[发明专利]一种适用于HEVC标准的编码器帧内预测装置及方法

权利要求书

1.一种适用于HEVC标准的编码器帧内预测装置，其特征在于包括：

一个控制单元，用以控制在编码时，对基本处理单元块的四叉树划分情况的遍历顺序以及采用标准提出的35种预测模式分别进行预测的遍历顺序，另外还用以控制一些预测过程中对重建过程的等待时间，以满足时序要求；

两个预测引擎：预测引擎A和预测引擎B，其中：预测引擎A：以原始像素为参考像素，对当前的基本处理单元块进行预测，对所有可能的划分情况都采用35种预测模式进行预测，然后比较判定选择出最优模式和最佳的划分情况；预测引擎B：以重建像素为参考像素，对当前的基本处理单元块进行预测，只针对最优模式和最佳的划分情况进行预测，然后与原始像素作差得到残差；

一个重建回路，用以对基本处理单元块的残差值进行变换、量化，得到输出的残差系数，再经过反量化和反变换得到重建像素；

一个原始像素缓存器，用以存储读取的当前处理单元块及需要用到的周边块的原始像素值，为预测引擎A提供参考像素，并且为预测引擎B提供求残差的输入；

一个重建像素缓存器，用以存储重建回路得到的重建像素，为预测引擎B提供参考像素；

一个模式、块划分结果缓存器，用以存储经过预测引擎A的遍历扫描后得到的最优预测模式和最佳划分情况的结果，以供预测引擎B读取，以控制其预测的过程。

2.根据权利要求1所述的编码器帧内预测装置，其特征在于，所述控制单元包括一个状态机和多个计数器：

所述状态机，用于控制4×4、8×8、16×16、32×32的预测过程，采用后序遍历的方法扫描四叉树结构；

所述计数器，用于控制不同块大小的预测过程中，模式扫描的顺序以及在大块中处理小块的顺序。

3.根据权利要求1所述的编码器帧内预测装置，其特征在于，所述预测引擎A包含一个参考像素处理单元、一个通用的预测单元和一个判定选择单元；所述预测引擎B包含一个参考像素处理单元、一个通用的预测单元和一个残差计算单元；其中： 

所述参考像素处理单元，用以对参考像素进行推导填充、滤波处理；其包含129个寄存器，用以存储参考像素，当进行4×4块预测时用到17个，进行8×8块预测时用到33个，进行16×16块预测时用到65个，进行32×32块预测时用到129个；

所述通用的预测单元，是16个像素并行处理的三级全流水结构，能支持4×4、8×8、16×16、32×32块大小的所有35种模式的预测过程；

所述判定选择单元，计算当前处理4×4块的SATD值，即通过预测值与原始值相减，对差值做Hadamard变换，通过相应的累加和比较选取SATD值较小的作为最优的预测模式和最佳的块划分；

所述残差计算单元，用于计算原始像素与预测得到的像素相减得到的残差值。

4.根据权利要求3所述的编码器帧内预测装置，其特征在于，所述三级全流水结构有三个控制信号：表征当前采用的预测模式的“Mode”信号，表征当前预测块大小的“CU_size”信号以及表征当前处理的4×4块位于基本处理单元块中的位置的“Blk4×4_num”信号；在所述三级全流水结构中，

（1）流水线第一级包含一个参考像素投影及初步选择单元，对参考像素进行初步的处

理的选择；一个当前4×4块的坐标计算单元和预测参数计算单元，用以根据控制信号计算预测过程需要用到的参数；一个预测角度查找表，用以根据当前预测模式从中查找角度值以计算相关参数；

（2）流水线的第二级包含四个参考像素选择器，根据前一级计算出来的参数，分别对

当前处理4×4块的各行或者各列，选择对应的参考像素；

（3）流水线的第三级包含四个插值器，用以利用前一级得到的参考像素，分别对当前

处理4×4块的各行或者各列进行插值预测的过程。

5.一种适用于HEVC标准的编码器帧内预测方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）以原始像素为参考像素，首先进行基本处理单元块的预测模式和块划分情况的扫描遍历预测过程，并从中选择出最优的预测模式和最佳的块划分情况；

（2）以重建像素为参考像素，再进行据最优预测模式和最佳块划分情况的预测过程，得到最终的预测值，之后计算残差，并对其进行DCT或DST变换、量化，得到输出的残差系数，再进行反量化，IDCT或IDST反变换，得到重建像素值。