[发明专利]模型搜寻式的可变长度编解码方法与装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频编解码(video coding/decoding)技术，特别涉及一种模型搜寻式(pattern-search base)的可变长度编解码(variable length coding/decoding)方法与装置。

背景技术

H.264/高级视频编码(advance video coding，AVC)是一种新一代的视频编码标准，也是一种以区块为基本单位(block-based)的压缩方法。该视频编码标准提供了多样压缩工具与功能，对比先前技术，大幅度改善了视频编码标准。为了使多种产品和其系列产品能够弹性化与经济效益好，在可编程(programmable)的中央处理单元(CPU)或是数字信号处理器(DSP)上，开发了多媒体应用软件。然而H.264/AVC的复杂度也相对的提高。例如，基于软件的(software-based)的实时(real-time)译码器需要高性能的处理器和更快速的处理算法(algorithm)。

从计算上的复杂度(computing complexity)来看，可以知道用像素内插(pixel interpolation)的运动补偿(motion compensation)、使用情境适应性可变长度码(context adaptive variable length codes，CAVLC)的熵解码(entropydecoding)和去区块滤波器(de-block filter)等压缩工具消耗更多的时间。

情境适应性可变长度码的基本行为与可变长度码的基本行为类似。可变长度码的软件实现(software implementation)有多项工作流程，可分为两类，一类为位串行(bit-serial)法，另一类为位并行(bit-parallel)法。比特流法不太适合高性能实时应用软件，因为需要花长时间的周期来译码一个长的码字(codeword)。相反地，位并行法能够减少内存的存取和增加性能。

位并行法最简易的方式就是使用一个表格(table)来寻找，并且输入若干位来寻址(address)一个表格，该表格里包含有被译码的符号(symbol)和该码的长度。码的长度决定比特流(bit-stream)的指标要被移往的位置。该寻找表格必须能被码的最大位长度寻址。然而这会浪费内存的占用空间，因为较短的码在表格里有很多重复的元素(entry)。

一种解决的方案就是使用多回寻找(multi-pass look-ups)。首先，用少许的位寻址，在码表里寻找被译码的符号，如果在该码表里没有找到的话，就需要再读少许的位，到另一个码表里去执行第二回寻找(second look-up)，以此类推。虽然可省内存的占用空间，但消耗更多的处理时间。

而CAVLC是H.264所使用的一种可变长度码的编码方式，使用许多扩充专属的码表，而且要查寻那个码表是依据前后的情境的方块或符号而定。其设计概念是先使用多种方法来分割可变长度码的表格，以节省内存的空间，然后以算数运算来取代没有效率的寻找表格，并建构多符号可变长度码(multi-symbol VLC)，以一次(once)来解码连续的多个符号。图1是流程图，说明CAVLD译码的程序步骤。CAVLD译码的主要程序有六个步骤101-106，每个步骤使用不同的码表。CAVLD的流程说明如下。

步骤101：解码非零系数的总个数TC与±1的个数T1s，其中TC值的范围是0-16，而T1s值的范围是0-3。该步骤是根据nC值而决定查询的表格，该nC值是本方块(current block)的上边(upper)已解码出的方块与左边(left-hand)已解码出的方块的非零系数总个数的平均值。

步骤102：根据T1s，解码T1的正负号(sign)，以0代表正号，1代表负号。

步骤103：根据TC，依次解码出非零系数Level。该步骤要查寻那个表格是根据前一个已解码出的非零系数而决定查询的表格。

步骤104：解码非零系数前总共有几个0。该步骤是根据TC的值而决定查询的表格。

步骤105：解码每一非零系数前有几个0。该步骤是根据在该非零系数的值有几个0而决定查询的表格。

步骤106：根据前面各步骤的值，还原出zig-zag顺序排列的16个系数。