[发明专利]内存减小的H264/MPEG-4 AVC编解码器

说明书

技术领域

本发明大体涉及视频编码/解码/代码转换(编解码器)，更具体 地，涉及一种内存减小的H.264/MPEG-4 AVC编解码器。

背景技术

国际电信联盟电信标准局(ITU-T)建议H.264和用于高级视频 编码(MPEG-4/AVC)的国际标准化组织/国际电工委员会(ISO/IEC) 建议MPEG-4第10部分关系到数字视频编解码器。 H.264|MPEG-4/AVC文件(以下简称为H.264)规定了解码器操作 (语义)和压缩视频表示法(比特流语法)。由于有效的语法和许多 新的预测选项，传统的H.264视频编码器产生提供具有50％以下比 特率的MPEG-2质量的比特流。因此，视频分配通道(诸如高清数 字光学介质格式(Blu-ray Disc^TM、HD DVD)、电缆(高清视频点播)、 卫星(直接电视(DirectTV)、DISH Network^TM)、网际协议电视 (IPTV)、地面高清电视(TV)、付费电视(法国、英国)及移动 系统(3GPP))正采用允许H.264的设备。Blue-Ray是日本东京 Blu-ray Disc协会的商标。DISH Network是科罗拉多州英格伍德 EchoStar Satellite责任有限公司的注册商标。

两类预测被用于ISO/IEC和ITU的基于块(block)的混合预测 和变换视频编解码器。帧间预测和帧内预测被用于去除冗余，以使 改进压缩是可能的。帧间预测使用之前(有时被运动补偿的)解码 后的视频帧或场来预测当前块。(预测的)P-块只使用来自前一帧或 场的一个块来进行预测。(双向预性的)B-块使用根据两个之前解码 后的块的预测的(可能加权的)平均。相比之下，帧内预测使用当 前场或帧之内的之前解码的相邻块。专门使用帧内预测的关键帧 (即，I-帧)可以被用作进入压缩比特流的入口点，以进行通道改 变或误差校正。帧内预测对由于近似或误差而引起的不匹配如何在 视频中累积具有显著效果，因此，对基于不同近似的内存减小技术 具有效果。

参照图1，示出了传统的H.264多帧帧间预测的示图。参照图2， 示出了具有参考B-帧的传统H.264分层式图片组(GOP)的示图。 图片存储的存储器是视频解码器中最昂贵的元件。存储器存储愈加 支配解码器成本。H.264的应用内存标准通常被规定为高于其他通 常专用的编解码器，诸如ISO MPEG-2(ITU-T H.262)或电影电视 工程师协会(SMPTE)VC-1(WMV-9，Microsoft Windows Media 9)。 其他的存储器用于支持H.264帧间预测编码工具，诸如多个参考帧、 分层式帧和参考B-帧，如图1和图2所示。

如针对MPEG-2所描述的，可以通过下采样(即，水平和/或垂 直地减小分辨率)来减小图片存储的内存。实际上，下采样可以与 最后的编解码器块/图片重构级合并。对于(i)MPEG-2，可以使用 IDCT(离散余弦反变换)级，而对于(ii)H.264和VC-1，可以使 用环内(即，去块滤波器)。类似地，一种高效的实现方式可以将上 采样与亚像素运动补偿帧间预测加载合并。对于MPEG-2，不同于 H.264|MPEG-4/AVC，利用以下两种简单方法中的任一种利用因数 二来进行的水平子采样产生了很好的质量：(i)进行下采样而不进 行滤波(即，删去(drop)交替列)以及利用双线性内插的上采样； 以及(ii)通过平均进行的下采样(即，相邻列)以及上采样而不进 行滤波(即，复制、采样及保持)。

发明内容

本发明涉及一种用于减小数字视频编解码器中的内存利用的方 法。该方法大体包括以下步骤：(A)通过使用图案(pattern)对第 一参考图片进行下采样来生成第二参考图片，其中，该图案(i)包 括二维栅格，并且(ii)是通过执行垂直下采样和单独执行水平下采 样无法获得的；(B)通过对第二参考图片进行上采样来生成第三参 考图片；以及(C)使用第三参考图片对视频信号中的图像进行处 理。