[發明專利]采樣點自適應偏移參數估計方法及裝置

在審

• 申請號: 201410720721.X
• 申請日: 2015-08-04
• 公開（公告）號: CN104506867A
• 公開（公告）日: 2015-07-29
• 發明（設計）人: 馬思偉;羅法蕾;馬俊鋮;高文
• 申請（專利權）人: 北京大學
• 主分類號: H04N19/196
• 分類號: H04N19/196;H04N19/86
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術領域

本發明涉及視頻壓縮編碼技術領域，具體而言，涉及一種采樣點自適應偏移(Sample?Adaptive?Offset，簡稱為SAO)的參數估計方法及裝置。

背景技術

高效視頻編碼(High?Efficiency?Video?Coding，簡稱為HEVC)是由國際標準組織(International?Organization?for?Standardization，簡稱為ISO)和國際電聯(ITU?Telecommunication?Standardization?Sector，簡稱為ITU-T)聯合提出的新一代視頻編碼標準，該標準相對于以往的編碼標準能夠實現更高的視頻圖像壓縮效率。HEVC支持Main、Main10和靜態圖像三種檔次，支持YUV4:2:0取樣格式的信號編碼，與H.264/AVC相比壓縮效率提高了一倍。然而，由于HEVC的算法復雜度高，編碼速率偏低，很難在個人電腦上實現實時的編碼，因而有不少研究者開始采用圖形處理器(Graphic?Processing?Unit，簡稱為GPU)進行編碼器的優化，借此實現高速率的編碼并且取得了較好的效果。例如針對HEVC的主要運動估計模塊的GPU優化，以及解塊濾波器的GPU加速算法。

采樣點自適應偏移(Sample?Adaptive?Offset，簡稱為SAO)是HEVC中新出現的一種濾波算法，其算法復雜度不高，在參考軟件的編碼耗時中占用的時間比不到1％，目前暫時沒有公開的GPU加速算法。但由于其處理過程的特殊性，使得該算法很難通過單指令多數據指令進行優化。因此，在對編碼器的優化過程中，有必要也對SAO進行GPU優化。SAO通過檢測編碼圖像的重建幀的邊界方向以及像素數值，通過對不同方向和像素區間的點施加不同的補償值，以使得重建幀圖像和要編碼的圖像更加接近，由此帶來了較好的性能增益。

HEVC的編碼處理中，會將圖像分成恒定大小的編碼塊，例如其大小可以配置為32x32。在SAO的處理中，對每一個編碼塊，會分配一個最優的決策類別及其對應的四個補償值。SAO的類型分為邊界補償(Edge?Offset，簡稱為EO)和條帶補償(Band?Offset，簡稱為BO)兩大類。在EO中，按照邊界的方向，分成0度、45度、90度和135度四個類別。BO中的band即條帶，是一種像素值的映射，比如8位深的圖像，像素值取值范圍為0～255，任意像素值x的條帶編號是由于顏色的集中性，在條帶補償中，通常只取連續的4個條帶，因而需要有一個額外的數值來記錄起始的條帶編號，此外，針對每個條帶，編碼器會將其需要補償的數值記錄下來并且編碼到碼流中。一個編碼塊的SAO參數示例如表1所示。其中參考模式設置為不參考左邊編碼塊且不參考上邊編碼塊時才有后面信息的編碼，而只有SAO打開時，SAO類型以及對應的補償值才需要被編碼。

表1一個編碼塊的SAO參數格式

針對相關技術中SAO參數估計方法的效率比較低的上述問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發明內容

針對相關技術中SAO參數估計方法的效率比較低的問題，本發明提供了一種SAO參數估計方法及裝置，以至少解決該問題。

一方面，提供了一種采樣點自適應偏移SAO參數估計方法，包括：圖形處理器GPU使用預設線程數量，確定當前編碼幀中的部分編碼塊的SAO參數；根據所述編碼塊的依賴關系，進行決策處理，得到所述編碼幀的所有編碼塊的SAO參數。

優選地，所述GPU使用1個線程組warp，確定當前編碼幀中的部分編碼塊的SAO參數包括：所述GPU中的1個線程組warp中的每個線程將該每個線程對應于所述編碼幀的預設位置的元素的數值拷貝到緩存，其中，所述編碼幀中每個編碼塊拷貝的像素點數值為所述一個線程組warp大小的整數倍；在所述緩存中，所述每個線程確定該每個線程對應的一列像素值的邊界類型和對應的所述原始圖像幀的像素值的差值；按照預設規則排除的列，將所述列對應的線程的信息設置為零；根據所述一個線程組warp的統計信息，確定邊界統計EO信息和條帶統計BO信息。

優選地，所述EO信息包括：一個顏色分量的16組N和E值，所述BO信息包括：32組N和E值。

優選地，不同顏色分量跳過的點數包括：

在SAO參數類型為EO?0度方向時，在亮度分量中底部跳過行數為4/3，右邊跳過列數為5；在色度分量中底部跳過行數為2，右邊跳過列數為3；