專利名稱：：視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及視頻編解碼系統(tǒng)，特別涉及視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波技術(shù)。
背景技術(shù)：
：當(dāng)前主流的視頻編解碼方法和標(biāo)準(zhǔn)，都是采用基于塊變換的混合編碼方案。在這些編解碼方法中，解碼器反變換反量化后重建的圖像會(huì)出現(xiàn)人工的"塊效應(yīng)"。這是因?yàn)榛谶\(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)乃惴ㄊ且詨K(4X4或8X8像素大小)為單位，以及幀內(nèi)/幀間預(yù)測(cè)殘差的DCT變換和量化也是以塊(4X4或8X8像素大小)為單位運(yùn)算的。通過(guò)對(duì)解碼重建后圖像進(jìn)行去塊濾波，對(duì)每個(gè)塊的內(nèi)邊界濾波，可以有效去除這種方塊效應(yīng)。視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波的過(guò)程一般包括(1)取得當(dāng)前宏塊以及上緊鄰宏塊和左緊鄰宏塊(如果存在)的宏塊參數(shù)(濾波參數(shù)、量化參數(shù)、運(yùn)動(dòng)參數(shù)和類型參數(shù)等數(shù)據(jù))，計(jì)算各個(gè)待濾波邊界的濾波強(qiáng)度系數(shù)，稱為濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算；(2)取得當(dāng)前宏塊以及上緊鄰宏塊和左緊鄰宏塊(如果存在)的亮度和色度像素值，進(jìn)行亮度/色度像素各分量的濾波計(jì)算，稱為濾波計(jì)算；(3)邊界濾波計(jì)算的調(diào)度，確保亮度/色度像素各分量在每個(gè)邊界上的濾波順序符合編碼規(guī)范所定義，一般先從左至右對(duì)垂直邊界進(jìn)行濾波，隨后從上至下對(duì)水平邊界進(jìn)行濾波。視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波中的宏塊一般由4X4的方塊組成，如圖l中上邊界、下邊界、左邊界、右邊界圍成的方塊，每個(gè)方塊為濾波的最小單位——亞宏塊單元(4X4或8X8像素大小)。宏塊與宏塊之間是相鄰的，如圖1所示，Current宏塊指當(dāng)前宏塊，為當(dāng)前濾波處理的宏塊，當(dāng)前宏塊的前一宏塊——Left(左緊鄰)宏塊，為已經(jīng)濾波處理后的宏塊，當(dāng)前宏塊的后一宏塊——Up(上緊鄰)宏塊，為待濾波處理的宏塊。消除當(dāng)前宏塊各垂直邊界上的方塊效應(yīng)時(shí)，參與濾波的有當(dāng)前邊界左右兩邊的4小塊像素?cái)?shù)據(jù)及宏塊參數(shù)；消除水平邊界上的方塊效應(yīng)時(shí)，參與濾波的有當(dāng)前邊界上下兩邊的4小塊像素?cái)?shù)據(jù)及宏塊參數(shù)。對(duì)當(dāng)前宏塊的右邊界和下邊界不進(jìn)行消除邊界方塊效應(yīng)處理。去塊濾波處理的引入，急劇提高了編解碼的運(yùn)算復(fù)雜度，比如最新的國(guó)際視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)H,264中，去塊濾波的計(jì)算復(fù)雜度約占解碼運(yùn)算復(fù)雜度的三分之一。降低去塊濾波的計(jì)算復(fù)雜度，對(duì)整個(gè)編解碼系統(tǒng)有著極其重要的意義。在編解碼器的集成電路實(shí)現(xiàn)中，由于芯片的片內(nèi)緩存空間的成本很高，一般重建后去塊濾波前整幀圖像的像素值和參數(shù)信息存儲(chǔ)于片外。濾波時(shí)將所需的參數(shù)和像素?cái)?shù)據(jù)由片外存儲(chǔ)器讀入片內(nèi)緩存器，濾波處理后，再將濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)由片內(nèi)緩存器寫出到片外存儲(chǔ)器。現(xiàn)有的去塊濾波技術(shù)方案一般有(1)片內(nèi)存儲(chǔ)N+1個(gè)宏塊(N表示一幀圖像的宏塊寬度)的全部像素和參數(shù)數(shù)據(jù)，以循環(huán)鏈表的方式管理這個(gè)存儲(chǔ)空間。該方法的優(yōu)點(diǎn)是可以將對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫操作次數(shù)降到盡可能低。一般在對(duì)一個(gè)宏塊濾波前就將其全部參數(shù)和像素?cái)?shù)據(jù)讀入片內(nèi)緩存單元，所以該方法另一優(yōu)點(diǎn)是濾波運(yùn)算和片外存儲(chǔ)讀寫的并行控制復(fù)雜度最小。但是該方法對(duì)片內(nèi)緩存空間的使用只作了很低程度的優(yōu)化，N+1個(gè)鏈表單元中有N-2個(gè)單元的數(shù)據(jù)不參與當(dāng)前宏塊濾波運(yùn)算，只為等待將作為上緊鄰宏塊參與濾波而留存在片內(nèi)緩存器，所以片內(nèi)緩存空間使用率較低。該方法還有一個(gè)缺點(diǎn)是N+1線性依賴于幀圖像的宏塊寬度，片內(nèi)緩存空間大小將依據(jù)芯片規(guī)范所支持的最大分辨率圖像宏塊寬度而定。如果芯片應(yīng)用是處理較小圖像，則有一部分存儲(chǔ)空間將被閑置。(2)通過(guò)變換常規(guī)的濾波順序，對(duì)濾波的最小亞宏塊單元(4X4或8X8像素大小)，實(shí)現(xiàn)其在宏塊內(nèi)的從左到右，從上到下的濾波順序。對(duì)參與上緊鄰宏塊和左緊鄰宏塊濾波的數(shù)據(jù)，等到使用之前才讀入片內(nèi)緩存。對(duì)片外存儲(chǔ)器每次讀寫數(shù)據(jù)的基本量是濾波的最小單位。該方法的優(yōu)點(diǎn)是片內(nèi)緩存空間使用效率極高，片內(nèi)緩存上的中間數(shù)據(jù)量盡可能少。片內(nèi)緩存的空間不到一個(gè)宏塊像素?cái)?shù)據(jù)所占空間大小。但是，該方法對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫操作極為頻繁，僅對(duì)亮度像素濾波都需要20X2次讀寫操作。(3)現(xiàn)有方法中，一般能實(shí)現(xiàn)對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫數(shù)據(jù)與濾波運(yùn)算的并行執(zhí)行，以及亮度濾波與色度濾波的并行處理。但沒(méi)有片內(nèi)濾波運(yùn)算的并行處理和對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫的并行綜合考慮。視頻圖像去塊濾波的集成電路的設(shè)計(jì)有著數(shù)據(jù)讀寫密集和運(yùn)算密集的特點(diǎn)，其設(shè)計(jì)目標(biāo)是提升性能和縮小電路規(guī)模。通過(guò)提高片外存儲(chǔ)器讀寫和片內(nèi)濾波運(yùn)算的并行度，提高各像素分量間濾波運(yùn)算的并行度以提升集成電路的性能；通過(guò)降低片內(nèi)緩存大小和降低濾波運(yùn)算復(fù)雜度以縮小集成電路規(guī)模。因?yàn)榧呻娐纷x寫片外存儲(chǔ)器總是會(huì)有一定時(shí)延(由于等待總線的分配，從發(fā)起讀/寫命令到真正開始數(shù)據(jù)讀/寫一般有8個(gè)時(shí)鐘周期)的特點(diǎn)，雖然這個(gè)時(shí)延可以根據(jù)總線占用情況以及內(nèi)存控制器調(diào)度策略的不同而變化，所以單次讀/寫命令傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量越高，發(fā)起讀/寫命令的次數(shù)就越少，那么讀寫片外存儲(chǔ)器傳輸數(shù)據(jù)使用時(shí)間的有效率越高。依據(jù)上述對(duì)設(shè)計(jì)目標(biāo)和對(duì)芯片外存儲(chǔ)器讀寫數(shù)據(jù)特點(diǎn)的分析，可以看出當(dāng)前去塊濾波處理存在的缺陷如下1.在控制片內(nèi)緩存大小和控制對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫次數(shù)方面，未取得平衡。要么如方法(1)所述，雖然對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫的次數(shù)少，但片內(nèi)緩存空間使用效率很低。要么如方法(2)所述，對(duì)片內(nèi)緩存空間使用率高，但對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫頻繁。2.對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫和濾波運(yùn)算的并行執(zhí)行僅為亮度/色度像素分量的并行執(zhí)行。3.應(yīng)用處理的圖像色度格式單一。即其設(shè)計(jì)應(yīng)用對(duì)象只針對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:2:0，YUV4:1:1，YUV4:2:2或YUV4:4:4圖像色度格式中的一種。