一種基于一維快速碟形算法改進的視頻解碼整數變換方法技術

本發明專利技術公開了一種基于一維快速碟形算法改進的視頻解碼整數變換方法，該方法包括：根據一維蝶形算法原理，依次對輸入源進行列變換、行列變換和行變換得到解碼矩陣。本視頻解碼整數變換方法大大節約視頻編解碼器的硬件資源，對于節約產品成本，具有現實的經濟效益，發明專利技術采用二級流水線結構，具有低延時特性，對于實時性要求很高的場合，具有很大的應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種基于一維快速碟形算法改進的視頻解碼整數變換方法。
技術介紹
變換系數解碼是硬件解碼器中一個非常重要的環節，包括解碼過程中的4×4反DCT變換、4×4亮度DC系數反Hadamard變換、2×2色度DC系數反Hadamard變換。目前，在視頻解碼中，這三類變換是根據三個變換矩陣的內容分別設計三個硬件結構，這樣每種變換都需要一個硬件結構資源來支持，需要消耗大量的邏輯資源，而本身FPGA內部的邏輯資源是非常有限的，如何節約資源成為眾多學者的研究重點。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種基于一維快速碟形算法改進的視頻解碼整數變換方法，以解決現有視頻解碼過程中需要消耗大量的邏輯資源的問題。為解決上述技術問題，本專利技術提供一種基于一維快速碟形算法改進的視頻解碼整數變換方法，該方法包括：根據一維蝶形算法原理，依次對輸入源進行列變換、行列變換和行變換得到解碼矩陣。進一步地，對輸入源進行列變換的具體變換方法為：利用第一選擇器MUX1對輸入源的第二行和第四行的輸入數據進行選擇，當第一選擇器MUX1的地址端的值為1時，第一選擇器MUX1輸出輸入源的第二行和第四行的原始數據，并與輸入源的第一行和第行數據進行4×4Hadamard變換得到4×4矩陣；當第一選擇器MUX1的地址端的值為0時，第一選擇器MUX1輸出輸入源的第二行和第四行右移一位后的值，且與輸入源的第一行和第三行數據進行逆DCT變換得到4×4矩陣。利用第二選擇器MUX2對輸入源的第一行和第三行的變換結果進行選擇，當第二選擇器MUX2的地址端的值為1時，進行2×2Hadamard變換，第二選擇器MUX2輸出的第一行和第三行的分別為輸入源的第一行與第三行的和與差；當第二選擇器MUX2的地址值為0時，第二選擇器MUX2的輸出的第一行和第三行分別是輸入源進行4×4Hadamard列變換/4×4逆DCT列變換后的第一行和第三行。進一步地，對經過列變換后的到的矩陣進行行列變換的具體方法為：通過乒乓緩存機制，利用行列變換模塊ROW2COL將接收到的矩陣進行行列變換，將接收到的矩陣按列存入行列變換模塊ROW2COL中，再將接收到的矩陣的列作為行輸出得到行列變換矩陣。進一步地，所述步驟S3具體包括：利用第三選擇器MUX3對第二矩陣的第二行和第四行的輸入數據進行選擇，當第一選擇器MUX1的地址端的值為1時，第三選擇器MUX3輸出所述行列變換矩陣的第二行和第四行的原始數據，并與所述行列變換矩陣的第一行和第三行數據進行4×4Hadamard變換得到4×4矩陣；當第三選擇器MUX3的地址端的值為0時，第三選擇器MUX3輸出行列變換矩陣的第二行和第四行右移一位后。利用第四選擇器MUX4對行列變換矩陣的第一行和第三行的變換結果進行選擇，當第四選擇器MUX4的地址端的值為1時，第四選擇器MUX4輸出的第一行和第三行為行列變換矩陣模塊輸出的第一行與第三行的和與差；當第四選擇器MUX4的地址端的值為0時，第四選擇器MUX4輸出的第一行與第三行分別為行列變換矩陣模塊輸出的數據源進行4×4Hadamard行變換/4×4逆DCT行變換后的第一行和第三行，即完成變換過程。本專利技術的有益效果為：本專利技術所提的FPGA優化結構，不僅能應用于視頻解碼整數變換的FPGA硬件實現部分，也可應用于視頻編碼過程的整數變換，這將大大節約視頻編解碼器的硬件資源，對于節約產品成本，具有現實的經濟效益，專利技術采用二級流水線結構，具有低延時特性，對于實時性要求很高的場合，具有很大的應用價值。附圖說明圖1為本專利技術一個實施例的結構示意圖。具體實施方式下面對本專利技術的具體實施方式進行描述，以便于本
的技術人員理解本專利技術，但應該清楚，本專利技術不限于具體實施方式的范圍，對本
的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本專利技術的精神和范圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本專利技術構思的專利技術創造均在保護之列。如圖1所示的基于一維快速碟形算法改進的視頻解碼整數變換方法，該方法包括：根據一維蝶形算法原理，依次對輸入源進行列變換、行列變換和行變換得到解碼矩陣。其中，上述對輸入源進行列變換的具體變換方法為：利用第一選擇器MUX1對輸入源的第二行和第四行的輸入數據進行選擇，當第一選擇器MUX1的地址端的值為1時，第一選擇器MUX1輸出輸入源的第二行和第四行的原始數據，并與輸入源的第一行和第行數據進行4×4Hadamard變換得到4×4矩陣；當第一選擇器MUX1的地址端的值為0時，第一選擇器MUX1輸出輸入源的第二行和第四行右移一位后的值，且與輸入源的第一行和第三行數據進行逆DCT變換得到4×4矩陣。利用第二選擇器MUX2對輸入源的第一行和第三行的變換結果進行選擇，當第二選擇器MUX2的地址端的值為1時，進行2×2Hadamard變換，第二選擇器MUX2輸出的第一行和第三行的分別為輸入源的第一行與第三行的和與差；當第二選擇器MUX2的地址值為0時，第二選擇器MUX2的輸出的第一行和第三行分別是輸入源進行4×4Hadamard列變換/4×4逆DCT列變換后的第一行和第三行。上述對經過列變換后的到的矩陣進行行列變換的具體方法為：通過乒乓緩存機制，利用行列變換模塊ROW2COL將接收到的矩陣進行行列變換，將接收到的矩陣按列存入行列變換模塊ROW2COL中，再將接收到的矩陣的列作為行輸出得到行列變換矩陣。對上述行列變換矩陣進行行變換的具體方法為：利用第三選擇器MUX3對第二矩陣的第二行和第四行的輸入數據進行選擇，當第一選擇器MUX1的地址端的值為1時，第三選擇器MUX3輸出行列變換矩陣的第二行和第四行的原始數據，并與行列變換矩陣的第一行和第三行數據進行4×4Hadamard變換得到4×4矩陣；當第三選擇器MUX3的地址端的值為0時，第三選擇器MUX3輸出行列變換矩陣的第二行和第四行右移一位后。利用第四選擇器MUX4對行列變換矩陣的第一行和第三行的變換結果進行選擇，當第四選擇器MUX4的地址端的值為1時，第四選擇器MUX4輸出的第一行和第三行為行列變換矩陣模塊輸出的第一行與第三行的和與差；當第四選擇器MUX4的地址端的值為0時，第四選擇器MUX4輸出的第一行與第三行分別為行列變換矩陣模塊輸出的數據源進行4×4Hadamard行變換/4×4逆DCT行變換后的第一行和第三行，即完成變換過程。整個專利技術選用先列變換，后行變換的思路。通過先前分析，可以知道4×4殘差塊整數DCT變換矩陣、4×4Hadamard變換矩陣以及2×2Hadamard變換矩陣都是對稱矩陣，所以在完成后續行變換的結構可以借鑒列變換的結構，完成行變換過程。對于4×4變換，一個時鐘周期輸出一列變換的結果row0～row3，此列變換的結果暫存起來，四個時鐘周期后完成一個4×4矩陣的列變換，此時再依次按行輸出一行值col0～col3進行行變換，行列變換模塊ROW2COL采用“乒乓緩存”機制，開辟兩塊內存區間A和B，前4個周期列變換的結果按列存入內存A中，后四個周期按列存入內存B中，而對于輸出而言，合成4×4矩模塊，在前四個周期按行輸出內存B中的數據，后四個周期按行輸出內存A中的數據，這樣僅在一處理第一個子塊時有幾個周期的延時，后面每一個周期都能輸出一行變換的結果，四本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于一維快速碟形算法改進的視頻解碼整數變換方法，其特征在于，該方法包括：根據一維蝶形算法原理，依次對輸入源進行列變換、行列變換和行變換得到解碼矩陣。

