專利名稱：：一種適用于視頻解碼的環(huán)路濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實用新型涉及環(huán)路濾波領(lǐng)域，具體涉及一種適用于視頻解碼的環(huán)路濾波器°
背景技術(shù)：
：目前主流的視頻解碼器的解碼過程(見圖1)，具體為碼流進入解碼器之后會進行碼流分割，根據(jù)碼流的語法和語義分割出相關(guān)的信息，然后進行熵解碼、反量化和反DCT變換，從而得出所需要的殘差矩陣，碼流分割出的其他碼流進行幀內(nèi)預測或者幀間預測，通過參考幀預測出預測矩陣，然后把預測矩陣和殘差矩陣相加，得到解碼的矩陣，經(jīng)過濾波之后得到最終的解碼宏塊和解碼幀。主流視頻標準當中具有特征性的核心技術(shù)包括整數(shù)變換、量化、幀內(nèi)預測、1/4精度像素插值、特殊的幀間預測運動補償、二維熵編碼、去塊效應(yīng)環(huán)內(nèi)濾波等。基于塊的編碼有一個顯著的特點就是重建圖像存在塊效應(yīng)。采用環(huán)路濾波器去除塊效應(yīng)，可以提高圖像的主觀質(zhì)量和壓縮效率。常規(guī)的環(huán)路濾波器的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(見圖2)共分為控制單元、相鄰塊參數(shù)存儲單元、Bs(邊界強度)及門限計算單元、數(shù)據(jù)濾波單元、8X8數(shù)據(jù)存儲單元、8X8塊數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)置單元、當前MB數(shù)據(jù)存儲單元、上鄰塊數(shù)據(jù)存儲單元與左鄰塊數(shù)據(jù)存儲單元、輸出緩存共十個模塊。結(jié)構(gòu)比較復雜，數(shù)據(jù)流向較多，不利于代碼的編寫和維護。環(huán)路濾波器需要對水平和垂直兩個方向的數(shù)據(jù)進行濾波。由于需水平處理的兩邊數(shù)據(jù)存儲于存儲單元的兩個地址中，而需垂直處理的數(shù)據(jù)存儲于不同的地址，為了能采用一維濾波器對上述兩種情況進行濾波，設(shè)計行列轉(zhuǎn)換模塊將垂直數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成水平數(shù)據(jù)。行列轉(zhuǎn)換模塊大小為8X16，一般的行列轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)(見圖3)，當水平數(shù)據(jù)到來時，由inl輸入，經(jīng)行列轉(zhuǎn)換模塊緩沖，由outl輸出給一維濾波器進行濾波。當垂直數(shù)據(jù)到來時，由in2輸入，經(jīng)行列轉(zhuǎn)換模塊進行轉(zhuǎn)置，由out2輸出給一維濾波器進行濾波。由于對每位數(shù)據(jù)處理的過程相同，即該模塊由8X16=128個相同的子模塊組成，行列轉(zhuǎn)換模塊的子模塊結(jié)構(gòu)(見圖4)，其輸入數(shù)據(jù)端口為In—Left、InJJp，控制端口為Data—Dir、Dir，輸出數(shù)據(jù)端口為Data—Right、Data—Down。每個數(shù)據(jù)端口為八位，每個控制端口一位。Data—Dir表示輸入數(shù)據(jù)的來向，Data—Dir為低電平時表示輸入數(shù)據(jù)取左邊輸入數(shù)據(jù)，為高電平時表示輸入數(shù)據(jù)取上邊輸入數(shù)據(jù)。Dir表示數(shù)據(jù)輸出方向，低電平表示數(shù)據(jù)從右輸出，高電平表示數(shù)據(jù)從下輸出。由此分析可得行列轉(zhuǎn)換模塊的結(jié)構(gòu)(見圖5)。該模塊需要128個8位可控寄存器單元，由于寄存器面積通常比較大，且輸入輸出都有信號控制，因此占用了極多的資源，也占用了環(huán)路濾波器面積大部分。