CN113489977A - 环路滤波方法、视频/图像编解码方法及相关装置 - Google Patents

环路滤波方法、视频/图像编解码方法及相关装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供环路滤波方法、视频/图像编解码方法及相关装置。该环路滤波方法包括：对与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第一调整值；对与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素、及第一色度像素或第二色度像素的邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第二调整值；基于第一调整值和第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整。本申请可以使得色度值的调整更加准确，提高环路滤波效果。

Description

环路滤波方法、视频/图像编解码方法及相关装置
技术领域
本申请涉及视频编解码技术领域，特别是涉及环路滤波方法、视频/图像编解码方法及相关装置。
背景技术
由于视频图像数据量比较大，通常需要对其进行编码压缩，压缩后的数据称之为视频码流，视频码流通过有线或者无线网络传输至用户端，再进行解码观看。
在视频/图像编解码时，在整帧图像重建出来之后，可以对重建图像中的像素值进行滤波，以对重建图像中的像素值进行调整，进一步提高图像质量。但是现有的滤波方法还存在一定的问题，导致滤波效果变差。
发明内容
本申请提供环路滤波方法、视频/图像编解码方法及相关装置，以解决现有滤波方法效果比较差的问题。
为解决上述问题，本申请提供一种环路滤波方法，该方法包括：
对与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第一调整值，亮度像素为当前色度像素对应亮度像素位置的亮度分量值；
对与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素，及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第二调整值，其中，第一色度像素或第二色度像素分别为当前色度像素位置在自适应环路滤波之前的第一色度分量值或第二色度分量值；
基于第一调整值和第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整；
当前色度像素为当前色度像素位置的第一色度分量值和/或第二色度分量值。
其中，方法还包括：
在当前色度像素为当前色度像素位置在自适应环路滤波之后的第一色度分量值的情况下，利用第一调整值对当前色度像素位置在自适应环路滤波之后的第二色度分量值进行调整；或，
在当前色度像素为当前色度像素位置在自适应环路滤波之后的第二色度分量值的情况下，利用第一调整值对当前色度像素位置在自适应环路滤波之后的第一色度分量值进行调整。
其中，对亮度分量中与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算的步骤包括：
对亮度分量中与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素的自适应环路滤波之前的像素值进行计算，以得到当前色度像素的第一调整值；
对第一色度分量中与当前色度像素对应的第一色度像素及邻近参考像素进行计算的步骤包括：
对第一色度分量中与当前色度像素对应的第一色度像素及其邻近参考像素的自适应环路滤波之前的像素值进行计算，以得到当前色度像素的第二调整值；
基于第一调整值和第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整的步骤包括：
基于第一调整值和第二调整值对当前色度像素的自适应环路滤波之后的像素值进行调整。
其中，基于第一调整值和第二调整值对当前色度像素的自适应环路滤波之后的像素值进行调整的步骤包括：
将当前色度像素的自适应环路滤波之后的像素值、第一调整值和第二调整值进行加权融合，得到当前色度像素的调整后的像素值。
其中，将第一调整值、第二调整值和当前色度像素的自适应环路滤波之后的像素值进行加权融合的步骤包括：
将第一调整值和第二调整值进行加权平均，以得到最终调整值；
将最终调整值和当前色度像素的自适应环路滤波之后的像素值相加，得到调整后的像素值。
其中，对与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算的步骤包括：
从多个滤波器选择至少一个滤波器，作为第一滤波器；
用每一个第一滤波器对当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到每一个第一滤波器对应的第一调整值；
对与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素、及其邻近参考像素进行计算的步骤包括：
从多个滤波器选择至少一个滤波器，作为第二滤波器；
用每一个第二滤波器对当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素、及其邻近参考像素进行计算，以得到每一个第二滤波器对应的第二调整值；
基于第一调整值和第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整的步骤包括：
基于所选择的所有第一滤波器对应的第一调整值和所选择的所有第二滤波器对应的第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整。
其中，不同的色度像素选择不同的第一滤波器和/或不同的第二滤波器。
