一种历史像素索引的硬件实现方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种历史像素索引的硬件实现方法及系统，所述方法包括以下步骤：将原始数据和关键参数输入历史像素索引模块；根据历史编码预测模式，更新所述历史像素索引模块；基于所述原始数据和所述历史像素索引模块中存储的所有像素，计算权重值；基于所述权重值，输出历史像素索引结果。本发明专利技术可以在较短的周期内准确实现ICH模式的硬件逻辑，相比于软件模型的遍历思想，运算更加简单，速度更快。速度更快。速度更快。

【技术实现步骤摘要】
一种历史像素索引的硬件实现方法及系统


[0001]本专利技术涉及图像处理
，特别是一种历史像素索引的硬件实现方法及系统。

技术介绍

[0002]为针对显示接口带宽增速无法跟上分辨率的增速，视频电子标准协会(VESA)和移动产业处理器接口(MPI)联盟在2014年共同发布了显示流压缩(DSC)标准，该标准囊括了一系列用于降低成本、降低时延并保证图像编码质量的关键技术。图像在经过DSC编解码以后，与原图像在人眼看来并无差别，达到“视觉无损”的效果。
[0003]历史像素索引(ICH)是DSC算法预测部分的一种模式，通过建立一个32位的重构像素的存储结构，当一组原始像素进入ICH模式时，与存储的32个重构像素逐一进行计算，比较得到当前存储器中与当前组原始像素最接近的一组重构值作为本组的重构值，同时将重构值的地址作为索引值输出。因为ICH的更新在编解码中是同步更新的，在码流中只需传输存储地址就可以准确取出重构像素值，是一种高效的压缩手段。ICH对于每组像素值都会更新，高频率使用的像素数据往往被存储在高位，这对软件模型来说可以大大降低遍历的次数，但对于硬件来说，ICH的选择与更新逻辑实现起来仍比较复杂。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本专利技术提供一种历史像素索引的硬件实现方法及系统，能够精确的实现ICH的选择与更新功能，相比于软件模型遍历的方法，拥有更快速、更简单的特点。
[0005]本专利技术公开了一种历史像素索引的硬件实现方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1：将原始数据和关键参数输入历史像素索引模块；
[0007]步骤2：根据历史编码预测模式，更新所述历史像素索引模块；
[0008]步骤3：基于所述原始数据和所述历史像素索引模块中存储的所有像素，计算权重值；
[0009]步骤4：基于所述权重值，输出历史像素索引结果。
[0010]进一步地，所述步骤1包括：
[0011]准备数据源，原始像素数据以组的形式输入历史像素索引模块中；同时，将关键参数输入历史像素索引模块中；其中，所述关键参数包括上组预测模式、P模式重建值、索引值。
[0012]进一步地，所述步骤2包括：
[0013]当历史预测模式为P模式时，即上组像素采用P模式预测时，历史像素索引模块中的存储结构中的所有数据向后移M位，上组重建值被分别存入存储结构的前M位，而此时，存储结构的后M位中的数据则被挤出；若当前行为非首行数据，则用当前组对应上一行的若干个像素的重建值代替存储结构中相应个数的连续存放单元的存放值；若当前组位于行首或行尾，则其对应上一行前N个像素或后N个像素；M和N均为正整数。
[0014]进一步地，当历史预测模式为历史像素索引模式时，即上组编码方式为历史像素索引模式时，根据上组历史像素索引得到的索引值进行三次更新。
[0015]进一步地，若上组历史像素索引得到的索引值为index0、index1、index2时，其分别对应index_min、index_mid、index_max，且两两互不相等；第一次更新，将index_min对应存储像素放入存储结构的高位，index小于index_min的数据后移一位；第二次更新，将index_mid对应存储像素放入高位，index小于index_mid的数据后移一位；第三次更新，将index_max对应存储像素放入高位，index小于index_max的数据后移一位；若当前组非首行数据，用当前组位置对应上一行相应位置的重建值代替存储结构中若干存储单元的值；若index0，index1，index2中存在相等的情况，则存储结构中存储像素的移位次数根据相等的情况做相应减少。
[0016]进一步地，所述步骤3包括：
[0017]分别计算原始像素值与存储结构中存储的32个重建值的差值的绝对值：
[0018]当原始像素值大于重建像素时，用前者减去后者，否则，用后者减去前者，Y、Co、Cg三个通道同时进行，得到三个通道差值绝对值以后，按照Y、Co、Cg分量2:1:1的比例得到该像素对应32个存储像素的权重值，记为weightSad；其中，所述存储结构的深度为32，其存储曾经使用过的历史像素值，同一像素的Y、Co、Cg分量存储一个单元的不同比特位宽上。
[0019]进一步地，通过加法器与移位器完成所述权重值的计算，当前输入组中的所有像素均需按照如下公式遍历存储结构中的32个像素；所述当前输入组包括3个像素；
[0020]weightSad＝(Y
Orig
>Y
History
)？(Y
