CN101227624A - Avs帧内预测参考样本提取方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种AVS帧内预测参考样本提取方法，所述方法对图像帧中M×N个宏块进行预测，每个宏块包含四个亮度子块0～3和两个色度子块4和5，所述方法使提取的参考像素分别存储在寄存器和存储器中：行参考存储器、行备份寄存器、零点备份寄存器、零点备份存储器和列备份寄存器。本发明不仅节省了存储器逻辑资源；而且提高了存储效率，能满足实时高清编码的要求。

Description

AVS帧内预测参考样本提取方法
技术领域
本发明涉及一种数字视频编码技术，尤其涉及一种AVS帧内预测参考样本提取方法。
背景技术
AVS(Audio Video coding Standard)是由我国自主制定的数字音视频编解码技术标准，帧内预测是提高编码效率的技术手段之一，是利用当前块的相邻像素直接对每个系数做预测，更有效地去除相邻块之间的相关性，从而极大地提高帧内编码的效率。AVS视频标准9.4.2定义了帧内预测模式，9.8定义了帧内预测公式和参考像素的定义，AVS帧内预测包括亮度帧内预测和色度帧内预测，共需要33个参考样本，16个上参考样本，16个左参考样本，1个零点参考样本。帧内预测数据量和计算量非常大，且是整个系统运行的瓶颈之一，要提高编码性能，并达到实时高清编码的要求，是帧内编码技术要解决的关键问题。
经对现有文献的检索，发现在2006年《计算机工程与应用》期刊上，由王争、刘佩林发表的“AVS帧内预测算法及其解码器的硬件实现”文章中，提出了一种可重构计算单元的设计，但是该文并没有给出参考样本的提取方法。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种AVS帧内预测参考样本提取方法，所述方法在样本提取时合理的安排了存储空间，在一定程度上减少了逻辑资源的消耗，能达到实时高清的编码要求，而且便于硬件的实现。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：一种AVS帧内预测参考样本提取方法，所述方法对图像帧中M行N列个宏块进行预测，每个宏块包含0～3的四个亮度子块和4、5两个色度子块，所述的存储空间由行参考存储器、行备份寄存器、零点备份寄存器、零点备份存储器和列备份寄存器组成，其中：
行参考存储器，包含存储器A，用于保存亮度子块2和3的底行像素；以及存储器B，用于保存色度子块4和5的底行像素；
行备份寄存器，记为寄存器F，用于保存亮度子块0和1的底行像素，所述像素用于为该宏块亮度子块2和3提供参考像素；
零点备份寄存器，记为寄存器I，用于保存亮度子块0和1的零点参考像素；
零点备份存储器，包含存储器C，用于保存亮度子块2和3的零点参考像素；以及存储器D，用于保存色度子块4和5的零点参考像素；
列备份寄存器，包含寄存器G，用于保存亮度子块0和1的最右列像素；寄存器H，用于保存亮度子块2和3的最右列像素；以及寄存器I，用于保存色度子块4和5的最右列像素；
所述方法包含以下步骤：
步骤1、提取第一行宏块的所有子块0、1、4和5的行参考样本，其值都为0；提取第一列宏块的所有子块0、2、4和5的列参考样本，其值也都为0；本步骤不进行存储；
步骤2、提取第一行宏块的所有亮度子块0和1的零点参考样本，作为寄存器G的值，提取第一行宏块的所有色度子块4和5的零点参考样本，作为寄存器I的值；提取第一列宏块的所有亮度子块0的零点参考样本，作为存储器A的值，提取第一列宏块的所有亮度子块2的参考样本，作为寄存器F的值，提取第一列宏块的所有色度子块4和5的参考样本，作为存储器B的值；
步骤3、提取一帧图像中所有宏块的子块0和1的行参考样本，作为存储器A的值，提取所有子块2和3的参考样本，作为寄存器F的值，提取所有子块4和5的行参考样本，作为存储器B的值；
步骤4、提取一帧图像中所有宏块的子块0和1的列参考样本，作为寄存器G的值，提取所有子块2和3的列参考样本，作为寄存器H的值，提取所有子块4和5的参考样本，作为寄存器I的值；
步骤5、提取一帧图像中所有宏块的子块0和1的零点参考样本，作为存储器C的值，提取所有子块2和3的零点参考样本，作为寄存器I的值，提取所有子块4和5的零点参考样本，作为存储器D的值。
由于本发明采用了以上的帧内预测参考样本提取方法，使提取的参考像素分别存储在寄存器和存储器中，节省了存储器逻辑资源；每个子块的参考样本提取只需要2～3个时钟周期，提高了效率，能满足实时高清编码的要求。
附图说明
本发明的适于AVS的帧内预测参考样本提取方法由以下的实施例及附图详细给出。
图1为本发明所述宏块及其子块的排列示意图；
具体实施方式
以下将对本发明的帧内预测参考样本提取方法作进一步的详细描述。
图1为M行N列个宏块及其子块的排列示意图，在本发明的实施例中，假设在图1所示图像帧中的M＝N＝2，这是四个位于相邻两行两列的宏块，每个宏块包含0～3的四个亮度子块和4、5两个色度子块，对预测其他子块有用的参考样本已经用数字格子1～8标出，在本实施例中，对不同子块的参考样本安排不同的存储空间，所述的存储空间由行参考存储器、行备份寄存器、零点备份寄存器、零点备份存储器和列备份寄存器组成，其中：
行参考存储器，包含存储器A，用于保存亮度子块2和3的底行像素；以及存储器B，用于保存色度子块4和5的底行像素；
行备份寄存器，记为寄存器F，用于保存亮度子块0和1的底行像素，所述像素用于为该宏块亮度子块2和3提供参考像素；
零点备份寄存器，记为寄存器I，用于保存亮度子块0和1的零点参考像素；
零点备份存储器，包含存储器C，用于保存亮度子块2和3的零点参考像素；以及存储器D，用于保存色度子块4和5的零点参考像素；
列备份寄存器，包含寄存器G，用于保存亮度子块0和1的最右列像素；寄存器H，用于保存亮度子块2和3的最右列像素；以及寄存器I，用于保存色度子块4和5的最右列像素；
所述方法包含以下步骤：
步骤1、提取第一行宏块的所有子块0、1、4和5的行参考样本，其值都为0；提取第一列宏块的所有子块0、2、4和5的列参考样本，其值也都为0；本步骤不进行存储；
步骤2、提取第一行宏块的所有亮度子块0和1的零点参考样本，作为寄存器G的值，提取第一行宏块的所有色度子块4和5的零点参考样本，作为寄存器I的值；提取第一列宏块的所有亮度子块0的零点参考样本，作为存储器A的值，提取第一列宏块的所有亮度子块2的参考样本，作为寄存器F的值，提取第一列宏块的所有色度子块4和5的参考样本，作为存储器B的值；
步骤3、提取一帧图像中所有宏块的子块0和1的行参考样本，作为存储器A的值，提取所有子块2和3的参考样本，作为寄存器F的值，提取所有子块4和5的行参考样本，作为存储器B的值；
步骤4、提取一帧图像中所有宏块的子块0和1的列参考样本，作为寄存器G的值，提取所有子块2和3的列参考样本，作为寄存器H的值，提取所有子块4和5的参考样本，作为寄存器I的值；
步骤5、提取一帧图像中所有宏块的子块0和1的零点参考样本，作为存储器C的值，提取所有子块2和3的零点参考样本，作为寄存器I的值，提取所有子块4和5的零点参考样本，作为存储器D的值。
完成一帧图像中所有宏块中子块参考样本的提取，每个子块的参考样本提取只需要2～3个时钟周期，所需逻辑资源少，效率高。

