本发明实施例涉及通信技术领域， 尤其是一种视频编码方法及装置、 视频 解码方法及装置。 背景技术

为了满足人们对高清视频的传送和存储需求， 下一代视频编码标准将重点 面向高清、 超高清视频大幅度提高视频编码压缩效率， 以解决高清视频的带宽 需求增长和信息网络基础设施的发展之间的矛 盾。

在国际电信联盟（International Telegraph Union, 简称： ITU ) 下的视频编 码专家组（Video Coding Experts Group, 简称： VCEG )提案中提出的基于块 ( block )下采样分解并利用相邻像素之间的相关性进� �帧内预测编码的编码实 现方法。 具体地， 对 8 x 8大小的块通过下采样分解， 得到 4个 4 x 4的块， 对 4个 块中的 1个块（block )进行帧内 （Intra )编码， 然后以该 4个块中的 1个块的重 构图像作为参考， 对 4个块中的其余 3个块进行预测编码。 在该编码过程中， 需 要对作为参考的 4个块中的 1个块进行插值， 以便使得 4个块中的其余 3个块的预 测估计更准确。 由于编码实现方法采用了基于块下采样分解， 因此充分利用了 块级的率失真优化（Rate-Distortion Optimization, 简称： RDO ) 决策编码， 从 而改善了编码压缩性能。 发明人在实施本发明的过程中发现，当对 4个块中作为参考的 1个块 ( block ) 进行插值时， 虽然采用固定系数的差值滤波器实现方便， 但采用固定系数的插 值滤波器不能很好的适应图像内容的变化， 因此不利于进一步提升视频编码性 能。 发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种视频编码方 法及装置、 视频解码方法及 装置， 通过基于帧级或宏块级的自适应插值提高视频 编码压缩效率。

本发明实施例提供一种视频编码方法， 包括：

根据视频帧获取插值滤波系数；

对所述视频帧根据所述插值滤波系数进行宏块 下采样分解帧内编码，其中， 所述宏块下采样分解帧内编码中的插值过程使 用所述插值滤波系数。

本发明实施例还提供一种视频解码方法， 包括：

从视频帧形成的码流中获取所述视频帧的插值 滤波系数；

根据所述插值滤波系数对所述视频帧形成的码 流进行宏块下采样分解帧内 解码， 其中， 对所述宏块下采样帧内解码中的插值过程采用 插值滤波系数进行 插值运算。

本发明实施例还提供一种视频编码装置， 包括：

获耳4莫块， 用于根据视频帧获取插值滤波系数；

编码模块， 用于对所述视频帧根据所述插值滤波系数进行 宏块下采样分解 帧内编码；

插值模块， 用于在宏块下采样分解帧内编码中的插值过程 使用所述插值滤 波系数进行插值运算。

本发明实施例还提供一种视频解码装置， 包括： 获取模块， 用于从视频帧形成的码流中获取所述视频帧的 插值滤波系数； 解码模块， 用于根据所述插值滤波系数对所述视频帧形成 的码流进行宏块 下采样分解帧内解码；

插值模块， 用于对所述宏块下采样解码帧内编码中的插值 过程采用插值滤 波系数进行插值运算。

本发明实施例还提供一种视频编码方法， 包括：

从设定滤波器集合中获取插值滤波器；

将所述插值滤波器分配给视频帧的宏块；

根据所述插值滤波器对应的插值滤波系数对所 述视频帧的宏块进行宏块下 采样分解帧内编码， 其中， 所述宏块下采样分解帧内编码中的插值过程使 用插 值滤波系数；

将所述插值滤波器对应的标识信息写入所述视 频帧形成的码流， 使接收设 备根据所述标识信息获取插值滤波器进行解码 处理。

本发明实施例还提供一种视频解码方法， 包括：

从视频帧形成的码流中获取标识信息；

根据所述标识信息从设定滤波器集合中获取插 值滤波器， 将所述插值滤波 器分配给所述视频帧的宏块；

根据所述插值滤波器对应的插值滤波系数对所 述宏块进行宏块下采样分解 帧内解码； 其中， 所述宏块下采样分解帧内解码中的插值过程使 用插值滤波系 数。

本发明实施例还提供一种视频编码装置， 包括：

获取模块， 用于从设定滤波器集合中获取插值滤波器；

分配模块， 用于将所述插值滤波器分配给视频帧的宏块； 编码模块， 用于根据所述插值滤波器对应的插值滤波系数 对所述视频帧进 行宏块下采样分解帧内编码； 写入模块， 用于将所述插值滤波器对应的标识信息写入所 述视频帧形成的 码流， 使接收设备根据所述标识信息获取插值滤波器 进行解码处理。 本发明实施例还提供一种视频解码装置， 包括： 第一获取模块， 用于从视频帧形成的码流中获取标识信息； 第二获取模块， 用于根据所述标识信息从设定滤波器集合中获 取插值滤波 器， 将所述插值滤波器分配给所述视频帧的宏块； 解码模块， 用于根据所述插值滤波器对应的插值滤波系数 对所述宏块进行 宏块下采样分解帧内解码。 本发明实施例提供的视频编码方法及装置、 视频解码方法及装置， 通过视 频帧获取到插值滤波系数， 并根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采样 分解 帧内编码， 由于每一视频帧都有该视频帧对应的插值滤波 系数， 因此在对视频 帧进行宏块下采样分解帧内编码中的插值过程 中， 实现了采用插值滤波系数对 视频帧的宏块根据视频帧的图像内容变化自适 应插值， 该自适应插值方法提高 了视频编码压缩效率。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中 的技术方案， 下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单 地介绍， 显而易见地， 下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付 出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。 图 1为本发明实施例所适用的宏块下采样分解示� �图； 图 2为图 1所示对宏块进行插值所采用的滤波器示意图� � 图 3为本发明实施例所适用的 宏块下采样分解帧内编码的流程示意图； 图 4为本发明视频编码方法一个实施例的流程示� �图；

