TWI389577B - 視訊解碼解塊之裝置與方法 - Google Patents

Description

視訊解碼解塊之裝置與方法

本發明係關於視訊解碼解塊之裝置與方法，更係關於用於減少緩衝空間之視訊解碼解塊之裝置與方法

視訊編碼技術，目的在於解決視訊檔案過大的問題，其壓縮視訊以減少儲存空間、減輕傳輸負擔，並將畫質的失真程度控制在可接受的範圍。

許多視訊標準皆以區塊作為編解碼之基礎。以目前最受矚目之視訊編碼技術H.264/AVC(Advanced Video Coding)為例，該技術是將一視訊框(video frame)以16×16個像素為單位分割成複數個巨集區塊(macroblock)。在進行區塊編碼(block coding)時，為了減低資料量，視訊框的原始像素值常會被近似值取代。然而，在該視訊框解碼後，兩相鄰巨集區塊間之像素值往往差異太大而使畫面不自然。因此，視訊框必須再進行解塊(deblocking)處理，以使兩相鄰巨集區塊間之像素值差異降低而改善畫面品質。

第1圖為兩相鄰之巨集區塊示意圖。巨集區塊10及巨集區塊20分別包括複數個像素(其中巨集區塊10僅以像素P1為例，而巨集區塊20僅以像素P2為例)，進行解塊處理時，舉例而言，可將分屬不同巨集區塊之兩相鄰像素P1與P2進行內插運算，進而達成柔化邊界之效果。

第2圖為一具有256×64個像素之視訊框200。該視訊框200以16×16個像素為單位分割成16×4個巨集區塊，分別為巨集區塊MB(0，0)、MB(0，1)~MB(3，15)。若視訊解碼器以一巨集區塊為單元並按照區塊順序解碼，則當兩巨集區塊MB(0，0)及MB(0，1)解碼完成後，兩巨集區塊MB(0，0)、MB(0，1)間之邊界C(0,1)始可進行解塊處理；當第一行之巨集區塊MB(0，0)及第二行之巨集區塊MB(1，0)皆解碼完成後，兩巨集區塊MB(0，0)、MB(1，0)間之邊界R(0,1)始可進行解塊處理，以此類推。

然而，在某些情況下，視訊解碼器並非按照順序而是以任意次序進行解碼的，例如H.264/AVC標準中之靈活巨集區塊排列(Flexible Macroblock Ordering，FMO)模式及任意薄片排列(Arbitrary Slice Ordering，ASO)模式。然而，傳統之視訊處理技術中，解塊處理仍須按照順序進行。因此，為使解塊能夠配合解碼，習知技術必須另配置一解塊緩衝器來記錄各巨集區塊是否已完成解碼。第3圖為用以處理第2圖視訊框200的一解塊緩衝器。該解塊緩衝器300對應該視訊框200的16×4個巨集區塊而具有16×4個位元，各個位元分別記錄各巨集區塊是否已完成解碼。第3圖中，舉例而言，位元標示為1者表示該位元對應之巨集區塊已完成解碼，則從圖可知巨集區塊MB(0，0)、MB(1，12)、MB(2，0)…等已完成解碼。

此外，當處理畫面之解析度越高，則需要越大的緩衝空間。舉例而言，一全高清(Full HD)標準視訊框具有1920×1080個像素，為因應其解塊處理之需求，吾人需配置一8160位元之緩衝空間，其尺寸不可謂不大。因此，如何設計出一種可減少緩衝空間之裝置及方法，實乃亟待解決的重要課題。

本發明提供一種視訊解碼解塊(deblocking)裝置，用以將一視訊框之複數個巨集區塊(macroblock)解碼並解塊，包括：一解碼器，用以解碼各該巨集區塊；一解塊緩衝器，包含複數個計數器，該等計數器分別對應至複數個巨集區塊組中的一個巨集區塊組，其中每一個巨集區塊組係由複數個相鄰的巨集區塊組成，當該等巨集區塊組中之一巨集區塊組之一巨集區塊被解碼完成時，該巨集區塊組所對應的計數器加一；以及一解塊濾波器，用以當該巨集區塊組對應的該計數器計數至一預定值時，將該計數器對應的該巨集區塊組之所有巨集區塊予以解塊。