根據(jù)濾波算法原理和視頻標準中的規(guī)定，一個宏塊包括1個亮度塊和2個色度塊(Cb色度塊和Cr色度塊)，亮度塊包含了8個子模塊，Cb色度塊和Cr色度塊各包含了3個子模塊，即一個宏塊共包含了14個子模塊。在對宏塊進行濾波的過程中，一個宏塊一共有12條邊界要進行濾波處理(4:2:0格式)。其中有8條亮度塊邊界，2條Cb色度邊界，2條Cr色度邊界。對于色度分量，垂直和水平塊邊界各有1條，而垂直邊界上的濾波要先于水平邊界上的濾波，所以濾波順序是固定的；而對于亮度分量，垂直和水平塊邊界各有4條，可以選擇不同的處理順序。常規(guī)文獻中的處理流程如下宏塊子模塊之間邊界的基本的濾波順序(見圖6)，按照標注的數(shù)字位置從小到大順序進行濾波；存儲模塊的存儲組織中(見圖7(a)和圖7(b))，亮度塊包含了8個子模塊，即Ll、L3、U2、U3、0、1、2、3共8個塊，Cb色度塊包含了U4、L4、4共3個子模塊，而Cr色度塊包含了U5、L5、5共3個子模塊(見圖7(a))。宏塊在存儲模塊中的排列結(jié)構(gòu)如圖7(b)所示。在完成"1"號邊界上(即Ll和0塊之間的邊界)的濾波后，第0塊的數(shù)據(jù)可能被更新了，按照基本的濾波順序，需要首先將其寫回存儲模塊(片內(nèi)RAM)中，在進行"3"號邊界上(即0和1塊之間邊界)的濾波時，還要將第0塊數(shù)據(jù)從存儲模塊(片內(nèi)RAM)中再次取出。這樣數(shù)據(jù)的利用率不高，處理速度受到影響。由于不同的邊界強度(BS)值，數(shù)據(jù)處理的周期不同，當BS^時不需要對數(shù)據(jù)進行濾波處理，BS=2時數(shù)據(jù)處理僅需1個時鐘周期，而BS4時的數(shù)據(jù)濾波過程較為復雜，在保證比較高的系統(tǒng)工作頻率前提下，大約要八個周期左右，因此，若對BS^、BS二2的情況和BS4的情況采用相同的控制流程，就會增加了不必要的時鐘處理周期。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點和不足，提供一種適用于視頻解碼的環(huán)路濾波器。該濾波器結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、占用的資源和面積小、處理速度快、自適應(yīng)程度高，數(shù)據(jù)利用率得到明顯的提高。本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種適用于視頻解碼的環(huán)路濾波器，包括行列轉(zhuǎn)換模塊、一維濾波器、參數(shù)計算模塊、存儲模塊(片內(nèi)RAM)、時序控制模塊，所述行列轉(zhuǎn)換模塊由8行16列共128個寄存器組成，其中部的6列為8位可控寄存器，左右各5列為8位純寄存器；所述存儲模塊和參數(shù)計算模塊分別通過系統(tǒng)總線與外部存儲器相連，一維濾波器通過行列轉(zhuǎn)換模塊與存儲模塊相連，一維濾波器還與參數(shù)計算模塊相連，時序控制模塊分別與行列轉(zhuǎn)換模塊、一維濾波器、參數(shù)計算模塊、存儲模塊和系統(tǒng)總線相連。為更好的實現(xiàn)本實用新型，所述時序控制模塊與Mealy狀態(tài)機信號連接，所述時序控制模塊采用實用性很強的Mealy狀態(tài)機進行控制，可以穩(wěn)定控制各個狀態(tài)的輸出和控制，達到了對數(shù)據(jù)的合理處理和狀態(tài)的自適應(yīng)跳轉(zhuǎn)。所述一維濾波器是采用只對行列轉(zhuǎn)換模塊的中部6列像素值數(shù)據(jù)進行濾波處理的一維濾波器。一維濾波器只對行列轉(zhuǎn)換模塊的中部6列像素值數(shù)據(jù)進行濾波，而行列轉(zhuǎn)換模塊則對其左右各5列像素值的數(shù)據(jù)進行復用，即行列轉(zhuǎn)換模塊用其左右各5列共80個8位純寄存器將數(shù)據(jù)存儲，最后當濾波的數(shù)據(jù)從一維濾波器輸出時，復用數(shù)據(jù)則直接從行列轉(zhuǎn)換模塊中輸出。所述參數(shù)計算模塊包括邊界強度計算模塊和濾波模式計算模塊。