CN105165010B - 基于位深度的样本自适应偏移缩放的视频译码方法及设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于样本自适应偏移SAO缩放的系统、方法及设备。举例来说，所述设备可包含处理器，所述处理器经配置以确定用于应用于视频数据以改善所述视频数据中的信号幅度的重构的SAO滤波器的偏移值。所述处理器可经进一步配置以针对所述视频数据确定指示位深度的第一值及指示缩放因子的第二值，以基于将所述缩放因子应用于所述偏移值来提供经缩放偏移值，且根据所述经缩放偏移值来缩放所述视频数据的至少一个颜色分量。所述处理器还可经配置以识别用于经缩放相邻像素值群组的边缘偏移类别，且基于所述经识别边缘偏移类别来调整所述SAO滤波器。

Description

基于位深度的样本自适应偏移缩放的视频译码方法及设备
技术领域
本发明大体上涉及视频译码，且更特定地说，涉及视频译码过程中的样本自适应偏移(SAO)滤波，诸如，高效率视频译码(HEVC)。
背景技术
数字视频能力可并入到广泛范围的装置中，所述装置包含数字电视、数字直播系统、无线广播系统、个人数字助理(PDA)、膝上型或桌上型计算机、平板计算机、电子书阅读器、数字相机、数字记录装置、数字媒体播放器、视频游戏装置、视频游戏控制台、蜂窝或卫星无线电电话、所谓“智能电话”、视频电话会议装置、视频流式处理装置，及其类似者。数字视频装置实施视频压缩技术，诸如，以下各者中描述的视频压缩技术：由MPEG-2、MPEG-4、ITU-T H.263、ITU-T H.264/MPEG-4第10部分的高级视频译码(AVC)定义的标准；目前在开发中的高效率视频译码(HEVC)标准；及此类标准的扩展。视频装置可通过实施此类视频压缩技术来较有效率地发射、接收、编码、解码及/或存储数字视频信息。
视频压缩技术执行空间(图片内)预测及/或时间(图片间)预测以缩减或移除为视频序列所固有的冗余。对于基于块的视频译码，可将视频切片(即，视频帧或视频帧的部分)分割成若干视频块，其也可被称作树型块、译码单元(CU)及/或译码节点。图片的经帧内译码(I)切片中的视频块是使用关于所述同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测予以编码。图片的经帧间译码(P或B)切片中的视频块可使用关于所述同一图片中的相邻块中的参考样本的空间预测，或关于其它参考图片中的参考样本的时间预测。图片可被称作帧，且参考图片可被称作参考帧。
空间预测或时间预测引起用于待译码块的预测性块。残差数据表示原始待译码块与预测性块之间的像素差。根据指向形成预测性块的参考样本块的运动矢量及指示经译码块与预测性块之间的差的残差数据来编码经帧间译码块。根据帧内译码模式及残差数据来编码经帧内译码块。出于进一步压缩起见，可将残差数据从像素域变换到变换域，从而引起残差变换系数，所述残差变换系数接着可被量化。可扫描最初以二维阵列而布置的经量化变换系数以便产生变换系数的一维矢量，且可应用熵译码以实现甚至更多的压缩。
发明内容
本发明的系统、方法及装置各自具有若干创新方面，所述方面中无单一方面单独地负责本文所揭示的理想属性。本发明的一个方面提供一种用于视频译码的设备及方法。所述设备包括存储器单元，所述存储器单元经配置以存储视频数据。所述设备进一步包括处理器，所述处理器以操作方式耦合到所述存储器单元。所述处理器可经配置以确定用于应用于所述视频数据以改善所述视频数据中的信号幅度的重构的样本自适应偏移(SAO)滤波器的偏移值。所述处理器可经进一步配置以针对所述视频数据确定指示位深度的第一值及指示缩放比例的第二值。所述处理器可经进一步配置以基于将所述缩放比例应用于所述偏移值来提供经缩放偏移值，且根据所述经缩放偏移值来缩放所述视频数据的至少一个颜色分量。
在相关方面中，所述处理器可经配置以基于将解块滤波器应用于所述视频数据的至少一个块来使与所述视频数据中的所述至少一个块相关联的块边缘平滑。所述处理器可经进一步配置以至少部分地基于应用于所述偏移值的所述缩放比例来缩放所述至少一个块的相邻像素值群组。所述处理器可经进一步配置以至少部分地基于所述经缩放群组的边缘形状来识别边缘偏移类别，且基于所述经识别边缘偏移类别来调整SAO滤波器。在另外相关方面中，还提供执行所述设备的功能的方法。
附图说明
图1为说明可利用本发明所描述的样本自适应偏移滤波技术的实例视频编码与解码系统的框图。
图2为说明可实施本发明所描述的样本自适应偏移滤波技术的实例视频编码器的框图。
图3为说明可实施本发明所描述的样本自适应偏移滤波技术的实例视频解码器的框图。
图4为说明可实施本发明所描述的样本自适应偏移滤波技术的另一实例视频编码器的框图。
图5为说明可实施本发明所描述的样本自适应偏移滤波技术的另一实例视频解码器的框图。
图6为根据本发明的一或多个方面的展示根据各种映射方法的经译码偏移值与经缩放偏移值之间的实例映射曲线的说明。
图7为展示边缘类别中的四者的实例的说明。
图8为根据本发明的一或多个方面的说明具有像素缩放器的视频编码器的实例的框图。
图9为根据本发明的一或多个方面的说明具有像素缩放器的视频解码器的实例的框图。
图10为根据本发明的一或多个方面的展示用于SAO缩放的示范性方法的流程图。
图11为根据本发明的一或多个方面的展示用于边缘偏移分类的像素值缩放的示范性方法的流程图。
具体实施方式
下文结合随附图式所陈述的具体实施方式意欲作为本发明的各种实施例的描述，且不意欲表示可供实践本发明的仅有实施例。贯穿此具体实施方式所使用的术语“示范性”意指“充当实例、例子或说明”，且未必应被认作比其它示范性实施例优选或有利。具体实施方式出于提供对本发明的示范性实施例的透彻理解的目的而包含特定细节。在一些例子中，以框图形式来展示一些装置。
虽然出于解释简单的目的而将方法展示及描述为一系列动作，但应理解及了解，所述方法并不受到动作的次序限制，这是因为：根据一或多个方面，一些动作可以与本文所展示及描述的次序不同的次序及/或与其它动作同时地发生。举例来说，所属领域的技术人员应理解及了解，方法可替代地被表示为一系列相关状态或事件，诸如，呈状态图。此外，根据一或多个方面，可能并不需要所有所说明动作来实施方法。
高效率视频译码(HEVC)为由ITU-T WP3/16及ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11的视频译码联合协作团队(JCT-VC)开发的国际视频译码标准。HEVC使用被称为样本自适应偏移(SAO)的回路内滤波器，所述回路内滤波器是在解块滤波器之后被应用。在SAO中，根据SAO类型及类别而将偏移值加到每一像素。可针对每一最大译码单元(LCU)或译码树型单元(CTU)来发信SAO参数，包含类型及偏移值。单独地针对亮度及色度来发信SAO类型，且针对Cb分量及Cr分量来共享色度SAO类型。可针对LCU或CTU内的每一颜色分量来发信四个偏移。
在HEVC的一种方法中，经译码偏移值范围可取决于位深度。经译码偏移值范围为[0,(1<<(Min(bitDepth,10)-5))-1]，且单独地译码正负号值。举例来说，用于8位视频的范围为[0,7]，用于9位视频的范围为[0,15]，且用于10及10以上的位深度的范围为[0,31]。
在一个实施方案中，可针对大于10的位深度线性地缩放经解码偏移值，如下文所展示。
offset_scaled＝offset_coded<<(bitDepth-10)
举例来说，当位深度为12时，使每一经解码偏移值在加到每一像素之前乘以4。
当从较高位深度视频产生较低位深度视频时，使用色调映射，所述色调映射可为线性或非线性。每一颜色分量可具有不同色调映射。然而，在某些实施方案中，根据每一颜色分量的位深度而针对所有颜色分量仅应用线性缩放。此情形可限制SAO性能，且导致译码效率损失，特别是对于位深度高于10位的视频。因此，需要开发一种可根据输入序列特性而改变的偏移缩放方法/技术。此方法/技术将允许SAO充分地展示其效率以改善译码性能。
为了减轻或解决问题，本发明描述一种偏移映射过程，其中可根据缩放参数集合来缩放经解码偏移值。所述缩放参数可包含：用以从预定义映射方法当中进行选择的缩放技术，包含线性缩放及非线性缩放(其过程可被称为“非线性地缩放”)；及用以控制映射步长的缩放比例。每一颜色分量(或颜色分量群组)可具有独立缩放技术及缩放比例。此技术的优势为：无需改变熵译码/解码部分，此情形可促进此技术优于现有HEVC技术或其类似者的实施方案。
