專(zhuān)利名稱(chēng)：一種h.264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻編碼領(lǐng)域，特別是一種H. 264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
H. 264/AVC作為ITU和MPEG聯(lián)合開(kāi)發(fā)的最新視頻標(biāo)準(zhǔn)，比傳統(tǒng)的視頻標(biāo)準(zhǔn)獲得 了很大的提高，但同時(shí)H.沈4的計(jì)算復(fù)雜度也大大增加了。在H.沈4中用到的環(huán)回濾波 (Deblocking filter)是以4x4塊為單位，主要用來(lái)消除4x4塊之間的邊界塊效應(yīng)，在標(biāo)準(zhǔn) 中，首先完成所有4x4塊水平方向的濾波，然后完成垂直方向的濾波。每個(gè)塊濾波的時(shí)候會(huì) 使用兩相鄰塊各4個(gè)像素，可能修改各3個(gè)像素。

發(fā)明內(nèi)容
本H. 264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)跟以往的回環(huán)濾波器相比，支持并行濾波運(yùn)算，運(yùn) 算速度更快，使用的邏輯門(mén)電路更少，占用空間更小。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下步驟實(shí)現(xiàn)1、對(duì)于亮度宏塊，對(duì)當(dāng)前宏塊以及當(dāng)前宏塊上面和左邊涉及到的塊進(jìn)行編號(hào)排 序。對(duì)當(dāng)前宏塊中的4x4的塊，按從左到右、再?gòu)纳系较碌拇涡蚺盘?hào)為A P，當(dāng)前宏塊上面 相鄰的4x4的塊按從左到右的次序排號(hào)為L(zhǎng)l L4，當(dāng)前宏塊左面相鄰的4x4的塊按從上到 下的次序排號(hào)為Rl R4。而32個(gè)濾波過(guò)程與當(dāng)前宏塊中4x4的塊有著如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系 (A塊一濾波1和5)、(B塊一濾波3和9)、(C塊一濾波7和13)、(D塊一濾波11和15)、(E 塊一濾波2和6)、(F塊一濾波4和10)、(G塊一濾波8和14)、(H塊一濾波12和16)、(I塊 —濾波17和21)、(J塊一濾波19和25)、(K塊一濾波23和29)、(L塊一濾波27和31)、(M 塊一濾波18和22)、(N塊一濾波20和26)、(0塊一濾波M和30)、(P塊一濾波觀和32)。2、對(duì)于亮度宏塊，從外部存儲(chǔ)器讀入Ll到L4的數(shù)據(jù)，進(jìn)行濾波計(jì)算，過(guò)程如下A、讀入數(shù)據(jù)Rl、A、B、E和F，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成1到10的濾波計(jì)算，同時(shí) 將Rl、Ll L4的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間去。B、讀入數(shù)據(jù)R2、C、D、G和H，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成11 16的濾波計(jì)算，同時(shí)
將R2、A、B、E、F的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。C、讀入數(shù)據(jù)R3、I、J、M、N，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成17 沈的濾波計(jì)算，同時(shí)將 R3和C、D、G、H的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。D、讀入數(shù)據(jù)R4、K、L、0、P，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成27 32的濾波計(jì)算，將R4 和I，J，M，N的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。Ejf K，L，0，P的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。3、對(duì)于亮度宏塊，濾波計(jì)算子過(guò)程以步驟2中的子步驟A為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其他 濾波計(jì)算子過(guò)程基本相同。說(shuō)明如下(1)、從外部空間讀入Rl數(shù)據(jù)并緩存。O)、從外部空間讀入A數(shù)據(jù)，完成濾波1，將E的最終結(jié)果寫(xiě)入從外部空間，同時(shí)緩存A的中間結(jié)果。(3)、從外部空間讀入E數(shù)據(jù)，完成濾波2，同時(shí)緩存A和E的中間結(jié)果。(4)、從外部空間讀入B數(shù)據(jù)，完成濾波3，將Ll的結(jié)果寫(xiě)入從外部空間，同時(shí)緩存 B和E的中間結(jié)果。(5)、從外部空間讀入F數(shù)據(jù)，完成濾波4，將L2的結(jié)果寫(xiě)入從外部空間，同時(shí)緩存 B和F的中間結(jié)果。(6)、完成濾波5，緩存Ll的最終結(jié)果和A的中間結(jié)果。