专利名称：有空间可缩放性的数字滤波器的制作方法
技术领域：
本发明是针对至少要求一些按比例放大(upscale)的信号滤波。本发明尤其针对一种对输入信号进行滤波的滤波设备和方法以及包括这样一种滤波设备的视频编码设备。
本发明的背景有许多应用需要使用滤波器把输入信号按比例放大或缩小(upscaleand downscale)以改变输入信号的分辨率。一个这样的应用是视频。为了能够使用不同的屏幕尺寸，在缩放(scale)视频信息的分辨率可能是有利的，即把视频信息的像素格式转换成另一种像素格式以获得更高或更低的分辨率。
在许多编码方案，就像如MPEG-2、MPEG-4和H.263这样一些视频压缩标准之中，这样的缩放处理或空间可缩放性由于缺乏编码效率所以不常使用。对于容易的缩放因子来说，就像因子为2，用来进行按比例放大和缩小的滤波器的设计是简单的。然而，这些因子通常在视频应用领域内不适用。有例为证，当一种类型的屏幕具有720×480个像素时，而另一种屏幕具有1920×1080个像素。然后需要进行480个像素到1080个像素以及720个像素到1920个像素的缩放。如果滤波器中滤波系数的数目保持为少量，那么有这些缩放因子的滤波器将不太精确，把一些额外能量引进残余信号中。这进而在把该信号编码成例如MPEG-信号时将导致较低的编码效率。这些编码方案常常需要接近理想的低通滤波器。为了降低这些滤波器的复杂性和价格，还常常要求这些滤波器具有简单的设计。用已知的滤波器设计不能把理想的低通滤波器实现成使用上述缩放因子(3/8和4/9)而同时保持设计简单。对于标准滤波器，不是要求高精度，这导致更复杂更昂贵的滤波器，就是使用更简单的滤波器，这因为幅度不恒定的原因而导致较低的精度。
US4,665,433说明了使用滤波器来压缩图像。该滤波器具有基于图像比较因子而动态变化的滤波系数。如果不需要压缩或不需要过高的压缩，滤波器的中心权重被设定为单位量，而其他的系数被设定为零。然而如果需要压缩，就设定滤波系数来减小分辨率。然后滤波系数在中间具有最大的权重并且旁侧具有非零的权重。该滤波特性是自适应的，权重可以根据差信号变化从而逐渐减小分辨率。这个文档没有说到奇数的缩放因子。
因此本发明针对提供滤波器，它在结构上是简单的而且对奇数缩放因子仍然具有接近最佳的频率响应，从而减小滤波信号中的误差，而同时保持滤波器的简单设计。
本发明的概述因此本发明是针对解决提供滤波器的问题，该滤波器能够为奇数的缩放因子提供好的响应，而不必增加滤波系数的数目。
因此本发明的一个目的是提供一种对输入信号进行滤波的方法，这种方法能够为奇数的转换因子提供好的响应，而不必增加滤波系数的数目。
按照本发明的第一方面，这个目的通过一种对输入信号进行滤波的方法来达成，其中滤波系数被分成多于一个相位，并且该方法包括步骤用第一相位的滤波系数执行对输入信号抽样的第一滤波，把第一滤波后的抽样加到一起形成第一总和信号，执行至少一次用另一个相位的滤波系数对输入信号抽样进行的进一步滤波，把每个进一步相位的滤波后的抽样加到一起形成至少一个进一步的总和信号，并且用第一相位的滤波系数的总和来除第一总和信号以及用对应相位的滤波系数的总和来除每个进一步的总和信号，从而输出由此归一化的总和信号作为该滤波器的第一和进一步的输出信号。
本发明的另一个目的是提供一种滤波设备，它能够为奇数的缩放因子提供良好的响应，而不必增加滤波系数的数目。
按照本发明的第二方面，这个目的通过一种对输入信号进行滤波的滤波设备来取得，该设备包括第一组乘法单元，用第一相位的滤波系数对输入信号的抽样进行滤波，至少一个第一求和单元，把第一滤波后的抽样加到一起形成第一总和信号，至少一组进一步乘法单元，用至少一个进一步相位的滤波系数对输入信号的抽样进行滤波，至少一个进一步求和单元，把进一步滤波后的抽样加到一起形成至少一个进一步总和信号，以及至少一个归一化单元，用第一相位的滤波系数的总和来除第一总和信号并且用对应相位的滤波系数的总和来除每个进一步总和信号，从而至少输出由此归一化的总和信号作为滤波器的第一和进一步的输出信号。