图 5为本发明视频编码方法又一个实施例的流程� �意图；

图 6为本发明视频编码方法另一个实施例的流程� �意图；

图 7为本发明视频编码方法另一个实施例的流程� �意图；

图 8为本发明实施例所适用的宏块下采样分解帧� �解码的流程示意图； 图 9为本发明视频解码方法一个实施例的流程示� �图；

图 10为本发明视频解码方法又一个实施例的流程� ��意图；

图 11为本发明视频编码装置一个实施例的结构示� ��图；

图 12为本发明视频编码装置又一个实施例的结构� ��意图；

图 13为本发明视频解码装置一个实施例的结构示� ��图；

图 14为本发明视频解码装置又一个实施例的结构� ��意图；

图 15为本发明视频编码方法再一个实施例的流程� ��意图；

图 16为本发明视频解码方法另一个实施例的流程� ��意图；

图 17为本发明视频编码装置再一个实施例的结构� ��意图；

图 18为本发明视频解码装置另一个实施例的结构� ��意图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是 全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

在基于块的混合视频编码框架下主要有两类编 码方式： 帧内编码 （Intra coding )和帧间编码（ Inter coding ); 其中， 帧内编码利用空域相关性去除空域 冗余， 由于在编码过程中仅涉及当前帧的信息， 因此不需要对参考帧进行插值。 帧间编码利用时域相关性（例如： 运动补偿预测）， 根据参考帧进行预测编码插 值， 实现运动补偿预测。

图 1为本发明实施例所适用的下采样分解示意图� � 图 2为图 1所示对宏块 进行插值所采用的滤波器示意图， 如图 1所示， "0"、 "s"、 "Ξ"、 "□" 表示视 频帧中的四种像素不同坐标位置， 一个 16χ 16大小的宏块（MacroBlock, 简称： MB) 经过 1/2下采样分解后形成 4个 8x8的块， 即： 块 0、 块 1、 块 2、 块 3; 如图 2所示， 块 3 (block3 )作为帧内 （Intra)编码块， 对块 1进行编码时需要 对块 3在垂直方向采用 4-抽头 （ tap )进行插值， 对块 2进行编码时需要对块 3 在水平方向采用 4-抽头 （tap)进行插值， 对块 0进行编码时需要对块 3在四邻 域求取均值。 本发明实施例以图 1为例进行说明， 但图 1所示 MB的大小与下 采样方式并不能构成对本发明实施例的限制， MB 的大小还可以为 32x 32、 64 χ64等， 本发明实施例可以根据实际需要将 mxm大小的 MB经过 1/3、 或者 1/4等等下采样分解形成相应的块。

图 3为本发明实施例所适用的 MB下采样分解帧内编码的流程示意图， 如图 3所示， 本发明实施例中所述的 MB下采样分解帧内编码具体包括如下步 骤：

步骤 301、 对视频帧的 MB进行下采样分解， 形成 n ² 个块；

其中， 对视频帧进行 1/n下采样分解， 形成 n ² 个块， 其中 n为大于 1的正 整数， 如图 1所示， 以 n具体为 2进行说明， 对 MB进行 1/2下采样分解， 共形 成 4个块（block), 即： 块 0、 块 1、 块 2、 块 3;

步骤 302、 对 MB中的 1个块（block)进行帧内 （Intra)编码；

如图 1所示， 将 4个块（块 0、 块 1、 块 2、 块 3 ) 中的块 3 (block3 )作为 帧内 （Intra)编码块， 对帧内 （ Intra )编码块的预测残差进行变换、 量化和熵编 码， 形成已编码的帧内编码块（块 3 )的重构图像值； 其中， 预测残差具体可以 为原始图像像素值与预测值之间的差值；

步骤 303、 根据已编码的帧内编码块的重构图像值， 对其余（n ² -l )个块进 行基于插值的块间预测编码；

其中， 本发明实施例中的基于插值的块间预测具体可 以为： 以 MB 中的帧 内编码块（块 3 )的重构图像值为参考， 利用插值滤波系数对图像重构值进行插 值， 以插值后的帧内编码块的相对应位置的像素值 作为 MB 中的其余块的预测 值； 如图 1所示， 对块 0、 块 1、 块 2进行根据块 3进行基于插值的块间预测编 码； 其中， 使用固定的滤波器系数对已编码的帧内编码块 （块 3 )的重构图像值 进行插值。 滤波器系数既可以是 2维不可分离的插值滤波系数， 也可以是 2维 可分离的插值滤波系数。 图 2给出了一种 4抽头 （tap ) 的滤波器， 分别对块 1 进行垂直方向的插值、 对块 2进行水平方向的插值、 对块 0进行四邻域求取均 值； 对帧内编码块（块 3 ) 的预测残差进行变换、 量化和熵编码；

步骤 304、 对 MB形成的 n ² 个块的重构图像值进行上采样合成， 得到 MB 的重构图像值；

其中， 上采样合成是将 MB内的所有块（块 0、 块 1、 块 2、 块 3 ) 的像素 重新组合成 MB的过程， 为步骤 301中下采样分解的逆过程。

在上述编码过程中， 由于下采样分解是在宏块级（MB level )上进行的， 因 此， 可以作为一种新的 MB 类型， 与现有 MB 类型一起参与率失真优化 ( Rate-Distortion Optimization, 简称： RDO )编码； 作为宏块级（ MB level )的 技术， 可以在宏块级（MB level )上实现较好的适应视频帧（图像） 内不同区域 的纹理特性， 从而提高编码压缩效率。

