[发明专利]一种H.264二维并行后处理去块滤波器硬件实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数字视频技术领域的H.264二维并行后处理去块滤波器硬件实现方法，用来消除H.246编码视讯中块效应的后处理滤波方法，具体是一种应用于H.264标准中后处理的去块效应滤波方法及其硬件实现。

背景技术

H.264作为主流的视频压缩编码标准之一，由Joint Video Team(JVT)开发的视频编码标准。H.264标准中，都是将视频定界框内的像素分成16×16的宏，并对各宏块块中每个4×4的块进行形状编码、运动估计/运动补偿和变换编码等，由于H.264/AVC标准是基于块的压缩编码，故会产生方块效应。基于块的帧内和帧间预测的残差DCT变换，变换系数量化和反量化过程都会带有误差，会造成图像块边界的不连续；基于块的运动补偿。运动补偿预测的参考帧来自于前面不同位置或者不同类型的帧，故运动补偿块的匹配不可能绝对的准确，预测块边界会出现不连续情况。块效应已经成为块变换压缩算法中对图像质量造成影响最突出的问题之一。随着多媒体技术应用范围的不断扩大，图像通信的重要作用日益明显，对于大多数视频编码最终图像的接受者，主观质量显得格外重要。

针对这一问题标准中提出了在解码的结果图像上使用后处理去块效应滤波器消除块效应。如图1所示为后处理滤波在整个解码器中的位置。如图3所示在标准中，规定了后处理滤波的宏块边界。在滤波运算时是先取得图像块边界上的8个像素点对应的象素值p3、p2、p1、p0和q0、q1、q2、q3，如图2所示，然后将这8个象素值输入到去块效应滤波器，最后滤波输出为p3’、p2’、p1’、p0’和q0’、q1’、q2’、q3’，用输出的8个象素值对应地代替原位置的象素值并用于输出显示，至此滤波完成，平滑图像中的块边缘，消除了块效应。

H.264/AVC标准中引入了去块滤波器是基于4×4块进行滤波运算且每个块的四个边界都需要进行滤波，故数据的运算量大，其运算量大概占到了解码器计算总量的1/3；同时滤波器的基本滤波顺序如图3所示：先从上向下对块的水平边界进行垂直滤波，然后从左向右进行垂直边界的水平滤波，这种滤波顺序要频繁的对外部存储器读写像素值数据，消耗了大量的硬件资源，且滤波速度不高，在实时解码上难以满住要求，这些都是我们亟需解决的瓶颈问题。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种运算中数据访问量小、硬件资源消耗小、滤波速率快的H.264二维并行后处理去块滤波器硬件实现方法，以便能够达到去除视频中块效应，达到高清视频的要求。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明一种H.264二维并行后处理去块滤波器硬件实现方法，其特点是：根据H.264标准对每帧的视频数据以宏块为滤波单元进行滤波，每个待滤波宏块包含24个4×4的块，依次是排布成4行4列的16个亮度块Y、排布成2行2列的4个色度块Cr和排布成2行2列的4个色度块Cb；在所述24个4×4的块中，亮度块Y按从左至右、从上至下的顺序依次标记为B1-B16，色度块Cr按从左至右、从上至下的顺序依次标记为B17-B20，色度块Cb按从左至右、从上至下的顺序依次标记为B21-B24；亮度块Y的左边边界块从上至下依次标记为L1-L4，色度块Cr的左边边界块从上至下依次标记为L5和L6，色度块Cb的左边边界块从上至下依次标记为L7和L8；亮度块Y的上边边界块从左至右依次标记为T1-T4，色度块Cr的上边边界块从左至右依次标记为T5和T6，色度块Cb的上边边界块从左至右依次标记为T7和T8；按照从左到右、从上到下的顺序，每一待滤波宏块的垂直边界依次标记为垂直边界1-垂直边界24、水平边界依次标记为水平边界4-水平边界27；左边边界块L1-L8的数据存储于左边块存储器中，上边边界块T1-T8的数据存储在上边块存储器中、B1-B24的数据存储在当前宏块存储器中；

所述去块滤波器对于待滤波宏块的滤波方法是按如下步骤进行：

步骤1，利用L1的数据和B1的数据完成垂直边界1的滤波计算，分别获得L1滤波数据和B1第一中间数据，将L1滤波数据写入外部存储器；

步骤2，利用所述B1第一中间数据和B2的数据完成垂直边界2的滤波计算，分别获得B1第二中间数据和B2第一中间数据；

步骤3，利用所述B2第一中间数据和B3的数据完成垂直边界3的滤波计算，分别获得B2第二中间数据和B3第一中间数据；