CN102868881B - 视频编码系统和方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种视频编码系统和方法。该视频编码系统包括控制单元、序列参数集编码单元、图像参数集编码单元、以及条带编码单元。其中，控制单元被配置为从外部获取编码参数，并根据所获取的编码参数的参数类型启动序列参数集编码单元、图像参数集编码单元、以及条带编码单元中相应的一个编码单元对所获取的编码参数进行编码；序列参数集编码单元被配置为对控制单元从外部获取的序列参数集数据单元进行编码；图像参数集编码单元被配置为对控制单元从外部获取的图像参数集数据单元进行编码；以及条带编码单元被配置为对控制单元从外部获取的条带数据单元进行编码。

Description

视频编码系统和方法

技术领域

本发明涉及图像处理领域，更具体地涉及一种视频编码系统和方法。

背景技术

符合视频编解码标准H.264的视频码流是按照网络抽象层(NAL)单元组织的。基本的NAL单元包括序列参数集(sequence parameter set，SPS)NAL单元、图像参数集(picture parameter set，PPS)NAL单元、以及条带(slice)NAL单元。这三种NAL单元在视频码流中的数量和顺序是不固定的。一般而言，为了控制简单，硬件编码器被配置为产生具有固定结构的视频码流而不能产生具有用户灵活配置的结构的视频码流。图1示出了具有固定结构的视频码流的示例性结构的示意图。

图2示出了具有用户灵活配置的结构的视频码流的示例性结构的示意图。为了生成如图2所示的具有用户灵活配置的结构的视频码流，需要在外部主控单元与硬件编码器之间进行如图3所示的大量交互操作。虽然通过外部主控单元与硬件编码器的协同工作可以产生具有灵活的、完全由用户配置的结构的视频码流，但是所需要的硬件编码器与外部主控单元之间的交互过程较多，外部主控单元负担较重，编码效率较低。

发明内容

鉴于以上所述的一个或多个问题，本发明提供了一种新颖的视频编码系统和方法。

根据本发明实施例的视频编码系统，包括控制单元、序列参数集编码单元、图像参数集编码单元、以及条带编码单元。其中，控制单元被配置为从外部获取编码参数，并根据所获取的编码参数的参数类型启动序列参数集编码单元、图像参数集编码单元、以及条带编码单元中相应的一个编码单元对所获取的编码参数进行编码；序列参数集编码单元被配置为对控制单元从外部获取的序列参数集数据单元进行编码；图像参数集编码单元被配置为对控制单元从外部获取的图像参数集数据单元进行编码；以及条带编码单元被配置为对控制单元从外部获取的条带数据单元进行编码。

根据本发明实施例的视频编码方法，用于包括控制单元、序列参数集编码单元、图像参数集编码单元、以及条带编码单元的视频编码系统，并且包括：控制单元从外部获取编码参数，并根据所获取的编码参数的参数类型启动序列参数集编码单元、图像参数集编码单元、以及条带编码单元中相应的一个编码单元；由控制单元启动的相应的一个编码单元对控制单元所获取的编码参数进行编码，并在完成编码后向控制单元发送指示编码结束的结束信号。

根据本发明实施例的视频编码系统和方法可以通过与外部主控单元的极少交互来生产具有用户灵活配置的结构的视频码流，并且一方面减轻了外部主控单元的负担，另一方面提高了编码的效率。

附图说明

从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：

图1示出了具有固定结构的视频码流的示例性结构示意图；

图2示出了具有用户灵活配置的结构的视频码流的示例性结构的示意图；

图3示出了外部主控单元与硬件编码器之间协同工作产生具有灵活的完全由用户配置的结构的视频码流的过程的示意图；

图4示出了根据本发明实施例的视频编码系统的逻辑框图及其与外界的交互过程的示意图；

图5示出了根据本发明实施例的视频编码方法的流程图；

图6示出了图4和图5所示的系统和方法在视频编码过程中所使用的链表的示意图；以及

图7示出了根据本发明实施例的视频编码系统通过与外部主控单元的交互来实现视频编码的过程的示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明各个方面的特征和示例性实施例。下面的描述涵盖了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明更清楚的理解。本发明绝不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了相关元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。

