专利名称：自适应滤波的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及自适应滤波，并且具体地涉及在可应用于图像和视频编码的帧 间和帧内预测中有用的自适应滤波。
背景技术：
可以使用预测来充分利用时间和空间冗余，以让视频信号的紧凑表示成为可能。 像素预测是视频编码标准(比如H. 261、H. 263、MPEG-4以及H. 264[1])的重要部分。在 H. 264中，有三种被使用的像素预测方法，即帧内预测、帧间预测和双向预测。帧内预测从当 前帧的先前已解码像素提供对当前像素块的空间预测。帧间预测使用先前已解码帧中相应 但是发生位移的像素块来给出对当前像素块的时间预测。双向预测给出两个帧间预测的加 权平均。H. 264的帧间预测方法可以实现运动估计中的分数像素解析度。首先可应用具有 滤波器抽头[1 "5 20 20 -5 1]/32的固定的半像素滤波器以获得初始半像素解析度。然 后可以在全像素样本以及半像素样本上应用双线性滤波器以实现四分之一像素解析度。在 H. 264中使用的这些分数像素插值滤波器是固定的，意味着不管对哪个具体块进行编码，都 使用相同的滤波器抽头。这些年已经建议了很多技术以改进帧间预测，例如通过使用自适应插值滤波器。 已经建议的该方案是首先通过对要进行编码的每一个图像块使用固定的H. 264插值滤波 器，以确定位移向量。然后使用获得的位移向量，进行对二维不可分离的自适应Wiener插 值滤波器[2]、可分离的自适应插值滤波器[3]、定向自适应插值滤波器[4]或者自适应插 值滤波器[5]的自适应滤波器系数的计算。
发明内容
由于所有滤波器抽头具有相同数量的自适应性，因此过于复杂破坏了现有技术的 自适应插值滤波器。这进而导致当确定滤波器的滤波器系数时以及当将其用于对输入数据 进行滤波时的大量计算工作。此外，在已编码信号中需要大量的开销来表示滤波器。本实施例克服了现有技术方案的这些和其他缺陷。本发明的整体目的是提供一种自适应滤波器，该自适应滤波器具有带有不同级别 的自适应性的滤波器参数。由所附的专利权利要求所定义的实施例来满足该目的和其他的目的。简而言之，通过将多个滤波器参数定义或者分类为具有不同自适应性级别的至少 两种类型的滤波器参数，来确定具有多个滤波器参数的自适应滤波器。从而，将该自适应滤 波器的至少一个滤波器参数定义为具有第一自适应性级别，并且将至少一个其他滤波器参 数定义为具有不同的第二自适应性级别。从可允许滤波器参数值的第一集合中确定或者选 择具有第一自适应性级别的滤波器参数的滤波器参数值。可允许滤波器参数值相应的不同 的第二集合用于确定具有第二自适应性级别的滤波器参数的滤波器参数值。
由于第二集合包括比第一集合更多的可允许滤波器参数值，因此实现了滤波器参 数的自适应性上的不同。在实施例中，自适应滤波器的滤波器参数是滤波器的滤波器抽头。在该情况中，滤 波器具有多个滤波器抽头，该滤波器抽头中的至少一个具有第一自适应性级别，并且该滤 波器抽头中的至少一个其他滤波器抽头具有不同的第二自适应性级别。优选地由不同优化 准则的优化来确定具有不同自适应性级别的滤波器抽头的相应滤波器系数。例如，可以确 定第一粗糙自适应性级别的滤波器抽头的滤波器系数以降低滤波操作的复杂度，该滤波操 作使用该自适应滤波器用于滤波输入数据。优选地基于具有粗糙精确度和自适应性的滤波 器抽头的限制来确定第二精细自适应性级别的滤波器抽头的滤波器系数，更优选地通过最 小化原始数据和经滤波的输入数据之间的误差来确定第二精细自适应性级别的滤波器抽 头的滤波器系数。与使用固定的滤波器相比，本实施例改进了对输入数据进行滤波的精确度。与具 有对于所有滤波器系数来说同一个自适应性级别的现有技术自适应滤波器相比，该改进通 过在确定自适应滤波器时小得多的计算复杂度而实现。因此本实施例的自适应滤波器在对 滤波的结果具有最大影响的滤波器抽头/参数中具有高的精确度和自适应性，并且相反对 没有那么大影响的滤波器抽头/参数使用较低的精确度和自适应性。当阅读下面对实施例的描述时，将理解本文所提供的其他优点。
