包括依據本原理執(zhí)行色度分量的自適應濾波的一個或多個濾波器。如上注意的，本原理針對用于視頻編碼和解碼中色度分量的預測像素的自適應濾波的方法和裝置。具體地，公開了通過利用自適應濾波處理對色度樣本進行濾波而提供改進的色度幀內預測的方法和裝置。通常，幀內預測采用要預測的塊的鄰近像素來執(zhí)行空間預測。這些像素來自于重構的數據，因此編碼器和解碼器使用相同的數據來導出預測。具體地，關于上面描述的現有技術，針對大的塊(例如具有至少8X8或者更大的塊尺寸的塊)的幀內預測所采用的數據經歷非自適應的濾波處理以便對信號進行平滑，由此避免可能損害預測的大的值同時消除一部分噪聲。迄今已經使用的現有技術的濾波器是簡單的3抽頭[121]/4低通濾波器。已經觀察到，該現有技術的濾波器不對色度分量提供PSNR增益。另外，主觀質量看上去更差，即，濾波器引用了色度偽像。這種現有技術濾波是無價值(unproductive)的原因在于色度分量在多數區(qū)域是非常平滑的，而且包括一些邊緣。濾波器使得邊緣模糊，因此一個區(qū)域的色彩至少部分地遷移(migrate)和/或以其它方式進入相鄰區(qū)域。這產生了觀看者可注意到的令人討厭的并且是不自然的偽像。提出使用能夠處理平滑區(qū)域以及其中的邊緣的、用于色度分量的自適應濾波器。要理解，依據本原理，一個或多個濾波器可以用于濾波特定的色度塊。在一個實施例中，提出了使用邊緣檢測器來確定是否對鄰近(即，預測)數據進行自適應濾波。當在當前正在被處理的(例如編碼或者解碼)的特定色度塊或者區(qū)域中沒有檢測到邊緣時，利用低通濾波器對鄰近數據進行濾波。如果檢測到邊緣，則不對鄰近數據進行濾波(即，不應用濾波器)。在另一實施例中，使用邊緣檢測器來確定要使用的特定濾波器。在實施例中，依賴于邊緣的強度和距離，濾波器長度和濾波器強度是變化的以便適配于邊緣。如在此使用的，“邊緣的強度”是指邊緣有多大，其可以例如通過檢查在邊緣的兩側處的兩個像素之間的差的絕對值來確定。邊緣越靠近，則濾波越短/越弱。當邊緣不靠近并且其不是非常強時，將更強且更長的低通濾波應用到該區(qū)域。注意到在該實施例中，濾波器基于按像素方式 (pixel-wise)進行適配和變化，而在前面的實施例中，濾波器基于按塊方式進行適配和變化。在另一實施例中，首先將線性低通濾波器應用到鄰近的重構的像素。然后，對于每個像素，計算濾波后的值和未濾波的值之間的差的絕對值。如果該差的絕對值低于閾值，則保存濾波后的值(即，濾波后的值用于預測)。否則，保持未濾波的值(即，未濾波的值用于預測)。以此方式，對平滑區(qū)域進行濾波并且對具有邊緣或者具有許多紋理的區(qū)域大多不進行濾波，這是由于在該實施例中，濾波后的值和未濾波的值之間的差較高。在一實施例中， 閾值可能依賴于量化步長大小。
類似地，在另一實施例中，將線性低通濾波器應用到鄰近的重構的像素。然后，對于每個像素，計算濾波后的值和未濾波的值之間的差的絕對值。如果該差的絕對值低于閾值，則保存濾波后的值(即，濾波后的值用于預測)。否則，最終的值是未濾波的值加上依賴于閾值以及濾波后的值的量。例如，最終的值可以是未濾波的值加上閾值，即，濾波處理在由閾值標記的值處飽和。此外，最終的值可以是未濾波的值加上閾值與未濾波的值加上閾值與濾波后的值之間的差的一半。轉到圖3，通過參考標號300總地指示在視頻編碼器中執(zhí)行色度幀內預測的示例性的方法。方法300包括開始塊305，其將控制傳遞到功能塊310。功能塊310執(zhí)行編碼設置，并且將控制傳遞到循環(huán)限制塊315。循環(huán)限制塊315開始對要處理的當前畫面中的塊 (例如色度塊和亮度塊)進行循環(huán)，并且將控制傳遞到功能塊320。功能塊320利用自適應濾波器對當前色度塊的預測數據進行濾波，并且將控制傳遞到功能塊325。功能塊325執(zhí)行當前色度塊的幀內預測，并且將控制傳遞到功能塊330。功能塊330選擇最佳的色度模式， 并且將控制傳遞到功能塊335。功能塊335編碼當前畫面的分區(qū)、亮度和色度模式和塊，并且將控制傳遞到循環(huán)限制塊340。循環(huán)限制塊340結束對塊的循環(huán)，并且將控制傳遞到結束塊 399。轉到圖4，通過參考標號400總地指示在視頻解碼器中執(zhí)行幀內色度預測的示例性的方法。方法400包括開始塊405，其將控制傳遞到循環(huán)限制塊410。循環(huán)限制塊410開始對要處理的當前畫面中的塊進行循環(huán)，并且將控制傳遞到功能塊415。功能塊415解析分區(qū)、亮度模式和色度模式，并且將控制傳遞到功能塊420。功能塊420利用自適應濾波器對當前色度塊的預測數據進行濾波，并且將控制傳遞到功能塊425。功能塊425執(zhí)行當前色度塊的幀內預測，并且將控制傳遞到功能塊430。