CN101409833A - 去块效应滤波装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去块效应滤波装置包括：垂直边滤波模块，用于对宏块的垂直边进行滤波处理；水平边滤波模块，其输入端与垂直边滤波模块的输出端连接，其输出端与垂直边滤波模块的输入端连接，用于对宏块的水平边进行滤波；外存储模块，分别与垂直滤波模块和水平滤波模块连接，用于存储垂直滤波和水平滤波的结果数据及行缓存数据。本发明还公开了一种利用上述装置的去块效应滤波方法，包括并行进行的垂直滤波及水平滤波。本发明由于采用独立的垂直边滤波模块和水平边滤波模块，可以节省片内宏块级存储空间，并使用垂直滤波与水平滤波并行的方式进行滤波，时序更宽松，且支持宏块级帧场自适应模式，很大程度提高了滤波的效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种图像处理领域的去块效应滤波装置。本发明还涉及一种基于该装置的去块效应滤波方法。
背景技术
现代图像编解码技术广泛采用离散余弦变换，块运动预测补偿等以宏块为处理单元的技术，导致了块效应的出现，产生的错误的传播影响到后续图像的编解码，也损害了图像的主观欣赏效果。去块效应滤波器的引入可以降低块效应，减少错误的传播，提高图像的主观观赏效果。
随着H.264，VC-1和AVS等标准的兴起以及人们对高清晰解码的追求，能实时处理大尺寸图像的去块效应滤波技术成为图像编解码芯片中的重要部分。大尺寸的图像导致单位时间内要处理的宏块数增多，平均分配给每个宏块的处理时间减少，滤波过程的时序更紧，需要存储的数据增加，如果支持宏块级帧场自适应模式还引入了更多复杂性，使去块效应滤波器的设计难度大增。现代视频编解码标准里的去块效应滤波器一般以8乘8像素矩阵对或者4乘4像素矩阵对之间的边界为基本滤波单位，而8乘8块边界可当作两个4乘4块边界来处理。彩色模式下，一个宏块有24个4乘4块垂直边界，24个4乘4块水平边边界(H.264标准帧场自适应模式下可以有32个4乘4块水平边边界)。单色模式下，一个宏块有16个4乘4块垂直边界，16个4乘4块水平边边界(H.264标准帧场自适应模式下可以有20个4乘4块水平边边界)。一般情况下为彩色宏块，单色宏块可视为彩色宏块的特例。比如1080p@30.1帧/每秒在H.264标准中属于H.264扩展档次(High Profile)的范畴，要求支持宏块级帧场自适应技术。相比非帧场自适应模式，帧场自适应模式下每个彩色宏块会多出八条额外的水平边需要滤波，使计算的时间增加，并且数据的准备、载入、运算、及储存更为复杂。
现有的发明专利中垂直边滤波和水平边滤波是串行的，要么先完成整个宏块的所有垂直边滤波再进行水平边滤波，要么4乘4块的垂直边滤波和水平边滤波串行交织在一起，一次同时只处理一个4乘4块的垂直边滤波或者水平边滤波。在这种情况下一个宏块的处理时间等于所有垂直边滤波时间加上所有水平边滤波时间。比如H.264标准帧场自适应模式下一个宏块最多会有56条边需要滤波，如果一条边需要16个时钟周期来处理，一共需要896个时钟周期才能处理完一个宏块，如此慢速不适应于高清编解码的要求。
如图1所示是一般的去块效应滤波器的边界滤波顺序，在整个宏块的垂直边滤波完成后再进行整个宏块的水平边滤波，所以需要暂存整个宏块大小的中间滤波结果，同时当前宏块的最终滤波结果集中在滤波的后半段水平边滤波过程给出。
为了减少中间数据的缓存大小，同时让当前宏块的最终滤波结果分散在整个宏块滤波过程中输出，一般改进的滤波顺序将垂直边滤波和水平边滤波串行交叉了起来，如图2所示，24条垂直边和24条水平边按照中间数据的关联关系串行交织起来，不用同时保留整个宏块大小的中间数据缓存，减少了中间结果的缓存大小。
如果要求在1080p尺寸下以600个时钟周期处理完一个宏块，并且要求支持宏块级帧场自适应模式，则每个宏块最多会有56条边要滤波，平均下来每条边的滤波时间不能多于10个时钟周期，每条边4行，平均每行的滤波时间不能多于2个时钟周期。要在2个时钟周期内完成一行数据的众多滤波计算在面积上的代价很大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种去块效应滤波装置，它可以节省片内宏块级存储空间，减少滤波时间，提高滤波的效率。为此，本发明还要提供一种利用上述装置的去块效应滤波方法。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种去块效应滤波装置，包括：
垂直边滤波模块，用于对宏块的垂直边进行滤波处理；
水平边滤波模块，其输入端与垂直边滤波模块的输出端连接，其输出端与垂直边滤波模块的输入端连接，用于对宏块的水平边进行滤波；
外存储模块，分别与垂直滤波模块和水平滤波模块连接，用于存储垂直滤波和水平滤波的结果数据及行缓存数据。
本发明还提供了一种利用上述装置的去块效应滤波方法，包括垂直滤波及水平滤波，且该垂直滤波与水平滤波为并行进行。
因为本发明采用独立的垂直边滤波模块和水平边滤波模块，可以节省片内宏块级存储空间，并使用垂直滤波与水平滤波并行的方式进行滤波，以16个时钟周期完成一对4乘4块之间边界的滤波计算，时序更宽松，且支持宏块级帧场自适应模式；以少于600个时钟周期来完成一个宏块的去块效应滤波，很大程度提高了滤波的效率。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1是一般的边界滤波顺序示意图；
