TW202034702A - 適應性環路濾波器 - Google Patents

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Abstract

一種控制適應性環路濾波器的方法，包括：對於包含一或多個編碼樹區塊的切片，獲得指示可用的替代色度濾波器的數量的資料；對於該切片中的編碼樹區塊，獲取識別該可用的替代色度濾波器之一的替代濾波器索引；及選擇透過該索引識別的該替代色度濾波器，以濾波該編碼樹區塊中的色度影像資料。

Description

適應性環路濾波器
本發明關於視訊組件的區塊的編碼或解碼。當控制用於濾波這種組件的樣本的濾波器時，本發明的實施方案發現是特定的，但不是排他的用途。特別地但非排他地，於控制適應性環路濾波器。
視訊編碼包括影像編碼(影像等效於視訊的單個幀)。在視訊編碼中，某些編碼工具(例如，轉換係數的量化或運動補償(通常使用插值濾波器執行))經常會引入失真偏差(bias)/效果(在給定的上下文中看起來是系統的或至少不是隨機的失真)。為補償這些偏差/偽像(artefact)和提高(或至少保持較高水平的)編碼效率，使用一些特定的編碼工具，稱為後置濾波器(post-filter)或迴路內濾波器(in-loop filter)。解區塊濾波器(DBF, Deblocking filter)、樣本適應性偏差(SAO, sample adaptive offset)濾波器或適應性環路濾波器(ALF, adaptive loop filter)是這種編碼工具的一些示例。在編碼環路內應用迴路內濾波器，從而提高它們為當前幀提供的影像品質，從而提高基於當前幀進行編碼的下一幀的編碼效率。例如，DCT係數的量化對於視訊壓縮是有效的，但是它經常在壓縮的樣本區塊的邊界上引入區塊狀偽像(偏差)。解區塊濾波器減少由此類偽像產生的不良影響。與將幀從編碼環路中解區塊(deblock)相比，解區塊(使用DBF)編碼環路內的解碼幀(在用作另一幀的運動補償的參考幀之前)顯著提高運動補償的編碼效率(例如就在顯示之前)。
本發明尤其關於諸如線性ALF或其非線性擴展之類的適應性環路濾波器(ALF)，該適應性環路濾波器還被用作迴路內濾波器以減少解碼幀/影像中不期望的壓縮偽像。視訊編碼專家群組/運動影像專家群組(VCEG / MPEG)標準化小組已經研究ALF，且將其用於多功能視訊編碼(VVC)標準，例如，在第三版VVC測試模型軟體(VTM-3.0或VVC Draft 版本3)是在考量中。
本發明的實施例的目的是解決視訊組件的區塊的前述編碼或解碼的一或多個問題或缺點。
儘管線性ALF及其非線性擴展是有效的編碼工具，但是可以改進其設計以允許更高的編碼效率，及/或為編碼/解碼軟體/裝置提供更大的彈性。
根據本發明的態樣，提供如所附申請專利範圍中闡述的設備/裝置、方法、程式，電腦可讀儲存媒體和訊號。根據從屬申請專利範圍和說明書，本發明的其他特徵將變得顯而易見。
根據本發明的第一態樣，提供一種控制適應性環路濾波器(ALF)的方法，該方法包括為包含一或多個編碼樹區塊的切片獲得指示多個可用的替代色度濾波器的資料，為切片中的編碼樹區塊獲取替代濾波器索引(index)，以指示可用替代色度濾波器之一，並選擇由索引識別的替代色度濾波器以對編碼樹區塊中的色度影像資料進行濾波。通過信令(signaling)用於色度組件的替代濾波器，可以改善ALF的濾波品質之間的較佳折衷，同時仍然保持良好的編碼效率。可以在包括一或多個影像的影像資料中提供色度影像資料。影像資料可以是包括影像序列(即，幀)的視訊資料。
該方法可以包括對可以指示的替代色度濾波器的最大允許數量施加8的限制。這提供一個在品質令人驚訝的良好改進相對於編碼效率，儘管對於在儲存和信令8色度濾波器有所要求。
可以在適應性參數集中提供指示可用的替代色度濾波器的數量的資料。適應性參數集可在切片標頭(slice header)識別。因此，可以在切片級別上控制替代色度濾波器的數量。
該方法可以包括獲得被指示為可用的一或多個色度濾波器的色度濾波器係數。例如，可以為一或多個色度濾波器獲得六個色度濾波器係數。色度濾波器係數可以在適應性參數集(APS, adaptation parameter set)提供。因此，對於透過獲得的資料指示的多個可用的色度濾波器，可以有效地信令/提供色度濾波器係數，即，在位元流中信令/提供。
在一些實施例中，針對一或多個色度濾波器可以獲得指示相應的色度濾波器是線性還是非線性濾波器的旗標。當所獲得的旗標指示所述色度濾波器是非線性的，針對所述一或多個色度濾波器可以獲得一或多個限幅參數值索引。非線性色度濾波器的限幅參數值索引可以與有關非線性濾波器的限幅值表關聯。因此，為每個色度濾波器提供一種有效的方法，以指示色度濾波器是線性的還是非線性的，以及當色度濾波器是非線性的，提供為色度濾波器提供/信令限幅參數(例如，透過在位元流中提供/信令限幅參數值)。可以對限幅參數值施加這樣的限制，在對影像品質的損害很小的情況下，減少編碼器複雜性和編碼成本。
替代色度濾波器的數量可以被用於獲得替代性濾波器的索引。例如，替代濾波器索引可以在位元流中按照截斷的一元二值化(unary binarization)提供。這允許有效地解析位元流。例如，在一元編碼的情況下，除非替代濾波器索引等於替代數量減一，否則終止(termination)零“0”總是將置於代表替代索引值的“1s”之後。換句話說，讀取“1s”的數量，直到讀取替代數量減去一“1s”的數量，或者對終止零“0”進行解碼。這樣，即使允許的替代數量可以變化，解碼器也可以始終解析值。
在本發明的第二態樣，提供一種將影像資料編碼為位元流的方法，該方法包括根據第一態樣的方法來控制適應性環路濾波器。
在本發明的第三態樣，提供一種從位元流解碼影像資料的方法，該方法包括根據第一態樣的方法來控制適應性環路濾波器。
在本發明的第四態樣，提供一種用於控制適應性環路濾波器的裝置，該裝置被配置為執行第一態樣的方法。
在本發明的第五態樣，提供一種用於將影像資料編碼為位元流的裝置，該裝置被配置為根據第二態樣的方法對影像資料進行編碼。
在本發明的第六態樣，提供一種用於從位元流解碼影像資料的裝置，該裝置被配置為根據第三態樣的方法對影像資料進行解碼。
在本發明的第七態樣，提供一種程式，當該程式在電腦或處理器上運行時，使該電腦或處理器執行第一、第二或第三態樣中任一項的方法。程式可以單獨提供，也可以由載體媒體承載或在其上運行。載體媒體可以是非暫態的，例如儲存媒體，特別是電腦可讀儲存媒體。載體媒體也可以是暫態的，例如訊號或其他傳輸媒體。該訊號可以經由包括網際網路的任何合適的網路來發送。
根據本發明的第一附加態樣，提供一種用於控制影像的一或多個影像部分的適應性環路濾波器的方法，該方法包括：獲得用於識別可在第一影像部分的區塊上使用的第一濾波器的第一資訊；對於第一影像部分，獲得用於指示是否改變第一濾波器選擇的第二資訊或用於識別第二濾波器的第三資訊中的一或多個；及基於第二資訊確定是使用第一濾波器還是基於第三資訊在所述區塊上使用第二濾波器中的一或多個。
替代地，控制適應性環路濾波器的方法進一步包括：對於該區塊：基於第二資訊選擇第一濾波器；或基於第二資訊(例如，當只有第一和第二濾波器可用於區塊/第一影像部分時)或第三資訊(例如，當可為區塊/第一影像部分確定兩個以上的濾波器時，因此該區塊上至少可以使用另一第三濾波器)選擇第二濾波器。替代地，當第二資訊指示改變第一濾波器選擇時，替代地使用識別濾波器及/或獲得第三資訊。替代地，適應性環路濾波器使用線性函數(濾波器)，即其輸出是輸入樣本值的線性組合。替代地，適應性環路濾波器使用非線性函數(濾波器)，即其輸出取決於至少一些輸入樣本值的非線性組合。替代地，適應性環路濾波器通過使用至少一些輸入樣本值的非線性組合作為其輸入來引入非線性。
替代地，第一和第二濾波器中的一個是線性濾波器，另一是非線性濾波器。替代地，第一資訊包括用於第一濾波器的濾波器識別符或用於指示區塊或第一影像部分所屬的類別或組的資訊中的一或多個，每個類別或每個組與濾波器識別符相關聯。較佳地，區塊的類別或組與第一濾波器的濾波器識別符相關聯。替代地，第一資訊包括濾波器索引和類別索引中的一或多個。替代地，每個類別索引與濾波器索引(例如，第一濾波器的濾波器索引)相關聯。替代地，為每個濾波器識別符或每個類別或組提供第二資訊及/或第三資訊。
替代地，獲得第一資訊包括處理第一影像部分的樣本以確定該區塊的類別或組。替代地，第二資訊包括濾波器切換旗標，及/或第三資訊包括替代濾波器索引。替代地，一或多個影像部分是圖塊(tile)組。替代地，第一影像部分是編碼樹單元。替代地，第一影像部分的區塊是4樣本乘4樣本區塊。替代地，第一影像部分的區塊為亮度(luma)樣本區塊。或者，第一影像部分的區塊是色度(chroma)樣本區塊。
替代地，一或多個：第一濾波器的濾波器係數；第二濾波器的濾波器係數；第二資訊；第三資訊，以位元流的形式提供。替代地，用於第一濾波器的濾波器係數和用於第二濾波器的濾波器係數中的一或多個包括在適應性參數集中。替代地，第二資訊和第三資訊中的一或多個被包括在編碼樹單元資料中。替代地，對適應性參數集的引用被包括在圖塊組標頭中。替代地，第一資訊包括濾波器索引和類別索引中的一或多個。替代地，每個類別索引都與一個濾波器索引相關聯。替代地，用於第一濾波器的濾波器係數被包括在第一適應性參數集中，用於第二濾波器的濾波器係數被包括在不同於第一適應性參數集的第二適應性參數集中，且第三資訊包括參考(其包括在圖塊組中)到第一適應性參數集或第二適應性參數集。
替代地，該方法進一步包括確定是否為第一影像部分致能適應性環路濾波器；以及當為第一影像部分致能適應性環路濾波器時，執行獲取和確定步驟。
根據本發明的第二附加態樣，提供一種用於控制影像的一或多個影像部分的適應性環路濾波器的方法，該方法包括：獲得用於指示第一影像部分的區塊所屬的類別或組的類別資訊，所述類別資訊可透過處理第一影像部分的多個樣本來獲得；獲取用於識別一組濾波器係數的濾波器資訊；使用類別資訊和濾波器資訊來控制適應性環路濾波器，其中，將獲得的類別資訊與處理後的濾波器資訊相關聯，以識別第一組濾波器係數，且所述控制包括：從處理的濾波器資訊中獲得用於將所獲得的類別資訊與不同的濾波器資訊相關聯的資訊中的一或多個，或用於指示獲得的類別資訊或獲得的濾波器資訊中的第一組的使用或不使用的資訊；及基於獲得的所述一或多個資訊，控制第一組不與適應性環路濾波器一起使用。替代地，在位元流中提供一或多個濾波器資訊、一組濾波器係數、不同的濾波器資訊以及獲得的一或多個資訊。替代地，一或多個濾波器資訊、一組濾波器係數和不同的濾波器資訊被包括在適應性參數集中，且所獲得的一或多個資訊被包括在編碼樹單元資料中。
根據本發明的第三附加態樣，提供一種處理影像的一或多個影像部分的方法，影像部分具有與之相關的色度樣本和亮度樣本，其中該方法包括基於從位元流或第一樣本值及影像部分的一或多個相鄰樣本值，決定以下至少一者：是否使用藉由運用根據第一態樣或第二態樣的方法所控制的適應性環路濾波器態樣；致能或失能所述適應性環路濾波器的使用；或在對第一個樣本值進行濾波時與所述適應性環路濾波器一起使用的濾波參數。
根據本發明的第四附加態樣，提供一種編碼一或多個影像的方法，該方法包括對於影像的一或多個影像部分，控制根據第一態樣或第二態樣的適應性環路濾波器，或根據第三態樣的處理。替代地，該方法進一步包括：接收影像；對接收到的影像進行編碼並產生位元流；處理編碼後的影像，其中，處理包括根據第一附加態樣或第二附加態樣的控制，或根據第三附加態樣的處理。替代地，該方法進一步包括在位元流中提供以下一或多個：第一濾波器的濾波器係數；第二濾波器的濾波器係數；第二資訊；以及第三資訊。
根據本發明的第五附加態樣，提供一種解碼一或多個影像的方法，該方法包括對於影像的一或多個影像部分，根據第一附加態樣或第二附加態樣，或根據第三附加態樣的處理，控制適應性環路濾波器。替代地，該方法進一步包括：接收位元流；從接收到的位元流中解碼資訊以獲得影像；處理所獲得的影像，其中，所述處理包括根據第一態樣或第二態樣的控制或根據第三態樣的處理。替代地，該方法進一步包括從位元流中獲得以下一或多個：第一濾波器的濾波器係數；第二濾波器的濾波器係數；第二資訊；以及第三資訊。
根據本發明的第六附加態樣，提供一種用於控制影像的一或多個影像部分的適應性環路濾波器的方法，該方法包括：獲得用於識別可在第一影像部分的區塊上使用的第一濾波器的第一資訊和用於指示濾波器組的數量的第二資訊，每個濾波器組包括一或多個濾波器；對於所述第一影像部分，從所述濾波器組中的一個獲得用於識別第二濾波器的第三資訊；及基於第二資訊和第三資訊，控制在所述區塊上使用第二濾波器。替代地，一或多個濾波器組用於亮度組件樣本。替代地，一或多個濾波器組用於色度組件樣本。替代地，濾波器組用於亮度組件樣本。替代地，濾波器組是亮度濾波器組的備選方案(替代)(alternative)。可選地，濾波器組用於色度組件樣本。替代地，濾波器組用於兩個色度組件(例如Cb和Cr)之一的樣本。替代地，濾波器組是色度濾波器備選方案。替代地，每個濾波器組由一個色度濾波器備選方案組成。應當理解，當每個濾波器組由一個色度濾波器備選方案組成時，這種濾波器組也可以稱為色度濾波器備選方案。
替代地，可以使用影像部分的數量或影像中包括的區塊的數量來確定濾波器組的數量。替代地，針對影像部分/區塊的行/列(row/column)確定影像部分的數量或區塊的數量(例如，以水平，垂直或對角線配置)。可選地，針對較大的影像部分或整個影像(例如，配置在矩形的較大影像部分或矩形影像中)確定影像部分的數量或區塊的數量。替代地，獲得第二資訊包括：確定影像部分的數量或影像中的區塊的數量；以及基於所確定的數量來確定計數。
替代地，第二資訊是從位元流中獲得的。替代地，第一和第二濾波器中的一個是線性濾波器，另一是非線性濾波器。
替代地，第一資訊包括用於第一濾波器的濾波器識別符或用於指示區塊或第一影像部分所屬的類別或組的資訊中的一或多個，每個類別或每個組與濾波器識別符相關聯。替代地，為每個濾波器識別符或每個類別或組提供第三資訊。
替代地，獲得第一資訊包括處理第一影像部分的樣本以確定該區塊的類別或組。替代地，第三資訊包括替代濾波器索引。替代地，一或多個影像部分為圖塊組；第一影像部分是編碼樹單元；及/或第一影像部分的區塊是4樣本乘4樣本區塊。
替代地，以下一或多個：第一濾波器的濾波器係數；第二濾波器的濾波器係數；第一資訊；第二資訊；第三資訊以位元流的形式提供。替代地，一或多個第二資訊，用於第一濾波器的濾波器係數和用於第二濾波器的濾波器係數被包括在適應性參數集中；及/或第三資訊包含在編碼樹單元資料中；及/或對適應性參數集的引用包含在圖塊組標頭中。
替代地，該方法進一步包括確定是否為第一影像部分致能適應性環路濾波器；以及當為第一影像部分致能適應性環路濾波器時，執行獲取和確定步驟。
根據本發明的第七附加態樣，提供一種用於控制影像的一或多個影像部分的適應性環路濾波器的方法，該方法包括：獲得用於指示第一影像部分的區塊所屬的類別或組的類別資訊，所述類別資訊可透過處理第一影像部分的多個樣本來獲得；獲得用於指示濾波器組數量的計數資訊，每個濾波器組包括一或多個濾波器；獲得用於識別濾波器的濾波器資訊，該濾波器具有一組濾波器係數；使用類別資訊、計數資訊和濾波器資訊控制適應性環路濾波器，其中，所獲得的類別資訊與所獲得的識別第一濾波器的濾波器資訊相關聯，所述控制包括：獲得用於將所獲得的類別資訊與不同於所獲得的濾波器資訊的另一濾波器資訊相關聯的資訊，所述另一濾波器資訊從所述濾波器組之一中識別第二濾波器；及根據計數資訊和其他濾波器資訊，控制在所述區塊上使用第二濾波器。
替代地，以下一或多個：計數資訊；濾波器資訊；一或多個濾波器的一或多組濾波器係數；其他濾波器資訊；在位元流中提供用於將獲得的類別資訊與其他濾波器資訊相關聯的獲得的資訊。替代地，以下一或多個：計數資訊；濾波器資訊；一或多個濾波器的一或多組濾波器係數；及其他濾波器資訊，被包括在適應性參數集中，且所獲得的用於將所獲得的類別資訊與其他濾波器資訊相關聯的資訊被包括在編碼樹單元資料中。
根據本發明的第八附加態樣，提供一種處理影像的一或多個影像部分的方法，影像部分具有與其相關聯的色度樣本和亮度樣本，其中，所述方法包括基於從位元流或第一樣本值及其影像部分的一或多個相鄰樣本值獲得的資訊，確定以下至少一項：是否使用根據第六態樣或第七態樣的方法控制的適應性環路濾波器；致能(enabling)或失能(disabling)所述適應性環路濾波器的使用；或在對第一樣本值進行濾波時與所述適應性環路濾波器一起使用的濾波參數。
根據本發明的第九附加態樣，提供一種藉由評估用於影像的區塊或影像部分的一或多個最佳化參數來確定濾波器組數量的方法，該方法包括：獲得第一數量的濾波器組；將濾波器從其中一個濾波器組關聯到影像部分的每個區塊；基於比率失真(Rate-Distortion)比較，確定是否為每個區塊或每個影像部分致能或失能ALF，以及從哪個濾波器組中設置哪個濾波器與每個區塊相關聯；用第二數量的濾波器組重複獲取、關聯和確定，直到第二數量為一個，第二數量與第一數量不同；並選擇(或確定)滿足評估標準的濾波器組數量作為濾波器組數量。替代地，確定濾波器組的數量使用Rate-Distortion函數。替代地，第二數量小於第一數量。替代地，隨著重複獲取、關聯和確定，濾波器組的數量逐漸減少。替代地，評估標準基於比率失真成本。替代地，最佳化參數包括以下一或多個：用於編碼樹區塊(CTB)的ALF致能旗標；濾波器組與編碼樹區塊的關聯；以及所述編碼樹區塊的濾波器的一或多個濾波器係數。替代地，用於CTB的ALF致能旗標包括以下更多個中的一個：ALF LUMA致能旗標；ALF Cb致能旗標；及ALF Cr致能旗標。替代地，一或多個濾波器組用於亮度組件樣本。替代地，一或多個濾波器組是亮度濾波器組替代。可選地，一或多個濾波器組用於色度組件樣本。替代地，一或多個濾波器組用於兩種色度組件(例如Cb和Cr)之一的樣本。替代地，一或多個濾波器組是色度濾波器的備選方案。
根據本發明的第十附加態樣，提供一種編碼一或多個影像的方法，該方法包括對於影像的一或多個影像部分，控制根據第六態樣或第七態樣，或根據第八態樣的處理的適應性環路濾波器。替代地，該方法進一步包括：接收影像；對接收到的影像進行編碼並產生位元流；以及處理編碼影像，其中，所述處理包括根據第六附加態樣或第七附加態樣的控制，或根據第八附加態樣的處理。替代地，該方法進一步包括在位元流中提供以下一或多個：第一濾波器的濾波器係數；以及第二濾波器的濾波器係數；第一資訊；第二資訊；及第三資訊。
替代地，該方法進一步包括通過評估使用具有不同濾波器組數量的兩或更多個濾波器組獲得的一或多個最佳化參數來確定濾波器組的數量。替代地，使用Rate-Distortion函數確定濾波器組的數量。替代地，評估一或多個最佳化參數包括：獲得第一數量的濾波器組；將濾波器從其中一個濾波器組關聯到影像部分的每個區塊；基於比率失真比較，確定是針對每個區塊還是針對每個影像部分致能或失能ALF，以及從哪個濾波器組中將哪個濾波器設置為與每個區塊相關聯；以濾波器組的第二數量重複獲得、關聯與確定，直到所述第二數量是一，所述第二數量與第一數量不同；和將滿足評估準則的濾波器組的計數選擇作為濾波器組的數量。替代地，第二數量小於第一數量。替代地，隨著重複獲取、關聯和確定，濾波器組的數量逐漸減少。替代地，評估標準基於比率失真成本。替代地，最佳化參數包括以下一或多個：用於編碼樹區塊(CTB)的ALF致能旗標；濾波器組與編碼樹區塊的關聯；以及所述編碼樹區塊的濾波器的一或多個濾波器係數。替代地，用於CTB的ALF致能旗標包括以下更多個中的一個：ALF LUMA致能旗標；ALF Cb致能旗標；及ALF Cr致能旗標。替代地，一或多個濾波器組用於亮度組件樣本。替代地，一或多個濾波器組是亮度濾波器組備選方案。可選地，一或多個濾波器組用於色度組件樣本。替代地，一或多個濾波器組用於兩色度組件(例如Cb和Cr)之一的樣本。替代地，一或多個濾波器組是色度濾波器的備選方案。
根據本發明的第十一附加態樣，提供一種解碼一或多個影像的方法，該方法包括對於影像的一或多個影像部分，根據第六個態樣或第七態樣控制，或根據第八態樣處理適應性環路濾波器。替代地，該方法進一步包括：接收位元流；從接收到的位元流中解碼資訊以獲得影像；及處理所獲得的影像，其中所述處理包括根據第六附加態樣或第七附加態樣的控制，或根據第八附加態樣的處理。替代地，該方法進一步包括從位元流中獲得以下一或多個：第一濾波器的濾波器係數；第二濾波器的濾波器係數；第一資訊；第二資訊；以及第三資訊。
根據本發明的第十二附加態樣，提供一種用於控制影像的一或多個影像部分的適應性環路濾波器的裝置，該裝置包括配置用以執行根據第一態樣、第二態樣、第三附加態樣、第六附加態樣、第七附加態樣、第八附加態樣或第九附加態樣的方法的控制器。
根據本發明的第十三附加態樣，提供一種用於對影像進行編碼的裝置，該裝置包括根據第十二附加態樣的控制裝置。替代地，裝置被配置為執行根據上述第四或第十附加態樣中的任何一個方法。
根據本發明的第十四附加態樣，提供一種用於解碼影像的裝置，該裝置包括根據第十二附加態樣的控制裝置。替代地，裝置被配置為執行根據上述第五或第十一附加態樣中的任何一個的方法。
根據本發明的第十五附加態樣，提供一種程式，當該程式在電腦或處理器上運行時，使該電腦或處理器執行根據第一附加態樣、第二附加態樣、第三附加態樣、第四附加態樣、第五附加態樣、第六附加態樣、第七附加態樣、第八附加態樣、第九附加態樣、第十附加態樣或第十一附加態樣中的任何一個的方法。
根據本發明的第十六態樣，提供一種電腦可讀儲存媒體，其儲存根據第十五附加態樣的電腦程式。
根據本發明的第十七附加態樣，提供一種信號，該信號攜帶資訊資料集，該資訊資料集是使用上述根據第四附加態樣或第十附加態樣中的任何一個的方法編碼且由位元流表示的影像，該影像包括一組可重構樣本，每個可重構樣本具有一個樣本值，其中資訊資料集包括用於基於第一可重構樣本的相鄰樣本的樣本值來控制對第一可重構樣本進行濾波的控制資料。
當致能使用來自兩或更多個濾波器組(而不是僅一個濾波器組)的濾波器時，尋求對線性ALF及其非線性擴展的改進。最近，在VVC中重新引入適應性參數集(APS, Adaptation Parameter Set)，以允許多個切片及/或多個幀共享ALF參數。APS引入的問題是，可以使用許多APS(例如，在最新的草稿文本中，N等於32)，因此必須將其儲存在解碼器的記憶體中。然後，必須將儲存一個APS的ALF參數所需的記憶體的N倍專用於儲存ALF參數最多到N APS。對於有效設計硬體解碼器而言，是太多記憶體。因此，期望找到減少ALF濾波器的記憶體的方法。還希望提高ALF的效率和彈性，同時保持比VVC當前更少的記憶體使用。
根據本發明的第一其他態樣，提供一種用於控制適應性環路濾波器以對由多個區塊組成的影像部分進行濾波的方法，包括： 獲得定義可適用於影像部分的區塊的濾波器的ALF參數；及 對可用於濾波影像部分的區塊的最大濾波器數量施加限制。
通過對最大濾波器數施加限制，即使ALF參數集的數量增加(例如由於需要儲存兩或更多組濾波器)，也可以管理用於儲存定義濾波器的ALF參數的記憶體需求。這種需求可能源於提供兩或更多個替代濾波器組，或因為可以使用來自兩或更多個APS實例的ALF參數。
一個實施方案進一步包括獲得適用於在一組影像部分內的區塊的資訊，該資訊指示濾波器的識別、選擇或改變或指示致能或失能一濾波器。
這樣可以致能編碼增益。一組區塊可以例如是諸如亮度CTB的編碼樹區塊(CTB)。影像部分可以包括任意數量的這樣的組(CTB)，且可以為影像部分定義ALF參數。例如，切片，幀，兩或更多個幀，圖塊組或實際上任何多個單元(例如，編碼樹單元或CTU)都可以構成影像部分。然後，可以為影像部分共同提供ALF參數，但是在一組區塊(例如，CTU)的級別上，可以提供適用於該組的各個資訊。這樣可以更細微地控制ALF濾波。
在一實施例中，對於至少一個ALF類別，兩或更多個替代濾波器可用。
在另一實施例中，兩或更多組替代濾波器可用，這兩或更多組為多個濾波器索引或ALF類別中的每一個提供相應的替代濾波器。
為區塊組獲得的資訊在前述兩個實施例可以指示使用哪組替代濾波器來濾波相關組的區塊。
考慮施加限制的各種方式。一實施例關於對所有組(set)的最大濾波器數量施加集體限制。另一實施例關於對每個組中的最大數量濾波器施加單個限制。又一實施例關於對最大的一組中濾波器的最大濾波器數量施加限制。
在一些實施例中，所有組都必須具有相同數量的濾波器。在這種情況下，組的限制適用於所有組。在其他實施方式中，組可以具有不同數量的濾波器。在這種情況下，對連續的一組濾波器的最大濾波器數量施加逐漸降低的限制可能是有效的。
ALF參數可被提供用於切片或圖塊組。
ALF參數可提供在適應性參數集(APS)。由兩或更多個APS提供的ALF參數可以同時儲存。
還可以考慮特定的限制值。這些特定值可能適用於集體限制或每組的限制。即使沒有替代組，它們也可能適用，即，可信令/可用的最大濾波器數量。
在一實施例中，最大數量小於ALF類別的數量。
在另一實施例中，最大數量是13。
在另一實施例中，最大數量是7。
在另一實施例中，最大數量是13或更少。
在另一實施例中，最大數量是7或更少。
這些值將濾波器的數量管理到大約類別數量的一半或三分之一。該限制可以是每組或集體限制。
在另一實施方案中的最大數量是大於或等於3。這保持具有用於同質(homogeneous)區域的至少一個濾波器，用於對角取向區域的一個濾波器和用於水平和垂直方向區域的一個濾波器的可能性。
在另一實施例中，最大數量是奇數。這使得有可能對於同質區域具有一個濾波器，且對角取向區域具有與水平和垂直取向區域相同數量的濾波器。
在另一實施例中，用於色度的最大數量濾波器是7。這樣的限制值可以在將這些色度濾波器儲存在適應性參數集(APS)中所需的記憶體與其他色度濾波器帶來的編碼效率之間保持良好的權衡(trade-off)。
在另一實施例中，用於色度的最大濾波器數量是6。這樣的限制值進一步減少將這些色度濾波器儲存在適應性參數集(APS)中所需的記憶體，同時仍然保留其他色度濾波器帶來的編碼效率優勢。
在一實施例中，具有第一和第二替代組可關於在第一組上施加在該組中的從3到7的範圍內的最大數量的濾波器；且將第二組中的最大濾波器數設置在1到7的範圍內，且小於或等於對第一組施加的最大濾波器數。
限制每個組不是必需的。例如，當存在第一和第二替代組時，可以設想不對第一組中的最大濾波器數施加限制(即允許25或任何數量的ALF類別)，並對在第二組中的最大數量濾波器施加限制。在這種情況下，第二組的限制可以是以下之一：13、7、5、3、2和1。
根據本發明的第二其他態樣，提供一種編碼影像序列的方法，該方法包括使用根據本發明的第一其他態樣的方法來控制適應性環路濾波器。
一些實施例進一步包括在位元流中向解碼器發送關於所施加的限制的資訊。當然，如果限制是固定的，則沒有必要在位元流中發送。
根據本發明的第三其他態樣，提供一種解碼影像序列的方法，該方法包括使用根據本發明的第一其他態樣的方法來控制適應性環路濾波器。
一些實施方式進一步包括在位元流中從編碼器接收關於所施加的限制的資訊。當然，如果該限制是固定的，則沒有必要在位元流中接收該限制。
根據本發明的第四其他態樣，提供一種用於控制適應性環路濾波器以濾波由多個區塊組成的影像部分的裝置(例如電路或積體電路)，該裝置包括： 用於獲得ALF參數的機構，該ALF參數定義適用於影像部分的區塊的濾波器；及 限制可用於濾波影像部分的區塊的最大濾波器數量的機構。
根據本發明的第五其他態樣，提供一種用於對影像序列進行編碼的編碼器，該編碼器包括用於對由多個區塊組成的影像部分進行濾波的適應性環路濾波器，且進一步包括根據本發明的第四其他態樣的裝置，用於控制適應性環路濾波器。
根據本發明的第六其他態樣，提供一種用於對影像序列進行解碼的解碼器，該解碼器包括用於對由多個區塊組成的影像部分進行濾波的適應性環路濾波器，且進一步包括根據第四其他態樣的裝置，用於控制適應性環路濾波器。
根據本發明的第七其他態樣，提供一種訊號(例如，位元流)，其攜帶適應性環路濾波器(ALF)參數，該參數定義適用於影像部分的區塊的濾波器，且還攜帶關於對可用於濾波影像部分的區塊的濾波器最大數量的施加限制的資訊。
該訊號較佳地進一步攜帶適用於影像部分內的一組區塊的資訊，該資訊指示濾波器識別，選擇或改變或指示濾波器的致能或失能。
在這種情況下，針對區塊組獲得的資訊可以指示使用兩或更多個(一組)替代濾波器中的哪一個來濾波相關組的區塊。
上述本發明的一些態樣關於對可用於對影像部分的區塊進行濾波的最大數量濾波器施加至少一個限制。這些態樣具有管理ALF濾波器的記憶體要求的效果。無論採用哪種ALF濾波器，例如線性，非線性等，這些態樣都是有用的。
在ALF濾波中，非線性濾波器被認為是有用的。這是因為引入非線性可以通過在濾波品質和編碼效率之間取得更好的折衷來改善濾波結果。但是，這些非線性濾波器需要額外的參數來定義非線性，因此可能比線性濾波器關於更多參數的訊號發送和儲存。接下來描述的本發明的其他態樣關於當適應性環路濾波器使用至少一個非線性濾波器時用於控制記憶體需求的措施。
根據本發明的第一又一其他態樣，提供在影像部分執行適應性環路濾波(ALF)的方法，包括： 對於至少一個ALF類別，使用非線性濾波器；及 對可用於在影像部分上執行ALF的最大濾波器數量施加限制。
在這種方法中，通過限制濾波器的數量，可以獲得與本發明的第一態樣相同的效果。由於非線性濾波器具有用於定義非線性的其他參數，因此可以提高優勢。限制濾波器組因此限制必須信令(用訊號通知)(signal)和儲存的非線性定義參數(例如限幅值)組。
上面關於第一又一其他態樣描述的所有實施例(包括兩或更多個替代組，集體限制，每組限制，(一或多個)限制的特定值)可應用於第一其他態樣。
