[發明專利]高性能CABAC編碼器設計方法

無效

• 申請號: 201010106086.8
• 申請日: 2010-02-04
• 公開（公告）號: CN102148997A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 楊華嵐
• 申請（專利權）人: 成都市世嘉電子實業有限公司
• 主分類號: H04N7/50
• 分類號: H04N7/50;H04N7/26;H03M7/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及視頻熵編碼領域，特別是一種高性能CABAC編碼器設計方法。

背景技術

目前最新的國際視頻壓縮標準H.264提高編碼效率的一個關鍵技術是使用熵編碼。其中基于上下文的自適應二進制算術熵編碼縮寫為CABAC，該技術將片作為算術編碼的生命周期，對一個片內可能出現的數據劃分為399個上下文模型，每個模型均有自己的CtxIdx(上下文序號)，每個不同的字符依據對應的上下文模型，來索引自身的概率查找表。CABAC通常包括二進制化、上下文分配、概率預測和二進制算術編碼等處理過程，而且數據處理多為串行化，計算開銷大，實現并行化處理難度大。

發明內容

由于CABAC的處理過程多為串行化，所以在高級視頻編碼應用環境中需要使用高性能處理器，由此帶來高成本和高功耗。本發明將對CABAC的算術編碼和重整化處理等過程進行改進，提升CABAC的處理性能。

本發明的目的由以下部分組成實現的：

1.算術編碼實現的描述。通過對H.264標準旁路編碼過程的重組，上下文自適應和旁路編碼模式可以使用統一的重整化與比特生成流程，從而使得對復用緩存的讀取變得高效。對于旁路編碼流程，將迭代次數限制為固定的1次，迭代完便進行之后的codILow(編碼序列的標簽，以下出現都使用符號codILow)更新操作，進入之后的重整化過程。

2.重整化實現的描述。本部分的電路包括分析器和重整化器。需要確定迭代次數和分析器的組合邏輯。迭代次數為codIRange(編碼序列的間隔，以下出現都使用符號codIRange)的開頭零個數。分析器根據如下規則設計：

A、分析區的移位比特和codILow最高比特(比特9)的解析是從左向右。

B、分析區的開頭“1”是直接輸出的，其他的“1”是需要根據本分析區隨后出現的“0”或者下一個編碼符號的分析區中的“0”和“1”的情況確定。

C、分析時忽略第一個出現的“0”。

D、當全部8個移位比特都為“1”時，復制codILow最高比特到分析器中；其他情況，codILow最高比特設置為“0”。

3.比特生成實現的描述。使用帶指針寄存器的緩存處理重整化處理后的數據。并確定起止位置。

本發明占用了10K的緩存，使用了1320個邏輯門，最長路徑占用3個時鐘周期。使用FPGA技術實現時，可以工作于163MHz，處理速度達到54Mbps，可用于高清數字電視應用。使用0.18μm?TSMC時，可以工作于263MHz，達到87Mbps的處理速度，同時功耗僅為48mW，占用0.423mm²的片上面積。

附圖說明

下面結合附圖做一些說明。

圖1.系統整體概要框圖。

圖2.重整化流程框圖。

圖3.分析器規則說明樣例圖。

圖4.系統結構圖。

具體實施過程

對本高性能CABAC編碼器設計方法，具體實施步驟描述如下：

1.完成算術編碼部分的邏輯電路設計。

2.完成重整化部分的邏輯電路設計。

3.完成比特生成部分的邏輯電路設計。

4.完成系統的組合和外圍電路的搭建。