CN111201791B - 用于视频编码的帧间预测装置和方法的插值滤波器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对视频信号的当前帧的当前块的多个像素的当前全整数像素的像素点值进行帧间预测的装置(144)和方法。所述装置(144)包括处理单元，用于：根据所述视频信号的所述当前帧、参考帧和/或运动补偿模型，确定所述当前全整数像素的运动矢量；根据所述当前全整数像素的所述运动矢量，为所述当前全整数像素确定所述参考帧中的对应子整数像素；根据所述当前帧中的预定义滤波器支持像素集，生成所述参考帧中的对应滤波器支持像素集，其中所述当前帧中的所述预定义滤波器支持像素集包括所述当前全整数像素的一个或多个相邻子整数像素；确定所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素和所述对应滤波器支持像素的相应像素点值；通过对所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素的像素点值以及所述参考帧中所述对应滤波器支持像素的像素点值应用空间高通滤波器，确定所述当前帧中所述当前像素的帧间预测像素点值。此外，本发明涉及一种包括此类帧间预测装置(144)的编码装置(100)和解码装置。

Description

用于视频编码的帧间预测装置和方法的插值滤波器
技术领域
本发明大体上涉及视频编码领域。更具体地，本发明涉及一种用于视频编码的帧间预测装置和方法的插值滤波器以及包括此类帧间预测装置的编码装置和解码装置。
背景技术
数字视频通信和存储应用由一系列数字设备实现，例如数码相机、无线蜂窝电话、笔记本电脑、广播系统、视频会议系统等。这些应用中最重要和最具挑战性的任务之一就是视频压缩。视频压缩是一个复杂的任务，受到两个相互矛盾的参数(压缩效率和计算复杂度)的约束。ITU-T H.264/AVC、ITU-T H.265/HEVC等视频编码标准为这些参数提供了良好的权衡方案。因此，几乎所有视频压缩应用都必须支持视频编码标准。
最先进的视频编码标准基于将源帧或源图像分割为帧或图像块。这些块的处理取决于其大小、空间位置和编码器指定的编码方式。根据预测类型，编码方式可以分为两个组：帧内预测模式和帧间预测模式。帧内预测模式使用同一帧(也称为图像或影像)的像素来生成参考像素点，以计算正在重建的块的像素的预测值。帧内预测也称为空间预测。帧间预测模式用于时间预测，使用上一帧或下一帧的参考像素点来预测当前帧中的块的像素。在预测阶段之后，对预测误差(原始信号与其预测值之间的差值)进行变换编码。然后，使用熵编码器(例如，用于AVC/H.264和HEVC/H.265标准中的CABAC)对变换系数和边信息进行编码。最近通过的ITU-T H.265/HEVC标准(ISO/IEC 23008-2：2013，“Informationtechnology-High efficiency coding and media delivery in heterogeneousenvironments-Part 2：High efficiency video coding(信息技术-异构环境下的高效编码和媒体传输-第2部分：高效视频编码)”，2013年11月)宣布了一组最先进的视频编码工具，这些工具在编码效率和计算复杂度之间提供了合理的权衡。盖里J.苏利文在《Overviewof the High Efficiency Video Coding(HEVC)Standard(高效视频编码标准概述)》(《IEEE视频技术电路和系统学报》，2012年12月，第22卷第12期)中对ITU-T H.265/HEVC标准进行了概述，其全部内容通过引用结合在本申请中。