鉴于以上所述的问题，本发明提供了一种新颖的视频编码系统和方法。图4示出了根据本发明实施例的视频编码系统的逻辑框图及其与外界的交互过程的示意图。图5示出了根据本发明实施例的视频编码方法的流程图。下面结合图4和图5，详细说明根据本发明实施例的视频编码系统和方法。

如图4所示，根据本发明实施例的视频编码系统包括控制单元402、SPS NAL单元编码模块404、PPS NAL单元编码模块406、以及条带NAL单元编码模块408。其中，编码模块404至408可以单独启动，并可以在完成编码后发送结束信号给控制单元402。在根据本发明实施例的视频编码系统中，控制单元402从外部获取编码参数，并根据编码参数的参数类型启动编码模块404至408中相应的一个编码模块(即，执行步骤S502)；然后，编码模块404至408中被启动的一个编码模块对控制单元402从外部获取的编码参数进行编码(即，执行步骤S504)。具体地，编码参数的参数类型指示编码参数是SPS NAL单元、PPS NAL单元、以及条带NAL单元中的哪一种参数单元。

具体地，如图4所示，控制单元402在从外部获取到编码参数后，根据编码参数的参数类型向编码模块404至408中相应的一个编码模块(为了方便，这里将被启动的一个编码模块记为编码模块A)发送启动信号，同时利用编码参数对控制单元402中的参数寄存器赋值。然后，接收到启动信号的编码模块A从参数寄存器获取编码参数，并对所获取的编码参数进行编码。在完成对所获取的编码参数的编码后，编码模块A向控制单元402发送结束信号。

为了加快编码速度，控制单元402可以在编码模块A对控制单元402从外部获取的编码参数进行编码的同时，从外部获取下一组编码参数并利用该下一组编码参数对控制单元402中的备用寄存器进行赋值。接收到来自编码单元A的结束信号后，控制单元402可以根据该下一组编码参数的参数类型启动编码模块404至408中相应的一个编码模块。

另外，如图4所示，根据本发明实施例的视频编码系统由片外主控单元启动，并且在完成需要编码的图像序列的编码之后向片外主控单元发送指示编码完成的信号。在具体实现对图像序列的编码过程中，根据本发明实施例的视频编码系统不需要与片外主控单元频繁交互，而只需在被启动时和完成编码时与片外主控单元交互，并且在被启动后完成编码之前仅需从片外存储器获取编码参数即可，其余处理均在视频编码系统内部完成。

在根据本发明的一个实施例中，片外主控单元可以将所有需要编码的参数单元以链表(链表的每个节点代表一组参数，即代表SPS、PPS或条带NAL单元)的形式存储到片外存储器中，然后将链表的头指针(即，链表的第一个节点的地址)通知给视频编码系统，并启动视频编码系统。图6示出了上述视频编码系统和方法在视频编码过程中可以使用的链表的示意图。如图6所示，链表中的每个节点包括以下信息：该节点包含的编码参数的参数类型、具体的编码参数、以及下一个节点的地址。

视频编码系统接收到来自片外主控单元的启动信号后，根据头指针取出第一个节点中包含的编码参数，根据所取出的编码参数的参数类型给参数寄存器赋值，然后启动相应的编码模块。在编码模块工作的同时，视频编码系统(其中的控制单元)可以根据当前节点包含的下一个节点的地址，将下一个节点中的编码参数取出待用。待编码模块结束当前编码并发送结束信号给控制单元后，控制单元根据所取出的下一个节点中的编码参数的参数类型启动下一个相应的编码模块，进行下一个编码操作。如此往复，直到节点中包含的下一个节点的地址为0，表示当前节点是链表的最后一个节点为止。待完成对于最后一个节点中的编码参数的编码后，视频编码系统(其中的控制单元)发送结束信号给片外主控单元。

在图6所示的链表中，每个节点代表一种NAL单元，链表个数和节点中包含的NAL单元的类型完全由用户配置，可以生成如图2所示的可配置的灵活的码流结构。图7示出了根据本发明实施例的视频编码系统通过与外部主控单元的交互来实现对需要编码的图像序列的编码的过程的示意图。从图7可以看出，外部主控单元和根据本发明实施例的视频编码系统的交互极少，从而一方面减轻了外部主控单元的负担，另一方面也提高了编码的效率。

以上已经参考本发明的具体实施例来描述了本发明，但是本领域技术人员均了解，可以对这些具体实施例进行各种修改、组合和变更，而不会脱离由所附权利要求或其等同物限定的本发明的精神和范围。

