Adaptive loop filter syntax design for filter sets selection of cascade filtering

Abstract

A method of signaling for cascaded filtering in adaptive loop filter (ALF) in a video system is provided. A video coder receives data to be encoded or decoded as a current block of pixels of a current picture of a video. The video coder signals or receives signaling of a selection of filter coefficients for a cascaded filter comprising first and second filters. A selection of filter coefficients used by the second filter may be signaled before a selection of filter coefficients used by the first filter. The video coder applies the cascaded filter to samples of the current block. Samples filtered by the first filter are further filtered by the second filter. The video coder encodes or decodes the current block based on samples filtered by the cascaded filter.

Description

ADAPTIVE LOOP FILTER SYNTAX DESIGN FOR FILTER SETS SELECTION OF CASCADE FILTERINGCROSS REFERENCE TO RELATED PATENT APPLICATION (S)

[0001] The present disclosure is part of a non-provisional application that claims the priority benefit of U.S. Provisional Patent Application No. 63 / 672, 785, filed on 18 July 2024. Content of above-listed application is herein incorporated by reference.TECHNICAL FIELD

[0002] The present disclosure relates generally to video coding. In particular, the present disclosure relates to methods of coding video pictures using adaptive loop filters.BACKGROUND

[0003] Unless otherwise indicated herein, approaches described in this section are not prior art to the claims listed below and are not admitted as prior art by inclusion in this section.

[0004] High-Efficiency Video Coding (HEVC) is an international video coding standard developed by the Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) . HEVC is based on the hybrid block-based motion-compensated DCT-like transform coding architecture. The basic unit for compression, termed coding unit (CU) , is a 2Nx2N square block of pixels, and each CU can be recursively split into four smaller CUs until the predefined minimum size is reached. Each CU contains one or multiple prediction units (PUs) .

[0005] Versatile video coding (VVC) is the latest international video coding standard developed by the Joint Video Expert Team (JVET) of ITU-T SG16 WP3 and ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11. The input video signal is predicted from the reconstructed signal, which is derived from the coded picture regions. The prediction residual signal is processed by a block transform. The transform coefficients are quantized and entropy coded together with other side information in the bitstream. The reconstructed signal is generated from the prediction signal and the reconstructed residual signal after inverse transform on the de-quantized transform coefficients. The reconstructed signal is further processed by in-loop filtering (for example, adaptive loop filters or any other type of in-loop filtering coding tools) for removing coding artifacts. The decoded pictures are stored in the frame buffer for predicting the future pictures in the input video signal.SUMMARY

[0006] The following summary is illustrative only and is not intended to be limiting in any way. That is, the following summary is provided to introduce concepts, highlights, benefits and advantages of the novel and non-obvious techniques described herein. Select and not all implementations are further described below in the detailed description. Thus, the following summary is not intended to identify essential features of the claimed subject matter, nor is it intended for use in determining the scope of the claimed subject matter.

[0007] Some embodiments of the disclosure provide methods of signaling filter coefficients for cascaded filtering in adaptive loop filter (ALF) . A video coder receives data to be encoded or decoded as a current block of pixels of a current picture of a video. The video coder signals or receives a selection of filter coefficients for a cascaded filter comprising first and second filters. A selection of filter coefficients used by the second filter may be signaled or parsed before a selection of filter coefficients used by the first filter. The signaling may be for CTB level or for slice level. The video coder applies the cascaded filter to samples of the current block. Samples filtered by the first filter are further filtered by the second filter. The video coder encodes or decodes the current block based on samples filtered by the cascaded filter.

[0008] In some embodiments, when a particular subset of the filter coefficients used by the second filter are zeroes, the selection of filter coefficients used by the first filter are not signaled or parsed. In some embodiments, at least some of the filter coefficients used by the cascaded filter are not signaled or parsed when fixed filter coefficients are used.

[0009] In some embodiments, the filter coefficients used by the first and second filters are provided by one or more adaptive parameter sets (APS) , each APS comprising one or more sets of filter coefficients. The selection of filter coefficients used by the second filter may be signaled or parsed by a selection of an APS and an index selecting a set of filter coefficients from the selected APS. The video coder may signal or receive one or more sets of APSs for a slice that includes the current block.

[0010] In some embodiments, the selection of the filter coefficients used by the first filter is derived based on the selection of the filter coefficients used by the second filter. The selection of the filter coefficients used by the first filter may be set to be the same (or different) as the selection of the filter coefficients used by the second filter. The selection of the filter coefficients used by the first filter may be set based on a preference to be the same (or different) as the selection of the filter coefficients used by the second filter.

[0011] In some embodiments, the derivation of the selection of filter coefficients of the first filter is based on a pairing of selections for the filter coefficients used by the first and second filters. The pairing of selections may be signaled or parsed for a slice or picture that includes the current block. (In some other embodiments, the selection of the filter coefficient used by the second filter is derived based on the selection of the filter coefficients used by the first filter by using the pairing. )BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

[0012] The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the present disclosure, and are incorporated in and constitute a part of the present disclosure. The drawings illustrate implementations of the present disclosure and, together with the description, serve to explain the principles of the present disclosure. It is appreciable that the drawings are not necessarily in scale as some components may be shown to be out of proportion than the size in actual implementation in order to clearly illustrate the concept of the present disclosure.

[0013] FIG. 1A-B illustrates two diamond filter shapes for Adaptive Loop Filters (ALF) .

[0014] FIG. 2 illustrates a system level diagram of in-loop filters.

[0015] FIG. 3 illustrates filtering in cross-component ALF (CC-ALF) .

[0016] FIG. 4 illustrates a 25-tap large filter used in CCALF process.

[0017] FIG. 5 illustrates a CCALF filter with 5 luma residual taps in a cross 3x3 shape.

[0018] FIGS. 6A-B illustrate the two candidate filter shapes that are adaptively selected for ALF.

[0019] FIG. 7 illustrates the four types of filter taps for ALF online-trained filters.

[0020] FIG. 8 illustrates an additional fixed filter.

[0021] FIG. 9 conceptually illustrates the signaling of ALF filter sets for cascade filtering.

[0022] FIG. 10 illustrates a process for signaling or receiving the APS sets for ALF cascaded filtering.

[0023] FIG. 11 conceptually illustrates a process for selecting the first and second ALF filter sets for a block of pixels (e.g., CTB) .

[0024] FIG. 12 conceptually illustrates a process for selecting one or more filter sets from one or more APSs.

[0025] FIG. 13 illustrates an example video encoder that may implement cascaded filter for ALF.

[0026] FIG. 14 illustrates portions of the video encoder that implement cascaded filtering for ALF.

[0027] FIG. 15 conceptually illustrates a process for encoding pixel blocks using cascaded filtering.

[0028] FIG. 16 illustrates an example video decoder that may implement cascaded filter for ALF.

[0029] FIG. 17 illustrates portions of the video decoder that implement cascaded filtering for ALF.

[0030] FIG. 18 conceptually illustrates a process for decoding pixel blocks using cascaded filtering.

[0031] FIG. 19 conceptually illustrates an electronic system with which some embodiments of the present disclosure are implemented.DETAILED DESCRIPTION

[0032] In the following detailed description, numerous specific details are set forth by way of examples in order to provide a thorough understanding of the relevant teachings. Any variations, derivatives and / or extensions based on teachings described herein are within the protective scope of the present disclosure. In some instances, well-known methods, procedures, components, and / or circuitry pertaining to one or more example implementations disclosed herein may be described at a relatively high level without detail, in order to avoid unnecessarily obscuring aspects of teachings of the present disclosure. I. Adaptive Loop Filter

[0033] Adaptive Loop Filter (ALF) is an in-loop filtering technique used in video coding standards such as VVC. It is a block-based filter that minimizes the mean square error between original and reconstructed samples. The reconstructed samples are classified into multiple classes based on local activity and directionality. Then, the samples in each class are filtered with an FIR-filter for that class.

