环路滤波(二):HEVC去方块滤波
发布日期:2021-05-12 03:13:28 浏览次数:11 分类:精选文章

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H.265/HEVC去方块滤波技术

方块效应是视频编码过程中由于块编码带来的失真现象。在H.265/HEVC标准中,专门的去方块滤波技术被引入,以有效降低或去除这种失真效果。这种滤波技术通过处理图像块边界的不连续性,减少对观众视觉感知的干扰。

去方块滤波的核心思想

H.265的去方块滤波技术基于8x8图像块的边界处理,主要针对块边界的不连续性进行修正。具体来说,这种滤波技术可以分为以下几个步骤:

  • 边界强度计算(Boundary Strength, BS):用于判断块边界的不连续程度,决定是否需要滤波处理。BS的取值范围为0、1或2。
    • BS=0:表示该边界不需要滤波。
    • BS=1或2:表示需要滤波处理,但具体强度由后续步骤决定。
  • 滤波开关决策:结合人眼的空间掩蔽效应,判断边界是否属于平坦区域。平坦区域的不连续边界更容易被察觉,因此需要进行滤波处理。
  • 滤波强弱选择:根据块的编码参数和纹理度,决定滤波的强度。
  • 滤波操作:包括亮度边界的强滤波、亮度边界的弱滤波以及色度边界的滤波。
  • H.265/HEVC的滤波特点

    与H.264标准相比,H.265/HEVC在去方块滤波技术上有以下显著优化:

  • 块边界独立处理:垂直边界以8x4为基本单位,水平边界以4x8为基本单位,实现了并行处理。
  • 滤波参数优化:对于亮度分量,只有在块边界两侧至少有一个块采用帧内预测时才进行滤波,这大大降低了滤波次数。
  • 滤波步骤优化:首先处理垂直边界,再处理水平边界,避免了H.264中垂直和水平边界交替处理的复杂性。
  • 滤波决策机制

    滤波决策过程包括两个主要环节:

  • 边界强度获取

    • 对于亮度分量,BS=1或2时需进一步处理。
    • 对于色度分量,BS=2时需滤波,BS=0或1无需处理。
  • 纹理度判断:结合纹理度定义和阈值beta(由块的量化参数QP决定),判断是否需要滤波。

  • 滤波参数选择

    滤波参数的选择基于以下三个因素:

  • 纹理度值:纹理度越大,说明该区域越不平坦,滤波可能减弱纹理。
  • 边界变化率:评估边界两侧像素的变化率。
  • 像素跨度控制:确保滤波后的像素变化不超出合理范围。
  • 滤波实现

    滤波操作分为两种:

  • 强滤波:修正边界两侧各3个像素,适用于纹理较强的区域。
  • 弱滤波:修正边界两侧各2个像素,适用于纹理相对平坦的区域。
  • 对色度边界的滤波操作较为简单,仅需修正1个像素。

    技术总结

    H.265/HEVC的去方块滤波技术通过智能化的滤波决策和高效的滤波实现,将传统编码技术中的块效应问题得到了显著改善。这一技术在保留高清视频质量的同时,进一步优化了编码效率和压缩性能。

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