根據本發明的第二又一其他態樣，提供在影像部分執行適應性環路濾波(ALF)的方法，包括： 對一或多個第一ALF類別使用第一非線性濾波器，對與第一ALF類別不同的一或多個第二ALF類別使用第二非線性濾波器；及 在第一和第二非線性濾波器之間共享一或多個定義非線性濾波的參數。
該第二又一其他態樣限制必須被信令並儲存非線性定義參數(例如限幅值)的組。如第一又一其他態樣中，不需要對可用於在影像部分執行ALF的最大濾波器數量施加限制，但是當然，第一又一其他態樣和第二又一其他態樣可以彼此結合使用。
在一實施例中，每個非線性濾波器使用限幅函數，且在第一和第二非線性濾波器之間共享由限幅函數使用的至少一個限幅值。
在另一實施例中，在第一和第二非線性濾波器之間共享限幅值表。
較佳地，每個所述非線性濾波器具有將限幅值表與所關注的非線性濾波器相關聯的索引。
根據本發明的第三又一其他態樣，提供在影像部分執行適應性環路濾波(ALF)的方法，包括： 對於至少一個ALF類別，使用非線性濾波器，其中所述非線性濾波器使用限幅函數；及 對可用於在影像部分上執行ALF的限幅值的最大數量施加限制。
該第三又一其他態樣限制必須信令並儲存的限幅值。如第一其他態樣，不需要對可用於對影像部分執行ALF的最大濾波器數量施加限制。也不需要如第二其他態樣，共享限定第一和第二非線性濾波器之間的非線性濾波的一或多個參數，但當然第一又一其他態樣及/或第二又一其他態樣可以用於與第三又一其他態樣組合。
根據本發明的第四又一其他態樣，提供在影像部分執行適應性環路濾波(ALF)的方法，包括： 對於至少一個ALF類別，使用非線性濾波器； 其中，非線性濾波器使用限幅函數，且限幅函數使用固定的限幅值。
該第四又一其他態樣限制必須信令並儲存的限幅值。如在第三其他態樣中，它不需要施加可用於在影像部分執行ALF的最大限幅值的限制。如在第一其他態樣中，也不需要限制可用於在影像部分上執行ALF的最大濾波器數量。也不需要如第二其他態樣，共享限定在第一和第二非線性濾波器之間的非線性濾波的一或多個參數，但當然第一又一其他態樣及/或第二又一其他態樣及/或第三又一其他態樣可以用於與第四又一其他態樣組合。
較佳地，非線性濾波器具有索引，以將預定的限幅參數表與有關的非線性濾波器相關聯。
本發明的第一至第四又一其他態樣，每個關於在影像部分執行適應性環路濾波(ALF)的方法。該方法可以用在編碼影像序列的方法中或用在解碼影像序列的方法中。另外，考慮執行編碼方法的編碼器和執行解碼方法的解碼器。類似地，考慮當由處理器或電腦執行時使得處理器或電腦執行該方法的程式。此外，考慮至少對於第一和第三又一其他態樣，攜帶適用限制的訊號(例如位元流)。
本發明的又一其他態樣關於程式，當其被電腦或處理器執行時，該程式使電腦或處理器執行前述態樣的任何方法。程式可以單獨提供，也可以由載體媒體承載或在其中、其上承載。載體媒體可以是非暫態的(non-transitory)，例如儲存媒體，特別是電腦可讀儲存媒體。載體媒體也可以是暫態的，例如訊號或其他傳輸媒體。該訊號可以經由包括網際網路的任何合適的網路來發送。
本發明的其他態樣關於一種相機，該相機包括根據前述裝置態樣中任一的裝置。根據本發明的其他態樣，提供一種行動裝置，該行動裝置包括根據前述裝置態樣中的任一的裝置及/或實作上述相機態樣的相機。
本發明一態樣中的任何特徵可以以任何適當的組合應用於本發明的其他態樣。特別地，方法態樣可以應用於設備態樣，反之亦然。此外，以硬體實現的特徵可以以軟體實現，反之亦然。本文中對軟體和硬體功能的任何引用都應相應地進行解釋。如本文所述的任何裝置特徵也可以被提供為方法特徵，反之亦然。如本文所使用的，功能手段用語(means plus function)特徵可以根據它們的相應結構來替代地表達，例如適當程式化的處理器和相關聯的記憶體。還應當理解，可以獨立地實現及/或提供及/或使用在本發明的任何態樣中描述和定義的各種特徵的特定組合。
在本說明書中，“信令(signaling)”可以指插入至(提供/包括/編碼)關於用於控制濾波器的一或多個參數的位元流資訊(例如模式/方案或其他濾波器控制相關資訊的使用，停用，致能，失能)，或從中提取/獲取(解碼)。
在本說明書中，用語“切片(slice)”用作影像部分的示例(這種影像部分的其他示例會是圖塊或圖塊組，其是圖塊的組/集合，每個圖塊包含一或更多個編碼樹單元)。應當理解，本發明的實施例還可以基於影像部分(例如，圖塊或圖塊組)而不是切片及適當修改的參數/值/語法(例如，影像部分/圖塊/圖塊組(而不是切片標頭))，影像部分/圖塊/圖塊組的類型(而不是切片類型)和影像部分/圖塊/圖塊組的統計資訊(而不是切片統計資訊)實現。還應理解，代替切片標頭或序列參數集(SPS)，也可以使用適應性參數集(APS)或圖塊(組)標頭來發信號通知ALF參數(或用於對該切片/切片組使用ALF濾波的資訊)。當使用APS來發信號通知ALF參數(或使用ALF濾波的資訊)時，切片標頭或切片組標頭可用於指示必須使用哪個APS來獲得ALF參數(或使用ALF濾波的資訊)，例如，通過指示適應性組識別符(aps_id)。還應當理解，切片，圖塊組，圖塊，編碼樹單元(CTU)/最大編碼單元(LCU)，編碼樹區塊(CTB)，編碼單元(CU)，預測單元(PU)，轉換單元(TU)或像素/樣本區塊中的任何一個可以稱為影像部分。
還應理解：當濾波器或工具被描述為“有效(active)”時，濾波器/工具被“致能(enabled)”或“可使用(available for use)”或“被使用(used)”；當描述為“無效(inactive)”時，濾波器/工具“失能(disabled)”或“不可使用(unavailable for use)”或“未被使用(not used)”；“類別(class)”是指一或多個元素的組，分組，類別或分類。此外，還應理解，當旗標被描述為“有效”時，意味著該旗標指示相關的濾波器/工具/濾波器開關/濾波器改變為“有效”(即“有效的(effective)”)。 適應性環路濾波器(ALF)
圖1示出ALF在VTM-3.0的典型解碼循環中作用的位置。在101中，以編碼樹單元(CTU：VVC中最大的編碼單元，通常為128×128樣本/像素大小)為單位對影像部分(例如，切片)進行解碼。CTU被分為矩形區塊或編碼單元(CU)，這些矩形區塊或編碼單元使用特定的預測方案/模式進行編碼，且通常使用殘餘(residual)區塊的有損編碼進行編碼。由於使用基於區塊的編碼，因此在編碼區塊之間的邊界處可以看到區塊偽像。在102中，然後由DBF處理解碼的影像部分以減少/去除那些偽像。通常，為對殘餘(區塊)進行編碼以用於區塊預測，使用類似DCT(DCT-like)的轉換對殘餘值進行轉換(以便將殘餘能量壓縮為幾個係數)，並對轉換後的係數進行量化以降低編碼成本。該量化通常在重構區塊(即，儲存在幀緩衝器106中的參考幀中的區塊)中引入一些振鈴(ringing)偽像。在103中，然後由SAO濾波器處理DBF的輸出影像部分，這對於以低計算成本來減少這些偽像中的一些是有用的。在104中，然後由ALF處理SAO濾波器的輸出影像部分。ALF可以進一步減少偽像，例如“振鈴”。ALF具有較高階的錯誤建模能力，但計算成本較高。然後將ALF的輸出影像部分發送到輸出(例如，諸如幀緩衝器，顯示器或用於與顯示器通信的通信介面的記憶體)105。可以將其放入幀緩衝器106中(作為儲存在其中的參考幀的一部分)，以便可以將其用於時間(temporal)預測(使用時間預測工具時)。這就是為什麼DBF，SAO濾波器和ALF被稱為“迴路內”濾波器的原因。編碼器可以失能某些迴路內濾波器，以便在解碼時可以忽略它們(即，不執行使用失能工具/濾波器的濾波，且與失能工具相對應的步驟的輸出與其輸入相同)。同樣，在某些情況下，處理的影像部分不限於切片，而可以是包含一或多個切片的全幀，並有可能在切片邊界上應用濾波器(如果存在多個)，以減少偽像在這些邊界上。對於多組件影像(例如YCrCb格式的影像)，DBF，SAO濾波器或ALF處理分別應用於每個組件，且可能會有所不同(例如，使用與其他組件不同的濾波參數)。
圖2概述ALF的VTM-3.0中存在的語法元素。序列參數集(SPS)使用旗標指示視訊序列(201)的ALF工具是否處於有效狀態(即已致能)，如果是，則切片標頭指示切片的ALF是否處於有效狀態(202)(請參見圖16-a，其中，ALF (Luma)活動/啟用旗標對應於‘tile_group_alf_enabled_flag’，且使用VTM-3.0中的語法元素在‘alf_chroma_idc’中用信號通知ALF Cb致能旗標和ALF Cr致能旗標)並提供濾波器參數(203至207)以控制ALF。當ALF在202中有效時，它至少對於亮度組件是有效的，且切片標頭進一步指示ALF是否對於每個色度組件是有效的(203)。
ALF可以在亮度組件上使用多個濾波器。也就是說，可以使用一個以上的濾波器係數表(並在切片/圖塊組標頭或APS中提供)。在VTM-3.0軟體的語法元素方案中，一個係數表可以由一個以上的類別共享，且對於每個係數表，係數表還可以由與四個可能的轉置(transposition) (例如方向)相對應的最多四個不同的濾波器配置共享(類別和轉置將在後面詳細介紹)。在原始碼(source code)中，可能無法單獨區分同一類別(即四個轉置)的不同濾波器配置(除在濾波時，其中濾波器係數會根據濾波器配置/轉置索引正確重新組織)。因此，在語法元素級別，用於四個不同配置的濾波器被視為同一濾波器(因為它們共享相同的係數)。在下面的描述中，除對係數的不同表或不同的濾波器(或濾波器配置)進行明確的引用之外，使用對單個濾波器的相同引用。在語法元素方案中，由四個濾波器(具有不同配置/方向)共享一個係數表是一種有效的方式，通過考慮濾波影像統計的資料與旋轉正交及/或鏡像(濾波器/樣本)配置相同，可以減少分配給濾波器的位元數：即，一個為參考樣本配置設計的參考濾波器被指定為旋轉及/或鏡像以濾波正交及/或鏡像樣本配置。切片標頭包含編碼的亮度濾波器(204)數量(是一或多個)。
在濾波亮度樣本時，ALF將樣本(根據相鄰樣本的配置)本地分類(分類)為25種可能的類別(類別/分類/組)之一，以選擇濾波器(相關於/分配給該特定類別/類別/分類/組)以本地應用於這些樣本。此處使用用語“本地地”分類和“本地地”應用是因為樣本是以區塊為單位(通常是4×4樣本的區塊，例如在VTM-3.0中)或CU(請參見圖16-a)進行處理。然後，例如使用用於識別所選擇的亮度濾波器的索引/資訊和通過處理區塊/CTU的樣本所確定的類別索引，在位元流中信令所選/選擇的亮度濾波器。當在編碼過程中使用的亮度濾波器的數量大於1時，切片標頭還包含一或多個索引，用於識別/選擇那些亮度濾波器(例如，用於多達25個濾波器的索引，用於二十五個類別，每個索引對應於用於那些類別之一的亮度濾波器)(205)。在編碼過程中使用的亮度濾波器的數量為1的情況下，該單個亮度濾波器將應用於/用於所有類別。
然後，切片標頭包含每個亮度濾波器(206)的所有濾波器係數(或濾波器參數)(即，在編碼過程中使用的每個亮度濾波器的係數表)，隨後是色度的濾波器的濾波器係數(207)。請注意，在VTM-3.0中，當兩個色度組件均是ALF處於有效狀態(即致能)時，兩個色度組件共享相同的色度濾波器。
當ALF是有效時，對於ALF是有效的每個組件，都可以使用CTU語法逐個CTU致能濾波(請參見圖16-a，其中ALF LUMA致能旗標，ALF Cb致能旗標，ALF Cr致能旗標和對於某個位置的CTU對應於在位置x和y的‘alf_ctb_flag[0][x][y]’，‘alf_ctb_flag[1][x][y]’和 ‘alf_ctb_flag[2][x][y]’(在水平和垂直CTU索引位置坐標中))。在編碼的位元流內，對於每個CTU，編碼的切片資料包括一個熵編碼(entropy-coded)旗標，對於ALF是有效的每個組件，以指示ALF是否被CTU上的組件致能(208，209和210)，和因此，是否必須使用ALF濾波該CTU的該組件的樣本。使用上下文適應性二進制算術編碼(CABAC)對該旗標進行編碼。當此旗標不存在時(因為ALF對於所有組件均無效，或者因為ALF在Cr及/或Cb上無效)，可以推斷為零。
在VTM-3.0中，按如下方式執行用於亮度濾波器206的係數的信令(例如，使用圖16-a中所示的ALF相關資訊)：
[1]首先發出‘alf coefficients delta flag’(alf coefficients delta flag)，該旗標指示是否可以失能某些濾波器，如果“ ‘alf coefficients delta flag’為零，且亮度濾波器的數量大於1，則信令‘coeff delta pred mode flag’，表示濾波器係數編碼將使用預測(稍後將詳細介紹)。
[2]在VTM-3.0中，為使用(exp-)Golomb碼對亮度係數進行編碼，使用3(色度為2)(exp-)Golomb配置。(exp-)Golomb編碼的唯一參數是(exp-)Golomb階數(通常記為“k”)。每個配置都有一個(exp-)Golomb索引。濾波器係數的(exp-)Golomb編碼參數是使用可變長度碼(VLC)來表示(exp-)Golomb碼的“最小階數(order)”，然後每個(exp-)Golomb索引旗標，指示(signal)是否必須為該索引和下一個索引增加(exp-)Golomb階數(從第一個索引的“最小階數”開始)。
[3]然後，如果“alf coefficients delta flag”指示致能某些濾波器，則會為每個濾波器信令旗標，指示該濾波器是否已失能(因此未編碼)。
[4] 然後，從儲存(exp-)Golomb參數的表中，使用(exp-)Golomb碼(用於有符號整數)以(exp-)Golomb階數(與濾波器係數索引(在固定表)相關聯的(exp-)Golomb索引)對每個(未失能)濾波器發送濾波器係數信號。
在信令“coeff delta pred mode flag”的情況下，它指示濾波器係數編碼使用預測。這意味著濾波器索引(即，識別每個濾波器的索引)大於或等於1的“當前”濾波器的濾波器係數被編碼為“當前”的濾波器的濾波器係數和先前處理的濾波器的濾波器係數之間的差(例如，使用之前處理過的濾波器的濾波器係數作為濾波器係數預測子(predictor)編碼為濾波器係數殘餘值，即使用預測)。在沒有預測的情況下對第一濾波器(濾波器索引為零)進行編碼。
對於色度濾波器，類似地執行色度濾波器207的係數的信令，除不存在“alf coefficients delta flag”，不存在“coeff delta pred mode flag”且存在兩個(exp-) Golomb索引而不是3之外。
為減少解碼器必須分配給濾波器係數的最大記憶體(最壞的情況)，根據本發明的實施例，對信令的亮度濾波器的數量(即，每個亮度濾波器206的係數表的數量)施加限制。該限制可以被稱為“信令的亮度濾波器的最大數量(maximum number of signalled Luma filters)”上，低於類別的數量。因此數量･亮度濾波器(Num. Luma filter)204小於或等於該“信令的亮度濾波器的最大數量”，其小於類別的數量(即，在VTM-3.0中小於25)。在一些變體中，“信令的亮度濾波器的最大數量”為奇數(以致能具有用於同質區域的一個濾波器的可能性，且對角線取向區域的濾波器數量與水平和垂直方向區域的濾波器數量相同)。在一特定變體中，“信令的亮度濾波器的最大數量”小於或等於13，以將解碼器必須儲存在記憶體中亮度濾波器的最大數量減少2倍(具有捨入誤差)。在另一變體中，“信令的亮度濾波器的最大數量”小於或等於7，以將解碼器必須儲存在記憶體中最大數量的亮度濾波器減少三倍。即使較少是可能的，“信令的亮度濾波器的最大數量”最好大於或等於3，以便保持至少有一個用於同質區域的濾波器，一個對角取向區域的濾波器和一個水平和垂直方向區域的濾波器。
在某些變體數量･亮度濾波器204在APS(或在切片或圖塊組標頭中)NAL單元中被編碼為數量･亮度濾波器減一(即，介於0和“信令的亮度濾波器的最大數量”減一之間的數量)。值可以使用可變長度碼進行編碼。可選地，可以使用固定長度碼來編碼該值。最大碼長度是基於“信令的亮度濾波器的最大數量”以確定。
在一些變體中，“信令的亮度濾波器的最大數量”是通過編解碼器固定。在這種情況下，不需要將其從編碼器傳輸到解碼器。在一些變體中，它是一個規範的(normative)參數，未明確從編碼器發送到解碼器，但這是例如從設定檔或層級(tier level)推導出的，其是從編碼器發送到解碼器。這裡，層可以例如對應於吞吐量(throughput)要求。在某些變體中，“信令的亮度濾波器的最大數量”在位元流中信令(例如在VPS或PPS中)。
圖3-a是流程圖，示出根據本發明一些實施例用於濾波色度組件的步驟，且圖3-b提供根據本發明一些實施例用於色度濾波器的濾波器形狀和係數配置。
在圖3-a中，ALF濾波在亮度和色度組件之間的應用方式有所不同。從簡單的案例開始，圖3-a提供濾波色度組件的主要步驟。輸入影像部分301(例如，圖塊或圖塊組)包含要濾波的色度樣本。輸入濾波參數302包括參考圖2中的ALF語法元素描述的ALF參數(例如，‘alf coefficients delta flag’，‘coeff delta pred mode flag’，濾波器係數或ALF的任何其他旗標或濾波器參數)。使用用於色度濾波器的編碼濾波器係數，在303中導出/獲得色度濾波器。
在一變體中，色度濾波器具有平行四邊形(例如，鑽石)尺寸5×5的形狀/圖案，即，5個樣本高和5個樣本寬(參見在圖3-b的306)。色度濾波器的濾波器係數經過組織，以使色度濾波器具有關於中心的對稱性。此色度濾波器有6個編碼的濾波器係數，索引數量從0到5，它們位於圖中所示的相應係數位置。提供索引號的上標(superscript)(“+”或“-”)，以便可以在共享相同濾波器係數的不同係數位置之間進行區分，即，當指兩個對稱的(在意義上說，它們共享相同的濾波器係數)鄰域(neighbor)：
Figure 02_image001
對應於索引i的鄰域樣本，該索引在按(光柵)掃描順序要濾波的樣本之後經過編碼/解碼/處理/儲存/存取，該索引在(柵格)中要濾波的樣本(即，濾波器形狀/圖案/遮罩/支撐的中心)；且
Figure 02_image003
對應於索引i的鄰域樣本，該樣本在按(光柵)掃描順序濾波的樣本之前已被編碼/解碼/處理/儲存/存取。色度濾波器形狀中心的第七係數(索引號為6的係數位置)是從其他濾波器係數中引導/推導出的。第7個係數在係數位置6的值等於
Figure 02_image005
，通過定點計算進行評估(
Figure 02_image007
=索引i或位置的濾波係數)。也就是說，一減去係數位置0-5的所有濾波器係數的總和的兩倍(由於對稱)。因此，菱形的所有係數的總和(包括第7個係數)是在其上施加左7位元移位(1＜＜7)的值，其中7是編碼濾波器係數的位元精度減去1用於定點計算。這就是為什麼“濾波器係數總數減去一”中只有一半是在位元流中編碼的濾波器係數數量。
對於有效(即應用)ALF的每個色度組件樣本，按以下步驟執行步驟304中的濾波以獲得輸出影像部分305：對於輸入影像部分的每個當前樣本， -如果當前樣本屬於致能ALF的CTU，且當前樣本的相鄰樣本需要獲取在色度濾波器的菱形中係數位置的濾波器係數所需的濾波器(當前樣本位於菱形的中心)是否可用(例如，如果在切片/圖塊/圖塊組的邊界上可用，在圖片的邊界上使用邊界擴展或使用相鄰切片樣本)；那麼，與位置(x，y)處的當前樣本I(x，y)相同的位置處的輸出濾波樣本等於：
Figure 02_image009
，其中
Figure 02_image011
是相對於濾波器形狀中心的兩個整數偏差量(offset)(水平和垂直)(即當前樣本在(x，y)的位置)，
Figure 02_image013
是偏差量
Figure 02_image015
處的濾波器係數，N=7是實數小數部分(定點表示)的整數近似的位元數，其用於表示在偏移量(i，j)的濾波器係數w(i，j)，I(x+i，y+j))是相對於當前樣本位置(x，y)在偏移量(i，j)的輸入樣本值，O(x，y)是位置(x，y)的輸出濾波樣本值。
Figure 02_image017
表示將N位元左移位元應用於a的整數值。其等效於對2的N冪(power)進行整數乘法。
Figure 02_image019
表示將N位元右移位元應用於a的整數值。在此，由於在大多數情況下，公式(1)括號內的總和的結果為正，因此，這等效於對2的N冪進行整數除法。對於負數，右移時傳播符號，負數將保持負數(至少-1)。沒有非整數部分，因為ALF的輸出通常會在零和二之間限制為位元深度減一的冪。
Figure 02_image021
提供用於ALF計算在VVC中固定的十進制精度，但是在其他實施例中可以使用其他值。在執行右移
Figure 02_image023
之前加
Figure 02_image025
的效果是對內積(scalar product)的固定點結果進行捨入。 -否則，在相同的位置輸出當前樣本值(即，如同未應用此ALF)。
根據一變體，為減少在實現濾波器時執行的乘法運算的次數並簡化表示法，對於具有關於中心對稱的濾波器形狀的ALF濾波器，可以將公式(1)重新表示為：
Figure 02_image027
其中
Figure 02_image029
是光柵掃描順序索引/位置n的輸出樣本。透過光柵掃描順序索引n，是指索引n，它是在一行(row)樣本中從左到右遞增的樣本索引，然後隨著樣本的每一行從上到下遞增。
Figure 02_image031
是與輸出樣本位於相同位置n的輸入樣本(並對應於在濾波器中心的輸入樣本的位置)，
Figure 02_image033
是第i個(按光柵掃描順序)相鄰的
Figure 02_image031
輸入樣本，位於濾波器的濾波器形狀/圖案/遮罩/支撐中，且光柵掃描順序小於n，且
Figure 02_image036
是關於
Figure 02_image031
中心位置的
Figure 02_image033
的鏡像空間位置處的相鄰輸入樣本。因此，關於中心對稱的形狀意味著當
Figure 02_image033
處於濾波器的形狀/圖案/遮罩/支撐時，
Figure 02_image036
也具有與濾波器相同的濾波器形狀/圖案/遮罩/支撐。
Figure 02_image041
是與相鄰的輸入樣本
Figure 02_image033
和
Figure 02_image036
相關聯的濾波器係數，
Figure 02_image044
是為中心的輸入樣本
Figure 02_image031
的濾波器係數，c 是編碼的濾波器係數的數量(這是相同的中心濾波器係數的索引值，這是不被編碼，因為可以從其相鄰的濾波器係數進行評估)。在圖3-b的濾波器形狀306中，i的值以及
Figure 02_image033
和
Figure 02_image036
的關聯位置與索引值以及在濾波器中具有上標符號(“+”或“-”)的索引值相對應，例如c，是i =c=“6”，其中c是濾波器形狀中心的濾波器係數的索引。
圖4-a是示出根據本發明的一些實施例的用於對亮度組件進行濾波的步驟的流程圖，且圖4-b提供根據本發明的實施例的用於亮度濾波器的濾波器形狀和四種可能的係數配置。
圖4-a說明亮度組件濾波過程的主要步驟。輸入影像部分401包含要濾波的亮度樣本。輸入濾波參數402包括參考圖2中的ALF語法元素描述的ALF參數(例如，‘alf coefficients delta flag’，‘coeff delta pred mode flag’，濾波器係數或ALF的任何其他旗標或濾波器參數)(另請參見圖16-a)。在濾波之前，在403中分析影像部分的內容。該分析的主要目的是允許/致能本地內容取向和有效水平的確定(參見步驟405)。這允許/致能對內容是否均勻或是否有任何急劇變化(大致上是內容的強度或對比度)以及內容是否具有主要方向(例如，基於邊緣或方向紋理)進行局部估計/評估，以及主要方向是哪個方向。例如，當使用與VTM-3.0中的亮度組件濾波相同的分析時，該分析包括本地梯度分析(gradient analysis)分析，該梯度分析使用針對水平和垂直方向上每兩個樣本的4個方向(水平，垂直和兩個對角線)計算的拉普拉斯值(Laplacian value)(即採樣的四分之一)。通過將輸入影像部分的樣本劃分為區塊404(例如VTM-3.0中的4×4樣本)，並使用分析結果，在步驟405中，將每個區塊分類為25種可能的類別之一，根據在區塊中為樣本計算的拉普拉斯值，使用索引(即，該區塊分為25個類別/分類/組之一，可以使用諸如圖16-b和圖16-c所示的類別索引來識別每個類別/分類/組)每個類別是可識別的。例如，在VTM-3.0中，它對應於使用16個拉普拉斯值(在4個樣本的4個方向)。該分類實現對有效性，方向性強度的劃分，並使水平和垂直方向與對角線方向分離。此外，在步驟405中，每個區塊與轉置索引相關聯。可以將此轉置(transposition)/換位(transpose)轉置索引(例如“transposeIdx”)視為分類的補充/附加資訊，以完全表示/指示內容的方向。有四個可能的轉置索引。當區塊的類別指示該區塊是水平還是垂直時，轉置索引還指示方向是北向南，東向西，西向東還是南向北。當區塊的類別指示區塊是對角線時，轉置索引進一步指示方向是西北向東南，東北向西南，西南向東北還是東南向西北。
類別索引和轉置索引可以被看作是給定樣本區塊的適應性環路濾波器參數。步驟406採用這些參數來導出亮度濾波器，該亮度濾波器將用於對區塊的每個樣本進行濾波。如先前參考圖2(也參見圖16-a)所描述的，在402中，每個類別與用於亮度濾波器的係數表的索引(例如，濾波器索引)相關聯。為推導針對4×4區塊的亮度濾波器，轉置索引允許/致能選擇示出於圖4-b中四個形狀/圖案409，410，411，或412之一。該模式指示如何組織編碼的濾波器係數(例如基於掃描(中)順序)，該編碼濾波器係數與如204至206的描述中所說明的區塊的類別相關聯，以建立亮度濾波器。亮度濾波器具有大小為7×7的平行四邊形(例如菱形)形狀。每個亮度濾波器有12個編碼的濾波器係數(索引號0到11)。以與上述色度濾波器的中心係數相同的方式，從其他濾波器係數推導/獲得濾波器形狀的中心的第十三係數(索引數量12)。
以與色度濾波器如何執行濾波相同的方式執行步驟407中的濾波以獲得輸出影像部分408，即對於每個當前樣本區塊，針對當前區塊在406中推導/獲得的亮度濾波器，應用在當前區塊的每個當前樣本上。
在圖3-b和圖4-b中，濾波器形狀均針對中心像素對稱。已經在VTM軟體中的ALF設計中選擇這種對稱性，但是在實施例的變體中，也可以使用非對稱形狀。然後，代替為13個輸入樣本共享7個係數，最多可以將13個係數用於/信令與圖3-b中相同的濾波器支撐/遮罩。與其共享25個輸入樣本的13個係數，不如將最多25個係數用於圖4-b中相同的濾波器支撐/遮罩。在其他變體中，甚至濾波器支撐/遮罩也是非對稱的。在變體中，濾波器的形狀/圖案/支撐/遮罩與ALF參數一起傳輸。
在其他變體中，濾波器形狀/圖案/支撐/遮罩與菱形形狀不同。例如，在一變體中，它是一個正方形，在另一變體中，它是一個矩形，在另一變體中，它是一個六邊形，在另一變體中，它是一個八邊形。
在某些變體中，對於所有類別的方向，濾波器的形狀/圖案/支撐/遮罩都不相同。在一變體中，形狀是用於水平類別(class)/transposeIdx定向配置的水平矩形(例如，“-”)，用於垂直class/transposeIdx定向配置的垂直矩形(例如“|”)，用於NW-SE和SE-NWclass/transposeIdx方向配置的西北東南(NW-SE，例如“\”)矩形，用於NE-SW和SW-NEclass/transposeIdx方向配置的東北-西南(NE-SW，例如“/”)矩形。在其他變體中，濾波器形狀/圖案/支撐/遮罩是水平-垂直十字(“+”)，對角十字(“X”)，垂直線段(“|”)，水平線段(“-”))，從左上角到右下角的對角線段(“\”)，從右上角到左下角的對角線段(“/”)或上述濾波器形狀/圖案/支撐/遮罩的任意組合。
從編碼器的角度來看，ALF的靈感來自維納濾波器(Wiener Filter)。維納濾波器是一種線性濾波器(通常在訊號/影像處理中用作線性卷積濾波器)，可最大程度地減少以下各項之間的均方誤差：1)估計的隨機過程/變量(其輸出)，是一個有限數量的觀察到的過程/變量(其輸入)的線性組合，以及2)所需的過程/變量(其目標，即發生偽像之前的原始影像)。在訊號/影像處理中，例如，有限脈衝響應(FIR)維納濾波器可用於訊號源分離或降噪。在影像編碼的情況下，目標/期望是原始影像(在通過壓縮/量化更改之前)，而輸入是來自壓縮影像的樣本，我們希望通過應用濾波器對其進行改進。
Figure 02_image049
(是觀察到的隨機過程的實現的輸入矩陣，每列包含每個隨機過程的一個實現)，和y (是輸出行向量，其在相同的列索引處包含用於觀察到的隨機過程的所需過程的實現)的最小二乘解(squares solution)是
Figure 02_image051
維納濾波器係數對應於
Figure 02_image053
。
應當理解，“實現(realization)”是隨機變量的觀察或觀察值，即在實踐中實際觀察到的值。
在VTM-3.0ALF編碼器中，FIR維納濾波器(或功能上等效的最小二乘解)用於最佳化ALF參數的編碼成本(主要由編碼的FIR濾波器係數的成本決定)和通過使用已編碼的ALF參數(即，使用FIR濾波器)對圖片進行濾波而獲得的失真增益之間的速率/失真(R/D)(Rate/Distortion)折衷。如果不關心用於編碼ALF參數的速率(即編碼成本)，且如果最大化給定幀的峰值信號雜訊比(PSNR, Peak Signal to Noise Ratio)是唯一目標(不考慮時間影響)，那麼維納濾波器將能夠實現VTM-3.0中ALF濾波設計的最佳解決方案。應當理解，根據本發明的一些實施例的ALF編碼器可以使用與本文描述的VTM-3.0的線性ALF濾波器相同或相似的濾波器，並對以下一或多個進行適當的修改：其(非線性)濾波能力；或其ALF參數及/或控制參數/資訊的信令。
