專利名稱：：生成上下采樣濾波器及實現(xiàn)編碼的方法、系統(tǒng)和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及編碼技術(shù)，特別涉及生成上下采樣濾波器及實現(xiàn)編碼的方法、系統(tǒng)和裝置。
背景技術(shù)：
：隨著互聯(lián)網(wǎng)、無線通訊等技術(shù)的發(fā)展，以視頻為主的多媒體數(shù)據(jù)的傳輸需求也在迅速增加。如果不經(jīng)過壓縮而傳輸全部的多媒體數(shù)據(jù)，需要占用很大的帶寬和需要容量很大的存儲介質(zhì)，因此多媒體數(shù)據(jù)的傳輸量往往非常巨大，實現(xiàn)起來也非常困難，所以需要先對多媒體數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮編碼，然后再進(jìn)行傳輸。此外，在傳輸過程中還要求編碼和傳輸具有隨時間變化的網(wǎng)絡(luò)帶寬自適應(yīng)能力、抗誤碼性能，以及支持空間分級、時間分級和基于峰值信噪比(PSNR)質(zhì)量分級的能力，從而可以允許具有不同終端硬件設(shè)施條件和需求的用戶可以根據(jù)自身情況截取嵌入碼流，并將截取的嵌入碼流還原成不同質(zhì)量的信息。H.264視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)是目前多媒體數(shù)據(jù)通信中的主流標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)由國際電信聯(lián)盟電信標(biāo)準(zhǔn)部(ITU-T)聯(lián)合國際標(biāo)準(zhǔn)組織(ISO)和國際電工委員會(IEC)的運動圖像專家組(MPEG)制定，并于2003年正式發(fā)布。H.264標(biāo)準(zhǔn)采用分層模式，定義了視頻編碼層(VCL)和網(wǎng)絡(luò)抽象層(NAL)。其中，NAL是專門為網(wǎng)絡(luò)傳輸而設(shè)計的，可以適用不同網(wǎng)絡(luò)中的視頻傳輸。為了利于網(wǎng)絡(luò)中的分組傳輸，H.264引入了面向網(wǎng)際協(xié)議(IP)包的編碼機制，該機制支持視頻流媒體傳輸，能夠適應(yīng)誤碼率高、丟包率高和干擾嚴(yán)重的無線視頻數(shù)據(jù)傳輸。H.264的所有待傳輸多媒體數(shù)據(jù)均被封裝成統(tǒng)一格式的網(wǎng)絡(luò)抽象層單元(NALU),為了保證多媒體數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，每幀圖像又被分成若干個條帶(slice),而每個slice又被分割成更小的宏塊(block),每個slice由一個網(wǎng)絡(luò)NALU承載傳送。自從2005年1月的MPEG的第71次會議起，聯(lián)合視頻組(JVT)開始著手H.264可分級視頻編碼(SVC)標(biāo)準(zhǔn)的制定工作。SVC標(biāo)準(zhǔn)支持空間、時間、視頻質(zhì)量和復(fù)雜度等等的可分級性及它們的組合。在SVC空間可分級編碼過程中，對視頻序列進(jìn)行下采樣和上采樣兩重采樣處理。對原始視頻序列進(jìn)行下采樣后，得到低分辨率的視頻信號；然后對經(jīng)下采樣處理得到的相應(yīng)的宏塊進(jìn)行上采樣處理得到高分辨率的視頻，從而進(jìn)行增強層預(yù)測或殘差圖像預(yù)測?，F(xiàn)有技術(shù)中，采用二進(jìn)可分二維(2D)采樣技術(shù)對信號進(jìn)行采樣處理。其中，下采樣的通常做法為首先，將高分辨率的宏塊用下采樣濾波器進(jìn)行濾波；然后，直接舍棄偶行偶列的像素，就得到低分辨率的宏塊。上采樣的具體操作為將下采樣處理得到的低分辨率的宏塊進(jìn)行隔行或隔列補零，得到水平方向和豎直方向均為原分辨率兩倍的高分辨率宏塊。例如，設(shè)和fL分別為高分辨率和低分辨率的圖像，令fH(2x,2y)=fL(x,y)。然后將高分辨率宏塊按照水平方向和豎直方向分別用上采樣濾波器進(jìn)行巻積處理，合并后就得到相應(yīng)的高分辨率圖像。實際操作中，利用上采樣濾波器自身的特性，可以在高分辨率宏塊上直接填充對應(yīng)低分辨率宏塊的像素，而將高分辨率宏塊的剩余像素利用濾波器進(jìn)行插值處理。目前，JVTSVC所采用的編碼模型為聯(lián)合視頻組視頻分層編碼模型(JSVM)6.3.1。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中兩級視頻編碼的JSVM的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖l所示，該模型包括視頻單元100、2D空域下采樣單元10、核心編碼器120、與H.264主架構(gòu)兼容的編碼器130、2D空域上采樣單元140、復(fù)用單元150和比特流輸出單元160。.其中，核心編碼器120包括時域分解單元121、運動編碼單元122和幀內(nèi)預(yù)測/編碼單元123;與H.264主架構(gòu)兼容的編碼器130包括時域分解單元131、運動編碼單元132和幀內(nèi)預(yù)測/編碼單元133。視頻單元100將視頻信號輸入到2D空域下采樣單元110，2D空域下采樣單元110對該視頻信號進(jìn)行二進(jìn)下采樣處理生成低分辨率的視頻信號，將生成的低分辨率的視頻信號輸出到時域分解單元121和時域分解單元131。時域分解單元121和時域分解單元131分別對接收到的低分辨率視頻信號進(jìn)行時域分級，將分級后的視頻信號分別輸出到運動編碼單元122和運動編碼單元132，以及幀內(nèi)預(yù)測/編碼單元123和幀內(nèi)預(yù)測/編碼單元133。運動編碼單元122和運動編碼單元132對接收到的經(jīng)時域分級處理的視頻信號進(jìn)行運動編碼處理，并輸出到復(fù)用單元150。幀內(nèi)預(yù)測/編碼單元133對接收到的經(jīng)時域分級處理的視頻信號進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，并發(fā)送給復(fù)用單元150，并將該視頻信號經(jīng)2D空域上采樣單元140的填充和插值處理后發(fā)送給幀內(nèi)預(yù)測/編碼單元123。幀內(nèi)預(yù)測/編碼單元123接收2D空域上采樣單元140發(fā)送的信號，對該信號進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測，并將經(jīng)預(yù)測處理后的視頻信號發(fā)送給復(fù)用單元150。復(fù)用單元150接收運動編碼單元122、運動編碼單元132、幀內(nèi)預(yù)測/編碼單元123和幀內(nèi)預(yù)測/編碼單元133發(fā)送的視頻信號，對接收到的視頻信號進(jìn)行復(fù)用合并后發(fā)送給比特流輸出單元160。幀內(nèi)預(yù)測包括層間幀內(nèi)紋理預(yù)測和層間殘差預(yù)測。其中，層間幀內(nèi)紋理預(yù)測是指沒有利用運動信息，將低分辨率層的宏塊通過上采樣得到高分辨率層預(yù)測宏塊的過程；層間殘差預(yù)測是指對低分辨率層的殘差信息進(jìn)行上采樣得到高分辨率層殘差信息預(yù)測的過程。在幀預(yù)測過程中，可以利用相鄰宏塊或其他層相關(guān)宏塊的信息對高分辨率層進(jìn)行運動信息的預(yù)測，也可以利用對較低層信息的上采樣處理對高分辨率層進(jìn)行層間幀內(nèi)紋理預(yù)測和層間殘差預(yù)測?，F(xiàn)有技術(shù)中，在設(shè)計用于視頻編碼的上采樣濾波器和下采樣濾波器時，和下采樣濾波器是獨立的，因此采用現(xiàn)有技術(shù)方案設(shè)計出的上采樣濾波器和下采樣濾波器因為缺乏關(guān)聯(lián)而導(dǎo)致濾波性能較差。10利用現(xiàn)有技術(shù)方案設(shè)計得到的上采樣濾波器和下采樣濾波器分別為[10-502032200-501]/32和[20-4-351926195-3-402]/64，層間殘差預(yù)測所采用的上采樣濾波器和下采樣濾波器分別為[11]/2和[20-4-351926195-3-402]/64。事實上在實際應(yīng)用中，利用上述上采樣濾波器和下采樣濾波器進(jìn)行上下采樣過程之間相互獨立、缺乏關(guān)聯(lián)，因此，在編碼過程中采用這些濾波器編碼得到的視頻信號會出現(xiàn)失真、快效應(yīng)等，造成觀眾的視覺效果較差，因而無法保證視頻信號的編碼質(zhì)量。此外，由于上采樣濾波器和下采樣濾波器過長，使得計算復(fù)雜度過高，造成編碼的速度較低。