高效視頻編碼的幀內(nèi)預(yù)測參考點(diǎn)預(yù)處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種帖內(nèi)預(yù)測參考點(diǎn)的預(yù)處理方法，可 用于視頻編碼。
【背景技術(shù)】
[0002] 高效視頻編碼肥VC作為新一代的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)，在2013年由視頻編碼組(JCT-VC， Joint Collaborative Team on Video Coding)聯(lián)合制定。皿VC標(biāo)準(zhǔn)主要針對高清和超高 清分辨率視頻的壓縮，相比于H.264/AVC的優(yōu)異性能，編碼效率提高了一倍。
[0003] 預(yù)測過程在肥VC中占據(jù)著極其重要的作用，肥VC中預(yù)測分為帖內(nèi)預(yù)測和帖間預(yù)測 兩種。帖內(nèi)預(yù)測主要是根據(jù)已經(jīng)編碼的像素塊來對下一個(gè)要編碼的像素塊進(jìn)行預(yù)測編碼， W去除相應(yīng)的空間冗余信息;帖間預(yù)測則是根據(jù)當(dāng)前帖中已經(jīng)編碼的相鄰塊W及參考帖中 相對應(yīng)位置的塊來對下一個(gè)像素塊進(jìn)行預(yù)測，W去除相應(yīng)的時(shí)間冗余信息。視頻是由許多 帖靜止的圖像組成的，在皿VC中根據(jù)每一帖所采用預(yù)測方式的不同，可W分為I帖、P帖和B 帖=種，其中，I帖表示關(guān)鍵帖，其只采用帖內(nèi)預(yù)測的帖，它可W不依賴其他帖的數(shù)據(jù)單獨(dú)完 成解碼過程，獲得解碼圖像;P帖表示前向預(yù)測帖，其使用前一帖重建帖作為參考帖，通過帖 間預(yù)測的方式得到，在解碼端，在解碼P帖之前必須先解碼恢復(fù)它的參考帖;B帖表示雙向預(yù) 測帖，其使用當(dāng)前帖的前一帖和后一帖同時(shí)作為參考帖，在解碼端解碼B帖時(shí)，不僅要先得 到前一帖的重建圖像，還要得到后一帖的重建圖像。I帖是視頻編碼的起點(diǎn)，I帖采用的帖內(nèi) 預(yù)測過程是整個(gè)視頻編碼中不可或缺的部分。參考點(diǎn)預(yù)處理是帖內(nèi)預(yù)測的前期準(zhǔn)備工作， 因此，提高帖內(nèi)預(yù)測參考點(diǎn)預(yù)處理的速度在視頻編碼中有著很重要的意義。
[0004] 目前沒有相關(guān)帖內(nèi)預(yù)測參考點(diǎn)預(yù)處理方面的硬件實(shí)現(xiàn)，但在高效視頻編碼肥VC標(biāo) 準(zhǔn)中對參考樣點(diǎn)預(yù)處理需要緩存整幅重建圖，即高效視頻編碼肥VC標(biāo)準(zhǔn)中所有參考樣點(diǎn)在 做完每一階段的處理后都要緩存中間結(jié)果。該方法由于要存儲整幅重建圖浪費(fèi)了大量的資 源，不利于硬件的實(shí)現(xiàn)，且對每一階段處理結(jié)果緩存需要消耗大量的時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提出一種視頻編碼的帖內(nèi)預(yù)測參考點(diǎn)預(yù)處理方法，W解決現(xiàn)有 高效視頻編碼皿VC標(biāo)準(zhǔn)中在對參考樣點(diǎn)預(yù)處理時(shí)因要緩存整幅重建圖而浪費(fèi)大量資源和 消耗大量時(shí)間的問題，易于硬件實(shí)現(xiàn)。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)思路是:利用高級綜合化S將參考點(diǎn)預(yù)處理做成流水結(jié)構(gòu)，即依次按 順序?qū)⒖紭狱c(diǎn)賦值，對參考樣點(diǎn)賦值的同時(shí)將之前賦值的參考樣點(diǎn)依次進(jìn)行平滑處理， 實(shí)現(xiàn)對參考樣點(diǎn)的流水處理。
[0007] 根據(jù)上述思路，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對參考樣點(diǎn)預(yù)處理的技術(shù)方案，包括：
[000引1. 一種視頻編碼的帖內(nèi)預(yù)測參考點(diǎn)預(yù)處理方法，其特征在于:是在高級綜合化S平 臺上通過如下流水結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)：
[0009] (1)初始化：
[0010] 創(chuàng)建S個(gè)移位寄存器31、1?2、1?，五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元1(1、1(2、1(3、1(4、1(5，1個(gè)結(jié)果存 儲單元B_o[i]和標(biāo)志位flag[i]，其中0< = i< = 4N，N是當(dāng)前預(yù)測單元PU邊長所包含像素點(diǎn) 的個(gè)數(shù)，flag[ i ]用來標(biāo)記當(dāng)前預(yù)測單元PU參考點(diǎn)的可用性；
