CN110213579A - 双核心计算单元实现环路滤波的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种双核心计算单元实现环路滤波的方法，包括：S11：将视频信息划分为多个宏块，每个所述宏块包含PxP个像素，每个所述宏块划分为多个像素块，多个所述像素块形成多行多列的阵列形式，每个所述像素块包含4x4个像素，每个所述像素块具有4个边界；S12：在存储器内读取一个所述宏块，两个处理单元同时对相邻两行的所述像素块的边界信号进行滤波；S13：对滤波后的信号通过转置存储在寄存器内。在本发明提供的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，增加一个处理单元，并行处理提高了整个宏块的的处理速度，并且提高了吞吐量。

Description

双核心计算单元实现环路滤波的方法
技术领域
本发明涉及编码技术领域，尤其是涉及一种双核心计算单元实现环路滤波的方法。
背景技术
随着音视频产业的不断发展，国际上对于音视频编解码技术的要求也越来越高，出现了以MPEG-x、H.26x两大系列为主的视频编码技术国际标准。这些视频编码标准能在保持视频主观质量的条件下，对信息量极大的视频信号进行高效压缩，极大降低存储空间和网络带宽要求。
在H.26x视频编解码标准中，会把整幅图像分割为一个个小方块进行处理，在每个方块单元中进行傅里叶变换，导致数据损失，最终造成方块边界在图像中较为明显，称之为块效应。H.26x标准中使用环路滤波手段来降低块效应的影响，提升图像主观质量。
H.264标准提出去块效应(DeBlocking，后简称为DB)来进行环路滤波(LoopFilter，后简称LF)。H.264把图像分为16x16的宏块(Macro Block)，每个宏块内部的4x4小块形成了水平、垂直边界各4条。DB滤波需要处理水平、垂直边界对应周围的像素，即像素的横向与纵向都会进行DB滤波，则会带来数据需转置的问题。而处理转置过程需消耗一定时间，降低了环路滤波通路的吞吐率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双核心计算单元实现环路滤波的方法，提高环路滤波运算的速度并且降低维护数据的难度。
为了达到上述目的，本发明提供了一种双核心计算单元实现环路滤波的方法，包括：
S11：将视频信息划分为多个宏块，每个所述宏块包含PxP个像素，每个所述宏块划分为多个像素块，多个所述像素块形成多行多列的阵列形式，每个所述像素块包含4x4个像素，每个所述像素块具有4个边界；
S12：在存储器内读取一个所述宏块，两个处理单元同时对相邻两行的所述像素块的边界信号进行滤波；
S13：对滤波后的信号通过转置存储在寄存器内。
可选的，在所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，所述双核心计算单元实现环路滤波的方法还包括：S14：重复S12、S13步骤，直到所有宏块滤波完成。
可选的，在所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，所述P的取值为16或者8。
可选的，在所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，P的取值为16，每个所述宏块划分为16个像素块，16个所述像素块形成4行4列的阵列形式，4行分别为第一行、第二行、第三行和第四行，4列分别为第一列、第二列、第三列和第四列，每个所述像素块具有两个垂直边界和两个水平边界。
可选的，在所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，两个所述处理单元分别为第一处理单元和第二处理单元，每个所述处理单元对应一个所述寄存器，所述第一处理单元对应第一寄存器，所述第二处理单元对应第二寄存器。
可选的，在所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，两个处理单元同时对相邻两行的像素块的边界信号进行滤波的方法包括：所述第一处理单元对第一行像素块的边界信号进行滤波，同时，所述第二处理单元对第二行像素块的边界信号进行滤波。
可选的，在所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，所述第一处理单元对所述第一行像素块的边界信号进行滤波的方法包括：
所述第一处理单元读取第一个垂直边界的左边4x4像素块和右边4x4像素块存入所述第一寄存器，所述左边4x4像素块和所述右边4x4像素块组成8x4的像素块；
对所述8x4的像素块进行区块滤波；
对滤波后的8x4的像素块转置为4x8的像素块存入所述存储器。
可选的，在所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，对所述8x4的像素块进行区块滤波的方法包括：
将所述8x4的像素块写入所述寄存器；
依次读取8x1的像素，进行区块滤波，滤波后进行转置存入存储器。
