[发明专利]一种基于AVS编码器的搜索窗缓冲装置

说明书

技术领域

本发明涉及数字视频编解码技术领域，更具体地，涉及一种基于AVS编码器的搜索窗缓冲装置。

背景技术

由于市场的不断需要，基于不同标准的各类视频编解码芯片得到了广泛使用和飞速发展。AVS是我国具备自主知识产权的第二代信源编码标准。顾名思义，“信源”是信息的“源头”，信源编码技术解决的重点问题是数字音视频海量数据(即初始数据、信源)的编码压缩问题，也称数字音视频编解码技术，它是其后数字信息传输、存储、播放等环节的前提，因此是数字音视频产业的共性基础标准。

传统的基于宏块的运动补偿技术可以有效降低时间冗余，但为了获取更高的编码效率，AVS标准进行了很多方面的改进。其中，AVS标准针对运动补偿引入的新特性包括：变块尺寸、运动矢量预测、多参考帧、直接和对称预测模式、无限制运动矢量、1/4像素插值。这些新特性增加了计算量和存储带宽，从而增加了商用解码器的成本。

对于运动补偿，其中具体的运动处理有两个过程，第一个过程是对运动物体的位移做出估计，即对运动物体从上一帧到当前帧位移的方向和像素数进行估计，求出运动矢量，该过程就叫做运动估计；第二个过程是按照运动矢量，将上一帧位移，求出对当前帧的估计，该过程称为运动补偿。

运动估计用于在使用帧间编码方式时通过参考图像产生对被压缩图像的估计。运动估计的准确程度对帧间编码的压缩效果非常重要，如果估计做得好，那么被压缩图像与估计图像相减后只留下很小的值用来传输。

运动补偿预测用于去掉图像信号的时间冗余信息，图像信号结构上的冗余度表现为很强的空间(帧内的)和时间(帧间的)相关性。统计测量证实了图像信号在相邻像素间、相邻行间、相邻帧间存在强的相关性。一般情况下，图像中的大部分区域信号变化缓慢，尤其是背景部分几乎不变，如电影胶带，连续几十张画面变化甚小。AVS把图像序列分成一个个的图像组，每个图像组中包括I帧、P帧和B帧3种类型的图像帧，对于不同的图像帧采用不同的编码方法。在AVS标准中获得运动补偿的块结构大小不再局限于宏块的基础，可以从宏块的分块或子分块中获取运动矢量。每个宏块可以分解为1个16×16块、2个8×16块、2个16×8块或4个8×8块，并拥有与块相对应的运动矢量。

在AVS-P2解码器中，运动补偿的访存量达到50％，亚像素的处理时间达到25％。运动补偿成为AVS编解码器中数据量最密集的部分，对于HDTV1080p，图像大小为1920×1080，基于CPU的软件应用程序，无法达到高清实时解码的数据要求。

综上所述，在AVS高清编码器中参考像素和当前帧像素的数据量非常巨大，通常放在外存外部存储器中存储。而运动估计和运动补偿的访存量尤其的惊人，使得整个编码器系统存在运行的瓶颈制约。因此，如何提高带宽利用率，降低访存量成为设计编码器的关键。

发明内容

为克服现有AVS编码其中访存量大且使用外置存储所产生的系统性能受限的缺陷，本发明提出一种基于AVS编码器的搜索窗缓冲装置。

根据本发明的一个方面，提供一种基于AVS编码器的搜索窗缓冲装置，包括系统控制模块、搜索窗更新模块、搜索窗读取模块和搜索窗存储模块；

其中，所述系统控制模块用于在每一帧的开始处更新系统信息并将这些系统信息传递给搜索窗更新模块，向搜索窗更新模块提供宏块级的控制；所述搜索窗更新模块用于根据系统控制模块提供的系统信息向外部存储器发送读取请求，并将外部存储器返回的数据依次存入搜索窗存储模块；所述搜索窗存储模块用于本地保存读入的数据；所述搜索窗读取模块用于响应客户端的请求，从搜索窗存储模块读取相应的数据，返回给客户端。

通过本发明，可以极大的提高带宽利用率，降低运动估计和运动补偿的访存量，提高运动估计和运动补偿的访存效率和AVS编码器的整体性能。

附图说明

图1是AVS编码器的搜索窗缓冲装置的结构框图；

图2是AVS编码器的搜索窗缓冲装置的窗口结构示意图；

图3是AVS编码器的搜索窗缓冲装置的更新状态示意图；

图4是搜索窗缓冲装置的本地存储空间结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明提供的一种基于AVS编码器的搜索窗缓冲装置进行详细描述。