其中，目标像素的邻近参考像素包括以所述目标像素为中心，从近到远选取的周围像素点；
所述周围像素点包括所述目标像素在横向上的邻近像素点、所述目标像素在纵向上的邻近像素点和所述目标像素在斜向上的邻近像素点；
所述当前色度像素对应的亮度像素和所述当前色度像素对应的第一色度像素均称为所述目标像素。
其中，多个滤波器包括：
像素(x，y)的邻近参考像素为(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-2,y)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x-2,y+1)、(x-1,y+1)、(x,y+1)、(x+1,y+1)、(x+2,y+1)、(x-1,y+2)、(x,y+2)、(x+1,y+2)的滤波器；和/或。
像素(x，y)的邻近参考像素为(x,y-3)、(x-2,y-2)、(x,y-2)、(x+2,y-2)、(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-3,y)、(x-2,y)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x+3,y)、(x-1,y+1)、(x,y+1)、(x+1,y+1)、(x-2,y+2)、(x,y+2)、(x+2,y+2)、(x,y+3)的滤波器；和/或，
像素(x，y)的邻近参考像素为(x-2,y-2)、(x,y-2)、(x+2,y-2)、(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-2,y)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x-1,y+1)、(x,y+1)、(x+1,y+1)、(x-2,y+2)、(x,y+2)、(x+2,y+2)的滤波器；和/或，
像素(x，y)的邻近参考像素为(x,y-1)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-2,y)的滤波器。
其中，基于所选择的所有第一滤波器对应的第一调整值和所选择的所有第二滤波器对应的第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整的步骤之后包括：
对每个滤波器的系数进行编码。
其中，基于所选择的所有第一滤波器对应的第一调整值和所选择的所有第二滤波器对应的第二调整值对当前色度像素进行调整的步骤之后包括：
对所选择的所有第一滤波器的索引和/或所选择的所有第二滤波器的索引进行编码。
其中，从多个滤波器选择至少一个滤波器的步骤包括：
根据当前色度像素所属的图像的采样格式选择至少一个滤波器。
为解决上述问题，本申请提供一种视频/图像编解码方法，该方法包括：
计算得到当前色度像素的重建结果；
至少利用上述任一项的环路滤波方法对当前色度像素的重建结果进行调整。
其中，至少利用上述任一项的环路滤波方法对当前色度像素的重建结果进行调整的步骤之后包括：
基于重建结果进行编码，得到编码码流；
其中，编码码流中包括一个表示色度像素值调整方案的句法元素，句法元素的不同取值表达采用哪种调整方案对色度像素值进行调整。
为解决上述问题，本申请提供一种编码器，编码器包括处理器；处理器用于执行指令以实现上述方法的步骤。
为解决上述问题，本申请提供一种解码器，解码器包括处理器；处理器用于执行指令以实现上述方法的步骤。
为解决上述问题，本申请提供一种计算机存储介质，其上存储有指令/程序数据，指令/程序数据被执行时实现上述方法的步骤。
本申请的方法是：对亮度分量中与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第一调整值，并且基于第一调整值和由与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素及其邻近参考像素计算得到的第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整，以综合利用亮度分量信息和色度分量信息对当前色度像素进行调整，使得色度值的调整更加准确，以提高色度调整效果，以提高滤波效果。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式中的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，对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是本申请环路滤波方法一实施方法的流程示意图；
图2是本申请环路滤波方法一实施例所使用的滤波器的示意图；
图3是本申请环路滤波方法另一实施例所使用的滤波器的示意图；
图4是本申请环路滤波方法又一实施例所使用的滤波器的示意图；
图5是本申请环路滤波方法再一实施例所使用的滤波器的示意图；
图6是本申请视频/图像编解码方法一实施方法的流程示意图；
图7是本申请编码器一实施方式的结构示意图；
图8是本申请解码器一实施方式的结构示意图；
图9是本申请计算机存储介质一实施方式的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本申请的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请所提供的帧间预测方法、视频/图像编解码方法及相关装置做进一步详细描述。