本實用新型環(huán)路濾波器的作用原理是首先系統(tǒng)總線對環(huán)路濾波器發(fā)出En使能信號，En為高電平表示濾波開始，系統(tǒng)總線就將宏塊子模塊的各種參數(shù)如邊界閾值的偏移量、宏塊子模塊的量化步長等輸出給時序控制模塊。然后參數(shù)計算模塊對參數(shù)進行計算，得出邊界閾值A(chǔ)lpha、Beta和濾波裁剪參數(shù)C等值，并同時時序控制模塊從存儲模塊中讀出P宏塊子模塊的像素值P值和Q宏塊子模塊的像素值q值(P值表示P宏塊子模塊的8*8=64個像素值，q值表示q宏塊子模塊的8*8=64個像素值，p宏塊子模塊是指位于行列轉(zhuǎn)換模塊p7到p0端的宏塊子模塊，Q宏塊子模塊是指位于行列轉(zhuǎn)換模塊q0到q7端的宏塊子模塊)，參數(shù)計算模塊中的邊界強度計算模塊結(jié)合參數(shù)，算出宏塊子模塊間邊界的邊界強度值Bs。如果Bs為0，則時序控制模塊自動轉(zhuǎn)入對下一宏塊子模塊進行處理。若Bs不為0，則時序控制模塊將p和q值輸出給行列轉(zhuǎn)換模塊。此外，參數(shù)計算模塊使用ENTable信號進行參數(shù)計算控制，在對亮度塊濾波時只需Alpha和Beta值，在對色度塊濾波時只需Beta和C值，使用ENTable信號即可根據(jù)輸入的宏塊子模塊類型選擇計算需要的兩個參數(shù)，減少計算量，從而能夠有效的減少系統(tǒng)功耗。行列轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)P和Q值對數(shù)據(jù)進行緩沖和行列轉(zhuǎn)換。水平邊界濾波時，數(shù)據(jù)從第一行緩沖到最后一行，一共需要8個時鐘周期；垂直邊界濾波時，數(shù)據(jù)不需要從行列轉(zhuǎn)換模塊的最左端輸入，只需從P2的左端輸入，水平緩沖6個周期后再進行垂直緩沖。P7到p3，q7到q3這幾列的像素值的數(shù)據(jù)是不需要經(jīng)過濾波的，所以在行列轉(zhuǎn)換模塊里只用將他們復用，即將它們存儲在80個8位的純寄存器中，不用傳輸?shù)揭痪S濾波器，行列轉(zhuǎn)換模塊只將p2，pl，p0，q2，ql，q0這中部6列可控寄存器組的數(shù)據(jù)送到一維濾波器中濾波，最后當濾波數(shù)據(jù)從一維濾波器輸出時，復用數(shù)據(jù)直接從行列轉(zhuǎn)換模塊中輸出。數(shù)據(jù)經(jīng)過行列轉(zhuǎn)換模塊處理后進入一維濾波器，同時時序控制模塊將參數(shù)計算模塊計算出的配置參數(shù)(具體是指邊界強度值BS和濾波模式)輸入給一維濾波器。一維濾波器選擇合適的處理模式對數(shù)據(jù)進行一維濾波處理。本一維濾波器采用了改進的濾波順序，數(shù)據(jù)的利用率提高，如圖10所示，首先進行水平邊界濾波，即對7號，8號，9號，10號，11號，12號邊界依次進行濾波，然后進行垂直邊界濾波，即對1號，2號，3號，4號，5號，6號邊界依次進行濾波。根據(jù)圖7(b)存儲模塊的存儲組織結(jié)構(gòu)，以亮度塊為例進行說明，例如在完成Ll塊和0塊的1號垂直邊界濾波后，首先只需要將更新后第0塊數(shù)據(jù)保存在可配置行列轉(zhuǎn)換陣列中，無需先寫入存儲模塊中，在完成第0塊和第1塊之間的"2"號垂直邊界濾波后，再將被第二次更新過的第0塊數(shù)據(jù)寫進存儲模塊中。按照改進的順序處理3號和4號邊界時，也按照同樣方式組織數(shù)據(jù)流。處理結(jié)束后，若是水平邊界濾波，直接將濾波處理后的數(shù)據(jù)寫回存儲模塊中，若是垂直邊界濾波，把濾波處理后的數(shù)據(jù)輸入給行列轉(zhuǎn)換模塊進行列轉(zhuǎn)換后再寫回存儲模塊中。每一宏塊總共需要對6個水平邊界濾波和6個垂直邊界濾波過程進行時序控制處理，處理完后一個宏塊的處理流程到此結(jié)束。由于系統(tǒng)總線將預處理的數(shù)據(jù)預先存入存儲模塊中，因此一維濾波器無需考慮數(shù)據(jù)在每幀圖像中的位置，同時也無需存儲當前宏塊中的子模塊數(shù)據(jù)和左鄰塊或上鄰塊的數(shù)據(jù)，位置信號由時序控制模塊統(tǒng)一發(fā)出的地址信號決定。