[發明專利]一種視頻解碼的方法和裝置

有效

• 申請號: 200710151699.1
• 申請日: 2007-09-26
• 公開（公告）號: CN101399991A
• 公開（公告）日: 2009-04-01
• 發明（設計）人: 孟新建
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: H04N7/32
• 分類號: H04N7/32;H04N7/26
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司
• 代理人: 宋志強;麻海明

技術領域

本發明涉及視頻解碼技術，尤其涉及一種視頻解碼的方法和裝置。

背景技術

視頻編碼技術是將數字視頻信息壓縮，以便實現更有效地被傳送和存儲；視頻解碼技術則是對已編碼視頻信息進行解析重建，得到視頻圖像。

目前，視頻壓縮編碼標準主要由活動圖像專家組(MPEG)、ITU-T?SG16Q6視頻編碼專家組(VCEG)及VCEG與MPEG聯合專家組(JVT)制定，這些標準包括：H.263、MPEG2、MPEG4-Part2及最新的H.264/AVC(MPEG4-Part10)。其它的視頻編碼標準還有VC-1和中國音視頻標準組(AVS)制定的視頻編碼標準AVS1.0-P2等。上述視頻編碼標準均采用基于塊的運動補償和變換編碼的混合編碼架構，包括幀內預測、幀間預測、變換、量化和熵編碼等。其中，幀間預測是使用基于塊的運動矢量來消除圖像間的冗余；幀內預測是使用空間預測模式來消除圖像內的冗余。再通過對預測殘差進行變換和量化消除圖像內的視覺冗余。最后，運動矢量、預測模式、量化參數和變換系數用熵編碼進行壓縮。

視頻編解碼，按時間、空間由高到低分成序列、圖像組(GOP)、圖像(也稱幀)、條帶組、條帶、宏塊、子宏塊等不同層次。其中，編解碼的基本處理單元是宏塊，一個宏塊通常包括一個16×16的亮度樣值塊和對應的色度樣值塊，宏塊又進一步可分為子宏塊，不同的編碼標準子宏塊類型有所不同，通常情況下，子宏塊的大小有16×8、8×16、8×8等。幀內、幀間預測常常對子宏塊進行。

圖1是一個典型的圖像組(GOP)的示意圖，如圖1所示，該GOP包括幀內預測編碼(I)、幀間預測編碼(P)和雙向預測編碼(B)三類圖像，其中，圖像之間的參考與被參考關系如箭頭所示。圖1中，GOP總圖像數N＝15，I/P圖像間隔M＝3。其中，顯示順序如圖1中方塊所示的排列順序，為I?BBP?BBP?BBP?BBP?BB。進行編碼時，由于B圖像的存在，需要先對B圖像之前的圖像和之后的圖像編碼之后，才能對B圖像進行編碼，因此編碼后碼流中的順序為I?PBB?PBB?PBB?PBB?PBB。

視頻解碼是視頻編碼的逆過程，圖2為現有技術中基本解碼流程的一個示意圖。如圖2所示，首先對壓縮碼流進行熵解碼，解析出包括運動矢量在內的所有語法元素符號及變換系數，對變換系數進行反掃描、反量化、反變換等得到殘差圖像塊；其次，對于幀間預測圖像，根據運動矢量和已解碼的重建圖像(參考圖像)，進行幀間運動補償獲得預測圖像塊，對于幀內圖像，則進行幀內運動補償獲得預測圖像塊。將上述殘差圖像塊和預測圖像塊相加獲得重建圖像塊，對所有重建圖像塊進行去塊濾波(可選，因在MPEG2等編碼標準中無需進行去塊濾波)得到解碼重建圖像。上述整個視頻解碼流程一般是按宏塊流水處理(環路濾波也可以在一幀中的所有宏塊重建后再遍歷處理)。其中，為方便描述，將殘差圖像塊和預測圖像塊的解碼單位稱為解碼塊，該解碼塊大小等于運動補償塊大小，可以為宏塊大小，也可以為子宏塊大小。

一個視頻幀數據占據的存儲容量根據視頻幀尺寸、視頻格式、存放形式不同而不同，但通常情況下，由于一幀圖像占用存儲空間較大，因此片內存儲器一般無法一次性存放一整幀參考圖像，而只能緩存在片外存儲器中，稱為幀緩存。由于外存訪問的延遲較大，為了保證運算的高效，預先將參考圖像數據從片外存儲器轉存到片內存儲器，運動補償時，從片內存儲器讀取參考圖像數據。其中，從片外存儲器讀取參考圖像數據存入片內存儲器的過程被稱為參考圖像數據載入。典型的，片外存儲器可采用動態存儲器(DRAM)，常見的為SDRAM和DDR?SDRAM。對于常見的YCbCr?4:2:0格式圖像，通常以展平(Planar)方式存放在SDRAM中，即Y和CrCb存放區域分開，各自按光柵掃描順序在存儲器中連續存放，每4個相鄰的像素組成一個32比特的字。如圖3所示，圖3為幀緩存中Y分量的存儲格式示意圖。其中，YCbCr是一種圖像格式，其中Y指亮度分量，Cb和Cr指色度分量，其中，Cb指藍色色差分量，而Cr指紅色色差分量。YCbCr?4:2:0表示每4個像素有4個Y分量像素，一個Cb、一個Cr分量像素。此外，除了上述YCbCr?4:2:0格式圖像外，還有YCbCr?4:2:2和YCbCr?4:4:4格式圖像，其中，YCbCr?4:2:2表示每4個像素有4個Y分量像素，2個Cb、2個Cr分量像素；YCbCr?4:4:4表示每4個像素有4個Y分量像素，4個Cb、4個Cr分量像素。