其中，YUV4:2:0，YUV4:1:1，YUV4:2:2，YUV4:4:4指圖象的不同YUV采樣格式，YUV4:2:0指在水平和垂直方向上每2個(gè)連續(xù)的像素采樣點(diǎn)包括2個(gè)Y分量、1個(gè)U分量和1個(gè)V分量；YUV4:1:1指在每條掃描線上每4個(gè)連續(xù)的像素采樣點(diǎn)包括4個(gè)Y分量、1個(gè)U分量和1個(gè)V分量；YUV4:2:2指在每條掃描線上每4個(gè)連續(xù)的像素采樣點(diǎn)包括4個(gè)Y分量，2個(gè)U分量和V分量；YUV4:4:4指在每條掃描線上每4個(gè)連續(xù)的像素采樣點(diǎn)包括4個(gè)Y分量，4個(gè)U分量和4個(gè)V分量。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有去塊濾波技術(shù)中，片內(nèi)緩存的使用率與對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫次數(shù)之間的配置不合理，以及片外存儲(chǔ)器讀寫和濾波運(yùn)算的并行度低的缺點(diǎn)，提供一種視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波方法及其裝置。本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是，視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波方法，其特征在于，包括下列步驟a.將第一個(gè)宏塊的宏塊參數(shù)、前半部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)依次由片外存儲(chǔ)器讀入片內(nèi)緩存器，宏塊參數(shù)存儲(chǔ)在第一指定緩存單元；b.依次對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)；同時(shí)，將后半部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)、上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)依次由片外存儲(chǔ)器讀入片內(nèi)緩存器；c.依次對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)；當(dāng)前宏塊的濾波處理完成后，將參與后一宏塊去塊濾波處理的部分宏塊參數(shù)轉(zhuǎn)存到第二指定緩存單元，并從片外存儲(chǔ)器讀入后一宏塊的宏塊參數(shù)到第一指定緩存單元，再依次從片外存儲(chǔ)器讀入后一宏塊的前部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)到片內(nèi)緩存器；d.若當(dāng)前宏塊為最后一個(gè)濾波宏塊，則進(jìn)入步驟f;否則進(jìn)入步驟e;e.依次對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)；同時(shí)，依次將前一宏塊濾波后的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)和前一宏塊的上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)由片內(nèi)緩存器寫出到片外存儲(chǔ)器，以及當(dāng)前宏塊的后部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)和上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)由片外存儲(chǔ)器讀入片內(nèi)緩存器；然后返回步驟c;f.依次對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行去塊濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)；同時(shí)，依次將前一宏塊濾波后的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)和前一宏塊的上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)由片內(nèi)緩存器寫出到片外存儲(chǔ)器，以及當(dāng)前宏塊的后部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)讀入片內(nèi)緩存器；g.對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)依次覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)；當(dāng)前宏塊的濾波處理完成后，依次將濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)由片內(nèi)緩存器寫出到片外存儲(chǔ)器，濾波處理結(jié)束。進(jìn)一步的，所述片內(nèi)緩存器包括緩存器a和緩存器b，所述當(dāng)前宏塊的宏塊參數(shù)存放在緩存器a的指定單元，當(dāng)前宏塊的前半部分像素?cái)?shù)據(jù)、前一宏塊濾波后的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)存放在緩存器a內(nèi)；所述前一宏塊的部分宏塊參數(shù)、前一宏塊和當(dāng)前宏塊的上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)存放在緩存器b;進(jìn)一步的，所述像素?cái)?shù)據(jù)包括亮度像素?cái)?shù)據(jù)、色度像素?cái)?shù)據(jù)，其讀入/寫出操作的批次劃分分別為亮度像素?cái)?shù)據(jù)的讀入/寫出操作批次包括，宏塊的每列為一個(gè)批次，宏塊的上緊鄰行為一個(gè)批次；色度像素?cái)?shù)據(jù)的讀入/寫出操作批次為宏塊的列存在色度像素，則該列為一個(gè)批次，宏塊的上緊鄰行為一個(gè)批次；讀入/寫出操作時(shí)，按照從左至右，再到上緊鄰的順序依次讀入/寫出各批次的亮度像素?cái)?shù)據(jù)、色度像素?cái)?shù)據(jù)；進(jìn)一步的，濾波處理時(shí)，各宏塊的濾波強(qiáng)度系數(shù)運(yùn)算邏輯組以及各宏塊濾波運(yùn)算的亮度像素濾波運(yùn)算邏輯組的劃分均為垂直方向，除宏塊的右邊界外，宏塊的每條列邊緣的四個(gè)位置為一個(gè)運(yùn)算邏輯組；水平方向，除宏塊的下邊界外，宏塊的每條行邊緣的四個(gè)位置為一個(gè)運(yùn)算邏輯組；色度像素濾波運(yùn)算邏輯組包括色度像素分量U、V的濾波運(yùn)算邏輯組垂直方向，除宏塊的右邊界外，宏塊的列邊緣的兩邊的子塊存在色度像素分量，則該列邊緣的四個(gè)位置為一個(gè)運(yùn)算邏輯組；水平方向，除宏塊的下邊界外，宏塊的行邊緣的兩邊的子塊存在色度像素分量，則該行邊緣的四個(gè)位置為一個(gè)運(yùn)算邏輯組；按照先垂直，后水平，從左至右，從上到下的順序依次對(duì)濾波強(qiáng)度系數(shù)運(yùn)算邏輯組、亮度像素濾波運(yùn)算邏輯組、色度像素濾波運(yùn)算邏輯組進(jìn)行運(yùn)算，且亮度像素濾波運(yùn)算邏輯組和色度像素濾波運(yùn)算邏輯組并行運(yùn)算。視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波裝置，其特征在于，包括并行控制器、片外存儲(chǔ)器、片內(nèi)緩存器、濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器、像素濾波計(jì)算器，所述并行控制器控制片外存儲(chǔ)器與片內(nèi)緩存器的數(shù)據(jù)傳輸，向?yàn)V波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器發(fā)出系數(shù)計(jì)算指令，以及向像素濾波計(jì)算器發(fā)出濾波控制指令；所述片內(nèi)緩存器用于將宏塊參數(shù)傳輸?shù)綖V波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器，所述像素濾波計(jì)算器根據(jù)濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器傳輸?shù)臑V波強(qiáng)度系數(shù)和片內(nèi)緩存器傳輸?shù)拇秊V波像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行去塊濾波處理，像素濾波計(jì)算器再將濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)傳輸給片內(nèi)緩存器。