本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果(1)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理；本實用新型由系統(tǒng)總線將預處理的數(shù)據(jù)預先存入存儲模塊中，一維濾波器無需考慮數(shù)據(jù)在每幀圖像中的位置，同時也無需存儲當前宏塊中的子模塊數(shù)據(jù)和左鄰塊或上鄰塊的數(shù)據(jù)，位置信號由時序控制模塊統(tǒng)一發(fā)出的地址信號決定。這樣節(jié)約了部分存儲單元，占用的資源和面積更小，處理速度加快。(2)自適應(yīng)程度更高；濾波周期實現(xiàn)自適應(yīng)，由狀態(tài)機控制，即系統(tǒng)根據(jù)宏塊子模塊邊界的邊界強度值Bs，分情況對數(shù)據(jù)做不同的處理，如果Bs為0，則系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入對下一宏塊子模塊處理；若Bs不為0，則系統(tǒng)將p宏塊子模塊P值和q宏塊子模塊的像素值q值輸出給行列轉(zhuǎn)換模塊，行列轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)P和q值對數(shù)據(jù)進行緩沖和轉(zhuǎn)換。一維濾波器根據(jù)邊界強度值Bs的不同，對數(shù)據(jù)的濾波周期也不同，可有效的減少不必要的時鐘處理周期。(3)體積大大減小，處理速度快；行列轉(zhuǎn)換模塊由8行16列共128個寄存器組成，其中部的6列為8位可控寄存器，左右各5列為8位純寄存器。與原結(jié)構(gòu)的128個8位可控寄存器相比，此結(jié)構(gòu)將80個8位可控寄存器改進為80個8位純寄存器，由于沒有了輸入輸出控制信號，因此極大的減少了資源利用，有效地減少了功耗，行列轉(zhuǎn)換模塊的面積減少了近一半。分析本行列轉(zhuǎn)換模塊的時序，水平邊界濾波時與原模塊一樣，從第一行緩沖到最后一行，一共需要8個時鐘周期；垂直邊界濾波時，行列轉(zhuǎn)換模塊將垂直數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成水平數(shù)據(jù)，并將水平數(shù)據(jù)輸出給一維濾波器進行濾波。對于原設(shè)計模塊，數(shù)據(jù)從存儲模塊中讀出并從行列轉(zhuǎn)換模塊的左輸入端進入，經(jīng)過11個周期水平緩沖后，6組數(shù)據(jù)到達p2q2行列轉(zhuǎn)換可控寄存器組的左端，再進行垂直緩沖將8組數(shù)據(jù)(原為6組數(shù)據(jù)，每組8個，轉(zhuǎn)置后為8組數(shù)據(jù)，每組6個)輸出給一維濾波器進行濾波。在本改進模塊中，數(shù)據(jù)不需要從最左端輸入，只需從P2的左端輸入即可，水平緩沖6個周期后即可再進行垂直緩沖，相比較而言，本實用新型對垂直邊界濾波行列轉(zhuǎn)換時節(jié)約了5個時鐘周期，在數(shù)據(jù)濾波完繼續(xù)在行列轉(zhuǎn)換模塊中進行相同的操作后將數(shù)據(jù)輸出給存儲模塊，此過程同樣可節(jié)約5個時鐘周期。因此，一次完整的垂直邊界濾波可節(jié)約10個時鐘周期，整個宏塊的環(huán)路濾波有6次垂直邊界濾波，總共可以節(jié)約60個時鐘周期。