高码率下帧间亚像素自适应插值

刘小杰 郜广兰 任 刚 狄文辉

（河南工学院计算机科学与技术学院，河南 新乡453000）

0 引言

每一代视频编码标准相比上一代都会有将近50%的编码效率提升[1，2]。HEVC标准相比H.264/AVC做了许多改进，但仍然属于基于块的混合编码框架，即HEVC（High Efficiency Video Coding）仍然是围绕预测，变换/量化，环路滤波和熵编码进行提升。HEVC预测方面改进主要围绕编码单元，帧内预测和帧间预测[3-5]；HEVC变换编码支持更大的尺寸的变换，由16×16增大到32×32，并且新增了DST（Discrete Sine Transform）变换和跳过变换模式（Transform Skip）[6]；环路滤波主要改进了原来的Deblocking Filter（DF）技术和新增了样点自适应补偿技术（SAO，Sample Adaptive Offset）工具；熵编码不再支持CAVLC技术，针对HEVC框架中变换后系数的特性，HEVC变换系数编码进行了相应的优化。针对高码率下HEVC帧间固定插值滤波器无法自适应于视频内容，本文提出了一种帧间自适应插值算法，对于每个编码单元有两组插值滤波器，每个编码单元可以自适应的选择一组插值滤波器，然后将相应的滤波器选择结果编入码流中。将所提出的算法应用于HEVC参考模型HM中，在Low Delay P配置文件下，QP ISlice分别设置为12、15、18和21，所提出的算法平均提升5.29%的编码效率，对于Kimono测试序列有11.82%的编码效率提升。

1 HEVC中插值过程

HEVC亚像素运动搜索采用最高精度为1/4的亚像素运动搜索，进行亚像素运动搜索首先需要估计出亚像素，亚像素由固定插值滤波器与整数像素做内积得到。HEVC亮度分量使用的固定插值滤波器如表1所示，一共有三组插值滤波器f1，f2和f3，其中f1和f 3为七抽头插值滤波器，f2为8抽头插值滤波器。逆序f1滤波器的系数即可得到f3。……