图2是一般改进的串行滤波顺序示意图；
图3是本发明中独立的垂直边滤波顺序示意图；
图4是本发明中独立的水平边滤波普通顺序示意图；
图5是本发明中独立的水平边滤波特殊顺序示意图；
图6是本发明的边界滤波数据的约定示意图；
图7是本发明中非帧场自适应模式下4乘4块块号的约定示意图；
图8是本发明中帧场自适应模式下4乘4块块号的约定示意图；
图9是本发明一条边的滤波过程时间分配示意图；
图10是本发明的去块效应滤波装置结构示意图；
图11是本发明的内部上、下乒乓行缓存；
图12是本发明的垂直边滤波顺序和数据流程图；
图13是本发明的水平边滤波特殊顺序和数据流程图；
图14是本发明的水平边滤波普通顺序和数据流程图；。
具体实施方式
如图10所示是本发明的去块效应滤波装置结构示意图，本发明有别于一般的去块效应滤波器，采用了两个独立的边界滤波模块，垂直滤波模块，用于对宏块的垂直边进行滤波处理；水平滤波模块，其输入端与所述垂直边滤波模块的输出端连接，其输出端与所述垂直边滤波模块的输入端连接，用于对宏块的水平边进行滤波；本发明还包括外存储模块，分别与垂直滤波模块和水平滤波模块连接，用于存储垂直滤波和水平滤波的结果数据及行缓存数据。
本发明的垂直滤波模块包括：一个垂直边滤波器，用于宏块的垂直边滤波，其一输出端连接外存储模块；一个左邻块缓存，其输出端连接所述的垂直边滤波器，输入端连接水平边滤波模块，用于存储垂直边滤波中左邻块的参考数据；一个重构数据FIFO，与垂直边滤波器的输入端连接，用于存储前一级重构模块的重构后的数据；一个垂直边滤波缓存，与垂直边滤波器连接，用于存储垂直边滤波过程的中间数据；及两个垂直边滤波结果转置缓存，垂直边滤波结果转置缓存0和垂直边滤波结果转置缓存1，分别一端连接垂直边滤波器的输出端，另一端连接水平边滤波模块，用于存储垂直边滤波的转置结果，供水平滤波模块及行缓存使用。
本发明的水平滤波模块包括：一个水平边滤波器，用于宏块的水平边滤波；两个水平边滤波缓存，水平边滤波缓存0和水平边滤波缓存1，分别与水平边滤波器连接，用于存储水平边滤波过程的中间数据；一个帧宏块暂存块FIFO，与水平边滤波器连接，用于存储当前底帧宏块的上边界参考数据；两个水平边滤波结果转置缓存，水平边滤波结果转置缓存0和水平边滤波结果转置缓存1，分别一端连接水平边滤波器的输出端，另一端分别连接垂直边滤波模块及所述的外存储模块，用于缓存水平边滤波的转置结果；两个外存数据缓存，内部上乒乓行缓存和内部下乒乓行缓存，分别一端连接水平边滤波器的输入端，另一端连接外存储模块，用于读取外存数据时对行参考数据进行缓存；及一个行输出FIFO，其输入端分别连接水平边滤波器和垂直边滤波结果转置缓存的输出端，其输出端连接外存储模块，用于存储水平边滤波和垂直边滤波转置后的行输出结果。
本发明的外存储模块包括外存接口及片外存储器。
本发明采用独立的垂直边滤波器和水平边滤波器的设计，单独一个方向的滤波时间可以用满600个时钟周期，则待滤波边数最多的水平边滤波平均下来每条边可以占用18个时钟周期，每行滤波时间为4个时钟周期，设计难度大大降低。
本发明中独立的垂直边滤波器按照接收的重构后的数据，以如图3所示的1到24的滤波顺序进行24条(如果当前宏块在图像最左侧，则没有宏块左边界的8条边)垂直边的滤波。当前宏块的垂直边滤波后的最终结果暂存到两个转置缓存中，待水平边滤波器使用。
一般情况下最多有24条水平边需要滤波，称为普通模式，包括所有非帧场自适应模式。而在H.264标准的帧场自适应模式下，如果当前宏块为帧宏块对中的顶帧宏块，上面的宏块对为场宏块对，则当前宏块一共有最多32条水平边需要滤波，这称为特殊模式。
独立的水平边滤波器在普通模式下的滤波顺序定为如图4所示，有24条水平边需要滤波(单色情况下16条)。如果当前宏块在图像的最顶端，或者当前宏块为帧场自适应模式下的场宏块对里的底宏块，且位于图像的最顶端宏块对行，则当前宏块的宏块上边界水平边不需要滤波，只有16条水平边需要滤波(单色情况下12条)。
独立的水平边滤波器在特殊模式下的滤波顺序定为如图5所示，有32条水平边需要滤波。如H.264标准规定，当前宏块的最顶端4行偶数行数据与上面宏块对中的顶场宏块进行滤波，如边1t，3t，5t，7t，17t，19t，21t和23t，当前宏块的最顶端4行奇数行数据与上面宏块对中的底场宏块进行滤波，如边1b，3b，5b，7b，17b，19b，21b和23b。然后再进行宏块内水平边滤波。总的顺序为1t，1b，2，3t，3b，4，5t，5b，6，7t，7b，8，9，10，11，12，13，14，15，16，17t，17b，18，19t，19b，20，21t，21b，22，23t，23b，24。图5中带左斜线的4乘4块为上面场宏块对中顶场宏块的4乘4块，带右斜线的4乘4块为上面场宏块对中底场宏块的4乘4块。
如图6所示，约定垂直边界左边输入数据为P，右边为Q，滤波后左边输出P’，右边输出Q’；水平边界上边输入数据为P，边界下边输入数据为Q，滤波后上边输出P’，下边输出Q’。