本发明还有另一个目的是提供一种视频编码设备，该设备具有增加的比特率效率。
按照本发明的第三方面，这个目的通过包括至少一个对信号进行滤波的滤波器的视频编码设备来取得，这种滤波器包括第一组乘法单元，用第一相位的滤波系数对输入信号的抽样进行滤波，至少一个第一求和单元，把第一滤波后的抽样加到一起形成第一总和信号，至少一组进一步乘法单元，用至少一个进一步相位的滤波系数对输入信号的抽样进行滤波，至少一个进一步求和单元，把进一步滤波后的抽样加到一起形成至少一个进一步总和信号，以及至少一个归一化单元，用第一相位的滤波系数的总和来除第一总和信号并且用对应相位的滤波系数的总和来除每个进一步总和信号，从而输出至少由此归一化的总和信号作为滤波器的第一和进一步的输出信号。
按照本发明的视频编码设备是例如2002年3月8日提交的申请号为02075916.3的欧洲申请(律师案卷号PHNL020174)中所述的视频编码设备。
对于本发明来说进行最佳滤波的滤波系数可以被选择，而不必提供在滤波处理中相等的不同组滤波系数的总和。因为这个原因，所以滤波系数的数目保持在少量却对滤波器的效率无损，尤其是对奇数的转换因子来说。这使按照本发明的滤波器比具有相同效率的标准滤波器更简单更便宜并且使按照本发明的滤波器比具有相同数量滤波系数的标准滤波器有更好的效率。当在视频应用中使用时，本发明用滤波器简单的实现为编码器提供更好的编码效率。
本发明另一个好处是它容易与视频编码技术结合起来而且工作良好。
视频编码设备在此往往既包含编码设备又包含解码设备。
本发明上述以及其他方面参考此后说明的实施方案将变得显而易见并且将被阐明。
附图简述将把本发明与附图联系起来进一步说明，其中
图1示出包含按照本发明的滤波器的视频编码器的框图，图2示出连接到抽样单元和按比例缩小单元上的按照本发明的滤波器的示意框图，图3示出按照本发明的简单滤波器的示意电路图，以及图4示出用来执行按照本发明的方法的流程图。
本发明的详细说明在执行信号滤波时，不时地要求对输入信号进行按比例放大或缩小。在例如执行对不同类型信号的编码时，就像用例如MPEG-2、MPRBG 4和H263进行视频压缩时，需要在不同类型的分辨率之间缩放所用像素的数目。如果这些设备中所用的滤波器不够好，就会发生编码上的困难。在这些情况下适用的转换因子的例子是从720×480到1920×1080，这使滤波器要么具有大量系数非常复杂，使滤波器结构更复杂而且更昂贵，要么如果使用有更少系数的更加简单的滤波器设计，那么消极结果是某些误差在所传递的信号中引起差错。按照本发明的滤波器一种可能的应用将被说明。该应用在MPEG编码器中实现，尽管其他应用也可行。还应当认识到本发明在视频解码器中还同样适用。应当进一步认识到本发明适用于任何类型的缩放因子。然而一个先决条件是在滤波处理中执行按比例放大。然而最终结果可能是对输入信号进行的按比例缩小。
图1是这样一个视频编码器的示意图。所描绘的编码系统10完成分层压缩，由此信道的一部分被用来提供一个低分辨率的基本层，其余部分用来发射边缘增强信息，由此可以把这两个信号重新结合起来使系统达到高分辨率。
编码器10包括基本编码器12和增强编码器14。基本编码器包括低通滤波与下抽样器20、运动估计器22、运动补偿器24、正交变换(如离散余弦变换(DCT))电路30、量化器32、可变长度编码器(VLC)34、比特率控制电路35、逆量化器38、逆变换电路40、切换开关28、44和内插与上抽样电路50。下抽样电路20和上抽样电路50包括按照本发明的滤波器。还应当认识到不管是上抽样还是下抽样电路事实上每个都包括两个滤波器一个用于垂直方向的缩放还有一个用于水平方向的缩放，以便提供不同的像素格式。
