[發明專利]用于視頻壓縮運動估計中的高速緩存結構

在審

• 申請號: 201210576532.0
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN103067709A
• 公開（公告）日: 2013-04-24
• 發明（設計）人: 車秀玉
• 申請（專利權）人: 諸城市新東方汽車儀表有限責任公司
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26
• 代理公司: 濰坊正信專利事務所 37216
• 代理人: 張曰俊

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技術領域??

本發明涉及一種數字視頻編解碼技術領域，尤其涉及一種視頻壓縮技術領域使用的一種緩存結構。

背景技術

H.264是新一代的視頻壓縮標準，它大幅度提高了編碼效率和圖像質量，但增加了運算復雜度，運動估計、幀內預測、變換/量化等需要大量運算，尤其是運動估計模塊的運算量占整個編碼器運算量的80％以上，成為編碼速度提高的瓶頸，因此必須在算法實現中對其優化。運動估計由整像素運動估計和分數像素運動估計兩部分組成，其中整像素部分的運算量約占整個運動估計的90％。

在幀間編碼過程中，由于使用了可變塊運動估計、多參考幀運動補償和拉格朗日率失真優化等新的編碼技術，使得運動估計過程占用了整個編碼器大部分的編碼運算時間。整數像素運動估計模塊主要完成粗精度的幀間匹配搜索，分數像素運動估計模塊在整數像素運動估計的基礎上，再對宏塊分割進行率失真優化控制下的1/2?像素和?1/4?像素精度匹配搜索，最終得到宏塊的編碼模式和運動矢量。對于1080P高清視頻，一幀要處理8160個宏塊，分數像素運動估計模塊的設計，對整個編碼器的實時編碼性能至關重要。

進行色度運動估計時，在對當前塊進行預測時需用到周邊的左側像素塊和上側像素塊，而這些像素塊在前面的運動估計中已經被讀取并使用過，如果每次使用這些像素塊數據時，都需要到外部存儲器RAM中讀取，由于外部RAM的讀取速度相對處理器要慢很多，多次重復讀取RAM內的數據會占用大量的時間，使處理器處于空閑等待狀態，嚴重影響編碼效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種讀取數據速度快、編碼效率高的用于視頻壓縮運動估計中的高速緩存結構。?

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：用于視頻壓縮運動估計中的高速緩存結構，包括與運動估計硬件模塊數據連接的高速緩沖存儲器，所述高速緩沖存儲器數據連接有外部數據存儲單元。

作為一種優選的技術方案，所述高速緩沖存儲器包括緩沖寄存器BUFFER和TLB模塊，所述TLB模塊內存放著要存取圖像像素的坐標數據，所述BUFFER內存放著與所述TLB模塊內的圖像像素的坐標數據一一對應的像素塊的像素值，所述高速緩沖存儲器還包括讀寫控制單元。

作為一種優選的技術方案，所述TLB模塊由8×16個單元組成，每個單元存放著要存取圖像像素的坐標數據。

作為一種優選的技術方案，所述TLB模塊的8×16個單元中每8個單元組成一個slice。

作為一種優選的技術方案，所述BUFFER包括128個緩沖寄存單元，所述BUFFER的緩沖寄存單元數目與所述TLB模塊的單元數目相同。

作為一種優選的技術方案，所述讀寫控制單元包括查詢高速緩沖存儲器內數據的查詢控制模塊、從高速緩沖存儲器內讀取數據的讀控制模塊以及向高速緩沖存儲器內寫入數據的寫控制模塊。

由于采用了上述技術方案，用于視頻壓縮運動估計中的高速緩存結構，包括與運動估計硬件模塊數據連接的高速緩沖存儲器，所述高速緩沖存儲器數據連接有外部數據存儲單元；在進行視頻壓縮運動估計時，將當前用到的數據暫時存放在高速緩沖存儲器內，需要重復使用這些數據時，只需要從高速緩沖存儲器內讀取數據即可，而無需去外部數據存儲單元讀取數據，縮短了讀取數據的時間，加快了運算估計的速度；如果需要的數據在高速緩沖存儲器內查詢不到，則需要到外部數據存儲單元查詢讀取數據，然后將該數據存儲到高速緩沖存儲器權重最小的單元內，以便后面使用到該數據時，能夠快速讀取到數據。

附圖說明??

圖1是本發明在運動估計電路中的結構位置；

圖2是本發明高速緩沖存儲器的結構框圖；

圖3是本發明TLB模塊的內部結構圖；

圖4是本發明高速緩沖存儲器的工作流程圖；

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，進一步闡述本發明。在下面的詳細描述中，只通過說明的方式描述了本發明的某些示范性實施例。毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同的方式對所描述的實施例進行修正。因此，附圖和描述在本質上是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。