[发明专利]H.264去块效应滤波器的硬件实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字视频技术领域的方法，具体是一种H.264去块效应滤波器的硬件实现方法。

背景技术

H.264是由国际电信标准化部门ITU-T和制定MPEG的国际标准化组织ISO/国际电工协会IEC共同制订的一种视频编码国际标准格式。H.264标准产生的初衷就是制定一个新的视频编码标准，以实现视频的高压缩比、高图象质量、良好的网络适应性。H.264同时又被称为MPEG-4 AVC(“活动图象专家组-4的高级视频编码”)或称为MPEG-4 Part10。H.264是一种基于块编码的压缩算法，而基于块编码的压缩算法的特点是偶尔产生可见的块结构，块效应是目前压缩算法的常见人工瑕疵。H.264定义了一个自适应去块效应滤波器，滤波的强度通过几个语法元素控制。如果块边沿的绝对差值相对比较大，出现块人工瑕疵的可能性就很大，因此需要进行相应处理。然而，如果差值幅度很大，编码量化过程的误差不能解释，边沿很可能反映了源图象的实际样值，不需要处理。经过滤波处理，减少了块效应，而图象的质量基本不受影响，因此主观质量大大改善。如果不滤波，同样的主观质量，需要多出5％-10％的码率。

经对现有技术文献的检索，发现Chao-Chung Cheng等人在Circuits andSystems II上所发表的“An In-Place Architecture for The Deblocking Filterin H.264/AVC”(一个适当的H.264/AVC去块效应滤波器结构设计)中，涉及到一种H.264去块效应滤波器设计方法，该方法滤波器的工作效率很高，为此付出的代价就是需要用到一块双口的内部存储器，与相同容量的单口存储器相比，开销大大增加；检索中还发现，Y.-W.Huang等人在Proc.of Multimedia and Expo上发表的“Architecture design for deblocking filter in H.264/JVT/AVC”(H.264/JVT/AVC去块效应滤波器结构设计)中，涉及到另一种H.264去块效应滤波器设计方法，该方法虽然用了单口的片上存储器，但是滤波效率非常低，基本无法实现高清实时编解码。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种基于H.264去块效应滤波器的硬件实现方法。本发明相对于双口可同时读写的存储器件解决方案，有效地节省了硬件资源；相对于一块单口的存储器件解决方案，在消耗硬件资源相同的情况下，大大提高了去块效应滤波器的并行程度和像素信息处理速度。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明采用了一种对于像素信息分区域存储的方法，将当前滤波宏块像素信息以及参考宏块像素信息按照4×4为单位分块，交替存储在两块独立的单口存储区域中，从而在滤波过程中实现对像素信息的同时读写。本发明包括如下步骤：

第一步，获得滤波当前宏块所需要的参数；

第二步，获得滤波当前亮度宏块所需要的参考像素信息，以4×4为单位交替存储在两块存储区域的相应地址中；

第三步，利用两块存储区域及两个转置模块对当前亮度宏块滤波，滤波过程中需要暂存的像素信息和滤波之后等待输出的像素信息，以4×4为单位交替暂存在两块存储区域的相应地址中；

第四步，将暂存在两个存储区中的滤波后的亮度像素信息按原图象位置拼接输出；

第五步，获得滤波当前色度宏块所需要的参考像素信息，以4×4为单位交替存储在两块存储区域的相应地址中；

第六步，利用两块存储区及两个转置模块对当前色度宏块滤波，滤波过程中和滤波之后的像素信息，以4×4为单位交替暂存在两块存储区域的相应地址中；

第七步，将暂存在两个存储区域中的滤波后的色度像素信息按原图象位置顺序输出。

所述第一步中，滤波当前宏块所需要的参数包括当前宏块、上方以及左边参考宏块的帧场信息、边界阈值索引信息，当前宏块各4×4块边界的边界强度。这些参数由一个独立的模块计算获得，在每个宏块滤波之前将各参数算好存在滤波器中。

所述第二步和第五步中，对于亮度宏块滤波，需要的参考像素信息有当前宏块左侧相临宏块的最右边四列共64个像素点，以及当前宏块上边相信宏块的最下面四行共64个像素点。对于色度宏块滤波，需要的参考像素信息有当前宏块左侧相临宏块的最右边两列共16个像素点，以及当前宏块上边相信宏块的最下面两行共16个像素点。