CN101981933B - 用于编码或者解码视频信号的方法和设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种处理视频信号的方法。本发明包括接收宏块的预测信息和过滤器信息，使用宏块的预测信息来预测当前图片，以及使用预测的当前图片和过滤器信息来应用过滤器。相应地，能够通过在用于预测帧的残差被编码之前向帧预测应用过滤器来增强预测精确度。因为残差得以降低，所以能够增强视频信号处理的效率。

Description

用于编码或者解码视频信号的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于编码或者解码视频信号的设备及其方法。

背景技术

在向解码器传输编码视频信号时，使用一种去除时间冗余和空间冗余以提高视频信号的压缩比率的方法，即，帧内预测方法和帧间预测方法。

发明内容

技术问题

本发明的一个目的在于改进在编码用于当前帧的残差时的编码效率。

本发明的另一个目的在于增强帧间预测的精确度。

本发明的另一个目的在于增强在编码过滤信息时的编码效率。

技术方案

本发明的特征在于应用过滤器，以最小化在通过执行帧内或者帧间预测所预测的帧和原始帧之间的差异。

本发明的特征在于解码图片存储单元中存储重构帧之前应用过滤器，在解码图片存储单元中通过过滤器存储帧，以及使用用于帧间预测的存储的帧。

本发明的特征在于，补偿在原始帧和重构帧之间的照明强度差异。

本发明的特征在于使用标志，该标志指示在获得过滤器以应用于当前帧中是否向当前帧应用先前帧的过滤器信息。

本发明的特征在于，在获得过滤器以应用于当前帧中，使用在当前帧的过滤器和先前帧的过滤器之间的差过滤器。

本发明的特征在于，在获得过滤器以应用于当前帧中，使用预测过滤器以及在当前帧的过滤器和预测过滤器之间的差过滤器。

本发明的特征在于，将应用于当前帧的预测过滤器更新为应用于先前帧的过滤器。

有利的效果

相应地，本发明提供以下效果或者优点。

首先，本发明能够通过将过滤器应用于在编码用于当前帧的残差之前预测的帧来改进当前帧预测的精确度，并且能够相应地通过降低残差而增强视频信号处理的效率。

第二，能够通过在重构帧中应用过滤器来降低在原始帧和重构帧之间的差异，由此能够改进重构的精确度。并且能够通过使用重构的帧作为参考帧来改进帧间预测的精确度。

第三，通过补偿用于重构帧的照明强度，能够减小归因于视频信号处理过程中的各种舍入操作的误差。并且，在重构帧时能够改进精确度。

第四，能够使用表明是否将先前帧的过滤器信息应用于当前帧的标志来有效率地编码当前帧的过滤器信息。

第五，能够使用在当前帧的过滤器和先前帧的过滤器之间的差过滤器来有效率地编码当前帧的过滤器信息。

第六，能够为整个序列使用预测过滤器来有效率地编码当前帧的过滤器信息。

附图说明

被包括以提供对本发明的进一步理解并且被结合在本说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出本发明的实施例并且与说明一起用于解释本发明的原理。

在图中：

图1是根据本发明第一实施例的视频信号编码设备(100)的示意性框图；

图2是根据本发明第一实施例的视频信号解码设备(200)的示意性框图；

图3是用于向在根据本发明第一实施例的编码器中预测的当前帧应用过滤器的过程的流程图；

图4是用于向在根据本发明第一实施例的解码器中预测的当前帧应用过滤器的过程的流程图；

图5是用于根据本发明的产生过滤器的方法的示意性图；

图6是根据本发明第二实施例的视频信号编码设备(300)的示意性框图；

图7是根据本发明第二实施例的视频信号解码设备(400)的示意性框图；

图8是在根据本发明第二实施例的编码器中用于通过解锁过滤单元向当前帧应用过滤器的过程的流程图；

图9是在根据本发明第二实施例的解码器中用于通过解锁过滤单元向当前帧应用过滤器的过程的流程图；

图10是用于根据本发明的产生过滤器的方法的示意性图；

图11是用于根据本发明第三实施例的、补偿在原始帧和重构帧之间的照明强度差异的方法的流程图；

图12是用于根据本发明第四实施例的、使用标志信息来编码过滤器系数的方法的图；

图13是用于根据本发明第四实施例的、使用差过滤器来编码过滤器信息的方法的图；以及

图14是用于根据本发明第四实施例的、使用预测过滤器来编码过滤器信息的方法的图。

具体实施方式

本发明另外的特征和优点将在随后的说明中予以阐述，并且将部分地根据所述说明是清楚的，或者可以通过本发明的实施来得以领会。通过在其书面说明和权利要求书以及附图中特别指出的结构可以实现和获得本发明的目的和其他优点。