[0034] A. Classification and Filtering

[0035] For the luma component in ALF, each 4×4 block is categorized into one out of 25 classes, and one among 25 filters is selected for each 4×4 block, based on the block’s class (which is determined according to the block’s direction and activity of local gradients) . A classification index C is derived based on its directionality D and a quantized value of activity according to the following:

[0036] To calculate D and gradients of the horizontal, vertical and two diagonal directions are first calculated using 1-D Laplacian:

[0037] Where indices i and j refer to the coordinates of the upper left sample within the 4×4 block and R (i, j) indicates a reconstructed sample at coordinate (i, j) . To reduce the complexity of block classification, the subsampled 1-D Laplacian calculation may be applied. The same subsampled positions may be used for gradient calculation of all directions. (The subsampled positions may be for vertical gradient, horizontal gradient, or diagonal gradient. ) The D maximum and minimum values of the gradients of horizontal and vertical directions are set as:

[0038] The maximum and minimum values of the gradient of two diagonal directions are set as:

[0039] To derive the value of the directionality D, these values are compared against each other and with two thresholds t1 and t2: Step 1. If both and are true, D is set to 0. Step 2. If continue from Step 3; otherwise continue from Step 4. Step 3. If D is set to 2; otherwise D is set to 1. Step 4. If D is set to 4; otherwise D is set to 3.

[0040] The activity value A is calculated as:

[0041] A is further quantized to the range of 0 to 4, inclusively, and the quantized value is denoted as  For chroma components in a picture, no classification method is applied.

[0042] Before filtering each 4×4 luma block, geometric transformations such as rotation or diagonal and vertical flipping are applied to the filter coefficients f (k, l) and to the corresponding filter clipping values c (k, l) depending on gradient values calculated for that block. This is equivalent to applying these transformations to the samples in the filter support region. The idea is to make different blocks to which ALF is applied more similar by aligning their directionality. There are three geometric transformations, including diagonal, vertical flip and rotation are introduced: Diagonal: fD (k, l) =f (l, k) , cD (k, l) =c (l, k) , Vertical flip: fV (k, l) =f (k, K-l-1) , cV (k, l) =c (k, K-l-1) Rotation: fR (k, l) =f (K-l-1, k) , cR (k, l) =c (K-l-1, k)

[0043] where K is the size of the filter and 0 ≤ k, l ≤ K-1 are coefficients coordinates, such that location (0,0) is at the upper left corner and location (K-1, K-1) is at the lower right corner. The transformations are applied to the filter coefficients f (k, l) and to the clipping values c (k, l) depending on gradient values calculated for that block. The relationship between the transformation and the four gradients of the four directions are summarized in Table 1 below that shows Mapping of the gradient calculated for one block and transformation. Table 1:

[0044] At decoder side, when ALF is enabled for a CTB, each sample R' (i, j) within the CU is filtered, resulting in sample value R' (i, j) as shown below:

[0045] where f (k, l) denotes the decoded filter coefficients, K (x, y) is the clipping function and c (k, l) denotes the decoded clipping parameters. The variable k and l vary between -L / 2 and L / 2, wherein L denotes the filter length. The clipping function K (x, y) = min (y, max (-y, x) ) which corresponds to the function Clip3 (-y, y, x) . The clipping operation introduces non-linearity to make ALF more efficient by reducing the impact of neighbor sample values that are too different with the current sample value.

[0046] FIG. 1A-B illustrates two diamond filter shapes for Adaptive Loop Filters (ALF) . Each position in a diamond correspond to a filter tap having a filter coefficient. FIG. 1A shows a 7×7 diamond shape having taps with filter coefficients C0-C12 that is applied for luma component. FIG. 1B shows a 5×5 diamond shape with filter coefficients C0-C6 that is applied for chroma components.

[0047] B. Filter Parameter Signaling

[0048] ALF filter parameters are signalled in Adaptation Parameter Set (APS) . In one APS, up to 25 sets of luma filter coefficients and clipping value indexes, and up to eight sets of chroma filter coefficients and clipping value indexes could be signalled. To reduce bits overhead, filter coefficients of different classification for luma component can be merged. In slice header, the indices of the APSs used for the current slice are signaled.

[0049] Clipping value indexes, which are decoded from the APS, allow determining clipping values using a table of clipping values for both luma and Chroma components. These clipping values are dependent of the internal bit-depth. More precisely, the clipping values are obtained by the following formula:

[0050] with B equal to the internal bit-depth, α is a pre-defined constant value equal to 2.35, and N equal to 4 which is the number of allowed clipping values in VVC. The ALFClip is then rounded to the nearest value with the format of power of 2.

[0051] In slice header, up to 7 APS indices can be signaled to specify the luma filter sets that are used for the current slice. The filtering process can be further controlled at CTB level. A flag is always signalled to indicate whether ALF is applied to a luma CTB. A luma CTB may choose a filter set among 16 fixed filter sets and the filter sets from APSs. A filter set index is signaled for a luma CTB to indicate which filter set is applied. The 16 fixed filter sets are pre-defined and hard-coded in both the encoder and the decoder.

[0052] For chroma components, an APS index may be signaled in slice header to indicate the chroma filter sets being used for the current slice. At CTB level, a filter index is signaled for each chroma CTB if there is more than one chroma filter set in the APS. The filter coefficients are quantized with norm equal to 128. In order to restrict the multiplication complexity, a bitstream conformance is applied so that the coefficient value of the non-central position shall be in the range of -27 to 27 -1, inclusive. The central position coefficient is not signalled in the bitstream and is considered as equal to 128.

[0053] C. Cross Component Adaptive Loop Filter (CC-ALF)

[0054] Cross Component ALF (CC-ALF or CCALF) may use luma sample values to refine each chroma component by applying an adaptive, linear filter to the luma channel and then using the output of this filtering operation for chroma refinement. FIG. 2 illustrates a system level diagram of in-loop filters 200, in which reconstructed or decoded pixel data 210 are filtered or processed by deblock filter (DBF) , sample adaptive offset (SAO) , and adaptive filter (ALF) . The reconstructed or decoded samples 210 may be generated from prediction signals and residual signals of the current block.

[0055] The figure shows placement of CC-ALF with respect to other loop filters. Specifically, the luma component of the SAO output is processed by a luma ALF process (ALF Y) and a pair of cross-component ALF processes (CC-ALF Cb and CC-ALF Cr) . The two cross-component ALF processes generate cross-component offset for Cb and Cb components to be added to the output of a chroma ALF process (ALF chroma) to generate ALF output for the chroma components. The luma and chroma components of the ALF output are then stored in a reconstructed or decoded picture buffer 290 to be used for predictive coding of subsequent pixel blocks.

[0056] FIG. 3 illustrates filtering in cross-component ALF (CC-ALF) , which is accomplished by applying a linear, diamond shaped filter 310 to the luma channel. One filter is used for each chroma channel, and the operation is expressed as

[0057] where (x, y) is chroma component i location being refined (xY, yY) is the luma location based on (x, y) , Si is filter support area in luma component, ci (x0, y0) represents the filter coefficients. As shown in FIG. 3, the luma filter support is the region collocated with the current chroma sample after accounting for the spatial scaling factor between the luma and chroma planes.

[0058] CC-ALF filter coefficients may be computed by minimizing the mean square error of each chroma channels with respect to the original chroma content. To achieve this, an algorithm may use a coefficient derivation process similar to the one used for chroma ALF. Specifically, a correlation matrix is derived, and the coefficients are computed using a Cholesky decomposition solver in an attempt to minimize a mean square error metric. In designing the filters, a maximum of 8 CC-ALF filters can be designed and transmitted per picture. The resulting filters are then indicated for each of the two chroma channels on a CTU basis.

[0059] CC-ALF filtering may use a 3x4 diamond shape with 8 filter taps, with 7 filter coefficients transmitted in the APS (may be referenced in the slice header) . Each of the transmitted coefficients has a 6-bit dynamic range and is restricted to power-of-2 values. The 8th filter coefficient is derived at the decoder such that the sum of the filter coefficients is equal to 0. CC-ALF filter selection may be controlled at CTU-level for each chroma component. Boundary padding for the horizontal virtual boundaries may the same memory access pattern as luma ALF.

[0060] As an additional feature, the reference encoder can be configured to enable some basic subjective tuning through the configuration file. When enabled, the VTM attenuates the application of CC-ALF in regions that are coded with high quantization parameter (QP) and are either near mid-grey or contain a large amount of luma high frequencies. Algorithmically, this is accomplished by disabling the application of CC-ALF in CTUs where any of the following conditions are true: (i) The slice QP value minus 1 is less than or equal to the base QP value (ii) The number of chroma samples for which the local contrast is greater than  (1 << (bitDepth –2 ) ) –1 exceeds the CTU height, where the local contrast is the difference between the maximum and minimum luma sample values within the filter support region (iii) More than a quarter of chroma samples are in the range between (1 << (bitDepth –1 ) ) –16 and  (1 << (bitDepth –1 ) ) + 16

[0061] This is for providing some assurance that CC-ALF does not amplify artifacts introduced earlier in the decoding path.

