CN103718556B - 利用灵活解块滤波的编码解码装置和方法 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施方式，提供一种视频编码/解码装置及其方法，其特征在于，根据预定准则在P块中和在Q块中相同地或不同地限定经历解块滤波的像素的数量和/或位置。

Description

利用灵活解块滤波的编码解码装置和方法
技术领域
本公开在一些实施方式中涉及利用灵活解块滤波器的编码/解码方法和装置。更具体地说，本公开涉及用于利用灵活解块滤波器来对视频编码/解码的方法和装置，其中，基于预定准则针对P块和Q块相同地或不同地限定经历解块滤波的目标像素的数量和/或位置或者所述解块滤波方法，以提高编码/解码效率。
背景技术
MPEG(运动图像专家组,Moving Picture Experts Group)和VCEG(视频编码专家组,Video Coding Experts Group)超前于现有的MPEG-4Part 2和H.263标准方法，以开发更好且更卓越的视频压缩技术。新标准被称作H.264/AVC(Advanced video Coding，高级视频编码)并同时作为MPEG-4Part 10AVC和ITU-T Recommendation H.264发布。
在H.264/AVC标准中，按照具有各种形状子块的块为单位来执行帧内/帧间预测处理，以生成残留信号。所生成的残留块经过变换与量化步骤，以在进入编码操作之前缩减其比特数。如从编码器侧看的常规宏块编码具有以下处理：将输入图像划分成16×16宏块单元，按根据帧内/帧间模式定大小的子块的级别对各宏块执行预测，以生成残留块，利用基于以4×4或8×8为单位的离散余弦变换(DCT:Discrete Cosine Transform)而设计的整数变换(Integer Transform)来处理所生成的残留块，以生成频率系数，以及根据进一步提供的量化参数(QP:Quantization Parameter)量化该频率系数。接着，利用解块滤波可以减少由该变换与量化处理产生的块状瑕疵。
为了去除块状瑕疵，需要一种算法以通过执行更有效的解块滤波来改进图形的主观/客观性能。
发明内容
技术问题
本公开在一些实施方式中，根据预定准则根据P块和Q块相同或不同地限定经过解块滤波的目标像素的数量和/或位置或者解块滤波方法，以提高编码/解码效率。
技术方案
本公开在至少一个实施方式中，提供了一种视频编码/解码装置，该视频编码/解码装置包括：视频编码器和视频解码器。所述视频编码器被构造成通过预测当前块来生成预测块，通过从所述当前块所述预测块减去来生成残留块，通过变换并量化所述残留块来生成比特流，通过逆量化并且逆变换所变换并量化的所述残留块来重构所述残留块，通过将所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块，以及通过允许涉及滤波的第一子块和第二子块中所滤波的像素的数量依赖于预定准则而不同，或者通过根据相对于所述第一子块与所述第二子块之间的所述边界的像素位置应用不同像素差异值，对包括所重构的所述当前块的一帧内的子块之间的边界执行所述滤波。而且，所述视频解码器被构造成，从所述比特流重构量化频率变换块，通过逆量化并且逆变换所重构的所述量化频率变换块来重构残留块，生成要重构的当前块的预测块，通过将所生成的所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块，以及通过允许在滤波中接合的所述第一子块和所述第二子块中所滤波的像素的数量依赖于预定准则而不同，对包括所重构的所述当前块的所述帧内的所述子块之间的所述边界执行所述滤波。
根据一些实施方式，一种视频编码装置，该视频编码装置包括：视频编码器和解块滤波器。所述视频编码器被构造成通过预测当前块来生成预测块，通过从所述当前块相减减去所述预测块来生成残留块，变换、量化残留块并由此对所述残留块编码，通过逆量化并且逆变换所变换并量化的所述残留块来重构所述残留块，以及通过将所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块。而且，所述解块滤波器被构造成，对包括所重构的所述当前块的帧内的子块之间的边界滤波，其中，涉及所述滤波的第一子块和第二子块依赖于预定准则而在所滤波的像素的数量上彼此不同。
所述预定准则可以被限定为沿从所述第一子块与所述第二子块之间的所述边界起的深度方向的像素的行中的像素值的线性度。
所述预定准则可以被限定为沿从所述第一子块与所述第二子块之间的所述边界起的深度方向的多个子块的像素值的线性度。
被确定为线性的子块中滤波的像素的数量大于被确定为非线性的子块中滤波的像素的数量。
可以通过选择像素的一个或更多个代表行并且利用所述像素的代表行中的像素的各所述线性度来获取子块的像素值的所述线性度。
所述解块滤波器可以通过根据相对于所述第一子块与所述第二子块之间的所述边界的像素位置应用不同的像素差异值，来执行对所述第一子块和所述第二子块的所述滤波。
所述视频编码装置还可以包括：偏移值发送器，该偏移值发送器用于如果所述解块滤波所要求的滤波参数被指配预定值，则发送所述滤波参数的偏移值。
所述解块滤波器可以基于用于所述预测的预测信息自适应地确定所滤波的所述像素。
所述解块滤波器可以基于在所述预测信息中包含的所述预测块的所述大小，确定所滤波的所述像素的数量。
如果所述预测是帧内预测，则所述解块滤波器可以基于包含在所述预测信息中的帧内预测模式来确定所述像素的滤波的方向。
根据另一个实施方式，一种视频编码装置，该视频编码装置包括：视频编码器和解块滤波器。所述视频编码器被构造成通过预测当前块来生成预测块，通过从所述当前块减去所述预测块来生成残留块，变换、量化所述残留块并由此对所述残留块编码，通过逆量化并且逆变换所变换并量化的所述残留块来重构所述残留块，以及通过将所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块。而且，所述解块滤波器被构造成，通过根据相对于涉及所述滤波的第一子块与第二子块之间的所述边界相对的像素位置应用不同像素差异值，对包括所重构的所述当前块的一帧内的子块之间的边界执行滤波。
