TW201233185A - Reformatting data to decrease bandwidth between a video encoder and a buffer - Google Patents

Description

201233185 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係大致有關視訊編碼器。 【先前技術】 視訊編碼器被用來取得視訊資料且以一種佔用較少空 間的格式將該視訊資料編碼。因此，可更有效率地使用傳 輸及接收視訊資訊的各裝置之間耗用的頻寬，或者可同時 在那些裝置之間傳輸更多的資料。 傳統上，編碼器以被稱爲巨集區塊（macroblock)之 1 6x 1 6區塊將視訊資料編碼。巨集區塊的使用被廣泛地應 用於整個視訊壓縮的領域。 因此，在大多數的傳統操作中，利用了 16x16巨集區 塊。例如，記億體可儲存參考（先前被編碼的）框。將目 前被處理的框與一參考框比較，以便移除冗餘。該編碼程 序可能依賴那些參考框、以及那些參考框與該目前被處理 的框間之差異。因爲通常以1 6x 1 6區塊儲存視訊資料，所 以16x16區塊格式被用來儲存視訊編碼器使用的記憶體中 之該等參考框。 然而，諸如第三代雙倍資料速率（Double Data Rate Three ;簡稱DDR3)同步動態隨機存取記億體（請參閱 JEDEC， Arlington, VA 2220 1 提供的 DDR3 SDRAM Standard，JESD 79-3 D，Sept. 2 009 )等的某些記憶體將回應 對一巨集區塊的資料之要求而提供不只是一個巨集區塊’ -5- 201233185 而是兩個巨集區塊。事實上，自記憶體提取該等參考圖像 時，將耗用典型的視訊編碼器中之編碼器與記憶體間之頻 寬的大部分。 因此，每當該編碼器要求來自參考圖像的16x16巨集 區塊時，該記憶體可能送回兩個並排的16x16巨集區塊， 而不是送回一·個16x16巨集區塊。這是因爲在DDR3標準中 指定了 32位元組的最小叢訊長度。自DDR3記憶體提取的 3 2位元組包含被要求的巨集區塊中之一1 6位元組線以及右 方巨集區塊中之一 1 6位元組線。該視訊編碼器只耗用被要 求的16x16巨集區塊，且捨棄該右方的巨集區塊。該耗用 的結果是兩倍的頻寬，這是因爲對個別的16x16巨集區塊 之每一要求都導致耗用了兩個巨集區塊的頻寬。 【發明內容及實施方式】 根據某些實施例，可將視訊編碼器參考圖像緩衝器中 儲存之巨集區塊的寬高比（aspect ratio)自傳統的寬度改 變爲匹配諸如DDR3記憶體等的某些記憶體的最小叢訊長 度之一寬度。在某些實施例中，可將傳統巨集區塊的16位 元組之寬度以及1 6線之高度改變爲一實施例中之32位元組 之非對稱寬度以及8線之高度。然後，將一16x1 6巨集區塊 中之兩個連續1 6位元組線重新映射到一3 2 X 8巨集區塊中之 一 32位元組線（由於區分對稱（諸如16x16)與非對稱（ 諸如32x8 )巨集區塊中之"線"而被稱爲一列）。該新的32 位元組巨集區塊寬度匹配諸如DDR3記憶體等的某些記憶 201233185 體使用之32位元組的最小叢訊長度。 16x1 6巨集區塊被重訂格式爲32x8巨集區塊，因而可 在該參考圖像緩衝器中以八個32位元組要求而存取該巨集 區塊。在某些實施例中，八個32位元組要求將自該記憶體 送回正好32x8或2 5 6位元組，因而導致頻寬效率。 相比之下，使用DDR3記憶體的傳統視訊編碼器將回 應八個要求而接收到5 1 2位元組，因而與本發明的某些實 施例相比時將導致兩倍的頻寬耗用。 請參閱第1圖，一視訊編碼系統1 0包含一視訊編碼器 1 2。視訊編碼器1 2接收圖像資料，且輸出被編碼的串流。 編碼器12自圖像框的左方角開始寫出參考圖像作爲巨集區 塊。與該視訊編碼器通訊的一橋接器14將對稱巨集區塊重 訂格式爲非對稱巨集區塊。在一實施例中，該橋接器可以 是一記憶體橋接器。在一實施例中，該重訂格式可涉及拌 和（swizzling )。一記憶體或緩衝器15然後儲存該等被重 訂格式之巨集區塊。橋接器1 4將視訊編碼器1 2自緩衝器1 5 讀取的該等參考圖像非對稱巨集區塊重訂格式爲對稱巨集 區塊。在一實施例中，緩衝器1 5可以是具有大於傳統 1 6x 1 6巨集區塊的寬度之最小叢訊長度之任何記億體，其 中包括具有32位元組的最小叢訊長度之DDR3 SDRAM記憶 體。 