像素插值濾波方法及裝置,解碼方法及系統的製作方法

2023-06-29 22:12:16 1

專利名稱：像素插值濾波方法及裝置,解碼方法及系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及圖像處理領域，尤其涉及一種像素插值濾波方法及系統，解碼方法及 系統，視頻信號處理方法及系統。
背景技術：
現有技術中，完整的視頻編解碼系統包括編碼器與解碼器兩部分，在編碼端，視頻 信號首先會經過預測模塊，編碼器依照一定的最優化準則從若干種預測模式中選擇最佳的 一種來生成預測信號，然後根據預測信號與真實信號之間的差異生成殘差信號；殘差信號 經過變換量化後進入熵編碼模塊，並最終形成輸出碼流。在解碼端，首先從碼流中解析出預 測模式信息，生成與編碼端完全一致的預測信號；接著解析出碼流中已經量化過的變換系 數值，進行反量化與反變換，生成重構殘差信號；最後用預測信號與重建殘差信號合成出重 構視頻信號。在視頻編碼技術中，通常會存在幀內預測與幀間預測，相應的，圖像也分為幀內圖 像與幀間圖像兩種。幀間預測的主要技術是運動估計和運動補償，以充分利用相鄰幀的相 關性。這種編碼方法的核心思想是在參考圖像中搜索與待編碼塊最為匹配的塊作為待編碼 塊的預測塊，待編碼塊減去預測塊的值得到殘差，再進行編碼。顯然地，編碼塊與預測塊的 匹配程度越高，殘差就會越小，編碼的性能就會越高。為了提高預測塊的匹配程度，需要提高運動估計和運動補償的精度。動態圖像專 家組(MPEG，Moving Pictures Experts Group)提出的MPEG-1方案採用整像素精度的運動 估計與補償，MPEG-2方案與H. 263方案採用的是1/2像素精度運動估計與補償，在MPEG-4， H. 264/MPEG-4AVC及AVS(音視頻編解碼標準，Audio Video coding Standard)中採用的是 1/4像素精度的運動估計與補償。另外，還可以採用1/8像素精度進行運動估計與補償。其 中，這些比整像素更高精度的像素(如1/2像素，1/4像素，1/8像素等)被稱為亞像素。在 運動估計及運動補償中引入亞像素技術，可以獲得更好的編碼性能。通常採用數字濾波器來實現亞像素插值計算。其工作原理是使用一組特定的濾波 器係數作用於某些特定的像素(整像素或者亞像素)值上，所得到的結果作為所需要位置 的亞像素的像素值。現有技術中一種像素插值濾波方法為使用某種濾波器作用於整像素的像素值得 到1/2像素的像素值，然後再使用某種濾波器作用於整像素的像素值及1/2像素的像素值 得到1/4像素的像素值，之後再使用可分離的二階雙線性濾波器作用於整像素的像素值， 1/2像素的像素值，以及1/4像素的像素值得到1/8像素的像素值。但是，上述的像素插值濾波方法中，為得到1/8像素的像素值，需要計算1/2像素 的像素值得到1/4像素的像素值，所以進行1/8像素插值濾波需要很大的計算量，影響了像 素插值濾波的效率。

發明內容
本發明實施例提供了一種像素插值濾波方法及系統，解碼方法及系統，視頻信號 處理方法及系統，能夠提高像素插值濾波的效率。本發明實施例提供的像素插值濾波方法，包括獲取視頻信號的整像素的像素值； 採用預置的1/2像素插值方法對所述整像素的像素值進行插值濾波得到1/2像素的像素 值；根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值對第一類1/8像素進行水平插值 濾波以及垂直插值濾波得到第一類1/8像素的像素值；根據所述整像素的像素值以及所述 1/2像素的像素值對第二類1/8像素進行斜向插值濾波得到第二類1/8像素的像素值。本發明實施例提供的解碼方法，包括對碼流進行解碼得到當前宏塊的參考視頻 信號，運動矢量殘差以及像素殘差；對所述參考視頻信號進行1/8像素插值濾波得到插值 後的參考視頻信號；根據所述當前宏塊周圍的宏塊計算運動矢量預測值；將所述運動矢量 殘差與所述運動矢量預測值相加得到實際運動矢量；根據所述插值後的參考視頻信號與所 述實際運動矢量計算所述當前宏塊的像素預測值；將所述像素預測值與所述像素殘差相加 得到所述當前宏塊的重構。本發明實施例提供的視頻信號處理方法，包括將獲取到的視頻信號劃分為幀，宏 塊，或宏塊組；對於每幀，每個宏塊，或每個宏塊組，按照預置的選取規則選取對應的插值濾 波精度；按照選取的插值濾波精度對不同的幀，宏塊，或宏塊組進行運動補償以及運動矢量 編碼。本發明實施例提供的像素插值濾波裝置，包括獲取模塊，用於獲取視頻信號的整 像素的像素值；半像素插值濾波模塊，用於採用預置的1/2像素插值方法對所述整像素的 像素值進行插值濾波得到1/2像素的像素值；水平垂直像素插值濾波模塊，用於根據所述 整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值對第一類1/8像素進行水平插值濾波以及垂直 插值濾波得到第一類1/8像素的像素值；斜向像素插值濾波模塊，用於根據所述整像素的 像素值以及所述1/2像素的像素值對第二類1/8像素進行斜向插值濾波得到第二類1/8像 素的像素值。本發明實施例提供的解碼系統，包括解碼執行裝置，用於對碼流進行解碼得到當 前宏塊的參考視頻信號，運動矢量殘差以及像素殘差；像素插值濾波裝置，用於對所述參考 視頻信號進行1/8像素插值濾波得到插值後的參考視頻信號；運動矢量預測裝置，用於根 據所述當前宏塊周圍的宏塊計算運動矢量預測值；運動矢量補償裝置，用於將所述運動矢 量殘差與所述運動矢量預測值相加得到實際運動矢量；像素預測裝置，用於根據所述插值 後的參考視頻信號與所述實際運動矢量計算所述當前宏塊的像素預測值；重構裝置，用於 將所述像素預測值與所述像素殘差相加得到所述當前宏塊的重構。本發明實施例提供的視頻信號處理系統，包括劃分裝置，用於將獲取到的視頻信 號劃分為幀，宏塊，或宏塊組；精度選擇裝置，用於對於每個幀，宏塊，或宏塊組，按照預置的 選取規則選取對應的插值濾波精度；處理裝置，用於按照所述精度選擇裝置選取的插值濾 波精度對不同的幀，宏塊，或宏塊組進行運動補償以及運動矢量編碼。從以上技術方案可以看出，本發明實施例具有以下優點本發明實施例中，在獲取到整像素的像素值以及1/2像素的像素值之後，即可對 1/8像素進行水平插值濾波、垂直插值濾波/以及斜向插值濾波，從而得到1/8像素的像素值，因此無需計算1/4像素的像素值，所以減少了進行1/8像素插值濾波的計算量，從而提 高了像素插值濾波的效率。


圖1為本發明實施例中像素插值濾波方法一個實施例示意圖；圖2為本發明實施例中像素插值濾波方法另一實施例示意圖；圖3為本發明實施例中像素分布示意圖；圖4為本發明實施例中解碼方法實施例示意圖；圖5為本發明實施例中視頻信號處理方法實施例示意圖；圖6為本發明實施例中像素插值濾波裝置一個實施例示意圖；圖7為本發明實施例中像素插值濾波裝置另一實施例示意圖；圖8為本發明實施例中解碼系統實施例示意圖；圖9為本發明實施例中視頻信號處理系統實施例示意圖。
