[發明專利]用于執行幀內預測的方法、設備和系統

有效

• 申請號: 201580051352.2
• 申請日: 2015-08-19
• 公開（公告）號: CN107079167B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 阿希什·米什拉;阿林達姆·莫漢塔
• 申請（專利權）人: 高通股份有限公司
• 主分類號: H04N19/593
• 分類號: H04N19/593;H04N19/182;H04N19/82;H04N19/436
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 宋獻濤

隨著共享視頻內容的質量及數量增加，正開發并改進視頻編碼標準及技術以減少電信及其它網絡上的帶寬消耗。用以減少帶寬消耗的一種技術為幀內預測，其利用視頻幀內的空間冗余。每一視頻幀可分段成塊，且可將幀內預測應用于所述塊。然而，一些塊的幀內預測可依賴于完成(例如，重建構)其它塊，此可使并行處理具挑戰性。提供用于改進與多個塊的幀內預測相關聯的效率及輸送量的示范性技術。

技術領域

本申請案大體上涉及視頻編碼器及視頻解碼器中的幀內預測，且更具體來說涉及使用管線化技術的幀內預測的硬件實施方案。

背景技術

視頻編解碼器(例如用于高效視頻譯碼(HEVC)中的那些)并入多種技術以壓縮用于移動裝置、智能TV及許多其它視頻應用中的視頻。一種此技術為幀內預測，其利用視頻幀內的空間冗余以減少視頻串流所要求的文件大小及/或帶寬。

視頻幀大體上分段成像素塊，且給定塊常常與緊密圍繞所述塊的塊及像素高度相關。因此，可從已經計算的相鄰像素內插塊內的像素。所述相依性本質可存儲為幀內預測模式。一旦確定幀內預測模式，僅需要編碼經內插像素與實際像素之間的差異(例如，殘余)。在后續處理階段中編碼這些殘余，所述處理階段包含離散余弦變換(DCT)、量化及熵譯碼。通過考慮空間冗余，幀內預測可極大地增加總壓縮比。

在HEVC中，完全通過幀內預測(與幀間預測相反)編碼及解碼一些參考幀(例如，經幀內譯碼圖片或I幀)。參考幀可包括多個譯碼單元(CU)，且每一CU可劃分成M×M大小的變換單元(TU)。CU可進一步劃分成可與色度或明度信息相關聯的譯碼塊(CB)。類似地，TU可劃分成變換塊(TB)。可在TB層級處以計算方式應用幀內預測模式。

HEVC標準指示4M+1個相鄰像素可用于執行幀內預測，且因此必須在針對給定塊(例如，TU)的幀內預測開始之前填補、濾波及潛在地以其它方式調節這些相鄰像素。在所述塊的幀內預測完成之后，開始下一塊的幀內預測。可依序地處理所述兩個塊，這是因為第二塊的幀內預測可大體上取決于從第一塊及/或其它先前所計算塊的幀內預測導出的經重建構像素。因此，HEVC標準本質上一定程度地要求在此階段處依序處理每一塊，許多其它視頻標準也如此。

發明內容

鑒于上文所描述的依序處理要求，本發明旨在減少連續塊(例如，譯碼單元內的連續變換單元)的幀內預測之間的延遲。應注意，取決于第一塊及第二塊的相對位置，第二塊的幀內預測常常并不取決于與第一塊相關聯的每一經重建構像素，而是僅僅取決于單一關鍵行或列。如果每一塊是使用光柵掃描經幀內預測(如通常所進行)，則在第一塊的處理循環結束時僅對關鍵行或列進行幀內預測。由于關鍵行或列的像素的重建構、濾波、填補及/或其它調節可花費許多處理循環，因此第二塊的幀內預測經延遲。在HEVC中，每一譯碼單元可含有至多256個變換單元，且因此這些延遲可快速累加以減少整個性能。

所提出硬件架構可利用可操作以優先排序第一塊中的關鍵行及列的像素產生的幀內預測處理單元。相鄰處理單元可接收對應于關鍵行及列的經重建構像素，且可在完成第一塊的幀內預測之前進一步準備(例如，填補及濾波)用于第二塊的幀內預測的相鄰像素。此允許幀內預測處理單元在所述塊中的每一者之間快速過渡。通過交錯相鄰處理及幀內預測，移除或減少連續塊(例如，譯碼單元內的鄰近變換單元)的幀內預測之間的延遲。

此外，多個幀內預測引擎可并行操作以處理給定塊。幀內預測引擎的數目(N)可隨著用于存儲相鄰像素的相鄰緩沖器(例如，包括相鄰RAM)的讀取帶寬(例如，每循環2N個像素)而按比例調整。一般來說，由幀內預測引擎使用的存儲器的最大讀取速率可緊密匹配幀內預測引擎輸出用于重建構(且例如用于后續塊的幀內預測)的像素的速率。所揭示系統及方法可因此按比例調整以管理與讀取帶寬相關聯的常見瓶頸。

附圖說明

結合附圖描述本發明的特征、方面及實施例，其中：

圖1展示說明可經配置以根據本發明的原理利用用于管線化幀內預測的技術的視頻編碼及解碼系統的實例的框圖；