進(jìn)一步的，所述片內(nèi)緩存器包括緩存器a和緩存器b，所述緩存器a向緩存器b傳輸數(shù)據(jù)，緩存器a將宏塊參數(shù)傳輸?shù)綖V波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器；像素濾波計(jì)算器根據(jù)濾波強(qiáng)度系數(shù)對(duì)緩存器a、緩存器b的像素?cái)?shù)據(jù)濾波后，再將濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)傳輸給緩存器a、緩存器b;進(jìn)一步的，本發(fā)明的視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波裝置還包括緩存器c，所述濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器將濾波強(qiáng)度系數(shù)存儲(chǔ)到緩存器c，緩存器a、緩存器b、緩存器c向像素濾波器計(jì)算器傳輸數(shù)據(jù)，像素濾波計(jì)算器再將濾波后的數(shù)據(jù)傳輸給緩存器a、緩存器b;進(jìn)一步的，所述濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器由4個(gè)邊緣濾波系數(shù)計(jì)算器組成，每條濾波邊緣四個(gè)位置的濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算并行執(zhí)行；所述濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器由2個(gè)邊緣濾波系數(shù)計(jì)算器組成，每條濾波邊緣四個(gè)位置的濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算分兩次并行執(zhí)行；所述濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器由l個(gè)邊緣濾波系數(shù)計(jì)算器組成，每條濾波邊緣四個(gè)位置的濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算串行執(zhí)行；進(jìn)一步的，所述像素濾波計(jì)算器包括第一像素濾波計(jì)算器、第二所述像素濾波計(jì)算器，所述第一像素濾波計(jì)算器由4個(gè)位置濾波計(jì)算器組成，每條邊緣四個(gè)位置的像素濾波計(jì)算并行執(zhí)行；所述第二像素濾波計(jì)算器由2個(gè)位置濾波計(jì)算器組成，每條邊緣兩個(gè)位置的像素濾波計(jì)算并行執(zhí)行；對(duì)圖像色度格式為YUV4:4:4，所述像素濾波計(jì)算器包括2/3個(gè)第一像素濾波計(jì)算器；對(duì)圖像色度格式為YUV4:2:2，所述像素濾波計(jì)算器包括2個(gè)第一像素濾波計(jì)算器，1個(gè)第二像素濾波計(jì)算器；對(duì)圖像色度格式為YUV4:2:0，所述像素濾波計(jì)算器包括l個(gè)第一像素濾波計(jì)算器，1/2個(gè)第二像素濾波計(jì)算器。本發(fā)明的有益效果是，在片內(nèi)緩存使用率和對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫次數(shù)之間取得很好的平衡，降低了濾波運(yùn)算復(fù)雜度；實(shí)現(xiàn)了對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫操作與片內(nèi)去塊濾波運(yùn)算操作之間的高度并行執(zhí)行。對(duì)片內(nèi)緩存使用率高，同時(shí)對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫次數(shù)不頻繁，所使用的片內(nèi)緩存大小總和小于兩個(gè)宏塊的像素?cái)?shù)據(jù)量，且不會(huì)隨著所處理視頻圖像的寬度變大而增加；濾波運(yùn)算并不局限于亮度像素濾波與色度像素濾波的并行執(zhí)行，而是將邊緣濾波強(qiáng)度系數(shù)的計(jì)算，不同圖像色度格式的亮度像素濾波與色度像素濾波的計(jì)算并行執(zhí)行。此外，本發(fā)明能靈活適應(yīng)于多種圖像色度格式以及不同并行度的去塊濾波處理。以下結(jié)合具體實(shí)施方式和附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。圖l是濾波宏塊示意圖。圖2是變化后宏塊濾波編號(hào)順序。圖3是存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是宏塊濾波編號(hào)順序。圖5是濾波邊緣示意圖。圖6—16—3是濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器。圖7—17—2是像素濾波計(jì)算器。圖8—18—3是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖9是去塊濾波處理時(shí)序圖。具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖2，對(duì)去塊濾波時(shí)，對(duì)一個(gè)宏塊濾波周期內(nèi)，片內(nèi)緩存器與片外存儲(chǔ)器的讀入/寫出操作數(shù)據(jù)編號(hào)方案如下R表示讀操作，W表示寫操作，T表示轉(zhuǎn)存，p表示宏塊參數(shù)，y表示亮度像素，u、v表示圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4的色度像素分量U、V，c表示圖像色度格式Y(jié)UV4:2:2的色度像素，ch表示YUV4:2:0格式的色度像素。讀入片內(nèi)的宏塊參數(shù)的數(shù)據(jù)編號(hào)為RpO;轉(zhuǎn)存參與后一宏塊去塊濾波處理的當(dāng)前部分宏塊參數(shù)的數(shù)據(jù)編號(hào)為TpO;圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0的亮度像素?cái)?shù)據(jù)的讀入/寫出操作編號(hào)相同，包括5個(gè)批次，宏塊的各列，圖2所示的0、1、2、3;4、5、6、7;8、9、10、11;12、13、14、15位置的亮度像素；宏塊的上緊鄰行，圖2所示的U-3、U-7、U-11、U-15位置的亮度像素，按照從左至右，再到上緊鄰的順序?qū)?個(gè)批次的亮度像素?cái)?shù)據(jù)的讀入和寫出操作編號(hào)依次為Ry0、Ryl、Ry2、Ry3、Ry4，Wy0、Wyl、Wy2、Wy3、Wy4。圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4的色度像素?cái)?shù)據(jù)的讀入/寫出操作編號(hào)包括10個(gè)批次，對(duì)應(yīng)圖2所示的0、1、2、3;4、5、6、7;8、9、10、11;12、13、14、15;U—3、U—7、U—11、U-15位置的色度像素分量u、v各分成5個(gè)批次，按照從左至右，再到上緊鄰的順序?qū)?0個(gè)批次的色度像素?cái)?shù)據(jù)的讀入/寫出操作編號(hào)依次為Ru0、Rul、Ru2、Ru3、Ru4，Wu0、Wul、Wu2、Wu3、Wu4;Rvl、Rv2、Rv3、Rv4，Wv0、Wvl、Wv2、Wv3、Wv4。圖像色度格式Y(jié)UV4:2:2的色度像素?cái)?shù)據(jù)的讀入/寫出操作編號(hào)包括5個(gè)批次，將上述的Ru0禾口Rv0，Rul禾口Rvl，Ru2禾口Rv2，Ru3禾口Rv3，Ru4禾口Rv4分另J合并成RcO、Rcl、Rc2、Rc3、Rc4，4fWu0禾口Wv0，Wul禾口Wvl，Wu2禾口Wv2，Wu3禾口Wv3，Wu4禾口Wv4分另J合并成WcO、Wcl、Wc2、Wc3、Wc4。圖像色度格式Y(jié)UV4:2:0的色度像素?cái)?shù)據(jù)的讀入/寫出操作編號(hào)包括3個(gè)批次，將上述RcO和Rcl，Rc2和Rc3分別合并為RchO和Rchl，將Rc4操作覆蓋的數(shù)據(jù)重新編號(hào)為Rch2，將WcO和Wcl，Wc2和Wc3分別合并為WchO和Wchl，將Wc4操作覆蓋的數(shù)據(jù)重新編號(hào)為Wch2。通過(guò)上述對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0的像素?cái)?shù)據(jù)的讀入/寫出操作編號(hào)，不難得出其它圖像色度格式的操作編號(hào)。配置對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫的單次數(shù)據(jù)量為64byte，上述所有定義的數(shù)據(jù)讀入/寫出操作編號(hào)中，Rch2/Wch2傳輸數(shù)據(jù)為32byte，RpO、TpO傳輸數(shù)據(jù)量依賴于對(duì)宏塊濾波、運(yùn)動(dòng)參數(shù)的預(yù)處理情況而定，其它操作編號(hào)的數(shù)據(jù)量都是每次64byte。一個(gè)宏塊濾波周期內(nèi)所有寫出數(shù)據(jù)除沒(méi)有宏塊參數(shù)數(shù)據(jù)外，其余均相似于讀入片內(nèi)的數(shù)據(jù)。