[0062] D. ALF Simplifications and Extensions

[0063] In some embodiments, ALF gradient subsampling and ALF virtual boundary processing are removed. Block size for classification is reduced from 4x4 to 2x2. Filter size for both luma and chroma, for which ALF coefficients are signalled, is increased to 9x9.

[0064] To filter a luma sample, three different classifiers (C0, C1 and C2) and three different sets of filters (F0, F1 and F2) may be used. Filter sets F0 and F1 contain fixed filters, with coefficients trained for classifiers C0 and C1. Filter coefficients for filter set F2 are explicitly signaled. Which filter from a set Fi is used for a given sample is decided by a class Ci assigned to this sample using classifier Ci.

[0065] Thus, to filter one luma sample, C0 and C1 classifiers are applied to the sample (i.e., applied to the 2x2 block that includes that sample) to determine its C0 and C1 classification, then two 13x13 diamond shape fixed filters F0 and F1 are applied (based on their respective C0 and C1 classifications) to derive two intermediate samples R0 (x, y) and R1 (x, y) . After that, F2 is applied to R0 (x, y) and R1 (x, y) and neighboring samples to derive a filtered sample as:

[0066] where f i, j is the clipped difference between a neighboring sample and current sample R (x, y) and gi is the clipped difference between Ri-20 (x, y) and the current sample. The filter coefficients ci, i = 0, …21, are signaled.

[0067] To classify the samples, a class Ci is assigned to each 2x2 block based on directionality Di and activity

[0068] where MD, i represents the total number of directionalities Di. The values of the horizontal, vertical, and two diagonal gradients may be calculated for each sample using 1-D Laplacian. The sum of the sample gradients within a 4×4 window that covers the target 2×2 block is used for classifier C0 and the sum of sample gradients within a 12×12 window is used for classifiers C1 and C2. The sums of horizontal, vertical and two diagonal gradients are denoted, respectively, as and The directionality Di is determined by comparing:

[0069] with a set of thresholds. The directionality D2 is derived using thresholds 2 and 4.5. For D0 and D1, horizontal / vertical edge strength and diagonal edge strength are calculated first. Thresholds Th = [1.25, 1.5, 2, 3, 4.5, 8] are used. Edge strength is 0 if otherwise,  is the maximum integer such that Edge strength is 0 if otherwise,  is the maximum integer such that Table 2 (a) and Table 2 (b) below show Mapping of EiD and EiHV to Di. When i.e., horizontal / vertical edges are dominant, Di is derived by using Table 2 (a) below. Otherwise, diagonal edges are dominant, and Di is derived by using Table 2 (b) . Table 2 (a) : Table 2 (b) :

[0070] To obtain activity the sum of vertical and horizontal gradients Ai is mapped to the range of 0 to n, where n is equal to 4 for and 15 for and In an ALF_APS, up to 4 luma filter sets are signalled, each set may have up to 25 filters.

[0071] Classification in ALF may be extended with an additional alternative classifier. For a signaled luma filter set, a flag may be signaled to indicate whether the alternative classifier is applied. Geometrical transformation is not applied to the alternative band classifier. When the band-based classifier is applied, the sum of sample values of a 2x2 luma block is calculated at first. Then the class index is calculated as below, class_index = (sum *25) >> (sample bit depth + 2) .

[0072] In some embodiments, a third classifier based on luma residual sample values may be used. For each 2x2 luma block, the sum of absolute values of the residual samples in a neighboring 8x8 window is calculated, and the class index is derived as: classIdx = sum >> (sample bit depth –4) .

[0073] For some embodiments, the value of classIdx is in the range of 0 to 24. The classifier usage is signaled for each luma filter set in APS.

[0074] The CCALF process uses a linear filter to filter luma sample values and generate a residual correction for the chroma samples. FIG. 4 illustrates a 25-tap large filter used in CCALF process. For a given slice, the encoder can collect the statistics of the slice, analyze them and can signal up to 16 filters through APS.

[0075] In some embodiments, for CCALF, five luma residual taps in a cross 3x3 shape are added. The extended taps take the co-located and neighboring luma residual values as input. FIG. 5 illustrates a CCALF filter with 5 luma residual taps in a cross 3x3 shape. The 3x3 cross shape luma residual filter is used in conjunction with a cross 9x9 CCALF filter.

[0076] In some embodiments, two candidate filter shapes can be adaptively selected by the luma filters in ALF. FIGS. 6A-B illustrate the two candidate filter shapes that are adaptively selected for ALF. FIG. 6A shows a first candidate filter shape is a diamond shape and FIG. 6B shows a second candidate filter shape that is a cross shape. The number of coefficients of a luma filter is 22 for both the filter shapes. In some embodiments, these 22 taps are constituted with 20 spatial taps and 2 fixed filters based taps in both shapes.

[0077] In each adaptation parameter set (APS) , a shape index for the derived luma filters is signaled to decoder. Each APS contains the luma filters that are associated with the filter shape index. For each CTB, an APS index is signaled to indicate which luma filter shape is used to filter the current CTB. When filtering a luma sample, the coefficients and clip indices are also rearranged according to the corresponding filter shape. In some embodiments, the diamond shaped luma ALF is replaced by the longer diamond shaped filter shown in FIG. 6B.

[0078] In some embodiments, the samples before deblocking filters are used as additional inputs for ALF. A final ALF sample is derived by weighting the regular ALF and the filter applied to the samples before the deblocking filter. Specifically, a filtered sample is derived as

[0079] where fi, j is the clipped difference between a neighboring sample and current sample R (x, y) , gi is the clipped difference between an intermediate sample and current sample R (x, y) and hi, j is the clipped difference between a neighboring sample before DBF and current sample R (x, y) . The filter coefficients ci, i=0, …24 are signalled. In this test, 3x3 diamond shape is applied to samples before deblocking filter. In an APS, a flag is signalled to indicate whether samples before DBF are used for ALF which is always set as true at encoder.

[0080] There are four types of filter taps for ALF online-trained filters: spatial taps, reconstruction-before-DBF based taps, residual based taps and fixed-filter-output based taps. FIG. 7 illustrates the four types of filter taps for ALF online-trained filters.

[0081] In some embodiments, the residual samples are used as additional inputs to the ALF. A filtered sample is derived as:

[0082] where ri is the clipped neighboring residual sample value and rFilteredi is the clipped residual sample filtered by the fixed-filter. For residual samples, the fixed filter reuses the offline fixed filter trained for reconstruction after SAO.

[0083] In some embodiments, additional fixed filter with a shape of diamond 7x7 is used. The filter parameters are stored at both encoder and decoder. There is no classification for the newly added fixed filter. FIG. 8 illustrates an additional fixed filter. The additional fixed filter includes spatial taps (i.e., tap 0 ～ 19) , reconstruction-before-DBF-based taps (i.e., taps 26, 27, 36) , residual-based taps (i.e., 37 ～ 38) and fixed-filter-output-based taps (i.e., tap 20 ～ 25, 34, 35) , as well as extended taps (i.e., tap 28 ～ 33, 39) that are added into luma online-trained filters. The reconstruction before DBF is fed into the additional fixed filter to produce the filter outputs, then these filter outputs are used as input for newly extended taps. In some embodiments, this additional fixed filter is always enabled without any filter shape switching.

[0084] In some embodiments, two Laplacian-based classifiers (one for each fixed filter) are applied to a 2x2 block. In each classifier, activity and directionality values are derived based on vertical, horizontal, and diagonal gradients using a window surrounding each 2x2 block. For each 2x2 block, the mean value of a surrounding window is calculated. Then, for each sample of this window, the difference between the sample value and the mean value is calculated. A scaling factor is determined based on the activity value derived from a Laplacian classifier. The square root of the sum of the squared differences is further quantized to C′ by a scaling factor. The value of C′ is an integer between 0 and 7, inclusively. With i=0, 1, let Ci denote the classifier from the classifier of i-th fixed filter. Then the class index Ci′ is derived as Ci′ = C′ *896 + Ci. The total number of the fixed filters is not changed.

[0085] Then a class index is determined based on the activity and directionality values. Two diamond shaped fixed filters are selected from the two filter sets by using the derived two class indices. Both fixed filters are applied to samples before DBF and ALF input, where additional diamond 9x9 filter is used for the samples before DBF. The shape of the first fixed filter applied to the ALF input samples is reduced from 13x13 to 9x9, and the shape of the second fixed filter, which is 13x13, applied to ALF input is unchanged.