本发明中当前宏块和左邻块/上邻块的4乘4块的块号约定如图7和图8所示。无论是否为帧场自适应模式，当前宏块内部4乘4块的块号是一样的，1到16为亮度4乘4块，17到20为色度Cb块，21到24为色度Cr块。以A开头的块为和当前宏块对应的左邻块。以B开头的块为上邻块，在帧场自适应模式下还分为两行B块，分别对应内部上/下乒乓行缓存。A’块为左邻块垂直边滤波后的结果。
垂直边滤波器和水平边滤波器采用一样的滤波核心，对每条边(一对4乘4块之间的边界)的滤波处理过程时间分配如图9所示。每行数据花4个时钟周期进行计算，再花4个时钟周期输出结果。行之间的计算和输出并行起来。每个4乘4块共花16个时钟周期进行计算，共花16个时钟周期进行输出。边与边之间可以流水处理，下一条边的前4个时钟周期的计算时间可以和上一条边的最后4个时钟周期的输出时间并行起来。32条水平边滤波在流水处理后一共花费的时钟周期总数是32x16＝512个时钟周期。
采用图10装置的去块效应滤波方法主要包括独立的水平边滤波和垂直边滤波，且该水平边滤波和垂直边滤波为并行运行。
独立的垂直边滤波器从前一级重构模块获取重构后的数据，从左邻块缓存读取待参考的左邻块数据。垂直边滤波的中间结果存入一个8乘32比特的缓存。当前宏块的垂直边滤波的最终结果存入两个12乘32比特的转置缓存给水平边滤波器使用。左邻块的垂直边滤波最终滤波结果通过外存接口输出到片外DPB缓存。
独立的水平边滤波器从两个滤波器之间的转置缓存中读取当前宏块的垂直边滤波结果；从内部上/下乒乓行缓存读取当前宏块的上宏块边界上面的被参考的上面宏块(或者宏块对)的4乘4块；如果当前宏块为帧宏块对中的底帧宏块，从内部帧宏块暂存块缓存(32乘32比特大小的先入先出缓存)读取当前宏块对顶帧宏块的最下一行4乘4块作为当前底帧宏块的上宏块边界的参考数据。当前宏块最上边一行4乘4块的水平边滤波中间结果暂存于水平边滤波缓存0(8乘32比特大小的缓存)，用于宏块内水平边滤波。当前宏块第二行和第三行4乘4块的水平边滤波中间结果暂存于水平边滤波缓存1(16乘32比特大小的缓存)，用于宏块内水平边滤波。水平边滤波的最终结果，如果要作为下一行宏块(非帧场自适应模式)或者宏块对(帧场自适应模式)的上宏块边界的参考块，输出到行输出先入先出缓存，通过外存接口输出到片外。其他的水平边滤波最终结果输出到两个8乘32大小的水平边滤波结果转置缓存，如果是当前宏块或者宏块对的最右边列的4乘4块，且不再在当前宏块或者宏块对内部用作水平边滤波参考数据，且当前宏块或者宏块对不在图像的最右端，则把转置后的4乘4块回写到左邻块缓存作为右边宏块或者宏块对的左邻块参考数据。
如果被垂直边滤波后的左邻块也要被作为下一行宏块(非帧场自适应模式)或者宏块对(帧场自适应模式)的水平边参考块，则输出到垂直边滤波转置缓存后再读出写入到行输出FIFO缓存，通过外存接口输出到片外，如图12中的A3’，A4’，A5’，A6’，A7’和A8’。
如图11所示，内部有两个独立的行乒乓缓存，都为64乘32比特大小的缓存。每个乒乓行缓存由16个4乘4块组成，其中每8个4乘4块对应一个宏块的一行4乘4块。上乒乓行缓存对应帧场自适应模式下的第一行被参考的4乘4块。下乒乓行缓存对应帧场自适应模式下的第二行被参考的4乘4块，或者对应非帧场自适应模式下的第一行(唯一的一行)被参考的4乘4块。通过乒乓缓存来提前预取一个宏块对应的参考块。
垂直边滤波的顺序是固定的，如图3所示。垂直边滤波后的最终结果通过两个转置缓存供水平边滤波器使用。先输入到转置缓存中的4乘4块并不一定先于后输入到转置缓存中的4乘4块被水平边滤波器使用。每个垂直滤波后的输入到转置缓存中的4乘4块在转置缓存中的位置是固定的，包括将被输出到外部行缓存中的左邻块，如图12所示，上下不同的高度对应在缓存中的不同位置，如垂直边滤波结果块1对应转置缓存0的slot0位置，块2对应转置缓存0的slot1的位置，块3对应转置缓存1的slot0的位置。只有缓存中对应的位置的4乘4块被水平边滤波器读走变空后才能再写入新的垂直边滤波最终结果。
上面规定的垂直边滤波顺序和输出结果的位置分配有利于特殊情况下的水平边滤波，如图13所示。水平边滤波器最多同时从不同的转置缓存中读取两个4乘4块，使用其中的偶数行或者奇数行。举例如水平边1t的滤波，同时读块1和块3，把其中的偶数行和内部上乒乓行缓存中存储的顶场宏块的4乘4块数据进行滤波，滤波结果Q’的上两行输出到暂存缓存0，下两行输出到暂存缓存1的slot0。紧接着进行水平边1b的滤波，同时读块1和块3，把其中的奇数行和内部下乒乓行缓存中存储的底场宏块里的4乘4块数据进行滤波，滤波结果Q’的上两行输出到暂存缓存0，下两行输出到暂存缓存1的slot0。紧接着进行水平边2的滤波，从暂存缓存0读取暂存的中间结果块1，从暂存缓存1的slot0读取暂存的中间结果块3，进行滤波后，滤波结果Q’输出到暂存缓存1的slot0等待被下一行4乘4块做宏块内水平边滤波，滤波结果P’输出到水平边滤波结果转置缓存后再通过外存接口输出到外部缓存。只要重构的数据不堵塞，不影响垂直边的连续滤波，如图13所示的32条水平边滤波可以不间断地顺序执行，以512个时钟周期来完成所有32条水平边的滤波。
普通情况下的水平边滤波顺序如图14所示，只有24条水平边需要滤波。但是最多有6个左邻块的4乘4块需要在转置后输出到行输出先入先出缓存，由于是以32位比特的宽度进行数据搬运，花费的时钟数有限。