不同的是讀入當(dāng)前宏塊的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)(圖2中015位置的像素?cái)?shù)據(jù))和上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)(圖2中U-3、U-7、U-ll、U-15位置的像素?cái)?shù)據(jù))，而寫出的是濾波前一宏塊的像素?cái)?shù)據(jù)和上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)。去塊濾波處理時(shí)，對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫操作并行執(zhí)行，以提高數(shù)據(jù)吞吐效率。如圖3所示，數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的器件由片外存儲(chǔ)器IOI，片內(nèi)緩存器(緩存201、緩存202)組成。其中，緩存202存儲(chǔ)Ry4/Wy4，Ru4/Wu4，Rv4/Wv4，Rc4/Wc4，Rch2/Wch2操作編號(hào)的數(shù)據(jù)，即宏塊的上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)，以及參與當(dāng)前宏塊去塊濾波的前一宏塊的部分宏塊參數(shù)。其它操作編號(hào)的數(shù)據(jù)都存儲(chǔ)在緩存201。圖3示意了緩存201的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，由k個(gè)64byte緩存單元外加一個(gè)nbyte緩存單元構(gòu)成，n表示宏塊濾波、量化和運(yùn)動(dòng)參數(shù)等數(shù)據(jù)所占字節(jié)數(shù)，k的取值根據(jù)圖像色度格式不同而設(shè)計(jì)不同，其值對(duì)應(yīng)圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4、YUV4:2:2、YUV4:2:0分別為19、13、10。緩存201的k個(gè)64byte緩存單元為連續(xù)緩存單元，在邏輯上以循環(huán)鏈表的方式與片外存儲(chǔ)器101交互數(shù)據(jù)。緩存202包括的緩存單元依據(jù)圖像色度格式而定，圖像色的格式Y(jié)UV4:4:4，包括3個(gè)64byte緩存單元；圖像色的格式Y(jié)UV4:2:2，包括2個(gè)64byte緩存單元；圖像色的格式Y(jié)UV4:2:0，包括1個(gè)64byte緩存單元和l個(gè)32byte緩存單元。緩存201、緩存202的緩存大小如下表所示<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>濾波處理時(shí)，宏塊的運(yùn)算邏輯組的劃分參見(jiàn)圖4，數(shù)字015表示當(dāng)前宏塊所有16個(gè)塊改進(jìn)的一種編號(hào)順序，U-3、U-7、U-11、U-15是上緊鄰宏塊所有參與當(dāng)前宏塊濾波的4個(gè)塊的編號(hào)，L-12、L-13、L-14、L-15是左緊鄰宏塊所有參與當(dāng)前宏塊濾波的4個(gè)塊的編號(hào)，字母az、AF標(biāo)記32個(gè)可能需要濾波的邊緣位置。圖5示意了一條濾波邊緣(可以垂直，也可以是水平)的情況，其中數(shù)字0、1、2、3標(biāo)記了一條濾波邊緣由四個(gè)濾波位置組成的情形，而p0pl5，q0ql5標(biāo)記了可能參與濾波的亮度像素位置。因?yàn)樯雀袷降牟煌?，p0pl5，q0ql5位置的色度像素并不總是出現(xiàn)，比如圖像色度格式Y(jié)UV4:2:2，YUV4:2:0的色度像素濾波來(lái)說(shuō)，因?yàn)閜4p7，pl2pl5，q4q7和ql2ql5的位置沒(méi)有色度像素，則有些邊緣的l、3位置的不需要濾波。對(duì)宏塊濾波的劃分標(biāo)記符號(hào)定義為，z表示垂直濾波，h表示水平濾波，u表示色度U分量濾波，v表示色度V分量濾波，03數(shù)字表示濾波邊緣編號(hào)，s表示濾波強(qiáng)度系數(shù)的計(jì)算，如zu0(a，b，c，d)表示對(duì)色度U分量在行邊緣上的a，b，c，d位置的濾波標(biāo)記。如圖4所示，對(duì)于三種圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:0的亮度像素濾波運(yùn)算邏輯組劃分均為zyO(a，b，c，d)，zyl(e，f，g，h)，zy2(i，j，k，1)，zy3(m，n，o，p)，hyO(q，r，s，t)，hyl(u，v，w，x)，hy2(y，z，A，B)，hy3(C，D，E，F(xiàn))八個(gè)運(yùn)算邏輯組。如圖4所示，對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4的色度像素濾波運(yùn)算邏輯組的劃分為zu0(a，b，c，d)，zul(e，f，g，h)，zu2(i，j，k，1)，zu3(m，n，o，p)，hu0(q，r，s，t)，hul(u，z，w，x)，hu2(y，z，A，B)，hu3(C，D，E，F(xiàn));zv0(a，b，c，d)，zvl(e，f，g，h)，zv2(i，j，k，1)，zv3(m，n，o，p)，hv0(q，r，s，t)，hvl(u，v，w，x)，hv2(y，z，A，B)，hv3(C，D，E，F(xiàn))16個(gè)的運(yùn)算邏輯組。如圖4所示，對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:2:2的色度像素濾波運(yùn)算邏輯組的劃分為zu0(a，b，c，d)，zu2(i，j，k，1)，hu0(q，r，s，t)，hul(u，v，w，x)，hu2(y，z，A，B)，hu3(C，D，E，F(xiàn));zvO(a，b，c，d)，zv2(i，j，k，1)，hv0(q，r，s，t)，hvl(u，v，w，x)，hv2(y，z，A，B)，hv3(C，D，E，F(xiàn))12個(gè)的運(yùn)算邏輯組。如圖4所示，對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:2:O的色度像素濾波運(yùn)算邏輯組的劃分為zu0(a，b，c，d)，zu2(i，j，k，1)，hu0(q，r，s，t)，hu2(y，z，A，B);zv0(a，b，c，d)，zv2(i，j，k，1)，hvO(q，r，s，t)，hv2(y，z，A，B)8個(gè)的運(yùn)算邏輯組。如圖4所示，對(duì)濾波強(qiáng)度系數(shù)運(yùn)算邏輯組的劃分為zs0(a，b，c，d)，zsl(e，f，g，h)，zs2(i，j，k，1)，zs3(m，n，o，p)，hs0(q，r，s，t)，hsl(u，v，w，x)，hs2(y，z，A，B)，hs3(C，D，E，F(xiàn))8個(gè)運(yùn)算邏輯組。另外還有一個(gè)由并行控制器執(zhí)行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存操作編號(hào)為TpO，即把緩存201里當(dāng)前宏塊參數(shù)中部分將會(huì)被后一宏塊濾波所用到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到緩存202里。TpO操作在當(dāng)前宏塊濾波尾期執(zhí)行，此時(shí)緩存202空置；當(dāng)進(jìn)入后一宏塊濾波時(shí)，這部分轉(zhuǎn)存的參數(shù)數(shù)據(jù)立刻參與該宏塊zsO(a，b，c，d)的計(jì)算，這樣202緩存被釋放給濾波中期Wy4操作使用。濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器如圖6-l6-3所示。濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器每次完成一個(gè)運(yùn)算邏輯組所標(biāo)記的四個(gè)邊緣位置，而這四個(gè)邊緣位置如圖4所示均在一條水平或垂直線上。所以每個(gè)濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算的運(yùn)算邏輯組能共享邊緣兩邊宏塊的濾波和量化參數(shù)數(shù)據(jù)，而各個(gè)子塊不同的運(yùn)動(dòng)參數(shù)(參考幀和運(yùn)動(dòng)矢量等)需要傳送至排列成O，1，2，3四個(gè)邊緣位置的計(jì)算對(duì)應(yīng)處。將一個(gè)濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算的運(yùn)算邏輯組所包括的四個(gè)邊緣位置依次標(biāo)記為邊緣O，邊緣l，邊緣2，邊緣3。