CN1306825C - 视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储装置及方法。视频解码芯片中有先进先出的行缓冲队列。参考存储方法包括处理器从行缓冲队列中取出预测当前编码元素所需的已保存在队列的相邻元素值，进行空间预测，并得到新的元素解码值，将当前位置的元素值解码更新到行缓冲队列中步骤。本发明提高了整个解码芯片的系统性能，有效满足了数据对片内资源的需求。适用于视频解码芯片的空间预测。

Description

视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法
技术领域
本发明属于数字视频的编解码中存储器资源的组织技术和芯上系统(SOC，System on Chip)技术领域，尤其是一种视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法。
背景技术
视频编码技术主要试图解决用尽量少的信息位来表示一段视频，并且完全由这些信息位能恢复出或大致恢复出原始图像，这些信息位又可分为边信息和系数信息。边信息可以是运动向量、编码模式等；系数信息是指变换编码后的残差值。在最新的视频标准H.264(国际电信联盟最新视频编解码标准)和AVS(中国音视频编解码国家标准)中，无论是对于边信息还是在像素信息，预测技术均被广泛使用。特别是对于空间预测，即利用一帧图像中周围的编码元素比如运动矢量、编码模式等信息来预测当前编码元素来说，这些用于预测参考的编码元素值的存储是一个需要解决的问题。
新的视频编码标准中，大多是使用左边和上边的相邻编码元素来预测当前的编码元素。比如运动矢量预测是适用当前块的左边、上边、右上和左上的相邻块运动矢量进行中值预测；帧内预测模式预测是取左边和上边块的预测模式的较小值进行预测；帧内预测是利用块周围的上边一行和左边一列最靠近的解码像素值进行的方向预测。
对于这些预测所需要的参考值，如果把他们都存储在外存储器中，会大大增加视频解码芯片中外存储器的负荷，导致整个解码芯片系统性能的降低。另一种解决方案是将参考值全部存于片内，但这些整帧的数据量极大，片内很难满足这些数据对片内资源的需求。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法，在保证芯片性能的前提下，有效减小芯片的成本。
为此，本发明提供了一种视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法，包括以下步骤：
步骤1、处理器从行缓冲队列中取出预测当前编码元素所需的已保存在队列的相邻元素值；
步骤2、进行空间预测，并得到新的元素解码值；
步骤3、将当前位置的元素解码值更新到行缓冲队列中。
上述所述步骤1中的当前编码元素是指运动向量、编码模式或像素。
上述所述步骤2中的空间预测是指运动矢量预测，具体包括下述步骤：
步骤211、将当前块的左边、上边、右上、左上的块的运动向量值存储在行缓冲中；
步骤212、从行缓冲中取出两个运动矢量用于对所述当前块的运动向量进行预测，否则结束；
步骤213、预测结束后将运动矢量的解码值存放到队列尾。
上述所述步骤2中空间预测是指帧内模式预测，具体包括下述步骤：
步骤221、将当前块的左边、上边块的解码值存储在行缓冲中；
步骤222、从行缓冲中取出两个运动矢量用于对所述当前块的解码值进行预测，否则结束；
步骤223、预测结束后将解码值的解码值存放到队列尾。
上述所述步骤2中空间预测是指帧内预测，具体包括下述步骤：
步骤231、将当前块最近邻的左边一块和上边一块相邻像素点的解码像素值存储在行缓冲中；
步骤232、从行缓冲中取出左边一块和上边一块相邻像素点的解码像素值存于内部寄存器中进行预测；
步骤233、预测结束时，将所述当前块中最下面的一行解码像素值存于行缓冲中相应位置。
本发明具有明显的优点和积极效果。本发明针对新的视频编码的标准，提出一种视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法。由于空间预测的特点，用于参考的元素一般是当前元素左边和上边的元素，所以本发明在解码完一个元素后能将它保持住，直到下一行的相同位置处理完，该元素不再做参考为止，此时再对缓冲区中该位置的元素值进行更新，以备其后面行所用。克服了把元素值都存储在外存储器中大大增加视频解码芯片外存储器的负荷，提高了整个解码芯片的系统性能。本发明将参考值全部存于片内，这些整帧的数据量可以很大，有效满足了这些数据对片内资源的需求。同时，本发明只需存储一个图像行的数据在片内，也有效节省了片内资源的消耗。
附图说明
图1是本发明的主流程图；
图2是本发明实施例1中行缓冲更新示意图；
图3时本发明一个实施例1中运动矢量预测示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
数字电视图像分为16×16的宏块(macroblock)，每一个宏块又分为8×8或更小的块。解码按照宏块的顺序一个一个从左向后进行，在有些情况下如像素预测，行缓冲的更新则按照块的方式更新，即每预测一个块更新一次行缓冲。
请参与图1本发明的主流程图，首先，芯片处理器从行缓冲队列中取出预测当前编码元素所需的已保存在队列的相邻元素值；之后，进行空间预测，并得到新的元素解码值；然后，将当前位置的元素值解码更新到行缓冲队列中。
