[發明專利]用于以圖像幀為基礎執行并行視頻編碼的裝置及其方法

在審

• 申請號: 201410204598.6
• 申請日: 2014-05-14
• 公開（公告）號: CN104038766A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發明（設計）人: 崔環宇;孫曄;郝冬寧;杜逢博;王左龍
• 申請（專利權）人: 三星電子（中國）研發中心;三星電子株式會社
• 主分類號: H04N19/436
• 分類號: H04N19/436;H04N19/50;H04N19/176
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 張云珠

技術領域

本發明涉及視頻編碼技術，更具體地講，涉及一種用于執行并行視頻編碼的裝置和方法。

背景技術

隨著多媒體信號處理技術的不斷發展，出現了很多用于對視頻進行編碼和解碼的方法和設備。現有的視頻編碼方案為了提高編碼的準確度而普遍使用復雜度較高的算法，并且，隨著對視頻圖像分辨率的要求越來越高，數字信號處理器的計算能力與視頻的圖像質量之間的矛盾不斷深化。

現有的視頻編碼方案在編碼過程中普遍存在以下問題。首先，在對視頻中的各個圖像幀進行預測編碼時，為了進行預測編碼而預先執行的預處理與預測編碼處理本身需要按照串行的方式來進行，因此，不僅很難達到實時編碼的要求，而且導致CPU資源的利用也不夠充分。

相應地，提出了將圖像幀劃分為不存在依賴關系的多個條帶(slice)，并基于劃分的條帶來并行地執行預測編碼的技術方案。然而，在上述方案中，所劃分出的條帶的數量對編碼的圖像質量和編碼性能有很大影響，例如，條帶數量多時編碼的圖像質量較差且會增加解碼時的內存消耗，而條帶數量少時對編碼性能的提升很小。

由此可見，現有的視頻編碼方案很難滿足實時編碼時對編碼性能和圖像質量等各方面的需求。

發明內容

本發明的示例性實施例在于提供一種用于以圖像幀為基礎執行并行視頻編碼的裝置和方法，以提高編碼速度。

根據本發明的一方面，提供一種用于以圖像幀為基礎執行并行視頻編碼的裝置，包括：接收單元，用于接收構成視頻的圖像幀序列；預處理單元，用于通過預處理線程對接收的圖像幀序列中的各個圖像幀執行針對預測編碼的預處理，以獲得預測編碼信息；預測編碼單元，用于通過預測編碼線程池根據預測編碼信息對預處理后的各個圖像幀執行預測編碼，其中，預測編碼線程池與預處理線程并行地執行處理。

在所述裝置中，預測編碼信息可包括以下項中的至少一個：圖像幀的預測類型、圖像幀的量化參數、圖像幀的序號、圖像幀的參考幀隊列。

在所述裝置中，預測編碼線程池可利用至少一個預測編碼句柄對預處理后的各個圖像幀執行預測編碼，其中，每個預測編碼句柄對應于一個圖像幀的預測編碼處理，并通過與所述圖像幀的預測編碼信息結合來用于對所述圖像幀執行預測編碼。

在所述裝置中，預測編碼線程池可包括：待編碼線程池，包括至少一個待編碼線程，用于緩存預測編碼句柄；編碼執行線程池，包括至少一個編碼執行線程，用于利用預測編碼句柄對預處理后的圖像幀執行預測編碼；以及已編碼線程池，包括至少一個已編碼線程，用于保存執行了預測編碼后的預測編碼句柄。

在所述裝置中，可按如下方式來調度所述預測編碼句柄：當待編碼線程處于空閑狀態時，所述待編碼線程接收來自預處理單元的預處理后的圖像幀以及與所述預測編碼信息和預處理后的圖像幀進行同步后的預測編碼句柄，并將所述預測編碼句柄和預處理后的圖像幀壓入空閑的編碼執行線程；在所述編碼執行線程利用預測編碼句柄對預處理后的圖像幀執行預測編碼之后，將執行了預測編碼后的預測編碼句柄和圖像幀對應的編碼后數據壓入空閑的已編碼線程；在所述已編碼線程針對執行了預測編碼后的預測編碼句柄和圖像幀對應的編碼后數據執行圖像后處理之后，所述已編碼線程將預測編碼句柄釋放。

在所述裝置中，編碼執行線程可將圖像幀劃分為至少一個宏塊行，其中，每個宏塊行包括至少一個宏塊，編碼執行線程在完成每個宏塊行的預測編碼之后，將相應宏塊行的重構完成消息廣播給等待參考該宏塊行來進行預測編碼的圖像幀。

在所述裝置中，每當將對宏塊行的第一宏塊執行預測編碼時，編碼執行線程可確定該宏塊行所參考的參考幀中的各個參考宏塊行，并在圖像幀接收到所述各個參考宏塊行的重構完成消息之后立即從所述第一宏塊開始對宏塊行執行預測編碼。

在所述裝置中，編碼執行線程可基于宏塊行的運動向量范圍來確定該宏塊行所參考的參考幀中的各個參考宏塊行。

在所述裝置中，預測編碼單元可采用基于NEON協處理器的NEON指令集對預測編碼過程中執行的運算進行優化處理。

根據本發明的另一方面，提供一種用于以圖像幀為基礎執行并行視頻編碼的方法，包括以下步驟：接收構成視頻的圖像幀序列；通過預處理線程對接收的圖像幀序列中的各個圖像幀執行針對預測編碼的預處理，以獲得預測編碼信息；通過預測編碼線程池根據預測編碼信息對預處理后的各個圖像幀執行預測編碼，其中，預測編碼線程池與預處理線程并行地執行處理。

在所述方法中，預測編碼信息可包括以下項中的至少一個：圖像幀的預測類型、圖像幀的量化參數、圖像幀的序號、圖像幀的參考幀隊列。