视频解码设备和方法
【专利说明】
[0001] 本申请是原案申请号为201180034374.X的发明专利申请（国际【申请号】PCT/ KR2011/003507,申请日：2011年5月12日，发明名称：图像滤波方法和设备以及使用其的 视频编码/解码方法和设备）的分案申请。
技术领域
[0002] 本公开涉及图像滤波设备和方法以及使用该图像滤波设备和方法的视频编码/ 解码设备和方法。更具体地说，本发明涉及一种图像滤波设备和方法，该图像滤波设备和方 法能够应用于用于在MxN(M和N是自然数）宏块被用于视频编码/解码时搜索适当的子块 类型并通过适合于搜索到的类型的块变换/量化来进行压缩和重构的设备，并且能够通过 识别通过比特流或各种信息确定的变换尺寸并按照要滤波的像素数以及根据变换尺寸而 改变的滤波方法对变换边界施加滤波来提高视频编码/解码效率，并且本发明涉及使用该 图像滤波设备和方法的视频编码/解码设备和方法。
【背景技术】
[0003] 运动图片专家组（MPEG)和视频编码专家组（VCEG) -起推进了现有的MPEG-4第2 部分和H. 263标准方法，以开发出更好更优良的视频压缩技术。新标准称为H. 264/AVC(高 级视频编码）并且同时作为MPEG-4第10部分和ITU-T建议H. 264发布。
[0004] 在H. 264/AVC标准中，通过以具有各种类型的子块的宏块为单位进行帧内/帧间 预测处理来生成残留信号，并且在通过对生成的残留信号进行变换/量化处理进一步减少 比特数之后进行编码。在基于宏块的传统编码方法中，编码器将输入图像划分为16x16宏 块，通过按照根据帧间/帧内模式可用的子宏块的尺寸预测各个宏块来生成残留块，通过 将基于4x4或8x8离散余弦变换（DCT)设计的整数变换应用于生成的残留块来生成频率系 数，并且根据预定的量化参数（QP)对频率系数进行量化。此外，通过环路滤波来减少由于 变换/量化处理导致的块效应。
[0005] H. 264/AVC中的环路滤波（解块滤波）是以诸如16x16块、8x8块和4x4块的宏 块为单位进行的。环路滤波的主要目的是去除块效应，并且这种块效应不是以宏块为单位 而是以变换为单位生成的。由于a264/AVC沿16x16宏块以及4x4块和8x8块的边界进 行环路滤波，所以其不适用于MxN块尺寸（M可以等于N)和PXQ变换（P可以等于Q)，并 且存在将不适用于PXQ变换的滤波系数和深度（要滤波的像素数）应用于滤波边界的问 题。此外，其存在不能随着块尺寸和变换尺寸的增大而可变地应用滤波强度和像素数的问 题。因此，当各种块尺寸和变换被用于将来要开发的高质量视频编码/解码技术时，不能通 过环路滤波来有效去除块效应，进而导致主观/客观性能的劣化。
【发明内容】
[0006] 技术问题
[0007] 因此，为了解决上述问题，本发明尝试通过以下处理来改进编码/解码性能：在以 适于视频的宏块为单位进行编码时使用各种类型的相关正方形或矩形变换，通过利用比特 流或各种类型的信息识别与应用于各个块的各种变换类型相关的信息来对各个变换边界 进行环路滤波，以及通过根据块尺寸和变换尺寸确定滤波像素的有效数量和有效滤波方法 来应用各种类型的滤波。
【发明内容】
[0008]
[0009] 本发明的实施方式提供了 一种视频编码/解码设备，该视频编码/解码设备包括： 视频编码单元，其通过预测当前块来生成预测块，通过从所述当前块中减去所述预测块来 生成残留块，根据所述当前块的块类型对所述残留块进行变换/量化，通过对变换/量化后 的残留块进行编码来生成编码后的视频数据，通过对所述变换/量化后的残留块进行逆量 化/变换来解码出残留块，通过将所述预测块与解码出的残留块相加来生成重构块，并且 根据变换类型对所述重构块与相邻块之间的边界区域进行滤波；以及视频解码单元，其通 过对编码后数据进行解码来输出变换/量化后的残留块，通过根据变换/量化类型对所述 变换/量化后的残留块进行逆量化/变换来解码出残留块，通过预测当前块来生成预测块， 通过将解码出的残留块与所述预测块相加来重构所述当前块，并且根据所述变换/量化类 型对重构的当前块与相邻块之间的边界区域进行滤波。
