[发明专利]多格点基于稀疏性滤波基础上环内去伪像滤波方法和装置

说明书

对相关申请的交叉引用

本申请要求于2007年6月8日提交的美国临时申请序列号60/942,686 的权益，通过引用在此并入其整体。

技术领域

本发明一般地涉及视频编码和解码，并且更具体地涉及用于在多格点 (multi-lattice)基于稀疏性(sparsity-based)滤波的基础上的环内(in-loop) 去伪像(de-artifacting)滤波的方法和装置

背景技术

国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC)运动图像专家组-4 (MPEG-4)第10部分先进视频编码(AVC)标准/国际电信联盟电信分部 (ITU-T)H.264建议(在下文中被称作“MPEG-4AVC标准)是当前最高 效和当前技术发展水平(state-of-the-art)的视频编码标准。与其他视频编码 标准类似，MPEG-4AVC标准采用基于块的离散余弦变换(DCT)和运动补 偿。变换系数的粗糙的(coarse)量化可以导致诸如块伪像、边缘伪像、纹 理(texture)伪像等之类的各种视觉干扰伪像。MPEG-4AVC标准定义了自 适应的环内去块滤波器以解决该问题，但该滤波器仅仅关注对块边缘的平 滑。该滤波器不尝试校正由量化噪声导致诸如失真的边缘和纹理之类的其他 伪像。

所有的视频压缩伪像是由量化产生的，所述量化为混合视频编码框架中 唯一的有损编码部分。但是，这些伪像可以以各种形式存在，所述各种形式 包括但不限于块伪像、振铃(ringing)伪像、边缘失真、以及纹理毁坏。通 常，解码的序列可能由具有不同的严重程度的、所有类型的视觉伪像组成。 在不同种类的视觉伪像中，块伪像在基于块的视频编码中是普遍的。这些伪 像可能来源于残余编码中的变换阶段(例如DCT或MPEG-4AVC标准整数 (integer)块变换)以及预测阶段(例如运动补偿和/或帧内(intra)预测) 的两者。例如在MPEG-4AVC标准中的，在过去已经研究了自适应的去块滤 波器，并且已经提出了一些众所周知的方法。在被很好地设计时，自适应的 去块滤波器可以改善客观和主观的视频质量这两者。在诸如在MPEG-4AVC 标准中，本领域的视频编解码器中，设计了自适应的环内去块滤波器以减少 块伪像，其中由若干语法元素的值以及由重构的图像的局部幅度和结构来控 制滤波的强度。基本的构思是：如果量度到块边缘附近的样本之间的相对较 大的绝对差，则它很可能是块伪像，并且因此应当被减少。但是，如果该差 异的量值(magnitude)如此大以至于它不能由编码中所使用的量化的粗糙程 度来解释，则该边缘更可能反映了源画面的实际表现，并且不应当对其进行 平滑。以此方式，减少了块程度(blockiness)，而基本不改变内容的锐度。 该去块滤波器在若干层面(level)上是自适应的。在片(slice)层面上，可 以将全局滤波强度调节至该视频序列的个体特性。在块边缘层面上，使滤波 强度依赖于两个相邻的块中的帧间/帧内预测决定、运动差异、和编码的残余 的存在。在宏块边界上，施加尤其强的滤波以去除“平铺(tiling)伪像”。 在采样层面上，采样值和依赖于量化器的阈值可以对于每个个体样本关闭滤 波。

MPEG-4AVC标准去块滤波器被很好地设计以减少块伪像，但不尝试校 正由量化噪声导致的其他伪像。例如，MPEG-4AVC标准去块滤波器不触及 边缘和纹理。因而，MPEG-4AVC标准不能改善任何失真的边缘或纹理。背 后的一个原因是：MPEG-4AVC标准去块滤波器应用平滑的图像模型，并且 所设计的滤波器典型地包括一组(a bank of)低通滤波器。但是，图像可能 包括不能被MPEG-4AVC标准去块滤波器正确地处理的许多奇点 (singularity)、纹理等。

为了克服MPEG-4AVC标准去块滤波器的限制，最近在现有技术第一方 法中已经提出去噪声类型非线性环内滤波器。现有技术第一方法描述了适配 于利用稀疏图像模型的非静止图像统计的非线性去噪声滤波器，所述稀疏图 像模型使用线性变换的过完整集合(overcomplete set)和阈值操作。现有技 术第一方法的非线性去噪声滤波依赖于它所操作的区域，自动地变为高通、 或低通、或带通等。现有技术第一方法的非线性去噪声滤波器可以对付所有 类型的量化噪声。