通过参考下列描述以及附图，可以最佳地理解实施例以及这些实施例的其他目标 和优点，其中图1是示出了根据实施例确定自适应滤波器的方法的流程图；图2是示出了图1中滤波器确定方法的附加可选步骤的流程图；图3是示出了图1中滤波器确定方法的附加可选步骤的流程图；图4是示出了图1中滤波器确定方法的附加可选步骤的流程图；图5是示出了图1中滤波器确定方法的附加可选步骤的流程图；图6是示出了图1中滤波器确定方法的附加可选步骤的流程图；图7是示出了根据实施例使用自适应滤波器对像素块进行编码的方法的流程图；图8是示出了根据实施例使用自适应滤波器对编码像素块进行解码的方法的流 程图；图9是示出了图8中解码方法的滤波器提供步骤的实施例的流程图；图10是对帧的视频序列的示意说明；图11是对像素块和经插值的子像素的说明；图12是对视频序列中的帧的示意说明；图13是对被帧内编码为子像素解析度的像素块的说明；图14是根据实施例用于确定自适应滤波器的设备的示意框图；图15是根据实施例用于对像素块进行编码的编码器的示意框图；图16是根据另一实施例用于对像素块进行编码的编码器的示意框图；图17是根据实施例用于对经编码像素块进行解码的解码器的示意框图18是图17中解码器的滤波器提供器的实施例的示意框图；以及图19是根据另一实施例用于对编码像素块进行解码的解码器的示意框图。
具体实施方式
在附图中，相同的引用符号将被用于相应或者相似的元素。本实施例关注于具有在滤波器参数中的不同自适应性级别的自适应滤波器。这意 味着对滤波的结果具有较大影响并且因此具有较高重要性的滤波器参数具有精细的自适 应性级别，而与滤波的结果不那么相关的其他滤波器参数可以具有较低或者较粗糙的自适 应性级别。通过将复杂度放入到那些重要的滤波器参数中并且降低其他滤波器参数的复杂 度来进行滤波效率和复杂度之间的折衷。例如，由于不是所有由自适应滤波器滤波的属性 值都具有相同的重要性，因此可以显著地降低自适应滤波器确定的整体复杂度以及自适应 滤波器的应用，同时通过在本实施例的滤波器中差异化自适应性的应用，依然可以实现充 分的效率以及质量。因此相对于现有技术的自适应滤波器来说，本实施例的自适应滤波器确定和使用 在处理复杂度方面得到了极大的简化。然而，即使对复杂度进行了简化，滤波输出的质量依 然非常高。图1是示出了根据实施例确定具有多个滤波器参数的自适应滤波器的方法的流 程图。该方法开始于步骤Sl，步骤Sl将多个滤波器参数中的至少一个滤波器参数定义为具 有第一自适应性级别。接下来，将该第一自适应性级别非限制性地定义为相比于第二自适 应性级别的粗糙的自适应性级别，认为该第二自适应性级别构成精细的自适应性级别。在 步骤S2中定义具有第二、精细自适应性级别的至少一个滤波器参数。在备选的实现中，第 一自适应性级别比第二自适应性级别更精细。一般地，由滤波器的滤波器参数来定义该滤波器。例如，滤波器具有一定数量的抽 头，该一定数量的抽头构成该滤波器的滤波器系数。滤波器可以是一维的，即，是具有T个 滤波器抽头和系数的T-抽头滤波器，其中T是等于或者大于二的整数值。相应地，二维滤 波器具有T1XT2个滤波器抽头，并且因此可以将他们应用于输入数据元素块上，其中1\、T2 是相互独立的等于或者大于二的整数值。除了滤波器抽头之外，滤波器可以具有缩放引子， 可以将该缩放因子加到输出上以实现对经滤波的数据的缩放。从而，可以将使用T-抽头滤 波器来滤波输入数据元素的集合描述为[I^+I^+H'+I^+FpH] >>N，其中Ii_T定义T 个输入数据元素，Hh代表滤波器的T个滤波器系数，Fs是缩放因子，是典型固定的取整 因子，N是预定义的整数并且>>代表右移位操作。如本文所使用的，“滤波器参数”从而包含被用于定义具体的自适应滤波器的不同 自适应滤波器单元。因此，这种滤波器参数可以是自适应滤波器的滤波器抽头。另一个示 例是自适应滤波器的缩放因子。