AV1 视频标准中Loop Restoration 滤波研究

罗瑜

（陕西中医药大学 基础学院，陕西咸阳 712046）

随着通信技术的发展，人们对视频和图像的要求也越来越高。目前图像的分辨率已从FHD 慢慢过渡到8K，帧率也从30 f/s 发展成目前主流的60 f/s。高分辨率和高帧率大大提升了视觉体验，但同时也给信息的传输带来了很大的技术挑战，即如何快速完成大量数据的传输。为解决该问题，新的视频编码技术不断被提出，比如H.265、AVS2 和VP9 等编码标准。目前，国际上最先进的视频编码标准为开放媒体联盟(Alliance for Open Media，AOM)提出的AV1标准，该编码标准主要针对8K 码流，与H.265、AVS2以及VP9 相比，它用近2 倍的压缩复杂度换来约30%压缩率的提升[1-2]，大大降低了视频的传输带宽。

1 AV1标准解码流程

解码是编码的逆过程，根据AV1 的编码标准可以知道，AV1 的解码流程主要包含8 个模块，如图1所示[3-5]。

图1 中，每个模块的作用说明如下：

1）熵解码模块主要完成语法元素(Syntactic Element,SE)的解析。

2）反变换量化：本模块根据熵解码解析出的SE，计算出每个残差系数的值。

图1 AV1解码流程

3）计算MV：本模块根据熵解码解析出的SE，计算出每个残差系数对应的运动矢量(Motion Vector,MV)[6-7]。

4）像素重建：本模块主要根据残差系数和其对应的MV，计算出每个像素值[8]。

5）Loop Filter：本滤波模块主要减弱或者消除变换量化带来的块效应[9-10]。

6）CDEF：本滤波模块主要减弱变换量化带来的振铃效应[11]。

7）Up Scaling：本模块在水平方向进行上采样，以恢复图像的真实水平分辨率[12]。

8）Loop Restoration：本模块为有效的通用去噪滤波器，可消除DCT 噪声。

经过大城市的熏陶，丁柔的言谈举止都非常得体，与我闲聊了她这几年在北京的奋斗史，大多是一些比较心酸的往事。……