圖1是主流視頻標準解碼流程示意圖2是常規(guī)的環(huán)路濾波器結(jié)構(gòu)圖3是行列轉(zhuǎn)換模塊示意圖4是行列轉(zhuǎn)換子模塊的結(jié)構(gòu)圖5是一般的8*16行列轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)圖6是常規(guī)的濾波順序圖；圖7(a)是宏塊的結(jié)構(gòu)圖7(b)是宏塊在存儲模塊中的排列結(jié)構(gòu)示意圖8是本實用新型環(huán)路濾波器結(jié)構(gòu)圖9是本實用新型的8*16行列轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)圖IO是本實用新型的濾波順序圖11是本實用新型的參數(shù)計算模塊的工作流程圖12是本實用新型的邊界強度計算模塊工作流程圖13是本實用新型的一維濾波器示意圖14是本實用新型的時序控制模塊中Mealy狀態(tài)機工作原理圖；圖15是本實用新型環(huán)路濾波器的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖16是本實用新型環(huán)路濾波器用于垂直邊界濾波，Bs^條件下的仿真結(jié)果圖。具體實施方式下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例本實用新型一種適用于視頻解碼的環(huán)路濾波器，其結(jié)構(gòu)如圖8所示，包括行列轉(zhuǎn)換模塊、一維濾波器、時序控制模塊、參數(shù)計算模塊和存儲模塊(片內(nèi)RAM)，所述存儲模塊和參數(shù)計算模塊分別通過系統(tǒng)總線與外部存儲器相連，一維濾波器通過行列轉(zhuǎn)換模塊與存儲模塊相連，一維濾波器還與參數(shù)計算模塊相連，時序控制模塊分別與行列轉(zhuǎn)換模塊、一維濾波器、參數(shù)計算模塊、存儲模塊和系統(tǒng)總線相連。所述一維濾波器是采用只對行列轉(zhuǎn)換模塊的中部6列像素值數(shù)據(jù)進行濾波處理的一維濾波器。所述參數(shù)計算模塊包括邊界強度計算模塊和濾波模式計算模塊。所述時序控制模塊與Mealy狀態(tài)機信號連接，采用實用性很強的Mealy狀態(tài)機進行控制，見圖14，可以穩(wěn)定控制各個狀態(tài)的輸出和控制，達到了對數(shù)據(jù)的合理處理和狀態(tài)的自適應(yīng)跳轉(zhuǎn)。系統(tǒng)總線對環(huán)路濾波器發(fā)出En使能信號，高電平表示濾波開始，系統(tǒng)總線將宏塊子模塊的各種參數(shù)如邊界閾值的偏移量、宏塊子模塊的量化步長等輸出給時序控制模塊。參數(shù)計算模塊對參數(shù)進行計算，得出邊界閾值(Alpha、Beta)和濾波裁剪參數(shù)(C)等值，并同時時序控制模塊從存儲模塊中讀出P宏塊子模塊的像素值P值和q宏塊子模塊的像素值Q值，參數(shù)計算模塊中的邊界強度計算模塊結(jié)合參數(shù)，算出宏塊子模塊間邊界的邊界強度值Bs。如果Bs為0，則時序控制模塊自動轉(zhuǎn)入對下一宏塊子模塊處理。若Bs不為0，則時序控制模塊將p和q值輸出給行列轉(zhuǎn)換模塊。參數(shù)計算模塊的工作流程，如圖11所示，本參數(shù)計算模塊分為三步計算，第一步計算兩個塊的量化參數(shù)QP的平均值24，第二步由量化參數(shù)平均值24計算索引IndexA與IndexB，第三步通過查索引表計算出Alpha、Beta和C值。即處理一次需3個時間周期。圖中EnTable為使能信號，dwMbQp和dwMbQq為p和q宏塊子模塊的量化參數(shù)，iAlpha和iBetaOffset為系統(tǒng)預定的偏移量。其中tablel、table2和table3為査表結(jié)構(gòu)，即Rom工作模式。此外，本模塊使用ENTable信號進行參數(shù)計算控制，在對亮度塊濾波時只需Alpha和Beta值，在對色度塊濾波時只需Beta和C值，使用ENTable信號即可根據(jù)輸入的宏塊子模塊類型選擇計算需要的兩個參數(shù)，減少計算量，從而能夠有效的減少系統(tǒng)功耗。