实施例1：帧内预测
帧内预测是一种利用空间相邻像素点进行方向预测的图像编码技术，预测所取得参考点是当前块最紧邻的左边一列和上边一行的解码像素值。
帧内预测具体包括下述步骤：
将当前块最近邻的左边一块和上边一块相邻像素点的解码像素值存储在行缓冲中；
从行缓冲中取出左边一块和上边一块相邻像素点的解码像素值存于内部寄存器中进行预测；
预测结束时，将该块中最下面的一行解码像素值存于行缓冲中相应位置。
如图2本发明行缓冲更新示意图所示，从(a)到(e)完成了一个宏块中四个块的预测和更新的过程，其中阴影部分表示行缓冲中存储的像素值。宏块中第一个块用到其上边的像素进行参考，当该块完成预测以后，行缓冲的相应位置的元素更新成当前块的最后一行，左边像素寄存器中的值同时由当前块的最右边一列更新。此时，行缓冲中存储的像素值如(b)所示。此时预测第二个块所需要的数据都在行缓冲和左边像素寄存器中，处理完第二个块后，与第一个块类似，由当前块最下边一行更新行缓冲器，当前块的最右边一行更新左边像素寄存器，行缓冲中存储的像素值如(c)所示；然后做宏块第三个块，采用同样的方法更新，如(d)所示，处理完最后一个块，如(e)所示。然后开始下一个宏块的第一个块，如(f)所示。
实施例2：运动向量预测
运动向量预测是通过当前块的左边、上边、右上、左上的块的运动向量值来预测当前块的运动向量值，运动向量预测包括下列步骤：
将当前块的左边、上边、右上、左上的块的运动向量值存储在行缓冲中；
从行缓冲中取出两个运动矢量用于对该宏块的运动向量进行预测，否则结束；
预测结束后将运动矢量的解码值存放到队列尾。
如图3所示，E为当前块运动矢量，它由A、B、C、D预测得到。行缓冲中存储上一个整图像行的运动矢量信息，行缓冲可以由一个先进先出队列(FIFO)来实现，每预测一个宏块时从队列头中取出两个运动矢量用于对该宏块的运动向量进行预测，预测结束后将运动矢量的解码值存放到队列尾。
实施例3：帧内预测模式预测
请参看图3，帧内预测模式预测与运动矢量预测类似，当前块E的帧内预测模式预测值由其左边块和上边块的帧内预测模式预测得到。预测和更新过程与运动矢量预测类似。帧内模式预测具体包括下述步骤：
将当前块的左边、上边块的解码值存储在行缓冲中；
从行缓冲中取出两个运动矢量用于对该宏块的解码值进行预测，否则结束；
预测结束后将解码值的解码值存放到队列尾。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解：可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1、一种视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法，其特征在于，该方法包括以下必不可少的步骤：
步骤1、处理单元从行缓冲队列中取出预测当前编码元素所需的已保存在队列的相邻元素值；
步骤2、进行空间预测，并得到新的元素解码值；
步骤3、将当前位置的元素解码值更新到行缓冲队列中。
2、根据权利要求1所述的视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法，其特征在于，所述步骤1中的当前编码元素是指运动向量。
3、根据权利要求1所述的视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法，其特征在于，所述步骤1中的当前编码元素是指编码模式。
4、根据权利要求1所述的视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法，其特征在于，所述步骤1中的当前编码元素是指像素。
5、根据权利要求1所述的视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法，其特征在于，所述步骤2中的空间预测是指运动矢量预测，具体包括下述步骤：
步骤211、将当前块的左边、上边、右上、左上的块的运动向量值存储在行缓冲中；
步骤212、从行缓冲中取出两个运动矢量用于对所述当前块的运动向量进行预测，否则结束；
步骤213、预测结束后将运动矢量的解码值存放到队列尾。
6、根据权利要求1所述的视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法，其特征在于，所述步骤2中空间预测是指帧内模式预测，具体包括下述步骤：
步骤221、将当前块的左边、上边块的解码值存储在行缓冲中；
步骤222、从行缓冲中取出两个运动矢量用于对所述当前块的解码值进行预测，否则结束；
步骤223、预测结束后将解码值的解码值存放到队列尾。
7、根据权利要求1所述的视频解码芯片中基于行缓冲的参考存储方法，其特征在于，所述步骤2中空间预测是指帧内预测，具体包括下述步骤：
步骤231、将当前块最近邻的左边一块和上边一块相邻像素点的解码像素值存储在行缓冲中；
步骤232、从行缓冲中取出左边一块和上边一块相邻像素点的解码像素值存于内部寄存器中进行预测；
步骤233、预测结束时，将所述当前块中最下面的一行解码像素值存于行缓冲中相应位置。
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