CN106604039A - 一种滤波方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种滤波方法及装置，应用于视频编解码设备，所述方法包括：针对目标视频解码重建后得到的每一帧图像的每一个块边界，分别判断是否需要对该块边界进行去块效应滤波；如果是，针对该块边界两边的每一个像素，利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法进行去块效应滤波。利用本发明实施例，减少了滤波的运算量。

Description

一种滤波方法及装置

技术领域

本发明涉及视频编解码技术领域，特别涉及一种滤波方法及装置。

背景技术

在现代视频编解码领域中，基于块的变换编码在图像压缩编码中得到广泛应用，随着码率的降低，量化变得粗糙，在块的边界会出现不连续，形成重建图像的明显缺陷，称为块效应。

在现代视频编解码标准中，通常会增加去块效应的模块，用于减少块效应，例如H.264、H.265、AVS、VPx系列等都内置有去块效应滤波器。其中，去块效应滤波器的作用为滤波。其中，H.264为由ITU-T视频编码专家组(VCEG)和ISO/IEC动态图像专家组(MPEG)联合组成的联合视频组(JVT，Joint Video Team)提出的高度压缩数字视频编解码器标准；H.265为继H.264之后所制定的新的视频编码标准，其围绕着现有的视频编码标准H.264，保留原来的某些技术，同时对一些相关的技术加以改进；AVS为信源编码标准，为《信息技术先进音视频编码》系列标准的简称，其包括系统、视频、音频、数字版权管理等四个主要技术标准和符合性测试等支撑标准；VPx为VITA(VME International Trade Association，VME国际贸易协会)组织于2007年在其VME总线基础上提出的新一代高速串行总线标准。

目前，在现代视频编解码标准H.264、H.265中，规定了两种不同的滤波方法，分别为强滤波方法和弱滤波方法。但是，现有技术中的滤波方法，不论强滤波方法还是弱滤波方法，在滤波过程中，都需要超过八位精度的整数运算，导致现有的滤波方法运算量较大。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种滤波方法及装置，以减少滤波的运算量。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种滤波方法，应用于视频编解码设备，方法包括：

针对目标视频解码重建后得到的每一帧图像的每一个块边界，分别判断是否需要对该块边界进行去块效应滤波；

如果是，针对该块边界两边的每一个像素，利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法进行去块效应滤波。

较佳的，所述滤波算法为：

强滤波算法或弱滤波算法。

较佳的，所述滤波算法中包含：

Clip函数、移位指令、最小指令、最大指令、算术加指令、算术减指令、平均指令和饱和指令。

较佳的，所述视频编解码设备为：

包含去块效应滤波器的视频编解码设备。

为达到上述目的，本发明实施例公开了一种滤波装置，应用于视频编解码设备，装置包括：

判断模块，用于针对目标视频解码重建后得到的每一帧图像的每一个块边界，分别判断是否需要对该块边界进行去块效应滤波；

滤波模块，用于在所述判断模块判断结果为是的情况下，针对该块边界两边的每一个像素，利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法进行去块效应滤波。

较佳的，所述滤波算法为：

强滤波算法或弱滤波算法。

较佳的，所述滤波算法中包含：

Clip函数、移位指令、最小指令、最大指令、算术加指令、算术减指令、平均指令和饱和指令。

较佳的，所述视频编解码设备为：

包含去块效应滤波器的视频编解码设备。

由上述的技术方案可见，本发明实施例提供了一种滤波方法及装置，针对目标视频解码重建后得到的每一帧图像的每一个块边界，分别判断是否需要对该块边界进行去块效应滤波；如果是，针对该块边界两边的每一个像素，利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法进行去块效应滤波。

可见，在对块效应所形成的边界进行滤波的过程中，可以利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法，不需要超过八位精度的整数运算，从而减少了滤波的运算量。

当然，实施本发明的任一产品或方法必不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的滤波方法的一种流程示意图；

图2为本发明实施例提供的滤波装置的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种滤波方法及装置优选适用于视频编解码设备。

具体的，在实际应用中，视频编解码设备可以为包含去块效应滤波器的视频编解码设备。

下面首先对本发明实施例提供的一种滤波方法进行详细说明。

参见图1，图1为本发明实施例提供的滤波方法的一种流程示意图，可以包括如下步骤：

S101，针对目标视频解码重建后得到的每一帧图像的每一个块边界，分别判断是否需要对该块边界进行去块效应滤波，如果是，执行S102；

S102，针对该块边界两边的每一个像素，利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法进行去块效应滤波。

具体的，所述滤波算法可以为：强滤波算法或弱滤波算法。在实际应用中，采用强滤波算法还是弱滤波算法，可以从以下三个条件考虑：边界两边像素值的变化率；边界两侧像素值是否平坦；边界两边像素的跨度是否控制在一定范围之内。该边界均满足以上三个条件，则采用强滤波算法，否则采用弱滤波算法。其中，强滤波是指对边界两侧像素进行大范围、大幅度修正，一般为两侧各三个像素修正；弱滤波是指对像素进行小范围、小幅度修正，一般对边界两边一到两个像素修正。

具体的，所述滤波算法中可以包含：Clip函数、移位指令、最小指令、最大指令、算术加指令、算术减指令、平均指令和饱和指令。其中，在实际应用中，可以采用Neon(ARM架构处理器扩展结构)指令集或x86的SSE(Streaming SIMD Extensions)指令集，这些指令集中均包含滤波算法所需的指令。