与ITU-T H.264/AVC视频编码标准类似，HEVC/H.265视频编码标准规定以编码单元(coding unit，CU)的形式将源帧划分为帧块。每个CU可以进一步分为更小的CU或预测单元(prediction unit，PU)。根据对PU的像素使用的处理类型，PU可以经帧内预测或帧间预测。对于帧间预测，PU表示使用为PU指定的运动矢量进行运动补偿处理的像素区域。对于帧内预测，使用相邻块的相邻像素作为参考像素点来预测当前块。PU指定了预测模式，该预测模式是从该PU包含的所有变换单元(transformunit，TU)的帧内预测模式集中选择的。TU可以具有不同的大小(例如，4×4、8×8、16×16和32×32像素)，可以以不同的方式处理。TU进行变换编码，即用离散余弦变换或离散正弦变换(在HEVC/H.265标准中，用于帧内编码块)对预测误差进行变换和量化。因此，重建像素包含去块滤波器(Deblocking Filter，DBF)、采样点自适应偏移(Sample Adaptive Offset，SAO)和自适应环路滤波器(Adaptive LoopFilter，ALF)等环路内滤波器用于抑制的量化噪声(可能变得明显，如单元间的块状结构、锐边边缘的振铃伪影等)。
已经开发了子整数像素插值技术，以提高可以针对帧间预测实现的压缩水平的预测精度。在这种情况下，在用于编码视频块的运动补偿期间生成的预测数据可以对应于子整数像素，所述子整数像素值可以从参考视频帧或运动矢量所指的其它编码单元的视频块的全部像素的值中插值。视频编码器可以使用插值技术(例如，通过对支持像素集应用插值滤波器)计算子整数像素位置的值，例如，全整数像素的值和/或先前编码的其它子整数像素位置的值。
如今的标准H.264/AVC和H.265/HEVC是基于1/4像素位移分辨率。联合视频探索小组(Joint Video Exploration Team，JVET)团队正在探索后HEVC视频压缩技术，包括非平移运动补偿模型，如仿射变换。为了估计和补偿分数像素(或子整数)位移，必须将参考图像的全整数像素插值在分数像素上，即，子整数位置。为了得到分数像素位置上的插值图像，使用了插值滤波器。非平移运动模型的插值问题是变化的分数像素位移问题。
插值图像的质量与插值滤波器的性能密切相关。短抽头滤波器(例如，双线性)可以抑制高频率，使插值图像模糊。另一方面，长抽头滤波器(例如，基于辛格函数(sinc-based))需要更多的内存带宽，并可能保留高频率，但在锐边附近生成一些振铃伪影。另外，对于非平移模型的运动补偿，由于插值和预测精度的降低，复杂度也降低了。
在所提出的JEM仿射运动模型中，支持两种类型的运动：变焦和旋转。大多数分数像素位置在预测单元内不是固定的。用子块代替像素，加快插值速度。在一个子块内，位移矢量是固定可平移的。复杂度逐渐降低，但准确度也随之降低。为提高预测质量，通过增加插值滤波器的数量，提高子块的运动矢量位移精度，提高运动补偿的精度。非平移运动模型插值滤波的当前精度还有待提高。
因此，需要提供用于帧间预测装置的改进的插值滤波器和用于提供改进的视频编码效率的视频编码方法。
发明内容
本发明的目的是为视频编码的帧间预测装置和方法提供改进插值滤波器，从而提高视频编码效率。
上述和其它目的通过独立权利要求的主题实现。本发明的其它实施例在从属权利要求、具体实施方式和附图中显而易见。
根据第一方面，本发明涉及一种对视频信号的当前帧的当前块的多个像素的当前全整数像素的像素点值进行帧间预测的装置。所述装置包括处理单元，用于：根据所述视频信号的所述当前帧、参考帧和/或运动补偿模型，确定所述当前全整数像素的运动矢量；根据所述当前全整数像素的所述运动矢量，为所述当前全整数像素确定所述参考帧中的对应子整数像素；根据所述当前帧中的预定义滤波器支持像素集，生成所述参考帧中的对应滤波器支持像素集，其中所述当前帧中的所述预定义滤波器支持像素集包括所述当前全整数像素的一个或多个相邻子整数像素；确定所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素和所述对应滤波器支持像素的相应像素点值，特别是亮度值；通过对所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素的像素点值以及所述参考帧中所述对应滤波器支持像素的像素点值应用空间高通滤波器，确定所述当前帧中所述当前像素的帧间预测像素点值。