圖17示出圖示根據本發明的實施例的ALF編碼過程的流程圖，該實施例通過修改參考圖3-a，圖4-a和圖6描述的VTM-3.0的ALF來實現。應該理解，根據本發明的其他實施例，可以以相同的方式修改另一ALF以實現所述其他實施例。
ALF編碼處理通過為亮度樣本的每個4×4區塊確定類別索引和轉置索引而開始1801。
然後在1802處提取/獲得將用於導出維納濾波器的統計(資訊)(statistics)。這些統計是(自動)共變數(covariance)統計，其對應於在公式(3)的
Figure 02_image055
和交叉共變數(cross-covariance)統計，其對應於在公式(3)的
Figure 02_image057
。它們被用來建立/獲得/估計(自動)共變數矩陣和交叉共變數矩陣，透過由N(在X的列數量，即，對濾波器的樣本數量)分別劃分
Figure 02_image055
和
Figure 02_image057
。針對每個類別以及亮度組件樣本的每個CTU，以及每個色度組件樣本的每個CTU，建立/獲得/估計這些(自動)共變數矩陣和交叉共變數矩陣1802。在下面的描述中，用語“(交叉)共變數矩陣統計資訊”和“(交叉)共變數矩陣”可互換地用於指同一事物。可以理解的是，這兩者之間的區別在於，“(交叉)共變數矩陣統計資訊”是通過累加(或求和)值而獲得的，而“(交叉)共變數矩陣”也是通過累加(或求和)值而獲得的，但隨後通過累加次數對其進行正歸化(normalize)(以估計期望值)。
對於給定的CTU/類別/組件，按以下方式獲得X。因為濾波器的形狀被認為是對稱的，所以在X的行數量對應於濾波器的濾波器係數的數量。X的一行(最後一行)包含在濾波器形狀的中心樣本的實現(其中濾波器形狀的中心屬於給定的CTU/類別/組件)，而每兩行的索引i都包含在濾波器形狀的索引i的兩個對稱樣本(其中對稱樣本是屬於給定CTU/類別/組件的濾波器形狀中心的鄰域)的總和。在亮度組件的樣本的情況下，轉置索引也用於根據圖4-b不同形狀轉置濾波器形狀的樣本位置，使X各行i包含用於屬於具有索引i的濾波器形狀的樣本的樣本統計。例如，對於圖4-b所述的形狀
Figure 02_image060
包含：對於i＜12，在形狀為索引i的兩個對稱鄰域(第j個濾波樣本)之和，對於i=12，第j個濾波樣本；其中
Figure 02_image060
是矩陣X在第i行和第j列的值。
向量y 包含所有目標樣本值(即壓縮之前在源/原始影像中第j個樣本的值)。
X 矩陣實際上沒有建立/計算。代替
Figure 02_image055
通過迭代地對
Figure 02_image064
求和的結果進行計算，其中
Figure 02_image066
是對於給定樣本位置獲得X 的第i列。
y 向量實際上也沒有建立/計算。代替
Figure 02_image057
通過迭代地對
Figure 02_image069
求和的結果進行計算，其中
Figure 02_image071
是y的第i個元素，且對應於使用輸入
Figure 02_image073
濾波第i個輸入樣本時的目標樣本值。
在VTM-3.0中，ALF編碼器嘗試降低R/D成本，這等於用於速率失真折衷的拉格朗(Lagrangian)最佳化的
Figure 02_image075
。此處，D 是失真(二次誤差(quadratic error))，R 是比率，
Figure 02_image077
由編碼器主要根據VTM-3.0編碼器量化參數(QP, quantization parameter)，在切片類型(幀內(intra)或幀間(inter))和壓縮組件類型(亮度或色度)確定。ALF編碼器首先嘗試通過最小化此拉格朗R/D成本來最佳化ALF參數。
如果ALF降低亮度組件的成本，即ALF無效時輸出切片的失真大於ALF有效時輸出切片的失真加上λ乘以信號通知ALF參數所需的速率，則編碼器將ALF確定為對亮度組件有效。然後，如果對亮度組件處於有效狀態，它將嘗試最佳化色度組件的ALF參數，以查看它是否可以提高信令那些色度組件的R/D成本。基於此，編碼器可以確定為每個這些組件激活(使有效)(activate)/致能ALF是否更好。
根據本發明的實施例，ALF編碼器對其ALF參數執行相同或功能上等效的最佳化過程。根據這樣的實施例的變體，在ALF參數最佳化過程的開始，對於所有CTU，ALF被設置為有效的1803。通過匯總ALF處於有效狀態/已致能狀態的每個CTU的統計資訊，可獲得用於建立共變數矩陣和交叉共變數矩陣的切片級別的統計資訊。使用為分類為屬於該類別的4×4樣本區塊的所有樣本所獲得的統計資訊，為亮度組件的每個類別計算一矩陣1804；和通過聚集(求和)，用於色度的兩個色度組件的統計資訊計算一矩陣1812。
亮度的濾波器最佳化過程開始於查找25組濾波器以將類別組合/合併在一起，即第一組25個濾波器，第二組24個濾波器，依此類推，直到最後一組1個濾波器(一組對於濾波器的每個可能數量)1805。編碼器從每個類別的一個濾波器開始(總共有25個濾波器)，這是在該類別的區塊樣本的共變數和交叉共變數計算出的維納濾波器。這是第一組的25個濾波器。它試圖通過合併濾波器來迭代地減少濾波器的數量(一個接一個，直到僅剩下一個，以獲得所有需要的組)，即更精確地將濾波器的相關類別合併在一起。編碼器使最初與兩個不同濾波器關聯的類別共享一個公用濾波器(即，編碼器將這兩個類別合併以共享一個關聯的濾波器)。為確定合併哪些濾波器(即合併哪些類別)，為每個濾波器確定共變數和交叉共變數統計資訊。編碼器針對與一或多個類別(索引)相關聯的每個濾波器，估計/評估使用該濾波器對與該類別(一或多個)相關聯的所有樣本區塊執行濾波後獲得的總殘餘誤差。然後，對於每對濾波器(及其關聯的類別)，編碼器計算合併的共變數和交叉共變數統計資訊，以確定合併後的類別的維納濾波器以及在濾波以確定的維納濾波器與類別索引相關的所有樣本區塊後獲得總殘餘誤差。然後，編碼器確定兩個濾波器，合併濾波器的總殘餘誤差(從與兩個濾波器相關聯的類別相關的統計資訊中得出)與這兩個濾波器的總殘餘誤差之和之間的差(通過將一個濾波器的總殘餘誤差與另一濾波器的總殘餘誤差相加)最小，然後合併這兩個濾波器(以便該合併的濾波器可用於下一個濾波器合併迭代)。簡而言之，編碼器合併
Figure 02_image079
，這是兩個不同濾波器統計資訊，這些統計資訊最小化：
Figure 02_image081
，其中
Figure 02_image083
返回濾波器統計資訊x的錯誤，且a+b是兩個濾波器統計資訊a和b的合併統計資訊。
到目前為止，統計資訊，濾波器和錯誤都是使用雙精度浮點值估算的。現在，編碼器試圖找到用於編碼亮度濾波器的最佳R/D成本折衷1806，其根據本發明的實施例，應小於或等於“信令的亮度濾波器的最大數量”。一旦確定25組濾波器/類別(從“信令的亮度濾波器的最大數量”到1個濾波器)，對於每組，ALF編碼器對於每個濾波器都會得出整數濾波器係數(用於整數值編碼和定點精度計算)。根據本發明的實施例，25個濾波器組向下，但不包括“信令的亮度濾波器的最大數量”，因為有太多濾波器不信令而不測試。但是，仍然需要在1805迭代地構造亮度類別的組/組合，以便有效地將濾波器索引合併到最多“信令的亮度濾波器的最大數量”。然後，當使用不同的替代編碼方案時，它會在R/D成本折衷方面搜尋最佳濾波器。第一選擇是使用(exp-)Golomb編碼對所有濾波器的所有係數進行編碼。第二選擇是使用濾波器的增量(delta)編碼，其中每個濾波器的濾波器係數被編碼為與先前濾波器的濾波器係數不同(使用(exp-)Golomb編碼)。第三選擇(R/D最佳化)允許使用一個旗標失能某些濾波器，並對未被失能的所有濾波器係數進行編碼(使用(exp-)Golomb編碼)。前兩種選擇可能導致位元率降低，而第三種選擇可能導致對降低位元率更多失真。
編碼器採用/選擇/選取最小化R/D成本的濾波器組和編碼折衷方案。
一旦編碼器確定/選擇要使用的亮度濾波器，對於每個CTU，編碼器就會使用CTU統計資訊來查看濾波CTU亮度樣本的R/D成本是否比不濾波同一CTU的亮度樣本的R/D成本要好。如果不是更好，則對該CTU的亮度樣本失能ALF1807。然後，編碼器可以在1808處循環回到用於亮度的亮度濾波器最佳化步驟，同時在CTU的共變數和交叉共變數統計資訊的切片統計資訊上更新(對其致能ALF)1804。例如，在VTM-3.0，編碼器再返回4次。
根據是否在亮度組件樣本上應用ALF之間的R/D成本差異，在1809，編碼器確定對於亮度組件是否應該激活/致能ALF。
如果將針對亮度組件激活/致能ALF，則編碼器在1810處繼續處理色度組件。如果對於亮度組件，ALF將被失效/失能，則在1811處將ALF信令為未激活/失能，且ALF編碼過程結束。
假設色度組件的ALF編碼過程從兩個色度組件的組合統計資訊開始1812，前提是該ALF對於切片的所有CTU都是有效的/致能的。
然後，編碼器確定色度濾波器1813。編碼器首先使用兩個色度組件的CTU統計資訊確定(浮點)維納濾波器。它得出整數濾波器係數。然後，對於每個色度組件，編碼器使用CTU統計資訊來查看濾波CTU的色度組件的R/D成本是否比不濾波CTU的色度組件的R/D成本好。如果不是更好，則對該CTU的色度組件樣本失能ALF 1814。如果編碼器確定對於給定色度組件的所有CTU，ALF不應該處於有效狀態(即應被失能)，它將失能該色度組件的ALF，因此不需要為每個CTU編碼其為0的‘enable flag’(致能旗標)1815。
然後，編碼器可以在1816處循環回到色度濾波器最佳化步驟，同時更新有關CTU(已致能ALF)的色度組件的共變數和交叉共變數統計的切片統計資訊。例如，在VTM-3.0中，編碼器再循環2次。
然後，根據本發明的實施例編碼器在1817處應用具有確定的ALF參數的ALF(即，使用來自步驟1813的確定的色度濾波器)。根據編碼器配置，可以輸出結果影像及/或將其放入參考幀緩衝中。編碼器最後對最佳R/D成本參數進行編碼，即，ALF致能旗標，且如果ALF致能旗標指示有效/致能，則確定的ALF參數1818被編碼。
應當理解，根據變體，可以執行針對其他ALF參數的最佳化過程以最佳化ALF的那些參數。 具有非線性濾波功能的ALF
根據本發明的一些實施例可以來修改在步驟304和407中使用的線性ALF濾波，這引入非線性並改善濾波結果(在濾波品質和編碼效率之間獲得更好的折衷)。ALF濾波的目標是消除編碼工具引入的一些“雜訊”(例如，量化雜訊/錯誤)。為消除這種雜訊，通常使用低通線性濾波器來平滑訊號並減小微小的局部變化。這種類型的濾波器可能會在濾波的輸出中引入模糊(blurring)，尤其是在對比度強的區域(例如，邊緣附近)。已經開發非線性濾波器(例如雙邊濾波器)，以實現更有效的降噪，同時甚至在邊緣周圍也引入較少的模糊或振鈴效果。為此，這些非線性濾波器通常像線性濾波器一樣依賴於基於其局部鄰域(即相鄰樣本)對樣本進行濾波，但是與要濾波的樣本具有相似值的樣本比具有非常不同值的樣本更關注(或權重)。鄰域值的加權通常使用非線性函數(即非線性映射)執行。這些類型的非線性濾波器通常比線性濾波器複雜，且如果要在新的ALF設計中使用此類濾波器，則可能難以最佳化其參數，且/或者它們可能比線性濾波器具有更低的彈性。
根據本發明的一些實施例，VTM-3.0的ALF(或其任何前述實施例或其變體)通過以相對較低的複雜度，關於保持ALF可平行化設計的操作，引入非線性而被修改。
查看VTM-3.0中的線性ALF，其輸出濾波的樣本等於公式(1)，並通過使用實數重新公式化公式(1)來簡化公式，我們得到(與定點表示有關的刪除操作和整數捨入)：
Figure 02_image085
對於此ALF，條件
Figure 02_image087
滿足。這意味著ALF的所有濾波器係數之和為1。然後可以看出，公式(4)可以重新表示為：
Figure 02_image089
然後，輸出樣本O(x，y)是將輸入樣本I(x，y)(在相同位置)與濾波器係數向量和局部梯度向量(局部梯度向量計算為輸入樣本的相鄰樣本與輸入樣本本身之間的差異)之間的內積(scalar product)相加的結果。換句話說，輸出樣本(即濾波的樣本值)是將輸入樣本與濾波器係數和局部梯度的線性組合相加的結果。
根據本發明的一些實施例，代替僅將通常的線性公式用於濾波器，對ALF濾波過程進行修改以在ALF濾波器中引入非線性。使用多元函數
Figure 02_image091
來實現這種非線性，該多元函數將偏差
Figure 02_image093
處的局部梯度d作為第一參數，並根據第二參數
Figure 02_image095
改變其值。代替在方程式(6)中對內積中的偏移量
Figure 02_image097
使用局部梯度，在內積中使用
Figure 02_image091
，從而導致輸出樣本
Figure 02_image099
在具有局部梯度的非線性方式改變：：
Figure 02_image101
其中，
Figure 02_image091
是一個函數，將其作為第一參數/變量
Figure 02_image104
(偏差
Figure 02_image106
處的局部梯度作為位置
Figure 02_image108
處的相鄰樣本值與位置處
Figure 02_image110
的當前樣本值之間的差計算)，並將其作為第二參數/變量
Figure 02_image112
(額外的濾波參數)。額外的濾波參數
Figure 02_image114
是在和
Figure 02_image116
同時確定的。在一個實施方式中，確定
Figure 02_image118
和
Figure 02_image120
的值以最佳化濾波和信令過程(例如以最小化失真)。該最佳化過程由使用ALF的編碼器執行。
當使用這種非線性ALF時，通過使用輸入樣本本身和作為輸入樣本的鄰域的輸入樣本的適應性非線性轉換的線性組合來濾波輸入樣本值。適應性非線性轉換取決於相鄰輸入樣本相對於被濾波的輸入樣本的位置的相對位置。
用這種修改的ALF，它仍然是可能以實現一個線性濾波，對於特定K ，當K 滿足條件是存在b ，且存在α 不等於零，從而使得
Figure 02_image091
等於α 乘以d ，對於所有d，即：
Figure 02_image123
使
Figure 02_image125
因此，對於b 的某些值(即，該函數
Figure 02_image091
滿足條件(8))，選擇表現得像線性函數(即，線性映射)的函數
Figure 02_image091
，確保實施例修改的ALF濾波過程仍然至少可以與使用標準線性ALF相同的效率水平(即在最壞的情況下，修改的ALF可以達到與在VTM-3.0的線性ALF相同的效率水平)。例如，當使用限幅函數時，可以將參數b設置為最大可能的整數值(理想情況下，應將其設置為無限大，但是我們可以在有限整數精度方案中使用最大可能的整數值來達到相同的效果)使它表現為線性函數。
注意，在本發明的一些實施例中，非線性ALF濾波使用替代的公式/濾波公式。多變量函數
Figure 02_image091
，採用局部梯度和附加的參數/變量，被另一多元函數具有三個參數/變量替代：相鄰樣本值，待濾波的樣本值，和額外的參數/變量。使用與公式(4)類似的表示法且滿足條件(5)的情況下，使用公式(7)對其進行重新構造：
Figure 02_image130
其中，
Figure 02_image132
是一個函數，其函數將相鄰樣本值(n )，要濾波的當前樣本值(c )和其他濾波參數/變量(b ).作為其參數/變量。
根據一些變體，K 只是一個限幅函數(這是一個非線性函數，關於在應用該函數時相對較低的複雜度)：
Figure 02_image134
或等效地：
Figure 02_image136
使用公式(9)的濾波公式的該限幅函數K的等效函數
Figure 02_image138
為
Figure 02_image140
或等效地：
Figure 02_image142
只要b 大於或等於最大可能樣本值(例如，為影像位元深度的冪的兩倍)，則限幅函數就滿足公式(8)。
在下面的描述中，“限幅值”，或“限幅參數”用於指K 或
Figure 02_image138
的參數/變量b 。應該理解，這些用語可以被認為是用於指非線性函數參數的通用用語。類似地，“限幅”或“限幅功能”可用於指上面描述的K 或
Figure 02_image138
或在功能上等效的功能。
根據一實施例，使用非線性ALF代替線性ALF以減少執行ALF濾波所需的採樣線緩衝器的數量(即，當執行濾波時，減少需要在記憶體中處理/存取/保存的輸入影像組件的樣本的數量，例如在解碼器處)。
根據這種實施例的變體，作為權衡(trade-off)/折衷，用於亮度濾波器的濾波器形狀/圖案的尺寸從7×7菱形減小到較小的濾波器形狀/圖案。例如，對於一或多個亮度濾波器，使用5×5菱形(例如，與圖3-b中的色度濾波器相同的形狀，但仍使用轉置索引變體)。與具有7×7菱形亮度濾波器(例如，圖4-b所示)僅線性的ALF相比，這仍然可以實現與僅線性的ALF相似的編碼增益，但是要處理/存取/儲存的樣本數量減少(例如，減少樣本行緩衝器的數量)，以及降低的計算複雜度：即，處理ALF濾波器所需的乘法數在每個濾波的輸入樣本中減少6，同時實現良好的編碼增益。
根據一變體，當對樣本執行ALF濾波時，基於將被用於線性ALF的所有相鄰樣本來使用非線性ALF。根據另一變體，當對樣本執行ALF濾波時，將僅將與線性ALF一起使用的一些相鄰樣本與非線性ALF一起使用，而將其餘的相鄰樣本與線性ALF一起使用(即，僅使用限幅函數來限幅使用相鄰樣本的子集獲得的值)。根據又一變體，當對樣本執行ALF濾波時，僅將與線性ALF一起使用的一些鄰近樣本與非線性ALF一起使用，而其餘的鄰近樣本不與線性ALF一起使用。
根據一變體，通過利用這些濾波器形狀/圖案中的對稱性，使用與公式(2)相同的符號來簡化線性及/或非線性ALF濾波器的實現，可以將公式(4)中的線性函數重新表示為：
Figure 02_image145
對於ALF滿足以下條件：
Figure 02_image147
公式(6)中的線性函數也可以重新表示為：
Figure 02_image149
且，公式(7)中的非線性函數變為：
Figure 02_image151
其中
Figure 02_image153
是與濾波器係數
Figure 02_image155
相關的濾波器限幅參數。
最後，方程(9)中的非線性函數可以重新表示為：
Figure 02_image157
根據該實施例的變體，
Figure 02_image138
函數或K 函數是限幅函數。
根據一實施例，為與在公式(17)中用於處理函數K的計算數量相比，減少在處理非線性函數中關於的計算數量，而是在至少兩個相鄰差之和上引入非線性(即，使用兩或多個局部梯度之和作為其變量的非線性函數)：
Figure 02_image159
公式(19)並不總是等於公式(17)，且使用公式(19)的濾波器可能效率較低，但是降低計算複雜度。根據一變體，例如，當K 是限幅函數時，信令/編碼的限幅參數/值的數量與公式(17)的數量相同。
可以理解的是，可以根據另一變體使用基於公式(18)類似地導出具有降低的複雜度的公式，
Figure 02_image138
函數具有兩或更多個相鄰差值之和(局部梯度)作為其變量：
Figure 02_image161
圖5是根據本發明一實施例的語法元素概述的流程圖，其提供可用於實現上述非線性功能參數的信令的語法元素的示例。在該實施例中，公式(7)(或(9))的每個濾波器的編碼濾波器係數與它自己的限幅值相關聯，因此
Figure 02_image163
可以具有隨偏差
Figure 02_image165
而變化的不同值。大多數的語法元素與VTM-3.0已使用的相同，並參照圖2說明：圖5中501，502，503，504，505，506，507，508，509，510具有與圖2中201，202，203，204，205，206，207，208，209，210相同的信令和語義。附加語法元素是用於每個亮度濾波器511的限幅參數，用於亮度濾波器的所有濾波器係數(506)，以及用於每個亮度濾波器的所有限幅參數(511)，可以在例如切片標頭(或APS或圖塊組標頭)中信令。在該信令之後是用於色度濾波器的所有濾波器係數(507)和用於色度濾波器的所有限幅參數(512)的信令。
減少解碼器必須分配給濾波器係數和限幅參數的最大記憶體(最壞情況)是與圖2所描述的類似的方式：根據本發明的實施例，使用非線性濾波器，信令的亮度濾波器的數量小於或等於小於類別數的“信令的亮度濾波器的最大數量”。因此Num. Luma濾波器504小於或等於該“信令的亮度濾波器的最大數量”，其小於類別的數量。用圖2描述的“信令的亮度濾波器的最大數量”的變體也適用於使用非線性濾波器的實施例。這些非線性實施例可以每個ALF類別/濾波器索引具有單個濾波器，或者可以每個ALF類別/濾波器索引具有兩或多個替代濾波器，如圖7-c至7-f和8-a至8-f的示例所示。
然後，在每個亮度濾波器具有其自己的限幅值的變體中，每個亮度濾波器506的係數表的數量與每個亮度濾波器511的限幅值的表的數量相同，因此通過限制濾波器最大數量限制分配給亮度濾波器係數的記憶體，也限制分配給限幅值的記憶體。
在一變體中，每個亮度濾波器506的係數表的數量與每個亮度濾波器的限幅值的表的數量不同。限幅值的表可以由多個亮度濾波器共用。在該變體中，“number of signalled table of clipping values(限幅值的表中訊號發送的數)”(=NClip)在APS提供，且511被替代NClip x “tables of clipping values(限幅值表)”。則“index of a table of clipping values(限幅值的表的索引)”提供用於給出在506濾波器係數的每個表。在該變體中，用於限幅參數的記憶體通過使用“maximum number of signalled Luma clipping tables(最大數量信令的亮度限幅表)”來限制，並允許以與濾波器係數類似的方式來限制記憶體。
在另一變體中，預定的表的限幅參數是固定在編碼器和解碼器，且代替511，限幅參數的預定表的索引被提供給每個亮度濾波器。這允許減少用於儲存限幅參數以及位元流中信令的記憶體。
根據該實施例的變體，對於任何濾波器，信令的限幅參數的數量與信令的濾波器係數的數量相同。以與在相同位置
Figure 02_image167
處的濾波器係數相同的方式來獲得/信令的偏差
Figure 02_image165
的限幅參數。對於色度，以與圖3-a的步驟303中描述的濾波器係數推導過程相同的方式進行處理(但具有色度限幅參數)；對於亮度，它們以與在圖4-a的步驟406中針對濾波器係數推導過程所描述的相同的方式進行處理(但是具有亮度濾波器限幅參數)。
在一替代變體中，每個濾波器只有一個限幅參數，且該限幅參數用於所有濾波器(i,j)≠(0,0)位置。
在一替代變體中，限幅參數的數量低於濾波器係數的數量。這些限幅參數用於具有偏差量(i,j)的濾波器位置的預定義子集。對於其他濾波器位置，執行通常的線性濾波(或當以其他方式實現時，在那些其他濾波器位置，將K視為恆等函數(identity function))，或者替代地使用預定義的限幅參數值。在一些變體中，為不破壞單指令多資料(SIMD, Single instruction, multiple data)平行化(parallelized)實現，將限幅應用於所有濾波器位置，但是未提供限幅參數的位置的限幅參數被認為具有線性輸出(例如，實現為恆等函數輸出的變體)。
在一替代變體中，限幅參數的數量低於濾波器係數的數量。例如，在圖3-a和圖3-b的濾波器形狀中，某些係數索引可以共享相同的限幅參數。根據一變體，在包含多個元素的表中指示限幅參數的索引，該數量等於形狀尺寸的一半(由於對稱性)減一(因為中心係數位置沒有限幅參數)。該表允許將限幅參數索引與每個濾波器係數相關聯。根據一變體，該表由編解碼器固定/預置。根據一變體，定義多個固定/預設表，且例如在切片標頭中，信令用於從表中識別限幅參數的索引。在一替代變體中，這種表的內容例如在切片標頭中被信令，且由所有亮度濾波器共享。
在一變體中，限幅參數可以取的值的數量被限制為較小(以減小編碼器複雜性和編碼成本，而較小的品質收益)。授權給限幅參數的值最好以遞增或遞減的順序索引為以整數值索引進行索引。然後，這些索引可以映射到限幅參數表的每個元素。然後，代替信令限幅參數值，信令表中的相關限幅參數值的索引(p)。在表中p 是濾波器索引的變體中，無需使用中間表來減少p的可能值的數量。可以直接減少功能表中可用功能的數量，從而減小其大小。
在一變體中，限幅參數值被限制為兩個冪:
Figure 02_image170
。然後進行編碼的是p 。p 的最大值是輸入影像的位元深度
Figure 02_image172
(不必使用更高的值，因為它們將提供相同的結果)。在一替代變體而非p ，編碼的是
Figure 02_image174
。在另一變體中，p 的範圍被限制在
Figure 02_image176
和
Figure 02_image178
之間。例如
Figure 02_image180
和
Figure 02_image182
。然後
Figure 02_image184
或
Figure 02_image186
可以信令。
在某些變體中，色度濾波器的授權/允許/可用的限幅參數值與亮度濾波器的不同。
根據一變體，在切片標頭中提供表
Figure 02_image176
中的最小索引和表
Figure 02_image178
中的最大索引，該表
Figure 02_image176
中的最小索引和表
Figure 02_image178
中的最大索引用於切片中的限幅參數，從而當向他們發信號時可以限定/限制可能的限幅參數值數。根據一變體，
Figure 02_image176
和
Figure 02_image178
由亮度和色度濾波器共享。在一替代變體中，
Figure 02_image176
和
Figure 02_image178
僅為亮度提供，色度索引不受限制。在另一備選方案中，在切片標頭提供
Figure 02_image176
和
Figure 02_image178
用於亮度和色度。
根據另一變體，在亮度和色度組件的切片標頭(或者是APS或圖塊組標頭)中信令一個授權限幅參數值的表，或者信令兩個表：一個用於亮度，一個用於色度。
在一變體中，允許的限幅值取決於切片類型(例如，可以是INTRA，B或P)。
在實施例的一些變體中，允許的限幅值為：用於B或P切片中的亮度的{6、32、181、1024}；以及用於B或P切片中的色度的{4，25，161，1024}；用於INTRA切片中的亮度的{10，102，1024}；或/及用於INTRA切片中的色度的{4，24，1024}。因此，任何限幅參數都可以採用屬於那些組之一的值(根據切片類型和濾波的組件)。且，對於每個濾波器，對於每個限幅參數，在切片標頭中對在組中該值的索引進行編碼。
在一變體中，如下定義一組允許的限幅值(例如，儲存/處理作為表)：
Figure 02_image197
其中N是組/表中限幅值的數量(即表的大小)，M是最大限幅值(可以是表中的最後一個條目(entry)，例如
Figure 02_image199
或
Figure 02_image201
，其中D 是為其定義表的組件的樣本位元深度，而‘round’是捨入運算符(例如，將值捨入為最接近的整數)。
在另一變體中，允許的限幅值的組/表定義如下：
Figure 02_image203
其中N是組/表中限幅值的數量(即表的大小)，M是最大限幅值(例如可以是表中的最後一個條目(entry)，例如
Figure 02_image199
或
Figure 02_image201
，其中D 是樣本位元深度)，A是最小限幅值(例如，它可能是表格中的第一條目)，而‘round’是捨入運算符。
應當理解，限幅值的順序配置在上述提到的組/表中(其可影響對每個限幅值的識別符/索引的值)可以根據實現而變化。例如，它們可以與上述順序相反的順序排列。
圖6是示出本發明的實施例的方塊圖，其提供ALF濾波實現的示例。在該實施例中，ALF濾波被獨立地應用於輸入的解碼影像部分(例如，圖塊組)的每個CTU601。亮度上的ALF濾波也獨立地應用於色度上的ALF濾波，這通過區塊圖進行說明，該區塊圖顯示每個組件的兩個獨立過程(可以並行或串聯運行)。
根據一變體，一個CTU對應於1個亮度CTB和2個色度CTB(Cr和Cb)，且使用四元樹(quadtree)或三元(ternary)樹結構將每個CTB劃分為CU。對於每個CTU，如果alf_ctb_flag[0] 602(即，ALF LUMA致能旗標(ALF Luma enable flag)208在圖2或在圖5的508)等於1(或任何指示ALF值是為亮度致能)時，CTB的亮度樣本(即亮度CTB的樣本)進行處理。亮度CTB處理的第一步是獲得亮度濾波器組603。在VTM-3.0的ALF，例如，該步驟對應於獲得用於在圖2每個亮度濾波器206的編碼/解碼的濾波器係數表中和將濾波器索引與CTU的4×4區塊可以採用的每個類別相關聯的表，可以從圖2中的語法元素205(例如，每個類別的濾波器索引)確定。對於每個4×4區塊604，獲得類別(索引)和transposeIdx605。使用類別索引，可以從亮度濾波器組中獲取所選ALF濾波器的濾波器係數。然後，根據transposeIdx組織/配置這些濾波器係數(以形成例如圖4-b所示的濾波器形狀)，以獲得將被應用於4×4區塊607的亮度樣本的所選亮度濾波器606。
