[发明专利]一种适用于运动估计的片内存储的方法有效

专利信息
申请号: 200710044624.3 申请日: 2007-08-07
公开(公告)号: CN101102493A 公开(公告)日: 2008-01-09
发明(设计)人: 田野 申请(专利权)人: 华亚微电子(上海)有限公司
主分类号: H04N7/26 分类号: H04N7/26
代理公司: 上海智信专利代理有限公司 代理人: 邓琪
地址: 201203上海市张江*** 国省代码: 上海;31
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摘要:
搜索关键词: 一种 适用于 运动 估计 存储 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于视频编解码技术领域,特别是一种运动估计时能加快速度、减小带宽、节省存储的片内存储的方法。

背景技术

随着信息技术的发展,视频的应用越来越广泛。视频监控、视频会议、视频点播、数字电视、手机电视、IPTV、可视电话、激光视盘等,构成了一个巨大的市场。视频编解码算法和标准也在不断进步,其中的AVS和H.264是目前国内、国际代表第二代视频编解码先进技术的两大标准,有着良好的市场前景。由于AVS和H.264都采用了多参考帧、多尺寸块、1/4子像素精度等技术,在获得低码率、高质量的同时,也极大地增加了编码器中运动估计的计算复杂度和内存带宽。运动估计由大规模集成电路实现的时候,对标清/高清运动幅度大的视频,内存带宽成为运动估计的主要瓶颈。

做运动估计时,有的将高或宽不能被16整除的图像扩边成能被16整除的图像,存储在片外内存;有的根据运动估计的搜索范围对整像素进行扩边,存储在片外内存;有的甚至将差值出来的子像素及其扩边,也存储在片外内存;匹配时直接从存储参考帧的片外内存读取数据。这样操作,内存带宽是巨大的,实时编码几乎是不可能的。目前已有多种降低内存带宽的方法,其共同点都是将参考帧的像素由片外内存预取至片内内存。有的对每个宏块的搜索窗口都预取一次,尽管减少了误缓冲(mis-cache)的次数,加快了数据处理的速度,但对内存带宽来说是一种巨大的浪费。有的一次将若干行的宏块读取至片内,这对低分辨率的手机视频还可以,对高分辨率的标清/高清图像则是行不通的,因为它占据的片内存储太大了。很多有关内存带宽的技术仅考虑整像素运动估计,对子像素运动估计、运动补偿是另行处理的,这就需要占据额外的内存带宽和片内存储,而有的子像素运动估计占据的片内存储甚至比整像素运动估计占据的片内存储还多。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适用于运动估计的片内存储的方法,可以对不同架构进行相应配置,对整像素运动估计、子像素运动估计、运动补偿统一处理,并能更好地加快数据处理速度、减小内存带宽、减少片内存储。

为了达到上述目的,本发明的技术方案如下:

一种适用于运动估计的片内存储的方法,通过一个环柱状片内空间,来实现数据的预取、数据和空间的重用、运动估计和运动补偿,所述环柱的周长和高都是以像素为单位,所述周长为EXT+2*SRX+16+2*SRX+EXT+H*16,高为EXT+2*SRY+16+2*SRY+EXT+(V-1)*16;其中SRX为X方向的搜索范围,SRY为Y方向的搜索范围,EXT是1/4像素插值需要的最优整像素点上、下、左、右的整像素数。

采用上述方法,通过将数据预取至上述结构的环柱状空间,可以减小mis-cache的次数以加快数据处理的速度,同时能减小内存带宽以减少功耗,并减少片内、片外的存储空间。

附图说明

图1显示了被循环重用的环柱状片内空间,及空间中每次预取的一个个竖向宏块条。

图2示出了环柱展开成的长方形,整像素运动估计的搜索窗口,窗口中整像素运动估计原点、预测点、匹配点之间的关系,子像素运动估计和运动补偿所需的窗口外像素EXT,右侧预留的H个竖向宏块条,底侧用于同时做V行宏块编码所需的V-1个横向宏块条。

图3A-3C示出了对一行或两行宏块条同时编码时,第一个宏块即mbx=0时数据预取的种情况。其中图3A示出了最初几行宏块的情形;图3B示出了中间大多数宏块行的情形;图3C示出了最后几行宏块行的情形。

图4A1-4C3示出了对一行或两行宏块编码时,mbx!=0时数据预取的情况。其中图4A1-4A3示出了最初几行宏块的情形;图4B1-4B3示出了中间大多数宏块行的情形;图4C1-4C3示出了最后几行宏块行的情形。其中图4A1、4B1、4C1示出了每行中间大部分宏块编码时,宏块条横向充满的情形,图4A2、4B2、4C2示出了每行后部某一宏块编码时,宏块条横向不充满的情形,图4A3、4B3、4C3示出了每行最末几个宏块编码时,宏块条没有预取数据的情形。

图5A-5B示出了相邻宏块编码做运动估计时,重用片内数据的情形,图5A是水平方向相邻宏块的重用,图5B是垂直方向相邻宏块的重用。

图6A-6B示出了整像素运动估计匹配时,相邻像素间数据的重用,图6A是水平方向相邻像素间数据的重用,图6B是垂直方向相邻像间数据的重用。

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