[发明专利]基于图像像素块行/列流水线的快速模式判决装置和方法

权利要求书

1.一种基于图像像素块行/列流水线的快速模式判决装置，其特征在于包括：

控制模块，负责本模块整体控制，以及整个内部处理流程；

帧内预测模块，读取当前块周围数据，根据读取到的数据判断哪些模式可用，然后按照AVS标准中所描述的方法，进行帧内预测，计算得到当前块的预测块，并把结果输出到核心计算模块；

核心计算模块，实现基于RDO判据的模式决策，包括：计算帧内预测块和原始块之间的残差；对残差块进行处理，先后进行DCT变换，量化，反量化，DCT反变换，熵编码过程，得到失真SSD以及编码后的码流比特R；计算率失真代价RDcost＝SSD+λ×R，λ是拉格朗日乘子；

SAD计算模块，提取亚像素元预测模块传输过来的SAD值，同时计算帧内模式的SAD值进行模式的预判决，并将选择出的模式反馈给控制模块；

重构模块，将核心计算模块中经过DCT反变换得到的残差块与原始块相加，计算重构像素，同时，等最佳模式检测出来之后，保存最佳模式的重构像素；

数据传输模块，当最佳模式生成之后，将mv、预测方向信息传送给后续模块。

2.如权利要求1所述的基于图像像素块行/列流水线的快速模式判决装置，其特征在于，所述快速模式判决装置还包括一种块级的乒乓结构存储装置，该装置是两个或多个相同容量和结构的存储器，由控制模块进行控制，先向存储器一输入数据，当一个块的数据输入完成之后，发出控制命令，改为向存储器二输入数据，同时存储器一将刚刚输入的数据输出到下一级，输出完成之后再次更换。

3.如权利要求1或2所述的基于图像像素块行/列流水线的快速模式判决装置，其特征在于，在各个模块每一级之间加缓冲存储器，存储上一级得到的结果，并为下一级输送数据，控制流水的进行。

4.一种基于图像像素块行/列流水线的快速模式判决方法，用于完成每个宏块及其子块的模式判别过程，其特征在于：所述方法采用了以下三种技术中的一种或多种：

①采取了像元行/列的模块流水技术，即在处理一个宏块6个8x8块过程中，以8x8块为单位进行模式选择，采用像元行/列级流水处理方式，每级流水都只需要一个时钟；

②采取了候选模式轮询技术，即将2个色度子块U和V的处理过程间插在4个亮度块B00、B01、B10、B11之间，按照B00、U、B01、B10、V、B11的顺序来处理；

③采取了RDO和SAD判据相结合的模式判别方法对模式进行决策，即：在I帧中每个宏块的模式决策都根据RDO判据来选择；在P/B帧中，从16x8、8x16、8x8和16x16四种模式中通过SAD判据预选出三种候选模式canmode1、canmode2和canmode3，同时根据SAD判据为每个8X8块选择一种最优的intra模式，再让三种候选模式和skip/direct模式以及intra模式依次进入流水，通过RDO判据，选择RDcost最小的一种模式。

5.如权利要求4所述的基于图像像素块行/列流水线的快速模式判决方法，其特征在于，首先对残差块进行变换和量化，量化后的结果分两路并行处理，一路经过反量化、反变换、重建，得到失真distortion；另外一路经过zigzag扫描以及指数哥伦布编码计算码率R，另外，帧内预测模块在满足预测条件的情况下，可和流水线并行处理。

6.如权利要求4或5所述的基于图像像素块行/列流水线的快速模式判决方法，其特征在于，对于I帧而言，所述方法包含以下步骤：

步骤一、帧内预测计算得到亮度块B00的预测块，进入模式判别流水；

步骤二、帧内预测计算得到色度子块U的预测块，进入模式判别流水；

步骤三、等待亮度块B00流水完成，帧内预测计算得到亮度块B01的预测块，进入模式判别流水；

步骤四、等待亮度块B01流水完成，帧内预测计算得到亮度块B10的预测块，进入模式判别流水；

步骤五、帧内预测计算得到色度子块V的预测块，进入模式判别流水；

步骤六、等待亮度块B10流水完成，帧内预测计算得到亮度块B11的预测块，进入模式判别流水；

步骤七、亮度块B11流水完成，做完当前宏块的模式判别。

7.如权利要求6所述的基于图像像素块行/列流水线的快速模式判决方法，其特征在于，所述的变换过程，将其拆开分成两个一维变换——水平变换和垂直变换，分别对像素按列和按行处理。

8.如权利要求4或5所述的基于图像像素块行/列流水线的快速模式判决方法，其特征在于，对于P/B帧而言，所述方法包含以下步骤：

步骤一、先后让帧内模式的亮度块B00、色度子块U、色度子块V进行帧内预测，预测结果进入模式判别流水；

步骤二、direct模式的所有块进入模式判别流水；

步骤三、对帧内模式的亮度块B01块进行帧内预测，预测结果进入模式判别流水；

步骤四、canmode1模式的所有块进入模式判别流水；

步骤五、等待帧内模式的亮度块B01块流水完成，对帧内模式的亮度块B10块进行帧内预测，预测结果进入模式判别流水；

步骤六、canmode2模式的所有块进入模式判别流水；

步骤七、canmode3模式的所有块进入模式判别流水；

步骤八、对帧内模式的亮度块B11块进行帧内预测，预测结果进入模式判别流水；

步骤九、帧内模式的亮度块B11块流水完成，做完当前宏块的模式判别。