为了实现这些目的和其他优点并且根据如得以体现和一般性地描述的本发明的意图，根据本发明的处理视频信号的方法包括接收宏块的预测信息和过滤器信息，使用宏块的预测信息来预测当前图片，以及使用经预测当前图片和过滤器信息来应用过滤器。

根据本发明，在产生宏块的预测值中，在帧内预测的情形中，使用具有宏块的相邻块的预测值产生具有宏块的当前块的预测值。

根据本发明，在应用过滤器中，通过考虑宏块的类型、宏块的量化参数、宏块的编码的块模式(CBP)和在块之间的块边界强度来应用过滤器。

根据本发明，应用过滤器进一步包括搜索在图片内的边界区并且通过区分边界区和非边界区来应用过滤器。并且通过以N*N尺寸(其中N是自然数)划分帧来在每个区域中应用过滤器。

为了进一步实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，根据本发明的用于处理视频信号的设备包括接收宏块的预测信息和过滤器信息的接收单元、使用宏块的预测信息来预测当前图片的预测单元，以及使用预测的当前图片和过滤器信息来应用过滤器的过滤单元。

为了进一步实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，根据本发明的处理视频信号的方法包括向解码图片应用解锁过滤器，向解锁过滤解码图片应用过滤器，以及在解码图片缓冲器中存储过滤解码图片。

根据本发明，在向解锁过滤解码图片应用过滤器中，通过考虑宏块的类型、宏块的量化参数、宏块的编码的块模式(CBP)和在块之间的块边界强度来应用过滤器。

根据本发明，向解锁过滤解码图片应用过滤器进一步包括搜索在图片内的边界区并且通过区分边界区和非边界区来应用过滤器。

根据本发明，该方法进一步包括补偿用于过滤解码图片的、原始图片和过滤解码图片之间的照明强度差异。

为了进一步实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，根据本发明的用于处理视频信号的设备包括向解码图片应用解锁过滤器的解锁过滤单元、向解锁过滤解码图片应用过滤器的过滤单元以及在解码图片缓冲器中存储过滤解码图片的解码图片存储单元。

为了进一步实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，在获得过滤器信息以应用于当前帧中，根据本发明的处理视频信号的方法包括使用表明是否向当前帧应用先前帧的过滤器信息的标志。

根据本发明，如果该标志指示向当前帧应用先前帧的过滤器信息，则先前帧的过滤器信息被用作当前帧的过滤器。如果该标志指示不向当前帧应用先前帧的过滤器信息，则当前帧的过滤器信息被用作当前帧的过滤器

根据本发明，从在先前帧的过滤器信息和当前帧的过滤器信息之间的差值和先前帧的过滤器信息来获得当前帧的过滤器信息。

为了进一步实现这些和其他优点并且根据本发明的目的，根据本发明的处理视频信号的方法包括：从在当前帧的预测过滤器信息和当前帧的过滤器信息之间的差过滤器和预测过滤器信息来获得当前帧的过滤器信息。

根据本发明，当前帧的预测过滤器信息包括在整个序列的每个帧上的过滤器信息的平均值。

根据本发明，当前帧的预测过滤器信息使用先前帧的过滤器作为当前帧的预测过滤器。

应该理解前面的一般说明和以下详细说明这两者都是示例性和解释性的并且旨在对于要求保护的本发明提供进一步的解释。

用于本发明的模式

现在将详细地参考本发明的优选实施例，在附图中示出其实例。首先，在本发明中的术语能够被理解为以下的参考。并且，没有在本说明书中公开的术语能够被理解为匹配本发明的技术思想的、以下的含义和构思。因此，在本公开的实施例和附图中实现的配置只是本发明的一个最优选的实施例而不能代表本发明的全部技术思想。因此，应该理解，在提交该申请的时间点处，能够存在各种修改/变化和等价形式以替代它们。

在本发明中，提供了过滤器应用，以增强视频信号处理的效率。并且应该理解，如果由于过滤器应用而降低了视频信号处理的效率，则能够省略过滤器的应用。因此，过滤器信息应该被理解成包括表明是否使用过滤器的信息以及过滤器系数、过滤器尺寸等。在应用过滤器的情形中，本发明不受特定方法限制。因此，应该理解从本发明提出的各种方法中选择了最有效率的方法。

图1是根据本发明第一实施例的视频信号编码设备(100)的示意性框图。

参考图1，变换单元(110)、量化单元(115)、编码控制单元(120)，逆量化单元(130)、逆变换单元(135)、解锁过滤单元(140)、过滤单元(145)、解码图片存储单元(150)、运动估计单元(155)、帧间预测单元(160)、帧内预测单元(170)和熵编码单元(180)。

