[发明专利]基于HEVC熵编码器的集成电路设计方法

说明书

本发明提出了一种基于HEVC标准的熵编码器集成电路设计方法，用于解决现有熵编码器集成电路设计方法中存在的硬件开销大和实现复杂度高的技术问题，实现步骤为：创建不同规格的寄存器并初始化；计算HEVC熵编码器用到的各语法元素二元符号长度；计算4×4子块二元符号串长度和全零标志位并存储到相应的小寄存器中；根据TU块规格和子块在TU块中的位置坐标，将小寄存器中存储的值分别存储到相应的大寄存器中；计算TU块中已计算得到二元符号串长度的子块个数并将该数值存储到相应寄存器；根据该数值与TU块包含子块总数的比较结果和TU块的规格，对TU块的下一个子块和TU块进行不同操作；计算TU块二元符号串长度。

技术领域

本发明属于视频压缩编码技术领域，涉及一种集成电路设计方法，具体涉及一种基于HEVC熵编码器的集成电路设计方法，可用于视频编码中降低信源符号冗余度的无损编码。

背景技术

视频编码中熵编码器主要完成将前期的控制数据、量化变换系数、帧内预测数据以及运动数据等编码为二进制流，一方面作为视频压缩过程中评价预测模式和划分深度组合性能好坏的标准之一，一方面用于存储或传输。熵编码器主要包括二进制化、上下文建模和二进制算数编码三个步骤，本身具有结构复杂、编码符号前后依赖性强等特征。为了加快视频压缩系统中熵编码器的实时处理速度，采用专用集成电路实现视频熵编码器，专用集成电路通常具有速度快，稳定性好，可靠性高等特点。

视频压缩系统将一帧视频划分为多个等大的编码块单元，针对每个编码块单元遍历多种预测模式和划分深度，然后对每种预测模式和划分深度的组合进行预测、变换和量化，得到二维量化残差数据，可以称为TU块，作为熵编码的主要输入数据。TU块的熵编码是基于4×4子块进行的，需要按照TU块中所有4×4子块的扫描顺序依次处理每个子块，其中包含当前TU块中最后一个非零系数的4×4子块称为lastCG。

熵编码器的集成电路实现一直是视频编码中的难点所在，熵编码器的结构特点使得熵编码器称为制约整个硬件视频编码器速度性能的瓶颈所在。目前熵编码器集成电路的设计方法为：4×4子块输入顺序和TU块中所有4×4子块的扫描顺序不同，应当第一个处理的4×4子块往往最后一个才输入熵编码器，需要对当前输入熵编码器却不能处理的4×4子块的数据进行存储，直至获取得到TU块中所有的4×4子块，再按照TU块中所有4×4子块的扫描顺序依次对所有4×4子块进行二值化、上下文建模和二进制算数编码，输出二进制码流Bit串。这种集成电路的设计方法需要大量的存储开销，在存储过程中增加了延时等待，存在硬件开销大，实现复杂度高等缺点。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种基于HEVC熵编码器的集成电路设计方法，用于解决现有熵编码器集成电路设计方法中存在的硬件开销大和实现复杂度高的技术问题。

本发明的技术思路是：通过将残差系数TU块中所有4×4子块的非零系数的位置信息和幅值信息转换为HEVC中相关语法元素，用HEVC熵编码器的二值化方法对这些语法元素进行二进制化，得到每个子块的二元符号Bin串长度，再按照TU块中所有4×4子块的扫描顺序对4×4子块的二元符号Bin串长度进行计算，得到TU块的二元符号Bin串长度，作为评价视频压缩过程中预测模式和划分深度组合性能好坏的标准之一。

根据上述技术思路，实现本发明目的采取的技术方案，包括如下步骤：

(1)创建寄存器LengthOut1、LengthOut2、csbfOut、LengthOut1Reg32、LengthOut1Reg16、LengthOut1Reg8、LengthOut2Reg32、LengthOut2Reg16、LengthOut2Reg8、CsbfReg32、CsbfReg16、CsbfReg8、Counter32、Counter16和Counter8，并将这些寄存器初始化为0；

(2)计算HEVC熵编码器用到的HEVC标准中各语法元素的二元符号Bin长度：