自适应处理视频信号帧中的视频取样的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及视频信号处理领域。
【背景技术】
[0002] 静止画面、图像、或者视频信号帧的有损压缩方法通常导致静止画面、图像、或视 频信号帧失真。这意味着，源信号和重构信号中相应的像素或视频取样的取值可能会存在 差异。源信号和重构信号中相应的像素或视频取样的取值差异通常表示为误差。
[0003] 在许多标准视频编解码协议中，例如H. 264/AVC和H. 265/HEVC，有两个主要失真 来源：量化，其中量化强度可由量化参数（QP)定义；环内去块状效应自适应滤波（ADF)。
[0004] 源信号和重构信号中相应的像素或视频取样的取值误差通常通过两种机制补偿： 减小量化参数的取值以及环内去块状效应自适应滤波对靠近边界区域的像素或者视频取 样的误差值的负面影响；以及直接补偿误差。
[0005] 对于新兴的视频编码标准，如高性能视频编码（HEVC)，提出了两种直接补偿误差 的方法。第一种称为取样自适应偏移（SA0)，第二种称为自适应环路滤波（ALF)。
[0006] 在SA0的情况下，如果应用SA0偏移后像素或视频取样的幅度值没有限制，会导致 由脉冲噪声如椒盐噪声引起的花屏。
[0007] 出现这类噪声的主要原因是，考虑中的像素或视频取样和其相邻像素或视频取样 之间的幅度值差异太大。为了缓解这一问题，视频编码标准，例如H. 265/HEVC标准，限制了 可以被分配给偏移的最大绝对值。因此，潜在的可达到的编码增益是有限的。由此，如何在 编码增益中无损失地避免脉冲噪声成了一个问题。
[0008] P. List，A. Joch，J. Lainema，G. Bj.0n.te.gaar.d .，M. Karczewicz，" 自适应去块滤 波'，，IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology，2003 年 7 月 第7期第13卷，第614-619页，使用一维图案进行像素或视频取样分类。
[0009] K. McCann, ff. -J. Han, I. -K. Kim, J. -H. Min, E. Alshina, A. Alshin, T. Lee, J. Chen, V. Seregin，S. Lee，Y. -M. Hong，M. -S. Cheon，N. Shlyakhov，"Samsung' s Response to the Call for Proposals on Video Compression Technology"，JCT-VC会议投稿，JCTVC-A124， 德累斯顿，2010年4月，极端校正的方法描述。为了对重构画面的像素或视频取样进行分 类，该方法使用了一组预定义的2维图案。
[0010] A. Fuldseth，G. Bj0ntegaard，"具有基于 LCU 语法的 SA0"，JCT-VC 会议思科投 稿，JCTVC-H0067,圣何塞，2012年2月，建议不要对偏移幅度值进行编码，而是根据类别将 其数值修改1或-1。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的是提供一种直接补偿视频信号帧误差的改进方法。
[0012] 该目的是通过独立权利要求的特征来实现的。进一步的实施形式在从属权利要 求，说明书和附图是明显的。
[0013] 本发明基于视频信号帧中的每个视频取样可以自适应处理这一结论。
[0014] 第一方面，本发明涉及一种自适应处理视频信号帧中的视频取样的方法，所述视 频取样设置在最大编码单元中，该方法包括：从最大编码单元抽取多个视频取样；基于抽 取的多个视频取样中的第一视频取样的第一取值以及第二视频取样的第二取值，计算抽取 的多个视频取样中的第一视频取样的校正偏移；以及使用校正偏移对第一视频取样进行加 权。因此，能够实现对视频信号帧的误差进行优化补偿。
[0015] 视频信号帧可以表示在一个固定的时间瞬间的视频信号。视频信号帧可以包括静 止画面或图像。
[0016] 视频取样可以通过一个2维坐标表征。视频取样可以进一步由色空间表征，例如 灰度色空间或者红、绿、蓝（RGB)色空间。
[0017] 视频取样的取值可以是一个数字，例如20,45或236。视频取样的取值还可以相关 色空间中的色通道，例如红、绿、蓝（RGB)色空间的红色通道。
[0018] 最大编码单元（LCU)可以包括编码树单元（CTU)。最大编码单元的形状可以是 正方形，例如16X 16的视频取样或64X64的视频取样；或矩形，例如8X 16的视频取样或 64X32的视频取样。
