CN112911284B - 一种视频编码中跳过模式实现方法及实现电路 - Google Patents

一种视频编码中跳过模式实现方法及实现电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种视频编码中跳过模式实现方法及实现电路，电路包括：获取模块用于根据最大编码单元的位置从已编码的参考帧中获取对应的参考窗；跳过模式处理模块用于采用不同划分模式对最大编码单元进行划分，针对每一尺寸的编码单元，根据该编码单元对应在参考窗中的位置确定该编码单元对应的预测单元；模式决策模块用于根据不同尺寸编码单元对应的预测单元进行模式决策以得到最大编码单元的编码信息。通过设计获取模块从参考帧中获取需要的信息存储即可，避免直接使用帧级参考信息，减少硬件存储资源消耗；通过将跳过模式处理模块从模式决策模块中独立出来，使其不需要耦合于模式决策模块中，简化后续模式决策模块的设计复杂度和面积。

Description

一种视频编码中跳过模式实现方法及实现电路
技术领域
本发明涉及视频编码技术领域，具体涉及一种视频编码中跳过模式实现方法及实现电路。
背景技术
对于视频图像而言，通过将视频图像划分为多个单元的方式，可以看到每个单元与其相邻的时域和空域的单元内容比较相似。主流的视频编码标准利用该特性，支持SKIP模式，即跳过模式。
目前，在视频编码标准中针对SKIP模式，对于运动矢量信息和已编码的像素信息均存储在以帧级为单位的存储区域中，并且前一帧编码完都会直接将这一帧像素信息进行全部插值扩展后进行存储，这样需要消耗大量的硬件存储资源，不利于硬件实现。
发明内容
本发明的目的是针对上述现有技术的不足提出的一种视频编码中跳过模式实现方法及实现电路，该目的是通过以下技术方案实现的。
本发明的第一方面提出了一种视频编码中跳过模式实现方法，所述方法包括：
根据当前最大编码单元的位置，从已编码的参考帧中获取对应的参考窗，所述参考窗包含运动信息和已编码的参考像素信息；
采用不同划分模式对当前最大编码单元进行划分，并针对划分得到的每一尺寸的编码单元，根据该编码单元对应在所述参考窗中的位置，确定该编码单元对应的预测单元；
根据不同尺寸的编码单元对应的预测单元进行最优模式决策，以得到当前最大编码单元的编码信息。
本发明的第二方面提出了一种视频编码中跳过模式实现电路，所述电路包括：
获取模块，用于根据当前最大编码单元的位置，从已编码的参考帧中获取对应的参考窗，所述参考窗包含运动信息和已编码的参考像素信息；
跳过模式处理模块，用于采用不同划分模式对当前最大编码单元进行划分，并针对划分得到的每一尺寸的编码单元，根据该编码单元对应在所述参考窗中的位置，确定该编码单元对应的预测单元；
模式决策模块，用于根据不同尺寸的编码单元对应的预测单元进行最优模式决策，以得到当前最大编码单元的编码信息。
基于上述第一方面和第二方面所述的视频编码中跳过模式实现方法及实现电路，本发明具有如下有益效果：
通过设计获取模块从已编码参考帧中获取当前最大编码单元需要的信息，即只需要存储参考窗包含的运动信息和参考像素信息即可，避免直接使用帧级参考信息，减少硬件存储资源的消耗；通过将跳过模式处理模块电路从模式决策模块中独立出来，与模式决策模块形成独立的流水关系，使得其不需要耦合于模式决策模块中，能够简化后续模式决策模块的设计复杂度，简化模式决策模块的面积，另外也可增加模式决策模块在硬件编码器中的处理时间。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明根据一示例性实施例示出的一种视频编码中跳过模式实现方法的实施例流程图；
图2为本发明根据图1所示实施例示出的一种参考窗的获取示意图；
图3为本发明根据图1所示实施例示出的一种参考块示意图；
图4为本发明根据一示例性实施例示出的一种视频编码中跳过模式实现电路的结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
图1为本发明根据一示例性实施例示出的一种视频编码中跳过模式实现方法的实施例流程图，如图1所示，该视频编码中跳过模式实现方法包括如下步骤：
步骤101：根据当前最大编码单元的位置，从已编码的参考帧中获取对应的参考窗，所述参考窗包含运动信息和已编码的参考像素信息。
其中，当前最大编码单元指的是对待编码的一帧图像进行划分得到的一个划分块，也称之为LCU(Largest Coding Unit)。由于跳过模式(SKIP模式)实质是利用当前编码单元空域和时域相邻的编码单元的运动信息，来提前判断当前编码单元的可能编码方式，因此从已编码的参考帧中获取的参考窗通常包含当前最大编码单元的位置，且只获取最大编码单元位置处的运动信息即可。