對於每個CTU，如果alf_ctb_flag[1](即ALF Cb致能旗標210)或alf_ctb_flag[2](即ALF Cr致能旗標209)中的至少一個等於1 608(或任意一個指示針對Cb或Cr CTB致能ALF的值)，則執行色度CTB處理，因此，如果是，則獲得色度濾波器組609。在VTM-3.0中，色度濾波器組僅包含一個濾波器，其是通過對色度濾波器207的濾波器係數表進行解碼並排列濾波器係數而獲得的(例如，在圖3-b中形成濾波器形狀的配置)。Cb和Cr色度組件樣本的ALF濾波可以獨立執行，如區塊圖所示，該圖顯示用於每個色度組件的兩個獨立過程(可以並行或串聯運行)。如果alf_ctb_flag[1]等於1(或任何指示ALF致能Cb的值)610，則處理CTB的Cb組件樣本。在步驟611中獲得Cb(ALF)濾波器。在VTM-3.0中，此步驟對應於獲得/獲取唯一可用的一個色度濾波器。然後，在步驟612中，將Cb(ALF)濾波器應用於CTB的每個Cb組件樣本。如果alf_ctb_flag[2]等於1(或者指示Cr致能ALF的任何值)613，則處理CTB的Cr成分樣本。在步驟614中獲得Cr(ALF)濾波器。在VTM-3.0中，此步驟對應於獲得/獲取唯一可用的一個色度濾波器。然後在步驟615中，將Cr(ALF)濾波器應用於CTB的每個Cr成分樣本。
如在JVET-N0415“CE5中所述：基於編碼樹區塊的適應性環路濾波器(CE5-4)，ALF還可以使用固定/靜態/預定義的亮度濾波器。固定亮度濾波器是在濾波器表(組)中預定義的，“固定濾波器組係數表(fixed filter set coefficient table)”，其中包含固定數量的濾波器的係數。“固定濾波器組的類別到濾波器映射表(fixed filter sets’ class to filter mapping table)”也用於定義固定數量的固定濾波器組，每個濾波器組由一個表(大小為25)定義，該表映射一個類別索引(對於25 ALF類別為0到24)到“固定濾波器組係數表”中的濾波器索引。
當alf_ctb_flag [0] 602等於1時，可以在Luma CTB資料中使用一些其他語法元素，以指示必須使用固定濾波器，而不是使用已在位元流(bitsream)中發送的亮度濾波器(例如，在APS中)。當必須使用固定濾波器時，亮度CTB資料中會提供一個固定濾波器組的索引，以指示必須使用“固定濾波器組的類別到濾波器映射表”中的哪個固定濾波器；因此必須在步驟603中檢索哪個固亮度濾波器組才能在步驟604、605、606和607中執行濾波。
固定濾波器組中的濾波器係數還可以用於對每個亮度濾波器(例如206或506)執行係數表中濾波器係數的一種預測。在該變體中，在切片標頭(例如APS)中添加一個附加旗標，以指示是否致能通過固定濾波器進行的預測。如果致能通過固定濾波器進行的預測，則提供“固定濾波器組的類別到濾波器映射表”中的固定濾波器組的索引，以確定必須用於預測的固定濾波器組。此外，還提供一個旗標表(大小為25)，其中包含用於每個類別索引的旗標。它對每個類別的索引指出，如果在確定的固定濾波器組相同的類別索引中的濾波器必須被用於預測用於該類別索引的亮度濾波器的係數。通過將“用於該類別索引的預定義濾波器的每個係數”與“具有與類別索引相關聯(例如205或505)的濾波器索引的已編碼濾波器的每個係數”一個接一個地添加，可以得出必須為其使用預測的給定類別索引的濾波器。實際上，從預測編碼的意義上說，它並不是真正的預測，因為不會直接對編碼值執行預測。它更多是一個濾波器推導過程。該機制旨在通過嘗試降低用於信令濾波器係數的速率並針對給定速率提高濾波器效率來提高濾波器係數的速率/失真。
但是這種機制對解碼過程也有一些限制。例如，在使用“信令的亮度濾波器的最大數量”的實施例中，在沒有這種預測機制的情況下，由於在切片標頭(例如，或APS)中以信號發送的濾波器少於類別(25)數量，因此少於25個濾波器記憶體的記憶體數量可用於儲存濾波器組的解碼的濾波器係數(即，實際濾波器值將在濾波過程中使用)。使用類別索引以濾波索引映射(class index to filter index mapping)(例如，每個類別表205或505的濾波器索引)，解碼器可以輕鬆地選擇要用於給定類別索引的正確濾波器。通過預測機制，不再能夠減少用於儲存已解碼濾波器係數的記憶體，因為25個已解碼濾波器中的每一個都可能使用不同的濾波器預測子，該預測子獨立於類別索引以濾波索引映射(例如，每個類別表的濾波器索引205或505)。可選地，允許繼續使用預測機制減少記憶體是不儲存“最終”解碼濾波器係數，而是在應用預測機制之前儲存解碼濾波器係數(即，像沒有預測機制一樣儲存濾波器係數)，但隨後導出的在濾波過程期間(例如在步驟603CTB水平)“最終”解碼的濾波器係數，或者可選地，當濾波器已在步驟中使用時(例如在步驟606區塊水準)。在一些變體中，代替使用類別索引以濾波索引映射(例如，每個類別表的濾波器索引205或505)以檢索正確的濾波器，同時減少記憶體使用量，可以使用一個表，該表將每個類別索引映射到一個指向一濾波器的記憶體指標(pointer)。然後，該表包含25個指標，每個指標指向(例如)包含一個濾波器係數的記憶體位置的開始。25個指標中的某些指向相同的記憶體位置，因為類別索引共享相同的濾波器係數。
在另一變體中，“固定濾波器組係數表”包含用於64個濾波器的係數，且“固定濾波器組的類別至濾波器映射表”定義25個濾波器的16個濾波器組。
根據使用非線性ALF的實施例，從編碼器的觀點來看，保留參照圖17描述的VTM-3.0的ALF編碼過程的主要邏輯步驟。主要變化是為建立濾波器而提取的統計資訊的性質以及確定濾波器的方式。代替簡單的維納濾波器計算(針對線性ALF的參數)，對限幅參數進行迭代最佳化，以找到最佳的限幅參數和相關的非線性維納濾波器係數。
根據一實施例，我們定義
Figure 02_image207
Figure 02_image209
,即一個限幅參數可以取值的數量限制。
Figure 02_image207
可以很小，例如
Figure 02_image212
或甚至更少。然後，不是計算共變數和交叉共變數矩陣的統計資訊，而在步驟1802，編碼器建立
Figure 02_image214
限幅共變數矩陣的統計資訊的兩條目表E 和
Figure 02_image207
限幅-交叉-共變數矩陣的統計資訊的一條目表y (而不是一共變數矩陣統計資訊和一交叉共變數矩陣統計資訊)。
使用第
Figure 02_image217
個
Figure 02_image219
限幅值時，限幅-共變數矩陣
Figure 02_image221
是從
Figure 02_image223
估計的共變數矩陣，其中
Figure 02_image225
包含輸入N 實現(觀察值)的共變數矩陣估計。例如，使用圖4-b的形狀，
Figure 02_image227
是在給定樣本位置下獲得
Figure 02_image229
的第
Figure 02_image231
列，且
Figure 02_image233
包含：
Figure 02_image235
(對於圖4-b的亮度濾波器
Figure 02_image237
，是濾波器係數的數量減一)，對於形狀中索引i的兩對稱鄰域，使用第m個限幅值對(第j個濾波樣本的)相鄰樣本和第j個濾波樣本之間的差的限幅的結果之和；對於i=12，第j個濾波樣本；其中
Figure 02_image233
是第i行和第j列的矩陣
Figure 02_image225
中的值。
限幅交叉共變數矩陣
Figure 02_image241
是期望濾波器輸出的實現(即原始樣本)與
Figure 02_image243
的實現之間的交叉共變數矩陣。
因此，當我們需要使用等於
Figure 02_image245
的限幅參數來建立/測試濾波器時，我們定義
Figure 02_image247
(例如，對於亮度濾波器
Figure 02_image249
，是濾波器係數的數量減一，最後一個值等於零是方便的，可以使用另一值，且會有相同的結果，因為中心係數12沒有限幅)。我們計算這些限幅參數的共變數矩陣E 和交叉共變數矩陣y ，使每個
Figure 02_image251
時，
Figure 02_image253
，每個
Figure 02_image255
時，
Figure 02_image257
。然後，我們使用這兩個矩陣建立維納濾波器，如先前參考圖17針對線性ALF所述。
在步驟1804中，代替組合共變數和交叉共變數矩陣的統計，編碼器將每個限幅-共變數和限幅-交叉共變數矩陣的統計進行組合(這裡，通過對統計求和來進行組合)。
在步驟1805中，用於找到最佳化的濾波器集合/組(即，最佳化的合併濾波器)的方式與之前相似。主要區別在於，對於每個經過測試/比較的濾波器，不僅僅計算一個維納濾波器，而是對限幅參數進行迭代最佳化，每一步都針對特定的限幅參數計算維納濾波器，以最大程度地減少濾波器的輸出誤差(根據統計資訊矩陣進行計算)。一種簡單的最佳化演算法是，首先將所有限幅參數值
Figure 02_image259
設置為零(或替代為中值限幅值或任何預設值)，然後繼續迴路中的以下步驟，同時改進濾波器(即降低輸出誤差)：對於每個限幅參數值，如果有/允許，則獲取下一個限幅參數值(即，索引＜最大索引值)，如果使用此限幅參數值計算出維納濾波器更好，則取下一個限幅參數值，或者，如果有/允許，則獲取先前的限幅參數值(即索引＞ 0)，如果使用此限幅參數值計算出維納濾波器更好。將兩個濾波器組在一起時，一種策略可能是將每個限幅參數值設置為兩個濾波器的每個限幅參數值的平均值來開始最佳化。
沒有實質性改變至步驟1806，1807，1808，1809，1810和1811。
在步驟1812中，組合的統計變化與步驟1804所描述的相同。在步驟1813中對色度濾波器的確定對應於步驟1805描述的濾波器最佳化。除步驟1818，其他步驟沒有改變，在步驟1818中，ALF參數包括為每個濾波器確定的限幅參數。
請注意，在具有“正常”ALF的VTM-3.0中，當編碼器從浮點值中得出整數濾波器係數時，如果首先將浮點值量化為定點值：對於每個濾波器係數，它將通過定點精度捨入濾波器係數乘法到最接近的整數值。然後，它嘗試通過迭代調整濾波器係數(以補償捨入誤差)來提高濾波器效率。編碼器還必須確保所有濾波器係數的總和等於1(乘以定點精度)，且中心樣本的濾波器係數不超過最大值(以確保在乘法中使用它，最終不會使用太多位元)。
在本發明的實施例中，將與相鄰樣本的差用作濾波器的輸入，由於中心係數始終為1，因此無需確保其不超過最大值。而且，不需要經常追蹤所有濾波器係數之和的值。
這些實施例的優點是編碼效率的提高。
這些實施例的描述提到亮度和色度組件，但是它們可以容易地適用於其他組件，例如單個亮度組件或RGB組件。
在一些前述實施例或變體中，本發明導致修改圖3-a和圖4-a中的304和407中的濾波以在濾波器輸入上使用非線性函數以獲得非線性濾波效果。圖2還被修改以添加新的語法元素以用於信令用於非線性函數的附加參數(參考圖5描述實施例的示例)。隱含地(implicitly)，修改302和402中的輸入濾波參數以進一步包括用於非線性函數的附加參數。最後，修改303和406中的濾波器推導，以推導濾波器的非線性函數(即，推導“非線性濾波器”)。因此，在大多數情況下，當使用具有非線性ALF的那些實施例/變體時，輸出影像部分305和408與VTM-3.0中產生的不同，且對於等效/可比較的輸入樣本具有更高的品質及/或實現在輸出影像品質和編碼效率之間更好地折衷。應當理解，在另一實施例/變體中，ALF本身被修改，使得它使用前述非線性函數中的任何非線性函數進行濾波。用於信令濾波器相關資訊的實施例
本發明的實施例使得(ALF)濾波器的選擇/改變(或開啟或關閉)的粒度比圖塊組或切片級別的更精細(即，更低的級別)：例如在CTU級別(或CTU級別的區塊)。以下描述的這些實施例中的一些是關於在亮度樣本上如何使用(ALF)濾波器的描述，因為可以使用一個以上的亮度濾波器(因此亮度情況是更複雜的情況)，但是應該理解，可以對在色度樣本上使用色度(ALF)濾波器的方式進行相同或類似的修改，例如，如下面參考圖9所述。
一些信令實施例使對於給定的ALF類(ALF)濾波器一個獨立的選擇/改變/切換，所述(ALF)濾波器從一集合/組的兩或更多個替代濾波器中選擇。此濾波器選擇/更改/切換獨立於用於至少一個其他ALF類別的另一濾波器選擇，該選擇/更改/切換以比圖塊組級別(例如CTU粒度/級別或更低)更細的粒度進行。
對於給定的ALF類別，這些具有兩或更多個替代濾波器的變體要求信令更多ALF參數訊號並儲存。如果替代濾波器可用於多個ALF類別，從而導致兩或更多組替代濾波器，每組都有多個濾波器，則尤其如此。因此，稍後將描述的本發明的實施例採取以下一或多種措施來控制ALF參數的記憶體要求：
對組中的最大濾波器數施加限制；
如果組必須包含相同數量的濾波器，則即使為一組設置，該限制也適用於所有組；
如果這些組可能包含不同數量的濾波器，則可能會對每個組施加個別限制，或者如果已知一個組在系統上將是最大組(例如，第一替代組)，則可以將限制應用於最大組，知道其他組將小於最大組(以下描述的某些實施例使連續的替代組逐漸變小)；及
對所有組的最大濾波器數量施加集體限制(collective limit)；
不在一組施加限制，但在另一組施加限制；
例如，對第一組沒有限制，而對第二組有限制，或者限制第二組和每個後續組。
應該注意的是，在這些變體中的一些變體中，對於屬於要濾波的較大影像部分的兩或更多個單元(例如CTU)，仍然共同以信令定義可用濾波器的ALF參數(例如每個濾波器索引的濾波器係數表，在使用非線性函數控制的濾波器的情況下的限幅值)。例如，影像部分可以是切片，圖塊組，整個幀或多個幀。因此，影像部分可以包括多個單元(CTU)。
然後，可以通過為影像部分(例如，在切片或圖塊組標頭中或在適用於影像部分的APS中)共同提供的ALF參數定義兩或更多組替代濾波器組(每組都具有多個濾波器)，因此由組成影像部分的單位(例如CTU)共享。每單位信令(CTU等)的作用是使不同的單位能夠在替代濾波器組之間進行不同的選擇。如果要整體上僅為影像部分(切片等)提供用於選擇替代濾波器組之一的資訊，則影像部分的所有單元(CTU)都必須選擇相同的替代組之一。因此，更細的粒度是可能的，同時仍然受益於在多個單元上共享替代濾波器組的效率。
一單元，反過來，可以被劃分成構成區塊。例如，CTU可以具有亮度CTB和兩個色度CTB。可以對亮度CTB內的每個大小為4×4的樣本區塊執行ALF。每個區塊必須分類為25個ALF類別之一。同一亮度CTB內的不同區塊可以具有，通過用於影像部分和每單位(例如，每CTU)信令資訊的共同ALF參數的組合來確定用於區塊的濾波器不同的ALF類別。下文描述更詳細的示例。
在其他變體中，在APS中信令ALF參數。這樣的APS也可以通過影像部分引用(具有多個單元，例如CTU)，但是，在一些變體中，甚至單個CTU可以引用APS。當APS為參考影像部分或參考單元定義兩或更多個替代濾波器組時，仍然存在信令濾波器所需的記憶體增加的問題。
如上所述，當使用亮度(ALF)濾波器時，對於每個CTU，alf_ctb_flag [0] 602(即，圖2中的ALF亮度致能旗標208或圖5中的508)用於指示是否使用亮度(ALF)濾波器為該CTU致能。如果致能亮度(ALF)濾波器的使用，則對於CTU的每個區塊(例如，對於VTM-3.0中CTU中包括的每個4×4區塊)，通過識別區塊的類別獲得用於該區塊的亮度濾波器(例如，使用類別索引)，然後衍生用於與該類別使用濾波器(例如通過從濾波器係數表中獲得一組濾波器係數，該組由與該區塊的該類別(索引)相關聯/選擇的濾波器索引來識別)。
根據第一信令實施例，用於識別/切換/改變濾波器的資訊(例如(濾波器)識別符或組/集合索引)或用於打開/關閉濾波器的資訊(例如，濾波器開關(開/關)旗標)在CTU級別信令，並為每個濾波器發出資訊(索引-見圖16-b和圖16-c)。也就是說，信令對於由特定濾波器索引識別的每個ALF濾波器，用於識別替代濾波器(例如，識別符或組/集合索引)或用於打開/關閉濾波器(例如，濾波器開關(打開/關閉)旗標)的資訊。這意味著ALF亮度濾波器(當由該特定濾波器索引識別，例如，在圖5的步驟505或圖2的步驟205或也參見圖16-b及圖16-c)可以是切換/改變為另一/替代ALF濾波器(使用識別符或組/設置索引進行識別)，或使用信令的資訊打開/關閉(基於濾波器開關旗標)。且這種切換/改變可以針對可用於CTU的多個ALF濾波器中的一或多個ALF濾波器發生，這意味著CTU的第一區塊可能已應用ALF濾波器(從可用的ALF濾波器中選擇，這些ALF濾波器也通過信令的資訊識別或確定為要開啟)，而同一CTU中的第二區塊可能未對其應用ALF濾波器，因為一個識別濾波器被識別為要在第二區塊上使用的ALF濾波器，或根據信令的資訊(例如，作為CTU資料)確定關閉ALF濾波器。
在第一信令實施例的變體(“變體1”)中，以CTU級別提供資訊(也參見圖16-b和圖16-c)，其中該資訊指示是否為該CTU打開/關閉(即是否可用)每個亮度濾波器(具有濾波器索引)(例如，為每個濾波器索引提供諸如圖7-a中所示的亮度濾波器開關旗標701-a的濾波器開關(打開/關閉)旗標)。如果根據該資訊關切換一個特定的亮度濾波器(透過與特定區塊的類別索引相關聯的特定濾波器索引，經選擇的使用/識別)，那麼即使ALF CTU亮度致能旗標(來自信令CTU資料-見圖16-b和圖16-c)指示為CTU致能使用亮度濾波器，也不會透過ALF濾波過程對輸入樣本進行任何更改(請注意，CTU上可以使用不只一個亮度濾波器，每個可用的亮度濾波器都可以通過濾波器索引進行識別，且CTU資料中的ALF亮度致能旗標可以致能或失能該CTU的所有可用亮度濾波器，因此與當僅使用ALF亮度致能旗標時相比，通過為一或多個濾波器(濾波器索引)提供此進一步資訊，該第一變體提供更好的控制)。
根據變體1的另一變體，在CTU級別(即在每個CTU中)，當該資訊指示針對CTU關閉該區塊的所選濾波器索引相對應的亮度濾波器時，每個編碼的亮度濾波器可以獨立地切換到識別濾波器(即濾波器輸出的輸入樣本值與未在區塊上應用/使用任何濾波器時相同)。
取決於實施方式，識別濾波器可以具有預定的替代濾波器索引(用於識別識別濾波器)，且使用該預定的替代濾波器索引，可以將ALF濾波器切換為(識別)濾波器。識別濾波器具有一個等於1的中心濾波器係數(在定點計算的情況下向左偏差位元深度精度)，而另一濾波器係數等於0。這等效於為相應的預定濾波器索引關閉濾波，因為該濾波器沒有效果，因此這可以使用預定的替代濾波器索引對於CTU的關聯區塊獨立關閉/失能每個單獨的亮度濾波器。
為此，如果CTU資料中的ALF亮度致能旗標等於1，則用於每個CTU(例如，作為CTU資料)編碼(例如使用CABAC)每個亮度濾波器索引的亮度濾波器切換旗標(要編碼的亮度濾波器索引的數量最好小於或等於ALF類別的數量)。如果對於給定的濾波器索引，亮度濾波器開關旗標等於零，則不會切換/更改與該濾波器索引關聯的濾波器。如果對於給定的濾波器索引，亮度濾波器切換旗標等於1，則與該濾波器索引相關聯的濾波器被切換/改變，使得在步驟603中，所獲得的亮度濾波器組包含用於識別濾波器的濾波器係數。因此，針對給定濾波器索引切換/改變濾波器使得能夠切換針對與(使用)該給定濾波器索引相關聯的所有類別的濾波器。在變體1的另一替代變體中，亮度濾波器開關旗標為每個濾波器索引提供的亮度濾波器失能旗標或亮度濾波器致能旗標代替。亮度濾波器失能旗標與亮度濾波器開關旗標具有相同的效果，而亮度濾波器致能旗標與亮度濾波器開關旗標具有相反的效果：即，亮度濾波器致能旗標等於0表示已切換/更改濾波器，等於1意味著濾波器未切換/更改。在一些變體中，由於識別濾波器沒有作用，所以當獲得識別濾波器時，可以僅跳過步驟607。
圖7-a是示出可用於實現變體1的信令語法元素的示例的流程圖，該變體針對每個CTU(作為位元流中的CTU資料)信令哪個可用的亮度濾波器是被致能/適應性使用/可用於使用(即未切換到識別濾波器)。圖7-a用附加語法元素修改圖2的一部分，該語法元素是亮度濾波器開關旗標701-a(為每個(可用)亮度濾波器提供一個)。根據變體1的另一變體，僅在ALF亮度致能旗標等於1的情況下才提供亮度濾波器開關旗標。在替代的另一變體中，ALF亮度致能旗標不被編碼且總是被推斷為相等於ALF激活旗標202。其他進一步的變體可以使用替代語法元素來信令對於每個CTU致能或失能哪些濾波器。
根據第二信令實施例，用於識別/切換/改變濾波器的資訊(例如(濾波器)識別符或組/集合索引)或用於打開/關閉濾波器的資訊(例如，類別濾波器開關(打開/關閉)旗標)會以CTU級別信令(例如，作為CTU資料)，且會為每個類別(索引)信令該資訊(請參見圖16-b和圖16-c)。也就是說，對於由特定類別索引識別的每個類別，信令用於識別/切換/更改該類別的濾波器(例如識別符或組/集合索引)或用於打開/關閉該類別的濾波器(例如類別濾波器開關(開/關)旗標)的該資訊。這意味著ALF亮度濾波器(當由該特定類別的索引和其相關聯的濾波器索引，例如，在圖5的步驟505或圖2的步驟205或也參見圖16-a、圖16-b及圖16-c)可以是切換/改變為另一/替代ALF濾波器(使用識別符或組/設置索引進行識別)，或使用信令的資訊打開/關閉(基於類別濾波器開關旗標)。且此切換/更改可能發生在一或多個類別中，這意味著此切換/更改可能發生在屬於這些類別之一的第一個區塊(包含在CTU中)中，而第二個區塊(也包含在同一CTU中且與第一區塊屬於不同類別)的裝置可能不會經歷任何切換/更改(例如，即使第一區塊和第二區塊的兩個類別都與一個ALF亮度濾波器(在切片/圖塊組標頭或APS中)相關聯)，由相同的關聯濾波器索引識別的同一ALF亮度濾波器用於該第二區塊，而另一ALF亮度濾波器可用於第一區塊)。
在第二信令實施例的變體(“變體2”)中，以CTU級別提供資訊，例如，如圖16-b的“用於更改/切換濾波器選擇/選項的資訊”和圖16-c的altIdx所示，其中該資訊指示是否為每個類別(索引)(例如為每個類別(索引)提供諸如圖7-b中所示的類別濾波器開關旗標701-b的類別濾波器開關(打開/關閉)旗標)打開/關閉亮度濾波器(即是否可用)。如果亮度濾波器根據所述資訊關掉特定類別索引，則即使當ALF亮度致能旗標指示為4×4區塊所屬的CTU致能的亮度濾波器的使用時，ALF濾波過程使得屬於該特定類別的區塊的輸入樣本(例如，CTU的4×4區塊)沒有變化。
根據變體2的另一變體，在類別級別上切換到識別濾波器。為此，如果ALF亮度致能旗標等於1，則為每個CTU(例如，以CTU資料信令)的每個類別(索引)(例如使用CABAC)編碼一個類別濾波器切換旗標。如果對於給定的類別索引，類別濾波器切換旗標等於零，則與該類別關聯的濾波器不會被切換/更改，因此仍然是針對該類別編碼的特定亮度濾波器。如果類別濾波器切換旗標等於1，則切換/更改與該類別關聯的濾波器。因此，在圖6中，與前述對步驟603的描述(例如，與VTM-3.0中的描述相同)相比，步驟603保持不變，而對步驟606進行修改，以使如果給定類別索引的類別濾波器切換旗標等於1，將獲得的濾波器切換/改變為識別濾波器。應當理解，當所述樣本區塊被分類為特定類別時，與類別相關聯的濾波器(類別的濾波器或類別濾波器)是在樣本區塊上使用的濾波器。例如，利用圖2的語法元素，用於給定類別索引的類別濾波器是具有針對該給定類別索引的亮度濾波器索引表205中指示的亮度濾波器索引的亮度濾波器(即，該表中的類別索引條目)，例如圖16-b的“類別索引到濾波器索引的映射(a mapping of a class index to a filter index)”，VTM-3.0中的alf_luma_coeff_delta_idx[filtIdx] 和圖16-c的alf_luma_coeff_delta_idx[altIdx][filtIdx]。在變體2的另一替代變體中，透過類別濾波器失能旗標(具有相同的效果)或類別濾波器致能旗標(與類別濾波器切換旗標相反的效果)代替類別濾波器開關旗標：即，類別濾波器致能旗標等於0表示濾波器已切換/更改，等於1表示濾波器未切換/更改。
圖7-b是示出可用於實現變體2的信令語法元素的示例的流程圖，其為每個CTU信令(例如，作為位元流中的CTU資料)，其中類別之一可以使用亮度濾波器，即，具有致能/適應性使用/可用於使用的亮度濾波器(即未切換/更改為識別濾波器)。圖7-b用附加的語法元素修改圖2的一部分，該語法元素是類別濾波器切換旗標701-b(為每個ALF亮度類別提供一個)。根據變體2的另一變體，僅當ALF亮度致能旗標等於1時才提供類別濾波器開關旗標。在替代的另一變體中，ALF亮度致能旗標不被編碼且總是被推斷為相等於ALF激活旗標202。其他進一步的變體可以使用替代語法元素來信令致能或不致能哪些類別濾波器(即，哪些類別具有致能/適應性使用/可用於使用的亮度濾波器)。
在第一信令實施例的變體(“變體3”)中，擴展變體1，使得對於CTU使用相同的語法結構，亮度濾波器切換旗標使得能夠在兩個編碼濾波器(即兩個替代濾波器或“替代濾波器”)之間進行切換/選擇。因此，變體1是變體3的特定情況，其中，這兩個濾波器(例如“替代濾波器”)之一始終是識別濾波器。對於變體3，可能需要附加的信令來將替代濾波器的濾波器係數(即，替代濾波器係數)以信令/提供給解碼器，因為與識別濾波器不同，替代濾波器的濾波器係數未預先定義。在變體3的第一又一變體中，在圖6中，步驟603被修改，使得獲得的亮度濾波器組包含用於CTU的每個濾波器索引的濾波器係數。因此，步驟603根據用於識別/切換/改變濾波器的資訊的CTU資料信令，為每個濾波器索引選擇亮度濾波器的濾波器係數或替代亮度濾波器的濾波器係數。在該第一變體中，步驟606不變。在變體3的第二又一變體中，在圖6中，步驟603被修改，使得對於任何CTU，所獲得的亮度濾波器組是相同的，且包含針對每個濾波器索引的每個替代的濾波器係數(即，亮度濾波器和替代亮度濾波器)，如圖16-b和圖16-c所示，在APS/切片標頭/圖塊組標頭中信令)。修改步驟606，以獲得亮度濾波器，該亮度濾波器通過使用由CTU資料信令指示的，用於識別/切換/改變針對與4×4區塊的類別相對應的濾波器索引的濾波器(即，使用亮度濾波器的係數或替代亮度濾波器的係數)的資訊的替代濾波器係數，且通過根據transposeIdx組織/配置該濾波器係數來構造。
圖7-c提供可用於實現變體3的信令語法元素的示例。在切片標頭中(例如，在APS或圖塊組標頭中)，每個亮度濾波器206的濾波器係數表被識別為“每個亮度濾波器716(即，每個濾波器索引)的“濾波器備選方案0係數表”(即，替代濾波器0的濾波器係數表)。它對應於第一濾波器組備選方案(或“第一替代濾波器組”或“第一替代濾波器集合”)，即當亮度濾波器開關旗標等於0時可用的一組濾波器或一濾波器集合。提供附加旗標(例如，第二亮度濾波器表旗標717)，第二亮度濾波器表旗標717指示是否提供/提供第二組濾波器/第二組濾波器(例如“第二濾波器組備選方案”還是“第二替代濾波器組”或“第二個替代濾波器集合”以使用。如果第二亮度濾波器表旗標717等於1，則在切片/圖塊組標頭/APS中提供第二濾波器組備選方案。第二濾波器組備選方案是每個亮度濾波器718的濾波器係數表(也被識別為“濾波器備選方案1係數表”)，其具有與每個亮度濾波器716的濾波器備選方案0係數表相同的大小，且當用於給定的濾波器索引亮度濾波器開關旗標701-a(在圖7-a中)等於1時，包含用於使用的的濾波器的濾波器係數。當第二亮度濾波器表旗標717等於0時，針對每個亮度濾波器718的濾波器備選方案1係數表被推斷為包含識別濾波器的濾波器係數。在另一替代變體中，當第二亮度濾波器表旗標717等於0時，不對亮度濾波器開關旗標701-a進行信令/編碼，並推斷為等於0(或者等效地，亮度濾波器致能旗標208未信令/編碼，並推斷為等於1)。
在適用於變體3的本發明的特定實施例中，“信令的亮度濾波器的最大數量”適用於亮度濾波器204的數量。在該變體中，則儲存亮度濾波器所需的最大記憶體是儲存亮度濾波器所需的最大記憶體的兩倍，而不會提供信令替代濾波器的可能性。
圖7-d提供根據另一變體的圖7-c的信令的備選方案。它為每個濾波器索引提供一個濾波器或兩個濾波器備選方案的可能性。每個亮度濾波器716的濾波器備選方案0係數表仍被編碼，且對應於亮度濾波器721的濾波器係數替代0的編碼，其中F等於每個濾波器索引(即，F從0變化到Num. Luma濾波器204減一)。對於每個亮度濾波器索引，提供亮度濾波器F備選方案1旗標722。如果對於給定的濾波器索引F，亮度濾波器F備選方案1旗標722等於1，對亮度濾波器F 723的濾波係數備選方案1進行編碼，且提供當給定的濾波器索引F(或在給定的其他變體中，當針對使用該給定的濾波器索引F的類別的類別濾波器切換旗標701-b時)的亮度濾波器開關旗標701-a等於1時使用的濾波器係數。如果對於給定濾波器索引F，亮度濾波器F備選方案1旗標722等於0，將用於亮度濾波器索引F 721的濾波器係數備選方案1推斷為識別濾波器係數。在可替代的又一變體中，當對於給定的濾波器索引F亮度濾波器F備選方案1旗標等於零，用於濾波器索引F的亮度濾波器切換旗標701-a(或在一些其它變體中，用於使用給定濾波器索引F的類別，類別濾波器切換旗標701-b)不會被信令/編碼，且被推斷為等於0(或者等效地，亮度濾波器致能旗標(或者在某些其他變體中，類別濾波器致能旗標)未被信令/編碼，且推斷為等於1)。
