在影片编解码中具有与跨组件色度模型和固定滤波器相关的附加模式和抽头的适应性环路滤波器的方法与装置与流程

本发明涉及使用适应性环路滤波器（adaptive loop filter， alf）的影片编解码系统。特别地，本发明公开了一种通过根据在编解码树块（coding tree block， ctb）层级的指示选择固定滤波器集合，用于色度适应性环路滤波器（chroma alf）和/或跨组件适应性环路滤波器（cross-component alf， ccalf），以改进性能的方法和装置。

背景技术：

1、多功能影片编解码（versatile video coding， vvc）是由 itu-t 影片编解码专家组（video coding experts group， vceg）与 iso/iec 动态影像专家组（movingpicture experts group， mpeg）共同组成的联合影片专家组（joint video expertsteam， jvet）开发的最新国际影片编解码标准。该标准已作为 iso 标准发布：iso/iec23090-3:2021，信息技术 - 沉浸式媒体的编码表示 - 第3部分：多功能影片编解码，于2021年2月发布。vvc 是基于其前身高效影片编解码（high efficiency video coding，hevc）开发的，通过添加更多的编解码工具来提高编解码效率，并处理各种类型的影片来源，包括三维（3d）影片信号。

2、图1a说明了一个包含环路处理的示例性适应性帧间/帧内影片编码系统。对于帧内预测，预测数据是基于当前图片中先前编码的影片数据导出的。对于帧间预测112，在编码器端执行运动估计（motion estimation， me），并基于 me 的结果执行运动补偿（motioncompensation， mc），以提供从其他图片和运动数据导出的预测数据。开关114选择帧内预测110或帧间预测112，并将选定的预测数据提供给加法器116以形成预测误差，也称为残差。预测误差随后经过变换（transform， t）118处理，然后进行量化（quantization， q）120。变换和量化后的残差随后由熵编码器122编码，并包含在对应于压缩影片数据的影片比特流中。与变换系数相关的比特流随后与附加信息一起打包，例如与帧内预测和帧间预测相关的运动和编解码模式，以及与应用于基础图像区域的环路滤波器相关的参数。与帧内预测110、帧间预测112和环路滤波器130相关的附加信息如图1a所示，提供给熵编码器（entropy encoder）122。当使用帧间预测模式时，参考图片或多个参考图片也必须在编码器端重建。因此，变换和量化后的残差经过反量化（inverse quantization， iq）124和反变换（inverse transformation， it）126处理，以恢复残差。残差随后在重建（reconstruction， rec）128处与预测资料136相加，以重建影片资料。重建的影片数据可以存储在参考图片缓冲区（reference picture buffer， ref. pic. buffer）134中，并用于其他帧的预测。

3、如图1a所示，输入的影片数据在编码系统中经过一系列处理。来自 rec 128 的重建影片数据可能因一系列处理而受到各种损害。因此，环路滤波器（in-loop filtermodule， ilpf）130通常应用于重建影片数据，然后再将重建影片数据存储在参考图片缓冲区134中，以提高影片质量。例如，可以使用去区块滤波器（deblocking filter， df）、样本适应性偏移（sample adaptive offset， sao）和适应性环路滤波器（adaptive loopfilter， alf）。环路滤波器信息可能需要被纳入比特流中，以便解码器能够正确恢复所需的信息。因此，环路滤波器信息也提供给熵编码器122，以纳入比特流中。在图1a中，环路滤波器130应用于重建影片，然后再将重建样本存储在参考图片缓冲区134中。图1a中的系统旨在说明典型影片编码器的示例性结构。它可能对应于高效影片编解码（hevc）系统、vp8、vp9、h.264 或 vvc。

4、如图1b所示，解码器可以使用与编码器相同或部分相同的功能模块，除了变换118和量化120，因为解码器只需要反量化124和反变换126。解码器使用熵解码器（entropydecoder， ed）140来将影片比特流解码为量化的变换系数和所需的编解码信息（例如 ilpf信息、帧内预测信息和帧间预测信息）。解码器端的帧内预测150不需要执行模式搜索。相反，解码器只需要根据从熵解码器140接收到的帧内预测信息生成帧内预测。此外，对于帧间预测，解码器只需要根据从熵解码器140接收到的帧间预测信息执行运动补偿（mc 152），而不需要执行运动估计。

5、根据 vvc，输入图片被划分为称为编解码树单元（coding tree units， ctus）的非重迭正方形区块区域，类似于 hevc。每个 ctu 可以被划分为一个或多个较小尺寸的编解码单元（coding units， cus）。生成的 cu 分区可以是正方形或矩形形状。此外，vvc 将ctu 划分为预测单元（prediction units， pus），作为应用预测过程（例如帧间预测、帧内预测等）的单元。

6、在本发明中，披露了改进适应性环路滤波器（adaptive loop filter， alf）性能的方法和装置。

技术实现思路

1、一种用于重建影片的环路滤波（loop filtering）的方法和装置被揭示。根据该方法，接收重建像素，其中该重建像素包括一个当前块，且该当前块包括第一颜色块和第二颜色块。根据在编解码树块（coding tree block， ctb）层级的滤波器选择指示，从多个固定滤波器集合中选择目标固定滤波器集合，用于使用滤波器类型组中的目标滤波器类型滤波该当前块，该滤波器类型组包括色度适应性环路滤波器（adaptive loop filter， alf）、跨组件 alf（cross-component alf， ccalf）或两者。将该目标固定滤波器集合应用于该当前块以生成滤波后的当前块。提供该滤波后的当前块。

2、在一个实施例中，在 ctb 层级选择从跨组件模型生成的样本，和/或从具有固定滤波的跨组件模型生成的样本，用于亮度 alf、该色度 alf、该 ccalf 或其组合。

3、在一个实施例中，在图片层级、图块层级、切片层级或其组合中选择多个适应参数集合（adaptation parameter set， aps），且在 ctb 层级从该多个 aps 中选择目标 aps，用于所述选择目标固定滤波器集合的步骤。

4、在一个实施例中，在图片层级、图块层级、切片层级或其组合中信令或解析一个标志，用于在该 ctb 层级控制使用固定滤波，且固定滤波的使用是针对该滤波器类型组，其进一步包括亮度 alf。在一个实施例中，该标志用于控制是否在 ctb 层级启用固定滤波器集合的选择。在另一个实施例中，该标志用于指示仅选择一个固定滤波器集合。在另一个实施例中，该标志用于在 ctb 层级启用适应参数集合（adaptation parameter set， aps）id和 aps 滤波器集合的选择。在另一个实施例中，该标志用于指示仅选择一个 aps（适应参数集合）id 和 aps 滤波器集合。

5、在一个实施例中，跨组件模型被选择为该目标滤波器类型。在一个实施例中，由该跨组件模型生成的样本直接用作该滤波后的当前块。