[发明专利]一种基于HEVC标准的帧内预测模式并行硬件方法

权利要求书

1.一种基于HEVC标准的帧内预测模式并行硬件方法，其特征在于，将35种帧内预测模式，在最大限度降低硬件面积以及运算单元的条件下，分成9路并行计算，实现在5500个时钟周期内就能完成一个CTU的帧内预测；35种帧内预测模式编号分别为0~34，其中0号模式为Planar模式，1号模式为DC模式，2~34号模式为角度预测模式，35种帧内预测模式分成9组，第1组：2、18、18、34，第2组：3、17、19、38，第3组：4、16、20、32，第4组：5、15、21、31，第5组：6、14、22、30，第6组：7、13、23、29，第7组：8、12、24、28，第8组：9、11、25、27，第9组：10、26、0、1；

由第1至9路预测电路构成的第1至9路电路分别处理第1至9组帧内预测模式，具体处理方式如下：

（1）参考像素的滤波：

第1路：除4x4 PU外，8x8PU、16x16PU、32x32PU、64x64PU均需要滤波；

第2路~第7路：除4x4和8x8 PU外，16x16PU、32x32PU、64x64PU均需要滤波；

第8路：32x32 PU需要滤波，其余PU尺寸均不需要滤波；

第9路：除4x4 PU外，其余PU尺寸的帧内预测模式0需要滤波；

（2）帧内预测模式优化：

第1组~第8组帧内预测模式全部是角度预测模式，根据帧内角度预测的计算标准

；

第1组的2号帧内预测模式和34号帧内预测模式的ω为0，18号模式的ω为32，则这一路的角度预测值可直接用参考像素进行赋值；

第2组~第8组的每一批所需要的有效参考像素数是固定的，第2组需要最大59个参考像素，第3组需要最大54个参考像素，第4组需要最大51个参考像素，第5组需要最大46个参考像素，第6组需要最大42个参考像素，第7组需要最大38个参考像素，第8组需要最大35个参考像素；

第9路的所有模式所需要的参考像素一致，且10号帧内预测模式和26号帧内预测模式的权值ω也为0，因此其角度预测参考像第1组；

（3）最佳模式选择方式：

由于DC模式和Planar模式出现的概率是最大的，角度模式中，各模式按照从小到大顺序排列，出现的概率以10、26两个模式为极点，向两侧逐渐降低，因此在选择最佳模式时，同代价情况下，优先级以第9路、8路、7路、6路、5路、4路、3路、2路、1路的顺序进行设计，并且按顺序每3路输入一个三选一选择器，3个三选一选择器分别输入次三选一选择器，而后经一批最佳模式代价模块、二选一选择器得到当前块最佳模式代价，当前块最佳模式代价输出作为二选一选择器第二输入；三选一选择器及次三选一选择器选最小时，优先选择顺序最前面的数据输入，二选一选择器选最小时，优先选择二选一选择器第一输入数据输入，使得在进行角度模式选择时，尽可能的往10号和26号模式靠近，最终的最佳模式尽可能的往0号帧内预测模式和1号帧内预测模式靠近。

2.根据权利要求1所述的一种基于HEVC标准的帧内预测模式并行硬件方法，其特征在于，该方法应用于硬件结构，包括单个PU参考像素获取电路、参考像素强滤波电路、参考像素常规滤波电路、第1组至第4组滤波选择电路、第1路预测电路、第2~7路预测电路、第8路预测电路、第9路预测电路、9路减法单元；原始像素、PU参考像素填充标志列表分别输入至单个PU参考像素获取电路，单个PU参考像素获取电路分别经参考像素强滤波电路、参考像素常规滤波电路与第1组滤波选择电路、第2组滤波选择电路、第3组滤波选择电路、第4组滤波选择电路连接，第1组滤波选择电路、第2组滤波选择电路、第3组滤波选择电路、第4组滤波选择电路分别经第1路预测电路、第2~7路预测电路、第8路预测电路、第9路预测电路与9路减法单元连接，原始像素还输入至9路减法单元，9路减法单元输出9组4*4大小的残差。

3.根据权利要求2所述的一种基于HEVC标准的帧内预测模式并行硬件方法，其特征在于，还包括一与9路减法单元输出连接的用于选择最佳模式的9选一最佳模式选择器。