一种滤波器插值方法及滤波器的制造方法
【专利摘要】本申请公开了一种滤波器插值方法，包括：获取视频数据序列的序列信息；根据所述序列信息和预定规则确定所使用的插值滤波器；确定像素精度，并根据所述像素精度和所述插值滤波器的系数，插入分像素点。本申请还公开了一种滤波器。在本申请的【具体实施方式】中，根据序列信息和预定规则确定所使用的插值滤波器，并根据像素精度和抽头插值滤波器的系数，计算插入的分像素点，本申请可根据序列信息，自动选择插值滤波器的抽头数，自适应地插入分像素点，提高了编码性能，降低了其插值计算的复杂度。
【专利说明】一种滤波器插值方法及滤波器
【技术领域】
[0001]本申请涉及视频图像处理领域，尤其涉及一种滤波器插值方法及滤波器。
【背景技术】
[0002]随着众多如数字电视、互联网高清视频、数码相机、数码摄像机等高清数码产品的逐渐普及，现有的视频编解码标准已经不能满足要求，尤其对于高分辨力视频，如4KX2K的甚高分辨率。因此，人们期待能适应超高清视频的新一代高性能视频编码标准的开发。
[0003]在视频编解码技术中，分像素插值技术能提高运动预测的准确度，从而对整个编解码性能的提高有非常大的积极作用。分像素插值最早在MPEG-1中就已经使用，但仅限于半像素运动估计，尽管比整像素运动估计要好但是精度和性能还不高；WMPEG-4ASP开始提高了插值精度，使用1/4像素精度的插值；H.264/AVC采用了一个6抽头滤波器来获得1/2像素，然后用平均滤波器来得到1/4像素，性能有了很大提高；在AVS Jizhun Profile中也是采用了一个4抽头滤波器来获得1/2像素，然后再得出1/4像素；在最近JCT-VC(theJoint Collaborative Team on Video Coding)正在制订的下一代高性能视频编解码标准HEVC (High Efficiency Video Coding)中，为进一步提高插值性能,采用了高性能可分离式的基于DCT的插值滤波器，相比于H.264/AVC降低了很多码率，能明显提高编码性能，但是其插值计算的复杂度较高。
【发明内容】
[0004]本申请要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种滤波器插值方法及滤波器。
[0005]根据本申请的第一方面，本申请提供一种滤波器插值方法，包括:
[0006]获取视频数据序列的序列信息；
[0007]根据所述序列信息和预定规则确定所使用的插值滤波器；
[0008]确定像素精度，并根据所述像素精度和所述抽头插值滤波器的系数，插入分像素点。
[0009]上述方法中,所述序列信息包括分辨率、频率域或纹理。
[0010]上述方法中，所述序列信息为分辨率，所述预定规则包括:
[0011]对于分辨率高的视频数据序列，采用低抽头的插值滤波器；
[0012]对于分辨率低的视频数据序列，采用高抽头的插值滤波器。
[0013]上述方法中，所述预定规则至少还包括:
[0014]当所述视频数据序列的分辨率大于等于2560X 1600时，采用4抽头插值滤波器；
[0015]当所述视频数据序列的分辨率小于2560 X 1600且大于等于1280X720时，采用6抽头插值滤波器；
[0016]当所述视频数据序列的分辨率小于1280X720时，采用10抽头插值滤波器。
[0017]上述方法中，所述像素精度为1/4像素精度，所述分像素点有15个。[0018]上述方法中，所述4抽头插值滤波器的插值系数包括:1/4像素对应的系数为{-6，56，15，-1} ;2/4像素对应的系数为{_4，36，36，-4} ;3/4像素对应的系数为{-1, 15，56,-6}。
[0019]上述方法中，所述6抽头插值滤波器的插值系数包括:1/4像素对应的系数为{2，-9，57，17，-4，1} ；2/4像素对应的系数为{2，-9，39，39，-9，2} ；3/4像素对应的系数为{1,-4, 17，57,-9，2}。