举例来说，参见图2所示，假设前一帧为当前帧的参考帧，每帧图像的大小均为1920x1080，对于64x64大小的当前最大编码单元，从参考帧中获取的参考窗大小为192x128，参考窗包含的已编码的参考像素信息有192x128大小的亮度分量信息(即Y分量)和2个96x64 色度分量信息(U分量和V分量)，且参考窗包含的运动信息以4x4 为单位存储，即16x16的数组即可完成所有运动信息的存储。
由于本发明只需要存储参考窗包含的运动信息和参考像素信息即可，这样可以减少在硬件实现电路中需要整帧像素信息和运动信息的存储代价。
步骤102：采用不同划分模式对当前最大编码单元进行划分，并针对划分得到的每一尺寸的编码单元，根据该编码单元对应在参考窗中的位置，确定该编码单元对应的预测单元。
需要说明的是，在SKIP模式处理中，需要支持从64x64到8x8 所有尺寸的SKIP处理，因此需要采用不同划分模式对当前最大编码单元进行划分，在当前最大编码单元的尺寸为64*64时，不同划分模式的划分过程包括：采用8*8划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个8*8大小的编码单元；采用16*16划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个16*16大小的编码单元；采用32*32划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个32*32大小的编码单元。
在一些实施例中，针对根据该编码单元对应在参考窗中的位置，确定该编码单元对应的预测单元的过程，可以根据该编码单元对应在参考窗中的位置所对应的运动信息从参考窗中获取与该编码单元相同尺寸的参考块，然后对参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值得到插值后的参考块，并从插值后的参考块中获取该编码单元对应的预测单元，所述预测单元包含插值后的参考像素信息。
其中，预设倍数可以取4倍，例如对于8*8大小的参考块，经过 4倍插值后得到32*32大小的块。预测单元大小与编码单元的大小相同，其包含的参考像素信息包括分像素信息和整像素信息。
参见图3所示，编码单元在192x128大小的参考窗中的位置为1，根据所对应的运动信息的运动，获取的参考块为2。
进一步地，对于SKIP模式处理而言，每个尺寸的参考块都需要完成对应的尺寸的插值处理计算，为了节省硬件电路的面积，本发明采用重复调用8*8单元内核实现所有尺寸插值处理。
基于此，针对各个尺寸的参考块插值过程，若参考块大小为8*8，则直接调用8*8单元内核对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值得到插值后的参考块；若参考块大小为16*16，则通过将所述参考块划分为4个8*8大小的子参考块，调用8*8单元内核依次对4个8*8大小的子参考块进行预设倍数的插值，并对4个插值后的子参考块进行拼接得到插值后的参考块；若参考块大小为32*32，则通过将所述参考块划分为16个8*8大小的子参考块，调用8*8单元内核依次对所述16个8*8大小的子参考块进行预设倍数的插值，并对16个插值后的子参考块进行拼接得到插值后的参考块。
再进一步地，由于参考像素信息包括亮度分量信息和色度分量信息，在进行插值过程中，二者之间互不干扰，因此在8*8单元内核中可以对参考块或子参考块包含的亮度分量信息和色度分量信息并行进行预设倍数的插值，这样可以实现内核电路的快速处理。
由此可见，不同尺寸参考块之间处于串行关系，而对一个参考块的插值处于并行关系。
步骤103：根据不同尺寸的编码单元对应的预测单元进行最优模式决策，以得到当前最大编码单元的编码信息。
本领域技术人员可以理解的是，针对最优模式决策(MD，Mode Decision)过程可以采用相关技术实现，本发明对此不进行具体限定。
至此，完成上述图1所示的流程，通过从已编码参考帧中获取当前最大编码单元需要的信息，从而只需要存储参考窗包含的运动信息和参考像素信息，避免直接使用帧级参考信息，减少硬件存储资源的消耗；通过将跳过模式处理模块电路从模式决策模块中独立出来，与模式决策模块形成独立的流水关系，使得其不需要耦合于模式决策模块中，能够简化后续模式决策模块的设计复杂度，简化模式决策模块的面积，另外也可增加模式决策模块在硬件编码器中的处理时间。
