自適應(yīng)處理視頻信號(hào)幀中的視頻取樣的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻信號(hào)處理領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 靜止畫(huà)面、圖像、或者視頻信號(hào)幀的有損壓縮方法通常導(dǎo)致靜止畫(huà)面、圖像、或視 頻信號(hào)幀失真。這意味著，源信號(hào)和重構(gòu)信號(hào)中相應(yīng)的像素或視頻取樣的取值可能會(huì)存在 差異。源信號(hào)和重構(gòu)信號(hào)中相應(yīng)的像素或視頻取樣的取值差異通常表示為誤差。
[0003] 在許多標(biāo)準(zhǔn)視頻編解碼協(xié)議中，例如H. 264/AVC和H. 265/HEVC，有兩個(gè)主要失真 來(lái)源：量化，其中量化強(qiáng)度可由量化參數(shù)（QP)定義；環(huán)內(nèi)去塊狀效應(yīng)自適應(yīng)濾波（ADF)。
[0004] 源信號(hào)和重構(gòu)信號(hào)中相應(yīng)的像素或視頻取樣的取值誤差通常通過(guò)兩種機(jī)制補(bǔ)償： 減小量化參數(shù)的取值以及環(huán)內(nèi)去塊狀效應(yīng)自適應(yīng)濾波對(duì)靠近邊界區(qū)域的像素或者視頻取 樣的誤差值的負(fù)面影響；以及直接補(bǔ)償誤差。
[0005] 對(duì)于新興的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，如高性能視頻編碼（HEVC)，提出了兩種直接補(bǔ)償誤差 的方法。第一種稱為取樣自適應(yīng)偏移（SA0)，第二種稱為自適應(yīng)環(huán)路濾波（ALF)。
[0006] 在SA0的情況下，如果應(yīng)用SA0偏移后像素或視頻取樣的幅度值沒(méi)有限制，會(huì)導(dǎo)致 由脈沖噪聲如椒鹽噪聲引起的花屏。
[0007] 出現(xiàn)這類噪聲的主要原因是，考慮中的像素或視頻取樣和其相鄰像素或視頻取樣 之間的幅度值差異太大。為了緩解這一問(wèn)題，視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，例如H. 265/HEVC標(biāo)準(zhǔn)，限制了 可以被分配給偏移的最大絕對(duì)值。因此，潛在的可達(dá)到的編碼增益是有限的。由此，如何在 編碼增益中無(wú)損失地避免脈沖噪聲成了一個(gè)問(wèn)題。
[0008] P. List，A. Joch，J. Lainema，G. Bj.0n.te.gaar.d .，M. Karczewicz，" 自適應(yīng)去塊濾 波'，，IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology，2003 年 7 月 第7期第13卷，第614-619頁(yè)，使用一維圖案進(jìn)行像素或視頻取樣分類。
[0009] K. McCann, ff. -J. Han, I. -K. Kim, J. -H. Min, E. Alshina, A. Alshin, T. Lee, J. Chen, V. Seregin，S. Lee，Y. -M. Hong，M. -S. Cheon，N. Shlyakhov，"Samsung' s Response to the Call for Proposals on Video Compression Technology"，JCT-VC會(huì)議投稿，JCTVC-A124， 德累斯頓，2010年4月，極端校正的方法描述。為了對(duì)重構(gòu)畫(huà)面的像素或視頻取樣進(jìn)行分 類，該方法使用了一組預(yù)定義的2維圖案。
[0010] A. Fuldseth，G. Bj0ntegaard，"具有基于 LCU 語(yǔ)法的 SA0"，JCT-VC 會(huì)議思科投 稿，JCTVC-H0067,圣何塞，2012年2月，建議不要對(duì)偏移幅度值進(jìn)行編碼，而是根據(jù)類別將 其數(shù)值修改1或-1。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明的目的是提供一種直接補(bǔ)償視頻信號(hào)幀誤差的改進(jìn)方法。
