CN101160971B - 用于储存中间环路过滤数据之暂存存储器 - Google Patents

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Abstract

一种视频处理装置及方法以结合处理器及视频译码硬件块而实施，藉由提供具有环路内过滤器及暂存存储器之视频译码块而译码视频数据，以便环路内过滤器可有效地以宏块为基础之方式实行重叠平滑化及环路内解块的分段处理，此方法为比以帧为基础之方法更有效率之算法。

Description

用于储存中间环路过滤数据之暂存存储器
技术领域
本发明是关于视频处理技术。在一个态样中，本发明是关于数字视频信息的解压缩。
背景技术
因为视频信息需要大量的储存空间，故视频信息通常被压缩。因此，为了显示例如储存在CD-ROM或DVD之经压缩之视频信息，该经压缩之视频信息必须被解压缩以提供解压缩之视频信息。解压缩之视频信息接着以比特流方式提供于显示器。视频信息的解压缩位流通常以对应于显示器之像素位置之位映像(bit map)而储存于存储器位置中。在显示器上呈现单一屏幕信息所需之视频信息称之为帧(frame)。许多视频系统之目标为快速且有效地译码经压缩之视频信息，以便藉由显示一序列的帧而提供动作视频。
录像媒体、装置及数据处理(譬如视频压缩)的多种态样的标准化，系为此技术持续成长及其应用所高度需要。已发展或正在发展数种(解)压缩标准用以压缩及解压缩视频信息，如用于视频编码及译码之动作图形专家小组(Moving Pictures Expert Group，MPEG)标准(例如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3、MPEG-4、MPEG-7、MPEG-21)或窗口媒体视频(Windows Media Video)压缩标准(如WMV9)。在此提出之每种MPEG及WMV标准整体并入本文中作为参考。
通常，视频压缩技术包括帧内(intraframe)压缩及帧间(interframe)压缩，该等压缩技术藉由减少在视频帧中出现之空间及时间上之冗余而操作以压缩视频信息。帧内压缩技术仅使用帧内含之信息来压缩帧，其称之为I-帧(I-frame)。帧间压缩技术参考之前及/或之后之帧(通常称之为预测帧、P-帧(P-frame)或B-帧(B-frame))而压缩帧。帧内及帧间压缩技术通常使用以空间或块为基础之编码，藉此视频帧分为用于编码之多个块(亦称为块变换处理)。例如，一I-帧分为8x8块。使用离散余弦转换(discrete cosine transform，DCT)编码方式将该等块编码，而该编码方式将系数编码为特定余弦基函数之振幅，或用一些其它转换(例如整数(integer)转换)来编码块。转换之系数接着被量化(quatize)，其产生具有非0振幅位准之系数以及0振幅位准系数的束(runs)(或子序列(subsequences))。量化之系数接着被束位准编码(或束长度编码)以压缩0系数的长束。结果为一致性编码(entropy coded)于可变长度编码器(VLC)，该VLC使用统计编码技术，该技术分配码字符(codewords)至欲编码之值，或使用一些其它一致性编码技术，如基于上下文之自适应二进制算术编码(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding，CABAC)、上下文之自适应可变长度编码(Context Adaptive VariableLength Coding，CAVLC)等。将出现频率高之值指定给短码字符，而那些不常出现之值指定给长码字符。平均而言，较常出现之较短码字符占了大部分，因此码字符串(code string)比原始数据短。因此，以空间或块为基础之编码技术压缩关于单一帧之数字信息。为了压缩关联于一序列帧之数字信息，视频压缩技术使用P-帧及/或B-帧以利用连续帧间具有时间上相关性的事实。帧间压缩技术将识别不同帧间的差异性，然后DCT、量化法、束长度和一致性编码技术来空间地编码不同的信息，虽然不同的实施可使用不同的块配置。例如，P-帧可分为16x16宏块(macroblock)(例如，四个8x8亮度块(luminance block)及二个8x8色度块(chrominance block))，并压缩宏块。无论使用帧内或帧间压缩技术，使用以空间或块为基础之编码技术来编码视频数据系指已对压缩之视频数据进行可变长度编码，不然已使用如上述之以块为基础的压缩技术压缩。
