采樣點(diǎn)自適應(yīng)偏移參數(shù)估計(jì)方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種采樣點(diǎn)自適應(yīng)偏移的參數(shù)估計(jì)方法及裝置，該方法包括：GPU使用預(yù)設(shè)線程數(shù)量，首先確定當(dāng)前編碼幀中的所有編碼塊的SAO統(tǒng)計(jì)信息；根據(jù)所述編碼塊的依賴關(guān)系，進(jìn)行決策處理，得到所述編碼幀的所有編碼塊的SAO參數(shù)。通過本發(fā)明，利用GPU，通過對(duì)編碼塊的像素值進(jìn)行相應(yīng)統(tǒng)計(jì)，完成每個(gè)編碼塊的SAO參數(shù)的決策，借助于GPU的并行處理能力實(shí)現(xiàn)該處理模塊的加速，幫助實(shí)現(xiàn)CPU+GPU混合編碼架構(gòu)的編碼的加速。
【專利說明】采樣點(diǎn)自適應(yīng)偏移參數(shù)估計(jì)方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及視頻壓縮編碼【技術(shù)領(lǐng)域】，具體而言，涉及一種采樣點(diǎn)自適應(yīng)偏移 (SampleAdaptiveOffset，簡(jiǎn)稱為SAO)的參數(shù)估計(jì)方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 高效視頻編碼（HighEfficiencyVideoCoding，簡(jiǎn)稱為HEVC)是由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組 織（InternationalOrganizationforStandardization，簡(jiǎn)稱為ISO)和國(guó)際電聯(lián)（ITU TelecommunicationStandardizationSector，簡(jiǎn)稱為ITU-T)聯(lián)合提出的新一代視頻編碼 標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)于以往的編碼標(biāo)準(zhǔn)能夠?qū)崿F(xiàn)更高的視頻圖像壓縮效率。HEVC支持Main、 MainlO和靜態(tài)圖像三種檔次，支持YUV4:2:0取樣格式的信號(hào)編碼，與H. 264/AVC相比壓縮 效率提高了一倍。然而，由于HEVC的算法復(fù)雜度高，編碼速率偏低，很難在個(gè)人電腦上實(shí)現(xiàn) 實(shí)時(shí)的編碼，因而有不少研宄者開始采用圖形處理器（GraphicProcessingUnit，簡(jiǎn)稱為 GPU)進(jìn)行編碼器的優(yōu)化，借此實(shí)現(xiàn)高速率的編碼并且取得了較好的效果。例如針對(duì)HEVC的 主要運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊的GPU優(yōu)化，以及解塊濾波器的GPU加速算法。
[0003] 采樣點(diǎn)自適應(yīng)偏移（SampleAdaptiveOffset，簡(jiǎn)稱為SA0)是HEVC中新出現(xiàn)的一 種濾波算法，其算法復(fù)雜度不高，在參考軟件的編碼耗時(shí)中占用的時(shí)間比不到1%，目前暫 時(shí)沒有公開的GPU加速算法。但由于其處理過程的特殊性，使得該算法很難通過單指令多 數(shù)據(jù)指令進(jìn)行優(yōu)化。因此，在對(duì)編碼器的優(yōu)化過程中，有必要也對(duì)SA0進(jìn)行GPU優(yōu)化。SA0 通過檢測(cè)編碼圖像的重建幀的邊界方向以及像素?cái)?shù)值，通過對(duì)不同方向和像素區(qū)間的點(diǎn)施 加不同的補(bǔ)償值，以使得重建幀圖像和要編碼的圖像更加接近，由此帶來了較好的性能增 益。
