[發明專利]宏塊類型的判定方法、裝置、圖像處理芯片和電子設備

有效

• 申請號: 202010837815.0
• 申請日: 2020-08-19
• 公開（公告）號: CN112437305B
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 王桂賓
• 申請（專利權）人: 珠海市杰理科技股份有限公司
• 主分類號: H04N19/176
• 分類號: H04N19/176;H04N19/436;H04N19/523;H04N19/503;H04N19/593;H04N19/51
• 代理公司: 深圳市君之泉知識產權代理有限公司 44366
• 代理人: 楊洪龍

本發明提供宏塊類型判定方法、裝置、圖像處理芯片和電子設備，該判定方法包括如下步驟，針對當前塊：計算跳躍模式的第一判斷標志、第二判斷標志和第三判斷標志，第一代價、第二代價和第三代價，以及幀內預測代價、跳躍模式最終跳躍運動矢量；根據跳躍模式的第一判斷標志、第二判斷標志和第三判斷標志是否為跳躍類型，跳躍模式第一臨時跳躍運動矢量、第二臨時跳躍運動矢量和宏塊運動估計后的亞像素運動矢量是否等于跳躍模式最終跳躍運動矢量，以及第一代價、第二代價和第三代價與幀內預測代價之差最終判斷當前宏塊類型。本發明能夠并行處理并提高判斷跳躍宏塊類型的準確度。

技術領域

本發明涉及視頻壓縮編碼技術領域，尤其涉及宏塊類型的判定方法、裝置、圖像處理芯片和電子設備。

背景技術

H.264/AVC是ISO/IEC和ITU-T兩大國際標準化組織聯合制定的視頻壓縮標準，它采用了許多新的壓縮技術，具有更高的壓縮效率和更好的網絡適應性。在相同圖像質量的情況下，產生較小的碼流，從而節省更多的帶寬。由于H.264采用了更多的編碼技術，使得算法的復雜度增加了許多，而且硬件的實現難度也增加了。

H.264的一個重要特性是采用了變換大小的模式選擇和運動估計。利用已編碼的參考幀預測當前幀，使用一個殘差塊和運動矢量表示當前幀中的每個宏塊，有效消除了視頻序列間的時間相關性。其中，H.264標準在P幀編碼時引入了SKIP塊(跳躍宏塊)，以有效編碼大面積的靜止區域和運動一致的區域。SKIP塊也是一種16x16塊尺寸的運動預測補償模式，尤其在靜止的場景或運動背景不變的情況下，SKIP宏塊所占的比例非常大，而在編碼的過程中，為了能夠較大程度上降低碼率，如果提前得知部分宏塊為SKIP宏塊，則不需要對SKIP宏塊進行DCT變換和量化處理，即不需要對運動矢量和殘差進行編碼，而僅對SKIP宏塊進行標記，在解碼時，直接根據該標記從參考幀中復制相應的宏塊即可。由此可知，對SKIP宏塊的判斷在實現提高編碼效果以及降低碼率時是非常重要的。

x264是一個開源的H.264/AVC視頻編碼函數庫，是實現H.264標準的最好的視頻編碼器之一?，F有x264編碼模型中，對P幀SKIP模式的判斷包括三種方法，以下討論假設編碼器只采用一個前向參考幀，且P幀只使用16x16一種分割。

傳統方案一：在整像素運動估計(即IME)開始前，如果當前宏塊左邊鄰居塊，上邊鄰居塊，左上邊鄰居塊，右上邊鄰居塊中有一個是SKIP塊，則執行SKIP塊的判斷函數x264_macroblock_probe_pskip()(可稱為跳躍宏塊的跳躍模式代價計算方法)，具體操作是根據當前宏塊預測出的跳躍模式的mv(記為pskip_mv)和參考幀分別得到重構的亮度宏塊和色度宏塊，然后以4x4為單位分別對重構的亮度塊和色度塊進行DCT變換，量化，zigzag掃描，根據4x4塊掃描后的非零值個數來確定當前宏塊是否是SKIP塊。

傳統方案二：在當前宏塊16x16模式亞像素運動估計(即FME)結束后，如果得到的mv與當前宏塊的pskip_mv非常接近，且運動估計后的最優代價值小于一定的門限值，則執行函數x264_macroblock_probe_pskip()來判斷當前宏塊是否為skip塊。

傳統方案三：在宏塊編碼過程中，在量化結束后，如果當前宏塊類型為P塊且分割大小為16x16，量化后的系數大部分為0，并且宏塊運動估計后的mv等于當前宏塊的pskip_mv，則當前宏塊判定為skip塊。

傳統方案一和傳統方案二判斷在求取跳躍模式的pskip_mv時需要依賴左邊宏塊的類型，這種依賴關系勢必會影響硬件流水的并行實現，導致硬件流水線延長，并降低了編碼器的實時編碼速度。傳統方案三雖然能夠在一定程度上實現并行處理，但傳統方案三判斷步驟在宏塊類型確定后，成為SKIP塊的前提是當前宏塊類型為P塊。如果當前宏塊的幀內預測代價和幀間預測代價相當，而最終宏塊類型被判定為I塊時，容易忽略掉一些SKIP塊，對于一些靜止或者運動不劇烈的場景，SKIP塊的比例偏低，導致編碼器無法滿足碼率嚴苛環境下的應用。

發明內容