图1为说明可利用本发明所描述的SAO技术的实例视频编码与解码系统10的框图。如图1所展示，系统10包含源装置12，源装置12产生稍后待由目的地装置14解码的经编码视频数据。源装置12及目的地装置14可包括广泛范围的装置中的任一者，包含桌上型计算机、笔记本(即，膝上型)计算机、平板计算机、机顶盒、诸如所谓“智能”电话的电话手机、所谓“智能”垫、电视、相机、显示装置、数字媒体播放器、视频游戏控制台、视频流式处理装置，或其类似者。在一些状况下，源装置12及目的地装置14可经装备用于无线通信。
目的地装置14可经由链路16而接收待解码的经编码视频数据。链路16可包括能够将经编码视频数据从源装置12移动到目的地装置14的任何类型的媒体或装置。在一个实例中，链路16可包括用以使源装置12能够实时地将经编码视频数据直接地发射到目的地装置14的通信媒体。可根据诸如无线通信协议的通信标准来调制经编码视频数据，且将经编码视频数据发射到目的地装置14。通信媒体可包括任何无线或有线通信媒体，诸如，射频(RF)频谱，或者一或多个物理传输线。通信媒体可形成诸如以下各者的基于分组的网络的部分：局域网、广域网，或诸如因特网的全局网络。通信媒体可包含路由器、交换机、基站，或可有用于促进从源装置12到目的地装置14的通信的任何其它装备。
替代地，可将经编码数据从输出接口22输出到存储装置31。相似地，可由输入接口从存储装置31存取经编码数据。存储装置31可包含多种分布式或本地存取式数据存储媒体中的任一者，诸如，硬盘驱动器、蓝光光盘、DVD、CD-ROM、闪速存储器、易失性或非易失性存储器，或用于存储经编码视频数据的任何其它合适数字存储媒体。在另外实例中，存储装置31可对应于可保持由源装置12产生的经编码视频的文件服务器或另一中间存储装置。目的地装置14可经由流式处理或下载而从存储装置31存取经存储视频数据。文件服务器可为能够存储经编码视频数据且将那个经编码视频数据发射到目的地装置14的任何类型的服务器。实例文件服务器包含web服务器(例如，用于网站)、FTP服务器、网络连接存储(NAS)装置或本地磁盘驱动器。目的地装置14可经由包含因特网连接的任何标准数据连接而存取经编码视频数据。此数据连接可包含适合于存取存储在文件服务器上的经编码视频数据的无线信道(例如，Wi-Fi连接)、有线连接(例如，DSL、电缆调制解调器等等)，或两者的组合。经编码视频数据从存储装置31的发射可为流式处理发射、下载发射，或两者的组合。
本发明的技术未必限于无线应用或设置。所述技术可应用于视频译码以支持多种多媒体应用中的任一者，诸如，空中电视广播、有线电视发射、卫星电视发射、流式处理视频发射(例如，经由因特网)、供存储在数据存储媒体上的数字视频的编码、存储在数据存储媒体上的数字视频的解码，或其它应用。在一些实例中，系统10可经配置以支持单向或双向视频发射，以支持诸如视频流式处理、视频回放、视频广播及/或视频电话的应用。
在图1的实例中，源装置12包含视频源18、视频编码器20及输出接口22。在一些状况下，输出接口22可包含调制器/解调器(调制解调器)及/或发射器。在源装置12中，视频源18可包含诸如视频捕获装置(例如，视频相机)的源、含有经先前捕获视频的视频存档、用以从视频内容提供者接收视频的视频馈送接口，及/或用于产生计算机图形数据作为源视频的计算机图形系统，或此类源的组合。作为一个实例，如果视频源18为视频相机，那么源装置12及目的地装置14可形成所谓相机电话或视频电话。然而，本发明所描述的技术可大体上适用于视频译码，且可应用于无线应用及/或有线应用。
可由视频编码器20编码经捕获、经预捕获或经计算机产生的视频。可经由源装置12的输出接口22而将经编码视频数据直接地发射到目的地装置14。此外(或替代地)，可将经编码视频数据存储到存储装置31上以由目的地装置14或其它装置稍后存取，以供解码及/或回放。
目的地装置14包含输入接口28、视频解码器30及显示装置32。在一些状况下，输入接口28可包含接收器及/或调制解调器。目的地装置14的输入接口28经由链路16而接收经编码视频数据。经由链路16而传达或在存储装置31上提供的经编码视频数据可包含由视频编码器20产生以由诸如视频解码器30的视频解码器用来解码所述视频数据的多种语法元素。此类语法元素可与在通信媒体上发射、存储在存储媒体上或存储在文件服务器上的经编码视频数据一起被包含。
显示装置32可与目的地装置14整合，或在目的地装置14外部。在一些实例中，目的地装置14可包含整合式显示装置，且还经配置以与外部显示装置进行接口连接。在其它实例中，目的地装置14可为显示装置。一般来说，显示装置32向用户显示经解码视频数据，且可包括多种显示装置中的任一者，诸如，液晶显示器(LCD)、等离子显示器、有机发光二极管(OLED)显示器，或另一类型的显示装置。
视频编码器20及视频解码器30可根据包含HEVC或其类似者的其它视频压缩标准而操作。Bross等人在2012年10月于中国上海召开的ITU-T SG16 WP3及ISO/IEC JTC1/SC29/WG11的视频译码联合协作团队(JCT-VC)第11届会议中的“High Efficiency VideoCoding(HEVC)text specification draft 9”中描述“HEVC工作草案9”或WD9，其仍可从http://phenix.int-evry.fr/jct/doc_end_user/documents/11_Shanghai/wg11/JCTVC-K1003-v8.zip下载，其全部内容是以引用方式并入本文中。然而，本发明的技术不限于任何特定译码标准或技术。
替代地，视频编码器20及视频解码器30可根据诸如以下各者的其它专有或工业标准而操作：ITU-T H.264标准，替代地被称作MPEG-4第10部分的高级视频译码(AVC)；或此类标准的扩展。然而，本发明的技术不限于任何特定译码标准。视频压缩标准的其它实例包含MPEG-2及ITU-T H.263。
尽管图1中未图示，但在一些方面中，视频编码器20及视频解码器30各自可与音频编码器及解码器整合，且可包含适当MUX-DEMUX单元或其它硬件及软件以处置共同数据流或单独数据流中的音频及视频两者的编码。适用时，在一些实例中，MUX-DEMUX单元可符合ITU H.223多路复用器协议，或诸如用户数据报协议(UDP)的其它协议。
视频编码器20及视频解码器30各自可被实施为多种合适编码器电路系统中的任一者，诸如，一或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、离散逻辑、软件、硬件、固件或其任何组合。当部分地以软件来实施所述技术时，装置可将用于所述软件的指令存储在合适非暂时性计算机可读媒体中，且使用一或多个处理器而以硬件来执行所述指令以执行本发明的技术。视频编码器20及视频解码器30中的每一者可包含在一或多个编码器或解码器中，所述一或多个编码器或解码器中的任一者可被整合为相应装置中的组合式编码器/解码器(CODEC)的部分。
JCT-VC正致力于HEVC标准的开发。HEVC标准化努力是基于视频译码装置的演进模型，其被称作HEVC测试模型(HM)。HM假设视频译码装置相对于根据(例如)ITU-T H.264/AVC的现有装置的若干额外能力。举例来说，H.264提供九个帧内预测编码模式，而HM可提供多达三十三个帧内预测编码模式。
一般来说，HM的工作模型描述出，可将视频帧或图片划分成包含亮度样本及色度样本两者的译码树型单元(CTU)的序列，其也被称为最大译码单元(LCU)。树型块具有与H.264标准的宏块的目的相似的目的。切片包含按译码次序的数个连续树型块。可将视频帧或图片分割成一或多个切片。可根据四叉树而将每一树型块分裂成若干译码单元(CU)。举例来说，可将树型块(作为四叉树的根节点)分裂成四个子节点，且每一子节点又可为父节点且被分裂成另外四个子节点。最后未分裂子节点(作为四叉树的叶节点)包括译码节点，即，经译码视频块。与经译码位流相关联的语法数据可定义树型块可被分裂的最大次数，且还可定义译码节点的最小大小。