本發明另提供一種視訊解碼解塊(deblocking)方法，用以將一視訊框之複數個巨集區塊(macroblock)解碼並解塊，包括：解碼各該巨集區塊；當複數個巨集區塊組中之一巨集區塊組之一巨集區塊被解碼完成時，使該巨集區塊組所對應的計數器加一，其中每一個巨集區塊組係由複數個相鄰的巨集區塊組成；當該巨集區塊組對應的該計數器計數至一預定值時，將該巨集區塊組之所有巨集區塊予以解塊。

下文為介紹本發明之最佳實施例。各實施例用以說明本發明之原理，但非用以限制本發明。本發明之範圍當以後附之權利要求項為準。

本發明較佳實施例為一種視訊解碼解塊裝置400，其用以將一視訊框之複數個巨集區塊(macroblock)解碼並解塊。在其他實施例中，視訊框可包括A×B個像素，A、B為正整數，其中視訊框被分割成C×D個巨集區塊，每個巨集區塊又包括E×F個像素，其中A、B、C、D、E、F為正整數，並滿足A×B=C×D×E×F。為簡化說明，本實施例以具有256×64個像素之視訊框為例，其如先前技術所述，以16×16個像素為單位分割成16×4個巨集區塊，可參照第4圖。

第4圖為依照本發明一實施例之視訊解碼解塊裝置400及其處理之視訊框200之示意圖。本發明之該視訊解碼解塊裝置400包括一解碼器402、一解塊緩衝器404、以及一解塊濾波器406。

本發明之解碼器402以任意次序解碼各該巨集區塊，如第4圖所示。值得注意的是，此處任意次序意指隨機、或不規則之次序，雖然本發明在應用於任意次序解碼的情況下可達成較佳結果，但本發明不必以此為限。任意次序在本文中自然涵蓋固定次序之特例，因此在其他實施例中，本發明之解碼器402亦可按順序對各該巨集區塊進行解碼。

本發明之解塊緩衝器404包括複數個計數器。在一實施例中，可取視訊框之每N×M個相鄰的巨集區塊為一巨集區塊組，而使解塊緩衝器404之各該計數器分別對應至各該巨集區塊組。為了簡化說明，本實施例中，取視訊框中每8個(N=8，M=1)相鄰的巨集區塊為一巨集區塊組，例如取巨集區塊MB(0，0)~MB(0，7)為第00巨集區塊組、取巨集區塊MB(1，0)~MB(1，7)為第01巨集區塊組等，以此類推，如第4圖所示。本實施例中有8個計數器C00~C13，分別對應至第00巨集區塊組MBG00至第13巨集區塊組MBG13。在本發明中，當無任何巨集區塊被解碼時，計數器為零；當一巨集區塊組中有一巨集區塊被解碼完成時，該巨集區塊組所對應的計數器則加一；之後，若該巨集區塊組中又有一巨集區塊被解碼完成，則該計數器則加至二，以此類推。

在一實施例中，本發明之解塊濾波器406用以依照預定次序將巨集區塊組予以解塊。當一計數器計數至N×M，且解塊次序在該計數器對應的巨集區塊組之前的巨集區塊組內之所有巨集區塊皆已解塊完成時，解塊濾波器406將該計數器對應的該巨集區塊組之所有巨集區塊予以解塊。在本實施例中，以解塊次序從左至右且從上至下為例，當一計數器計數至8，且該計數器對應的巨集區塊組之上方及左方的巨集區塊組內之所有巨集區塊皆已解塊完成時，解塊濾波器406將該計數器對應的該巨集區塊組之所有巨集區塊予以解塊。本發明完整詳細實施例請參照下文。