[0086] Fixed filter f1 is applied to outputs of f0 (instead of ALF input) and samples before DBF. A signaled filter is applied to the ALF input samples, samples before the deblocking filter (DBF) , outputs of the two fixed filters, output of a gaussian filter and the residual data.

[0087] E. ALF with Cascade Filtering

[0088] If cascade filtering is used for ALF, filtering result of a first filter set in APS may be used as a filtering tap of a second filter set in APS.

[0089] For the filters in the first filter set, the filtering equation can be shown as

[0090] where fi, j is the clipped difference between a neighboring sample and current sample R, gi is the clipped difference between the current sample before and after the filtering of one fixed filter set, and ci, i=0,…21, are filter coefficients. For the filters in the second filter set, the filtering equation can be shown as

[0091] For the filters in the second filter set, the filtering equation can be shown as

[0092] where f′i, j is the clipped difference between an APS-filtered neighboring sample value and the current sample value before ALF, and K is the number of included APS-filtered neighboring samples.

[0093] F. Signaling for Filter Sets Selection of Cascade Filtering

[0094] Some embodiments of the disclosure provide methods related to filter sets selection for cascade filtering of ALF. FIG. 9 conceptually illustrates the signaling of ALF filter sets for cascade filtering. As illustrated, ALF filtering of the samples for a current block (e.g., CTB) is being conducted by a cascaded filter 900 having a first filter 901 and a second filter 902. The first filter 901 may operate according to equation (1) , and the second filter 902 may operate according to equations (2) and (3) . Accordingly, the samples to be filtered are used as input by both the first and second filters 901 and 902, while the filtered result of the first filter 901 is also used as input to the second filter 902, subject to filter coefficients C22～C23+K.

[0095] FIG. 9 also illustrates a first set of APSs 910 and a second set of APSs 920. Each set of APSs includes one or more APSs, each APS providing one or more filter sets. When both the first and second filters 901 and 902 are used, a first filter set is selected from an APS of the first APS set 910 to provide the coefficients of the first filter 901 and a second filter set is selected an APS of the second APS set 920 to provide the coefficients of the second filter 902.

[0096] In some embodiments, a video coder signals or receives the first and second APS sets for use for an entire slice. FIG. 10 illustrates a process 1000 for signaling or receiving the APS sets for ALF cascaded filtering. In some embodiments, one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device implementing a video coder (avideo coder or a video decoder) performs the process 1000 by executing instructions stored in a computer readable medium. In some embodiments, an electronic apparatus implementing the video coder performs the process 1000. In some embodiments, the video coder performs the process 1000 to specify the APSs of the current slice during video coding.

[0097] As illustrated, the video coder signals or receives (at block 1010) the identifiers for the APSs in the second APS set (or “second APSs” , e.g., APS set 920) as syntax elements in a bitstream of coded video. The video coder signals or receives (at block 1020) the content of each APS of the second APS set, which specifies one or more filter sets for the second filter (e.g., 902) . The video coder signals or receives (at block 1030) the identifiers of the APSs in the first APS set (or “first APSs” , e.g., APS set 910) . The video coder signals or receives (at block 1040) the content of each APS of the first APS set, which specifies one or more filter sets for the first filter (e.g., 901) . In some embodiments, the video coder also signals or receives (at block 1050) a list of possible pairings of the first and second filters for ALF.

[0098] In some embodiments, for each block / CTU, the first filter set selection is signaled after the second filter set selection. For example, in some embodiments, for each block / CTU, for the second filter set selection, an APS index is signaled to select which APS is used, and based on the APS selection, a filter set index is signaled to select which filter set in the APS is used. Then for the first filter set selection, another APS index is signaled to select which APS is used, and based on the APS selection, another filter set index is signaled to select which filter set in the APS is used. In some of these embodiments, the second filter set selection is signaled after the first filter set selection.

[0099] In some embodiments, for each slice / picture, one or more pairs of the first and second filter set selections are signaled. And for each block / CTU, after signaling second filter set selection, the corresponding first filter set selection is derived from the corresponding pair and no signaling for the first filter set selection. In some embodiments, after signaling first filter set selection, the corresponding second filter set selection is derived from the corresponding pair and no signaling for the second filter set selection.

[0100] FIG. 10 also illustrates an example listing 1080 of possible pairings for the slice. Each entry of the listing is a paring of [second filter selection → first filter selection] . Each filter set selection specifies (i) an APS identifier and (ii) an index for the filter set. In the figure, each filter set selection is the form of (APS ID, filter set index) , where the APS ID is used to select an APS from an APS set and the filter set index is used to select a filter set from the selected APS. Thus, for example, the pairing “ (5, 0) → (7, 1) ” select a first filter set from the first APS set 910 identified by “ (7, 1) ” , and a second filter set from the second APS set 902 identified by “ (5, 0) ” . For another example, the pairing “ (7, 0) → Skip” indicates that the first filter is to be skipped (so no signaling for the first filter set) , while a second filter set from the second APS set 902 is selected by “ (7, 0) ” .

[0101] In some embodiments, the signaling of the first filter set selection depend on the second filter set selection. For example, in some embodiments, the APS selection (among multiple APSs) of the first filter set may be set to be the same as the second filter set. In some embodiments, the APS selection of the first filter set may be set to be different from that of the second filter set. In some embodiments, the APS selection of the first filter set may prefer the APS selection of the second filter set. In embodiments, the selection of the first filter set may prefer an APS selection that is different than that of the second filter set.

[0102] In some embodiments, the filter set selection of the first filter set (from multiple filter sets of the selected APS) may be the same or different as the second filter set. In some embodiments, the filter set selection of the first filter set may or may not prefer the filter set selection of the second filter set. In some embodiments, when the additional coefficients (C22～C23+K) of the second filter set are zero, the signaling of the first filter set selection is skipped (this is because the output of the first filter 901 has no effect according to equation (3) ) .

[0103] FIG. 11 conceptually illustrates a process 1100 for selecting the first and second ALF filter sets for a block of pixels (e.g., CTB) . In some embodiments, one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device implementing a video coder (avideo coder or a video decoder) performs the process 1100 by executing instructions stored in a computer readable medium. In some embodiments, an electronic apparatus implementing the video coder performs the process 1100.

[0104] The video coder determines (at block 1110) whether ALF filtering is enabled for the current CTB. Such a determination may be based on a syntax element or a flag in the coded video. If filtering is not enabled for the CTB, filtering is not applied for the current CTB. If filtering is enabled, the process proceeds to block 1120.

[0105] The video coder determines (at block 1120) whether the to perform filtering using parameters in APS. Such a determination may be based on a syntax element or a flag in the coded video. If so, the process proceeds to block 1122. Otherwise, the process proceeds to block 1130 to use fixed filtering (coefficients that are fixed and not from an APS. )

[0106] At block 1122, the video coder selects one or more filter sets from one or more APSs. In some embodiments, the video coder performs the operations of block 1122 by performing a process 1200 that will be described by reference to FIG. 12 below. The video coder then applies (at block 1124) the selected one or more filter sets from the one or more APSs to the current CTB.

[0107] At block 1130, the video coder determines (at block 1130) which fixed filter set is selected to be used for ALF. If fixed filter 0 is selected, the video coder applies (at block 1132) coefficients of fixed filter 0 for ALF filtering. If fixed filter 1 is selected, video coder applies (at block 1134) coefficients of fixed filter 1 for ALF filtering.

[0108] FIG. 12 conceptually illustrates a process 1200 for selecting one or more filter sets from one or more APSs. In some embodiments, one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device implementing a video coder (avideo coder or a video decoder) performs the process 1200 by executing instructions stored in a computer readable medium. In some embodiments, an electronic apparatus implementing the video coder performs the process 1200. In some embodiments, the process 1200 is performed as part of the operation of block 1122, after the video coder has already determined to perform ALF filtering using coefficients provided by APS.

[0109] The video coder selects (at block 1210) an APS to provide the filter set for the second filter (e.g., filter 902) . The APS may be selected from one of the signaled APS sets for the current slice, e.g., the second APS set 920. The video coder selects (at block 1220) a filter set from the selected APS to be the filter set of the second filter (e.g., filter 902) . The process may then proceed to block 1230 or 1260.

[0110] At block 1230, the video coder determines whether to signal the first filter set for ALF cascade filtering. In some embodiments, the video coder may decide that the current CTB is to be ALF filtered by only one filter set from the APS, such that the “first” filter set is skipped while only the “second” filter set is applied. As mentioned above, the video coder may decide whether to signal the first filter set based on factors such as whether some coefficients (e.g., C22～C23+K) of the second filter set are zero, or whether a flag indicates that only one filter set is to be applied, or whether a flag indicates whether fixed filter is to be applied (as the first filter set) .

