CN108259899A - 视频编码设备和方法、视频解码设备和方法 - Google Patents

视频编码设备和方法、视频解码设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种视频编码设备和方法、视频解码设备和方法。该视频编码设备包括：校正单元，所述校正单元在应用于要编码的块的环路滤波器的模式与应用于与要编码的块相邻的编码参考块的环路滤波器的模式相同时，基于应用于参考块的量化值以及应用于要编码的块的量化值对应用于参考块的环路滤波器的滤波器系数进行校正；滤波器处理单元，所述滤波器处理单元使用经校正的滤波器系数将环路滤波器应用于通过对要编码的块编码一次并且对经编码的该要编码的块进行解码所获得的经本地解码的块；以及加法单元，所述加法单元向要编码的块的编码数据加上指示针对该环路滤波器要编码的块参考该参考块的信息。

Description

视频编码设备和方法、视频解码设备和方法
技术领域
本文讨论的实施例涉及视频编码设备、视频编码方法、视频解码设备以及视频解码方法。
背景技术
通常，视频数据包括大量的数据。因而，处理视频数据的设备对视频数据进行编码和压缩以将视频数据发送至其他设备或者将视频数据存储在存储装置中。高级视频编码(MPEG-4AVC/ITU-H H.264)和高效视频编码(HEVC/ITU-T H.265)被开发为典型的视频编码标准。
在这样的编码标准中，要编码的图片被划分成多个块。根据另外的编码图片或者要编码的图片的编码区域，针对要编码的每个块来生成预测块。通过对要编码的块与预测块之间的预测误差信号执行正交变换所获得的正交变换系数的量化实现了对信息量的压缩。
然而，与原始图片的图像质量相比，通过对编码图片数据进行解码所获得的再现图片的图像质量通过对正交变换系数的量化而劣化。因而，自MEPG-4AVC开始已经采用去块滤波器，作为环路滤波器来抑制通过对正交变换系数的量化引起的劣化。另外，量化可以在靠近图片中的对象的边缘处引起被称为蚊式失真的伪像。相应地，在HEVC中，除了去块滤波器以外，还采用作为自适应滤波器类型的样本自适应偏移(SAO)滤波器作为环路滤波器(例如，参见日本未经审查的专利公报(Kokai)No.2015-104061以及ISO/IEC 23008-2:2015信息技术--High efficiency coding and media delivery in heterogeneousenvironments--第2部分：High efficiency video coding，2015)。
发明内容
SAO滤波器是在去块处理之后所应用的后滤波器的示例。SAO滤波器包括带偏移和边缘偏移两种模式，并且两种模式的应用以及SAO滤波器的应用是基于编码树单元(CTU)而可选择的。另外，当应用SAO滤波器时所使用的SAO滤波器的参数也是基于CTU而可选择的。在下文中，在SAO滤波器中使用的各种参数以及指示是否应用SAO滤波器的参数被简称为SAO参数。
当发送所有确定的SAO参数时，SAO参数自身的信息量可能是不可忽略的。相应地，在HEVC中，准备了与要编码的CTU的左侧或上侧相邻的编码CTU的SAO参数也被应用于要编码的CTU的模式(在下文中，称为SAO合并模式或者简称为合并模式)。更具体地，在HEVC中，准备了基于CTU来发信号的两个标识SaoMergeLeftFlag和SaoMergeUpFlag来指示是否应用SAO合并模式。当标识SaoMergeLeftFlag被设置为“1”时，与要编码的CTU的左侧相邻的CTU的SAO参数也被用作要编码的CTU的SAO参数。另外，当标识SaoMergeLeftFlag被设置为“0”并且标识SaoMergeUpFlag被设置为“1”时，与要编码的CTU的上侧相邻的CTU的SAO参数也被用作要编码的CTU的SAO参数。
通过量化引起的图像质量的劣化程度根据量化宽度而变化。因而，当所应用的量化宽度变化时，合适的SAO参数也会变化。相比之下，与其他编码标准类似，在HEVC中，为了实现固定比特率控制，定义正交变换系数的量化宽度的量化值在图片内是可调整的。HEVC中的量化值基于量化组而变化。换言之，视频编码设备针对每个量化组来分别地设置量化值。量化组是每个都具有等于或低于根据参数diff_cu_qp_delta_depth所计算的值的尺寸的编码单元(CU)的组。例如，当CTU的尺寸为64(＝26)*64并且参数diff_cu_qp_delta_depth被设置为1时，具有32(＝(26-1)*32)或更大的尺寸的CU变成单独的量化组。相比之下，当CU的尺寸为16*16时，按照处理顺序的连续的四个CU(对应于32*32)属于一个量化组。注意，包括在CTU中的量化组的数目不限于一个并且可以是多个。
当要编码的CTU和相邻的CTU具有相似的像素值分布并且对其应用相同的量化值时，则在靠近两个CTU中的每个CTU中的边缘发生的蚊式失真的大小基本上相同。因而，合并模式的应用使得视频编码设备能够在抑制要编码的CTU的蚊式失真的同时减少与SAO参数有关的编码信息的量。然而，当对要编码的CTU和相邻CTU应用彼此不同的量化值时，蚊式失真的大小在这两个CTU之间变得不同。因而，如果对要编码的CTU应用相邻CTU的SAO参数，则可能不足以去除发生在要编码的CTU中的蚊式失真。
在一个方面，本发明的目的在于提供一种使得能够提高与应用于视频数据的环路滤波器有关的编码效率的视频编码设备。
根据实施例，提供了一种视频编码设备，所述视频编码设备对通过对包括在视频数据中的要编码的图片进行划分所获得的多个块中的要编码的块进行编码。视频编码设备包括：源编码单元，所述源编码单元对要编码的块中的各个像素的预测误差信号执行正交变换以计算正交变换系数，并且基于应用于要编码的块的量化值对正交变换系数进行量化以对要编码的块进行编码；解码单元，所述解码单元对要编码的编码块进行解码以生成经本地解码的块；校正单元，所述校正单元在应用于要编码的块的环路滤波器的模式与应用于与要编码的块相邻的编码参考块的环路滤波器的模式相同时，基于应用于参考块的量化值以及应用于要编码的块的量化值对应用于参考块的环路滤波器的滤波器系数进行校正，以计算经校正的滤波器系数；滤波器处理单元，所述滤波器处理单元使用经校正的滤波器系数将环路滤波器应用于经本地解码的块；以及加法单元，所述加法单元向要编码的块的编码数据加上指示针对环路滤波器要编码的块参考该参考块的信息。
另外，根据另外的实施例，提供了一种视频解码设备，所述视频解码设备对通过对包括在编码视频数据中的要解码的图片进行划分所获得的多个块中的要解码的块进行解码。视频解码设备包括：解码单元，所述解码单元基于应用于要解码的块的量化值对包括在要解码的块的编码数据中的量化系数进行逆量化以计算正交变换系数，对正交变换系数执行逆正交变换以计算要解码的块中的各个像素的预测误差信号，并且基于各个像素的预测误差信号来对要解码的块进行解码；校正单元，所述校正单元当在要解码的块的编码数据中包括指示针对环路滤波器参考包括在编码视频数据中的与要解码的块相邻的解码参考块的信息时，基于应用于参考块的量化值和应用于要解码的块的量化值对应用于参考块的环路滤波器的滤波器系数进行校正，以计算经校正的滤波器系数；以及滤波器处理单元，所述滤波器处理单元使用经校正滤波器系数将环路滤波器应用于要解码的解码块。
附图说明
图1是边缘偏移的概要的说明图。
图2是带偏移的概要的说明图。
图3是用于说明在应用边缘偏移之前和之后的像素值的变化的图。
图4是根据实施例的视频编码设备的示意性配置图。