如圖6-l所示，濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器由4個(gè)邊緣濾波系數(shù)計(jì)算器組成，使每條濾波邊緣四個(gè)位置的濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算并行執(zhí)行；如圖6-2所示，濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器由2個(gè)邊緣濾波系數(shù)計(jì)算器組成，使每條濾波邊緣四個(gè)位置的濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算分兩次并行執(zhí)行完成；如圖6-3所示，濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器由l個(gè)邊緣濾波系數(shù)計(jì)算器組成，使每條濾波邊緣四個(gè)位置的濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算串行執(zhí)行。在濾波處理時(shí)，根據(jù)片內(nèi)運(yùn)算并行程度，選擇合適的濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器的并行度。亮度/色度像素濾波運(yùn)算時(shí)，因?yàn)閳D像色度格式Y(jié)UV4:4:4，YUV4:2:2，YUV4:2:O的不同，圖5所示的四個(gè)濾波邊緣位置并不總是參與濾波，分兩種情況一種是0，1，2，3四個(gè)位置都需要濾波；另一種是只有0和2兩個(gè)位置需要濾波。由此像素濾波計(jì)算器包括兩種類型，像素濾波器計(jì)算器-l和像素濾波計(jì)算器-2。如圖7—1所示，像素濾波計(jì)算器-l由4個(gè)位置濾波計(jì)算器組成，對(duì)每條邊緣四個(gè)位置(0，1，2，3)的亮度/色度像素濾波計(jì)算并行執(zhí)行，處理一條邊緣四個(gè)位置的像素?cái)?shù)據(jù)都需要濾波的情況；如圖7—2所示，像素濾波計(jì)算器一2由2個(gè)位置濾波計(jì)算器組成，對(duì)每條邊緣2個(gè)位置(0，2)的色度像素濾波計(jì)算并行執(zhí)行，處理一條邊緣只有兩個(gè)位置的像素?cái)?shù)據(jù)需要濾波的情況。所有亮度像素的濾波都采用像素濾波計(jì)算器一1，而像素濾波計(jì)算器一2只對(duì)色度像素濾波。本發(fā)明的視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波裝置，針對(duì)圖像色度格式的不同而有不同的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。如圖8-l所示，針對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:2:0，本發(fā)明的視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包括片外存儲(chǔ)器IOI、緩存器201、緩存202、緩存203、濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器、像素濾波計(jì)算器-1、像素濾波計(jì)算器-2、并行控制器以及數(shù)據(jù)通道，并行控制器發(fā)出數(shù)據(jù)傳輸控制指令，控制片外存儲(chǔ)器與緩存201、緩存202的數(shù)據(jù)傳輸；緩存201將濾波、量化，運(yùn)動(dòng)參數(shù)傳輸?shù)綖V波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器，并行控制器向?yàn)V波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器發(fā)出系數(shù)計(jì)算指令，濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器進(jìn)行系數(shù)計(jì)算，再將計(jì)算結(jié)果存儲(chǔ)到緩存203;緩存203存儲(chǔ)的濾波強(qiáng)度系數(shù)、緩存201和緩存202存儲(chǔ)的將待濾波像素通過(guò)數(shù)據(jù)通道分別傳輸給像素濾波計(jì)算器-1和像素濾波計(jì)算器-2，并行控制器向像素濾波計(jì)算器-l和像素濾波計(jì)算器-2出濾波控制指令，像素濾波計(jì)算器-l對(duì)亮度像素濾波，像素濾波計(jì)算器-2對(duì)色度像素濾波，濾波完成后，像素濾波計(jì)算器-1、像素濾波計(jì)算器-2再通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)通道將濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)傳輸給緩存201、緩存202。當(dāng)前宏塊濾波結(jié)束時(shí)，緩存201向緩存202傳輸數(shù)據(jù)，操作編號(hào)為上述的TpO，即把緩存201中當(dāng)前宏塊參數(shù)中部分將會(huì)被后一宏塊濾波所用到的數(shù)據(jù)傳存到緩存202中。對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:2:0，在圖8-l的基礎(chǔ)上，還可再包括l個(gè)像素濾波器-2，使亮度像素、色度像素分量U、V的濾波運(yùn)算并行執(zhí)行。如圖8-2所示，針對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:2:2，本發(fā)明的視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。與圖8-l不同的是，多包括了1個(gè)像素濾波計(jì)算器-1，因?yàn)閳D像色度格式Y(jié)UV4:2:2的U、V色度分量濾波的運(yùn)算邏輯組的垂直濾波各包括2個(gè)組，水平濾波各包括4個(gè)組，故選用像素濾波計(jì)算器-1、像素濾波計(jì)算器-2同時(shí)對(duì)色度濾波。如圖8-3所示，針對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4，本發(fā)明的視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。與圖8-l不同的是，包括2個(gè)像素濾波計(jì)算器-l，因?yàn)閳D像色度格式Y(jié)UV4:4:4的U、V色度分量濾波的運(yùn)算邏輯組的垂直濾波和水平濾波均各包括4個(gè)組，故選用像素濾波計(jì)算器-l對(duì)色度濾波。對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4，在圖8-2的基礎(chǔ)上，還可再包括l個(gè)像素濾波器計(jì)算器-1，使亮度像素、色度像素分量U、V的濾波運(yùn)算并行執(zhí)行。參見(jiàn)圖8-l8-3對(duì)應(yīng)不同圖像色度格式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖，本發(fā)明的視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波方法實(shí)現(xiàn)如下首先將第一個(gè)濾波宏塊的宏塊參數(shù)又片外存儲(chǔ)器讀入緩存201的nbyte單元，前半部分的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)依次由片外存儲(chǔ)器101讀入緩存201的相應(yīng)單元；然后通過(guò)濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器、像素濾波計(jì)算器對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，同時(shí)將后半部分的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)由片外存儲(chǔ)器101讀入緩存201，以及上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)由片外存儲(chǔ)器101讀入片緩存202;然后通過(guò)濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器、像素濾波計(jì)算器依次對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)，即像素?cái)?shù)據(jù)的每個(gè)讀入操作編號(hào)與對(duì)應(yīng)的寫出操作編號(hào)的數(shù)據(jù)存放在同一個(gè)緩存單元；對(duì)當(dāng)前宏塊的濾波處理完成后，啟動(dòng)后一宏塊的濾波處理，將參與后一宏塊濾波處理的部分宏塊參數(shù)轉(zhuǎn)存緩存202，并從片外存儲(chǔ)器讀入后一宏塊的宏塊參數(shù)到緩存201的nbyte單元，再依次從片外存儲(chǔ)器讀入后一宏塊的前部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)到緩存201;繼續(xù)對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，濾波處理的同時(shí)依次將前一宏塊濾波后的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)由緩存201寫出到片外存儲(chǔ)器101以及前一宏塊的上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)由緩存202寫出到片外存儲(chǔ)器101。