[发明专利]基于H.264协议中对于帧内编码压缩技术的优化解码方法

摘要

基于H.264协议中对于帧内编码压缩技术的优化解码方法，本方法根据帧内预测编码原理，在解码端提出一种经过优化的解码方法。该种设计结构以节约时钟周期，简化运算单元为宗旨，对输入码流解码，还原出原图像的像素。在对两种宏块的预测编码特点及算法进行研究分析后，对过程进行化简分析，合理布局，解码时根据宏块位置以及参考像素的调用特点采取并行解码，从而达到实现准确高效的图像解码的目的。本发明的优点：1、节约时钟周期；2、可以适应实时解码响应的要求；3、简化运算单元以及电路结构，方便更新；4、采用并行解码机制，加速解码过程。

主权项

基于H.264协议中对于帧内编码压缩技术的优化解码方法，其特征在于：H.264帧内预测编码是以16×16和4×4两种宏块为单位完成编码的，对于图像平缓的区域采用预测模式较少的16×16宏块单位编码，对于图像变化陡峭的区域要采用预测模式较多的4×4宏块单位编码，由于16×16宏块的像素点较多，对16×16模块进行分解，将分解后得到的16个4×4模块与其他的4×4模块放到一起进行解码，这样每完成一个宏块解码，都只需花费16个时钟周期，在完成以上分解后，可以实现预测模式算法的首部化简，在新生成的4×4宏块下会产生10种新的预测模式，在将16×16予以分解后，可将其中的水平、垂直、DC模式与原4×4的预测模式进行合并，平面模式单独解码，于是可得到10种可能遇到的预测模式，对10种预测模式进行分析，在协议给定算法上化简抽象，找出共同的运算单元，最后总结出5种运算模块完成全部的解码运算；5种抽象运算形式分别为：Pred4×4[x，y]＝A；Pred4×4[x，y]＝(A+3*B+C)＞＞2；Pred4×4[x，y]＝(A+2*B+C)＞＞2；Pred4×4[x，y]＝(A+B+C)＞＞1；Plane运算即平面模式运算；根据解码流程设计出相应的模块单元：控制单元：完成存储器寻址以及运算单元的顺利调用、寄存器数据的更新；运算单元：完成像素解码的相应计算；存储单元：保存参考像素点的数值和等待更新的参考点像素值；解码流程：第一步：判断是否是新的宏块解码，如果是进行第二步；第二步：是否采用帧内预测编码，如果则进行第三步；第三步：读取预测参数值，判断临近宏块是否存在；第四步：提取临近宏块预测模式及预测参考值；第五步：计算宏块预测像素值，存储宏块预测像素值；第六步：更新预测参考点值存储器；如果需要解码的宏块使用不同的预测模式，则可以对宏块的解码进行并行处理；具体步骤如下：第一步：判断宏块编号，组合宏块与当前宏块的预测模式是否相同，不同则进行第二步，否则进行第三步；第二步：将两宏块进行并行处理，调用不同的运算单元；跳转到第四步第三步：对两宏块进行串行处理，依次对宏块进行解码；第四步：更新块编号寄存器，接着跳回第一步继续下一次解码；在对任何一个宏块进行解码时，都需要用左侧以及上方的像素点作为参考值，在由16个4×4宏块构成的待解码块中，为了提高解码速度，充分调用已有的硬件资源，可以考虑使用并行解码的方案，在该宏块图中，按照图中标定的编号进行解码，并行解码要注意不能调用同样的参考像素点，完成1、2号宏块的解码后，即可对3、5号宏块同时开始解码，这对宏块的解码并不存在参考像素点使用上的冲突，在此之后按照4和6、7和9、8和10、11和13、12和14的顺序同时解码，最后再对15、16号像素点解码；在并行解码时，需要判断并行处理的宏块是否使用同一个预测模式，预测模式的选取决定了最后是否调用同一个运算单元，如果两个宏块调用了同一运算单元，则需转入串行队列，如果采用不同预测模式，则可以进行并行处理。