CN101453651A - 一种去块滤波方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明的实施例公开了一种去块滤波方法，用于宏块帧/场自适应编码下的去块滤波，包括：当边界两侧中任一侧的宏块不可直接获得时，根据所述边界两侧的可直接获得宏块获取所述不可直接获得宏块的替代宏块，对所述边界进行滤波。本发明的实施例还公开了一种去块滤波装置。通过使用本发明的实施例，在当前宏块对模式和相邻宏块对模式不相同且即使任一侧宏块不可直接获得时，两宏块对边界也将进行滤波，同时也减少了硬件实现的复杂度，主观性能明显提高。

Description

一种去块滤波方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种去块滤波方法和装置。

背景技术

视频的预测编码方法有帧编码、场编码、H.264提出的自适应帧场预测编码方法，基于宏块对的自适应帧场预测编码方法以及MBAFF(Macro-BlockAdaptive Frame/Field coding，宏块帧/场自适应编码)编码模式等，其中MBAFF编码模式为：

宏块对：一个32×16的亮度样值块和对应的色度样值块定义为宏块对，由两个16×16的宏块组成。宏块对有NS(Non-Sampling，非抽样宏块对)和VS(Vertical-Sampling，垂直抽样宏块对)两种模式。

非抽样宏块对：将一个32×16的块分成两个垂直相邻的宏块，构成了非抽样宏块对，过程如图1所示，在图2中标记为NS0和NS1。NS的两个宏块均按帧宏块方式进行编码。

垂直抽样宏块对：由原图像数据隔行抽样得到，过程如图3所示。在图3中，顶场的数据构成VS0宏块，底场的数据构成VS1宏块。VS0和VS1宏块采用场编码。

在一个slice(片，按扫描顺序排列的一系列宏块的集合)中编码过程如图4所示，实线的方向表示帧宏块和顶场宏块的编码顺序，虚线方向表示底场宏块的编码顺序。宏块编码过程具体描述如下：

(1)对于帧宏块，同时编码一个宏块对的两个宏块(NS0和NS1)。

(2)对于场宏块，先编码顶场宏块VS0，在所有的顶场宏块编码结束后再编码底宏块VS1。

现有技术中采用了一种去块滤波方法，该方法有效的去除了DCT(Discrete Cosine Transform，离散余弦变换)变换量化后的块效应，对于一幅图像的平滑区域有较为理想的效果，而对于Interlace(交错)中一帧的两场有较大运动交错的部分效果不大。该滤波方法中设置的滤波模式包括：

1、若当前宏块对是NS模式：

(1)对NS宏块对的上下两个宏块的边界滤波，对宏块内的8x8子块边界滤波；如图5A所示。

(2)若上面宏块对也是NS模式，则对当前宏块对的上边界滤波，否则不滤波；如图5B所示。

(3)若左边宏块对是NS模式，则对当前宏块对左边界滤波，否则不滤波；如图5C所示。

2、若当前宏块对是VS模式，且当前宏块为VS0：

(1)VS宏块对的上宏块VS0时，对VS0宏块内的8x8子块边界滤波；如图5D所示。

(2)若上面宏块对也是VS模式，则对当前宏块VS0的上边界滤波，否则不滤波；如图5E所示。

(3)若左边宏块对是VS模式，则对当前宏块VS0的左边界滤波，否则不滤波；如图5F所示。

3、若当前宏块对是VS模式，且当前宏块为VS1：

(1)宏块对是VS模式，编VS宏块对的下宏块VS1时，对VS1宏块内的8x8子块边界滤波；如图5G所示。

(2)若上面宏块对也是VS模式，则对当前宏块VS1的上边界滤波，否则不滤波；如图5H所示。

(3)若左边宏块对是VS模式，则对当前宏块VS1的左边界滤波，否则不滤波。如图5I所示。

该滤波方法的流程如下，包括以下步骤：

步骤s101、是否跳过环路滤波的判决。

当前宏块需要滤波的边界如果满足下面的条件之一，则不需要进行滤波，直接跳到下一条边界。

(1)当边界为当前宏块的内部边界且cbp为0且当前帧为p帧时；

(2)当前边界为两个宏块的边界，且两个宏块的cbp都为0，且两个宏块的参考帧相同，且两个宏块的运动向量的差小于一个整个象素点，且当前帧为p帧。

步骤s102、获取边界滤波强度。

由于是8×8的块，所以滤波窗口可以扩展到8抽头滤波器，滤波器中滤波样本的结构如图6所示，具体的算子描述如下：

如果abs(p0-q0)<Alpha && abs(p0-q0)>1，则进行下面的步骤；否则，Bs＝0。其中Alpha是一个随编码量化系数变化的阈值，Bs是当前边界的边界强度。