所述视频编码装置还可以通过利用所述第一子块与所述第二子块的块边界的至少一个第一像素的像素差异值，来获取在所述第一像素的内侧的像素的像素差异值。
通过将所述第一像素的所述像素差异值除以相对于所述块边界的所述像素的位置值的所述像素差异值来获取在所述第一像素的所述内侧的所述像素的所述像素差异值。
在此，用于获取所述第一子块和所述第二子块的所述块边界的所述第一像素的所述像素差异值的所述滤波系数可以不同于用于获取在所述内侧处的所述像素的所述像素差异值的所述滤波系数。
另一实施方式提供了一种视频解码装置，该视频解码装置包括：比特流解码器、逆量化和逆变换单元、预测单元、加法器以及解块滤波器。所述比特流解码器被构造成，根据比特流生成量化频率变换块。所述逆量化和逆变换单元被构造成，逆量化并且逆变换所重构的所述量化频率变换块以重构残留块。所述预测单元被构造成，预测要重构的当前块以生成预测块。所述加法器被构造成，将所生成的所述预测块加到所重构的所述残留块，以重构所述当前块。而且，所述解块滤波器被构造成，对包括所重构的所述当前块的一帧内的子块之间的边界滤波，其中，涉及所述滤波的第一子块和第二子块依赖于预定准则而在所滤波的像素的数量上彼此不同。
另一实施方式提供了一种视频解码装置，该视频解码装置包括：比特流解码器、逆量化和逆变换单元、预测单元、加法器以及解块滤波器。所述比特流解码器被构造成，根据比特流生成量化频率变换块。所述逆量化和逆变换单元被构造成，逆量化并且逆变换所重构的所述量化频率变换块以重构残留块。所述预测单元被构造成，生成要重构的当前块的预测块。所述加法器被构造成，将所生成的所述预测块加到所重构的所述残留块，以重构所述当前块。而且，所述解块滤波器被构造成，通过根据相对于涉及所述滤波的第一子块与第二子块之间的所述边界的像素位置应用不同像素差异值，对包括所重构的所述当前块的一帧内的子块之间的边界执行滤波。
另一实施方式提供了一种视频编码/解码方法，该视频编码/解码方法包括以下步骤：对视频编码，和对视频解码。所述对视频编码的步骤包括以下步骤：通过预测当前块来生成预测块，通过从所述当前块减去所述预测块来生成残留块，通过变换并量化所述残留块来生成比特流，通过逆量化并且逆变换所变换并量化的所述残留块来重构所述残留块，通过将所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块，以及通过允许涉及滤波的第一子块和第二子块中所滤波的像素的数量依赖于预定准则而不同，或者通过根据相对于所述第一子块与所述第二子块之间的所述边界的像素位置应用不同像素差异值，对包括所重构的所述当前块的一帧内的子块之间的边界执行所述滤波。而且，所述对视频解码的步骤包括以下步骤：从所述比特流重构量化频率变换块，通过逆量化并且逆变换所重构的所述量化频率变换块来重构残留块，生成要重构的当前块的预测块，通过将所生成的所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块，以及通过允许涉及滤波的所述第一子块和所述第二子块中所滤波的像素的数量依赖于预定准则而不同，对包括所重构的所述当前块的所述帧内的所述子块之间的所述边界执行所述滤波。
另一实施方式提供了一种视频编码方法，该视频编码方法包括以下步骤：对视频编码，和执行解块滤波。所述编码视频的步骤包括以下步骤：通过预测当前块来生成预测块，通过从所述当前块减去所述预测块来生成残留块，通过变换并量化所述残留块来编码所述残留块，通过逆量化并且逆变换所变换并量化的所述残留块来重构所述残留块，以及通过将所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块。而且，执行所述解块滤波的步骤包括以下步骤：通过允许涉及滤波的第一子块和第二子块中所滤波的像素的数量依赖于预定准则而不同，对包括所重构的所述当前块的帧内的子块之间的边界执行所述滤波。
另一实施方式提供了一种视频编码方法，该视频编码方法包括以下步骤：对视频编码，和执行解块滤波。所述编码视频的步骤包括以下步骤：通过预测当前块来生成预测块，通过从所述当前块减去所述预测块来生成残留块，通过变换并量化所述残留块来编码所述残留块，通过逆量化并且逆变换所变换并量化的所述残留块来重构所述残留块，以及通过将所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块。而且，执行所述解块滤波的步骤包括以下步骤：通过根据相对于涉及所述滤波的第一子块与第二子块之间的所述边界的像素位置应用不同像素差异值，对包括所重构的所述当前块的帧内的子块之间的边界执行滤波。
另一实施方式提供了一种视频解码方法，该视频解码方法包括以下步骤：通过从比特流生成量化频率变换块来执行比特流重构；通过逆量化并且逆变换所重构的所述量化频率变换块来重构残留块；通过预测要重构的当前块来生成预测块；通过将所生成的所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块；以及通过允许涉及所述滤波的第一块和第二块中所滤波的像素的数量依赖于预定准则而不同，对包括所重构的所述当前块的帧内的子块之间的边界执行所述解块滤波。
另一实施方式提供了一种视频解码方法，该视频解码方法包括以下步骤：通过从比特流生成量化频率变换块来执行比特流重构；通过逆量化并且逆变换所重构的所述量化频率变换块来重构残留块；通过预测要重构的当前块来生成预测块；通过将所生成的所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块；以及通过根据相对于所述第一子块与所述第二子块之间的所述边界的像素位置应用不同像素差异值，对包括所重构的所述当前块的帧内的子块之间的边界执行解块滤波。
有益效果
根据如上所述的公开，在视频编码/解码装置中，经历解块滤波的目标像素的数量和/或位置或者所述解块滤波方法针对基于预定准则的P块和Q块相同地或不同地限定，以改进编码/解码效率。
附图说明