因此，提供了一种改进的帧间预测装置，能够提高视频编码的效率。
在第一方面的另一可能的实现方式中，所述当前帧中的所述预定义滤波器支持像素集包括：所述当前帧中的所述当前全整数像素的一个或多个垂直和/或水平相邻的半整数像素。
在第一方面的另一可能的实现方式中，所述当前帧中的所述预定义滤波器支持像素集包括：所述当前帧中的所述当前全整数像素的一个或多个垂直和/或水平相邻全整数像素。
在第一方面的另一可能的实现方式中，所述空间高通滤波器是5抽头滤波器。在一个实现方式中，所述5抽头滤波器是对称滤波器，即，第一滤波系数和第五滤波系数相同，第二滤波系数和第四滤波系数相同的滤波器。在一种实现方式中，所述5抽头滤波器的第一滤波系数和第五滤波系数为负，其它滤波系数为正。
在第一方面的另一可能的实现方式中，所述处理单元用于：根据对所述参考帧中的所述相应相邻全整数像素的双线性插值，确定所述参考帧中的所述当前全整数像素的所述对应子整数像素的所述相应像素点值和所述参考帧中的所述对应滤波器支持像素的所述相应像素点值。
在第一方面的另一可能的实现方式中，所述装置的所述处理单元还用于：根据所述当前全整数像素的所述运动矢量和所述当前全整数像素的相邻全整数像素的一个或多个运动矢量，确定所述当前帧中所述滤波器支持像素的每个子整数像素的相应运动矢量。
在第一方面的另一可能的实现方式中，所述装置的所述处理单元用于：通过确定所述当前全整数像素的所述运动矢量与所述当前全整数像素的相邻全整数像素的一个或多个运动矢量的均值矢量，确定所述当前帧中所述滤波器支持像素的每个子整数像素的相应运动矢量。
在第一方面的另一可能的实现方式中，所述装置的所述处理单元还用于：根据所述视频信号的所述当前帧、所述参考帧和/或运动补偿模型，确定所述当前全整数像素的相邻全整数像素的所述一个或多个运动矢量。
在第一方面的另一可能的实现方式中，所述装置的所述处理单元用于：在根据非平移运动补偿模型确定所述当前全整数像素的所述运动矢量的情况下，通过对所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素的所述像素点值以及所述参考帧中所述对应滤波器支持像素的所述像素点值应用空间高通滤波器，确定所述当前帧中所述当前像素的所述帧间预测像素点值；在根据平移运动补偿模型确定所述当前全整数像素的所述运动矢量的情况下，根据传统方案(例如，H.264/AVC和H.265/HEVC中定义的传统方案)确定所述当前帧中所述当前像素的所述帧间预测像素点值。
在第一方面的另一可能的实现方式中，所述非平移运动补偿模型为仿射、扭曲和/或全景运动补偿模型。
根据第二方面，本发明涉及一种对视频信号的当前帧的当前块的多个像素的当前全整数像素的像素点值进行帧间预测的对应方法。所述方法包括以下步骤：根据所述视频信号的所述当前帧、参考帧和/或运动补偿模型，确定所述当前全整数像素的运动矢量；根据所述当前全整数像素的所述运动矢量，为所述当前全整数像素确定所述参考帧中的对应子整数像素；根据所述当前帧中的预定义滤波器支持像素集，生成所述参考帧中的对应滤波器支持像素集，其中所述当前帧中的所述预定义滤波器支持像素集包括所述当前全整数像素的一个或多个相邻子整数像素；确定所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素和所述对应滤波器支持像素的相应像素点值，特别是亮度值；通过对所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素的像素点值以及所述参考帧中所述对应滤波器支持像素的像素点值应用空间高通滤波器，确定所述当前帧中所述当前像素的帧间预测像素点值。
因此，提供了一种改进的帧间预测方法，能够提高视频编码的效率。
根据本发明第二方面的帧间预测方法可以由根据本发明第一方面的帧间预测装置执行。根据本发明第二方面的帧间预测方法的进一步特征直接产生于根据本发明第一方面的帧间预测装置的功能性及其上述和下文描述的不同实现方式。