设定左右平坦度变量FL和FR，并且两者的初值都设为0，通过和阈值Beta进行比较，计算当前边界两边的平坦度：

如果abs(p0-p1)<Beta，则FL+＝2；

如果abs(p0-p2)<Beta，则FL++；

如果abs(q0-q1)<Beta，则FR+＝2；

如果abs(q0-q2)<Beta，则FR++；

左右平坦度之和FS＝FL+FR。

根据FS的值，做如下判断：

当FS＝6时，若p0＝p1，并且q0＝q1，则边界强度Bs＝4。否则Bs＝3；

当FS＝5时，若p0＝p1，并且q0＝q1，则边界强度Bs＝3。否则Bs＝2；

当FS＝4时，若FL＝2，则Bs＝2。否则，Bs＝1。

当FS＝3时，并且abs(p1-q1)<Beta，则Bs＝1。否则，Bs＝0。

当FS为其它值时，Bs＝0。

步骤s103、根据编码情况修正边界强度。

(1)若按照帧模式进行编码，并对色度分量进行滤波，Bs减1；

(2)若按照场模式进行编码，并满足下列条件之一，Bs减1：

(2.1)对亮度分量在垂直方向上进行滤波；

(2.2)对色度分量进行滤波；

(3)若按照MBAFF模式进行编码，并且满足下列条件之一，Bs减1：

(3.1)对亮度分量在垂直方向进行滤波，并且边界两边的两个亮度块都是按照场模式进行编码。

(3.2)对色度分量进行滤波

步骤s104、进行滤波过程。

根据计算出来的实际边界强度Bs的值(0～4)，对当前边界两边像素进行滤波，滤波强度随Bs值增加而增强，当Bs等于0时，不进行滤波操作。具体的滤波过程可采用不同的滤波器，以便适应当前强度下的图像信号，达到最优的滤波效果。

发明人在实现本发明的过程中，发现现有技术中至少存在以下问题：

对于帧/场宏块自适应预测编码方法，由于采用上述两阶段的扫描编码顺序，导致编码第一阶段和第二阶段中，会出现滤波边界两侧像素点不可直接获得的情况，对于改情况而间接获得的代价较高。因此现有滤波方法在当前滤波边界两侧中任一侧像素点不可直接获得时，两宏块对边界将不进行滤波，这将严重影响视频的质量。

发明内容

本发明的实施例提供一种去块滤波方法和装置，用于完善宏块帧/场自适应编码下的去块滤波方法。

为达到上述目的，本发明的实施例提供一种去块滤波方法，用于宏块帧/场自适应编码下的去块滤波，包括：

当边界两侧中任一侧的宏块不可直接获得时，根据所述边界两侧的可直接获得宏块获取所述不可直接获得宏块的替代宏块，对所述边界进行滤波。

本发明的实施例还提供一种去块滤波装置，用于宏块帧/场自适应编码下的去块滤波，包括：

模式获取单元，用于获取边界两侧宏块对应的模式，当边界两侧中任一侧宏块不可直接获得时，通知滤波处理单元；

滤波处理单元，用于接收到所述模式获取单元的通知时，根据所述边界两侧的可直接获得宏块获取所述不可直接获得宏块的替代宏块，对所述边界进行滤波。

与现有技术相比，本发明的实施例具有以下优点：

在当前宏块对模式和相邻宏块对模式中任一侧的宏块不可直接获得时，两宏块对边界也将进行滤波，显著提高视频质量。

附图说明

图1是现有技术中非抽样宏块对的数据产生示意图；

图2是现有技术中宏块对中宏块构成示意图；

图3是现有技术中垂直抽样宏块对的数据产生示意图；

图4是现有技术中在一个slice中编码过程示意图；

图5A～图5I是现有技术中的滤波模式示意图；

图6是现有技术中滤波样本的结构示意图；

图7A和图7B是本发明的实施例中应用场景一的示意图；

图8A至8D是本发明的实施例中应用场景二的示意图；

图9A和图9B是本发明的实施例中应用场景三的示意图；

图10A至图10D是本发明的实施例中应用场景四的示意图；

图11A至图11C是本发明的实施例中应用场景五的示意图；

图12A至图12D是本发明的实施例中应用场景六的示意图；

图13是本发明的实施例中一种去块滤波装置的示意图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的实施方式提供了一种和帧/场宏块自适应预测编码相结合的去块滤波方法。与现有技术不同的是，无论当前宏块对和相邻宏块对是怎样的模式组合、且即使一侧宏块不可直接获得时，两宏块对边界以及宏块内部的块边界都将进行滤波操作，而且恰到好处的利用了去块滤波方法，对每条边界的每行像素值进行平坦度判断，根据平坦度确定每行的滤波强度初值，然后利用当前块的头信息对滤波强度初值进行矫正，得到滤波强度BS，根据当前BS的级别，对每行数属于伪边界的行/列像素进行滤波。

