一种基于HEVC的整数DCT变换方法技术

本发明专利技术公开了一种基于HEVC的整数DCT变换方法，包括：输入视频信号；提取视频信号中的数字图像；将提取的数字图像转化为8×8矩阵M8；将M8划分为四个4×4块；对四个4×4块分别进行整数DCT变换，得到经整数DCT变换的四个4×4块；将经整数DCT变换的四个4×4块合并得到经整数DCT变换的8×8矩阵C8，完成矩阵M8的整数DCT变换，完成对视频信号的时频转换。本发明专利技术以4×4块为最小变换单元逐步构建8×8，16×16，32×32的整数DCT变换单元，充分利用现有的计算单元，缩短计算时间，层次清晰的计算单元有利于流水线的构建，解决了现有整数DCT变换方案中多次重复取数和计算单元利用率低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及视频图像编解码领域，尤其设及一种基于肥VC的整数DCT变换方法。
技术介绍
肥VC(Hi曲EfficiencyVideoCoding)是 2010 年 4 月VCEG和MPEG再次组建视 频编码联合组（JointColl油orativeTeamonVideoCoding,简称JCT-VC)，联手制定的 新一代视频编码标准。 阳00引肥VC的核屯、变换沿用了AVC所采用的整数DCT技术，但其相比AVC整数变换有如 下特点： 1)肥VC采用4X4,8X8,16X16, 32X32四种尺寸的变换矩阵，并且允许根据视频 内容自适应的选择变换尺寸； 2)肥VC不同大小的变换矩阵形式较为统一，即不同大小的变换矩阵在整数化时放 大的倍数满足一定条件，使得放大后的各个矩阵元素值大小相同。 结合W上特点，目前肥VC整数变换的实现方法主要是通过开发具有统一形式的 整数DCT蝶形算法，如图1所示，通过依次循环复用计算单元来实现各个尺寸变换矩阵的自 适应过程，但该方法存在如下明显不足： 1)重复取数，计算时间过长。由于采用依次循环复用计算单元的实现，需要重复取 数四次，即依次对4X4,8X8, 16X16,32X32四种变换尺寸进行计算，而且每次只能完成 一种尺寸的变换输出，存在较大的取数延时和计算延时。 2)计算单元的利用率低。在具体的实现方案中，为了简化取数逻辑，提高数据计算 的吞吐率，通常在图1的基础上增加额外的并行单元来实现计算的并行，例如采用32点并 行计算，需要增加1组16X16, 2组8X8,4组4X4的计算单元，然而运样的实现方式在计 算过程中计算单元存在不同程度的闲置情况，例如在完成32X32变换过程中，额外增加的 1组16X16, 2组8X8,4组4X4全部闲置，同理，在完成8X8变化过程中，除4组4X4计 算单元闲置外，32X32,16X16计算单元中也有部分功能闲置。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于肥VC的整数DCT变换方法，能够有效 解决现有方案中多次重复取数和计算单元利用率低的问题，主要W4X4块为最小变换计 算单元，逐步构建8X8变换单元，并依此方法构建16X16, 32X32变换计算单元，使现有的 计算单元得到充分利用，缩短了计算时间，并且层次清晰的计算单元更有利于流水线的构 建。 为实现上述技术效果，本专利技术公开了一种基于肥VC的整数DCT变换方法，包括： 阳011] 输入视频信号； 提取所述视频信号中的数字图像； 将提取的所述数字图像转化为8X8矩阵M8 ; 将所述8X8矩阵M8划分为B8{1，リ、B8{1，リ、B8{2，リ和B8{2，リ四个4X4块； 阳0巧]利用4X4矩阵M4作为变换单元对B8{1，1}、B8{1，2}、B8{2a}和B8{2J}四个 4X4块分别进行整数DCT变换，得到经整数DCT变换的CS{I，U、CS{I，W、CS{2，U和CS{2， W四个4X4块拟及 将C8 {1,1}、C8 {1,2}、C8 {2,1}和C8 {2, 2}四个4X4块合并得到经整数DCT变换 的8X8矩阵C8，完成所述8X8矩阵M8的整数DCT变换，完成对所述视频信号的时频转换。 本专利技术进一步的改进在于，通过四叉树法将所述8X8矩阵M8划分为B8U，1}、 B8{1，2}、B8{2，1}和B8{2,2}四个 4X4 块。 阳01引本专利技术进一步的改进在于，将所述8X8矩阵M8划分为B8{1，1}、B8{1，2}、B8{2， 1}和B8 口，2}四个4X4块前还包括：将所述8X8矩阵M8做如下分解： M8"dd为所述8X 8矩阵M8的整数DCT变换单元的0孤分量。