Claims (1)

1.一种AVS帧内预测参考样本提取方法，所述方法对图像帧中M×N个宏块进行预测，每个宏块包含四个亮度子块0～3和两个色度子块4和5，其特征在于，所述方法对不同子块的参考样本安排不同的存储空间，所述的存储空间由行参考存储器、行备份寄存器、零点备份寄存器、零点备份存储器和列备份寄存器组成，其中：
行参考存储器，包含存储器A，用于保存亮度子块2和3的底行像素；以及存储器B，用于保存色度子块4和5的底行像素；
行备份寄存器，记为寄存器F，用于保存亮度子块0和1的底行像素，所述像素用于为该宏块亮度子块2和3提供参考像素；
零点备份寄存器，记为寄存器I，用于保存亮度子块0和1的零点参考像素；
零点备份存储器，包含存储器C，用于保存亮度子块2和3的零点参考像素；以及存储器D，用于保存色度子块4和5的零点参考像素；
列备份寄存器，包含寄存器G，用于保存亮度子块0和1的最右列像素；寄存器H，用于保存亮度子块2和3的最右列像素；以及寄存器I，用于保存色度子块4和5的最右列像素；
所述方法包含以下步骤：
步骤1、提取第一行宏块的所有子块0、1、4和5的行参考样本，其值都为0；提取第一列宏块的所有子块0、2、4和5的列参考样本，其值也都为0；本步骤不进行存储；
步骤2、提取第一行宏块的所有亮度子块0和1的零点参考样本，作为寄存器G的值，提取第一行宏块的所有色度子块4和5的零点参考样本，作为寄存器I的值；提取第一列宏块的所有亮度子块0的零点参考样本，作为存储器A的值，提取第一列宏块的所有亮度子块2的参考样本，作为寄存器F的值，提取第一列宏块的所有色度子块4和5的参考样本，作为存储器B的值；
步骤3、提取一帧图像中所有宏块的子块0和1的行参考样本，作为存储器A的值，提取所有子块2和3的参考样本，作为寄存器F的值，提取所有子块4和5的行参考样本，作为存储器B的值；
步骤4、提取一帧图像中所有宏块的子块0和1的列参考样本，作为寄存器G的值，提取所有子块2和3的列参考样本，作为寄存器H的值，提取所有子块4和5的参考样本，作为寄存器I的值；
步骤5、提取一帧图像中所有宏块的子块0和1的零点参考样本，作为存储器C的值，提取所有子块2和3的零点参考样本，作为寄存器I的值，提取所有子块4和5的零点参考样本，作为存储器D的值。
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