在该情况中，步骤Sl和S2可以例如将缩放因子定义为粗 糙级别的滤波器参数，并且将全部滤波器抽头或滤波器抽头的子集定义为精细级自适应性 的滤波器参数。备选地，步骤Sl可以将滤波器抽头的子集定义为构成粗糙的自适应性级别 的滤波器参数，同时步骤S2将滤波器抽头的另一个子集定义为精细的自适应滤波器参数。下文中，主要结合使用滤波器抽头作为自适应滤波器的滤波器参数来讨论实施 例。然而，应当将这种方式作为优选，而不是限制本实施例的公开内容，并且可以备选地或者附加地使用其他类型的滤波器参数(比如缩放因子)。在实施例中，定义步骤Sl和S2定义了针对每一个自适应性级别指定的滤波器抽 头的数量，以及自适应滤波器中哪一个具体的滤波器抽头应当具有对应的自适应性级别。 在优选实现中，基于将要由该自适应滤波器滤波的具体输入，至少部分地执行步骤S 1和 S2的抽头定义。例如，如果要将该自适应滤波器应用于像素块中多个参考像素的集合以获 得作为滤波输出的插值像素时，在使用自适应滤波器进行滤波中参考像素的相对位置对在 确定插值像素中参考像素的具体相关性进行了定义。应当用具有高自适应性级别和精确度 的滤波器系数来滤波那些被认为更重要的参考像素位置(典型地(但不总是)在自适应滤 波器的中央或者中间位置)，从而增加滤波输出的精确度。这意味着在步骤S2中，将与具有 高重要性的参考像素位置相对应的那些滤波器抽头定义为具有精细的自适应性级别，同时 应当使用具有粗糙的自适应性级别和精确度的滤波器抽头来滤波其他不那么重要的参考 像素位置(典型地，更加远离自适应滤波器中央的位置)。 因此在典型的实施例中，基于要滤波的具体输入数据来选择自适应滤波器中不同 滤波器抽头的具体自适应性级别。因此在这些实施例中，对于具体的输入数据类型来说，哪 些滤波器抽头应当分别具有粗糙和精细的自适应性级别的定义应当是固定的。然而，另一个实施例提供了在滤波器抽头的自适应性级别的定义中的调整。从而， 可以在优化过程中动态地确定自适应滤波器中的精细和粗糙级别的自适应滤波器抽头的 具体分布。从而，在滤波器中不存在固定的精细和粗糙滤波器抽头位置的预定义分布。从而，可以根据不同的实施例对根据步骤Sl和S2的滤波器参数进行定义。这些 实施例的共同特征是该自适应滤波器的至少一个滤波器参数具有第一粗糙自适应性级别， 同时至少一个其他滤波器参数具有第二精细自适应性级别。将滤波器参数(比如滤波器抽头)分为不同的自适应性级别当然可以被扩展为具 有多于两个自适应性级别。例如，对于三个不同的自适应性级别来说，至少一个滤波器参数 (比如滤波器抽头或者缩放因子)具有第一粗糙自适应性级别，至少一个滤波器参数(比如 另一个滤波器抽头)具有的第二中等自适应性级别，同时至少一个滤波器参数(比如其他 滤波器抽头)具有精细的第三自适应性级别。还可以使用不具有任何自适应性(即，固定) 的至少一个滤波器参数(比如滤波器抽头)来补足多个(即至少两个)自适应性级别。在 该情况中，自适应滤波器可以例如包括具有粗糙自适应性级别的m个滤波器抽头、具有精 细自适应性级别的η个滤波器抽头以及具有固定滤波器系数的ο个滤波器抽头，其中m、n、 ο是相互独立的等于或者大于一的整数。因此对自适应滤波器的确定可以仅影响具有自适 应性的m+n个滤波器抽头以及可能的任何其他自适应滤波器参数，同时不可能对该ο个滤 波器抽头进行调整。可以如图1所示顺序地进行该两个步骤Sl和S2，然而可以交换这两个步骤的具体 顺序。备选地，可以在共同的优化或者选择过程中并行地或者甚至同时进行这两个步骤。下一个步骤S3对在步骤Sl中定义的至少一个滤波器参数的滤波器参数值进行确 定，并且该滤波器参数值具有第一粗糙自适应性级别。优选地，在可允许滤波器参数值的第 一集合中确定这些所谓的粗糙滤波器参数值。在该情况中，自适应性的级别对集合的大小 进行定义。从而，较精细的自适应性级别意味着相比于分配给较粗糙的自适应性级别的集 合来说，相关联的集合包含更多的可允许滤波器参数值。