[0020]上述方法中，所述10抽头插值滤波器的插值系数包括:1/4像素对应的系数为{1，-2，4，-10，57，19，-7，3，-1，0} ;2/4像素对应的系数为{1，-2，5，-12，40，40，-12，5，-2，1}，3/4像素对应的系数为{0,-1,3,-7, 19，57，-10，4，-2，I}。
[0021]上述方法中，所述插入分像素点，具体包括:
[0022]对横向最近邻的整像素点，使用1/4、2/4和3/4位置对应的所述抽头插值滤波器的系数，计算得到横向分像素点；
[0023]对纵向最近邻的整像素点，使用1/4、2/4和3/4位置对应的所述抽头插值滤波器的系数，计算得到纵向分像素点；
[0024]对于剩下的分像素点，先对横向最近邻的整像素点，分别使用1/4、2/4和3/4位置对应的所述抽头插值滤波器的系数，计算得到中间值，再对每个所述中间值，分别使用1/4、2/4和3/4位置对应的所述抽头插值滤波器的系数，计算得到所述剩下的分像素点。
[0025]根据本申请的第二方面，本申请提供一种滤波器，采用上述的滤波器插值方法，对视频图像进行处理。
[0026]由于采用了以上技术方案，使本申请具备的有益效果在于:
[0027]⑴在本申请的【具体实施方式】中，由于根据序列信息和预定规则确定所使用的抽头插值滤波器，并根据像素精度和抽头插值滤波器的系数，插入分像素点，本申请可根据序列信息，自动选择插值滤波器的抽头数，自适应地插入分像素点，提高了编码性能，降低了其插值计算的复杂度。
[0028]⑵在本申请的【具体实施方式】中，由于序列信息包括分辨率，根据不同的分辨率，自适应地选择不同抽头的插值滤波器，高分辨率的视频序列使用低抽头滤波器，低分辨率的视频序列使用高抽头滤波器，由于低抽头滤波器在高分辨率下性能较好，而高抽头滤波器在低分辨率下性能较好，因此采用分辨率自适应的策略能达到最佳的编码性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0029]图1为本申请的滤波器插值方法在一种实施方式中的流程图；
[0030]图2为本申请的滤波器插值方法在一种实施方式中的插值示意图；
[0031]图3为本申请的实际插值过程示意图。
【具体实施方式】
[0032]下面通过【具体实施方式】结合附图对本申请作进一步详细说明。
[0033]实施例一:
[0034]如图1所示，本申请的滤波器插值方法，其一种实施方式，包括以下步骤:[0035]步骤102:获取视频数据序列的序列信息；序列信息可以包括分辨率、频率域或纹
理等信息。
[0036]步骤104:根据所述序列信息和预定规则确定所使用的抽头插值滤波器；
[0037]步骤106:确定像素精度，并根据所述像素精度和所述抽头插值滤波器的系数，插入分像素点。
[0038]本申请的滤波器插值方法，其另一种实施方式，包括以下步骤:[0039]步骤202:获取视频数据序列的分辨率。在本步骤前，还可以包括步骤:
[0040]在视频数据序列的数据头中，增加用于标记序列信息的语法元素。在本实施方式中，增加用于标记序列信息的语法元素。
[0041]步骤204:根据分辨率和预定规则确定所使用的抽头插值滤波器。
[0042]在一种实施方式中，预定规则包括:
[0043]对于分辨率高的视频数据序列，采用低抽头的插值滤波器；
[0044]对于分辨率低的视频数据序列，采用高抽头的插值滤波器。
[0045]在另一种实施方式中，预定规则至少还可以包括:
[0046]当视频数据序列的分辨率大于等于2560 X 1600时，采用4抽头插值滤波器；
[0047]当视频数据序列的分辨率小于2560X1600且大于等于1280X720时，采用6抽头插值滤波器；