在接收器或播放装置，反转压缩步骤以译码已用块变换处理之视频数据。图1绘示用于解压缩视频信息之习知系统30，其包括输入比特流译码部分35、动作译码器38、加法器39、帧缓冲器40和显示器41。输入比特流译码器35在输入缓冲器31接收压缩视频信息之比特流，在VLC译码器32执行可变长度译码，在反向量化器33反向锯齿状扫描(zig-zag)及量化，在IDCT34反向DCT转换，并将静态解压缩视频信息之块提供至加法器39。在动作译码部分38中，动作补偿单元37从VLC译码器32接收动作信息及先前图像数据(其储存于先前图像储存缓冲器36)的副本，且提供动作补偿像素至加法器39。加法器39接收动作解压缩视频信息和动作补偿像素，并提供解压缩像素至帧缓冲器40，该帧缓冲器40接着提供该讯息至显示器41。
在传统视频编码器及译码器设计下，可能由以块为基础的转换、动作补偿、量化及/或其它有损的(lossy)处理步骤，而将块化赝像(blocking artifact)(可察觉的块间之不连续)导入帧。先前已使用重叠平滑化(overlap smoothing)或解块(deblocking)过滤(环路内或后处理)以藉由平滑化块间边界而处理帧，来试图降低块化赝像。例如，WMV9标准中，指定对整个图像进行重叠平滑化及环路内解块处理，以降低块化赝像。当激活WMP9译码，重叠平滑化只在8X8块边界进行，起始为在垂直方向平滑化整个帧，接着重叠平滑化在整个帧的水平方向进行。接着，环路内解块，当激活时以此顺序进行：(i)帧内所有8x8块水平边界线从顶部线开始过滤；(ii)在帧中所有8x4次块水平边界线从顶部线开始过滤；(iii)所有8x8块垂直边界线从最左边线开始过滤；以及(iv)所有4x8次块垂直边界线从最左边线开始过滤。先前的方法对整个帧使用二阶段处理(two passes)，其中第一次处理是要执行重叠平滑化，而第二步骤系用于环路内解块。虽然在决定是否要进行个别步骤的处理时可能有也适用的其它要求(例如，涉及参数PQUANT及块类型的要求)，但是这些处理的目标都是要平滑化16x16宏块、8x8块、或4x4次块的边缘，因而去除二维转换及量化时所导入的块效应(blockiness)之赝像。
以处理器为基础之方法来处理视频解压缩，其它平滑化或解块功能的加入为计算密集过滤流程。此处理顺序可在软件完成且具有大存储器缓冲器保留帧(例如640x480像素之VGA尺寸，相当于307k字节)。另一方面，以硬件为基础之方法用于译码并未同时实施平滑化及解块，且已在帧整体执行解块，其需要大局部存储器，负担显著总线频宽需求及牺牲存储器存取时间。结果，关于减低解压缩方法相关之处理需求及改良尤其包括重叠平滑化及/或解块过滤操作之解压缩操作存在显著的需求。对熟习该项技术者而言，在参考下述图式及详细说明阅读本说明书后，习知系统之进一步限制及缺点会变得显而易见。
发明内容
藉由使用结合软件及硬件以执行视频解压缩，提供弹性(flexible)解压缩系统可适于快速且有效处理多种不同视频压缩方法。弹性解压缩系统包括执行前端解压缩步骤之处理器，及执行后端解压缩步骤之视频加速器。为了降低对视频帧数据执行重叠平滑化及环路内解块过滤操作之视频加速器中之存储器频宽需求，环路内过滤器耦合至暂存存储器(scratch pad)或储存器装置其加速以宏块为基础之方式实行重叠平滑化及环路内解块的分段(piecewise)处理。使用暂存存储器以宏块为基础之方式执行过滤操作之分段处理与以帧为基础之方法相比为更有效率。由于暂存存储器之尺寸和帧之宽度相关，因此芯片上存储器(on-chip memory)的数量降低。例如，暂存存储器的尺寸可够大以保持不会多过来自视频数据之帧之部分过滤块之一行(row)。
