[发明专利]一种适用于HEVC标准的去方块滤波器的四级流水滤波方法

说明书

技术领域

本发明属于高清数字视频压缩编解码技术领域，针对HEVC视频编解码标准，具体涉及一种适用于HEVC标准的去方块滤波器的四级流水滤波方法。

背景技术

HEVC(High Efficiency Video Coding)是由国际电信组织（ITU）和运动图像专家组（MPEG）联合成立的组织JCTVC提出的下一代视频编解码标准。目标是在相同的视觉效果的前提下，相比于上一代标准H.264/AVC，压缩率提高一倍。

基于HEVC的视频编码器，其结构图如图1所示，主要由以下几个模块组成：帧内预测、帧间预测、变换、量化、反量化、反变换、重建、去方块滤波器、自适应样点补偿等模块组成。视频压缩编码的基本过程可以概括如下：1.利用帧内预测或帧间预测方式对当前原始视频流像素进行预测；2.将原始的像素值与预测出来的像素值相减得到残差值；3.将残差进行变换及量化处理，得到输出的残差系数再进过CABAC（Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding）熵编码形成最后的压缩输出码流；4.残差系数经过反量化及反变换处理，再与之前得到的预测像素相加得到重建像素，存储作为预测的参考帧像素。

HEVC中的处理单元块引入了四叉树的结构，图像处理块的大小最大为64×64，它还可以继续递归地划分为32×32、16×16、8×8、4×4的小块组合，并分别进行处理。编码端要对块的所有划分情况进行一次遍历，以确定哪种划分情况的处理为最佳。

去方块滤波器模块如图1中所示，该模块主要判断PU（预测单元）和TU（变换单元）边界两边像素值的特征，对边界两边的像素点进行滤波，以消除由于块编码方式所导致的一些边框效应，使重建图像具有更好的质量和PSNR值（峰值信噪比）。

标准参考软件HM9.0中，该模块先对整幅图像落在8x8边界的垂直边进行处理，再对整幅图像落在8x8边界的水平边进行处理。而这种滤波处理过程十分复杂，会导致芯片的最高工作频率很低，无法高效地对视频流进行实时编码。

发明内容

本发明的目的在于提出一种可以克服现有技术不足、能有效适用于HEVC标准的去方块滤波器的四级流水线滤波方法。

在平常的原始视频流里，每幅图像包括一个亮度分量，记为Y，每个亮度分量对应两个色度分量，分别记为Cb、Cr。在去方块滤波器模块中，要对Y，Cb和Cr都进行滤波处理。每次处理的最小基本单元为一个4x4块边，如图2所示，其中黑色粗线为需要进行滤波的4x4块边，P块和Q块是该边两侧相邻的4x4像素点块，若当前边为垂直边，P块和Q块分别为该边左边和右边相邻的4x4像素点块，若当前边为水平边，P块和Q块分别为该边上面和下面相邻的4x4像素点块。

根据图2所示，设：

p 3,0， p2,0， p1,0， p0,0， q0,0， q1,0， q2,0， q3,0，

p 3,1， p2,1， p1,1， p0,1， q0,1， q1,1， q2,1， q3,1，

p 3,2， p2,2， p1,2， p0,2， q0,2， q1,2， q2,2， q3,2，

p 3,3， p2,3， p1,3， p0,3， q0,3， q1,3， q2,3， q3,3，

左侧方阵为4x4的P块中16个相应位置像素点的值；右侧方阵为4x4的Q块中16个相应位置像素点的值；两个方阵中，第一行的8个像素点为第一组，第二行的8个像素点为第二组，第三行的8个像素点为第三组，第四行的8个像素点为第四组；

本发明提出的四级流水滤波方法，既可以对Y分量进行滤波处理，也可以对Cb和Cr分量进行滤波处理，本发明的四级流水滤波方法的具体步骤如下：

（1）第一级

给存储器发信号，读取相应4x4块边的P块和Q块的像素点数据，同时计算当前4x4块边的滤波强度BS值，BS可由表1判断得到；计算当前处理的4x4块边的阈值β和阈值tc值。