[0048]当视频数据序列的分辨率小于1280X720时，采用10抽头插值滤波器。
[0049]步骤206:确定像素精度，并根据像素精度和抽头插值滤波器的系数，插入分像素点。本实施方式中，像素精度为1/4像素精度,插入的分像素点有15个。
[0050]4抽头插值滤波器的插值系数包括:1/4像素对应的系数为{_6，56，15，-1} ;2/4像素对应的系数为{_4，36，36，-4} ；3/4像素对应的系数为{-1, 15，56，-6}。
[0051]4抽头插值滤波器的系数如表1所示:
[0052]
【权利要求】
1.一种滤波器插值方法，其特征在于，包括: 获取视频数据序列的序列信息； 根据所述序列信息和预定规则确定所使用的插值滤波器； 确定像素精度，并根据所述像素精度和所述插值滤波器的系数，插入分像素点。
2.如权利要求1所述的滤波器插值方法，其特征在于，所述序列信息包括分辨率、频率域或纹理。
3.如权利要求2所述的滤波器插值方法，其特征在于，所述序列信息为分辨率，所述预定规则包括: 对于分辨率高的视频数据序列，采用低抽头的插值滤波器； 对于分辨率低的视频数据序列，采用高抽头的插值滤波器。
4.如权利要求3所述的滤波器插值方法，其特征在于，所述预定规则至少还包括: 当所述视频数据序列的分辨率大于等于2560X 1600时，采用4抽头插值滤波器； 当所述视频数据序列的分辨率小于2560X1600且大于等于1280X720时，采用6抽头插值滤波器； 当所述视频数据序列的分辨率小于1280X720时，采用10抽头插值滤波器。
5.如权利要求4所述的滤波器插值方法，其特征在于，所述像素精度为1/4像素精度，所述分像素点有15个。
6.如权利要求5所述的滤波器插值方法，其特征在于，所述4抽头插值滤波器的插值系数包括:1/4像素对应的系数为{_6，56，15，-1} ;2/4像素对应的系数为{_4，36，36，-4}；3/4像素对应的系数为{-1, 15，56，-6}。
7.如权利要求5所述的滤波器插值方法，其特征在于，所述6抽头插值滤波器的插值系数包括:1/4像素对应的系数为{2，-9，57，17，-4，1} ;2/4像素对应的系数为{2，-9，39，39，-9，2} ；3/4 像素对应的系数为{I, _4，17，57，-9，2}。
8.如权利要求5所述的滤波器插值方法，其特征在于，所述10抽头插值滤波器的插值系数包括:1/4像素对应的系数为{1，-2，4，-10，57，19，-7，3，-1, 0}；2/4像素对应的系数为{1，_2，5，-12，40，40，-12，5，-2，1}，3/4像素对应的系数为{0,-1,3,-7, 19，57，-10，4，-2，I}。
9.如权利要求5所述的分像素插值滤波方法，其特征在于，所述插入分像素点，具体包括: 对横向最近邻的整像素点，使用1/4、2/4和3/4位置对应的所述抽头插值滤波器的系数，计算得到横向分像素点； 对纵向最近邻的整像素点，使用1/4、2/4和3/4位置对应的所述抽头插值滤波器的系数，计算得到纵向分像素点； 对于剩下的分像素点，先对横向最近邻的整像素点，分别使用1/4、2/4和3/4位置对应的所述抽头插值滤波器的系数，计算得到中间值，再对每个所述中间值，分别使用1/4、2/4和3/4位置对应的所述抽头插值滤波器的系数，计算得到所述剩下的分像素点。
10.一种滤波器，采用如权利要求1至9中任一项所述的滤波器插值方法，对视频图像进行处理。
【文档编号】H04N7/015GK103747269SQ201310465557
【公开日】2014年4月23日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】王荣刚, 吕浩, 解晓东, 王振宇, 董胜富, 高文 申请人:北京大学深圳研究生院