為限制用於儲存亮度濾波器的記憶體，對“信令的亮度濾波器的最大數量”的限制適用於亮度濾波器204的數量。可選地，對“信令的亮度濾波器的全局最大數量”的限制適用於使用針對亮度濾波器721的濾波器係數備選方案0信令的濾波器的數量與使用濾波器係數備選方案1 723信令的濾波器的數量之和。在又一備選方案上，“信令的亮度濾波器0的最大數量”的第一限制，是適用於使用用於亮度濾波器721的濾波器係數備選方案0信令的濾波器數量，且第二限制與第一限制不同，在“信令的亮度濾波器1的最大數量”是適用於使用用於亮度濾波器723的濾波器係數備選方案1信令的濾波器數量。
在第二信令實施例的變體(“變體4”)中，對變體2進行擴展，以便對CTU使用相同的語法結構，類別濾波器切換旗標可以致能在兩個編碼的濾波器(即兩個替代濾波器或“濾波器備選方案”)的切換/選擇。因此，變體2是變體4的特定情況，其中，這兩個濾波器(例如“替代濾波器”)之一始終是識別濾波器(這也意味著識別濾波器的預定義濾波器係數可能不需要在變體中2信令)。對於變體4，可能需要附加的信令來將用於替代濾波器的濾波器係數(即，替代濾波器係數)信令/提供給解碼器，因為與識別濾波器不同，替代濾波器的濾波器係數未預先定義。這與變體3不同，因為與變體3中的每個濾波器索引使用一旗標相比，CTU資料中的每個類別使用一旗標為濾波器的設計和信令提供更大的靈活性。在每個類別有一個旗標的情況下，合併到一濾波器集合/組中的濾波器可以獨立於合併在第二濾波器集合/組中的濾波器(即每個濾波器集合/組可以具有自己的“每個類別的濾波器索引”表205)。在圖6中，修改步驟603以獲得兩個亮度濾波器組備選方案，且修改步驟606，使得如果類別索引的類別濾波器開關旗標等於零，則從第一替代濾波器組獲得該濾波器。且，如果類別濾波器切換旗標等於1，則從第二替代濾波器組獲得濾波器。可選地，可以在步驟603處進行類別級別替代濾波器選擇，然後代替包含針對每個濾波器索引的濾波器的濾波器組，可以使用/獲得包含針對每個類別的濾波器的濾波器組。
圖7-e是示出可用於實現變體4的兩濾波器組備選方案的信令的流程圖。“Num. Luma filters 0(亮度濾波器0的數量)” 734代替圖2“Num. of Luma filter(亮度濾波器的數量)”204，且為第一濾波器組備選方案提供亮度濾波器的數量。每個類別的濾波器索引表0 735代替圖2的每個類別205的濾波器索引，且是為每個類別索引提供當CTU資料中對應的類別濾波器切換旗標等於0時要使用的濾波器索引的表。該表告知使用第一濾波器集備選方案的濾波器進行的濾波器合併。每個亮度濾波器0 736的係數表替換每個亮度濾波器206的係數表。該表包含用於每個亮度濾波器0的數量734的濾波器係數，第一個濾波器組備選方案的亮度濾波器。提供/獲得第二亮度濾波器表旗標737。如果第二亮度濾波器表旗標737等於1，則提供/獲得(例如，在APS中/從APS)用於第二濾波器組備選方案的亮度濾波器的數量738，濾波器索引表739和濾波器係數740。它們代替第一濾波器備選方案，用於濾波具有CTU資料中的類別濾波器切換旗標等於1的類別(索引)的每個區塊。在變體4的另一變體中，當第二亮度濾波器表旗標737等於零時，第二替代組738的亮度濾波器的數量被推斷為1，且用於第二濾波器組740的係數表中的該一濾波器被推斷為識別濾波器。在另一替代變體中，當第二亮度濾波器表旗標737等於零時，在CTU資料中未提供類別濾波器開關旗標701-a，且推斷它們等於零。為限制用於儲存亮度濾波器的記憶體，對“信令的亮度濾波器的最大數量”的限制適用於亮度濾波器0的數量734和亮度濾波器1的數量738。替代地，對“信令的亮度濾波器的全局(global)最大數量”的限制適用於亮度濾波器0的數量734和亮度濾波器1的數量738的總和。在又一替代方案中，對“信令的亮度濾波器0的最大數量”的限制適用於亮度濾波器0的數量734，且不同於“第一限制”的第二限制，在“信令的亮度濾波器1的最大數量”適用於亮度濾波器1的數量738。
在第一實施例的變體(“變體5”)中，變體3被擴展以使得能夠在每個CTU中的兩個以上的替代(編碼)濾波器之間進行切換/選擇。在圖6中，修改步驟603，使獲得的亮度濾波器組在APS/切片標頭/圖塊組標頭中包含針對CTU信令的每個濾波器索引的濾波器係數(即亮度濾波器及亮度濾波器備選方案)。
圖8-a是示出可用於實現變體5的信令語法元素的流程圖，其修改圖7-a的流程圖。亮度濾波器切換旗標701-a(或類似地，亮度濾波器致能旗標)被亮度濾波器替代索引801替換，每個濾波器索引具有一個亮度濾波器替代索引。對於給定的濾波器索引，亮度濾波器替代索引提供亮度濾波器備選方案表的索引，當濾波具有與給定的濾波器索引(由每個類別205的濾波器索引標識)相關的類別(索引)的樣本區塊時，將從該表中獲取具有給定濾波器索引的濾波器的濾波器係數。
圖8-b，圖8-c，圖8-d，和圖8-e是流程圖，示出與變體5一起使用的亮度濾波器備選方案表的替代信令。
在圖8-b中，每個亮度濾波器備選方案N表802被獲取/處理，隨後是獲得/處理亮度濾波器表替代N+1旗標803，其指示是否獲得/處理另一亮度濾波器備選方案N+1表。在圖8-c中，提供/獲得備選方案表804的數量，而不是使用這種旗標，使得可以針對該數量的備選方案表804的所有備選方案執行亮度濾波器備選方案N表802的獲取/處理。˚為限制用於儲存亮度濾波的記憶體，“信令的亮度濾波器的最大數量”的限制是此處適用至亮度濾波器的數量204。在這種情況下，需要用於儲存亮度濾波器的最大記憶體是沒有提供到訊號替代濾波器的可能性(即，只有使用一濾波器組)而需要用於儲存亮度濾波器的最大記憶體的Nmax+1倍，其中，(Nmax+1)是“信令的替代亮度濾波器的最大數量”。例如，如果替代組數量為0、1和2，則Nmax(N的最大值)為2，且總共有Nmax+1=3個濾波器組。在圖8-b中，在第一替代濾波器組(濾波器備選方案0組)之後，每個替代濾波器組(濾波器備選方案1組，濾波器備選方案2組等)，必須信令亮度濾波器表備選方案N+1旗標803。應當觀察到，最多倍“亮度濾波器表備選方案N+1旗標”803可以是等於1是Nmax時，確實限制使用的記憶體。在圖8-c中，(Nmax+1)對應於alternative(備選方案)804可以採用的最大值。可選地，對“信令的亮度濾波器的全局最大數量”的限制適用於限制(Nmax+1)乘以亮度濾波器204的數量的值。在使用Nmax的變體中，如果N+1＞Nmax，則可以在位元流中省略最後一個0旗標，因為這是不允許的。
圖8-d示出另一變體，其使針對每個濾波器索引能夠信令不同數量的替代濾波器。在這樣的另一變體中，對於給定的濾波器索引F，使用與圖8-b中相同的機制來連續地提供針對該濾波器索引F的濾波器備選方案811：一個亮度濾波器F備選方案N+1旗標812指示是否存在另一濾波器備選方案N+1可用。為每個濾波器索引完成此操作。對於每個濾波器索引，Nmax(“信令的亮度濾波器的最大數量”減一)，對應於“亮度濾波器F備選方案N+1旗標”812的最多倍可以是等於1。“信令的亮度濾波器的全局最大數量”的限制適用於限制在811中信令亮度濾波器的總數(每個濾波器索引F的替代數量之和)。可選地，可以對N從0到Nmax的範圍施加每個替代組的限制為“發信號的亮度濾波器的最大數量‘N’ ”，對應最大倍數811的每個每組極限在所有濾波器索引F中用於給定值N。然後，對於給定的濾波器索引F，由於“Luma filter F alt. N+1”旗標812，除非在備選方案N中具有索引F的濾波器，否則對於備選方案N+1不可能具有索引F的濾波器。這意味著備選方案N始終具有與備選方案N+1相同數量的濾波器，或具有比備選方案N+1更多的濾波器。因此，為適當地估計最大記憶體，作為“信令的亮度濾波器N的最大數量”值的和，對於N範圍從0到Nmax，這些值應減小(換句話說，隨著N的增加，“信令的亮度濾波器N的最大數量”不會減小，是沒有意義的，或者是沒有用的)。
圖8-e示出另一進一步的變體，其使得能夠在濾波器係數的每個連續信令的備選方案表之間合併濾波器索引。它使得能夠減少連續備選方案中的濾波索引的數量，而用較少的額外成本來信令用於表示每個類別索引與每個備選方案的濾波索引之間的關聯。提供用於第一濾波器備選方案0表的亮度濾波器的數量821。如果在第一濾波器備選方案0中存在多個濾波器，則信令表822，將濾波器索引0(濾波器備選方案0表823中濾波器的索引)與每個類別索引相關聯。如果在第一個濾波器備選方案0中僅有一濾波器，則每個類索引都與該濾波器相關聯(即與具有0索引的濾波器相關聯)，且不會信令此類表。在823中提供第一濾波器備選方案0表的亮度濾波器的濾波係數。821、822和823與圖2中的204、205和206相似，但已修改為使用第一濾波器備選方案0。從N=1開始(對於第二濾波器備選方案表)，提供亮度濾波器備選方案表N旗標824，以指示亮度濾波器備選方案表N是否可用(第N+1個表，因為備選方案表索引從0開始)。如果旗標指示亮度濾波器備選方案表N可用，則在該表N中提供亮度濾波器的數量825。然後，無需提供將每個類別與濾波器索引相關聯的表(例如，如圖8-e中的822或圖8-f中的831或圖9中的905)，而是減少(不必要，在某些情況下)信令成本，在826提供/獲取將濾波器索引N(濾波器備選方案N表中的濾波器索引)與另一濾波器索引[N-1](濾波器備選方案[N-1]表中的濾波器索引)關聯/映射的一個表。這樣的(映射)表是大小為Num Luma濾波器[N-1]的查找表(例如，查找表自身的位置索引對應於濾波器索引N)關聯/映射前一個亮度濾波器表的濾波器索引(即濾波器備選方案表[N-1]中濾波器的每個索引)與/至第N+1個替代亮度濾波器表中的濾波器索引(即濾波器備選方案表N中的濾波器索引，其是第N+1個，因為濾波器備選方案表0是第一個)，這是在827中提供/獲得的濾波器備選方案表N。然後，N增加，且為下一個亮度濾波器備選方案表信令亮度濾波器表備選方案N旗標824。解碼器可以輕鬆地重新建立2條目表filterCoeffDeltaIdx [altIdx] [classIdx]，其將每個類別索引classIdx與濾波器替代索引altIdx(altIdx=0到numAlts-1=可用的濾波器備選方案表的數量減一)及在相應濾波器備選方案表N中的濾波器索引相關連。可以使用以下演算法建立此表：
Figure 02_image261
或等效地，使用以下：
Figure 02_image263
此處，表filterCoeffAlternativeMergeIdx [0]對於每個類別索引等於表822濾波器索引0，即 filterCoeffAlternativeMergeIdx [0] [classIdx]是濾波器備選方案0表中具有類別索引classIdx的類別的濾波器索引。且，在N＞ 0，對於每個濾波器索引N-1， filterCoeffAlternativeMergeIdx [N]等於表826濾波器索引N，即filterCoeffAlternativeMergeIdx [N] [filterIdx]是與濾波器備選方案N-1表的濾波器索引filterIdx相關聯的濾波器索引(在濾波器備選方案N表中)。變量numAlts是可用的亮度濾波器表備選方案的數量，變量numClasses是類別索引的數量。
據了解，通過限制濾波器備選方案表的最大數量為2，這種進一步變體的濾波合併的技術也可以被施加到變體3。
為限制記憶體，類似於圖8-b，圖8-c和圖8-d，“信令的亮度濾波器的最大數量”適用於Num Luma濾波器0 821和Num Luma濾波器N 825，N為從1到Nmax，且Nmax等於“亮度濾波器表替代N旗標”的最大倍數824可以等於1。可選地，“信令的亮度濾波器的全局最大數量”的限制適用於限制在823和827中信令的亮度濾波器的總數(即，信令的亮度濾波器0 821和每個信令的亮度濾波器數量N 825之和)。在又一備選方案中，“信令的亮度濾波器0的最大數量”可限制亮度濾波器0 數量821可採用的最大值；且進一步在“信令的亮度濾波器N的最大數量”的每組限制(N分別從1到Nmax)，可限制亮度濾波器N的數量825可採用的最大值。對於N範圍從0到Nmax時，適當地估計最大記憶體作為“信令的亮度濾波器N的最大數量”的總和，隨著N增加，這些值應該減少。
在某些變體中，Nmax等於1(即，最多使用兩個替代濾波器組)，且將信令的亮度濾波器0的最大數量和信令的亮度濾波器1的最大數量設置為{X，Y}，其中X屬於區間[3、7]和Y屬於區間[1，7]，且Y＜=X。還應理解，在另一進一步的變體中，可以通過直接提供可用，與圖8-c中的804相似的亮度濾波器表備選方案的數量的單個語法元素來代替亮度濾波器表備選方案N旗標824。根據這樣的另一變體，代替使用旗標824，提供/獲得備選方案表804的數量，可以對亮度濾波器替代N表827，使得獲得/處理在表N 825中的“亮度濾波器N的數量”，表826“用於每個濾波器索引N-1的濾波器索引N”，用於使用備選方案表804數量的所有備選方案。對於圖8-c，Nmax+1在此對應於Num. alternatives 804可以採用的最大值。
圖8-f說明另一變體，該變體允許使用具有彼此獨立大小的亮度替代濾波器組：每個亮度替代濾波器組可以有自己的大小，且亮度替代濾波器組之間的索引合併沒有限制(與圖8-e所示的變體相反)。
在這個進一步的變體中，以‘Num. alternatives’804提供/獲得亮度替代濾波器組的數量。對於N等於零直至‘Num. alternatives’減一，提供/獲得該表N中的亮度濾波器數825(如圖8-e所示)。如果這個數量大於一，信令表831，將亮度替代性濾波器集中的濾波器索引與每個類別(索引)相關聯(例如，如圖8-e中的822或圖9中的905)。亮度濾波器備選方案N表827，如在圖8-e，包括用於在亮度替代N濾波器組中的濾波器的濾波器係數。為限制記憶體，類似於圖8-e，“發信號的亮度濾波器的最大數量”的限制適用於亮度濾波器N 825，其中N等於0到Nmax，其中(Nmax+1)是替代方案最大數量804。可選地，“信令的亮度濾波器的全局最大數量”適用於限制在827中信令的亮度濾波器的總數(即，每個信令的亮度濾波器N的總和825)。可以應用在“信令的亮度濾波器N的最大數量”的又一替代每組限制，其中N分別從0到Nmax，以設置亮度濾波器N825可以採用的最大值。
在第二實施例的變體(“變體6”)中，變體4被擴展以使得能夠在每個CTU中的多於兩個的替代編碼濾波器之間切換/改變針對每個類別的亮度濾波器。對於該變體6，在圖6中，對步驟603進行修改，以獲取與信令的一樣多的亮度濾波器組備選方案(即，對於所有濾波器組備選方案中的每一個，信令包括每個濾波器(索引)的濾波器係數的濾波器組)且步驟606被修改，使得從替代濾波器集備選方案獲得濾波器，濾波器的索引等於用於該區塊的類別(索引)的“類別濾波器替代索引”。可選地，類別濾波器的替代選擇可以由為每個類別產生(即，所有可用的類別都有為其選擇的類別濾波器替代選擇)，在步驟603，而不是在步驟606(其中，類別濾波器替代選擇是由對一個給定的在步驟605中獲得的類別產生)。然後，代替獲得包含用於每個濾波器索引的濾波器係數的濾波器組，且對於603中的每個濾波器組替代，可以獲取包含用於每個類別(索引)的濾波器係數的濾波器組。從濾波器組替代中為每個類別選擇該組中的濾波器係數，其索引等於為該類別(索引)提供的“類別濾波器替代索引”。參見圖9，針對使用在CTU中使用類別濾波器替代N 901信令的類別，從‘filter index table N for each class’(用於每個類別的濾波器索引表N) 905中獲取用於給定類別索引的濾波器索引。然後，步驟606將僅在於獲得用於在605中獲得的區塊類別的濾波器係數，並根據也在605中獲得的transposeIdx來轉置/組織/配置那些濾波器係數。
在變體1或變體3的一些其他變體中，CTU中提供的亮度濾波器開關旗標(對於變體1)或亮度濾波器替代索引(對於變體3)的數量(即，對於給定的濾波器索引，對於變體1由圖7-a中的701-a指示，對於變體3，由圖8-a中的801指示)，與第一個亮度替代濾波器組的濾波器數量相同，但任何其他亮度替代濾波器組中的濾波器數量都可以並不總是一樣。然後，如下執行選擇針對給定類別的濾波器(根據實現方式修改步驟603或606)：首先，獲取給定類別(與之相關聯)的濾波器索引，該濾波索引在第一亮度替代綠波器組中用於識別濾波器索引。然後，在CTU資料中採用為該濾波器索引指示的亮度替代濾波器組(即，對於給定的濾波器索引，對於變體1由圖7-a中的701-a表示，對於變體3由圖8-a中的801表示)。最後，從與給定類別相關聯的亮度替代濾波器組獲取亮度濾波器(例如，參見圖8-e或圖8-f的描述，其中顯示在濾波器組備選方案中的濾波器索引與類別索引具有關聯的變體)。
在這樣的另外的變體中的一個，一亮度替代濾波器組中的濾波器的數量與另一亮度替代濾波器組中的數量無關。在圖8-f示出這種另一變體之一。在另一變體中，第一亮度替代濾波器組中的濾波器數量受“信令的亮度濾波器的最大數量”(小於VTM-3.0分類中的25個類別)的限制，但在另一亮度替代濾波器組(例如，第(i+1)亮度替代濾波器組)不能超過先前亮度替代濾波器組(即第i個亮度替代濾波器組)中的濾波器數量。在這種另外的變體的又一個中，僅通過合併與第i個亮度替代濾波器組的濾波器相關聯的類別，可以獲得與第(i+1)個亮度替代濾波器組的每個濾波器相關聯的類別(即，先前亮度替代濾波器組的濾波器索引)。在圖8-e中示出這種進一步的變體之一。
在一些變體中，對於N從0到Nmax“信令的替代亮度濾波器的最大數量”(Nmax)及/或“信令的濾波器的最大數量”及/或“信令的亮度濾波器的全局最大數量”及/或“信令的亮度濾波器N的最大數量”沒有從編碼器傳輸到解碼器，但是在兩者中都是固定的。在其他變體中，它/它們沒有從編碼器傳輸到解碼器，但是它們是基於傳輸的配置設定檔及/或層級(或另一參數)來確定的。在又一變體中，將其顯式地編碼在位元流中(例如在SPS或PPS中)，以從編碼器傳輸至解碼器。
圖9是示出可用於實現變體6的語法元素的流程圖。該流程圖還提供用於色度濾波器的濾波器備選方案的使用(應當理解，這些附加的色度濾波器也可以與任何前述實施方式/變體一起使用)。在一些變體中，只有色度濾波器處理(語法元素)被使用(即有色度濾波器備選方案，但沒有替代亮度濾波器組，也沒有亮度濾波器備選方案)。流程圖修改的流程圖所示在圖2。對於每個CTU，如果ALF亮度致能旗標208等於1，則為每個類別提供類別濾波器備選方案索引901。圖6的流程圖中，對所有類別/濾波器索引對所有的濾波器備選方案步驟603取得所有的濾波器係數，步驟606使用在CTU資料中指示的替代索引來獲得針對正在處理的區塊的類別的亮度濾波器係數，並根據transposeIdx對其進行組織。可選地，步驟603使用在CTU資料中針對每個類別指示的類別濾波器備選方案索引來獲得針對所有類別索引的亮度濾波器係數的組901；及步驟606獲取的亮度濾波器係數從所述亮度濾波器係數組(在步驟603獲得的)在步驟605中得到的類別索引，並根據在步驟605也得到的transposeIdx組織它們。與色度一樣，如果ALF Cr致能旗標209等於1，則在正在處理的Cr CTB的每個CTU資料中為Cr提供色度濾波器替代索引902。步驟614獲得與用於處理Cr CTB樣本的色度濾波器替代索引相對應的色度濾波器。如果ALF Cb致能標記210等於1，則在正在處理的Cb CTB的每個CTU資料中為Cb提供色度濾波器替代索引903。步驟611獲得與用於處理Cb CTB樣本的色度濾波器替代索引相對應的色度濾波器。這些語法元素或其等效功能也可以在圖16-b和圖16-c中找到。
在切片標頭(例如，可選地，在APS或在圖塊組標頭)執行亮度類別濾波器備選方案的信令，及執行用於色度的濾波器備選方案的信令。用於亮度類別濾波器備選方案，從N=0開始，用於替代索引N的亮度濾波器的數量被信令904，且如果濾波器的數量大於1，則用信號通知用於每個類別的濾波器索引表905，且濾波器索引表N將濾波器索引與每個類別的第N個備選方案相關聯。‘class filter alternative N coefficient table for each Luma filter N’ (用於每個亮度濾波器N的類別濾波器替代N係數表)906包含‘Num Luma filters N’，即第N個備選方案的亮度濾波器。然後亮度替代濾波器N+1旗標907指示另一亮度類別濾波器備選方案是否可用。如果該亮度濾波器備選方案N+1旗標等於1，則N增加，且信令循環回到步驟904以獲得下一個濾波器。如果亮度濾波器備選方案N+1旗標等於零，則沒有要/將要信令的其他亮度類別濾波器備選方案。色度濾波器備選方案的信令以N=0開始，即，通過第一濾波器備選方案的濾波器係數的信令908。色度濾波器備選方案N+1 909指示另一色度濾波器備選方案是可用的。如果色度濾光片備選方案N+1旗標等於1，則N遞增1，並信令下一色度濾波器備選方案。如果等於零，則不會信令任何其他色度濾波器。在一變體中，代替旗標‘Chroma filter alt. N+1’元素909，然後在為每個替代色度濾波器提供濾波器替代N係數表之前，直接在一個語法元素中提供色度濾波器替代數量。為限制記憶體，類似於圖8-b，圖8-c和圖8-e，Nmax等於“Luma filter table alt. N+1 flag”最大次數”907，可以等於1。可選地，對“信令的亮度濾波器的全局最大數量”的限制適用於限制在906中信令的亮度濾波器N的總數(亮度濾波器N的總數 904)。在另一備選方案中，對於“信令的亮度濾波器0的最大數量”至“信令的亮度濾波器的最大數量Nmax”，每組限制分別適用於在906中針對每個可能N值信令的亮度濾波器的數量。
在某些先前的變體中，每個替代索引的濾波器數量可能不同，例如，圖7-d，圖7-e，圖8-d，圖8-e和圖8-f所示，且在每個替代濾波器組索引中有一個不同的“信令的亮度濾波器的最大數量”時，不使用“信令的亮度濾波器0的最大數量”(或等效地設置為等於解碼過程所允許的濾波器最大數量，例如，類別數，如25)，以保持ALF的彈性，跟沒有其他濾波器組備選方案和沒有“信令的亮度濾波器的最大數量”的情況一樣多。在該變體中，“信令的亮度濾波器N的最大數量”仍用於N＞0，以仍然限制記憶體使用，同時允許透過使用替代濾波器組提供編碼增益。在這樣的變體之一中，將“信令的替代亮度濾波器的最大數量”設置為等於2，且將{“信令的亮度濾波器0最大數量”，“信令的亮度濾波器1的最大數量為”}設置為等於{25，13}。在其他變體中，將它們設置為等於{25，7}，{25，5}，{25，3}，{25，2}甚至{25，1}。
可以注意到，對於替代濾波器組，仍然較佳的是，“信令的亮度濾波器0最大數量”的值是奇數且大於或等於3(出於與前面提到的相同的原因，當不使用替代濾波器組時)。但是對於“信令的亮度濾波器N的最大數量”(N＞0，可以等於1、2或3)的值，重要性就不那麼重要。
在一些變體中，“信令的替代亮度濾波器最大數量”被設置為等於2，且{“信令的亮度濾波器0最大數量”，“信令的亮度濾波器1最大數量”}被設置為等於{7，7}，{7、5}，{7、3}，{7、2}，{7、1}，{5、5}，{5、3}，{5、2}，{5、1}，{3，3}，{3，2}或{3，1}是編碼增益與用於儲存濾波器的記憶體的良好折衷。
在一些具有替代濾波器組的先前實施例和變體中(即，對於每個濾波器索引或每個類別(索引)，濾波器備選方案的數量是相同的實施例/變體中，每個濾波器組的濾波器係數為以相同的方式編碼(即彼此獨立)。例如，每個濾波器組使用相同的語法元素如那些在VVC中草案3(VVC Draft 3)(VTM-3.0)以信令ALF亮度濾波器係數。
在一些先前的實施例和變體中，包括實施例/變體，對於每個濾波器索引(例如，圖7-d和圖8-d)，濾波器備選方案的數量不相同。在這樣的實施例/變體的變體中，給定濾波器索引的所有濾波器備選方案都獨立於用於另一濾波器索引的濾波器而被編碼。例如，使用與VVC Draft 3(VTM-3.0)中使用的語法元素相同的語法元素執行給定濾波器索引的濾波器備選方案的編碼，其用於向ALF亮度濾波器係數信令。然後，可以在濾波器備選方案之間使用濾波器預測。例如，第一濾波器備選方案的濾波器係數使用其值的Golomb碼直接編碼，而下一個濾波器備選方案的濾波器係數則使用其值之間之差的Golomb碼與先前的濾波器備選方案(即殘餘)的係數值進行編碼。
在一個備選方案的變體，對於每個濾波器索引，首先對第一濾波器備選方案的濾波器係數進行編碼，例如，使用與AVF亮度濾波器係數的VVC Draft版本3(VTM-3.0)中相同的信令。然後，對於每個給定的濾波器索引，使用來自具有其先前濾波器替代索引和相同濾波器索引的濾波器備選方案的濾波器係數的預測，對具有給定濾波器索引的每個下一濾波器備選方案的所有濾波器係數進行編碼。
在實施例/變體中，對於每個濾波器索引，濾波器備選方案的數量是相同的，且每個替代濾波器組的濾波器數量是相同的；信令濾波器相關資訊的一種方法是首先對第一濾波器組的濾波器進行編碼。然後，對於每個替代濾波器組，替代濾波器組的濾波器係數是在先前的濾波器組中的濾波器的係數預測，且濾波器的係數殘餘編碼為在VVC草案版本3(VTM-3.0-)ALF亮度濾波器係數。VVC草稿版本3信令允許連續濾波器之間進行預測。在此，如果選擇預測模式，則代替使用濾波器係數之間的預測，而是對殘餘係數執行預測(執行雙重預測)。
在實施例/變體中，對於每個濾波器索引，濾波器備選方案的數量相同，但是每個替代濾波器組的濾波器數量不相同，且在濾波器組之間使用濾波器合併(例如，圖7-e和圖8-e的描述)，用於信令濾波器相關資訊的一種方式是首先編碼第一濾波器組的濾波器，例如對於ALF亮度濾波器係數使用與VVC草案版本3(VTM-3.0)相同的信令。然後，對於每個替代濾波器組，以合併到給定濾波器的濾波器索引中的濾波器索引，根據前一濾波器組中第一濾波器的濾波器係數預測給定濾波器的濾波器係數。然後，對於每個替代濾波器組，所有濾波器的係數殘餘均按照ALF亮度濾波器係數的VVC草稿版本3(VTM-3.0)進行編碼。替代地，代替先前的濾波器組中的第一濾波器具有合併到給定濾波器的濾波器索引中的濾波器索引，可以使用另一預定濾波器。替代地，代替在先前的濾波器組中具有合併到給定濾波器的濾波器索引的濾波器索引中的濾波器，可以使用另一濾波器，其索引對於每個濾波器索引或對於每個類別(索引)，在相同位元流(bitstream.same)中提供/標記，(即，我們具有濾波器組備選方案，但每個濾波器組備選方案可能具有不同數量的濾波器：例如，參見圖8-e，圖8-f，圖9)，信令濾波器相關資訊的一種方法是首先使用與VVC Draft版本3(VTM-3.0)中使用的語法元素相同的語法元素對濾波器組進行編碼，以向ALF亮度濾波器係數發送信號。然後對於每個濾波器組，可以根據先前濾波器組的第一濾波器的濾波器係數來預測第一濾波器的濾波器係數。然後，使用與VVC草稿版本3中使用的語法元素相同的語法元素對該濾波器的係數殘餘和其他濾波器係數進行編碼，以向ALF亮度濾波器係數發送信號。VVC草稿版本3信令允許在連續的濾波器之間進行預測。如果使用該預測模式，則通常在沒有預測的情況下對第一濾波器進行編碼(但在此變體/此處，它是根據前一個濾波器組的預測進行編碼的)。然後根據先前的濾波器預測下一個濾波器(此處，對於第二濾波器預測，將使用第一濾波器，而不是第一濾波器殘餘)。
在先前實施例/變體的替代變體中，每次執行/使用預測時，不使用‘the immediately previous filter alternative’ (前一個替代濾波器)或‘the immediately previous filter set’(前一濾波器組)進行預測，而是使用‘a previous filter alternative’ (前一濾波器備選方案)或‘a previous filter set’ (前一濾波器組)進行預測，其索引在位元流中指示。
應當理解，可以使用一或多個非線性濾波器將前述實施例/變體中的任何一個擴展為與ALF一起使用。當一或多個限幅函數被用於非線性濾波器時，這種擴展的變體包括或替換用於每個亮度濾波器511的限幅參數和用於色度濾波器512的限幅參數，其方式與對每個亮度濾波器206的濾波器係數表和色度濾波器的濾波器係數表所做的相同。然後在位元流中針對每個可能的濾波器備選方案提供限幅參數。
在變體1和變體3的某些變體中，即在可以為每個濾波器索引切換/更改亮度濾波器，且在每個‘filter alternative coefficient table for each Luma filter’ (每個亮度濾波器的濾波器替代係數表)中濾波器的數量相同的變體中(圖7-c，圖7d，圖8-b，圖8-c和圖8-d)，限幅參數可以由一或多個具有相同濾波器索引的濾波器共享。然後，無論濾波器備選方案的數量是多少，發送的限幅參數的數量都是相同的。
可以很容易地將圖5中描述的用於限制儲存限幅值的記憶體的變體與其他濾波器組組合在一起，對於這些濾波器組，對濾波器最大數施加限制(對於一組，例如最大組，或者當這些組全部相等數量時；或所有組的總和；或每個單獨組)。例如，當每個亮度濾波器506的係數表的數量與每個亮度濾波器511的限幅值的表的數量相同時，“最大數量”對於濾波器係數的表的數量和限幅值的表的數量均相同。其他變體可以輕鬆擴展或與非線性濾波器組結合。
在存在替代濾波器組的一些變體中，每個替代濾波器組都提供一附加旗標，以指示替代濾波器組中的一或多個替代濾波器是否是非線性的。如果替代濾波器組中的一或多個替代濾波器是非線性的，則在替代濾波器組中/在替代濾波器組中還提供用於每個替代濾波器的限幅參數(例如，通過在位元流中提供/信令它們)。
