帧内预测装置和方法制造方法及图纸

本申请涉及一种帧内预测装置和方法。所述装置包括：控制单元和计算单元；控制单元用于将帧内宏块划分为多种编码块类型，并行读取各编码块类型当前的待编码块，获取待编码块的参考像素，根据参考像素获取待编码块的可能预测模式，计算单元接收控制单元发送的计算任务信息，计算任务信息包括编码块类型、参考像素以及可能预测模式，根据计算任务信息，得到待编码块在每种可能预测模式下的预测值，根据编码块类型中每个待编码块的预测值，得到各编码块类型对帧内宏块进行编码的最优代价总和，根据各编码块类型的最优代价总和，得到编码器对当前帧内宏块编码的编码类型。本发明专利技术突破帧内预测并行性的限制，提高编码器帧内预测的效率。

【技术实现步骤摘要】
帧内预测装置和方法
本申请涉及数字高清视频压缩编解码
，特别是涉及一种帧内预测装置和方法。
技术介绍
H.264是由国际电信联盟组织(ITU-T)的视频编码专家组(VCEG)与国际标准化组织IS0/IEC的运动图像专家组(MPEG)共同制定的。帧内预测是H.264视频编码标准的关键技术之一，具有很高的计算复杂度，在H.264视频编码标准中，帧内预测部分在决定采用4×4亮度块预测还是采用16×16亮度块时，需要遍历帧内4×4亮度块9种预测模式与16×16亮度块的4种模式，这毫无疑问给算法带来了很大的计算复杂度。特别是4×4亮度预测时，待编码块需要用到邻居块，主要包括top(上方)、left(左边)、topleft(左上)和topright(右上)的重建像素作为参考像素，要预测当前待编码块则必须保证邻居块重建像素数据已经准备好，即预测过程中难以避免地存在严重的数据依赖性，这也成为了妨碍提高编码器吞吐率的瓶颈，也大大限制了硬件并行化的思想。同时，要确定最优的预测模式和最优的编码块划分方式，则需要遍历4×4和16×16待编码块，如果4×4和16×16待编码块的每种预测模式都要进行预测，对同一个编码块往往需要先进行多种预测模式的预测，这对硬件来说也是需要不少的时间或硬件开销，从而导致帧内预测的效率较低。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决帧内预测效率低的帧内预测装置和方法。一种帧内预测装置，所述装置包括：控制单元和计算单元；所述控制单元用于将帧内宏块划分为多种编码块类型，其中，每种编码块类型包括一个以上的待编码块；并行读取各编码块类型当前的待编码块；获取所述待编码块的参考像素；根据所述参考像素，获取所述待编码块的可能预测模式；所述计算单元接收控制单元发送的计算任务信息；所述计算任务信息包括待编码块的编码块类型、待编码块的参考像素以及待编码块的可能预测模式；根据所述计算任务信息，得到待编码块在每种可能预测模式下的预测值，根据编码块类型中每个待编码块的预测值，得到各编码块类型对所述帧内宏块进行编码的最优代价总和；根据所述各编码块类型的最优代价总和，得到编码器对当前帧内宏块编码的编码类型。上述帧内预测装置，通过控制单元将一个帧内的宏块划分为多种编码块类型，每中编码块类型又包括一个以上的待编码块，对于一个编码块类型而言，其包括的所有的待编码块组成一个完整的帧内宏块。通过并行读取各编码块类型的待编码块，并根据待编码块的参考像素，选择待编码块的可能预测模式，在计算单元中，各编码块类型的计算任务也是同时进行的，即同时进行计算，得到各编码块类型的最优代价总和，然后根据最优代价总和之间的比较，得到编码器对当前帧内宏块编码的编码类型，从而突破帧内预测并行性的限制，提高编码器帧内预测的效率。在其中一个实施例中，所述控制单元包括模式划分模块；所述模式划分模块用于根据帧内宏块的预先设置的划分规则，将帧内宏块划分为多种编码块类型。在其中一个实施例中，所述控制单元还包括参考像素处理模块；所述参考像素处理模块接收所述模块划分单元发送的编码块类型，用于并行读取各编码块类型当前的待编码块，并获取所述待编码块的参考像素。在其中一个实施例中，所述控制单元还包括：预选模式模块；所述预选模式模块接收所述参考像素处理模块发送的所述参考像素，用于根据待编码块在H.264视频编码标准中的预测模式，以及位于所述待编码块上方、左边、左上和/或右上的参考像素，从所述预测模式中选择所述待编码块的可能预测模式。在其中一个实施例中，所述计算单元包括：预测模块；所述预测模块用于根据所述待编码块的编码块类型，将所述待编码块划分为若干个最小处理单元，根据所述待编码块的参考像素以及所述可能预测模式，对所述各个最小处理单元进行预测值的计算，得到待编码块针对每种所述可能预测模式的预测值，根据所述预测值计算得到残差，根据所述残差得到每种可能预测模式进行编码时的SATD值。在其中一个实施例中，所述计算单元还包括：块模式判断模块；所述块模式判断模块根据所述预测模块发送的待编码块的SATD值，选择所述SATD值中的最小值作为待编码块的最优代价值，并根据所述最优代价值确定所述各编码块类型的待编码块的所述最优代价总和，选择所述最优代价总和最小对应编码块类型以及所述最优代价总和最小对应的所述可能预测模式作为当前帧内宏块的编码模式。在其中一个实施例中，所述计算单元还包括：残差计算模块；所述残差计算模块根据所述待编码块的所述最优代价值对应的所述残差依次进行离散余弦变化、量化、反量化以及反离散余弦变化得到重建回路值，将所述重建回路值与所述最优代价值对应的预测值进行和运算，得到一像素值；将所述像素值发送至控制单元，作为下一待编码块的参考像素。在其中一个实施例中，所述编码块类型包括：4×4编码块、8×8编码块以及16×16编码块。一种帧内预测方法，所述方法包括：将帧内宏块划分为多种编码块类型，其中，每种编码块类型包括一个以上的待编码块；并行读取各编码块类型当前的待编码块；获取所述待编码块的参考像素，根据所述参考像素，获取所述待编码块的可能预测模式；根据所述参考像素以及所述可能预测模式，得到待编码块在每种可能预测模式下的预测值，根据编码块类型中每个待编码块的预测值，得到各编码块类型对所述帧内宏块进行编码的最优代价总和；根据所述各编码块类型的最优代价总和，得到编码器对当前帧内宏块编码的编码类型。上述帧内预测方法，通过将一个帧内的宏块划分为多种编码块类型，每中编码块类型又包括一个以上的待编码块，对于一个编码块类型而言，其包括的所有的待编码块组成一个完整的帧内宏块。通过并行读取各编码块类型的待编码块，并根据待编码块的参考像素，选择待编码块的可能预测模式，各编码块类型的计算任务也是同时进行的，即同时进行计算，得到各编码块类型的最优代价总和，然后根据最优代价总和之前的比较，得到编码器对当前帧内宏块编码的编码类型，从而突破帧内预测并行性的限制，提高编码器帧内预测的效率。在其中一个实施例中，还可以通过以下方式读取各编码块类型当前的待编码块：获取当前已读取的待编码块，根据所述已读取的待编码块判断可进行读取的编码块，将所述可进行读取的编码块作为待编码块。附图说明图1为一个实施例中帧内预测装置的示意性结构图；图2为一个实施例中4×4编码块划分帧内宏块的示意性结构图；图3为一个实施例中控制单元的示意性结构图；图4为一个实施例中计算单元执行计算流程的示意性结构图；图5为另一个实施例中帧内预测装置的结构框图；图6为一个实施例中帧内预测装置并行处理的示意性流程图；图7为一实施例中帧内预测方法的示意性流程图；图8为一实施例中帧内多流水线读取编码块的示意性流程图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。在一个实施例中，如图1所示，提供了一种帧内预测装置，该装置包括：控制单元102和计算单元104；所述控制单元102用于将帧内宏块划分为多种编码块类型，其中，每种编码块类型包括一个以上的待编码块；并行读取各编码块类型当前的待编码块；获取所述待编码块的参考像素；根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种帧内预测装置，所述装置包括：控制单元和计算单元；所述控制单元用于将帧内宏块划分为多种编码块类型，其中，每种编码块类型包括一个以上的待编码块；并行读取各编码块类型当前的待编码块；获取所述待编码块的参考像素；根据所述参考像素，获取所述待编码块的可能预测模式；所述计算单元接收控制单元发送的计算任务信息；所述计算任务信息包括待编码块的编码块类型、待编码块的参考像素以及待编码块的可能预测模式；根据所述计算任务信息，得到待编码块在每种可能预测模式下的预测值，根据编码块类型中每个待编码块的预测值，得到各编码块类型对所述帧内宏块进行编码的最优代价总和；根据所述各编码块类型的最优代价总和，得到编码器对当前帧内宏块编码的编码类型。