本发明中的垂直边滤波器和水平边滤波器可以同时在处理不同的宏块，水平边滤波器要晚于垂直边滤波器几条边在需要的4乘4块可获得后再启动。
去块效应滤波器平滑了块的边界，改善了图像的质量，将滤波后的宏块作为参考帧数据能更接近原始图像，用来做运动估计补偿能提高图像的压缩性能。每行4乘4块的垂直边滤波顺序要求从左到右，每列4乘4块的水平边滤波要求从上到下顺序进行。本发明中的垂直边滤波和水平边滤波是并行进行的，之间的数据输入和输出有关联性。
举例当前图像为帧场自适应模式下的非单色图像，且当前宏块为帧宏块对中的顶宏块，上面的宏块对为场宏块对，无左邻块，并且当前宏块不在图像的右边界，此宏块的滤波过程描述如下：
垂直边滤波过程如图12所示：
步骤一：垂直边1的滤波：读取重构的块1，暂存于垂直边滤波缓存slot0；
步骤二：垂直边2的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot0为空(可用)，读取重构的块2和暂存的块1，滤波后输出块1到输出缓存0的slot0，输出块2到暂存的slot1；
步骤三：垂直边3的滤波：读取重构的块3，暂存于垂直边滤波缓存slot0；
步骤四：垂直边4的滤波：如果垂直边滤波输出缓存1的slot0为空，读取重构的块4和暂存的块3，滤波后输出块3到输出缓存1的slot0，输出块4到暂存的slot0；
步骤五：垂直边5的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot1为空，读取重构的块5和暂存的块2，滤波后输出块2到输出缓存0的slot 1，输出块5到暂存的slot1；
步骤六：垂直边6的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot2和垂直边滤波输出缓存1的slot1为空，读取重构的块6和暂存的块5，滤波后输出块5到输出缓存0的slot2，输出块6到输出缓存1的slot1；
步骤七：垂直边7的滤波：如果垂直边滤波输出缓存1的slot2为空，读取重构的块7和暂存的块4，滤波后输出块4到输出缓存1的slot2，输出块7到暂存的slot0；
步骤八：垂直边8的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot0和垂直边滤波输出缓存1的slot0为空，读取重构的块8和暂存的块7，滤波后输出块8到输出缓存0的slot0，输出块7到输出缓存1的slot0；
步骤九：垂直边9的滤波：读取重构的块9，暂存于垂直边滤波缓存slot1；
步骤十：垂直边10的滤波：如果垂直边滤波输出缓存1的slot2为空，读取重构的块10和暂存的块9，滤波后输出块9到输出缓存1的slot2，输出块10到暂存的slot0；
步骤十一：垂直边11的滤波：读取重构的块11，暂存于垂直边滤波缓存slot1；
步骤十二：垂直边12的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot2为空，读取重构的块12和暂存的块11，滤波后输出块11到输出缓存0的slot2，输出块12到暂存的slot1；
步骤十三：垂直边13的滤波：如果垂直边滤波输出缓存1的slot0为空，读取重构的块13和暂存的块10，滤波后输出块10到输出缓存1的slot0，输出块13到暂存的slot0；
步骤十四：垂直边14的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot0和垂直边滤波输出缓存1的slot1为空，读取重构的块14和暂存的块13，滤波后输出块14到输出缓存0的slot0，输出块13到输出缓存1的slot1；
步骤十五：垂直边15的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot1为空，读取重构的块15和暂存的块12，滤波后输出块12到输出缓存0的slot1，输出块15到暂存的slot0；
步骤十六：垂直边16的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot2和垂直边滤波输出缓存1的slot2为空，读取重构的块16和暂存的块15，滤波后输出块15到输出缓存0的slot2，输出块16到输出缓存1的slot2；
步骤十七：垂直边17的滤波：读取重构的块17，暂存于垂直边滤波缓存slot1；
步骤十八：垂直边18的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot1和垂直边滤波输出缓存1的slot0为空，读取重构的块18和暂存的块17，滤波后输出块18到输出缓存0的slot1，输出块17到输出缓存1的slot0；
步骤十九：垂直边19的滤波：读取重构的块19，暂存于垂直边滤波缓存slot0；
步骤二十：垂直边20的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot2和垂直边滤波输出缓存1的slot1为空，读取重构的块20和暂存的块19，滤波后输出块19到输出缓存0的slot2，输出块20到输出缓存1的slot1；
步骤二十一：垂直边21的滤波：读取重构的块21，暂存于垂直边滤波缓存slot1；