Orig
‑
Y
History
)＜＜1：(Y
History
‑
Y
Orig
)＜＜1
[0021]+(Co
Orig
>Co
History
)？(Co
Orig
‑
Co
History
)：(Co
History
‑
Co
Orig
)
[0022]+(Cg
Orig
>Cg
History
)？(Cg
Orig
‑
Cg
History
)：(Cg
History
‑
Cg
Orig
)
[0023]其中，History表示存储结构，Y
Orig
、Co
Orig
、Cg
Orig
为像素在Y、Co、Cg三个通道上的原始值，Y
History
、Co
History
、Cg
History
为History中像素的Y、Co、Cg值。
[0024]进一步地，所述步骤4包括：
[0025]步骤41：多次比较计算得到的所有权重值，得到最佳索引值；
[0026]步骤42：根据所述最佳索引值，提取出其对应的重建值；
[0027]步骤43：计算提取出的重建值与原始像素的差值的绝对值，最终输出该绝对值以及所述最佳索引值。
[0028]进一步地，所述步骤41包括：
[0029]逐级两两比较当前组中每个像素的32个weightSad，取其中最小的weightSad对应的地址值作为最佳索引值，对应的地址存储的像素值为重建值；
[0030]若存在两个或两个以上的weightSad同为最小，则取更小的地址值作为最佳索引值。
[0031]本专利技术提供了一种历史像素索引的硬件实现系统，其包括：
[0032]输入模块，用于将原始数据和关键参数输入历史像素索引模块；
[0033]更新模块，用于根据历史编码预测模式，更新所述历史像素索引模块；
[0034]计算模块，用于基于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种历史像素索引的硬件实现方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：将原始数据和关键参数输入历史像素索引模块；步骤2：根据历史编码预测模式，更新所述历史像素索引模块；步骤3：基于所述原始数据和所述历史像素索引模块中存储的所有像素，计算权重值；步骤4：基于所述权重值，输出历史像素索引结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：准备数据源，原始像素数据以组的形式输入历史像素索引模块中；同时，将关键参数输入历史像素索引模块中；其中，所述关键参数包括上组预测模式、P模式重建值、索引值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：当历史预测模式为P模式时，即上组像素采用P模式预测时，历史像素索引模块中的存储结构中的所有数据向后移M位，上组重建值被分别存入存储结构的前M位，而此时，存储结构的后M位中的数据则被挤出；若当前行为非首行数据，则用当前组对应上一行的若干个像素的重建值代替存储结构中相应个数的连续存放单元的存放值；若当前组位于行首或行尾，则其对应上一行前N个像素或后N个像素；M和N均为正整数。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当历史预测模式为历史像素索引模式时，即上组编码方式为历史像素索引模式时，根据上组历史像素索引得到的索引值进行三次更新。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，若上组历史像素索引得到的索引值为index0、index1、index2时，其分别对应index_min、index_mid、index_max，且两两互不相等；第一次更新，将index_min对应存储像素放入存储结构的高位，index小于index_min的数据后移一位；第二次更新，将index_mid对应存储像素放入高位，index小于index_mid的数据后移一位；第三次更新，将index_max对应存储像素放入高位，index小于index_max的数据后移一位；若当前组非首行数据，用当前组位置对应上一行相应位置的重建值代替存储结构中若干存储单元的值；若index0，index1，index2中存在相等的情况，则存储结构中存储像素的移位次数根据相等的情况做相应减少。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤3包括：分别计算原始像素值与存储结构中存储的32个重建值的差值的绝对值：当原始像素值大于重建像素时，用前者减去后者，否则，用后者减去前者，Y、Co、Cg三个通道同时进行，得到三个通道差值绝对值以后，按照Y、Co、Cg分量2∶1∶1的比例得到该像素对应32个存储像素的权重值，记为weightSad；其中，所述存储结构的深度为32，其存储曾经使用过的历史像素值，同一像素的Y、Co、Cg分量存储一个单元的不同比特位宽上。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋锐，崔骞，李娇娇，张康迪，王养利，水云鹏，齐洋磊，
申请(专利权)人：西安电子科技大学芜湖研究院，
类型：发明
国别省市：