參數(shù)計算模塊中的邊界強度計算模塊的工作流程，如圖12所示，其中pMbPdwMbType代表P塊的類型，0表示采用幀內(nèi)預測模式，其它值參考標準說明；pMbQdwMbType代表Q塊的類型，0表示采用幀內(nèi)預測模式，其它值參考標準說明；ilmgType代表宏塊子模塊的類型，1表示為P幀內(nèi)的宏塊子模塊，其它值參考標準說明；dwRefldxP代表P塊的參考圖像索引值；dwRefIdxQ代表Q塊的參考圖像索引值;pMvPx代表P幀和B幀中P塊的前向水平運行矢量值;pMvQx代表P幀和B幀中Q塊的前向水平運動矢量值；pMvPy代表P幀和B幀中P塊的前向垂直運動矢量值；pMvQy代表P幀和B幀中Q塊的前向垂直運動矢量值；pMvBwPx代表B幀中P塊的后向水平運行矢量值；pMvBwQx代表B幀中Q塊的后向水平運行矢量值；pMvBwPy代表B幀中P塊的后向垂直運行矢量值；pMvBwQy代表B幀中Q塊的后向垂直運行矢量值；Bs代表濾波后的系數(shù)。程序首先根據(jù)pMbPdwMbType、pMbQdwMbType和ilmgType來判斷處理宏塊子模塊的類型，分l、2、3三種情況，即幀內(nèi)預測還是幀間預測，P幀的幀間預測還是B幀預測來決定處理方式，每種情況再依據(jù)圖像索引值和兩個宏塊子模塊的運動矢量差值來計算邊界強度Bs。行列轉(zhuǎn)換模塊根據(jù)P和q值對數(shù)據(jù)進行緩沖和行列轉(zhuǎn)換。行列轉(zhuǎn)換模塊結(jié)構(gòu)(見圖9)分為三大部分，8行16列共128個寄存器，p7p3的5列為純寄存器緩沖組，P2q2的6列為行列轉(zhuǎn)換可控寄存器組，q3q7的5列為純寄存器緩沖組。與原結(jié)構(gòu)的128個8位可控寄存器相比，此結(jié)構(gòu)將80個8位可控寄存器改進為80個8位純寄存器，由于沒有了輸入輸出控制信號，因此極大的減少了資源利用。分析本行列轉(zhuǎn)換模塊的時序，水平邊界濾波時與原模塊一樣，從第一行緩沖到最后一行，一共需要8個時鐘周期；垂直邊界濾波時，行列轉(zhuǎn)換模塊將垂直數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成水平數(shù)據(jù)，并將水平數(shù)據(jù)輸出給一維濾波器進行濾波。對于原設(shè)計模塊，數(shù)據(jù)從存儲模塊中讀出并從行列轉(zhuǎn)換模塊的左輸入端進入，經(jīng)過11個周期水平緩沖后，6組數(shù)據(jù)到達p2q2行列轉(zhuǎn)換可控寄存器組的左端，再進行垂直緩沖將8組數(shù)據(jù)(原為6組數(shù)據(jù)，每組8個，轉(zhuǎn)置后為8組數(shù)據(jù)，每組6個)輸出給一維濾波器進行濾波。在本改進模塊中，數(shù)據(jù)不需要從最左端輸入，只需從P2的左端輸入即可，水平緩沖6個周期后即可再進行垂直緩沖，相比較而言，本實用新型對垂直邊界濾波行列轉(zhuǎn)換時節(jié)約了5個時鐘周期，在數(shù)據(jù)濾波完繼續(xù)在行列轉(zhuǎn)換矩陣中進行相同的操作將數(shù)據(jù)輸出給存儲模塊，此過程同樣可節(jié)約5個時鐘周期。因此，一次完整的垂直邊界濾波可節(jié)約IO個時鐘周期，整個宏塊的環(huán)路濾波有6次垂直邊界濾波，總共可以節(jié)約60個時鐘周期。本行列轉(zhuǎn)換模塊左右兩邊各5列的純寄存器緩沖組還可以在行列轉(zhuǎn)換模塊中進行復用。P7到p3，q7到q3這幾個像素值的數(shù)據(jù)是不需要經(jīng)過濾波的，所以在行列轉(zhuǎn)換模塊里只用將他們復用，即將它們存儲在80個8位的純寄存器中，不用傳輸?shù)揭痪S濾波器，行列轉(zhuǎn)換模塊只將p2，pl，p0，q2，ql，q0這中部6列可控寄存器組的數(shù)據(jù)送到一維濾波器中濾波，最后當濾波數(shù)據(jù)從一維濾波器輸出時，復用數(shù)據(jù)直接從行列轉(zhuǎn)換模塊中輸出。對改進前的行列轉(zhuǎn)換模塊和改進后的行列轉(zhuǎn)換模塊進行對比(見表l)-<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>本實用新型的行列轉(zhuǎn)換模塊在不改變功能的前提下，改進結(jié)構(gòu)節(jié)約資源，減少了近一半的面積，同時也極大的減少時鐘周期和降低了模塊功耗。