输入的视频块16被分路器18分路，既发送给基本编码器12又发送给增强编码器14。在基本编码器12中，输入块被输入低通滤波与下抽样器20中。该低通滤波器减小该视频块的分辨率，然后该块被馈送给运动估计器22。这个缩减的原理将稍后在这个说明书中作说明。运动估计器22把每帧的图像数据处理成I-图像、P-图像，或者处理成B-图像。在顺序输入帧的图像中，每个图像都以预先设定的模式被处理成I、P或B图像之一，比如以I，B，P，B，P，...，B，P这样的序列。也就是，运动估计器22参照帧存储器(未示出)中以一系列图像保存的预先设定的参考帧并且检测宏块的运动矢量，也就是通过宏块和用来检测宏块运动矢量的参考帧之间的图样匹配(块匹配)来编码该帧16个像素乘以16行的小块。
在MPEG中，有四种图像预测模式，就是内编码(帧内编码)、前向预测编码、后向预测编码和双向预测编码。I图像是内编码的图像，P图像是内编码或前向预测编码或后向预测编码的图像，并且B图像是内编码、前向预测编码或双向预测编码的图像。
运动估计器22对P图像执行前向预测以检测它的运动矢量。附加地，运动估计器22对B图像执行前向预测、后向预测和双向预测以检测各个运动矢量。按已知的模式，运动估计器22在帧存储器中搜索与当前输入的像素块最相像的像素块。各种搜索算法是本领域已知的。它们一般是基于计算当前输入块的像素和候选块的像素之间的绝对平均差(MAI)或均方误差(MSE)的值。具有最小MAD或MSE的候选块被选择成为运动补偿预测块。它相对于当前输入块位置的相对位置是运动矢量。
一旦收到来自运动估计器22的预测模式和运动矢量，运动补偿器24就可以按照预测模式和运动矢量来读出帧存储器中保存的被编码并已经被本地解码的图像数据，而且可以把读出的数据作为预测图像供应给运算单元25和切换开关44。运算单元25还接收输入块并计算输入块和来自运动补偿器24的预测图像之间的差。然后把该差值供应给DCT电路30。
如果从运动估计器22上只接收到预测模式，也就是，如果预测模式是内编码模式，运动补偿器24就可以不输出预测图像。在这样的情形下，运算单元25可以不执行上述处理，而改为把输入块直接输出给DCT电路30。
DCT电路30对来自运算单元33的输出信号执行DCT处理以便获得DCT系数，这些系数被供应给量化器32。量化器32按照作为反馈所接收的缓存(未示出)中的数据保存量来设定量化步长(量化刻度)，而且使用该量化步长来量化来自DCT电路30的DCT系数。把量化后的DCT系数连同设定的量化步长一起供应给VLC单元34。
VLC单元34按照从量化器32供应来的量化步长，把从量化器32供应来的量化系数转换成可变长度代码，比如霍夫曼码。最后得到的转换后的量化系数被输出到缓存(未示出)。量化系数和量化步长还被供应给逆量化器38，它按照量化步长逆量化该量化系数以便把这个系数转换成DCT系数。该DCT系数被供应给逆DCT单元40，它对该DCT系数执行逆DCT。然后把得到的逆DCT系数供应给运算单元48。
运算单元48接收来自逆DCT单元40的逆DCT系数和来自运动补偿器24的数据，这取决于切换开关44的位置。运算单元48把来自逆DCT单元40的信号(预测残余)累加到来自运动补偿器24的所预测的图像上以本地解码原始图像。然而，如果预测模式表明内编码，就可以把逆DCT单元40的输出直接馈送到帧存储器。运算单元40所获得的解码后的图像被发送到帧存储器并保存在其中，以便以后用作内部编码的图像、前向预测编码的图像、后向预测编码的图像或双向预测编码的图像的参考图像。
增强编码器14包括运动估计器54、运动补偿器56、DCT电路68、量化器70、VLC单元72、比特率控制器74、逆量化器76、逆DCT电路78、切换开关66和82、减法器58和64、以及加法器80和88。此外，增强编码器14还可以包括DC偏移60和84、加法器62和减法器86。这些部件中许多部件的操作类似于基本编码器12中类似部件的操作，就不详细描述了。
运算单元40的输出还被供应给上抽样器50，它一般从被解码的视频流中重构所滤出的分辨率并且提供具有与高分辨率输入基本相同的分辨率的视频数据流。怎样执行这个上抽样将稍后在这个说明书中说明。然而，因为压缩和解压缩引起的滤波和损耗的原因，在被重构的流中出现某些误差。因为本发明的原因，这些误差小于更小的现有技术滤波器通常所产生的误差，这稍后将被说明。误差在减法单元58中通过从原始的、未修改的高分辨率流中减去重构的高分辨率流而确定。