根据本发明之一个或多个实施例，提供了视频处理系统、装置及方法，藉此处理器及视频译码电路译码已用块变换处理成多个宏块视频数据。与译码操作相关连，设在一个或多个集成电路上之环路内过滤器及暂存存储器，用来藉由平滑化及解块在第一宏图块之选择`之像素数据而执行分段处理，以产生一个或多个完成块及一个或多个部分过滤块，其中至少一个部分过滤块包含储存于暂存存储器中之控制数据和像素数据。结果，任何邻接先前处理之宏块之块可完全过滤用于重叠平滑化及解块，且接着在第一过滤操作期间输出为完成块，同时邻接后续处理之宏块之块可部分过滤用于重叠平滑化及解块且接着以部分过滤块储存在暂存存储器中。由环路内过滤器使用暂存存储器以提供用于平滑化及解块在第一宏块中之像素数据之部分过滤块，其中该取得之部分过滤块为先前在处理先前宏块期间产生。藉由依序处理在视频帧之宏块的每一行以一次重叠平滑化及解块一个宏块，该环路内过滤器及暂存存储器可用来依序地以流水线方式(pipelined fahion)对多个宏块执行平滑化及解块。
本发明之目的、优点及其它新颖特征在熟习该项技术者阅读下列详细说明并阅读所附申请专利范围和图式之后，会变为容易理解。
附图说明
图1为方块图，代表用于解压缩视频信息之系统；
图2为方块图，代表依据本发明建构之例示视频解压缩系统；
图3为根据本发明之选择之实施例，绘示环路内过滤处理之简单图标，其使用暂存存储器以在硬件中有效处理重叠平滑化及环路内解块；
图4绘示用于降低在译码帧中之块效应(blockiness)之例示技术，系在视频编码器或译码器中使用平滑化及解块过滤器；
图5A至5K显示如何可使用分段处理对亮度块执行平滑化及解块过程；以及
图6A至6F显示如何可使用分段处理对色度块执行平滑化及解块过程。
具体实施方式
以下说明本发明之实施范例，应了解可不需要这些特定详细说明而实施本发明，且在此之叙述对本发明可有多种特定履行方式决定以达到设计者之特定目标，例如符合系统相关或商业相关限制，而其可从一种履行方式到其它方式而有变化。此等发展努力也许复杂或耗费时间，然而对熟习该项技术者而言乃为例行工作，仍能从本发明获得效益。例如，选择之态样系以方块图形式显示，而非详细显示，以避免模糊了本发明。该等叙述和表现可由熟习该项技术者使用，且传递其工作之主旨至其它熟习该项技术者。本发明现在参考图式详细说明如后。
参考图2，提供根据本发明之代表例示视频解压缩系统100之方块图。如绘示者，视频解压缩系统100可使用于任何视频播放装置，如桌上型或膝上型计算机、无线或移动装置、个人数字助理、行动或蜂巢式电话及其它任何包括视频成像特征之视频播放装置。如图2所示，视频解压缩系统100使用作为主机或应用处理单元，该单元包括总线95耦合至一个或多个处理器或处理单元50及视频或媒体加速硬件单元101。此外，视频解压缩系统100包括主存储器系统，该主存储器系统包括大型DDR SDRAM62、64，其经由DDR控制器60存取。此外或可变换地，影像解压缩系统100包括一个或多个存储器(如IDE72、闪存单元74、ROM76等)为经由静态存储器控制器70存取。DDRSDRAM或其它存储器之两者或其一可整合至或外接至视频解压缩系统100。当然，其它外围及显示器装置(82、84、86、92)可经由个别控制器80、90存取。为了清楚及容易明了，并没详细描述所有制造视频译码系统100之组件。该等细节为熟悉该项技术者所知悉，且根据特定计算机供货商及处理器类型而有所不同。再者，根据实施需求，视频解压缩系统100可包括其它总线、装置、及/或子系统。例如视频解压缩系统100可包括快取存储器、调制解调器、平行或串接接口、SCSI接口、网络适配卡等。在描述实施例中，CPU50执行储存于闪存74及/或SDRAM62、64之软件。
在绘示于图2中之视频解压缩系统100，当媒体加速硬件单元101对译码数据执行反向量化104、反向转换106、动作补偿108、环路内过滤110、颜色空间转换112、改变尺寸(scaling)114及过滤116时，CPU50如指示为在VLD块52执行起始可变长度译码功能。所得译码数据在显示在显示器92之前可暂时储存在输出缓冲器118及/或帧缓冲器(未图标)。藉由分配译码处理功能在处理器50与媒体加速硬件101之间，前端译码步骤(例如可变长度译码)可在软件执行，以容纳不同的压缩方法(例如MPEG-1、MPEG-2、MPEG-3、MPEG-4、MPEG-7、MPEG-21、WMV9等)。经由前端产生之译码数据提供至媒体加速硬件101其进一步译码以宏图块为基础之于宏图块上之译码数据以提供像素值至输出缓冲器118或帧缓冲器直到帧完成为止。
