CN102685480B - 一种视频滤波方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种视频滤波方法，该方法包括，重建模块进行图像数据解码后，将所述解码后的图像数据发送至滤波模块进行存储；滤波模块的内部存储区进行存储，至少三个内部存储区中一个存储区放满后，启动滤波计算模块；滤波计算模块对所述解码后的图像数据进行滤波；在内部存储区的图像数据滤波完成后，滤波数据上传模块将所述滤波后的图像数据存储至外部存储器。本发明还涉及一种视频滤波装置。采用本发明的技术方案，能有效提高带宽利用率，在增加少量内部存储空间的情况下，能够明显的提高写脉冲时宽，同时结合外部存储设备的特性，采用参数化的跳转步长，可以根据实际外部存储设备的情况来调整参数，增加了灵活性。

Description

一种视频滤波方法及装置

技术领域

本发明涉及视频编解码领域，尤其涉及一种视频滤波方法及装置。

背景技术

现有的视频编解码标准是以图像宏块或块为基础的算法实现的。这种实现方式不可避免的会在块边界产生块效应。因此在视频处理中引入了滤波技术来消除这种块效应。在视频处理中，主要有两种滤波方式：一种是环内滤波，一种是环外滤波。在H.264视频标准中，主要采用环内滤波方式，而在其他早期的MPEG标准中大多采用环外滤波方式。

视频标准中，在滤波完一个宏块的图像数据后需要将宏块的数据写到外部的存储设备中，将图像数据存放到外部存储设备主要有两种存储方式：一是按照图像原始方式存放，即按顺序一行一行的存储图像数据。二是将图像按照宏块方式存放，即按一个宏块一个宏块的顺序存放图像数据。第一种存放方式写入外部存储设备时，需要按照块存储的二维存储方式写入，读出数据比较方便。第二种方式写入时比较方便，但是在读取数据时需要二维方式读取，耗时较多。目前大多数视频编解码器都采用第一种存储方式。这种存放方式在写入时耗时太多，占用较多带宽，同时由于是二维存储方式，写完一行数据就需要跳转地址，由于外部存储设备的特性，必然会耗费大量的时间，造成带宽的浪费。

在H.264视频标准的滤波中，视频滤波的主要过程是将视频解码器的重建出来的图像，经过滤波计算后去除块效应，然后将数据传输到外部存储设备(DDR器件)存储，提供后续模块显示或者处理。但是在滤波模块将数据传输到DDR设备时，容易和其他访问DDR的设备发生争抢数据，不能有效的利用带宽，造成带宽的浪费。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供了一种视频滤波方法及装置，该方法解决了目前视频滤波中带宽利用率较低并且不够灵活的问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种视频滤波方法，所述方法包括，

重建模块进行图像数据解码后，将所述解码后的图像数据发送至滤波模块进行存储；

滤波模块的内部存储区进行存储，至少三个内部存储区中一个存储区放满后，启动滤波计算模块；

滤波计算模块对所述解码后的图像数据进行滤波；

在内部存储区的图像数据滤波完成后，滤波数据上传模块将所述滤波后的图像数据存储至外部存储器。

上述的方法，其中，将所述滤波后的图像数据存储至外部存储器的同时，所述方法还包括，存储滤波图像数据的存储区之外的其他内部存储区继续接收重建模块的图像数据。

上述的方法，其中，所述图像数据是以宏块为单位，每个宏块的图像数据存放一个存储区。

上述的方法，其中，所述滤波计算模块对所述解码后的图像数据进行滤波具体为，

先进行行滤波，然后是列滤波，如此往复，直至整个宏块滤波完成；

上述的方法，其中，所述内部存储区的图像数据滤波完成具体为，

判断所述内部存储区的图像数据是否为第二个宏块或者是最后一个宏块，若是，将所述内部存储区的图像数据上传，否则进行下一个宏块的数据滤波。

上述的方法，其中，所述滤波数据上传模块中存在一个可配置的地址跳转步长参数，用于配合外部存储存储器的物理特性，置相邻两行图像数据的写入地址在不同的存储区域。

上述的方法，其中，将图像数据的色度分量UV按照UV间插的方式写到外部的存储器中。

本发明还提供了一种视频滤波装置，所述装置包括，

重建模块，用于进行图像数据解码后，将所述解码后的图像数据发送至滤波模块进行存储；

滤波模块，包括至少三个内部存储区，用于存储所述解码后的图像数据；

滤波计算模块，用于在一个内部存储区放满后启动，对所述解码后的图像数据进行滤波；

滤波数据上传模块，用于在在内部存储区的图像数据滤波完成后，将所述滤波后的图像数据存储至外部存储器。

上述的装置，其中，所述滤波计算模块用于对所述解码后的图像数据进行滤波具体为，先进行行滤波，然后是列滤波，如此往复，直至整个宏块滤波完成；

所述内部存储区的图像数据滤波完成具体为，判断所述内部存储区的图像数据是否为第二个宏块或者是最后一个宏块，若是，将所述内部存储区的图像数据上传，否则进行下一个宏块的数据滤波。