根据第三方面，本发明涉及一种用于编码视频信号的当前帧的编码装置，其中，所述编码装置包括根据第一方面所述的帧间预测装置。
根据第四方面，本发明涉及一种用于解码压缩视频信号的当前重建帧的解码装置，其中，所述解码装置包括根据第一方面所述的帧间预测装置。
根据第五方面，本发明涉及一种计算机程序产品，包括程序代码，当在计算机或处理器上执行所述程序代码时，用于执行根据第二方面所述的方法。
本发明实施例尤其提供以下优点。本发明实施例允许以逐像素精度执行插值，同时将复杂度保持在较低水平。本发明实施例支持任何类型的非平移移动。本发明实施例允许删除跨子块边缘的块伪影。本发明实施例减小了内存带宽。本发明实施例降低了存储一组滤波系数的内存要求。本发明实施例允许在HW双线性变换中很好地重用优化。本发明实施例沿变换对齐滤波的方向。本发明实施例允许减少由长运动插值滤波器引起的振铃伪影，同时提高插值边缘的质量。本发明实施例允许提高重建图像中边缘的主观质量。此外，本发明实施例不需要任何额外的信令，因此，可以无缝地替换现有用于非平移移动的插值方法。将插值分为两个步骤，允许将分数偏移补偿与高通滤波分离。
附图说明
本发明的具体实施方式将结合以下附图进行描述，其中：
图1示意性地示出了本申请实施例提供的包括本申请实施例提供的帧间预测装置的编码装置的示例。
图2示意性地示出了本申请实施例提供的包括本申请实施例提供的帧间预测装置的解码装置的示例。
图3示意性地示出了在本申请实施例提供的帧间预测装置中实现的插值过程的方面。
图4示意性地示出了在本申请实施例提供的帧间预测装置中实现的插值过程的不同方面。
图5示意性地示出了在本申请实施例提供的帧间预测装置中实现的插值过程的不同方面。
图6示出了本申请实施例提供的帧间预测方法的步骤的流程图。
在各种图中，相同的参考符号将用于相同的或功能上等效的特征。
具体实施方式
以下结合附图进行描述，所述附图是描述的一部分，并通过图解说明的方式示出可以实施本发明的具体方面。可以理解的是，在不脱离本发明范围的情况下，可以利用其他方面，并可以做出结构上或逻辑上的改变。因此，以下详细的描述并不当作限定，本发明的范围由所附权利要求书界定。
可以理解的是，与所描述的方法有关的内容对于与用于执行方法对应的设备或系统也同样适用，反之亦然。例如，如果描述了一个具体的方法步骤，对应的设备可以包括用于执行所描述的方法步骤的单元，即使此类单元未在图中详细阐述或说明。此外，应理解，除非另外具体指出，否则本文中描述的各种示例性方面的特征可彼此组合。
图1示出了本申请实施例提供的包括本申请实施例提供的帧间预测装置144的编码装置100。编码装置100用于对包括多个帧(在本文中也称为图像或影像)的视频信号的帧中的块进行编码，其中每个帧可划分为多个块，每个块包括多个像素。在一个实施例中，块可以是宏块、编码树单元、编码单元、预测单元和/或预测块。
在图1所示的示例性实施例中，编码装置100以混合视频编码编码器的形式实现。通常，视频信号的第一帧是帧内预测帧，仅使用帧内预测进行编码。为此，图2所示的编码装置100的实施例还包括用于帧内预测的帧内预测单元154。解码帧内预测帧不需要其它帧的信息。帧内预测单元154可以根据帧内估计单元152提供的信息对块执行帧内预测。
如模式选择单元160所选，可以使用帧间预测或帧内预测对第一帧内预测帧之后的后续帧中的块进行编码。通常，帧间预测单元144可用于根据运动估计对块执行运动补偿，如下文将进一步详细描述。在一个实施例中，运动估计可以由编码装置的帧间估计单元142执行。然而，在其它实施例中，帧间估计单元142的功能也可以作为帧间预测单元144的一部分来实现。
此外，在图1所示的混合编码器实施例中，残差计算单元104确定原始块与其预测值之间的差值，即，定义帧内/帧间图像预测的预测误差的残差块。该残差块由变换单元106进行变换(例如，使用DCT)，变换系数由量化单元108进行量化。量化单元108的输出以及例如由帧间预测单元144提供的编码或边信息由熵编码单元170进一步编码。
