[发明专利]去块效应滤波装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种图像处理领域的去块效应滤波装置。本发明还涉及一 种基于该装置的去块效应滤波方法。

背景技术

现代图像编解码技术广泛采用离散余弦变换，块运动预测补偿等以宏 块为处理单元的技术，导致了块效应的出现，产生的错误的传播影响到后 续图像的编解码，也损害了图像的主观欣赏效果。去块效应滤波器的引入 可以降低块效应，减少错误的传播，提高图像的主观观赏效果。

随着H.264，VC-1和AVS等标准的兴起以及人们对高清晰解码的追求， 能实时处理大尺寸图像的去块效应滤波技术成为图像编解码芯片中的重 要部分。大尺寸的图像导致单位时间内要处理的宏块数增多，平均分配给 每个宏块的处理时间减少，滤波过程的时序更紧，需要存储的数据增加， 如果支持宏块级帧场自适应模式还引入了更多复杂性，使去块效应滤波器 的设计难度大增。现代视频编解码标准里的去块效应滤波器一般以8乘8 像素矩阵对或者4乘4像素矩阵对之间的边界为基本滤波单位，而8乘8 块边界可当作两个4乘4块边界来处理。彩色模式下，一个宏块有24个 4乘4块垂直边界，24个4乘4块水平边边界(H.264标准帧场自适应模 式下可以有32个4乘4块水平边边界)。单色模式下，一个宏块有16个 4乘4块垂直边界，16个4乘4块水平边边界(H.264标准帧场自适应模 式下可以有20个4乘4块水平边边界)。一般情况下为彩色宏块，单色宏 块可视为彩色宏块的特例。比如1080p30.1帧/每秒在H.264标准中属于 H.264扩展档次(High Profile)的范畴，要求支持宏块级帧场自适应技 术。相比非帧场自适应模式，帧场自适应模式下每个彩色宏块会多出八条 额外的水平边需要滤波，使计算的时间增加，并且数据的准备、载入、运 算、及储存更为复杂。

现有的发明专利中垂直边滤波和水平边滤波是串行的，要么先完成整 个宏块的所有垂直边滤波再进行水平边滤波，要么4乘4块的垂直边滤波 和水平边滤波串行交织在一起，一次同时只处理一个4乘4块的垂直边滤 波或者水平边滤波。在这种情况下一个宏块的处理时间等于所有垂直边滤 波时间加上所有水平边滤波时间。比如H.264标准帧场自适应模式下一个 宏块最多会有56条边需要滤波，如果一条边需要16个时钟周期来处理， 一共需要896个时钟周期才能处理完一个宏块，如此慢速不适应于高清编 解码的要求。

如图1所示是一般的去块效应滤波器的边界滤波顺序，在整个宏块 的垂直边滤波完成后再进行整个宏块的水平边滤波，所以需要暂存整个宏 块大小的中间滤波结果，同时当前宏块的最终滤波结果集中在滤波的后半 段水平边滤波过程给出。

为了减少中间数据的缓存大小，同时让当前宏块的最终滤波结果分 散在整个宏块滤波过程中输出，一般改进的滤波顺序将垂直边滤波和水平 边滤波串行交叉了起来，如图2所示，24条垂直边和24条水平边按照中 间数据的关联关系串行交织起来，不用同时保留整个宏块大小的中间数据 缓存，减少了中间结果的缓存大小。

如果要求在1080p尺寸下以600个时钟周期处理完一个宏块，并且要 求支持宏块级帧场自适应模式，则每个宏块最多会有56条边要滤波，平 均下来每条边的滤波时间不能多于10个时钟周期，每条边4行，平均每 行的滤波时间不能多于2个时钟周期。要在2个时钟周期内完成一行数据 的众多滤波计算在面积上的代价很大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种去块效应滤波装置，它可以 节省片内宏块级存储空间，减少滤波时间，提高滤波的效率。为此，本发 明还要提供一种利用上述装置的去块效应滤波方法。

为了解决以上技术问题，本发明提供了一种去块效应滤波装置，包 括：

垂直边滤波模块，用于对宏块的垂直边进行滤波处理；

水平边滤波模块，其输入端与垂直边滤波模块的输出端连接，其输 出端与垂直边滤波模块的输入端连接，用于对宏块的水平边进行滤波；

外存储模块，分别与垂直滤波模块和水平滤波模块连接，用于存储 垂直滤波和水平滤波的结果数据及行缓存数据。

本发明还提供了一种利用上述装置的去块效应滤波方法，包括垂直 滤波及水平滤波，且该垂直滤波与水平滤波为并行进行。