一種適用于hevc標(biāo)準(zhǔn)的高吞吐率dct和idct硬件復(fù)用結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高清數(shù)字視頻壓縮編解碼技術(shù)領(lǐng)域，針對HEVC視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，具體 涉及一種適用于HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)下視頻編碼器和解碼器中可配置的高吞吐率DCT/IDCT 硬件復(fù)用結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] HEVC(High Efficiency Video Coding)是由國際電信組織（ITU)和運動圖像專家 組（MPEG)聯(lián)合成立的組織JCTVC提出的下一代視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)。目標(biāo)是在相同的視覺效 果的前提下，相比于上一代標(biāo)準(zhǔn)H. 264/AVC，壓縮率提高一倍。壓縮率的提高是以計算復(fù)雜 度的成倍提高為代價。
[0003] 絕大部分圖像中直流和低頻區(qū)占很大一部分，而高頻區(qū)則占很小一部分。DCT變換 可將圖像從空間域變換到頻域，產(chǎn)生相關(guān)性很小的一些變換系數(shù)，有利于圖像壓縮。IDCT是 DCT的逆過程，應(yīng)用于解碼端為進一步提高圖像壓縮律，HEVC編碼標(biāo)準(zhǔn)支持16x16和32x32 的二維整形DCT/IDCT。
【主權(quán)項】
1. 一種可配置的高吞吐率DCT和IDCT硬件復(fù)用結(jié)構(gòu)，適用于HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)下 視頻編碼器和解碼器，其特征在于由四種基本的硬件結(jié)構(gòu)單元組成：①N點排序單元，記為 PE_N ;②4點DCT和IDCT硬件復(fù)用單元，記為A4/A41;③N點奇數(shù)矩陣計算單元，記為RN/ RNT;④N點蝶形單元，記為BE_N ; 以八4和為41為基本單元，X表示輸入，Y表示相應(yīng)的DCT或IDCT的輸出，下述公式 (2)-(5)顯示實現(xiàn)固定吞吐率32piexS/CyCle的DCT需要的硬件，公式（6)-(9)顯示實現(xiàn) 固定吞吐率32piexs/cycle的IDCT需要的硬件，不同尺寸的DCT和IDCT之間部分硬件共
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可配置的高吞吐率DCT和IDCT硬件復(fù)用結(jié)構(gòu)，其特征在于： RN :用于DCT計算的N點奇數(shù)矩陣，和RNT:用于IDCT計算的N點奇數(shù)矩陣中對應(yīng)位置 的元素絕對值相同，符號不同；符號具有如下規(guī)律：偶數(shù)行中偶數(shù)列對應(yīng)位置的元素符號 相同，奇數(shù)列對應(yīng)位置的元素符號不同；奇數(shù)行中偶數(shù)列對應(yīng)位置的元素符號不同，奇數(shù)列 對應(yīng)位置的元素符號相同； RN和RNT矩陣運算的硬件實現(xiàn)可以基于多常數(shù)乘法器和togyV級加法器樹陣列實現(xiàn)； 調(diào)整加法器樹的輸入順序，并對第一級加法器的輸出結(jié)果進行有選擇的取反控制，即實現(xiàn)RN和RNT單元的硬件復(fù)用； 復(fù)用A4和A4T，RN和RNT的硬件單元和兩套蝶形硬件單元及兩套排序單元，得到DCT與IDCT復(fù)用模塊的硬件結(jié)構(gòu)，，N=4, 8, 16 ;蝶形硬件單元包括一個BE_32模塊，兩個BE_16模 塊，四個BE_8模塊；排序硬件單元包括一個PE_32模塊，兩個PE_16模塊，四個PE_8模塊； 需要的矩陣運算單元包括八個A4和A4T復(fù)用模塊，四個R4和R4T復(fù)用模塊，，兩個R8和R8T 復(fù)用模塊，一個R16和R16T復(fù)用模塊。
【專利摘要】本發(fā)明屬于高清數(shù)字視頻壓縮編解碼技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種適用于HEVC視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)下可配置的高吞吐率的DCT與IDCT硬件復(fù)用架構(gòu)。DCT能夠去除圖像的空間冗余信息，提高圖像的壓縮效率，IDCT是DCT的逆過程，編碼器中需要DCT和IDCT計算，解碼器中需要IDCT計算，通過一定的算法改進DCT和IDCT可以用一套硬件實現(xiàn)，相比于DCT和IDCT的分立實現(xiàn)，復(fù)用結(jié)構(gòu)可以大大減小硬件開銷。發(fā)明基于變換單元（TU）進行，支持HEVC允許的4種TU大?。?x4、8x8、16x16、32x32）并可實現(xiàn)固定的吞吐率，可同時支持DCT和IDCT。發(fā)明可以有效的減小DCT與IDCT的硬件實現(xiàn)開銷并實現(xiàn)固定的高吞吐率，從而高效的實現(xiàn)高清視頻的實時編碼。
【IPC分類】H04N19-42, H04N19-625
【公開號】CN104581174
【申請?zhí)枴緾N201510033123
【發(fā)明人】范益波, 謝崢, 黃磊磊, 王利鳴, 程魏, 曾曉洋
【申請人】復(fù)旦大學(xué)
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2015年1月22日