变换单元(110)通过变换像素值来获得变换系值。对于该情形，离散余弦变换或者小波变换是可用的。量化单元(115)量化从变换单元(110)输出的变换系值。编码控制单元(120)控制是否在特定的块或者帧上执行帧内编码或者帧间编码。逆量化单元(130)逆量化变换系值。逆变换单元(135)将逆量化变换系值重构为原始像素值。解锁过滤单元(140)被应用于每个编码宏块以减轻块失真现象。通过解锁过滤的图片被存储在解码图片存储单元(150)中以被用作基准图片。运动估计单元155使用在解码图片存储单元(150)中存储的基准图片来搜索用于与当前块最类似的基准块的基准图片，然后将搜索到的基准块的位置信息等传送到熵编码单元(180)。帧间预测单元(160)使用基准图片来执行当前图片的预测，然后将帧间编码信息传送到熵编码单元(180)。帧内预测单元(170)利用在当前图片内的解码像素来执行帧内预测，然后将帧内编码信息传送到熵编码单元(180)。过滤单元(145)被应用于预测的当前图片以减小在预测的当前图片和原始图片之间的差异。熵编码单元(180)通过对从运动估计单元(160)输入的量化变换系数、帧间编码信息、帧内编码信息、基准块信息等执行熵编码来产生视频信号流。

图2是根据本发明的第一实施例的视频信号解码设备(200)的示意性框图。

参考图2，根据本发明的视频信号解码设备包括熵解码单元(210)、逆量化单元(220)、逆变换单元(225)、解锁过滤单元(230)、过滤单元(235)、解码图片存储单元(240)、帧间预测单元(250)和帧内预测单元(260)。

熵解码单元(210)通过对视频信号位流进行熵解码来提取每个宏块的变换系数、运动矢量等。逆量化单元(220)逆量化熵解码变换系数并且逆变换单元(225)使用逆量化变换系数来重构原始像素值。解锁过滤单元(230)被应用于每个编码宏块，以减轻块失真现象。通过过滤的图片被输出或者存储在解码图片存储单元(240)中，以用作基准图片。帧间预测单元(250)使用在解码图片存储单元(240)中存储的基准图片和从熵解码单元(210)传送到的帧间预测信息(例如，基准图片索引信息、运动矢量信息等)来预测当前图片。帧内预测单元(260)从在当前图片内的解码像素来执行帧内预测。过滤单元(235)被应用于来自帧间预测单元或者帧内预测单元的预测的当前图片。通过过滤单元(235)的预测的当前图片和来自逆变换单元的残差被加到一起，以重构原始图片。在以下说明中，详细地解释了本发明的过滤过程。

图3是用于向在根据本发明的第一实施例的编码器中预测的当前帧应用过滤器的过程的流程图。

首先，编码器使用帧内预测或者帧间预测来预测当前图片[S110]。然而，在使用帧内预测的宏块的情形中，使用与在宏块内的当前块相邻的预测像素来执行帧内预测，而不是使用已经重构像素来执行帧内预测。过滤单元(145)比较预测的当前图片与原始图片，然后能够产生使所比较图片之间的差异最小化的过滤器[S120]。将在以后参考图5解释产生过滤器的方法。

虽然能够通过向预测的当前图片应用所产生的过滤器来增强当前图片预测的精确度，但是过滤器的应用可以减小视频信号处理的效率[S130]。如果过滤器应用是有效率的，则所产生的过滤器系数将被转移到解码器[S135]。如果过滤器应用是效率低的，则将使用标志来转移表明过滤器不被应用于预测的帧的信息[S140]。

图4是用于向在根据本发明第一实施例的解码器中预测的当前帧应用过滤器的过程的流程图。

首先，解码器接收来自编码器的关于当前帧、残差和过滤器的预测信息[S145]。与编码器一样，当前帧是使用当前帧的预测信息来通过帧间预测或者帧内预测来预测的[S150]。能够向预测的当前帧应用从编码器转移的过滤器。通过过滤单元，通过将来自逆变换单元的残差加到预测的帧来重构原始帧[S160]。

图5是用于根据本发明的产生过滤器的方法的示意性图。

参考图5，w[n]表明当前图片的预测像素值并且是输入过滤器的值。并且，x[n]是过滤的当前图片的预测像素值。在使用N阶的并且具有系数a_i的过滤器的情形中，x[n]能够被表示成公式1。

[公式1]

$x\left[n\right]=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a}_{i}w[n-i]$

