符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统技术方案

本发明专利技术涉及一种符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，可以完成H.265标准中规定的4种对称图像划分和4种非对称图像划分，采用一维数组作为记录像素在图像中所处的横、纵位置信息的数据结构简化了图像划分过程中计算位置信息的复杂度。本发明专利技术所提出的一种符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，简化了图像划分过程中计算位置信息的复杂度。由于系统可以对图像划分后的每个子块中像素进行重新编号，子块可以递归地被重新输入系统进行图像划分后构成四叉树结构型。一幅图像的像素遍历一遍即可完成图像划分且没有复杂的运算，非常适合应用在对时间和资源敏感的视频编解码。

【技术实现步骤摘要】
符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统
本专利技术涉及一种符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统。
技术介绍
新一代高效视频编码标准H.265/HEVC中的一个重要的革新之处就是为预测和变换编码目标而对图像进行了基于四叉树结构的图像划分，减少了高清数字视频的宏块个数，也就减少了用于描述宏块内容的参数信息，便于更显著的提升高分辨率视频编码效率。相比于上一代编码标准H.264/AVC中的尺寸为16×16的宏块(MB)划分，H.265标准突破了原有的变换和量化尺寸限制，可支持尺寸为4×4至32×32的编码单元(CU)划分成一个或更多个呈四叉树型结构排列的变换单元(TU)作为编码过程中进行变换和量化的基本单元。与此同时，H.265标准中采用预测单元(PU)作为预测运算的基本单元，一个编码单元(CU)可以划分为一个或多个预测单元(PU)，并且在H.264/AVC标准中规定的4种对称划分模式基础上增加了4种非对称划分模式。现有基于四叉树的图像划分技术大多采用二维数组或结构体变量作为数据记录和处理的数据结构，消耗了大量的存储资源，用二维数组作为记录像素在图像中所处的横、纵位置信息的数据结构也会降低图像划分的执行速度。因此，对于存储空间和数据处理速度敏感的视频编解码系统来说，必须提高图像划分算法效率，以更好的完成图像划分任务。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，以克服现有技术中存在的缺陷。为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，包括图像输入端、图像划分参数输入端、图像解析模块、图像缓存模块以及图像划分模块；所述图像解析模块对镜所述图像输入端输入的图像进行解析，获取图像数据；所述图像缓存模块对图像数据进行缓存，以协调系统不同部分的数据传输速率；所述图像划分模块接收所述图像缓存模块提供的图像数据以及所述图像划分参数输入端提供的图像划分参数，对图像进行划分。在本专利技术一实施例中，所述图像解析模块对输入的图像进行解析，获取图像的高度与宽度数据以及每个像素对应的像素值，并为图像中每一个像素分配一个像素编号，根据图像中所有的像素编号对应的像素值用一维数组的数据形式存储。在本专利技术一实施例中，记解析后得到图像高度是V，宽度是H，编号为i像素的像素值是Pi，图像中所有像素的编号路径按照相邻行之间首位相连的方式；图像中像素的像素值和像素编号为一一对应关系，像素编号i与其对应的像素值Pi的函数关系如下所示：Pi＝f(i)；{i|0≤i≤V×H-1；i∈Z+}；记像素编号i的像素在图像中所处的行数是x，在图像中所处的列数是y，则像素编号i与该像素在图像中所处的行数x、列数y的函数关系如下式所示：i＝H×x+y；{(x,y)|0≤x≤V-1,0≤y≤H-1；x,y∈Z+}。在本专利技术一实施例中，所述图像缓存模块采用数据缓存Fifo。在本专利技术一实施例中，每个像素的像素值按像素编号顺序，采用字节流形式输入所述数据缓存Fifo后，输送给所述图像划分模块；在一幅图像划分完成后，所述图像划分模块向所述数据缓存模块发送一反馈信号，表明图像划分完成；所述数据缓存模块再将下一幅图像的数据输送给所述图像划分模块，防止出现数据竞争导致图像划分出错。在本专利技术一实施例中，所述图像划分模块采用基于四叉树的图像划分方式，将整个图像的像素按顺时针方向分割成四个子方块网格，并组织成一棵四叉树；若子方块网格中所含的像素需要进一步划分，则对该子方块网格按照逆时针方向进一步划分为四个子方块网格。在本专利技术一实施例中，还包括如下步骤：步骤S1：记图像宽度划分份数nTimex，高度划分份数nTimey；通过下式确定像素编号为i的像素在图像中所处的行数x、列数y，int[]表示取整数；x＝int[i÷H]y＝int[i％H]步骤S2：通过如下方式确定像素编号为i的像素在图像中所处的行数x对应的划分后图像中的子块行数x1，列数y对应的划分后图像中的子块的列数y1；x1＝int[x÷(V÷nTimey)]y1＝int[y÷(H÷nTimex)]若x1大于或等于nTimex，则x1自减1；若y1大于或等于nTimex，则y1自减1；步骤S3：通过如下方式对得到像素编号为i的像素所属的子块编号z：z＝x1×nTimex+y1步骤S4：按上述过程遍历所有像素后，得到图像划分后每个子块中的像素；步骤S5：通过4个子块输出端口分别输出图像划分后的4个子块；每个输出的子块中的像素采用一维数组的数据结构来存储像素编号对应的像素值，且每个子块中的像素编号从0开始重新编号。在本专利技术一实施例中，所述图像划分参数包括：是否对称划分标志位、图像宽度划分份数以及高度划分份数。在本专利技术一实施例中，所述是否对称划分标志位为一3位二进制数；当所述是否对称划分标志位为3’b1xx时，对图像进行对称划分，且包括四种对称划分类型，并通过3位二进制数中的最低位和次高位决定当前图像划分模式的类型；当是否对称划分标志位为3’b0xx时，对图像进行非对称划分，且四种非对称划分类型，并通过3位二进制数中的最低位和次高位决定当前图像划分模式的类型。相较于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提出了一种符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，可以完成H.265标准中规定的4种对称图像划分和4种非对称图像划分，采用一维数组作为记录像素在图像中所处的横、纵位置信息的数据结构的方法，简化了图像划分过程中计算位置信息的复杂度。由于系统可以对图像划分后的每个子块中像素进行重新编号，子块可以递归地被重新输入系统进行图像划分后构成四叉树结构型。一幅图像的像素遍历一遍即可完成图像划分且没有复杂的运算，非常适合应用在对时间和资源敏感的视频编解码中。附图说明图1为本专利技术中符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统的系统框图。图2为本专利技术一实施例中像素编号路径示意图图3为本专利技术一实施例中像素编号与像素所处行数及列数关系图。图4为本专利技术一实施例中是否对称划分标志位与4种对称划分模式的对应关系。图5为本专利技术一实施例中是否对称划分标志位与4种非对称划分模式的对应关系。图6为本专利技术一实施例中基于四叉树结构的图像划分后子块编号路径示意图。图7为本专利技术一实施例中当是否对称划分标志位为111时子块中像素重新编号方式。图8为本专利技术一实施例中当是否对称划分标志位为011时子块中像素重新编号方式。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的技术方案进行具体说明。本专利技术提供一种符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，图像划分系统的系统框图如图1所示，包括图像输入端、图像划分参数输入端、图像解析模块、图像缓存模块以及图像划分模块；图像解析模块对镜所述图像输入端输入的图像进行解析，获取图像数据；所述图像缓存模块对图像数据进行缓存，以协调系统不同部分的数据传输速率；图像划分模块接收图像缓存模块提供的图像数据以及图像划分参数输入端提供的图像划分参数，对图像进行划分。进一步的，在本实施例中，图像解析模块对输入的图像进行解析，得到图像的高度和宽度数据，即水平方向和垂直方向像素的个数；以及每一个像素对应的像素值，并为图像中每一个像素分配一个像素编号，将图像本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，其特征在于，包括图像输入端、图像划分参数输入端、图像解析模块、图像缓存模块以及图像划分模块；所述图像解析模块对镜所述图像输入端输入的图像进行解析，获取图像数据；所述图像缓存模块对图像数据进行缓存，以协调系统不同部分的数据传输速率；所述图像划分模块接收所述图像缓存模块提供的图像数据以及所述图像划分参数输入端提供的图像划分参数，对图像进行划分。

