基于位深度的樣本自適應(yīng)偏移縮放的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明大體上涉及視頻譯碼，且更特定地說，涉及視頻譯碼過程中的樣本自適應(yīng) 偏移（SAO)濾波，諸如，高效率視頻譯碼（HEVC)。
【背景技術(shù)】
[0002] 數(shù)字視頻能力可并入到廣泛范圍的裝置中，所述裝置包含數(shù)字電視、數(shù)字直播系 統(tǒng)、無線廣播系統(tǒng)、個(gè)人數(shù)字助理（PDA)、膝上型或桌上型計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、電子書閱讀 器、數(shù)字相機(jī)、數(shù)字記錄裝置、數(shù)字媒體播放器、視頻游戲裝置、視頻游戲控制臺(tái)、蜂窩或衛(wèi) 星無線電電話、所謂"智能電話"、視頻電話會(huì)議裝置、視頻流式處理裝置，及其類似者。數(shù)字 視頻裝置實(shí)施視頻壓縮技術(shù)，諸如，以下各者中描述的視頻壓縮技術(shù)：由MPEG-2、MPEG-4、 ITU-TH. 263、ITU-TH. 264/MPEG-4第10部分的高級(jí)視頻譯碼（AVC)定義的標(biāo)準(zhǔn)；目前在 開發(fā)中的高效率視頻譯碼01EVC)標(biāo)準(zhǔn)；及此類標(biāo)準(zhǔn)的擴(kuò)展。視頻裝置可通過實(shí)施此類視頻 壓縮技術(shù)來較有效率地發(fā)射、接收、編碼、解碼及/或存儲(chǔ)數(shù)字視頻信息。
[0003] 視頻壓縮技術(shù)執(zhí)行空間（圖片內(nèi)）預(yù)測(cè)及/或時(shí)間（圖片間）預(yù)測(cè)以縮減或移除 為視頻序列所固有的冗余。對(duì)于基于塊的視頻譯碼，可將視頻切片（即，視頻幀或視頻幀的 部分）分割成若干視頻塊，其也可被稱作樹型塊、譯碼單元（CU)及/或譯碼節(jié)點(diǎn)。圖片的 經(jīng)幀內(nèi)譯碼（I)切片中的視頻塊是使用關(guān)于所述同一圖片中的相鄰塊中的參考樣本的空 間預(yù)測(cè)予以編碼。圖片的經(jīng)幀間譯碼（P或B)切片中的視頻塊可使用關(guān)于所述同一圖片中 的相鄰塊中的參考樣本的空間預(yù)測(cè)，或關(guān)于其它參考圖片中的參考樣本的時(shí)間預(yù)測(cè)。圖片 可被稱作幀，且參考圖片可被稱作參考幀。
[0004] 空間預(yù)測(cè)或時(shí)間預(yù)測(cè)引起用于待譯碼塊的預(yù)測(cè)性塊。殘差數(shù)據(jù)表示原始待譯碼塊 與預(yù)測(cè)性塊之間的像素差。根據(jù)指向形成預(yù)測(cè)性塊的參考樣本塊的運(yùn)動(dòng)矢量及指示經(jīng)譯碼 塊與預(yù)測(cè)性塊之間的差的殘差數(shù)據(jù)來編碼經(jīng)幀間譯碼塊。根據(jù)幀內(nèi)譯碼模式及殘差數(shù)據(jù)來 編碼經(jīng)幀內(nèi)譯碼塊。出于進(jìn)一步壓縮起見，可將殘差數(shù)據(jù)從像素域變換到變換域，從而引起 殘差變換系數(shù)，所述殘差變換系數(shù)接著可被量化?？蓲呙枳畛跻远S陣列而布置的經(jīng)量化 變換系數(shù)以便產(chǎn)生變換系數(shù)的一維矢量，且可應(yīng)用熵譯碼以實(shí)現(xiàn)甚至更多的壓縮。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的系統(tǒng)、方法及裝置各自具有若干創(chuàng)新方面，所述方面中無單一方面單獨(dú) 地負(fù)責(zé)本文所揭示的理想屬性。本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種用于視頻譯碼的設(shè)備及方法。 所述設(shè)備包括存儲(chǔ)器單元，所述存儲(chǔ)器單元經(jīng)配置以存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)。所述設(shè)備進(jìn)一步包括 處理器，所述處理器以操作方式耦合到所述存儲(chǔ)器單元。所述處理器可經(jīng)配置以確定用于 應(yīng)用于所述視頻數(shù)據(jù)以改善所述視頻數(shù)據(jù)中的信號(hào)幅度的重構(gòu)的樣本自適應(yīng)偏移（SAO) 濾波器的偏移值。所述處理器可經(jīng)進(jìn)一步配置以針對(duì)所述視頻數(shù)據(jù)確定指示位深度的第一 值及指示縮放比例的第二值。所述處理器可經(jīng)進(jìn)一步配置以基于將所述縮放比例應(yīng)用于所 述偏移值來提供經(jīng)縮放偏移值，且根據(jù)所述經(jīng)縮放偏移值來縮放所述視頻數(shù)據(jù)的至少一個(gè) 顏色分量。