图4为本发明根据一示例性实施例示出的一种视频编码中跳过模式实现电路的结构示意图，如图4所示，该视频编码中跳过模式实现电路包括：
获取模块410，用于根据当前最大编码单元的位置，从已编码的参考帧中获取对应的参考窗，所述参考窗包含运动信息和已编码的参考像素信息；
跳过模式处理模块420，用于采用不同划分模式对当前最大编码单元进行划分，并针对划分得到的每一尺寸的编码单元，根据该编码单元对应在所述参考窗中的位置，确定该编码单元对应的预测单元；
模式决策模块430，用于根据不同尺寸的编码单元对应的预测单元进行最优模式决策，以得到当前最大编码单元的编码信息。
在一可选实现方式中，当前最大编码单元的尺寸为64*64时，所述跳过模式处理模块420，包括：
模式划分子模块421，用于采用8*8划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个8*8大小的编码单元；采用16*16划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个16*16大小的编码单元；采用 32*32划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个32*32大小的编码单元。
在一可选实现方式中，所述跳过模式处理模块420，还包括：
插值子模块422，用于根据该编码单元对应在所述参考窗中的位置所对应的运动信息从所述参考窗中获取与该编码单元相同尺寸的参考块；对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值得到插值后的参考块；从插值后的参考块中获取该编码单元对应的预测单元，所述预测单元包含插值后的参考像素信息。
在一可选实现方式中，所述插值子模块422，具体用于在对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值过程中，若所述参考块大小为8*8，则直接调用8*8单元内核对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值得到插值后的参考块；若所述参考块大小为16*16，则将所述参考块划分为4个8*8大小的子参考块，调用8*8 单元内核依次对所述4个8*8大小的子参考块进行预设倍数的插值，并对4个插值后的子参考块进行拼接得到插值后的参考块；若所述参考块大小为32*32，则将所述参考块划分为16个8*8大小的子参考块，调用8*8单元内核依次对所述16个8*8大小的子参考块进行预设倍数的插值，并对16个插值后的子参考块进行拼接得到插值后的参考块。
在一可选实现方式中，所述参考像素信息包括亮度分量信息和色度分量信息；所述插值子模块422包括并行处理的亮度插值子模块 4221和色度插值子模块4222：
所述亮度插值子模块4221，用于对所述参考块包含的亮度分量信息进行预设倍数的插值；
所述色度插值子模块4222，用于对所述参考块包含的色度分量信息进行预设倍数的插值。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种视频编码中跳过模式实现方法，其特征在于，所述方法包括：
根据当前最大编码单元的位置，从已编码的参考帧中获取对应的参考窗；
采用不同划分模式对当前最大编码单元进行划分，并针对划分得到的每一尺寸的编码单元，根据该编码单元对应在所述参考窗中的位置，确定该编码单元对应的预测单元；
根据不同尺寸的编码单元对应的预测单元进行最优模式决策，以得到当前最大编码单元的编码信息；
其中，所述参考窗包含运动信息和已编码的参考像素信息；所述根据该编码单元对应在所述参考窗中的位置，确定该编码单元对应的预测单元，包括：
根据该编码单元对应在所述参考窗中的位置所对应的运动信息从所述参考窗中获取与该编码单元相同尺寸的参考块；
对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值得到插值后的参考块；
从插值后的参考块中获取该编码单元对应的预测单元，所述预测单元包含插值后的参考像素信息。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
当前最大编码单元的尺寸为64*64时，所述采用不同划分模式对当前最大编码单元进行划分，包括：
采用8*8划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个8*8大小的编码单元；