具體實施例方式本發明實施例提供了一種像素插值濾波方法及系統，解碼方法及系統，視頻信號 處理方法及系統，用於像素插值濾波的效率。請參閱圖1，本發明實施例中像素插值濾波方法應用於解碼器插值濾波，其中一個 實施例包括101、獲取視頻信號的整像素的像素值。本實施例中，當需要對視頻信號進行亞像素插值濾波時，可以先從視頻信號中獲 取整像素的像素值，具體的獲取方式為本領域技術人員的公知常識，此處不作限定。本實施例中的視頻信號可以是圖像，或者還可以是其他由像素組成的信號。102、採用預置的1/2像素插值方法對所述整像素的像素值進行插值濾波得到1/2 像素的像素值。在獲取到整像素的像素值之後，即可根據該整像素的像素值計算1/2像素的像 素值，計算1/2像素的像素值的過程可以是音頻視頻編碼標準(AVS，AudioVideo coding Standard)規定的過程，或者還可以採用其他的過程，此為本領域技術人員的公知常識，此 處不作限定。103、根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值對第一類1/8像素進行 水平插值濾波以及垂直插值濾波得到第一類1/8像素的像素值。在獲取到整像素的像素值以及1/2像素的像素值之後，可以對與整像素或1/2像 素位於同一行的1/8像素進行水平插值濾波，並可以對與整像素或1/2像素位於同一列的 1/8像素進行垂直插值濾波，從而得到第一類1/8像素的像素值，該第一類1/8像素是指與 整像素或1/2像素位於同一行或同一列的1/8像素。104、根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值對第二類1/8像素進行 斜向插值濾波得到第二類1/8像素的像素值。在獲取到整像素的像素值以及1/2像素的像素值之後，同樣還可以對第二類1/8 像素進行斜向插值濾波，該第二類1/8像素是指被相鄰的2個整像素以及相鄰的2個1/2像素呈正方形包圍的1/8像素。本實施例中，在獲取到整像素的像素值以及1/2像素的像素值之後，即可對1/8像 素進行水平插值濾波，垂直插值濾波，以及斜向插值濾波，從而得到1/8像素的像素值，因 此無需計算1/4像素的像素值，所以減少了進行1/8像素插值濾波的計算量，從而提高了像 素插值濾波的效率。為便於理解，下面以一具體實例對本發明實施例中的像素插值濾波方法進行描 述，請參閱圖2，本發明實施例中像素插值濾波方法應用於解碼器插值濾波，其中另一實施 例包括201 202、與上述圖1所示的實施例中的步驟101 102相同，此處不再贅述。203、選取4階濾波器。本實施例中，為對1/8像素進行插值濾波，則可以選擇在時域寬度有限條件下，頻 率響應特性最接近最優插值濾波器的濾波器，本實施例中選取兩個Laczos濾波器的整數 化濾波器作為4階濾波器。204、確定選取的4階濾波器的濾波係數。上述確定的兩個Laczos濾波器的整數化濾波器分別為第一 4階濾波器Fl以及第 二 4階濾波器F2，其中，第一 4階濾波器Fl的濾波係數為(cO，cl, c2, c3)/2n ；第二 4階濾 波器F2的濾波係數為(d0, dl,d2, d3)/2m ；其中，c0，cl，c2，c3及 d0，dl，d2，d3 均為整數；且 c0，cl, c2，c3 之和為 2n ；dO, dl，d2，d3 之和為 2m。本實施例中，第一 4階濾波器Fl的濾波係數可以從以下參數中選取任意一組

η = 4 η = 5 η = 5 η = 6 η = 6 η = 7 η = 8 η = 8 η = 9
(c0, cl, (c0, cl, (c0, cl, (c0, cl, (c0, cl, (c0, cl, (c0, cl, (c0, cl, (c0, cl,
c2, c3)= c2, c3)= c2, c3)= c2, c3)= c2, c3)= c2, c3)= c2, c3)= c2, c3)= c2, c3)= ,c2, c3)
-1)
-3,28,8, -1) -2,28,7, -1) -6,56,15，-1)； -5,55,15，-1)； -11，111,30, -2) -21,222,60, -5) -21，222，59，-4) -43，445，119，-9)； (-85，889，238，-18)
η = 10，(c0, cl， η = 10，(c0, cl, c2, c3) = (-86，890，238，-18)。
本實施例中，第二 4階濾波器F2的濾波係數可以從以下參數中選取任意一組
m = 4 m = 5 m = 5 m = 6 m = 6 m = 7 m = 8
(d0, dl, (d0, dl, (d0, dl, (d0, dl, (dO, dl, (dO, dl, (dO, dl,
d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)=
-1,4,14, -1) -1,8,28, -3) -1,7,28, -2) -1，15,56，-6)； -1，15,55，-5)； -2,30,111，-11) -5,60,222, -21)
m = 8，(d0, dl, d2, d3) = (-4,59,222, -21)；m = 9，(dO, dl, d2, d3) = (—9，119,445，-43)；m = 10，(dO, dl, d2, d3) = (-18,238,889，-85)；m = 10，(dO, dl, d2, d3) = (—18，238，890，-86)。本實施例中，當η和m相同時，第一 4階濾波器Fl的濾波係數和第二 4階濾波器 F2的濾波係數之間存在對應關係，第一 4階濾波器Fl的濾波係數為(c0，cl，c2，c3)，第二 4 階濾波器 F2 的濾波係數為(dO, dl, d2，d3)，其中，c0 = d3，cl = d2，c2 = dl, c3 = dO。 在確定選取的4階濾波器的濾波係數時，可以使確定的第一 4階濾波器Fl的濾波係數與確 定的第二 4階濾波器F2的濾波係數相對應，例如，Fl的係數為「η = 6，(c0, cl, c2, c3)= (-5，55，15，-1)」，則對應的確定 F2 的係數為 「η = 6，(d0，dl, d2，d3) = (c3，c2，cl, cO) =(-1,15,55, -5)」，此時，由於Fl與F2存在對應關係，可以使計算量更簡化，並且能夠獲 得更好的插值濾波效果；當然，也可以使確定的第一 4階濾波器Fl的濾波係數與確定的第 二 4階濾波器F2的濾波係數不相對應，分別確定第一 4階濾波器Fl的濾波係數和第二 4 階濾波器F2的濾波係數。205、利用選取的4階濾波器，根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素 值對第一類1/8像素進行水平插值濾波以及垂直插值濾波得到第一類1/8像素的像素值。