图 4为本发明视频编码方法一个实施例的流程示� �图， 如图 4所示， 本发 明实施例包括如下步骤：

步骤 401、 根据视频帧获取插值滤波系数；

步骤 402、根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采 样分解帧内编码，其中， 宏块下采样分解帧内编码中的插值过程使用所 述插值滤波系数。

其中， 步骤 402中所述的宏块下采样分解帧内编码适用于图 3所述的宏块 下采样分解帧内编码， 并且， 步骤 402中的 MB下采样分解 Intra编码中的插值 过程采用从视频帧中获取到的插值滤波系数； 具体地，结合图 1〜图 3进行说明， 在基于插值的块间预测过程中， 以 MB中的帧内编码块（块 3 )的重构图像值为 参考， 利用插值滤波系数对图像重构值进行插值， 以插值后的帧内编码块的相 对应位置的像素值作为 MB中的其余块的预测值。

本发明实施例提供的视频编码方法， 通过视频帧获取到插值滤波系数， 并 根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采样分 解帧内编码， 由于每一视频帧都 有该视频帧对应的插值滤波系数， 因此在对视频帧进行宏块下采样分解帧内编 码中的插值过程中， 实现了采用插值滤波系数对视频帧的宏块根据 视频帧的图 像内容变化自适应插值， 该基于帧级的自适应插值方法提高了视频编码 压缩效 率。

图 5为本发明视频编码方法又一个实施例的流程� �意图， 如图 5所示， 本 发明实施例包括如下步骤：

步骤 501、 对视频帧根据固定插值滤波系数进行宏块下采 样分解帧内编码， 获取视频帧重构图像；

其中，结合图 1进行示例性说明，对图 1所示的 16 16大小的 MB进行 1/2 下采样， 采用固定插值滤波系数进行下采样插值， 形成 4个块， 分别为： 块 0、 块 1、 块 2、 块 3; 对 4个块中的一个块进行帧内编码， 例如： 将块 3作为帧内 编码块进行帧内编码， 得到块 3的重构像素值， 再对得到的块 3的重构像素值 进行插值， 然后再根据插值后的块 3的重构像素值对 4个块中的其余 3个块进 行基于插值的块间预测编码； 本发明实施例中的固定插值滤波系数为编码设 备 预先设置的用于对视频帧进行插值运算的滤波 器系数， 既可以为 2维不可分离 的插值滤波系数， 也可以为 2维可分离的插值滤波系数。

步骤 502、根据视频帧的原始像素值与基于重构图像 得到的预测值之间的差 值得到第一预测残差， 根据第一预测残差获取视频帧的插值滤波系数 插值滤波 系数；

其中， 在本发明实施例中， 插值滤波系数可以是通过解方程组或者优化算 法计算得到的使重构图像的预测残差能量最小 的插值滤波系数； 其中， 预测残 差具体可以为视频帧的原始像素值与根据重构 图像得到的预测值之间的差值。 当然， 在可选择的实施例中， 可以根据需要在预测残差能量允许的范围内确 定 插值滤波系数。

步骤 503、对视频帧根据插值滤波系数进行宏块下采 样分解帧内编码，其中， 宏块下采样分解帧内编码中的插值过程使用所 述插值滤波系数；

其中， 步骤 503中所述的宏块下采样分解帧内编码适用于图 3所述的宏块 下采样分解帧内编码； 具体地， 结合图 1〜图 3进行说明， 在基于插值的块间预 测过程中， 以 MB中的帧内编码块（块 3 )的重构图像值为参考， 利用插值滤波 系数对图像重构值进行插值， 以插值后的帧内编码块的相对应位置的像素值 作 为 MB中的其余块的预测值； 当获取到 MB的 4个块的全部的重构图像值，对 4 个块的全部的重构图像值进行上采样合成， 从而得到 MB的重构图像值； 其中， 上采样合成是将 4个块的重构图像值重新组合成 MB的过程， 是上述步骤 501 中下采样分解的逆过程。 在该编码过程中， 由于下采样分解是在宏块级（MB level )进行的， 因此， 可以作为一种新的 MB类型， 与现有 MB类型一起参与 RDO编码。作为一种宏 块级（MB level ) 的技术， 通过在宏块级（ MB level )上进行编码较好地适应了 视频帧内不同区域的纹理特性， 从而提高了编码压缩效率； 进一步地， 由于采 用了 MB下采样分解帧内 （Intra )编码， 并且下采样分解形成的各个块（ block ) 之间的位置关系相对确定， 因此根据插值滤波系数进行宏块下采样分解帧 内编 码时， 无需进行运动估计。

步骤 504、将插值滤波系数写入视频帧形成的码流， 使接收设备根据该插值 滤波系数进行解码处理。

其中， 将插值滤波系数与固定插值系数进行减法运算 获取差值系数， 将差 值系数写入码流， 使接收设备根据该差值系数获取到插值滤波系 数， 并根据该 插值滤波系数进行解码处理； 由于差值系数的数据量远远小于插值滤波系数 的 数据量， 因此通过码流传送差值系数能够减小视频数据 在传输时占用的带宽； 在将差值系数写入码流时， 可以将差值系数写到视频帧的图像头、 或者条带头 ( Slice header,简称： SH )、或者图像参数集（ Picture Parameter Set,简称： PPS )； 进一步地， 可以利用插值滤波系数的对称性， 将该插值滤波系数写入码流时只 需写入该插值滤波系数中的一半滤波系数即可 ， 从而节约了编码比特开销。