功能塊430解碼當前的色度塊，并且將控制傳遞到循環(huán)限制塊435。循環(huán)限制塊435結束對塊的循環(huán)，并且將控制傳遞到結束塊499。轉到圖5，通過參考標號500總地指示在視頻編碼器中執(zhí)行色度幀內預測的另一示例性的方法。方法500包括開始塊505，其將控制傳遞到功能塊510。功能塊510執(zhí)行編碼設置，并且將控制傳遞到循環(huán)限制塊515。循環(huán)限制塊515開始對當前畫面中的塊進行循環(huán)，并且將控制傳遞到功能塊520。功能塊520利用濾波器對預測數據進行濾波，并且將控制傳遞到功能塊525，所述濾波器將濾波器長度按像素方式適配于連續(xù)像素的差的絕對值和量化步長。功能塊525計算濾波后的數據和未濾波的數據之間的差的絕對值，并且將控制傳遞到功能塊530。如果所述差的絕對值(如功能塊525計算的)小于閾值T，則功能塊530使用濾波后的值作為預測數據，否則使用被閾值限定后的濾波后的值(使得所使用的值與未濾波的數據的差是T)，并且將控制傳遞到功能塊535。功能塊535執(zhí)行色度塊的幀內預測，并且將控制傳遞到功能塊討0。功能塊540選擇最佳的色度模式，并且將控制傳遞到功能塊M5。功能塊545編碼分區(qū)、亮度和色度模式、和塊，并且將控制傳遞到循環(huán)限制塊550。循環(huán)限制塊550結束對塊的循環(huán)，并且將控制傳遞到結束塊599。轉到圖6，通過參考標號600總地指示在視頻解碼器中執(zhí)行幀內色度預測的示例性的方法。方法600包括開始塊605，其將控制傳遞到循環(huán)限制塊610。循環(huán)限制塊610開始對當前畫面中的塊進行循環(huán)，并且將控制傳遞到功能塊615。功能塊615解析分區(qū)、亮度和色度模式，并且將控制傳遞到功能塊620。功能塊620利用濾波器對預測數據進行濾波， 并且將控制傳遞到功能塊625，所述濾波器將濾波器長度按像素方式適配于連續(xù)像素的差
12的絕對值和量化步長。功能塊625計算濾波后的數據和未濾波的數據之間的差的絕對值， 并且將控制傳遞到功能塊630。如果所述差的絕對值(如功能塊625計算的)小于閾值T， 則功能塊630使用濾波后的值作為預測數據，否則使用被閾值限定后的濾波后的值(使得所使用的值與未濾波的數據的差是T)，并且將控制傳遞到功能塊635。功能塊635執(zhí)行色度塊的幀內預測，并且將控制傳遞到功能塊640。功能塊640解碼塊，并且將控制傳遞到循環(huán)限制塊645。循環(huán)限制塊645結束對塊的循環(huán)，并且將控制傳遞到結束塊699?，F在將給出對本發(fā)明的許多伴隨優(yōu)點/特征中的一些的描述，它們中的一些已經在以上提到過。例如，一個優(yōu)點/特征是一種具有編碼畫面的至少一部分的畫面數據的視頻編碼器的裝置。所述視頻編碼器包括自適應濾波器，對用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波。該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數和是否使用濾波或者旁路濾波是自適應的。另一優(yōu)點/特征是具有如上所述的視頻編碼器的裝置，其中自適應處理用于確定被應用到色度分量的每個像素的濾波器長度和濾波器強度中的至少一個。又一優(yōu)點/特征是具有如上所述的視頻編碼器的裝置，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路自適應濾波來生成用于畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于預測數據。又一優(yōu)點/特征是具有視頻編碼器的裝置，如上所述，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路自適應濾波來生成用于畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于預測數據，其中使用預測數據的局部統(tǒng)計來確定被應用于色度分量的每個像素的濾波器類型、濾波器長度和濾波器強度中的至少一個。此外，另一優(yōu)點/特征是具有視頻編碼器的裝置，如上所述，其中使用預測數據的局部統(tǒng)計來確定被應用于色度分量的每個像素的濾波器類型、濾波器長度和濾波器強度中的至少一個，其中，局部統(tǒng)計包括畫面的該部分中的一個或多個邊緣的方差、平均值和參數中的至少一個。另外，另一優(yōu)點/特征是具有視頻編碼器的裝置，如上所述，其中使用預測數據的局部統(tǒng)計來確定被應用于色度分量的每個像素的濾波器類型、濾波器長度和濾波器強度中的至少一個，其中在當前像素和至少一個鄰近像素之間的差的絕對值大于或者等于閾值時，自適應處理旁路對當前像素的濾波。