图5是视频编码设备的与SAO滤波器处理有关的环路滤波器单元的框图。
图6是环路滤波器处理的操作流程图。
图7是视频编码处理的操作流程图。
图8是视频解码设备的示意性配置图。
图9是视频解码设备的与SAO滤波器处理有关的环路滤波器单元的框图。
图10是视频解码处理的操作流程图。
图11是通过执行实现了根据实施例或其修改中的任一个的视频编码设备或视频解码设备中的各个单元的功能的计算机程序来操作为视频编码设备或视频解码设备的计算机的配置图。
具体实施方式
下面将参照附图来描述根据实施例的视频编码设备。当应用于要编码的CTU的SAO模式与应用于与要编码的CTU相邻的编码CTU的SAO模式彼此相同时，视频编码设备基于分别应用于这两个CTU的量化值来校正相邻CTU的SAO参数。然后，视频编码设备将经校正的SAO参数应用于要编码的CTU。因此，视频编码设备在抑制通过量化引起的蚊式失真的同时增加了SAO合并模式可适用的CTU的数目，从而提高了编码效率。
首先，将描述SAO模式和SAO参数。
图1是作为SAO模式之一的边缘偏移的概要的说明图。边缘偏移是在整个CTU 100上选择一个边缘方向并且向CTU 100中的每个像素加上与表示所选的边缘方向中的像素值变化的形状的类别对应的偏移值的滤波器。注意，例如在视频编码设备中，CTU 100是已经被本地解码并且利用去块滤波器被处理的CTU。边缘方向被分类成四类(分类1：水平方向；分类2：竖直方向；分类3：45度方向；分类4：135度方向)中的任一个。例如，根据一阶差分滤波器或二阶差分滤波器、针对CTU 100中的每个像素来计算每个分类的边缘强度，并且选择其中边缘强度的均值变成最大值的分类。
另外，所选方向上的像素值变化的形状被分类成五个类别(类别1、类别2、类别3、类别4等)中的任一个。针对CTU 100中的每个像素沿所选方向来计算每个类别的像素值变化的大小，并且将每个像素分类成其中像素值变化的大小变得最大的类别。例如，在所选方向为分类1的情况下，当检查CTU 101中的像素101的像素值变化时，与像素101的右侧和左侧相邻的像素被参考。计算各个类别的偏移值以使得与CTU 100对应的原始CTU与已经应用了边缘偏移的CTU 102之间的相应像素的像素值的绝对差的总和最小化。另外，将与CTU100中的每个像素对应的类别的偏移值加至像素的值，这产生了已经应用了边缘偏移的CTU102。例如，当CTU 100中的像素101(具有像素值p)的像素值变化的形状被分类成类别1时，在表110中示出的各个类别的偏移值中的类别1的偏移值被加至像素值p。相应地，在已经应用了边缘偏移的CTU 102中，像素101的像素值变成(p+o1)。
图2是作为其他SAO模式之一的带偏移的概要的说明图。带偏移是向CTU 200中的每个像素加上与每个像素的值所属的像素值范围对应的偏移值的滤波器。注意，例如在视频编码设备中，CTU 200也是已经被本地解码并且利用去块滤波器被处理的CTU。例如，将像素值的可能范围(例如，0至255)以相等间隔划分成预定数目以设置多个范围。换言之，针对每个范围来设置上限像素值和下限像素值，所述范围彼此不交叠。如在表210中所示，确定CTU 200中的各个像素所属的范围。另外，如在表211中所示，设置与各个范围对应的偏移值。注意，计算各个范围的偏移值以使得与CTU 200对应的原始CTU与已经应用了带偏移的CTU 202之间的相应像素的像素值的绝对差的总和最小化。另外，将与CTU 200中的每个像素对应的范围的偏移值加至像素的值，这产生了已经应用了带偏移的CTU 202。例如，当CTU200中的像素201的像素值p属于范围2时，将表211中所示的各个范围的偏移值中的范围2的偏移值o2加至像素值p。相应地，在已经应用了带偏移的CTU 202中，像素201的像素值变成(p+o2)。
图3是用于说明在应用边缘偏移之前和之后的像素值的变化的图。在图3中，横轴指示CTU上的位置，纵轴指示像素值。在图3的上部示出了概况301，概况301示意性示出了已经被本地解码并且利用去块滤波器被处理的CTU中的一个像素列中的像素值变化。如概况301所示，其中像素值在从-Δ至Δ的范围内变化的蚊式失真311发生在靠近边缘的平坦段，特别是发生在正交变换系数的量化中正交变换系数的高频分量被粗略量化时。像素值的变化Δ的宽度与量化值成比例。在该情况下，例如，各个类别的偏移值如表310中所示。相应地，将边缘偏移应用于CTU中的像素，将变化Δ加至类别1中的像素的值(最小值)，并且从类别4中的像素的值(最大值)中减去变化Δ，这抵消了蚊式失真。因此，与在图3中的下部所示的概况302一样，在相同的像素列中应用边缘偏移之后的像素值的变化在除了边缘之外的平坦段上被平滑。
所应用的SAO模式(边缘偏移滤波器应用、带偏移滤波器应用以及无滤波器应用中的一者)的标识、应用分类和边缘偏移中的各个类别的偏移值以及上限、下限以及带偏移中的各个范围的偏移值均包括在SAO参数中。在本实施例中，当将边缘偏移应用于要编码的CTU和相邻的编码CTU二者时，视频编码设备基于属于两个CTU中的每个CTU的量化组的量化值来校正应用于相邻CTU的各个类别的偏移值。因此，基于参考相邻CTU的各个类别的偏移值来计算应用于要编码的CTU的各个类别的偏移值。这使得合并模式能够适用于要编码的CTU。
注意，图片可以是帧和场中的任一个。帧是视频数据中的一个静止图像，而场是通过从帧中提取仅奇数行中的数据或者仅偶数行中的数据所获得的静止图像。另外，CTU是通过将图片划分成多个块所获得的块的示例。此外，在边缘偏移中的像素值变化的各个分类的偏移值是环路滤波器的滤波器系数的示例。
在本实施例中，视频编码设备对符合HEVC的视频数据进行编码。然而，视频编码设备也可以对符合可以应用SAO合并模式并且可以针对要编码的每个块调整量化值的其他编码标准的视频数据进行编码。
图4是根据实施例的视频编码设备的示意性配置图。视频编码设备1包括运动搜索单元11、编码控制单元12、源编码单元13、解码单元14、环路滤波器单元15、存储单元16和熵编码单元17。包括在视频编码设备1中的这些单元在视频编码设备1上被安装为独立的电路。替选地，包括在视频编码设备1中的这些单元可以在视频编码设备1上被安装为其中集成了分别实现单元的功能的电路的一个或多个集成电路。另外，替选地，包括在视频编码设备1中的这些单元可以是每个均通过在设置在视频编码设备1中的处理器上执行的计算机程序来实现的功能模块。
视频编码设备1按照光栅扫描顺序对要编码的图片的CTU进行编码。在下文中，作为示例，利用在一个CTU上执行的处理来描述视频编码设备1的单元。
当包括要编码的CTU的要编码的图片是帧间预测编码方案适用的P图片或B图片时，运动搜索单元11计算要编码的CTU中的各个适用预测单元(PU)的运动向量。注意，基于由控制单元(未示出)应用于要编码的视频数据的图片组(GOP)的结构以及要编码的图片在GOP中的位置来确定要编码的图片的类型。
运动搜索单元11对已经被编码一次并且然后利用要编码的CTU中的关注PU被解码(下文中，称为经本地解码的图片)的图片的可参考区域执行块匹配，从而指定与关注PU最符合的参考块。另外，运动搜索单元11计算表示关注PU与参考块之间的运动的向量作为运动向量。注意，当要编码的图片是B图片时，运动搜索单元11计算L0预测与L1预测二者中的运动向量。运动搜索单元11将各个PU的运动向量存储在存储单元16中并且向编码控制单元12通知各个PU的运动向量。