上述的装置，其中，所述滤波数据上传模块中存在一个可配置的地址跳转步长参数，用于配合外部存储存储器的物理特性，置相邻两行图像数据的写入地址在不同的存储区域，以及

将图像数据的色度分量UV按照UV间插的方式写到外部的存储器中。

和现有技术相比，采用本发明的技术方案，能有效提高带宽利用率，在增加少量内部存储空间的情况下，能够明显的提高写脉冲时宽(burst Length)，同时结合外部存储设备的特性，采用参数化的跳转步长，可以根据实际外部存储设备的情况来调整参数，增加了灵活性。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是是实施例一中视频滤波的方法流程图；

图2是滤波模块的控制于存储器的存储流程图；

图3是是一个宏块滤波前后的数据存放位置图；

图4是滤波图像数据上传的流程图；

图5是滤波一个宏块所需存储器分布图；

图6是两个宏块滤波完成后的数据存放位置图；

图7是数据搬移后的存放位置图；

图8是本发明实施例一种视频滤波装置结构图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例一为一种视频滤波的方法，在该方法中，提出了一种round-robin(轮流)方式的内部存储方式，round-robin方式是将内部存储区轮循使用的一种方式，采用三个内部存储块轮流存储数据，由于视频解码器采用了两级流水方式，需要分配给前一级重建流水线一个内部存储块，同时还需要分配给后一级滤波流水线一个内部存储块，剩余一个内部存储块用于存储一个宏块滤波后的数据。

在实施例一中，该一种视频滤波的方法，如图1所示，是实施例一中视频滤波的方法流程图，具体包括，

S101，重建模块将图像数据发送至滤波模块，滤波模块的内部存储区进行存储，在放满一个内部存储区时，启动滤波计算模块；

S102，此时滤波计算模块取出数据进行行列滤波，如此反复；

S103，在两个内部存储区的图像数据滤波完成后，将所述滤波后的图像数据存储至外部DDR(Double Data Rate，双倍速率同步动态随机存储器)设备中；同时另外一个内部存储区还可以继续接收重建模块的图像数据；

其中本发明内部是以三个内部存储区为例，但不限于三个存储区，可以具有多个存储区。内部存储区采用单口的同步动态随机存储器SDRAM实现，可以存储一个宏块的重建数据。

在上述实施例一中，采用了三个内部存储块来存储数据，一个用来存放重建图像的数据，另外两个用来存放滤波后的数据，等待两个宏块的数据都完成后才进行图像数据写入外部存储单元的操作。由于图像格式的原因，该实施例还支持将一行宏块的最后一个宏块进行单个宏块的数据上传。出于节省面积的考虑，这三个主要的内部存储块均采用单端口的RAM。

该实施例中，解码器分为重建和滤波两级流水线来完成一个宏块的解码过程，整个滤波模块的控制和存储器存储过程如图2所示，是滤波模块的控制于存储器的存储流程图：

S201，重建过程完成一个宏块的图像数据的解码；

S202，启动宏块的滤波过程；

由于滤波边界顺序以及滤波特性的原因，滤波前后数据存放方式如图3所示，是一个宏块滤波前后的数据存放位置图，在图3中，U代表为存放上边一行宏块相邻像素的存储区，L代表存放左边一个宏块相邻像素的存储区，B代表当前需要滤波的宏块，其中一个方格代表一个4x4像素块，BUF为缓存器。在第二个宏块进行滤波时需要用到前面一个宏块的滤波后的一列数据，因此需要读取前一个内部存储块的数据，同时保证在滤波操作后将滤波后的数据仍然存放到原来的位置上，

S203，在两个宏块的数据滤波完成后将数据写到外部存储区；

其中，等数据写完后需要将第二个宏块的右边一列的数据搬移到单独的一个存放存储块，在下一个宏块滤波时用到；这样完成了两个宏块数据滤波上传的过程。若该宏块行的宏块数为单数，则在最后一个宏块时必须进行单个宏块的滤波和上传。

