[发明专利]像素插值滤波方法及装置,解码方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种像素插值滤波方法及系统，解码方法及系统，视频信号处理方法及系统。

背景技术

现有技术中，完整的视频编解码系统包括编码器与解码器两部分，在编码端，视频信号首先会经过预测模块，编码器依照一定的最优化准则从若干种预测模式中选择最佳的一种来生成预测信号，然后根据预测信号与真实信号之间的差异生成残差信号；残差信号经过变换量化后进入熵编码模块，并最终形成输出码流。在解码端，首先从码流中解析出预测模式信息，生成与编码端完全一致的预测信号；接着解析出码流中已经量化过的变换系数值，进行反量化与反变换，生成重构残差信号；最后用预测信号与重建残差信号合成出重构视频信号。

在视频编码技术中，通常会存在帧内预测与帧间预测，相应的，图像也分为帧内图像与帧间图像两种。帧间预测的主要技术是运动估计和运动补偿，以充分利用相邻帧的相关性。这种编码方法的核心思想是在参考图像中搜索与待编码块最为匹配的块作为待编码块的预测块，待编码块减去预测块的值得到残差，再进行编码。显然地，编码块与预测块的匹配程度越高，残差就会越小，编码的性能就会越高。

为了提高预测块的匹配程度，需要提高运动估计和运动补偿的精度。动态图像专家组(MPEG，Moving Pictures Experts Group)提出的MPEG-1方案采用整像素精度的运动估计与补偿，MPEG-2方案与H.263方案采用的是1/2像素精度运动估计与补偿，在MPEG-4，H.264/MPEG-4AVC及AVS(音视频编解码标准，Audio Video coding Standard)中采用的是1/4像素精度的运动估计与补偿。另外，还可以采用1/8像素精度进行运动估计与补偿。其中，这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)被称为亚像素。在运动估计及运动补偿中引入亚像素技术，可以获得更好的编码性能。

通常采用数字滤波器来实现亚像素插值计算。其工作原理是使用一组特定的滤波器系数作用于某些特定的像素(整像素或者亚像素)值上，所得到的结果作为所需要位置的亚像素的像素值。

现有技术中一种像素插值滤波方法为：使用某种滤波器作用于整像素的像素值得到1/2像素的像素值，然后再使用某种滤波器作用于整像素的像素值及1/2像素的像素值得到1/4像素的像素值，之后再使用可分离的二阶双线性滤波器作用于整像素的像素值，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，上述的像素插值滤波方法中，为得到1/8像素的像素值，需要计算1/2像素的像素值得到1/4像素的像素值，所以进行1/8像素插值滤波需要很大的计算量，影响了像素插值滤波的效率。

发明内容

本发明实施例提供了一种像素插值滤波方法及系统，解码方法及系统，视频信号处理方法及系统，能够提高像素插值滤波的效率。

本发明实施例提供的像素插值滤波方法，包括：获取视频信号的整像素的像素值；采用预置的1/2像素插值方法对所述整像素的像素值进行插值滤波得到1/2像素的像素值；根据所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值对第一类1/8像素进行水平插值滤波以及垂直插值滤波得到第一类1/8像素的像素值；根据所述整像素的像素值以及所述1/2像素的像素值对第二类1/8像素进行斜向插值滤波得到第二类1/8像素的像素值。

本发明实施例提供的解码方法，包括：对码流进行解码得到当前宏块的参考视频信号，运动矢量残差以及像素残差；对所述参考视频信号进行1/8像素插值滤波得到插值后的参考视频信号；根据所述当前宏块周围的宏块计算运动矢量预测值；将所述运动矢量残差与所述运动矢量预测值相加得到实际运动矢量；根据所述插值后的参考视频信号与所述实际运动矢量计算所述当前宏块的像素预测值；将所述像素预测值与所述像素残差相加得到所述当前宏块的重构。

本发明实施例提供的视频信号处理方法，包括：将获取到的视频信号划分为帧，宏块，或宏块组；对于每帧，每个宏块，或每个宏块组，按照预置的选取规则选取对应的插值滤波精度；按照选取的插值滤波精度对不同的帧，宏块，或宏块组进行运动补偿以及运动矢量编码。