一種視頻圖像的插值優化方法及濾波器技術

本申請公開了一種視頻圖像的插值優化方法，包括：獲取視頻數據序列的序列信息；根據所述序列信息確定所使用的插值濾波器；確定像素精度，并根據所述像素精度確定插入的分像素點的數量；使用所述插值濾波器根據預定規則計算所述分像素點。本申請還公開了一種濾波器。在本申請的具體實施方式中，由于先根據序列信息確定所使用的插值濾波器；再確定像素精度，并根據像素精度確定插入的分像素點的數量，使用所選擇的插值濾波器根據預定規則計算所述分像素點。本申請可根據序列信息，選擇插值濾波器的抽頭數，并插入分像素點，提高了編碼、解碼性能，降低了其插值計算的復雜度。

【技術實現步驟摘要】
一種視頻圖像的插值優化方法及濾波器
本申請涉及視頻圖像處理領域，尤其涉及一種視頻圖像的插值優化方法及濾波器。
技術介紹
隨著眾多如數字電視、互聯網高清視頻、數碼相機、數碼攝像機等高清數碼產品的逐漸普及，現有的視頻編解碼標準已經不能滿足要求，尤其對于高分辨力視頻，如4K×2K的甚高分辨率。因此，人們期待能適應超高清視頻的新一代高性能視頻編碼標準的開發。在視頻編解碼技術中，分像素插值技術能提高運動預測的準確度，從而對整個編解碼性能的提高有非常大的積極作用。分像素插值最早在MPEG-1中就已經使用，但僅限于半像素運動估計，盡管比整像素運動估計要好但是精度和性能還不高；從MPEG-4ASP開始提高了插值精度，使用1/4像素精度的插值；H.264/AVC采用了一個6抽頭濾波器來獲得1/2像素，然后用平均濾波器來得到1/4像素，性能有了很大提高；在AVSJizhunProfile中也是采用了一個4抽頭濾波器來獲得1/2像素，然后再得出1/4像素；在最近JCT-VC(theJointCollaborativeTeamonVideoCoding)正在制訂的下一代高性能視頻編解碼標準HEVC(HighEfficiencyVideoCoding)中，為進一步提高插值性能，采用了高性能可分離式的基于DCT的插值濾波器，相比于H.264/AVC降低了很多碼率，能明顯提高編碼性能，但是其插值計算的復雜度較高。
技術實現思路
本申請要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種視頻圖像的插值優化方法及濾波器。根據本申請的第一方面，本申請提供一種視頻圖像的插值優化方法，包括：獲取視頻數據序列的序列信息；根據所述序列信息確定所使用的插值濾波器；確定像素精度，并根據所述像素精度確定插入的分像素點的數量；使用所述插值濾波器根據預定規則計算所述分像素點。上述方法中，所述序列信息包括分辨率、頻率域或紋理。上述方法中，所述根據所述序列信息確定所使用的插值濾波器，具體包括：當所述視頻數據序列的分辨率大于1920×1080時，采用4抽頭插值濾波器。上述方法中，所述像素精度為1/4像素精度，所述分像素點有15個。上述方法中，所述4抽頭插值濾波器的插值系數包括：1/4像素對應的系數為{-6,56,15,-1}；2/4像素對應的系數為{-4,36,36,-4}；3/4像素對應的系數為{-1,15,56,-6}。上述方法中，所述使用所述插值濾波器根據預定規則計算所述分像素點，具體包括：對橫向最近鄰的整像素點，使用1/4、2/4和3/4位置對應的所述4抽頭插值濾波器的系數，計算得到橫向分像素點。上述方法中，所述使用所述插值濾波器根據預定規則計算所述分像素點，還包括：對縱向最近鄰的整像素點，使用1/4、2/4和3/4位置對應的所述的抽頭插值濾波器的系數，計算得到縱向分像素點。上述方法中，，所述使用所述插值濾波器根據預定規則計算所述分像素點，還包括：對于剩下的分像素點，先對橫向最近鄰的整像素點，分別使用1/4、2/4和3/4位置對應的所述的抽頭插值濾波器的系數，計算得到中間值，再對每個所述中間值，分別使用1/4、2/4和3/4位置對應的所述的抽頭插值濾波器的系數，計算得到所述剩下的分像素點。上述方法中，所述獲取視頻數據序列的序列信息前，還可以包括步驟：在所述視頻數據序列的數據頭中，增加用于標記所述序列信息的語法元素。根據本申請的第二方面，本申請提供一種濾波器，使用上述的視頻圖像的插值優化方法，對視頻圖像進行處理。由于采用了以上技術方案，使本申請具備的有益效果在于：⑴在本申請的具體實施方式中，由于先根據序列信息確定所使用的插值濾波器；再確定像素精度，并根據像素精度確定插入的分像素點的數量，使用所選擇的插值濾波器根據預定規則計算所述分像素點。本申請可根據序列信息，選擇插值濾波器的抽頭數，并插入分像素點，提高了編碼、解碼性能，降低了其插值計算的復雜度。