[0111] If the first filter set is not to be used, the video coder applies (at block 1240) ALF filtering using the second filter set without the signaling or receiving the first filter set. The video coder may apply fixed filtering as the first filter of the cascaded ALF 900, or apply only one stage of ALF using only the second filter set.

[0112] If the first filter set is to be used, the video coder selects (at block 1250) an APS to provide the filter set for the first filter (e.g., filter 901) . The APS may be selected from one of the signaled APS sets for the current slice, e.g., the first APS set 910. The video coder selects (at block 1252) a filter set from the selected APS to be the filter set of the first filter (e.g., filter 901) . The process then proceeds to 1270 to applies the selected first and second filter sets to the CTB.

[0113] At block 1260, the video coder derives the first filter set from the second filter set, or derives the selection of the first filter set from the selection of the second filter set. As mentioned above, in some embodiments, the signaling of the first filter set selection depends on the second filter set selection. The process then proceeds to 1270 to applies the selected first and second filter sets to the CTB.

[0114] In some embodiments, the first filter set selection is derived at the decoder side. For each block, the video encoder or decoder applies ALF filtering by applying filter sets to the current block and / or neighboring sample of current block. The video encoder or decoder calculates the cost (based on a comparison) between the filtered samples and the pre-filtered samples. The calculated cost is then used to select a filter set (from APSs signaled) for the current block.

[0115] The foregoing proposed methods can be implemented in encoders and / or decoders. For example, the proposed method can be implemented in an in-loop filtering module of an encoder, and / or an in-loop filtering module of a decoder. II. Example Video Encoder

[0116] FIG. 13 illustrates an example video encoder 1300 that may implement cascaded filter for ALF. As illustrated, the video encoder 1300 receives input video signal from a video source 1305 and encodes the signal into bitstream 1395. The video encoder 1300 has several components or modules for encoding the signal from the video source 1305, at least including some components selected from a transform module 1310, a quantization module 1311, an inverse quantization module 1314, an inverse transform module 1315, an intra-picture estimation module 1324, an intra-prediction module 1325, a motion compensation module 1330, a motion estimation module 1335, an in-loop filter 1345, a reconstructed picture buffer 1350, a MV buffer 1365, and a MV prediction module 1375, and an entropy encoder 1390. The motion compensation module 1330 and the motion estimation module 1335 are part of an inter-prediction module 1340. The intra-prediction module 1325 and the intra-prediction estimation module 1324 are part of a current picture prediction module 1320, which uses current picture reconstructed samples as reference samples for prediction of the current block.

[0117] In some embodiments, the modules 1310 –1390 are modules of software instructions being executed by one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device or electronic apparatus. In some embodiments, the modules 1310 –1390 are modules of hardware circuits implemented by one or more integrated circuits (ICs) of an electronic apparatus. Though the modules 1310 –1390 are illustrated as being separate modules, some of the modules can be combined into a single module.

[0118] The video source 1305 provides a raw video signal that presents pixel data of each video frame without compression. A subtractor 1308 computes the difference between the raw video pixel data of the video source 1305 and the predicted pixel data 1313 from the motion compensation module 1330 or intra-prediction module 1325 as prediction residual 1309. The transform module 1310 converts the difference (or the residual pixel data or residual signal 1308) into transform coefficients (e.g., by performing Discrete Cosine Transform, or DCT) . The quantization module 1311 quantizes the transform coefficients into quantized data (or quantized coefficients) 1312, which is encoded into the bitstream 1395 by the entropy encoder 1390.

[0119] The inverse quantization module 1314 de-quantizes the quantized data (or quantized coefficients) 1312 to obtain transform coefficients 1318, and the inverse transform module 1315 performs inverse transform on the transform coefficients 1318 to produce reconstructed residual 1319. The reconstructed residual 1319 is added with the predicted pixel data 1313 to produce reconstructed pixel data 1317. In some embodiments, the reconstructed pixel data 1317 is temporarily stored in a line buffer 1327 (or intra prediction buffer) for intra-picture prediction and spatial MV prediction. The reconstructed pixels are filtered by the in-loop filter 1345 and stored in the reconstructed picture buffer 1350. In some embodiments, the reconstructed picture buffer 1350 is a storage external to the video encoder 1300. In some embodiments, the reconstructed picture buffer 1350 is a storage internal to the video encoder 1300.

[0120] The intra-picture estimation module 1324 performs intra-prediction based on the reconstructed pixel data 1317 to produce intra prediction data. The intra-prediction data is provided to the entropy encoder 1390 to be encoded into bitstream 1395. The intra-prediction data is also used by the intra-prediction module 1325 to produce the predicted pixel data 1313.

[0121] The motion estimation module 1335 performs inter-prediction by producing MVs to reference pixel data of previously decoded frames stored in the reconstructed picture buffer 1350. These MVs are provided to the motion compensation module 1330 to produce predicted pixel data.

[0122] Instead of encoding the complete actual MVs in the bitstream, the video encoder 1300 uses MV prediction to generate predicted MVs, and the difference between the MVs used for motion compensation and the predicted MVs is encoded as residual motion data and stored in the bitstream 1395.

[0123] The MV prediction module 1375 generates the predicted MVs based on reference MVs that were generated for encoding previously video frames, i.e., the motion compensation MVs that were used to perform motion compensation. The MV prediction module 1375 retrieves reference MVs from previous video frames from the MV buffer 1365. The video encoder 1300 stores the MVs generated for the current video frame in the MV buffer 1365 as reference MVs for generating predicted MVs.

[0124] The MV prediction module 1375 uses the reference MVs to create the predicted MVs. The predicted MVs can be computed by spatial MV prediction or temporal MV prediction. The difference between the predicted MVs and the motion compensation MVs (MC MVs) of the current frame (residual motion data) are encoded into the bitstream 1395 by the entropy encoder 1390.

[0125] The entropy encoder 1390 encodes various parameters and data into the bitstream 1395 by using entropy-coding techniques such as context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) or Huffman encoding. The entropy encoder 1390 encodes various header elements, flags, along with the quantized transform coefficients 1312, and the residual motion data as syntax elements into the bitstream 1395. The bitstream 1395 is in turn stored in a storage device or transmitted to a decoder over a communications medium such as a network.

[0126] The in-loop filter 1345 performs filtering or smoothing operations on the reconstructed pixel data 1317 to reduce the artifacts of coding, particularly at boundaries of pixel blocks. In some embodiments, the filtering or smoothing operations performed by the in-loop filter 1345 include deblock filter (DBF) , sample adaptive offset (SAO) , and / or adaptive loop filter (ALF) . In some embodiments, luma mapping chroma scaling (LMCS) is performed before the loop filters.

[0127] FIG. 14 illustrates portions of the video encoder 1300 that implement cascaded filtering for ALF. Specifically, the figure illustrates the in-loop filters 1345 in greater detail. As illustrated, reconstructed pixel data 1317 is processed by DBF module 1402 and the SAO module 1404 and then received by ALF module 1406.

[0128] Within the ALF module 1406 is a cascaded filter 1410 that includes a first filter 1411 and a second filter 1412. Similar to the first and second filters 901 and 902, the first filter 1411 may implement equation (1) and the second filter 1412 may implement equations (2) and (3) described in Section I. E above. The cascaded filter 1410 filter is applied to the current sample and some neighboring samples to generate a correction value for the current sample. The filter corrected sample values are then stored in the reconstructed picture buffer 1350.

[0129] A filter set selection module 1430 may provide sets of filter coefficients to the cascaded filter 1410, specifically as a first filter set to the first filter 1411 and a second filter set to the second filter 1412. The filter set selection module 1430 may select the first and second filter sets from an APS storage 1420. The APS storage stores one or more APS sets, with each APS providing one or more filter sets. The filter set selection 1430 may also provide fixed filter coefficients instead of filter coefficients specified by an APS.

[0130] The filter selection module 1430 may indicate the selection of the first and second filter sets to the entropy encoder 1390, which signals the selection as syntax element in the bitstream 1395 using CTB level signaling or slice level signaling. The signaling of the selection of a filter set may indicate an APS and a filter set within the APS (using identifiers and indices) . In some embodiments, the selection of the first filter set may depend on the selection of the second filter set, such that the selection of the first filter set may not be signaled in the bitstream but instead to be derived. In some embodiments, such derivation of the first filter set may be based on pairings of second and first filters that are also signaled in the bitstream.