可选的，在所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，所述寄存器为12x4的寄存器，分为3个寄存区，分别是第一寄存区、第二寄存区和第三寄存区，所述第一寄存区用于存放未滤波的数据，所述第二寄存区用于存放经过一次滤波的数据，所述第三寄存区用于存放经过两次滤波的数据。
可选的，在所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，依次对像素块的垂直边界进行区块滤波后，对水平边界进行区块滤波。
在本发明提供的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，增加一个处理单元，并行处理提高了整个宏块的的处理速度，并且提高了吞吐量。
附图说明
图1是本发明实施例的双核心计算单元实现环路滤波的方法的流程图；
图2和图3是本发明实施例的划分的像素块的示意图；
图4是本发明实施例的寄存器的结构示意图；
图中：f0-第一寄存区、f1-第二寄存区、f2-第二寄存区。
具体实施方式
下面将结合示意图对本发明的具体实施方式进行更详细的描述。根据下列描述和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
在下文中，术语“第一”“第二”等用于在类似要素之间进行区分，且未必是用于描述特定次序或时间顺序。要理解，在适当情况下，如此使用的这些术语可替换。类似的，如果本文所述的方法包括一系列步骤，且本文所呈现的这些步骤的顺序并非必须是可执行这些步骤的唯一顺序，且一些所述的步骤可被省略和/或一些本文未描述的其他步骤可被添加到该方法。
本发明提供了一种双核心计算单元实现环路滤波的方法，包括：
S11：将视频信息划分为多个宏块，每个所述宏块包含PxP个像素，每个所述宏块划分为多个像素块，多个所述像素块形成多行多列的阵列形式，每个所述像素块包含4x4个像素，每个所述像素块具有4个边界；
S12：在存储器内读取一个所述宏块，两个处理单元同时对相邻两行的所述像素块的边界信号进行滤波；
S13：对滤波后的信号通过转置存储在寄存器内。
进一步的，所述双核心计算单元实现环路滤波的方法还包括：S14：重复S12、S13步骤，直到所有宏块滤波完成。视频包含较多信息，可以将视频信息分为多个宏块，一个宏块处理完成后，对下一个宏块进行处理，直到所有宏块处理完成，视频信息就处理完成了。
优选的，所述P的取值为16或者8。视频信息包含图像和色度，如果是对图像进行处理，P的取值可以为16，如果是对色度进行处理，P的取值可以为8。
本实施例中，P的取值为16，每个宏块划分为16个像素块，16个像素块形成4行4列的阵列形式，4行分别为第一行、第二行、第三行和第四行，4列分别为第一列、第二列、第三列和第四列，每个像素块具有两个垂直边界和两个水平边界。如图3，将16个像素块命名为0,0、1,0、2,0、3,0、0,1、1,1、2,1、3,1、0,2、1,2、2,2、3,2、0,3、1,3、2,3和3,3。
优选的，两个处理单元为第一处理单元和第二处理单元，每个所述处理单元对应一个所述寄存器，所述第一处理单元对应第一寄存器，所述第二单元对应第二寄存器。
本实施例中，两个处理单元同时对相邻两行的像素块的边界信号进行滤波的方法包括：所述第一处理单元对第一行像素块的边界信号进行滤波，同时，所述第二处理单元对第二行像素块的边界信号进行滤波。
进一步的，所述第一处理单元对所述第一行像素块的边界信号进行滤波的方法包括：
所述第一处理单元读取第一条垂直边界的左边4x4像素块和右边4x4像素块存入所述第一寄存器，左边4x4像素块和右边4x4像素块组成8x4的像素块；
对所述8x4的像素块进行区块滤波；
对滤波后的8x4的像素块转置为4x8的像素块存入存储器。
进一步的，对所述8x4的像素块进行区块滤波的方法包括：
将8x4的像素块写入所述寄存器；
依次读取8x1的像素，进行区块滤波，滤波后进行转置存入存储区。
本实施例中，所述寄存器为12x4的寄存器，分为3个寄存区，分别是第一寄存区、第二寄存区和第三寄存区，所述第一寄存区用于存放没有滤波的数据，所述第二寄存区用于存放过滤一次的数据，所述第三寄存区用于存放过滤两次的数据。
优选的，依次对像素块的垂直边界进行区块滤波后，对水平边界进行区块滤波。如图2和图3，一个宏块包括16个像素块，每个像素块具有两条垂直边界和两条水平边界，由于多个像素块集合在一起，因此，相邻的像素块的垂直边界重合，因此，只用计算一次。整个宏块具有多条垂直边界，为了方便，以每列开始将垂直边界命名为H0、H1、H2、H3、H4、H5、H6、H7、H8、H9、H10、H11、H12、H13、H14和H15。以每行开始将水平边界命名为V0、V1、V2、V3、V4、V5、V6、V7、V8、V9、V10、V11、V12、V13、V14和V15。本实施例中，双处理单元可以同时处理H0和H1，之后再同时处理H4和H5，依次，所有垂直边界处理完后，再处理水平边界。第一处理单元和第二处理单元的处理方法和速度一致。