原始的未修改的高分辨率流还被提供给运动估计器54。被重构的高分辨率流还被提供给加法器88，它把逆DCT 78的输出(有可能被运动补偿器56的输出所修改，取决于切换开关82的位置)加起来。加法器88的输出被供应给运动估计器54。结果，运动估计对按比例放大的基本层加增强层执行，以代替原始的高分辨率流和被重构的高分辨率流之间的残余差。
进一步来说，随后跟着削波操作的DC偏移操作可以被引入增强编码器14中，其中DC偏移值60被加法器62加到减法单元58的残余信号输出上。这个可选的DC偏移和削波操作允许如MPEG这样的现有标准用于像素值在如0...225这样的预定范围内的增强编码器。残余信号通常集中在零的周围。通过加上DC偏移值60，抽样的集中可以被移到该范围的中间，例如对8比特视频抽样来说是128。这个加法的好处是可以使用该增强层编码器的标准部件而且产生有成本效率(IP块的重复使用)的解决方案。
图2示出图1的上抽样或下抽样电路的示意框图。首先有对输入信号进行抽样的抽样单元90，它被连接到按照本发明的滤波器92上。该滤波器最后连接到缩减单元93。在按例如3/8的比例放大信号的时候，在抽样单元90中取出输入信号的若干个抽样。然后滤波器92对这些抽样滤波并对每个抽样产生若干个输出信号，在这个范例中是八个。对于输入给滤波器92的每个抽样，滤波器然后生成八个输出信号。然后把这些输出信号发送给缩减单元93，它进而在这些输出信号中每隔二个信号就保持一个。如果选择滤波器的第一个输出信号来保留，那么缩减单元93删除随后的两个输出信号并保留随后的第四个信号。这种方案当然不限于3/8，而是对4/9或真正使用的任何其他转换方案来说可以应用类似的方案。抽样器和缩减单元被进一步示为与滤波器分开的实体，然而它们也可以是滤波器的一部分，两者都是或者只有其中一个是。按比例缩小用类似的方式执行。当按3/8的比例缩小时，滤波器然后对每个抽样产生3个输出信号，缩减单元保留每八个输出信号。
现在将联系图3说明按照本发明的滤波器，该图示出简单的低通滤波器的电路图，它接近为一个理想的低通滤波器。该滤波器适合按因子为2的比例放大。挑选这个滤波器来解释本发明的原因是对于这种类型的滤波器来说，滤波系数被保持相当低并且简单，因此本发明更容易解释。然而应当认识到本发明适用于几种类型的滤波器，这些类型的滤波器还有别的许多滤波系数。
图3示出按照本发明的滤波器或滤波设备92。滤波器92包括一个输入端94连接到先前提到的抽样单元上。第一切换开关95的第一接线端被连接到输入端94上。切换开关95的第二接线端被接地或零电位，而第一切换开关95的第三接线端被连接到第一延迟单元96的输入端。第一延迟单元96的输出端被连接到第二延迟单元97的输入端上。第二延迟单元97的输出端被连接到第三延迟单元98的输入端上。第四延迟单元99的输入端被连接到第三延迟单元98的输出端。第五延迟单元100的输入端被连接到第四延迟单元99的输出端。第六延迟单元101的输入端被连接到第五延迟单元100的输出端。具有滤波系数C6的第一乘法单元102的输入端被连接到第一延迟单元96的输出端，并且第一乘法单元102的输出端被连接到第一加法单元108上。具有滤波系数C4的第二乘法单元104的输入端被连接到第三延迟单元98的输出端上。第二乘法单元104的输出端还被连接到第一加法单元108上。第一加法单元108还被连接到第二加法单元110上。具有滤波系数C2的第三乘法单元106的输入端被连接到第五延迟单元100的输出端上。第三乘法单元106的输出端被连接到第二加法单元110上。第二加法单元110被连接到第一归一化单元112的输入端上。具有滤波系数C7的第四乘法单元114的输入端被连接到第一切换开关95的第三接线端上。第四乘法单元114的输出端被连接到第三加法单元122上。具有滤波系数C5的第五乘法单元116的输入端被连接到第二延时单元97的输出端。第五乘法单元116的输出端被连接到第三加法单元122上。