在獲取到整像素的像素值以及1/2像素的像素值之後，可以對與整像素或1/2像 素位於同一行的1/8像素進行水平插值濾波，並可以對與整像素或1/2像素位於同一列的 1/8像素進行垂直插值濾波，從而得到第一類1/8像素的像素值，該第一類1/8像素是指與 整像素或1/2像素位於同一行或同一列的1/8像素。具體的插值濾波可以包括如下一些過程整像素的水平插值濾波，整像素的垂直 插值濾波，1/2像素的水平插值濾波，1/2像素的垂直插值濾波。下面結合圖3對上述插值 濾波分別進行說明，圖3中用坐標的方式表示整像素及各級亞像素，其中，在像素或亞像素 的坐標中，Y軸坐標在前，X軸坐標在後，某一像素或亞像素的坐標為L (y，χ)，圖3中圓形代 表的像素為整像素，方形代表的像素為1/2像素，空心五角星形代表的像素為1/8像素；下 面以對(0，0)至(8，8)的方形區域中的1/8像素進行水平插值濾波為例進行說明，在該方 形區域外的1/8像素進行水平插值濾波的方式與之類似，不再贅述(1)整像素的水平插值濾波本方式採用第一 4階濾波器Fl以及第二 4階濾波器F2對和整像素位於同一水平 線的1/8像素進行水平插值濾波得到1/8像素的像素值，水平插值濾波的輸入參數為在所 述同一水平線上與所述1/8像素相鄰的2個整像素的像素值以及相鄰的2個1/2像素的像素值。由圖3可以看出，與整像素L(0，0)位於同一水平線(即Y = O的水平線)的1/8 像素有1^(0，1)丄(0，3)丄(0，5)以及L (0，7)，該水平線上還存在1/2像素L (0，-4)以及L(0， 4)等，則在該水平線上對每一個1/8像素分別查詢其相鄰的2個整像素以及相鄰的2個1/2 像素，並根據查詢到的2個整像素的像素值以及1/2像素的像素值對該1/8像素進行水平 插值濾波得到該1/8像素的像素值，具體的插值濾波的方式可以為L(0，1) = (c0*L(0，_4) +cl*L(0,0) +c2*L(0,4) +c3*L(0,8) +2n_1) /2n ；L(0,3) = (d0*L(0，_4) +dl*L(0,0) +d2*L(0,4) +d3*L(0,8) +2m_1)/2m ；
L(0,5) = (cO*L(0,0) +cl*L(0,4) +c2*L(0,8) +c3*L(0，12) +2n_1) /2n ；L (0,7) = (dO*L (0,0) +dl*L (0,4) +d2*L (0,8) +d3*L (0,12) +2m_1) /2m0需要說明的是，具體對1/8像素L (0，1)，L (0，3)，L (0，5)以及L(0，7)進行插值濾 波時，可以先對L(0，1)進行插值濾波，也可以先對L(0，3)進行插值濾波，或者還可以先對 L(0,5)進行插值濾波等，具體順序此處不作限定。另外，對和整像素位於同一水平線的1/8 像素進行水平插值濾波時，可以對這些1/8像素中的一部分使用第一 4階濾波器Fl進行水 平插值濾波，對這些1/8像素中的其他部分使用第二 4階濾波器F2進行水平插值濾波；例 如，上面的過程中交替使用第一 4階濾波器Fl以及第二 4階濾波器F2對和整像素位於同 一水平線的1/8像素進行水平插值濾波，對1/8像素L(0，1)，L(0,5)採用第一 4階濾波器 Fl，對1/8像素L (0，3)，L (0，7)採用第二 4階濾波器F2 ；當然，也可以隨機選擇和整像素位 於同一水平線的1/8像素的一部分，採用第一 4階濾波器Fl進行水平插值濾波，對其他的 1/8像素採用第二 4階濾波器F2進行水平插值濾波。上述插值濾波的公式中的cO，cl，c2，c3，d0，dl，d2，d3，η以及m與前述步驟204 中所描述的參數一致，此處不再贅述。本實施例中，為獲得更好的插值濾波效果，可以使得η和m相等，並且同時使得cO =d3, cl = d2, c2 = dl, c3 = d0。需要說明的是，上述計算得到1/8像素1^(0，1)，1^(0，3)，1^(0，5)以及L(0，7)的像 素值之後，還可以根據一預置門限值對計算得到的像素值進行校驗，若計算得到的某1/8 像素的像素值超過了該預置門限值，則將該1/8像素的像素值修改為該門限值。(2)整像素的垂直插值濾波本方式採用第一 4階濾波器Fl以及第二 4階濾波器F2對和整像素位於同一垂直 線的1/8像素進行垂直插值濾波得到1/8像素的像素值，所述垂直插值濾波的輸入參數為 在所述同一垂直線上與所述1/8像素相鄰的2個整像素的像素值以及相鄰的2個1/2像素 的像素值。由圖3可以看出，與整像素L(0，0)位於同一垂直線(即X = O的垂直線)的1/8 像素有1^(1，0)丄(3，0)丄(5，0)以及L(7，0)，該垂直線上還存在1/2像素L(-4，0)以及L(4， 0)等，則在該垂直線上對每一個1/8像素分別查詢其相鄰的2個整像素以及2個1/2像素， 並根據查詢到的2個整像素的像素值以及1/2像素的像素值對該1/8像素進行垂直插值濾 波得到該1/8像素的像素值，具體的插值濾波的方式可以為L(1,0) = (cO*L(-4,0) +cl*L(0,0) +c2*L(4,0) +c3*L(8,0) +2n_1)/2n ；L(3，0) = (dO*L(-4，0) +dl*L(0,0) +d2*L(4，0) +d3*L(8,0) +2m_1)/2m ；L(5，0) = (cO*L(0,0) +cl*L(4，0) +c2*L(8,0) +c3*L(12，0) +2n_1) /2n ；L(7，0) = ((!ΟΦ ^Ο,ΟΗ ΙΙ^α,ΟΗ ^Φ ^δ,ΟΗ Φ ^ΙΖ,Ο)+〗1"1)/^"1。上述插值濾波的公式中的c0，cl，c2，c3，d0，dl，d2，d3，η以及m與前述步驟204 中所描述的參數一致，此處不再贅述。本實施例中，為獲得更好的插值濾波效果，可以使得η和m相等，並且同時使得cO =d3, cl = d2, c2 = dl, c3 = d0。本實施例中對1/8像素的插值濾波順序不作限定。另外，對和整像素位於同一垂 直線的1/8像素進行垂直插值濾波時，可以對這些1/8像素中的一部分使用第一 4階濾波器Fl進行垂直插值濾波，對這些1/8像素中的其他部分使用第二 4階濾波器F2進行垂直 插值濾波，這裡不做限定。需要說明的是，上述計算得到1/8像素L(1，0)，L(3，0)，L(5，0)以及L(7，0)的像 素值之後，還可以根據一預置門限值對計算得到的像素值進行校驗，若計算得到的某1/8 像素的像素值超過了該預置門限值，則將該1/8像素的像素值修改為該門限值。(3) 1/2像素的水平插值濾波本方式採用第一 4階濾波器Fl以及第二 4階濾波器F2對和1/2像素位於同一水 平線的1/8像素進行水平插值濾波得到1/8像素的像素值，所述水平插值濾波的輸入參數 為在所述同一水平線上與所述1/8像素相鄰的4個1/2像素的像素值。