步骤S4相应地确定滤波器参数值或者在步骤S2中定义并具有第二精细自适应性 级别的至少一个滤波器参数的参数值。类似于步骤S3，步骤S4优选地在可允许滤波器参数 值的第二集合中确定滤波器参数值。该第二集合包括N个滤波器参数值，而第一集合包括 M个滤波器参数值。为了提供不同的自适应性级别，N大于M。在滤波器参数处于滤波器抽 头的形式的情况下，步骤S3确定具有粗糙自适应性级别的自适应滤波器的滤波器抽头的 滤波器系数，同时步骤S4确定具有精细自适应性级别的自适应滤波器抽头的滤波器系数。可以根据不同的实施例来定义滤波器参数值的这两个集合。例如，可以为每一个 自适应性级别提供各自的参数表。则该表包含具体的可允许滤波器参数值。因此在步骤S3 和S4中对滤波器参数值的确定涉及从相应参数表中选择滤波器参数值。
备选地，在比特数方面，该集合可以定义可允许滤波器参数值的范围，可以用有限 的参数值解析度来表示该范围，该范围可用于该自适应滤波器。在该情况中，第一集合可以 包含第一区间[α，β]中的参数值，而第二集合包括第二区间[X，δ]中的参数值，其中 X彡α并且β彡δ，此外，如果χ = α则β < δ，并且如果β = δ，则χ < α。其他实施例还使用参数值的区间或者范围[α，β]。然而，在该实施例中，相同的 区间对于两个自适应性级别是可用的。在该情况中，在使用粗糙自适应性级别表示滤波器 参数值中的解析度可以低于在使用高自适应性级别表示滤波器系数中的解析度。从而，如 果针对具体的自适应性级别的解析度是B个比特，这意味着在区间[α，β]中有2Β个不同 的参数值是可用的。这2Β个参数值优选地包括区间的端点值(即α和β)以及2Β-2个作 为两个端点值不同加权或者线性组合来计算的中间系数值。在该方案中，粗糙自适应性级 别的解析度B1小于精细自适应性级别的解析度Β2。在再一个实施中，对于以上的不同自适应性级别来说，相同的参数值区间[α，β] 是可用的。然而在该情况中，粗糙自适应性级别仅可以选择该区间中的M个预定义的参数 值，而对于精细自适应性级别来说N个预定义的系数值是可用的，其中，M < N。此外的实施例具有M个预定义滤波器的第一集合以及N个预定义滤波器的第二集 合。第一集合包含M个滤波器，这M个滤波器具有自适应滤波器中滤波器抽头的滤波器系数 的不同组合，该自适应滤波器具有粗糙自适应性级别。剩下的滤波器抽头(如果有的话)优 选地具有固定的滤波器系数，并且更优选地等于零。相应地，第二集合包括N个滤波器，这 N个滤波器具有滤波器抽头的滤波器系数的不同组合，在自适应滤波器中，该滤波器抽头被 定义来具有精细自适应性级别。其它滤波器抽头(如果有的话)具有优选为零的预定义滤 波器系数。然后将来自第一集合的所谓粗糙滤波器与来自第二集合的精细滤波器组合以提 供自适应滤波器。这等价于将滤波器输入与粗糙滤波器卷积以得到第一滤波器输出，并且 将滤波器输入与精细滤波器卷积以得到第二滤波器输出，然后对这两个滤波器输出求和。例如，假定将自适应滤波器定义为B1 a2 f2]，其中f代表具有粗糙自适应性 级别的滤波器系数并且a1>2指示具有精细自适应性级别的滤波器系数。在这种情况中，第 一滤波器集合包括M个粗糙滤波器0 0 f2]，其中，这M个中的每一个具有滤波器系数
的唯一组合。第二滤波器集合包括N个预定义的精细滤波器W B1 a2 0]，该N个精 细滤波器具有滤波器系数 和a2的不同组合。粗糙和/或精细自适应性级别的滤波器系数可以具有f的形式，其中χ是零或者正数或负数，优选地是整数，并且1是非零归一化因子。可以通过使不同的值X可用于粗糙 和精细的自适应性级别，来进行滤波器系数的自适应性。附加地或者备选地，可以改变归一 化因子y以得到不同的滤波器系数。该归一化因子与滤波器系数的表示精确度高度相关。 一般地，如果需要滤波器系数的精细微调，则典型地使用大的归一化因子。因此可以通过使 用改变的归一化因子来获得不同的滤波器特征。可以通过不同优化准则的优化来执行步骤S3中对粗糙级滤波器参数值的确定以 及步骤S4中精细级滤波器参数值的确定。在这种情况中，应用与粗糙级滤波器参数值相关 的第一优化准则，同时将不同的第二优化准则用于精细级的参数值。