视频编码中自适应内插滤波的方法技术

本发明专利技术揭露了一种用于运动补偿的具有分数像素精度的自适应内插滤波器的方法及装置。本发明专利技术的实施例基于参考块中现存的参考样本，通过根据像素位置和/或像素特性适应性地使用内插滤波器组，于非整数位置产生内插的参考样本。接着，当前块使用包括内插参考样本的时间预测子被编码或解码。自适应内插滤波器可被应用于预测单元。在一个实施例中，内插滤波器组包括具有不同滤波器长度的内插滤波器。具有较长抽头长度的内插滤波器被应用以产生离边界较远的内插参考样本，以及具有较短抽头长度的内插滤波器被应用以产生接近块边界的内插参考样本。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【相关申请的交叉引用】本专利技术主张申请于2014年4月1日，序列号为61/973，407的美国临时专利申请的优先权。本专利技术也相关于2014年12月5日，序列号为PCT/CN2014/093148的PCT专利申请。将以上美国临时专利申请以及PCT专利申请以参考的方式并入本文中。
本专利技术涉及视频信号处理。特别地，本专利技术涉及视频编码中用于运动补偿的自适应内插滤波。
技术介绍
于使用具有分数像素精度(fractionalpixelaccuracy)的运动估计(MotionEstimation，ME)/运动补偿(MotionCompensation，MC)的视频编码系统中，需要内插(interpolation)来导出分数像素位置的参考像素。例如，用于分数运动补偿的基于DCT(DiscreteCosineTransformbased)的8抽头以及4抽头内插滤波器组已经被采用于H.265/HEVC视频编码标准中，以分别用于亮度以及色度分量。图1所示为用于运动补偿的8抽头内插滤波器的示例。粗线框100对应于当前8x8块。8x8块的8抽头滤波需要由图案区域(patternedarea)来指示的相邻样本以执行8抽头滤波。用于位置A、B、以及C的样本的水平内插由粗线小方块所指示。当允许分数运动向量时，生成与每个现存的样本(即，整数像素位置)相关联的一组分数样本。例如，如果1/4像素精度被用于运动向量，则于1/4像素(pel)、1/2像素、以及3/4像素位置内插的样本将生成。内插可通过在垂直方向以及水平方向使用两个单独的一维滤波器来实现。对于1/4像素、1/2像素以及3/4像素位置，具有单独滤波器系数的三个滤波器被使用。如图1所示，样本的总数包括当前块，且与内插滤波相关的相邻样本为15x15＝225。而固定的内插滤波器组可由较低计算复杂性或者更低硬件成本来实现，然而，编码性能不太好。为了提高与分数像素运动补偿的内插滤波器相关的编码效率，一种自适应内插滤波器(adaptiveinterpolationfilter，AIF)的方法已经于HEVC标准的发展过程中被揭露。基于区域的AIF(region-basedAIF，RNAIF)已经由Matsu等作者(Matsu,etal.)于JCTVC-B051(Region-basedadaptiveinterpolationfilter,JointCollaborativeTeamonVideoCoding(JCT-VC),ofITU-TSG16WP3andISO/IECJTC1/SC29/WG11,2ndMeeting:Geneva,CH,21-28July,2010.Document:JCTVC-B051)中揭露。根据JCTVC-B051，图片被分为多个区域，且滤波器系数以逐区域为基础被优化。已经发现基于区域的内插滤波器能在BD率上提高5％到6％的性能。虽然各种AIF方法已经显示了显著的性能改进，但还是希望能进一步提高编码效率，而不增加所需的带宽。
技术实现思路
本专利技术揭露了一种用于运动补偿的具有分数像素精度的自适应内插滤波器的方法及装置。本专利技术的实施例基于参考块的现存的参考样本，通过根据像素位置和/或像素特性适应性地使用内插滤波器组于非整数位置产生内插的参考样本。接着，当前块使用包括内插参考样本的时间预测子被编码或解码。自适应内插滤波器可被应用于预测单元(predictionunit，PU)。在一个实施例中，内插滤波器组包括较长抽头滤波器(longer-tapfilter)以及较短抽头滤波器(shorter-tapfilter)。在一个示例中，较长抽头滤波器被应用以产生第一内插参考样本，较短抽头滤波器被应用以产生第二内插参考样本，且第一内插参考样本与相关块边界的距离大于第二内插参考样本。于另一示例中，当前块对应于用于重叠运动补偿(overlappedmotioncompensation，OBMC)的两个邻近块，且较短抽头滤波器可被用于产生两个邻近块之间重叠区域(overlappedarea)的内插参考样本，以及较长抽头滤波器可被用于产生两个邻近块的非重叠区域的内插参考样本。此外，较短抽头滤波器可对应于4抽头滤波器，且较长抽头滤波器可对应于8抽头滤波器。于又一示例中，一个或多个当前块可对应于用于运动边界增强(motionboundaryenhancement，MBE)的一个当前块。较短抽头滤波器可被应用以产生当前块的边界内插参考样本，且较长抽头滤波器可被应用以产生当前块的内插参考样本。当前图片可被分区为多个区域，且单独内插滤波器组被决定以用于每个区域。区域可对应于一个条带、一个区块、一个编码树单元、一个编码树块、一个编码单元、或一个预测单元。与用于每个区域的单独内插滤波器组相关的信息被显式地传送或于解码器侧被隐式地导出。在显式传送的情况下，与用于每个区域的单独内插滤波器组相关的语法元素可被传送以指示被选择用于当前区域的单独内插滤波器组。