由圖3可以看出，與1/2像素L(4，0)位於同一水平線(即Y = 4的水平線)的1/8 像素有L (4，1)，L (4，3)，L (4，5)以及L (4，7)，該水平線上還存在1/2像素L (4，-4)，L (4，4)， L(4,8)以及L(4，12)等，則在該水平線上對每一個1/8像素分別查詢其相鄰的4個像 素，並根據查詢到的4個1/2像素的像素值對該1/8像素進行水平插值濾波得到該1/8像 素的像素值，具體的插值濾波的方式可以為L(4，1) = (c4*L(4，-4) +cl*L(4，0) +c2*L(4，4) +c3*L(4，8) +2n_1) /2n ；L (4，3) = (d4*L (4，-4) +dl*L (4，0) +d2*L (4，4) +d3*L (4，8) +2m_1) /2m ；L (4，5) = (c4*L(4，0)+cl*L(4，4)+c2*L(4，8)+c3*L(4，12)+2η-1)/2η ;L (4，7) = (d4*L (4,0) +dl*L (4,4) +d2*L (4,8) +d3*L (4,12) +2m_1) /2m0上述插值濾波的公式中的cO，cl，c2，c3，d0，dl，d2，d3，η以及m與前述步驟204 中所描述的參數一致，此處不再贅述。本實施例中，為獲得更好的插值濾波效果，可以使得η和m相等，並且同時使得cO =d3, cl = d2, c2 = dl, c3 = d0。本實施例中對1/8像素的插值濾波順序不作限定。另外，對和1/2像素位於同一 水平線的1/8像素進行水平插值濾波時，可以對這些1/8像素中的一部分使用第一 4階濾 波器Fl進行水平插值濾波，對這些1/8像素中的其他部分使用第二 4階濾波器F2進行水 平插值濾波，這裡不做限定。需要說明的是，上述計算得到1/8像素1^(4，1)，1^(4，3)，1^(4，5)以及L(4，7)的像 素值之後，還可以根據一預置門限值對計算得到的像素值進行校驗，若計算得到的某1/8 像素的像素值超過了該預置門限值，則將該1/8像素的像素值修改為該門限值。(4) 1/2像素的垂直插值濾波本方式採用第一 4階濾波器Fl以及第二 4階濾波器F2對和1/2像素位於同一垂 直線的1/8像素進行垂直插值濾波得到1/8像素的像素值，所述垂直插值濾波的輸入參數 為在所述同一垂直線上與所述1/8像素相鄰的4個1/2像素的像素值。由圖3可以看出，與1/2像素L(0，4)位於同一垂直線(即X = 4的垂直線)的1/8 像素有L (1，4)，L (3，4)，L (5，4)以及L (7，4)，該垂直線上還存在1/2像素L (-4，4)，L (4，4)， L (8，4)以及L (12，4)等，則在該垂直線上對每一個1/8像素分別查詢其相鄰4個像素， 並根據查詢到的4個1/2像素的像素值對該1/8像素進行垂直插值濾波得到該1/8像素的 像素值，具體的插值濾波的方式可以為L(l，4) = (c4*L(-4,4) +cl*L(0,4) +c2*L(4,4) +c3*L(8,4) +2n_1)/2n ；
L(3,4) = (d4*L(-4,4) +dl*L(0,4) +d2*L(4,4) +d3*L(8,4) +2m_1)/2m ；L(5,4) = (c4*L(0,4) +cl*L(4,4) +c2*L(8,4) +c3*L(12,4) +2n_1) /2n ；L (7，4) = (d4*L (0,4) +dl*L (4,4) +d2*L (8,4) +d3*L (12,4) +2m_1) /2m0上述插值濾波的公式中的cO，cl，c2，c3，d0，dl，d2，d3，η以及m與前述步驟204 中所描述的參數一致，此處不再贅述。本實施例中，為獲得更好的插值濾波效果，可以使得η和m相等，並且同時使得cO =d3, cl = d2, c2 = dl, c3 = d0。本實施例中對1/8像素的插值濾波順序不作限定。另外，對和1/2像素位於同一 垂直線的1/8像素進行垂直插值濾波時，可以對這些1/8像素中的一部分使用第一 4階濾 波器Fl進行垂直插值濾波，對這些1/8像素中的其他部分使用第二 4階濾波器F2進行垂 直插值濾波，這裡不做限定。需要說明的是，上述計算得到1/8像素L(1，4)，L(3，4)，L(5，4)以及L(7，4)的像 素值之後，還可以根據一預置門限值對計算得到的像素值進行校驗，若計算得到的某1/8 像素的像素值超過了該預置門限值，則將該1/8像素的像素值修改為該門限值。206、利用雙線性濾波器，根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值對 第二類1/8像素進行斜向插值濾波得到第二類1/8像素的像素值。在獲取到整像素的像素值以及1/2像素的像素值之後，同樣還可以對第二類1/8 像素進行斜向插值濾波，該第二類1/8像素是指被相鄰的2個整像素以及2個1/2像素呈 正方形包圍的1/8像素。同樣請參閱圖3，圖3中所示的黑色的實心五角星所代表的1/8像素即是第二類 1/8像素，具體的，按照圖3所示的第二類1/8像素的位置，具體進行斜向插值濾波的過程包 括如下幾個方面(1)採用雙線性濾波器對位於L(0，0)，L(0,4), L(4,0), L(4,4)所包圍區域內的 1/8像素進行插值濾波，本實施例中的雙線性濾波器的濾波係數可以為(e0，el，e2，e3)/2p， 其中，e0, el, e2, e3均為整數；且e0, el, e2, e3之和為2P，具體插值濾波的過程如下L(l，l) = l/16*(9*L(0，0)+3*L(0，4)+3*L(4，0)+L(4，4)+8)；L(l，2) = l/16*(6*L(0，0)+6*L(0，4)+2*L(4，0)+2*L(4，4)+8)；L(l，3) = l/16*(3*L(0，0)+9*L(0，4)+L(4，0)+3*L(4，4)+8)；L(2，l) = l/16*(6*L(0，0)+2*L(0，4)+6*L(4，0)+2*L(4，4)+8)；L (2，3) = l/16*(2*L(0，0)+6*L(0，4)+2*L(4，0)+6*L(4，4)+8)；L(3，l) = l/16*(3*L(0，0)+L(0，4)+9*L(4，0)+3*L(4，4)+8)；L (3，2) = l/16*(2*L(0，0)+2*L(0，4)+6*L(4，0)+6*L(4，4)+8)；L (3，3) = l/16*(L(0，0)+3*L(0，4)+3*L(4，0)+9*L(4，4)+8)；同理，在計算得到上述1/8像素的像素值之後，也可以根據一預置門限值對計算 得到的像素值進行校驗，若計算得到的某1/8像素的像素值超過了該預置門限值，則將該 1/8像素的像素值修改為該門限值。(2)採用雙線性濾波器對位於L(0，4)，L(0,8), L(4,4), L(4,8)所包圍區域內的 1/8像素進行插值濾波L(l，5) = l/16*(9*L(0，4)+3*L(0，8)+3*L(4，4)+L(4，8)+8)；