數(shù)據(jù)經(jīng)過行列轉(zhuǎn)換模塊后進入一維濾波器，同時時序控制模塊將計算出的配置參數(shù)(具體是指邊界強度值BS和濾波模式)輸入給一維濾波器。一維濾波器選擇合適的處理模式對數(shù)據(jù)進行一維濾波處理。處理結(jié)束后，若是水平邊界的濾波，直接將數(shù)據(jù)寫回存儲模塊中，若是垂直邊界的濾波，對數(shù)據(jù)輸入給行列轉(zhuǎn)換模塊進行列轉(zhuǎn)換后再寫回存儲模塊中。每一宏塊總共需要對6個水平邊界濾波和6個垂直邊界濾波過程進行時序控制處理，處理完后一個宏塊的處理流程到此結(jié)束。由于系統(tǒng)總線將預處理的數(shù)據(jù)預先存入存儲模塊中，因此一維濾波器無需考慮數(shù)據(jù)在每幀圖像中的位置，同時也無需存儲當前宏塊子模塊的數(shù)據(jù)和左鄰塊或上鄰塊的數(shù)據(jù)，位置信號由時序控制模塊統(tǒng)一發(fā)出的地址信號決定。圖13為一維濾波器，luma—chroma信號表示處理的數(shù)據(jù)是亮度塊還是色度塊，輸入的濾波數(shù)據(jù)由P端和q端輸入，濾波后的數(shù)據(jù)由P和Q端輸出，EN為使能信號，mode參數(shù)控制其濾波方式，如Bs^l時mode[l]=0表示對pl進行處理，否則緩沖得，p2和p0值保持；mode[0]^表示對ql進行處理，否則緩沖得，p2和p0值保持。在濾波處理時，一維濾波器僅針對行列轉(zhuǎn)換模塊輸出的p2、pl、p0、q0、ql和q2六個數(shù)據(jù)進行濾波，同時，行列轉(zhuǎn)換模塊則對p7p3與q3q7各5列共80個數(shù)據(jù)緩沖，水平邊界濾波時，由于行列轉(zhuǎn)換模塊緩沖后的數(shù)據(jù)再與一維濾波器中濾波處理完的數(shù)據(jù)同時輸出，因此，行列轉(zhuǎn)換模塊需要80個8位寄存器將p7p3與q3q7的這80個數(shù)據(jù)先緩存。如果是Bs=2，則對p7p3與q3q7的數(shù)據(jù)緩沖一次，從第一行下端將數(shù)據(jù)輸出，與濾波后的數(shù)據(jù)一起輸出給存儲模塊；如果Bs=l，則緩沖八次，從最底行下端將數(shù)據(jù)輸出，與濾波處理后的數(shù)據(jù)一起輸出給存儲模塊。垂直邊界濾波時，濾波處理后的數(shù)據(jù)輸入行列轉(zhuǎn)換模塊進行行列轉(zhuǎn)換后，與行列轉(zhuǎn)換模塊中的復用數(shù)據(jù)一起輸出給存儲模塊。本實用新型所設(shè)計的環(huán)路濾波的狀態(tài)跳轉(zhuǎn)圖，如圖15所示，先完成前六次的水平邊界濾波，H1H6表示水平邊界濾波的處理過程(即對7，8，9，10，11，12號邊界處理)，前六次處理完再進行垂直邊界濾波，V1V8表示垂直邊界濾波的處理過程(即對l，2，3，4，5，6號邊界處理)。BS=0的話，跳過，BS二1或者BS=2的話就選其它分支處理，符號意義見表2:表2:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>Hl符號表示環(huán)路濾波器首先進行初始化，然后接收總線發(fā)來的En使能信號，判斷為高電平后濾波開始?？偩€將宏塊子模塊的各種參數(shù)如Alpha和Beta的偏移量、宏塊子模塊的量化步長等輸出給本模塊系統(tǒng)。參數(shù)計算模塊對參數(shù)進行計算，得出Alpha、Beta和C等值，并同時系統(tǒng)從片內(nèi)存儲模塊中讀出p宏塊子模塊的像素值P值和q宏塊子模塊的像素值q值，參數(shù)計算模塊中的邊界強度計算模塊結(jié)合參數(shù)，可以算出宏塊子模塊間邊界的邊界強度值Bs。H2符號表示Bs為O，則系統(tǒng)自動轉(zhuǎn)入對下一宏塊子模塊處理。H3符號表示Bs不為0，則系統(tǒng)將P和q值輸出給行列轉(zhuǎn)換模塊，行列轉(zhuǎn)換模塊對水平數(shù)據(jù)進行緩沖。數(shù)據(jù)經(jīng)過行列轉(zhuǎn)換模塊后進入一維濾波器，H4符號表示當Bs=2時，需要1周期時間對數(shù)據(jù)進行濾波，H5符號表示當Bs=l時需要8周期對數(shù)據(jù)進行濾波。