适用于hevc标准的编码器中sao模式判决的拉格朗日乘子取值方法
【专利摘要】本发明属于高清数字视频压缩编解码【技术领域】，具体为一种适用于HEVC标准的编码器中SAO模式判决的拉格朗日乘子取值方法。本发明在进行图像的亮度分量Y模式判决时，通过式判决出最优模式；在进行Y的两个色度分量Cb和Cr模式判决时，通过式判决出最优模式；Y分量下的拉格朗日乘子λY和Cb、Cr分量下的拉格朗日乘子λCb&Cr，分别通过查表得到。本发明可以简化模式判决时的乘法器运算，减小了硬件的开销，同时也可使硬件的工作频率显著提高，从而实现高清视频的实时编码。
【专利说明】适用于HEVC标准的编码器中SAO模式判决的拉格朗日乘子 取值方法
【技术领域】
[0001]本发明属于高清数字视频压缩编解码【技术领域】，针对HEVC视频编解码标准，具体 涉及一种适用于ffiVC视频编码标准下，硬件视频编码器中SAO模块的模式判决的拉格朗日 乘子取值方法。
【背景技术】
[0002]HEVC(High Efficiency Video Coding)是由国际电信组织(ITU)和运动图像专家 组(MPEG)联合成立的组织JCTVC提出的下一代视频编解码标准。目标是在相同的视觉效 果的前提下，相比于上一代标准札264/AVC，压缩率提高一倍。
[0003]基于HEVC的视频编码器，其结构图如图1所示，主要由以下几个模块组成:帧内 预测、帧间预测、变换、量化、反量化、反变换、重建、去方块滤波器、自适应样点补偿等模块 组成。视频压缩编码的基本过程可以概括如下:1.利用帧内预测或帧间预测方式对当前 原始视频流像素进行预测；2.将原始的像素值与预测出来的像素值相减得到残差值；3.将 残差进行变换及量化处理，得到输出的残差系数再进过CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)熵编码形成最后的压缩输出码流；4.残差系数经过反量化及 反变换处理，再与之前得到的预测像素相加得到重建像素，存储作为预测的参考帧像素。
[0004]HEVC中的处理单元块引入了四叉树的结构，图像处理块的大小最大为64X64，它 还可以继续递归地划分为32X32、16X16、8X8、4X4的小块组合，并分别进行处理。编码 端要对块的所有划分情况进行一次遍历，以确定哪种划分情况的处理为最佳。
[0005]SAO (Sample Adaptive Offset)模块即为图1中的自适应样点补偿模块,该模块 主要通过原始像素值与经过去方块滤波器以后像素值的比较获得偏移量的值，再将偏移量 的值加到经过去方块滤波器以后像素值上，减少图像的失真，使重建图像具有更好的质量 和PSNR值(峰值信噪比)。
[0006]在该模块做模式判决时，需要计算该模式下的拉姆达值，在HEVC的官方参考软件 HM9.0中，该拉姆达的取值是浮点数，而浮点数的乘法计算步骤在硬件设计中是一个耗时、 耗芯片面积，同时会限制芯片工作频率的过程。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种可克服现有技术的不足，快速的适用于HEVC标准的 编码器中SAO模式判决的拉姆达取值方法。
[0008]在平常的原始视频流里面，每幅图像包括一个亮度分量(Y)，每个亮度分量对应两 个色度分量(Cb、Cr)。在SAO模块中，其基于一个64x64大小的Y分量块和两个32x32Cr、Cb 分量块。SAO模块有两种基本模块EO (Edge Offset)边缘补偿和BO (Band Offset)条带补 偿，EO通过比较当前像素块中每个像素点与之相邻像素点的值，得到一些统计信息来获得 偏移量的值；B0是通过每个像素点自身的值，得到一些统计信息来获得偏移量的值；其中，EO模式下根据比较的相邻像素的不同位置，可分为四种模式:E0_0、E0_1、E0_2、E0_3,如图 2所示，设c为当前像素点，a和b为所需比较的相邻像素点,则模式E0_0的像素点位置为自左至右为a、c、b,模式E0_1的像素点位置为自上至下为a、c、b,模式E0_2的的像素点位置为左上、中间、右下对角线分别为a、c、b，模式E0_3的像素点位置为右上、中间、左下对角线分别为a、C、b。
[0009]由此，通过一些统计信息，可以得到当前块Y分量在E0_0、E0_1、E0_2、E0_3、B0五种模式下各自4个偏移量，一共20个偏移量；Cb和Cr分量分别在E0_0、E0_1、E0_2、E0_3、 BO五种模式下各自有4个偏移量。
【权利要求】
1.一种快速的适用于ffiVC标准的编码器中SAO模式判决的拉格朗日乘子取值方法，其特征在于具体步骤为:在进行Y分量模式判决时，通过式(2)判决出最优模式；其中，Distortion为在某一模式下图像与原始图像之间的失真，Ay为Y分量下的拉格朗日乘子，Bitrate为传输该模式及该模式下的偏移值所需要的比特率，Cost为在某一模式下的代价值彳Y通过以QP为输入查询表I可得，QP为当前分量的量化步长值；在进行Cb和Cr分量模式判决时，通过式(4)判决出最优模式；其中，Distortion为在某一模式下图像与原始图像之间的失真，入_&为Cb和Cr分量下的拉格朗日乘子，Bitrate 为传输该模式及该模式下的偏移值所需要的比特率，Cost为在某一模式下的代价值；X 通过以QPehroma为输入查询表I得到，而QPehroma通过以QP为输入查询表2得到，QP为当前分量的量化步长值；其中，Y为图像的亮度分量，Cb、Cr分别为Y对应的两个色度分量；
【文档编号】H04N7/50GK103442230SQ201310377943
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月27日 优先权日:2013年8月27日
【发明者】范益波, 沈蔚炜, 刘聪, 曾晓洋 申请人:复旦大学