CU包含译码节点，以及与译码节点相关联的预测单元(PU)及变换单元(TU)。CU的大小对应于译码节点的大小且为正方形形状。CU的大小的范围可为从8×8像素直到具有最大64×64像素或更大像素的树型块的大小。每一CU可含有一或多个PU及一或多个TU。与CU相关联的语法数据可描述(例如)将CU分割成一或多个PU。分割模式可依CU被跳过或直接模式编码、被帧内预测模式编码还是被帧间预测模式编码而不同。PU可被分割为非正方形形状。与CU相关联的语法数据还可描述(例如)根据四叉树而将CU分割成一或多个TU。TU可为正方形或非正方形形状。
HEVC标准允许根据TU的变换，所述变换针对不同CU可不同。通常基于针对经分割LCU所定义的给定CU内的PU的大小来设置TU的大小，但可并非总是此状况。TU通常为与PU的大小相同的大小，或小于PU。在一些实例中，可使用被称为“残差四叉树”(RQT)的四叉树结构而将对应于CU的残差样本再分成较小单元。RQT的叶节点可被称作变换单元(TU)。可变换与TU相关联的像素差值以产生变换系数，所述变换系数可被量化。
一般来说，PU包含与预测过程相关的数据。举例来说，当PU被帧内模式编码时，PU可包含描述用于PU的帧内预测模式的数据。作为另一实例，当PU被帧间模式编码时，PU可包含定义用于PU的运动矢量的数据。定义用于PU的运动矢量的数据可描述(例如)运动矢量的水平分量、运动矢量的垂直分量、用于运动矢量的分辨率(例如，四分之一像素精确度，或八分之一像素精确度)、运动矢量所指向的参考图片，及/或用于运动矢量的参考图片列表(例如，列表0、列表1或列表C)。
一般来说，TU用于变换过程及量化过程。具有一或多个PU的给定CU还可包含一或多个变换单元(TU)。在预测之后，视频编码器20可计算对应于PU的残差值。所述残差值包括可被变换成变换系数、被量化且使用TU而被扫描以产生序列化变换系数以供熵译码的像素差值。本发明通常使用术语“视频块”以指CU的译码节点。在一些特定状况下，本发明还可使用术语“视频块”以指包含译码节点以及PU及TU的树型块，即，LCU或CU。
视频序列通常包含一系列视频帧或图片。图片群组(GOP)通常包括所述视频图片中的一系列一或多个视频图片。GOP可在所述GOP的标头中、在所述图片中的一或多者的标头中或在别处包含语法数据，所述语法数据描述包含在所述GOP中的图片的数目。图片的每一切片可包含描述用于所述相应切片的编码模式的切片语法数据。视频编码器20通常对个别视频切片内的视频块进行操作，以便编码视频数据。视频块可对应于CU内的译码节点。视频块可具有固定或变化的大小，且其大小可根据指定译码标准而不同。
作为实例，HM支持以各种PU大小的预测。假定特定CU的大小为2N×2N，那么HM支持以2N×2N或N×N的PU大小的帧内预测，及以2N×2N、2N×N、N×2N或N×N的对称PU大小的帧间预测。HM还支持用于以2N×nU、2N×nD、nL×2N及nR×2N的PU大小的帧间预测的不对称分割。在不对称分割中，CU的一个方向未被分割，而另一方向被分割成25％及75％。CU的对应于25％分割区的部分是通过“n”后面是“向上”、“向下”、“向左”或“向右”的指示而指示。因此，举例来说，“2N×nU”是指被水平地分割的2N×2N CU，其中2N×0.5N PU位于顶部上且2N×1.5N PU位于底部上。
在本发明中，“N×N”与“N乘N”可被互换式地使用以指视频块在垂直维度及水平维度上的像素尺寸，例如，16×16像素或16乘16像素。一般来说，16×16块将在垂直方向上具有16个像素(y＝16)且在水平方向上具有16个像素(x＝16)。同样地，N×N块通常在垂直方向上具有N个像素且在水平方向上具有N个像素，其中N表示非负整数值。可按行及列来布置块中的像素。此外，块未必需要在水平方向上与在垂直方向上具有相同数目个像素。举例来说，块可包括N×M个像素，其中M未必等于N。
在使用CU的PU进行帧内预测性译码或帧间预测性译码之后，视频编码器20可计算用于CU的TU的残差数据。PU可包括位于空间域(也被称作像素域)中的像素数据，且TU可包括在将变换(例如，离散余弦变换(DCT)、整数变换、小波变换或概念上相似变换)应用于残差视频数据之后位于变换域中的系数。残差数据可对应于未经编码图片的像素与对应于PU的预测值之间的像素差。视频编码器20可形成包含用于CU的残差数据的TU，且接着变换所述TU以产生用于CU的变换系数。
在进行任何变换以产生变换系数之后，视频编码器20可执行变换系数的量化。量化通常是指如下过程：量化变换系数以可能地缩减用以表示所述系数的数据的量，从而提供进一步压缩。所述量化过程可缩减与所述系数中的一些或全部相关联的位深度。举例来说，可在量化期间将n位值降值舍位到m位值，其中n大于m。
在一些实例中，视频编码器20可利用预定义扫描次序以扫描经量化变换系数，以产生可被熵编码的序列化矢量。在其它实例中，视频编码器20可执行自适应扫描。在扫描经量化变换系数以形成一维矢量之后，视频编码器20可熵编码所述一维矢量，例如，根据上下文自适应可变长度译码(CAVLC)、上下文自适应二进制算术译码(CABAC)、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(SBAC)、概率区间分割熵(PIPE)译码或另一熵编码方法。视频编码器20还可熵编码与经编码视频数据相关联的语法元素以由视频解码器30用来解码所述视频数据。
为了执行CABAC，视频编码器20可将上下文模型内的上下文指派到待发射符号。所述上下文可关于(例如)所述符号的相邻值是否为非零。为了执行CAVLC，视频编码器20可针对待发射符号选择可变长度代码。可将VLC中的代码字构造成使得相对较短代码对应于较可能符号，而较长代码对应于较不可能符号。以此方式，使用VLC相比于(例如)针对每一待发射符号使用等长代码字可实现位节省。概率确定可基于被指派到符号的上下文。
一般来说，在一些例子中，将偏移值加到LCU或其它译码单元中的像素可改善译码。举例来说，可将偏移值应用于经重构视频块的像素，以便补偿照明改变、量化误差，或更一般化地，使经解码视频数据更接近地类似于原始视频数据。SAO技术允许取决于像素(或块)的像素值而将不同偏移值应用于不同像素(或像素块)。可基于像素的值来确定待应用于像素的偏移值。举例来说，如果像素具有位于第一频带内的值，那么可将与所述第一频带相关联的偏移应用于所述像素。如果所述像素具有位于第二频带内的值，那么可将与所述第二频带相关联的偏移应用于所述像素，对于所有频带是诸如此类。
在一种类型的SAO实施方案中，每一分割区(其由LCU集合组成)可具有三种偏移类型(也被称为像素分类)中的一者。所述三种偏移类型为：无偏移、基于频带分类的偏移类型0/1，及基于边缘分类的类型EO0/EO1/EO2/EO3。EO0分类SAO可包含使用定位于当前像素左侧及右侧的周围像素(在本文中也被称为“水平周围”像素)来确定用于当前像素的边缘索引值或其分量。EO1分类SAO可包含使用定位于当前像素上方及下方的周围像素(在本文中也被称为“垂直周围”像素)来确定用于当前像素的边缘索引值或其分量。EO2分类SAO可包含使用定位于当前像素左上方及右下方的周围像素(在本文中也被称作定位为相对于当前像素成负45度)来确定用于当前像素的边缘索引值或其分量。EO3分类SAO可包含使用定位于当前像素右上方及左下方的周围像素(在本文中也被称作定位为相对于当前像素成45度)来确定用于当前像素的边缘索引值或其分量。
如下文更详细地所描述，本发明的方面大体上涉及一种偏移映射过程，其中根据缩放参数集合来缩放经解码偏移值。本发明的技术可由视频编码器20或视频解码器30执行。
图2为说明可实施本发明所描述的SAO发信技术的实例视频编码器20的框图。视频编码器20可执行视频切片内的视频块的帧内译码及帧间译码。帧内译码依赖于空间预测以缩减或移除给定视频帧或图片内的视频的空间冗余。帧间译码依赖于时间预测以缩减或移除视频序列的邻近帧或图片内的视频的时间冗余。帧内模式(I模式)可指若干基于空间的压缩模式中的任一者。诸如单向预测(P模式)或双向预测(B模式)的帧间模式可指若干基于时间的压缩模式中的任一者。
在图2的实例中，视频编码器20包含分割单元35、预测处理单元41、参考图片存储器64、求和器50、变换处理单元52、量化单元54，及熵编码单元56。预测处理单元41包含运动估计单元42、运动补偿单元44，及帧内预测处理单元46。对于视频块重构，视频编码器20还包含反量化单元58、反变换处理单元60，及求和器62。还可包含解块滤波器72以滤波块边界，以从经重构视频移除块效应假象。如图2所展示，视频编码器20还包含额外回路滤波器，包含SAO滤波器74及任选自适应回路滤波器(ALF)76。尽管解块滤波器72及SAO滤波器74以及任选ALF 76在图2中被展示为回路内滤波器，但在一些配置中，解块滤波器72、SAO滤波器74及任选ALF 76可被实施为回路后滤波器。另外，在本发明的技术的一些实施方案中，可省略解块滤波器72及任选ALF 76中的一或多者。详细地说，由于在HEVC中不存在ALF 76，故将在用于HEVC的实施方案中省略ALF 76。