编码控制单元12确定用于对要编码的CTU进行划分的CU、PU和TU中的每一个的划分模式以及要应用于每个CU的编码模式。另外，编码控制单元12确定各个量化组的量化值以及要应用于要编码的CTU的SAO模式。注意，例如，在要编码的CTU中设置的量化组可以被预先设置。
编码控制单元12基于例如指示包括要编码的CTU的要编码的图片的类型的信息来确定CTU的编码模式。该信息从控制单元(未示出)获取。当要编码的图片的类型是仅帧内编码方案适用的I图片时，编码控制单元12选择帧内预测编码方案作为要应用的编码模式。相比之下，当要编码的图片的类型是例如P图片或B图片时，编码控制单元12选择帧间预测编码方案和帧内预测编码方案之一作为要应用的编码模式。
编码控制单元12基于CU来计算编码代价。对于适用的编码模式，编码代价是要编码的CTU的编码数据量的评估值。例如，对于帧间预测编码方案，编码控制单元12针对用于划分CTU的CU划分模式、PU划分模式和定义生成预测运动向量的方法的向量模式的每个组合来计算编码代价。注意，编码控制单元12可以使用例如自适应运动向量预测(AMVP)模式和合并模式之一作为向量模式。
对于帧内预测编码方案，编码控制单元12针对用于划分CTU的CU划分模式、PU划分模式以及用于定义生成预测块的方法的预测模式的每个组合来计算编码代价。
为了计算编码代价，编码控制单元12根据以下等式来计算关注PU的预测误差，即像素的绝对差的总和SAD。
SAD＝Σ|OrgPixel-PredPixel|
其中，OrgPixel是包括在关注PU中的像素的值，PredPixel是包括在与关注块对应的预测块中的像素的值。预测块根据在其中计算编码代价的编码模式来生成。
编码控制单元12例如根据以下等式来计算关注CU的编码代价Cost。
Cost＝ΣSAD+λ*B
其中，ΣSAD是针对包括在关注CU中的各个PU所计算的SAD的总和。另外，B是除了预测误差以外的项(例如运动向量以及指示预测模式的标识)的估算编码量。另外，λ是拉格朗日待定乘子。
注意，编码控制单元12可以计算关注PU与预测块之间的阿达玛变换的差异图像中的各个像素的阿达玛系数的绝对变换差的总和来替代SAD。
编码控制单元12按照从可用CU尺寸中的较大尺寸的顺序来设置要编码的CTU中的例如关注CU。另外，在帧内预测编码方案的情况下，编码控制单元12针对关注CU中的每个PU划分模式来选择使成本最小化的预测模式。另外，在帧间预测编码方案的情况下，编码控制单元12针对关注CU中的每个PU划分模式来选择使成本最小化的向量模式。此外，编码控制单元12从帧内预测编码模式和帧间预测编码模式中选择具有较低编码代价的编码方案作为要应用于具有相同尺寸的每个CU的编码方案。
另外，编码控制单元12在将通过将关注CU划分成四个所获得的划分的CU中的每一个当作下一关注CU的同时执行相似处理，从而计算最小编码代价。在下文中，当针对各个划分的CU所计算的最小编码代价的总和比关注CU的最小编码代价小时，编码控制单元12将关注CU划分成四个。编码控制单元12重复上述的处理直到每个CU不被划分为止，以确定要应用于要编码的CTU的CU划分模式和PU划分模式。
另外，编码控制单元12根据以上述方式确定的CU划分模式来确定针对每个CU的TU划分模式，并且确定要应用于要编码的CTU的SAO模式和各个量化组的量化值。此时，编码控制单元12根据以下等式针对适用的TU划分模式、SAO模式和各个量化组的量化值的每个组合来计算RD代价Cost。
其中，org(i)是包括在关注CU中的像素的值，并且ldec(i)是通过利用关注TU划分模式对关注CU进行编码并且进一步对关注CU进行解码所获得解码CU中的像素的值。为了计算值ldec(i)，编码控制单元12可以根据关注SAO模式对所解码的CU中的像素执行SAO滤波器处理，从而计算值ldec(i)。另外，比特指示在通过使用关注TU划分模式和关注量化值对关注CU进行编码时的编码量。注意，编码控制单元12可以设置各个量化组的量化值以便以恒定比特率(CBR)对图片进行编码。
等式(1)的右侧的第一项指示编码失真，右侧的第二项指示编码量。因而，在使RD成本最小化的TU划分模式、SAO模式和各个量化组的量化值的组合中，编码失真和编码量具有合适的平衡。因而，编码控制单元12选择使RD代价Cost最小化的TU划分模式、SAO模式和各个量化组的量化值的组合。
编码控制单元12向源编码单元13通知CU、PU和TU中的每一个的划分模式以及针对要编码的CTU所选择的编码模式的组合。另外，编码控制单元12在存储单元16中存储CU、PU和TU中的每一个的划分模式和针对要编码的CTU所选择的编码模式的组合。此外，编码控制单元12向环路滤波器单元15通知要应用的SAO模式。
源编码单元13计算指示要编码的CTU中的像素与基于PU所生成的预测块中的各个相应像素之间的差的预测误差信号，并且基于TU对各个像素的预测误差信号执行正交变换，从而计算正交变换系数。在下文中，源编码单元13根据各个TU所属的量化组的量化值来量化各个TU的正交变换系数。
首先，源编码单元13根据CU和PU中的每一个的划分模式和针对要编码的CTU所选择的编码模式的组合来生成每个PU的预测块。当对CU执行帧内预测编码时，源编码单元13根据针对CU中的每个PU所选择的预测模式基于所参考的PU周围的编码区域中的像素的值来生成预测块。
相比之下，当对CU执行帧间预测编码时，源编码单元13基于针对每个PU所计算的运动向量、通过对从存储单元16读取的经本地解码的图片的运动进行补偿来生成CU中的每个PU的预测块。
源编码单元13计算要编码的CTU中的像素与预测块中的各个相应像素之间的差。之后，源编码单元13根据通过差计算所获得的差值来计算要编码的CTU的每个TU中的各个像素的预测误差信号。
另外，源编码单元13根据已经由编码控制单元12确定的应用的向量模式来生成要进行帧间预测编码的每个PU的预测向量。之后，源编码单元13计算PU的运动向量与预测向量之间的预测误差信号。源编码单元13将要进行帧间预测编码的每个PU的运动向量的预测误差信号提供给熵编码单元17。
当计算预测误差信号时，源编码单元13执行在要编码的CTU中的每个TU的预测误差信号的正交变换，从而确定表示预测误差信号的水平频率分量和竖直频率分量的正交变换系数。例如，源编码单元13对预测误差信号执行作为正交变换处理的离散余弦变换(DCT)，从而获得一组DCT系数作为正交变换系数。
在计算每个TU的正交变换系数之后，源编码单元13根据TU所属的量化组的量化值对要编码的CTU中的每个TU的正交变换系数进行量化，从而计算经量化的正交变换系数。注意，在下文中，经量化的正交变换系数还可以被简称为经量化的系数。
源编码单元13向解码单元14和熵编码单元17提供经量化的正交变换系数。
解码单元14根据在要编码的CTU中的每个TU的经量化的系数对要编码的CTU进行本地解码，以便使要编码的CTU在所述要编码的CTU之后的其他CTU等的编码中可参考。注意，在下文中，经本地解码的要编码的CTU被称为经本地解码的块。因而，解码单元14根据应用于每个TU的量化值对每个TU的经量化的系数进行逆量化，从而恢复在量化之前的正交变换系数。
解码单元14针对每个TU对所恢复的正交变换系数执行逆正交变换。例如，当源编码单元13使用DCT作为正交变换时，解码单元执行作为逆正交变换的逆DCT处理。因此，解码单元14针对每个TU恢复包括作为与在编码之前的预测误差信号相同水平的信息的预测误差信号。
解码单元14将所恢复的预测误差信号加至每个TU中的预测块的各个像素值，从而生成经本地解码的块。每当解码单元14生成经本地解码的块时，解码单元14向环路滤波器单元15提供经本地解码的块。