為了解決上述上采樣濾波器和下采樣濾波器過長、編碼速度過低的問題，JVT-U147對上述上采樣濾波器和下采樣濾波器進(jìn)行了改進(jìn)，提出了如下上采樣濾波器和下采樣濾波器方案h5=[-l262-1]/8;h7=[-1091690-1]/16。由于縮短了濾波器的長度，使用這種濾波器進(jìn)行編碼的速度得到了一定的提高，但是這種上采樣濾波器和下采樣濾波器的上下次采樣過程之間同樣是相互獨立、缺乏關(guān)聯(lián)的，因此，在編碼過程中采用這些濾波器也無法保證視頻信號的編碼質(zhì)量?？梢?，在支持H.264SVC編碼標(biāo)準(zhǔn)的空間可分級編碼過程中，使用現(xiàn)有技術(shù)方案生成的上采樣濾波器和下采樣濾波器濾波性能較差，此外使用現(xiàn)有的上采樣濾波器和下采樣濾波器進(jìn)行編碼的質(zhì)量較差。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的實施例提供一種生成上下采樣濾波器的方法，使用該方法可以生成濾波性能較好的上采樣濾波器和下采樣濾波器。本發(fā)明實施例提供一種利用下采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法，通過該方法可以提高編碼的質(zhì)量。本發(fā)明實施例提供一種利用上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法，通過該方法可以提高編碼的質(zhì)量。本發(fā)明實施例提供一種利用下采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置，通過使用該裝置可以提高編碼的質(zhì)量。本發(fā)明實施例提供一種利用上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置，通過使用該裝置可以提高編碼的質(zhì)量。本發(fā)明實施例提供一種利用下采樣濾波器和上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的系統(tǒng)，通過使用該系統(tǒng)可以提高編碼的質(zhì)量。為了達(dá)到上述第一個目的，本發(fā)明的實施例提供了一種生成上下采樣濾波器的方法，該方法包括如下步驟對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理，得到重建信號；計算所述重建信號的能量；根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述重建信號的能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成上采樣濾波器和下采樣濾波器。為了達(dá)到上述第二個目的，本發(fā)明實施例提供了一種利用下采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法，該方法包括如下步驟使用下采樣濾波器對作為編碼輸入的視頻信號進(jìn)行下采樣處理，得到下采樣視頻序列；對所述下采樣視頻序列進(jìn)行時域分解，得到內(nèi)部I幀、預(yù)測P幀和雙向預(yù)測B幀；對所述I帕進(jìn)行巾貞內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號；對所述P幀和B幀進(jìn)行運動編碼，得到運動預(yù)測編碼信號；所述下采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的下采樣濾波器。為了達(dá)到上述第三個目的，本發(fā)明提供了一種利用上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法，該方法包括如下步驟使用上采樣濾波器對下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行上采樣處理，得到上采樣視頻序列；對所述上采樣視頻序列進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號；所述上采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的上采樣濾波器。為了達(dá)到上述第四個發(fā)明目的，本發(fā)明實施例提供了一種利用下采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置，該裝置包括下采樣濾波器、時域分解單元、運動編碼單元，以及下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元；所述下采樣濾波器，用于接收作為編碼輸入的視頻信號，對所述視頻信號進(jìn)行下采樣處理，得到下采樣視頻序列，將所述下采樣視頻序列發(fā)送給時域分解單元；所述時域分解單元，用于接收所述下采樣視頻序列，將所述下采樣視頻序列分解成I幀、P幀和B幀，將所述I幀發(fā)送給下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，將所述P幀和B幀發(fā)送給運動編碼單元；所述運動編碼單元，用于接收所述P幀和B幀，對所述P幀和B幀進(jìn)行運動編碼得到運動預(yù)測編碼信號；所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，用于接收所述I幀，對所述I幀進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號；所述下采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣處理和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的下采樣濾波器。為了達(dá)到上述第五個發(fā)明目的，本發(fā)明實施例提供了一種利用上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置，上采樣濾波器和上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元；所述上采樣濾波器，用于接收下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，并對所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行上采樣處理，得到上采樣視頻序列，將所述上采樣視頻序列發(fā)送給上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元；所述上采樣帕內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，用于接收所述上采樣視頻序列，對所述上采樣視頻序列進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號；所述上采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的上采樣濾波器。為了達(dá)到上述第六個發(fā)明目的，本發(fā)明實施例提供了一種利用下采樣濾波器和上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括下采樣濾波器、下采樣編碼單元、上采樣濾波器，以及上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元；所述下采樣濾波器，用于接收作為編碼輸入的視頻信號，對所述視頻信號進(jìn)行下采樣處理，得到下采樣視頻序列，將所述下采樣視頻序列發(fā)送給下采樣編碼單元；所述下采樣編碼單元，用于接收所述下采樣視頻序列，對所述下采樣視頻序列進(jìn)行預(yù)測和編碼，生成運動預(yù)測編碼信號和下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，將所述上采樣濾波器，用于接收所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，對所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行上采樣處理，得到上采樣視頻序列，將所述上采樣視頻序列發(fā)送給上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元；所述上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，用于接收所述上采樣視頻序列，對所述上采樣視頻序列進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號；所述下采樣濾波器和上采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的下采樣濾波器和上采樣濾波器。