图1是根据至少一个实施方式的视频编码装置的构造的示意性框图。
图2是经历解块滤波的块P和块Q的图。
图3是根据本发明至少一个实施方式的用于说明解块滤波的实现方式的图。
图4是根据本发明至少一个实施方式的用于说明解块滤波的另一个实现方式的图。
图5是以块为单位的线性度确定的示例性图。
图6是以块为单位的附加线性度确定的示例性图。
图7是根据至少一个实施方式的视频解码装置的构造的示意性框图。
图8是用于确定要滤波的目标像素的处理的示例性图。
具体实施方式
图1是根据至少一个实施方式的视频编码装置的排布结构的示意性框图。
另外，根据至少一个实施方式的视频编码装置100包括：预测单元(Predictor)110、减法器(Subtracter)120、变换与量化单元(Transformer and Quantizer)130、扫描器(Scanner)140、比特流生成器(Bitstream Generator)150、逆量化和逆变换单元(InverseQuantizer and Transformer)160、加法器(Adder)170，以及解块滤波器(DeblockingFilter)180。该视频编码装置100可以对应于用户终端，如个人计算机(PC:PersonalComputer)、TV、笔记本计算机、个人数字助理(PDA:Personal Digital Assistant))、便携式多媒体播放器(PMP:Portable Multimedia Player)、PSP游戏机(PSP:PlayStationPortable)、无线通信终端(Wireless Terminal)、数字TV等。视频编码装置100意味着全都包括以下各种装置：(a)用于与各种类型的装置或有线/无线通信网络执行通信的、诸如通信调制解调器等的通信装置，(b)用于存储用于对视频编码的各种程序和数据的存储器，以及(c)用于执行程序以使执行计算和控制的微处理器等。
要编码的输入图像可以以块为单位输入。在一个实施方式中，该块的形状可以为M×N，并且M和N的值皆为自然数2n(n为1或更大的整数)。具体来说，M和N皆可以大于16，并且彼此不同或相同。而且，要编码的每一个帧都可以使用不同形状的块，并接着针对这种块类型的信息帧接帧地执行编码，以使视频解码装置在其对所述编码数据编码的操作中，可以了解要解码的帧的块的形状。从通过对当前帧的编码所获取的块的各种形状中选择最有效的块形状或者根据对帧特征的分析而进行块形状选择来确定供使用的块的具体形状。
例如，如果帧的图像在水平方向上具有更高的相关性(correlation)，则可以选择水平延伸的块。对于沿垂直方向的更高的相关性，可以选择垂直延伸的块。
为此，视频编码装置100还可以包括块类型确定器(未示出)，其被构造成，确定块类型并且对关于块类型的信息编码并且包括在所编码数据中。
同时，本公开可以具有预测编码器，该预测编码器包括预测单元110、减法器120、变换与量化单元130、扫描器140、比特流生成器150、逆量化和逆变换单元160，以及加法器170。
预测单元110根据输入图像预测当前要编码的块(下面称为当前块(CurrentBlock))，以生成预测块(Predicted Block)。换句话说，预测单元110利用帧内预测(IntraPrediction)、帧间预测(Inter Prediction)或其它预测来预测输入图像的当前块，并由此生成具有针对相应像素值的预测像素值(Predicted Pixel Value)的预测块。
为了最优化该预测像素值，可以按照需要将该块再划分成更小形状的块。换句话说，可以以从该块再划分的子块为单位来生成预测块。这里，如上所述，该块采用为方形或矩形的M×N形状，并且该子块(Subblock)不超过当前块的大小，而是按水平2p和垂直2q来定大小，其中，p和q可以彼此相同或不同。
减法器120从当前块减去预测块以生成残留块(Residual Block)。换句话说，减法器120计算预测块的相应像素的预测像素值与当前块的原始像素值(Original PixelValue)的差值，以生成具有残留信号(Residual Block)的残留块。
变换与量化单元130根据当前块的块类型来确定变换与量化类型，并且根据所确定的变换与量化类型对残留块执行变换与量化。
这里，当前块、预测块和残留块可以在大小上与经历变换与量化的变换块不同。用于变换与量化的变换块的大小按不超过残留块的大小的范围来选择。否则，在某些情况下，变换块大小可以被选择成超出残留块大小。在此，变换块意指作为变换的单位的块，并且其由变换系数或像素值形成。例如，变换块指利用R×S大小的变换来编码的R×S变换系数块，或者指利用R×S大小逆变换来解码的R×S像素块。
根据一些实施方式的视频编码装置100在最终选择用于编码的最有效变换之前，利用具有包括4×4、8×4、4×8、8×8、16×8、8×16以及16×16的大小的多个可用变换来执行残留块变换。
例如，如果帧内预测或帧间预测按16×16块单位来执行，则当前块、预测块以及残留块可以共同定大小为16×16。在接收到16×16残留块时，变换与量化单元130将16×16残留块划分成两个16×8子块，并接着执行16×8变换，以输出一对16×8变换系数块。
变换与量化单元130将残留块的残留信号变换到频域(Frequency Domain)，由此生成具有变换系数(Transform Coefficient)的残留块，并接着量化具有变换系数的残留块，以生成具有量化变换系数的变换与量化残留块(Transformed and QuantizedResidual Block)。
这里，该变换方法可以是哈达玛德变换(Hadamard Transform)，基于离散余弦变换(Discrete Cosine Transform Based Integer Transform)的整数变换(下面简写为整数变换)，或者用于将空间域中的图像信号变换到频域的其它这种技术。该量化方法包括死区均衡阈值量化((DZUTQ:Dead Zone Uniform Threshold Quantization,下面简写为“DZUTQ”)、量化加权矩阵(Quantization Weighted Matrix)以及各种其它方法。