[0011] (2)根據(jù)當(dāng)前預(yù)測單元PU所在的最大編碼單元LCU的位置，更新頂部緩沖區(qū)top、左 邊緩沖區(qū)left和當(dāng)前最大編碼單元緩沖區(qū)mlcu的值；
[0012] (3)根據(jù)參考點(diǎn)是否為重建值或參考點(diǎn)是否存在，判斷參考點(diǎn)的可用性：
[0013] 當(dāng)參考點(diǎn)是重建值時(shí)，則參考點(diǎn)為可用，執(zhí)行步驟(4)，
[0014] 當(dāng)參考點(diǎn)不是重建值或參考點(diǎn)不存在時(shí)，則參考點(diǎn)為不可用，并對參考點(diǎn)標(biāo)志位 flag[i]賦值為0;
[0015] (4)根據(jù)重建值的位置對參考點(diǎn)的標(biāo)志位flag[i]賦值:如果重建值不在當(dāng)前最大 編碼單元LCU內(nèi)部，則對參考點(diǎn)標(biāo)志位f lag[ i ]賦值為1，否則，賦值為2;
[0016] (5)對五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元1(1、1(2、1(3、1(4和1(5進(jìn)行賦值：
[0017] 當(dāng)?shù)?個(gè)標(biāo)志位flag[0]、第N個(gè)標(biāo)志位flag[N]、第2N個(gè)標(biāo)志位flag[2N]、第3N個(gè)標(biāo) 志位flag[3N]、第4N個(gè)標(biāo)志位flag[4N]為加寸，將五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元1(1、1(2、1(3、1(4、1(5分別 賦值為128;
[0018] 當(dāng)?shù)?個(gè)標(biāo)志位flag[0]、第N個(gè)標(biāo)志位flag[N]、第2N個(gè)標(biāo)志位flag[2N]、第3N個(gè)標(biāo) 志位f lag[3N]、第4N個(gè)標(biāo)志位f lag[4N]不為0時(shí)，從步驟(2)的緩沖區(qū)中取出第0個(gè)、第N個(gè)、 第2N個(gè)、第3N個(gè)、第4N參考點(diǎn)，分別存儲到五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元1(1、1(2、1(3、1(4、1(5中；
[0019] (6)判斷第i個(gè)標(biāo)志位flag[i]是否為0,如果為0,則將Rl賦值為128,否則從步驟 (2)的緩沖區(qū)中取出第i個(gè)參考點(diǎn)存儲到Rl中，其中對于第0個(gè)標(biāo)志位flag[0]、第N個(gè)標(biāo)志位 f lag[N]、第2N個(gè)標(biāo)志位f lag[2N]、第3N個(gè)標(biāo)志位f lag[3N]、第4N個(gè)標(biāo)志位flag[4N]，則將Rl 直接賦值為五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元Kl、K2、K3、K4、K5。
[0020] (7)對參考點(diǎn)做平滑處理：
[0021] 當(dāng)i取0和1時(shí)，將第一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元Kl賦值到第0個(gè)結(jié)果存儲單元8_〇[0]中；
[0022] 當(dāng)i的取值為2、3、4.....4N時(shí)，根據(jù)步驟巧）中的關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元K1、K2、K3、K4、K5 和N的大小選擇對應(yīng)的平滑方法，并將平滑后的參考點(diǎn)存儲到第i-1個(gè)結(jié)果存儲單元8_〇[1-1忡；
[0023] (8)將第二個(gè)移位寄存器R2存儲到第=個(gè)移位寄存器R3中，將第一個(gè)移位寄存器 Rl存儲到第二個(gè)移位寄存器R2中，再判斷i是否等于4N:如果是，則直接將第一個(gè)移位寄存 器Rl輸出到i個(gè)結(jié)果存儲單元8_〇[1]中，結(jié)束預(yù)處理，否則，令i = i+l返回步驟(6)。
[0024] 本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
[0025] 第一，本發(fā)明用緩存區(qū)存儲圖像的部分重建值，而非緩存整幅圖像，節(jié)約了資源。
[0026] 第二，本發(fā)明設(shè)置五個(gè)關(guān)鍵的參考點(diǎn)，將濾波平滑和雙線性平滑兩種平滑方法統(tǒng) 一到了 一起。
[0027] 第=，本發(fā)明對參考樣點(diǎn)賦值的同時(shí)將之前賦值的參考樣點(diǎn)依次進(jìn)行平滑處理， 實(shí)現(xiàn)對參考樣點(diǎn)的流水處理，減少了時(shí)延，提高了吞吐率。
【附圖說明】
[0028] 圖1是本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 參照圖1，本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)步驟如下：