步骤二十二：垂直边22的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot0和垂直边滤波输出缓存1的slot2为空，读取重构的块22和暂存的块21，滤波后输出块21到输出缓存0的slot0，输出块22到输出缓存1的slot2；
步骤二十三：垂直边23的滤波：读取重构的块23，暂存于垂直边滤波缓存slot0；
步骤二十四：垂直边24的滤波：如果垂直边滤波输出缓存0的slot2和垂直边滤波输出缓存1的slot0为空，读取重构的块24和暂存的块23，滤波后输出块24到输出缓存0的slot2，输出块23到输出缓存1的slot0。一个宏块的垂直边滤波结束，然后回到步骤一等待下一个宏块的数据。
水平边滤波过程如图13所示：
步骤一：
步骤1t：水平边1t的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot0(块1)和垂直边滤波输出缓存1的slot0(块3)非空，读取块1和块3的偶数行和图11中上乒乓行缓存的亮度块0(顶场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot0；
步骤1b：水平边1b的滤波。读取块1和块3的奇数行和图11中下乒乓行缓存的亮度块0(底场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0，和之前写入的数据组成暂存块1，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot0，和之前写入的数据组成暂存块3；
步骤二：水平边2的滤波。读取水平边滤波暂存缓存0的暂存块1和读取水平边滤波暂存缓存1的slot0(暂存块3)，滤波后输出块1到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块3到水平边滤波暂存缓存1的slot0；
步骤三：
步骤3t：水平边3t的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot1(块2)和垂直边滤波输出缓存1的slot2(块4)非空，读取块2和块4的偶数行和图11中上乒乓行缓存的亮度块1(顶场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot1；
步骤3b：水平边3b的滤波。读取块2和块4的奇数行和图11中下乒乓行缓存的亮度块1(底场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0和之前写入的数据组成暂存块2，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot1和之前写入的数据组成暂存块4；
步骤四：水平边4的滤波。读取水平边滤波暂存缓存0的暂存块2和读取水平边滤波暂存缓存1的slot1(暂存块4)，滤波后输出块2到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块4到水平边滤波暂存缓存1的slot1；
步骤五：
步骤5t：水平边5t的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot2(块5)和垂直边滤波输出缓存1的slot0(块7)非空，读取块5和块7的偶数行和图11中上乒乓行缓存的亮度块2(顶场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot2；
步骤5b：水平边5b的滤波。读取块5和块7的奇数行和图11中下乒乓行缓存的亮度块2(底场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0和之前写入的数据组成暂存块5，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot2和之前写入的数据组成暂存块7；
步骤六：水平边6的滤波。读取水平边滤波暂存缓存0的暂存块5和读取水平边滤波暂存缓存1的slot2(暂存块7)，滤波后输出块5到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块7到水平边滤波暂存缓存1的slot2；
步骤七：
步骤7t：水平边7t的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot0(块8)和垂直边滤波输出缓存1的slot1(块6)非空，读取块6和块8的偶数行和图11中上乒乓行缓存的亮度块3(顶场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot3；
步骤7b：水平边7b的滤波。读取块6和块8的奇数行和图11中下乒乓行缓存的亮度块3(底场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0和之前写入的数据组成暂存块6，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot3和之前写入的数据组成暂存块8；