采用16*16划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个16*16大小的编码单元；
采用32*32划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个32*32大小的编码单元。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值，包括：
若所述参考块大小为8*8，则直接调用8*8单元内核对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值得到插值后的参考块；
若所述参考块大小为16*16，则将所述参考块划分为4个8*8大小的子参考块，调用8*8单元内核依次对所述4个8*8大小的子参考块进行预设倍数的插值，并对4个插值后的子参考块进行拼接得到插值后的参考块；
若所述参考块大小为32*32，则将所述参考块划分为16个8*8大小的子参考块，调用8*8单元内核依次对所述16个8*8大小的子参考块进行预设倍数的插值，并对16个插值后的子参考块进行拼接得到插值后的参考块。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考像素信息包括亮度分量信息和色度分量信息，所述对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值，包括：
对所述参考块包含的亮度分量信息和色度分量信息并行进行预设倍数的插值。
5.一种视频编码中跳过模式实现电路，其特征在于，所述电路包括：
获取模块，用于根据当前最大编码单元的位置，从已编码的参考帧中获取对应的参考窗；
跳过模式处理模块，用于采用不同划分模式对当前最大编码单元进行划分，并针对划分得到的每一尺寸的编码单元，根据该编码单元对应在所述参考窗中的位置，确定该编码单元对应的预测单元；
模式决策模块，用于根据不同尺寸的编码单元对应的预测单元进行最优模式决策，以得到当前最大编码单元的编码信息；
其中，所述参考窗包含运动信息和已编码的参考像素信息；所述跳过模式处理模块，包括：
插值子模块，用于根据该编码单元对应在所述参考窗中的位置所对应的运动信息从所述参考窗中获取与该编码单元相同尺寸的参考块；对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值得到插值后的参考块；从插值后的参考块中获取该编码单元对应的预测单元，所述预测单元包含插值后的参考像素信息。
6.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，当前最大编码单元的尺寸为64*64时，所述跳过模式处理模块，包括：
模式划分子模块，用于采用8*8划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个8*8大小的编码单元；采用16*16划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个16*16大小的编码单元；采用32*32划分模式对当前最大编码单元进行划分，得到多个32*32大小的编码单元。
7.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述插值子模块，具体用于在对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值过程中，若所述参考块大小为8*8，则直接调用8*8单元内核对所述参考块包含的参考像素信息进行预设倍数的插值得到插值后的参考块；若所述参考块大小为16*16，则将所述参考块划分为4个8*8大小的子参考块，调用8*8单元内核依次对所述4个8*8大小的子参考块进行预设倍数的插值，并对4个插值后的子参考块进行拼接得到插值后的参考块；若所述参考块大小为32*32，则将所述参考块划分为16个8*8大小的子参考块，调用8*8单元内核依次对所述16个8*8大小的子参考块进行预设倍数的插值，并对16个插值后的子参考块进行拼接得到插值后的参考块。
8.根据权利要求5所述的电路，其特征在于，所述参考像素信息包括亮度分量信息和色度分量信息；所述插值子模块包括并行处理的亮度插值子模块和色度插值子模块：
所述亮度插值子模块，用于对所述参考块包含的亮度分量信息进行预设倍数的插值；
所述色度插值子模块，用于对所述参考块包含的色度分量信息进行预设倍数的插值。
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