CN104756492A - 根据关于立体视频中的第一图像的编码信息对第二图像解块滤波的方法和装置 - Google Patents

根据关于立体视频中的第一图像的编码信息对第二图像解块滤波的方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明的某个实施方式涉及用于根据关于立体视频中的第一图像的编码信息对第二图像解块滤波的方法和装置。在某些实施方式提供一种用于解块滤波的方法和装置，包括：编码信息获得步骤，从比特流获得关于第一图像的当前块和相邻块的编码信息；块模式确定步骤，根据编码信息中确定块模式对，其包括第一图像的当前块的块模式和相邻块的块模式；边界条件确定步骤，根据编码信息中确定当前块和相邻块的边界条件；滤波强度确定步骤，根据块模式对和边界条件确定滤波强度；以及滤波步骤，根据滤波强度对与第二图像的当前块和相邻块之间的边界相邻的边界像素滤波。

Description

根据关于立体视频中的第一图像的编码信息对第二图像解块滤波的方法和装置
技术领域
本公开在一个或多个实施方式中涉及用于根据关于立体视频中的第一图像的编码信息对第二图像解块滤波的方法和装置。更具体地，本公开涉及一种用于在低性能或低频带视频传输中从立体视频图像中有效去除块伪迹的解块滤波方法和装置。
背景技术
这部分的陈述仅仅提供与本公开相关的背景信息并且不一定构成现有技术。
现有的解块滤波技术适用于帧中的全部的4×4块边界边缘(Edge)。这些性能基于宏块的技术利用当前宏块的左侧和上侧上的像素值，并且分别处理亮度和色度分量。滤波首先在垂直边界上进行，然后在水平边缘上从顶到底进行。通常地，亮度分量的滤波在四个16像素边缘上进行，并且色度分量的滤波在两个8像素边缘上进行。
这些解块滤波技术通过显著提高视频的主观质量能够提高压缩效率。然而，由于实现方面的固有的高复杂性，传统的解块滤波处理给视频压缩代带来瓶颈(Bottle-neck)。对于传统的解块滤波技术来说，增加图像分辨率(Resolution)只会加重实时图像处理的困难，它们几乎无法用在用于如对立体视频中的左图像和右图像的同时处理的某些更高速的运行中。为此，经常故意省解块操作，导致随着时间的推移图像质量的严重退化。
在理论上，具有用于构成每一帧的左右图像，立体视频要求的数据量和编码运算量是相应2D视频的两倍。为了在诸如移动电话(Mobile Phone)的低性能/低频带视频传输环境中发送立体视频图像，需要能够在降低实现复杂性的同时防止图像质量退化的高效的编码方法。
发明内容
技术问题
因此，已经努力做出本公开，以在低性能/低频带视频传输环境中从立体视频图像中有效去除块伪迹。
另外，已经努力做出本公开，以通过降低实现的复杂性以及运算的负荷来增强滤波速度，并且通过根据时间/空间复杂性基于人类的视觉特性向左视图像和右视图像应用不同的滤波技术将主观/客观图像质量保持为等于或高于现有方法。
技术方案
根据本公开的某些实施方式，一种用于根据关于立体视频中的主图像的编码信息对次图像解块滤波的装置包括：编码信息获取单元，该编码信息获取单元被构造成从比特流获取关于主图像的当前块和该当前块的相邻块的编码信息；块模式确定器，该块模式确定器被构造成从比特流确定由主图像的当前块的块模式和该当前块的相邻块的块模式构成的块模式对；边界条件确定器，该边界条件确定器被构造成从编码信息中确定针对当前块和相邻块的边界条件；滤波强度确定器，该滤波强度确定器被构造成根据块模式对和边界条件确定滤波强度；以及滤波单元，该滤波单元被构造成根据滤波强度对与次图像的当前块和其相邻块之间的边界邻近的边界像素滤波。
用于解块滤波的装置还可以包括滤波像素确定器，该滤波像素确定器被构造成根据滤波强度确定要被滤波的边界像素的数目。并且滤波单元可以根据滤波强度对确定数目的边界像素滤波。
用于解块滤波的装置还可以包括滤波像素确定器，该滤波像素确定器被构造成根据滤波强度确定参与到滤波中的输入像素的数目。并且滤波单元可以根据确定数目的输入像素和滤波强度对边界像素滤波。
用于解块滤波的装置还可以包括滤波像素确定器，该滤波像素确定器被构造成根据滤波强度确定参与到滤波中的输入像素的数目以及要被滤波的边界像素的数目。并且滤波单元可以根据滤波强度、确定数目的输入像素和确定数目的边界像素对边界像素滤波。
