专利名称：一种h.264图像回环滤波器设计方法
技术领域：
本发明涉及视频编码领域，特别是一种H. 264图像回环滤波器设计方法。
背景技术：
H. 264/AVC作为ITU和MPEG联合开发的最新视频标准，比传统的视频标准获得 了很大的提高，但同时H.沈4的计算复杂度也大大增加了。在H.沈4中用到的环回滤波 (Deblocking filter)是以4x4块为单位，主要用来消除4x4块之间的边界块效应，在标准 中，首先完成所有4x4块水平方向的滤波，然后完成垂直方向的滤波。每个块滤波的时候会 使用两相邻块各4个像素，可能修改各3个像素。
发明内容
本H. 264图像回环滤波器设计跟以往的回环滤波器相比，支持并行滤波运算，运 算速度更快，使用的逻辑门电路更少，占用空间更小。本发明的目的是通过以下步骤实现1、对于亮度宏块，对当前宏块以及当前宏块上面和左边涉及到的块进行编号排 序。对当前宏块中的4x4的块，按从左到右、再从上到下的次序排号为A P，当前宏块上面 相邻的4x4的块按从左到右的次序排号为Ll L4，当前宏块左面相邻的4x4的块按从上到 下的次序排号为Rl R4。而32个滤波过程与当前宏块中4x4的块有着如下的对应关系 (A块一滤波1和5)、(B块一滤波3和9)、(C块一滤波7和13)、(D块一滤波11和15)、(E 块一滤波2和6)、(F块一滤波4和10)、(G块一滤波8和14)、(H块一滤波12和16)、(I块 —滤波17和21)、(J块一滤波19和25)、(K块一滤波23和29)、(L块一滤波27和31)、(M 块一滤波18和22)、(N块一滤波20和26)、(0块一滤波M和30)、(P块一滤波观和32)。2、对于亮度宏块，从外部存储器读入Ll到L4的数据，进行滤波计算，过程如下A、读入数据Rl、A、B、E和F，进入滤波计算子过程，完成1到10的滤波计算，同时 将Rl、Ll L4的最终结果存储到外部空间去。B、读入数据R2、C、D、G和H，进入滤波计算子过程，完成11 16的滤波计算，同时
将R2、A、B、E、F的最终结果存储到外部空间。C、读入数据R3、I、J、M、N，进入滤波计算子过程，完成17 沈的滤波计算，同时将 R3和C、D、G、H的最终结果存储到外部空间。D、读入数据R4、K、L、0、P，进入滤波计算子过程，完成27 32的滤波计算，将R4 和I，J，M，N的最终结果存储到外部空间。Ejf K，L，0，P的最终结果存储到外部空间。3、对于亮度宏块，滤波计算子过程以步骤2中的子步骤A为例进行详细说明，其他 滤波计算子过程基本相同。说明如下(1)、从外部空间读入Rl数据并缓存。O)、从外部空间读入A数据，完成滤波1，将E的最终结果写入从外部空间，同时缓存A的中间结果。(3)、从外部空间读入E数据，完成滤波2，同时缓存A和E的中间结果。(4)、从外部空间读入B数据，完成滤波3，将Ll的结果写入从外部空间，同时缓存 B和E的中间结果。(5)、从外部空间读入F数据，完成滤波4，将L2的结果写入从外部空间，同时缓存 B和F的中间结果。(6)、完成滤波5，缓存Ll的最终结果和A的中间结果。(7)、完成滤波6，缓存E的中间结果。(8)、完成滤波9，缓存L2的最终结果和B的中间结果。(9)、完成滤波10，缓存F的中间结果。(10)、将L2的最终结果写入从外部空间。4、对于色度宏块，对当前宏块以及当前宏块上面和左边涉及到的块进行编号排 序。对当前宏块中的块，按从左到右、再从上到下的次序排号为R、S、T、U,当前宏块上面相 邻的块按从左到右的次序排号为L5、L6，当前宏块左面相邻的块按从上到下的次序排号为 R5、R6。而8个滤波过程与当前宏块中的块有着如下的对应关系(R块一滤33和37)、(S 块一滤波35和39)、(T块一滤波34和38)、(U块一滤波36和40)。5、对于色度宏块，进行滤波计算，过程如下A、读入数据L5、L6并缓存。B、读入数据R5、R和T，完成33 36的滤波计算，同时将R5、L5、L6的最终结果存 储到外部空间。C、读入数据R6、S和U，完成37 40的滤波计算，同时将R6和R、T的最终结果存 储到外部空间。D、将S，U的最终结果存储到外部空间。本发明处理一个宏块的48个边界滤波只要用252个时钟周期，而已有的算法实现 普遍在400个时钟周期以上，而且不支持并行运算。在0. 18的CMOS技术下，本发明需要 14000个逻辑门，而已有的算法实现普遍在20000个以上。因此本算法既可以满足实时高清 编码的要求，又节省了空间面积。