另外，解码单元14将经本地解码的图片存储在存储单元16中。针对按照CTU的编码顺序的一个图片，经本地解码的图片通过将利用环路滤波器被处理的经本地解码的块组合来生成。
当提供经本地解码的块时，环路滤波器单元15对经本地解码的块执行环路滤波器处理。例如，环路滤波器单元15执行去块滤波器处理和SAO滤波器处理作为环路滤波器处理。
环路滤波器单元15对经本地解码的块执行去块滤波器处理，然后根据由编码控制单元12确定的SAO模式对经本地解码的块中的像素执行SAO滤波器处理。环路滤波器单元15可以对经本地解码的块执行HEVC定义的去块滤波器处理，作为去块滤波器处理。
图5是与SAO滤波器处理有关的环路滤波器单元15的框图。环路滤波器单元15包括合并模式应用确定单元151、参数校正单元152、参数设置单元153和滤波器处理单元154。
合并模式应用确定单元151是确定单元的示例。合并模式应用确定单元151确定应用于与要编码的CTU相邻的编码CTU，即与要编码CTU的左侧或上侧相邻的CTU的SAO模式以及应用于要编码的CTU的SAO模式是否均是边缘偏移。当边缘偏移被应用于与要编码的CTU的左侧和上侧相邻的CTU之一并且边缘偏移被应用于要编码的CTU时，合并模式应用确定单元151确定将合并模式应用于要编码的CTU。合并模式应用确定单元151设置各个标识的值SaoMergeLeftFlag和SaoMergeUpFlag以指示两个相邻CTU中的应用了边缘偏移的CTU的参考。注意，当边缘偏移被应用于与要编码的CTU的左侧和上侧相邻的CTU二者时，合并模式应用确定单元151可以设置以参考两个相邻CTU中的任一个。合并模式应用确定单元151可以计算包括在要编码的CTU中的各个量化组的量化值中的统计代表性值(如均值、中值和模式)以及包括在两个相邻CTU中的每个CTU中的各个量化组的量化值中的统计代表性值。另外，合并模式应用确定单元151参考两个相邻CTU中的具有接近要编码的CTU的量化值中的统计代表性值的量化值中的统计代表性值的CTU。
合并模式应用确定单元151向参数校正单元152和参数设置单元153通知合并模式是否被应用于要编码的CTU的确定的结果。另外，合并模式应用确定单元151设置指示合并模式是否被应用于要编码的CTU以及指示针对该合并模式的要参考的相邻CTU的标识的值，并且向熵编码单元17通知该标识。
参数校正单元152是校正单元的示例。当合并模式被应用于要编码的CTU时，参数校正单元152基于属于相邻CTU的各个量化组的量化值以及属于要编码的CTU的各个量化组的量化值来校正要参考的相邻CTU的SAO参数。注意，在下文中，为了方便描述，要参考的相邻CTU被简称为参考CTU。
在本实施例中，参数校正单元152通过以下等式来校正边缘偏移中的参考CTU的各个类别的偏移值。
O'x＝Int(Ox*Qcurr/Qprev)
Qprev＝levelScale[qPprev％6]<<(qPprev/6) (2)
Qcurr＝levelScale[qPcurr％6]<<(qPcurr/6)
其中，Ox是参考CTU中的类别x(x＝[0,3])的偏移值，O'x是类别x的经校正的偏移值。另外，qPprev是参考CTU的量化值，并且qPcurr是要编码的CTU的量化值。此外，levelScale[i](i＝[0,5])是与量化值对应的量化尺度，并且例如，levelScale[i](i＝[0,5])是{40,45,51,57,64和72}。
当参考CTU中包括仅一个量化组时，量化值qPprev可以是应用于量化组的量化值。相比之下，当参考CTU中包括多个量化组时，量化值qPprev可以是各个量化组的量化值中的统计代表性值(如均值、中值和模式)。替选地，量化值qPprev可以是应用于包括在参考CTU中的多个量化组中的按编码顺序的最后一个量化组的量化值。
同样，当在要编码的CTU中包括仅一个量化组时，量化值qPcurr可以是应用于量化组的量化值。相比之下，当在要编码的CTU中包括多个量化组时，量化值qPcurr可以是各个量化组的量化值中的统计代表性值(如均值、中值和模式)。替选地，量化值qPcurr可以是应用于包括在要编码的CTU中的多个量化组中的按照编码顺序的第一个量化组的量化值。如上所述，即使当在要编码的CTU或者参考CTU中包括多个量化组时，参数校正单元152可以通过确定应用于要编码的CTU的量化值和应用于参考CTU的量化值来适当地校正各个类别的偏移值。
参数校正单元152向滤波器处理单元152通知各个类别的经校正的偏移值。
参数设置单元153是滤波器系数计算单元的示例。当合并模式不被应用于要编码的CTU时，参数设置单元153确定要应用于要编码的CTU的SAO模式(边缘偏移或带偏移)。
换言之，如结合图1描述的，当要应用的SAO模式是边缘偏移时，参数设置单元153选择利用去块滤波器处理的经本地解码的块的边缘方向，并且确定沿所选的边缘方向的各个像素的类别。另外，参数设置单元153确定各个类别的偏移值。此时，例如，参数设置单元153确定各个类别的偏移值以使得要编码的原始CTU与利用去块滤波器和边缘偏移处理的经本地解码的块之间的相应像素的像素值的绝对差的总和最小化。此外，参数设置单元153向滤波器处理单元154通知指示所选的边缘方向的分类、各个像素的类别和各个类别的偏移值。
当合并模式被应用于要编码的CTU时，参数设置单元153执行与上述处理相似的处理以选择边缘方向，从而确定各个像素的类别。之后，参数设置单元153向滤波器处理单元154和熵编码单元17通知指示所选的边缘方向的分类和各个像素的类别。
此外，如结合图2描述的，当带偏移被应用于要编码的CTU时，参数设置单元153确定经本地解码的块中的各个像素的范围。注意，各个范围的上限值和下限值可以是预先设置的。另外，参数设置单元153设置各个范围的偏移值。此时，例如，参数设置单元153确定各个范围的偏移值以使得要编码的原始CTU与利用去块滤波器和带偏移处理的经本地解码的块之间的相应像素的像素值的绝对差的总和最小化。
参数设置单元153向滤波器处理单元154和熵编码单元17通知各个范围的上限值、下限值和偏移值。
滤波器处理单元154对利用去块滤波器处理的经本地解码的块中的像素执行所应用的SAO模式的SAO滤波器处理。
当所应用的SAO模式是边缘偏移时，滤波器处理单元154将经本地解码的块中的每个像素的像素值变化类别的偏移值加至每个像素的值。此时，当合并模式被应用于经本地解码的块时，滤波器处理单元154使用由参数校正单元152计算的经校正的偏移值作为各个类别的偏移值。相比之下，当合并模式不被应用于经本地解码的块时，滤波器处理单元154可以使用由参数设置单元153计算的偏移值作为各个类别的偏移值。
另外，当所应用的SAO模式是带偏移时，滤波器处理单元154将与经本地解码的块中的每个像素的范围对应的偏移值加至每个像素的值。
滤波器处理单元154将利用SAO滤波器处理的经本地解码的块存储在存储单元16中。
图6是由环路滤波器单元15执行的环路滤波器处理的操作流程图。环路滤波器单元15根据以下描述的操作流程图对每个经本地解码的块执行环路滤波器处理。
环路滤波器单元15对经本地解码的块执行去块滤波器处理(步骤S101)。
合并模式应用确定单元151确定应用于经本地解码的块的SAO模式和应用于与经本地解码的块的左侧或上侧相邻的CTU的SAO模式是否均是边缘偏移(步骤S102)。