扫描器140扫描(Scanning)通过变换与量化单元130变换并量化的残留块的量化变换系数，以生成量化变换系数串。其扫描方法考虑了变换方案、量化方案以及块(当前块或子块)的特征。扫描的顺序被确定成，在扫描之后提供量化变换系数的最短可能串。尽管图1描绘了扫描器140要独立于比特流生成器150来实现，但扫描器140可以被省略并且在功能上并入比特流生成器150中。
比特流生成器150通过对经量化并变换的频率系数的块编码来生成编码数据。总之，比特流生成器150对通过扫描来自变换与量化单元130的变换与量化系数而生成的量化变换系数串编码，以生成编码数据，或者对由扫描器140的操作而生成的量化变换系数串编码，以生成编码数据。
该编码技术可以使用熵编码(Entropy Encoding)技术，但其不限制此，而是可以使用各种编码技术。另外，比特流生成器150可以在编码数据中不仅包括来自对量化变换系数编码的编码比特串，而且包括对该编码比特串解码而要求的各种信息。这里，对编码比特串解码而要求的这样的各种信息指关于块类型的信息、在预测模式为帧内预测模式的情况下关于该帧内预测模式的信息、在预测模式为帧间预测模式的情况下关于运动矢量的信息、关于变换与量化类型的信息等，但可以是各种其它信息。
逆量化和逆变换单元160对由变换与量化单元130变换并量化的残频率系数块执行逆量化(Inverse Quantization)与逆变换(Inverse Transform)，以重构(Reconstruction)残留块。逆变换与逆量化可以通过逆转变换与量化单元130的量化与变换处理来执行。换句话说，逆量化和逆变换单元160利用由变换与量化单元130提供的变换与量化有关信息(例如，关于变换与量化类型的信息)，以通过执行与变换与量化单元130的量化与变换处理的相反处理来执行逆变换与逆量化。
加法器170将由预测单元110预测的预测块加到由逆量化和逆变换单元160逆量化并逆变换的残留块，来重构当前块。
解块滤波器180对来自加法器170的重构块执行解块滤波。另外，该解块滤波可以块接块地或者共同地以帧为单位或者按其它各种方式来执行。本公开的解块滤波器的单位不限于该实施方式中的描述。
解块滤波器180减少了由于对视频的基于块的预测、变换以及量化而在块边界或变换边界处出现的块瑕疵(Blocking Effects)。此外，解块滤波器180可以利用连同重构当前块一起发送的关于量化与变换类型的信息来执行滤波。关于变换与量化类型的信息可以被传递到解块滤波器180。
为了在包括一个或更多个重构当前块的帧内逐个子块进行滤波，解块滤波器180针对包括一个或更多个重构当前块的帧内的子块之间的边界执行滤波。解块滤波器180(a)通过根据预定准则允许在第一子块和第二子块中所滤波的像素的数量不同，和/或(b)通过根据相对于第一子块与第二子块之间的边界的像素位置应用不同像素差异值，来处理滤波中涉及的第一子块和第二子块。在此，该预定准则可以被限定为沿从第一子块与第二子块之间的边界起的深度方向的像素行中的像素值的线性度。该预定准则可以被限定为沿从第一子块与第二子块之间的边界起的深度方向的多个子块的值的线性度。这里，该帧意指执行解块的单位，并且该帧由在集合中的一个或更多个块组成。另外，该子块可以意指执行解块的帧中的划分块的预定块单位(例如，预测单位或变换量化单位)。如在下面的描述中使用的，块可以意指该帧的子块。这还适用于稍后描述的视频解码装置700中的解块滤波器760。
确定滤波方法的预定准则在此意指块P、Q的相对大小，或者意指稍后将描述的线性度。基于各种预定准则，本公开可以来改变要被逐帧或者逐行滤波的像素的数量和位置。
为消除上述块瑕疵，解块滤波器180还响应于两个块(比方说，M×N宏块)之间的块边界、由变换与量化单元130确定的R×S变换大小的变换块之间的边界，以及变换块与块之间的边界。R×S变换块的形状可以采用方形或矩形。块瑕疵根据变换单位可以在变换与量化期间发生。为了消除块瑕疵，可以将解块滤波器应用于块边界与变换边界两者。结果，可以根据块和变换的形式将滤波应用于这些边界。这里，块边界可以意指两个预测之间的边界。当满足某些条件时，可以执行对变换边界和/或预测边界应用解块滤波。例如，在没有量化非零变换系数的情况下，可以不应用解块滤波器。
图2是经历解块滤波的块P和块Q的图。
参照图2，解块滤波器180将被描述为，通过利用包括在块P和块Q中的像素的行(例如，在图2中，像素的第一行(p3,0～q3,0：下面简称为p3～q3))来执行块P与块Q之间的边界的解块滤波。解块滤波器180可以通过按相同数量和/或相同位置修改块P和块Q中的像素来执行对单行的像素p3,0～q3,0的解块滤波。本实施方式具有位于边界的任一侧处的要修改的两个像素。这里，包括在块P中的像素为p3、p2、p1以及p0，而包括在块Q中的像素为q3、q2、q1以及q0。
图3是用于说明根据本发明至少一个实施方式的解块滤波的实现方式的图。图3中的实线连接滤波之前的像素，而虚线连接滤波之后的像素。
解块滤波器180的详细滤波操作如下。
滤波操作中的解块滤波器180利用算式1计算delta或△的值，并且通过将由△和△/2所示的针对块P和块Q的像素差异应用于算式2来执行解块滤波。
Δ＝Clip3(-tC′tc′(((q0-p0)＜＜2)+(q1-pl)+4)＞＞3) 算式1
p1′＝p1+Δ/2
p0′＝pn+Δ
q0′＝q0-Δ
q1′＝q1-Δ/2 算式2
算式1中的函数Clip3(A，B，x)是限幅(clipping)函数，如果x的值大于B，则其输出值B，如果x的值小于A，则其输出值A，否则输出x。另外，算式1中的p0、q0、p1以及q1是滤波前的值，而p0’或q0’、p1’，以及q1’是滤波后的值。在算式1中，“(q0-p0)＜＜2”使用滤波系数2，其意指将(q0-p0)向左侧移位两个(2)比特或者使其成四倍，而“(q1-p1)”乘以一(1)，并由此，滤波系数变为(4，1)。算式1的末尾部分，“＜＜3”意指向右侧移位3比特，并由此，滤波系数可以是(4/8，1/8)。而且，在“(q1-p1)+4”中，增加值4是用于滤波结果整数化的偏移值。因此，(4，1，4)或(4/8，1/8，4/8可以被认为是滤波系数。这些滤波系数是简单例示例，与算式1中描述的那些相比，可以使用其它滤波系数。这还适用于下面描述的其它滤波器，而且其它系数是可应用的，而不限于所公开的算式和滤波系数。另外，简单解块滤波可以利用与亮度信号值luma(Luma)和色差信号值chroma(Chroma)两者有关的相同滤波系数来实现。