步骤八：水平边8的滤波。读取水平边滤波暂存缓存0的暂存块6和读取水平边滤波暂存缓存1的slot3(暂存块8)，滤波后输出块6到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块8到水平边滤波暂存缓存1的slot3；
步骤九：水平边9的滤波。如果垂直边滤波输出缓存1的slot2非空(块9)，读取块9和水平边滤波暂存缓存1的slot0(暂存块3)进行滤波，滤波后输出块3到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块9到水平边滤波暂存缓存1的slot0；
步骤十：水平边10的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot2非空(块11)，读取块11和水平边滤波暂存缓存1的slot0(暂存块9)进行滤波，滤波后输出块9到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块11到帧宏块暂存块先入先出缓存等着被当前宏块对中的底帧宏块参考；
步骤十一：水平边11的滤波。如果垂直边滤波输出缓存1的slot0非空(块10)，读取块10和水平边滤波暂存缓存1的slot1(暂存块4)进行滤波，滤波后输出块4到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块10到水平边滤波暂存缓存1的slot1；
步骤十二：水平边12的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot1非空(块12)，读取块12和水平边滤波暂存缓存1的slot1(暂存块10)进行滤波，滤波后输出块10到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块12到帧宏块暂存块先入先出缓存等着被当前宏块对中的底帧宏块参考；
步骤十三：水平边13的滤波。如果垂直边滤波输出缓存1的slot1非空(块13)，读取块13和水平边滤波暂存缓存1的slot2(暂存块7)进行滤波，滤波后输出块7到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块13到水平边滤波暂存缓存1的slot2；
步骤十四：水平边14的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot2非空(块15)，读取块15和水平边滤波暂存缓存1的slot2(暂存块13)进行滤波，滤波后输出块13到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块15到帧宏块暂存块先入先出缓存等着被当前宏块对中的底帧宏块参考；
步骤十五：水平边15的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot0非空(块14)，读取块14和水平边滤波暂存缓存1的slot3(暂存块8)进行滤波，滤波后输出块8到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块14到水平边滤波暂存缓存1的slot3；
步骤十六：水平边16的滤波。如果垂直边滤波输出缓存1的slot2非空(块16)，读取块16和水平边滤波暂存缓存1的slot3(暂存块14)进行滤波，滤波后输出块14到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块16到帧宏块暂存块先入先出缓存等着被当前宏块对中的底帧宏块参考；
步骤十七：
步骤17t：水平边17t的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot2(块19)和垂直边滤波输出缓存1的slot0(块17)非空，读取块17和块19的偶数行和图11中上乒乓行缓存的色度Cb块0(顶场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot0；
步骤17b：水平边17b的滤波。读取块17和块19的奇数行和图11中下乒乓行缓存的色度Cb块0(底场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0和之前写入的数据组成暂存块17，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot0和之前写入的数据组成暂存块19；
步骤十八：水平边18的滤波。读取水平边滤波暂存缓存0的暂存块17和读取水平边滤波暂存缓存1的slot0(暂存块19)，滤波后输出块17到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块19到帧宏块暂存块先入先出缓存等着被当前宏块对中的底帧宏块参考；
步骤十九：
步骤19t：水平边19t的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot1(块18)和垂直边滤波输出缓存1的slot1(块20)非空，读取块18和块20的偶数行和图11中上乒乓行缓存的色度Cb块1(顶场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot0；