当应用于经本地解码的块的SAO模式和应用于与经本地解码的块的左侧或上侧相邻的CTU的SAO模式均是边缘偏移(在步骤S102中为是)时，合并模式应用确定单元151确定将合并模式应用于经本地解码的块(步骤S103)。之后，参数校正单元152基于作为应用了边缘偏移的相邻CTU的参考CTU的量化值和经本地解码的块的量化值来校正参考CTU中的各个类别的偏移值(步骤S104)。参数校正单元152向滤波器处理单元154通知各个类别的经校正的偏移值。另外，参数设置单元153确定经本地解码的块的边缘方向和经本地解码的块中的各个像素的类别(步骤S105)。之后，参数设置单元153向滤波器处理单元154通知经本地解码的块的边缘方向和经本地解码的块中的各个像素的类别。
滤波器处理单元154使用各个类别的经校正的偏移值以对经本地解码的块中的像素执行边缘偏移处理(步骤S106)。
相比之下，当在步骤S102中应用于经本地解码的块的SAO模式是带偏移(步骤S102中的否)时，合并模式应用确定单元151确定不将合并模式应用于经本地解码的块(步骤S107)。另外，当应用于与经本地解码的块的左侧和上侧相邻的CTU的SAO模式是带偏移时，合并模式应用确定单元151确定不将合并模式应用于经本地解码的块。之后，参数设置单元153基于应用于经本地解码的块的SAO模式来确定SAO参数(步骤S108)。
滤波器处理单元154基于应用于经本地解码的块的SAO模式对经本地解码的块中的像素执行SAO滤波器处理(步骤S109)。
在步骤S106或步骤S109之后，环路滤波器单元15终止环路滤波器处理。
存储单元16暂时地存储利用从环路滤波器单元15接收的环路滤波器处理的经本地解码的块。存储单元16将经本地解码的图片或经本地解码的块提供给运动搜索单元11、编码控制单元12和源编码单元13。注意，存储单元16存储可以被称为要编码的图片的预定数目的经本地解码的图片。当经本地解码的图片的数目超过预定数目时，存储单元16按照编码的升序来丢弃经本地解码的图片。
另外，存储单元16存储已经被帧间预测编码的各个经本地解码的块的运动向量。此外，存储单元16存储CU、PU和TU中的每一个的划分模式以及针对每个CTU所选择的编码模式的组合。
熵编码单元17是加法单元的示例。熵编码单元17对各个TU的量化系数、各个PU的运动向量的预测误差信号以及分别指示划分模式、所应用的解码模式、各个组的量化值以及要编码的CTU的SAO参数等的各种语法执行熵编码。之后，熵编码单元17将各种熵编码的语法加至熵编码的量化系数等。
在本实施例中，熵编码单元17使用算术编码处理如基于上下文的自适应二进制算术编码(CABAC)作为熵编码方案。熵编码单元17输出通过熵编码获得的比特流。
从熵编码单元17输出的各个CTU的比特流按照预定顺序被组合，并且由HEVC定义的头部信息等被加至所述比特流，这产生了包括编码视频数据的编码比特流。视频编码设备1将编码比特流存储在包括磁记录介质、光学记录介质、半导体存储器等的存储装置(未示出)中，或者将编码比特流输出至其他设备。
图7是由视频编码设备1执行的视频编码处理的操作流程图。视频编码设备1根据以下描述的操作流程图针对每个CTU来执行视频编码处理。
运动搜索单元11计算要编码的CTU中的各个适用PU的运动向量(步骤S201)。之后，运动搜索单元11向编码控制单元12通知各个PU的运动向量。注意，当包括要编码的CTU的要编码的图片是B图片时，运动搜索单元11计算沿L0方向和L1方向中的每个方向的运动向量。另外，当要编码的图片是I图片时，可以省略步骤S201中的处理。
针对要编码的CTU，编码控制单元12确定CU、PU和TU中的每一个的划分模式和要应用的编码模式(步骤S202)。另外，编码控制单元12确定应用于要编码的CTU的SAO模式和包括在要编码的CTU中的各个量化组的量化值(步骤S203)。之后，编码控制单元12向源编码单元13通知CU、PU和TU中的每一个的划分模式、要应用的编码模式以及各个量化组的量化值。此外，编码控制单元12向环路滤波器单元15通知各个量化组的量化值以及要应用的SAO模式。
源编码单元13根据所确定的CU和PU中的每一个的划分模式以及要应用的编码模式来生成预测块(步骤S204)。另外，源编码单元13计算要编码的CTU中的像素以及预测块中的各个相应像素之间的预测误差信号(步骤S205)。
源编码单元13针对每个TU来对各个像素的预测误差信号执行正交变换，从而计算针对每个TU的正交变换系数(步骤S206)。另外，源编码单元13根据各个TU的量化组的量化值对要编码的CTU中的各个TU的正交变换系数进行量化，从而计算量化系数(步骤S207)。之后，源编码单元13将各个TU的量化系数输出至解码单元14和熵编码单元17。
解码单元14根据要编码的CTU中的各个TU的量化系数来生成与CTU对应的经本地解码的块(步骤S208)。另外，解码单元14将经本地解码的块提供给环路滤波器单元15。
环路滤波器单元15对经本地解码的块执行环路滤波器处理(步骤S209)。另外，环路滤波器单元15将利用环路滤波器处理的经本地解码的块存储在存储单元16中。
熵编码单元17对要编码的CTU中的各个TU的量化系数、运动向量的预测误差等执行熵编码。另外，熵编码单元17对包括应用于要编码的CTU的SAO参数和各个量化组的量化值的各种语法执行熵编码(步骤S210)。熵编码单元17输出所产生的编码比特流。之后，视频编码设备1终止针对一个CTU的视频编码处理。
如上所述，当应用于要编码的CTU的SAO模式和应用于参考CTU的SAO模式彼此相同时，视频编码设备基于应用于各个CTU的量化值对参考CTU的SAO参数进行校正。另外，视频编码设备使用经校正的参数来对要编码的CTU执行SAO滤波器处理。相应地，即使应用于要编码的CTU的量化值和应用于参考CTU的量化值彼此不同，视频编码设备也可以将SAO合并模式应用于要编码的CTU，并且抑制由要应用于两个CTU的量化值之间的差所引起的图像质量的劣化。因此，视频编码设备可以在抑制图像质量的劣化的同时提高与SAO有关的编码效率。
图8是根据上述实施例的对由视频编码设备所编码的视频数据进行解码的视频解码设备的示意性配置图。视频解码设备2包括熵解码单元21、解码单元22、环路滤波器单元23和存储单元24。包括在视频解码设备2中的这些单元被配置为独立的电路。替选地，包括在视频解码设备2中的这些单元在视频解码设备2上可以被安装为其中集成了与各个单元对应的电路的一个集成电路。另外，包括在视频解码设备2中的这些单元可以是每个均由在设置在视频解码设备2中的处理器上执行的计算机程序来实现的功能模块。
视频解码设备2通过例如通信网络和将视频解码设备2连接至通信网络的接口电路来获取包括编码视频数据的编码比特流。另外，视频解码设备2将编码比特流存储在未示出的缓冲存储器中。视频解码设备2基于CTU从缓冲存储器读取编码比特流，并且基于CTU将编码比特流提供给熵解码单元21。
熵解码单元21对要解码的CTU的编码比特流执行熵解码。此时，熵解码单元21可以根据在视频编码设备1中采用的熵编码方案对编码比特流执行熵解码。另外，熵解码单元21对编码比特流执行熵解码，从而恢复要解码的CTU中的各个TU的量化系数。此外，熵解码单元21恢复包括在每个帧间预测编码CU中的各个PU的运动向量的预测误差信号。另外，熵解码单元21恢复包括在每个帧内预测编码CU中的各个PU的预测模式。此外，熵解码单元21恢复包括所应用的划分模式、编码模式、各个量化组的量化值以及SAO参数的各种语法。之后，熵解码单元21向解码单元22提供指示划分模式、编码模式等的语法、运动向量的预测误差信号、量化系数等。此外，熵解码单元21将SAO参数提供给环路滤波器单元23。
