視頻編解碼方法與裝置的制造方法
【專利說明】視頻編解碼方法與裝置
[0001]交叉引用
[0002]本發明要求如下優先權:編號為61/477，689，申請日為2011年4月21日，名稱為“Improved Sample Adaptive Offset”的美國臨時專利申請；編號為61/547，281，申請日為2011年10月14日，名稱為“Low Latency Loop Filtering”的美國臨時專利申請；編號為 61/595，900，申請日為 2012 年 2 月 17 日，名稱為“ Improved Sample Adaptive Offset”的美國臨時專利申請；編號為61/595，914，申請日為2012年2月7日，名稱為“ImprovedLCU-based Encoding Algorithm of ALF” 的美國臨時專利申請；編號為 61/597，995，申請日為2012年2月13日，名稱為“Improved ALF and SA0”的美國臨時專利申請；編號為61/600，028，申請日為 2012 年 2 月 17 日，名稱為 “LCU-based Syntax for SAO and ALF”的美國臨時專利申請。美國臨時專利申請通過引用在此結合為整體。
技術領域
[0003]本發明有關于視頻編碼系統。特別地，本發明有關于用于改進環內處理(in-loopprocessing)的方法與裝置，上述改進環內處理可例如樣本自適應偏移(Sample AdaptiveOffset, SA0)與自適應環路濾波(Adaptive Loop Filter，ALF)。
【背景技術】
[0004]運動估計(mot1n estimat1n)是利用視頻序列中時間冗余(temporalredundancy)的一種有效幀間編碼技術。運動補償幀間編碼(mot1n compensatedinter-frame coding)已經廣泛應用于各種國際視頻編碼標準。在各種編碼標準中采用的運動估計是經常以區塊為基礎的技術，其中為每個宏塊(macroblock)或相似區塊配置確定例如編碼模式與運動矢量的運動信息。此外，也可自適應地采用幀內編碼(intra-coding)，其中在無需參考任何其他圖像的情況下處理圖像。通常可進一步由變換(transformat1n)、量化(quantizat1n)以及熵編碼(entropy coding)處理幀間預測與幀內預測殘差(residue)以生成壓縮視頻比特流。在編碼進程期間，尤其是在量化進程中可引入編碼偽影(coding artifact)。為了減緩編碼偽影，在較新的編碼系統中已經對重建視頻采用附加處理以提高圖像品質。經常在內環操作中配置上述附加處理從而使得編碼器與解碼器可取得相同的參考圖像以獲取改進的系統性能。
[0005]圖1A描述包含環內處理的示例自適應幀內/幀間視頻編碼系統。對于幀間預測，可使用運動估計(Mot1n Estimat1n, ME)與運動補償(Mot1n Compensat1n, MC)模塊112基于其他圖像的視頻數據提供預測數據。開關114選擇幀內預測110或幀間預測數據并且將選擇的預測數據提供至加法器116以產生預測誤差(predict1n error)，也稱為殘差。然后變換(T)模塊118處理預測誤差，接著量化(Q)模塊120處理預測誤差。接著，熵編碼器122編碼已變換及量化的殘差從而形成對應壓縮視頻數據的視頻比特流。然后，將邊信息(side informat1n)加入與已變換系數相關聯的比特流，其中上述邊信息可為例如與圖像區域相關聯的運動、模式及其他信息。上述邊信息也可進行熵編碼以減少需求帶寬。相應地如圖1所示將與邊信息相關聯的數據提供給熵編碼器122。當使用幀間預測模式時，在編碼器端必須重建一個或多個參考圖像。因此，逆量化(Inverse Quantizat1n，IQ)模塊124與逆變換(Inverse Transformat1n, IT)模塊126處理已變換及已量化殘差以恢復殘差。接著在重建(REC)模塊128將上述殘差疊加至預測數據136以重建視頻數據。可將上述重建視頻數據儲存至參考圖像緩沖器134中并且將上述重建視頻數據用于其他幀的預測。
[0006]如圖1A所示，接收的視頻數據在解碼系統中經過一系列處理。由于上述一系列處理，來自REC 128的重建視頻數據可經受各種損害。相應地，在將重建數據儲存入參考圖像緩沖器134之前對上述重建視頻數據采用各種環內處理從而改善視頻品質。在當前發展的高效率視頻編碼(High Efficiency Video Coding，HE VC)標準中，已經發展了去塊濾波器(Deblocking Filter,DF) 130、樣本自適應偏移(SAO) 131與自適應環路濾波器(ALF) 132以提高圖像品質。環內濾波器信息必須并入比特流從而使得解碼器可正確地恢復所需信息。因此，將來自SAO與ALF的環內濾波器信息提供至熵編碼器122以并入比特流。在圖1A中，首先對重建視頻應用DF 130 ;接著將SAO 131應用于DF已處理視頻；然后將ALF 132應用于SAO已處理視頻。然而，可重新調整DF、SA0、ALF的處理順序。