通過本發(fā)明實施例的技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明實施例首先對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣處理和上采樣處理，得到重建信號，然后根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和重建信號的能量，計算出該重建信號的能量最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，得到上采樣濾波器和下采樣濾波器，在重建信號的能量最大化時可以保證能量損失的最小化和最大限度的恢復(fù)出視頻信號。將該方案生成的下采樣濾波器和上采樣濾波器用于空間可分級編碼，可以達(dá)到編碼能量損失最小化，提高編碼的質(zhì)量和性能。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中兩級視頻編碼的JSVM的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明實施例的生成上采樣濾波器和下采樣濾波器的方法的流程示意圖2a為本發(fā)明實施例的實現(xiàn)視頻信號重建的流程示意圖；圖3為利用圖2所示實施例生成的下采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法的流程示意圖3a為視頻信號一幀中全部像素的結(jié)構(gòu)示意圖4為利用圖2所示實施例生成的上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法的流程示意圖5為使用本發(fā)明生成的濾波器對靜態(tài)圖像進(jìn)行處理得到的效果圖6a是對運動物體(Mobile)進(jìn)行層0幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖6b是對工頭(foreman)進(jìn)行層0幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖6c是對足球(football)進(jìn)行層0幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖6d是對公共汽車(bus)進(jìn)行層0幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖6al是對Mobile進(jìn)行層1幀內(nèi)編碼所得到的圖形；圖6bl是對foreman進(jìn)行層1幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖6cl是對football進(jìn)行層1幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖6dl是對bus進(jìn)行層1幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖7為利用圖2所示實施例生成的下采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8為利用圖2所示實施例生成的上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖9為利用圖2所示實施例生成的下采樣濾波器和上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。在本發(fā)明的實施例中，要生成上采樣濾波器和下采樣濾波器，首先需要對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理，得到重建信號，然后計算出重建信號的能量；再根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述重建信號的能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成上采樣濾波器和下采樣濾波器。圖2為本發(fā)明實施例的生成上采樣濾波器和下采樣濾波器的方法的流程示意圖。如圖2所示，該方法包括如下步驟步驟21:對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理，得到重建信號。步驟22:計算出重建信號的能量。步驟23:根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和重建信號的能量，計算出重建信號的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成上采樣濾波器和下采樣濾波器。步驟24:對上采樣濾波器和下采樣濾波器進(jìn)行整數(shù)化處理，得到整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下采樣濾波器。步驟25:對整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下采樣濾波器進(jìn)行長度裁減，得到優(yōu)化整數(shù)上采樣濾波器和優(yōu)化整數(shù)下采樣濾波器。其中，上述步驟21步驟25的具體操作為在步驟21中，對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣處理和上采樣處理，得到重建信號的方法包括&={、}?！阇是一個平穩(wěn)隨機視頻信號序列，W-W"。，《，…，c-J和//"^W2'。，//…，//2、—J是兩個有限線性相位脈沖響應(yīng)(FIR)低通濾波器，且均為因果濾波器。首先，用//("對5=化}^^進(jìn)行濾波處理，再進(jìn)行下采樣處理后得到然后，對s、Wi&、Z//1),—的KOs"欠)信號序列進(jìn)行上采樣處理，并用//(2)對該信號序列進(jìn)行濾波，得到重建信號S'={《|《=2>(2V2"}(0SP<A/)，其中，《-i:dv在實際應(yīng)用中，95%的視頻信號都是符合馬爾科夫模型的視頻信號，將上述對視頻信號進(jìn)行下采樣處理和上采樣處理，得到重建信號的過程用流程示意圖的形式表示出來。圖2a為本發(fā)明實施例的實現(xiàn)視頻信號重建的流程示意圖。如圖2a所示，將視頻信號S經(jīng)/7(')的濾波處理后，再經(jīng)下采樣處理得到信號S(),然后對信號S〔'進(jìn)行上采樣處理和使用//("濾波器對經(jīng)上采樣處理的S"進(jìn)行濾波處理，得到重建信號S1。在步驟22中，根據(jù)重建信號計算得到重建信號的能量的方法為首先，選擇一個能量模型￡1=max{a￡[e(《)]+/^l:e(S2+其中，可e(&)]是進(jìn)行下采樣和上采樣處理后的視頻信號的能量，E[e(&)]是進(jìn)行下采樣和上采樣處理前的視頻信號和所述重建信號的相關(guān)能量，iW&)]是進(jìn)行下采樣處理后的視頻信號的能量；所述a和卩均為大于零的正整數(shù)，y為大于等于零的正整數(shù)。當(dāng)ot、卩和Y取不同值時可以得到不同的能量模型，例如當(dāng)a=l，卩=人，丫=0時，能量才莫型為￡l=max{i^(W]+^[e(S2)]};當(dāng)a=l/2，卩=1，"時，能量模型為:E2二max化[(l/2)e(&)]+E[e(S2)U;當(dāng)a=l/2，卩=人，y-O日t,能量才莫型為￡3=max{￡[(l/2)e(&)]+A￡[e(S2)]};當(dāng)a=l/2，[3=X，r=e時，能量模型為￡4=max{￡[(1/2>(S,)]+AE[e(S2)]+泥[e(A)]}。在本實施例中，選擇的能量模型為五hmax^[e(S,)]+M[e(S2)]〉。進(jìn)行下采樣和上采樣處理后的視頻信號的能量為)}=￡{f(《,)2}，進(jìn)行下采樣和上采樣處理前的視頻信號和所述重建信號的相關(guān)能量為因此得到的重建信號的能量為)}+辟(&"=m§(《)2}+峭i!p=0/，=()其中，)]和￡[e(S2)]可以分別近似為p2!琴2)}=m》^《Z//2),(1),-'1在步驟23中，在本實施例中，帶單數(shù)的雙正交小波理論為小波濾波器參數(shù)化公式，根據(jù)小波濾波器參數(shù)化公式和重建信號的能量，計算出重建信號的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成上采樣濾波器和下采樣濾波器的方法包括由步驟22可知，在本實施例中的重建信號的能量為p=。"=。。