解码单元22参考解码图片或要解码的图片的解码区域，从而生成包括在要解码的CTU中的每个CU中的各个PU的预测块。此时，解码单元22可以执行与视频编码设备1的源编码单元13的处理相似的处理，从而生成预测块。另外，解码单元22根据指示所应用的向量模式的信息、运动向量的预测误差信号等来再现运动向量。
解码单元22根据各个TU的相应量化组的解码量化值对从熵解码单元21接收的各个TU的量化系数进行逆量化。各个TU的正交变换系数通过逆量化来恢复。之后，解码单元22针对每个TU来对正交变换系数执行逆正交变换处理。对各个TU的量化系数执行逆量化处理和逆正交变换处理，这再现了整个CTU中的各个像素的预测误差信号。
解码单元22将相应的再现预测误差信号加至要解码的CTU中的每个PU中的预测块的各个像素值，从而对PU进行解码。之后，解码单元22按照编码顺序对所解码的PU进行组合，从而对CTU进行解码。解码单元22将所解码的CTU提供给环路滤波器单元23。另外，解码单元22按照编码顺序将已经被解码并且由环路滤波器单元23利用环路滤波器所处理的CTU组合，从而对整个图片进行解码。解码单元22将所解码的图片存储在存储单元24中并且将所解码的图片存储在缓冲存储器中。存储在缓冲存储器中的所解码的图片由控制单元(未示出)按照显示顺序输出至显示设备(未示出)。
与视频编码设备1的环路滤波器单元15一样，环路滤波器单元23对所解码的CTU执行环路滤波器处理如去块滤波器处理和SAO滤波器处理。
图9是与SAO滤波器处理有关的环路滤波器单元23的框图。环路滤波器单元23包括合并模式应用确定单元231、参数校正单元232、参数设置单元233和滤波器处理单元234。
合并模式应用确定单元231参考被加至要解码的CTU的解码SAO参数，并且确定是应用边缘偏移还是应用带偏移还是不应用SAO。
另外，合并模式应用确定单元231参考指示是否应用SAO合并模式并且将其加至要解码的CTU的标识(SaoMergeLeftFlag和SaoMergeUpFlag)，并且确定是否将合并模式应用于要解码的CTU。换言之，当两个标识SaoMergeLeftFlag和SaoMergeUpFlag之一是“1”时，合并模式应用确定单元231确定将合并模式应用于要解码的CTU。另外，合并模式应用确定单元231基于两个标识中的具有值“1”的标识来指定参考CTU。
合并模式应用确定单元231向参数校正单元232和滤波器处理单元234通知是否将合并模式应用于要解码的CTU的确定的结果。
当将合并模式应用于要解码的CTU时，与视频编码设备1的参数校正单元152一样，参数校正单元232根据等式(2)来校正针对参考CTU所确定的边缘偏移的各个类别的偏移值。之后，参数校正单元232向滤波器处理单元234通知各个类别的经校正的偏移值。
当应用边缘偏移时，与视频编码设备1的参数设置单元153一样，参数设置单元233确定要解码的CTU中的各个像素的类别。相比之下，当不将合并模式应用于要解码的CTU时，参数设置单元233基于解码SAO参数来确定各个类别的偏移值。此外，当应用带偏移时，参数设置单元233基于解码SAO参数来确定每个范围中的像素值的可能范围、各个像素的范围以及各个范围的偏移值。
参数设置单元233向滤波器处理单元234通知要解码的CTU的所确定的各种SAO参数。
与视频编码设备1的滤波器处理单元154一样，滤波器处理单元234对要解码的CTU中的像素执行SAO滤波器处理。此时，当将边缘偏移应用于要解码的CTU但是不将合并模式应用于要解码的CTU时，滤波器处理单元234使用各个类别的所解码的偏移值来对要解码的CTU执行边缘偏移处理。相比之下，当合并模式被应用于要解码的CTU时，滤波器处理单元234使用各个类别的经校正的偏移值来执行边缘偏移处理。
此外，当带偏移被应用于要解码的CTU时，滤波器处理单元234使用各个范围的所解码的偏移值来对要解码的CTU执行带偏移处理。
存储单元24暂时地存储已经被解码并且利用环路滤波器被处理的CTU以及从解码单元22接收的解码图片。存储单元24向解码单元22提供作为参考区域的CTU或者作为参考图片的图片。注意，存储单元24存储预定数目的图片，并且在存储数据量超过与预定数目对应的量时，存储单元24按照编码的升序顺序丢弃图片。
图10是由视频解码设备2执行的视频解码处理的操作流程图。视频解码设备2针对每个要解码的CTU来执行图10中所示的视频解码处理。
熵解码单元21对要解码的CTU的编码比特流执行熵解码，从而再现包括各个TU的量化系数、各个量化组的量化值以及要解码的CTU的SAO参数的各种语法(步骤S301)。
根据应用于包括在要解码的CTU中的CU的编码模式，解码单元22参考解码图片或者要解码的图片的解码区域以生成针对每个PU的预测块(步骤S302)。
解码单元22将与通过量化值确定的量化宽度对应的预定数目乘以从熵解码单元21接收的量化系数，从而执行逆量化。另外，解码单元22基于TU对正交变换信号执行逆正交变换处理，从而再现要解码的CTU中的各个像素的预测误差信号。之后，解码单元22将相应的再现预测误差信号加至预测块中的各个像素的值，从而再现要解码的CTU(步骤S303)。解码单元22将所再现的CTU提供给环路滤波器单元23。
环路滤波器单元23对要解码的再现CTU执行去块滤波器处理(步骤S304)。另外，环路滤波器单元23的合并模式应用确定单元231参考指示SAO合并模式是否被应用于要解码的再现CTU的标识，从而确定是否应用合并模式(步骤S305)。当应用合并模式(步骤S305中的是)时，合并模式应用确定单元231参考该标识以指定参考CTU。另外，环路滤波器单元23的参数校正单元232基于参考CTU的量化值和要解码的CTU的量化值来校正参考CTU的SAO参数(步骤S306)。环路滤波器单元23的滤波器处理单元234使用经校正的SAO参数来对已经被再现并且利用去块滤波器被处理的要解码的CTU执行SAO滤波器处理(步骤S307)。
相比之下，当不应用合并模式(步骤S305中的否)时，滤波器处理单元234使用要解码的CTU的解码SAO参数。之后，滤波器处理单元234对已经被再现并且利用去块滤波器被处理的要解码的CTU执行SAO滤波器处理(步骤S308)。在步骤S307或S308之后，环路滤波器单元23将已经利用SAO滤波器被处理的要解码的CTU存储在存储单元24中。之后，视频解码设备2终止要解码的CTU的视频解码处理。
如上所述，即使在根据实施例的上述视频编码设备对参考CTU和要解码的CTU应用不同量化值时，视频解码设备也可以将SAO合并模式应用于要解码的再现CTU。
注意，根据修改，当要编码(解码)的CTU中包括多个量化组并且SAO合并模式被应用于要编码的CTU时，可以针对每个量化组来校正边缘偏移的各个类别的偏移值。在该情况下，视频编码设备1的参数校正单元152以及视频解码设备2的参数校正单元232可以根据等式(2)针对每个量化组来计算各个类别的经校正的偏移值。然而，在该情况下，参数校正单元152和参数校正单元232可以使用关注的量化组的量化值作为等式(2)中的量化值qPcurr。
根据该修改，即使在要编码(解码)的CTU中包括多个量化组并且针对各个量化组使用不同的量化值时，也可以针对每个量化组来计算合适的偏移值。
另外，根据另一修改，参数校正单元152和参数校正单元232可以使用作为等式(2)中的变量Qcurr的要编码(解码)的CTU的量化值或者包括在要编码(解码)的CTU中的各个量化组的量化值qPcurr，以校正各个类别的偏移值。同样，参数校正单元152和参数校正单元232可以使用参考CTU的量化值qPprev作为等式(2)中的变量Qprev，以校正各个类别的偏移值。
