[发明专利]可复用像素处理方法及视频处理芯片

说明书

技术领域

本发明涉及多媒体处理领域，尤其涉及一种可复用像素处理方法及对应的视频处理芯片。

背景技术

在视频编码和图像处理过程中，运动估计、视频缩放、空域/时域滤波都是重要组成部分。

运动估计（Motion Estimation）是视频编码和视频处理中广泛使用的一种技术。其基本思想是：在视频帧间预测编码中，基于活动图像邻近帧中景物之间的相关性，将图像序列的每一帧分成许多互不重叠的宏块，并认为宏块内所有像素的位移量都相同，然后对每个宏块到参考帧某一给定搜索范围内根据一定的匹配准则找出与当前块最相似的块（即匹配块），匹配块与当前块的相对位移即为运动矢量。视频压缩的时候，只需保存运动矢量和残差数据就可以完全恢复出当前块。然而由于自然物体运动的连续性，相邻两帧之间的块的运动矢量不是以整像素为基本单位的，可能真正的运动位移量是以1/2像素甚至1/4像素等亚像素为单位，所以在运动估计时需要求亚像素的残差。通常求亚像素的残差通过插值来完成。

视频缩放是指对数字图像的大小进行调整的过程。其基本算法是对图像像素的滤波插值。每一个缩放后的像素，都由它周围的多个原始像素经过纵向和横向两次滤波插值而生成。

空域滤波和时域滤波可以用来改善图像的视觉效果。

空域滤波的基本方法是对于图像的每一个像素，进行纵向和横向两次滤波。每次滤波都是先求出该像素与纵向和横向相邻若干像素的差，把这些差进行运算和查表叠加到原来的像素上，得到新像素。横向滤波要基于纵向滤波后的结果为输入。

时域滤波的基本方法是求出当前宏块和预测宏块的相似度，把相似度进行计算和查表，叠加到原来的像素上，得到新像素。

在现有的视频芯片中，运动估计、视频缩放、空域/时域滤波是由不同的硬件单元来完成，每个硬件单元都需要一次对多个像素并行处理，不仅需要大量运算单元，而且增大了芯片面积和功耗。

因此，本领域技术人员亟待一种解决方法，既能处理上述各项操作，同时能降低芯片复杂度、节省芯片面积和功耗。

在申请公布号为CN102547294A的中国专利申请中公开了一种适用于H.264和HEVC视频标准的CABAC硬件解码器架构，其中部分复用了存储单元和组合逻辑运算单元。但是，其复用的基础是H.264和HEVC视频编码标准中共同的CABAC算法，它并未解决运动估计、视频缩放、空域/时域滤波处理过程中硬件单元复杂庞大的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是使用通用的架构分时复用于运动估计、视频缩放、空域/时域滤波，同时降低芯片计算和存储逻辑的复杂度，节省芯片面积和功耗。

为了解决上述问题，本发明提供了一种可复用像素处理方法，采用同一像素处理装置执行至少两种处理类型的像素处理；该方法包括以下步骤：

确定对当前帧进行处理的处理类型；在所述像素处理装置中，针对各处理类型均配置有对应的指令；

所述像素处理装置获取当前帧；

采用针对前述确定的当前帧的处理类型所配置的指令，依次对所述当前帧的各待编码宏块进行各运算周期的处理。

可选的，所述处理类型包括运动估计、视频缩放、空域滤波及时域滤波中的一种或多种。

可选的，所述运算周期分为第一运算周期和第二运算周期；所述针对处理类型配置的对应指令包括：

当所述处理类型为运动估计时，第一运算周期的指令为对参考帧中的参考宏块进行n阶及n阶以下插值，n为正整数，第二运算周期的指令为所述待编码宏块与插值后的参考宏块求差；

当所述处理类型为视频缩放时，第一运算周期的指令为对所述待编码宏块进行n阶及n阶以下插值，n为正整数，第二运算周期的指令为轮空；

当所述处理类型为空域滤波时，第一运算周期的指令为对所述待编码宏块进行n阶及n阶以下插值，n为正整数，第二运算周期的指令为轮空；

当所述处理类型为时域滤波时，第一运算周期的指令为轮空，第二运算周期的指令为对所述待编码宏块与参考帧中的参考宏块求差。

可选的，所述针对处理类型配置的对应指令还包括：第一周期指令中n阶及n阶以下插值公式的系数；