[發(fā)明專利]基于AVS的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)流水并行設(shè)計(jì)方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710303731.3
• 申請(qǐng)日: 2007-12-21
• 公開（公告）號(hào): CN101466036A
• 公開（公告）日: 2009-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王大旗;魏春峰;張樹軍;何文學(xué)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中電華大電子設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H04N7/26
• 分類號(hào): H04N7/26;H04N7/32
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及數(shù)字視頻編解碼的集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體是一種基于AVS(數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))的動(dòng)矢量預(yù)測(cè)流水并行設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

AVS是我國(guó)第一個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)字音視頻信源標(biāo)準(zhǔn)，它的編碼效率與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)MPEG-4/H.264相當(dāng)，對(duì)比于傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)(如MPEG-2)，AVS的編碼復(fù)雜度顯著增加，宏塊編碼類型和塊大小都變得更加多樣化。例如，AVS采用了可變塊大小的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，即AVS可以采用16x16、16x8、8x16和8x8共四種宏塊劃分方式。每種劃分方式下，每個(gè)子塊都分配一組運(yùn)動(dòng)矢量(Motion?vector，以下簡(jiǎn)稱MV)。同時(shí)，不同宏塊劃分方式下的每個(gè)子塊的運(yùn)動(dòng)矢量都是根據(jù)當(dāng)前塊空間上相鄰塊或者時(shí)間相鄰塊的運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算得到(具體細(xì)節(jié)請(qǐng)參考AVS標(biāo)準(zhǔn)文檔)。

這些都使得在AVS視頻硬件解碼器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中，MV的預(yù)測(cè)和生成變得極其復(fù)雜，極大地增加了軟硬件實(shí)現(xiàn)難度。例如，由于AVS采用了可變塊大小運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，導(dǎo)致進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膲K大小不一致，運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)在硬件實(shí)現(xiàn)上會(huì)帶來控制復(fù)雜的問題。運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的實(shí)現(xiàn)效率極大影響視頻解碼器的整體性能。

根據(jù)AVS標(biāo)準(zhǔn)中的運(yùn)動(dòng)矢量生成算法，我們知道，運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)是以宏塊編碼類型所規(guī)定的子塊為單位進(jìn)行的，同時(shí)每種宏塊類型不同，其對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)過程也不同。尤其對(duì)于采用B_8?x?8模式編碼的宏塊，每個(gè)宏塊的4個(gè)8x8子塊都有各自的子塊類型。根據(jù)AVS標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容可知，根據(jù)宏塊編碼類型以及對(duì)應(yīng)的宏塊劃分方式，要生成一個(gè)宏塊的全部子塊的所有MV需要考慮多種組合，處理流程非常復(fù)雜。

如果直接采用AVS原始的MV預(yù)測(cè)生成算法來實(shí)現(xiàn)硬件模塊，將導(dǎo)致很復(fù)雜的控制模塊。原因在于如果從硬件實(shí)現(xiàn)上遵循AVS的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的原始算法，根據(jù)宏塊類型來處理，會(huì)造成處理分支多，控制邏輯復(fù)雜，而且交互配合困難，無法實(shí)現(xiàn)流水處理，且并行度低，不利于實(shí)現(xiàn)AVS實(shí)時(shí)高清解碼器。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是克服上述不足，提供一種基于AVS的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)流水并行設(shè)計(jì)方法，使得運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)操作以宏塊編碼模式對(duì)應(yīng)的宏塊劃分方式下的子塊為單位流水并行，滿足AVS實(shí)時(shí)高清視頻解碼的需求。

具體上本發(fā)明是一種基于AVS的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)流水并行設(shè)計(jì)方法，包括兩個(gè)部分：(1)宏塊模式解析。讀取存儲(chǔ)于VLD_FIFO中每個(gè)宏塊的模式信息，根據(jù)宏塊模式確定該模式對(duì)應(yīng)的宏塊劃分方式下的各個(gè)子塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的不同運(yùn)算過程，具體分為兩種：對(duì)于宏塊編碼模式不是B_8?x?8的宏塊，只需要解析出與宏塊編碼模式對(duì)應(yīng)的宏塊劃分方式下的各個(gè)子塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的具體運(yùn)算過程。對(duì)于采用B_8?x?8模式編碼的宏塊，還需要根據(jù)當(dāng)前宏塊中每個(gè)8?x?8塊的子塊模式來進(jìn)行解析；(2)子塊運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)生成。讀取存儲(chǔ)與CMD_FIFO中每個(gè)子塊的命令字，根據(jù)命令字來指示完成每個(gè)子塊運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的實(shí)際運(yùn)算；

宏塊模式解析與VLD模塊之間采用一個(gè)宏塊解碼信息FIFO連接。該FIFO平衡VLD和宏塊模式解析模塊處理速度，形成宏塊單位的流水并行處理。

對(duì)于宏塊編碼類型或者子塊類型是跳過模式(Skip)、直接模式(Direct)或?qū)ΨQ模式(Symmetric)的塊，提前獲得后向參考圖像上與當(dāng)前塊位置相對(duì)應(yīng)的塊的編碼方式，也就是提前進(jìn)行外存的讀操作。這樣對(duì)所有的宏塊編碼類型或者子塊類型，都可以解析它們進(jìn)行運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)需要進(jìn)行的運(yùn)算過程。

采用以宏塊編碼模式對(duì)應(yīng)的宏塊劃分方式下的子塊為單位進(jìn)行處理，不是固定地使用8?x?8塊為單位進(jìn)行處理。

采用命令字的方式來描述每個(gè)子塊需要進(jìn)行運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的運(yùn)算過程，簡(jiǎn)化了運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的處理控制過程。

子塊運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)生成模塊與宏塊模式解析模塊之間采用一個(gè)命令字FIFO連接。該FIFO平衡宏塊模式解析模塊與子塊運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)模塊的處理速度，形成子塊流水并行處理。

利用子塊的命令字來指示狀態(tài)機(jī)對(duì)功能模塊進(jìn)行控制，完成子塊的運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)，便于運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的控制模塊實(shí)現(xiàn)。

采用以宏塊編碼模式對(duì)應(yīng)的宏塊劃分方式下的子塊為單位存儲(chǔ)解碼運(yùn)動(dòng)信息，即進(jìn)行外存的寫操作。實(shí)現(xiàn)了讀外存操作和寫外存操作的分離。

綜上所述，該設(shè)計(jì)方案利于硬件實(shí)現(xiàn)，能夠兼顧可變長(zhǎng)解碼模塊和參考數(shù)據(jù)獲取模塊的不同處理速度，有效地實(shí)現(xiàn)了流水并行處理，提高了運(yùn)動(dòng)矢量預(yù)測(cè)的處理速度。在減少硬件實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度和提高流水并行度上，都具有優(yōu)勢(shì)。