步骤19b：水平边19b的滤波。读取块18和块20的奇数行和图11中下乒乓行缓存的色度Cb块1(底场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0和之前写入的数据组成暂存块18，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot0和之前写入的数据组成暂存块20；
步骤二十：水平边20的滤波。读取水平边滤波暂存缓存0的暂存块18和读取水平边滤波暂存缓存1的slot0(暂存块20)，滤波后输出块18到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块20到帧宏块暂存块先入先出缓存等着被当前宏块对中的底帧宏块参考；
步骤二十一：
步骤21t：水平边21t的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot0(块21)和垂直边滤波输出缓存1的slot0(块23)非空，读取块21和块23的偶数行和图11中上乒乓行缓存的色度Cr块0(顶场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot0；
步骤21b：水平边21b的滤波。读取块21和块23的奇数行和图11中下乒乓行缓存的色度Cr块0(底场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0和之前写入的数据组成暂存块21，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot0和之前写入的数据组成暂存块23；
步骤二十二：水平边22的滤波。读取水平边滤波暂存缓存0的暂存块21和读取水平边滤波暂存缓存1的slot0(暂存块23)，滤波后输出块21到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块23到帧宏块暂存块先入先出缓存等着被当前宏块对中的底帧宏块参考；
步骤二十三：
步骤23t：水平边23t的滤波。如果垂直边滤波输出缓存0的slot2(块24)和垂直边滤波输出缓存1的slot2(块22)非空，读取块22和块24的偶数行和图11中上乒乓行缓存的色度Cr块1(顶场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot0；
步骤23b：水平边23b的滤波。读取块22和块24的奇数行和图11中下乒乓行缓存的色度Cr块1(底场宏块数据)进行滤波，输出P滤波结果写入水平滤波结果输出转置缓存，输出的Q滤波结果的上两行写入水平边滤波暂存缓存0和之前写入的数据组成暂存块22，输出的Q滤波结果的下两行写入水平边滤波暂存缓存1的slot0和之前写入的数据组成暂存块24；
步骤二十四：水平边24的滤波。读取水平边滤波暂存缓存0的暂存块22和读取水平边滤波暂存缓存1的slot0(暂存块24)，滤波后输出块22到水平滤波结果输出转置缓存中，输出块24到帧宏块暂存块先入先出缓存等着被当前宏块对中的底帧宏块参考。一个宏块的水平边滤波结束，然后回到步骤一等待下一个宏块的数据。
由上实施例看出，本发明采用独立的垂直边滤波模块和水平边滤波模块，并使用转置缓存来传递垂直边滤波结果给水平边滤波器，使得一个宏块的滤波最多只占用所需滤波时间最多的一个方向的总的滤波时间；垂直边滤波器用转置缓存暂存传递数据到水平边滤波器，取消了宏块(或者宏块对)级的内部大缓存；水平边滤波器用左邻块缓存来传递数据给垂直边缓存；将上邻块的数据存储到片外来节省片内空间，使用可以预取的上/下乒乓行缓存来提供上宏块(或者宏块对)的参考块数据，节省了外部数据读取的等待时间。本发明的去块效应滤波实现以16个时钟周期完成一对4乘4块之间边界的滤波计算，时序更宽松，且支持宏块级帧场自适应模式，总体以少于600个时钟周期完成了一个宏块的去块效应滤波。
Claims (17)
1、一种去块效应滤波装置，其特征在于，包括：
垂直边滤波模块，用于对宏块的垂直边进行滤波处理；
水平边滤波模块，其输入端与所述垂直边滤波模块的输出端连接，其输出端与所述垂直边滤波模块的输入端连接，用于对宏块的水平边进行滤波；
外存储模块，分别与所述的垂直滤波模块和水平滤波模块连接，用于存储垂直滤波和水平滤波的结果数据及行缓存数据。
2、如权利要求1所述的去块效应滤波装置，其特征在于，所述的垂直边滤波模块包括：
垂直边滤波器，用于宏块的垂直边滤波，其一输出端连接所述的外存储模块；
左邻块缓存，其输出端连接所述的垂直边滤波器，输入端连接所述的水平边滤波模块，用于存储垂直边滤波中左邻块的参考数据；
重构数据FIFO，与所述垂直边滤波器的输入端连接，用于存储前一级重构模块的重构后的数据；
垂直边滤波缓存，与所述垂直边滤波器连接，用于存储垂直边滤波过程的中间数据；
垂直边滤波结果转置缓存，一端连接所述垂直边滤波器的输出端，另一端连接所述的水平边滤波模块，用于存储垂直边滤波的转置结果，供水平滤波模块及行缓存使用。
3、如权利要求2所述的去块效应滤波装置，其特征在于，所述的垂直边滤波结果转置缓存为两个。