在一些變體中，為每個濾波器備選方案提供附加旗標，以指示濾波器備選方案是線性的還是非線性的。如果替代濾波器是非線性的，則還提供替代濾波器的限幅參數(例如，通過在位元流中提供/信令它們)。
在某些具有替代色度濾波器的變體中(即，有多個可用的色度濾波器可供使用)，為每個色度濾波器提供一個附加旗標，以指示色度濾波器是線性的還是非線性的。如果色度濾波器是非線性的，則提供用於色度濾波器的限幅參數(例如，通過在位元流中提供/信令它們)。
在某些具有替代色度濾波器的變體中(即，有多個可用的色度濾波器可供使用)，使用了濾波器之間的預測。例如，在使用預測進行編碼時，將與用於VVC草案版本3(VTM-3.0)的語法相同，且使用預測將亮度濾波器組的亮度濾波器係數(以及編碼殘餘)用於編碼建立的組及所有替代色度濾波器。
在某些變體中，用於給定切片/圖塊組的信令的濾波器備選方案(或類別濾波器備選方案)的數量大於一個，則使用上下文適應性二進制算術編碼(CABAC, context adaptive binary arithmetic coding)在CTU資料中信令亮度濾波器替代索引801(或類濾波器替代索引901)。在一變體中，當信令用於所有濾波器索引(或所有類別索引)的濾波器替代索引時，共享相同的CABAC上下文。在一變體中，當信令濾波器替代索引時，僅使用一個CABAC上下文。此CABAC上下文用於將濾波器替代索引(或類別濾波器替代索引)編碼為一元碼(unary code)(類似於CABAC編碼/解碼的Golomb-Rice表示形式)。例如，如果K是可用濾波器備選方案的數量(即，在APS或切片/圖塊組標頭中信令的濾波器備選方案的數量)，且如果k是要在區塊上使用(因此信令)的替代濾波器索引，使用CABAC上下文對k個1(“1s”)序列進行編碼，且如果k嚴格小於K減去1(k＜K-1)，則在結尾處使用相同的CABAC上下文編碼終止零(“0”)，以信令一元碼的結尾。如果k等於K減一(k=K-1)，則無需信令一元(unary)碼的結束，因為K減一(K-1)是可以編碼的最大值。在解碼器端，解碼器使用相同的CABAC上下文對盡可能多的解碼器進行解碼和計數(最多發生以下情況中的第一個：讀取K減一個，或者解碼終止零)。計數對應於要在區塊上使用的替代濾波器的獲得索引。
在其他變體中，每個濾波器索引(或每個類別索引)有一個CABAC上下文。
在某些變體中，以比CTU(例如，在CU級別)處更精細的粒度來信令濾波器切換旗標(對於變體1或變體2)或濾波器替代索引(對於變體3或變體4)，以及ALF致能旗標。在其他變體中，它們以比CTU更高的粒度級別信令(例如，在切片或圖塊級別(比圖塊組級別更精細))。
在一些變體中，每個替代濾波器組以不同的APS提供。然後，每個圖塊組標題包括對一或多個APS的引用，以指示從哪個APS(使用對對應的APS的引用)中獲取每個替代濾波器組。在這樣的變體中，例如，每個APS以下方式向ALF濾波器(包括其濾波器係數)信令。每個APS包含亮度濾波器的表和最多一色度濾波器。切片/圖塊組標題指示應使用的替代濾波器組的數量(對於切片/圖塊組)，並提供替代濾波器組的APS索引列表。每個替代亮度濾波器組對應於每個APS的亮度濾波器表，且替代色度濾波器組是根據APS中信令的任何色度濾波器建立的。在另一變體中，切片/圖塊組標頭指示是否在色度上致能ALF，如果在色度致能ALF，則它提供APS列表以用於建立色度濾波器備選方案。在其他變體中，濾波器備選方案及/或替代濾波器組都在相同APS中提供。
本文所述的一些變體/實施例確保切片/圖塊組資料/內容的可解析性，即，它們確保解碼器在解碼切片/圖塊組資料時甚至可以繼續正確地解析位元流(例如，通過處理一致的位元流)，即使遺失不在同一NAL單元中的APS資料。設計一致的位元流，以便解碼器可以正確解碼所有語法元素而不會進入錯誤狀態，且即使解碼內容包含某些錯誤，也可以降低解碼器以意外方式運行的風險。在這樣的變體/實施例中，可以在切片/圖塊組標頭中重複用於CTU資料解碼所需的一些APS語法元素。可用於校正語法解碼的第一語法元素是ALF致能旗標和色度致能旗標。ALF致用旗標(VTM-3.0中的tile_group_alf_enabled_flag已在圖塊組標頭中)指示每個CTU的切片/圖塊組位元流(資料)中是否存在ALF亮度致能旗標(對應於在VTM-3.0中的alf_ctb_flag [0] [x] [y])。色度致能旗標(包含在VTM-3.0中的‘alf_chroma_idc’中)指示每個CTU的切片/圖塊組位元流(資料)中是否存在ALF Cr致能旗標及/或ALF Cb致能旗標(對應於在VTM-3.0中的alf_ctb_flag [1] [x] [y]和alf_ctb_flag [2] [x] [y])。根據一些變體，對於切片/圖塊組語法元素解碼，需要正確的附加語法元素。例如，在第一實施例的變體中，在切片/圖塊組標頭中提供在CTU資料中信令切換旗標(或濾波器替代索引)的濾波器的數量。在第二實施例的變體中，由於類別的數量總是相同的(及/或可以從CTU資料的CTB資料確定)，因此不需要用信令類別的數量。在一些變體中，為確保對替代濾波器索引進行正確解碼，以不依賴於允許的替代數量的方式來執行對替代濾波器索引的編碼。例如，在先前描述的一元編碼的情況下，即使替代濾波器索引等於替代數量減去一，也總是將終止零“0”置於“1”(多個)之後。然後，即使允許的替代的數量可以變化，解碼器也總是可以解析值。
在其他變體中，對於第一實施例和第二實施例，當對於任何濾波器索引(或類別索引)變體具有相同數量的替代濾波器時，例如，僅使用替代濾波器組，在切片/圖塊組標頭中提供替代濾波器組的數量。在使用替代色度濾波器的變體中，在切片/圖塊組標頭中提供替代色度濾波器的數量。在其他變體中，可能的替代濾波器的數量可以隨濾波器索引(或類別索引)變化/改變，在切片/圖塊組標頭中還提供每個濾波器索引(或每個類別索引)的可能替代濾波器的數量。
本文將一組替代濾波器組描述為包含使用與例如圖7-c，7-d，7-e，8-b，8-c，8-d或8-e中所示的語法相似的信令的所有替代濾波器組。在某些變體中，當濾波給定切片/圖塊組的CTU時，可以存取多於一組替代濾波器集。在一些變體中，圖塊組(標頭)可能引用多於一個APS，從而允許獲得多於一組的替代濾波器組。在某些變體中，可以引用預定義的替代濾波器組的預定義組，從而無需用信令任何替代濾波器組的濾波器係數(及在非線性濾波器的情況下為任何限幅值索引或限幅參數)，因為它們是預定義的。在一些變體中，還可以識別/獲得/存取先前(以解碼或處理順序)解碼的替代濾波器組，從而無需在連續幀中重複編碼相似/相同的濾波器。在某些變體中，在信令該組的濾波器替代索引(或濾波器切換旗標)之前，在每個CTU資料中提供一組替代濾波器組的索引。
在一些變體中，在每個CTU資料中，提供一旗標，該旗標指示是否使用第一替代濾波器組的所有濾波器和/或是否信令濾波器備選方案。
在變體1或變體3的一些其他變體中，在每個CTU資料中，提供一旗標，該旗標指示是針對每個濾波器信令濾波器替代索引(或濾波器切換旗標)，還是僅信令一替代濾波器組索引(或濾波器開關旗標)。如果僅信令一替代濾波器組索引(或濾波器開關旗標)。然後，對於每個類別，ALF使用來自相應替代濾波器組的濾波器。
在變體2或變體4的一些其他變體中，在每個CTU數據中，提供一個旗標，該旗標指示是否針對每個類別信令濾波器替代索引(或濾波器切換旗標)，或者僅信令一替代濾波器組索引(或濾波器切換旗標)。如果僅信令一替代性濾波器組索引(或濾波器切換旗標)。然後，對於每個類別，ALF使用來自相應替代濾波器組的濾波器。
根據一些實施例/變體，使用以下一或多種來執行信令ALF相關資訊，例如ALF參數和旗標：如下所示的APS語法(表1)；圖塊組標頭語法(表2)；編碼樹單元語法(表3)；及/或ALF資料語法(表4)，它們使用與VVC草案版本3(VTM-3.0)中相同的語法命名約定。另請參見圖16-b和圖16-c，以獲取有關這些語法元素以及在何處/如何信令/提供/獲取。
根據這樣的實施例的變體/變體，所有四種語法(例如表1-4)用於信令ALF相關資訊。根據替代變體，僅使用四種語法的子集來信令ALF相關資訊。
Figure 02_image265
Figure 02_image267
如表2的圖塊組標頭語法所示，將關於一些實施例(或其變體)描述的切片(標頭)替換為圖塊組(頭)。因此，‘tile_group_alf_enabled_flag’對應於圖2中的202，圖5中的502的語法元素，其指示ALF是否針對圖塊組是激活/致能的。此外，在圖塊組標頭中不提供ALF資料語法元素(在使用切片的其他實施例/變體中，可以在切片標頭中提供ALF資料語法元素)。取而代之的是，ALF資料語法元素在稱為適應性參數集(APS)的特定參數組中提供，如表1所示。ALF資料包括ALF資料語法元素，且在APS中提供ALF資料語法元素使得能夠在一個以上的圖塊組(例如，在相同及/或不同的解碼圖片/影像中的多個圖塊組之間)之間共享ALF參數。
表1的適應性參數集(APS)語法用於定義任何適應性參數集的信令。在一變體中，APS包含在非-‘Video Coding Layer’(視訊編碼層)(VCL)，‘Network Abstraction Layer’(網絡抽象層)(NAL)單元中(例如，稱為“APS_NUT”或APS NAL單元類型)。
APS的每個語法元素的語義的如下：適應性參數集語義
adaptation_parameter_set_id 識別APS，以供其他語法元素引用。adaptation_parameter_set_id的值應在0到63之間(包括0和63)。
表2的圖塊組標頭語法用於定義每個圖塊組標頭。為每個圖塊組提供圖塊組標頭。圖塊組包括一組圖塊，每個圖塊包括一組CTU。
圖塊組標頭的語法元素的語義如下：拼貼組標頭語義
tile_group_aps_id指定圖塊組所引用的APS的adaptive_parameter_set_id。tile_group_aps_id的值應在0到63之間(包括0和63)。具有等於tile_group_aps_id的adaptation_parameter_set_id的APS NAL單元的TemporalId應小於或等於編碼的圖塊組NAL單元的TemporalId。
表3提供用於在CTU級別(例如作為CTU資料)信令用於ALF處於有效/致能狀態的每個組件的ALF(致能)旗標的語法元素。它對應於圖2中208、209和210中使用的語法元素。對於使用非線性ALF的實施例/變體，它對應於圖5中的508、509和510。根據一變體，與VVC草案版本3(VTM-3.0)相比，我們為每個ALF亮度濾波器索引(對應於表3中每個CTU位置的‘alf_ctb_filter_alt_idx[0]’表的元素)添加濾波器替代索引的信令和為每個色度組件(對應於表3中每個CTU位置的“alf_ctb_filter_alt_idx[1]”和“alf_ctb_filter_alt_idx[1]’表的元素)添加濾波器替代索引的信令。這些索引號使用CABAC編碼，所有亮度濾波器共享一上下文，每個色度組件使用一個上下文。這些索引號的CABAC編碼對應於濾波器替代索引的一元表示的編碼：例如，編碼一系列等於一的位元，等於一的位元數對應於濾波器備選方案的索引；如果濾波器備選方案的索引低於濾波器備選方案的最大索引(對於亮度濾波器，在表4中的最大索引為‘alf_luma_num_alts_minus1’；對於色度濾波器，在表4中的最大索引為‘alf_chroma_num_alts_minus1’)，且最後等於零的位元被編碼。解碼然後包括解碼和計數一的數量直到最大索引值，一旦一的數量等於最大索引，或者一被解碼為零就結束對語法元素的解碼。
Figure 02_image269
表3的編碼樹單元語法用於定義(編碼的)編碼樹單元。編碼樹單元的每個語法元素的語義如下：編碼樹單元語義
CTU是編碼四元樹(quadtree)結構的根節點。
alf_ctb_flag [cIdx][xCtb ＞＞ Log2CtbSize][yCtb ＞＞ Log2CtbSize]等於1指定將適應性環路濾波器應用於在亮度位置(xCtb，yCtb)處由編碼樹單元的cIdx指示的顏色組件的編碼樹區塊。alf_ctb_flag[cIdx][xCtb ＞＞ Log2CtbSize][yCtb ＞＞ Log2CtbSize]等於0指定不將適應性環路濾波器應用於在亮度位置(xCtb, yCtb)處由編碼樹單元cIdx指示的顏色組件的編碼樹區塊。
如果不存在alf_ctb_flag [cIdx] [xCtb ＞＞ Log2CtbSize] [yCtb ＞＞ Log2CtbSize]，則將其推斷為等於0。
alf_ctb_filter_alt_idx [cIdx] [xCtb ＞＞ Log2CtbSize] [yCtb ＞＞ Log2CtbSize] [sigFiltIdx] 當將其應用為透過在亮度位置(xCtb，yCtb)處的編碼樹單元的cIdx指示的顏色組件的編碼樹區塊時，指定透過用於索引為sigFiltIdx的濾波器的適應性環路濾波器使用的濾波器備選方案的索引。在cIdx=0時，alf_ctb_filter_alt_idx[cIdx][xCtb ＞＞ Log2CtbSize][yCtb ＞＞Log2CtbSize][sigFiltIdx]的值應在0到alf_luma_num_alts_minus1之內。在cIdx＞ 0時，它的範圍應在0到alf_chroma_num_alts_minus1(包括端值)之間。
當alf_ctb_filter_alt_idx[cIdx][xCtb ＞＞ Log2CtbSize][yCtb ＞＞ Log2CtbSize][sigFiltIdx]不存在時，則推斷為等於0。
表4提供用於信令ALF參數的語法元素(即ALF資料語法)，其建立在VVC草稿版本3(VTM-3.0)的ALF資料語法元素的基礎上。這些語法元素建立在參考圖8-a和圖8-c的ALF語法元素在本文所述的某些變體中使用的語法元素的基礎上，而這些語法元素又建立在圖2的語法元素的基礎上。在表4所示的此變體中，還添加與色度濾波器備選方案的信令有關的其他語法元素，且在以下/之後內容中提供與該變體一起使用的語法元素的語義。
同樣，在該變體中，允許的亮度濾波器組備選方案的最大數量(例如，根據位元流的規格或(VVC)視訊設定檔/等級/級別的規格的信令限制或信號規範的信令約束，對於亮度可以使用及信令的不同濾波器組備選方案的最大數量：即透過該視頻設定檔/等級/級別允許/授權的最大值)，或允許的色度濾波器備選方案的最大數量(例如，根據規格的信令限制對於色度可以使用及信令的不同濾波器備選方案的最大數量)，可以固定為8。可以理解，在其他變體中，可以將允許的亮度濾波器組備選方案/色度濾波器備選方案的最大數量固定為另一值。在其他變體中，允許的亮度濾波器組備選方案/色度濾波器備選方案的最大數量取決於切片/圖塊組/視訊幀/視訊序列中包括的CTU數量(即“分辨率”，由多少個較小的影像部分指示，例如在圖像(部分)或影像中的CTU等。在這些變體中的一個中，允許的亮度濾波器組備選方案/色度濾波器備選方案的最大數量等於以下較小者：正整數值A；B中的較大者和“切片/圖塊組/視訊幀/視訊序列中CTU數量的C縮放對數的整數估計/近似值”減去整數D。例如，在某些變體中，允許的亮度濾波器組備選方案/色度濾波器備選方案的最大數量等於：
Figure 02_image271
其中
Figure 02_image273
是切片/圖塊組/視訊幀/視訊序列中的CTU數，log2 是以2為底的對數，⌊.⌋是捨入運算符，例如下捨入函數。A，B，C和D是常數整數。在一變體中，A=1，B=8，C=1和D=2。在另一變體中，A=1，B=8，C=1和D=3。
在某些變體中，可以使用另一函數(例如線性函數)來代替使用對數函數。
在某些變體中，使用表格代替使用函數，該表格針對基於CTU數量的範圍值提供允許的亮度濾波器組備選方案/色度濾波器備選方案的最大數量。
在一些變體中，代替使用二維空間中的CTU/樣本的數量作為“分辨率”的量度(measure)，可以使用一維空間中的數量。例如，使用長度資訊：例如，特定寬度或高度或對角線方向內的樣本(或CTU)數。
在另一變體中，代替CTU的數量，將樣本的數量用作“分辨率”的量度，且相應地調整C和D。
在又一變體中，允許的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大數量取決於幀/切片/圖塊組QP值。例如，允許的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大數量對幀/切片/圖塊組具有相對高QP可被設定為(例如，一個，以減少複雜性)比那些具有較低QP更小，因為高QP的ALF參數信令成本可能更高。在另一變體中，公式(23)中的整數值D不是恆定的，而是取決於QP值。例如，將D設置為等於QP的整數除以常數Q。例如，Q=10。
在又一變體中，對於INTRA幀，亮度濾波器組備選方案的最大數量被固定為1，且允許的色度濾波器備選方案的數量是2，4，8或16中之一，或色度CTB的數量中的較小者和一個正整數E(例如，從兩個色度組件中計算色度CTB的數量時是
Figure 02_image275
)。對於非INTRA幀，使用任何一個上述變體的亮度濾波器組備選方案的最大數量，例如，公式(23)用於得出亮度濾波器組備選方案的最大數量且允許的色度濾波器組備選方案的最大數量是2，4，8或16中之一，或色度CTB的數量中的較小者和一個正整數E。
在另一變體中，允許的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器組備選方案的最大數量(即，用於濾波器(組)備選方案可能性的數量的允許/授權的絕對最大數量)可能很大(例如，可以固定為8，16或32，而不考慮CTU的“分辨率”或數量)，但是編碼器使用“允許的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大數量”或公式(或根據諸如“分辨率”之類的替代公式)的上述變體中的一種定義，以得出“測試的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的臨時最大數量”(可用)作使用。在此，“測試的臨時最大數量...”是指在將濾波器(組)備選方案實際用於影像(部分)的編碼/解碼之前，編碼器考慮/評估/測試的最大數量。因此，編碼器會得出“測試的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大數量”，這是衍生的“測試的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大臨時數量”和允許亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大數量的值之較小者，且使用“試的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大數量”來控制/限制編碼過程中使用/測試濾波器(組)備選方案的數量，從而限制涉及的複雜性。
在一些變體中，透過編碼器根據其可用資源(例如，記憶體或計算處理能力)進一步限制測試的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大數量。
應當理解，根據替代變體，“測試的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大數量”不是使用CTU數量計數來確定的，而是可以任意設置。
Figure 02_image277
Figure 02_image279
表4的適應性環路濾波器(ALF)資料語法用於定義適應性參數集(如表1和圖16-c所示)。為了一示例實施例的目的，ALF資料語法元素的語義如下：適應性環路濾波器資料語義
alf_chroma_idc 等於0表示不將適應性環路濾波器應用於Cb和Cr顏色組件。alf_chroma_idc等於1表示將適應性環路濾波器應用於Cb顏色組件。alf_chroma_idc等於2表示將適應性環路濾波器應用於Cr顏色組件。alf_chroma_idc等於3表示將適應性環路濾波器應用於Cb和Cr顏色組件。
截斷的一元二值化tu(v)的最大值maxVal設置為等於3。
alf_luma_num_alts_minus1加1指定用於亮度組件的信令的替代濾波器組的數量。
截斷的二進制二值化tb(v)的最大值maxVal設置為等於8(這是“信令的替代亮度濾波器的最大數量”)。
表NumAlfFilters [altIdx] 為索引altIdx從0到alf_luma_num_alts_minus1範圍的亮度組件的替代濾波器組指定不同的可存取適應性環路濾波器的數量。NumAlfFilters [0]設置為等於“信令的亮度濾波器的最大數量”。對於大於0的altIdx，將NumAlfFilters [altIdx]設置為等於alf_luma_num_filters_signalled_minus1 [altIdx - 1]+1。
alf_luma_num_filters_signalled_minus1 [altIdx]加1指定可以為索引altIdx範圍從0到alf_luma_num_alts_minus1的亮度組件的替代濾波器組進行信令的亮度係數信令的適應性環路濾波器類的數量。alf_luma_num_filters_signalled_minus1 [altIdx]的值應在0到NumAlfFilters [altIdx]-1之間的範圍內。
截斷的二進制二值化(binary binarization)tb(v)的最大值maxVal設置為等於NumAlfFilters [altIdx]-1。
alf_luma_coeff_alt_merge_idx[altIdx] [filtIdx]指定可以為索引altIdx範圍從0到alf_luma_num_alts_minus1的亮度組件的替代濾波器組的信令的的適應性環路濾波器亮度替代合併索引的索引及由filtIdx範圍從0到 NumAlfFilters[altIdx]-1指示的濾波器類別。當 alf_luma_coeff_alt_merge_idx[altIdx][filtIdx]不存在，則推斷其等於0。
截斷的二進制二值化tb(v)的最大值maxVal設置為等於alf_luma_num_filters_signalled_minus1 [altIdx]。
alf_luma_coeff_delta_flag [altIdx]等於1表示未信令索引範圍altIdx從0到alf_luma_num_alts_minus1的亮度組件的替代濾波器組的 alf_luma_coeff_delta_prediction_flag[altIdx]。 alf_luma_coeff_delta_flag [altIdx]等於0的表示可以信令alf_luma_coeff_delta_prediction_flag [altIdx]。
alf_luma_coeff_delta_prediction_flag [altIdx]等於1指定根據先前亮度係數的增量(delta)來預測索引altIdx範圍從0到alf_luma_num_alts_minus1的亮度組件的替代濾波器組的信令亮度濾波器係數增量。 alf_luma_coeff_delta_prediction_flag [altIdx]等於0指定未從先前亮度係數的增量預測索引altIdx的亮度組件的替代濾波器組的信令亮度濾波器係數增量。如果不存在，則推斷alf_luma_coeff_delta_prediction_flag [altIdx]等於0。
alf_luma_min_eg_order_minus1 [altIdx]加上1指定索引altIdx範圍從0到alf_luma_num_alts_minus1的亮度組件的替代濾波器組的亮度濾波器係數信令的exp-Golomb碼的最小階數。alf_luma_min_eg_order_minus1 [altIdx]的值應在0到6的範圍內(包括0和6)。
alf_luma_eg_order_increase_flag [altIdx] [i]等於1表示將索引altIdx範圍從0到alf_luma_num_alts_minus1的亮度組件的替代濾波器組的亮度濾波器係數信令的exp-Golomb碼的最小階數(order)增1。alf_luma_eg_order_increase_flag [altIdx] [i]等於0表示索引為altIdx的亮度組件的替代濾波器組的亮度濾波器係數信令的exp-Golomb碼的最小階數不增1。
用於解碼alf_luma_coeff_delta_abs [altIdx] [sigFiltIdx] [j] 的值的exp-Golomb碼的expGoOrderY [altIdx] [i] 階數如下： expGoOrderY[altIdx][i]=alf_luma_min_eg_order_minus1[altIdx] +1+alf_luma_eg_order_increase_flag[altIdx][i]
alf_luma_coeff_flag [altIdx] [sigFiltIdx]等於1表示信令索引altIdx範圍從0到alf_luma_num_alts_minus1的亮度組件的替代濾波器組的sigFiltIdx指示的亮度濾波器的係數。alf_luma_coeff_flag [altIdx] [sigFiltIdx]等於0表示將索引為altIdx的亮度組件的替代濾波器組的sigFiltIdx指示的亮度濾波器的所有濾波器係數設置為等於0。如果不存在，則將alf_luma_coeff_flag [altIdx] [sigFiltIdx]設置為等於1。
alf_luma_coeff_delta_abs [altIdx] [sigFiltIdx] [j]指定由索引altIdx的範圍從0到alf_luma_num_alts_minus1的亮度組件的替代濾波器組的sigFiltIdx指示的信令的亮度濾波器的第j個係數增量的絕對值。當alf_luma_coeff_delta_abs [altIdx] [sigFiltIdx] [j]不存在時，則推斷為等於0。
exp-Golomb二值化uek(v)的階數k推導如下： golombOrderIdxY[]={ 0, 0, 1, 0, 0, 1, 2, 1, 0, 0, 1, 2 } k=expGoOrderY[altIdx][golombOrderIdxY[j]]
alf_luma_coeff_delta_sign [altIdx] [sigFiltIdx] [j]指定索引altIdx的範圍從0到alf_luma_num_alts_minus1的亮度組件的替代濾波器組的sigFiltIdx指示的濾波器的第j個亮度係數的符號，如下所示： -如果alf_luma_coeff_delta_sign [altIdx] [sigFiltIdx] [j]等於0，則相應的亮度濾波器係數為正值。 -否則(alf_luma_coeff_delta_sign [altIdx] [sigFiltIdx] [j]等於1)，相應的亮度濾波器係數為負值。
如果不存在alf_luma_coeff_delta_sign [altIdx] [sigFiltIdx] [j]，則將其推斷為等於0。
變量filterCoefficients[altIdx][sigFiltIdx] [j] with altIdx=0..alf_luma_num_alts_minus1, sigFiltIdx= 0..alf_luma_num_filters_signalled_minus1[altIdx], j=0..11初始化如下： filterCoefficients [altIdx] [sigFiltIdx] [j]=alf_luma_coeff_delta_abs [altIdx] [sigFiltIdx] [j] * (1 - 2 * alf_luma_coeff_delta_sign [altIdx] [sigFiltIdx] [j])
當alf_luma_coeff_delta_prediction_flag [altIdx] 等於1時，filterCoefficients[altIdx][sigFiltIdx][j] with sigFiltIdx= 1..alf_luma_num_filters_signalled_minus1[altIdx] and j=0..11如下修改： filterCoefficients[altIdx][sigFiltIdx][j]+=filterCoefficients[altIdx][sigFiltIdx - 1][j]
變量alf_luma_coeff_delta_idx[altIdx][filtIdx] 其中altIdx=0..alf_luma_num_alts_minus1 and filtIdx= 0..NumAlfFilters[altIdx] - 1指定用於索引altIdx的亮度組件和由filtIdx指示的濾波器類別的替代濾波器組的信令適應性環路濾波器亮度係數增量的索引。初始化如下： alf_luma_coeff_delta_idx[0][filtIdx] is first set equal to alf_luma_coeff_alt_merge_idx[0][filtIdx] for filtIdx= 0..NumAlfFilters[0] - 1.
