[發明專利]一種適用于運動估計的片內存儲的方法

有效

• 申請號: 200710044624.3
• 申請日: 2007-08-07
• 公開（公告）號: CN101102493A
• 公開（公告）日: 2008-01-09
• 發明（設計）人: 田野
• 申請（專利權）人: 華亞微電子（上海）有限公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司
• 代理人: 鄧琪

技術領域

本發明屬于視頻編解碼技術領域，特別是一種運動估計時能加快速度、減小帶寬、節省存儲的片內存儲的方法。

背景技術

隨著信息技術的發展，視頻的應用越來越廣泛。視頻監控、視頻會議、視頻點播、數字電視、手機電視、IPTV、可視電話、激光視盤等，構成了一個巨大的市場。視頻編解碼算法和標準也在不斷進步，其中的AVS和H.264是目前國內、國際代表第二代視頻編解碼先進技術的兩大標準，有著良好的市場前景。由于AVS和H.264都采用了多參考幀、多尺寸塊、1/4子像素精度等技術，在獲得低碼率、高質量的同時，也極大地增加了編碼器中運動估計的計算復雜度和內存帶寬。運動估計由大規模集成電路實現的時候，對標清/高清運動幅度大的視頻，內存帶寬成為運動估計的主要瓶頸。

做運動估計時，有的將高或寬不能被16整除的圖像擴邊成能被16整除的圖像，存儲在片外內存；有的根據運動估計的搜索范圍對整像素進行擴邊，存儲在片外內存；有的甚至將差值出來的子像素及其擴邊，也存儲在片外內存；匹配時直接從存儲參考幀的片外內存讀取數據。這樣操作，內存帶寬是巨大的，實時編碼幾乎是不可能的。目前已有多種降低內存帶寬的方法，其共同點都是將參考幀的像素由片外內存預取至片內內存。有的對每個宏塊的搜索窗口都預取一次，盡管減少了誤緩沖(mis-cache)的次數，加快了數據處理的速度，但對內存帶寬來說是一種巨大的浪費。有的一次將若干行的宏塊讀取至片內，這對低分辨率的手機視頻還可以，對高分辨率的標清/高清圖像則是行不通的，因為它占據的片內存儲太大了。很多有關內存帶寬的技術僅考慮整像素運動估計，對子像素運動估計、運動補償是另行處理的，這就需要占據額外的內存帶寬和片內存儲，而有的子像素運動估計占據的片內存儲甚至比整像素運動估計占據的片內存儲還多。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于運動估計的片內存儲的方法，可以對不同架構進行相應配置，對整像素運動估計、子像素運動估計、運動補償統一處理，并能更好地加快數據處理速度、減小內存帶寬、減少片內存儲。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種適用于運動估計的片內存儲的方法，通過一個環柱狀片內空間，來實現數據的預取、數據和空間的重用、運動估計和運動補償，所述環柱的周長和高都是以像素為單位，所述周長為EXT+2*SRX+16+2*SRX+EXT+H*16，高為EXT+2*SRY+16+2*SRY+EXT+(V-1)*16；其中SRX為X方向的搜索范圍，SRY為Y方向的搜索范圍，EXT是1/4像素插值需要的最優整像素點上、下、左、右的整像素數。

采用上述方法，通過將數據預取至上述結構的環柱狀空間，可以減小mis-cache的次數以加快數據處理的速度，同時能減小內存帶寬以減少功耗，并減少片內、片外的存儲空間。

附圖說明

圖1顯示了被循環重用的環柱狀片內空間，及空間中每次預取的一個個豎向宏塊條。

圖2示出了環柱展開成的長方形，整像素運動估計的搜索窗口，窗口中整像素運動估計原點、預測點、匹配點之間的關系，子像素運動估計和運動補償所需的窗口外像素EXT，右側預留的H個豎向宏塊條，底側用于同時做V行宏塊編碼所需的V-1個橫向宏塊條。

圖3A-3C示出了對一行或兩行宏塊條同時編碼時，第一個宏塊即mbx＝0時數據預取的種情況。其中圖3A示出了最初幾行宏塊的情形；圖3B示出了中間大多數宏塊行的情形；圖3C示出了最后幾行宏塊行的情形。

圖4A1-4C3示出了對一行或兩行宏塊編碼時，mbx！＝0時數據預取的情況。其中圖4A1-4A3示出了最初幾行宏塊的情形；圖4B1-4B3示出了中間大多數宏塊行的情形；圖4C1-4C3示出了最后幾行宏塊行的情形。其中圖4A1、4B1、4C1示出了每行中間大部分宏塊編碼時，宏塊條橫向充滿的情形，圖4A2、4B2、4C2示出了每行后部某一宏塊編碼時，宏塊條橫向不充滿的情形，圖4A3、4B3、4C3示出了每行最末幾個宏塊編碼時，宏塊條沒有預取數據的情形。

圖5A-5B示出了相鄰宏塊編碼做運動估計時，重用片內數據的情形，圖5A是水平方向相鄰宏塊的重用，圖5B是垂直方向相鄰宏塊的重用。

圖6A-6B示出了整像素運動估計匹配時，相鄰像素間數據的重用，圖6A是水平方向相鄰像素間數據的重用，圖6B是垂直方向相鄰像間數據的重用。