【技術特征摘要】
1.一種基于一維快速碟形算法改進的視頻解碼整數變換方法，其特征在于，該方法包括：根據一維蝶形算法原理，依次對輸入源進行列變換、行列變換和行變換得到解碼矩陣。2.根據權利要求1所述的視頻解碼整數變換方法，其特征在于，對輸入源進行列變換的具體變換方法為：利用第一選擇器MUX1對輸入源的第二行和第四行的輸入數據進行選擇，當第一選擇器MUX1的地址端的值為1時，第一選擇器MUX1輸出輸入源的第二行和第四行的原始數據，并與輸入源的第一行和第三行數據進行4×4Hadamard變換得到4×4矩陣；當第一選擇器MUX1的地址端的值為0時，第一選擇器MUX1輸出輸入源的第二行和第四行右移一位后的值，且與輸入源的第一行和第三行數據進行逆DCT變換得到4×4矩陣；利用第二選擇器MUX2對輸入源的第一行和第三行的變換結果進行選擇，當第二選擇器MUX2的地址端的值為1時，進行2×2Hadamard變換，第二選擇器MUX2輸出的第一行和第三行的分別為輸入源的第一行與第三行的和與差；當第二選擇器MUX2的地址值為0時，第二選擇器MUX2的輸出的第一行和第三行分別是輸入源進行4×4Hadamard列變換/4×4逆DCT列變換后的第一行和第三行。3.根據權利要求2所述的視頻解碼整數變換方法，其特征在于，對經過列變換后的到的矩陣進行行列變換的具體方法為...

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉宇波，張平，
申請(專利權)人：成都金本華電子有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51