混合视频编码器，例如图1所示的编码装置100，通常和解码器处理方式相同，使得编码器和解码器将生成相同的预测。因此，在图1所示的实施例中，反量化单元110和逆变换单元对变换单元106和量化单元108执行反操作，并复制残差块的解码近似值。然后，重建单元114将解码残差块数据与预测(即，所述预测块)结果相加。然后，可以将重建单元114的输出提供给列缓冲器116，以用于帧内预测，并且进一步由用于消除图像伪影的环路内滤波器120进行处理。最终图像存储在解码图像缓冲器130中，可以用作后续帧的帧间预测的参考帧。
图2为本申请实施例提供的包括帧间预测装置244的解码装置200。解码装置200用于对编码视频信号的帧中的块进行解码。在图2所示的实施例中，解码装置200为混合解码器。熵解码单元204对编码图像数据进行熵解码，所述编码图像数据通常可包括预测误差(即，残差块)、运动数据和其它边信息，特别是帧间预测装置244和帧内预测单元254以及解码装置200的其它组件所需的数据。在图2所示的实施例中，图3所示的解码装置200的帧间预测装置244或帧内预测单元254由模式选择单元260选择，以与图1所示的编码装置100的帧间预测装置144和帧内预测单元154相同的方式工作，使得编码装置100和解码装置200可以生成相同的预测。解码装置200的重建单元214用于根据反量化单元210和逆变换单元212提供的滤波预测块和残差块重建块。与编码装置100的情况一样，可以将重建块提供给用于帧内预测的列缓冲器216，并且可以通过环路内滤波器220将滤波块/帧提供给解码图像缓冲器230用于帧间预测。
如上文已经描述，装置144、244用于对视频信号的当前帧的当前块的多个像素的当前全整数像素的像素点值进行帧间预测。装置144、244包括可以在软件和/或硬件中实现的处理单元。
装置144、244的处理单元用于确定当前全整数像素的运动矢量。在一个实施例中，装置144、244的处理单元用于：根据视频信号的当前帧和参考帧，通过确定当前帧的当前全整数像素对应的参考帧中的像素的位置，确定当前全整数像素的运动矢量。在一个实施例中，装置144、244的处理单元用于根据采用的运动补偿模型确定当前全整数像素的运动矢量。例如，在平移或仿射运动补偿模型的情况下，可以使用当前全整数像素所属的相同块的像素的一个或多个运动矢量来确定当前全整数像素的运动矢量。本文使用的“运动补偿模型”也称为运动变换模型、运动模型描述等。
装置144、244的处理单元还用于：根据当前全整数像素的运动矢量，为当前全整数像素确定参考帧中的对应子整数像素。
装置144、244的处理单元还用于根据当前帧中的预定义滤波器支持像素集生成参考帧中的对应滤波器支持像素集。当前帧中的预定义滤波器支持像素集包括当前全整数像素的一个或多个相邻子整数像素。
在一个实施例中，当前帧中的预定义滤波器支持像素集包括：当前帧中的当前全整数像素的一个或多个垂直和/或水平相邻的半整数像素。例如，在一个实施例中，当前帧中的预定义滤波器支持像素集包括当前全整数像素的上方、左侧、下方和右侧的相邻半整数像素。
在一个实施例中，当前帧中的预定义滤波器支持像素集包括：当前帧中的当前全整数像素的一个或多个垂直和/或水平相邻全整数像素。例如，在一个实施例中，当前帧中的预定义滤波器支持像素集还包括当前全整数像素的上方、左侧、下方和右侧相邻的全整数像素。因此，在一个实施例中，当前帧中的预定义滤波器支持像素集可包括当前帧中的当前全整数像素的上方、左侧、下方和右侧的相邻半整数像素和全整数像素。
装置144、244的处理单元还用于确定当前帧中当前全整数像素的对应子整数像素和对应滤波器支持像素的像素点值，特别是亮度值。
在一个实施例中，装置144、244的处理单元用于：根据对参考帧中的相应相邻全整数像素的双线性插值，确定参考帧中的当前全整数像素的对应子整数像素的相应像素点值和参考帧中的对应滤波器支持像素的相应像素点值。图3示出了使用双线性插值来确定参考帧中当前全整数像素的对应子整数像素的像素点值的示例。在图3中，将参考帧中的参考块相对于包括当前帧的示例性当前像素的当前块进行放大和旋转。此外，图3示出了滤波器支持像素的增大的分辨率。