濾波結(jié)束后，H6符號表示直接將數(shù)據(jù)寫回存儲模塊中。V1和V2符號的意義和H1，H2的一樣，V3符號表示Bs不為0，則系統(tǒng)將p和q值輸出給行列轉(zhuǎn)換模塊，行列轉(zhuǎn)換模塊對垂直方向的數(shù)據(jù)進行行列轉(zhuǎn)換，之后進入一維濾波器，V4符號表示當Bs=2時，需要1周期時間對數(shù)據(jù)進行濾波，V5符號表示當Bs=l時需要8周期對數(shù)據(jù)進行濾波。V6符號表示濾波結(jié)束后又將濾波后的數(shù)據(jù)輸入給行列轉(zhuǎn)換模塊，V7符號表示進行行列轉(zhuǎn)換后再將數(shù)據(jù)寫回到存儲模塊中。V8符號表示一宏塊的濾波結(jié)束。圖16為本設(shè)計的仿真結(jié)果(以垂直邊界濾波，B^2為例)，根據(jù)本設(shè)計內(nèi)容可知，p2q2為經(jīng)行列轉(zhuǎn)移緩沖輸出給濾波器的數(shù)據(jù)，P2Q2為濾波后的數(shù)據(jù)，Bs二2表示此兩個宏塊子模塊間的邊界強度為2，Mode表示了濾波模式選擇。因為濾波只涉及左右(上下)各三個數(shù)據(jù)，如圖16所示，仿真結(jié)果只顯示處理的數(shù)據(jù)。與官方標準的C代碼程序結(jié)果對比驗證，本設(shè)計結(jié)果正確。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。權(quán)利要求1、一種適用于視頻解碼的環(huán)路濾波器，其特征在于包括行列轉(zhuǎn)換模塊、一維濾波器、參數(shù)計算模塊、存儲模塊、時序控制模塊，所述行列轉(zhuǎn)換模塊由8行16列共128個寄存器組成，其中部的6列為8位可控寄存器，左右各5列為8位純寄存器；所述存儲模塊和參數(shù)計算模塊分別通過系統(tǒng)總線與外部存儲器相連，一維濾波器通過行列轉(zhuǎn)換模塊與存儲模塊相連，一維濾波器還與參數(shù)計算模塊相連，時序控制模塊分別與行列轉(zhuǎn)換模塊、一維濾波器、參數(shù)計算模塊、存儲模塊和系統(tǒng)總線相連。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于視頻解碼的環(huán)路濾波器，其特征在于所述時序控制模塊與Mealy狀態(tài)機信號連接。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于視頻解碼的環(huán)路濾波器，其特征在于所述一維濾波器是采用只對行列轉(zhuǎn)換模塊的中部6列像素值數(shù)據(jù)進行濾波處理的一維濾波器。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種適用于視頻解碼的環(huán)路濾波器，其特征在于所述參數(shù)計算模塊包括邊界強度計算模塊和濾波模式計算模塊。專利摘要本實用新型公開了一種適用于視頻解碼的環(huán)路濾波器，行列轉(zhuǎn)換模塊由8行16列共128個寄存器組成，其中部的6列為8位可控寄存器，左右各5列為8位純寄存器；所述存儲模塊和參數(shù)計算模塊分別通過系統(tǒng)總線與外部存儲器相連，一維濾波器通過行列轉(zhuǎn)換模塊與存儲模塊相連，一維濾波器還與參數(shù)計算模塊相連，時序控制模塊分別與行列轉(zhuǎn)換模塊、一維濾波器、參數(shù)計算模塊、存儲模塊和系統(tǒng)總線相連。該濾波器結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理、占用的資源和面積小、處理速度快、自適應(yīng)程度高，數(shù)據(jù)利用率得到明顯的提高。文檔編號H04N7/26GK201345710SQ200820206678公開日2009年11月11日申請日期2008年12月31日優(yōu)先權(quán)日2008年12月31日發(fā)明者超張,易清明,敏石申請人:暨南大學