本文中通过下面图2 至5来进一步讨论该不同的优化准则的示例。可以如图中所示顺序地执行步骤S3和S4，然而步骤S3和S4的顺序是可以互换 的。备选地，可以并行地或者甚至在共同的系数确定过程中进行步骤S3和S4。在具体实施 例中，首先通过根据第一优化准则确定的粗糙级滤波器参数值来进行步骤S3。然后在确定 粗糙级滤波器参数值之后执行步骤S4。因此基于对具有低精确度的滤波器参数值的 约束， 该实施例确定具有高精确度的滤波器参数值。图2是示出了图1的滤波器确定方法的附加可选步骤的流程图。在该实施例中， 在步骤SlO中根据最小化或至少降低滤波器操作复杂度的优化准则来执行对粗糙级滤波 器系数的确定。从而，为了降低用自适应滤波器对输入数据进行滤波的复杂度，从滤波器系 数或者参数值的粗糙集合中选择针对粗糙级滤波器抽头或者滤波器参数的系数值或者参 数值。在步骤SlO中，该复杂度最小化的示例是选择系数值以在滤波期间避免乘法(有
利于加法和/或移位)。例如，滤波器系数的粗糙集合可以包括系数值--γ、O、+，其中浐
是归一化因子并且L是零或者正整数。典型地，使用定点运算来将优选固定的归一化因子 作为滤波中的最后一步操作来执行。在该情况中，如果用于对滤波器参数进行编码的最小
量化步长是^T的倍数，则使用粗糙滤波器抽头的这些滤波器系数将滤波操作限制为针对这 2
些粗糙位置的输入数据的加法。否则执行作为移位的滤波器操作，移位在计算上依然比执 行乘法要显著地更有效率。一旦在步骤SlO中已经满足优化准则(即最小化滤波复杂度)，则方法继续至图1 的步骤S3，在该步骤中基于该标准确定具有粗糙自适应性的滤波器抽头的滤波器系数。如图3的附加步骤S20所示，针对具有粗糙自适应性级别的滤波器抽头或者滤波 器参数的另一个目标或者优化准则是优化自适应滤波器的频率形状。频率形状优化意味着 该自适应滤波器可以用于实现更多或者更少的低通滤波。这允许移除在高频域中典型存在 的噪音。因此自适应滤波器的具体低通级别取决于输入数据的质量，并且具体地取决于其 中存在的噪音。因此，通过在步骤S3中确定粗糙级滤波器系数或者参数值，步骤S20优化 自适应滤波器的频率形状，以实现自适应滤波器的所需低通滤波特征。如下面进一步公开 的，可以通过使用自适应性缩放因子来调整自适应滤波器的低通滤波特征。图4示出了可以用于粗糙自适应性级别的另一优化准则。该方法从图1的步骤 S2继续进行。取决于粗糙级滤波器抽头或者滤波器参数的值，下一步骤S30优化将被应用 于将要滤波的不同输入值或者已滤波数据的缩放，从而改变将被滤波的输入数据的平均值(比如参考像素块)。可以将参考像素块的平均值的改变作为加法或者乘法缩放因子来处 理，该缩放因子被包括在具有精细自适应性级别的滤波器抽头的滤波中。然后图1的步骤 S3确定粗糙级滤波器抽头，以得到实现该经选择或者经优化的像素值缩放的值。可以例如 将加法缩放因子估计为一个或者若干原始像素块的平均值与一个或者若干相应参考像素 块的平均值之间的差。如果缩放是乘法的，则可以将缩放因子估计为一个或者若干原始像 素块的平均值和一个或者若干相应参考像素块的平均值之间的比。图5示出了用于具有精细自适应性级别的滤波器抽头或者滤波器参数的优化准 则的实施例。该实施例特别适合当为了确定原始像素属性值的预测而对参考像素滤波时使 用。在该情况中，优化准则优选地是最小化一个或者若干原始像素块以及通过使用自适应
滤波器来滤波参考像素块获得的一个或者若干预测像素块之间的预测误差 f γ
权利要求
