[发明专利]一种环内滤波方法及装置

说明书

本发明提供一种环内滤波方法及装置，该装置包括：去块滤波模块，以处理单元N×M左方相邻的M/4个block、及处理单元所在区域为滤波区域，按照从上往下，从左往右的顺序对滤波区域内的滤波基础单元去块滤波，去块滤波时，结合该滤波基础单元上方水平相邻的2个block，先垂直边滤波再水平边滤波，将去块滤波后的滤波基础单元上方水平相邻的2个block，及该滤波基础单元中上面2个block中的像素点数据进行缓存；SAO模块，结合Area1左方2列、上方1行及下方1行的像素点数据对运算区域内block进行SAO计算；存储环内滤波所需数据的三个随机存取存储器。本发明可以减少流水延时，降低芯片面积，提升芯片性能。

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，尤其涉及一种环内滤波方法及装置。

背景技术

随着数字视频应用产业链的快速发展，视频应用向以下几个方向发展的趋势愈加明显：

1)高清晰度(Higher Definition)：数字视频的应用格式从720P向1080P全面升级，甚至出现了4K×2K、8K×4K的数字视频格式；

2)高帧率(Higher frame rate)：数字视频帧率从30fps向60fps、120fps甚至240fps的应用场景升级；

3)高压缩率(Higher Compression rate)：传输带宽和存储空间一直是视频应用中最为关键的资源，因此，在有限的空间和管道中获得最佳的视频体验一直是用户的不懈追求。

由于数字视频应用在发展中面临上述趋势，如果继续采用H.264编码，就出现一些局限性，为了面对以上发展趋势，2010年1月，ITU-T VCEG和ISO/IEC MPEG联合成立了JCT-VC联合组织，统一制定下一代编码标准HEVC(High Efficiency Video Coding，高效率视频编码)，HEVC协议标准(H.265)于2013年正式在业界发布。与H.264相比，H.265具有更高的(接近于两倍)压缩比率，在同码率下具有更佳的视频质量，而且支持8k超高清视频(UltraHigh Definition Television，UHD)。

如图1所示为HEVC的解码过程示意图，主要包括：熵解码(Entropy)/环扫描(Scan)/反量化IQ、反变换(Trans)、帧内预测(Intra Predication)/帧间预测(Interpolation)/补偿MC、去块滤波(Deblock)/SAO(自适应样点补偿)计算、写回DDR(Write Back)/显示(display)。

环内滤波模块包括去块滤波和SAO两部分，先做去块滤波，再做SAO，其中去块滤波和SAO过程涉及边界滤波强度计算BSD。去块滤波主要用于判断PU(预测单元，即用于视频图像帧中用于进行预测运算的单元)和TU(变换单元，即视频图像帧中用于参与变换运算的单元)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(Peak Signalto Noise Ratio，峰值信噪比)值。

HEVC具有高压缩率，同时又具体高复杂度，为了支持超高清解码，软件几乎难以实现，耗时巨大。其中环内滤波模块在整个算法中耗时占比40％，为此需要考虑算法的硬件化。

协议规定视频图像中以4×4个像素点作为基本块block，以8×8个像素点的块划分的边需要滤波，目前去块滤波的方法是，针对一帧视频图像，先进行整帧视频图像的垂直边滤波，然后才进行整帧视频图像的水平边滤波。由于在滤波过程中对以8×8的块划分的边进行滤波时，需要用到其上面2个经过滤波后的相邻4×4block块，因此以整帧图像先进行垂直边滤波再进行水平边滤波时，导致中间需要存储非常多的中间数据。在去块滤波完成垂直边和水平边滤波后，后续执行的SAO，还需要多保存一些像素点的数据，如需要用到左边两列的像素点数据、上面一行的像素点数据及下面一行的像素点数据，又导致中间要保存非常多的临时数据。

发明内容