另外，采用更高值tc可以提供强滤波，而其较低值可以提供弱滤波，并且可以将值tc用于调节像素差异的范围。如tc的这种滤波参数可以由用户预定，或者其可以从视频编码装置发送至视频解码装置，或者其可以是用户的预置值，其随后利用从视频编码装置发送至视频解码装置的适当偏移值重新调节以便逐步校正。该偏移值还可以通过解块滤波器180或单独的偏移值发送器(未示出)发送至视频解码装置。
根据算式1确定的delta值用于获取差异，该差异接着被用于如在算式2中改变像素值。
算式2是示出怎样根据预定准则改变滤波强度的示例性实现方式。在该示例性实现方式中，要滤波的像素的位置是预定准则，根据其(像素位置)，使用不同像素差异来调节滤波的强度。具体来说，作为像素差异，delta被用于第一像素(p0或q0)，而delta/2被用于第二像素(p1或q1)。即使使两个块P和块Q之间的块间边界像素中的差异(p0|q0)最小化的处理导致P或Q中的块内像素边界中的新差异(p1|p0)或(q0|q1)，这也确保差异被最小化。换句话说，常规地使块边界处的差异最小化又会导致块内的差异，现在根据本方法来将其最小化。
作为使P块或Q块中的像素之间的差异(p1|p0)或(q0|q1)(其可以在使P块或Q块的边界上的像素(p0或q0)之间的差异最小化的处理中新生成)最小化的另一个实施方式，通过如算式3所示针对块P或块Q中的像素(p1或q1)的新滤波来计算出新的delta值，并且通过被分别应用于P块或Q块中的像素来执行解块滤波。
Δp＝Clip3(-tC，tC，(((p0-p1)＜＜2)+(q0-p2)+4)＞＞3)
Δq＝Clip3(-tC，tc，(((q1-q0)＜＜2)+(q2-p0)+4)＞＞3) 算式3
简单地说，像素差异值△p被用于块P的内部像素p1，而△q被用于块Q的内部像素q1。前述算式1和算式2针对块P和块Q两者计算相同的delta，而算式3示出了分别针对块P和块Q计算不同delta值的示例。
另外，确定像素差异值并且进行像素值改变的处理可以使用算式2，而允许通过算式3确定的delta值用于块P和块Q的像素。这满足p0’＝p0+delta_p，q0’＝q0-delta_q，p1’＝p1+delta_p/2以及q1’＝q1-delta_q/2。
尽管相同滤波器被描述为应用以计算算式1和算式3所示的delta值，但可以使用具有不同系数的滤波器来计算要分别应用于块P和块Q的delta值。
根据本公开的另一个实施方式，在执行如图2所示针对P/Q块边界的解块滤波处理中，通过向包括在P和Q块中的像素的行(例如，图2中的第一行像素p3,0～q3,0被再次称为p3～q3)应用预定准则，来执行解块滤波，以使块P中要滤波的像素的数量和/或位置不同于块Q中要滤波的像素的数量和/或位置。
图4是用于说明根据本发明的至少一个实施方式的解块滤波的另一实现方式的图。
本公开的这个另选实施方式示出了与块边界相对地修改块P中的一个像素和块Q中的两个像素的示例。除如上所述利用P/Q块边界的两侧上的相同数量(例如，2个)像素进行像素值调节以外，某些情况可能需要利用边界的两侧上的不同数量的要调节像素来进行像素调节。
参照图4，相对于周围像素，块P在块p1处具有突出值，而块Q中的像素值在滤波之前是平滑的。在这种情况下，一些图像可以通过仅滤波块P侧上的最接近于边界的像素p0并且滤波块Q中的两个边界侧像素而在主观质量上加以改进。换句话说，本公开的这个另选实施方式被应用至这样的情况，即，更有利的是根据块P和块Q来区分经历解块滤波的像素的数量和位置。
针对图4的情况，解块滤波器180的具体滤波操作如下。
在利用算式1计算出delta值之后，如算式4对不同数量的块P像素和块Q像素执行解块滤波。
p0′:p0-Δ
q0′＝q0+Δ
q1′＝q1+Δ/2 算式4
在这种情况下，依赖于本公开的应用可以按各种方式来限定该预定准则(用于确定要滤波的像素的数量和位置)，例如，利用诸如算式5的方法，其测量像素的线性度(Linearity)水平。
dp0＝|p2-2＊p1+p0|＜beta
dq0＝|q2-2＊q1+q0|＜beta 算式5
换句话说，针对相应块P和块Q，在关于块边界的子块的深度方向测量该像素线性度(即，dp0和dq0)，并将该测量结果与预定阈值(beta)比较。例如，如果满足条件(dp0＜beta)，则对p1执行滤波，否则，不对其执行滤波。同样地，如果满足条件(dq0＜beta)，则对q1执行滤波，否则，不对其执行滤波。这里，按各种方法来设置该阈值(beta)，并且其可以被假定成在视频编码装置与视频解码装置之间预先设置，或者根据量化水平或来自用户(其处于视频编码装置或视频解码装置侧)的下载值提供，或者通过首先限定预定值或量化依赖设置点，随后根据用户所需向其添加偏移调节量(利用从视频编码装置向视频解码装置发送的偏移)成为最终设置值来设置。这种偏移值还可以借助解块滤波器180或单独的偏移值发送单元(未示出)发送至视频解码装置。而且，子块的深度方如图4所示向意指块P中从块边界起的p0→p1→p2方向和块Q中的q0→q1→q2方向。
图5是以块为单位的线性度确定的示例性图。
上述用于根据预定准则来确定要滤波的像素的处理可以如算式5以像素的行为单位来执行，或者如图5所示可以如算式6以块为单位(可以意指帧中的子帧为单位)来执行，而所得到的确定一致地应用于对应块中的全部像素的行。
dp0＝|p2，2-2＊p1，2+p0，2|+|p2，5-2*p1，5+p0，5|＜beta
dq0＝|q2，2-2＊q1，2+q0，2|+|q2，5-2＊q1，5+q0，5|＜beta 算式6