本发明的实施例主要针对在MBAFF下，当前宏块对模式和相邻宏块对模式边界上任一侧宏块不可直接获得时，根据边界两侧的可直接获得宏块获取不可直接获得宏块的替代宏块，对边界进行去块滤波的方法.

以下结合具体的应用场景，说明本发明实施例中一种去块滤波方法的具体实施方式：

(一)当前宏块对是NS模式，左边宏块对是VS模式，且左边宏块为VS0。

该请况如图7A和7B所示，当前宏块对是NS模式，左边宏块为VS0，VS1不可得，则对当前宏块对的左边界以及左边宏块VS0的右边界进行滤波。

滤波方法为：首先用宏块对NS0、NS1中奇数行与VS0宏块进行滤波，滤波方法不变。

再用宏块对NS0、NS1中的偶数行与VS0宏块进行滤波，宏块VS0的像素点只用作为边界滤波强度的判断，滤波时只改变宏块对NS0、NS1中偶数行的像素值。另外，在利用VS模式宏块进行滤波参考时，可以利用顶场或底场的原始值，也可以利用顶场或底场插值出来的对应底场或顶场作为参考。具体滤波方法可以参考前面现有技术部分的描述，步骤s101～步骤s103不变，步骤s104中不改变边界左边的像素值，只改变边界右边的像素值。需要说明的是，本实施例只是借用上面现有技术中提出的滤波方法，但可使用的滤波方法并不陷于上述滤波方法，以下情况相同。

(二)当前宏块对是VS模式，且当前宏块为VS1，右边宏块对是NS模式。

该请况如图8A和8B所示，当前宏块为VS1时，则对当前宏块VS1的右边界进行滤波。

由于右边宏块对NS不可得，可利用当前宏块对的信息找到其在参考帧中的对应宏块VS1’，将VS1’相邻右边的宏块对NS0’、NS1’代替NS0、NS1。该过程如图8C所示。

具体滤波模式如下图8D所示，用VS1与NS0’、NS1’的偶数行进行滤波，只改变宏块VS1的像素值。具体滤波方法可以参考前面现有技术部分的描述，滤波步骤s101～s103不变，步骤s104中不改变边界右边的像素值，只改变边界左边的像素值。

(三)当前宏块对是VS模式，且当前宏块为VS0，VS1不可得，左边是NS宏块对。

该请况如图9A和9B所示，对当前宏块VS0的左边界以及左边宏块对的右边界进行滤波。

首先用宏块对NS0，NS1中奇数行与VS0宏块进行滤波，滤波方法不变.

再用宏块对NS0，NS1中的偶数行与VS0宏块进行滤波，滤波时只改变宏块对NS0，NS1中偶数行的像素值。另外，在利用VS模式宏块进行滤波参考时，可以利用顶场或底场的原始值，也可以利用顶场或底场插值出来的对应底场或顶场作为参考。具体滤波方法可以参考前面现有技术部分的描述，滤波步骤s101～s103不变，步骤s104中不改变边界左边的像素值，只改变边界右边的像素值。

(四)当前宏块对是VS模式，且当前宏块为VS1，左边宏块对是NS模式。

该请况如图10A和10B所示，则对前VS1宏块的左边界滤波。

由于左边宏块对NS不可得，可利用当前宏块VS1的信息找到其在参考帧中的对应宏块VS1’，将VS1’相邻左边的宏块对NS0’、NS1’来代替NS0、NS1，该过程如图10C所示。

具体滤波模式如下图10D所示，用NS0’，NS1’的偶数行与VS1进行滤波操作，只改变VS1的像素值。具体滤波方法可以参考前面现有技术部分的描述，滤波步骤s101～s103不变，步骤s104中不改变边界左边的像素值，只改变边界右边的像素值。

(五)当前宏块对是NS模式时，上面宏块对是VS模式。

该请况如图11A和11B所示，则对当前宏块对的上边界滤波。具体滤波模式如图11C所示，用宏块VS0与宏块NS0的奇数行进行滤波，滤波方法不变.