當然，未來可能利用甚至更大的叢訊長度，且在某些 情形中可對區塊的非對稱性作對應的調整。例如，如果一 參考圖像緩衝器使用64位元組的最小叢訊長度，則只須將 201233185 巨集區塊中之列的高度或數目減少成一半’因而被重訂格 式之巨集區塊將是64x4像素。 請參閱第2圖，在一實施例中’可由橋接器14實施的 一序列17可以是硬體、軟體、或韌體。在軟體實施例中’ 可以非短暫性電腦可讀取的媒體中儲存之指令實施序列17 。可由一適當的處理器執行那些指令。例如，在一軟體實 施例中，一儲存裝置可儲存指令。該儲存裝置可以是一磁 性、光學、或半導體記憶體。因此，例如，作爲一實施例 ，橋接器14可包含用來儲存指令之一儲存裝置、以及用來 執行該等指令之一處理器。在另一實施例中，可將該序列 實施爲編碼器12的一部分。 第2圖所示之序列1 7開始時於方塊1 8決定所涉及的編 碼之類型。橋接器14通常已知道編碼器12所處於的模式。 在一實施例中，如果在菱形20中決定該編碼需要參考圖像 ，則在方塊22中以第一類型的32x8巨集區塊之方式將該等 參考圖像儲存在緩衝器15中。在該例子中，該重訂格式僅 涉及：自16x16巨集區塊每次合倂兩個線，而形成32x8巨 集區塊的每一列。 否則，如果在菱形20上所作的檢查失敗，則在菱形24 上的檢查決定該系統是否正在使用圖像適應性框場（ picture-adaptive frame-field)編碼。如果確係如此，則如 方塊26所示，以第二類型的32x8格式處理各巨集區塊。在 圖像適應性框場編碼中，可以一上圖場或下圖場之方式連 續地寫入且交錯地讀回一框。亦可交錯地寫入且連續地讀 -8- 201233185 回一框。 在另一實施例中’亦可在菱形28中檢查是否爲巨集區 塊適應性框場（Macroblock-Adaptive Frame-Field;簡稱 MB AFF )編碼。在該例子中，如方塊30所示，在某些實施 例中，可針對該類型的編碼而將非對稱巨集區塊最佳化。 因此’請參閱第3圖，示出了第一類型的參考區塊格 式。該參考區塊格式具有0至31 (或32位元組）的長度以 及8列的深度。符號"In"對應於連續巨集區塊線編號。因此 ，第3圖示出總共十六個巨集區塊中之第一組的五個巨集 區塊的每一3 2x8巨集區塊內之各列之配置。其餘的巨集區 塊只是重複所示之該序列。 對於圖像適應性框場編碼存取（也被稱爲圖像層級的 圖框/圖場編碼）而言，可利用第4圖所示之格式。^意 指在線η上的上圖場（top field )(該上圖場包括一巨集 區塊的奇數線之圖框），且1意指在線η上的下圖場（ bottom field)(該下圖場包括該巨集區塊的偶數線之圖框 )° 如第4圖所示，在一實施例中，該等上圖場及下圖場 線被重新映射到32x8巨集區塊格式，以便將圖像適應性框 場編碼的頻寬效率最佳化。第一列包含來自該16x16巨集 區塊的兩個偶數線（L2及L0 )。第二列包含來自該16x16 巨集區塊的兩個奇數線（L3及L1)。因此，該等奇數列構 成該上圖場，且該等偶數列構成該下圖場。 在圖像適應性框場編碼中，視訊編碼器1 2可按照圖框 201233185 而讀取（連續地），或按照圖場而讀取（用於交錯式圖像 )。如果針對基於圖場的編碼而參考該參考圖像中之該等 3 2x8巨集區塊，則該編碼器提取用於上圖場編碼之第一、 第三、第五、及第七列，且分離地提取用於下圖場編碼之 第二、第四、第六、及第八列。如果針對基於圖框的編碼 而參考該參考圖像中之該等32x8巨集區塊，則該編碼器在 該等基於圖場及基於圖框編碼的例子中提取第一、第二、 第三、及第八列。 在一實施例中，該編碼器使用所有被要求的3 2x8巨集 區塊線，因而在某些實施例中將頻寬最佳化。在某些實施 例中，可由連續的圖場線構成來自32x8巨集區塊的每一列 之32位元組。使用連續的圖場線時將保證所有32位元組叢 訊的圖場編碼係來自相同的上圖場或下圖場。 在PAFF中，如果自緩衝器15連續地讀出巨集區塊，則 被讀出的線將是非循序的。在一實施例中，橋接器14負責 將該等線重新排序，因而編碼器12將不理會重訂格式。 在本說明書中提及”一個實施例"或"一實施例"時，意 指參照該實施例而述及的一特定特徵、結構、或特性被包 含在本發明內所包含的至少一實施例中。因此，出現詞語 ”一個實施例"或"在一實施例中"時，不必然都參照到相同 的實施例。此外，可以所示特定實施例以外的其他適當形 式實施該等特定特徵、結構、或特性，且所有此類形式可 被包含在本申請案的申請專利範圍內。 