L(l，6) = l/16*(6*L(0，4)+6*L(0，8)+2*L(4，4)+2*L(4，8)+8)；L(l，7) = l/16*(3*L(0，4)+9*L(0，8)+L(4，4)+3*L(4，8)+8)；L (2，5) = l/16*(6*L(0，4)+2*L(0，8)+6*L(4，4)+2*L(4，8)+8)；L (2，7) = l/16*(2*L(0，4)+6*L(0，8)+2*L(4，4)+6*L(4，8)+8)；L (3，5) = l/16*(3*L(0，4)+L(0，8)+9*L(4，4)+3*L(4，8)+8)；L (3，6) = l/16*(2*L(0，4)+2*L(0，8)+6*L(4，4)+6*L(4，8)+8)；L (3，7) = l/16*(L(0，4)+3*L(0，8)+3*L(4，4)+9*L(4，8)+8)；同理，在計算得到上述1/8像素的像素值之後，也可以根據一預置門限值對計算 得到的像素值進行校驗，若計算得到的某1/8像素的像素值超過了該預置門限值，則將該 1/8像素的像素值修改為該門限值。(3)採用雙線性濾波器對位於L(4，0)，L(4,4), L(8，0)，L(8,4)所包圍區域內的 1/8像素進行插值濾波L(5，l) = l/16*(9*L(4，0)+3*L(4，4)+3*L(8，0)+L(8，4)+8)；L (5，2) = l/16*(6*L(4，0)+6*L(4，4)+2*L(8，0)+2*L(8，4)+8)；L (5，3) = l/16*(3*L(4，0)+9*L(4，4)+L(8，0)+3*L(8，4)+8)；L(6，l) = l/16*(6*L(4，0)+2*L(4，4)+6*L(8，0)+2*L(8，4)+8)；L (6，3) = l/16*(2*L(4，0)+6*L(4，4)+2*L(8，0)+6*L(8，4)+8)；L(7，l) = l/16*(3*L(4，0)+L(4，4)+9*L(8，0)+3*L(8，4)+8)；L (7，2) = l/16*(2*L(4，0)+2*L(4，4)+6*L(8，0)+6*L(8，4)+8)；L (7，3) = l/16*(L(4，0)+3*L(4，4)+3*L(8，0)+9*L(8，4)+8)；同理，在計算得到上述1/8像素的像素值之後，也可以根據一預置門限值對計算 得到的像素值進行校驗，若計算得到的某1/8像素的像素值超過了該預置門限值，則將該 1/8像素的像素值修改為該門限值。(4)採用雙線性濾波器對位於L(4，4)，L(4,8), L(8,4), L(8,8)所包圍區域內的 1/8像素進行插值濾波
L(5，5) =1/
L(5，6) =1/
L(5，7) =1/
L (6, 5) =1/
L (6, 7) =1/
L(7，5) =1/
L(7，6) =1/
L(7，7) =1/
16*(9*L (4 16*(6*L (4 16*(3*L (4 16*(6*L (4 16*(2*L (4 16*(3*L (4 16*(2*L (4
4)+3*L (4
8)+3*L (8,4) +L (8，8)+8)
4)+6*L (4，8)+2*L (8,4)+2*L(8,8)+8) 4)+9*L(4，8)+L(8，4)+3*L(8，8)+8)； 4)+2*L (4，8)+6*L (8,4)+2*L(8,8)+8) 4)+6*L (4，8)+2*L(8,4)+6*L(8,8)+8) 4)+L(4，8)+9*L(8，4)+3*L(8，8)+8)； 4)+2*L (4，8)+6*L (8,4)+6*L(8,8)+8)
16*(L(4，4)+3*L(4，8)+3*L(8,4)+9*L(8,8)+8)同理，在計算得到上述1/8像素的像素值之後，也可以根據一預置門限值對計算 得到的像素值進行校驗，若計算得到的某1/8像素的像素值超過了該預置門限值，則將該 1/8像素的像素值修改為該門限值。通過上述步驟205以及206即可對第一類1/8像素以及第二類1/8均進行插值濾 波，從而對視頻信號中所有的1/8像素都進行插值濾波。本實施例中，在獲取到整像素的像素值以及1/2像素的像素值之後，即可對1/8像素進行水平插值濾波，垂直插值濾波，以及斜向插值濾波從而得到1/8像素的像素值，因此 無需計算1/4像素的像素值，所以減少了進行1/8像素插值濾波的計算量，從而提高了像素 插值濾波的效率；其次，本實施例中選取兩個Laczos濾波器的整數化濾波器作為4階濾波器，且為 每個4階濾波器給出可選的濾波係數，採用這樣的4階濾波器以及濾波係數可以在時域寬 度有限條件下，使得頻率響應特性最接近於最優插值濾波器的效果。下面介紹本發明實施例中的解碼方法，請參閱圖4，本發明實施例中解碼方法實施 例包括401、對碼流進行解碼得到當前宏塊的參考視頻信號，運動矢量殘差以及像素殘 差；本實施例中，對接收到的碼流進行解碼即可得到當前宏塊的參考視頻信號，運動
矢量殘差以及像素殘差。具體的，本實施例中可以利用逆熵、反量化和反離散餘弦變換進行解碼得到當前 宏塊的像素殘差。402、對參考視頻信號進行1/8像素插值濾波得到插值後的參考視頻信號；本實施例中，對參考視頻信號進行1/8像素插值濾波的過程與前述像素插值濾波 方法所描述的過程一致，此處不再贅述。403、根據當前宏塊周圍的宏塊計算運動矢量預測值；本實施例中，具體的計算運動矢量預測值的過程為本領域技術人員的公知常識， 此處不作限定。404、將運動矢量殘差與所述運動矢量預測值相加得到實際運動矢量；405、根據插值後的參考視頻信號與實際運動矢量計算所述當前宏塊的像素預測 值；本實施例中，具體的計算當前宏塊的像素預測值的過程為本領域技術人員的公知 常識，此處不作限定。406、將像素預測值與像素殘差相加得到所述當前宏塊的重構。本實施例在解碼過程中，在對參考視頻信號進行1/8像素插值濾波時，在獲取到 整像素的像素值以及1/2像素的像素值之後，即可對1/8像素進行水平插值濾波，垂直插值 濾波，以及斜向插值濾波從而得到1/8像素的像素值，因此無需計算1/4像素的像素值，所 以減少了進行1/8像素插值濾波的計算量，從而提高了像素插值濾波的效率。下面介紹本發明實施例中的視頻信號處理方法，請參閱圖5，本發明實施例中視頻 信號處理方法實施例包括501、將獲取到的視頻信號劃分為幀，宏塊，或宏塊組；本實施例中，可以將視頻信號劃分為若干幀，宏塊，或宏塊組，具體的劃分過程為 本領域技術人員的公知常識，此處不作限定。502、對於每幀，每個宏塊或者每個宏塊組，按照預置的選取規則選取對應的插值 濾波精度；本實施例中，系統可以以幀，宏塊或者宏塊組為單位，選擇插值濾波的精度，並以 此精度為單位，編碼並傳輸運動矢量信息；同時，此精度選項也應作為附件信息，編碼並傳輸。例如某一宏塊中內容信息較少，則可採用較低的插值濾波精度(比如整像素或1/2像 素)，若某一宏塊中內容信息較多，則可採用較高的插值濾波精度(比如1/4像素或1/8像 素)。需要說明的是，本實施例中的選取規則可以為率失真最優規則或複雜度分級規 則，可以理解的是，在實際應用中，該選取規則同樣可以為其他類型的規則，具體規則此處 不作限定。503、按照選取的插值濾波精度對不同的宏塊進行運動補償以及運動矢量編碼。當為每個宏塊都確定了對應的插值濾波精度之後，則可以按照確定的插值濾波精 度分別對不同的宏塊進行運動補償以及運動矢量編碼，具體的運動補償以及運動矢量編碼 的過程為本領域技術人員的公知常識，此處不作限定。