本发明实施例提供的视频编码方法， 通过视频帧获取到插值滤波系数， 并 根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采样分 解帧内编码， 由于每一视频帧都 有该视频帧对应的插值滤波系数， 因此在对视频帧进行插值的过程中实现了采 用插值滤波系数对视频帧的宏块根据视频帧的 图像内容变化自适应插值， 从而 提高了视频编码压缩效率。

在上述图 5所示实施例中， 在获取插值滤波系数时， 对 MB中所有的块进 行了一次下采样分解帧内 （Intra )编码； 在获取到插值滤波系数后， 对视频帧进 行了下采样分解帧内（ Intra )编码，因此，该视频编码过程仍属于两次（ Two pass ) 编码。

图 6为本发明视频编码方法另一个实施例的流程� �意图， 如图 6所示， 本 发明实施例包括如下步骤：

步骤 601、根据视频帧的原始像素值与基于视频帧得 到的预测值之间的差值 得到第二预测残差插值滤波系数；

步骤 602、 根据第二预测残差获取视频帧的插值滤波系数 ；

步骤 603、对视频帧根据插值滤波系数进行宏块下采 样分解帧内编码，其中， 宏块下采样分解帧内编码中的插值过程使用所 述插值滤波系数。

其中， 步骤 603中所述的宏块下采样分解帧内编码适用于图 3所述的宏块 下采样分解帧内编码，结合图 1〜图 3进行说明，在基于插值的块间预测过程中， 以 MB中的帧内编码块（块 3 )的重构图像值为参考， 利用插值滤波系数对图像 重构值进行插值， 以插值后的帧内编码块的相对应位置的像素值 作为 MB 中的 其余块的预测值。

本发明实施例提供的视频编码方法， 根据视频帧的原始像素值与基于视频 帧得到的预测值之间的差值得到第二预测残差 ， 并根据第二预测残差获取视频 帧的插值滤波系数， 由于不需对视频帧进行编码获得视频帧重构图 像， 因此降 低了编码过程的复杂度； 根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采样分 解帧内 编码， 整个视频编码过程实现了一次（One pass )编码， 由于每一视频帧都有该 视频帧对应的插值滤波系数， 因此在对视频帧进行插值的过程中实现了采用 插 值滤波系数对视频帧的宏块根据视频帧的图像 内容变化自适应插值， 从而提高 了视频编码压缩效率。 图 7为本发明视频编码方法另一个实施例的流程� �意图， 如图 7所示， 本 发明实施例包括如下步骤：

步骤 701、获取视频帧在第一方向上的预测残差能量 最小的最佳第一方向插 值滤波系数；

其中， 以第一方向具体为视频帧的垂直方向为例并结 合图 1进行说明， MB 被 1/2下采样分解成 4个块， 其中， 将块 3作为帧内编码块， 其余块（块 0、 块 1、 块 2)作为块间预测编码块； 采用 2维可分离自适应插值滤波器（Adaptive

Interpolation Filter, 简称： AIF )对块 1在垂直方向进行插值， 对块 2进行水平 方向插值； 块 1的预测残差为 _y =P _y -∑h P , _y ， 其中， 表示块 1的预测

i

残差， 表示在块 1中坐标位置为（ c， _y )的原始像素值， ³ ^表示在块 3中 坐标位置为 ( + , y ) 的原始像素值， 其中， x = x-n/2， n表示 AIF抽头数， /^表示视频帧在垂直方向上的插值滤波系数， 0<= < «。

在获取到 MB中的块 1的预测残差 _y = ^-2 _; . ₊ 后，对视频帧中的其

i

余 MB也进行上述计算， 即可获取到视频帧的所有与垂直方向插值相关 的 （即 所有 MB中相应的块 1)预测残差； 进一步地， 为求得最佳第一方向插值滤波系 数， 需要求解 ^argmin ( ) ² } = _ar gmin CP -^ 0·) ² }， 当求解出上述

Κ = arg min | | = arg min |∑«,-∑ K .P _x ³ , _y+i ) ² }后， 即可使得视频顿的所有与垂 直方向插值相关的（即所有 MB中相应的块 1 )的预测残差能量为最小， 从而得 到帧级（frame-level) 的最佳第一方向插值滤波系数/^

步骤 702、获取视频帧在与第一方向垂直的第二方向 上的预测残差能量最小 的最佳第二方向插值滤波系数， 其中， 最佳第一方向插值滤波系数和最佳第二 方向插值滤波系数为插值滤波系数； 其中， 以第二方向具体为视频帧的水平方向为例并结 合图 1进行说明， 块 2 的预测残差为 ^ = -∑ ， 其中， ^表示块 2的预测残差， 表示在块

2中坐标位置为（； c， y )的原始像素值， 表示块 3中坐标位置为（ c， y + i ) 的原始像素值， 其中， j) = y-"/2， 《表示滤波器的抽头个数， 对于图 1所示的 MB, n = 4; v _; 表示水平方向的插值滤波系数， 其中， 0 <= i < n。