【技术特征摘要】
1.一种符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，其特征在于，包括图像输入端、图像划分参数输入端、图像解析模块、图像缓存模块以及图像划分模块；所述图像解析模块对镜所述图像输入端输入的图像进行解析，获取图像数据；所述图像缓存模块对图像数据进行缓存，以协调系统不同部分的数据传输速率；所述图像划分模块接收所述图像缓存模块提供的图像数据以及所述图像划分参数输入端提供的图像划分参数，对图像进行划分。2.根据权利要求1所述的符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，其特征在于，所述图像解析模块对输入的图像进行解析，获取图像的高度与宽度数据以及每个像素对应的像素值，并为图像中每一个像素分配一个像素编号，根据图像中所有的像素编号对应的像素值用一维数组的数据形式存储。3.根据权利要求2所述的符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，其特征在于，记解析后得到图像高度是V，宽度是H，编号为i像素的像素值是Pi，图像中所有像素的编号路径按照相邻行之间首位相连的方式；图像中像素的像素值和像素编号为一一对应关系，像素编号i与其对应的像素值Pi的函数关系如下所示：Pi＝f(i)；{i|0≤i≤V×H-1；i∈Z+}；记像素编号i的像素在图像中所处的行数是x，在图像中所处的列数是y，则像素编号i与该像素在图像中所处的行数x、列数y的函数关系如下式所示：i＝H×x+y；{(x,y)|0≤x≤V-1,0≤y≤H-1；x,y∈Z+}。4.根据权利要求2所述的符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，其特征在于，所述图像缓存模块采用数据缓存Fifo。5.根据权利要求4所述的符合H.265标准的基于四叉树结构的图像划分系统，其特征在于，每个像素的像素值按像素编号顺序，采用字节流形式输入所述数据缓存Fifo后，输送给所述图像划分模块；在一幅图像划分完成后，所述图像划分模块向所述数据缓存模块发送一反馈信号，表明图像划分完成；所述数据缓存模块再将下一幅图像的数据输送给所述图像划分模块，防止出现数据竞争导致图像划分出错。6.根据权利要求3所述的符合H.265标准...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏榕山，张鑫刚，吴志强，马智愚，胡志杰，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：福建,35