[发明专利]对空间分层编码视频图像的上采样方法及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像压缩技术，特别涉及空间分层编码视频图像的上采样技术。

背景技术

H.264视频压缩编码标准由国际电信联盟电信标准部(InternationalTelecommunication Union Telecommunication Standardization Sector，简称“ITU-T”)联合国际标准组织(International Organization for Standardization，简称“ISO”)和国际电工委员会(International Electrotechnical Commission，简称“IEC”)的运动图像专家组(Moving Picture Expert Group，简称“MPEG”)制定。

目前，H.264已经逐渐成为多媒体通信中的主流标准，大量采用H.264标准的多媒体实时通信产品，比如会议电视、可视电话、第三代(3rdGeneration，简称“3G”)移动通信终端，以及网络流媒体产品先后问世。可以说，是否支持H.264已经成为这个市场领域中决定产品竞争力的关键因素。尤其是随着3G移动通信系统的出现和网际协议(Internet Protocol，简称“IP”)网络的迅速发展，视频网络通信正逐步成为通信的主要业务之一。

从发展来看，ITU-T继制定了H.261、H.263、H.263+等视频压缩标准后，于2003年正式发布了H.264标准，它同时也是MPEG-4第10部分的主要内容。H.264标准的制定更加有效地提高了视频编码效率和网络适配性，随着H.264的推广和使用，IP网络和移动无线网络的多媒体通信进入了一个飞跃发展的新阶段。

下面简单介绍H.264标准的消息构成及发送机制：H.264标准采用分层模式，定义了视频编码层(Video Coding Layer，简称“VCL”)和网络抽象层(Network Abstraction Layer，简称“NAL”)，后者专为网络传输设计，能适应不同网络中的视频传输，进一步提高网络的“亲和性”。H.264引入了面向IP包的编码机制，有利于网络中的分组传输，支持网络中视频的流媒体传输；具有较强的抗误码特性，特别适应丢包率高、干扰严重的无线视频传输的要求。H.264的所有待传送数据，包括图像数据及其他消息均封装为统一格式的包传送，即网络抽象层单元(NAL Unit，简称“NALU”)。每个NALU是一个一定语法元素的可变长字节字符串，包括包含一个字节的头信息，可用来表示数据类型，以及若干整数字节的负荷数据。一个NAL单元可以携带一个编码片、各自类型数据分割或一个序列或图像参数集。为了加强数据可靠性，每帧图像都被分为若干个条带(Slice)，每个Slice由一个NALU承载，Slice又是由若干个更小的宏块组成，即为最小的处理单元。一般的说，前后帧对应位置的Slice相互关联，不同位置的Slice相互独立，这样可以避免Slice之间发生误码相互扩散。

H.264数据包含非参考帧的纹理数据、序列参数、图像参数、补充增强消息(Supplemental Enhancement Information，简称“SEI”)、参考帧纹理数据等。其中，SEI消息是在H.264视频的解码、显示及其它方面起辅助作用的消息的统称。

图1示出H.264的压缩处理框架。H.264的基本处理单位为16×16宏块，采用了多帧参考、帧内预测、多宏块模式、4×4整数变换和量化、环滤波、1/4象素运动预测、基于上下文的自适应可变长编码(Context-based AdaptiveVariable Length Coding，简称“CAVLC”)和上下文自适应的二进制算术编码(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding，简称“CABAC”)熵编码等先进技术，因此H.264的压缩效率比MPEG-2、H.263、MPEG-4ASP提高一倍多。