第三加法单元122还被连接到第四加法单元124上。具有滤波系数C3的第六乘法单元118的输入端被连接到第四延迟单元99的输出端上。第六乘法单元118的输出端被连接到第四加法单元124上。第四加法单元124还连接到第五加法单元126。具有滤波系数C1的第七乘法单元120的输入端被连接到第六延迟单元101的输出端上。第七乘法单元120的输出端被连接到第五加法单元126上。第五加法单元126被连接到第二归一化单元128的输入端上。第一归一化单元112的输出端被连接到第二切换开关130的第一接线端。第二归一化单元128的输出端被连接到第二切换开关130的第二接线端。第二切换开关130的第三接线端被连接到滤波器的输出端132上。滤波器包括把第一、第二和第三乘法单元102、104和106包含在内的第一乘法单元组，它提供第一相位的滤波系数或第一组滤波系数。该滤波器还包括把第四、第五、第六和第七乘法单元114、116、118和120包含在内的第二乘法单元组，它提供第二相位的滤波系数或第二组滤波系数。
现在将更详细地说明滤波器的功能。输入信号的若干个抽样从图2的抽样单元来取并被提供到滤波器的输入端94上。抽样经由延迟单元而提供给不同的乘法单元，该延迟单元由合适的时钟(未示出)来计时。在各个抽样之间由接地的第一切换开关95插入一个零抽样。在某个时刻，第一抽样从第五延迟单元100上提供，第二抽样从第三延迟单元98上提供，第三抽样从第一延迟单元96上提供。把第一抽样乘上第三乘法单元106中的滤波系数C2，把第二抽样乘上第二乘法单元104中的滤波系数C4，把第三抽样乘上第一乘法单元102中的滤波系数C6。因为第一切换开关95所插入的零抽样的原因，在第六延迟单元101、第四延迟单元99、第二延迟单元97的输出端上以及在第一切换开关95的第三接线端上的抽样在这种情况下都为零。乘完后的第三抽样和乘完后的第二抽样然后在第一加法单元108中彼此相加，并且这个总和在第二加法单元110中被加到第一乘完的抽样上。由此得到第一总和信号。第一归一化单元112把第一总和信号除以上第一组中滤波系数即系数C2、C4和C6的总和从而把它归一化。由此第一输出信号被生成，该信号被第二切换开关130传递到滤波器92的输出端132上。一旦滤波器计时，那么第一抽样被从第六延迟单元101上提供，第二抽样被从第四延迟单元99上提供，第三抽样被从第二延迟单元97上提供，并且第四抽样然后被直接从第一切换开关95的第三接线端上提供。现在因为第一切换开关95所插入的零抽样的原因，在第五、第三和第一延迟单元100、98和96的输出端上的抽样都为零。然后把第一抽样乘上第七乘法单元120中的滤波系数C1，把第二抽样乘上第六乘法单元118中的滤波系数C3，把第三抽样乘上第五乘法单元116中的滤波系数C5，并且把第四抽样乘上第四乘法单元114中的滤波系数C7。这些乘完后的抽样由加法单元122、124和126加到一起以便以与生成第一总和信号相同的方式形成第二总和信号。第二归一化单元128，收到了来自第五加法单元126的第二总和信号，通过把它除以第二组中滤波系数即系数C1、C3、C5和C7的总和从而把它归一化。由此第二输出信号被生成，该信号被第二切换开关130传递到滤波器92的输出端132上。用这种方式确保输出信号有相等的增益。第二、第三和第四抽样在下一个时钟周期期间被第一、第二和第三乘法单元102、104、106乘起来进一步产生要在第一归一化单元中使用的总和信号，并且用这种方式继续基于输入信号抽样来生成总和信号。通过这种方式，滤波器继续为输入到滤波器的输入信号的每个新抽样提供两个输出信号。因而得到因子为2的比例放大，可以随后在先前所述的缩减单元中按比例缩小。
以前必须通过把总和信号除以所有的滤波系数而进行归一化。在这种情况下，在选择滤波系数以便提供的总和信号大小相等的时候就必须慎重。对于按照本发明的滤波器，这是不必要的。可以调整滤波系数的维数来进行最佳滤波，而不必考虑提供大小相等的总和信号。然后这种类型的滤波产生一个结果，它比现有的公知滤波器具有更小的输入信号误差。