在获得 1个 MB中 block2的预测残差后， 进一步地， 对当前帧中其它 MB 也进行上述计算， 即可得到当前帧的所有与水平方向插值相关的 （即视频帧内 所有的块 2 ) 的预测残差； 为求得插值滤波系数， 需要求解 v _; = arg min |∑ † | = arg min |∑ ( _y -∑ν _{; +;} ) ² |的最小化值， 当求解出上述 v _; = arg min \∑« _y ) ² | = arg min|x ( -∑ v _{; y+i} ) ² }的最小化值后， 即可使得视频顿 的所有与水平方向插值相关的（即所有 MB中相应的块 2 )的预测残差能量为最 小， 从而得到帧级（frame-level ) 的最佳第二方向插值滤波系数 其中， 最佳 第一方向插值滤波系数和最佳第二方向插值滤 波系数为插值滤波系数。 在上述 获取最佳第二方向插值滤波系数的过程中， 仅以块 2进行示例性说明， 在实际 求取最佳第二方向插值滤波系数的过程中， 也可以将块 0和块 2结合在一起获 取最佳第二方向插值滤波系数。

步骤 703、对视频帧根据插值滤波系数进行宏块下采 样分解帧内编码，其中， 宏块下采样分解帧内编码中的插值过程使用所 述插值滤波系数；

其中， 步骤 703中所述的宏块下采样分解帧内编码适用于图 3所述的宏块 下采样分解帧内编码，结合图 1〜图 3进行说明，在基于插值的块间预测过程中， 以 MB中的帧内编码块（块 3 )的重构图像值为参考， 利用插值滤波系数对图像 重构值进行插值， 以插值后的帧内编码块的相对应位置的像素值 作为 MB 中的 其余块的预测值。

在该编码过程中， 由于下采样分解是在宏块级（MB level )进行的， 因此， 可以作为一种新的 MB 类型， 与现有 MB 类型一起参与率失真优化 ( Rate-Distortion Optimization, 简称： RDO )编码。 作为一种宏块级 ( MB level ) 的技术， 通过在宏块级（ MB level )上进行编码较好地适应了视频帧内不同区域 的纹理特性， 从而提高了编码压缩效率； 进一步地， 由于采用了 MB下采样分 解帧内 （Intra )编码， 并且下采样分解形成的各个块（block )之间的位置关系 相对确定， 因此根据插值滤波系数进行宏块下采样分解帧 内编码时， 无需进行 运动估计。

步骤 704、将插值滤波系数写入视频帧形成的码流， 使接收设备根据插值滤 波系数进行解码处理。

其中， 还可以将插值滤波系数与固定插值系数进行减 法运算获取差值系数， 将差值系数写入码流， 使接收设备根据该差值系数获取到插值滤波系 数， 并根 据该插值滤波系数进行解码处理； 由于差值系数的数据量远远小于插值滤波系 数的数据量， 因此通过码流传送差值系数能够减小视频数据 在传输时占用的带 宽； 在将差值系数写入码流时，可以将差值系数写 到视频帧的图像头、或者 SH、 或者 PPS; 进一步， 由于插值滤波系数具有对称性， 因此在将该插值滤波系数 写入码流时只需写入该插值滤波系数中的一半 滤波系数即可， 从而节约了编码 比特开销。

本发明实施例提供的视频编码方法， 由于在插值滤波系数的获取过程中均 采用视频帧的原始图像像素值分别得到水平方 向和竖直方向的预测残差， 由于 不需对视频帧进行编码获取视频帧的重构图像 ， 避免了对视频帧进行图像重构 的操作， 降低了编码实现的复杂度； 根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采 样分解帧内编码， 整个编码过程仅需一次编码即可实现自适应插 值， 由于每一 视频帧都有该视频帧对应的插值滤波系数， 因此在对视频帧进行插值的过程中 实现了采用插值滤波系数对视频帧的宏块根据 视频帧的图像内容变化自适应插 值， 从而提高了视频编码压缩效率。

可选择地， 在上述图 7所示实施例中， 若获取到的 MB中的块 1的预测残 y = P _y -∑hi . P _+i , _y 中的/ 作为帧内编码块的块 3中坐标位置为（ + ， y ) i

的重构像素值， 块 2的预测残差为 = ^ -∑ _; - _+; 中的 /^^作为帧内编码块的 i

块 3中坐标位置为 （ + y ) 的重构像素值， 则通过图 7所示实施例可以实现 通过视频帧重构图像后计算得到视频帧的插值 滤波系数， 也即， 图 5 所示实施 例中步骤 502根据重构图像获取视频帧的插值滤波系数可 以通过图 7所示实施 例实现。

图 8为本发明实施例所适用的 MB下采样分解帧内解码的流程示意图， 如图 8所示， 并结合图 1进行示例性说明， 本发明实施例中所述的 MB下采样 分解帧内解码具体包括如下步骤：

步骤 801、 从视频帧形成的码流进行处理并获得 MB的残差系数；

步骤 802、 对 MB中的 1个块进行帧内解码；

其中， 如图 1所示， 将 MB形成的 4个块（块 0、 块 1、 块 2、 块 3 ) 中的 块 3 ( block3 )作为帧内 （Intra )编码块进行帧内解码， 利用已解码的块 3的解 码图像值， 对该 MB内部其余块（块 0、 块 1、 块 2 )进行基于插值的块间预测 解码； 利用滤波器系数对已解码的块 3 的重构图像进行插值； 此外， 本发明实 施例中的基于插值的块间预测具体可以为： 以 MB中的帧内编码块（块 3 )的重 构图像值为参考， 利用插值滤波系数对图像重构值进行插值， 以插值后的帧内 编码块的相对应位置的像素值作为 MB中的其余块的预测值。 步骤 803、对上述 MB的所有块的重构图像值进行上采样合成，得� �� MB的 重构图像值。

其中， 上采样合成是将 MB内的所有块（块 0、 块 1、 块 2、 块 3 ) 的像素 重新组合成 MB的过程。

在上述解码过程中， 由于上采样合成是在宏块级（MB level )上进行的， 因 此， 可以作为一种新的 MB类型， 可以在宏块级（ MB level )上实现较好的适应 视频帧 （图像） 内不同区域的纹理特性。