[0131] In some embodiments, the entropy encoder 1390 may not signal (the selection of) the first filter set for certain CTBs when certain conditions are met, such as when certain coefficients of the second filter set are zeros, or when fixed filter is to be used for the CTB, etc. The signaling of the filter selection is described in Section I. F above by reference to FIGS. 9-12.

[0132] FIG. 15 conceptually illustrates a process 1500 for encoding pixel blocks using cascaded filtering. In some embodiments, one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device implementing the encoder 1300 performs the process 1500 by executing instructions stored in a computer readable medium. In some embodiments, an electronic apparatus implementing the encoder 1300 performs the process 1500.

[0133] The encoder receives (at block 1510) data to be encoded as a current block of pixels in a current picture. The encoder signals (at block 1520) a selection of filter coefficients for a cascaded filter comprising first and second filters in a bitstream or coded video. The signaling may be for CTB level or for slice level. In some embodiments, a selection of the filter coefficients used by the second filter is signaled before a selection of filter coefficients used by the first filter.

[0134] As described above in Section I. E, in some embodiments, when a particular subset of the filter coefficients used by the second filter are zeroes (e.g., C22～C23+K, which are applied to filtered samples from the first filter) , the selection of filter coefficients used by the first filter are not signaled. In some embodiments, the selection of at least some of the filter coefficients used by the cascaded filter are not signaled when fixed filter coefficients are used.

[0135] In some embodiments, the filter coefficients used by the first and second filters are provided by one or more adaptive parameter sets (APS) , each APS comprising one or more sets of filter coefficients. The filter coefficients used by the second filter may be signaled by a selection of an APS and an index selecting a set of filter coefficients from the selected APS. The encoder may signal one or more sets of APSs for a slice that includes the current block.

[0136] In some embodiments, the selection of the filter coefficients used by the first filter is derived based on the selection of the filter coefficients used by the second filter. The selection of the filter coefficients used by the first filter may be set to be the same (or different) as the selection of the filter coefficients used by the second filter. The selection of the filter coefficients used by the first filter may be set based on a preference to be the same (or different) as the selection of the filter coefficients used by the second filter.

[0137] In some embodiments, the derivation of the filter coefficients of the first filter is based on a pairing of selections for the filter coefficients used by the first and second filters. The pairing of selections may be signaled for a slice or picture that includes the current block. (In some other embodiments, the selection of the filter coefficient used by the second filter is derived based on the selection of the filter coefficients used by the first filter by using the pairing. )

[0138] The encoder applies (at block 1530) the cascaded filter to reconstructed samples of the current block, wherein samples filtered by the first filter are further filtered by the second filter. The encoder encodes (at block 1540) the current block based on samples filtered by the cascaded filter. III. Example Video Decoder

[0139] In some embodiments, an encoder may signal (or generate) one or more syntax element in a bitstream, such that a decoder may parse said one or more syntax element from the bitstream.

[0140] FIG. 16 illustrates an example video decoder 1600 that may implement cascaded filter for ALF. As illustrated, the video decoder 1600 is an image-decoding or video-decoding circuit that receives a bitstream 1695 and decodes the content of the bitstream into pixel data of video frames for display. The video decoder 1600 has several components or modules for decoding the bitstream 1695, including some components selected from an inverse quantization module 1614, an inverse transform module 1615, an intra-prediction module 1625, a motion compensation module 1630, an in-loop filter 1645, a decoded picture buffer 1650, a MV buffer 1665, a MV prediction module 1675, and a parser 1690. The motion compensation module 1630 is part of an inter-prediction module 1640. The intra-prediction module 1625 is part of a current picture prediction module 1620, which uses current picture reconstructed samples as reference samples for prediction of the current block.

[0141] In some embodiments, the modules 1614 –1690 are modules of software instructions being executed by one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device. In some embodiments, the modules 1614 –1690 are modules of hardware circuits implemented by one or more ICs of an electronic apparatus. Though the modules 1614 –1690 are illustrated as being separate modules, some of the modules can be combined into a single module.

[0142] The parser 1690 (or entropy decoder) receives the bitstream 1695 and performs initial parsing according to the syntax defined by a video-coding or image-coding standard. The parsed syntax element includes various header elements, flags, as well as quantized data (or quantized coefficients) 1612. The parser 1690 parses out the various syntax elements by using entropy-coding techniques such as context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC) or Huffman encoding.

[0143] The inverse quantization module 1614 de-quantizes the quantized data (or quantized coefficients) 1612 to obtain transform coefficients, and the inverse transform module 1615 performs inverse transform on the transform coefficients 1618 to produce reconstructed residual signal 1619. The reconstructed residual signal 1619 is added with predicted pixel data 1613 from the intra-prediction module 1625 or the motion compensation module 1630 to produce decoded pixel data 1617. The decoded pixels data are filtered by the in-loop filter 1645 and stored in the decoded picture buffer 1650. In some embodiments, the decoded picture buffer 1650 is a storage external to the video decoder 1600. In some embodiments, the decoded picture buffer 1650 is a storage internal to the video decoder 1600.

[0144] The intra-prediction module 1625 receives intra-prediction data from bitstream 1695 and according to which, produces the predicted pixel data 1613 from the decoded pixel data 1617 stored in the decoded picture buffer 1650. In some embodiments, the decoded pixel data 1617 is also stored in a line buffer 1627 (or intra prediction buffer) for intra-picture prediction and spatial MV prediction.

[0145] In some embodiments, the content of the decoded picture buffer 1650 is used for display. A display device 1605 either retrieves the content of the decoded picture buffer 1650 for display directly, or retrieves the content of the decoded picture buffer to a display buffer. In some embodiments, the display device receives pixel values from the decoded picture buffer 1650 through a pixel transport.

[0146] The motion compensation module 1630 produces predicted pixel data 1613 from the decoded pixel data 1617 stored in the decoded picture buffer 1650 according to motion compensation MVs (MC MVs) . These motion compensation MVs are decoded by adding the residual motion data received from the bitstream 1695 with predicted MVs received from the MV prediction module 1675.

[0147] The MV prediction module 1675 generates the predicted MVs based on reference MVs that were generated for decoding previous video frames, e.g., the motion compensation MVs that were used to perform motion compensation. The MV prediction module 1675 retrieves the reference MVs of previous video frames from the MV buffer 1665. The video decoder 1600 stores the motion compensation MVs generated for decoding the current video frame in the MV buffer 1665 as reference MVs for producing predicted MVs.

[0148] The in-loop filter 1645 performs filtering or smoothing operations on the decoded pixel data 1617 to reduce the artifacts of coding, particularly at boundaries of pixel blocks. In some embodiments, the filtering or smoothing operations performed by the in-loop filter 1645 include deblock filter (DBF) , sample adaptive offset (SAO) , and / or adaptive loop filter (ALF) . In some embodiments, luma mapping chroma scaling (LMCS) is performed before the loop filters.

[0149] FIG. 17 illustrates portions of the video decoder 1600 that implement cascaded filtering for ALF. Specifically, the figure illustrates the in-loop filters 1645 in greater detail. As illustrated, reconstructed pixel data 1617 is processed by DBF module 1702 and the SAO module 1704 and then received by ALF module 1706.

[0150] Within the ALF module 1706 is a cascaded filter 1710 that includes a first filter 1711 and a second filter 1712. Similar to the first and second filters 901 and 902, the first filter 1711 may implement equation (1) and the second filter 1712 may implement equations (2) and (3) described in Section I. E above. The cascaded filter 1710 filter is applied to the current sample and some neighboring samples to generate a correction value for the current sample. The filter corrected sample values are then stored in the decoded picture buffer 1650.

[0151] A filter set selection module 1730 may provide sets of filter coefficients to the cascaded filter 1710, specifically as a first filter set to the first filter 1711 and a second filter set to the second filter 1712. The filter set selection module 1730 may select the first and second filter sets from an APS storage 1720. The APS storage stores one or more APS sets, with each APS providing one or more filter sets. The filter set selection 1730 may also provide fixed filter coefficients instead of filter coefficients specified by an APS.

[0152] The filter selection module 1730 may receive the selection of the first and second filter sets from the entropy decoder 1690, which receives the selection as syntax element in the bitstream 1695 using CTB level signaling or slice level signaling. The signaling of the selection of a filter set may indicate an APS and a filter set within the APS (using identifiers and indices) . In some embodiments, the selection of the first filter set may depend on the selection of the second filter set, such that the selection of the first filter set may not be signaled in the bitstream but instead to be derived, by the video decoder. In some embodiments, such derivation of the first filter set may be based on pairings of second and first filters that are also signaled in the bitstream.