雖然前文中述及通常爲亮度（luminance)巨集區塊的 -10- 201233185 大小之32x8巨集區塊，但是可以相同的方式對待色度（ chrominance)巨集區塊。一般而言，色度巨集區塊是32x4 巨集區塊，這是因爲亮度資料爲色度資料的兩倍。因此， 本發明適用於亮度及色度巨集區塊。 雖然已與有限數目的實施例有關之方式說明了本發明 ，但是熟悉此項技術者當可了解本發明的許多修改及變化 。最後的申請專利範圍將涵蓋在本發明的真實精神及範圍 內之所有此類修改及變化。 【圖式簡單說明】 第1圖是本發明的一實施例之一示意圖； 第2圖是一實施例之一流程圖； 第3圖示出根據本發明的一實施例之一區塊格式；以 及 第4圖示出根據本發明的另一實施例之一區塊格式。 【主要元件符號說明】 1 〇 :視訊編碼系統 1 2 :視訊編碼器 1 4 :橋接器 1 5 :記憶體 1 7 :序列 -11 -

Claims (1)

1. 201233185 七、申請專利範圍： 1種方法，包含： 根據每一要求而只將一巨集區塊自一視訊編碼器叢發 到最小叢訊長度大於1 6位元組之一緩衝器。 2 .如申請專利範圍第丨項之方法，進—步包含： 將一巨集區塊的資料自該緩衝器提供給該視訊編碼器 ’該巨集區塊之大小被調整成匹配該緩衝器之該最小叢訊 長度；以及 只自該緩衝器供應該視訊編碼器可完全利用的資料。 3 .如申請專利範圍第1項之方法，包含：提供寬度爲 3 2位元組且爲八列的巨集區塊之叢訊傳輸。 4.如申請專利範圍第1項之方法，包含：使用第三代 雙倍資料速率（DDR3 )同步動態隨機存取記憶體作爲該 緩衝器。 5 .如申請專利範圍第1項之方法，包含：回應自該視 訊編碼器至該緩衝器的對參考圖像資料之一要求，而提供 一以非對稱方式調整大小的巨集區塊。 6. 如申請專利範圍第1項之方法，包含：儲存一上圖 場作爲該緩衝器中之偶數或奇數列中之一者，且儲存一下 圖場作爲偶數或奇數列中之另一者。 7. 如申請專利範圍第2項之方法，包含：針對圖像適 應性框場編碼或非圖像適應性框場編碼而選擇性地重訂一 巨集區塊的格式。 8 .如申請專利範圍第1項之方法，包含：使用其寬度 -12- 201233185 至少等於與該緩衝器的該最小叢訊長度相關聯的位元組數 目之一巨集區塊。 9 · 一種設備，包含： 一緩衝器，該緩衝器的最小叢訊長度大於1 6位元組； 以及 被耦合到該緩衝器之一編碼器，用以根據每一要求而 只將一巨集區塊叢發到該緩衝器。 1 0 ·如申請專利範圍第9項之設備，其中該編碼器提供 寬度爲32位元組且爲八列的巨集區塊之叢訊傳輸。 1 1 .如申請專利範圍第9項之設備，其中該緩衝器將一 巨集區塊的資料提供給該編碼器，該巨集區塊之大小係匹 配該緩衝器之該最小叢訊長度，且該緩衝器只供應該視訊 編碼器可完全利用的資料。 1 2 ·如申請專利範圍第9項之設備，其中該緩衝器是一 第三代雙倍資料速率（DDR3 )同步動態隨機存取記憶體 〇 1 3 .如申請專利範圍第9項之設備，其中該編碼器回應 自該視訊編碼器至該緩衝器的對參考圖像資料之一要求， 而提供一以非對稱方式調整大小的巨集區塊。 14.如申請專利範圍第9項之設備，其中該緩衝器儲存 一上圖場作爲偶數或奇數列中之一者，且儲存一下圖場作 爲偶數或奇數列中之另一者。 1 5 ·如申請專利範圍第1 1項之設備，其中該編碼器針 對圖像適應性框場編碼或非圖像適應性框場編碼而選擇性 -13- 201233185 地重訂一巨集區塊的資料之格式。 16. —種電腦可讀取的媒體，儲存被一視訊編碼器執 行的指令，用以： 根據最小叢訊長度大於16位元組之一緩衝器的每一要 求而只自該視訊編碼器叢發一巨集區塊。 17. 如申請專利範圍第16項之媒體，進一步儲存指令 ，用以：將一巨集區塊的資料自該緩衝器提供給該視訊編 碼器，該巨集區塊之大小係匹配該緩衝器之該最小叢訊長 度，且只自該緩衝器供應該視訊編碼器可完全利用的資料 〇 1 8 .如申請專利範圍第1 6項之媒體，進一步儲存指令 ，用以：回應自該視訊編碼器至該緩衝器的對參考圖像資 料之一要求，而提供一以非對稱方式調整大小的巨集區塊 〇 1 9 .如申請專利範圍第1 6項之媒體，進一步儲存指令 ，用以：儲存一上圖場作爲該緩衝器中之偶數或奇數列中 之一者，且儲存一下圖場作爲偶數或奇數列中之另一者。 2 0.如申請專利範圍第17項之媒體，進一步儲存指令 ，用以：針對圖像適應性框場編碼或非圖像適應性框場編 碼而選擇性地重訂一巨集區塊的格式。 -14-