图 9为本发明视频解码方法一个实施例的流程示� �图， 如图 9所示， 本发 明实施例包括如下步骤：

步骤 901、 从视频帧形成的码流中获取视频帧的插值滤波 系数；

步骤 902、根据插值滤波系数对视频帧形成的码流进 行宏块下采样分解帧内 解码， 其中， 宏块下采样分解帧内解码中的插值过程使用该 插值滤波系数。

本发明实施例提供的视频解码方法， 从视频帧形成的码流中获取到插值滤 波系数， 并根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采样 分解帧内解码， 基于宏 块级（MB level )解码过程实现了较好的适应视频帧（图像） 内不同区域的纹理 特性。

图 10为本发明视频解码方法又一个实施例的流程� ��意图， 如图 10所示， 本发明实施例包括如下步骤：

步骤 101、从视频帧中获取差值系数， 将差值系数与固定插值系数进行加法 运算获取插值滤波系数；

其中， 由于差值系数的数据量远远小于插值滤波系数 的数据量， 因此通过 码流传送差值系数能够减小视频数据在传输时 占用的带宽； 又由于差值系数在 写入码流时， 可将差值系数写到视频帧的图像头、 或者 SH、 或者 PPS， 因此通 过视频帧的图像头、 或者 SH、 或者 PPS即可获取该插值系数； 进一步地， 还可 以利用插值滤波系数的对称性， 通过在码流中获取到该插值滤波系数的一半滤 波系数即可获取全部的插值滤波系数。

步骤 102、 从视频帧形成的码流进行处理并获取宏块的残 差系数； 步骤 103、根据残差系数对宏块中的一个块进行帧内 解码得到宏块中的一个 块的解码图像值；

其中， 结合图 1 进行示例性说明， 视频帧所形成的码流中 16 x 16 大小的 MB所形成的 4个块， 分别为： 块 0、 块 1、 块 2、 块 3; 对 4个块中的一个块进 行帧内解码， 例如： 将块 3根据残差系数进行帧内解码得到该宏块中的� � 3的 解码图像值。

步骤 104、根据宏块中的一个块的解码图像值和插值 滤波系数对宏块中的其 余块进行基于插值的块间预测解码得到宏块中 的其余块的解码图像值；

其中， 结合图 1进行示例性说明， 根据块 3的解码图像值和插值滤波系数 对该 MB中的其余块（块 0、 块 1、 块 2 )进行基于插值的块间预测解码分别得 到其余块对应的解码图像值。

步骤 105、对宏块中的所有块的解码图像值进行上采 样合成，得到宏块的解 码图像值。

其中， 结合图 1进行示例性说明， 对 MB中的所有块（块 0、 块 1、 块 2、 块 3 )的解码图像值进行上采样合成， 从而得到该 MB的重构图像值； 其中上采 样合成是将 4个块的重构图像值重新组合成 MB的过程。

本发明实施例提供的视频解码方法， 从视频帧形成的码流中获取到插值滤 波系数， 并根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采样 分解帧内解码， 基于宏 块级（MB level )解码过程实现了较好的适应视频帧（图像） 内不同区域的纹理 特性。

图 11为本发明视频编码装置一个实施例的结构示� ��图， 如图 11所示， 本 实施例包括： 获取模块 11、 编码模块 12、 插值模块 13;

其中， 获耳4莫块 11根据视频帧获取插值滤波系数； 编码模块 12对视频帧 根据获取模块 11获取到的插值滤波系数进行宏块下采样分解� ��内编码； 插值模 块 13在编码模块 12进行宏块下采样分解帧内编码中的插值过程� ��用获耳4莫块 11获取到的插值滤波系数进行插值运算。

本发明实施例提供的视频编码装置，通过获取 模块 11视频帧获取到插值滤 波系数，编码模块 12根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采样� ��解帧内编码， 由于每一视频帧都有该视频帧对应的插值滤波 系数， 因此在对视频帧进行插值 的过程中实现了采用插值滤波系数对视频帧的 宏块根据视频帧的图像内容变化 自适应插值， 从而提高了视频编码压缩效率。

图 12为本发明视频编码装置又一个实施例的结构� ��意图， 如图 12所示， 本实施例包括： 获取模块 21、 编码模块 22、 插值模块 23、 写入模块 24;

其中， 获 莫块 21根据视频帧获取插值滤波系数； 编码模块 22对视频帧 根据获耳4莫块 21获取到的插值滤波系数进行宏块下采样分解� ��内编码； 插值模 块 23在编码模块 22进行宏块下采样分解帧内编码中的插值过程� ��用获耳4莫块 21获取到的插值滤波系数进行插值运算； 写入模块 24将获取模块 21获取到的 插值滤波系数写入编码模块 22对视频帧编码后形成的码流， 使所述接收设备根 据所述插值滤波系数进行解码处理。

进一步地，获取模块 21还可以包括：第一获取单元 211、第二获取单元 212、 第三获取单元 213， 和 /或， 第四获取单元 214、 第五获取单元 215; 其中， 第一 获取单元 211 对视频帧根据固定插值滤波系数进行宏块下采 样分解帧内编码， 获取视频重构图像， 第二获取单元 212根据所述重构图像获取使预测残差能量 最小的插值滤波系数， 第三获取模块 213根据第二获取单元 212得到的第一预 测残差获取视频帧的插值滤波系数； 第四获取单元 214根据所述视频帧的原始 像素值与基于所述视频帧得到的预测值之间的 差值得到第二预测残差； 第五获 取单元 215根据第四获取单元 214得到的第二预测残差获取所述视频帧的插值 滤波系数插值滤波系数。

