解讀HEVC視頻標準的環內濾波

2.2.3 亮度強濾波以及弱濾波

2.2.3.1 亮度強濾波機制

4像素部分共享同一個判定(dE, dEp, dEq)

如果(dE == 2)，則進行強濾波以修改每端的三個像素

p0' = Clip3( p0?2*tc, p0+2*tc, ( p2 + 2*p1 + 2*p0 + 2*q0 + q1 + 4 ) >> 3 )

p1' = Clip3( p1?2*tc, p1+2*tc, ( p2 + p1 + p0 + q0 + 2 ) >> 2 )

p2' = Clip3( p2?2*tc, p2+2*tc, ( 2*p3 + 3*p2 + p1 + p0 + q0 + 4 ) >> 3 )

q0' = Clip3( q0?2*tc, q0+2*tc, ( p1 + 2*p0 + 2*q0 + 2*q1 + q2 + 4 ) >> 3 )

q1' = Clip3( q1?2*tc, q1+2*tc, ( p0 + q0 + q1 + q2 + 2 ) >> 2 )

q2' = Clip3( q2?2*tc, q2+2*tc, ( p0 + q0 + q1 + 3*q2 + 2*q3 + 4 ) >> 3 )

圖8 亮度DBLK濾波和邊緣周圍像素點的使用

2.2.3.2 亮度弱濾波機制

4像素部分共享同一個判定(dE, dEp, dEq)

如果(dE == 1)，則進行弱濾波以修改每端的一個或二個像素

D = (9*(q0– p0)-3*(q1–p1)+8)>>4

如果 (aBS(Δ) < tc*10)，則順序進行以下步驟：

濾波采樣值p0’和q0’規定如下：

Δ = Clip3(-tc,tc,Δ)

p0’ = Clip1Y(p0+Δ)

q0’ = Clip1Y(q0-Δ)

If dEp等于1，則濾波采樣值p1’規定如下：

Δp = Clip3(-(tc>>1),tc>>1,(((p2+p0+1)>>1)–p1+Δ)>>1)

p1’ = Clip1Y(p1+Δp)

if dEq等于1,則濾波采樣值q1’規定如下：

Δq = Clip3(-(tc>>1),tc>>1,(((q2+q0+1)>>1)–q1–Δ)>>1)

q1’ = Clip1Y(q1+Δq))

2.2.4 色度濾波

只有8x8色度像素網格上的PU和/或TU邊界得到濾波

邊界濾波強度源自亮度(對每個方向進行２因素下行采樣)(請參見色度邊界濾波強度推導小節)

qPI = ( (( QPQ + QPP + 1 ) >> 1) + cqp_offset ), 其中此處的cqp_offset分別代表組件Cb/U和Cr/V的pic_cb_qp_offset和pic_cr_qp_offset。

下表的qPI包括了qPC

圖9 色度DBLK濾波和邊緣周圍像素點的使用

表2 QPc向qPi轉換

tc = TC_TABLE[Clip3(0,53,qPC+2*(BS-1)+(tc_offset_div2<<1))]

BS > 1時，則Chroma濾波器將被開啟

Δ = Clip3(-tC,tC,((((q0–p0)<<2)+p1–q1+4)>>3))

p0’ = Clip1C(p0+Δ)

q0’ = Clip1C(q0-Δ)

2.2.5 IPCM和TQByapss處理

在邊緣包含IPCM CU且pcm_loop_filter_disable_flag = 0 OR TQByapss(無損耗)的情況下，像素(位于IPCM/TQBypass內部)將保持無濾波狀態，而另外的一半則經過濾波處理，這就是說僅在邊緣的一側進行了濾波處理。我們通常采用以下兩種方法完成：

1. 跳過一半的像素進行濾波處理

2. 在兩端進行濾波，然后對包含IPCM/TQBypass CU的一半進行Recon像素替換。

2.3 DBLK語法元素(syntax element)

下面的語法元素會影響DBLK的運行，現以表格形式總結如下(帶有范圍和描述欄)。

表3 DBLK語法元素

3.0 SAO解碼器濾波

本部分將對SAO濾波進行闡述，請參見HEVC視頻標準[1]。這是一個將偏移添加到去塊效應像素值的過程，這一添加過程是根據SAO類型(即根據邊緣方向/邊緣形狀(邊緣偏移aka EO)以及像素水平(頻帶偏移aka BO)或無變化(OFF))進行的。

偏移范圍具有下列特征：

1. 8bpp的偏移幅度為[0, 7]，10bpp的偏移幅度為[0, 31]。

2. 在BO情況下，發送信號實現非0幅度偏移。

3. 在EO情況下，根據邊緣類型(1和2為(＋)、3和4為(－))對信號進行作出推斷。

3.1 邊緣偏移(EO)

邊緣偏移根據邊緣方向可以分為四類(0度、90度、135度和45度)，具體情況請參見下圖。

圖10 邊緣偏移類型，即0度、90度、135度和45度

就選定的方向而言，與四個邊緣形狀一致的偏移有四個(即種類/邊緣指數)。就邊緣偏移而言，邊緣指數被稱為SAO子類型。下圖顯示了類別的不同類型。

圖11 邊緣偏移類型/邊緣指標和像素映射

圖12 邊緣偏移類別選擇邏輯或公式

如果偏移值屬于給定的邊緣偏移類型和種類的話，那么該偏移值就會被添加到每個去塊效應像素值當中去，否則像素值則保持不變。

3.1.1 頻帶偏移(BO)

整個像素范圍(8bpp為0-255)被平均分為了32個頻帶，如下圖所示。

起始頻帶的后續頻帶中有四種偏移。起始頻帶編碼連同四個偏移值被發送。起始頻帶位置還被稱為頻帶偏移的SAO子類型。