[0010] 本发明的另一实施方式提供了一种视频编码设备，该视频编码设备包括：预测单 元，其通过预测当前块来生成预测块；减法单元，其通过从所述当前块中减去所述预测块来 生成残留块；变换/量化单元，其根据所述当前块的块类型对所述残留块进行变换/量化； 编码单元，其通过对变换/量化后的残留块进行编码来生成编码后视频数据；逆量化/变换 单元，其通过对所述变换/量化后的残留块进行逆量化/变换来解码出残留块；加法单元， 其通过将所述预测块与解码出的残留块相加来生成重构块；以及滤波单元，其根据变换类 型对所述重构块与相邻块之间的边界区域进行滤波。
[0011] 所述滤波单元可以确定重构的块与所述相邻块之间的边界是否为变换边界。
[0012] 如果所述边界是变换边界，则所述滤波单元可以对所述边界区域进行滤波。
[0013] 如果所述边界不对应于视频的边缘，则可以进行所述滤波。
[0014] 所述滤波可以根据变换类型来确定边界强度。
[0015] 所述滤波单元可以根据变换尺寸来确定所述滤波中涉及的边界像素。
[0016] 可以计算针对所述残留块的多个变换类型的率失真（RD)成本，并且可以选择计 算出的RD成本最小的变换类型作为变换/量化类型。
[0017] 变换/量化后的块的一个边的尺寸可以等于或大于16。
[0018] 所述变换/量化单元可以生成与变换/量化类型有关的信息。
[0019] 所述滤波单元可以按照与视频解码设备中相同的顺序进行滤波。
[0020] 本发明的另一实施方式提供了一种视频解码设备，该视频解码设备包括：解码器， 其通过对编码后数据进行解码来输出变换/量化后的残留块；逆量化/变换单元，其通过根 据变换/量化类型对所述变换/量化后的残留块进行逆量化/变换来解码出所述残留块； 预测器，其通过预测当前块来生成预测块；加法器，其通过将解码出的残留块与所述预测块 相加来重构所述当前块；以及滤波单元，其根据所述变换/量化类型对重构的当前块与相 邻块之间的边界区域进行滤波。
[0021] 所述滤波单元可以确定重构的块与所述相邻块之间的边界是否为变换边界。
[0022] 如果所述边界是变换边界，则所述滤波单元可以对所述边界区域进行滤波。
[0023] 如果所述边界不对应于视频的边缘，则可以进行所述滤波。
[0024] 所述滤波单元可以根据变换类型来确定边界强度。
[0025] 所述滤波可以根据变换尺寸来确定所述滤波中涉及的边界像素。
[0026] 可以根据多个变换类型当中的包括在所述编码后数据中的变换类型来选择所述 变换/量化类型。
[0027] 变换/量化后的块的一个边的尺寸可以等于或大于16。
[0028] 所述逆变换/量化单元可以生成与变换/量化类型有关的信息。
[0029] 所述滤波单元可以按照与视频编码设备中相同的顺序进行滤波。
[0030] 本发明的另一实施方式提供了一种图像滤波设备，该图像滤波设备包括：边界识 别单元，其识别包括在图像中的两个变换块之间的边界；像素/强度选择单元，其根据所述 两个变换块当中的至少一个变换块的尺寸来选择一个或更多个要滤波的像素；以及滤波单 元，其对包括在与所述边界相邻的区域中的至少一个像素进行滤波。
[0031] 所述至少一个变换块的尺寸可以是所述至少一个变换块在相对于所述边界的垂 直方向上的长度。
[0032] 所述至少一个变换块的尺寸可以与要滤波的像素的数量成比例。
[0033] 所述至少一个变换块的尺寸可以与所述滤波强度成比例。
