[发明专利]一种用于可伸缩视频编码的解码装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可伸缩视频编码的解码装置和方法，特别是能够提高可伸缩视频编码中质量可伸缩层解码速度的装置和方法。

背景技术

可伸缩视频编码(Scalable Video Codec)在传统视频编码标准(H.264/MPEG4/MPEG2)的基础之上，高度利用了传统视频编码器的各种工具以及概念，增加了时间可伸缩性，空间可伸缩性和质量可伸缩性，提升了更大的编码灵活度，使得视频传输更能适应异构的网络带宽和终端解码、显示及存储设备。

为了实现编码的可伸缩性，可伸缩视频编码把每一帧图像数据在空间维度和质量维度上分成多层进行编码，同时在时间维度上分层实现时间可伸缩性。

在质量可伸缩性编码中，在同一空间维度上的质量基本层与质量增强层的分辨率完全相同，不同的是对残差信号编码时的量化参数。通常在编码质量基本层时，会采用较大的量化步长，而在编码质量增强层时，会采用较小的量化步长。在H.264可伸缩视频编码标准中，还给出了系数分组的方法，使得在采用相同量化步长时，通过系数分组可以产生多个质量可伸缩层。质量基本层的峰值信噪比(PSNR)会比较低，码率低但质量粗糙。而每一个质量增强层都是对质量基本层的一种细化，每一个质量增强层和基本层的数据按照视频编码标准的算法叠加在一起，都可以获得更高质量的编码图像。

与传统视频编码相比，可伸缩视频编码的分层结构势必增加了解码系统设计的复杂度，不仅增加了运算单元实现复杂度，同时增大了总线带宽的吞吐量。

发明内容

鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于可伸缩视频编码的解码装置，该装置包括在其中处理所有与可伸缩视频解码相关的运算的运算单元、用于存储输入数据、输出数据以及中间数据的存储单元、用于运算单元和存储单元之间数据传输的总线，其中运算单元包括以下子单元：并行熵解码运算子单元，其包括L组标准的熵解码运算逻辑，并行熵解码运算子单元同时读入N层质量可伸缩层数据流进行熵解码，其中N小于等于L，同时输出N组宏块信息数据和N组系数数据；并行反扫描运算子单元，包括L组标准的反扫描运算逻辑，输入包括经过并行熵解码运算子单元解码之后的N组系数数据和宏块信息数据，并行反扫描运算子单元同时根据N组宏块信息数据中的扫描格式信息，对系数排列顺序重新排序并输出；系数重构及反量化运算子单元，其输入包括经过反扫描运算子单元重新排序之后的N组系数数据和经过并行熵解码运算子单元解码之后的N组宏块信息数据，系数重构及反量化运算子单元根据N组宏块信息数据中宏块类型、系数重构方法及量化信息，对系数数据进行重构和反量化。

进一步，运算单元进一步包括：反变换运算子单元，其输入是经过系数重构及反量化之后的系数数据，反变换运算子单元的输出是经过反变换之后的残差数据；预测重构运算子单元，其输入包括参考图像、层间参考数据以及经过并行熵解码运算子单元解码之后的宏块信息数据，预测重构运算子单元根据宏块信息数据中的预测模式，利用参考图像、层间参考数据或者相邻宏块解码信息数据生成预测结果；其中层间参考数据包括用于层间残差预测的残差参考数据、用于层间帧内预测的像素参考数据；图像重构运算子单元，其输入包括经过反变换之后的残差数据以及经过预测重构之后的预测结果，图像重构运算子单元根据这两部分输入数据，重构参考图像并产生层间参考数据。

进一步，所述存储单元进一步包括：输入待解码数据流缓冲存储器、参考图像缓冲存储器、层间参考数据缓冲存储器，其中图像重构运算子单元输出的重构参考图像和层间参考数据分别通过总线输出到参考图像缓冲存储器和层间参考数据缓冲存储器。

进一步，如果待解码数据流中具有相同分辨率的质量可伸缩层的数目M大于L，M层质量可伸缩层数据会分成K批送入并行熵解码运算子单元进行解码，K为(M+L-1)/L取整后的结果，其中前K-1次解码每批送入N=L层数据，第K次送入N=M-(K-1)×L层数据，每次解码除了输出N组宏块信息数据和系数数据外，解码的宏块信息数据还会存入层间参考数据缓冲存储器，在解码下一批质量可伸缩层数据时会读入这些数据作为参考。