[发明专利]高性能宏块编码实现方法

摘要

本发明公开了一种高性能宏块编码的实现方法，主要解决现有基于硬件实现的宏块编码方法，处理速度慢、实现复杂、资源占用多的问题。其实现步骤是：(1)对原始数据和帧间预测数据进行缓存；(2)对当前宏块完成两路并行帧内预测；(3)根据帧内预测结果，选择出帧内预测的最佳方式及其代价；(4)获得帧间预测最佳方式及其代价；(5)比较帧内和帧间最佳方式的代价，获得当前宏块的最佳预测方式；(6)对最佳预测方式DCT变换结果进行量化，分别用于熵编码和重建，并将重建结果同时进行寄存和输出。本发明具有编码速度快、易于FPGA实现、资源充分复用的优点，可用于视频编码系统，特别是大分辨率的视频编码系统。

主权项

一种高性能宏块编码实现方法，包括：(1)以16×16的宏块为基本编码单元，先缓存当前宏块的亮度和色度原始数据以及帧间对亮度、色度前向预测、后向预测和双向预测数据，再对亮度原始数据进行二次缓存；(2)帧内预测步骤2a)对当前宏块开始两路并行预测，一路进行帧内4×4亮度预测，即首先将16×16的宏块分成16个4×4的子块，然后按照zig‑zag扫描顺序，依次完成对这16个子块的水平、垂直、DC、对角线左、对角线右、水平上、水平下、垂直左和垂直右九种模式的预测；另一路直接对16×16的亮度块和对应的8×8色度块依次完成水平、垂直、DC和平面四种模式的预测；2b)两路预测结束后，通过DCT变换分别得到帧内4×4亮度预测方式、帧内16×16的亮度预测方式和帧内8×8色度预测方式的最佳预测模式，并对最佳模式对应的DCT变换结果进行寄存；(3)帧内最佳预测方式选择步骤3a)对帧内4×4亮度预测和帧内16×16亮度预测的最佳模式的DCT变换结果依次进行量化操作，并对量化结果分别进行累加，将累加的结果作为帧内4×4亮度预测代价和帧内16×16亮度预测代价；3b)将上述两种预测代价进行比较，选择代价值小的预测代价作为当前宏块帧内亮度最佳预测代价，并将该代价值小的预测代价所对应的预测方式作为当前宏块的帧内亮度最佳预测方式；3c)对帧内色度最佳模式的DCT变换结果进行量化，并对量化结果进行累加，将累加的结果作为帧内色度最佳预测代价；3d)对帧内色度最佳预测代价与帧内亮度最佳预测代价求和，将求和的结果作为当前宏块的最佳帧内预测代价；(4)帧间最佳预测方式选择步骤4a)读取当前宏块的亮度和色度原始数据以及帧间对亮度、色度的前向预测、后向预测和双向预测数据；4b)将亮度和色度的原始数据与亮度、色度的前向预测、后向预测和双向预测数据分别进行相减，得到该三种预测方式的残差，并对前向预测、后向预测和双向预测得到的三种残差依次进行DCT变换、量化和预测代价计算，得到三种预测方式各自对应的预测代价，并对DCT变换结果进行寄存；4c)对上述三种预测代价进行比较，选择代价值最小的预测代价作为帧间最佳预测代价，并将该预测代价所对应的预测方式作为帧间最佳预测方式；(5)对帧间最佳预测方式的代价和帧内最佳预测方式的代价进行比较，选择代价值小的预测代价所对应的预测方式作为当前宏块的最佳预测方式；(6)对当前宏块的最佳预测方式的DCT变换结果重新进行量化，将量化结果以及宏块的模式、坐标信息进行输出，用于熵编码；同时对最佳预测方式的量化结果进行反量化、反DCT变换和重建，将重建结果同时进行寄存和输出，分别用于对下一个宏块的帧内预测参考和去块效应滤波。