然後對於altIdx=1 .. alf_luma_num_alts_minus1，對於filtIdx=0..NumAlfFilters [0] - 1，alf_luma_coeff_delta_idx [altIdx] [filtIdx]設定等於alf_luma_coeff_alt_merge_idx [altIdx] [alf_luma_coeff_delta_idx [altIdx - 1] [filtIdx]]。
亮度濾波器係數AlfCoeffL[altIdx]，其元素AlfCoeffL [altIdx] [filtIdx] [j]，altIdx=0..alf_luma_num_alts_minus1, filtIdx=0..NumAlfFilters - 1 and j=0..11由下推導 AlfCoeffL[altIdx][filtIdx][j]=filterCoefficients[altIdx][alf_luma_coeff_delta_idx[altIdx][filtIdx]][j]
對於altIdx=0..alf_luma_num_alts_minus1 and filtIdx=0的最後濾波器係數AlfCoeffL [altIdx] [filtIdx] [12] 推導如下： AlfCoeffL[altIdx][filtIdx][12]=128-Σk (AlfCoeffL[altIdx] [filtIdx][k] ＜＜ 1)，其中k=0..11
位元流一致性的要求是AlfCoeffL[altIdx][filtIdx][j] 的值，其中altIdx=0..alf_luma_num_alts_minus1, filtIdx= 0..NumAlfFilters - 1, j=0..11 的範圍是-2^7 to 2^7 - 1(包含端點)，且AlfCoeffL [altIdx] [fildIdx] [12]的值 的範圍應是0至2^8 - 1(包含端點)。
alf_chroma_num_alts_minus1 指定用於色度組件的替代濾波器數量。
截斷的二進制二值化tb(v)的最大值maxVal設置為等於8。
alf_chroma_coeff_delta_prediction_flag等於1指定從先前色度係數的增量預測色度組件的替代濾波器的信令色度濾波器係數增量。alf_chroma_coeff_delta_prediction_flag等於0指定不從先前色度係數的增量預測色度的替代濾波器的信令色度濾波器係數增量。如果不存在，則推斷alf_chroma_coeff_delta_prediction_flag等於0。
alf_chroma_min_eg_order_minus1加1指定用於色度濾波器係數信令的exp-Golomb碼的最小階數。alf_chroma_min_eg_order_minus1的值範圍應在0到6之間(包括0和6)。
alf_chroma_eg_order_increase_flag [i]等於1表示將用於色度濾波器係數信令的exp-Golomb碼的最小階數遞增1。alf_chroma_eg_order_increase_flag [i]等於0表示用於色度濾波器係數信令的exp-Golomb碼的最小階數不增加1。
用於對alf_chroma_coeff_abs [altIdx] [j]的值進行解碼的exp-Golomb碼的expGoOrderC [i]階數如下： expGoOrderC[i]=alf_chroma_min_eg_order_minus1+1+alf_chroma_eg_order_increase_flag[i]
alf_chroma_coeff_delta_abs [altIdx] [j]為索引altIdx的色度組件指定替代濾波器的第j個色度濾波器係數增量的絕對值。如果不存在alf_chroma_coeff_detla_abs [altIdx] [j]，則將其推斷為等於0。
exp-Golomb二值化uek(v)的階數k推導如下： golombOrderIdxC[]={ 0, 0, 1, 0, 0, 1 } k=expGoOrderC[golombOrderIdxC[j]]
alf_chroma_coeff_ delta_ sign [altIdx] [j]指定用於索引altIdx的色度組件的替代濾波器的第j個色度濾波器係數的符號，如下所示： - 如果alf_chroma_coeff_ delta_ sign [altIdx] [j]等於0，則相應的色度濾波器係數為正值。 - 否則(alf_chroma _delta _coeff_sign [altIdx] [j]等於1)，相應的色度濾波器係數為負值。
如果不存在alf_chroma_coeff_sign [altIdx] [j]，則將其推斷為等於0。
元素AlfCoeff C [altIdx] [j]，altIdx= 0..alf_chroma_num_alts_minus1及j=0..5的色度濾波器係數AlfCoeffC [altIdx] 初始化如下： AlfCoeffC[altIdx][j]=alf_chroma_coeff_delta_abs[altIdx][j] * (1 - 2 * alf_chroma_delta_coeff_sign[altIdx][j])
當alf_chroma_coeff_delta_prediction_flag等於1時，AlfCoeffC[altIdx][j]，其中altIdx=1..alf_luma_num_alts_minus1 且j=0..7進行如下修改： AlfCoeffC[altIdx][j]+=AlfCoeffC[altIdx - 1] [j]
j=6的最後濾波器係數推導如下： AlfCoeffC[altIdx][6]=128-Σk (AlfCoeffC[altIdx][k] ＜＜ 1)，其中k=0..5
位元流一致性的要求是，AlfCoeffC[altIdx][j]，其中altIdx=0..alf_chroma_num_alts_minus1 and j=0..5的值應在範圍-2^7-1至2^7-1，且AlfCoeffC [altIdx] [6]的值範圍應在0到2^8-1之間(包括0和2^8-1)。
根據一些變體，適應性環路濾波處理使用以上語法元素。下文使用VVC草案版本3(VTM-3.0)的註釋約定描述此類變體。應當理解，儘管本文描描述的變體/實施例的描述提到亮度和色度組件，但是它們可以容易地適於其他組件的樣本的影像部分/區塊，例如單個亮度/色度組件或RGB組件。適應性環路濾波過程 一般
該過程的輸入是在適應性環路濾波器recPictureL，recPictureCb和recPictureCr之前的重構圖片樣本陣列。
該過程的輸出是適應性環路濾波器alfPictureL，alfPictureCb和alfPictureCr之後的修改的重構圖片樣本陣列。
適應性環路濾波器alfPictureL，alfPictureCb和alfPictureCr之後的修改的重構圖片樣本陣列中的樣本值首先分別設置為等於適應性環路濾波器recPictureL，recPictureCb和recPictureCr之前的重構圖片樣本陣列中的樣本值。
當tile_group_alf_enabled_flag等於1時，對於每個具有亮度編碼樹區塊位置(rx，ry)的編碼樹單元，其中rx=0..PicWidthInCtbs - 1和ry=0..PicHeightInCtbs - 1，適用以下規則：
當alf_ctb_flag[0][rx][ry]等於1時，子句(clause)‘Coding tree block filtering process for luma samples’(用於亮度樣本的編碼樹區塊濾波過程)中指定的用於亮度樣本的編碼樹區塊濾波過程，調用以recPictureL, alfPictureL,亮度編碼樹塊位置(xCtb, yCtb) 設置等於(rx ＜＜ CtbLog2SizeY, ry ＜＜ CtbLog2SizeY)作為輸入，並輸出是修改的濾波的圖片picture alfPictureL。
當alf_ctb_flag [1] [rx] [ry]等於1時，子句‘Coding tree block filtering process for chroma samples’(用於色度樣本的編碼樹區塊濾波過程)中指定的用於色度樣本的編碼樹區塊濾波過程，調用以recPicture設置等於recPictureCb，alfPicture設置等於alfPictureCb，compIdx設置為1，且色度編碼樹塊位置(xCtbC，yCtbC)設置為(rx ＜＜(CtbLog2SizeY-1)，ry ＜＜ (CtbLog2SizeY-1))作為輸入，並輸出是修改的濾波的圖片alfPictureCb。
當alf_ctb_flag[2][rx][ry]等於1時，子句‘Coding tree block filtering process for chroma samples’(用於色度樣本的編碼樹區塊濾波過程)中指定的用於色度樣本的編碼樹區塊濾波過程，調用以recPicture設置等於recPictureCr，alfPicture設置等於alfPictureCr，compIdx設置等於1，且色度編碼樹塊位置(xCtbC，yCtbC)設置為(rx ＜＜ (CtbLog2SizeY-1), ry ＜＜ (CtbLog2SizeY-1))作為輸入，並輸出是修改的濾波的圖片alfPictureCr.。亮度樣本的編碼樹區塊濾波過程
此過程的輸入是： 重構亮度圖片樣本陣列recPictureL在適應性環路濾波過程之前， 濾波的重構亮度圖片樣本陣列alfPictureL， 亮度位置(xCtb，yCtb)指定當前亮度編碼樹區塊相對於當前圖片的左上樣本的左上樣本。
該過程的輸出是修改的濾波重構亮度影像樣本陣列alfPictureL。
用於濾波器索引子句的推導過程‘Derivation process for ALF transpose and filter index for luma samples’(為ALF轉置和濾波器索引用於亮度樣本的推導過程)調用以位置(xCtb，yCtb)和重構亮度影像樣本陣列recPictureL作為輸入，且x, y=0..CtbSizeY-1時filtIdx[x][y] 和transposeIdx[x][y]作為輸出。
為導出濾波的重構亮度樣本alfPictureL[x][y]，將當前亮度編碼樹區塊recPictureL [x] [y] 內部的每個重構亮度樣本按如下方式進行濾波，其中x，y=0..CtbSizeY-1：
變量altIdx，推導如下： altIdx=alf_ctb_filter_alt_idx[0][xCtb ＞＞ Log2CtbSize] [yCtb ＞＞ Log2CtbSize][filtIdx[x][y]]
對應於由filtIdx [x] [y]指定的濾波器的亮度濾波器係數f [j]的陣列是通過j=0..12推導如下： f[j]=AlfCoeffL[altIdx][filtIdx[x][y]][j]
根據transposeIdx[x][y]得出亮度濾波器係數filterCoeff如下：
Figure 02_image281
亮度樣本的給定陣列recPicture中每個對應的亮度樣本(x，y)的位置(hx，vy)推導如下：
Figure 02_image283
變量sum推導如下：
Figure 02_image285
修改的濾波的重構亮度影像樣本alfPictureL [xCtb+x] [yCtb+y]推導如下：
Figure 02_image287
ALF 轉置和用於亮度樣本的濾波 索引的推導過程
此過程的輸入是： 亮度位置(xCtb，yCtb)相對於當前圖片左上樣本指定當前亮度編碼樹區塊的左上樣本， 適應性環路濾波過程之前的重構亮度圖片樣本陣列recPictureL。
該過程的輸出是 分類濾波器索引陣列filtIdx[x][y]，其中x, y= 0..CtbSizeY-1， 轉置索引陣列transposeIdx[x][y]，其中x, y= 0..CtbSizeY-1。
亮度樣本的給定陣列recPicture中每個對應亮度樣本(x，y)的位置(hx，vy)推導如下：
Figure 02_image289
分類濾波器索引陣列filtIdx和轉置索引陣列transposeIdx通過以下有序步驟得出： 1)變量filtH [x] [y]，filtV [x] [y]，filtD0[x][y]和filtD1 [x] [y]，其中x, y=- 2..CtbSizeY+1，推導如下： 如果x和y均為偶數或x和y均為非偶數，則適用以下條件：
Figure 02_image291
Figure 02_image293
Figure 02_image295
否則，filtH [x] [y]，filtV [x] [y]，filtD0 [x] [y]和filtD1 [x] [y]設置為等於0。 2)變量varTempH1 [x] [y]，varTempV1 [x] [y]，varTempD01 [x] [y]，varTempD11 [x] [y]和varTemp [x] [y]，其中x, y=0..(CtbSizeY - 1) ＞＞ 2，推導如下：
Figure 02_image297
3)變量dir1[x][y], dir2[x][y]和dirS[x][y]，其中x, y=0..CtbSizeY - 1，推導如下： 變量hv1，hv0和dirHV，推導如下： 如果sumV [x ＞＞ 2] [y ＞＞ 2]大於sumH [x ＞＞ 2] [y ＞＞ 2]，則適用如下：
Figure 02_image299
否則，適用如下：
Figure 02_image301
變量d1，d0和dirD，推導如下： 如果sumD0 [x ＞＞ 2] [y ＞＞ 2]大於sumD1 [x ＞＞ 2] [y ＞＞ 2]，則適用如下：
Figure 02_image303
否則，適用如下：
Figure 02_image305
變量hvd1，hvd0，推導如下：
Figure 02_image307
變量dirS [x] [y]，dir1 [x] [y]和dir2 [x] [y] ，推導如下：
Figure 02_image309
4)變量avgVar [x] [y]，其中x, y=0..CtbSizeY - 1，推導如下：
Figure 02_image311
5)類別濾波器索引陣列filtIdx [X] [ÿ]和轉置索引陣列transposeIdx[x][y]，其中x=y=0..CtbSizeY-1，推導如下：
Figure 02_image313
當dirS [x] [y]不等於0時，filtIdx [x] [y]修改如下：
Figure 02_image315
色度樣本的編碼樹區塊濾波過程
此過程的輸入是： 適應性環路濾波過程之前的重構色度圖片樣本陣列RecPicture， 濾波的重構色度圖片樣本陣列alfPicture， 組件索引compIdx指定當前色度編碼樹區塊的色度組件索引。 色度位置(xCtbC，yCtbC)指定相對於當前圖片的左上樣本的當前色度編碼樹區塊的左上樣本。
該過程的輸出是修改的濾波的重構色度圖片樣本陣列alfPicture。
當前色度編碼樹區塊的大小ctbSizeC推導如下：
Figure 02_image317
為導出濾波的重構色度樣本alfPicture [x] [y]，對當前色度編碼樹區塊recPicture [x] [y]內部的每個重構色度樣本進行如下濾波，其中x, y=0..ctbSizeC - 1：
色度樣本的給定陣列RecPicture中每個相應色度樣本(x，y)的位置(hx，vy)推導如下：
Figure 02_image319
變量altIdx，推導如下：
Figure 02_image321
變量sum的推導如下：
Figure 02_image323
修改的濾波的重構色度圖片樣本alfPicture [xCtbC+x] [yCtbC+y]，推導如下：
Figure 02_image325
適應性環路濾波器資料最佳化
可以使用各種最佳化技術來最佳化一些適應性環路濾波器資料。根據圖18的流程圖所示的實施例，該實施例修改先前描述的圖17的流程圖，編碼過程包括對可用於影像(部分)編碼/解碼的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的數量的這種最佳化。步驟1801和1802與圖17相同，因此在圖18中省略。
可以通過對每種組件類型執行以下步驟來實現可用於影像(部分)的編碼/解碼的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的數量的最佳化(即，用於亮度組件上的亮度濾波器組備選方案或色度組件兩者上的色度濾波器備選方案)。
1)編碼器從多個亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案開始，其數量等於測試亮度濾波器組備選方案2001或色度濾波器備選方案2002的(衍生(derived))最大數量。
2)將每個亮度濾波器組備選方案2003a或每個色度濾波器備選方案2003b與CTB的較佳地不同/不相交的子集相關聯，以針對每個亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案與其關聯的CTB子集的樣本一起執行第一濾波器最佳化(此第一濾波器最佳化對應於以下步驟3的第一迭代，即下面的“3.a.i)” & “3.a.ii)”)。2003a包括將給定的亮度CTB的每個類別索引與給定的亮度濾波器組替代索引相關聯，而2003b包括將色度CTB與給定的色度濾波器備選方案索引相關聯。在該步驟中，處理的組件的所有‘alf_ctb_flag’旗標都設置為1。
3)然後，直到達到給定的迭代次數(2008或2016)，編碼器循環/重複以下步驟
3.a) 使用與其關聯的CTB的樣本值(或在1802先前基於基於它們計算的統計資訊)，為每個亮度濾波器組備選方案或色度濾波器組備選方案推導新的(最佳化)濾波器(其對應於最佳化和設置：用於Luma(亮度)上每個亮度濾波器組備選方案的‘NumAlfFilters[altIdx]’及AlfCoeffL[altIdx] 的值，或Chroma(色度)上每個色度濾波器組備選方案的AlfCoeffC[altIdx]的值)。此導出步驟可以是在進一步分割到2子-步驟：
3.a.i) 以類似於1804或1812的方式將致能的CTB的共變數和交叉共變數統計資訊進行組合2004或2012。但是，在2004，不是收集每類別的一矩陣，而是收集統計資訊以獲得每類別和每亮度濾波器組替代索引(altIdx)的一矩陣，即為每個亮度濾波器組備選方案獲得“每類別的一矩陣”。對於具有索引classIdx和給定altIdx的給定類別，通過計算/匯總/求和在每個有效/致能的CTB中為給定類別獲得的統計資訊(即‘alf_ctb_flag[0]’=1)來獲得矩陣，其中該類別與給定的altIdx相關聯 (‘alf_ctb_filter_alt_idx[0][x][y][classIdx]’=altIdx)。在2012，不是為兩色度組件都獲取一矩陣，而是收集統計資訊以獲得每色度濾波器替代索引(altIdx)的一矩陣，即，為每個色度濾波器備選方案獲得一矩陣”。對於給定的altIdx，通過計算/匯總/求和每個有效/致能的色度CTB的統計資訊來獲得矩陣(即，對於Cb組件，‘alf_ctb_flag[1]’=1；對於Cr組件，‘alf_ctb_flag[2]’=1)，其與給定的altIdx相關聯(例如，對於Cb組件，‘alf_ctb_filter_alt_idx[1][x][y][0]’= altIdx；對於Cr組件，‘alf_ctb_filter_alt_idx[2][x][y][0]’= altIdx)。
3.a.ii)最佳化每個亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的濾波器。對於具有索引altIdx的每個色度濾波器備選方案，此在2013進行，使用3.a.i)中針對該altIdx獲得的矩陣，以類似於在1813僅對一濾波器進行的方式。因此，每個altIdx獲得一濾波器。對於亮度組件，迭代地獲得用於每個亮度濾波器組備選方案的波器，步驟2020示出繼續/終止迭代過程的條件的示例。對於亮度濾波器組備選方案的每個索引(即altIdx或“亮度濾波器組備選方案索引”)，在2005找到用於合併該亮度濾波器組備選方案索引altIdx的亮度類別的組合，並找到用於編碼在2006的亮度濾波器組備選方案的亮度濾波器的最佳R/D成本折衷方案。例如，使用圖8-e所示的語法元素，可以說2005和2006與altIdx=0的1805和1806相似，其獲得第一最佳化的亮度濾波器組備選方案(“Filter alternative 0 Coefficients table”(濾波器備選方案0係數表)，使用每個類別的矩陣，並在步驟3.ai)中獲得altIdx=0。該第一最佳化的亮度濾波器組備選方案包括最佳化的濾波器數量和最佳化的合併表(即，在該第一最佳化的亮度濾波器組備選方案中將每個類別索引與濾波器索引相關聯的查找表)。對於altIdx＞ 0(即，直到(衍生的)測試的亮度濾波器組備選方案的最大數2001減一)，合併步驟2005對應於1805，1805已被修改，因此，不是從“信令的亮度濾波器的最大數量”濾波器和將每個類別與不同濾波器索引相關聯的合併表開始，其從以下開始：“等於為先前altIdx(即altIdx-1)獲得的濾波器最佳化數量的濾波器數量”濾波器及合併的表(即，將每個類別索引與亮度濾波器組備選方案altIdx中的濾波器索引相關聯的查找表)，該表是針對altIdx-1在2006獲得的最佳化合併表進行初始化的。然後，步驟2006允許獲得“最佳化的亮度濾波器組備選方案altIdx”，其包括濾波器的最佳化數量和最佳化的合併表(即在該“optimized Luma filter set alternative altIdx”(最佳化的亮度濾波器組備選方案)中將每個類別索引與濾波器索引相關聯的查找表)。
3.b)最佳化‘alf_ctb_flag’旗標(即ALF Luma / Cr / Cb致能旗標)的狀態，同時還將每個致能的CTB與針對每個類別/濾波器索引2007或色度濾波器備選方案2014的最佳性能的亮度濾波器組備選方案相關聯(與在用於給定組件的‘alf_ctb_filter_alt_idx’中設置值相對應，請參見表3和圖16-c)。
通過使用每個CTB的統計資訊來執行步驟2007。這些統計資訊在1802得到，以計算/估算，用於與給定亮度濾波器組替代索引(altIdx)的給定濾波器(index)相關的每個類別，當在屬於該類別的CTB的樣本上使用在給定的亮度濾波器組備選方案時，該類別經歷的失真。還估計在CTU資料中信令altIdx的速率。對於本文所述的第一實施例或其變體的給定CTB和給定的濾波器索引(或本文所述的第二實施例或其變體的給定CTB和給定的類別索引)，通過從估計的失真和速率獲得最小化R/D成本拉格朗(Lagrangian)函數，對於每個給定的亮度濾波器組替代索引(altIdx)，可以確定/選擇/選定最佳亮度濾波器組備選方案，以用於第一實施例或變體的給定濾波器索引(或第二個實施例或其變體的給定類別索引)。
用於色度組件的步驟2014更簡單，因為在該實施例中(且實際上在VTM-3.0的ALF濾波中)，沒有分類用於色度CTB。它是通過使用在1802獲得的每個CTB的統計資訊執行，以計算/估計對於每個給定的色度組件和對於每個色度濾波器替代指標(altIdx)，在該CTB的樣本上當使用色度濾波器備選方案時經歷失真時(即，當使用由色度濾波器替代索引識別的濾波器時，因為在此實施例中，色度濾波器備選方案中只有一濾波器)。還估計CTU資料中信令altIdx的速率。對於一給定的CTB和一給定的色度組件，從所估計的失真和速率獲得通過最小化R/D成本的拉格朗函數，對於每個給定色度濾波器替代索引(altIdx)，能夠確定/選擇/選定最佳色度濾波器備選方案以用於該色度組件。
該編碼器迭代循環/重複執行‘alf_ctb_flag’旗標(即ALF Luma/Cr/Cb致能旗標)的狀態的最佳化，將它們與亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案相關連的最佳化(給定組件在‘alf_ctb_filter_alt_idx’中的值)，以及亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案(以及它們的濾波器係數)的最佳化。通過重複(循環)步驟3.a)和3.b)，“alf_ctb_flag”旗標的狀態趨向於特定狀態，而與濾波器(組)備選方案的關聯也趨向於特定關聯，且濾波器(組)備選方案也傾向於使濾波器具有特定的濾波器係數(即，對於這些最佳化參數，演算法收斂到最佳化解決方案)。與用於最佳化‘alf_ctb_flag’的狀態和用於一亮度濾波器組或一色度濾波器組的濾波器係數1808或1816(例如，在VTM3.0中)所需的迭代次數相比，可以增加達到該收斂的環路迭代次數2008或2016。這是因為我們也在同時(即在同一最佳化過程中)嘗試針對亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案選擇(即‘alf_ctb_filter_alt_idx’)以及多個濾波器(組)備選方案進行最佳化。在一變體中，此增加與測試的濾波器(組)備選方案的數量成正比，因此，當測試的濾波器(組)的數量等於1時，則不會增加。
4)編碼器逐漸減少亮度濾波器組備選方案2001或色度濾波器備選方案2002的數量，重複步驟2)和3)，直到濾波器(組)備選方案的數量達到1。可以理解的是，當測試的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大數量為一時，仍然可以執行該最佳化過程以最佳化其他最佳化參數，即“alf_ctb_flag”旗標的狀態和該一濾波器(組)備選方案的濾波器係數。在最佳化過程中，編碼器會針對每個中間最佳化參數(例如，針對每個亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案，且‘alf_ctb_flag’旗標的狀態在步驟2)或3)中對其進行評估)比較最佳化標準的結果(例如，速率/失真折衷的拉格朗評估)，然後為ALF參數選擇最佳值，包括最佳亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案數2009或2019(即，以最佳速率/失真折衷的這些濾波器組備選方案及/或濾波器備選方案的數量)。信令最佳(即最佳化)亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案數量，例如使用‘alf_luma_num_alts_minus1’或‘alf_chroma_num_alts_minus1’語法元素(如表4和圖16-c所示)。這些語法元素可以採用截斷的二進制二值化進行編碼，該二進制二值化採用最大值(maxVal)作為參數，該最大值設置為允許的亮度濾波器組備選方案或色度濾波器備選方案的最大數量(即用於濾波器(組)備選方案的絕對最大數量的可能性)，以便知道它們的最大大小，因此可以相應地對其進行解析/解碼。
應該理解的是，上述最佳化步驟可以在相同的水準上執行，例如在切片/圖塊組/整個圖像(部分)級別，作為ALF濾波器(組)備選方案信令的濾波器係數被最佳化的級別。應當理解，可以針對每個切片，每個圖塊組，每個視訊幀，視訊序列的一部分或者甚至整個視訊序列執行上述最佳化步驟。本發明的實施例的實現
可以以執行一或多個前述實施例/變型的方法步驟的編碼器或解碼器的形式來實現一或多個前述實施例/變型。以下實施例示出了這樣的實現。
例如，根據前述實施例/變型中的任一個的適應性環路濾波器可以用在由圖10中的編碼器執行的後置濾波(post filtering)9415或由圖11中的解碼器執行的後置濾波9567中。
圖10示出根據本發明的實施例的編碼器的方塊圖。根據本發明的一或多個實施例/變體，編碼器由連接的模組表示，每個模塊適合於以例如由裝置的中央處理單元(CPU)執行的程式化指令的形式實現在對影像序列的影像進行編碼至少一實施例實現至少一方法的相應步驟。
在9401數位影像i0的原始序列透過編碼器9400作為輸入接收。每個數位影像由一組樣本表示，有時也稱為像素(在下文中，它們稱為像素)。在執行編碼過程之後，透過編碼器9400輸出位元流9410。位元流9410包括用於諸如切片的多個編碼單元或影像部分的資料，每個切片包括用於發送使用於對切片和切片主體進行編碼的編碼參數的編碼值的切片標頭，包括編碼的視訊資料。