滤波强度的值可以随着主图像的当前块或其相邻块的尺寸增加而增加。
当主图像的当前块和其相邻块之间的边界的长度等于最大块的一个边的长度时，滤波强度可以具有最大值。
当主图像的当前块和其相邻块之间的边界的长度等于最小块尺寸的一个边的长度时，滤波强度可以具有最小值。
根据本公开的另一实施方式，一种用于根据关于立体视频中的主图像的编码信息中对次图像解块滤波的方法，该方法包括以下步骤：从比特流确定主图像的当前块的块模式以及该当前块的相邻块的块模式；从比特流确定针对当前块和相邻块的边界条件；根据主图像的当前块的块模式、相邻块的块模式以及边界条件中的至少一个确定滤波强度；以及根据该滤波强度对与次图像的当前块和其相邻块之间的边界邻近的边界像素滤波。
用于解块滤波的方法还可以包括以下步骤：根据滤波强度确定参与到滤波中的输入像素的数目以及要被滤波的边界像素的数目。并且边界像素的滤波可以包括根据滤波强度、确定数目的输入像素和确定数目的边界像素对边界像素滤波。
滤波强度的值可以随着主图像的当前块和其相邻块之间的复杂性的增加而增加。
当主图像的当前块和其相邻块之间的边界的长度等于最大块的一个边的长度时，滤波强度可以具有最大值；当主图像的当前块和其相邻块之间的边界的长度等于最小块尺寸的一个边的长度时，滤波器强度可以具有最小值。
有益效果
根据如上所述的本公开，可以在低性能/低频带视频传输环境中从立体视频图像中有效去除块伪迹。
此外，通过根据图像的时间空间复杂性基于人类视觉的特性相对于左视图像的解块滤波来有比较地简化右视图像的解块滤波，能够提高解块滤波的速度，并且通过提供具有较低的整体解块滤波运算的实现复杂性以及减少的运算量的解码装置能够将主观/客观图像质量保持为等于或高于传统方法。
附图说明
图1是根据本公开的至少一个实施方式的解块滤波装置的示意性框图。
图2是当前块和相邻块的各种示例性块模式对的图。
图3是当前块的示例性解块滤波的图。
图4是根据本公开的至少一个实施方式用于解块滤波的方法的流程图。
具体实施方式
图1是根据至少一个实施方式的解块滤波装置的示意性框图。
根据该实施方式，解块滤波装置100可以包括编码信息获取单元110、块模式确定器120、边界条件确定器130、滤波强度确定器140、滤波像素确定器150以及滤波单元160。本领域技术人员将要理解的是，通过编码信息获取单元110、块模式确定器120、边界条件确定器130、滤波强度确定器140、滤波像素确定器150以及滤波单元160来描述的解块滤波装置100的部件仅仅是示例性的，并且在不背离本公开的特性的情况下可以进行各种修改、添加和替换。
解块滤波装置100是一种根据关于立体视频中的主图像的编码信息对次图像解块滤波的装置。下面，将给出假设主图像是左视图像(Left-view Image)、次图像是右视图像(Left-view Image)的描述。
用于生成立体图像的编码实体(例如，广播台的编码装置)以比特流的形式对立体图像编码和发送，并且已经经由无线/有线介质接收到所发送的比特流的接收实体的解码装置从该比特流解码出左视图像和右视图像来输出图像。
解码装置通过执行对从该解码装置接收到的比特流的解量化或逆变换来重构一个或多个剩余块，并且通过从比特流获取关于预测的信息来生成预测块。然后，解码装置通过组合一个或多个剩余块和预测块来重构原始块。然后，进行解块滤波来去除包含在所重构的原始块中的很多块伪迹。这里，立体图像包括左视图像和右视图像。因此，经编码的比特流包括关于左视图像的编码信息和关于右视图像的编码信息，并且解码装置分别从所发送的比特流解码出左视图像和右视图像。
并且，通过三个步骤进行滤波，该三个步骤包括边界强度(Boundary Strength)确定、滤波器确定(Filter Decision)和滤波器实现(Filter Implementation)。
这里，边界强度确定是确定滤波强度的处理，并且滤波器确定用于通过调查相邻的像素来确定边界取样(Sampling)。经由滤波实现的步骤输出没有使块失真的块伪迹的最终像素值。
在利用常规处理的步骤中进行左视图像的滤波，而在下面描述的处理中进行右视图像的滤波。这里，用来滤波左视图像的常规处理是指根据涉及例如当前块和相邻块的编码模式是否使用帧内预测、边界是否是宏块边界以及是否给出了变换系数来进行滤波的各种条件来确定诸如边界强度的解块参数的过程。由于这种现有的解块滤波技术是已知的，将省略掉其详细描述。
