[发明专利]一种基于FPGA的H.265变换量化方法

说明书

本发明公开了一种基于FPGA的H265变换量化方法，属于数字视频技术领域，包括在FPGA中建立帧内预测通用角度模块，帧内预测通用角度模块设有数据输入接口和数据输出接口，数据输入接口包括边界信息输入接口border、角度模式选择接口pred_mode、边缘滤波选择接口boundary_filter和输入有效判断接口valid_in；数据输出接口包括预测结果输出接口predSample和输出有效判断接口valid_out，解决了在视频编码计算时，ref的下标会出现负数并影响计算速度的技术问题，本发明简化的边缘选取方式，内部配置且解决了负数下标的问题；本发明对iFact和iIdx的计算简化为rom的读取，简化了计算。

技术领域

本发明属于数字视频技术领域，特别涉及一种基于FPGA的H.265变换量化方法。

背景技术

进入数字时代之后，数字视频紧随着IT技术的浪潮，获得了非常迅速的发展。追求更高的清晰度，是数字视频技术领域从未停止的步伐。如今，各式各样的视频应用已经渗透到人类社会的各个领域，可以说，视频应用是现代人类社会运转的重要组成部分。

变换编码是视频编码中的核心技术之一。图像变换编码是指将以空间域中像素形式描述的图像转换至变换域，以变换系数的形式加以表示。绝大多数图像中都含有较多平坦区域和内容变化缓慢区域，而通过适当的变换编码，能够使图像能量在变换域相对集中分布。无论是帧内预测还是帧间预测，都需要通过变换编码进行后续处理。图1是8×8像素块的DCT基图像。从图1中可以看出大部分能量都集中在左上角，右下角则是高频分量区域。

在视频编码中，残差信号经过DCT变换编码后，对变换系数进行量化可以有效的减少信号取值空间，获得更好的压缩效果。图2给出了标量量化器示意图。

在H.265的参考文档——“Recommendation ITU-T H.265”中，可将变换量化部分归纳为以下四步：

正变换、量化、反变换和反量化。

在具体的FPGA实现时，完全按文档的实现方式的话，ref的下标会出现负数的情况且iFact和iIdx计算不方便，文中也没有实现流水线的方案，预测时延大。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于FPGA的H.265变换量化方法，解决了在视频编码计算时，ref的下标会出现负数并影响计算速度的技术问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

步骤1：在FPGA中建立帧内预测通用角度模块，帧内预测通用角度模块设有数据输入接口和数据输出接口，数据输入接口包括边界信息输入接口border、角度模式选择接口pred_mode、边缘滤波选择接口boundary_filter和输入有效判断接口valid_in；数据输出接口包括预测结果输出接口predSample和输出有效判断接口valid_out；

在帧内预测通用角度模块中设置存储器ref_ram；在帧内预测通用角度模块中设立参考文档；

步骤2：通过角度模式选择接口pred_mode向帧内预测通用角度模块输入角度模式的数值，角度模式的数值的取值为2～34；

通过边界信息输入接口border向帧内预测通用角度模块输入预测所用的边界信息；

通过边缘滤波选择接口boundary_filter向帧内预测通用角度模块输入是否需要边缘滤波：如果通过边缘滤波选择接口boundary_filter输入为0，则表示不需要边缘滤波；如果通过边缘滤波选择接口boundary_filter输入为1，则表示需要边缘滤波；

步骤3：帧内预测通用角度模块存储预测所用的边界信息并建立原始数据表；