需要說明的是，本實施例中，當以1/8像素作為插值濾波精度時，對1/8像素插值 濾波的運動矢量搜索進行簡化，具體的可以跳過個別位置的1/8像素精度運動矢量的搜 索，例如可以只搜索圖3中白色五角星所表示的1/8像素；可以在1/8像素精度運動矢量的 搜索過程中按某種機制實施提前退出；可以按某種機制對最優1/8像素精度運動矢量做出 預判。例如，可以根據相鄰宏塊所使用的運動矢量作出預判；又如，可以根據所有已經編碼 完成的宏塊的統計信息作出預判。本實施例可以為不同的幀，宏塊或者宏塊組選取不同的插值濾波精度，因此能夠 對需要精細表現的地方採用較高的插值濾波精度，對無需精細表現的地方採用較低的插值 濾波精度，從而提高插值濾波的靈活性。為便於理解，下面以具體的仿真實驗結果對上述各實施例的效果進行描述實驗中使用RM62g為平臺，並採用以下設置使用兩個參考幀，採用自適應二進位算術編碼(CABAC，Context-basedAdaptive Binary Arithmetic Coding)，運動估計採用全搜索，搜索範圍32，只有第一幀為I幀，關閉 自適應掃描。每個序列都測試4個量化參數(QPJualityparameter)點，分別為24，27，30， 35。最後比較採用本實施例的1/8亞像素精度方案與採用AVS標準中1/4亞像素精度方案 的編碼性能，計算平均Δ PSNR與ABitrate。在編碼結構為IPPP條件下測得的結果如下表1所示表 1 在編碼結構為IBBP條件下測得的結果如下表2所示表2 由上述表1以及表2可以看出，本實施例的方案相對於AVS標準中1/4亞像素精 度的解決方案有很明顯的性能提高，PSNR(Peak Signal to NoiseRatio，峰值信噪比)明顯 增加，同時Bitrate (比特率)明顯減少。上述的實施例中的方案相比現有的先插值1/4亞像素，再由1/4亞像素插值得到 1/8亞像素的方案而言，本實施例具有明顯的複雜度優勢首先，現有的方法插值一個1/8 亞像素需要先插值1/4亞像素，本實施例在插值1/8亞像素的過程中只用到整像素與1/2 像素，至少可以節省8個1/4亞像素的插值過程，以及為了插值這些1/4亞像素所需要的額 外1/2亞像素插值過程；其次，現有的方法在利用1/4亞像素插值得到1/8亞像素的過程中 需要根據不同的1/8亞像素位置分為至少8類，對每類採用不同的插值流程，需要複雜的邏 輯判斷過程，而本方法只把1/8亞像素分為兩類處理，邏輯判斷極為簡潔；再次，現有的方 法採用6鍵甚至8鍵濾波器，運算複雜，且存取面積大。本實施例採用4鍵濾波器，運算次 數少，存取面積小，且與現有AVS標準中的1/4亞像素高度契合。下面介紹本發明實施例中的像素插值濾波裝置，請參閱圖6，本發明實施例中的像 素插值濾波裝置一個實施例包括
獲取模塊601，用於獲取視頻信號的整像素的像素值；半像素插值濾波模塊602，用於採用預置的1/2像素插值方法對所述整像素的像 素值進行插值濾波得到1/2像素的像素值；水平垂直像素插值濾波模塊603，用於根據所述整像素的像素值以及所述1/2像 素的像素值對第一類1/8像素進行水平插值濾波以及垂直插值濾波得到第一類1/8像素的 像素值；斜向像素插值濾波模塊604，用於根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的 像素值對第二類1/8像素進行斜向插值濾波得到第二類1/8像素的像素值。本實施例中，在獲取模塊601獲取到整像素的像素值以及半像素插值濾波模塊 602獲取到1/2像素的像素值之後，水平垂直像素插值濾波模塊603即可對1/8像素進行水 平插值濾波以及垂直插值濾波，斜向像素插值濾波模塊604即可對1/8像素進行斜向插值 濾波，從而得到1/8像素的像素值，因此無需計算1/4像素的像素值，所以減少了進行1/8 像素插值濾波的計算量，從而提高了像素插值濾波的效率。為便於理解，下面以一具體實例對本發明實施例中的像素插值濾波裝置進行詳細 描述，請參閱圖7，本發明實施例中像素插值濾波裝置另一實施例包括獲取模塊701，用於獲取視頻信號的整像素的像素值；半像素插值濾波模塊702，用於採用預置的1/2像素插值方法對所述整像素的像 素值進行插值濾波得到1/2像素的像素值；水平垂直像素插值濾波模塊703，用於根據所述整像素的像素值以及所述1/2像 素的像素值對第一類1/8像素進行水平插值濾波以及垂直插值濾波得到第一類1/8像素的 像素值；斜向像素插值濾波模塊，用於根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素 值對第二類1/8像素進行斜向插值濾波得到第二類1/8像素的像素值；本實施例中的水平垂直像素插值濾波模塊703可以進一步包括第一 4階濾波器7031以及第二 4階濾波器7032 ；所述第一 4階濾波器6031為Laczos濾波器的整數化濾波器，所述第一 4階濾波 器的濾波係數為(c0, cl, c2, c3)/2n ；所述第二 4階濾波器6032為Laczos濾波器的整數化濾波器，所述第二 4階濾波 器的濾波係數為(d0, dl，d2，d3)/2m ；所述c0, cl，c2，c3 及 dO, dl, d2，d3 均為整數，且 c0，cl, c2，c3 之和為 2n，dO, dl, d2，d3之和為2m。本實施例中的斜向像素插值濾波模塊可以為雙線性濾波器704。下面以一實際應用場景對本實施例中的像素插值濾波裝置進行描述本實施例中，當需要對視頻信號進行亞像素插值濾波時，獲取模塊701可以先從 視頻信號中獲取整像素的像素值，具體的獲取方式為本領域技術人員的公知常識，此處不 作限定。在獲取模塊701獲取到整像素的像素值之後，半像素插值濾波模塊702即可根據 該整像素的像素值計算1/2像素的像素值，計算1/2像素的像素值的過程可以是AVS規定 的過程，或者還可以採用其他的過程，此為本領域技術人員的公知常識，此處不作限定。