编码信息获取单元110从比特流获取关于左视图像的当前块和相邻块的编码信息。这里，左视图像的当前块是指在时域中与要被解码的右视图像的当前块处在相同的位置的左视图像的块。因此，除非另有说明，左视图像的当前块将指在时域中与要被解码的右视图像的当前块处在相同的位置的块。
通过比特流进行传输的数据包括构成立体图像的左视图像的编码信息以及关于构成该立体图像的右视图像的编码信息。由于解块滤波发生在当前块和左块之间以及当前块和上块之间，因此从编码信息获取单元110获取的编码信息包括与左视图像的当前块邻近的左相邻图像和上相邻块的大小和位置。
图2是当前块和相邻块的各种示例性块模式对的图。图2示出了根据当16×16模式是左视图像的当前块的块模式时左视图像的相邻块的大小的变化的各种示例。在图2中，一个小平方表示大小4×4。
块模式确定器120根据所获取的编码信息中确定表示左视图像中的当前块的块模式和相邻块的块模式的块模式对。这里，块模式是指要被解码的块单元。例如，块模式包括各种模式，例如16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8和4×4。另外，相邻块是指在解块滤波的方向上设置的块。因此，相邻块是当前块的左图像或上图像。
边界条件确定器130根据编码信息确定左视图像的当前块和相邻块的边界条件。换句话说，边界条件确定器130确定其中左视图像的当前块和相邻块彼此相邻的边界区域中的像素的数目。
滤波强度确定器140根据左视图像的块模式对和边界条件确定右视图像的滤波强度。
下面的表1示出了根据块模式对和边界条件的示例性滤波强度。在表1中，p表示左视图像的当前块的相邻块，并且q表示左视图像的当前块。
在表1中，块之间的边界基于相邻块的类型和人类视觉的特性被划分平坦(Flat)型、简单(Simple)型、正常(Normal)型和复杂(Complex)型四种类型，并且不同的滤波强度被指派各自的边界类型。
如表1中所示，随着左视图像和当前块(q)和其相邻块(p)之间的复杂性增加，右视图像的滤波强度的值增加。
表1
[表1]
p、q帧内编码关系 滤波模式 区域
p和q是MB模式并且边界是16像素边界 4 平坦
p和q是MB模式并且边界是8像素边界 3 简单
p和/或q是子MB模式并且边界是8像素边界 2 正常
p和/或q是子MB模式并且边界是4像素边界 1 复杂
其它 0(无滤波) -
如表1中所示，滤波强度可以依赖于左视图像的当前块和其相邻块之间的边界的长度以及表示块大小的块模式而不同。
另外，如果左视图像的当前块和其相邻块之间的边界的长度等于最大块的一个边的长度，则右视图像的滤波强度可以最大化。如果左视图像的当前块和其相邻块之间的边界的长度等于最小块的一个边的长度，则右视图像的滤波强度可以最小化。如果左视图像的当前块和其相邻块之间的边界的长度处于最小块的一个边的长度与最大块的一个边的长度之间，则右视图像的滤波强度可以根据边界的长度以及表示块大小的块模式而变化。
例如，在表1中，如果p和q的块模式都是宏块(MacroBlock，MB)模式，并且边界区域的像素的数目(边界条件)是16(即，最大块的一个边的长度)，则滤波强度(滤波模式(Filter Mode))为4(最大滤波强度)。这里，MB模式表示块模式16×16、16×8、8×16和8×8中的一种。换句话说，MB模式指示块的大小大于或等于预定大小。
图2的(a)例示了设置为4的滤波强度的示例。在该示例中，p和q的块模式都是MB模式，并且相邻边界像素的数目为16。
图2的(b)例示了设置为3的滤波强度的示例。在该示例中，p和q的块模式都是MB模式，并且边界上的像素的数目如表1中所示为8。
图2的(c)例示了设置为2的滤波强度的示例。在该示例中，两个块中的至少一个块不是MB模式，并且块边界上的像素的数目如表1中所示为8。
图2的(d)例示了设置为1的滤波强度的示例。在该示例中，两个块中的至少一个块不是MB模式，并且块边界上的像素的数目如表1中所示为4。
图2中所示的示例仅仅是几种可能的情况，左视图像的当前块的块模式可以具有除了16×16之外的各种大小。