本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施方式”意味着，结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施方式，也不是与其它实施方式互斥的独立的或备选的实施方式。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，在不冲突的情况下，本文所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。
环路滤波是在整帧图像重建出来之后，对重建图像中的像素值进行调整的过程。
可选地，环路滤波可包括去方块滤波(DBF，DeblockingFilter)、样点自适应补偿(SAO，Sample Adaptive Offset)、自适应环路滤波(ALF，Adaptive Loop Filter)、跨分量自适应环路滤波(CCALF，Cross-Component Adaptive Loop Filter)中的至少一种。在一个具体地示例中，在环路滤波中，可按照预设顺序对重建后的图像进行去方块滤波、样点自适应补偿、自适应环路滤波、跨分量自适应环路滤波。其中，预设顺序可为去方块滤波→样点自适应补偿→自适应环路滤波→跨分量自适应环路滤波。
其中，去方块滤波主要是对分块编解码过程中的块边界进行滤波以去除方块效应，大幅改善图像主观质量。样点自适应补偿是通过对像素分类并对每一类的像素加上特定的补偿值的方法，进一步提高图像质量，并能够解决颜色偏移，图像高频信息丢失等问题。ALF滤波是在编码端用一种菱形滤波器，并用维纳(Wiener Filtering,WF)滤波的方法获取滤波系数，对亮度和色度分量进行滤波，以减少图像失真。CCALF是利用亮度分量进行维纳滤波后作为调整值对ALF后的色度分量进行进一步调整。
目前CCALF只利用亮度分量信息对色度进行调整，没有考虑到色度分量信息，可能导致调整效果不佳。
因此，本申请提出的环路滤波方法，在CCALF时，不仅考虑到亮度分量信息，还考虑到色度分量信息，为色度值的调整提供了更加丰富的信息，使得色度值的调整更加准确，以提高色度调整效果。其中，本申请环路滤波方法可应用到任意包含亮度分量和色度分量的图像编解码中，例如应用到YUV格式的图像编解码中。
如图1所示，图1是本申请环路滤波方法一实施方式的流程示意图。本申请环路滤波方法可包括以下步骤。需要注意的是，以下步骤编号仅用于简化说明，并不旨在限制步骤的执行顺序，本实施方式的各步骤可以在不违背本申请技术思想的基础上，任意更换执行顺序。
S101：对与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第一调整值。
可以对亮度分量中与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第一调整值，以便后续基于第一调整值和由与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素及其邻近参考像素计算得到的第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整，以综合利用亮度分量信息和色度分量信息对当前色度像素进行调整，使得色度值的调整更加准确，以提高色度调整效果。
其中，亮度像素可为当前色度像素对应亮度像素位置的亮度分量值。
可选地，步骤S101可以包括：计算当前色度像素对应的亮度像素的每一邻近参考像素和当前色度像素对应的亮度像素的差值，以得到亮度像素的每一邻近参考像素对应的第一差值；然后基于所有的第一差值计算出当前色度像素的第一调整值。
其中，可以计算当前色度像素对应的亮度像素的每一邻近参考像素自适应环路滤波之前的像素值和当前色度像素对应的亮度像素的自适应环路滤波之前的像素值的差值，以得到亮度像素的每一邻近参考像素对应的第一差值。
S102：对与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素、及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第二调整值。
可以对与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素，及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第二调整值。
其中，第一色度像素和第二色度像素分别为当前色度像素位置的第一色度分量值和第二色度分量值。当前色度像素可为当前色度像素位置的第一色度分量值和第二色度分量值。
其中，第二色度分量和第一色度分量可为当前帧的不同色度分量。例如，假设当前色度像素所属图像帧为YUV格式，第一色度分量可为U分量，第二色度分量可为V分量。或者第一色度分量可为V分量，第二色度分量可为U分量。
此外，若当前色度像素为当前色度像素位置的第一色度分量值，当前色度像素位置的第二色度分量值的CCALF的调整方式可以有多种。
例如，可以仅以亮度分量信息对当前色度像素位置的第二色度分量值进行CCALF。具体地，可以基于步骤S101计算得到的第一调整值，对当前色度像素位置的第二色度分量值进行调整。
又例如，可以以亮度分量信息和第二色度分量信息对当前色度像素位置的第二色度分量值进行CCALF。假设当前色度像素所属图像帧为YUV图像，第二色度分量为U分量，第一色度分量为V分量，可以对当前色度像素对应的第二色度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到第三调整值，然后基于步骤S101计算得到的第一调整值和第三调整值对当前色度像素位置的第二色度分量值进行调整。