在隐式导出的情况下，于解码器侧，基于编码单元大小、预测单元大小、参考像素的特性、预测模式、运动向量、或任何其组合，与用于每个区域的单独内插滤波器组相关的信息可被导出。【附图说明】图1所示为用于8x8块的分数像素运动补偿的8抽头内插滤波器的示例。图2所示为结合本专利技术实施例的自适应内插滤波器的示例，其中，滤波器抽头长度被增加以产生离块边界较远的内插样本，以提高编码性能。图3所示为结合本专利技术实施例的自适应内插滤波器的另一示例，其中，滤波器抽头长度被缩短以产生更接近块边界的内插样本，以减少所需的参考数据。图4A所示为用于2NxN预测单元的示范性重叠块运动补偿。图4B所示为用于Nx2N预测单元的示范性重叠块运动补偿。图5所示为根据本专利技术实施例的用于产生重叠块运动补偿中重叠区域的内插参考样本的内插的示例。图6所示为根据本专利技术实施例的用于产生用于运动边界增强的边界区域的边界内插参考样本的内插的示例。图7所示为结合根据本专利技术的实施例的自适应内插滤波器的示范性流程图，其中，内插滤波器组基于像素位置和/或像素特性被适应性地应用到块。【具体实施方式】对于内插，具有较长抽头长度的滤波器通常可以取得更佳的性能。然而，具有较长滤波器抽头的滤波器需要更多计算以及更多的数据存储/访问。例如，如果4抽头内插滤波器被应用于8x8块，则相关的样本总数将为11x11＝121。另一方面，对于8抽头滤波器，样本的总数将变为225(＝15x15)。本专利技术的实施例可在不增加数据存储/访问的情况下增加性能，或在不会导致显著性能影响的情况下减少数据存储/访问。用于内插的较大数据存储意味着较大的缓冲器将被需要。另一方面，更多的数据访问意味着数据访问需要更高的系统带宽。对于如图1所示的现有方法，由HEVC标准使用的8抽头内插滤波器组需要(3+8+4)x(3+8+4)的参考块来执行一个8x8当前块110上的运动补偿。对于当前块的每个像素，8x1像素行或1x8像素列被用于执行8抽头水平或垂直内插。然而，如图1所示，多于8个像素可被用于当前块的这些内部像素(即，非块边界像素)的内插过程。作为如图2所示的示例，对于8x8当前块210，10抽头内插滤波器可被用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种视频编码系统中用于具有分数像素精度的运动补偿的内插方法，其特征在于，所述方法包括：接收与当前图片中一个或多个当前块相关联的输入数据；决定与所述一个或多个当前块相关联的一个或多个当前运动向量；根据所述一个或多个当前运动向量定位参考图片中的一个或多个参考块；以及对于所述一个或多个当前运动向量中的每个运动向量，如果所述运动向量对应于分数像素位置：基于一个参考块中现存的参考样本通过根据像素位置和/或像素特性适应性地使用内插滤波器组于非整数位置产生内插参考样本，其中，所述内插滤波器组包括多个内插滤波器；以及使用包括所述内插参考样本的时间预测子编码或解码一个当前块。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.01 US 61/973,4071.一种视频编码系统中用于具有分数像素精度的运动补偿的内插方法，其特征在于，所述方法包括：接收与当前图片中一个或多个当前块相关联的输入数据；决定与所述一个或多个当前块相关联的一个或多个当前运动向量；根据所述一个或多个当前运动向量定位参考图片中的一个或多个参考块；以及对于所述一个或多个当前运动向量中的每个运动向量，如果所述运动向量对应于分数像素位置：基于一个参考块中现存的参考样本通过根据像素位置和/或像素特性适应性地使用内插滤波器组于非整数位置产生内插参考样本，其中，所述内插滤波器组包括多个内插滤波器；以及使用包括所述内插参考样本的时间预测子编码或解码一个当前块。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述一个或多个当前块以及所述一个或多个参考块对应于预测单元。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述内插滤波器组包括较长抽头滤波器以及较短抽头滤波器。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述较长抽头滤波器被应用以产生第一内插参考样本，所述较短抽头滤波器被应用以产生第二内插参考样本，且所述第一内插参考样本与相关块边界的距离长于所述第二内插参考样本。5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一个或多个当前块对应于用于重叠运动补偿的两个邻近块，且所述较短抽头滤波器被应用以产生所述两个邻近块之间的重叠区域的所述内插参考样本。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述较短抽头滤波器对应于4抽头滤波器。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述较长抽头滤波器对应于8抽头滤波器，且所述较长抽头滤波器被应用以产生所述两个邻近块的非重叠区域的所述内插参考样本。8.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述一个或多个当前块对应于用于运动边界增强的一个当前块，且所述较短抽头滤波器被...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆晔，黄毓文，
申请(专利权)人：联发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71