在本實施例中，采用長度為(7，13)的單參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式。長度為(7，13)的單參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式如下丄/j+丄v^丄A+丄V^,丄/j+上V^,/j,丄/7+上V^,—丄/z+丄V^,—丄/7+丄VI),432244324322443218<formula>formulaseeoriginaldocumentpage19</formula>需要指出的是，可以采用的小波濾波器參數(shù)化公式可以包括但不限于單參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式，或雙參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式，或多參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式，或單參數(shù)和多參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式。利用雙參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式、多參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式，以及單參數(shù)和多參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式求取上采樣濾波器和下采樣濾波器的方法與利用單參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式求取上采樣濾波器和下采樣濾波器的方法相同，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。求解重建信號取得最大值時所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)的方法為首先，將長度為(7，13)的單參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式代入到<formula>formulaseeoriginaldocumentpage20</formula>其次，對X=l和入=0.1分別進(jìn)行60次迭代計算，計算得出，當(dāng)h=0.7時，重建信號的能量處于最大值附近。再次，將h-0.7代入單參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式得到如表1所示的值，表1為小波濾波器參數(shù)值。<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>表1最后，將表l中浮點形式的小波濾波器參數(shù)分別寫成矩陣的形式，即可生成上采樣濾波器和下采樣濾波器。在步驟24中，對步驟23生成的上采樣濾波器和下采樣濾波器進(jìn)行整數(shù)化處理，生成整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下采樣濾波器的方法為對表1中的浮點形式的小波濾波器作二進(jìn)制乘法，然后對二進(jìn)制乘法的結(jié)果取近似值，可以生成的整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下釆樣濾波器分別為H7=[-1091690-1]/16和H9=[l-1-49229-4-11]/32,或者，HH7二[-8172126721-8]/128和朋13=[-]018-16-65144352144-65-16180-1]/512;或，H7=[-502132210-5]/32和H3=[173017]/64。在步驟25中，對步驟24生成的整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下采樣濾波器進(jìn)行長度裁減，生成優(yōu)化整數(shù)上采樣濾波器和優(yōu)化整數(shù)下采樣濾波器的方法為濾波器的長度直接影響到其運算速度和視頻信號的重建質(zhì)量，在對運算速度和視頻信號重建性能之間進(jìn)行權(quán)衡地基礎(chǔ)上，將整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下采樣濾波器兩端影響比較小的值省略，并累加到中心值上，生成優(yōu)化整數(shù)上采樣濾波器和優(yōu)化整數(shù)下采樣濾波器。對步驟24中的H7=[-l091690-1]/16和？19=[1-1-49229-4-11J/32進(jìn)行長度裁減，生成的優(yōu)化整數(shù)上采樣濾波器和優(yōu)化整數(shù)下采樣濾波器分別為H7=[-1091690-1]/16;H5=[-49229-4]/32。需要指出的是，在本實施例中可以利用步驟23中的其它能量模型和小波濾波器參數(shù)化公式對視頻信號的色度分量或亮度分量的上采樣濾波器和下采樣濾波器進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化處理，例如，可以生成另外一組上采樣濾波器和下采樣濾波器H7=[-5,0,21,32,21，0,-5]/64和H3=[17,30,17]/64。執(zhí)行步驟21步驟23即可實現(xiàn)本發(fā)明的上采樣濾波器和下采樣濾波器的設(shè)計，進(jìn)一步地執(zhí)行步驟24可以對步驟23生成的浮點形式的濾波器進(jìn)行整數(shù)化處理，生成整數(shù)濾波器，同樣進(jìn)一步地執(zhí)行步驟25可以對步驟24生成的整數(shù)濾波器進(jìn)行長度優(yōu)化處理，生成優(yōu)化整數(shù)上采樣濾波器和優(yōu)化整數(shù)下采樣濾波器。從本實施例可以看出，本實施例主要介紹了基于H.264的空間可分級編碼過程中上采樣濾波器和下采樣濾波器的設(shè)計。與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點首先，本實施例生成的上采樣濾波器和下采樣濾波器是對能量模型求解最大化的情況下生成的上下采樣濾波器，在保證同等濾波器長度下，本發(fā)明型是最優(yōu)的。將本實施例生成的上采樣濾波器和下采樣濾波器用于視頻信號的編碼處理，可以減少圖像能量的損耗，提高對視頻信號進(jìn)行編碼的質(zhì)量，達(dá)到能量損失的最小化和視頻恢復(fù)質(zhì)量的最大化。其次，將小波理論用于上采樣濾波器和下采樣濾波器的設(shè)計，將生成的上下采樣濾波器用于視頻信號的編碼，可以提高視頻信號的重構(gòu)質(zhì)量，優(yōu)化高分辨率下視頻信號的重構(gòu)效果。最后，可以根據(jù)不同的視頻信號編碼復(fù)雜度的要求，可以對生成的整數(shù)濾波器進(jìn)行不同長度的裁剪，生成優(yōu)化整數(shù)濾波器，從而通過在運算速度和視頻信號重建性能之間的權(quán)衡，生成最符合實際需要的優(yōu)化整數(shù)上采樣濾波器和優(yōu)化整數(shù)下采樣濾波器。至此，結(jié)束對圖2所示實施例的介紹。圖2所示的實施例給出了如何生成上采樣濾波器和下采樣濾波器的方法，可以將設(shè)計生成的上采樣濾波器和下采樣濾波器用于空間可分級視頻編碼搡作?？臻g可分級視頻信號編碼過程分為利用下采樣濾波器進(jìn)行的編碼過程和利用上采樣濾波器進(jìn)行的編碼過程。下面分另'j以具體的實施例予以介紹圖3為利用圖2所示實施例生成的下采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法的流程示意圖。如圖3所示，該方法包括以下步驟理，得到下采樣視頻序列。在本實施例中，使用的下采樣濾波器是步驟24中所生成的下采樣濾波器H9=[l-1-49229-4-11]/32。步驟32:對視頻信號序列進(jìn)行時域分解，得到內(nèi)部(I)幀、預(yù)測(P)幀和雙向預(yù)測(B)幀。步驟33:對I幀進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼得到下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，對P幀和B幀進(jìn)行運動編碼，得到運動預(yù)測編碼信號。上述步驟31步驟33的具體操作為在步驟31中，利用下采樣濾波器對作為編碼輸入的視頻信號進(jìn)行下采樣處理，得到下采樣視頻序列的具體操作為將作為編碼輸入的視頻信號中同行或隔行中的各像素與H9=[l-1-49229-4-11]/32進(jìn)行垂直方向上的巻積計算，得到各像素的像素值，然后將各像素的像素值與H9=[l-1-49229-4-11]/32進(jìn)行水平方向上的巻積計算，得到下采樣視頻序列；或者，也可以先進(jìn)行水平方向上的巻積運算得到各像素的像素值，然后再將各像素的像素值與H9=[l-1-49229-4-11]/32進(jìn)行垂直方向上的巻積計算，得到下采樣視頻序。