[发明专利]用于视频压缩的加速多抽头滤波器及双线性内插器

说明书

技术领域

本发明涉及视频压缩，并且更确切地说，涉及多抽头运动补偿滤波器及双线性内插。

背景技术

来自数码摄像机的视频输出通常是一连串帧，每一帧是由摄像机的经常是数以百万计的光学感应器的行列阵列产生的快照。每一帧是撞击图像的时间样本并且因此帧的速率可以与用户希望捕捉的运动的最高速率相关联。例如，每秒15到30帧的帧率可以捕捉人类肉眼可察觉的最快运动。更高的帧率(例如，超过每秒一百万帧)可以用于捕捉高速运动，例如蜂鸟的翅膀运动或弹道事件。

然而，即使在较低的帧率下，如果不对光学感应器产生的数据进行处理以移除可被称为不必要的信息，那么用以传送并且存储图像所需的数据量可能是有问题的。不必要的数据的实例包含多于所需的图像细节、或承载极少实际信息(例如，对在先前帧中已经承载的信息添加极少或不添加)的数据。后一类型的信息可以被称为“帧间”冗余。一个实例可以是摄像机对在不变的背景下跑动的人进行摄像。在此类图像中，一连串的未经滤波的帧将承载大量的不需要的信息，因为实际上从帧到帧的唯一变化可能是人的位置。

已知有例如通过仅发送具有完整或大体上完整内容的间歇帧并且发送仅作为与先前帧的变化或增量的后续或介入“帧”来利用此冗余的各种算法。所发送的变化或增量可以包含一或多个物体的位移，并且此类位移可以用一或多个运动向量来表示。

根据例如H.263、H.264、MPEG-2和MPEG-4等各种视频编码标准的运动向量可以产生为具有子像素分辨率，例如半像素和/或四分之一像素分辨率。由于子像素分辨率大于原始图像，因此可以通过在原始像素之间内插并且在经内插像素之间进一步内插来估计具有子像素分辨率的运动向量。与估计或内插子像素相关联的一个众所周知的问题是计算复杂度。减少与具有子像素分辨率的运动向量的估计相关联的计算复杂度长期以来是人们所期望的。

发明内容

根据一或多个示例性实施例的一种方法可以为像素阵列提供子像素的内插，并且可以包含基于来自像素阵列的像素的窗口寄存器及具有给定抽头系数集合的抽头系数寄存器形成偶数的经内插子像素的集合，用另外的像素更新窗口寄存器，基于所述窗口寄存器及所述抽头系数寄存器形成奇数的经内插子像素的集合，并且累加偶数的经内插子像素及奇数的经内插子像素直到符合给定的终止条件为止。在一实施例中，每一累加可以包含基于另外的抽头系数集合更新抽头系数寄存器并且用另外的像素更新窗口寄存器，基于窗口寄存器及抽头系数寄存器增加偶数的经内插子像素，用另外的像素另一次更新窗口寄存器，并且基于窗口寄存器及抽头系数寄存器增加奇数的经内插子像素。在一方面中，所述方法可以包含在符合终止条件后输出偶数的经内插子像素的集合及奇数的经内插子像素的集合。

在一方面中，形成偶数的经内插子像素的集合使集合形成为包含四个偶数的经内插子像素，四个偶数的经内插子像素中的每一者具有两个乘积之和，并且在另一方面中，形成奇数的经内插子像素的集合使集合形成为包含四个奇数的经内插子像素，四个奇数的经内插子像素中的每一者具有对应的两个乘积之和。

在一方面中，形成偶数的经内插子像素的集合可以在单个机器周期过程中发生，并且同样地，形成奇数的经内插子像素的集合可以在单个机器周期过程中发生。

在一方面中，每一增加偶数的经内插子像素可以包含将四个偶数的经内插子像素中的每一者增加另外对应的两个乘积之和，并且在相关方面中，每一增加奇数的经内插子像素可以包含将四个奇数的经内插子像素中的每一者增加另外对应的两个乘积之和。

在一方面中，更新抽头系数寄存器和更新窗口寄存器可以与增加偶数的经内插子像素一起在单个机器周期过程中发生，并且在另一方面中，另外的更新窗口寄存器可以与增加奇数的经内插子像素一起在单个机器周期过程中发生。