操作中，视频解压缩系统100从视频讯号源如CD ROM、DVD或其它储存装置接收解压缩视频讯号。压缩视频讯号提供为压缩视频讯号之比特流至处理器50，该处理器执行指令以译码压缩讯号之可变长度编码部分，以提供可变长度译码数据(VLD数据)讯号。一旦使用软件辅助执行可变长度译码后，即直接或使用数据压缩技术，更详尽说明于美国专利申请第11/042,365号(标题为“输入数据之轻量压缩(Lightweight Compression of Input Data)”)，将该VLD数据(其包括标头(header)、矩阵加权、动作向量、转换残余系数及偶数差分动作向量(evendifferential motion vector))传递至媒体加速硬件单元101。在媒体加速硬件单元101，一旦接收到VLD数据，数据即提供至反向锯齿状扫描及量化器电路104，该电路104译码VLD数据讯号以提供锯齿状扫描译码讯号。反向锯齿状扫描及量化补偿系基于下列事实：当压缩之视频讯号以锯齿状扫描束长度编码(Zig-Zag run-length code)方式压缩时，该锯齿状扫描译码讯号系提供至反向DCT电路106作为序列块之信息。因此，此锯齿状扫描译码讯号提供了按照在显示器92上进行光栅扫描(raster scanning)所需顺序之块。此锯齿状译码讯号然后提供于以块接着块方式于锯齿状译码视频讯号施行反向离散余弦转换之反向转换电路106(例如，IDCT或反向整数转换)，以提供静态解压缩像素值或解压缩错误项目。静态解压缩像素值经由行动补偿单元108以块接着块方式处理，该行动补偿单元108提供帧内、预测的及双向(bidirectional)行动补偿，包括支持一个、两个及四个行动向量(16x16、16x8及8x8块)。根据WMV9压缩标准，藉由使用暂存存储器111储存部分完成的宏块过滤数据，如下列更详细描述者，环路内过滤器10执行重叠平滑化及/或解块以降低或消除块化赝像。颜色空间转换器112转换一个或多个输入数据格式(例如YCbCr4:2:0)为一个或多个输出格式(如RGB)，结果在过滤器116过滤及/或调整大小。
如在此所揭示的，平滑化及解块环路内过滤器110在第一次处理时藉由部分过滤或处理每一行的宏块以移除邻近块间的边界不连续，接着在处理下一行宏块时完成部分处理块的处理。以此技术，小型暂存存储器111可有效地用于将部分处理之块储存在暂存存储器中，相反于发生在传统解块处理，其使用大型存储器储存整个帧影像来过滤。在以行接续行方式完成每一块的重叠平滑化及解块处理后，完成块可从过滤器110在传输至CSC112之前先输出至FIFO缓冲器(未图标)。
图3绘示根据本发明之选择性实施例，简化例示宏块为基础之环路内过滤处理，其使用暂存存储器以有效处理重叠平滑化及解块。在过滤处理中，环路内过滤器的每一次通过处理(pass)系经由一行宏块产生完全完成块(已完全过滤为平滑化及解块之块)及部分完成块(储存在暂存存储器以后续使用于下一行宏块之平滑化及解块)。如绘示，每个单一宏块(例如，宏块4或“mb4”包括四个亮度块mb4y0、mb4y1、mb4y2及mb4y3)在环路内过滤流程经过下列顺序之处理：
(i)完全完成平滑化及解块之8x8块(如块mb4y0、mb4y1)邻接先前宏块(如宏块1)及部分完成平滑化及解块之8x8块(如块mb4y2、mb4y3)邻接下一个宏块(如宏块7)；
(ii)输出完全完成之8x8块(如块mb4y0、mb4y1)及储存部分完成之8x8块(如块mb4y2、mb4y3)在暂存存储器；
(iii)当下一个宏块(如宏块7)处理时，从暂存存储器提取部分完成之8x8块(如块mb4y2、mb4y3)，并完成提取之8x8块(如块mb4y2、mb4y3)的处理；以及
(iv)输出完成之8x8块(如块mb4y2、mb4y3)及下一个区集块所完成的8x8块(如块mb7y0、mb7y1)。