[0004] HEVC的編碼處理中，會(huì)將圖像分成恒定大小的編碼塊，例如其大小可以配置為 32x32。在SA0的處理中，對(duì)每一個(gè)編碼塊，會(huì)分配一個(gè)最優(yōu)的決策類別及其對(duì)應(yīng)的四個(gè)補(bǔ) 償值。SA0的類型分為邊界補(bǔ)償（EdgeOffset，簡(jiǎn)稱為E0)和條帶補(bǔ)償（BandOffset，簡(jiǎn)稱 為B0)兩大類。在E0中，按照邊界的方向，分成0度、45度、90度和135度四個(gè)類別。B0中 的band即條帶，是一種像素值的映射，比如8位深的圖像，像素值取值范圍為0?255,任意 像素值x的條帶編號(hào)是糾x) = ^/8」。由于顏色的集中性，在條帶補(bǔ)償中，通常只取連續(xù)的 4個(gè)條帶，因而需要有一個(gè)額外的數(shù)值來記錄起始的條帶編號(hào)，此外，針對(duì)每個(gè)條帶，編碼器 會(huì)將其需要補(bǔ)償?shù)臄?shù)值記錄下來并且編碼到碼流中。一個(gè)編碼塊的SA0參數(shù)示例如表1所 示。其中參考模式設(shè)置為不參考左邊編碼塊且不參考上邊編碼塊時(shí)才有后面信息的編碼， 而只有SA0打開時(shí)，SA0類型以及對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償值才需要被編碼。
[0005]

【權(quán)利要求】
1. 一種采樣點(diǎn)自適應(yīng)偏移SAO參數(shù)估計(jì)方法，其特征在于，包括： 圖形處理器GPU使用預(yù)設(shè)線程數(shù)量，確定當(dāng)前編碼幀中的第一個(gè)編碼塊的SA0參數(shù)； 根據(jù)所述編碼塊的依賴關(guān)系，進(jìn)行決策處理，得到所述編碼幀的所有編碼塊的SA0參 數(shù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述GPU使用1個(gè)線程組warp，確定當(dāng)前 編碼幀中的部分編碼塊的SA0參數(shù)包括： 所述GPU中的1個(gè)線程組warp中的每個(gè)線程將該每個(gè)線程對(duì)應(yīng)于所述編碼幀的預(yù)設(shè) 位置的元素的數(shù)值拷貝到緩存，其中，所述編碼幀中每個(gè)編碼塊拷貝的像素點(diǎn)數(shù)值為所述 一個(gè)線程組warp大小的整數(shù)倍； 在所述緩存中，所述每個(gè)線程確定該每個(gè)線程對(duì)應(yīng)的一列像素值的邊界類型和對(duì)應(yīng)的 所述原始圖像幀的像素值的差值； 按照預(yù)設(shè)規(guī)則排除的列，將所述列對(duì)應(yīng)的線程的信息設(shè)置為零； 根據(jù)所述一個(gè)線程組warp的統(tǒng)計(jì)信息，確定邊界統(tǒng)計(jì)E0信息和條帶統(tǒng)計(jì)B0信息。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述E0信息包括：一個(gè)顏色分量的16組 N和E值，所述B0信息包括：32組N和E值。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，不同顏色分量跳過的點(diǎn)數(shù)包括： 在SA0參數(shù)類型為E0 0度方向時(shí)，在亮度分量中底部跳過行數(shù)為4/3,右邊跳過列數(shù)為 5 ;在色度分量中底部跳過行數(shù)為2,右邊跳過列數(shù)為3 ; 在SA0參數(shù)類型為E0 90度方向時(shí)，在亮度分量中底部跳過行數(shù)為4,右邊跳過列數(shù)為 5/4 ;在色度分量中底部跳過行數(shù)為2,右邊跳過列數(shù)為3/2 ; 在SA0參數(shù)類型為E0 135度方向時(shí)，在亮度分量中底部跳過行數(shù)為4,右邊跳過列數(shù)為 5 ;在色度分量中底部跳過行數(shù)為2,右邊跳過列數(shù)為3 ; 在SA0參數(shù)類型為E0 45度方向時(shí)，在亮度分量中底部跳過行數(shù)為4,右邊跳過列數(shù)為 5 ;在色度分量中底部跳過行數(shù)為2,右邊跳過列數(shù)為3 ; 在SA0參數(shù)類型為B0時(shí)，在亮度分量中底部跳過行數(shù)為4/3,右邊跳過列數(shù)為5/4 ;在 色度分量中底部跳過行數(shù)為2/1，右邊跳過列數(shù)為3/2 ; 其中斜杠后面的數(shù)字為使用去塊濾波之前像素點(diǎn)數(shù)值時(shí)跳過的點(diǎn)數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述編碼塊的依賴關(guān) 系，進(jìn)行決策處理，得到所述編碼幀的所有編碼塊的SA0參數(shù)包括： 按照錯(cuò)峰并行的方式進(jìn)行所述決策處理。