此外，另一優(yōu)點/特征是具有如上所述的視頻編碼器的裝置，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路濾波來生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于被應用于預測數據的像素的量化步長的大小。另外，另一優(yōu)點/特征是具有如上所述的視頻編碼器的裝置，其中對預測數據進行濾波以獲得濾波后的預測數據，并且用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據的預測值是預測數據和濾波后的預測數據的函數。此外，另一優(yōu)點/特征是具有視頻編碼器的裝置，如上所述，其中對預測數據進行濾波以獲得濾波后的預測數據，并且用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據的預測值是預測數據和濾波后的預測數據的函數，其中該函數選擇預測數據或者濾波后的預測數據中的一個作為預測值。另外，另一優(yōu)點/特征是具有視頻編碼器的裝置，如上所述，其中對預測數據進行濾波以獲得濾波后的預測數據，并且用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據的預測值是預測數據和濾波后的預測數據的函數，其中預測數據和濾波后的預測數據之間的差的絕對值確定預測值。此外，另一優(yōu)點/特征是具有視頻編碼器的裝置，如上所述，其中對預測數據進行濾波以獲得濾波后的預測數據，并且用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據的預測值是預測數據和濾波后的預測數據的函數，其中該函數依賴于被應用到預測數據的像素的量化步長。相關領域的普通技術人員基于在此的教導可以很容易地獲得本原理的這些和其它特征以及優(yōu)點。要理解，可以以各種形式的硬件、軟件、固件、專用處理器或其組合來實現本原理的教導。最優(yōu)選地，將本原理的教導實現為硬件和軟件的組合。而且，可以將該軟件實現為在程序存儲單元上有形體現的應用程序?？梢詫⒃搼贸绦蛏陷d到包括任何合適架構的機器，并由其執(zhí)行。優(yōu)選地，在具有諸如一個或多個中央處理單元(“CPU”)、隨機存取存儲器 (“RAM”)、以及輸入/輸出(“I/O”)接口之類的硬件的計算機平臺上實現該機器。該計算機平臺還可以包括操作系統(tǒng)和微指令代碼。在此描述的各種處理和功能可以是由CPU可以執(zhí)行的微指令代碼的一部分、或者應用程序的一部分、或者是其的任何組合。此外，諸如附加數據存儲單元和打印單元之類的各種其它的外設單元可與該計算機平臺連接。還要理解，因為優(yōu)選地以軟件實現附圖中描繪的一些組成系統(tǒng)組件和方法，所以取決于對本原理進行編程的方式，該系統(tǒng)組件或處理功能塊之間的實際連接可能有所不同。給出在此的教導，相關領域的普通技術人員將能夠設想到本原理的這些和類似的實現或配置。雖然參照附圖已經在此描述了說明性的實施例，但應當理解，本原理不限于這些精確的實施例，并且相關領域的普通技術人員可以在其中實施各種改變和修改而不脫離本原理的范圍或精神。所有這種改變和修改旨在被包括在所附的權利要求中所闡述的本原理的范圍內。
權利要求
1.一種裝置，包括視頻編碼器(100)，用于編碼畫面的至少一部分的畫面數據，其中該視頻編碼器包括自適應濾波器(160)，對用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波， 其中該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數以及是使用濾波還是旁路濾波是自適應的。
2.如權利要求1所述的裝置，其中自適應處理用于確定被應用到色度分量的每個像素的濾波器長度和濾波器強度中的至少一個。
3.如權利要求1所述的裝置，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路自適應濾波來生成用于畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于預測數據。
4.如權利要求3所述的裝置，其中使用預測數據的局部統(tǒng)計來確定被應用于色度分量的每個像素的濾波器類型、濾波器長度和濾波器強度中的至少一個。
5.如權利要求4所述的裝置，其中，局部統(tǒng)計包括畫面的該部分中的一個或多個邊緣的方差、平均值和參數中的至少一個。
6.如權利要求4所述的裝置，其中在當前像素和至少一個鄰近像素之間的差的絕對值大于或者等于閾值時，自適應處理旁路對當前像素的濾波。