針對上述過程，下面以一個具體的例子予以介紹圖3a為視頻信號一幀中全部像素的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a中包含了包括像素E、像素e、像素F、像素f、像素G、像素g、像素H、像素h和像素I的行；包括像素J、像素K、像素L、像素k、像素M和像素N的行；包括像素A、像素a、像素C、像素b、像素G、像素c、像素L、像素d和像素P的列；以及包括像素B、像素D、像素H、像素n、像素M和像素Q的列。以像素G為例，第一步，將G點的像素值以及垂直方向上的各像素值與H9=[l-1-49229-4-11]/32進(jìn)行巻積運算，得到像素值G，=(A-a-4*C+9*b+22*G+9*c-4*L-d+P)/32。同樣對于像素G同行或隔行中的各像素也按此公式與H9=[l-1-49229-4-11]/32進(jìn)行巻積運算，分別得到像素值E，、像素值e，、像素值F，、像素值f、像素值G'、像素值g'、像素值H'、像素值h'和像素值I'等。第二步，將像素值G,以及水平方向上的各像素值與H9=[l-1-49229-4-11]/32進(jìn)行巻積運算，得到G，，=(E，-e，-4*F，+9*f+22*G，+9*g，-4*H，-h，+I，)/32，其中等式右側(cè)的各像素值是通過第一步的巻積運算得到的像素值。將圖3a中灰色方格中的像素值單獨取出，即可得到下采樣視頻序列。需要指出的是上述第一步和第二步的操作可以倒換次序，得到的結(jié)果相同，即先在水平方向上與下采樣濾波器進(jìn)行巻積運算，然后在垂直方向上與下采樣濾波器進(jìn)行巻積運算。步驟32中對視頻信號序列進(jìn)行時域分解，得到I幀、P幀和B幀的操作，以及步驟33中對I幀進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼得到下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，對P幀和B幀進(jìn)行運動編碼，得到運動預(yù)測編碼信號操作，與現(xiàn)有技術(shù)中的相應(yīng)操作相同，屬于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的技術(shù)，這里不作贅述。至此，結(jié)束對圖3所示實施例的介紹。圖4為利用圖2所示實施例生成的上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法的流程示意圖。如圖4所示，該方法包括以下步驟步驟41:使用上采樣濾波器對下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行上采樣處理，得到上采樣視頻序列。在本步驟中，所使用的上采樣濾波器為步驟24中所生成的整數(shù)上采樣濾波器H7=[-1091690-1]/16，所涉及的下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號是步驟33中對I幀進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼得到下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號。步驟42:對上采樣視頻序列進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號。其中，步驟41步驟42的具體操作為樣處理，得到上采樣視頻序列得具體方法為使用上采樣濾波器對下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行層間幀內(nèi)紋理預(yù)測和層間殘差預(yù)測的2D空域上采樣處理，得到上采樣視頻序列。仍參見圖3a,圖3a中灰色方格表示下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號中宏塊的像素，所有的方格表示上采樣視頻序列中宏塊的像素。使用上采樣濾波器對下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行層間幀內(nèi)紋理預(yù)測和層間殘差預(yù)測的2D空域上采樣處理，得到上采樣視頻序列具體方法為對于灰色方格位置的像素保持其像素值不變。對于在水平方向上緊鄰灰色方格，形如g的像素將下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號序列隔列補零后按水平方向與H7=[-1091690-1]/16做巻積，得到g的像素值為g=(:-F+9*G+9*H-i)/16。此外，對于其他與g在水平方向上和垂直方向上相差偶數(shù)個像素的像素也按同樣的方法進(jìn)行處理。對于在垂直方向上緊鄰灰色方格，形如c的像素將下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號序列隔行補零后按垂直方向與H7=[-l091690-1]/16做巻積，得到c的像素值為c=(-C+9*G+9*L-P)/16。此外，對于其他與c在水平方向上和垂直方向上相差偶數(shù)個像素的像素也按同樣的方法進(jìn)行處理。對于與灰色方格處于斜對角，形如i的像素將下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號序列4安垂直方向或水平方向與H7=[-1091690-1]/6做巻積，得到i的像素值i=(-m+9*c+9*n-o)/16或i=(-j+9*g+9*k-l)Z16,這兩個值是相等的，耳又其一即可。在步驟42中，利用步驟41得到的上采樣視頻序列和原有的紋理信息在增強層進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和變換/燏編碼，然后將全部編碼過程得到的結(jié)果進(jìn)行復(fù)用，形成上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，即比特流。其中，本步驟的操作與現(xiàn)有技術(shù)中的相應(yīng)操作相同，屬于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員公知的技術(shù)，為了簡潔，這里就不作贅述。至此，結(jié)束對圖4所示實施例的介紹。使用圖2所示方法設(shè)計得到的上采樣濾波器和下采樣濾波器對靜態(tài)圖像進(jìn)行處理，可以顯著提高高分辨率的重建效果。下面以具體的實施例介紹對靜態(tài)圖像進(jìn)行處理所得到的定量和定性測試結(jié)果。表2示出了對靜態(tài)圖像進(jìn)行定量測試得到的結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage26</column></row><table>表2如表2所示，列表示八幅標(biāo)準(zhǔn)靜態(tài)圖像的名稱，行表示對靜態(tài)圖像進(jìn)行測試的濾波器，依次為SVC/H.264,h5/h7、h7/h9、H7/H9和HH7/HH13濾波器，其中前三組濾波器是現(xiàn)有技術(shù)中JSVM6.3.1所采用的濾波器，后兩組濾波器是根據(jù)本發(fā)明實施例生成的上下采樣濾波器。行與列的交叉值表示測試數(shù)據(jù)，單位為峰值信噪比(PSNR),其中，PSNR的值越大表示測試結(jié)果越為理想。通過比較圖2中的數(shù)值，可以明顯看出采用后兩組濾波器對靜態(tài)圖像進(jìn)行處理得到的PSNR的值明顯大于使用現(xiàn)有的濾波器對靜態(tài)圖像進(jìn)行處理得到的PSNR的值。因此，可以得出這樣的結(jié)論使用本發(fā)明方法設(shè)計得到的上采樣濾波器和下采樣濾波器對靜態(tài)圖像進(jìn)行處理，可以顯著提高高分辨率的重建效果。圖5為使用本發(fā)明生成的濾波器對靜態(tài)圖像進(jìn)行處理得到的效果圖。從圖5中可以直觀的看出，經(jīng)本發(fā)明實施例方法生成的上下采樣濾波器的處理，可以得到很清晰的視圖效果。至此，結(jié)束對靜態(tài)圖像的定量測試結(jié)果的介紹。下面以具體的實施例介紹，使用本發(fā)明生成的上下采樣濾波器對靜態(tài)圖像進(jìn)行處理所得到的定性測試結(jié)果。圖6a是對運動物體(Mobile)進(jìn)行層0幀內(nèi)編碼所得的圖形。如圖6a所示，層0表示核心層，橫坐標(biāo)表示分辨率，取值范圍為500bps3000bps;縱坐標(biāo)表示PSNR，PSNR越大表示測試結(jié)果越為理想。