第5圖為計數器與視訊框之一實施例示意圖。第5圖中之視訊框與第2圖及第4圖之視訊框相同，其第00巨集區塊組MBG00至第13巨集區塊組MBG13中各有為數不等之巨集區塊已完成解碼，分別在圖中以斜線標記，如巨集區塊MB(0，1)、MB(3，14)...等；未完成解碼者，則不予標記。在第5圖之實施例中，該等計數器C00~C03、C10~C13依照該視訊框200中各巨集區塊組之解碼情況，分別計數為8、3、4、7 、8、6、8及5(標示於圖中各計數器之括弧內)。其中，計數器C00、C10及C12皆計數至8，表示巨集區塊組MBG00、MBG10以及MBG12中之所有巨集區塊皆已完成解碼。本發明之解塊濾波器406可進一步將巨集區塊組MBG00中之所有巨集區塊MB(0，0)~MG(0，7)解塊。巨集區塊組MBG00完成解塊之後，由於巨集區塊組MBG10左方之巨集區塊組MBG00中之所有巨集區塊已全數完成解塊，故解塊濾波器406將繼續對巨集區塊組MBG10進行解塊。然而，由於巨集區塊組MBG12上方及左方之巨集區塊組MBG11及MBG02皆尚未完成解塊，故本發明之解塊濾波器406暫時不對MBG12進行解塊作業。

值得注意的是，各該計數器可由k個位元所組成，在某些實施例中，若取視訊框之每N×M個相鄰的巨集區塊為一巨集區塊組，則可使該計數器有k個位元，其中k滿足2^k ≧(N×M)+1，熟悉本技藝人士可依本發明自行設計之。在理想情況下，N×M至少為2，但本發明不以此為限。在前文所述之實施例中，取視訊框中每8個相鄰的巨集區塊為一巨集區塊組，則每一個計數器僅需4個位元(2⁴ ≧9)。對第4圖及第5圖的視訊框200而言，本發明之緩衝器僅需32個位元，相較於第3圖緩衝器的64個位元可節省至少一半以上之緩衝空間，進而提升了視訊編解碼之效率。

本發明另提供一種視訊解碼解塊方法，第6圖即為依照本發明一實施例之視訊解碼解塊方法流程圖。本發明之視訊解碼解塊方法用以將一視訊框之複數個巨集區塊解碼並解塊，包括下列步驟：於步驟S602中，解碼各該巨集區塊；於步驟S604中，取該視訊框之每N×M個相鄰的巨集區塊為一巨集區塊組；於步驟S606中，提供複數個計數器，並使各該計數器分別對應至各該巨集區塊組，關於計數器之說明可參照前文所述；於步驟S608中，當一巨集區塊組之一巨集區塊被解碼完成時，使該巨集區塊組所對應的計數器加一；於步驟S610中，當該巨集區塊組對應的該計數器計數至N×M，且解塊次序在該巨集區塊組之前的巨集區塊組之所有巨集區塊皆已解塊完成時，將該巨集區塊組之所有巨集區塊予以解塊。

在上述視訊解碼解塊方法中，視訊框可包括A×B個像素，A、B為正整數，其中視訊框被分割成C×D個巨集區塊，每個巨集區塊又包括E×F個像素，其中A、B、C、D、E、F為正整數，並滿足A×B=C×D×E×F。一般而言，可依照先前技術所述，將視訊框以16×16個像素為單位進行分割。此外，上述N×M至少為2，但本發明不以此為限。

本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

10．．．巨集區塊

20．．．巨集區塊

P1．．．像素

P2．．．像素

200．．．視訊框

300．．．解塊緩衝器

400．．．視訊解碼解塊裝置

402．．．解碼器

404．．．解塊緩衝器

406．．．解塊濾波器

C00~C13．．．計數器

S602~S610．．．步驟

第1圖為兩相鄰之巨集區塊示意圖；

第2圖為一具有256×64個像素之視訊框；

第3圖為用以處理第2圖視訊框的一解塊緩衝器；

第4圖為依照本發明一實施例之視訊解碼解塊裝置及其處理之視訊框之示意圖；

第5圖為計數器與視訊框之一實施例示意圖；

第6圖即為依照本發明一實施例之視訊解碼解塊方法流程圖。

200．．．視訊框

400．．．視訊解碼解塊裝置

402．．．解碼器

404．．．解塊緩衝器

406．．．解塊濾波器

C00~C13．．．計數器

Claims (22)