一种确定具有多个滤波器参数的自适应滤波器的方法，所述方法包括下列步骤a)将所述多个滤波器参数中的至少一个滤波器参数定义为具有第一自适应性级别；b)将所述多个滤波器参数中的至少一个滤波器参数定义为具有第二自适应性级别；c)在可允许滤波器参数值的第一集合中确定具有所述第一自适应性级别的所述至少一个滤波器参数的滤波器参数值；以及d)在可允许滤波器参数值的第二集合中确定具有所述第二自适应性级别的所述至少一个滤波器参数的滤波器参数值，其中，所述可允许滤波器参数值的第一集合小于所述可允许滤波器参数值的第二集合。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤c)包括基于第一优化准则的优化，确定具有所述第一自适应性级别的 所述至少一个滤波器参数的所述滤波器参数值；以及所述确定步骤d)包括基于不同的第二优化准则的优化，确定具有所述第二自适应性 级别的所述至少一个滤波器参数的所述滤波器参数值。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述确定步骤c)包括通过最小化滤波操 作的复杂度来确定具有所述第一自适应性级别的所述至少一个滤波器参数的所述滤波器 参数值，所述滤波操作包括使用所述自适应滤波器对多个参考像素的集合进行滤波。
4.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，所述确定步骤c)包括通过优 化所述自适应滤波器的频率形状，确定具有所述第一自适应性级别的所述至少一个滤波器 参数的所述滤波器参数值。
5.根据权利要求1至4中任意一项所述的方法，其中，所述确定步骤d)包括通过最 小化原始像素属性值和所预测的像素属性值之间的误差，确定具有所述第二自适应性级别 的所述至少一个滤波器参数的所述滤波器参数值，所预测的像素属性值是通过使用所述自 适应滤波器对多个参考像素的集合进行滤波来获得的。
6.根据权利要求1至5中任意一项所述的方法，其中，所述确定步骤d)包括在所述 确定步骤c)中确定具有所述第一自适应性级别的所述至少一个滤波器参数的所述滤波器 参数值之后，确定具有所述第二自适应性级别的所述至少一个滤波器参数的所述滤波器参 数值。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的方法，其中，所述自适应滤波器具有多个滤波 器抽头，并且所述定义步骤a)包括将所述多个滤波器抽头中的至少一个滤波器抽头定义为具有 所述第一自适应性级别；所述定义步骤b)包括将所述多个滤波器抽头中的至少一个滤波器抽头定义为具有 所述第二自适应性级别；所述确定步骤c)包括在可允许滤波器系数的第一集合中确定具有所述第一自适应 性级别的所述至少一个滤波器抽头的滤波器系数；以及所述确定步骤d)包括在可允许滤波器系数的第二集合中确定具有所述第二自适应 性级别的所述至少一个滤波器抽头的滤波器系数，其中，所述可允许滤波器系数的第一集 合小于所述可允许滤波器系数的第二集合。
8.根据权利要求7所述的方法，还包括下列步骤针对所述自适应滤波器的每一个滤波器系数，基于来自参考滤波器的系数预测来确定 所述滤波器系数的预测误差； 量化所述预测误差；以及通过对经量化的预测误差进行编码，生成所述自适应滤波器的编码表示。
9.一种对图像或者视频序列的帧中的像素块进行编码的方法，所述方法包括下列步骤基于所述像素块的像素属性值，估计与所述图像或者视频序列的帧中的参考像素块相 关联的参数表示；根据权利要求1至8中任意一项来确定至少一个自适应滤波器； 使用所述至少一个自适应滤波器来对所述参考像素块的像素属性值进行滤波； 基于所述像素块的所述像素属性值以及所述参考像素块的经滤波的像素属性值来计 算残留误差；以及提供对所述参数表示和对所述残留误差的表示的表示，作为所述像素块的编码表示。
10.根据权利要求9所述的方法，还包括基于所述参考像素块以及至少一个插值滤波 器来确定像素块预测，其中，所述计算步骤包括基于所述像素块的所述像素属性值、所述 参考像素块的所述经滤波的像素属性值以及所述像素块预测的像素属性值来计算所述残留误差。