下面结合附图做一些说明。图1.亮度宏块编序图。图2.色度宏块编序图。具体实施过程对H. 264图像回环滤波器设计，具体实施步骤描述如下1、对于亮度宏块，对当前宏块以及当前宏块上面和左边涉及到的块进行编号排 序。对当前宏块中的4x4的块，按从左到右、再从上到下的次序排号为A P，当前宏块上面 相邻的4x4的块按从左到右的次序排号为Ll L4，当前宏块左面相邻的4x4的块按从上到 下的次序排号为Rl R4。而32个滤波过程与当前宏块中4x4的块有着如下的对应关系 (A块一滤波1和5)、(B块一滤波3和9)、(C块一滤波7和13)、(D块一滤波11和15)、(E块一滤波2和6)、(F块一滤波4和10)、(G块一滤波8和14)、(H块一滤波12和16)、(I块 —滤波17和21)、(J块一滤波19和25)、(K块一滤波23和29)、(L块一滤波27和31)、(M 块一滤波18和22)、(N块一滤波20和26)、(0块一滤波M和30)、(P块一滤波观和32)。2、对于亮度宏块，从外部存储器读入Ll到L4的数据，进行滤波计算，过程如下A、读入数据Rl、A、B、E和F，进入滤波计算子过程，完成1到10的滤波计算，同时 将Rl、Ll L4的最终结果存储到外部空间去。B、读入数据R2、C、D、G和H，进入滤波计算子过程，完成11 16的滤波计算，同时
将R2、A、B、E、F的最终结果存储到外部空间。C、读入数据R3、I、J、M、N，进入滤波计算子过程，完成17 沈的滤波计算，同时将 R3和C、D、G、H的最终结果存储到外部空间。D、读入数据R4、K、L、0、P，进入滤波计算子过程，完成27 32的滤波计算，将R4 和I，J，M，N的最终结果存储到外部空间。Ejf K，L，0，P的最终结果存储到外部空间。3、对于亮度宏块，滤波计算子过程以步骤2中的子步骤A为例进行详细说明，其他 滤波计算子过程基本相同。说明如下(1)、从外部空间读入Rl数据并缓存。O)、从外部空间读入A数据，完成滤波1，将E的最终结果写入从外部空间，同时缓 存A的中间结果。(3)、从外部空间读入E数据，完成滤波2，同时缓存A和E的中间结果。(4)、从外部空间读入B数据，完成滤波3，将Ll的结果写入从外部空间，同时缓存 B和E的中间结果。(5)、从外部空间读入F数据，完成滤波4，将L2的结果写入从外部空间，同时缓存 B和F的中间结果。(6)、完成滤波5，缓存Ll的最终结果和A的中间结果。(7)、完成滤波6，缓存E的中间结果。(8)、完成滤波9，缓存L2的最终结果和B的中间结果。(9)、完成滤波10，缓存F的中间结果。(10)、将L2的最终结果写入从外部空间。4、对于色度宏块，对当前宏块以及当前宏块上面和左边涉及到的块进行编号排 序。对当前宏块中的块，按从左到右、再从上到下的次序排号为R、S、T、U,当前宏块上面相 邻的块按从左到右的次序排号为L5、L6，当前宏块左面相邻的块按从上到下的次序排号为 R5、R6。而8个滤波过程与当前宏块中的块有着如下的对应关系(R块一滤33和37)、(S 块一滤波35和39)、(T块一滤波34和38)、(U块一滤波36和40)。5、对于色度宏块，进行滤波计算，过程如下A、读入数据L5、L6并缓存。B、读入数据R5、R和T，完成33 36的滤波计算，同时将R5、L5、L6的最终结果存 储到外部空间。C、读入数据R6、S和U，完成37 40的滤波计算，同时将R6和R、T的最终结果存 储到外部空间。
D、将S，U的最终结果存储到外部空间。
权利要求
1.一种H. 264图像回环滤波器设计，其特征在于，包括如下步骤1)对于亮度宏块，对当前宏块以及当前宏块上面和左边涉及到的块进行编号排序。2)对于亮度宏块，进行滤波计算。3)对于亮度宏块，进行滤波计算子过程。4)对于色度宏块，对当前宏块以及当前宏块上面和左边涉及到的块进行编号排序。5)对于色度宏块，进行滤波计算。