圖6a中示出了4條測試曲線，均是采用下采樣濾波器和上采樣濾波器對層間幀內(nèi)紋理預(yù)測中亮度分量進(jìn)行優(yōu)化處理后得到的曲線，從上到下依次為4吏用our—Filter—3—7濾波器組、DefaultJSVM濾波器組、our—Filter—5—7濾波器組和JVT-U147—Filter—5—7濾波器組進(jìn)行測試得到的曲線，Defau11JSVM濾波器組和JVT-U147—Filter—5—7濾波器組的曲線用虛線來表示。our—Filter—3—7濾波器組和our—Filter—5—7濾波器組是使用本發(fā)明的方法設(shè)計得到的濾波器組，DefaultJSVM濾波器組和JVT-U147—Filter—5—7濾波器組是現(xiàn)有的濾波器組。從圖6a中可以看出，在相同的分辨率上，使用our—Filter—3—7濾波器組和our—Filter—5—7濾波器組測試得到的PSNR的值要分別大于使用DefaultJSVM濾波器組和JVT-U147—Filter—5_7濾波器組測試得到的PSNR的值，因此可以得到這樣的結(jié)論使用本發(fā)明技術(shù)方案生成的濾波器較現(xiàn)有的JSVM6.3.1濾波器，在對靜態(tài)圖像進(jìn)行處理時，可以顯著提高高分辨率的重建效果。圖6b是對工頭(foreman)進(jìn)行層0幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖6c是對足球(football)進(jìn)行層0幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖6d是對公共汽車(bus)進(jìn)行層0幀內(nèi)編碼所得的圖形。圖6al是對Mobile進(jìn)行層1幀內(nèi)編碼所得到的圖形。如圖6al所示的圖形與圖6a相比，差別僅在于圖6al是對層1進(jìn)行幀內(nèi)編碼所得到的圖形。從上到下依次為使用our—Filter—3—7濾波器組、DefaultJSVM濾波器組、our—Filter—5—7濾波器組和JVT-U147—Filter一5—7濾波器組進(jìn)行測試得到的曲線，DefaultJSVM濾波器組和JVT-U147—Filter_5—7濾波器組的曲線用虛線來表示。圖6bl是對foreman進(jìn)行層1幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖6cl是對football進(jìn)行層1幀內(nèi)編碼所得的圖形；圖6dl是對bus進(jìn)行層1幀內(nèi)編碼所得的圖形。從圖6b、圖6c、圖6d、圖6bl、圖6cl、圖6dl得出的結(jié)論與從圖6a得出的結(jié)論相同，即使用本發(fā)明技術(shù)方案生成的濾波器較現(xiàn)有的JSVM6.3.1濾波器，在對靜態(tài)圖像進(jìn)行處理時，可以顯著提高高分辨率圖像的重建效果。至此，結(jié)束對靜態(tài)圖像的定'性測試結(jié)果的介紹。在接下來的實施例中，介紹利用圖2所示實施例生成的下采樣濾波器和上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置和系統(tǒng)。圖7為利用圖2所示實施例生成的下采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，該裝置包括下采樣濾波器、時域分解單元、運動編碼單元，以及下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元。其中，下采樣濾波器，用于接收作為編碼輸入的視頻信號，對該視頻信號進(jìn)行下采樣處理，得到下采樣視頻序列，將該下采樣視頻序列發(fā)送給時域分解單元。頻序列分解成I幀、P幀和B幀，將I幀發(fā)送給下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，將P幀和B幀發(fā)送給運動編碼單元。運動編碼單元接收時域分解單元發(fā)送的p幀和B幀，對P幀和B幀進(jìn)行運動編碼得到運動預(yù)淚'J編碼信號。下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元接收I幀，對該I幀進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到下采樣預(yù)測編碼信號。需要指出的是，本實施例中用到的下采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣處理和上釆樣處理得到重建信號，然后根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和重建信號的能量，計算出重建信號的能量最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的下采樣濾波器，在本實施例中，帶參數(shù)的雙正交小波理論即小波濾波器參數(shù)化公式。需要指出的是，生成下采樣濾波器所用的符合馬爾科夫模型的視頻信號和作為編碼輸入的視頻信號可以是相同的信號，也可以是不同的信號。作為編碼輸入的視頻信號可以為所有的視頻信號，28而所有的這些視頻信號中大概有95%是符合馬爾科夫模型的視頻信號。至此，結(jié)束對圖7所示實施例的介紹。圖8為利用圖2所示實施例生成的上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，該裝置包括上采樣濾波器和上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元。其中，上采樣濾波器，用于接收圖7中的下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元輸出的下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，對接收到的下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行上采樣處理，得到上采樣視頻序列，將該上采樣視頻序列發(fā)送給上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元。上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，用于接收上采樣濾波器發(fā)送的上采樣視頻序列，對接收到上采樣視頻序列進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號。需要指出的是，本實施例中用到的上采樣濾波器是對視頻信號進(jìn)行下采樣處理和上采樣處理得到重建信號，然后根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和重建信號的能量，計算出重建信號的能量最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的上采樣濾波器，在本實施例中，帶參數(shù)的雙正交小波理論即小波濾波器參數(shù)化公式。需要指出的是，生成上采樣濾波器所用的符合馬爾科夫模型的視頻信號和作為編碼輸入的視頻信號可以是相同的信號，也可以是不同的信號，一般情況下并不相同。至此，結(jié)束對圖8所示實施例的介紹。圖9為利用圖2所示實施例生成的下采樣濾波器和上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖9所示，該系統(tǒng)包括下采樣濾波器、下采樣編碼單元、上采樣濾波器、上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元、以及復(fù)用單元。其中，下采樣編碼單元包括時域分解單元、運動編碼單元和下采才羊幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編；馬單元。其中，下采樣濾波器，用于接收作為編碼輸入的視頻信號，對該視頻信號進(jìn)行下采樣處理，得到下采樣視頻序列，將該下采樣視頻序列發(fā)送給下采樣編碼單元的時域分解單元。到的下采樣視頻序列分解成I幀、P幀和B幀，將I幀發(fā)送給下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，將P幀和B幀發(fā)送給運動編碼單元。運動編碼單元，用于接收P幀和B幀，對接收到的P幀和B幀進(jìn)行運動編碼得到運動編碼信號，將該運動預(yù)測編碼信號發(fā)送給復(fù)用單元。