[0034] 本发明的另一实施方式提供了一种视频编码/解码方法，该视频编码/解码方法 包括以下步骤：通过预测当前块来生成预测块，通过从所述当前块中减去所述预测块来生 成残留块，确定根据所述当前块的块类型而选择的变换/量化类型，根据所确定的变换/量 化类型对所述残留块进行变换/量化，通过对变换/量化后的残留块进行编码来生成编码 后的视频数据，通过对所述变换/量化后的残留块进行逆量化/变换来重构残留块，通过将 所述预测块与重构的残留块相加来生成重构块，并且根据变换/量化类型对所述重构块与 相邻块之间的边界区域进行滤波；以及通过对编码后数据进行解码来输出变换/量化后的 残留块，通过根据变换/量化类型对所述变换/量化后的残留块进行逆量化/变换来解码 出残留块，通过预测当前块来生成预测块，通过将解码出的残留块与所述预测块相加来重 构所述当前块，并且根据所述变换/量化类型对重构的当前块进行滤波。
[0035] 本发明的另一实施方式提供了一种视频编码方法，该视频编码方法包括以下步 骤：通过预测当前块来生成预测块；通过从所述当前块中减去所述预测块来生成残留块； 确定根据所述当前块的块类型而选择的变换/量化类型；根据所确定的变换/量化类型对 所述残留块进行变换/量化；通过对变换/量化后的残留块进行编码来生成编码后的视频 数据；通过对所述变换/量化后的残留块进行逆量化/变换来重构残留块；通过将所述预 测块与重构的残留块相加来生成重构块；以及根据变换/量化类型对所述重构块与相邻块 之间的边界区域进行滤波。
[0036] 本发明的另一实施方式提供了一种视频解码方法，该视频解码方法包括以下步 骤：通过对编码后数据进行解码来输出变换/量化后的残留块；通过根据变换/量化类型 对所述变换/量化后的残留块进行逆量化/变换来解码出残留块；通过预测当前块来生成 预测块；通过将解码出的残留块与所述预测块相加来重构所述当前块；以及根据所述变换 /量化类型对重构的当前块进行滤波。
[0037] 本发明的另一实施方式提供了一种图像滤波方法，该图像滤波方法包括以下步 骤：识别包括在图像中的两个变换块之间的边界；以及对包括在与所述边界相邻的区域中 的至少一个像素进行滤波，其中，滤波步骤包括根据所述两个变换块当中的至少一个变换 块的尺寸来选择一个或更多个要滤波的像素。
[0038] 有益效果
[0039] 根据如上所述的本发明的实施方式，在一种执行视频编码/解码设备中可用的 PxQ尺寸和MxN宏块的变换/量化的设备中，对在宏块边界和变换之间的边界处产生成块效 应的所有边界进行滤波，从而相比传统方法提高了编码/解码设备的主观/客观视频质量 和性能。
【附图说明】
[0040] 图1是例示根据本发明的实施方式的视频编码设备的示意性构造的框图；
[0041] 图2至图4是例示根据在通常的视频编码中使用的宏块类型的帧内预测模式的 图；
[0042] 图5是例示根据在通常的视频编码中使用的宏块类型的帧间预测模式的图；
[0043] 图6是例示根据本发明的实施方式确定MxN宏块类型和变换类型的方法的图；
[0044] 图7是例示根据本发明的实施方式识别滤波边界和强度的处理的图；
[0045] 图8是例示根据本发明的实施方式针对大块变换的滤波方法的示例的图；
[0046] 图9是例示根据本发明的实施方式的视频解码设备的示意性构造的框图；
[0047] 图10是例示根据本发明的实施方式的视频编码方法的流程图；
[0048] 图11是例示根据本发明的实施方式的视频解码方法的流程图；
[0049] 图12是例示根据本发明的实施方式的图像滤波设备的框图；
[0050] 图13是例示根据本发明的实施方式的图像滤波方法的流程图。
【具体实施方式】
[0051] 下文将参照附图详细描述本发明的实施方式。在以下描述中，尽管在不同的附图 中示出，但是用相同的附图标记来表示相同的元件。此外，在本实施方式的以下描述