应当认识到本发明只被提供了两个加法单元用来把两个总和信号加到一起。只有一个归一化单元而不是两个也是可能的。那么第二个切换开关就提供到这个单独的归一化单元的前面，它就在这两个总和信号之间改变分母。使用软件而不是不同的离散电路或单元来执行不同的加法也是可能的。
现在将在下面的表1中给出一个与上述滤波器滤波系数的典型选择有关的范例。作为对比，还给出了一个标准现有技术滤波器的系数。
表1从表1可见，对于现有技术滤波器来说第二总和信号C1+C3+C5+C7＝32并且第一总和信号C2+C4+C6＝32，而对于按照本发明的滤波器来说这些总和分别等于34和32。在第一组中滤波系数C4是中心系数。
所述滤波器是简化后的滤波器，提供两个输出信号。本发明在能够提供更多输出信号的滤波器上也适用。在下面发现一个范例，可被用来从一个输出信号中提供三个输出信号。
C1＝0，C2＝8.9，C3＝17.7，C4＝0，C5＝-60.88，C6＝102.5，C7＝0，C8＝295.2，C9＝643.2，C30＝800，C11＝643.2，C12＝295.2，C13＝0，C14＝-102.5，C15＝-60.88，C16＝0，C17＝17.7，C18＝8.9 and C19＝0.
为了提供这样一种按比例放大到三个输出信号的滤波器，有三个滤波系数的相位或组，这里C1、C4、C7、C30、C13、C16和C19组成第一相位，C2、C5、C8、C11、C14和C17组成第二相位，并且C3、C6、C9、C12、C15和C17组成第三相位。为了提供在图3中滤波器基础上的这种类型的滤波器，必须提供更多的延迟单元，还有一个第三归一化单元，把乘以第三组系数后的抽样的总和提供给这个单元。进一步把两个零抽样插入每个“真实”抽样之间。切换开关还必须具有三个不同的位置以便在这些位置之间切换。
还应当认识到本发明可以被变更的是，滤波器或抽样单元不在输入信号的每个抽样之间插入零抽样。这样一种滤波器可以使用六个延迟单元、四个乘法单元和三个加法单元来实现。
为了完备性，现在将参照图4来说明一种按照本发明进行滤波的方法，它示出该方法的流程图。步骤134，首先输入信号被抽样。然后步骤136，对于滤波器中存在的每组滤波系数，执行下面的步骤步骤138，输入信号的抽样用这组滤波系数来滤波。步骤140，被滤波因而乘上了滤波系数的抽样然后被加到一起形成总和信号。步骤142，然后把该总和信号除以该组中滤波系数的总和并作为一个输出信号来提供。因而步骤138-142对滤波系数所有组都执行一次，即如果有两组，它们就被执行两次，如果有三组它们就被执行三次，等等，以便按想要的因子来比例放大。按比例放大当然还可以与先前所述的按比例缩小结合起来。
对于本发明来说给出近似于最佳的滤波器，在奇数放大和缩小的转换比例被应用的时候，不必增加滤波器中滤波系数的数目。通过这种方式，滤波器的滤波系数可以被保持为低水平，而仍然把滤波器输出端中的误差保持为低水平。在譬如MPEG编码器中编码时这减小了残余信号上的能量，这还给予编码器更好的编码效率。当使用了按照本发明而设计的滤波器的时候，实验示出了在先前所述的基本层中可以得到的比特率增益为百分之3到五，对于先前所述的增强层也是这样。进一步来说，感觉到的图像质量比在使用有相同数量滤波系数的普通滤波器时更好一点。
上述好处中有许多都是联系视频编码来实现的。与此相关，它适用于DVD领域。然而应当认识到本发明不限于视频编码。它在任何类型的按比例放大和缩小处理上都适用，例如用于声音编码。同样可能被用来把节目在磁盘上分层保存或弹性保存。
权利要求
1.一种对输入信号进行滤波的方法，其中滤波系数被分成多于一个相位，并且包括步骤用第一相位的滤波系数来执行对输入信号抽样的第一滤波，(步骤138)，把第一滤波后的抽样加到一起形成第一总和信号，(步骤140)，执行至少一次用另一个相位的滤波系数对输入信号抽样进行的进一步滤波，(步骤138)，把每个进一步相位的滤波后的抽样加到一起形成至少一个进一步的总和信号，(步骤140)，并且用第一相位的滤波系数的总和来除第一总和信号以及用对应相位的滤波系数的总和来除每个进一步的总和信号，从而输出这样归一化的总和信号作为该滤波器的第一和进一步的输出信号，(步骤142)。