如图3中的放大视图所示，在一个实施例中，如下文所述，处理单元可以确定参考帧中当前全整数像素的对应子整数像素的像素点值L。当前全整数像素的对应子整数像素在参考帧的像素点网格的对应单元格中具有分数位置(fdX、fdY)。L0、L1、L2、L3为参考帧中的相邻全整数像素(即，位于参考帧的像素点网格的对应单元格的角落处的全整数像素，当前全整数像素的对应子整数像素位于参考帧中)的已知像素点值。根据分数位置(fdX、fdY)，s0、s1、s2、s3对应的矩形各自的面积可以计算如下：s0＝fdX×fdY，s1＝(1-fdX)×fdY，s2＝fdX×(1-fdY)，s3＝(1-fdX)×(1-fdY)。可以使用具有以下水平系数(1-fdX、fdX)和以下垂直系数(1-fdY、fdY)的2抽头滤波器来表示双线性插值。根据这些加权因子，可以根据以下等式确定参考帧中当前全整数像素的对应子整数像素的像素点值L：
L＝L0×s3+L1×s2+L2×s1+L3×s0。如上文所提及，相同的双线性插值可用于确定参考帧中对应滤波器支持像素的像素点值。
装置144、244的处理单元还用于：通过对参考帧中当前全整数像素的对应子整数像素的像素点值以及参考帧中对应滤波器支持像素的像素点值应用空间高通滤波器，确定当前帧中当前像素的帧间预测像素点值。
在一个实施例中，空间高通滤波器为5抽头滤波器。在一个实施例中，5抽头滤波器是对称滤波器，即，第一滤波系数和第五滤波系数相同，第二滤波系数和第四滤波系数相同的滤波器。在一个实施例中，5抽头滤波器的第一滤波系数和第五滤波系数为负，其它滤波系数为正。在一个实施例中，可以分别在垂直和水平方向上应用空间高通滤波器。
图4示出了图3所示示例中由装置144、244的处理单元在垂直和水平方向上使用5抽头滤波器执行的处理单元的不同阶段。如图3所示的示例中，将参考块相对于当前块进行放大和旋转(对应于仿射变换)，在参考帧中旋转在当前帧中垂直和水平的5抽头滤波器。
在帧间预测装置144、244的以下进一步实施例中，将描述编码装置100和解码装置200。在此上下文中，应理解，帧间预测装置144、244的实施例涉及在编码装置100中实现的帧间预测装置133的实施例，以及在解码装置200中实现的帧间预测装置244的实施例。
在一个实施例中，装置144、244的处理单元还用于：根据当前全整数像素的运动矢量和当前全整数像素的相邻全整数像素的一个或多个运动矢量，确定当前帧中滤波器支持像素的每个子整数像素的相应运动矢量。为此，在一个实施例中，装置144、244的处理单元用于确定当前全整数像素的运动矢量和当前全整数像素的相邻整全整数像素的一个或多个运动矢量的均值矢量。例如，为了确定当前帧中当前全整数像素上方的半整数像素的运动矢量，装置144、244的处理单元可以计算当前全整数像素的运动矢量与当前全整数像素上方的相邻全整数像素的运动矢量的平均值，即均值。
与确定当前像素的运动矢量类似，装置144、244的处理单元可用于：根据视频信号的当前帧、参考帧和/或运动补偿模型，确定当前全整数像素的相邻全整数像素的一个或多个运动矢量。
在一个实施例中，装置144、244的处理单元用于：在根据非平移运动补偿模型确定当前全整数像素的运动矢量的情况下，通过对参考帧中当前全整数像素的对应子整数像素的像素点值以及参考帧中对应滤波器支持像素的像素点值应用空间高通滤波器，确定当前帧中当前像素的帧间预测像素点值；在根据平移运动补偿模型确定当前全整数像素的运动矢量的情况下，根据传统方案(例如，H.264/AVC和H.265/HEVC中定义的传统方案)确定当前帧中当前像素的帧间预测像素点值。在一个实施例中，非平移运动补偿模型为仿射、扭曲和/或全景运动补偿模型。
图5总结了上述本发明的实施例的几个方面。