本實施例中可以選擇在時域寬度有限條件下，頻率響應特性最接近最優插值濾波 器的濾波器，即選擇水平垂直像素插值濾波模塊703所包含的第一 4階濾波器7031以及第 二 4階濾波器7032，同時確定第一 4階濾波器7031以及第二 4階濾波器7032各自的濾波 係數。之後水平垂直像素插值濾波模塊703中的第一 4階濾波器7031以及第二 4階濾 波器7032根據獲取模塊701獲取到的整像素的像素值以及半像素插值濾波模塊702獲取 到的1/2像素的像素值對第一類1/8像素進行水平插值濾波以及垂直插值濾波得到第一類 1/8像素的像素值。同時，雙線性濾波器704根據獲取模塊701獲取到的整像素的像素值以及半像素 插值濾波模塊702獲取到的1/2像素的像素值對第二類1/8像素進行斜向插值濾波得到第 二類1/8像素的像素值。本實施例中，在獲取模塊701獲取到整像素的像素值以及半像素插值濾波模塊 702獲取到1/2像素的像素值之後，水平垂直像素插值濾波模塊703中的第一 4階濾波器 7031以及第二 4階濾波器7032即可對1/8像素進行水平插值濾波以及垂直插值濾波，雙線 性濾波器704即可對1/8像素進行斜向插值濾波，從而得到1/8像素的像素值，因此無需計 算1/4像素的像素值，所以減少了進行1/8像素插值濾波的計算量，從而提高了像素插值濾 波的效率；其次，本實施例中選取兩個Laczos濾波器的整數化濾波器作為4階濾波器，且為 每個4階濾波器給出可選的濾波係數(參考方法實施例中的相關內容)，採用這樣的4階濾 波器以及濾波係數可以在時域寬度有限條件下，使得頻率響應特性最接近於最優插值濾波 器的效果。下面介紹本發明實施例中的解碼系統，請參閱圖8，本發明實施例中的解碼系統實 施例包括解碼執行裝置801，用於對碼流進行解碼得到當前宏塊的參考視頻信號，運動矢量 殘差以及像素殘差；像素插值濾波裝置802，用於對所述參考視頻信號進行1/8像素插值濾波得到插 值後的參考視頻信號；本實施例中的像素插值濾波裝置802與前述圖6以及圖7中所示的像素插值濾波 裝置實施例一致，此處不再贅述。運動矢量預測裝置803，用於根據所述當前宏塊周圍的宏塊計算運動矢量預測 值；運動矢量補償裝置804，用於將所述運動矢量殘差與所述運動矢量預測值相加得 到實際運動矢量；像素預測裝置805，用於根據所述插值後的參考視頻信號與所述實際運動矢量計 算所述當前宏塊的像素預測值；重構裝置806，用於將所述像素預測值與所述像素殘差相加得到所述當前宏塊的重構。本實施例中的像素插值濾波裝置802獲取到整像素的像素值以及1/2像素的像素 值之後，即可對1/8像素進行水平插值濾波以及垂直插值濾波，並可對1/8像素進行斜向插值濾波，從而得到1/8像素的像素值，因此無需計算1/4像素的像素值，所以減少了進行1/8 像素插值濾波的計算量，從而提高了像素插值濾波的效率。下面介紹本發明實施例中的視頻信號處理系統，請參閱圖9，本發明實施例中的視 頻信號處理系統實施例包括劃分裝置901，用於將獲取到的視頻信號劃分為幀，宏塊，或宏塊組；精度選擇裝置902，用於對於每個宏塊，按照預置的選取規則選取對應的插值濾波 精度；處理裝置903，用於按照所述精度選擇裝置902選取的插值濾波精度對不同的幀， 宏塊，或宏塊組進行運動補償以及運動矢量編碼。本實施例中，預置的選取規則為率失真最優規則或複雜度分級規則。本實施例可以針對不同的宏塊選取不同的插值濾波精度，所以能夠調整視頻信號 的不同部分的精細度，以適應不同環境的需求。本領域普通技術人員可以理解實現上述實施例方法中的全部或部分步驟是可以 通過程序來指令相關的硬體完成，所述的程序可以存儲於一種計算機可讀存儲介質中，上 述提到的存儲介質可以是只讀存儲器，磁碟或光碟等。以上對本發明所提供的一種像素插值濾波方法及系統，解碼方法及系統，視頻信 號處理方法及系統進行了詳細介紹，對於本領域的一般技術人員，依據本發明實施例的思 想，在具體實施方式
及應用範圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對 本發明的限制。
權利要求
一種像素插值濾波方法，其特徵在於，包括獲取視頻信號的整像素的像素值；採用預置的1/2像素插值方法對所述整像素的像素值進行插值濾波得到1/2像素的像素值；根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值對第一類1/8像素進行水平插值濾波以及垂直插值濾波得到第一類1/8像素的像素值；根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值對第二類1/8像素進行斜向插值濾波得到第二類1/8像素的像素值。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據整像素的像素值以及所述1/2像 素的像素值對第一類1/8像素進行水平插值濾波以及垂直插值濾波得到第一類1/8像素的 像素值包括採用第一 4階濾波器以及第二 4階濾波器對和整像素位於同一水平線的1/8像素進行 水平插值濾波得到1/8像素的像素值，所述水平插值濾波的輸入參數為在所述同一水平線 上與所述1/8像素相鄰的2個整像素的像素值以及2個1/2像素的像素值；採用第一 4階濾波器以及第二 4階濾波器對和整像素位於同一垂直線的1/8像素進行 垂直插值濾波得到1/8像素的像素值，所述垂直插值濾波的輸入參數為在所述同一垂直線 上與所述1/8像素相鄰的2個整像素的像素值以及2個1/2像素的像素值；採用第一 4階濾波器以及第二 4階濾波器對和1/2像素位於同一水平線的1/8像素進 行水平插值濾波得到1/8像素的像素值，所述水平插值濾波的輸入參數為在所述同一水平 線上與所述1/8像素相鄰的4個1/2像素的像素值；採用第一 4階濾波器以及第二 4階濾波器對和1/2像素位於同一垂直線的1/8像素進 行垂直插值濾波得到1/8像素的像素值，所述垂直插值濾波的輸入參數為在所述同一垂直 線上與所述1/8像素相鄰的4個1/2像素的像素值。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述第一 4階濾波器為Laczos濾波器的整數化濾波器，所述第一 4階濾波器的濾波系 數為(c0，cl，c2，c3)/2n；所述第二 4階濾波器為Laczos濾波器的整數化濾波器，所述第二 4階濾波器的濾波系 數為(d0，dl，d2，d3)/2m;所述 c0, cl，c2，c3 及 d0, dl，d2，d3 均為整數，且 c0，cl, c2，c3 之和為 2n，dO, dl，d2， d3之和為2m。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述第一 4階濾波器的濾波係數為以下參數中的任意一組 η = 4，(c0, cl, c2, c3) = (-1，14,4, -1)； η = 5，(c0, cl, c2, c3) = (-3,28,8, -1)； η = 5，(cO, cl, c2, c3) = (-2,28,7, -1)； η = 6，(cO, cl, c2, c3) = (-6,56,15，-1)； η = 6，(cO, cl, c2, c3) = (-5,55,15，-1)； η = 7，(cO, cl, c2, c3) = (-11，111,30，-2)； η = 8，(cO, cl, c2, c3) = (-21,222,60, -5)；η = 8，(c0, cl, c2, c3) = (-21，222，59，-4)； η = 9，(cO, cl, c2, c3) = (-43,445，119，-9)； η = 10，(cO, cl, c2, c3) = (-85,889,238，-18)； η = 10，(cO, cl, c2, c3) = (-86，890，238，-18)； 所述第二 4階濾波器的濾波係數為以下參數中的任意一組m=m=m=m=m=m=m=m=m=m=(d0, dl, (d0, dl, (d0, dl, (d0, dl, (dO, dl, (dO, dl, (dO, dl, (dO, dl, (dO, dl,`10，(dO, dld2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= d2, d3)= ，d2, d3)=`-1,4,14, -1)； -1,8,28, -3)； -1,7,28, -2)； -1，15,56, -6)； -1，15,55, -5)； -2,30,111，-11)； -5,60,222, -21)； -4，59，222，-21)； -9，119，445，-43)； (-18，238，889，-85)m = 10，(dO, dl, d2, d3) = (-18，238，890，-86)。