另例如，可以以亮度分量信息和第一色度分量信息对当前色度像素位置的第二色度分量值进行CCALF。假设当前色度像素所属图像帧为YUV图像，第二色度分量为V分量，第一色度分量为U分量，可以对U分量中与当前色度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到第四调整值，然后基于步骤S101计算得到的第一调整值和第四调整值对当前色度像素位置的第二色度分量值进行调整。
此外，若当前色度像素为当前色度像素位置的第二色度分量值，当前色度像素位置的第二色度分量值的CCALF的调整方式可以有多种，与当前色度像素为当前色度像素位置的第二色度分量值的情况类似，在此不做赘述。
综上所述，YUV格式的图像可以包括8种CCALF改进方案。
A：在CCALF时，利用亮度分量计算第一调整值，利用V分量计算第二调整值，基于第一调整值和第二调整值对U分量进行CCALF；仅基于第一调整值对V分量进行CCALF。
B：在CCALF时，利用亮度分量计算第一调整值，利用V分量计算第二调整值，基于第一调整值和第二调整值对U分量进行CCALF；基于第一调整值和第二调整值对V分量进行CCALF。可以在V分量ALF之前的像素值比较接近原始值的情况下选择该方案，以利用V分量比较准确的信息对两个色度分量的像素值进行调整，以提高CCALF调整效果。当然也可以在其他情况下选用该方案，在此不做限制。
C：在CCALF时，利用亮度分量计算第一调整值，利用V分量计算第二调整值，基于第一调整值和第二调整值对U分量进行CCALF；利用U分量计算第三调整值，基于第一调整值和第三调整值对V分量进行CCALF。
D：在CCALF时，利用亮度分量计算第一调整值，利用U分量计算第二调整值，基于第一调整值和第二调整值对U分量进行CCALF；仅基于第一调整值对V分量进行CCALF。
E：在CCALF时，利用亮度分量计算第一调整值，利用U分量计算第二调整值，基于第一调整值和第二调整值对U分量进行CCALF；基于第一调整值和第二调整值对V分量进行CCALF。可以在U分量ALF之前的像素值比较接近原始值的情况下选择该方案，以利用U分量比较准确的信息对两个色度分量的像素值进行调整，以提高CCALF调整效果。当然也可以在其他情况下选用该方案，在此不做限制。
F：在CCALF时，利用亮度分量计算第一调整值，利用U分量计算第二调整值，基于第一调整值和第二调整值对U分量进行CCALF；利用V分量计算第三调整值，基于第一调整值和第三调整值对V分量进行CCALF。
G：在CCALF时，利用亮度分量计算第一调整值，利用U分量计算第二调整值，基于第一调整值和第二调整值对V分量进行CCALF；仅基于第一调整值对U分量进行CCALF。
H：在CCALF时，利用亮度分量计算第一调整值，利用V分量计算第二调整值，基于第一调整值和第二调整值对V分量进行CCALF；仅基于第一调整值对U分量进行CCALF。
当然，还可以使用现有技术作为一个CCALF方案(即色度像素值调整方案)以供编解码端选择。
为使编解码端使用相同的CCALF方案对色度分量进行调整，编码端在编码时，可以将表示CCALF方案的句法元素编码到码流中，其中句法元素的不同取值表达采用哪种CCALF方案对所述色度像素值进行调整，以让解码端知晓编码端编码图像中使用的CCALF方案。或者，编码端和解码端可以约定使用同一个CCALF方案，这样编码端就可以不将表示CCALF方案的句法元素编码到码流中。
在一实现方式中，可对与当前色度像素对应的第一色度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第二调整值。其中，对与当前色度像素对应的第一色度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第二调整值可以包括：计算第一色度像素的每一邻近参考像素和第一色度像素的差值，以得到第一色度像素的每一邻近参考像素对应的第二差值；然后基于所有的第二差值计算出当前色度像素的第二调整值。
其中，可以计算第一色度像素的每一邻近参考像素和第一色度像素的自适应环路滤波之前的像素值的差值，以得到第一色度像素的每一邻近参考像素对应的第二差值。
在另一实现方式中，可对当前色度像素对应的第二色度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第二调整值。其中，对与当前色度像素对应的第二色度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第二调整值可以包括：计算第二色度像素的每一邻近参考像素和第二色度像素的差值，以得到第二色度像素的每一邻近参考像素对应的第二差值；然后基于所有的第二差值计算出当前色度像素的第二调整值。
具体地，可利用滤波器执行步骤S101和步骤S102，以得到当前色度像素的第一调整值和第二调整值。其中，本申请的滤波器可以是以目标像素作为中心，从近到远选取目标像素周围的邻近参考像素，并基于选取的邻近参考像素计算出当前色度像素的调整值。可以理解的是，当前色度像素的第一调整值和第二调整值均可称为当前色度像素的调整值。其中，目标像素可以指步骤S101中的与当前色度像素对应的亮度像素，也可以指步骤S102中的与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素。
具体地，滤波器计算第一调整值d的公式可为
Figure BDA0003146445130000111
Figure BDA0003146445130000112
其中，f(i)表示目标像素的每一邻近参考像素对应的系数，diff(i)表示每一邻近参考像素对应的第一差值/第二差值。
基于滤波器选取的邻近参考像素的不同，本申请滤波器的类型可以有一种或多种，例如下述多种实现方式中的滤波器，当然不限于此。