示例性的，本发明实施例提供的基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的强滤波算法的主要逻辑代码如下：

r₀＝(p₀+q₀+1)>>1

r_l＝(p₂+p₁+1)>>1

r_r＝(q₂+q₁+1)>>1

r₃＝(p₂+p₃)>>1

r₄＝(q₂+q₃)>>1

r₅＝(p₁+q₁+1)>>1

r₆＝(r₅+r₀)>>1

r_p1＝(r₀+r_l)>>1

r_q1＝(r₀+r_r)>>1

r_p2＝(r₃+r_p1+1)>>1

r_q2＝(r₄+r_q1+1)>>1

r_p0＝(r_p1+r₆+1)>>1

r_q0＝(r_q1+r₆+1)>>1

p₀′＝Clip3(p₀-2*t_c，p₀+2*t_c，r_p0)

p₁′＝Clip3(p₁-2*t_c，p₁+2*t_c，r_p1)

p₂′＝Clip3(p₂-2*t_c，p₂+2*t_c，r_p2)

q₀′＝Clip3(q₀-2*t_c，q₀+2*t_c，r_q0)

q₁′＝Clip3(q₁-2*t_c，q₁+2*t_c，r_q1)

q₂′＝Clip3(q₂-2*t_c，q₂+2*t_c，r_q2)

示例性的，本发明实施例提供的基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的弱滤波算法的主要逻辑代码如下：

r₀＝Clip3(-128，127，q₀-p₀)；

r₁＝Clip3(-128，127，q₁-p₁)；

r₂＝(r₀+r₁)>>2

r₃＝(r₂-r₁)>>1

Δ＝(r₃+r₀+1)>>1

Δ＝Clip3(-t_c，t_c，Δ)

p₀′＝Clip1_Y(p₀+Δ)

q₀′＝Clip1_Y(q₀-Δ)

r₄＝(p₂+p₀+1)>>1

r₅＝Clip3(-128，127，r₄-p₁)

r₆＝(r₅+Δ)>>1

Δp＝Clip3(-(t_c<<1)，(t_c<<1)，r₆)

p₁′＝Clip1_Y(p₀+Δp)

r₇＝(q₂+q₀+1)>>1

r₈＝Clip3(-128，127，r₇-q₁)

r₉＝(r₈-Δ)>>1

Δq＝Clip3(-(t_c<<1)，(t_c<<1)，r₉)

q₁′＝Clip1_Y(q₁+Δq)

其中，对于Clip函数，Clip3(min，max，value)表示把像素值value剪切到最小值为min、最大值为max的范围内，Clip1_Y可以表示为Clip3(0，255，value)，即把像素值value剪切到最小值为0、最大值为255的范围内，t_c为现有滤波方法中一个和量化参数QP以及编码模式有关的正值，例如可以为0-51之间的正值。p₀、p₁、p₂、q₀、q₁、q₂为一条块效应所形成的边界两边的像素值，p₀′、p₁′、p₂′、q₀′、q₁′、q₂′为对p₀、p₁、p₂、q₀、q₁、q₂进行去块效应滤波后的像素值，r₀、r₁、r₂、r₃、r₄、r₅、r₆、r₇、r₈、r₉、Δ、Δp、Δq、r_r、r_p0、r_q0、r_p1、r_q1、r_p2、r_q2等参数为利用移位指令、平均指令和饱和指令等指令计算得到的中间值，均无实际意义。在实际应用中，对于任一平均指令操作，如(a+b+c)>>1、(a-b+c)>>1，其中c可以为1或0，即(a+b+1)>>1或(a+b)>>1、(a-b+1)>>1或(a-b)>>1。具体采用哪种强滤波算法或弱滤波算法，以该算法为基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的强滤波算法或弱滤波算法为准。

可见，在对块效应所形成的边界进行滤波的过程中，可以利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法，不需要超过八位精度的整数运算，从而减少了滤波的运算量。

参见图2，图2为本发明实施例提供的滤波装置的一种结构示意图，与图1所示的流程相对应，该滤波装置可以包括：判断模块201、滤波模块202。

判断模块201，用于针对目标视频解码重建后得到的每一帧图像的每一个块边界，分别判断是否需要对该块边界进行去块效应滤波；

滤波模块202，用于在所述判断模块判断结果为是的情况下，针对该块边界两边的每一个像素，利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法进行去块效应滤波。

具体的，所述滤波算法可以为：强滤波算法或弱滤波算法。

具体的，所述滤波算法中可以包含：Clip函数、移位指令、最小指令、最大指令、算术加指令、算术减指令、平均指令和饱和指令。

可见，在对块效应所形成的边界进行滤波的过程中，可以利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法，不需要超过八位精度的整数运算，从而减少了滤波的运算量。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施方式中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，这里所称得的存储介质，如：ROM/RAM、磁碟、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种滤波方法，应用于视频编解码设备，其特征在于，所述方法包括：

针对目标视频解码重建后得到的每一帧图像的每一个块边界，分别判断是否需要对该块边界进行去块效应滤波；

如果是，针对该块边界两边的每一个像素，利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法进行去块效应滤波。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤波算法为：

强滤波算法或弱滤波算法。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤波算法中包含：

Clip函数、移位指令、最小指令、最大指令、算术加指令、算术减指令、平均指令和饱和指令。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述视频编解码设备为：

包含去块效应滤波器的视频编解码设备。

5.一种滤波装置，应用于视频编解码设备，其特征在于，所述装置包括：

判断模块，用于针对目标视频解码重建后得到的每一帧图像的每一个块边界，分别判断是否需要对该块边界进行去块效应滤波；

滤波模块，用于在所述判断模块判断结果为是的情况下，针对该块边界两边的每一个像素，利用预设基于平均指令、且将整数运算限制在八位整数范围内的滤波算法进行去块效应滤波。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滤波算法为：

强滤波算法或弱滤波算法。

7.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滤波算法中包含：

Clip函数、移位指令、最小指令、最大指令、算术加指令、算术减指令、平均指令和饱和指令。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述视频编解码设备为：

包含去块效应滤波器的视频编解码设备。