此外，s[n]是原始图片的像素值。如果在x[n]和s[n]之间的差异被设为e[n]，则能够获得使e[n]最小化的a_i，并且a_i能够被表示成公式2。

[公式2]

a_i＝argminE{e²[n]}

E{e²[n]}能够被表示成公式3。

[公式3]

$E\left\{e^2\right[n\left]\right\}=E\left\{{\left(x\right[n]-s[n\left]\right)}^2\right\}$

$=E\left\{x^2\right[n\left]\right\}+E\left[s^2\right[n\left]\right\}-2E\left\{x\right[n\left]s\right[n\left]\right\}$

$=E\left\{{\left({\mathrm{\Σ}}_{i=0}^N{a}_{i}w\right[n-i\left]\right)}^2\right\}+E\left\{s^2\right[n\left]\right\}-2E\left\{{\mathrm{\Σ}}_{i=0}^N{a}_{i}w\right[n-i\left]s\right[n\left]\right\}$

如果将其微分以发现使以上表达式最小化的a_i，则获得了公式4。

[公式4]

$\begin{array}{c}\frac{\∂}{\∂a_i}E\left\{e^2\right[n\left]\right\}=2E\left\{\left({\mathrm{\Σ}}_{j=0}^N{a}_{j}w\right[n-j\left]\right)w\right[n-i\left]\right\}-2E\left\{s\right[n\left]w\right[n-i\left]\right\},i=0,...,N\end{array}$

$\begin{array}{c}=2{\mathrm{\Σ}}_{j=0}^{N}E\left\{w\right[n-j\left]w\right[n-i\left]\right\}{a}_j-2E\left\{w\right[n-i\left]s\right[n\left]\right\}\end{array}$

如果w[n]和s[n]是静止的，则分别地被称为w[n]的自相关以及在w[n]和s[n]之间的互相关的R_w[m]和R_ws[m]被定义为公式5。

[公式5]

R_w[m]＝E{w[n]w[n+m]}

通过使用公式5，公式4能够被表示成公式6。

[公式6]

$\frac{\∂}{\∂a_i}E\left\{e^2\right[n\left]\right\}=2\underset{j=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_w[j-i]a_j-2R_{\mathrm{sw}}\left[i\right],i=0,...,N$

通过使得该导数等于零来获得a_i。

[公式7]

能够从公式7获得a_i。

解释了根据本发明第一实施例的、通过考虑宏块的类型来应用过滤器的过程。

首先，编码器能够产生在其上标记宏块类型，即帧内宏块或者帧间宏块的宏块映射。能够仅仅使用宏块映射将帧分类成包括帧内宏块或者帧间宏块的类属。产生对于每一类属适当的过滤器信息。然后，过滤器信息被转移到解码器。

解码器从编码器接收宏块的类型，并且通过使用宏块的类型产生宏块映射。或者解码器从编码器接收宏块映射的信息，以及通过使用宏块映射的信息来产生宏块映射。使用所产生的宏块映射，对于每一类型的宏块进行类属分类。通过向每个类属应用从编码器转移的过滤器信息来在预测的帧上执行过滤。

说明根据本发明的第一实施例的、通过考虑量化参数来应用过滤器的过程。

首先，对于每一宏块，量化参数可以是不同的。如果量化参数是大的，则量化值的范围小并且压缩比率高。但是，量化值与原始信号具有大的差别。相反，如果量化参数小，则量化值变得接近于原始信号，但是压缩比率降低。因此，量化参数影响重构图片的图像质量。

类属是对于宏块的每一量化参数分类的。能够参考类属来产生适用于每个宏块的过滤器信息。所产生的过滤器信息被转移到解码器。然后能够使用所产生的过滤器信息对于每一量化参数执行过滤。

说明根据本发明的第一实施例的、通过考虑编码的块模式(CBP)来应用过滤器的过程。

首先，编码的块模式(CBP)是表明在宏块内是否存在数据的值。例如，如果编码残差在宏块内退出，则将通过将残差加到预测宏块来执行重构。如果编码残差没有在宏块内退出，则将由预测宏块自身来执行重构。因此，图像的特征可以根据CBP来改变。

通过考虑CBP，能够将帧分类。能够产生适于每一类属的过滤器。过滤器信息被转移到解码器。能够使用过滤器信息来对每一CBP执行过滤。

说明了根据本发明的第一实施例的、通过考虑边界强度来应用过滤器的过程。

首先，解锁过滤器被提供，以减轻块失真现象并且能够通过改变过滤器的强度来使用。但是，如果由于过滤器应用而降低了视频信号处理的效率，则能够不使用过滤器。这依赖于边界强度和围绕边界的图像样本的变化。并且，边界强度是根据与帧内编码宏块存在或不存在、运动矢量值、基准块等的关系来确定。因此，边界强度与图像的特征有关。