在9401數位影像i0透過模組9402將輸入的數位影像i0分成像素區塊。這些區塊對應於影像部分，且可具有可變大小(例如4×4、8×8、16×16、32×32、64×64、128×128像素和幾個矩形區塊大小也可以考慮)。為每個輸入區塊選擇一編碼模式。提供兩編碼模式系列：基於空間預測編碼(幀內預測(Intra prediction))的編碼模式和基於時間預測(幀間編碼，MERGE，SKIP)的編碼模式。測試可能的編碼模式。
模組9403實施幀內預測過程，其中，要編碼的給定區塊是由從所述要編碼的區塊的鄰域的像素計算出的預測子來預測。如果選擇幀內編碼，則對所選幀內預測子的指示以及給定區塊與其預測子之間的差異進行編碼，以提供殘餘。
通過運動估計模組9404和運動補償模組9405來實現時間預測。首先，從一組參考影像9416中選擇一參考影像，且參考影像的一部分，也稱為參考區域或影像部分，是與要編碼的給定區塊最接近區域(就像素值相似性而言最接近)，透過運動估計模組9404選擇。然後，運動補償模組9405使用所選區域來預測要編碼的區塊。透過運動補償模組9405計算所選參考區域與給定區塊之間的差，也稱為殘餘區塊/資料。使用運動資訊(例如，運動向量)指示所選參考區域。
因此，在兩種情況下(空間和時間預測)，當殘餘未處於跳過(SKIP)模式時，通過從原始區塊中減去該預測子來計算殘餘。
在透過模組9403實施的INTRA預測，對預測方向進行編碼。在透過模組9404、9405、9416、9418、9417實現的幀間預測，用於識別這種運動向量的至少一運動向量或資訊(資料)被編碼用於時間預測。
如果選擇幀間預測，則與運動向量和殘餘區塊有關的資訊被編碼。為進一步降低位元率(bitrate)，假設該運動是同質的(homogeneous)，則通過相對於運動向量預測子的差異來對運動向量進行編碼。通過運動向量預測和編碼模組9417從運動向量字段(field)9418獲得來自一組運動資訊預測子候選者的運動向量預測子。
編碼器9400還包括選擇模組9406，用於通過應用編碼成本標準(例如速率失真標準)來選擇編碼模式。為進一步減少冗餘，透過轉換模組9407將轉換(例如DCT)應用於殘餘區塊，然後通過量化模組9408對獲得的轉換資料進行量化，並通過熵編碼模組9409對熵進行編碼。最終，在當前區塊的編碼的殘餘區塊不是以跳過模式且和所選的編碼模式需要對殘餘區塊進行編碼時，在當前區塊的編碼的殘餘區塊被編碼被插入位元流9410。
編碼器9400還執行編碼影像的解碼，以便產生用於後續影像的運動估計的參考影像(例如，參考影像/圖片9416中的那些)。這使得接收位元流的編碼器和解碼器能夠具有相同的參考幀(例如，使用重構影像或重構影像部分)。逆量化(inverse quantization)(“去量化(dequantization)”)模組9411對量化資料執行逆量化(“去量化”)，然後由逆轉換模組9412執行逆轉換。幀內預測模組9413使用預測資訊來確定對於給定區塊使用哪個預測子，且運動補償模組9414實際上將由模組9412獲得的殘餘添加到從參考影像組9416獲得的參考區域中。然後由模組9415應用後置濾波，以對像素的重構幀(影像或影像部分)進行濾波，以獲得一組參考影像9416的另一參考影像。
圖11示出根據本發明的實施例的可用於從編碼器接收資料的解碼器9560的方塊圖。解碼器由連接的模組表示，每個模組適合於以例如由裝置的CPU執行的程式化指令的形式實現透過解碼器9560實現的方法的相應步驟。
解碼器9560接收包括編碼單元(例如，與影像部分，區塊或編碼單元相對應的資料)的位元流9561，每個由包含關於編碼參數的資訊的標頭和包含編碼視訊資料的主體組成。如關於圖10所解釋，對編碼的視訊資料進行熵編碼，且針對給定影像部分(例如，區塊或CU)，在預定數量位元對運動資訊(例如，運動向量預測子所引)進行編碼。接收的編碼的視訊資料透過一模組9562被熵解碼。殘餘資料隨後通過模組9563解量化，然後透過一模組9564施加逆轉換，以獲得像素值。
指示編碼模式的模式資料也被熵解碼，且基於該模式，對影像資料的編碼區塊(單元/集合/組)執行INTRA類型解碼或INTER類型解碼。在INTRA模式的情況下，INTRA預測子是由基於在位元流中所指定的幀內預測模式的幀內預測模組9565確定(例如幀內預測模式使用在位元流中提供的資料是可確定的)。如果模式是INTER模式，則從位元流中提取/獲得運動預測資訊，以找到(識別)編碼器使用的參考區域。例如，運動預測資訊包括參考幀索引和運動向量殘餘。運動向量預測子是通過運動向量解碼模組9570添加到運動向量殘餘，以獲得運動向量。
運動向量解碼模組9570透過運動預測編碼對每個影像部分應用運動向量解碼(例如，當前區塊或CU)。一旦已經獲得用於當前區塊的運動向量預測子的一個索引，與影像部分相關聯的運動向量的實際值(例如，當前區塊或CU)可以被解碼並用於通過模組9566應用運動補償。透過解碼的運動向量指示的參考影像部分從一組參考影像9568提取/獲得，使得模組9566可以執行運動補償。以解碼後的運動向量來更新運動向量字段資料9571，以便用於隨後解碼的運動向量的預測。
最後，獲得解碼區塊。在適當的情況下，透過後置濾波模組9567進行後置濾波。最終，透過解碼器9560獲得並提供解碼的視訊信號9569。
圖12示出其中可以實現本發明的一或多個實施例的資料通信系統。該資料通信系統包括傳輸裝置，在這種情況下是伺服器9201，其可操作以經由資料通信網路9200將資料串流9204(data stream)的資料封包傳輸到接收裝置，在這種情況下是客戶端9202。資料通信網路9200可以是廣域網路(WAN, Wide Area Network)或區域網路(LAN, Local Area Network)。這樣的網路可以是例如無線網路(Wifi/802.11a或b或g)，以太網路，網際網路或由幾個不同網路組成的混合網路。在本發明的特定實施例，資料通信系統可以是數位電視廣播系統，其中所述伺服器9201發送相同資料內容給多個客戶端。
資料串流9204由伺服器提供的9201，可以由表示視訊和音訊資料的多媒體資料組成。音訊和視訊資料串流可以，在本發明的一些實施例中，分別使用麥克風和相機透過由伺服器9201獲取。在一些實施例中，資料串流可儲存在伺服器9201或從另一資料提供者透過伺服器9201接收，或在伺服器9201產生。伺服器9201設置有用於對視頻和音頻串流進行編碼的編碼器，特別是提供用於傳輸的壓縮位元流，該壓縮位元流是作為輸入至編碼器而呈現的資料的更緊湊的表示。為獲得更好的傳輸資料品質與傳輸資料量之比，視訊資料的壓縮可以例如根據高效視訊編碼(HEVC, High Efficiency Video Coding)格式或H.264 /高級視訊編碼(AVC, Advanced Video Coding)格式或多功能視訊編碼(VVC, Versatile Video Coding)格式。客戶端9202接收發送的位元流，並對重構的位元流進行解碼，以透過揚聲器再現顯示裝置上的視訊影像和音訊資料。
儘管在該實施例中考慮串流場景，但是應當理解，在本發明的一些實施例中，可以使用例如諸如光碟之類的媒體儲存裝置來執行編碼器和解碼器之間的資料通信。在本發明的一或多個實施例中，視訊影像可以與代表補償偏差的資料一起發送，以應用於影像的重構像素，以在最終影像中提供濾波的像素。
圖13示意性地示出配置為實現本發明的至少一實施例/變體的處理裝置9300。處理裝置9300可以是諸如微型電腦，工作站，用戶終端或輕便可攜式裝置的裝置。所述裝置/設備9300包括通信匯流排9313連接到： -中央處理單元9311，諸如微處理器，表示為CPU； -唯讀記憶體9307，表示為ROM，用於儲存電腦程式/指令用於操作裝置9300及/或實施發明； -隨機存取記憶體9312，表示為RAM，用於儲存本發明實施例/變體的方法的可執行碼以及適於記錄實現數位影像序列編碼的方法所需的變量和參數的暫存器及/或根據本發明實施例/變體的解碼位元流的方法；及 -通信介面9302，連接到通信網路9303，通過其發送或接收要處理的數位資料。
替代地，裝置9300還可包括以下組件： -資料儲存裝置9304，如硬碟，用於儲存實現本發明一或多個實施例/變體的方法的電腦程式及在實現本發明的一或多個實施例/變體期間使用或產生的資料； -磁碟驅動9305，用於磁碟9306(例如，存儲介質)，該磁碟驅動9305適於從磁碟9306讀取資料或將資料寫到所述磁碟9306上；或 -螢幕9309，用於通過鍵盤9310，觸控螢幕或任何其他指向/輸入裝置來顯示資料及/或用作與用戶的圖形介面。
設備9300可被連接到各種週邊裝置，諸如例如數位相機9320或麥克風9308，每個被連接到輸入/輸出卡(未示出)，以便供應多媒體資料到設備9300。
通信匯流排9313提供裝置9300中包括的或與其連接的各種元件之間的通信和互操作性。匯流排的表示不是限制性的，特別是中央處理單元9311可操作以將指令直接傳送到設備9300的任何元件或借助於設備9300的另一元件。
磁碟9306可以由任何資訊媒體替代，例如光碟(CD-ROM)，可重寫或不可重寫，ZIP磁碟或記憶卡，一般而言，可以由資訊儲存裝置替代，資訊儲存裝置可以由微電腦或處理器讀取，整合或不整合至設備，可移動並適於儲存一或多個程式，其執行根據本發明實施對數位影像序列進行編碼的方法及/或對位元流進行解碼的方法。
可執行碼可以儲存在唯讀記憶體9307中，硬碟9304上或可行動數位媒體上，例如如上所述的磁碟9306。根據一變體，所述程式的可執行碼可以通過通信網路9303來接收，經由介面9302，以在執行之前被儲存在設備9300的儲存裝置之一中，例如在硬碟9304中。
中央處理單元9311適於控制和引導根據本發明的一或多個程式的指令或軟體碼的指令或部分的執行，這些指令被儲存在上述儲存裝置之一。通電時，儲存在非揮發性記憶體，例如硬碟9304，磁碟9306或唯讀記憶體9307中的一或多個程式，傳輸到隨機存取記憶體9312中，然後該隨機存取記憶體包含一或多個程式的可執行碼，及用於儲存實現本發明所必需的變量和參數的暫存器。
在該實施例中，該設備是使用軟體來實現本發明的可程式化設備。然而，可替代地，本發明可以硬體(例如，以特殊應用積體電路或ASIC的形式)實現。 本發明的實施例的實現
還應當理解的是，根據本發明的其他實施例，在諸如電腦，行動電話(蜂巢電話)，平板電腦或能夠向使用者提供/顯示內容的裝置(例如顯示設備)的任何其他類型的使用者終端提供根據前述實施例/變體的解碼器。根據又一實施例，在影像擷取設備中提供根據前述實施例/變體的編碼器，該影像擷取設備還包括相機，攝影機或網路攝影機(例如，閉路電視或視訊監控攝影機)，其擷取並提供內容供編碼器進行編碼。下面參考圖14和15提供兩個這樣的實施例。
圖14是示出包括網路攝影機9452和客戶端設備9454的網路攝影機系統9450的圖。
網路攝影機9452包括成像單元9456，編碼單元9458，通信單元9460和控制單元9462。網路攝影機9452和客戶端設備9454相互連接，以能夠經由網路9200彼此通信。成像單元9456包括透鏡和影像感測器(例如，電荷耦合裝置(CCD, charge coupled device)或互補金屬氧化物半導體(CMOS, complementary metal oxide semiconductor))，且擷取物件的影像並基於該影像產生影像資料。該影像可以是靜止影像或視訊影像。成像單元還可包括變焦裝置及/或搖攝(panning)裝置，其適於分別進行(光學或數位)變焦或搖攝。編碼單元9458通過使用在一或多個前述實施例/變體中說明的編碼方法對影像資料進行編碼。編碼單元9458使用在前述實施例/變體中說明的編碼方法中的至少一種。對於另一實例，編碼單元9458可以使用在前述實施例/變體中說明的編碼方法的組合。
網路攝影機9452的通信單元9460將由編碼單元9458編碼的編碼影像資料發送到客戶端設備9454。此外，通信單元9460還可以從客戶端設備9454接收命令。這些命令包括用於設置用於由編碼單元9458進行編碼的參數的命令。控制單元9462根據透過通信單元9460接收的命令或使用者輸入來控制網路攝影機9452中的其他單元。
客戶端裝置9454包括通信單元9464，解碼單元9466和控制單元9468。客戶端設備9454的通信單元9464可以將命令發送到網路攝影機9452。此外，客戶端設備9454的通信單元9464從網路攝影機9452接收編碼影像資料。解碼單元9466通過使用在前述實施例/變體中的一或多個中說明的解碼方法來解碼編碼的影像資料。對於另一實例，解碼單元9466可使用在前述實施例/變體中說明的解碼方法的組合。客戶端設備9454的控制單元9468根據通信單元9464接收到的使用者操作或命令來控制客戶端設備9454中的其他單元。客戶端設備9454的控制單元9468還可以控制顯示設備9470，以便顯示由解碼單元9466解碼的影像。
客戶端設備9454的控制單元9468還可以控制顯示設備9470，以顯示GUI(圖形使用者介面(Graphical User Interface))以指定用於網路攝影機9452的參數的值，例如用於由編碼單元9458進行編碼的參數的值。客戶端設備9454的控制單元9468還可以根據輸入到由顯示設備9470顯示的GUI的使用者操作來控制客戶端設備9454中的其他單元。客戶端設備9454的控制單元9468還可以控制客戶端設備9454的通信單元9464，以便向網路攝影機9452發送命令，根據輸入透過顯示設備9470顯示的GUI的使用者操作，該命令指定網路攝影機9452的參數值。
圖15是示出智慧型電話9500的圖。智慧型電話9500包括一通信單元9502，解碼/編碼單元9504，一個控制單元9506，以及顯示單元9508。
通信單元9502經由網路9200接收所述編碼的影像資料。解碼/編碼單元9504解碼由通信單元9502接收到的編碼的影像資料。解碼/編碼單元9504通過使用在前述實施例/變體中的一或多個中說明的解碼方法來解碼編碼的影像資料。該解碼/編碼單元9504可以也使用在前述實施例/變體中說明的的至少一個編碼或解碼方法。對於另一實例，解碼/編碼單元9504可以使用在前述實施例/變體中說明的解碼或編碼方法的組合。
控制單元9506根據使用者操作或由通信單元9502接收的命令來控制智慧型電話9500中的其他單元。例如，控制單元9506控制顯示單元9508以顯示通過解碼/ 編碼單元9504解碼的影像。
智慧型電話可以進一步包括影像記錄裝置9510(例如，數位相機和相關的電路)以記錄影像或視訊。這樣的記錄的影像或視訊可以在控制單元9506的指令下由解碼/編碼單元9504編碼。智慧型電話可以進一步包括適於感測行動裝置的方向的感測器9512。這樣的感測器可以包括加速度計，陀螺儀，指南針，全球定位(GPS)單元或類似的位置感測器。這樣的感測器9512可以確定智慧型電話是否改變方向，且當編碼視訊串流時可以使用這樣的資訊。
儘管已經參考實施例及其變體描述本發明，但是應當理解，本發明不限於所公開的實施例/變體。本領域技術人員將理解，在不脫離如所附申請專利範圍所限定的本發明的範圍的情況下，可以進行各種改變和修改。在本說明書中公開的所有特徵(包括任何所附申請專利範圍，摘要和附圖)及/或如此公開的任何方法或過程的所有步驟可以以任何組合進行組合，除其中至少一些這樣的特徵及/或步驟的組合是互斥以外。除非另有明確說明，否則本說明書中公開的每個特徵(包括任何所附申請專利範圍，摘要和附圖)可以由具有相同，等同或相似目的的替代特徵代替。因此，除非另有明確說明，否則所公開的每個特徵僅是一系列等同或相似特徵的示例。
還應理解，上述比較，確定，評估，選擇，執行，進行或考慮的任何結果，例如在編碼或濾波過程期間進行的選擇，可以在位元流中的資料被指示或確定/推斷，例如旗標或指示結果的資訊，以便可以在處理中使用指示或確定/推斷的結果，而不是實際執行比較，確定，評估，選擇，執行，進行或考慮，例如在解碼過程中。應當理解，當使用“表”或“查找表”時，諸如陣列的其他資料類型也可以用於執行相同的功能，只要該資料類型能夠執行相同的功能(例如，代表不同元素之間的關係/映射)。
在申請專利範圍中，用語“包括”不排除其他元件或步驟，且不定冠詞“一”或“一個”不排除多個。在互不相同的從屬申請專利範圍中記載不同特徵的唯一事實並不表示不能有利地使用這些特徵的組合。出現在申請專利範圍中的附圖標號僅是說明性的，且對申請專利範圍的範圍沒有限制作用。
在前述實施例/變體中，可以以硬體，軟體，韌體或其任何組合來實現所描述的功能。如果以軟體實現，則功能可以作為一或多個指令或程式碼儲存在電腦可讀媒體上或在電腦可讀媒體上傳輸，並透過基於硬體的處理單元執行。
電腦可讀媒體可以包括電腦可讀儲存媒體，其對應於諸如資料儲存媒體的有形(tangible)媒體，或者通信媒體，包括例如根據通信協議來促進將電腦程式從一個地方轉移到另一地方的任何媒體。以這種方式，電腦可讀媒體通常可以對應於(1)非暫態的有形電腦可讀儲存媒體，或者(2)諸如訊號或載波的通信媒體。資料儲存媒體可以是可以由一或多台電腦或一或多個處理器存取以檢索指令，程式碼及/或資料結構以實現本公開中描述的技術的任何可用媒體。電腦程式產品可以包括電腦可讀媒體。
作為示例而非限制，這種電腦可讀儲存媒體可包括RAM，ROM，EEPROM，CD-ROM或其他光碟儲存，磁碟儲存或其他磁性儲存裝置，快閃記憶體或任何其他可可用於以指令或資料結構的形式儲存所需的程式碼，且可以由電腦存取的媒體。而且，任何連接都適當地稱為電腦可讀媒體。例如，如果使用同軸電纜，光纖電纜，雙絞線，數位用戶線(DSL)或諸如紅外線，無線電和微波的無線技術，從網站，伺服器或其他遠端來源發送指令，則媒體的定義包括同軸電纜，光纖電纜，雙絞線，DSL或諸如紅外線，無線電和微波的無線技術。但是，應該理解，電腦可讀儲存媒體和資料儲存媒體不包括連接，載波，訊號或其他瞬態媒體，而是針對非瞬態的有形儲存媒體。本文使用的磁碟和磁碟片包括光碟(CD)，雷射光碟，光學碟，數位多功能光碟(DVD)，軟碟和藍光光碟，其中磁碟通常以磁性方式複製資料，而光碟則以雷射光學地複製資料。上述的組合也應包括在電腦可讀媒體的範圍內。
指令可以由一或多個處理器執行，例如一或多個數位訊號處理器(DSP)，通用微處理器，特殊應用積體電路(ASIC)，現場可程式化邏輯陣列(FPGA)或其他等效的積體或離散邏輯電路。因此，本文所使用的用語“處理器”可以指任何前述結構或適合於實施本文所述技術的任何其他結構。另外，在一些方面，本文描述的功能可以在被配置用於編碼和解碼的專用硬體及/或軟體模組內提供，或結合在組合編解碼器中。同樣，該技術可以在一或多個電路或邏輯元件中完全實現。
101:影像部分的解碼 102:DBF 103:SAO 104:ALF 105:輸出 106:幀緩衝器 201:流程圖方塊 202:流程圖方塊 203:流程圖方塊 204:流程圖方塊 205:流程圖方塊 206:流程圖方塊 207:流程圖方塊 208:流程圖方塊 209:流程圖方塊 210:流程圖方塊 301:流程圖方塊 302:流程圖方塊 303:流程圖方塊 304:流程圖方塊 305:流程圖方塊 306:色度濾波器 401:步驟 402:步驟 403:步驟 404:步驟 405:步驟 406:步驟 407:步驟 408:步驟 409:亮度濾波器 410:亮度濾波器 411:亮度濾波器 412:亮度濾波器 501:流程圖方塊 502:流程圖方塊 503:流程圖方塊 504:流程圖方塊 505:流程圖方塊 506:流程圖方塊 507:流程圖方塊 508:流程圖方塊 509:流程圖方塊 510:流程圖方塊 511:流程圖方塊 512:流程圖方塊 601:流程圖方塊 602:流程圖方塊 603:流程圖方塊 604:流程圖方塊 605:流程圖方塊 606:流程圖方塊 607:流程圖方塊 608:流程圖方塊 609:流程圖方塊 610:流程圖方塊 611:流程圖方塊 612:流程圖方塊 613:流程圖方塊 614:流程圖方塊 615:流程圖方塊 716:流程圖方塊 717:流程圖方塊 718:流程圖方塊 721:流程圖方塊 722:流程圖方塊 723:流程圖方塊 734:流程圖方塊 735:流程圖方塊 736:流程圖方塊 737:流程圖方塊 738:流程圖方塊 739:流程圖方塊 740:流程圖方塊 801:流程圖方塊 802:流程圖方塊 802:流程圖方塊 803:流程圖方塊 804:流程圖方塊 811:流程圖方塊 812:流程圖方塊 821:流程圖方塊 822:流程圖方塊 823:流程圖方塊 824:流程圖方塊 825:流程圖方塊 826:流程圖方塊 827:流程圖方塊 831:流程圖方塊 901:流程圖方塊 902:流程圖方塊 903:流程圖方塊 904:流程圖方塊 905:流程圖方塊 906:流程圖方塊 907:流程圖方塊 908:流程圖方塊 909:流程圖方塊 1801:流程圖方塊 1802:流程圖方塊 1803:流程圖方塊 1804:流程圖方塊 1805:流程圖方塊 1806:流程圖方塊 1807:流程圖方塊 1808:流程圖方塊 1809:流程圖方塊 1810:流程圖方塊 1811:流程圖方塊 1812:流程圖方塊 1813:流程圖方塊 1814:流程圖方塊 1815:流程圖方塊 1816:流程圖方塊 1817:流程圖方塊 1818:流程圖方塊 2001:流程圖方塊 2002:流程圖方塊 2004:流程圖方塊 2005:流程圖方塊 2006:流程圖方塊 2007:流程圖方塊 2008:流程圖方塊 2009:流程圖方塊 2012:流程圖方塊 2013:流程圖方塊 2014:流程圖方塊 2016:流程圖方塊 2019:流程圖方塊 2020:流程圖方塊 9200:網路 9201:伺服器 9202:客戶終端 9204:資料串流 9300:處理裝置 9303:網路 9304:硬碟 9305:磁碟驅動器 9306:磁碟 9307:ROM 9308:麥克風 9309:螢幕 9310:鍵盤 9311:CPU 9312:RAM 9313:通信匯流排 9320:數位相機 9400:編碼器 9401:方塊 9402:方塊 9403:方塊 9404:方塊 9405:方塊 9406:方塊 9407:方塊 9408:方塊 9409:方塊 9410:方塊 9411:方塊 9412:方塊 9413:方塊 9414:方塊 9415:方塊 9416:方塊 9417:方塊 9418:方塊 9450:網路攝影機系統 9452:網路攝影機 9454:客戶端設備 9456:成像單元 9458:編碼單元 9460:通信單元 9462:控制單元 9464:通信單元 9466:解碼單元 9468:控制單元 9470:顯示設備 9500:智慧型電話 9502:通信單元 9504:解碼/編碼單元 9506:控制單元 9508:顯示單元 9510:影像記錄裝置 9512:感測器 9560:方塊 9561:方塊 9562:方塊 9563:方塊 9564:方塊 9565:方塊 9566:方塊 9567:方塊 9568:方塊 9569:方塊 9570:方塊 9571:方塊 2003a:流程圖方塊 2003b:流程圖方塊 701-a:流程圖方塊 701-b:流程圖方塊
現在將僅通過示例的方式並參考以下附圖來描述本發明的實施例，其中：
[圖1]示出ALF在VTM-3.0的典型解碼循環中作用的位置。
[圖2]是流程圖，概述ALF的VTM-3.0中存在的語法元素。
[圖3-a]是示出根據本發明的實施例用於濾波色度組件的步驟的流程圖；
[圖3-b]提供根據本發明的實施例用於色度濾波器的濾波器形狀和係數配置；
[圖4-a]是示出根據本發明的實施例用於濾波亮度組件的步驟的流程圖；
[圖4-b]提供根據本發明的實施例用於亮度濾波器的濾波器形狀和四種可能的係數配置；
[圖5]是根據本發明的實施例具有修改的語法元素的概要的流程圖；
[圖6]是示出根據本發明的實施例ALF濾波過程的步驟的區塊圖；
[圖7-a]是示出根據本發明的實施例編碼樹單元(CTU)語法元素改變的區塊圖，其使得能夠為每個亮度濾波器索引切換亮度濾波器；
[圖7-b]是示出根據本發明的實施例CTU語法元素改變的區塊圖，其使得能夠為每個ALF類別切換亮度濾波器；
[圖7-c]是示出根據本發明的實施例高階語法元素改變的區塊圖，其使得能夠為每個亮度濾波器索引切換亮度濾波器；
[圖7-d]是示出根據本發明的實施例高階語法元素改變的區塊圖，其使得能夠為每個亮度濾波器索引切換亮度濾波器；
[圖7-e]是示出根據本發明的實施例高階語法元素改變的區塊圖，其使得能夠為每個亮度濾波器索引來切換亮度濾波器；
[圖8-a]是示出根據本發明的實施例CTU語法元素改變的區塊圖，其允許為每個亮度濾波器索引從一個以上的替代亮度濾波器中選擇亮度濾波器；
[圖8-b]是示出根據本發明的實施例高階語法元素改變的區塊圖，該高階語法元素改變使得能夠為每個亮度濾波器索引從一個以上的替代亮度濾波器中選擇亮度濾波器；
[圖8-c]是示出根據本發明的實施例高階語法元素改變的區塊圖，該高階語法元素改變使得能夠為每個亮度濾波器索引從一個以上的替代的亮度濾波器中選擇亮度濾波器；
[圖8-d]是示出根據本發明的實施例高階語法元素改變的區塊圖，該高階語法元素改變使得能夠為每個亮度濾波器索引從一個以上的替代亮度濾波器中選擇亮度濾波器；
[圖8-e]是示出根據本發明的實施例高階語法元素改變的區塊圖，該高階語法元素改變使得能夠為每個亮度濾波器索引從一個以上的替代亮度濾波器中選擇亮度濾波器；
[圖8-f]是示出根據本發明的實施例高階語法元素改變的區塊圖，其使得能夠從一個以上潛在大小不同的亮度替代濾波器組中選擇亮度濾波器；
[圖9]是示出根據本發明的實施例語法元素改變的區塊圖，該語法元素改變使得能夠從每個CTU的每個ALF類別的一個以上的替代亮度濾波器中選擇亮度濾波器；
[圖10]是示出根據本發明的實施例編碼方法的步驟的流程圖；
[圖11]是示出根據本發明的實施例解碼方法的步驟的流程圖；
[圖12]是示意性地示出可以在其中實現本發明的一或多個實施例資料通信系統的區塊圖；
[圖13]是示出其中可以實現本發明的一或多個實施例處理裝置的組件的區塊圖；
[圖14]是示出可以在其中實現本發明的一或多個實施例網路攝影機系統的圖；
[圖15]是示出可以在其中實現本發明的一或多個實施例智慧型電話的圖；
[圖16-a-圖16-c]是示出根據本發明的一些變體(variant)在何處可以包括ALF相關資訊的圖；
[圖17]是示出根據本發明的實施例ALF編碼處理的流程圖；及
[圖18]是示出根據本發明的另一實施例ALF編碼過程的流程圖。

Claims (19)

  1. 一種控制適應性環路濾波器的方法，該方法包括： 對於包含一或多個編碼樹區塊的切片，獲得指示可用的替代色度濾波器的數量的資料； 對於該切片中的編碼樹區塊，獲取識別該可用的替代色度濾波器之一的替代濾波器索引；及 選擇透過該索引識別的該替代色度濾波器，以濾波該編碼樹區塊中的色度影像資料。
  2. 根據請求項1所述的方法，進一步包括對可指示的替代色度濾波器的最大允許數量施加8的限制。
  3. 根據請求項1或2所述的方法，其中，在適應性參數組中提供指示可用的該替代色度濾波器的數量的該資料。
  4. 根據請求項3所述的方法，其中，在切片標頭中識別該適應性參數組。
  5. 根據請求項1至4中的任一項所述的方法，進一步包括：對於指示為可用的一或多個色度濾波器，獲得色度濾波器係數。
  6. 根據請求項5的方法，其中對於該一或多個色度濾波器，獲得六個色度濾波器係數。
  7. 根據請求項5或6所述的方法，其中，該色度濾波器係數被提供在適應性參數組中。
  8. 根據前述請求項中任一項所述的方法，進一步包括獲得用於該一或多個色度濾波器的旗標，該旗標指示個別的色度濾波器是線性還是非線性濾波器。
  9. 根據請求項8所述的方法，進一步包括：當獲得的該旗標指示該色度濾波器是非線性的時，獲得用於該一或多個色度濾波器的一或多個限幅參數值索引。
  10. 根據請求項9所述的方法，其中非線性色度濾波器的該限幅參數值索引將限幅值表與關注的該非線性濾波器相關聯。
  11. 根據請求項9或10所述的方法，進一步包括對限幅參數值施加限制，使得該限幅參數值被限制為2的冪。
  12. 根據前述請求項中任一項所述的方法，其中，該替代色度濾波器的該數量用於獲得該替代濾波器索引。
  13. 根據請求項12所述的方法，其中根據截斷的一元二值化在該位元流中提供該替代濾波器索引。
  14. 一種將影像資料編碼進位元流的方法，該方法包括根據請求項1至13中任一項所述的方法控制適應性環路濾波器。
  15. 一種從位元流解碼影像資料的方法，該方法包括根據請求項1至13 中任一項所述的方法控制適應性環路濾波器。
  16. 一種用於控制適應性環路濾波器的裝置，該裝置被配置為執行根據請求項1至13中任一項所述的方法。
  17. 一種用於將影像資料編碼至位元流的裝置，該裝置被配置為根據請求項14所述的方法編碼影像資料。
  18. 一種用於從位元流中解碼影像資料的裝置，該裝置被配置為根據請求項15所述的方法解碼影像資料。
  19. 一種程式，當在電腦或處理器上運行時，使該電腦或處理器執行請求項1至15中任一項所述的方法。
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