如图2所展示，视频编码器20接收视频数据，且分割单元35将所述数据分割成视频块。此分割还可包含分割成切片、图像块(tile)，或其它较大单元，以及(例如)根据LCU及CU的四叉树结构的视频块分割。视频编码器20通常说明编码待编码视频切片内的视频块的组件。所述切片可被划分成多个视频块(且可能地划分成被称为图像块的视频块集合)。预测处理单元41可选择多个可能译码模式中的一者，其可包含用于基于误差结果(例如，译码速率及失真程度)的当前视频块的分割大小，诸如，多个帧内译码模式中的一者，或多个帧间译码模式中的一者。预测处理单元41可将所得的经帧内译码块或经帧间译码块提供到求和器50以产生残差块数据，且将所得的经帧内译码块或经帧间译码块提供到求和器62以重构经编码块以供用作参考图片。
预测处理单元41内的帧内预测处理单元46可执行当前视频块相对于与当前待译码块相同的帧或切片中的一或多个相邻块的帧内预测性译码，以提供空间压缩。预测处理单元41内的运动估计单元42及运动补偿单元44执行当前视频块相对于一或多个参考图片中的一或多个预测性块的帧间预测性译码，以提供时间压缩。
运动估计单元42可经配置以根据用于视频序列的预定样式来确定用于视频切片的帧间预测模式。所述预定样式可将所述序列中的视频切片指定为预测切片(P切片)、双向预测切片(B切片)，或一般化P/B切片(GPB切片)。运动估计单元42及运动补偿单元44可高度地整合，但出于概念目的而被单独地说明。由运动估计单元42执行的运动估计为产生运动矢量的过程，所述运动矢量估计用于视频块的运动。举例来说，运动矢量可指示当前视频帧或图片内的视频块的PU相对于参考图片内的预测性块的位移。
预测性块为被发现为在像素差方面接近地匹配于待译码视频块的PU的块，所述像素差可由绝对差总和(SAD)、平方差总和(SSD)或其它不同度量确定。在一些实例中，视频编码器20可计算用于存储在参考图片存储器64中的参考图片的次整数像素位置的值。举例来说，视频编码器20可内插参考图片的四分之一像素位置、八分之一像素位置或其它分率像素位置的值。因此，运动估计单元42可执行相对于完全像素位置及分率像素位置的运动搜索，且以分率像素精确度来输出运动矢量。
运动估计单元42通过比较经帧间译码切片中的视频块的PU的位置与参考图片的预测性块的位置来计算用于所述PU的运动矢量。参考图片可选自第一参考图片列表(列表0)或第二参考图片列表(列表1)，所述参考图片列表中的每一者识别存储在参考图片存储器64中的一或多个参考图片。运动估计单元42将经计算运动矢量发送到熵编码单元56及运动补偿单元44。
由运动补偿单元44执行的运动补偿可涉及基于通过运动估计而确定的运动矢量来提取或产生预测性块，从而可能地在次像素精确度上执行内插。在接收到用于当前视频块的PU的运动矢量后，运动补偿单元44就可在所述参考图片列表中的一者中定位所述运动矢量所指向的预测性块。视频编码器20通过从正被译码的当前视频块的像素值减去预测性块的像素值来形成残差视频块，从而形成像素差值。像素差值形成用于块的残差数据，且可包含亮度差分量及色度差分量两者。求和器50表示执行此减去运算的组件。运动补偿单元44还可产生与视频块及视频切片相关联的语法元素以由视频解码器30用来解码视频切片的视频块。
帧内预测处理单元46可对当前块执行帧内预测，以作为由运动估计单元42及运动补偿单元44执行的帧内预测的替代方案，如上文所描述。详细地说，帧内预测处理单元46可确定用以编码当前块的帧内预测模式。在一些实例中，帧内预测处理单元46可(例如)在单独编码遍次期间使用各种帧内预测模式来编码当前块，且预测处理单元41可从经测试模式选择适当帧内预测模式或帧间预测模式以供使用。举例来说，帧内预测处理单元46可使用针对各种经测试帧内预测模式的速率-失真分析来计算速率-失真值，且在所述经测试模式当中选择具有最好速率-失真特性的帧内预测模式。速率-失真分析通常确定经编码块与经编码以产生经编码块的原始未经编码块之间的失真(或误差)的量，以及用以产生经编码块的位率(即，位的数目)。帧内预测处理单元46可从失真及速率计算用于各种经编码块的比率以确定哪一帧内预测模式展现用于块的最好速率-失真值。
在任何状况下，在选择用于块的帧内预测模式之后，预测处理单元41可将指示用于所述块的选定帧内预测模式的信息提供到熵编码单元56。熵编码单元56可根据本发明的技术来编码指示选定帧内预测模式的信息。视频编码器20可在经发射位流配置数据中包含用于各种块的编码上下文的定义，以及将用于所述上下文中的每一者的最可能帧内预测模式、帧内预测模式索引表及经修改帧内预测模式索引表的指示，所述位流配置数据可包含多个帧内预测模式索引表及多个经修改帧内预测模式索引表(也被称作代码字映射表)。
在预测处理单元41经由帧间预测或帧内预测而产生用于当前视频块的预测性块之后，视频编码器20通过从当前视频块减去预测性块来形成残差视频块。残差块中的残差视频数据可包含在一或多个TU中，且应用于变换处理单元52。变换处理单元52使用诸如离散余弦变换(DCT)或概念上相似变换的变换而将残差视频数据变换成残差变换系数。变换处理单元52可将残差视频数据从像素域转换到诸如频域的变换域。
变换处理单元52可将所得变换系数发送到量化单元54。量化单元54量化变换系数以进一步缩减位率。所述量化过程可缩减与所述系数中的一些或全部相关联的位深度。可通过调整量化参数来修改量化程度。在一些实例中，量化单元54接着可执行包含经量化变换系数的矩阵的扫描。替代地，熵编码单元56可执行所述扫描。
在量化之后，熵编码单元56熵编码经量化变换系数。举例来说，熵编码单元56可执行上下文自适应可变长度译码(CAVLC)、上下文自适应二进制算术译码(CABAC)、基于语法的上下文自适应二进制算术译码(SBAC)、概率区间分割熵(PIPE)译码或另一熵编码方法或技术。在由熵编码单元56进行的熵编码之后，可将经编码位流发射到视频解码器30，或将经编码位流存档以供视频解码器30稍后发射或检索。熵编码单元56还可熵编码用于正被译码的当前视频切片的运动矢量及其它语法元素。
反量化单元58及反变换处理单元60分别应用反量化及反变换，以在像素域中重构残差块以供稍后用作参考图片的参考块。运动补偿单元44可通过将残差块加到所述参考图片列表中的一者内的所述参考图片中的一者的预测性块来计算参考块。运动补偿单元44还可将一或多个内插滤波器应用于经重构残差块以计算次整数像素值以用于运动估计。求和器62将经重构残差块加到由运动补偿单元44产生的运动补偿式预测块，以产生参考块以供存储在参考图片存储器64中。
在存储在存储器64中之前，经重构残差块可由一或多个滤波器滤波。需要时，还可应用解块滤波器72以滤波经重构残差块，以便移除块效应假象。还可使用其它回路滤波器(在译码回路中或在译码回路之后)，以使像素转变平滑或以其它方式改善视频质量。此类回路滤波器的一个实例为SAO滤波器74。所述参考块可由运动估计单元42及运动补偿单元44用作参考块，以帧间预测后续视频帧或图片中的块。
SAO滤波器74可以改善视频译码质量的方式来确定用于SAO滤波的偏移值。改善视频译码质量可(例如)涉及确定使经重构图像更接近地匹配于原始图像的偏移值。视频编码器20可(例如)运用不同偏移值而使用多个遍次来译码视频数据，且出于包含在经编码位流中起见而选择提供理想译码质量的偏移值，如基于(例如)速率-失真计算所确定。
在一些配置中，SAO滤波器74可经配置以应用一或多种类型的偏移，诸如，上文所描述的边缘偏移。SAO滤波器74还可有时应用无偏移，其自身可被视为第三类型的偏移。由SAO滤波器74应用的偏移类型可被显式地或隐式地发信到视频解码器。当应用边缘偏移时，可基于边缘信息来分类像素。
在一些实例中，如下文关于图4更详细地所描述，视频编码器20可执行偏移映射过程，其中根据缩放参数集合来缩放经解码偏移值。