基于边界强度，能够通过解锁过滤器将帧分类。能够产生适用于每个类属的过滤器。过滤器信息被转移到解码器。并且，能够使用过滤器信息对于每一边界强度执行过滤。然而，在基于边界强度对于每一类属应用过滤器的情形中，省略了解锁过滤。

说明了根据本发明第一实施例的、通过考虑边界区来应用过滤器的过程。

首先，能够通过将帧分类成边界区和非边界区来向每个区应用过滤器。过滤单元接收经由帧间预测或者帧内预测的预测的当前帧。通过基于用于确定边界的存在或者不存在的阀值来通过解锁过滤器、在当前帧上执行边界搜索，能够获得边界区和非边界区。将被应用于边界区或者非边界区的过滤器信息被产生。所产生的过滤器信息、阀值等被转移到解码器。解码器使用所转移的过滤器信息和阀值来分类边界区和非边界区，然后对每个区执行过滤。

例如，在边界区的情形中，能够使用小尺寸过滤器，以防止边界区部分被过度地平滑化。相反，在非边界区的情形中，能够使用更大尺寸的过滤器以去除从量化过程产生的噪音。

说明了根据本发明第一实施例的、通过分隔帧的区域来应用过滤器的过程。

首先，以N*N尺寸来分划一个帧。确定是否在对每个N*N区域执行过滤。基于此，能够产生表明是否执行过滤的过滤映射。如果确定执行过滤，则能够产生适用于每个N*N区域的过滤器系数。过滤器信息和过滤映射被转移到解码器。随后，解码器使用过滤器信息和过滤映射，对预测的帧执行过滤。

图6是根据本发明第二实施例的视频信号编码设备(300)的示意性框图。

参考图6，变换单元(310)、量化单元(315)、编码控制单元(320)、逆量化单元(330)、逆变换单元(335)、解锁过滤单元(340)、过滤单元(345)、解码图片存储单元(350)、运动估计单元(355)、帧间预测单元(360)、帧内预测单元(370)和熵编码单元(380)。除了过滤单元(345)之外，这个配置与图1所示的配置相同。过滤单元(345)向通过解锁过滤器解码的图片应用过滤器，以使与原始图片的差异最小化。

图7是根据本发明第二实施例的、视频信号解码设备(400)的示意性框图。

参考图7，根据本发明的视频信号解码设备包括熵解码单元(410)、逆量化单元(420)、逆变换单元(425)、解锁过滤单元(430)、过滤单元(435)、解码图片存储单元(440)、帧间预测单元(450)和帧内预测单元(460)。除了过滤单元(435)之外，这个配置与图2所示的配置相同。过滤单元435向通过解锁过滤器解码的图片应用过滤器，以使与原始图片的差异最小化。

图8是用于在根据本发明第二实施例的编码器中通过解锁过滤单元向当前帧应用过滤器的过程的流程图。

首先，过滤单元接收通过解锁过滤单元重构的当前帧[400]。过滤单元将当前帧和原始帧相互比较，然后能够产生使两个帧之间的差异最小化的过滤器[S405]。将参考图10来说明产生过滤器的方法。

然而，虽然通过向通过解锁过滤单元重构的当前帧应用所产生的过滤器来改进用于当前帧重构的精确度，但是它可能甚至降低精确度[S410]。如果过滤器应用是有效率的，则所产生的过滤器系数将被转移到解码器[S415]。如果过滤器应用是不充分的，则使用标志来转移表明过滤器将不被应用于预测的帧的信息[S420]。

图9是用于在根据本发明第二实施例的解码器中、通过解锁过滤单元向当前帧应用过滤器的过程的流程图。

首先，解码器从编码器接收关于当前帧的过滤器信息[S425]，然后通过解锁过滤单元向重构的当前帧应用过滤器信息[S430]。通过过滤单元的当前帧被输出或者能够被存储在解码图片存储单元中，以用于另一帧预测[S435]。

图10是根据本发明的、用于产生过滤器的方法的示意性图。

参考图10，w[n]′表明当前图片的预测像素值并且是输入到过滤器中的值。并且，x[n]′是过滤的当前图片的预测像素值。在使用N阶的并且具有系数a_i的过滤器的情形中，x[n]′能够被表示成公式8。

[公式8]

$x{\left[n\right]}^{\′}=\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a_i}^{\′}w{[n-i]}^{\′}$

