[發明專利]一種基于雙緩存的Zig－Zag掃描裝置及方法

有效

• 申請號: 200810033116.X
• 申請日: 2008-01-25
• 公開（公告）號: CN101222634A
• 公開（公告）日: 2008-07-16
• 發明（設計）人: 滕國偉;王賀;王國中
• 申請（專利權）人: 上海廣電（集團）有限公司中央研究院
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/30;H04N7/50
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 屈蘅;李時云

技術領域

本發明涉及數字視頻編解碼技術，特別涉及一種基于雙緩存的Zig-Zag掃描裝置及其實現方法。

背景技術

視頻編碼是是數字視頻存儲和傳輸過程中的重要環節，該環節涉及諸多關鍵技術，如離散余弦變換(DCT)、量化、掃描、熵編碼等。DCT變換產生的是一8×8的二維數組，為進行傳輸，還須將其轉換為一維排列方式。二維到一維的轉換方式或稱掃描方式有兩種：之型掃描(Zig-Zag)和交替掃描，其中之型掃描是最常用的一種。由于經量化后，大多數非零DCT系數集中于8×8二維矩陣的左上角，即低頻分量區，之型掃描后，這些非零DCT系數就集中于一維排列數組的前部，后面跟著長串的量化為零的DCT系數，即數據被存儲為(游程，幅度)格式，這些就為后續的編碼創造了條件。

當前H.264/AVC的CAVLC編碼器和CABAC(算術編碼)編碼器已取得了較好的使用效果，但是其碼表的設置方式與AVS有較大差異，不能直接用于AVS編碼器。而且，CABAC編碼復雜度較高，不易于硬件實現。在AVS的參考代碼有相關之型掃描的算法，在中國專利(申請號：200510126222.9，公開日：2007年6月13日)中，提出了一種適用于AVS的熵編碼方法，但是沒有給出Zig-Zag掃描硬件實現的描述。

發明內容

本發明所解決的技術問題是提供一種Zig-Zag掃描裝置及方法，所述裝置數據輸出基于雙緩存結構，使得掃描和編碼可以同時進行，達到單路掃描以及編碼可以限制在72個時鐘周期內，且整個宏塊掃描編碼則可以限制在400個時鐘周期內的效果。

為了解決上述技術問題，本發明采用了如下技術手段：一種基于雙緩存的Zig-Zag掃描裝置，其包括變換量化輸入緩存、掃描控制器、第一解復用器、第二解復用器、第一輸出緩存、第二輸出緩存、第一多工器和第二多工器；量化變換數據經變換量化輸入緩存后送給掃描控制器，并通過一使能信號使能變換量化輸入緩存和掃描控制器，掃描控制器通過地址總線將掃描地址傳給變換量化輸入緩存，將所述量化變換數據的游程和幅度值輸出給第一解復用器和第二解復用器，并通過輸出一解復用切換控制信號對第一解復用器和第二解復用器進行切換控制，第一解復用器、第二解復用器將解復用的數據輸入第一輸出緩存或第二輸出緩存，第一輸出緩存或第二輸出緩存輸出的游程值通過第一多工器復用后通過游程輸出總線輸出，第一輸出緩存或第二輸出緩存輸出的幅度值通過第二多工器復用后通過幅度輸出總線輸出，掃描控制器的最終掃描地址通過地址累計寄存器的存儲器最終地址輸出總線輸出。

所述的掃描控制器包含用于實現掃描控制器控制功能的Zig-Zag掃描狀態機，以及游程寄存器、幅度寄存器和地址累計寄存器，Zig-Zag掃描狀態機將掃描得到的游程和幅度值分別輸出給游程寄存器和幅度寄存器，將累計地址輸出給地址累計寄存器；所述的掃描控制器具有自激活功能。

進一步的，所述的第一輸出緩存和第二輸出緩存通過雙口隨機存儲器實現。所述的第一輸出緩存和第二輸出緩存通過兩根地址總線分別與Zig-Zag掃描狀態機和后續的編碼狀態機連接，完成寫入和讀出操作。

所述的第一輸出緩存和第二輸出緩存均包含一個游程存儲器和一個幅度存儲器，所述游程存儲器和幅度存儲器共用一根地址總線。

所述的第一解復用器和第二解復用器為一路輸入、兩路輸出；所述的第一多工器和第二多工器為兩路輸入、一路輸出。

所述的游程輸出總線、幅度輸出總線及存儲器最終地址輸出總線的位寬分別為6比特、9比特和6比特。

本發明提供的另一個解決方案是基于雙緩存的Zig-Zag掃描裝置實現的掃描方法，所述方法實現8×8子塊的Zig-Zag掃描，所述方法實現過程如下：

步驟1、變換量化后的8×8數據子塊以不定時鐘間隔輸出，當時鐘上升沿到來時，變換量化輸入數據被分為8個周期讀入變換量化輸入緩存，每一個周期讀入一行8個數據，時鐘上升沿到來同時，觸發掃描控制器通過地址總線送出分配地址，8×8個數據根據地址被分配到變換量化輸入緩存的64個9位寬寄存器中；在數據輸讀入的同時，使能信號變為高電平使能，并保持8個周期；

步驟2、當一個子塊數據讀入完畢后，使能信號變成低電平，此時Zig-Zag掃描狀態機處在空閑狀態，并且被使能信號的下降沿觸發，進入64個掃描狀態Step0～Step63，每一個掃描狀態輸出不同的掃描地址；