1. 一種視訊解碼解塊裝置，用以將一視訊框之複數個巨集區塊解碼並解塊，包含：一解碼器，用以解碼各該巨集區塊；一解塊緩衝器，包含複數個計數器，該等計數器分別對應至複數個巨集區塊組中的一個巨集區塊組，其中每一個巨集區塊組係取複數個相鄰的巨集區塊組成，當該等巨集區塊組中之一巨集區塊組之一巨集區塊被解碼完成時，則該巨集區塊組所對應的該計數器加一；以及一解塊濾波器，用以當該巨集區塊組對應的該計數器計數至一預定值時，將該巨集區塊組之所有巨集區塊予以解塊。
2. 如申請專利範圍第1項所述之視訊解碼解塊裝置，其中該複數個巨集區塊組的每一個巨集區塊組係取該視訊框之每N×M個相鄰的巨集區塊組成。
3. 如申請專利範圍第2項所述之視訊解碼解塊裝置，其中各該計數器包括k個位元，k滿足2^k ≧(N×M)+1。
4. 如申請專利範圍第2項所述之視訊解碼解塊裝置，其中該預定值為N×M。
5. 如申請專利範圍第2項所述之視訊解碼解塊裝置，其中N×M至少為2。
6. 如申請專利範圍第1項所述之視訊解碼解塊裝置，其中該解塊濾波器依照一預定次序將該等巨集區塊組予以解塊。
7. 如申請專利範圍第6項所述之視訊解碼解塊裝置，其中當該巨集區塊組對應的該計數器計數至該預定值，且解塊次序在該巨集區塊組之前的巨集區塊組之所有巨集區塊皆已解塊完成時，該解塊濾波器將該巨集區塊組之所有巨集區塊予以解塊。
8. 如申請專利範圍第6項所述之視訊解碼解塊裝置，其中該預定次序為從左至右且從上至下。
9. 如申請專利範圍第1項所述之視訊解碼解塊裝置，其中該視訊框包括A×B個像素，其中A與B為正整數。
10. 如申請專利範圍第9項所述之視訊解碼解塊裝置，其中該視訊框包括C×D個巨集區塊，各該巨集區塊又包括E×F個像素，其中A、B、C、D、E、F為正整數並滿足A×B=C×D×E×F。
11. 如申請專利範圍第1項所述之視訊解碼解塊裝置，其中該解碼器以H.264/AVC標準進行解碼。
12. 一種視訊解碼解塊方法，用以將一視訊框之複數個巨集區塊解碼並解塊，包括：解碼各該巨集區塊；當複數個巨集區塊組中之一巨集區塊組之一巨集區塊被解碼完成時，使該巨集區塊組所對應的一計數器加一，其中每一個巨集區塊組係由複數個相鄰的巨集區塊組成；當該巨集區塊組對應的該計數器計數至一預定值時，將該巨集區塊組之所有巨集區塊予以解塊。
13. 如申請專利範圍第12項所述之視訊解碼解塊方法，其中該複數個巨集區塊組的每一個巨集區塊組係取該視訊框之每N×M個相鄰的巨集區塊組成。
14. 如申請專利範圍第13項所述之視訊解碼解塊方法，其中該計數器包括k個位元，k滿足2^k ≧(N×M)+1。
15. 如申請專利範圍第13項所述之視訊解碼解塊方法，其中該預定值為N×M。
16. 如申請專利範圍第13項所述之視訊解碼解塊方法，其中N×M至少為2。
17. 如申請專利範圍第12項所述之視訊解碼解塊方法，包括依照一預定次序將該等巨集區塊組予以解塊。
18. 如申請專利範圍第17項所述之視訊解碼解塊方法，更包括當該巨集區塊組對應的該計數器計數至該預定值，且解塊次序在該巨集區塊組之前的巨集區塊組之所有巨集區塊皆已解塊完成時，則將該巨集區塊組之所有巨集區塊予以解塊。
19. 如申請專利範圍第17項所述之視訊解碼解塊方法，其中該預定次序為從左至右且從上至下。
20. 如申請專利範圍第12項所述之視訊解碼解塊方法，其中該視訊框包括A×B個像素，其中A與B為正整數。
21. 如申請專利範圍第20項所述之視訊解碼解塊方法，其中該視訊框包括C×D個巨集區塊，各該巨集區塊又包括E×F個像素，其中A、B、C、D、E、F為正整數並滿足A×B=C×D×E×F。
22. 如申請專利範圍第12項所述之視訊解碼解塊方法，其中該解碼器以H.264/AVC標準進行解碼。