[0019] 根据第一方面，在该方法的第一实施形式中，该方法还包括：向所抽取的多个视频 取样分配一个边缘偏移类，该边缘偏移类表示所抽取的多个视频取样的方向性图案；并从 抽取的多个视频取样的多个边缘偏移类别中选择一个边缘偏移类别，边缘偏移类别表征抽 取的视频取样相对于彼此的位置，多个边缘偏移类别分配到所述边缘偏移类中。因此，可以 使用优化的边缘偏移类和/或优化的边缘偏移类别来执行该方法。
[0020] 边缘偏移（E0)类可指示所抽取的多个视频取样的方向性图案。边缘偏移类可在 从最大编码单元中抽取多个视频取样前分配。
[0021] 边缘偏移（E0)类别可以表征所抽取的视频取样相对于彼此的位置。边缘偏移类 别可在从最大编码单元中抽取多个视频取样后进行选择。
[0022] 根据本方法的第一实施形式，在该方法的第二实施形式中，边缘偏移类表示水平 方向性图案，垂直方向性图案，或者斜线方向性图案。因此，该方法可以利用视频信号帧的 方向属性。
[0023] 水平方向性图案可以由所抽取的多个视频取样的固定垂直坐标或固定y坐标来 表征。
[0024] 垂直方向性图案可以由所抽取的多个视频取样的固定水平坐标或固定X坐标来 表征。
[0025] 斜线方向性图案可以由所抽取的多个视频取样的水平坐标或X坐标和所抽取的 多个视频取样的垂直坐标或y坐标的线性关系来表征。斜线方向性图案可以相对于水平坐 标轴或X坐标轴成一个非零角度，例如135°或45°。
[0026] 根据该方法的第一实施形式或该方法的第二实施形式，在该方法的第三实施形式 中，边缘偏移类别表征局部谷值位置、局部峰值位置、凹角位置、凸角位置、或者抽取的视频 取样相对于彼此的其它位置。因此，该方法可以利用所抽取的视频取样相对于彼此的位置 属性。
[0027] 所抽取的视频取样的位置可以包括所抽取的视频取样的取值的位置。
[0028] 局部谷值位置可以由第一视频取样的第一取值相对于进一步抽取的视频取样的 进一步的取值的局部最小值进行表征。
[0029] 局部峰值位置可以由第一视频取样的第一取值相对于进一步抽取的视频取样的 进一步的取值的局部最大值进行表征。
[0030] 凹角位置可以由第一视频取样的第一取值和第二视频取样的第二取值相对于进 一步抽取的视频取样的进一步的取值的最小值进行表征。第一视频取样的第一取值和第二 视频取样的第二取值可以是相等的。
[0031] 凸角位置可以由第一视频取样的第一取值和第二视频取样的第二取值相对于进 一步抽取的视频取样的进一步的取值的最大值进行表征。第一视频取样的第一取值和第二 视频取样的第二取值可以是相等的。
[0032] 剩余的位置可以由不同于局部谷值位置、局部峰值位置、凹角位置、以及凸角位置 的任何位置进行表征。
[0033] 根据该方法的第一实施形式，该方法的第二实施形式，或者该方法的第三实施形 式，在该方法的第四实施形式中，边缘偏移类是由率失真优化过程分配或者边缘偏移类别 由率失真优化过程选择，率失真优化过程使用一个失真查找表用于分配边缘偏移类或选择 边缘偏移类别。这样，可以实现边缘偏移类的优化分配以及边缘偏移类别的优化选择。
[0034] 率失真优化（RD0)过程可以执行视频信号的速率和视频信号的失真之间的优化。 率失真优化过程可以分配一个边缘偏移类。率失真优化过程可以进一步选择一个边缘偏移 类别。
[0035] 率失真优化过程可以使用失真查找表（失真LUT)分配边缘偏移类和/或选择边 缘偏移类别。
[0036] 根据第一方面或者任何一个第一方面的前述实施形式，在该方法的第五实施形式 中，使用校正偏移对第一视频取样进行加权包括将校正偏移添加到第一视频取样的第一取 值中，或者从第一视频取样的第一取值中减去校正偏移。因此，可以实现使用校正偏移对第 一视频取样进行有效加权。
[0037] 根据第一方面或者任何一个第一方面的前述实施形式，在该方法的第六实施形式 中，从最大编码单元抽取多个视频取样包括从最大编码单元中抽取多个相邻的视频取样。 因此，该方法可以利用紧邻着的视频取样的属性。
[0038] 相邻视频取样可以由每个具有至少一个相邻视频取样的视频取样进行表征。
[0039] 根据第一方面或者任何一个第一方面的前述实施形式，在该方法的第七实施形式 中，所抽取的多个视频取样包括奇数个视频取样，特别是3个视频取样。因此，相对于所抽 取的多个视频取样的进一步的视频取样，第一视频取样可以处于中心位置。
[0040] 根据第一方面或者任何一个第一方面的前述实施形式，在该方法的第八实施形式 中，基于允许的取值的范围或者允许的取值的列表，允许的取值的范围或者由抽取的多个 视频取样中的第一视频取样的第一取值以及第二视频取样的第二取值确定的允许的取值 的列表，计算抽取的多个视频取样的第一视频取样的校正偏移。因此，可以简化校正偏移的 计算。
[0041] 允许的取值的范围（RAV)可以表征为最小值和最大值。允许的取值的范围可包括 一组连续的取值集合。
[0042] 允许的取值的列表（LAV)可以由一个从允许的取值的范围中抽取的不连续取值 的集合表征。
[0043] 根据第一方面或者任何一个第一方