在第一实现方式中，滤波器的形状可如图2所示，其中，竖线填充像素代表目标像素(x，y)，未填充像素为滤波器所选取的邻近参考像素。即本实现方式的滤波器可选取目标像素周围的7个邻近参考像素，这7个邻近参考像素的坐标分别为(x,y-1)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-2,y)。其中，图2中的f0～f6分别为本实现方式中目标像素的每一邻近参考像素对应的系数。
在第二实现方式中，滤波器的形状可如图3所示，为菱型滤波器，其中，竖线填充像素代表目标像素(x，y)，未填充像素为滤波器所选取的邻近参考像素。即本实现方式的滤波器可选取目标像素周围的15个邻近参考像素，这15个邻近参考像素构成一片连续的区域，这15个邻近参考像素的坐标分别为(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-2,y)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x-2,y+1)、(x-1,y+1)、(x,y+1)、(x+1,y+1)、(x+2,y+1)、(x-1,y+2)、(x,y+2)、(x+1,y+2)。其中，图3中的f0～f14分别为本实现方式中目标像素的每一邻近参考像素对应的系数。
在第三实施方式中，滤波器的形状可如图4所示，为米字型滤波器，其中，竖线填充像素代表目标像素(x，y)，未填充像素为滤波器所选取的邻近参考像素。即本实现方式的滤波器可选取目标像素周围的20个邻近参考像素，这20个邻近参考像素是不完全连续的，这20个邻近参考像素的坐标分别为(x,y-3)、(x-2,y-2)、(x,y-2)、(x+2,y-2)、(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-3,y)、(x-2,y)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x+3,y)、(x-1,y+1)、(x,y+1)、(x+1,y+1)、(x-2,y+2)、(x,y+2)、(x+2,y+2)、(x,y+3)。其中，图4中的f0～f19分别为本实现方式中目标像素的每一邻近参考像素对应的系数。
在第四实施方式中，滤波器的形状可如图5所示，为米字型滤波器，其中，竖线填充像素代表目标像素(x，y)，未填充像素为滤波器所选取的邻近参考像素。即本实现方式的滤波器可选取目标像素周围的16个邻近参考像素，这16个邻近参考像素的坐标分别为(x-2,y-2)、(x,y-2)、(x+2,y-2)、(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-2,y)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x-1,y+1)、(x,y+1)、(x+1,y+1)、(x-2,y+2)、(x,y+2)、(x+2,y+2)。其中，图5中的f0～f15分别为本实现方式中目标像素的每一邻近参考像素对应的系数。
其中，滤波器所选取的邻近参考像素可以连成一片连续的区域，也可以是不完全连续的，也可以是一些离散的像素点，但是滤波器必须在目标像素的横向、纵向和斜向上都选择有像素作为目标像素的邻近参考像素。
其中，步骤S102和步骤S101中所使用的的滤波器的类型可以相同或者不相同。
具体地，步骤S102和步骤S101中所使用的的滤波器选择的邻近参考像素的数量和/或滤波器形状可相同或不相同。
例如，步骤S101和步骤S102可以选取形状相同的滤波器。考虑到色度像素与亮度像素的数量比例为1:4，色度选择的周围像素点数量比亮度少，步骤S102选取的滤波器的邻近参考像素总数可以少于步骤S101选择的滤波器的邻近参考像素总数。示例性地，步骤S101可以选择图4所述的滤波器，步骤S102可以选择图5所述的滤波器。
又例如，步骤S101和步骤S102可以选取形状不相同的滤波器，如步骤S101可以选择图3所述的滤波器，步骤S102可以选择图5所述的滤波器。
另外，不同的色度像素可以选用不同的滤波器组合方式，即不同的色度像素选用的第一滤波器和/或第二滤波器可以不相同。当然，不同的色度像素所选用的第一滤波器和第二滤波器可以相同，在此不做限制，具体根据实际情况进行设定。
在利用滤波器计算当前色度像素的第一调整值/第二调整值之前，可以先计算出每个邻近参考像素对应的系数。可选地，可以通过维纳滤波方法确定滤波器中每个邻近参考像素的系数。
S103：基于第一调整值和第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整。
可以利用步骤S101获得的第一调整值和步骤S102获得的第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整，以使当前色度像素的像素值更加接近于原始值，提高图像还原度。
可以将第一调整值、第二调整值以及当前色度像素的像素值进行加权融合，以得到当前色度像素的调整后的像素值。
进一步地，步骤S103可以将第一调整值、第二调整值以及当前色度像素的自适应环路滤波之后的像素值加权融合，以得到当前色度像素的调整后的像素值，以对当前色度像素ALF后的像素值进行调整。
其中，步骤S103可以先将第一调整值和第二调整值进行加权融合，得到当前色度像素的最终调整值，然后将当前色度像素的最终调整值和当前色度像素ALF之后的像素值进行加权融合，以得到当前色度像素调整后的像素值。
可选地，可以将第一调整值和第二调整值进行加权平均，得到当前色度像素的最终调整值。其中第一调整值和第二调整值的加权系数可以根据实际情况进行设置，在此不做限制，例如第一调整值和第二调整值的加权系数可分别为0.5。
另外，可将当前色度像素的最终调整值和当前色度像素ALF之后的像素值相加，以得到当前色度像素调整后的像素值。