7.如權利要求1所述的裝置，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路濾波來生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于被應用于預測數據的像素的量化步長的大小。
8.如權利要求1所述的裝置，其中對預測數據進行濾波以獲得濾波后的預測數據，并且用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據的預測值是預測數據和濾波后的預測數據的函數。
9.如權利要求8所述的裝置，其中該函數選擇預測數據或者濾波后的預測數據中的一個作為預測值。
10.如權利要求8所述的裝置，其中預測數據和濾波后的預測數據之間的差的絕對值確定預測值。
11.如權利要求8所述的裝置，其中該函數依賴于被應用到預測數據的像素的量化步長。
12.一種視頻編碼器中的方法，該方法包括編碼畫面的至少一部分的畫面數據，其中編碼步驟包括對用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波，其中該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數以及是使用濾波還是旁路濾波是自適應的(320，325)。
13.如權利要求12所述的方法，其中自適應處理用于確定被應用到色度分量的每個像素的濾波器長度和濾波器強度中的至少一個(520，535)。
14.如權利要求12所述的方法，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路自適應濾波來生成用于畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于預測數據 (520，525，530，535)。
15.如權利要求14所述的方法，其中使用預測數據的局部統(tǒng)計來確定被應用于色度分量的每個像素的濾波器類型、濾波器長度和濾波器強度中的至少一個(520，535)。
16.如權利要求14所述的方法，其中，局部統(tǒng)計包括畫面的該部分中的一個或多個邊緣的方差、平均值和參數中的至少一個(520，535)。
17.如權利要求14所述的方法，其中在當前像素和至少一個鄰近像素之間的差的絕對值大于或者等于閾值時，自適應處理旁路對當前像素的濾波。
18.如權利要求12所述的方法，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路濾波來生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于被應用于預測數據的像素的量化步長的大小(520，525，530，535)。
19.如權利要求12所述的方法，其中對預測數據進行濾波以獲得濾波后的預測數據， 并且用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據的預測值是預測數據和濾波后的預測數據的函數(530，535)。
20.如權利要求19所述的方法，其中該函數選擇預測數據或者濾波后的預測數據中的一個作為預測值(530，535)。
21.如權利要求19所述的方法，其中預測數據和濾波后的預測數據之間的差的絕對值確定預測值(530，535)。
22.如權利要求19所述的方法，其中該函數依賴于被應用到預測數據的像素的量化步長(520,535)。
23.一種裝置，包括視頻解碼器O00)，用于解碼畫面的至少一部分的畫面數據，其中解碼步驟包括對用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波，其中該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數以及是使用濾波還是旁路濾波是自適應的。
24.如權利要求23所述的裝置，其中自適應處理用于確定被應用到色度分量的每個像素的濾波器長度和濾波器強度中的至少一個。
25.如權利要求23所述的裝置，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路自適應濾波來生成用于畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于預測數據。
26.如權利要求25所述的裝置，其中使用預測數據的局部統(tǒng)計來確定被應用于色度分量的每個像素的濾波器類型、濾波器長度和濾波器強度中的至少一個。
27.如權利要求沈所述的裝置，其中，局部統(tǒng)計包括畫面的該部分中的一個或多個邊緣的方差、平均值和參數中的至少一個。