4、如权利要求1所述的去块效应滤波装置，其特征在于，所述的水平边滤波模块包括：
水平边滤波器，用于宏块的水平边滤波；
水平边滤波缓存，与所述水平边滤波器连接，用于存储水平边滤波过程的中间数据；
帧宏块暂存块FIFO，与所述水平边滤波器连接，用于存储当前底帧宏块的上边界参考数据；
水平边滤波结果转置缓存，一端连接所述水平边滤波器的输出端，另一端分别连接所述的垂直边滤波模块及所述的外存储模块，用于缓存水平边滤波的转置结果；
外存数据缓存，一端连接所述水平边滤波器的输入端，另一端连接所述的外存储模块，用于读取外存数据时对行参数进行缓存；
行输出FIFO，其输入端分别连接所述水平边滤波器和所述垂直边滤波结果转置缓存的输出端，其输出端连接所述外存储模块，用于存储水平边滤波和垂直边滤波转置后的行输出结果。
5、如权利要求4所述的去块效应滤波装置，其特征在于，所述的水平边滤波缓存为两个。
6、如权利要求4所述的去块效应滤波装置，其特征在于，所述的外存数据缓存为两个：内部上乒乓行缓存和内部下乒乓行缓存。
7、如权利要求1所述的去块效应滤波装置，其特征在于，所述的外存储模块包括外存接口及片外存储器。
8、一种去块效应滤波方法，其特征在于，包括垂直滤波及水平滤波，且所述的垂直滤波与所述的水平滤波为并行进行。
9、如权利要求8所述的去块效应滤波方法，其特征在于，所述垂直滤波包括：
(1)读取待滤波数据；
(2)进行宏块的垂直边滤波；
(3)将垂直滤波的结果数据输出到外存储模块或水平滤波模块。
10、如权利要求9所述的去块效应滤波方法，其特征在于，步骤(1)所述的待滤波数据包括所述的左邻块缓存、重构数据FIFO、及垂直边滤波缓存中的数据。
11、如权利要求9所述的去块效应滤波方法，其特征在于，步骤(2)所述的进行宏块的垂直边滤波，其过程的中间数据暂存于所述的垂直边滤波缓存中。
12、如权利要求9所述的去块效应滤波方法，其特征在于，步骤(3)所述将垂直滤波的结果数据输出到外存储模块或水平滤波模块是指，将所述垂直边滤波器的滤波结果直接发送到所述的外存储模块。
13、如权利要求9所述的去块效应滤波方法，其特征在于，步骤(3)所述将垂直滤波的结果数据输出到外存储模块或水平滤波模块是指，将所述垂直边滤波器的滤波结果通过垂直边滤波结果转置缓存发送到所述水平滤波模块的水平边滤波器。
14、如权利要求9所述的去块效应滤波方法，其特征在于，步骤(3)所述将垂直滤波的结果数据输出到外存储模块或水平滤波模块是指，将所述垂直边滤波器的滤波结果通过垂直边滤波转置缓存后再写入到行输出FIFO缓存，进而发送到所述的外存储模块。
15、如权利要求8所述的去块效应滤波方法，其特征在于，所述水平滤波包括：
(1)读取待滤波数据；
(2)进行宏块的水平边滤波；
(3)将水平滤波的结果数据通过水平边滤波结果转置缓存发送到所述的垂直滤波模块和外存储模块；或者通过行输出FIFO写入外存储模块。
16、如权利要求15所述的去块效应滤波方法，其特征在于，步骤(1)所述的待滤波数据包括所述的垂直边滤波转置缓存、水平滤波缓存、帧宏块暂存块FIFO、及外存数据缓存中的数据。
17、如权利要求15所述的去块效应滤波方法，其特征在于，步骤(2)所述的进行宏块的水平边滤波，其过程的中间数据暂存于水平边滤波缓存中。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: KUNSHAN JADE TECHNOLOGIES CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: SHANGHAI JADE TECHNOLOGIES CO., LTD. Effective date: 20100721 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 201203 BUILDING 16, NO.115, LANE 572, BIBO ROAD, PUDONG NEW AREA, SHANGHAI CITY TO: 215311 TOWER ABCD, 12/F, SOUTH BUILDING, KUNSHAN PUDONG SOFTWARE PARK, BACHENG TOWN, KUNSHAN CITY |
|
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20100721 Address after: A ABCD 12 layer 215311 town Kunshan city Kunshan Pudong Software Park South Applicant after: Shanghai Jade Technologies Co., Ltd. Address before: 201203 Building No. 115, No. 572, Lane 16, blue wave road, Shanghai, Pudong New Area Applicant before: Shanghai Jiede Microelectronic Co., Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20121003 Termination date: 20131012 |