若當(dāng)前宏塊為最后一個(gè)濾波宏塊，則對(duì)當(dāng)前宏塊的濾波處理完成后，依次將前一宏塊濾波后的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)由緩存201寫出到片外存儲(chǔ)器101以及前一宏塊的上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)由緩存202寫出到片外存儲(chǔ)器101，整個(gè)濾波處理結(jié)束。本發(fā)明的視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波方法包括4個(gè)并行執(zhí)行時(shí)序，對(duì)片外存儲(chǔ)器IOI的讀和寫兩類操作并行執(zhí)行，片內(nèi)并行執(zhí)行兩個(gè)濾波運(yùn)算時(shí)序，由并行控制器協(xié)調(diào)四個(gè)并行執(zhí)行時(shí)序。從片外存儲(chǔ)器101讀取數(shù)據(jù)的時(shí)序是整個(gè)系統(tǒng)并行控制時(shí)序的基準(zhǔn)線，兩個(gè)運(yùn)算時(shí)序的設(shè)計(jì)依據(jù)如圖4所示的濾波順序得來(lái)，在圖4所示的濾波順序基礎(chǔ)上，同一濾波邊緣濾波運(yùn)算優(yōu)先次序依次為Y，U，V分量。讀取數(shù)據(jù)的時(shí)序是本發(fā)明并行控制的核心技術(shù)一一折半預(yù)取宏塊數(shù)據(jù)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。所謂折半預(yù)取宏塊數(shù)據(jù)技術(shù)，即在一個(gè)宏塊濾波周期的后半段(約略為水平方向?yàn)V波時(shí)間段)時(shí)間內(nèi)，要預(yù)先執(zhí)行后一宏塊所有像素讀取操作的前一半以及參數(shù)讀取操作，即在一個(gè)宏塊濾波周期內(nèi)，數(shù)據(jù)讀取操作依次是當(dāng)前宏塊后一半像素讀取、上緊鄰宏塊參與濾波像素讀取、后緊鄰宏塊前一半像素讀取、以及后緊鄰宏塊參數(shù)數(shù)據(jù)讀取。寫存數(shù)據(jù)的時(shí)序設(shè)計(jì)是本發(fā)明并行控制的另一核心技術(shù)一一宏塊數(shù)據(jù)單周期緩寫技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，當(dāng)前宏塊的像素?cái)?shù)據(jù)在本濾波周期內(nèi)不寫存，而是延后一個(gè)周期到后一宏塊濾波時(shí)再依次寫存到片外存儲(chǔ)器IOI。在對(duì)前一宏塊的Wy4操作結(jié)束后和預(yù)取后一宏塊參數(shù)的操作RpO開始之前，執(zhí)行TpO操作，轉(zhuǎn)存會(huì)被后一宏塊濾波用到的當(dāng)前宏塊參數(shù)數(shù)據(jù)到緩存202的緩存單元。當(dāng)后一宏塊濾波周期開始后，zsO操作最先執(zhí)行，zsO完成后，釋放TpO操作在緩存202所占的緩存單元。在一個(gè)宏塊的濾波周期內(nèi)，并不是4個(gè)執(zhí)行時(shí)序(從片外存儲(chǔ)器101讀數(shù)據(jù)時(shí)序、向片外存儲(chǔ)器101寫數(shù)據(jù)時(shí)序，2個(gè)濾波運(yùn)算時(shí)序)全部操作都會(huì)被執(zhí)行。如果該宏塊沒(méi)有左緊鄰宏塊像素參與濾波，那么zsO，zyO，zuO，zvO不會(huì)被執(zhí)行。如果該宏塊沒(méi)有上緊鄰宏塊像素參與濾波，那么hsO，hyO，huO，hvO，不會(huì)被執(zhí)行。對(duì)應(yīng)圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4，如果該宏塊沒(méi)有上緊鄰宏塊像素參與濾波，貝l」Ry4，Ru4，Rv4，Wy4，Wu4，Wv4不執(zhí)行；對(duì)應(yīng)圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4，如果該宏塊沒(méi)有上緊鄰宏塊像素參與濾波，則Ry4，Rc4，Wy4，Wc4不執(zhí)行；對(duì)應(yīng)圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4，如果該宏塊沒(méi)有上緊鄰宏塊像素參與濾波，貝収y4，Rch2，Wy4，Wch2不執(zhí)行。如果該宏塊是第一個(gè)濾波的宏塊，那么沒(méi)有對(duì)前一宏塊數(shù)據(jù)的寫出操作；如果該宏塊是最后一個(gè)濾波宏塊，那么沒(méi)有對(duì)后一宏塊數(shù)據(jù)的預(yù)取操作。另外，因?yàn)闉V波強(qiáng)度系數(shù)的變化，有些邊緣濾波操作不會(huì)被執(zhí)行。本發(fā)明在在片內(nèi)緩存使用和對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫次數(shù)之間取得了很好的折衷平衡。片內(nèi)緩存大小總和小于兩個(gè)宏塊的像素?cái)?shù)據(jù)量。如處理圖像色度格式Y(jié)UV4:2:O的視頻圖像，緩存201和緩存202總大小不到lk，而且不會(huì)隨著所處理視頻圖像的寬度變大而增加。而對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫數(shù)據(jù)次數(shù)不頻繁，一個(gè)宏塊濾波周期內(nèi)，如對(duì)YUV4:2:0色度格式是17次。以讀取數(shù)據(jù)時(shí)序?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)并行控制時(shí)序的基準(zhǔn)線的方法，設(shè)計(jì)為4條并行執(zhí)行時(shí)序，并且通過(guò)折半預(yù)取宏塊數(shù)據(jù)技術(shù)和宏塊數(shù)據(jù)單周期緩寫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)從片外存儲(chǔ)器讀寫數(shù)據(jù)與濾波運(yùn)算的并行執(zhí)行。本發(fā)明把一個(gè)宏塊濾波時(shí)鐘周期數(shù)有效地降低了，逼近到讀取一個(gè)宏塊數(shù)據(jù)進(jìn)片內(nèi)緩存所用的時(shí)鐘周期數(shù)。如對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:2:O的視頻圖像，完成一個(gè)宏塊去塊濾波周期的時(shí)鐘周期數(shù)約為216240個(gè)時(shí)鐘周期數(shù)。本發(fā)明用FPGA實(shí)現(xiàn)，對(duì)1280X720分辨率的圖像，以30幀/秒的幀速進(jìn)行去塊濾波，所需要的時(shí)鐘頻率在22.3MHz24.73MHz之間。如圖9所示，是針對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:2:O的視頻圖像去塊濾波處理時(shí)序圖，示意了一個(gè)宏塊濾波周期內(nèi)從片外存儲(chǔ)器101讀數(shù)據(jù)時(shí)序、向片外存儲(chǔ)器101寫數(shù)據(jù)時(shí)序，2個(gè)濾波運(yùn)算時(shí)序，此外還示意了濾波過(guò)程中，緩存201和緩存202存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的狀態(tài)變化。本圖中①一⑨的說(shuō)明依次為①、開始預(yù)取下一宏塊參數(shù)和部分濾波像素；②、緩存201的05存前一個(gè)宏塊數(shù)據(jù)；6，7，8存預(yù)操作RyO，RchO，Ryl所取得的本宏塊像素?cái)?shù)據(jù)，n存預(yù)操作RpO取得的本宏塊參數(shù)；緩存202的0被借出以存儲(chǔ)前一宏塊會(huì)被本宏塊濾波用到的部分宏塊參數(shù)數(shù)據(jù)；③、hs3執(zhí)行后，此刻可釋放緩存201的n，待轉(zhuǎn)存后真正釋放；④、此刻可被借用。執(zhí)行轉(zhuǎn)存操作TpO:把本宏塊參數(shù)中需要被后一宏塊濾波用到的部分轉(zhuǎn)存到緩存202的0;、緩存201的69，0，l存本宏塊像素?cái)?shù)據(jù)；2，3，4存預(yù)操作RyO，RchO，Ryl后一宏塊像素?cái)?shù)據(jù)，n存預(yù)操作RpO取得的后一宏塊參數(shù)；◎、huO的執(zhí)行需要在Wchl之后；⑦、zsO執(zhí)行后，用完留存的前一宏塊部分參數(shù)，立刻釋放緩存202的0;⑧、執(zhí)行RpO，把后一宏塊的宏塊參數(shù)數(shù)據(jù)預(yù)取進(jìn)緩存201的n;⑨、Wy4后，緩存202的0為空，方可被借用。針對(duì)圖像色度格式Y(jié)UV4:2:2的視頻圖像去塊濾波處理時(shí)，其數(shù)據(jù)讀入操作時(shí)序依次為Ry2，Rc2，Ry3，Rc3，Ry4，Rc4，RyO，線Ryl，Rcl，RpO。