28.如權利要求沈所述的裝置，其中在當前像素和至少一個鄰近像素之間的差的絕對值大于或者等于閾值時，自適應處理旁路對當前像素的濾波。
29.如權利要求23所述的裝置，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路濾波來生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于被應用于預測數據的像素的量化步長的大小。
30.如權利要求23所述的裝置，其中對預測數據進行濾波以獲得濾波后的預測數據， 并且用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據的預測值是預測數據和濾波后的預測數據的函數。
31.如權利要求30所述的裝置，其中該函數選擇預測數據或者濾波后的預測數據中的一個作為預測值。
32.如權利要求30所述的裝置，其中預測數據和濾波后的預測數據之間的差的絕對值確定預測值。
33.如權利要求30所述的裝置，其中該函數依賴于被應用到預測數據的像素的量化步長。
34.一種視頻解碼器中的方法，該方法包括解碼畫面的至少一部分的畫面數據，其中所述視頻解碼器包括自適應濾波器O60)，對用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波，其中該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數以及是使用濾波還是旁路濾波是自適應的(420，425)。
35.如權利要求34所述的方法，其中自適應處理用于確定被應用到色度分量的每個像素的濾波器長度和濾波器強度中的至少一個(620，635)。
36.如權利要求34所述的方法，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路自適應濾波來生成用于畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于預測數據 (620，625，630，635)。
37.如權利要求36所述的方法，其中使用預測數據的局部統(tǒng)計來確定被應用于色度分量的每個像素的濾波器類型、濾波器長度和濾波器強度中的至少一個(620，635)。
38.如權利要求37所述的方法，其中，局部統(tǒng)計包括畫面的該部分中的一個或多個邊緣的方差、平均值和參數中的至少一個(620，635)。
39.如權利要求37所述的方法，其中在當前像素和至少一個鄰近像素之間的差的絕對值大于或者等于閾值時，自適應處理旁路對當前像素的濾波。
40.如權利要求34所述的方法，其中自適應處理用于確定是使用還是旁路濾波來生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測，自適應處理的結果依賴于被應用于預測數據的像素的量化步長的大小(620，625，630，635)。
41.如權利要求34所述的方法，其中對預測數據進行濾波以獲得濾波后的預測數據， 并且用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據的預測值是預測數據和濾波后的預測數據的函數(630，635)。
42.如權利要求41所述的方法，其中該函數選擇預測數據或者濾波后的預測數據中的一個作為預測值(630，635)。
43.如權利要求41所述的方法，其中預測數據和濾波后的預測數據之間的差的絕對值確定預測值(630，635)。
44.如權利要求41所述的方法，其中該函數依賴于被應用到預測數據的像素的量化步長(620,635)。
45.一種在其上編碼了視頻信號數據的計算機可讀存儲介質，包括畫面的至少一部分的畫面數據，其中該畫面數據是通過對用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波而編碼的，其中該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數以及是使用濾波還是旁路濾波是自適應的。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種視頻編碼和解碼中色度分量的預測像素的自適應濾波的方法和裝置。裝置包括用于編碼畫面的至少一部分的畫面數據的視頻編碼器(100)。視頻編碼器包括自適應濾波器(160)，對用于生成畫面的該部分的色度分量的幀內預測的預測數據進行濾波。該濾波關于用于濾波的至少一個濾波器參數以及是使用濾波還是旁路濾波是自適應的。
文檔編號H04N7/26GK102550026SQ201080044615
公開日2012年7月4日 申請日期2010年9月30日 優(yōu)先權日2009年10月5日
發(fā)明者J.索爾, 呂小安, 尹鵬, 許茜, 鄭云飛 申請人:湯姆森特許公司