图2的视频编码器20表示一种视频编码器的实例，所述视频编码器经配置以：确定第一边缘索引，其中所述第一边缘索引包括用于第一周围像素的亮度分量的边缘索引；确定第二边缘索引，其中所述第二边缘索引包括用于第二周围像素的亮度分量的边缘索引；基于所述第一边缘索引及所述第二边缘索引来确定第三边缘索引，其中所述第三边缘索引包括用于当前像素的色度分量的边缘索引；基于所述第三边缘索引来选择偏移；及将所述偏移应用于所述当前像素的所述色度分量。
图3为说明可实施本发明所描述的SAO技术的实例视频解码器30的框图。在图3的实例中，视频解码器30包含熵解码单元80、预测处理单元81、反量化单元86、反变换单元88、求和器90，及参考图片存储器92。预测处理单元81包含用于帧间预测解码的运动补偿单元82，及用于帧内预测解码的帧内预测处理单元84。在一些实例中，视频解码器30可执行与关于来自图2的视频编码器20所描述的编码遍次大体上互逆的解码遍次。
在解码过程期间，视频解码器30从视频编码器20接收表示经编码视频切片的视频块及关联语法元素的经编码视频位流。视频解码器30的熵解码单元80熵解码所述位流以产生经量化系数、运动矢量及其它语法元素。熵解码单元80将运动矢量及其它语法元素转发到预测处理单元81。视频解码器30可在视频切片级别及/或视频块级别处接收语法元素。
当视频切片被译码为经帧内译码(I)切片时，预测处理单元81的帧内预测处理单元84可基于经发信帧内预测模式及来自当前帧或图片的经先前解码块的数据来产生用于当前视频切片的视频块的预测数据。当视频帧被译码为经帧间译码(例如，B、P或GPB)切片时，预测处理单元81的运动补偿单元82基于从熵解码单元80接收的运动矢量及其它语法元素来产生用于当前视频切片的视频块的预测性块。可从所述参考图片列表中的一者内的所述参考图片中的一者产生所述预测性块。视频解码器30可使用基于存储在参考图片存储器92中的参考图片的默认构造技术来构造参考帧列表：列表0及列表1。
运动补偿单元82通过剖析运动矢量及其它语法元素来确定用于当前视频切片的视频块的预测信息，且使用所述预测信息以产生用于正被解码的当前视频块的预测性块。举例来说，运动补偿单元82使用一些经接收语法元素以确定用以译码视频切片的视频块的预测模式(例如，帧内预测或帧间预测)、帧间预测切片类型(例如，B切片、P切片或GPB切片)、用于切片的参考图片列表中的一或多者的构造信息、用于切片的每一经帧间编码视频块的运动矢量、用于切片的每一经帧间译码视频块的帧间预测状态，及用以解码当前视频切片中的视频块的其它信息。
运动补偿单元82还可基于内插滤波器来执行内插。运动补偿单元82可使用如由视频编码器20在视频块的编码期间所使用的内插滤波器，以计算用于参考块的次整数像素的内插值。在此状况下，运动补偿单元82可从经接收语法元素确定由视频编码器20使用的内插滤波器，且使用所述内插滤波器以产生预测性块。
反量化单元86反量化(即，解量化)位流中提供且由熵解码单元80解码的经量化变换系数。反量化过程可包含使用由视频编码器20针对视频切片中的每一视频块所计算的量化参数，以确定量化程度且同样地确定应被应用的反量化程度。反变换处理单元88将反变换(例如，反DCT、反整数变换或概念上相似反变换过程)应用于变换系数，以便在像素域中产生残差块。
在预测处理单元81基于运动矢量及其它语法元素来产生用于当前视频块的预测性块之后，视频解码器30通过将来自反变换处理单元88的残差块与由运动补偿单元82产生的对应预测性块进行求和来形成经解码视频块。求和器90表示执行此求和运算的一或若干组件。接着可由解块滤波器93、SAO滤波器94及任选ALF 95滤波由求和器90形成的经解码视频块。任选ALF 95表示可从一些实施方案排除的任选滤波器。应注意，由于在HEVC中不存在ALF 95，故将在用于HEVC的实施方案中省略ALF 95。接着将给定帧或图片中的经解码视频块存储在参考图片存储器92中，参考图片存储器92存储用于后续运动补偿的参考图片。参考图片存储器92还存储经解码视频以供稍后呈现在诸如图1的显示装置32的显示装置上。
在相关方面中，SAO滤波器94可经配置以应用与上文所论述的SAO滤波器74所应用的滤波(例如，边缘偏移及频带偏移)相同的滤波(例如，边缘偏移及频带偏移)中的一或多者。
图3的视频解码器30表示一种视频解码器的实例，所述视频解码器经配置以：确定第一边缘索引，其中所述第一边缘索引包括用于第一周围像素的亮度分量的边缘索引；确定第二边缘索引，其中所述第二边缘索引包括用于第二周围像素的亮度分量的边缘索引；基于所述第一边缘索引及所述第二边缘索引来确定第三边缘索引，其中所述第三边缘索引包括用于当前像素的色度分量的边缘索引；基于所述第三边缘索引来选择偏移；及将所述偏移应用于所述当前像素的所述色度分量。
根据本发明的一或多个方面，图4及5分别展示具有位深度自适应SAO偏移缩放器的编码器及解码器的框图。可替代或结合上文所描述的图2的视频编码器20或图3的视频解码器30来实施图4及5中所展示的实例编码器400及解码器500。
参看图4，编码器400可包含各种组件，诸如，接收图像/视频数据的预测处理单元410。预测处理单元410可以操作方式耦合到变换/量化单元412，变换/量化单元412以操作方式耦合到熵编码器414及解量化/反变换单元416两者，如所展示。熵编码器414可提供经编码视频位流。反变换单元416可以操作方式耦合到预测补偿器418，预测补偿器418以操作方式耦合到解块滤波器420，解块滤波器420以操作方式耦合到SAO滤波器428及SAO参数估计器422两者。SAO参数估计器422可以操作方式耦合到偏移按比例缩小器(down-scaler)424，偏移按比例缩小器424耦合到熵编码器414及偏移按比例放大器(up-scaler)426两者。偏移按比例放大器426可以操作方式耦合到SAO滤波器428，SAO滤波器428以操作方式耦合到参考图片存储器430，参考图片存储器430又以操作方式耦合到预测处理单元410。
应注意，编码器400的许多组件对应于上文参看图2所描述的编码器20的组件。然而，在图4的编码器400的实例中，SAO参数估计器422结合偏移按比例缩小器424及偏移按比例放大器426而工作，以在将经估计偏移值应用于每一像素之前按比例缩小经估计偏移值且接着按比例放大经估计偏移值，以避免与解码器(例如，图5的解码器500)的失配。
参看图5，解码器500可包含各种组件，诸如，接收经编码视频位流的熵解码单元510。熵解码单元510可以操作方式耦合到偏移按比例放大器512及解量化/反变换单元514。偏移按比例放大器512可以操作方式耦合到SAO滤波器520。反变换单元514可耦合到预测补偿单元516，预测补偿单元516以操作方式耦合到解块滤波器518，解块滤波器518以操作方式耦合到SAO滤波器520，如所展示。SAO滤波器520可提供经解码图像/视频数据，且可以操作方式耦合到存储器单元522，存储器单元522以操作方式耦合到预测补偿单元516，如所展示。
虽然解码器500的许多组件对应于上文参看图3所描述的解码器30的组件，但相对于相邻组件的布置及配置不同。另外，在图5的解码器500的实例中，包含与SAO滤波器520通信的偏移按比例放大器512。再次应注意，在图4及5所展示的实例中，在编码器400的侧处，在将经估计偏移值应用于每一像素之前，首先按比例缩小且接着按比例放大经估计偏移值，以避免与解码器500的失配。下文提供基于位深度的偏移缩放的实例。
在一个实例中，针对每一颜色分量而运用灵活缩放比例来进行线性缩放可由编码器及/或解码器(例如，SAO参数估计器422、偏移按比例缩小器424，及图4的编码器400的偏移按比例放大器426，及/或图5的偏移按比例放大器512)执行。举例来说，经译码/经解码偏移值被线性地缩放，如在HEVC中一样，但运用如下的指定缩放比例。所述缩放比例针对每一颜色分量(或颜色分量群组，即，用于亮度的一个颜色分量，及用于色度的另一颜色分量)可不同。
offset_scaled＝offset_coded<<scale_factor
在另一实施例中，HEVC函数
offset_scaled＝offset_coded<<(bitDepth-Min(bitDepth,10))
应用于色度分量，而单独scale_factor用于亮度分量，其中scale_factor可被显式地发信，或针对给定位深度可固定。
在另一实例中，针对每一颜色分量而运用灵活缩放比例来进行非线性缩放可由编码器及/或解码器执行。经译码/经解码偏移值是以非线性方式被缩放。以下C型代码说明可如何实施此非线性映射。
其中<<and>>分别为左侧位移位运算符及右侧位移位运算符。