[0153] In some embodiments, the entropy decoder 1690 may not receive the signaling of (the selection of) the first filter set for certain CTBs when certain conditions are met, such as when certain coefficients of the second filter set are zeros, or when fixed filter is to be used for the CTB, etc. The signaling of the filter selection is described in Section I. F above by reference to FIGS. 9-12.

[0154] FIG. 18 conceptually illustrates a process 1800 for decoding pixel blocks using cascaded filtering. In some embodiments, one or more processing units (e.g., a processor) of a computing device implementing the decoder 1600 performs the process 1800 by executing instructions stored in a computer readable medium. In some embodiments, an electronic apparatus implementing the decoder 1600 performs the process 1800.

[0155] The decoder receives (at block 1810) data to be decoded as a current block of pixels in a current picture. The decoder receives (at block 1820) a selection of filter coefficients for a cascaded filter comprising first and second filters from a bitstream or coded video. The selection may be parsed for CTB level or for slice level. In some embodiments, a selection of filter coefficients used by the second filter is signaled before a selection of filter coefficients used by the first filter.

[0156] As described above in Section I. F, in some embodiments, when a particular subset of the filter coefficients used by the second filter are zeroes (e.g., C22～C23+K, which are applied to filtered samples from the first filter) , the selection of filter coefficients used by the first filter are not signaled. In some embodiments, the selection of at least some of the filter coefficients used by the cascaded filter are not signaled when fixed filter coefficients are used.

[0157] In some embodiments, the filter coefficients used by the first and second filters are provided by one or more adaptive parameter sets (APS) , each APS comprising one or more sets of filter coefficients. The filter coefficients used by the second filter may be signaled by a selection of an APS and an index selecting a set of filter coefficients from the selected APS. The decoder may receive signaling of one or more sets of APSs for a slice that includes the current block.

[0158] In some embodiments, the selection of the filter coefficients used by the first filter is derived based on the selection of the filter coefficients used by the second filter. The selection of the filter coefficients used by the first filter may be set to be the same (or different) as the selection of the filter coefficients used by the second filter. The selection of the filter coefficients used by the first filter may be set based on a preference to be the same (or different) as the selection of the filter coefficients used by the second filter.

[0159] In some embodiments, the derivation of the selection of the filter coefficients of the first filter is based on a pairing of selections for the filter coefficients used by the first and second filters. The pairing of selections may be signaled for a slice or picture that includes the current block. (In some other embodiments, the selection of the filter coefficient used by the second filter is derived based on the selection of the filter coefficients used by the first filter by using the pairing. )

[0160] The decoder applies (at block 1830) the cascaded filter to samples of the current block, wherein samples filtered by the first filter are further filtered by the second filter. The decoder reconstructs (at block 1840) the current block based on samples filtered by the cascaded filter. The decoder may then provide the reconstructed current block for display as part of the reconstructed current picture. IV. Example Electronic System

[0161] Many of the above-described features and applications are implemented as software processes that are specified as a set of instructions recorded on a computer readable storage medium (also referred to as computer readable medium) . When these instructions are executed by one or more computational or processing unit (s) (e.g., one or more processors, cores of processors, or other processing units) , they cause the processing unit (s) to perform the actions indicated in the instructions. Examples of computer readable media include, but are not limited to, CD-ROMs, flash drives, random-access memory (RAM) chips, hard drives, erasable programmable read only memories (EPROMs) , electrically erasable programmable read-only memories (EEPROMs) , etc. The computer readable media does not include carrier waves and electronic signals passing wirelessly or over wired connections.

[0162] In this specification, the term “software” is meant to include firmware residing in read-only memory or applications stored in magnetic storage which can be read into memory for processing by a processor. Also, in some embodiments, multiple software inventions can be implemented as sub-parts of a larger program while remaining distinct software inventions. In some embodiments, multiple software inventions can also be implemented as separate programs. Finally, any combination of separate programs that together implement a software invention described here is within the scope of the present disclosure. In some embodiments, the software programs, when installed to operate on one or more electronic systems, define one or more specific machine implementations that execute and perform the operations of the software programs.

[0163] FIG. 19 conceptually illustrates an electronic system 1900 with which some embodiments of the present disclosure are implemented. The electronic system 1900 may be a computer (e.g., a desktop computer, personal computer, tablet computer, etc. ) , phone, PDA, or any other sort of electronic device. Such an electronic system includes various types of computer readable media and interfaces for various other types of computer readable media. Electronic system 1900 includes a bus 1905, processing unit (s) 1910, a graphics-processing unit (GPU) 1915, a system memory 1920, a network 1925, a read-only memory 1930, a permanent storage device 1935, input devices 1940, and output devices 1945.

[0164] The bus 1905 collectively represents all system, peripheral, and chipset buses that communicatively connect the numerous internal devices of the electronic system 1900. For instance, the bus 1905 communicatively connects the processing unit (s) 1910 with the GPU 1915, the read-only memory 1930, the system memory 1920, and the permanent storage device 1935.

[0165] From these various memory units, the processing unit (s) 1910 retrieves instructions to execute and data to process in order to execute the processes of the present disclosure. The processing unit (s) may be a single processor or a multi-core processor in different embodiments. Some instructions are passed to and executed by the GPU 1915. The GPU 1915 can offload various computations or complement the image processing provided by the processing unit (s) 1910.

[0166] The read-only-memory (ROM) 1930 stores static data and instructions that are used by the processing unit (s) 1910 and other modules of the electronic system. The permanent storage device 1935, on the other hand, is a read-and-write memory device. This device is a non-volatile memory unit that stores instructions and data even when the electronic system 1900 is off. Some embodiments of the present disclosure use a mass-storage device (such as a magnetic or optical disk and its corresponding disk drive) as the permanent storage device 1935.

[0167] Other embodiments use a removable storage device (such as a floppy disk, flash memory device, etc., and its corresponding disk drive) as the permanent storage device. Like the permanent storage device 1935, the system memory 1920 is a read-and-write memory device. However, unlike storage device 1935, the system memory 1920 is a volatile read-and-write memory, such a random access memory. The system memory 1920 stores some of the instructions and data that the processor uses at runtime. In some embodiments, processes in accordance with the present disclosure are stored in the system memory 1920, the permanent storage device 1935, and / or the read-only memory 1930. For example, the various memory units include instructions for processing multimedia clips in accordance with some embodiments. From these various memory units, the processing unit (s) 1910 retrieves instructions to execute and data to process in order to execute the processes of some embodiments.

[0168] The bus 1905 also connects to the input and output devices 1940 and 1945. The input devices 1940 enable the user to communicate information and select commands to the electronic system. The input devices 1940 include alphanumeric keyboards and pointing devices (also called “cursor control devices” ) , cameras (e.g., webcams) , microphones or similar devices for receiving voice commands, etc. The output devices 1945 display images generated by the electronic system or otherwise output data. The output devices 1945 include printers and display devices, such as cathode ray tubes (CRT) or liquid crystal displays (LCD) , as well as speakers or similar audio output devices. Some embodiments include devices such as a touchscreen that function as both input and output devices.

[0169] Finally, as shown in FIG. 19, bus 1905 also couples electronic system 1900 to a network 1925 through a network adapter (not shown) . In this manner, the computer can be a part of a network of computers (such as a local area network ( “LAN” ) , a wide area network ( “WAN” ) , or an Intranet, or a network of networks, such as the Internet. Any or all components of electronic system 1900 may be used in conjunction with the present disclosure.

[0170] Some embodiments include electronic components, such as microprocessors, storage and memory that store computer program instructions in a machine-readable or computer-readable medium (alternatively referred to as computer-readable storage media, machine-readable media, or machine-readable storage media) . Some examples of such computer-readable media include RAM, ROM, read-only compact discs (CD-ROM) , recordable compact discs (CD-R) , rewritable compact discs (CD-RW) , read-only digital versatile discs (e.g., DVD-ROM, dual-layer DVD-ROM) , a variety of recordable / rewritable DVDs (e.g., DVD-RAM, DVD-RW, DVD+RW, etc. ) , flash memory (e.g., SD cards, mini-SD cards, micro-SD cards, etc. ) , magnetic and / or solid state hard drives, read-only and recordable  discs, ultra-density optical discs, any other optical or magnetic media, and floppy disks. The computer-readable media may store a computer program that is executable by at least one processing unit and includes sets of instructions for performing various operations. Examples of computer programs or computer code include machine code, such as is produced by a compiler, and files including higher-level code that are executed by a computer, an electronic component, or a microprocessor using an interpreter.