以第一处理单元处理H0为例，以H0边界左右各4x4个像素值作为参考作为H0的区块滤波值，因此需要对得到的8x4个像素块进行处理，首先将其存入寄存器，参照图4，由于H0左边的4x4像素块是上一个宏块处理过，因此，已经过一次滤波，将其存入寄存器的第二寄存区f1，右边的4x4像素块没有滤波，将其存入第一寄存区f0。处理H1边界的时候，H1左边的4x4像素块再处理一次，就进行了两次处理，经过两次处理后的像素块存进第三寄存区f2。最后寄存器内的经过两次处理的像素块进行转置成4x8的像素块存入存储器。垂直边界处理完后，开始处理水平边界，但是之前已经转置了，所以水平边界已经变成了垂直边界，可以用同样的方法继续处理。不用再进行转置，减少了数据处理时间，增加了吞吐率。
综上，在本发明实施例提供的双核心计算单元实现环路滤波的方法中，增加一个处理单元，并行处理提高了整个宏块的的处理速度，并且提高了吞吐量。
上述仅为本发明的优选实施例而已，并不对本发明起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本发明的技术方案的范围内，对本发明揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本发明的技术方案的内容，仍属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种双核心计算单元实现环路滤波的方法，其特征在于，包括：
S11：将视频信息划分为多个宏块，每个所述宏块包含PxP个像素，每个所述宏块划分为多个像素块，多个所述像素块形成多行多列的阵列形式，每个所述像素块包含4x4个像素，每个所述像素块具有4个边界；
S12：在存储器内读取一个所述宏块，两个处理单元同时对相邻两行的所述像素块的边界信号进行滤波；
S13：对滤波后的信号通过转置存储在寄存器内。
2.如权利要求1所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法，其特征在于，所述双核心计算单元实现环路滤波的方法还包括：S14：重复S12、S13步骤，直到所有宏块滤波完成。
3.如权利要求1所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法，其特征在于，所述P的取值为16或者8。
4.如权利要求3所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法，其特征在于，P的取值为16，每个所述宏块划分为16个像素块，16个所述像素块形成4行4列的阵列形式，4行分别为第一行、第二行、第三行和第四行，4列分别为第一列、第二列、第三列和第四列，每个所述像素块具有两个垂直边界和两个水平边界。
5.如权利要求4所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法，其特征在于，两个所述处理单元分别为第一处理单元和第二处理单元，每个所述处理单元对应一个所述寄存器，所述第一处理单元对应第一寄存器，所述第二处理单元对应第二寄存器。
6.如权利要求1所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法，其特征在于，两个处理单元同时对相邻两行的像素块的边界信号进行滤波的方法包括：所述第一处理单元对第一行像素块的边界信号进行滤波，同时，所述第二处理单元对第二行像素块的边界信号进行滤波。
7.如权利要求6所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法，其特征在于，所述第一处理单元对所述第一行像素块的边界信号进行滤波的方法包括：
所述第一处理单元读取第一个垂直边界的左边4x4像素块和右边4x4像素块存入所述第一寄存器，所述左边4x4像素块和所述右边4x4像素块组成8x4的像素块；
对所述8x4的像素块进行区块滤波；
对滤波后的8x4的像素块转置为4x8的像素块存入所述存储器。
8.如权利要求7所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法，其特征在于，对所述8x4的像素块进行区块滤波的方法包括：
将所述8x4的像素块写入所述寄存器；
依次读取8x1的像素，进行区块滤波，滤波后进行转置存入存储器。
9.如权利要求8所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法，其特征在于，所述寄存器为12x4的寄存器，分为3个寄存区，分别是第一寄存区、第二寄存区和第三寄存区，所述第一寄存区用于存放未滤波的数据，所述第二寄存区用于存放经过一次滤波的数据，所述第三寄存区用于存放经过两次滤波的数据。
10.如权利要求1所述的双核心计算单元实现环路滤波的方法，其特征在于，依次对像素块的垂直边界进行区块滤波后，对水平边界进行区块滤波。
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