在本实施方式中，对与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第一调整值，并且基于第一调整值和由与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素，及其邻近参考像素计算得到的第二调整值对当前色度像素的像素值进行调整，以综合利用亮度分量信息和色度分量信息对当前色度像素进行调整，使得色度值的调整更加准确，以提高色度调整效果。
另外，本申请可设置多个CCALF滤波器。并且对于步骤S101而言，可从多个滤波器中选择至少一个滤波器作为第一滤波器，并利用选择的每一个第一滤波器对当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到每一个第一滤波器对应的第一调整值。对于步骤S102而言，可以从多个滤波器中选择至少一个滤波器作为第二滤波器，并利用选择的每一个第二滤波器对当前色度像素对应的第一色度像素(或第二色度像素)及其邻近参考像素进行计算，以得到每一个第二滤波器对应的第二调整值。在步骤S103中，可以将所选择的所有第一滤波器对应的第一调整值和所选择的所有第二滤波器对应的第二调整值进行加权融合，得到当前色度像素的最终调整值，然后将当前色度像素的最终调整值和当前色度像素ALF之后的像素值进行加权融合，得到当前色度像素的调整后的像素值。在其他实施例中，步骤S101和步骤S102可以从不同波滤波器中各自选择出第一滤波器和第二滤波器进行滤波，即供步骤S101选择的滤波器类型可以和供步骤S102选择的滤波器类型不相同。
其中，可以按照当前色度像素所属的图像格式从多个滤波器中选择第一滤波器和第二滤波器。例如，若当前色度像素所属的图像格式为YUV420格式，可以选择图2所示的滤波器作为第一滤波器和第二滤波器。又例如，若当前色度像素所属的图像格式为YUV444格式，可以选择图3所示的滤波器作为第一滤波器，选择图4所示的滤波器作为第二滤波器。
在另一实现方式中，可以选择第一预设索引的滤波器作为第一滤波器，选择第二预设索引的滤波器作为第二滤波器。例如，第一预设索引为0和1，步骤S101选择索引为0和1的滤波器作为第一滤波器，第二预设索引为3，步骤S102选择索引为3的滤波器作为第二滤波器。其中，第一预设索引和第二预设索引可以是指定的。
在又一实现方式中，可以选择索引最小的第一预设数量个滤波器作为第一滤波器，选择索引最小的第二预设数量个滤波器作为第二滤波器。其中，第一预设数量和第二预设数量可根据实际情况进行设定，在此不做限制。例如，第一预设数量为3，则会选择索引为0、1和2的滤波器作为第一滤波器；第二预设数量为1，则会选择索引为0的滤波器作为第二滤波器。
进一步地，所选择的所有第一滤波器对应的第一调整值的加权系数和所选择的所有第二滤波器对应的第二调整值的加权系数可根据实际情况进行设定，在此不做限制。
为便于编解码端使用相同的滤波器和滤波系数对色度分量进行CCALF，可以对滤波器赋予不同的索引，编码端在编码时，将步骤S101所选择的滤波器的索引作为句法元素进行传输以告诉解码端需要用哪个滤波器执行步骤S101，并且会将步骤S101中每一个滤波器的系数传输给解码端；另外还会将步骤S102所选择的滤波器的索引作为句法元素进行传输以告诉解码端需要用哪个滤波器执行步骤S102，并且会将步骤S102中每一个滤波器的系数传输给解码端。或者在其他实施例中，编码端和解码端可以约定使用相同的第一滤波器，这样编码端就可以不将第一滤波器的索引编码到码流中。或者在其他实施例中，编码端和解码端可以约定使用相同的第二滤波器，这样编码端就可以不将第二滤波器的索引编码到码流中。
另外，在步骤S102之前，可以基于当前色度像素所属图像帧格式等信息判断是否需要执行步骤S102，若不执行，则可在步骤S103中直接基于第一调整值对当前色度像素的像素值进行调整。
下面为更好说明本申请环路滤波方法，提供以下环路滤波具体实施例来示例性说明：
实施例1：
对YUV图像中的V分量进行CCALF滤波时，基于亮度分量ALF之前的像素值计算第一调整值deltaL，以及基于U分量ALF之前的像素值计算第二调整值deltaU，第一调整值和第二调整值加权平均后对V分量ALF之后的像素值进行调整；对U分量进行CCALF滤波时，基于亮度分量ALF之前的像素值计算第一调整值deltaL，以及基于V分量ALF之前的像素值计算第三调整值deltaV，第一调整值和第三调整值加权平均后对U分量进行调整。
实施例2：
对YUV图像中的V分量进行CCALF滤波时，基于亮度分量ALF之前的像素值计算第一调整值deltaL，以及基于V分量ALF之前的像素值计算第二调整值deltaV，第一调整值和第二调整值加权平均后对V分量进行调整；对U分量进行CCALF滤波时，基于亮度分量ALF之前的像素值计算第一调整值deltaL，以及基于U分量ALF之前的像素值计算第三调整值deltaU，第一调整值和第三调整值加权平均后对U分量进行调整。
实施例3：
对YUV图像中的U分量只需要用ALF之前的亮度分量值计算deltaL，计算deltaL所用的滤波器为图4中的滤波器；而对色度分量V，则还需要对当前像素色度分量U在ALF之前的值进行deltaU的计算，计算deltaU所用的滤波器为图5中的滤波器，最终色度分量V的最终调整值delta＝a*deltaL+b*deltaU，其中a和b为权重。
实施例4：
对YUV图像中的U分量只需要用ALF之前的亮度分量值计算deltaL，计算deltaL所用的滤波器为图3中的滤波器；而对色度分量V，则还需要对当前像素色度分量V在ALF之前的值进行deltaV的计算，计算deltaV所用的滤波器为图5中的滤波器，最终delta＝c*deltaL+d*deltaV，其中c和d为权重。