图6为本申请实施例提供的对应帧间预测方法600的步骤的流程图。方法600包括以下步骤：根据视频信号的当前帧、参考帧和/或运动补偿模型，确定(601)当前全整数像素的运动矢量；根据当前全整数像素的运动矢量，为当前全整数像素确定(603)参考帧中的对应子整数像素；根据当前帧中的预定义滤波器支持像素集，生成(605)参考帧中的对应滤波器支持像素集，其中当前帧中的预定义滤波器支持像素集包括当前全整数像素的一个或多个相邻子整数像素；确定(607)参考帧中当前全整数像素的对应子整数像素和对应滤波器支持像素的相应像素点值；通过对参考帧中当前全整数像素的对应子整数像素的像素点值以及参考帧中对应滤波器支持像素的像素点值应用空间高通滤波器，确定(609)当前帧中当前像素的帧间预测像素点值。
处理单元可以是用于执行上述相应操作的任何种类的可编程或非可编程电路。处理单元可以包括硬件和软件。例如，处理单元可以包括一个或多个处理器和携带程序的瞬时或非瞬时性存储器，所述程序使得处理单元在所述程序由所述一个或多个处理器执行时执行相应的操作。
尽管本发明的特定特征或方面可能已经仅结合几种实现方式或实施例中的一种进行公开，但此类特征或方面可以和其它实现方式或实施例中的一个或多个特征或方面相结合，只要对于任何给定或特定的应用是有需要或有利。而且，在一定程度上，术语“包括”、“有”、“具有”或这些词的其它变形在详细的说明书或权利要求书中使用，这类术语和所述术语“包含”是类似的，都是表示包括的含义。同样，术语“示例性地”，“例如”仅表示为示例，而不是最好或最佳的。可以使用术语“耦合”和“连接”及其派生词。应当理解，这些术语可以用于指示两个元件彼此协作或交互，而不管它们是直接物理接触还是电接触，或者它们彼此不直接接触。
尽管本文中已说明和描述特定方面，但所属领域的技术人员应了解，多种替代和/或等效实现方式可在不脱离本发明的范围的情况下所示和描述的特定方面。该申请旨在覆盖本文论述的特定方面的任何修改或变化。
尽管以上权利要求书中的元件是利用对应的标签按照特定顺序列举的，除非对权利要求的阐述另有暗示用于实现部分或所有这些元件的特定顺序，否则这些元件不必限于以所述特定顺序来实施。
通过以上启示，对于本领域技术人员来说，许多替代、修改和变化是显而易见的。当然，所属领域的技术人员容易认识到除本文所述的应用之外，还存在本发明的众多其它应用。虽然已参考一个或多个特定实施例描述了本发明，但所属领域的技术人员将认识到在不偏离本发明的范围的前提下，仍可对本发明作出许多改变。因此，应理解，只要是在所附权利要求书及其等效物的范围内，可以用不同于本文具体描述的方式来实践本发明。

Claims (13)

1.一种用于对视频信号的当前帧的当前块的多个像素的当前全整数像素的像素点值进行帧间预测的装置（144、244），其特征在于，所述装置（144、244）包括处理单元，用于：
根据运动补偿模型，确定所述当前全整数像素的运动矢量，其中所述运动补偿模型为仿射运动补偿模型，所述确定所述当前全整数像素的运动矢量包括：使用当前全整数像素所属的相同块的像素的一个或多个运动矢量来确定所述当前全整数像素的运动矢量；
根据所述当前全整数像素的所述运动矢量，为所述当前全整数像素确定参考帧中的对应子整数像素；
根据所述当前帧中的预定义滤波器支持像素集，生成所述参考帧中的对应滤波器支持像素集，其中所述当前帧中的所述预定义滤波器支持像素集包括所述当前全整数像素的一个或多个相邻子整数像素；
确定所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素和所述对应滤波器支持像素的相应像素点值；
通过对所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素的像素点值以及所述参考帧中所述对应滤波器支持像素的像素点值应用空间高通滤波器，确定所述当前帧中所述当前全整数像素的帧间预测像素点值。
2.根据权利要求1所述的装置（144、244），其特征在于，所述当前帧中的所述预定义滤波器支持像素集包括：所述当前帧中的所述当前全整数像素的一个或多个垂直和/或水平相邻的半整数像素。