相應(yīng)的，圖像色度格式Y(jié)UV4:4:4的視頻圖像去塊濾波處理時(shí)，其數(shù)據(jù)寫入操作時(shí)序依次是Ry2，Ru2，Rv2，Ry3，Ru3，Rv3，Ry4，Ru4，Rv4，RyO，RuO，RvO，Ryl，Rul，Rvl，RpO。依據(jù)并行控制器的主要內(nèi)容，讀取數(shù)據(jù)時(shí)序是整個(gè)系統(tǒng)并行控制時(shí)序的基準(zhǔn)線，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)圖像色度格式Y(jié)UV4:2:O的視頻圖像去塊濾波處理時(shí)序圖，不難得出圖像色度格式Y(jié)UV4:2:2，YUV4:4:4等的視頻圖像去塊濾波處理時(shí)序圖。實(shí)施例按圖9所示的處理時(shí)序流程，對(duì)于圖像色度格式Y(jié)UV4:2:O的宏塊去塊濾波周期內(nèi)，結(jié)合圖8—1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其具體步驟如下步驟0:初始狀態(tài)，緩存201的05留存前一宏塊濾波處理后的數(shù)據(jù)，6，7，8存本宏塊的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)(RyO，RchO，Ryl)，n存本宏塊參數(shù)，即本宏塊的RyO，RchO，Ryl，RpO操作此刻已經(jīng)依次完成；緩存202的O存前一宏塊會(huì)被本宏塊濾波用到的宏塊參數(shù)數(shù)據(jù)；步驟l:啟動(dòng)Ry2把本宏塊的亮度像素?cái)?shù)據(jù)從片外存儲(chǔ)器101讀入到緩存201的9，啟動(dòng)WyO把前一宏塊的亮度像素?cái)?shù)據(jù)從緩存201的0寫出到片外存儲(chǔ)器101;取緩存201的n的數(shù)據(jù)和緩存202的0的數(shù)據(jù)到濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器，啟動(dòng)zsO;步驟2:zsO執(zhí)行完成，釋放緩存202的0，把濾波系數(shù)值存入緩存203，同時(shí)啟動(dòng)zsl;從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的5和6的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一1，啟動(dòng)zyO;步驟3:zsl執(zhí)行完成，把濾波系數(shù)值存入緩存203;從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的4和7的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一2，啟動(dòng)zuO;步驟4:Ry2和WyO執(zhí)行完成，啟動(dòng)Rchl把本宏塊的色度像素?cái)?shù)據(jù)從片外存儲(chǔ)器101讀入到緩存201的0，啟動(dòng)WchO把前一宏塊的色度像素?cái)?shù)據(jù)從緩存201的l寫出到片外存儲(chǔ)器101;步驟5:zuO執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的4和7的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一2，啟動(dòng)zvO;步驟6:zyO執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的6和8的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一l，啟動(dòng)zyl(要求zsl已完成)；步驟7:zvO執(zhí)行完成，取緩存201的n的數(shù)據(jù)到濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器，啟動(dòng)zs2;步驟8:Rchl和WchO執(zhí)行完成，啟動(dòng)Ry3把本宏塊的亮度像素?cái)?shù)據(jù)從片外存儲(chǔ)器101讀入緩存201的l，啟動(dòng)Wyl把前一宏塊的亮度像素?cái)?shù)據(jù)從緩存201的2寫出到片外存儲(chǔ)器101;步驟9:zs2執(zhí)行完成，把濾波系數(shù)值存入緩存203，同時(shí)啟動(dòng)zs3;步驟10:zyl執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的8和9的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一l，啟動(dòng)zy2(要求Ry2和zs2已完成)；步驟ll:zs3執(zhí)行完成，把濾波系數(shù)值存入緩存203;從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的7和0的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一2，啟動(dòng)zu2(要求Rchl已完成)；步驟12:Ry3和Wyl執(zhí)行完成，啟動(dòng)Ry4把本宏塊的上緊鄰亮度像素?cái)?shù)據(jù)從片外存儲(chǔ)器101取到緩存202的0，啟動(dòng)Wy2把前一宏塊的亮度像素?cái)?shù)據(jù)從緩存201的3寫出到片外存儲(chǔ)器101;步驟13:zu2執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的7和0的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一2，啟動(dòng)zv2;步驟14:zy2執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的9和1的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一l，啟動(dòng)zy3(要求Ry3和zs3已完成)；步驟15:zv2執(zhí)行完成，取緩存201的n的數(shù)據(jù)到濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器，啟動(dòng)hsO;步驟16:Ry4和Wy2執(zhí)行完成，啟動(dòng)Rch2把本宏塊的上緊鄰色度像素?cái)?shù)據(jù)從片外存儲(chǔ)器101讀入到緩存202的1;啟動(dòng)Wchl(要求zvO已經(jīng)完成)把前一宏塊的色度像素?cái)?shù)據(jù)從緩存201的4寫出到片外存儲(chǔ)器101;步驟17:hsO執(zhí)行完成，把濾波系數(shù)值存入緩存203，同時(shí)啟動(dòng)hsl;步驟18:zy3執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的6，8，9和1的數(shù)據(jù)，取緩存202的0的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一1，啟動(dòng)hyO(要求Ry4，hsO已完成)；步驟19:Rch2和Wchl執(zhí)行完成，啟動(dòng)RyO預(yù)取后一宏塊的亮度像素?cái)?shù)據(jù)到緩存201的2;啟動(dòng)Wy3(要求zyO已完成)把前一宏塊的亮度像素?cái)?shù)據(jù)從緩存201的5寫出到片外存儲(chǔ)器101;步驟20:hsl執(zhí)行完成，把濾波系數(shù)值存入緩存203;從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的7和0的數(shù)據(jù)，取緩存202的1的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一2，啟動(dòng)huO(要求Rch2已完成)；步驟21:huO執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的7和0的數(shù)據(jù)，取緩存202的1的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一2，啟動(dòng)hvO;步驟22:hyO執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的6，8，9和1的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一l，啟動(dòng)hyl(要求hsl已完成)；步驟23:RyO和Wy3執(zhí)行完成，啟動(dòng)RchO預(yù)取后一宏塊的色度像素?cái)?shù)據(jù)到緩存201的3;啟動(dòng)Wy4(要求hyO已完成)把前一宏塊的上緊鄰亮度像素?cái)?shù)據(jù)從緩存202的0寫出到片外存儲(chǔ)器101;步驟24:hvO執(zhí)行完成，取緩存201的n的數(shù)據(jù)到濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器，啟動(dòng)hs2;步驟