请参阅图6，图6为本申请视频/图像编解码方法一实施方式的流程示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本实施例并不以图6所示的流程顺序为限。本实施方式中，视频/图像编解码方法包括以下步骤：
S201：确定当前色度像素的重建结果。
S202：至少利用上述任一种环路滤波方法对当前色度像素的重建结果进行调整。
在环路滤波中，可利用上述任一环路滤波方法对当前色度像素的像素值进行调整。
在一实现方式中，可利用上述视频/图像编解码方法对视频或图像进行编码，在该实现方式中，步骤S202之后还可包括：基于调整后的结果对当前块进行编码，以得到编码码流。
在另一实现方式中，可利用上述视频/图像编解码方法对视频或图像进行解码，在该实现方式中，步骤S201中，可基于编码码流确定当前色度像素的重建结果。
本实施方式所提供的视频/图像编解码方法，通过利用如上任一实施方式的环路滤波方法对当前色度像素的像素值进行调整，以提高色度值调整效果，提高滤波效果。
请参阅图7，图7为本申请编码器10一实施方式的结构示意图。本编码器10包括处理器12，处理器12用于执行指令以实现上述环路滤波方法和视频/图像编解码方法。具体实施过程请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。
处理器12还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器12可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器12还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器12也可以是任何常规的处理器等。
编解码器10还可进一步包括存储器11，用于存储处理器12运行所需的指令和数据。
处理器12用于执行指令以实现上述本申请环路滤波方法和视频/图像编解码方法任一实施例及任意不冲突的组合所提供的方法。
请参阅图8，图8是本申请解码器一实施方式的结构示意图。本解码器20包括处理器22，处理器22用于执行指令以实现上述环路滤波方法和视频/图像编解码方法。具体实施过程请参阅上述实施方式的描述，在此不再赘述。
处理器22还可以称为CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)。处理器22可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。处理器22还可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。通用处理器可以是微处理器或者该处理器22也可以是任何常规的处理器等。
解码器20还可进一步包括存储器21，用于存储处理器22运行所需的指令和数据。
处理器22用于执行指令以实现上述本申请环路滤波方法和视频/图像编解码方法任一实施例及任意不冲突的组合所提供的方法。
请参阅图9，图9为本申请实施方式中计算机可读存储介质的结构示意图。本申请实施例的计算机可读存储介质30存储有指令/程序数据31，该指令/程序数据31被执行时实现本申请环路滤波方法和视频/图像编解码方法任一实施例以及任意不冲突的组合所提供的方法。其中，该指令/程序数据31可以形成程序文件以软件产品的形式存储在上述存储介质30中，以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质30包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random AccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，或者是计算机、服务器、手机、平板等终端设备。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (17)

1.一种环路滤波方法，其特征在于，所述方法包括：
对与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第一调整值，所述亮度像素为所述当前色度像素对应亮度像素位置在自适应环路滤波之前的亮度分量值；
对与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素、及其邻近参考像素进行计算，以得到当前色度像素的第二调整值，其中，所述第一色度像素或所述第二色度像素分别为所述当前色度像素位置在自适应环路滤波之前的第一色度分量值或第二色度分量值；
基于所述第一调整值和所述第二调整值对所述当前色度像素的像素值进行调整；
其中，所述当前色度像素为当前色度像素位置在自适应环路滤波之后的第一色度分量值和/或第二色度分量值。
2.根据权利要求1所述的环路滤波方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述当前色度像素为当前色度像素位置在自适应环路滤波之后的第一色度分量值的情况下，利用所述第一调整值对当前色度像素位置在自适应环路滤波之后的第二色度分量值进行调整；或，
在所述当前色度像素为当前色度像素位置在自适应环路滤波之后的第二色度分量值的情况下，利用所述第一调整值对当前色度像素位置在自适应环路滤波之后的第一色度分量值进行调整。
3.根据权利要求1所述的环路滤波方法，其特征在于，所述基于所述第一调整值和所述第二调整值对所述当前色度像素的像素值进行调整的步骤包括：
将当前色度像素的自适应环路滤波之后的像素值、所述第一调整值和所述第二调整值进行加权融合，得到所述当前色度像素的调整后的像素值。
4.根据权利要求3所述的环路滤波方法，其特征在于，所述将当前色度像素的自适应环路滤波之后的像素值、所述第一调整值和所述第二调整值进行加权融合的步骤包括：