3.根据权利要求1或2所述的装置（144、244），其特征在于，所述当前帧中的所述预定义滤波器支持像素集包括：所述当前帧中的所述当前全整数像素的一个或多个垂直和/或水平相邻全整数像素。
4.根据权利要求1或2所述的装置（144、244），其特征在于，所述空间高通滤波器是5抽头滤波器。
5.根据权利要求1或2所述的装置（144、244），其特征在于，所述装置（144、244）的所述处理单元用于：根据对所述参考帧中的相应相邻全整数像素的双线性插值，确定所述参考帧中的所述当前全整数像素的所述对应子整数像素的所述相应像素点值和所述参考帧中的所述对应滤波器支持像素的所述相应像素点值。
6.根据权利要求1或2所述的装置（144、244），其特征在于，所述装置（144、244）的所述处理单元还用于：根据所述当前全整数像素的所述运动矢量和所述当前全整数像素的相邻全整数像素的一个或多个运动矢量，确定所述当前帧中所述滤波器支持像素的每个子整数像素的相应运动矢量。
7.根据权利要求6所述的装置（144、244），其特征在于，所述装置（144、244）的所述处理单元用于：通过确定所述当前全整数像素的所述运动矢量与所述当前全整数像素的相邻全整数像素的一个或多个运动矢量的均值矢量，确定所述当前帧中所述滤波器支持像素的每个子整数像素的相应运动矢量。
8.根据权利要求6所述的装置（144、244），其特征在于，所述装置（144、244）的所述处理单元还用于：根据所述视频信号的所述当前帧、所述参考帧和/或运动补偿模型，确定所述当前全整数像素的相邻全整数像素的所述一个或多个运动矢量。
9.根据权利要求1或2所述的装置（144、244），其特征在于，所述装置（144、244）的所述处理单元用于：在根据非平移运动补偿模型确定所述当前全整数像素的所述运动矢量的情况下，通过对所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素的所述像素点值以及所述参考帧中所述对应滤波器支持像素的所述像素点值应用空间高通滤波器，确定所述当前帧中所述当前像素的所述帧间预测像素点值；在根据平移运动补偿模型确定所述当前全整数像素的所述运动矢量的情况下，根据传统方案确定所述当前帧中所述当前像素的所述帧间预测像素点值。
10.一种用于对视频信号的当前帧的当前块的多个像素的当前全整数像素的像素点值进行帧间预测的方法（600），其特征在于，所述方法（600）包括：
根据运动补偿模型，确定（601）所述当前全整数像素的运动矢量，其中所述运动补偿模型为仿射运动补偿模型，所述确定所述当前全整数像素的运动矢量包括：使用当前全整数像素所属的相同块的像素的一个或多个运动矢量来确定所述当前全整数像素的运动矢量；
根据所述当前全整数像素的所述运动矢量，为所述当前全整数像素确定（603）参考帧中的对应子整数像素；
根据所述当前帧中的预定义滤波器支持像素集，生成（605）所述参考帧中的对应滤波器支持像素集，其中所述当前帧中的所述预定义滤波器支持像素集包括所述当前全整数像素的一个或多个相邻子整数像素；
确定（607）所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素和所述对应滤波器支持像素的相应像素点值；
通过对所述参考帧中所述当前全整数像素的所述对应子整数像素的像素点值以及所述参考帧中所述对应滤波器支持像素的像素点值应用空间高通滤波器，确定（609）所述当前帧中所述当前全整数像素的帧间预测像素点值。
11.一种用于编码视频信号的当前帧的编码装置（100），其特征在于，所述编码装置（100）包括如权利要求1至9中任一项所述的帧间预测装置（144）。
12.一种解码装置（200），其特征在于，用于对压缩视频信号的当前重建帧进行解码，所述解码装置（200）包括如权利要求1至9中任一项所述的帧间预测装置（244）。
13.一种计算机可读介质，其特征在于，所述可读介质存储程序代码，当在计算机或处理器上执行所述程序代码时，用于执行权利要求10所述的方法。
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