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述根據整像素的像素值以及所述1/2像 素的像素值對第二類1/8像素進行斜向插值濾波得到第二類1/8像素的像素值包括對於除所述第一類1/8像素之外的其他1/8像素，採用雙線性濾波器，根據與所述1/8 像素相鄰的，呈正方形包圍所述1/8像素的2個整像素的像素值以及2個1/2像素的像素 值對所述1/8像素進行斜向插值濾波得到1/8像素的像素值。
6.根據權利要求1，2或5中任一項所述的方法，其特徵在於，所述方法還包括 若所述第一類1/8像素中任意一個1/8像素的像素值超過預置門限值，則將該超過預置門限值的1/8像素的像素值設置為所述預置門限值；若所述第二類1/8像素中任意一個1/8像素的像素值超過預置門限值，則將該超過預 置門限值的1/8像素的像素值設置為所述預置門限值。
7.一種解碼方法，其特徵在於，包括對碼流進行解碼得到當前宏塊的參考視頻信號，運動矢量殘差以及像素殘差； 按照前述權利要求1至6中任一種像素插值濾波的方式對所述參考視頻信號進行1/8 像素插值濾波得到插值後的參考視頻信號；根據所述當前宏塊周圍的宏塊計算運動矢量預測值；將所述運動矢量殘差與所述運動矢量預測值相加得到實際運動矢量；根據所述插值後的參考視頻信號與所述實際運動矢量計算所述當前宏塊的像素預測值；將所述像素預測值與所述像素殘差相加得到所述當前宏塊的重構。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述對碼流進行解碼得到當前宏塊的參 考視頻信號，運動矢量殘差以及像素殘差包括對碼流進行解碼得到當前宏塊的參考視頻信號；通過對碼流利用逆熵編碼進行解碼得到當前宏塊的運動矢量殘差；通過對碼流利用逆熵編碼、反量化和反離散餘弦變換進行解碼得到當前宏塊的像素殘差。
9.一種視頻信號處理方法，其特徵在於，包括 將獲取到的視頻信號劃分為幀，宏塊，或宏塊組；對於每幀，每個宏塊，或每個宏塊組，按照預置的選取規則選取對應的插值濾波精度； 按照選取的插值濾波精度對不同的幀，宏塊，或宏塊組進行運動補償以及運動矢量編碼。
10.根據權利要求9所述的方法，其特徵在於，所述預置的選取規則為率失真最優規則 或複雜度分級規則。
11.根據權利要求9或10所述的方法，其特徵在於，當以1/8像素作為插值濾波精度 時，對1/8像素插值濾波的運動矢量搜索進行簡化。
12.—種像素插值濾波裝置，其特徵在於，包括 獲取模塊，用於獲取視頻信號的整像素的像素值；半像素插值濾波模塊，用於採用預置的1/2像素插值方法對所述整像素的像素值進行 插值濾波得到1/2像素的像素值；水平垂直像素插值濾波模塊，用於根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素 值對第一類1/8像素進行水平插值濾波以及垂直插值濾波得到第一類1/8像素的像素值； 斜向像素插值濾波模塊，用於根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值對 第二類1/8像素進行斜向插值濾波得到第二類1/8像素的像素值。
13.根據權利要求12所述的裝置，其特徵在於，所述水平垂直像素插值濾波模塊包括 第一 4階濾波器以及第二 4階濾波器；所述第一 4階濾波器為Laczos濾波器的整數化濾波器，所述第一 4階濾波器的濾波系 數為(c0，cl，c2，c3)/2n；所述第二 4階濾波器為Laczos濾波器的整數化濾波器，所述第二 4階濾波器的濾波系 數為(d0，dl，d2，d3)/2m;所述 c0, cl，c2，c3 及 d0, dl，d2，d3 均為整數，且 c0，cl, c2，c3 之和為 2n，dO, dl，d2， d3之和為2m。
14.根據權利要求12或13所述的裝置，其特徵在於，所述斜向像素插值濾波模塊為雙 線性濾波器。
15.一種解碼系統，其特徵在於，包括解碼執行裝置，用於對碼流進行解碼得到當前宏塊的參考視頻信號，運動矢量殘差以 及像素殘差；如權12至14中任一項所述的像素插值濾波裝置，用於對所述參考視頻信號進行1/8 像素插值濾波得到插值後的參考視頻信號；運動矢量預測裝置，用於根據所述當前宏塊周圍的宏塊計算運動矢量預測值； 運動矢量補償裝置，用於將所述運動矢量殘差與所述運動矢量預測值相加得到實際運 動矢量；像素預測裝置，用於根據所述插值後的參考視頻信號與所述實際運動矢量計算所述當 前宏塊的像素預測值；重構裝置，用於將所述像素預測值與所述像素殘差相加得到所述當前宏塊的重構。
16.一種視頻信號處理系統，其特徵在於，包括劃分裝置，用於將獲取到的視頻信號劃分為幀，宏塊，或宏塊組； 精度選擇裝置，用於對於每個幀，宏塊，或宏塊組，按照預置的選取規則選取對應的插 值濾波精度；處理裝置，用於按照所述精度選擇裝置選取的插值濾波精度對不同的幀，宏塊，或宏塊 組進行運動補償以及運動矢量編碼。
17.根據權利要求16所述的系統，其特徵在於，所述預置的選取規則為率失真最優規 則或複雜度分級規則。
全文摘要
本發明實施例公開了像素插值濾波方法及裝置，解碼方法及系統，用於提高像素插值濾波的效率。本發明實施例方法包括獲取視頻信號的整像素的像素值；採用預置的1/2像素插值方法對所述整像素的像素值進行插值濾波得到1/2像素的像素值；根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值對第一類1/8像素進行水平插值濾波以及垂直插值濾波得到第一類1/8像素的像素值；根據所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值對第二類1/8像素進行斜向插值濾波得到第二類1/8像素的像素值。本發明實施例還提供了一種像素插值濾波裝置，解碼方法及系統。本發明實施例可以有效地提高像素插值濾波的效率。
文檔編號H04N7/50GK101902632SQ20091020323
公開日2010年12月1日 申請日期2009年5月25日 優先權日2009年5月25日
發明者張凱, 楊名遠, 熊聯歡, 馬思偉, 高文 申請人:華為技術有限公司