[0012] 該目的是通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)的。進(jìn)一步的實(shí)施形式在從屬權(quán)利要 求，說(shuō)明書(shū)和附圖是明顯的。
[0013] 本發(fā)明基于視頻信號(hào)幀中的每個(gè)視頻取樣可以自適應(yīng)處理這一結(jié)論。
[0014] 第一方面，本發(fā)明涉及一種自適應(yīng)處理視頻信號(hào)幀中的視頻取樣的方法，所述視 頻取樣設(shè)置在最大編碼單元中，該方法包括：從最大編碼單元抽取多個(gè)視頻取樣；基于抽 取的多個(gè)視頻取樣中的第一視頻取樣的第一取值以及第二視頻取樣的第二取值，計(jì)算抽取 的多個(gè)視頻取樣中的第一視頻取樣的校正偏移；以及使用校正偏移對(duì)第一視頻取樣進(jìn)行加 權(quán)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)視頻信號(hào)幀的誤差進(jìn)行優(yōu)化補(bǔ)償。
[0015] 視頻信號(hào)幀可以表示在一個(gè)固定的時(shí)間瞬間的視頻信號(hào)。視頻信號(hào)幀可以包括靜 止畫(huà)面或圖像。
[0016] 視頻取樣可以通過(guò)一個(gè)2維坐標(biāo)表征。視頻取樣可以進(jìn)一步由色空間表征，例如 灰度色空間或者紅、綠、藍(lán)（RGB)色空間。
[0017] 視頻取樣的取值可以是一個(gè)數(shù)字，例如20,45或236。視頻取樣的取值還可以相關(guān) 色空間中的色通道，例如紅、綠、藍(lán)（RGB)色空間的紅色通道。
[0018] 最大編碼單元（LCU)可以包括編碼樹(shù)單元（CTU)。最大編碼單元的形狀可以是 正方形，例如16X 16的視頻取樣或64X64的視頻取樣；或矩形，例如8X 16的視頻取樣或 64X32的視頻取樣。
[0019] 根據(jù)第一方面，在該方法的第一實(shí)施形式中，該方法還包括：向所抽取的多個(gè)視頻 取樣分配一個(gè)邊緣偏移類，該邊緣偏移類表示所抽取的多個(gè)視頻取樣的方向性圖案；并從 抽取的多個(gè)視頻取樣的多個(gè)邊緣偏移類別中選擇一個(gè)邊緣偏移類別，邊緣偏移類別表征抽 取的視頻取樣相對(duì)于彼此的位置，多個(gè)邊緣偏移類別分配到所述邊緣偏移類中。因此，可以 使用優(yōu)化的邊緣偏移類和/或優(yōu)化的邊緣偏移類別來(lái)執(zhí)行該方法。
[0020] 邊緣偏移（E0)類可指示所抽取的多個(gè)視頻取樣的方向性圖案。邊緣偏移類可在 從最大編碼單元中抽取多個(gè)視頻取樣前分配。
[0021] 邊緣偏移（E0)類別可以表征所抽取的視頻取樣相對(duì)于彼此的位置。邊緣偏移類 別可在從最大編碼單元中抽取多個(gè)視頻取樣后進(jìn)行選擇。
[0022] 根據(jù)本方法的第一實(shí)施形式，在該方法的第二實(shí)施形式中，邊緣偏移類表示水平 方向性圖案，垂直方向性圖案，或者斜線方向性圖案。因此，該方法可以利用視頻信號(hào)幀的 方向?qū)傩浴?br>[0023] 水平方向性圖案可以由所抽取的多個(gè)視頻取樣的固定垂直坐標(biāo)或固定y坐標(biāo)來(lái) 表征。
[0024] 垂直方向性圖案可以由所抽取的多個(gè)視頻取樣的固定水平坐標(biāo)或固定X坐標(biāo)來(lái) 表征。
[0025] 斜線方向性圖案可以由所抽取的多個(gè)視頻取樣的水平坐標(biāo)或X坐標(biāo)和所抽取的 多個(gè)視頻取樣的垂直坐標(biāo)或y坐標(biāo)的線性關(guān)系來(lái)表征。斜線方向性圖案可以相對(duì)于水平坐 標(biāo)軸或X坐標(biāo)軸成一個(gè)非零角度，例如135°或45°。
[0026] 根據(jù)該方法的第一實(shí)施形式或該方法的第二實(shí)施形式，在該方法的第三實(shí)施形式 中，邊緣偏移類別表征局部谷值位置、局部峰值位置、凹角位置、凸角位置、或者抽取的視頻 取樣相對(duì)于彼此的其它位置。因此，該方法可以利用所抽取的視頻取樣相對(duì)于彼此的位置 屬性。