[002引本专利技术进一步的改进在于，W所述8X8矩阵M8分解得到的M4作为变换单元，对 所述B8 {1,1}、B8 {1,2}、B8 {2,1}和B8 {2, 2}四个4X4块分别采用公式（1)的蝶形算法进 行整数DCT变换，将所述B8 {1，1}、B8 {1，2}、B8 {2,1}和B8 {2, 2}四个4X4块从时域信号转 换为频域信号； Y8 =X8*M8' (1) 其中，Y8为频域信号，X8为时域信号，M8'为所述8X8矩阵M8的转置矩阵。 本专利技术进一步的改进在于，对所述B8{1，1}、B8{1，2}、B8{2，1}和B8{2,2}四个 4X4块分别采用公式（I)的蝶形算法进行整数DCT变换后，得到公式（2)的矩阵；[00測对公式似的矩阵进行简化，得到公式做的矩阵； 本专利技术进一步的改进在于，将提取的所述数字图像还转化为16X16矩阵M16,通 过W下步骤将完成所述16X16矩阵M16的整数DCT变换： 将所述16X16矩阵M16划分为B16{1，リ、B16{1，2}、B16{2，リ和B16{2，リ四个 8X8 块； 利用经整数DCT变换得到的所述8X8矩阵C8作为变换单元对B16 {1，1}、B16 {1， 2}、B16 {2,1}和B16 {2, 2}四个8X8块分别进行整数DCT变换，得到经整数DCT变换的 C16{1，1}、C16{1，2}、C16{2，1}和C16{2,2}四个 8X8 块；W及 将C16{1，1}、C16{1，2}、C16{2a}和C16{2,2}四个 8X8 块合并得到经整数DCT 变换的16X16矩阵C16,完成所述16X16矩阵M16的整数DCT变换。 本专利技术进一步的改进在于，将提取的所述数字图像还转化为32X32矩阵M32,通 过W下步骤将完成所述32X32矩阵M32的整数DCT变换： 将所述 32X32 矩阵M32划分为B32{1，1}、B32{1，2}、B32{2，1}和B32{2,2}四个 16X16 块； 利用经整数DCT变换得到的所述16X16矩阵C16作为变换单元对B32{1，1}、 B32 {1，2}、B32 {2,1}和B32 {2, 2}四个16X16块分别进行整数DCT变换，得到经整数DCT变 换的C32{1，リ、C32{1，2}、C32{2，リ和C32{2,2}四个16X16块；W及 将C32 {1，1}、C32 {1，2}、C32 {2,1}和C32 {2, 2}四个 16X16 块合并得到经整数DCT 变换的32X32矩阵C32,完成所述32X32矩阵B32的整数DCT变换。 本专利技术由于采用了W上技术方案，使其具有W下有益效果： 采用层次化的整数DCT变换过程，W4X4块为最小变换单元逐步构建8X8的整 数DCT变换单元，并依此方法构建16X16, 32X32的整数DCT变换单元，使现有的计算单元 得到充分利用，缩短了计算时间，并且层次清晰的计算单元更有利于流水线的构建。【附图说明】 图1是目前基于肥VC的整数DCT(30X32)蝶形变换的结构示意图。 图2是本专利技术一种基于肥VC的整数DCT变换方法的整数DCT(8X8)变换的结构 不意图。 图3是本专利技术一种基于肥VC的整数DCT变换方法的整数DCT(16X16)变换的结 构不意图。 W44] 图4是本专利技术一种基于肥VC的整数DCT变换方法的整数DCT(32X3?变换的结 构示意图。【具体实施方式】 下面结合附图及【具体实施方式】对本专利技术作进一步详细的说明。 本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于HEVC的整数DCT变换方法，其特征在于，包括：输入视频信号；提取所述视频信号中的数字图像；将提取的所述数字图像转化为8×8矩阵M8；将所述8×8矩阵M8划分为B8{1，1}、B8{1，2}、B8{2，1}和B8{2，2}四个4×4块；利用4×4矩阵M4作为变换单元对B8{1，1}、B8{1，2}、B8{2，1}和B8{2，2}四个4×4块分别进行整数DCT变换，得到经整数DCT变换的C8{1，1}、C8{1，2}、C8{2，1}和C8{2，2}四个4×4块；以及将C8{1，1}、C8{1，2}、C8{2，1}和C8{2，2}四个4×4块合并得到经整数DCT变换的8×8矩阵C8，完成所述8×8矩阵M8的整数DCT变换，完成对所述视频信号的时频转换。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章旭东，诸悦，刘行，张磊，陈晓春，刘文庭，
申请(专利权)人：上海富瀚微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31