2.如权利要求1所述的一种H.264图像回环滤波器设计，其特征在于所述步骤1)中对 于亮度宏块，对当前宏块以及当前宏块上面和左边涉及到的块进行编号排序的方法，以及 32个滤波过程与当前宏块中4x4的块的对应关系，具体为对当前宏块中的4x4的块，按从左到右、再从上到下的次序排号为A P，当前宏块上面 相邻的4x4的块按从左到右的次序排号为Ll L4，当前宏块左面相邻的4x4的块按从上到 下的次序排号为Rl R4。而32个滤波过程与当前宏块中虹4的块有着如下的对应关系 (A块一滤波1和5)、(B块一滤波3和9)、(C块一滤波7和13)、(D块一滤波11和15)、(E 块一滤波2和6)、(F块一滤波4和10)、(G块一滤波8和14)、(H块一滤波12和16)、(I块 —滤波17和21)、(J块一滤波19和25)、(K块一滤波23和29)、(L块一滤波27和31)、(M 块一滤波18和22)、(N块一滤波20和26)、(0块一滤波M和30)、(P块一滤波观和32)。
3.如权利要求1所述的一种H.264图像回环滤波器设计，其特征在于所述步骤2)中对 于亮度宏块，进行滤波计算的步骤，如下A、读入数据R1、A、B、E和F，进入滤波计算子过程，完成1到10的滤波计算，同时将R1、 Ll L4的最终结果存储到外部空间去。B、读入数据R2、C、D、G和H，进入滤波计算子过程，完成11 16的滤波计算，同时将 R2、A、B、E、F的最终结果存储到外部空间。C、读入数据R3、I、J、M、N，进入滤波计算子过程，完成17 沈的滤波计算，同时将R3 和C、D、G、H的最终结果存储到外部空间。D、读入数据R4、K、L、0、P，进入滤波计算子过程，完成27 32的滤波计算，将R4和I， J，M，N的最终结果存储到外部空间。Ejf K，L，0，P的最终结果存储到外部空间。
4.如权利要求1所述的H.264图像回环滤波器设计，其特征在于所述步骤3)中对于亮 度宏块，滤波计算子过程以步骤2中的子步骤A为例的详细描述，如下(1)、从外部空间读入Rl数据并缓存。(2)、从外部空间读入A数据，完成滤波1，将E的最终结果写入从外部空间，同时缓存A 的中间结果。(3)、从外部空间读入E数据，完成滤波2，同时缓存A和E的中间结果。(4)、从外部空间读入B数据，完成滤波3，将Ll的结果写入从外部空间，同时缓存B和 E的中间结果。(5)、从外部空间读入F数据，完成滤波4，将L2的结果写入从外部空间，同时缓存B和 F的中间结果。(6)、完成滤波5，缓存Ll的最终结果和A的中间结果。(7)、完成滤波6，缓存E的中间结果。(8)、完成滤波9，缓存L2的最终结果和B的中间结果。(9)、完成滤波10，缓存F的中间结果。(10)、将L2的最终结果写入从外部空间。
5.如权利要求1所述的H.264图像回环滤波器设计，其特征在于所述步骤4)中对于色 度宏块，对当前宏块以及当前宏块上面和左边涉及到的块进行编号排序的方法，以及8个 滤波过程与当前宏块中的块的对应关系，具体为对当前宏块中的块，按从左到右、再从上 到下的次序排号为R、S、T、U，当前宏块上面相邻的块按从左到右的次序排号为L5、L6，当前 宏块左面相邻的块按从上到下的次序排号为R5、R6。而8个滤波过程与当前宏块中的块有 着如下的对应关系(R块一滤33和37)、(S块一滤波35和39)、(T块一滤波34和38)、(U 块一滤波36和40)。
6.如权利要求1所述的H.264图像回环滤波器设计，其特征在于所述步骤5)中对于色 度宏块，进行滤波计算的步骤，为A、读入数据L5、L6并缓存。B、读入数据R5、R和T，完成33 36的滤波计算，同时将R5、L5、L6的最终结果存储到 外部空间。C、读入数据R6、S和U,完成37 40的滤波计算，同时将R6和R、T的最终结果存储到 外部空间。D、将S，U的最终结果存储到外部空间。
全文摘要
一种H.264图像回环滤波器设计，本H.264图像回环滤波器设计跟以往的回环滤波器相比，支持并行滤波运算，运算速度更快，使用的逻辑门电路更少，占用空间更小，处理一个宏块的48个边界滤波只要用252个时钟周期。本算法既可以满足实时高清编码的要求，又节省了空间面积。
文档编号H04N7/26GK102148982SQ20101010652
公开日2011年8月10日 申请日期2010年2月4日 优先权日2010年2月4日
发明者杨华岚 申请人:成都市世嘉电子实业有限公司