11.一种对经编码的图像或者视频序列的帧中经编码的像素块进行解码的方法，所述 方法包括下列步骤基于与所述经编码的像素块相关联的参数表示，识别所述经编码的图像或所述视频序 列的帧中的参考像素块；提供与所述经编码的像素块相关联的至少一个自适应滤波器，所述至少一个自适应滤 波器是根据权利要求1至8中任意一项所确定的；使用所述至少一个自适应滤波器对所述参考像素块的像素属性值进行滤波；以及 基于所述参考像素块的所述经滤波的像素属性值以及与所述经编码的像素块相关联 的残留误差的表示，确定所述经编码的像素块的解码表示。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括基于所述参考像素块以及至少一个插值滤波 器来确定像素块预测，其中，所述确定步骤包括基于所述参考像素块的所述经滤波的像素 属性值、所述像素块预测的像素属性值以及所述与所述经编码的像素块相关联的残留误差 的表示，来确定所述经编码的像素块的所述解码表示。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中，所述提供步骤包括下列步骤对根据权利要求1至8中任意一项确定的所述自适应滤波器的编码表示进行解码，以 获得经量化的预测误差的集合；对所述经量化的预测误差的集合进行反量化，以获得预测误差的集合；以及 基于所述预测误差的集合和参考滤波器，确定所述至少一个自适应滤波器。
14.一种用于确定具有多个滤波器参数的自适应滤波器的设备，所述设备包括滤波器参数定义器，用于将所述多个滤波器参数中的至少一个滤波器参数定义为具有 第一自适应性级别，以及用于将所述多个滤波器参数中的至少一个滤波器参数定义为具有 第二自适应性级别；第一参数确定器，用于在可允许滤波器参数值的第一集合中确定具有所述第一自适应 性级别的所述至少一个滤波器参数的滤波器参数值；以及第二滤波器参数确定器，用于在可允许滤波器参数值的第二集合中确定具有所述第二 自适应性级别的所述至少一个滤波器抽头的滤波器参数值，其中，所述可允许滤波器参数 值的第一集合小于所述可允许滤波器参数值的第二集合。
15.根据权利要求14所述的设备，其中所述第一参数确定器被配置为基于第一优化准则的优化，确定具有所述第一自适应 性级别的所述至少一个滤波器参数的所述滤波器参数值；以及所述第二参数确定器被配置为基于不同的第二优化准则的优化，确定具有所述第二 自适应性级别的所述至少一个滤波器参数的所述滤波器参数值。
16.根据权利要求14或15所述的设备，其中，所述第一参数确定器被配置为通过最 小化滤波操作的复杂度，确定具有所述第一自适应性级别的所述至少一个滤波器参数的所 述滤波器参数值，所述滤波操作包括使用所述自适应滤波器对多个参考像素的集合进行滤 波。
17.根据权利要求14至16中任意一项所述的设备，其中，所述第一参数确定器被配置 为通过优化所述自适应滤波器的频率形状，确定具有所述第一自适应性级别的所述至少 一个滤波器参数的所述滤波器参数值。
18.根据权利要求14至17中任意一项所述的设备，其中，所述第二参数确定器被配置 为通过最小化原始像素属性值和所预测的像素属性值之间的误差，确定具有所述第二自 适应性级别的所述至少一个滤波器参数的所述滤波器参数值，所预测的像素属性值是通过 使用所述自适应滤波器对多个参考像素的集合进行滤波来获得的。
19.根据权利要求14至18中任意一项所述的设备，其中，所述第二参数确定器被配置 为在所述第一参数确定器已经确定具有所述第一自适应性级别的所述至少一个滤波器参 数的所述滤波器参数值之后，确定具有所述第二自适应性级别的所述至少一个滤波器参数 的所述滤波器参数值。
20.根据权利要求14至19中任意一项所述的设备，其中，所述自适应滤波器具有多个 滤波器抽头，并且所述滤波器参数定义器被配置为将所述多个滤波器抽头中的至少一个滤波器抽头定 义为具有所述第一自适应性级别，以及将所述多个滤波器抽头中的至少一个滤波器抽头定 义为具有所述第二自适应性级别；所述第一参数确定器被配置为在可允许滤波器系数的第一集合中确定具有所述第一 自适应性级别的所述至少一个滤波器抽头的滤波器系数；以及所述第二滤波器参数确定器被配置为在可允许滤波器系数的第二集合中确定具有所 述第二自适应性级别的所述至少一个滤波器抽头的滤波器系数，其中，所述可允许滤波器 系数的第一集合小于所述可允许滤波器系数的第二集合。