[0030] 步驟1:初始化。
[0031] 創(chuàng)建S個(gè)移位寄存器31、1?2、1?，五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元1(1、1(2、1(3、1(4、1(5，1個(gè)結(jié)果存 儲單元B_o[i]和標(biāo)志位flag[i]，其中0< = i< = 4N，N是當(dāng)前預(yù)測單元PU邊長所包含像素點(diǎn) 的個(gè)數(shù)；
[0032] 其中S個(gè)移位寄存器R1、R2、R3用來存儲參考點(diǎn)，五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元K1、K2、K3、 K4、K5用來存儲第0個(gè)、第N個(gè)、第2N個(gè)、第3N個(gè)、第4N個(gè)參考點(diǎn)，flag[i]用來標(biāo)記當(dāng)前預(yù)測單 元PU參考點(diǎn)的可用性，結(jié)果存儲單元8_〇[ i ]用來存儲平滑后的參考點(diǎn)。
[0033] 步驟2:對緩沖區(qū)進(jìn)行更新。
[0034] 將當(dāng)前最大編碼單元LCU左側(cè)的最大編碼單元LCU中最右邊的一列參考點(diǎn)重建值 存儲到左邊緩沖區(qū)left;將當(dāng)前最大編碼單元LCU的參考點(diǎn)重建值緩存到當(dāng)前最大編碼單 元緩沖區(qū)mlcu;將當(dāng)前最大編碼單元LCU中最后一行的參考點(diǎn)重建值依次緩存到頂部緩沖 區(qū)top中，其中頂部緩沖區(qū)top的大小為64*(m+l)，m為一幅圖像經(jīng)過擴(kuò)展后的寬度除W64得 到的整數(shù)，左邊緩沖區(qū)left的大小為64,當(dāng)前最大編碼單元緩沖區(qū)mlcu的大小為64*64。
[0035] 步驟3:判斷參考點(diǎn)的可用性，并對其賦值。
[0036] 將帖內(nèi)預(yù)測得到的預(yù)測值與原始像素點(diǎn)作差得到殘差值，再將殘差值經(jīng)過變換量 化和反變換反量化得到殘差值;將殘差值后與預(yù)測值相加就得到了參考點(diǎn)的重建值，根據(jù) 參考點(diǎn)重建值對判斷參考點(diǎn)的可用性，并對參考點(diǎn)標(biāo)志位進(jìn)行賦值：
[0037] 當(dāng)參考點(diǎn)不是重建值或參考點(diǎn)不存在時(shí)，則參考點(diǎn)為不可用，并對參考點(diǎn)標(biāo)志位 flag[i]賦值為0;
[0038] 當(dāng)參考點(diǎn)是重建值時(shí)，根據(jù)重建值的位置對參考點(diǎn)的標(biāo)志位flag[i]賦值，如果重 建值不在當(dāng)前最大編碼單元LCU內(nèi)部，則對參考點(diǎn)標(biāo)志位flag[ i ]賦值為1，否則對參考點(diǎn)標(biāo) 志位flag[i]賦值為2。
[0039] 步驟4:對五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元1(1、1(2、1(3、1(4、1(5進(jìn)行賦值。
[0040] 所述的五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元1(1、1(2、1(3、1(4、1(5分別用于存儲不同的參考點(diǎn)，根據(jù)對 五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元存儲的值和當(dāng)前預(yù)測單元的PU的大小可W將線性平滑和濾波平滑統(tǒng) 一到一起，五個(gè)關(guān)鍵參考點(diǎn)存儲單元的賦值原則如下：
[0041 ]當(dāng)?shù)?個(gè)標(biāo)志位f lag[0]、第N個(gè)標(biāo)志位f lag[N]、第2N個(gè)標(biāo)志位f lag[2N]、第3N個(gè)標(biāo) 志位flag[3N]、第4N個(gè)標(biāo)志位flag[4N]為加寸，將五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元1(1、1(2、1(3、1(4、1(5分別 賦值為128;
[0042] 當(dāng)?shù)?個(gè)標(biāo)志位flag[0]、第N個(gè)標(biāo)志位flag[N]、第2N個(gè)標(biāo)志位flag[2N]、第3N個(gè)標(biāo) 志位flag[3N]、第4N個(gè)標(biāo)志位flag[4N]為1時(shí)，從當(dāng)前最大編碼單元緩沖區(qū)mlcu中取出第0 個(gè)、第N個(gè)、第2N個(gè)、第3N個(gè)、第4N參考點(diǎn)，分別賦值到五個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)存儲單元K1、K2、K3、K4、K5 中；
[0043] 當(dāng)?shù)?個(gè)標(biāo)志位flag[0]、第N個(gè)標(biāo)志位flag陽]為2時(shí)，從左邊緩沖區(qū)left中