进一步地， 写入模块 24还可以包括： 减法单元 241和写入单元 242; 其中， 减法单元 241将所述插值滤波系数与固定插值系数进行减 法运算获取差值系数； 写入单元 242将所述差值系数写入码流， 使接收设备根据所述差值系数获取到 所述插值滤波系数， 并根据所述插值滤波系数进行解码处理。

本发明实施例提供的视频编码装置，通过获取 模块 21视频帧获取到插值滤 波系数，编码模块 22根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采样� ��解帧内编码， 由于每一视频帧都有该视频帧对应的插值滤波 系数， 因此在对视频帧进行插值 的过程中实现了采用插值滤波系数对视频帧的 宏块根据视频帧的图像内容变化 自适应插值， 从而提高了视频编码压缩效率。

图 13为本发明视频解码装置一个实施例的结构示� ��图， 如图 13所示， 本 实施例包括： 获取模块 31、 解码模块 32、 插值模块 33;

其中，获取模块 31从视频帧形成的码流中获取所述视频帧的插� ��滤波系数； 解码模块 32根据获取模块 31获取到的插值滤波系数对所述视频帧形成的� ��流 进行宏块下采样分解帧内解码； 插值模块 33对所述宏块下采样解码帧内编码中 的插值过程采用获耳4莫块 31获取到的插值滤波系数进行插值运算。

本发明实施例提供的视频解码装置，获取模块 31从视频帧形成的码流中获 取到插值滤波系数， 解码模块 32根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采样� �� 解帧内解码，基于宏块级（MB level )解码过程实现了较好的适应视频帧（图像） 内不同区域的纹理特性。

图 14为本发明视频解码装置又一个实施例的结构� ��意图， 如图 14所示， 本实施例包括： 获取模块 41、 解码模块 42、 插值模块 43;

其中，获取模块 41从视频帧形成的码流中获取所述视频帧的插� ��滤波系数； 解码模块 42根据获取模块 41获取到的插值滤波系数对所述视频帧形成的� ��流 进行宏块下采样分解帧内解码； 插值模块 43对解码模块 42进行宏块下采样解 码帧内编码中的插值过程采用获取模块 41 获取到的插值滤波系数进行插值运 进一步地， 获取模块 41还可以包括： 第一获取单元 411和加法单元 412; 其中， 第一获取单元 411从视频帧中获取差值系数； 加法单元 412将所述差值 系数与固定插值系数进行加法运算获取插值滤 波系数。

进一步地，解码模块 42还可以包括：第二获取单元 421、第一解码单元 422、 第二解码单元 423、 上采样单元 424; 其中， 第二获取单元 421对所述视频帧形 成的码流进行处理并获取宏块的残差系数； 第一解码单元 422根据所述残差系 数对所述宏块中的一个块进行帧内解码得到所 述宏块中的一个块的解码图像 值； 第二解码单元 423根据所述解码图像值和所述插值滤波系数对 所述宏块中 的其余块进行基于插值的块间预测解码得到所 述宏块中的其余块的解码图像 值； 上采样单元 424对所述宏块中的所有块的解码图像值进行上 采样合成， 得 到所述宏块的解码图像值。

本发明实施例提供的视频解码装置， 获取模块 41从视频帧形成的码流中获 取到插值滤波系数， 解码模块 42根据插值滤波系数对视频帧进行宏块下采样� �� 解帧内解码，基于宏块级（MB level )解码过程实现了较好的适应视频帧（图像） 内不同区域的纹理特性。

图 15为本发明视频编码方法再一个实施例的流程� ��意图， 如图 15所示， 本发明实施例包括如下步骤：

步骤 151、 从设定滤波器集合中获取插值滤波器；

步骤 152、 将插值滤波器分配给视频帧的宏块；

步骤 153、根据插值滤波器对应的插值滤波系数对视 频帧的宏块进行宏块下 采样分解帧内编码， 其中， 宏块下采样分解帧内编码中的插值过程使用插 值滤 波系数；

步骤 154、将插值滤波器对应的标识信息写入视频帧 形成的码流， 使接收设 备根据标识信息获取插值滤波器进行解码处理 。

本发明实施例中的标识信息， 具体可以为设定滤波器集合中能够表示滤波 器之间相互区别的标识信息， 例如： 设定滤波器集合中的每一个滤波器的编号、 或者每一个滤波器的序列号、 或者每一个滤波器的索引号， 但是编号、 序列号、 索引号并不构成对标识信息的限制。

本发明实施例提供的视频编码方法， 通过插值滤波器对应的插值滤波系数 对视频帧进行宏块下采样分解帧内编码， 在对视频帧进行插值的过程中采用插 值滤波器对视频帧的宏块根据图像内容变化自 适应插值， 该基于宏块级的自适 应插值方法提高了视频编码压缩效率； 由于标识信息的数据量远远小于最佳滤 波器的数据量， 因此通过码流传送标识信息能够减小视频数据 在传输时占用的 带宽。

进一步地， 在上述图 15所示实施例的基础上， 步骤 151具体可以通过如下 方式实现： 从设定滤波器集合中获取使宏块的预测残差能 量最小的插值滤波器 作为最佳的插值滤波器； 或者， 从设定滤波器集合中获取使宏块的率失真代价 最小的插值滤波器作为最佳的插值滤波器。