(7)、完成濾波6，緩存E的中間結(jié)果。(8)、完成濾波9，緩存L2的最終結(jié)果和B的中間結(jié)果。(9)、完成濾波10，緩存F的中間結(jié)果。(10)、將L2的最終結(jié)果寫(xiě)入從外部空間。4、對(duì)于色度宏塊，對(duì)當(dāng)前宏塊以及當(dāng)前宏塊上面和左邊涉及到的塊進(jìn)行編號(hào)排 序。對(duì)當(dāng)前宏塊中的塊，按從左到右、再?gòu)纳系较碌拇涡蚺盘?hào)為R、S、T、U,當(dāng)前宏塊上面相 鄰的塊按從左到右的次序排號(hào)為L(zhǎng)5、L6，當(dāng)前宏塊左面相鄰的塊按從上到下的次序排號(hào)為 R5、R6。而8個(gè)濾波過(guò)程與當(dāng)前宏塊中的塊有著如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系(R塊一濾33和37)、(S 塊一濾波35和39)、(T塊一濾波34和38)、(U塊一濾波36和40)。5、對(duì)于色度宏塊，進(jìn)行濾波計(jì)算，過(guò)程如下A、讀入數(shù)據(jù)L5、L6并緩存。B、讀入數(shù)據(jù)R5、R和T，完成33 36的濾波計(jì)算，同時(shí)將R5、L5、L6的最終結(jié)果存 儲(chǔ)到外部空間。C、讀入數(shù)據(jù)R6、S和U，完成37 40的濾波計(jì)算，同時(shí)將R6和R、T的最終結(jié)果存 儲(chǔ)到外部空間。D、將S，U的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。本發(fā)明處理一個(gè)宏塊的48個(gè)邊界濾波只要用252個(gè)時(shí)鐘周期，而已有的算法實(shí)現(xiàn) 普遍在400個(gè)時(shí)鐘周期以上，而且不支持并行運(yùn)算。在0. 18的CMOS技術(shù)下，本發(fā)明需要 14000個(gè)邏輯門(mén)，而已有的算法實(shí)現(xiàn)普遍在20000個(gè)以上。因此本算法既可以滿足實(shí)時(shí)高清 編碼的要求，又節(jié)省了空間面積。


下面結(jié)合附圖做一些說(shuō)明。圖1.亮度宏塊編序圖。圖2.色度宏塊編序圖。具體實(shí)施過(guò)程對(duì)H. 264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)，具體實(shí)施步驟描述如下1、對(duì)于亮度宏塊，對(duì)當(dāng)前宏塊以及當(dāng)前宏塊上面和左邊涉及到的塊進(jìn)行編號(hào)排 序。對(duì)當(dāng)前宏塊中的4x4的塊，按從左到右、再?gòu)纳系较碌拇涡蚺盘?hào)為A P，當(dāng)前宏塊上面 相鄰的4x4的塊按從左到右的次序排號(hào)為L(zhǎng)l L4，當(dāng)前宏塊左面相鄰的4x4的塊按從上到 下的次序排號(hào)為Rl R4。而32個(gè)濾波過(guò)程與當(dāng)前宏塊中4x4的塊有著如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系 (A塊一濾波1和5)、(B塊一濾波3和9)、(C塊一濾波7和13)、(D塊一濾波11和15)、(E塊一濾波2和6)、(F塊一濾波4和10)、(G塊一濾波8和14)、(H塊一濾波12和16)、(I塊 —濾波17和21)、(J塊一濾波19和25)、(K塊一濾波23和29)、(L塊一濾波27和31)、(M 塊一濾波18和22)、(N塊一濾波20和26)、(0塊一濾波M和30)、(P塊一濾波觀和32)。2、對(duì)于亮度宏塊，從外部存儲(chǔ)器讀入Ll到L4的數(shù)據(jù)，進(jìn)行濾波計(jì)算，過(guò)程如下A、讀入數(shù)據(jù)Rl、A、B、E和F，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成1到10的濾波計(jì)算，同時(shí) 將Rl、Ll L4的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間去。B、讀入數(shù)據(jù)R2、C、D、G和H，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成11 16的濾波計(jì)算，同時(shí)
將R2、A、B、E、F的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。C、讀入數(shù)據(jù)R3、I、J、M、N，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成17 沈的濾波計(jì)算，同時(shí)將 R3和C、D、G、H的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。D、讀入數(shù)據(jù)R4、K、L、0、P，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成27 32的濾波計(jì)算，將R4 和I，J，M，N的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。Ejf K，L，0，P的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。