应注意，以上实例中的循环可与“offset_coded”的熵解码程序进行组合，此情形可进一步缩减计算复杂性。以下表1展示当scale_factor＝2时的根据此实例的经译码/经解码偏移值及经缩放偏移值。
表1.使用缩放比例为1及2的非线性映射进行的经译码偏移值及经缩放偏移值的映射。
如上文且参看图6所展示，可使用简单移位运算及相加运算来执行非线性映射。为了充分地反映色调映射特性，可使用表映射，其中表含有经译码/经解码偏移值及经缩放偏移值的一对一映射。还可实施其它非线性映射。
举例来说，如图6所展示，可使用分段线性映射，其中所述映射的每一部分以不同斜率而为线性。举例来说，可在“offset_coded”小于8时使用scale_factor为1的线性方程式(图6中的迹线100)，且否则可使用为2的scale_factor(图6中的迹线104)。
在另一实例中，可由编码器及/或解码器执行线性缩放与非线性缩放的组合。举例来说，有可能针对给定位深度及给定颜色分量选择特定缩放技术及缩放比例。举例来说，当位深度大于10时，可运用为2的缩放比例将上文所指定的非线性缩放方法应用于亮度分量，而可运用为2的缩放比例将线性缩放应用于色度分量。
可显式地发信用于每一颜色分量(或颜色分量群组)的缩放技术及缩放比例。举例来说，可在序列参数集合(SPS)、图片参数集合(PPS)、切片标头或LCU/CTU的级别处发信这些参数。在一个实例中，对于与HEVC工作草案版本1的后向兼容性，可在位深度大于10时应用此类方法。
在一些例子中，可执行非缩放。举例来说，运用缩放比例0的上述线性缩放技术可意指非缩放。在此类状况下，经译码/经解码偏移值的值可与应用于每一像素的偏移值完全地相同。在一个实例中，偏移值范围可不改变。在另一实例中，可增加偏移值范围以覆盖具有大量值的偏移值(例如，超过已定义或阈值量值的偏移值)。在一些例子中，可仅将非缩放应用于亮度分量，而可将线性缩放(例如，如在HEVC或其类似者中所指定)应用于色度分量。在其它例子中，可将非缩放应用于亮度分量及色度分量两者。
在一些实例中，可执行用于边缘偏移分类的像素值缩放。在此类方法中，可根据上文所描述的实例中的一者来缩放SAO偏移，且另外，可与SAO偏移相似地缩放在解块滤波器之后的像素值以确定边缘偏移类别。
在HEVC中，可根据边缘形状来定义五种边缘类别。图7说明所述边缘类别中的四者(即，在顶行的四个边缘形状)，而不属于此四种类别中的一者的其它边缘形状(例如，在底行的两个边缘形状)可归类于“其它”类别(类别0)。
为了确定边缘类别，可比较相邻像素以检查或确定边缘形状。作为一个实例，可将相邻像素相互比较，或比较相邻像素与当前像素，以检查所确定的边缘形状是否准确。在此类方法中，可以与SAO偏移的缩放相似的方式来缩放当前像素及相邻像素。举例来说，当位深度大于10时，可将当前像素及相邻像素线性地按比例缩小为p'＝p>>(bitDepth-Min(bitDepth,10))
其中p为在解块滤波之后的像素值。应注意，p'用以确定边缘偏移类别，且偏移值被加到p。可在实施非线性缩放时执行相似操作。
图8所展示的实例视频编码器800及图9所展示的视频解码器900可用以进行上文所描述的像素缩放操作。图8提供根据本发明的方面的说明具有像素缩放器822的视频编码器800的实例的框图。在一个实施方案中，像素缩放器822可以操作方式耦合到解块滤波器820及SAO滤波器830，如所展示。应注意，图8所展示的编码器800中除了像素缩放器822以外的组件是与图4的编码器400的组件相同。应进一步注意，编码器800的组件可被稍微不同地布置，且像素缩放器822可与编码器800的其它组件进行直接或间接通信。
图9提供根据本发明的方面的说明具有像素缩放器920的视频解码器900的实例的框图。在一个实施方案中，像素缩放器920可以操作方式耦合到解块滤波器918及SAO滤波器922，如所展示。应注意，图9所展示的解码器900中除了像素缩放器920以外的组件是与图5的解码器500的组件相同。应进一步注意，解码器900的组件可被稍微不同地布置，且像素缩放器918可与解码器900的其它组件进行直接或间接通信。
在一些例子中，可结合或代替本发明所描述的其它实例编码器/解码器或其组件来使用图8及9分别所展示的视频编码器800及视频解码器900或其变化。举例来说，可运用图2的视频编码器20来实施图8所展示的视频编码器的组件(例如，像素缩放器822、SAO参数估计器824、偏移按比例缩小器826，及偏移按比例放大器828)，以进行本发明的技术。同样地，可结合图3的视频解码器30来使用图9所展示的视频解码器的一或多个组件(例如，像素缩放器920及偏移按比例放大器912)，以进行本发明的技术。
如本发明所描述，“视频译码”可指视频编码及/或视频解码。此外，适用时，“视频译码器”可指视频编码器(诸如，视频编码器20、400、800，或其变化)或视频解码器(诸如，视频解码器30、500、900，或其变化)。
图10为根据本发明的一或多个方面的说明用于SAO缩放的方法1000的流程图。图10所说明的步骤可由诸如以下各者的视频译码器执行：视频编码器(例如，图4中的编码器400，或图8中的编码器800)、视频解码器(例如，图5中的解码器500，或图9中的解码器900)，或其组件。
在一种方法中，方法1000可涉及在框1010处确定用于应用于视频数据以改善视频数据中的信号幅度的重构的SAO滤波器的偏移值。框1010可涉及接收在CTU或其类似者的级别处发信的偏移值。
方法1000可进一步涉及在框1020处针对视频数据确定指示位深度的第一值及指示缩放比例的第二值。框1020可涉及接收指示与视频数据的至少一个图片相关联的缩放比例的第二值，所述第二值是在PPS或其类似者的级别处发信。在替代方案中，或另外，框1020可涉及接收指示与视频数据的图片序列相关联的位深度的第一值。
方法1000可进一步涉及在框1030处基于将缩放比例应用于偏移值来提供经缩放偏移值。框1030可涉及通过至少部分地基于缩放比例来非线性地缩放偏移值而提供经缩放偏移值。在替代方案中，或另外，框1030可涉及至少部分地基于与至少一个颜色分量相关联的给定位深度来确定线性地还是非线性地缩放至少一个颜色分量。
在一个实例中，框1030可涉及基于分别与第一颜色分量群组及第二颜色分量群组相关联的第一位深度及第二位深度来确定线性地还是非线性地缩放所述第一群组及所述第二群组。框1030可进一步涉及通过以下方式来缩放至少一个颜色分量：根据第一经缩放偏移值来线性地缩放视频数据的第一颜色分量群组；及根据第二经缩放偏移值来非线性地缩放视频数据的第二颜色分量群组。
方法1000可进一步涉及在框1040处根据经缩放偏移值来缩放视频数据的至少一个颜色分量。框1040可涉及缩放包括与视频数据的块相关联的亮度值或至少一个色度值中的一者的至少一个颜色分量。
在方法1000是由视频解码器执行的一个实施例中，框1010、1020及/或1030可由图5中的解码器500的熵解码单元510(或图9中的解码器900的熵解码单元910)执行。熵解码单元510可经配置以通过结合解码器500中诸如预测补偿单元516、解块滤波器518及/或SAO滤波器520的其它组件或其子组件而操作来执行框1010、1020及/或1030。框1040可由偏移按比例放大器512或其类似者单独地或结合解码器500中诸如解块滤波器518、熵解码单元510及/或SAO滤波器520的其它组件或其子组件而执行。
举例来说，熵解码单元510可经配置以通过接收用于应用于视频数据以改善视频数据中的信号幅度或其类似者的重构的SAO滤波器520的经编码偏移值来执行框1010。熵解码单元510可经配置以通过针对视频数据确定指示位深度的第一值及指示缩放比例的第二值且通过基于熵解码经编码偏移值来提供经解码偏移值而执行框1020。熵解码单元510可经配置以通过基于将缩放比例应用于经解码偏移值来提供经缩放偏移值或其类似者而执行框1030。偏移按比例放大器512可经配置以通过根据经缩放偏移值或其变化来缩放视频数据的至少一个颜色分量而执行框1040。