[0171] While the above discussion primarily refers to microprocessor or multi-core processors that execute software, many of the above-described features and applications are performed by one or more integrated circuits, such as application specific integrated circuits (ASICs) or field programmable gate arrays (FPGAs) . In some embodiments, such integrated circuits execute instructions that are stored on the circuit itself. In addition, some embodiments execute software stored in programmable logic devices (PLDs) , ROM, or RAM devices.

[0172] As used in this specification and any claims of this application, the terms “computer” , “server” , “processor” , and “memory” all refer to electronic or other technological devices. These terms exclude people or groups of people. For the purposes of the specification, the terms display or displaying means displaying on an electronic device. As used in this specification and any claims of this application, the terms “computer readable medium, ” “computer readable media, ” and “machine readable medium” are entirely restricted to tangible, physical objects that store information in a form that is readable by a computer. These terms exclude any wireless signals, wired download signals, and any other ephemeral signals.

[0173] While the present disclosure has been described with reference to numerous specific details, one of ordinary skill in the art will recognize that the present disclosure can be embodied in other specific forms without departing from the spirit of the present disclosure. In addition, a number of the figures (including FIGS. 10, 11, 12, 15, and 18) conceptually illustrate processes. The specific operations of these processes may not be performed in the exact order shown and described. The specific operations may not be performed in one continuous series of operations, and different specific operations may be performed in different embodiments. Furthermore, the process could be implemented using several sub-processes, or as part of a larger macro process. Thus, one of ordinary skill in the art would understand that the present disclosure is not to be limited by the foregoing illustrative details, but rather is to be defined by the appended claims. Additional Notes

[0174] The herein-described subject matter sometimes illustrates different components contained within, or connected with, different other components. It is to be understood that such depicted architectures are merely examples, and that in fact many other architectures can be implemented which achieve the same functionality. In a conceptual sense, any arrangement of components to achieve the same functionality is effectively "associated" such that the desired functionality is achieved. Hence, any two components herein combined to achieve a particular functionality can be seen as "associated with" each other such that the desired functionality is achieved, irrespective of architectures or intermediate components. Likewise, any two components so associated can also be viewed as being "operably connected" , or "operably coupled" , to each other to achieve the desired functionality, and any two components capable of being so associated can also be viewed as being "operably couplable" , to each other to achieve the desired functionality. Specific examples of operably couplable include but are not limited to physically mateable and / or physically interacting components and / or wirelessly interactable and / or wirelessly interacting components and / or logically interacting and / or logically interactable components.

[0175] Further, with respect to the use of substantially any plural and / or singular terms herein, those having skill in the art can translate from the plural to the singular and / or from the singular to the plural as is appropriate to the context and / or application. The various singular / plural permutations may be expressly set forth herein for sake of clarity.

[0176] Moreover, it will be understood by those skilled in the art that, in general, terms used herein, and especially in the appended claims, e.g., bodies of the appended claims, are generally intended as “open” terms, e.g., the term “including” should be interpreted as “including but not limited to, ” the term “having” should be interpreted as “having at least, ” the term “includes” should be interpreted as “includes but is not limited to, ” etc. It will be further understood by those within the art that if a specific number of an introduced claim recitation is intended, such an intent will be explicitly recited in the claim, and in the absence of such recitation no such intent is present. For example, as an aid to understanding, the following appended claims may contain usage of the introductory phrases "at least one" and "one or more" to introduce claim recitations. However, the use of such phrases should not be construed to imply that the introduction of a claim recitation by the indefinite articles "a" or "an" limits any particular claim containing such introduced claim recitation to implementations containing only one such recitation, even when the same claim includes the introductory phrases "one or more" or "at least one" and indefinite articles such as "a" or "an, " e.g., “a” and / or “an” should be interpreted to mean “at least one” or “one or more; ” the same holds true for the use of definite articles used to introduce claim recitations. In addition, even if a specific number of an introduced claim recitation is explicitly recited, those skilled in the art will recognize that such recitation should be interpreted to mean at least the recited number, e.g., the bare recitation of "two recitations, " without other modifiers, means at least two recitations, or two or more recitations. Furthermore, in those instances where a convention analogous to “at least one of A, B, and C, etc. ” is used, in general such a construction is intended in the sense one having skill in the art would understand the convention, e.g., “asystem having at least one of A, B, and C” would include but not be limited to systems that have A alone, B alone, C alone, A and B together, A and C together, B and C together, and / or A, B, and C together, etc. In those instances where a convention analogous to “at least one of A, B, or C, etc. ” is used, in general such a construction is intended in the sense one having skill in the art would understand the convention, e.g., “asystem having at least one of A, B, or C” would include but not be limited to systems that have A alone, B alone, C alone, A and B together, A and C together, B and C together, and / or A, B, and C together, etc. It will be further understood by those within the art that virtually any disjunctive word and / or phrase presenting two or more alternative terms, whether in the description, claims, or drawings, should be understood to contemplate the possibilities of including one of the terms, either of the terms, or both terms. For example, the phrase “A or B” will be understood to include the possibilities of “A” or “B” or “A and B. ”

[0177] From the foregoing, it will be appreciated that various implementations of the present disclosure have been described herein for purposes of illustration, and that various modifications may be made without departing from the scope and spirit of the present disclosure. Accordingly, the various implementations disclosed herein are not intended to be limiting, with the true scope and spirit being indicated by the following claims.

Claims

1.A video coding method comprising:receiving data to be encoded or decoded as a current block of pixels of a current picture of a video;signaling or receiving a selection of filter coefficients for a cascaded filter comprising first and second filters, wherein a selection of filter coefficients used by the second filter is signaled or parsed before a selection of filter coefficients used by the first filter;applying the cascaded filter to samples of the current block, wherein samples filtered by the first filter are further filtered by the second filter; andencoding or decoding the current block based on samples filtered by the cascaded filter.2.The video coding method of claim 1, wherein when a particular subset of the filter coefficients used by the second filter are zeroes, the filter coefficients used by the first filter are not signaled or parsed.3.The video coding method of claim 1, wherein the filter coefficients used by the first and second filters are provided by one or more adaptive parameter sets (APS) , each APS comprising one or more sets of filter coefficients.4.The video coding method of claim 3, further comprising signaling or receiving one or more sets of APSs for a slice that includes the current block.5.The video coding method of claim 3, wherein the selection of filter coefficients used by the second filter is signaled or parsed by a selection of an APS and an index selecting a set of filter coefficients from the selected APS.6.The video coding method of claim 3, wherein the selection of at least some of the filter coefficients used by the cascaded filter are not signaled or parsed when fixed filter coefficients are used.7.The video coding method of claim 3, wherein the selection of the filter coefficients used by the first filter is derived based on the selection of the filter coefficients used by the second filter.8.The video coding method of claim 7, wherein the derivation is based on a pairing of selections for the filter coefficients used by the first and second filters.9.The video coding method of claim 8, wherein the pairing of selections is signaled or parsed for a slice or picture that includes the current block.10.The video coding method of claim 7, wherein the selection of the filter coefficients used by the first filter is set to be the same as the selection of the filter coefficients used by the second filter.11.The video coding method of claim 7, wherein the selection of the filter coefficients used by the first filter is set based on a preference to be the same as the selection of the filter coefficients used by the second filter.12.An electronic apparatus comprising:a video coder circuit configured to perform operations comprising:receiving data to be encoded or decoded as a current block of pixels of a current picture of a video;signaling or receiving a selection of filter coefficients for a cascaded filter comprising first and second filters, wherein a selection of filter coefficients used by the second filter is signaled or parsed before a selection of filter coefficients used by the first filter;applying the cascaded filter to reconstructed samples of the current block, wherein samples filtered by the first filter are further filtered by the second filter; andencoding or decoding the current block based on samples filtered by the cascaded filter.13.A video decoding method comprising:receiving data to be decoded as a current block of pixels of a current picture of a video;receiving signaling of a selection of filter coefficients for a cascaded filter comprising first and second filters, wherein a selection of filter coefficients used by the second filter is parsed before a selection of filter coefficients used by the first filter;applying the cascaded filter to reconstructed samples of the current block, wherein samples filtered by the first filter are further filtered by the second filter; andreconstructing the current block based on samples filtered by the cascaded filter.

Images