下采樣幀內(nèi)預(yù)的和幀內(nèi)編碼單元，用于接收I幀，對接收到的I幀進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到下采樣幀內(nèi)預(yù)測和編碼信號，將該下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號發(fā)送給上采樣濾波器和復(fù)用單元。上采樣濾波器，用于接收下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，對接收到的下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行上采樣處理，得到上采樣視頻序列，并發(fā)送給上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元。上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，用于接收上采樣濾波器發(fā)送的上采樣視頻序列，對該上采樣視頻序列進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，并將該上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號發(fā)送給復(fù)用單元。復(fù)用單元，用于接收下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號、運動預(yù)測編碼信號和上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，對接收到的信號進(jìn)行合成處理，得到視頻編碼信號。需要指出的是，本實施中所用到的下采樣濾波器和上采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的下采樣濾波器和上采樣濾波器，在本實施例中，帶參數(shù)的雙正交小波理論即小波濾波器參數(shù)化公式。需要指出的是，生成下采樣濾波器和上采樣濾波器所用的符合馬爾科夫模型的視頻信號與作為編碼輸入的視頻信號可以是同一信號，也可以是不同的信號，一般情況下是不同的信號。此外，復(fù)用單元的作用主要是對下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號、運動預(yù)測編碼信號和上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行合成處理，得到視頻編碼信號。如果空間可分級視頻編碼系統(tǒng)不對這三路信號進(jìn)行合成處理，在本實施例中也可以不包括復(fù)用單元。至此，結(jié)束對圖9所示實施例的介紹。綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種生成上下采樣濾波器的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理，得到重建信號；計算所述重建信號的能量；根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述重建信號的能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成上采樣濾波器和下采樣濾波器。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述生成上采樣濾波器和下采樣濾波器之后，該方法進(jìn)一步包括對所述上采樣濾波器和下采樣濾波器進(jìn)行整數(shù)化處理，生成整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下采樣濾波器。3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對所述上采樣濾波器和下采樣濾波器進(jìn)行整數(shù)化處理后，該方法進(jìn)一步包括對所述整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下采樣濾波器進(jìn)行長度裁減，生成優(yōu)化整數(shù)上采樣濾波器和優(yōu)化整數(shù)下采樣濾波器。4、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述計算所述重建信號的能量的方法包括將所述重建信號帶入能量模型，計算所述重建信號的能量。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述能量模型為￡1=max河e(S,)]+,(S2)]+)]};可e(A)]是進(jìn)行下采樣和上采樣處理前的視頻信號和所述重建信號的相關(guān)能量，所述i[e(&)]是進(jìn)行下采樣處理后的視頻信號的能量；所述a和卩均為大于零的正整數(shù)，Y為大于等于零的正整數(shù)。6、根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述帶參數(shù)的雙正交小波理論為小波濾波器參數(shù)化公式，包括單參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式，或雙參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式，或多參數(shù)雙正交小波參數(shù)化公式，或單參數(shù)和多參數(shù)雙正交d、波參數(shù)化公式。7、根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下采樣濾波器分別為H7=[-1091690-1]/16和H9=[l-1-49229-4-11]/32;或，分別為HH7=[-8172126721-8]/128和HH13=[-1018-16-65144352144-65-16180-l]/512;或，分別為H7=[-502132210-5]/32和H3二[173017]/64。8、根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對所述整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下采樣濾波器進(jìn)行長度裁減的方法包括將整數(shù)上采樣濾波器和整數(shù)下采樣濾波器兩端影響小的值省略，并累加到中心值上，分別生成優(yōu)化整數(shù)上采樣濾波器和優(yōu)化整數(shù)下采樣濾波器。9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述生成的優(yōu)化整數(shù)上采樣濾波器和優(yōu)化整數(shù)下采樣濾波器分別為H7=[-1091690-1]/16和H5=[-49229-4]/32。10、一種利用下采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟使用下采樣濾波器對作為編碼輸入的視頻信號進(jìn)行下采樣處理，得到下采樣視頻序列；對所述下采樣視頻序列進(jìn)行時域分解，得到內(nèi)部I幀、預(yù)測P幀和雙向預(yù)測B幀；對所述I幀進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號；對所述P幀和B幀進(jìn)行運動編碼，得到運動預(yù)測編碼信號；所述下采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的下采樣濾波器。11、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，使用下采樣濾波器對作為編碼輸入的視頻信號進(jìn)行下采樣處理，得到下采樣視頻序列的方法包括波器進(jìn)行垂直方向上的巻積計算，得到各像素的像素值；將所述各像素的像素或，將所述視頻信號中同行或隔行中的各像素與所述下采樣濾波器進(jìn)行水平方向上的巻積計算，得到各像素的像素值；將所述各像素的像素值與所述下采樣濾波器進(jìn)行垂直方向上的巻積計算，得到下采樣視頻序列。12、根據(jù)權(quán)利要求IO所述的方法，其特征在于，所述作為編碼輸入的視頻信號和所述符合馬爾科夫模型的視頻信號是相同的信號。13、一種利用上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟樣視頻序列；對所述上采樣視頻序列進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號；所述上采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的上采樣濾波器。