在方法1000是由视频编码器执行的另一实施例中，框1010、1020及/或1030可由图4中的编码器400的SAO参数估计器422(或图8中的编码器800的SAO参数估计器824)执行。SAO参数估计器422可经配置以通过结合编码器400中诸如熵译码器414、解块滤波器420、预测补偿器418及/或SAO滤波器428的其它组件或其子组件而操作来执行框1010、1020及/或1030。框1040可由偏移按比例缩小器424及偏移按比例放大器426执行。偏移按比例缩小器424及/或偏移按比例放大器426可经配置以通过结合编码器400中诸如熵译码器414、解块滤波器420、SAO参数估计器422及/或SAO滤波器428的其它组件或其子组件而操作来执行框1040。
举例来说，SAO参数估计器422可经配置以通过确定用于应用于视频数据以改善视频数据中的信号幅度或其类似者的重构的SAO滤波器428的偏移值来执行框1010。SAO参数估计器422可经配置以通过针对视频数据产生指示位深度的第一值及指示缩放比例的第二值且通过基于熵编码偏移值来提供经编码偏移值而执行框1020。SAO参数估计器422可经配置以通过基于将缩放比例应用于经编码偏移值来提供经缩放偏移值或其类似者而执行框1030。偏移按比例缩小器424及偏移按比例放大器426可经配置以通过根据经缩放偏移值或其变化来缩放视频数据的至少一个颜色分量而执行框1040。
图11提供根据本发明的一或多个方面的说明可结合或独立于方法1100而执行的用于边缘偏移分类的像素值缩放的方法1100的流程图。图11所说明的步骤可由诸如以下各者的视频译码器执行：视频编码器(例如，图8中的编码器800)、视频解码器(例如，图9中的解码器900)，或其组件。
在一种方法中，方法1100可涉及在框1110处基于将解块滤波器应用于视频数据的至少一个块来使与视频数据中的至少一个块相关联的块边缘平滑。方法1100可进一步涉及在框1120处至少部分地基于应用于偏移值的缩放比例来缩放至少一个块的相邻像素值群组。方法1100可进一步涉及在框1130处至少部分地基于经缩放群组的边缘形状来识别边缘偏移类别。方法1100可进一步涉及在框1140处基于经识别边缘偏移类别来调整SAO滤波器。
在相关方面中，提供一种用于视频译码的设备，所述设备包含存储器单元，所述存储器单元经配置以存储视频数据。所述设备可包含至少一个处理器，所述至少一个处理器与所述存储器通信，其中所述至少一个处理器可经配置以执行图10中的框1010、1020、1030及/或1040。在替代方案中，或另外，所述至少一个处理器可经配置以执行图11中的框1110、1120、1130及/或1140。
在另外相关方面中，所述设备的所述至少一个处理器可包含独立处理器及/或子组件处理器，所述独立处理器及/或子组件处理器包含在视频解码器(例如，解码器500或900)及/或视频编码器(例如，编码器400或800)的一或多个组件内。所述设备的所述存储器单元可经特定地配置以用于处理视频数据。举例来说，所述存储器单元可包含具有足够大小及速度以在不减慢视频译码过程的情况下处理、存储及检索视频数据的一或多个固态驱动器(SSD)及/或闪速存储器组件。在一个实施方案中，所述存储器单元可包含用以加速由所述存储器单元对视频数据进行的处理的存储器多路复用组件、二维高速缓冲存储器单元或其类似者。
在一或多个实例中，所描述功能可以硬件、软件、固件或其任何组合予以实施。如果以软件予以实施，那么所述功能可作为一或多个指令或代码而存储在计算机可读媒体上或经由计算机可读媒体而发射，且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读媒体可包含：计算机可读存储媒体，其对应于诸如数据存储媒体的有形媒体；或通信媒体，其包含(例如)根据通信协议来促进计算机程序从一处到另一处的传送的任何媒体。以此方式，计算机可读媒体通常可对应于(1)为非暂时性的有形计算机可读存储媒体，或(2)诸如信号或载波的通信媒体。数据存储媒体可为可由一或多个计算机或者一或多个处理器存取以检索指令、代码及/或数据结构以用于实施本发明所描述的技术的任何可用媒体。计算机程序产品可包含计算机可读媒体。
作为实例而非限制，此类计算机可读存储媒体可包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储装置、闪速存储器，或可用以存储呈指令或数据结构的形式的所要程序代码且可由计算机存取的任何其它媒体。此外，任何连接可被适当地称为计算机可读媒体。举例来说，如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字订户线(DSL)或诸如红外线、无线电及微波的无线技术而从网站、服务器或其它远程源发射指令，那么同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或诸如红外线、无线电及微波的无线技术包含在媒体的定义中。然而，应理解，计算机可读存储媒体及数据存储媒体并不包含连接、载波、信号或其它暂时性媒体，而是有关于非暂时性有形存储媒体。如本文所使用，磁盘及光盘包含压缩光盘(CD)、激光光盘、光学光盘、数字多功能光盘(DVD)、软性磁盘及蓝光光盘，其中磁盘通常以磁性方式重现数据，而光盘通过激光以光学方式重现数据。以上各者的组合也应包含在计算机可读媒体的范围内。
可由诸如以下各者的一或多个处理器执行指令：一或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)，或其它等效整合或离散逻辑电路系统。因此，如本文所使用的术语“处理器”可指适合于实施本文所描述的技术的上述结构或任何其它结构中的任一者。另外，在一些方面中，可将本文所描述的功能性提供在经配置以用于编码及解码的专用硬件及/或软件模块内，或并入在组合式编码解码器中。此外，所述技术可完全地实施于一或多个电路或逻辑元件中。
本发明的技术可实施于多种装置或设备中，所述装置或设备包含无线手机、集成电路(IC)或IC集合(例如，芯片集)。本发明中描述各种组件、模块或单元以强调经配置以执行所揭示技术的装置的功能方面，但未必要求通过不同硬件单元而实现。更确切地，如上文所描述，各种单元可组合在编码解码器硬件单元中，或通过互操作性硬件单元(包含如上文所描述的一或多个处理器)的集合且结合合适软件及/或固件而提供。已描述各种实例。这些实例及其它实例是在所附权利要求书的范围内。

Claims (24)

1.一种用于视频解码的设备，其包括：
存储器单元，其经配置以存储包含多个颜色分量的基于经编码视频位流而重构的视频数据；
处理器，其与所述存储器单元通信，所述处理器经配置以：
在所述经编码视频位流中接收用于应用于所述经重构视频数据的样本自适应偏移SAO滤波器的偏移值，其中所述偏移值在第一偏移值范围内；
在所述经编码视频位流的图片参数集PPS中接收指示用于所述经重构视频数据的第一色度分量的第一缩放因子的第一值，所述第一缩放因子不同于用于所述经重构视频数据的第一亮度分量的第二缩放因子；
应用非线性函数从而基于非线性地缩放所述偏移值来提供经缩放偏移值，所述非线性地缩放所述偏移值是基于所述第一缩放因子，其中所述经缩放偏移值在第二偏移值范围内，且其中所述第二偏移值范围包括比所述第一偏移值范围更多的值；
经由将所述经缩放偏移值加到所述视频数据的所述第一色度分量来产生经过滤色度分量；及
根据所述经过滤色度分量来解码所述经重构视频数据。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器经进一步配置以接收在译码树型单元CTU的级别处发信的所述偏移值。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器经进一步配置以接收指示所述第二缩放因子的第二值，所述第二值是在所述PPS处发信。
4.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器经进一步配置以接收指示与所述视频数据的图片序列相关联的位深度的第三值。
5.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器经进一步配置以至少部分地基于与所述第一色度分量相关联的给定位深度来确定非线性地缩放所述偏移值。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器经进一步配置以分别基于与第一群组颜色分量相关联的第一位深度及与第二群组颜色分量相关联的第二位深度来确定线性地还是非线性地缩放所述第一群组及所述第二群组的偏移值。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述处理器经进一步配置以基于以下方式来产生多个经缩放颜色分量：