6. -種采樣點(diǎn)自適應(yīng)偏移SA0參數(shù)估計(jì)裝置，應(yīng)用于圖像處理器GPU，其特征在于，包 括： 確定模塊，用于使用預(yù)設(shè)線程數(shù)量，確定當(dāng)前編碼幀中的部分編碼塊的SA0參數(shù)； 處理模塊，用于根據(jù)所述編碼塊的依賴關(guān)系，進(jìn)行決策處理，得到所述編碼幀的所有編 碼塊的SA0參數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述確定模塊包括： 第一確定單元，用于所述GPU使用1個(gè)線程組warp時(shí)，用于將該每個(gè)線程對(duì)應(yīng)于所述 編碼幀的預(yù)設(shè)位置的元素的數(shù)值拷貝到緩存，其中，所述編碼幀中每個(gè)編碼塊拷貝的像素 點(diǎn)數(shù)值為所述一個(gè)線程組warp大小的整數(shù)倍； 第二確定單元，用于在所述緩存中，所述每個(gè)線程確定該每個(gè)線程對(duì)應(yīng)的一列像素值 的邊界類型和對(duì)應(yīng)的所述原始圖像幀的像素值的差值； 設(shè)置單元，用于按照預(yù)設(shè)規(guī)則排除的列，將所述列對(duì)應(yīng)的線程的信息設(shè)置為零； 第三確定單元，用于根據(jù)所述一個(gè)線程組warp的統(tǒng)計(jì)信息，確定邊界統(tǒng)計(jì)E0信息和條 帶統(tǒng)計(jì)B0信息。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述E0信息包括：一個(gè)顏色分量的16組 N和E值，所述B0信息包括：32組N和E值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述設(shè)置模塊在不同顏色分量時(shí)跳過的 點(diǎn)數(shù)包括： 在SAO參數(shù)類型為E0 0度方向時(shí)，在亮度分量中底部跳過行數(shù)為4/3,右邊跳過列數(shù)為 5 ;在色度分量中底部跳過行數(shù)為2,右邊跳過列數(shù)為3 ; 在SAO參數(shù)類型為E0 90度方向時(shí)，在亮度分量中底部跳過行數(shù)為4,右邊跳過列數(shù)為 5/4 ;在色度分量中底部跳過行數(shù)為2,右邊跳過列數(shù)為3/2 ; 在SAO參數(shù)類型為EO 135度方向時(shí)，在亮度分量中底部跳過行數(shù)為4,右邊跳過列數(shù)為 5 ;在色度分量中底部跳過行數(shù)為2,右邊跳過列數(shù)為3 ; 在SAO參數(shù)類型為EO 45度方向時(shí)，在亮度分量中底部跳過行數(shù)為4,右邊跳過列數(shù)為 5 ;在色度分量中底部跳過行數(shù)為2,右邊跳過列數(shù)為3 ; 在SAO參數(shù)類型為BO時(shí)，在亮度分量中底部跳過行數(shù)為4/3,右邊跳過列數(shù)為5/4 ;在 色度分量中底部跳過行數(shù)為2/1，右邊跳過列數(shù)為3/2 ; 其中斜杠后面的數(shù)字為使用去塊濾波之前像素點(diǎn)數(shù)值時(shí)跳過的點(diǎn)數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述處理模塊按照錯(cuò)峰并 行的方式進(jìn)行所述決策處理。
【文檔編號(hào)】H04N19/196GK104506867SQ201410720721
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】馬思偉, 羅法蕾, 馬俊鋮, 高文 申請(qǐng)人:北京大學(xué)