此外，s[n]′是原始图片的像素值。如果在x[n]′和s[n]′之间的差异被设为e[n]′，则能够获得使e[n]′最小化的a_i′，并且a_i′能够被表示成公式9。

[公式9]

E{e²[n]′}能够被表示成公式10。

[公式10]

$E\left\{e^2{\left[n\right]}^{\′}\right\}=E\left\{{(x{\left[n\right]}^{\′}-s{\left[n\right]}^{\′})}^2\right\}$

$=E\left\{x^2{\left[n\right]}^{\′}\right\}-E\left\{s^2{\left[n\right]}^{\′}\right\}-2E\left\{x{\left[n\right]}^{\′}s{\left[n\right]}^{\′}\right\}$

$=E\left\{{\left(\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a_i}^{\′}w{[n-i]}^{\′}\right)}^2\right\}+E\left\{s^2{\left[n\right]}^{\′}\right\}-2E\left\{\underset{i=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a_i}^{\′}w{[n-i]}^{\′}s{\left[n\right]}^{\′}\right\}$

如果将其微分以发现使以上表达式最小化的a_i′，则获得了公式11。

[公式11]

$\frac{\∂}{\∂{a_i}^{\′}}E\left\{e^2{\left[n\right]}^{\′}\right\}=2E\left\{\left(\underset{j=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{a_j}^{\′}w{[n-j]}^{\′}\right)w{[n-i]}^{\′}\right\}-2E\left\{s{\left[n\right]}^{\′}w{[n-i]}^{\′}\right\},i=0,......,N$

$=2\underset{j=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}E\left\{w{[n-j]}^{\′}\right)w{[n-i]}^{\′}\}{a_j}^{\′}-2E\{w{[n-i]}^{\′}s{\left[n\right]}^{\′}\}$

如果w[n]′和s[n]′是静止的，则分别称为w[n]′的自相关以及w[n]′和s[n]′之间的互相关的R_w[m]′和R_ws[m]′被定义为公式12。

[公式12]

R_w[m]′＝E{w[n]′w[n+m]′}

R_ws[m]′＝E{w[n]′s[n+m]′}

通过使用公式12，公式11能够被表示成公式13。

[公式13]

$\frac{\∂}{\∂{a_i}^{\′}}E\left\{e^2{\left[n\right]}^{\′}\right\}=2\underset{j=0}{\overset{N}{\mathrm{\Σ}}}{R}_w{[j-i]}^{\′}{a_j}^{\′}-2R_{\mathrm{sw}}{\left[i\right]}^{\′},i=0,........,N$

通过使得该导数等于零而获得了a_i′。

[公式14]

$\left(\begin{array}{cccccc}{R}_w{\left[0\right]}^{\′}& R_w{\left[1\right]}^{\′}& \·& \·& \·& R_w{\left[N\right]}^{\′}\\ R_w{\left[1\right]}^{\′}& R_w{\left[0\right]}^{\′}& \·& \·& \·& R_w{[N-1]}^{\′}\\ \·& \·& \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·& \·& \·\\ \·& \·& \·& \·& \·& \·\\ R_w{\left[N\right]}^{\′}& R_w{[N-1]}^{\′}& \·& \·& \·& R_w{\left[0\right]}^{\′}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}{a_0}^{\′}\\ {a_1}^{\′}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \·\\ {a_N}^{\′}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{c}{R}_{\mathrm{sw}}{\left[0\right]}^{\′}\\ R_{\mathrm{sw}}{\left[1\right]}^{\′}\\ \·\\ \·\\ \·\\ \·\\ R_{\mathrm{sw}}{\left[N\right]}^{\′}\end{array}\right)$

能够从公式14获得a_i′。

说明了根据本发明第二实施例的通过考虑宏块的类型来应用过滤器的过程。

首先，编码器能够产生在其上标记了宏块类型，即帧内宏块或者帧间宏块的宏块映射。能够仅仅使用宏块映射，将帧分类成包括帧内宏块或者帧间宏块的类属。产生要被应用于每一类属的过滤器信息。然后，过滤器信息被转移到解码器。

解码器同样产生宏块映射。类属是使用所产生的宏块映射来对于每一类型的宏块分类的。通过向每个类属应用从编码器转移的过滤器信息来执行过滤。

说明了根据本发明第二实施例的通过考虑量化参数来应用过滤器的过程。

首先，对于每一宏块，量化参数可以是不同的。如果量化参数大，则量化值的范围小并且压缩比率高。但是，量化值与原始信号具有大的差别。相反，如果量化参数小，则量化值变得接近于原始信号但是压缩比率降低。因此，量化参数影响重构图片的图像质量。