2.按照权利要求1的方法，其中至少一个进一步相位的滤波系数的总和可以与其他相位滤波系数的总和不同。
3.按照权利要求1的方法，进一步包含步骤每隔n-1个输出信号就保留一个信号并删除在两个保留的信号之间的输出信号从而缩减输出信号，这里n是一个与比例缩小因子对应的整数。
4.按照权利要求1的方法，其中被执行的滤波是低通滤波。
5.按照权利要求1的方法，其中滤波器的频率响应接近最佳。
6.按照权利要求1的方法，进一步包含步骤在输入信号的每个抽样之间插入至少一个零抽样。
7.按照权利要求1的方法，进一步包含步骤对输入信号进行抽样从而提供若干个抽样。
8.一种用于对输入信号进行滤波的滤波设备，该设备包括第一组乘法单元，用第一相位的滤波系数对输入信号的抽样进行滤波，至少一个第一求和单元，把第一滤波后的抽样加到一起形成第一总和信号，至少一组进一步乘法单元，用至少一个进一步相位的滤波系数对输入信号的抽样进行滤波，至少一个进一步求和单元，把进一步滤波后的抽样加到一起形成至少一个进一步总和信号，以及至少一个归一化单元，用第一相位滤波系数的总和来除第一总和信号，并且用对应相位滤波系数的总和来除每个进一步总和信号，从而至少输出这样归一化的总和信号作为滤波器的第一和进一步的输出信号。
9.按照权利要求8的滤波设备，其中至少一个进一步相位的滤波系数的总和可以与其它相位滤波系数的总和不同。
10.按照权利要求8的滤波设备，其中为每个总和信号提供有一个归一化单元。
11.按照权利要求8的滤波设备，进一步包含一个缩减单元，它被安排以便每隔n-1个输出信号就保留一个信号并删除在两个保留的信号之间的输出信号从而缩减输出信号，这里n是一个与比例缩小因子对应的整数。
12.按照权利要求8的滤波设备，其中滤波设备是低通滤波器。
13.一种包含至少一个对信号进行滤波的滤波器的视频编码设备，该滤波器包括第一组乘法单元，用第一相位的滤波系数对输入信号的抽样进行滤波，至少一个第一求和单元，把第一滤波后的抽样加到一起形成第一总和信号，至少一组进一步乘法单元，用至少一个进一步相位的滤波系数对输入信号的抽样进行滤波，至少一个进一步求和单元，把进一步滤波后的抽样加到一起形成至少一个进一步总和信号，以及至少一个归一化单元，用第一相位滤波系数的总和来除第一总和信号，并且用对应相位滤波系数的总和来除每个进一步总和信号，从而至少输出这样归一化的总和信号作为滤波器的第一和进一步的输出信号。
14.按照权利要求13的视频编码设备，包含第一和第二滤波器，其中第一滤波器是一个下抽样滤波器而第二滤波器是一个上抽样滤波器，并且进一步包含一个减法单元，用来计算输入信号与输入信号被下抽样和上抽样后版本之间的差。
全文摘要
描述了一种对信号进行滤波的方法、滤波器和视频编码器。该滤波器(92)包括第一组乘法器(102，104，106)，用第一相位的滤波系数(C2，C4，C6)对信号的抽样进行滤波，第一求和单元(108，110)，把第一滤波后的抽样加到一起形成第一总和信号，第二组乘法器(114，116，118，120)，用第二相位的滤波系数(C1，C3，C5，C7)对该抽样进行滤波，第二求和单元(122，124，126)，把第二滤波后的抽样加到一起形成一个第二总和信号，以及归一化器(112，128)，用第一相位系数的总和来除第一总和信号，并且用第二相位系数的总和来除第二总和信号，从而提供第一和第二输出信号。这使得该系数无须使系数组的总和相等就可以最佳化。
文档编号H04N7/26GK1729622SQ200380106897
公开日2006年2月1日 申请日期2003年11月18日 优先权日2002年12月19日
发明者R·B·M·克莱恩冈内维克 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司