如算式6对每块的全部像素同一应用针对滤波的确定可能禁止针对像素的单个行进行最佳确定，但其消除了对每一像素行执行预定确定的需要，因而有利地加速了操作。参照图2中的八行像素的组构成块的情况，算式6要使用第二行和第五行内的像素作为该块的代表值。换句话说，可以在子块内选择一个或更多个代表像素行，并且可以使用针对该代表像素行的像素线性度来获取子块线性度水平。
因此，如图4中的示例，假定块P是非线性的，而块Q是线性的，块P的非线性度可以被推测成基于图像的性质，以使仅调整块P中的要滤波的单个像素，而块Q的图像的特性化的较高的线性度可以调整其中要滤波的两个像素，以便即使在解块滤波之后也保持希望的线性度。
在这种情况下，基于如图4和算式7的预定准则，根据相应像素的位置应用不同的delta值(delta用于第一像素和delta/2用于第二像素)，以块P和块Q的边界处的像素之间的差异(p0|q0)最小化，并且接着使Q块像素之间的可能差异(q0|q1)最小化。在算式7中，可以看到相对于边界的不对称的delta值。
p1′＝p1
p0′＝p0-Δ
q0′＝q0+Δ
q1′＝q1+Δ/2算式7
另选的是，可以调节用于块P中的第一像素p0的delta值，以使块P中的像素之间的差异(p0|p1)最小化。例如，如算式8，delta/2可以应用于块P的第一像素。
p1′＝p1
p0′＝p0-Δ/2
q0′＝q0+Δ
q1′＝q1+Δ/2 算式8
换句话说，可以将固定的像素差异(例如，delta用于第一像素和delta/2用于第二像素)用于经历解块滤波的像素，而与像素数量和/或位置无关。另选的是，依赖于像素数量和/或位置，该像素差异可以不同地用于经历解块滤波的像素，诸如delta用于要滤波的两个像素中的第一像素和dalta/2用于剩余第二像素，而仅将delta/2用于要滤波的单个像素。
另外，尽管本实施方式例示了对多达两个像素滤波，但通过本领域技术人员的推理而容易想到的是按在此公开的方式对一个或多个(可标识为V)像素滤波。在这种情况下，依赖于像素数量和/或位置，该像素差异可以不同地用于经历解块滤波的像素，如delta用于V个像素中的第一像素和delta/2用于V个像素中的第二像素等等，直至delta/V用于第V像素。这里，可以通过将单个delta与根据V个像素的相应位置所确定的加权相乘而获取供使用的像素差异。
在此，该加权值可以被假定成预先分别在视频编码装置和视频解码装置中确定，并且它们可以由用户(在视频编码装置侧)发送。另选的是，该解块滤波可以通过根据各像素的数量和/或位置来计算新delta的方法来执行。
尽管诸如算式5或算式6的线性度准则对于作为如上所述用于确定像素的数量和位置的预定准则可以是适用的，但某些情况下(如在V非常大时)可以设置有诸如算式9的附加准则以供应用。
dp0＝|p3-2＊p2+p1|＜beta
dq0＝|q3-2＊q2+q1|＜beta 算式9
图6是以块为单位的附加线性度确定的示例性图。
尽管算式9中的标准被应用至像素的每个行，但其可以如图6所示，利用算式10统一地应用至每一个整块。这是为便于执行滤波操作。
dp0＝|p3，2-2＊p2，2+p1，2|+|P3，5-2＊p2，5+P1，5＜beta
dq0＝|q3，2-2＊q2，2+q1，2|+|q3，5-2＊q2，5+q1，5|＜beta 算式10
另选的是，可以准备具有不同属性(例如，进行滤波的像素的数量和/或位置，滤波强度等)的多个滤波器，并且可以基于预定准则以预定单位(例如，以像素行为单位、块单位等)应用不同的滤波器。这样，限定单一滤波器以计算delta值，并且如算式1使用不同的像素差异来执行解块滤波，或者如在算式1和算式11中提供具有不同特性的一个或更多个滤波器，并且基于预定准则以预定单位应用不同滤波器。而且，将相同的滤波系数用于亮度信号(luma)和色差信号(chroma)两者，以提供解块滤波的简单实现方式。
Δ＝Clip3(-tC，tC(13*(q0-p0)+4*(q1-p1)-5*(q2-p2)+16)＞＞5) 算式11
在这种情况下，可以根据滤波器的属性来限定该预定准则。即，如算式5中的线性度可以是用于滤波确定的标准，而可以添加如算式9的这种准则以供确定。另选例是限定整个新准则。
如上所述，该预定准则可以是块P和块Q的相对块大小，并且可以意指前述线性度等。例如，可以基于子块大小或形状(矩形/方形、水平延伸矩形、纵向延伸矩形等)而改变该滤波方法。
例如，解块滤波器180基于预测信息(例如，帧内预测信息或帧间预测信息)可以自适应地确定要用于滤波的目标像素。如在此使用的，“帧内预测信息”或“帧间预测信息”可以指子块的大小或形状。另外，在帧间预测的情况下的预测信息可以是关于如在帧间预测中使用的运动矢量、基准索引等的信息。如图8所例示，如果块P和块Q具有不同数量的要滤波的像素，则可以分别针对块P和块Q使用不同的滤波方法。在这种情况下，可以基于包括在帧内预测信息中的帧内预测块的大小来确定要滤波的像素的数量。图8例示了块P中要滤波的像素为四个而在块Q中的要滤波的像素为六个的确定。另外，可以基于包括在帧内预测信息中的帧内预测块的大小来确定用于滤波的目标像素的数量。因此，块P中要滤波的像素可以变为两个，而块Q中的要滤波的像素可以变为四个。
而且，解块滤波器180基于包括在帧内预测信息中的帧内预测模式的取向和方向性来确定目标像素的位置(即，滤波的方向)。
图7是根据本公开的示例性实施方式的图像解码装置的构造的示意性框图。
根据本公开的示例性实施方式的图像解码装置700可以如上面在图1中描述的视频编码装置100一样，是个人计算机(PC：Personal Computer)、膝上型计算机、TV、移动信息终端(PDA：Personal Digital Assistant(个人数字助理))、便携式多媒体播放器(PMP：Portable Multimedia Player)、便携式游戏机(PSP：PlayStation Portable)、无线终端(Wireless Terminal)，以及数字TV，并且可以是设置有通信装置的各种设备，例如，用于在各种装置之间或者利用有线或无线通信网络执行通信的通信调制解调器，用于存储用于解码视频的各种程序和数据的存储器，以及用于通过运行该程序来执行计算和控制的微处理器。