类属是对于宏块的每一量化参数分类的。能够参考类属来产生适用于每个宏块的过滤器。所产生的过滤器信息被转移到解码器。然后能够使用所产生的过滤器信息来对每一量化参数执行过滤。

说明了根据本发明第二实施例的、通过考虑编码的块模式(CBP)来应用过滤器的过程。

首先，编码的块模式(CBP)是表明在宏块内是否存在数据的值。例如，如果编码残差在宏块内退出，则将通过将残差加到预测宏块来执行重构。如果编码残差没有在宏块内退出，则将由预测宏块自身执行重构。因此，图像的特征可以根据CBP来改变。

通过考虑CBP，能够将帧分类。能够产生适于每一类属的过滤器。过滤器信息被转移到解码器。能够使用过滤器信息对于每一CBP执行过滤。

说明了根据本发明第二实施例的、通过考虑边界强度来应用过滤器的过程。

首先，解锁过滤器被提供，以减轻块失真现象并且能够通过改变过滤器的强度而得以使用。但是，如果由于过滤器应用而降低视频信号处理的效率，则能够不使用过滤器。这依赖于边界强度和围绕边界的图像样本的变化。并且，边界强度根据与帧内编码宏块存在或不存在、运动矢量值、基准块等的关系来确定。因此，边界强度与图像的特征有关。

基于边界强度，能够通过解锁过滤器将帧分类。能够产生适于每个类属的过滤器。过滤器信息被转移到解码器。并且，能够使用过滤器信息对于每一边界强度执行过滤。然而，在基于边界强度对于每一类属应用过滤器的情形中，省略了解锁过滤。

说明了根据本发明第二实施例的、通过考虑边界区来应用过滤器的过程。

首先，能够通过将帧分类成边界区和非边界区来向每个区应用过滤器。过滤单元接收通过解锁单元重构的当前帧。通过基于用于确定存在或者不存在边界的阀值、通过解锁过滤器对当前帧执行边界搜索，能够获得边界区和非边界区。被应用于边界区或者非边界区的过滤器信息被产生。所产生的过滤器信息、阀值等被转移到解码器。解码器使用所转移的过滤器信息和阀值来分类边界区和非边界区，然后对每个区执行过滤。

例如，在边界区的情形中，能够使用小尺寸过滤器，以防止边界区部分被过度地平滑化。相反，在非边界区的情形中，能够使用更大尺寸的过滤器以去除从量化过程产生的噪音。

图11是根据本发明第三实施例的、用于补偿在原始帧和重构帧之间的照明强度差异的方法的流程图。

例如，在诸如用于发现准确的运动矢量的插值、B帧预测过程、解锁过程等的视频信号处理中，执行了各种舍入操作。因此，在原始帧的照明强度平均值和重构帧的照明强度平均值之间产生差异。

首先，能够获得用于重构帧的照明强度平均值以及用于原始帧的照明强度平均值[S600]。获得了通过将重构帧的照明强度平均值除以原始帧的照明强度平均值而得到的值[S605]。所获得的值被转移到解码器[S610]。

随后，解码器能够使用所转移的值来补偿重构帧的照明强度[S615]。

因此，能够减小由于各种舍入操作而引起的误差。

图12是根据本发明第四实施例的、用于使用标志信息来编码过滤器系数的方法的图。

首先，编码器产生要被应用于第(n-1)帧的过滤器以及要被应用于第n帧的过滤器(10，15)。然而，在第(n-1)帧类似于第n帧的情形中，能够将用于第(n-1)帧的过滤器应用于第n帧。为此，能够使用指示将第(n-1)帧的过滤器应用于第n帧的标志。

例如，在该标志指示将先前帧的过滤器应用于当前帧的情形中，第(n-1)帧的过滤器信息(10)被用作第n帧的过滤器。通过编码，第n帧的过滤器信息(15)不被转移到解码器。因此，通过减小被转移到解码器的过滤器信息的位尺寸，视频信号处理能够有效率地执行。相反，在该标志不指示将先前帧的过滤器应用于当前帧的情形中，通过编码，第n帧的过滤器信息(15)被转移到解码器。

图13是根据本发明第四实施例的、用于使用差过滤器编码过滤器信息的方法的图。

首先，编码器产生要被应用于第(n-1)帧的过滤器和要被应用于第n帧的过滤器(30，35)。并且，获得了是在第(n-1)帧的过滤器和第n帧的过滤器之间的差异的第n差过滤器(40)。在向解码器转移第n帧的过滤器信息时，通过仅仅向解码器转移第n差过滤器信息(40)，编码器能够减少位尺寸。