3、對(duì)于亮度宏塊，濾波計(jì)算子過(guò)程以步驟2中的子步驟A為例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其他 濾波計(jì)算子過(guò)程基本相同。說(shuō)明如下(1)、從外部空間讀入Rl數(shù)據(jù)并緩存。O)、從外部空間讀入A數(shù)據(jù)，完成濾波1，將E的最終結(jié)果寫(xiě)入從外部空間，同時(shí)緩 存A的中間結(jié)果。(3)、從外部空間讀入E數(shù)據(jù)，完成濾波2，同時(shí)緩存A和E的中間結(jié)果。(4)、從外部空間讀入B數(shù)據(jù)，完成濾波3，將Ll的結(jié)果寫(xiě)入從外部空間，同時(shí)緩存 B和E的中間結(jié)果。(5)、從外部空間讀入F數(shù)據(jù)，完成濾波4，將L2的結(jié)果寫(xiě)入從外部空間，同時(shí)緩存 B和F的中間結(jié)果。(6)、完成濾波5，緩存Ll的最終結(jié)果和A的中間結(jié)果。(7)、完成濾波6，緩存E的中間結(jié)果。(8)、完成濾波9，緩存L2的最終結(jié)果和B的中間結(jié)果。(9)、完成濾波10，緩存F的中間結(jié)果。(10)、將L2的最終結(jié)果寫(xiě)入從外部空間。4、對(duì)于色度宏塊，對(duì)當(dāng)前宏塊以及當(dāng)前宏塊上面和左邊涉及到的塊進(jìn)行編號(hào)排 序。對(duì)當(dāng)前宏塊中的塊，按從左到右、再?gòu)纳系较碌拇涡蚺盘?hào)為R、S、T、U,當(dāng)前宏塊上面相 鄰的塊按從左到右的次序排號(hào)為L(zhǎng)5、L6，當(dāng)前宏塊左面相鄰的塊按從上到下的次序排號(hào)為 R5、R6。而8個(gè)濾波過(guò)程與當(dāng)前宏塊中的塊有著如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系(R塊一濾33和37)、(S 塊一濾波35和39)、(T塊一濾波34和38)、(U塊一濾波36和40)。5、對(duì)于色度宏塊，進(jìn)行濾波計(jì)算，過(guò)程如下A、讀入數(shù)據(jù)L5、L6并緩存。B、讀入數(shù)據(jù)R5、R和T，完成33 36的濾波計(jì)算，同時(shí)將R5、L5、L6的最終結(jié)果存 儲(chǔ)到外部空間。C、讀入數(shù)據(jù)R6、S和U，完成37 40的濾波計(jì)算，同時(shí)將R6和R、T的最終結(jié)果存 儲(chǔ)到外部空間。
D、將S，U的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。
權(quán)利要求
1.一種H. 264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)，其特征在于，包括如下步驟1)對(duì)于亮度宏塊，對(duì)當(dāng)前宏塊以及當(dāng)前宏塊上面和左邊涉及到的塊進(jìn)行編號(hào)排序。2)對(duì)于亮度宏塊，進(jìn)行濾波計(jì)算。3)對(duì)于亮度宏塊，進(jìn)行濾波計(jì)算子過(guò)程。4)對(duì)于色度宏塊，對(duì)當(dāng)前宏塊以及當(dāng)前宏塊上面和左邊涉及到的塊進(jìn)行編號(hào)排序。5)對(duì)于色度宏塊，進(jìn)行濾波計(jì)算。
2.如權(quán)利要求1所述的一種H.264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)，其特征在于所述步驟1)中對(duì) 于亮度宏塊，對(duì)當(dāng)前宏塊以及當(dāng)前宏塊上面和左邊涉及到的塊進(jìn)行編號(hào)排序的方法，以及 32個(gè)濾波過(guò)程與當(dāng)前宏塊中4x4的塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具體為對(duì)當(dāng)前宏塊中的4x4的塊，按從左到右、再?gòu)纳系较碌拇涡蚺盘?hào)為A P，當(dāng)前宏塊上面 相鄰的4x4的塊按從左到右的次序排號(hào)為L(zhǎng)l L4，當(dāng)前宏塊左面相鄰的4x4的塊按從上到 下的次序排號(hào)為Rl R4。而32個(gè)濾波過(guò)程與當(dāng)前宏塊中虹4的塊有著如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系 (A塊一濾波1和5)、(B塊一濾波3和9)、(C塊一濾波7和13)、(D塊一濾波11和15)、(E 塊一濾波2和6)、(F塊一濾波4和10)、(G塊一濾波8和14)、(H塊一濾波12和16)、(I塊 —濾波17和21)、(J塊一濾波19和25)、(K塊一濾波23和29)、(L塊一濾波27和31)、(M 塊一濾波18和22)、(N塊一濾波20和26)、(0塊一濾波M和30)、(P塊一濾波觀和32)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種H.264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)，其特征在于所述步驟2)中對(duì) 于亮度宏塊，進(jìn)行濾波計(jì)算的步驟，如下A、讀入數(shù)據(jù)R1、A、B、E和F，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成1到10的濾波計(jì)算，同時(shí)將R1、 Ll L4的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間去。