⑵在本申請的具體實施方式中，由于序列信息包括分辨率，當視頻數據序列的分辨率大于1920×1080時，采用4抽頭插值濾波器,由于低抽頭濾波器在高分辨率下性能較好，能達到最佳的編碼性能。附圖說明圖1為本申請的視頻圖像的插值優化方法在一種實施方式中的流程圖；圖2為本申請的視頻圖像的插值優化方法在一種實施方式中的插值示意圖；圖3為本申請的實際插值過程示意圖。具體實施方式下面通過具體實施方式結合附圖對本申請作進一步詳細說明。實施例一：如圖1所示，本申請的視頻圖像的插值優化方法，其一種實施方式，包括以下步驟：步驟102：獲取視頻數據序列的序列信息；步驟104：根據所述序列信息確定所使用的插值濾波器；步驟106：確定像素精度，并根據所述像素精度確定插入的分像素點的數量；步驟108：使用所述插值濾波器根據預定規則計算所述分像素點。本申請的濾波器插值方法，其另一種實施方式，包括以下步驟：步驟202：在視頻數據序列的數據頭中，增加用于標記序列信息的語法元素。步驟204：獲取視頻數據序列的分辨率。步驟206：根據分辨率確定所使用的插值濾波器。在本實施方式中，當視頻數據序列的分辨率大于1920×1080時，采用4抽頭插值濾波器。步驟208：確定像素精度，并根據像素精度確定插入的分像素點的數量。在本實施方式中，像素精度為1/4像素精度，所述分像素點有15個。步驟210：使用步驟206所確定的插值濾波器，根據預定規則計算分像素點。本申請的視頻圖像的插值優化方法，4抽頭插值濾波器的插值系數包括：1/4像素對應的系數為{-6,56,15,-1}；2/4像素對應的系數為{-4,36,36,-4}；3/4像素對應的系數為{-1,15,56,-6}。4抽頭插值濾波器的系數如表1所示：分像素位置濾波器系數乘法數加法數1/4{-6,56,15,-1}332/4{-4,36,36,-4}433/4{-1,15,56,-6}33表1使用插值濾波器根據預定規則計算分像素點，具體可以包括：對橫向最近鄰的整像素點，使用1/4、2/4和3/4位置對應的所述4抽頭插值濾波器的系數，計算得到橫向分像素點。對縱向最近鄰的整像素點，使用1/4、2/4和3/4位置對應的所述的抽頭插值濾波器的系數，計算得到縱向分像素點。對于剩下的分像素點，先對橫向最近鄰的整像素點，分別使用1/4、2/4和3/4位置對應的所述的抽頭插值濾波器的系數，計算得到中間值，再對每個所述中間值，分別使用1/4、2/4和3/4位置對應的所述的抽頭插值濾波器的系數，計算得到所述剩下的分像素點。本申請的視頻圖像的插值優化方法，其插值點的計算，如下所示：第一步：根據表2所示，通過x和y的坐標來判斷所要插值的分像素點。其中，表4為分像素點與坐標位置對應關系表。X坐標0000111122223333Y坐標0123012301230123分像素Adhnaeipbfjqcgkr表2插入的分像素點如圖2所示，大寫字母代表的位置A0,0、A0,1、A1,0和A1,1為已知的整像素點，小寫字母代表的位置為需要插值得到的分像素點。第二步：由上一步的判斷，分別進入相應的分像素插值處理過程：如，對于分像素a，只需要進行橫向的4抽頭插值濾波，使用1/4位置對應的濾波器系數；對于分像素e，先進行橫向的4抽頭插值濾波，使用1/4位置對本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種視頻圖像的插值優化方法，其特征在于，包括：獲取視頻數據序列的序列信息；根據所述序列信息確定所使用的插值濾波器；確定像素精度，并根據所述像素精度確定插入的分像素點的數量；使用所述插值濾波器根據預定規則計算所述分像素點；所述根據所述序列信息確定所使用的插值濾波器，具體包括：當所述視頻數據序列的分辨率大于1920×1080時，采用4抽頭插值濾波器；所述4抽頭插值濾波器的插值系數包括：1/4像素對應的系數為{-6,56,15,-1}；2/4像素對應的系數為{-4,36,36,-4}；3/4像素對應的系數為{-1,15,56,-6}；所述像素精度為1/4像素精度，所述分像素點有15個；所述使用所述插值濾波器根據預定規則計算所述分像素點，具體包括：對橫向最近鄰的整像素點，使用1/4、2/4和3/4位置對應的所述4抽頭插值濾波器的系數，計算得到橫向分像素點；所述使用所述插值濾波器根據預定規則計算...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王榮剛，呂浩，解曉東，王振宇，董勝富，高文，
申請(專利權)人：北京大學深圳研究生院，
類型：發明
國別省市：