随后，解码器能够使用所转移的第n差过滤器信息(40)和第(n-1)帧的过滤器信息来获得第n帧的过滤器(30)。

图14是根据本发明第四实施例的、用于使用预测过滤器来编码过滤器信息的方法的图。

首先，在已经产生关于整个序列的每个帧的过滤器信息之后，能够将预测过滤器看作过滤器信息的平均值。编码器分别地产生帧的过滤器信息(45，46)，然后获得与预测过滤器和帧过滤器(48，60)之间的差异相对应的差过滤器。随后，编码器将差过滤器和预测过滤器转移到解码器。解码器能够分别地使用差过滤器(48，50)和预测过滤器(47，49)来获得帧的过滤器。因此，被转移到解码器的过滤器信息尺寸得以降低，由此视频信号处理能够有效率地执行。

此外，预测过滤器不受用于整个序列的各个帧的过滤器信息平均值限制。并且，能够使用第(n-1)帧的过滤器作为用于第n帧的预测过滤器。因此，这意味着用于第n帧的预测过滤器(49)能够通过第(n-1)帧的预测过滤器(47)和第(n-1)差过滤器(48)来更新。如果在预测过滤器和第n帧的过滤器之间存在大的差异，则原样地使用预测过滤器可能是低效率的。替代地，可以有效率的是，使用与第n帧的过滤器相类似的过滤器作为预测过滤器。

工业适用性

虽然已经在这里参考其优选实施例描述并且示出本发明，但是对于本领域技术人员来说明显的是，能够在不背离本发明的精神和范围的前提下，在其中作出各种修改和变化。因此，本发明旨在涵盖本发明的落入所附权利要求及其等价形式的范围中的修改和变化。

Claims (8)

1.一种利用解码设备处理视频信号的方法，包括：

利用所述解码设备，接收所述视频信号，所述视频信号包括内部预测信息；

利用所述解码设备，重构包括当前块的当前图片，所述重构包括基于所述内部预测信息和与所述当前块相邻的相邻块的像素值预测所述当前块；

利用所述解码设备，在重构的当前图片上执行解锁过滤；以及

利用所述解码设备，在解锁过滤的当前图片上执行自适应过滤，

其中所述执行自适应过滤包括：

从所述视频信号获得指示自适应过滤器是否被应用的标志信息；

当所述标志信息指示应用了所述自适应过滤器时，从所述视频信号获得所述自适应过滤器的第N差过滤器系数，所述第N差过滤器系数是预测过滤器系数和第N过滤器系数之间的差，所述预测过滤器系数是所述自适应过滤器的第N-1过滤器系数，所述N是自然数并且大于1；

通过将所述第N差过滤器系数加上所述预测过滤器系数，导出所述自适应过滤器的所述第N过滤器系数；以及

通过使用所述第N过滤器系数，在解锁过滤的当前图片上执行所述自适应过滤。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，通过考虑所述当前块的类型来执行所述自适应过滤。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，通过考虑所述当前块的量化参数来执行所述自适应过滤。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过考虑所述当前块的编码的块模式来执行所述自适应过滤。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，通过考虑在块之间的块边界强度来执行所述自适应过滤。

6.根据权利要求1所述的方法，所述执行自适应过滤进一步包括：

搜索在图片内的边界区，其中通过区分所述边界区和非边界区来执行所述自适应过滤。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，通过以MxM尺寸划分解锁过滤的当前图片来执行所述自适应过滤，所述M是自然数。

8.一种用于处理视频信号的设备，包括：

接收单元，所述接收单元接收所述视频信号，所述视频信号包括内部预测信息；

重构单元，所述重构单元重构包括当前块的当前图片，所述重构包括基于所述内部预测信息和与所述当前块相邻的相邻块的像素值预测所述当前块；以及

过滤单元，所述过滤单元在重构的当前图片上执行解锁过滤，以及在解锁过滤的当前图片上执行自适应过滤，

其中所述执行自适应过滤包括：

从所述视频信号获得指示自适应过滤器是否被应用的标志信息；

当所述标志信息指示应用了所述自适应过滤器时，从所述视频信号获得所述自适应过滤器的第N差过滤器系数，所述第N差过滤器系数是预测过滤器系数和第N过滤器系数之间的差，所述预测过滤器系数是所述自适应过滤器的第N-1过滤器系数，所述N是自然数并且大于1；

通过将所述第N差过滤器系数加上所述预测过滤器系数，导出所述自适应过滤器的所述第N过滤器系数，以及

通过使用所述第N过滤器系数，在解锁过滤的当前图片上执行所述自适应过滤。

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