(六)当前宏块对是VS模式，且当前宏块为VS1，上面宏块对是NS模式。

该请况如图12A和12B所示，则对当前宏块VS1的上边界滤波。

由于上面宏块对是NS不可得，可利用当前宏块对的信息找到其在参考帧中的对应宏块VS1’，将VS1’相邻上面的宏块对NS0’、NS1’代替NS0、NS1，该过程如图12C所示。

具体滤波模式如图12D所示，用NS1’的偶数行与VS1进行滤波操作，只改变VS1的像素值。具体滤波方法可以参考前面现有技术部分的描述，滤波步骤s101～s103不变，步骤4中不改变边界上面的像素值，只改变边界下面的像素值。

需要说明的是，考虑到图像帧场转换时，图像顶场可以对应一帧图像的奇数行，底场对应偶数行，或者顶场对应偶数行，底场对应奇数行，因此，上述各实施例中的奇数行和偶数行可以进行对调，对于对调的情况在此不进行重复说明。另外，本发明的各实施例仅以在AVS MBAFF编码模式为例，说明环路滤波时边界上不可直接获得信息的获取方式以及去块滤波的方法，但并不限定具体的环路滤波方法，也可以使用其它的环路滤波方式。

通过使用本发明实施例提供的上述方法，在当前宏块对模式和相邻宏块对模式中任一侧的宏块不可直接获得时，两宏块对边界也将进行滤波，显著提高视频质量。另外，该滤波方法无论当前宏块对和相邻宏块对是怎样的模式组合，其滤波参考象素点的获取都不需要重新从片外再次读入数据，有利于硬件的方便实现。

本发明的实施例还提供一种去块滤波装置，如图13所示，用于宏块帧/场自适应编码下的去块滤波，包括：

模式获取单元10，用于获取边界两侧宏块对应的模式，当边界两侧宏块对应的模式不相同、且任一侧宏块不可直接获得时，通知滤波处理单元20；

滤波处理单元20，用于根据所述模式获取单元10的通知，根据边界两侧的可直接获得宏块获取所述不可直接获得宏块的替代宏块，对边界进行滤波。其中，滤波处理单元20具体包括以下子单元中的一种或多种：

第一滤波处理子单元，用于当所述边界左侧是VS宏块VS0、右侧是NS宏块对时，对所述NS宏块对与所述宏块VS0的边界进行滤波；

第二滤波处理子单元，用于当所述边界左侧是NS宏块对、右侧是VS宏块VS0时，对所述NS宏块对与所述宏块VS0的边界进行滤波；

第三滤波处理子单元，用于当所述边界左侧是VS宏块VS1、右侧是NS宏块对时，对所述NS宏块对与所述宏块VS1的边界进行滤波；

第四滤波处理子单元，用于当所述边界左侧是NS宏块对、右侧是VS宏块VS1时，对所述NS宏块对与所述宏块VS1的边界进行滤波；

第五滤波处理子单元，用于当所述边界上面是VS宏块对、下面是NS宏块对时，对所述NS宏块对的上边界进行滤波；

第六滤波处理子单元，用于所述边界上面是NS宏块对、下面是VS宏块对的宏块VS1时，对所述宏块VS1的上边界进行滤波。

通过使用本发明实施例提供的上述设备，在当前宏块对模式和相邻宏块对模式中任一侧的宏块不可直接获得时，两宏块对边界也将进行滤波，显著提高视频质量。。另外，该滤波方法无论当前宏块对和相邻宏块对是怎样的模式组合，其滤波参考象素点的获取都不需要重新从片外再次读入数据，有利于硬件的方便实现。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台设备执行本发明各个实施例所述的方法。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (13)

1、一种去块滤波方法，用于宏块帧/场自适应编码下的去块滤波，其特征在于，包括：

当边界两侧中任一侧的宏块不可直接获得时，根据所述边界两侧的可直接获得宏块获取所述不可直接获得宏块的替代宏块，对所述边界进行滤波。

2、如权利要求1所述去块滤波方法，其特征在于，所述边界左侧是VS宏块VS0、右侧是NS宏块对时，所述对边界进行滤波具体为：

对所述NS宏块对与所述宏块VS0的边界进行滤波。

3、如权利要求1所述去块滤波方法，其特征在于，所述边界左侧是NS宏块对、右侧是VS宏块VS0时，所述对边界进行滤波具体为：

对所述NS宏块对与所述宏块VS0的边界进行滤波。

4、如权利要求2或3所述去块滤波方法，其特征在于，所述对NS宏块对与所述宏块VS0的边界进行滤波具体为：

用所述宏块对NS0、NS1中奇数行与所述宏块VS0进行滤波；用所述宏块对NS0、NS1中的偶数行与所述宏块VS0进行滤波，滤波时只改变所述宏块对NS0、NS1中偶数行的像素值；或