虽然实施之详细情形可根据应用而改变，然而图3绘示了例示的实施例，其中影像帧150由环路内过滤器110处理，该影像帧150由宏块(如宏块mb0、mb1、mb2、mb3、mb4、mb5、mb6、mb7、mb8等)构成且以复数行(如第一行151由mb0、mb1及mb2构成)配置。如图3之3A部分所示，环路内过滤器110已完成第一次处理(first pass)宏块的第一行151。由于对第一行151的该第一次处理，已对上块(mb0y0、mb0y1、mb1y0、mb1y1、mb2y0及mb2y1)完全经重叠平滑化及解块处理(如由交叉影线(cross-hatching)所示)，而下块(mb0y2、mb0y3、mb1y2、mb1y3、mb2y2及mb2y3)为只有部分经重叠平滑化及解块处理。为了在对宏块之下一次处理期间完成该第一行151之该等部分处理的块，系将该第一行151之该等部分处理的块储存于暂存存储器111中(如点图样所指示者)。
如其它绘示于图3之3A部分，环路内过滤器110已开始处理宏块的第二行152，其会完成第一行151的部分处理块。结果，mb0y2、mb3y0块已完全经平滑化及解块处理，且mb3y2块只有部分处理(且储存于暂存存储器)。如在图3之3A部分被过滤器110处理的各块(如覆以斜线所指示之已过滤块154)，mb0y3、mb3y1及mb3y3块已被部分经平滑化及解块处理(且留置于过滤器110)，mb1y2块为部分完成块且自暂存存储器提取，而剩余块(mb4y0及mb4y2)得自目前块(例如宏块4)。当环路内过滤器110处理过滤块154时，平滑化及解块在一个或多个部分处理块(如mb0y3及mb3y1)完成，而剩余块(mb1y2、mb4y0、mb4y2及mb3y3)为只有部分完成。
在处理已过滤块154后，环路内过滤器110移至新数据。此以图3之3B部分绘示帧155，其显示过滤器110取得过滤块156系经由输出任何完成块(如mb0y3、mb3y1)，经由储存一个或多个部分完成块(如mb3y3)在暂存存储器，经由移动剩余部分完成块(如mb1y2、mb4y0及mb4y2)于过滤器中一个块位置，经由从先前宏块之行提取部分完成块(如mb1y3)，及从目前宏块加载新块(如mb4y1、mb4y3)。当环路内过滤器110处理已过滤之块156时，在一个或多个部分处理块(如mb1y2、mb4y0)完成平滑化及解块，而剩余块(mb1y3、mb4y1、mb4y3及mb4y2)仅为部分完成。
在处理已过滤块156之后，环路内过滤器110再度移至新数据如图3之3C部分所绘示之帧157。特别是过滤器110取得过滤块158系经由输出任何完成块(如mb1y2、mb4y0)，经由储存一个或多个部分完成块(如mb4y2)在暂存存储器，经由移动剩余部分完成块(如mb1y3、mb4y1及mb4y3)于过滤器中一个块位置，经由从先前宏块之行提取部分完成块(如mb2y2)，及从目前宏块加载新块(如mb5y0、mb5y2)。当环路内过滤器110处理已过滤块158时，在一个或多个部分处理块(如mb1y3、mb4y1)完成平滑化及解块，而剩余块(mb2y2、mb5y0、mb5y2及mb4y3)仅为部分完成。此时，宏块4中之上块(mb4y0、mb4y1)已完全经重叠平滑化及解块完成，但下块(mb4y2、mb4y3)为只有部分完成。经由储存该部分储存之下块于暂存存储器，过滤器操作可在过滤器110处理下一行宏块时完成。
本发明之选择性实施例的其它细节显示于图4中，其显示技术200在视频编码器或译码器使用平滑化及解块过滤器用于降低在译码帧之块效应(块瑕疪；blockiness)。将了解到，绘示技术可用于处理亮度或色度块，虽然在每一帧的周缘会有特别角落情况，熟习该项技术者会依照需要调整而应用本发明。然而，为了简化之故，本发明的揭示主要将重点放在环路内过滤步骤，其施行于每一帧之宏块内部。
参考图4，一旦视频编码器/译码器产生用于帧之至少第一宏块(201)，则环路内过滤器处理宏块的上方行，一次一个宏块以过滤每一块与其邻近块的边界。如可了解的，因为没有在帧周围执行平滑化或解块，因此没有在帧外之部分完成块使用在过滤处理中。然而，当过滤宏块的第一行时，暂存存储器以部分完成块填满。从第一宏块开始(201)，编码器/译码器加载所需块及从暂存存储器提取来自上方的任何部分完成邻近块(除了宏块之第一行外)。宏块包括四个亮度块(y0、y1、y2、y3)及两个色度块(Cb、Cr)，块以下述顺序进入编码器/译码器硬件：y0、y1、y2、y3、Cb、Cr。