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，所述使用上采樣濾波器對下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行上采樣處理，得到上采樣視頻序列的方法包括使用上采樣濾波器對所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行層間幀內(nèi)紋理預(yù)測和層間殘差預(yù)測的2維2D空域上采樣處理，得到上采樣視頻序列。15、一種利用下采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置，其特征在于，該裝置包括下采樣濾波器、時域分解單元、運動編碼單元，以及下采樣幀內(nèi)子貞測和幀內(nèi)編；馬單元；所述下采樣濾波器，用于接收作為編碼輸入的視頻信號，對所述視頻信號進(jìn)行下采樣處理，得到下采樣視頻序列，將所述下采樣視頻序列發(fā)送給時域分解單元；所述時域分解單元，用于接收所述下采樣視頻序列，將所述下采樣視頻序列分解成I幀、P幀和B幀，將所述I幀發(fā)送給下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，將所述P幀和B幀發(fā)送給運動編碼單元；所述運動編碼單元，用于接收所述P幀和B幀，對所述P幀和B幀進(jìn)行運動編碼得到運動預(yù)測編碼信號；所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，用于接收所述I幀，對所述I帕進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號；所述下采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣處理和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的下采樣濾波器。16、一種利用上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的裝置，其特征在于，該裝置包括上采樣濾波器和上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元；所述上采樣濾波器，用于接收下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，并對所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行上采樣處理，得到上采樣視頻序列，將所述上采樣視頻序列發(fā)送給上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元；所述上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，用于接收所述上采樣視頻序列，對所述上采樣視頻序列進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號；所述上采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的上采樣濾波器。17、一種利用下采樣濾波器和上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括下采樣濾波器、下采樣編碼單元、上采樣濾波器，以及上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元；所述下采樣濾波器，用于接收作為編碼輸入的視頻信號，對所述視頻信號進(jìn)行下采樣處理，得到下采樣視頻序列，將所述下采樣視頻序列發(fā)送給下采樣編碼單元；所述下采樣編碼單元，用于接收所述下采樣視頻序列，對所述下采樣視頻序列進(jìn)行預(yù)測和編碼，生成運動預(yù)測編碼信號和下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，將所述下采樣幀內(nèi)預(yù)觀'J編碼信號發(fā)送給上采樣濾波器；所述上采樣濾波器，用于接收所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，對所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號進(jìn)行上采樣處理，得到上采樣視頻序列，將所述上采樣視頻序列發(fā)送給上采樣幀內(nèi)預(yù)測和帕內(nèi)編碼單元；所述上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，用于接收所述上采樣視頻序列，對所述上采樣視頻序列進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號；所述下采樣濾波器和上采樣濾波器是對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理得到重建信號，根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成的下采樣濾波器和上采樣濾波器。18、根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述下采樣編碼單元包括時域分解單元、運動編碼單元和下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元；所述時域分解單元，用于接收所述下采樣視頻序列，將所述下采樣視頻序列分解成I幀、P幀和B幀，將所述I幀發(fā)送給下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，將所述P幀和B幀發(fā)送給運動編碼單元；所述運動編碼單元，用于接收所述P幀和B幀，對所述P幀和B幀進(jìn)行運動編碼得到運動預(yù)測編碼信號；所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，用于接收所述I幀，對所述I幀進(jìn)行幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼，得到下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，并將所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號發(fā)送給上采樣濾波器；所述上采樣濾波器，進(jìn)一步用于接收所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元發(fā)送的下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號。19、根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括復(fù)用單元；所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，進(jìn)一步用于將所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號發(fā)送給復(fù)用單元；所述運動編碼單元，進(jìn)一步用于將運動預(yù)測編碼信號發(fā)送給復(fù)用單元；所述上采樣幀內(nèi)預(yù)測和幀內(nèi)編碼單元，進(jìn)一步用于將所述上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號發(fā)送給復(fù)用單元；所述復(fù)用單元，用于接收所述下采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號、運動預(yù)測編碼信號和上采樣幀內(nèi)預(yù)測編碼信號，對接收到的信號進(jìn)行合成處理，得到視頻編碼寸言號。全文摘要本發(fā)明提供一種生成上下采樣濾波器的方法，該方法包括如下步驟對符合馬爾科夫模型的視頻信號進(jìn)行下采樣和上采樣處理，得到重建信號；計算出所述重建信號的能量；根據(jù)帶參數(shù)的雙正交小波理論和所述重建信號的能量，計算出所述重建信號的能量的最大值所對應(yīng)的小波濾波器參數(shù)，生成上采樣濾波器和下采樣濾波器。同時，本發(fā)明還提供了利用下采樣濾波器和上采樣濾波器實現(xiàn)空間可分級視頻編碼的方法、裝置和系統(tǒng)，通過本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，可以達(dá)到編碼能量損失最小化，因而提高視頻信號編碼的質(zhì)量和性能。文檔編號H04N7/26GK101312529SQ20071010613公開日2008年11月26日申請日期2007年5月24日優(yōu)先權(quán)日2007年5月24日發(fā)明者萬華林,軍張,彭立中申請人:華為技術(shù)有限公司