用所述宏块对NS0、NS1中偶数行与所述宏块VS0进行滤波；用所述宏块对NS0、NS1中的奇数行与所述宏块VS0进行滤波，滤波时只改变所述宏块对NS0、NS1中奇数行的像素值。

5、如权利要求1所述去块滤波方法，其特征在于，所述边界左侧是VS宏块VS1、右侧是NS宏块对时，所述对边界进行滤波具体为：

对所述NS宏块对与所述宏块VS1的边界进行滤波。

6、如权利要求1所述去块滤波方法，其特征在于，所述边界左侧是NS宏块对、右侧是VS宏块VS1时，所述对边界进行滤波具体为：

对所述NS宏块对与所述宏块VS1的边界进行滤波。

7、如权利要求5或6所述去块滤波方法，其特征在于，所述对NS宏块对与所述宏块VS1的边界进行滤波具体为：

根据所述VS宏块对的信息获取宏块VS1在参考帧中的对应宏块VS1’；

参考所述宏块VS1’的相邻宏块对NS0’、NS1’，代替所述NS宏块对中的NS0、NS1；

使用所述宏块对NS0’和NS1’的偶数行或奇数行与所述宏块VS1进行滤波，只改变所述宏块VS1的像素值。

8、如权利要求1所述去块滤波方法，其特征在于，所述边界上面是VS宏块对、下面是NS宏块对时，所述对边界进行滤波具体为：

对所述NS宏块对的上边界进行滤波。

9、如权利要求8所述去块滤波方法，其特征在于，所述对NS宏块对的上边界进行滤波具体为：

对所述NS宏块对的NS0的奇数行或偶数行与所述VS宏块对的VS0进行滤波。

10、如权利要求1所述去块滤波方法，其特征在于，所述边界上面是NS宏块对、下面是VS宏块对的宏块VS1时，所述对边界进行滤波具体为：

对所述宏块VS1的上边界进行滤波。

11、如权利要求10所述去块滤波方法，其特征在于，所述对宏块VS1的上边界进行滤波具体为：

根据所述VS宏块对的信息获取宏块VS1在参考帧中的对应宏块VS1’；

获取所述宏块VS1’的相邻上面的宏块对NS0’、NS1’，代替所述NS宏块对中的NS0、NS1；

使用所述宏块NS1’的偶数行或奇数行与所述宏块VS1进行滤波，只改变所述宏块VS1的像素值。

12、一种去块滤波装置，用于宏块帧/场自适应编码下的去块滤波，其特征在于，包括：

模式获取单元，用于获取边界两侧宏块对应的模式，当边界两侧中任一侧宏块不可直接获得时，通知滤波处理单元；

滤波处理单元，用于接收到所述模式获取单元的通知时，根据所述边界两侧的可直接获得宏块获取所述不可直接获得宏块的替代宏块，对所述边界进行滤波。

13、如权利要求12所述去块滤波装置，其特征在于，所述滤波处理单元具体包括以下子单元中的一种或多种：

第一滤波处理子单元，用于当所述边界左侧是VS宏块VS0、右侧是NS宏块对时，对所述NS宏块对与所述宏块VS0的边界进行滤波；

第二滤波处理子单元，用于当所述边界左侧是NS宏块对、右侧是VS宏块VS0时，对所述NS宏块对与所述宏块VS0的边界进行滤波；

第三滤波处理子单元，用于当所述边界左侧是VS宏块VS1、右侧是NS宏块对时，对所述NS宏块对与所述宏块VS1的边界进行滤波；

第四滤波处理子单元，用于当所述边界左侧是NS宏块对、右侧是VS宏块VS1时，对所述NS宏块对与所述宏块VS1的边界进行滤波；

第五滤波处理子单元，用于当所述边界上面是VS宏块对、下面是NS宏块对时，对所述NS宏块对的上边界进行滤波；

第六滤波处理子单元，用于所述边界上面是NS宏块对、下面是VS宏块对的宏块VS1时，对所述宏块VS1的上边界进行滤波。

Images