整个图像数据滤波上传的状态机如图4所示，是滤波图像数据上传的流程图，其中：

S401，先开始行滤波然后是列滤波，如此往复，直至整个宏块滤波完成；

S402，判断是否为第二个宏块或者是最后一个宏块，若是将图像数据的上传，在数据传输完毕后则进行数据的搬移过程，否则进行下一个宏块的数据滤波。

在整个滤波过程中所需的存储器memory情况如图5所示，是滤波一个宏块所需存储器分布图，图5代表的滤波一个宏块所需要的存储区，U代表为存放上边一行宏块相邻像素的存储区，L代表存放左边一个宏块相邻像素的存储区，B代表当前需要滤波的宏块，其中一个方格代表一个4x4像素块，BUF为缓存器。在行滤波时，需要将行数据读出，放到暂存的内部缓存器BUF中，完成行列滤波后，将数据的写回位置在垂直方向上做了调整，主要是考虑到下一个宏块行数据滤波的需要，将最后一个4x4块的所在行调整到一个UPmemory(代表存放中上边一行宏块相邻像素的存储区)，两个宏块滤波完成后的数据存放位置如图6所示，是两个宏块滤波完成后的数据存放位置图，在图6中，表示滤波两个宏块后的像素存放格式，U代表为存放上边一行宏块相邻像素的存储区，L代表存放左边一个宏块相邻像素的存储区，B代表当前需要滤波的宏块，其中一个方格代表一个4x4像素块，该图是相对于图6(没有滤波前)的存放位置变化图。数据上传结束后进行右边一列的数据搬移后的数据存放位置如图7所示，是数据搬移后的存放位置图，相对于图6而言，是将宏块的右边一列数据搬移到左边存储区的存放方式，即将数据搬移的数据作为下一个宏块的左边滤波数据。

本发明实施例还提供了一种视频滤波装置，如图8所示，是本发明实施例一种视频滤波装置结构图，其包括，

重建模块，用于重建图像数据，并将所述图像数据放到滤波模块的内部存储区；

滤波模块，包含多个内部存储区，接收所述重建的图像数据，在一个存储区放满后，启动滤波计算模块；

滤波计算模块，从内部存储区取出图像数据进行行列滤波，如此往复，等到两个内部存储区的图像数据滤波完成后，将数据通过滤波数据上传模块放到外部DDR设备中。

滤波数据上传模块，将数据放到外部DDR设备中。

所述滤波计算模块用于对所述解码后的图像数据进行滤波具体为，先进行行滤波，然后是列滤波，如此往复，直至整个宏块滤波完成；

所述内部存储区的图像数据滤波完成具体为，判断所述内部存储区的图像数据是否为第二个宏块或者是最后一个宏块，若是，将所述内部存储区的图像数据上传，否则进行下一个宏块的数据滤波。

滤波数据上传模块，在该模块中存在一个可配置的地址跳转步长的参数，用于配合外部的存储设备的物理特性，让相邻两行图像数据的写入地址在不同的存储区域，可以有效的避免打开和关闭不同行引起的效率降低问题。

在上述实施例中，将图像的色度分量UV的数据按照UV间插的方式写到外部的存储区中，保证UV数据的上传也能够使用较长的burst length，进一步提高UV数据上传的效率。

在上述实施例中，一是采用内部存储逻辑的方式，将两个宏块的数据一起上传，增加一次数据写入的burst length；二是采用可配置的参数来调整步长；三是采用UV间插的数据存放格式。通过仿真证明，上述方法能够有效的提高数据传输的带宽利用率。

上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种视频滤波方法，其特征在于，所述方法包括，

重建模块进行图像数据解码后，将所述解码后的图像数据发送至滤波模块进行存储；

滤波模块的内部存储区进行存储，至少三个内部存储区中一个存储区放满后，启动滤波计算模块；

滤波计算模块对所述解码后的图像数据进行滤波；

在内部存储区的图像数据滤波完成后，滤波数据上传模块将所述滤波后的图像数据存储至外部存储器，包括以下至少之一：

判断所述内部存储区的图像数据是否为第二个宏块或者是最后一个宏块，若是，将内部存储区完成滤波的第一个宏块和第二个宏块一起上传或者是将最后一个宏块上传；

所述滤波数据上传模块中存在一个可配置的地址跳转步长参数，用于配合外部存储存储器的物理特性，置相邻两行图像数据的写入地址在不同的存储区域；

将图像数据的色度分量UV按照UV间插的方式写到外部的存储器中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述滤波后的图像数据存储至外部存储器的同时，所述方法还包括，存储滤波图像数据的存储区之外的其他内部存储区继续接收重建模块的图像数据。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述图像数据是以宏块为单位，每个宏块的图像数据存放一个存储区。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述滤波计算模块对所述解码后的图像数据进行滤波具体为，

先进行行滤波，然后是列滤波，如此往复，直至整个宏块滤波完成。

5.一种视频滤波装置，其特征在于，所述装置包括，

重建模块，用于进行图像数据解码后，将所述解码后的图像数据发送至滤波模块进行存储；

滤波模块，包括至少三个内部存储区，用于存储所述解码后的图像数据；

滤波计算模块，用于在一个内部存储区放满后启动，对所述解码后的图像数据进行滤波；

滤波数据上传模块，用于在在内部存储区的图像数据滤波完成后，将所述滤波后的图像数据存储至外部存储器，包括以下至少之一：判断所述内部存储区的图像数据是否为第二个宏块或者是最后一个宏块，若是，将内部存储区完成滤波的第一个宏块和第二个宏块一起上传或者是将最后一个宏块上传；所述滤波数据上传模块中存在一个可配置的地址跳转步长参数，用于配合外部存储存储器的物理特性，置相邻两行图像数据的写入地址在不同的存储区域；将图像数据的色度分量UV按照UV间插的方式写到外部的存储器中。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述滤波计算模块用于对所述解码后的图像数据进行滤波具体为，先进行行滤波，然后是列滤波，如此往复，直至整个宏块滤波完成。