25:hs2執(zhí)行完成，把濾波系數(shù)值存入緩存203，同時(shí)啟動(dòng)hs3;步驟26:hyl執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的6，8，9和1的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一l，啟動(dòng)hy2(要求hs2已完成)；步驟27:hs3執(zhí)行完成，把濾波系數(shù)值存入緩存203;從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的7和0的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一2，啟動(dòng)hu2;步驟28:RchO和Wy4執(zhí)行完成，啟動(dòng)Ryl預(yù)取后一宏塊的亮度像素?cái)?shù)據(jù)到緩存201的4;啟動(dòng)Wch2(要求hvO已完成)把前一宏塊的上緊鄰色度像素?cái)?shù)據(jù)從緩存202的1寫出到片外存儲(chǔ)器101;執(zhí)行TpO，轉(zhuǎn)存緩存201的n內(nèi)將會(huì)被后一宏塊濾波處理時(shí)使用到的部分參數(shù)數(shù)據(jù)到緩存202的0;步驟29:hy2執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的6，8，9和1的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一l，啟動(dòng)hy3(要求hs3已完成)；步驟30:hu2執(zhí)行完成，從緩存203取濾波強(qiáng)度系數(shù)，取緩存201的7和0的數(shù)據(jù)一起到像素濾波計(jì)算器一2，啟動(dòng)hv2;步驟31:Ryl和Wch2執(zhí)行完成，啟動(dòng)RpO預(yù)取后一宏塊的宏塊參數(shù)數(shù)據(jù)到緩存201的n;步驟32:hv2執(zhí)行完成，hy3執(zhí)行完成，RpO執(zhí)行完成，本宏塊濾波周期結(jié)束；如果不是最后一個(gè)濾波宏塊，啟動(dòng)后一宏塊去塊濾波。以上通過(guò)具體的實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明做了詳細(xì)說(shuō)明，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施實(shí)例，還可以對(duì)本發(fā)明的系統(tǒng)做各種變化和調(diào)整。例如還可以把本發(fā)明的裝置系統(tǒng)實(shí)施到視頻圖像色度格式為YUV4:4:4，YUV4:2:2等的去塊濾波應(yīng)用中，也還可以根據(jù)具體應(yīng)用實(shí)例中，芯片內(nèi)到芯片外讀寫數(shù)據(jù)時(shí)延的時(shí)鐘周期數(shù)變化，以及具體圖像濾波計(jì)算量發(fā)生變化，可以調(diào)整每次傳輸數(shù)據(jù)的字節(jié)數(shù)，相應(yīng)對(duì)讀寫數(shù)據(jù)操作編號(hào)，濾波運(yùn)算編號(hào)和運(yùn)算邏輯組的劃分也作調(diào)整，隨后可對(duì)圖9所示的處理時(shí)序和具體實(shí)施步驟做出相應(yīng)變化。又如本發(fā)明的像素濾波計(jì)算器一1、像素濾波計(jì)算器一2以及濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算器可以采用其它方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。緩存201和緩存202的大小設(shè)計(jì)又可以根據(jù)所處理視頻圖像的像素深度做出相應(yīng)調(diào)整等。權(quán)利要求1.視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波方法，其特征在于，包括下列步驟a.將第一個(gè)宏塊的宏塊參數(shù)、前半部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)依次由片外存儲(chǔ)器讀入片內(nèi)緩存器，宏塊參數(shù)存儲(chǔ)在第一指定緩存單元；b.依次對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)；同時(shí)，將后半部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)、上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)依次由片外存儲(chǔ)器讀入片內(nèi)緩存器；c.依次對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)；當(dāng)前宏塊的濾波處理完成后，將參與后一宏塊去塊濾波處理的部分宏塊參數(shù)轉(zhuǎn)存到第二指定緩存單元，并從片外存儲(chǔ)器讀入后一宏塊的宏塊參數(shù)到第一指定緩存單元，再依次從片外存儲(chǔ)器讀入后一宏塊的前部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)到片內(nèi)緩存器；d.若當(dāng)前宏塊為最后一個(gè)濾波宏塊，則進(jìn)入步驟f；否則進(jìn)入步驟e；e.依次對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)；同時(shí)，依次將前一宏塊濾波后的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)和前一宏塊的上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)由片內(nèi)緩存器寫出到片外存儲(chǔ)器，以及當(dāng)前宏塊的后部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)和上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)由片外存儲(chǔ)器讀入片內(nèi)緩存器；然后返回步驟c；f.依次對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行去塊濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)；同時(shí)，依次將前一宏塊濾波后的宏塊像素?cái)?shù)據(jù)和前一宏塊的上緊鄰像素?cái)?shù)據(jù)由片內(nèi)緩存器寫出到片外存儲(chǔ)器，以及當(dāng)前宏塊的后部分宏塊像素?cái)?shù)據(jù)讀入片內(nèi)緩存器；g.對(duì)當(dāng)前像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理，濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)依次覆蓋讀入的像素?cái)?shù)據(jù)；當(dāng)前宏塊的濾波處理完成后，依次將濾波后的像素?cái)?shù)據(jù)由片內(nèi)緩存器寫出到片外存儲(chǔ)器，濾波處理結(jié)束。全文摘要本發(fā)明涉及視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波技術(shù)。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有去塊濾波技術(shù)中，片內(nèi)緩存使用率與對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫次數(shù)間配置不合理，片外存儲(chǔ)器讀寫和濾波運(yùn)算的并行度低的缺點(diǎn)，公開了一種視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波方法及其裝置。本發(fā)明的視頻編解碼系統(tǒng)中去塊濾波方法，利用折半預(yù)取宏塊數(shù)據(jù)技術(shù)及宏塊數(shù)據(jù)單周期緩寫技術(shù)，實(shí)現(xiàn)片內(nèi)緩存器對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫宏塊數(shù)據(jù)，濾波強(qiáng)度系數(shù)計(jì)算與像素濾波計(jì)算并行執(zhí)行。本發(fā)明還公開了實(shí)施上述方法的裝置。本發(fā)明的有益效果是，片內(nèi)緩存使用率和對(duì)片外存儲(chǔ)器讀寫次數(shù)之間取得很好的平衡，降低了濾波運(yùn)算復(fù)雜度；實(shí)現(xiàn)了對(duì)片外存儲(chǔ)器的讀寫操作與片內(nèi)去塊濾波運(yùn)算操作之間的高度并行執(zhí)行。文檔編號(hào)H04N7/26GK101170701SQ200710202579公開日2008年4月30日申請(qǐng)日期2007年11月16日優(yōu)先權(quán)日2007年11月16日發(fā)明者祥何,袁梓瑾申請(qǐng)人:四川虹微技術(shù)有限公司