此外，如表1和图2中所示，随着左视图像的当前块或其相邻块的尺寸增加，滤波强度的值增加。关于图像的复杂度，人类视觉对于平坦和简单区域比对于复杂区域的块不连续性更加敏感。这意味着根据人类视觉的特性，图像的复杂性随着编码块的尺寸的增加而降低。因此，通过增加滤波强度以去除尽可能多的不连续性。如果编码块的尺寸较小，这意味着图像的高复杂性，因此通过降低滤波强度来滤波以去除较少数目的不连续性。
图3是当前块的示例性解块滤波的图。
滤波像素确定器150根据确定的滤波强度来确定参与到滤波中的输入像素的数目以及要被滤波的边界像素的数目。这里，参与到滤波中的输入像素的数目是指用于滤波的像素的数目。例如，当在图3中的垂直方向上进行滤波时，输入像素的数目是用来对q0进行解块的有限冲击响应滤波器(Finite Impulse Response Filter，FIR滤波器)的抽头的数目。例如，当使用4抽头FIR滤波器时，q0、p0、p1和q1被用来生成q0'，该q0'是q0的解块滤波的结果。
要被滤波的边界像素的数目指示要被滤波的块的像素的数目，其在该边界上从该像素开始计数。具体地，在图3中，边界像素的数目指示是只有p0和q0被滤波还是p0、p1、q0和q1被滤波。
根据某些实施方式，滤波像素确定器150可以根据确定了要被滤波的边界像素的数目的滤波强度来确定参与到滤波中的输入像素的数目，或者可以根据确定了参与到滤波中的输入像素的数目的滤波强度来确定要被滤波的边界像素的数目。
如果不使用滤波像素确定器150，则可以通过稍后进行描述的滤波单元160使用预定数目的要被滤波的边界像素以及预定数目的参与到滤波中的输入像素来进行滤波。
滤波单元160对与右视图像的当前块和右视图像的相邻块之间的边界相邻的边界像素滤波。如上所述，滤波单元160使用根据滤波强度而预定或确定的要被滤波的边界像素的数目和参与到滤波中的输入像素的数目执行解块滤波。
这样，左视图像的解码通过从编码装置发送的比特流重建左视图像的残留信号、通过添加预测块来生成经预滤波的图像以及对该经预滤波的图像执行滤波来完成。在重建了经预滤波的图像之后，使用左视图像的编码信息(其还可以被称为由于使用编码信息进行解码的解码信息)对右视图像执行解块滤波。从而，完成了要被解码的左视图像和右视图像的重建。当完成了左视图像和右视图像的重建时，通过视觉地合成两个图像来重建并显示立体图像。
如上所述，如果对左视图像的经预滤波的图像进行解块滤波，则需要从编码信息中获取各种条件，涉及预测是否是左视图像的当前块和相邻块的帧内预测、边界是宏块边界还是变换的边界以及是否给定了变化系数，其花费大量的时间执行计算。另一方面，如果对右视图像进行解块滤波，则只需要确定左视图像的当前块和其与参与到右视图像的解块滤波中的块的位置相对应的相邻块的块大小和位置，因此大大减少了用来计算滤波强度的时间。
这样，用于左视图像的解块滤波方法与用于右视图像的解块滤波方法相分离。具体地，现有的解块滤波方法用于左视图像来保证图像的主观图像质量尽可能得高。对于右视图像，通过将各个可变块划分成简单区域和复杂区域来确定滤波模式。然后，对表现出很少移动的简单区域应用强滤波来减少尽可能多的块扭曲，对表现出许多移动的复杂区域应用弱滤波来保护实际对象的边缘以额外提高图像的主观图像质量。
图4是根据至少一个实施方式用于解块滤波的方法的流程图。
如图4中所示，用于解块滤波的方法包括：从比特流获取关于左视图像的当前块和其相邻块的编码信息(步骤S410)；从编码信息中确定由左视图像的当前块的块模式和相邻块的块模式构成的块模式对(S420)；从编码信息中确定针对当前块和相邻块的边界条件(S430)；根据块模式对和边界条件确定滤波强度(S440)；根据滤波强度确定参与到滤波中的输入像素的数目以及要被滤波的边界像素的数目(S450)；以及根据滤波强度、输入像素的数目以及边界像素的数目对边界像素进行滤波(S460)。
这里，编码信息的获取步骤(S410)、块模式对的确定步骤(S420)、边界条件的确定步骤(S430)、滤波强度的确定步骤(S440)、滤波像素的确定步骤(S450)以及边界像素的滤波步骤(S460)对应于编码信息获取单元110、块模式确定器120、边界条件确定器130、滤波强度确定器140、滤波像素确定器150以及率单元160的操作，因此将省略掉其详细描述。