接着，视频编码器/译码器过滤加载过滤器之块与邻接块或次块的预定边界(步骤210)。在选择之实施例中，可使用分段处理技术以在过滤器中部分处理每一块。例如，在以亮度或色度计划译码8x8块之后，所有或部分的左及/或右(垂直)边缘施以平滑化过滤处理(步骤211)。除此之外或可选择地，所有或部分之块之上及/或下(水平)边缘施以平滑化过滤处理(步骤212)。除了重叠平滑化外，解块过滤处理可施于所有或部分8x8块之选择之水平边界线(步骤213)，及/或所有或部分8x4次块之选择之水平边界线(步骤214)。除此之外或可选择地解块过滤处理于所有或部分8x8块之选择之垂直边界线(步骤215)，及/或所有或部分4x8次块之选择之垂直边界线(步骤216)。
一旦过滤器中之块已分段处理，则所得结果储存或移至过滤器中以进行其它处理。特别地，为了让过滤器处理新数据，任何在过滤器中完成块从过滤器输出(步骤217)。此外，不会与新块一起处理之任何部分完成块储存于暂存存储器(步骤219)以后续使用并与下一宏块行另外处理，除非宏块之最后一行已被处理(判定步骤218为否定结果)，在此情况暂存存储器储存步骤(219)可予略过。
经由储存选择之块(步骤217、219)在过滤器内制造出空间，过滤器因此现在可以处理新数据。特别地，如果在帧中有额外的块(判定步骤220为肯定结果)，则过滤器中剩余之部分过滤块移至左方(步骤222)。对于在顶部行下方之行(判定步骤224为否定结果)，过滤器内可用空间由从暂存存储器提取之下一个部分完成块填满(步骤226)，及过滤器中任何剩余空间由新块填满(步骤228)。一旦过滤器加载新数据，则块过滤处理(步骤210)重复于新一组过滤块。藉由重复此序列操作，帧中每一宏块依序过滤以从暂存存储器提取部分完成块，该部分完成块由先前宏块之行处理时产生，且储存部分过滤块在暂存存储器以为后续在处理宏块之下一行时使用。另一方面，若没有将要过滤的剩余块(判定步骤222为否定结果)，则完成了目前帧的平滑化及解块处理。此时，提取下一帧(步骤230)，并从新帧的第一宏块开始重复过滤处理。
参考图5A至5K，本发明之例示实施例绘示如何以WMV9平滑化及解块过程可以用分段处理技术施行于宏块4(或“mb4”)中之亮度块。该过滤处理的起始步骤绘示于图5A，其中过滤器320已加载部分已平滑化(见，如椭圆形指示322)及解块(见，如线指示323)处理之块(例如mb0y3、mb3y1、mb3y3)。
过滤器320接着以其它块填满，如图5B所示。特别是部分完成块(如mb1y2)从暂存存储器提取且加载过滤器。此外，从目前宏块(如mb4)之选择块(如mb4y0、mb4y2)加载编码器/译码器，虽然宏块加载序列(例如mb4y0、mb4y1、mb4y2、mb4y3)要求于此时至少其中一个块将要被加载但不移入过滤器320，如321所指示。
一旦过滤块被加载，则过滤器320实行分段重叠平滑化，如图5C所示。特别情况是，垂直重叠平滑化(V)执行在选择之内部垂直边缘301、302。接着，水平重叠平滑化(H)执行在选择之内部水平边缘(如303、304、305、306)。
在过滤块已部分平滑化后，过滤器320执行分段解块，如图5D所示。第一，执行水平环路内解块(HD)在选择之8x8块边界(如307、308、309、310)，接着在选择之次块边界执行水平环路内解块(HDH)(如311、312、313、314)。接着，过滤器在选择之8x8块边界(如315、316)执行垂直环路内解块(VD)，接着在选择之次块边界执行垂直环路内解块(VDH)(如317、318)。
在上述每一平滑化及解块步骤中，边界片段(boundary piece)被过滤的顺序并不重要，因为边界片段之间并无相依性。除了图5C及5D中所绘示之分段处理之特定顺序外，其它顺序及/或过滤步骤亦可根据本发明施行。例如，不同顺序之边界边缘片段可予过滤。此外，可有多于一种类型之平滑化或解块模式可实施，且过滤操作可影响在边界的每一边上多至三个或更多个像素，依据过滤方法而定。例如MPEG-4标准使用两种解块模式，于一个模式中施以短过滤器于块边缘的任一边之一个像素，以及于第二模式中施以长过滤器于块边缘的任一边之两个像素。于其它施行方式中，可调适过滤器定义、不同过滤器数目及/或适用过滤器情形，以符合特定需求。