另外，根据又一修改，即使在带偏移被应用于要编码的CTU和与要编码的CTU的上侧或左侧相邻的编码CTU二者时，合并模式应用确定单元151可以确定合并模式被应用于要编码的CTU。在该情况下，合并模式应用确定单元151可以将与要编码的CTU的上侧和左侧相邻的两个编码CTU中的应用了带偏移的CTU当作参考CTU。另外，参数校正单元152和参数校正单元232可以根据等式(2)来校正参考CTU的各个范围的偏移值。注意，带偏移的各个范围的偏移值是环路滤波器的滤波器系数的其他示例。换言之，参数校正单元152和参数校正单元232将Ox和O’x(x＝[0,m-1]，其中，m是范围的总数)设置成各个范围的偏移值和等式(2)中的经校正的偏移值。另外，视频编码设备1的滤波器处理单元154和视频解码设备2的滤波器处理单元234可以使用要编码(解码)的CTU中的各个范围的经校正的偏移值。此外，在该修改中，可以针对包括在要编码(解码)的CTU中的每个量化组来校正各个范围的偏移值。
根据本修改，作为合并模式的应用目标的CTU的数目增大，这使得能够进一步提高编码效率。
另外，根据再一修改，视频编码设备1的编码控制单元12可以确定SAO合并模式是否被应用于要编码的CTU。在该情况下，当边缘偏移被应用于与要编码的CTU上侧或左侧相邻的编码CTU时，根据等式(1)，编码控制单元12可以计算在应用边缘偏移中的合并模式的情况下的编码代价。同样，当带偏移被应用于与要编码的CTU的上侧或左侧相邻的编码CTU时，根据等式(1)，编码控制单元12可以计算在应用了带偏移中的合并模式的情况下的编码代价。另外，当在应用边缘偏移中的合并模式的情况下的编码代价最小时，编码控制单元12可以确定将边缘偏移中的合并模式应用于要编码的CTU。此外，当在应用带偏移中的合并模式的情况下的编码代价最小时，编码控制单元12可以确定将带偏移中的合并模式应用于要编码的CTU。
根据本修改，视频编码设备可以更适当地确定合并模式的应用规范。注意，根据本修改，可以省略合并模式应用确定单元151。
根据又一实施例，视频编码设备1的环路滤波器单元15和视频解码设备2的环路滤波器单元23可以省略去块滤波器处理。
根据又一实施例，可以使用除了SAO滤波器以外的自适应滤波器作为环路滤波器。在该情况下，根据等式(2)，与上述实施例和修改一样，应用于参考CTU的自适应滤波器的滤波器系数可以基于应用于要编码的CTU的量化值和应用于参考CTU的量化值来校正。另外，经校正的滤波器系数可以被应用于要编码的CTU的经本地解码的块。
根据上述实施例和修改中的任一个的视频编码设备和视频解码设备用于各种应用。视频编码设备和视频解码设备被合并在例如视频发送器、视频接收器、视频电话系统、虚拟桌面系统、计算机或移动电话中。
图11是通过执行实现根据上述实施例和修改中的任一个的视频编码设备或视频解码设备中的各个单元的功能的计算机程序而操作为视频编码设备或视频解码设备的计算机的配置图。
计算机100包括用户接口单元101、通信接口单元102、存储单元103、存储介质接入装置104以及处理器105。处理器105通过例如总线而连接至用户接口单元101、通信接口单元102、存储单元103以及存储介质访问装置104。
用户接口单元101包括输入装置如键盘和鼠标以及显示器如液晶显示器。替选地，用户接口单元101可以包括其中集成了输入装置和显示器的装置，如触摸面板显示器。用户接口单元101向处理器105输出操作信号，该操作信号例如响应于用户操作来选择要编码的视频数据或要解码的编码视频数据。此外，用户接口单元101可以显示从处理器105接收的解码视频数据。
通信接口单元102可以包括通信接口及其控制电路。通信接口用于将计算机100连接至生成视频数据的设备如摄像机。这样的通信接口的示例包括通用串行总线(USB)。
另外，通信接口单元102可以包括根据通信标准如以太网(注册商标)将计算机100连接至通信网络的通信接口以及通信接口的控制电路。
在该情况下，通信接口单元102从连接至通信网络的另一设备获取要编码的视频数据或包括要解码的编码视频数据的编码比特流，并且将数据提供给处理器105。另外，通信接口单元102可以通过通信网络将从处理器105接收的编码视频数据或解码视频数据输出至另一设备。
存储单元103包括例如可读/可写半导体存储器和只读半导体存储器。存储单元103存储用于执行在处理器105上执行的视频编码处理或视频解码处理的计算机程序和在处理期间生成或作为结果生成的数据。
存储介质访问装置104可以为访问存储介质106如磁盘、半导体存储卡和光学存储介质的装置。存储介质访问装置104读取例如存储在存储介质106中并且在处理器105上执行的用于视频编码处理或视频解码处理的计算机程序，并且将计算机程序提供给处理器105。
处理器105执行用于根据上述实施例和修改中的任一个的视频编码处理的计算机程序，从而生成编码视频数据。另外，处理器105将所生成的编码视频数据存储在存储单元103中或者将所生成的编码视频数据通过通信接口单元102输出给其他设备。此外，处理器105执行用于根据上述实施例和修改的视频解码处理的计算机程序，从而对编码视频数据进行解码。另外，处理器105将所解码的视频数据存储在存储单元103中并且将所解码的视频数据显示在用户接口单元101上，或者通过通信接口单元102将所解码的视频数据输出给其他设备。
注意，在处理器上执行视频编码设备1的各个单元的功能的计算机程序可以以记录在计算机可读介质上的形式提供。同样，在处理器上执行视频解码设备2中的各个单元的功能的计算机程序可以以记录在计算机可读介质上的形式提供。然而，这样的记录介质不包括载波。
本文所记述的所有示例和条件性语言旨在用于在理解本发明和由发明者贡献的用于深化现有技术的概念时辅助读者的教学目的，并且应当被解释为不限制这样的具体记述的示例和条件，并且这样的示例在说明书中的组织也不涉及示出本发明的优势和劣势。虽然已经详细描述了本发明的实施例，但是应当理解，可以在不背离本发明的精神和范围的前提下对其做出各种改变、替换和变型。

Claims (13)

1.一种视频编码设备，所述视频编码设备对通过对包括在视频数据中的要编码的图片进行划分所获得的多个块中的要编码的块进行编码，所述视频编码设备包括：
源编码单元，所述源编码单元对所述要编码的块中的各个像素的预测误差信号执行正交变换以计算正交变换系数，并且基于应用于所述要编码的块的量化值对所述正交变换系数进行量化以对所述要编码的块进行编码；
解码单元，所述解码单元对经编码的所述要编码的块进行解码以生成经本地解码的块；
校正单元，所述校正单元在应用于所述要编码的块的环路滤波器的模式与应用于与所述要编码的块相邻的编码参考块的环路滤波器的模式相同时，基于应用于所述参考块的量化值以及应用于所述要编码的块的量化值对应用于所述参考块的环路滤波器的滤波器系数进行校正，以计算经校正的滤波器系数；
滤波器处理单元，所述滤波器处理单元使用所述经校正的滤波器系数将所述环路滤波器应用于所述经本地解码的块；以及
加法单元，所述加法单元向所述要编码的块的编码数据加上指示针对所述环路滤波器所述要编码的块参考所述参考块的信息。
2.根据权利要求1所述的视频编码设备，其中，当在所述要编码的块中包括所述量化值能够分别设置到其中的多个量化组时，所述校正单元利用根据各个量化组的量化值所计算的统计代表值作为所述要编码的块的量化值来计算所述经校正的滤波器系数。