21.根据权利要求20所述的设备，还包括误差计算器，用于针对所述自适应滤波器的每一个滤波器系数，基于来自参考滤波器 的系数预测来计算所述滤波器系数的预测误差；误差量化器，用于对由所述误差计算器计算的所述预测误差进行量化；以及误差编码器，用于通过对被所述误差量化器量化的经量化的预测误差进行编码，生成 所述自适应滤波器的编码表示。
22.一种用于对图像或者视频序列的帧中的像素块进行编码的编码器，所述编码器包括参数估计器，用于基于所述像素块的像素属性值，估计与所述图像或者视频序列的帧 中的参考像素块相关联的参数表示；根据权利要求14至21中任意一项所述的设备，用于确定能够应用于所述参考像素块 的像素属性值的至少一个自适应滤波器；误差计算器，用于基于所述像素块的所述像素属性值、所述参考像素块的所述像素属 性值以及由所述设备确定的所述至少一个自适应滤波器，计算残留误差；以及块编码器，用于提供对所述参数表示和对所述残留误差的表示的表示，作为所述像素 块的编码表示。
23.根据权利要求22所述的编码器，还包括预测确定器，用于基于所述参考像素块以 及至少一个插值滤波器来确定像素块预测，其中，所述误差计算器被配置为基于所述像素 块的所述像素属性值、所述参考像素块的所述像素属性值、所述像素块预测的属性值以及 由所述设备确定的所述至少一个自适应滤波器，计算所述残留误差。
24.一种用于对经编码的图像或者视频序列的帧中经编码的像素块进行解码的解码 器，所述解码器包括块识别器，用于基于与所述经编码的像素块相关联的参数表示，识别所述经编码的图 像或所述视频序列的帧中的参考像素块；滤波器提供器，用于提供与所述经编码的像素块相关联的至少一个自适应滤波器，所 述至少一个自适应滤波器是根据权利要求14至21中任意一项所确定的；滤波器单元，用于使用由所述滤波器提供器提供的所述至少一个自适应滤波器，对由 所述块识别器识别的所述参考像素块的像素属性值进行滤波；以及块解码器，用于基于所述参考像素块的所述经滤波的像素属性值以及与所述经编码的 像素块相关联的残留误差的表示，确定所述经编码的像素块的解码表示。
25.根据权利要求24所述的解码器，还包括预测确定器，用于基于由所述块识别器识 别的所述参考像素块以及至少一个插值滤波器来确定像素块预测，其中，所述块解码器被 配置为基于所述参考像素块的所述经滤波的像素属性值、所述像素块预测的像素属性值 以及所述与所述经编码的像素块相关联的残留误差的表示，来确定所述经编码的像素块的 所述解码表示。
26.根据权利要求24或25所述的解码器，其中，所述滤波器提供器包括滤波器解码器，用于对根据权利要求14至21中任意一项所述的设备所确定的所述至 少一个自适应滤波器的编码表示进行解码，以获得经量化的预测误差的集合；反量化器，用于对所述经量化的预测误差的集合进行反量化，以获得预测误差的集合；以及滤波器确定器，用于基于所述预测误差的集合和参考滤波器来确定所述至少一个自适 应滤波器。
全文摘要
通过将至少一个滤波器参数定义为具有第一自适应性级别并且将至少一个其它滤波器参数定义为具有不同的第二自适应性级别，来确定具有多个滤波器参数的自适应滤波器。在可允许滤波器参数值的第一集合中确定具有所述第一自适应性级别的所述至少一个滤波器参数的所述参数值。在可允许滤波器参数值的不同的第二集合中相应地确定具有所述第二自适应性级别的所述至少一个滤波器参数的所述参数值。由于所述第二集合包括比所述第一集合更多的可允许滤波器参数值，因此实现所述自适应滤波器的所述滤波器参数中的所述不同的自适应性级别。在视频编码和解码期间在帧内或者帧间预测的滤波中，有利的使用所述自适应滤波器。
文档编号H04N7/26GK101971632SQ200880124291
公开日2011年2月9日 申请日期2008年10月8日 优先权日2008年1月8日
发明者乔纳坦·萨缪尔森, 克林顿·普瑞德, 珀·福罗德亨, 理查德·肖伯格, 肯尼思·安德森 申请人:艾利森电话股份有限公司