一旦平滑化及解块过滤操作结束，储存且移动经处理之过滤块，如图5E所示。特别地，任何完成之块(如mb0y3、mb3y1)然后可予输出，由于它们已完成。此外，一个或多个部分完成块(如mb3y3)可移至暂存存储器以在当处理下方邻近宏块(见，如图3中相关mb3y3之宏块6)时之后续使用。然后可将过滤器中任何剩余部分完成块(如mb1y2、mb4y0、mb4y2)在该过滤器中移动以让出空间给新数据。输出的结果、储存及移动步骤系如图5F所示。
过滤器320现在可用新数据块填满，如图5G所示。特别地，部分完成块(如mb1y3)系自暂存存储器提取且加载过滤器。此外，自目前宏块(如mb4)之剩余块(如mb4y1、mb4y3)加载过滤器320。
一旦加载过滤块，过滤器320执行分段重叠平滑化，如图5H所示。此外，垂直重叠平滑化(V1、V2)在所选择内部垂直边缘执行。接着，水平重叠平滑化(H1、H2、H3、H4)在所选择内部水平边缘执行。
在过滤块部分平滑化后，过滤器320执行分段解块，如图5I所示。首先，水平环路内解块(HD1、HD2、HD3、HD4)执行于选择之8x8块边界上，接着在选择之次块边界(HDH1、HDH2、HDH3、HDH4)执行水平环路内解块。下一步，滤波器于选择之8x8块边界上执行垂直环路内解块(VD1、VD2)，接着在选择之次块边界执行垂直环路内解块(VDH1、VDH2)。
一旦平滑化及解块过滤操作结束，经处理之过滤块储存且移动，如图5J所示。特别地，可输出任何完成之过滤块(如mb1y2、mb4y0)，由于它们已完成。此外，一个或多个部分完成块(如mb4y2)可移至暂存存储器以在当处理下方邻接宏块时之后续使用。然后可将该过滤器中任何剩余之部分完成块(如mb1y3、mb4y1、mb4y4)在该过滤器中移动以让出空间给新数据。输出的结果、储存及移动步骤系如图5K所示，其正对应于图5A所绘示之初始过滤器状态。结果，图5A至5K绘示之序列步骤可重复持续过滤该等过滤块，包括下一个宏块(如宏块5或mb5)。
参考图6A至6F，绘示本发明之例示实施例，显示如何以WMV9平滑化及解块流程可以分段处理技术施行于宏块中之Cb或Cr块。由于Cb与Cr宏块相类似，故实施例以参考确认指示卷标为Cb(x，y)之目前Cb宏块而提供。过滤处理的起始点绘示于图6A，其中过滤器420已加载已经重叠平滑化(如椭圆形指示422)及解块(见，如线指示423)之部分处理之块(如Cb(x-1，y-1)和Cb(x-1，y))。
过滤器420接着以其它块填满，如图6B所示。特别是部分完成块(如Cb(x，y-1))从暂存存储器提取且加载过滤器。此外，来自目前宏块之块(如Cb(x，y))加载过滤器420。一旦加载过滤器块，过滤器420实行分段重叠平滑化，如图6C所示。特别地，垂直重叠平滑化(V)执行在选择之内部垂直边缘。接着，水平重叠平滑化(H1、H2)执行在选择之内部水平边缘。
在过滤块已部分平滑化之后，过滤器420执行分段解块，如图6D所示。首先，在选择之8x8块边界执行水平环路内解块(HD1、HD2)，接着在选择之次块边界执行水平环路内解块(HDH1、HDH2)。接着，过滤器在选择之8x8块边界执行垂直环路内解块(VD)，接着在选择之次块边界执行垂直环路内解块(VDH)。
一旦平滑化及解块过滤操作结束，则经处理之过滤块予以储存且移动，如图6E所示。特别地，可输出完成之过滤块(如Cb(x-1，y-1))，由于其已完成。此外，部分完成块(如Cb(x-1，y))可移至暂存存储器以在当处理下方邻接宏块时之后续使用。然后可将该过滤器中任何剩余之部分完成块(如Cb(x，y-1)、Cb(x，y))在该过滤器中移动以让出空间给新数据。输出的结果储存及移动步骤系如图6F所示，其正对应于图6A所绘示之初始过滤器状态。结果，图6A至6F绘示之序列步骤可以重复以过滤下一个宏块。
从前述可知，藉由提供小型暂存存储器在硬件译码器单元中，环路内过滤器可暂时储存来自现用宏块(标示为MB(x，y))之亮度及色度块的任何部分完成过滤结果在暂存存储器中。储存之过滤结果可接着用于处理下一行之邻接宏块之诸块。特别地，当过滤器处理紧邻下方之宏块，即MB(x，y+1)时，对于MB(x，y)之储存数据自暂存存储器提取且用于处理MB(x，y+1)。