【技术特征摘要】
1.一种帧内预测装置，所述装置包括：控制单元和计算单元；所述控制单元用于将帧内宏块划分为多种编码块类型，其中，每种编码块类型包括一个以上的待编码块；并行读取各编码块类型当前的待编码块；获取所述待编码块的参考像素；根据所述参考像素，获取所述待编码块的可能预测模式；所述计算单元接收控制单元发送的计算任务信息；所述计算任务信息包括待编码块的编码块类型、待编码块的参考像素以及待编码块的可能预测模式；根据所述计算任务信息，得到待编码块在每种可能预测模式下的预测值，根据编码块类型中每个待编码块的预测值，得到各编码块类型对所述帧内宏块进行编码的最优代价总和；根据所述各编码块类型的最优代价总和，得到编码器对当前帧内宏块编码的编码类型。2.根据权利要求1所述的帧内预测装置，其特征在于，所述控制单元包括模式划分模块；所述模式划分模块用于根据帧内宏块的预先设置的划分规则，将帧内宏块划分为多种编码块类型。3.根据权利要求2所述的帧内预测装置，其特征在于，所述控制单元还包括参考像素处理模块；所述参考像素处理模块接收所述模块划分单元发送的编码块类型，用于并行读取各编码块类型当前的待编码块，并获取所述待编码块的参考像素。4.根据权利要求3所述的帧内预测装置，其特征在于，所述控制单元还包括：预选模式模块；所述预选模式模块接收所述参考像素处理模块发送的所述参考像素，用于根据待编码块在H.264视频编码标准中的预测模式，以及位于所述待编码块上方、左边、左上和/或右上的参考像素，从所述预测模式中选择所述待编码块的可能预测模式。5.根据权利要求1所述的帧内预测装置，其特征在于，所述计算单元包括：预测模块；所述预测模块用于根据所述待编码块的编码块类型，将所述待编码块划分为若干个最小处理单元，根据所述待编码块的参考像素以及所述可能预测模式，对所述各个最小处理单元进行预测值的计算，得到待编码块针对每种所述可能预测模式的预测值，根据所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵光东，郝鑫，黄雄科，
申请(专利权)人：珠海市杰理科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44