[0006] 在相關(guān)方面中，所述處理器可經(jīng)配置以基于將解塊濾波器應(yīng)用于所述視頻數(shù)據(jù)的 至少一個(gè)塊來使與所述視頻數(shù)據(jù)中的所述至少一個(gè)塊相關(guān)聯(lián)的塊邊緣平滑。所述處理器可 經(jīng)進(jìn)一步配置以至少部分地基于應(yīng)用于所述偏移值的所述縮放比例來縮放所述至少一個(gè) 塊的相鄰像素值群組。所述處理器可經(jīng)進(jìn)一步配置以至少部分地基于所述經(jīng)縮放群組的邊 緣形狀來識(shí)別邊緣偏移類別，且基于所述經(jīng)識(shí)別邊緣偏移類別來調(diào)整SAO濾波器。在另外 相關(guān)方面中，還提供執(zhí)行所述設(shè)備的功能的方法。
【附圖說明】
[0007] 圖1為說明可利用本發(fā)明所描述的樣本自適應(yīng)偏移濾波技術(shù)的實(shí)例視頻編碼與 解碼系統(tǒng)的框圖。
[0008] 圖2為說明可實(shí)施本發(fā)明所描述的樣本自適應(yīng)偏移濾波技術(shù)的實(shí)例視頻編碼器 的框圖。
[0009] 圖3為說明可實(shí)施本發(fā)明所描述的樣本自適應(yīng)偏移濾波技術(shù)的實(shí)例視頻解碼器 的框圖。
[0010] 圖4為說明可實(shí)施本發(fā)明所描述的樣本自適應(yīng)偏移濾波技術(shù)的另一實(shí)例視頻編 碼器的框圖。
[0011] 圖5為說明可實(shí)施本發(fā)明所描述的樣本自適應(yīng)偏移濾波技術(shù)的另一實(shí)例視頻解 碼器的框圖。
[0012] 圖6為根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)方面的展示根據(jù)各種映射方法的經(jīng)譯碼偏移值與 經(jīng)縮放偏移值之間的實(shí)例映射曲線的說明。
[0013] 圖7為展示邊緣類別中的四者的實(shí)例的說明。
[0014] 圖8為根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)方面的說明具有像素縮放器的視頻編碼器的實(shí)例 的框圖。
[0015] 圖9為根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)方面的說明具有像素縮放器的視頻解碼器的實(shí)例 的框圖。
[0016] 圖10為根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)方面的展示用于SAO縮放的示范性方法的流程圖。
[0017] 圖11為根據(jù)本發(fā)明的一或多個(gè)方面的展示用于邊緣偏移分類的像素值縮放的示 范性方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下文結(jié)合隨附圖式所陳述的【具體實(shí)施方式】意欲作為本發(fā)明的各種實(shí)施例的描述， 且不意欲表示可供實(shí)踐本發(fā)明的僅有實(shí)施例。貫穿此【具體實(shí)施方式】所使用的術(shù)語(yǔ)"示范性" 意指"充當(dāng)實(shí)例、例子或說明"，且未必應(yīng)被認(rèn)作比其它示范性實(shí)施例優(yōu)選或有利。具體實(shí) 施方式出于提供對(duì)本發(fā)明的示范性實(shí)施例的透徹理解的目的而包含特定細(xì)節(jié)。在一些例子 中，以框圖形式來展示一些裝置。
[0019] 雖然出于解釋簡(jiǎn)單的目的而將方法展示及描述為一系列動(dòng)作，但應(yīng)理解及了解， 所述方法并不受到動(dòng)作的次序限制，這是因?yàn)椋焊鶕?jù)一或多個(gè)方面，一些動(dòng)作可以與本文所 展示及描述的次序不同的次序及/或與其它動(dòng)作同時(shí)地發(fā)生。舉例來說，所屬領(lǐng)域的技術(shù) 人員應(yīng)理解及了解，方法可替代地被表示為一系列相關(guān)狀態(tài)或事件，諸如，呈狀態(tài)圖。此外， 根據(jù)一或多個(gè)方面，可能并不需要所有所說明動(dòng)作來實(shí)施方法。