虽然储存于暂存存储器中之部分完成过路结果应该包括至少8x8像素数据，但是在选择之实施例中，暂存存储器亦储存控制数据以判定块是否需要边界过滤。例如，控制数据可包括在目前宏块中之对六个块之每一个块的一组标头，包括1mv或4mv之选择码、块地址、帧中块位置、mb模式、转换大小、系数(0或非0)及动作向量(两个用于向前之x及y方向，及两个用于向后之x及y方向)。数据可以允许有效使用丛发大小(burst size)的方式封装(pack)。
因为暂存存储器的小尺寸，因此存储器可和视频加速器设在同一芯片上，虽然对于一般帧尺寸，暂存存储器可位于不同芯片上，如DDR存储器或其它外部存储器。然而，藉由让暂存存储器位于视频加速硬件单元101上，而得到增进存储器存取性能。藉由最小化暂存存储器的尺寸，相较于包括大型存储器缓冲器用于储存整个帧数据块者，媒体加速硬件单元的制造成本降低。例如，用于储存部分完成过滤结果之暂存存储器，包括控制数据及像素数据，可计算如下：
暂存存储器之尺寸＝(576字节)x(帧水平方向宏块之数目)。
如前所述，当帧尺寸在垂直方向较大时，暂存存储器的尺寸相对较小。换句话说，暂存存储器的尺寸相依于水平方向之帧尺寸。可了解在此描述之分段处理技术可有利地用于保持整个帧之大存储器，此时只要在将整个帧译码前，先开始对第一宏块过滤，即可改善过滤作业的速度。然而，使用暂存存储器提供成本及速度优点，而使用大型存储器以储存整个帧为高成本且增加存取耗用时间。使用暂存存储器亦非常符合在过滤算法中之流水线方式处理。
上述之特定实施例仅为描述性且不用于限制本发明，本发明可以不同但均等方式修饰及实施，且熟习该项技术者可了解此技术之优点。因此，前面叙述并非用于限制本发明于特定形式，相反地，其系用于涵盖可包括于本发明精神与范围之该些变化、修饰及均等物，如所附权利要求书所定义，因此熟习该项技术者应了解他们可进行多种变化、取代及替换而不超过本发明最广泛形式之精神与范围。

Claims (10)

1.一种对以块变换处理成多个宏块的视频数据译码的方法，包括：
重叠平滑化及解块在第一宏块中选择的像素数据，以产生至少一个第一部分过滤块及至少一个第一完成块；以及
将该第一部分过滤块储存于暂存存储器中，以用于重叠平滑化及解块在第二宏块中选择的像素数据。
2.如权利要求1所述的方法，还包括从该暂存存储器提取第二部分过滤块以用于该平滑化及解块步骤，该第二部分过滤块先前已在处理先前宏块期间产生。
3.如权利要求1所述的方法，其中，由环路内过滤器执行该平滑化及解块步骤。
4.如权利要求3所述的方法，其中，该环路内过滤器依序处理在视频帧中的宏块的每一行，以一次重叠平滑化及解块一个宏块。
5.如权利要求3所述的方法，其中，该环路内过滤器以流水线方式依序对多个宏块执行平滑化及解块。
6.如权利要求1所述的方法，包括：
平滑化及解块在宏块的第一行中选择的像素数据，以产生多个部分过滤块；以及
将该多个部分过滤块储存在该暂存存储器中。
7.如权利要求6所述的方法，还包括：
当平滑化及解块在宏块的第二行中选择的像素数据时，从该暂存存储器取回第一部分过滤块；以及
平滑化及解块在该第一部分过滤块中选择的像素数据，以完成对该第一部分过滤块的平滑化及解块处理，由此产生完成块。
8.如权利要求1所述的方法，其中，该平滑化及解块步骤包括在每一宏块内的至少第一块上分段重叠平滑化及解块，以便该第一块在第一过滤操作中被部分处理、储存在该暂存存储器中以及后续在第二过滤操作中完成处理。
9.一种在视频处理系统中用于从压缩的视频数据流译码视频信息的装置，该装置包括：
部分译码该压缩的视频数据流的处理器，以产生部分译码视频数据；以及
译码该部分译码视频数据的视频译码电路，以产生视频帧，该视频译码电路包括暂存存储器及环路内过滤器，用以依序对该视频帧中多个宏块执行重叠平滑化及环路内解块的分段处理。
10.如权利要求9所述的装置，其中，该暂存存储器储存来自宏块的第一行的部分过滤块，使得每一个部分过滤块可由该环路内过滤器在重叠平滑化及解块宏块的第二行期间被提取。
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