[发明专利]一种适用于HEVC标准的编码器中SAO的硬件处理方法

摘要

本发明属于高清数字视频压缩编解码技术领域，具体为一种适用于HEVC视频编码标准下SAO的硬件处理方法。本发明是基于Quarter-LCU（Y分量为32x32大小的像素点块，Cb和Cr分量为16x16大小的像素点块）为基本单元的硬件处理方法；一个LCU分为四个Quarter-LCU：Quarter-LCU_0，Quarter-LCU_1，Quarter-LCU_2，Quarter-LCU_3；处理的顺序依次从Quarter-LCU_0，Quarter-LCU_1，Quarter-LCU_2到Quarter-LCU_3进行。最终获得最优模式及其四个偏移量。本发明可以有效的减少芯片的存储单元的面积，减小了硬件的开销，从而高效的实现高清视频的实时编码。

主权项

1. 一种适用于HEVC标准的编码器中SAO的硬件处理方法，设Y为图像的亮度分量，Cb、Cr分别为Y对应的两个色度分量；式（1）为模式判决式：（1）由式（1）可得到Y分量、Cb和Cr分量各自最优的模式；其中，Distortion为在某一模式下图像与原始图像之间的失真，λ为一个常系数，Bitrate为传输该模式及该模式下的偏移值所需要的比特率，Cost为某一模式下的代价值；设EO为边缘补偿，BO为条带补偿，EO和BO为SAO模式判决中的两种基本模式；EO模式下根据比较的相邻像素的不同位置，分为四种模式：EO_0、EO_1、EO_2、EO_3，设c为当前像素点，a和b为所需比较的相邻像素点，则模式EO_0 的像素点位置为自左至右为a、c、b，模式EO_1的像素点位置为自上至下为a、c、b，模式EO_2的的像素点位置为左上、中间、右下对角线分别为a、c、b，模式EO_3的像素点位置为右上、中间、左下对角线分别为a、c、b；其特征在于：设Quarter-LCU为基本单元，该基本单元中，Y分量为32x32大小的像素点块，Cb和Cr分量为16x16大小的像素点块；一个LCU中分为四个Quarter-LCU：Quarter-LCU_0、Quarter-LCU_1、Quarter-LCU_2、Quarter-LCU_3；处理的顺序依次从Quarter-LCU_0，Quarter-LCU_1，Quarter-LCU_2到Quarter-LCU_3进行；具体步骤为：（1）对Quarter-LCU_0的处理：式（1）中的Distortion通过式（2）获得，其中N为在符合某一模式下的某一类别的像素点的个数，offset为该类别的偏移量；E可通过式（3）获得，C为属于某一模式下的某一类别的像素点的集合，s(k)为C集合中某一点位置的原始像素值，x(k)为与s(k)相对应位置的经过去方块滤波器以后的像素值；offset可通过式（4）得到；由于每个模式下的每个类别的偏移量都是基于一个LCU的，所以这里对于Quarter-LCU_0的处理，获取该区域Y分量、Cb和Cr分量下每个模式下每个类别的N和E的值，将N和E值先保存；（2）对于Quarter-LCU_1的处理：对于Quarter-LCU_1的处理过程与Quarter-LCU_0相同，保存该区域Y分量、Cb和Cr分量下每个模式下每个类别的N和E的值；（3）对于Quarter-LCU_2的处理：对于Quarter-LCU_2的处理过程与Quarter-LCU_0相同，保存该区域Y分量、Cb和Cr分量下每个模式下每个类别的N和E的值；（4）对于Quarter-LCU_3的处理：对于Quarter-LCU_3的处理过程与Quarter-LCU_0相同，保存该区域Y分量、Cb和Cr分量下每个模式下每个类别的N和E的值；（5）获得最终的最优模式：将步骤（1）、（2）、（3）、（4）中得到的各个模式下各个类别的N和E值分别加起来，即为整个LCU各个模式下的各个类别最终的N和E值： ① 获得Y分量、Cb和Cr分量BO模式下最终的4个偏移量Y分量的BO模式有32个类别，根据标准需要连续四个类别的offset，通过式（5）获得最优的四个偏移量；其中，Distortion_i为四个连续类别的失真值，i=0,1,2,3，λ为以常数，Bitrate为传输该模式、起始类别及四个偏移量所需要的码流；BO模式一共有32个类别，分为29种不同起始的连续四个类别，这29种不同起始的连续四个类别，通过式（5）进行比较哪种起始的Cost的值最小，即选择该起始的连续四个类别；Cb和Cr分量的BO模式下四个偏移量的值获取方式和Y分量类似；② 获得Y分量、Cb和Cr分量各自的最优模式及其4个偏移量对于Y分量有EO_0、EO_1、EO_2、EO_3、BO这五种模式需要判决，每个模式下有四个类别，每个类别有一个偏移量，通过式（5）判决得出；此时，式中的Distortion_i为某一模式下四个类别的失真值，i=0,1,2,3，Bitrate为在该模式下传输所需的码流；通过比较这五种模式下哪种模式的Cost值最小，最优模式即为该模式，最终的四个偏移量即为该模式下的四个偏移量；Cb和Cr分量的最优模式判决以及最优模式下的四个偏移量的获取过程与Y分量类似；（2）（3）（4）（5）。