3.根据权利要求1所述的视频编码设备，其中，当在所述要编码的块中包括所述量化值能够分别设置到其中的多个量化组时，所述校正单元利用所述多个量化组中的按照编码顺序的第一量化组的量化值作为所述要编码的块的量化值来计算所述经校正的滤波器系数。
4.根据权利要求1所述的视频编码设备，其中，当在所述要编码的块中包括所述量化值能够分别设置到其中的多个量化组时，所述校正单元针对所述量化组中的每个量化组、利用所述量化组的量化值作为所述要编码的块的量化值来计算所述量化组的经校正的滤波器系数，并且
所述滤波器处理单元针对量化组中的每个量化组来使用针对所述量化组所计算的经校正的滤波器系数以将所述环路滤波器应用于所述经本地解码的块中的量化组。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的视频编码设备，其中，当应用于所述参考块的环路滤波器的模式与应用于所述要编码的块的环路滤波器的模式均是样本自适应偏移的边缘偏移时，所述校正单元对作为应用于所述参考块的滤波器系数的、像素值变化的各个类别的偏移值进行校正以计算经校正的所述各个类别的偏移值作为所述经校正的滤波器系数。
6.根据权利要求5所述的视频编码设备，其中，所述校正单元计算所述各个类别的所述经校正的偏移值，使得当应用于所述要编码的块的量化值与应用于与参考块的量化值的比率较大时，所述经校正的偏移值较大。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的视频编码设备，其中，当应用于所述参考块的环路滤波器的模式与应用于所述要编码的块的环路滤波器的模式均是样本自适应偏移的带偏移时，所述校正单元对作为应用于所述参考块的滤波器系数的、像素值的各个范围的偏移值进行校正以计算经校正的所述各个范围的偏移值作为所述经校正的滤波器系数。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的视频编码设备，还包括：
滤波器系数计算单元，所述滤波器系数计算单元基于所述要编码的块中的各个像素的值来计算所述环路滤波器的滤波器系数；以及
确定单元，所述确定单元在应用于所述要编码的块的环路滤波器的模式与应用于所述参考块的环路滤波器的模式彼此相同时，使所述校正单元计算所述经校正的滤波器系数，但是在应用于所述要编码的块的环路滤波器的模式与应用于所述参考块的环路滤波器的模式彼此不同时，使所述滤波器系数计算单元计算所述滤波器系数，其中
所述滤波器处理单元在计算了所述经校正的滤波器系数时使用所述经校正的滤波器系数将所述环路滤波器应用于所述经本地解码的块，并且在计算了所述滤波器系数时使用所述滤波器系数将所述环路滤波器应用于所述经本地解码的块。
9.一种视频编码方法，所述视频编码方法对通过对包括在视频数据中的要编码的图片进行划分所获得的多个块中的要编码的块进行编码，所述方法包括：
对所述要编码的块中的各个像素的预测误差信号执行正交变换以计算正交变换系数，并且基于应用于所述要编码的块的量化值对所述正交变换系数进行量化以对所述要编码的块进行编码；
对经编码的所述要编码的块进行解码以生成经本地解码的块；
当应用于所述要编码的块的环路滤波器的模式与应用于与所述要编码的块相邻的编码参考块的环路滤波器的模式相同时，基于应用于所述参考块的量化值以及应用于所述要编码的块的量化值对应用于所述参考块的环路滤波器的滤波器系数进行校正，以计算经校正的滤波器系数；
使用所述经校正的滤波器系数将所述环路滤波器应用于所述经本地解码的块；以及
向所述要编码的块的编码数据加上指示针对所述环路滤波器所述要编码的块参考所述参考块的信息。
10.一种计算机可读记录介质，所述计算机可读记录介质上记录有视频编码计算机程序，所述视频编码计算机程序使计算机对通过对包括在视频数据中的要编码的图片进行划分所获得的多个块中的要编码的块进行编码，所述计算机程序使所述计算机执行包括以下步骤的处理：
对所述要编码的块中的各个像素的预测误差信号执行正交变换以计算正交变换系数，并且基于应用于所述要编码的块的量化值对所述正交变换系数进行量化以对所述要编码的块进行编码；
对经编码的所述要编码的块进行解码以生成经本地解码的块；
当应用于所述要编码的块的环路滤波器的模式与应用于与所述要编码的块相邻的编码参考块的环路滤波器的模式相同时，基于应用于所述参考块的量化值以及应用于所述要编码的块的量化值对应用于所述参考块的环路滤波器的滤波器系数进行校正，以计算经校正的滤波器系数；
使用所述经校正的滤波器系数将所述环路滤波器应用于所述经本地解码的块；以及
向所述要编码的块的编码数据加上指示针对所述环路滤波器所述要编码的块参考所述参考块的信息。
11.一种视频解码设备，所述视频解码设备对通过对包括在编码视频数据中的要解码的图片进行划分所获得的多个块中的要解码的块进行解码，所述视频解码设备包括：
解码单元，所述解码单元基于应用于所述要解码的块的量化值对包括在所述要解码的块的编码数据中的量化系数进行逆量化以计算正交变换系数，对所述正交变换系数执行逆正交变换以计算所述要解码的块中的各个像素的预测误差信号，并且基于所述各个像素的预测误差信号来对所述要解码的块进行解码；
校正单元，所述校正单元当在所述要解码的块的编码数据中包括指示针对环路滤波器参考包括在所述编码视频数据中的与所述要解码的块相邻的解码参考块的信息时，基于应用于所述参考块的量化值和应用于所述要解码的块的量化值对应用于所述参考块的环路滤波器的滤波器系数进行校正，以计算经校正的滤波器系数；以及
滤波器处理单元，所述滤波器处理单元使用所述经校正的滤波器系数将所述环路滤波器应用于所述要解码的解码块。
12.一种视频解码方法，所述视频解码方法对通过对包括在编码视频数据中的要解码的图片进行划分所获得的多个块中的要解码的块进行解码，所述方法包括：
基于应用于所述要解码的块的量化值对包括在所述要解码的块的编码数据中的量化系数进行逆量化以计算正交变换系数，对所述正交变换系数执行逆正交变换以计算所述要解码的块中的各个像素的预测误差信号，并且基于所述各个像素的预测误差信号来对所述要解码的块进行解码；
当在所述要解码的块的编码数据中包括指示针对环路滤波器参考包括在所述编码视频数据中的与所述要解码的块相邻的解码参考块的信息时，基于应用于所述参考块的量化值和应用于所述要解码的块的量化值对应用于所述参考块的环路滤波器的滤波器系数进行校正，以计算经校正的滤波器系数；以及
使用所述经校正的滤波器系数将所述环路滤波器应用于所述要解码的解码块。
13.一种计算机可读记录介质，所述计算机可读记录介质上记录有视频解码计算机程序，所述视频解码计算机程序使计算机对通过对包括在编码视频数据中的要解码的图片进行划分所获得的多个块中的要解码的块进行解码，所述计算机程序使所述计算机执行包括以下步骤的处理：
基于应用于所述要解码的块的量化值对包括在所述要解码的块的编码数据中的量化系数进行逆量化以计算正交变换系数，对所述正交变换系数执行逆正交变换以计算所述要解码的块中的各个像素的预测误差信号，并且基于所述各个像素的预测误差信号来对所述要解码的块进行解码；
当在所述要解码的块的编码数据中包括指示针对环路滤波器参考包括在所述编码视频数据中的与所述要解码的块相邻的解码参考块的信息时，基于应用于所述参考块的量化值和应用于所述要解码的块的量化值对应用于所述参考块的环路滤波器的滤波器系数进行校正，以计算经校正的滤波器系数；
使用所述经校正的滤波器系数将所述环路滤波器应用于所述要解码的解码块。
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