根据本公开一个实施方式的视频解码装置700可以包括：比特流解码器710、逆扫描器720、逆量化和逆变换单元730、预测单元740，加法器750以及解块滤波器760。在此，根据实现方式的方法可以选择性地省略某些组件。例如，如果逆扫描器720被省略，则其功能可以并入比特流解码器710中并被执行。
比特流解码器710将所编码数据解码，以重构经变换并量化的残留块。具体来说，适于将所编码数据解码，以重构量化变换系数串，比特流解码器710可以在视频解码装置700中实现成并入逆扫描器720的功能，以与其中比特流生成器150被实现成并入扫描器140的功能的视频编码装置100一致地替换逆扫描器。因而，比特流解码器710可以逆扫描所重构量化变换系数串，以重构所变换与量化残留块。
除了重构所变换与量化残留块以外，比特流解码器710还可以解码或提取解码操作所要求的信息。用于解码所需的信息指用于解码所编码数据中的编码比特流所需的信息，如关于块类型、在其被判定为帧内预测模式时的该帧内预测模式、在帧间预测模式被判定为该预测模式时的运动矢量、变换与量化类型等的信息，尽管可以包括各种其它信息。
可以将关于块类型的信息发送至逆量化和逆变换单元730和预测单元740。可以将关于变换与量化类型的信息发送至逆量化和逆变换单元730。另外，可以将预测所要求的信息(如帧内预测模式信息和运动矢量信息)发送至预测单元740。
在接收到从比特流解码器710传递来的所重构变换系数串时，逆扫描器720将其逆扫描，以重构该变换与量化残留块。
逆扫描器720利用逆之字形(zigzag)扫描和其它的各种逆扫描方法来逆扫描所提取的量化系数串，以生成具有量化系数的残留块。这时采用该逆扫描方法以从比特流解码器710获得关于变换大小的信息，并且利用对应逆扫描方法来重构残留块。
如上所述，当比特流生成器150被实现成在视频编码装置100中并入扫描器140的功能时，比特流解码器710同样可以在视频解码装置700中实现以并入逆扫描器720的功能，以对其替换。接着，比特流解码器710或逆扫描器720根据通过关于其的所重构信息标识的变换与量化类型，来逆扫描所变换与量化残留块。在此，由逆扫描器720执行的逆扫描方法是由视频编码装置100中的扫描器140执行的、用于扫描所变换与量化残留块的量化变换系数的扫描方法的精确或差不多的逆转，并由此，将省略对逆扫描方法的详细描述。
该逆量化和逆变换单元730通过逆量化并逆变换所重构变换与量化残留块来重构残留块。在逆量化和逆变换操作中，逆量化和逆变换单元730根据利用从比特流解码单元710发送的其信息所标识的变换与量化类型来执行。在此，由逆量化和逆变换单元730根据变换与量化类型对所变换与量化残留块执行的逆量化和逆变换方法是通过视频编码装置100中的变换和量化单元130根据变换与量化类型执行的变换和量化方法的精确或差不多的逆转，并由此，将省略对逆量化和逆变换方法的详细描述。
预测单元740生成当前块的预测块。具体来说，预测单元740利用从比特流解码器710发送来的块类型信息和预测所要求的信息来预测当前块。更具体地说，预测单元710根据由块类型信息标识的块类型来确定当前块的大小和形状，并且通过利用由需要用于预测的信息所标识的帧内预测模式或运动矢量来预测当前块以生成预测块。这时，预测单元740可以通过将当前块分割成子块、预测各子块、生成预测子块并接着组合这些预测子块来生成预测块。
加法器750通过将在预测单元740中生成的预测块加到由逆量化和逆变换单元730所重构的残留块，来重构当前块。
解块滤波器760对由加法器750重构的当前块滤波。接着，以图片为单位累积所重构并滤波的当前块，并且作为基准图片存储在存储器(未示出)中。当预测随后块或图片时预测单元740使用该基准图片。
解块滤波器760对由加法器750重构的当前块滤波。由解块滤波器760执行的用于对所重构的当前块滤波的方法与由视频编码装置100中的解块滤波器180执行的用于对当前块滤波的方法相同或相似，并由此，省略了其更详细描述。
同时，如果解块滤波所要求的滤波参数被设置为预定值，则视频解码装置可以包括用于随着从视频编码装置在比特流上发送而接收针对对应参数的偏移值的偏移值接收器(未示出)。解块滤波器760可以通过利用在偏移值接收器处接收的偏移值来执行解块滤波。另一方面，尽管偏移值接收器可以被构造为独立的模块，但其可以在功能上并入比特流解码器710中。
同时，根据本公开的一些实施方式的视频编码/解码装置可以通过将图1的视频编码装置100的比特流或编码数据输出端子连接至图7的视频解码装置700的比特流输入端子来实现。
根据本公开的一些实施方式，视频编码/解码装置包括实现视频编码器的一部分的视频编码装置100和实现视频解码器的一部分的视频解码装置700。该视频编码装置100包括：预测单元110，该预测单元用于预测当前块以生成预测块；减法器120，该减法器用于将所预测块与当前块相减以生成残留块；变换与量化单元130，该变换与量化单元用于确定依赖于当前块的块类型而选择的变换与量化类型，并且用于按所确定的变换与量化类型变换并量化残留块；比特流生成器150，该比特流生成器用于对所变换和量化残留块编码，以生成编码视频数据；逆量化和逆变换单元160，该逆量化和逆变换单元用于逆量化并且逆变换所变换与量化残留块，以重构残留块；加法器170，该加法器用于将预测块加到所重构残留块，以所重构当前块；以及解块滤波器180，该解块滤波器用于对所重构的当前块滤波。视频解码装置700包括：比特流解码器710，该比特流解码器用于解码所编码的数据以重构所变换与量化残留块；逆量化和逆变换单元730，该逆量化和逆变换单元用于根据变换与量化类型逆量化并且逆变换所变换与量化残留块，以重构残留块；预测单元740，该预测单元用于预测当前块以生成预测块；加法器750，该加法器用于将预测块加到所重构残留块，以重构当前块；以及解块滤波器760，该解块滤波器用于对所重构当前块与邻近块之间的边界区域滤波。
