[发明专利]使用自适应内插滤波器对图像编码与解码的方法和设备

说明书

技术领域

与本发明一致的设备和方法涉及内插用于运动补偿的参考图像的内插滤波器，更具体地说，涉及使用当前块的邻近区域和参考图像的相应邻近区域来产生内插滤波器，使用产生的内插滤波器来内插参考图像及其图像解码方法和设备。

背景技术

在图像压缩方法中，诸如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4和H.264/MPEG-4先进视频编码(AVC)，为了对图像进行编码，将单个图像划分为宏块。其后，以帧间预测编码和帧内预测编码中可用的所有编码模式对每个宏块进行编码，并且根据对宏块进行编码所需的比特率以及原始宏块和解码的宏块之间的失真度，选择编码模式，并且对宏块进行编码。

帧间预测包括：使用位于当前编码的图像之前或之后的至少一个参考图像，通过搜索与当前编码的块相似的参考图像的区域，产生运动向量，并且通过使用产生的运动向量执行运动补偿，产生当前块的预测块。

以比整数像素分辨率更精确的分数像素分辨率为单位执行运动补偿，从而增加预测准确度。例如，在通过产生参考图像的整数像素之间存在的分数像素(诸如二分之一像素、四分之一像素和八分之一像素)对参考图像进行内插之后，使用内插的参考图像执行运动补偿预测。

图1是用于解释根据现有技术的参考图像内插处理的示图。在图1中，使用理想的正方形指示的像素表示整数像素，使用圆环指示的像素表示整数像素之间存在的二分之一像素。另外，正方形框中的大写字母表示执行内插之前的整数像素，圆环中的小写字母表示执行内插之前的整数像素之间的二分之一像素。

参照图1，通过在水平方向上应用6阶滤波器来产生水平方向上位于彼此邻近的两个整数像素之间的二分之一像素。例如，通过使用等式c＝(E-5F+20G+20H-5I+J)/32将6阶有限脉冲响应(FIR)滤波器应用于位于与将被内插的二分之一像素c相同行的6个整数像素，产生在水平方向上位于整数像素G和H之间的二分之一像素c。分配给与将被内插的二分之一像素邻近的6个整数像素的权重{1，-5，20，20，-5，1}(在等式中使用的)被称为滤波器系数。

类似地，通过在垂直方向上应用6阶FIR滤波器来产生垂直方向上位于彼此邻近的两个整数像素之间的二分之一像素。例如，通过使用等式f＝(A-CF+20G+20M-5R+T)/32将6阶FIR滤波器应用于位于与二分之一像素f相同列的6个整数像素，产生在垂直方向上位于整数像素G和M之间的二分之一像素f。

根据现有技术，内插滤波器的滤波器系数总是固定的。这是因为如果将不同的内插滤波器应用到每个块，则应用到每个块的滤波器系数必须被发送到用于对图像进行解码的解码器。然而，由于编码的块可具有不同的图像特性，因此，如果执行将相同内插滤波器应用到所有块的运动补偿预测，则预测性能可能效率低。

发明内容

技术方案

本发明的示例性实施例提供了一种使用将被编码的当前块的邻近区域的数据以及参考图像的相应邻近区域的数据来自适应地产生内插滤波器的图像编码方法和设备及其图像解码方法和设备。

本发明的示例性实施例还提供了一种在不另外发送内插滤波器系数的情况下产生用于多个块中的每一个的内插滤波器系数的图像编码方法和设备。有益效果

根据本发明的示例性实施例，通过产生用于多个块中的每一个的内插滤波器并且执行运动预测补偿，能够减小运动补偿值与原始图像数据之间的差值，这样减小了残差数据的大小并且增加了图像压缩效率。

另外，即使不发送所有内插滤波器系数，也能够使用邻近区域的先前编码的数据来自适应地确定内插滤波器系数。

附图说明

图1是用于解释根据现有技术的参考图像内插处理的示图；

图2是根据本发明的示例性实施例的图像编码设备的框图；

图3是用于解释根据本发明的示例性实施例的使用图2示出的图像编码设备对当前块执行运动预测的处理的示图；

图4是用于解释根据本发明的示例性实施例的在图2示出的图像编码设备的运动预测器中使用分数像素分辨率对当前块执行运动预测的处理的示图；

图5是根据本发明的示例性实施例的图2示出的图像编码设备的内插滤波器产生器的框图；

图6示出根据本发明的示例性实施例的在图2示出的内插滤波器产生器中用于产生内插滤波器的当前块的邻近区域、参考图像的邻近区域和参考图像的内插的邻近区域；

图7示出根据当前块的运动向量的分数像素分辨率的参考图像的邻近区域和参考图像的内插的邻近区域；

图8是用于解释根据本发明的示例性实施例的内插参考图像的邻近区域的处理的示图；