根据需要可以用硬件或软件来执行步骤。注意，在不脱离本发明范围的前提下，可向本说明书中给出的流程图添加步骤、从中去除步骤或修改其中的步骤。一般来说，流程图只是用来指示用于实现功能的基本操作的一种可能的序列。

本发明的实施例可利用编程的通用数字计算机、利用专用集成电路、可编程逻辑器件、现场可编程门阵列、光的、化学的、生物的、量子的或纳米工程的系统、组件和机构来实现。一般来说，本发明的功能可由本领域已知的任何手段来实现。可以使用分布式或联网系统、组件和电路。数据的通信或传送可以是有线的、无线的或者通过任何其他手段。

还将意识到，根据特定应用的需要，附图中示出的要素中的一个或多个可以按更分离或更集成的方式来实现，或者甚至在某些情况下被去除或被停用。实现可存储在机器可读介质中的程序或代码以允许计算机执行上述任何方法，也在本发明的精神和范围之内。

此外，附图中的任何信号箭头应当被认为仅是示例性的，而不是限制性的，除非另有具体指示。当术语被预见为使分离或组合的能力不清楚时，组件或者步骤的组合也将被认为是已经记载了。

Claims (9)

1.一种视频编码系统，包括控制单元、序列参数集编码单元、图像参数集编码单元、以及条带编码单元，其中：

所述控制单元被配置为从外部获取编码参数，并根据指示所述编码参数是所述序列参数集编码单元、所述图像参数集编码单元、以及所述条带编码单元中的哪一种参数单元的所述编码参数的参数类型，启动所述序列参数集编码单元、所述图像参数集编码单元、以及所述条带编码单元中相应的一个编码单元对所述编码参数进行编码；

所述序列参数集编码单元被配置为对所述控制单元从外部获取的序列参数集数据单元进行编码；

所述图像参数集编码单元被配置为对所述控制单元从外部获取的图像参数集数据单元进行编码；以及

所述条带编码单元被配置为对所述控制单元从外部获取的条带数据单元进行编码。

2.根据权利要求1所述的视频编码系统，其特征在于，所述视频编码系统从外部获取以链表形式存储的一系列编码参数，其中所述链表中的任意一个节点包括以下信息：所述节点包含的编码参数的参数类型、所述节点包含的编码参数、以及下一个节点的地址。

3.根据权利要求1所述的视频编码系统，其特征在于，所述视频编码系统在从片外主控单元接收到启动指示信号时启动，并且在完成需要编码的所有编码参数的编码后向所述片外主控单元发送编码完成指示信号。

4.根据权利要求1所述的视频编码系统，其特征在于，所述控制单元通过向所述相应的一个编码单元发送启动信号来启动所述相应的一个编码单元，并且所述相应的一个编码单元在完成对于所述编码参数的编码处理之后向所述控制单元发送结束信号。

5.根据权利要求2所述的视频编码系统，所述控制单元在所述相应的一个编码单元对所述编码参数进行编码的同时，从外部获取下一个节点所包含的信息。

6.一种视频编码方法，该视频编码方法用于包括控制单元、序列参数集编码单元、图像参数集编码单元、以及条带编码单元的视频编码系统，并且包括：

所述控制单元从外部获取编码参数，并根据指示所述编码参数是所述序列参数集编码单元、所述图像参数集编码单元、以及所述条带编码单元中的哪一种参数单元的所述编码参数的参数类型，启动所述序列参数集编码单元、所述图像参数集编码单元、以及所述条带编码单元中相应的一个编码单元；

所述相应的一个编码单元对所述编码参数进行编码，并在完成编码后向所述控制单元发送指示编码结束的结束信号。

7.根据权利要求6所述的视频编码方法，其特征在于，所述控制单元从外部获取以链表形式存储的一系列编码参数，其中所述链表中的任意一个节点包括以下信息：所述节点包含的编码参数的参数类型、所述节点包含的编码参数、以及下一个节点的地址。

8.根据权利要求6所述的视频编码方法，其特征在于，所述控制单元通过向所述相应的一个编码单元发送启动信号来启动所述相应的一个编码单元。

9.根据权利要求7所述的视频编码方法，所述控制单元在所述相应的一个编码单元对所述编码参数进行编码的同时，从外部获取下一个节点所包含的信息。