根据一些实施方式的视频编码方法包括以下步骤：对视频编码，和执行解块滤波。对视频编码的步骤包括以下步骤：预测当前块以生成预测块；从当前块减去预测块以生成残留块；变换、量化残留块并由此对残留块编码；逆量化并且逆变换所变换与量化残留块，以重构残留块；以及将预测块加到所重构残留块，以重构当前块。而且，执行所述解块滤波的步骤包括以下步骤：通过根据相对于涉及滤波的第一子块与第二子块之间的边界的像素位置应用不同像素差异值，对包括一个或更多个所重构的当前块的帧内的子块之间的边界来执行滤波。在某些情况下，如果解块滤波所要求的滤波参数被设置为预置值，则所述视频编码方法还可以包括以下步骤：发送该滤波参数的偏移值。
这里，该执行解块滤波的步骤可以通过允许涉及滤波的第一子块和第二子块中要滤波的像素的数量基于预定准则而不同来执行滤波。
这里，对视频的编码对应于视频编码器的功能，并且执行解块滤波对应于解块滤波器180的功能，并由此省略了其详细描述。
根据一些实施方式的视频解码方法包括以下步骤：通过从比特流生成量化频率变换块来执行比特流重构；通过逆量化并且逆变换所重构的所述量化频率变换块来重构残留块；通过预测要重构的当前块来生成预测块；通过将所生成预测块加到所重构残留块来重构当前块；以及通过允许涉及滤波的第一子块和第二子块中所滤波的像素的数量基于预定准则而不同，对包括一个或更多个所重构当前块的帧内的子块之间的边界执行解块滤波。在某些情况下，如果解块滤波所要求的滤波参数被设置为预置值，则所述视频解码方法还可以包括以下步骤：接收该滤波参数的偏移值。
这里，执行比特流重构对应于比特流解码器710的功能，逆量化与逆变换对应于逆量化和逆变换单元730的功能，预测对应于预测单元740的功能，加法对应于加法器750的功能，以及执行解块滤波对应于解块滤波器760的功能，并由此省略了其详细描述。
根据本公开一些实施方式的视频编码/解码方法可以通过根据示例性实施方式的视频编码方法和根据示例性实施方式的视频解码方法的组合来实现。
根据一些实施方式的视频编码/解码方法包括以下步骤：对视频编码，和对视频解码。该编码视频的步骤包括以下步骤：通过预测当前块来生成预测块；通过从当前块减去预测块来生成残留块；通过变换并量化残留块来生成比特流；通过逆量化并且逆变换所变换并量化残留块来重构残留块，通过将预测块加到所重构残留块来重构当前块，以及通过允许涉及滤波的第一子块和第二子块中所滤波的像素的数量基于预定准则而不同，或者通过根据相对于第一子块与第二子块之间的边界的像素位置应用不同像素差异值，来执行滤波。另外，对视频的解码的步骤包括以下步骤：根据比特流重构量化频率变换块；通过逆量化并且逆变换所重构量化频率变换块来重构残留块；生成要重构的当前块的预测块；通过将所生成预测块加到所重构残留块来重构当前块；以及通过允许涉及滤波的第一子块和第二子块中所滤波的像素的数量基于预定准则而不同，来执行滤波。
在于此提出的本公开的实施方式中，已经举例了要滤波的块边界是左侧块与右侧块之间的边界，但类似方式的滤波可以在下侧块与上侧块之间的边界上执行。
这些实施方式的每一个组件都能够单独按硬件或者部分组合地或者作为整体来实现，并且在具有驻留在计算机可读介质(Computer Readable Media)中的程序模块并且使处理器或微处理器执行硬件等同物的功能的计算机程序中实现。本领域技术人员理解用于构成这种程序的代码或代码段。该计算机程序存储在非暂时计算机可读介质中，其在操作时实现本公开的实施方式。在一些实施方式中，该计算机可读介质包括磁记录介质、光记录介质，以及载波介质。
尽管本公开的示例性实施方式已经出于例示性目的进行了描述，但本领域技术人员应当清楚，在不脱离本公开的各种特征的情况下，各种修改、添加以及替换都是可以的。因此，本公开的示例性实施方式已经出于简洁和清楚起见进行了描述。因此，普通技术人员应当明白，本公开的范围不通过明确描述的上述实施方式来限制，而是根据权利要求书及其等同物来限制。
工业应用
如上所述，本公开在一些实施方式中，针对P块和Q块相同或不同地限定了经历解块滤波的像素的数量和/或位置，并由此改进了编码/解码效率。
相关申请的交叉引用
如果可应用，本申请根据U.S.C§119(a)要求在韩国于2011年7月22日提交的专利申请No.10-2011-0073306，和2011年9月15日提交的专利申请No.10-2011-0093139的优先权，其全部内容通过引用并入于此。另外，该非临时申请基于该韩国专利申请，以相同理由要求保护在除美国以外的其它国家的优先权，其全部内容通过引用并入于此。

Claims (5)

1.一种视频解码方法，该视频解码方法包括以下步骤：
对比特流解码，该对比特流解码的步骤包括以下步骤：从所述比特流生成量化频率变换块；
通过逆量化并且逆变换所述量化频率变换块来重构残留块；
通过预测要重构的当前块来生成预测块；
通过将所生成的所述预测块加到所重构的所述残留块来重构所述当前块；以及
通过允许涉及滤波的第一子块和第二子块中所滤波的像素的数量依赖于预定准则不同，对包括所重构的所述当前块的帧内的子块之间的边界执行解块滤波，
其中，所述预定准则被限定为沿从所述第一子块与所述第二子块之间的边界线起的深度方向的在子块中的像素值的线性度，
其中，通过选择像素的两个代表行并且利用所述像素的代表行中的像素的各所述线性度来获取子块的像素值的所述线性度。
2.根据权利要求1所述的视频解码方法，其中，在被确定为线性的子块中滤波的像素的数量大于在被确定为非线性的子块中滤波的像素的数量。
3.根据权利要求1所述的视频解码方法，其中，所述滤波根据相对于所述第一子块与所述第二子块之间的所述边界的像素位置来应用不同像素差异值。
4.根据权利要求1所述的视频解码方法，所述视频解码方法还包括以下步骤：将所述解块滤波所要求的滤波参数设置为预置值，并接着接收所述滤波参数的偏移值。
5.根据权利要求1所述的视频解码方法，其中，执行所述解块滤波的步骤包括以下步骤：基于用于所述预测的预测信息自适应地确定所滤波的所述像素。
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