虽然为说明性目的已经描述了本发明的示例性实施方式，但本领域技术人员将理解在不背离本发明的实质特性的情况下，能够进行各种修改、添加和替换。因此，为了简洁和清晰起见，已经描述了本发明的示例性实施方式。因此，本领域技术人员将理解，本发明的范围不受明确描述的上述实施方式的限制而是受到权利要求及其等同物的限制。
工业可应用性
如上所述，本公开对于解块滤波领域的应用是非常有用的。可以在低性能/低频带视频传输环境中从立体视频图像中有效去除块伪迹。
相关申请的交叉引用
如果适用，本申请根据35U.S.C§119(a)要求2012年10月25日在韩国提交的申请号为10-2012-0119260的专利申请的优先权，该专利申请的全部内容通过引用的方式并入在本文中。另外，该韩国专利申请的全部内容通过引用的方式并入在本文中，由于与基于该韩国专利申请相同的原因，该非临时性申请在除了美国之外的国家要求优先权。

Claims (11)

1.一种用于根据关于立体视频中的主图像的编码信息对次图像解块滤波的装置，该装置包括：
块模式确定器，该块模式确定器被构造成从比特流确定所述主图像的当前块的块模式以及所述当前块的相邻块的块模式；
边界条件确定器，该边界条件确定器被构造成从所述比特流确定针对所述当前块和所述相邻块的边界条件；
滤波强度确定器，该滤波强度确定器被构造成根据所述主图像的所述当前块的块模式、所述相邻块的块模式以及所述边界条件中的至少一个来确定滤波强度；以及
滤波单元，该滤波单元被构造成根据所述滤波强度对与所述次图像的当前块和其相邻块之间的边界相邻的边界像素滤波。
2.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括滤波像素确定器，该滤波像素确定器被构造成根据所述滤波强度确定要被滤波的边界像素的数目。
3.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括滤波像素确定器，该滤波像素确定器被构造成根据所述滤波强度确定参与到滤波中的输入像素的数目。
4.根据权利要求1所述的装置，所述装置还包括滤波像素确定器，该滤波像素确定器被构造成根据所述滤波强度确定参与到所述滤波中的输入像素的数目以及要被滤波的边界像素的数目。
5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述滤波强度的值随着所述主图像的所述当前块或其相邻块的尺寸增加而增加。
6.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述主图像的所述当前块和其所述相邻块之间的边界的长度等于最大块的一个边的长度时，所述滤波强度具有最大值。
7.根据权利要求1所述的装置，其中，当所述主图像的所述当前块和其所述相邻块之间的边界的长度等于最小块尺寸的一个边的长度时，所述滤波强度具有最小值。
8.一种用于根据关于立体视频中的主图像的编码信息对次图像解块滤波的方法，该方法包括以下步骤：
从比特流确定所述主图像的当前块的块模式以及所述当前块的相邻块的块模式；
从所述比特流确定针对所述当前块和所述相邻块的边界条件；
根据所述主图像的所述当前块的所述块模式、所述相邻块的所述块模式以及所述边界条件中的至少一个来确定滤波强度；以及
根据所述滤波强度对与所述次图像的当前块和其相邻块之间的边界相邻的边界像素滤波。
9.根据权利要求8所述的方法，所述方法还包括以下步骤：根据所述滤波强度确定参与到所述滤波中的输入像素的数目以及要被滤波的所述边界像素的数目。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述滤波强度的值随着所述主图像的所述当前块和其所述相邻块之间的复杂性的增加而增加。
11.根据权利要求7所述的方法，其中，当所述主图像的所述当前块和其所述相邻块之间的边界的长度等于最大块的一个边的长度时，所述滤波强度具有最大值；并且当所述主图像的所述当前块和其所述相邻块之间的边界的长度等于最小块尺寸的一个边的长度时，所述滤波器强度具有最小值。
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