[0020] 高效率視頻譯碼（HEVC)為由ITU-TWP3/16 及IS0/IECJTC1/SC29/WG11 的視 頻譯碼聯(lián)合協(xié)作團(tuán)隊(duì)（JCT-VC)開發(fā)的國(guó)際視頻譯碼標(biāo)準(zhǔn)。HEVC使用被稱為樣本自適應(yīng)偏 移（SAO)的回路內(nèi)濾波器，所述回路內(nèi)濾波器是在解塊濾波器之后被應(yīng)用。在SAO中，根據(jù) SAO類型及類別而將偏移值加到每一像素?？舍槍?duì)每一最大譯碼單元（LCU)或譯碼樹型單 元（CTU)來發(fā)信SAO參數(shù)，包含類型及偏移值。單獨(dú)地針對(duì)亮度及色度來發(fā)信SAO類型，且 針對(duì)Cb分量及Cr分量來共享色度SAO類型?？舍槍?duì)IXU或CTU內(nèi)的每一顏色分量來發(fā)信 四個(gè)偏移。
[0021] 在HEVC的一種方法中，經(jīng)譯碼偏移值范圍可取決于位深度。經(jīng)譯碼偏移值范圍 為[0,（1〈〈(1^110^丨06?也，10)-5))-1]，且單獨(dú)地譯碼正負(fù)號(hào)值。舉例來說，用于8位視頻 的范圍為[0, 7]，用于9位視頻的范圍為[0, 15]，且用于10及10以上的位深度的范圍為 [0,31]。
[0022] 在一個(gè)實(shí)施方案中，可針對(duì)大于10的位深度線性地縮放經(jīng)解碼偏移值，如下文所 展示。
[0023]offset_scaled=offset_coded<<(bitDepth-10)
[0024] 舉例來說，當(dāng)位深度為12時(shí)，使每一經(jīng)解碼偏移值在加到每一像素之前乘以4。
[0025]當(dāng)從較高位深度視頻產(chǎn)生較低位深度視頻時(shí)，使用色調(diào)映射，所述色調(diào)映射可為 線性或非線性。每一顏色分量可具有不同色調(diào)映射。然而，在某些實(shí)施方案中，根據(jù)每一顏 色分量的位深度而針對(duì)所有顏色分量?jī)H應(yīng)用線性縮放。此情形可限制SAO性能，且導(dǎo)致譯 碼效率損失，特別是對(duì)于位深度高于10位的視頻。因此，需要開發(fā)一種可根據(jù)輸入序列特 性而改變的偏移縮放方法/技術(shù)。此方法/技術(shù)將允許SAO充分地展示其效率以改善譯碼 性能。
[0026] 為了減輕或解決問題，本發(fā)明描述一種偏移映射過程，其中可根據(jù)縮放參數(shù)集合 來縮放經(jīng)解碼偏移值。所述縮放參數(shù)可包含：用以從預(yù)定義映射方法當(dāng)中進(jìn)行選擇的縮放 技術(shù)，包含線性縮放及非線性縮放（其過程可被稱為"非線性地縮放"）；及用以控制映射步 長(zhǎng)的縮放比例。每一顏色分量（或顏色分量群組）可具有獨(dú)立縮放技術(shù)及縮放比例。此技 術(shù)的優(yōu)勢(shì)為：無需改變熵譯碼/解碼部分，此情形可促進(jìn)此技術(shù)優(yōu)于現(xiàn)有ffiVC技術(shù)或其類 似者的實(shí)施方案。
[0027] 圖1為說明可利用本發(fā)明所描述的SAO技術(shù)的實(shí)例視頻編碼與解碼系統(tǒng)10的框 圖。如圖1所展示，系統(tǒng)10包含源裝置12,源裝置12產(chǎn)生稍后待由目的地裝置14解碼的 經(jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)。源裝置12及目的地裝置14可包括廣泛范圍的裝置中的任一者，包含桌上 型計(jì)算機(jī)、筆記本（即，膝上型）計(jì)算機(jī)、平板計(jì)算機(jī)、機(jī)頂盒、諸如所謂"智能"電話的電話 手機(jī)、所謂"智能"墊、電視、相機(jī)、顯示裝置、數(shù)字媒體播放器、視頻游戲控制臺(tái)、視頻流式處 理裝置，或其類似者。在一些狀況下，源裝置12及目的地裝置14可經(jīng)裝備用于無線通信。
[0028] 目的地裝置14可經(jīng)由鏈路16而接收待解碼的經(jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)。鏈路16可包括 能夠?qū)⒔?jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)從源裝置12移動(dòng)到目的地裝置14的任何類型的媒體或裝置。在一 個(gè)實(shí)例中，鏈路16可包括用以使源裝置12能夠?qū)崟r(shí)地將經(jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)直接地發(fā)射到目 的地裝置14的通信媒體?？