在上述图 15所示实施例的编码过程中， 由于下采样分解是在宏块级（MB level )上进行的， 因此， 可以将本发明实施例的编码过程作为一种新的 MB 类 型， 与现有 MB类型一起参与 RDO编码； 作为宏块级（MB level ) 的技术， 可 以在宏块级（MB level )上实现较好的适应视频帧（图像） 内不同区域的纹理特 性， 从而提高编码压缩效率。

图 16为本发明视频解码方法另一个实施例的流程� ��意图， 如图 16所示， 本发明实施例包括如下步骤：

步骤 161、 从视频帧形成的码流中获取标识信息；

步骤 162、根据标识信息从设定滤波器集合中的获取 插值滤波器， 将插值滤 波器分配给视频帧的宏块；

步骤 163、根据插值滤波器对应的插值滤波系数对宏 块进行宏块下采样分解 帧内解码。

本发明实施例提供的视频解码方法， 通过插值滤波器的标识信息对视频帧 进行宏块下采样分解帧内解码， 基于宏块级（MB level )解码过程实现了较好的 适应视频帧 （图像） 内不同区域的纹理特性。

在上述图 16所示实施例的基础上， 步骤 163具体可以包括：

对视频帧形成的码流进行处理并获取宏块的残 差系数；

根据残差系数对宏块中的一个块进行帧内解码 得到宏块中的一个块的解码 图像值；

根据解码图像值和插值滤波器对应的插值滤波 系数对宏块中的其余块进行 基于插值的块间预测解码得到宏块中的其余块 的解码图像值；

对宏块中的所有块的解码图像值进行上采样合 成， 得到宏块的解码图像值。 图 17为本发明视频编码装置再一个实施例的结构� ��意图， 如图 17所示， 本实施例包括： 获取模块 71、 分配模块 72、 编码模块 73、 写入模块 74;

其中， 获耳4莫块 71从设定滤波器集合中获取插值滤波器； 分配模块 72将 获取模块 71获取到的插值滤波器分配给视频帧的宏块； 编码模块 73根据所述 插值滤波器对应的插值滤波系数对视频帧进行 宏块下采样分解帧内编码； 写入 模块 74将所述插值滤波器对应的标识信息写入所述� ��频帧形成的码流， 使接收 设备根据所述标识信息获取插值滤波器进行解 码处理。

本发明实施例提供的视频编码装置， 编码模块 73通过获取模块 71获取到 的插值滤波器对应的插值滤波系数对视频帧进 行宏块下采样分解帧内编码， 在 对视频帧进行插值的过程中采用插值滤波器对 视频帧的宏块根据图像内容变化 自适应插值， 从而提高了视频编码压缩效率； 由于标识信息的数据量远远小于 最佳滤波器的数据量， 因此通过写入模块 74将标识信息写入码流传送标识信息 能够减小视频数据在传输时占用的带宽。

进一步地， 在上述图 17所示实施例的基础上， 获取模块 71还可以包括： 第一获取单元和 /或第二获取单元； 其中， 第一获取单元从设定滤波器集合中获 取使宏块的预测残差能量最小的插值滤波器作 为最佳的插值滤波器； 第二获取 单元从设定滤波器集合中获取使宏块的率失真 代价最 d、的插值滤波器作为最佳 的插值滤波器；

在上述图 17所示实施例中， 通过写入模块将所述插值滤波器对应的标识信 息写入所述视频帧形成的码流， 使接收设备根据所述标识信息获取插值滤波器 进行解码处理， 由于标识信息的数据量远远小于最佳滤波器的 数据量， 因此通 过码流传送标识信息能够减小视频数据在传输 时占用的带宽。

图 18为本发明视频解码装置另一个实施例的结构� ��意图， 如图 18所示， 本实施例包括： 第一获取模块 81、 第二获取模块 82、 解码模块 83; 其中， 第一获取模块 81从视频帧形成的码流中获取标识信息； 第二获取模 块 82根据所述标识信息从设定滤波器集合中的获� ��插值滤波器， 将所述插值滤 波其分配给所述视频帧的宏块； 解码模块 83根据所述插值滤波器对应的插值滤 波系数对所述宏块进行宏块下采样分解帧内解 码。

本发明实施例提供的视频解码装置， 通过第一获取模块 81获取到的插值滤 波器的标识信息对视频帧进行宏块下采样分解 帧内解码，基于宏块级（ MB level ) 解码过程实现了较好的适应视频帧 （图像） 内不同区域的纹理特性， 基于宏块 级（MB level )解码过程实现了较好的适应视频帧（图像） 内不同区域的纹理特 性。

进一步地， 在上述图 18所示实施例的基础上， 解码模块 83还可以包括： 第一获取单元、 第一解码单元、 第二解码单元、 上采样单元； 其中， 第一获取 单元对所述视频帧形成的码流进行处理并获取 宏块的残差系数； 第一解码单元 根据所述残差系数对所述宏块中的一个块进行 帧内解码得到所述宏块中的一个 块的解码图像值； 第二解码单元根据所述解码图像值和所述插值 滤波器对应的 插值滤波系数对所述宏块中的其余块进行基于 插值的块间预测解码得到所述宏 块中的其余块的解码图像值； 上采样单元对所述宏块中的所有块的解码图像 值 进行上采样合成， 得到所述宏块的解码图像值。

本领域普通技术人员可以理解： 实现上述实施例的全部或部分步骤可以通 过程序指令相关的硬件来完成， 前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介 质中， 该程序在执行时， 执行包括上述方法实施例的步骤； 而前述的存储介质 包括： ROM、 RAM, 磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质 。

最后应说明的是： 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案， 而非对其限 制； 尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说 明， 本领域的普通技术人员 应当理解： 其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案 进行修改， 或者对其 中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换， 并不使相应技术方案的 本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范 围。