根据第三缩放因子来线性地缩放所述视频数据的第一颜色分量群组的第一偏移值；及
根据第四缩放因子来非线性地缩放所述视频数据的第二颜色分量群组的第二偏移值。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理器经进一步配置以：
基于将解块滤波器应用于所述视频数据的至少一个块来使与所述视频数据中的所述至少一个块相关联的块边缘平滑；
至少部分地基于应用于所述偏移值的所述缩放因子来缩放所述至少一个块的相邻像素值群组；及
至少部分地基于所述经缩放群组的边缘形状来识别边缘偏移类别；及
基于所述经识别边缘偏移类别来调整所述SAO滤波器。
9.根据权利要求1所述的设备，其中：
所述处理器经进一步配置以：
基于熵解码所述偏移值来提供经解码偏移值；及
基于将所述缩放因子应用于所述经解码偏移值来提供所述经缩放偏移值。
10.一种解码包含多个颜色分量的视频数据的方法，所述方法包括：
在经编码视频位流中接收用于应用于基于所述经编码视频位流而重构的视频数据的样本自适应偏移SAO滤波器的经编码偏移值，其中所述经编码偏移值在第一偏移值范围内；
在所述经编码视频位流的图片参数集PPS中接收指示用于所述经重构视频数据的第一色度分量的第一缩放因子的第一值，所述第一缩放因子不同于用于所述经重构视频数据的第一亮度分量的第二缩放因子；
基于熵解码所述经编码偏移值来提供经解码偏移值；
应用非线性函数从而基于非线性地缩放所述经解码偏移值来提供经缩放偏移值，所述非线性地缩放所述经解码偏移值是基于所述第一缩放因子，其中所述经缩放偏移值在第二偏移值范围内，且其中所述第二偏移值范围包括比所述第一偏移值范围更多的值；
经由将所述经缩放偏移值加到所述视频数据的所述第一色度分量来产生经过滤色度分量；及
根据所述经过滤色度分量来解码所述经重构视频数据。
11.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括接收在译码树型单元CTU的级别处发信的所述偏移值。
12.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括接收指示所述第二缩放因子的第二值，所述第二值是在所述PPS处发信。
13.根据权利要求10所述的方法，其进一步包括：
基于将解块滤波器应用于所述视频数据的至少一个块来使与所述视频数据中的所述至少一个块相关联的块边缘平滑；
至少部分地基于应用于所述偏移值的所述第一缩放因子来将所述经缩放偏移值加到所述至少一个块的相邻像素值群组；及
至少部分地基于所述经缩放群组的边缘形状来识别边缘偏移类别；及
基于所述经识别边缘偏移类别来调整所述SAO滤波器。
14.一种编码包含多个颜色分量的视频数据的方法，所述方法包括：
在经编码视频位流中发信用于应用于经重构视频数据的样本自适应偏移SAO滤波器的偏移值，其中所述偏移值在第一偏移值范围内；
在所述经编码视频位流的图片参数集PPS中发信指示用于所述经重构视频数据的第一色度分量的第一缩放因子的第一值，所述第一缩放因子不同于用于所述经重构视频数据的第一亮度分量的第二缩放因子；
基于熵编码所述偏移值来提供经编码偏移值；
应用非线性函数从而基于非线性地缩放所述经编码偏移值来提供经缩放偏移值，所述非线性地缩放所述经编码偏移值是基于所述第一缩放因子，其中所述经缩放偏移值在第二偏移值范围内，且其中所述第二偏移值范围包括比所述第一偏移值范围更多的值；
经由将所述经缩放偏移值加到所述视频数据的所述第一色度分量来产生经过滤色度分量；及
根据所述经过滤色度分量来编码所述经重构视频数据。
15.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括在译码树型单元CTU的级别处发信所述偏移值。
16.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括发信指示所述第二缩放因子的第二值，所述第二值是在所述PPS处发信。
17.根据权利要求14所述的方法，其进一步包括：
基于将解块滤波器应用于所述视频数据的至少一个块来使与所述视频数据中的所述至少一个块相关联的块边缘平滑；
至少部分地基于应用于所述偏移值的所述第一缩放因子来将所述经缩放偏移值加到所述至少一个块的相邻像素值群组；及
至少部分地基于所述经缩放群组的边缘形状来识别边缘偏移类别；及
基于所述经识别边缘偏移类别来调整所述SAO滤波器。
18.一种用于视频编码的设备，其包括：
用于在经编码视频位流中发信用于应用于包含多个颜色分量的经重构视频数据的样本自适应偏移SAO滤波器的偏移值的装置，其中所述偏移值在第一偏移值范围内；
用于在所述经编码视频位流的图片参数集PPS中发信指示用于所述经重构视频数据的第一色度分量的第一缩放因子的第一值的装置，所述第一缩放因子不同于用于所述经重构视频数据的第一亮度分量的第二缩放因子；
用于应用非线性函数从而基于非线性地缩放所述偏移值来提供经缩放偏移值的装置，所述非线性地缩放所述偏移值是基于所述第一缩放因子，其中所述经缩放偏移值在第二偏移值范围内，且其中所述第二偏移值范围包括比所述第一偏移值范围更多的值；
用于经由将所述经缩放偏移值加到所述视频数据的所述第一色度分量来产生经过滤色度分量的装置；及
用于根据所述经过滤色度分量来编码所述经重构视频数据的装置。
19.根据权利要求18所述的设备，其进一步包括用于在译码树型单元CTU的级别处发信所述偏移值的装置。
20.根据权利要求18所述的设备，其进一步包括用于发信指示与所述视频数据的至少一个图片相关联的所述第一缩放因子的所述第一值及指示所述第二缩放因子的第二值的装置，所述第二值是在图片参数集PPS的级别处发信。
21.根据权利要求18所述的设备，其进一步包括：
用于基于将解块滤波器应用于所述视频数据的至少一个块来使与所述视频数据中的所述至少一个块相关联的块边缘平滑的装置；
用于至少部分地基于应用于所述偏移值的所述第一缩放因子来将所述经缩放偏移值加到所述至少一个块的相邻像素值群组的装置；及
用于至少部分地基于所述经缩放群组的边缘形状来识别边缘偏移类别的装置；及
用于基于所述经识别边缘偏移类别来调整所述SAO滤波器的装置。
22.一种包括代码的非暂时性计算机可读媒体，所述代码在被执行时致使设备执行过程，所述过程包括：
在经编码视频位流中接收用于应用于包含多个颜色分量的基于所述经编码视频位流而重构的视频数据的样本自适应偏移SAO滤波器的偏移值，其中所述偏移值在第一偏移值范围内；
在所述经编码视频位流的图片参数集PPS中接收指示用于所述经重构视频数据的第一色度分量的第一缩放因子的第一值，所述第一缩放因子不同于用于所述经重构视频数据的第一亮度分量的第二缩放因子；
应用非线性函数从而基于非线性地缩放所述偏移值来提供经缩放偏移值，所述非线性地缩放所述偏移值是基于所述第一缩放因子，其中所述经缩放偏移值在第二偏移值范围内，且其中所述第二偏移值范围包括比所述第一偏移值范围更多的值；
经由将所述经缩放偏移值加到所述视频数据的所述第一色度分量来产生经过滤色度分量；及
根据所述经过滤色度分量来解码所述经重构视频数据。
23.一种用于视频编码的设备，其包括：
存储器单元，其经配置以存储包含多个颜色分量的视频数据；
处理器，其与所述存储器单元通信，所述处理器经配置以：
在经编码视频位流中发信用于应用于经重构视频数据的样本自适应偏移SAO滤波器的偏移值，其中所述偏移值在第一偏移值范围内；
在所述经编码视频位流的图片参数集PPS中发信指示用于所述经重构视频数据的第一色度分量的第一缩放因子的第一值，所述第一缩放因子不同于用于所述经重构视频数据的第一亮度分量第一亮度分量的第二缩放因子；
应用非线性函数从而基于非线性地缩放所述偏移值来提供经缩放偏移值，所述非线性地缩放所述偏移值是基于所述第一缩放因子，其中所述经缩放偏移值在第二偏移值范围内，且其中所述第二偏移值范围包括比所述第一偏移值范围更多的值；
经由将所述经缩放偏移值加到所述视频数据的所述第一色度分量来产生经过滤色度分量；及
根据所述经过滤色度分量来编码所述经重构视频数据。
24.根据权利要求23所述的设备，其中所述处理器经进一步配置以：
基于熵编码所述偏移值来提供经编码偏移值；及
基于将所述缩放因子应用于所述经编码偏移值来提供所述经缩放偏移值。
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