将所述第一调整值和所述第二调整值进行加权平均，以得到最终调整值；
将所述最终调整值和所述当前色度像素的自适应环路滤波之后的像素值相加，得到所述调整后的像素值。
5.根据权利要求1所述的环路滤波方法，其特征在于，所述对与当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算的步骤包括：
从多个滤波器选择至少一个滤波器，作为第一滤波器；
用每一个所述第一滤波器对所述当前色度像素对应的亮度像素及其邻近参考像素进行计算，以得到每一个所述第一滤波器对应的所述第一调整值；
所述基于所述第一调整值和所述第二调整值对所述当前色度像素的像素值进行调整的步骤包括：
基于所选择的所有第一滤波器对应的第一调整值对所述当前色度像素进行调整。
6.根据权利要求5所述的环路滤波方法，其特征在于，所述对与当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素、及其邻近参考像素进行计算的步骤包括：
从多个滤波器选择至少一个滤波器，作为第二滤波器；
用每一个所述第二滤波器对所述当前色度像素对应的第一色度像素或第二色度像素、及其邻近参考像素进行计算，以得到每一个所述第二滤波器对应的所述第二调整值；
所述基于所述第一调整值和所述第二调整值对所述当前色度像素的像素值进行调整的步骤包括：
基于所选择的所有第一滤波器对应的第一调整值和所选择的所有第二滤波器对应的第二调整值对所述当前色度像素进行调整。
7.根据权利要求6所述的环路滤波方法，其特征在于，不同的色度像素选择不同的第一滤波器和/或不同的第二滤波器。
8.根据权利要求5或6所述的环路滤波方法，其特征在于，目标像素的邻近参考像素包括以所述目标像素为中心，从近到远选取的周围像素点；
所述周围像素点包括所述目标像素在横向上的邻近像素点、所述目标像素在纵向上的邻近像素点和所述目标像素在斜向上的邻近像素点；
所述当前色度像素对应的亮度像素和所述当前色度像素对应的第一色度像素均称为所述目标像素。
9.根据权利要求8所述的环路滤波方法，其特征在于，
所述多个滤波器包括：
像素(x，y)的邻近参考像素为(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-2,y)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x-2,y+1)、(x-1,y+1)、(x,y+1)、(x+1,y+1)、(x+2,y+1)、(x-1,y+2)、(x,y+2)、(x+1,y+2)的滤波器；和/或，
像素(x，y)的邻近参考像素为(x,y-3)、(x-2,y-2)、(x,y-2)、(x+2,y-2)、(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-3,y)、(x-2,y)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x+3,y)、(x-1,y+1)、(x,y+1)、(x+1,y+1)、(x-2,y+2)、(x,y+2)、(x+2,y+2)、(x,y+3)的滤波器；和/或，
像素(x，y)的邻近参考像素为(x-2,y-2)、(x,y-2)、(x+2,y-2)、(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-2,y)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x+2,y)、(x-1,y+1)、(x,y+1)、(x+1,y+1)、(x-2,y+2)、(x,y+2)、(x+2,y+2)的滤波器；和/或，
像素(x，y)的邻近参考像素为(x,y-1)、(x-1,y)、(x+1,y)、(x-1,y-1)、(x,y-1)、(x+1,y-1)、(x-2,y)的滤波器。
10.根据权利要求5或6所述的环路滤波方法，其特征在于，所述从多个滤波器选择至少一个滤波器的步骤包括：
根据所述当前色度像素所属的图像的采样格式选择至少一个滤波器。
11.根据权利要求6所述的环路滤波方法，其特征在于，所述基于所选择的所有第一滤波器对应的第一调整值和所选择的所有第二滤波器对应的第二调整值对所述当前色度像素进行调整的步骤之后包括：
对每个滤波器的系数进行编码。
12.根据权利要求11所述的环路滤波方法，其特征在于，所述基于所选择的所有第一滤波器对应的第一调整值和所选择的所有第二滤波器对应的第二调整值对所述当前色度像素进行调整的步骤之后包括：
对所选择的所有第一滤波器的索引和/或所选择的所有第二滤波器的索引进行编码。
13.一种视频/图像编解码方法，其特征在于，所述方法包括：
确定当前色度像素的重建结果；
至少利用权利要求1-12中任一项所述的环路滤波方法对当前色度像素的重建结果进行调整。
14.根据权利要求13所述的视频/图像编解码方法，其特征在于，所述至少利用权利要求1-12中任一项所述的环路滤波方法对当前色度像素的重建结果进行调整的步骤之后包括：
基于所述重建结果进行编码，得到编码码流；
其中，所述编码码流中包括一个表示色度像素值调整方案的句法元素，所述句法元素的不同取值表达采用哪种调整方案对所述色度像素值进行调整。
15.一种编码器，其特征在于，所述编码器包括处理器；所述处理器用于执行指令以实现如权利要求1-14中任一项所述方法的步骤。
16.一种解码器，其特征在于，所述解码器包括处理器；所述处理器用于执行指令以实现如权利要求1-14中任一项所述方法的步骤。
17.一种计算机可读存储介质，其上存储有程序和/或指令，其特征在于，所述程序和/或指令被执行时实现权利要求1-15中任一项所述方法的步骤。
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