[0007]圖1B顯示圖1A中編碼器的對應解碼器。熵解碼器142解碼視頻比特流以恢復已變換與已量化殘差、SA0/ALF信息與其他系統信息。在解碼器端，僅執行運動補償(MC)113來代替ME/MC。解碼進程與在編碼器端的重建環路相似。使用已恢復變換與量化殘差、SAO/ALF信息與其他系統信息來重建視頻數據。DF 130,SAO 13UALF 132可進一步處理重建視頻以產生最終改進的解碼視頻。
[0008]HEVC已經采用ALF作為非去塊環內濾波器(non-deblocking in-loop filter)以提高編碼性能。在HEVC測試模型版本5.0中，描述了基于圖像的ALF編碼算法。然而由于為了更有效使用內存、更小內存帶寬或更低的硬件成本，經常為視頻解碼器與編碼器設置使用基于最大編碼單元(Largest Coding Unit，IXU)的編碼方案或者基于IXU的管線進程。因此，基于IXU的ALF是優選的方法。然而，進一步提高ALF處理性能是令人滿意的。
[0009]SAO是HEVC采用的另一環內處理以提高圖像品質。SAO包含兩個方法。一個是帶偏移(Band Offset，BO)，以及另一個是邊偏移(Edge Offset，E0)。使用BO以根據像素強度(pixel intensity)將像素歸類至多個頻帶并且對每個頻帶的像素應用偏移。使用EO以根據與相鄰像素的相關性將像素歸類至多個類別并且將對每個類別的像素應用偏移。在HM-5.0中，區域(reg1n)可選擇7個不同的SAO類型:2個BO組(外組與內組)、4個EO定向類型(0°、90°、135°與45° )與非處理(OFF)。而且，可使用四叉樹劃分方法進一步將圖像分為多個區域或分為最大編碼單元(LCU)區域，并且每個區域具有其自身的SAO類型與偏移值。通過改善SAO參數發訊以進一步提高SAO處理性能是令人滿意的。
【發明內容】
[0010]有鑒于此，本發明揭露幾種視頻編解碼方法與裝置。
[0011]根據本發明一個實施例，提供一種視頻解碼方法，具有重建視頻樣本自適應偏移處理，該視頻解碼方法包含:從視頻比特流恢復重建視頻數據；從該視頻比特流的單獨編碼區塊數據接收與樣本自適應偏移參數相關聯的信息；以及將該樣本自適應偏移處理應用于該重建視頻的編碼區塊；其中至少兩個色彩部分共享與該樣本自適應偏移參數相關聯的該信息，并且該樣本自適應偏移參數包含樣本自適應偏移類型、樣本自適應偏移的偏移值、樣本自適應偏移的啟動/禁用決策或其組合。
[0012]根據本發明另一個實施例，提供一種視頻編碼方法，具有重建視頻樣本自適應偏移處理，該視頻編碼方法包含:接收重建視頻數據；決定與樣本自適應偏移處理相關聯的樣本自適應偏移參數，其中該樣本自適應偏移處理應用于該重建視頻的編碼區塊；以及將與該樣本自適應偏移參數相關聯的信息合并入視頻比特流；其中至少兩個色彩部分共享與該樣本自適應偏移參數相關聯的該信息，并且該樣本自適應偏移參數包含樣本自適應偏移類型、樣本自適應偏移的偏移值、樣本自適應偏移的啟動/禁用決策或其組合。
[0013]根據本發明另一個實施例，提供一種視頻解碼的裝置，具有重建視頻樣本自適應偏移處理，其特征在于，所述裝置包括:用于從視頻比特流恢復重建視頻數據的裝置；用于從該視頻比特流的單獨編碼區塊數據接收與樣本自適應偏移參數相關聯的信息的裝置；以及用于將該樣本自適應偏移處理應用于該重建視頻的編碼區塊的裝置；其中至少兩個色彩部分共享與該樣本自適應偏移參數相關聯的該信息，并且該樣本自適應偏移參數包含樣本自適應偏移類型、樣本自適應偏移的偏移值、樣本自適應偏移的啟動/禁用決策或其組合。
[0014]根據本發明另一個實施例，提供一種視頻編碼的裝置，具有重建視頻樣本自適應偏移處理，其特征在于，所述裝置包括:用于接收重建視頻數據的裝置；用于決定與樣本自適應偏移處理相關聯的樣本自適應偏移參數的裝置，其中該樣本自適應偏移處理應用于該重建視頻的編碼區塊；以及用于將與該樣本自適應偏移參數相關聯的信息合并入視頻比特流的裝置；其中至少兩個色彩部分共享與該樣本自適應偏移參數相關聯的該信息，并且該樣本自適應偏移參數包含樣本自適應偏移類型、樣本自適應偏移的偏移值、樣本自適應偏移的啟動/禁用決策或其組合。
【附圖說明】
[0015]圖1A描述具有DF、SAO、ALF環內處理的示例自適應幀內/幀間視頻編碼系統。
[0016]圖1B描述具有DF、SAO、ALF環內處理的示例自適應幀內/幀間視頻解碼系統。
[0017]圖2描述當前區塊與相鄰區塊共享環內濾波器參數的示例。
[0018]圖3描述基于當前像素周圍3X3窗口中八個相鄰像素的改進邊偏移分類示例。
[0019]圖4描述允許SAO處理穿過條帶邊界的自適應控制的示例語法設計seq_pa