[0027] 所抽取的視頻取樣的位置可以包括所抽取的視頻取樣的取值的位置。
[0028] 局部谷值位置可以由第一視頻取樣的第一取值相對(duì)于進(jìn)一步抽取的視頻取樣的 進(jìn)一步的取值的局部最小值進(jìn)行表征。
[0029] 局部峰值位置可以由第一視頻取樣的第一取值相對(duì)于進(jìn)一步抽取的視頻取樣的 進(jìn)一步的取值的局部最大值進(jìn)行表征。
[0030] 凹角位置可以由第一視頻取樣的第一取值和第二視頻取樣的第二取值相對(duì)于進(jìn) 一步抽取的視頻取樣的進(jìn)一步的取值的最小值進(jìn)行表征。第一視頻取樣的第一取值和第二 視頻取樣的第二取值可以是相等的。
[0031] 凸角位置可以由第一視頻取樣的第一取值和第二視頻取樣的第二取值相對(duì)于進(jìn) 一步抽取的視頻取樣的進(jìn)一步的取值的最大值進(jìn)行表征。第一視頻取樣的第一取值和第二 視頻取樣的第二取值可以是相等的。
[0032] 剩余的位置可以由不同于局部谷值位置、局部峰值位置、凹角位置、以及凸角位置 的任何位置進(jìn)行表征。
[0033] 根據(jù)該方法的第一實(shí)施形式，該方法的第二實(shí)施形式，或者該方法的第三實(shí)施形 式，在該方法的第四實(shí)施形式中，邊緣偏移類是由率失真優(yōu)化過(guò)程分配或者邊緣偏移類別 由率失真優(yōu)化過(guò)程選擇，率失真優(yōu)化過(guò)程使用一個(gè)失真查找表用于分配邊緣偏移類或選擇 邊緣偏移類別。這樣，可以實(shí)現(xiàn)邊緣偏移類的優(yōu)化分配以及邊緣偏移類別的優(yōu)化選擇。
[0034] 率失真優(yōu)化（RD0)過(guò)程可以執(zhí)行視頻信號(hào)的速率和視頻信號(hào)的失真之間的優(yōu)化。 率失真優(yōu)化過(guò)程可以分配一個(gè)邊緣偏移類。率失真優(yōu)化過(guò)程可以進(jìn)一步選擇一個(gè)邊緣偏移 類別。
[0035] 率失真優(yōu)化過(guò)程可以使用失真查找表（失真LUT)分配邊緣偏移類和/或選擇邊 緣偏移類別。
[0036] 根據(jù)第一方面或者任何一個(gè)第一方面的前述實(shí)施形式，在該方法的第五實(shí)施形式 中，使用校正偏移對(duì)第一視頻取樣進(jìn)行加權(quán)包括將校正偏移添加到第一視頻取樣的第一取 值中，或者從第一視頻取樣的第一取值中減去校正偏移。因此，可以實(shí)現(xiàn)使用校正偏移對(duì)第 一視頻取樣進(jìn)行有效加權(quán)。
[0037] 根據(jù)第一方面或者任何一個(gè)第一方面的前述實(shí)施形式，在該方法的第六實(shí)施形式 中，從最大編碼單元抽取多個(gè)視頻取樣包括從最大編碼單元中抽取多個(gè)相鄰的視頻取樣。 因此，該方法可以利用緊鄰著的視頻取樣的屬性。
[0038] 相鄰視頻取樣可以由每個(gè)具有至少一個(gè)相鄰視頻取樣的視頻取樣進(jìn)行表征。
[0039] 根據(jù)第一方面或者任何一個(gè)第一方面的前述實(shí)施形式，在該方法的第七實(shí)施形式 中，所抽取的多個(gè)視頻取樣包括奇數(shù)個(gè)視頻取樣，特別是3個(gè)視頻取樣。因此，相對(duì)于所抽 取的多個(gè)視頻取樣的進(jìn)一步的視頻取樣，第一視頻取樣可以處于中心位置。
[0040] 根據(jù)第一方面或者任何一個(gè)第一方面的前述實(shí)施形式，在該方法的第八實(shí)施形式 中，基于允許的取值的范圍或者允許的取值的列表，允許的取值的范圍或者由抽取的多個(gè) 視頻取樣中的第一視頻取樣的第一取值以及第二視頻取樣的第二取值確定的允許的取值 的列表，計(jì)算抽取的多個(gè)視頻取樣的第一視頻取樣的校正偏移。因此，可以簡(jiǎn)化校正偏移的 計(jì)算。
[0041] 允許的取值的范圍（RAV)可以表征為最小值和最大值。允許的取值的范圍可包括 一組連續(xù)的取值集合。
[0042] 允許的取值的列表（LAV)可以由一個(gè)從允許的取值的范圍中抽取的不連續(xù)取值 的集合表征。
[0043] 根據(jù)第一方面或者任何一個(gè)第一方