筛鶕?jù)諸如無線通信協(xié)議的通信標(biāo)準(zhǔn)來調(diào)制經(jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)，且 將經(jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)發(fā)射到目的地裝置14。通信媒體可包括任何無線或有線通信媒體，諸如， 射頻（RF)頻譜，或者一或多個(gè)物理傳輸線。通信媒體可形成諸如以下各者的基于分組的網(wǎng) 絡(luò)的部分：局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)，或諸如因特網(wǎng)的全局網(wǎng)絡(luò)。通信媒體可包含路由器、交換機(jī)、基 站，或可有用于促進(jìn)從源裝置12到目的地裝置14的通信的任何其它裝備。
[0029] 替代地，可將經(jīng)編碼數(shù)據(jù)從輸出接口 22輸出到存儲(chǔ)裝置31。相似地，可由輸入接 口從存儲(chǔ)裝置31存取經(jīng)編碼數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)裝置31可包含多種分布式或本地存取式數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 媒體中的任一者，諸如，硬盤驅(qū)動(dòng)器、藍(lán)光光盤、DVD、CD-ROM、閃速存儲(chǔ)器、易失性或非易失 性存儲(chǔ)器，或用于存儲(chǔ)經(jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)的任何其它合適數(shù)字存儲(chǔ)媒體。在另外實(shí)例中，存儲(chǔ) 裝置31可對(duì)應(yīng)于可保持由源裝置12產(chǎn)生的經(jīng)編碼視頻的文件服務(wù)器或另一中間存儲(chǔ)裝 置。目的地裝置14可經(jīng)由流式處理或下載而從存儲(chǔ)裝置31存取經(jīng)存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)。文件服 務(wù)器可為能夠存儲(chǔ)經(jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)且將那個(gè)經(jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)發(fā)射到目的地裝置14的任何 類型的服務(wù)器。實(shí)例文件服務(wù)器包含web服務(wù)器（例如，用于網(wǎng)站）、FTP服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)連接 存儲(chǔ)（NAS)裝置或本地磁盤驅(qū)動(dòng)器。目的地裝置14可經(jīng)由包含因特網(wǎng)連接的任何標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù) 連接而存取經(jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)。此數(shù)據(jù)連接可包含適合于存取存儲(chǔ)在文件服務(wù)器上的經(jīng)編碼 視頻數(shù)據(jù)的無線信道（例如，Wi-Fi連接）、有線連接（例如，DSL、電纜調(diào)制解調(diào)器等等）， 或兩者的組合。經(jīng)編碼視頻數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)裝置31的發(fā)射可為流式處理發(fā)射、下載發(fā)射，或兩 者的組合。
[0030] 本發(fā)明的技術(shù)未必限于無線應(yīng)用或設(shè)置。所述技術(shù)可應(yīng)用于視頻譯碼以支持多種 多媒體應(yīng)用中的任一者，諸如，空中電視廣播、有線電視發(fā)射、衛(wèi)星電視發(fā)射、流式處理視頻 發(fā)射（例如，經(jīng)由因特網(wǎng)）、供存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒體上的數(shù)字視頻的編碼、存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 媒體上的數(shù)字視頻的解碼，或其它應(yīng)用。在一些實(shí)例中，系統(tǒng)10可經(jīng)配置以支持單向或雙 向視頻發(fā)射，以支持諸如視頻流式處理、視頻回放、視頻廣播及/或視頻電話的應(yīng)用。