B、讀入數(shù)據(jù)R2、C、D、G和H，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成11 16的濾波計(jì)算，同時(shí)將 R2、A、B、E、F的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。C、讀入數(shù)據(jù)R3、I、J、M、N，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成17 沈的濾波計(jì)算，同時(shí)將R3 和C、D、G、H的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。D、讀入數(shù)據(jù)R4、K、L、0、P，進(jìn)入濾波計(jì)算子過(guò)程，完成27 32的濾波計(jì)算，將R4和I， J，M，N的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。Ejf K，L，0，P的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。
4.如權(quán)利要求1所述的H.264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)，其特征在于所述步驟3)中對(duì)于亮 度宏塊，濾波計(jì)算子過(guò)程以步驟2中的子步驟A為例的詳細(xì)描述，如下(1)、從外部空間讀入Rl數(shù)據(jù)并緩存。(2)、從外部空間讀入A數(shù)據(jù)，完成濾波1，將E的最終結(jié)果寫(xiě)入從外部空間，同時(shí)緩存A 的中間結(jié)果。(3)、從外部空間讀入E數(shù)據(jù)，完成濾波2，同時(shí)緩存A和E的中間結(jié)果。(4)、從外部空間讀入B數(shù)據(jù)，完成濾波3，將Ll的結(jié)果寫(xiě)入從外部空間，同時(shí)緩存B和 E的中間結(jié)果。(5)、從外部空間讀入F數(shù)據(jù)，完成濾波4，將L2的結(jié)果寫(xiě)入從外部空間，同時(shí)緩存B和 F的中間結(jié)果。(6)、完成濾波5，緩存Ll的最終結(jié)果和A的中間結(jié)果。(7)、完成濾波6，緩存E的中間結(jié)果。(8)、完成濾波9，緩存L2的最終結(jié)果和B的中間結(jié)果。(9)、完成濾波10，緩存F的中間結(jié)果。(10)、將L2的最終結(jié)果寫(xiě)入從外部空間。
5.如權(quán)利要求1所述的H.264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)，其特征在于所述步驟4)中對(duì)于色 度宏塊，對(duì)當(dāng)前宏塊以及當(dāng)前宏塊上面和左邊涉及到的塊進(jìn)行編號(hào)排序的方法，以及8個(gè) 濾波過(guò)程與當(dāng)前宏塊中的塊的對(duì)應(yīng)關(guān)系，具體為對(duì)當(dāng)前宏塊中的塊，按從左到右、再?gòu)纳?到下的次序排號(hào)為R、S、T、U，當(dāng)前宏塊上面相鄰的塊按從左到右的次序排號(hào)為L(zhǎng)5、L6，當(dāng)前 宏塊左面相鄰的塊按從上到下的次序排號(hào)為R5、R6。而8個(gè)濾波過(guò)程與當(dāng)前宏塊中的塊有 著如下的對(duì)應(yīng)關(guān)系(R塊一濾33和37)、(S塊一濾波35和39)、(T塊一濾波34和38)、(U 塊一濾波36和40)。
6.如權(quán)利要求1所述的H.264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)，其特征在于所述步驟5)中對(duì)于色 度宏塊，進(jìn)行濾波計(jì)算的步驟，為A、讀入數(shù)據(jù)L5、L6并緩存。B、讀入數(shù)據(jù)R5、R和T，完成33 36的濾波計(jì)算，同時(shí)將R5、L5、L6的最終結(jié)果存儲(chǔ)到 外部空間。C、讀入數(shù)據(jù)R6、S和U,完成37 40的濾波計(jì)算，同時(shí)將R6和R、T的最終結(jié)果存儲(chǔ)到 外部空間。D、將S，U的最終結(jié)果存儲(chǔ)到外部空間。
全文摘要
一種H.264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)，本H.264圖像回環(huán)濾波器設(shè)計(jì)跟以往的回環(huán)濾波器相比，支持并行濾波運(yùn)算，運(yùn)算速度更快，使用的邏輯門(mén)電路更少，占用空間更小，處理一個(gè)宏塊的48個(gè)邊界濾波只要用252個(gè)時(shí)鐘周期。本算法既可以滿足實(shí)時(shí)高清編碼的要求，又節(jié)省了空間面積。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102148982SQ20101010652
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月4日
發(fā)明者楊華嵐 申請(qǐng)人:成都市世嘉電子實(shí)業(yè)有限公司