[发明专利]一种用于HEVC的解码装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于HEVC的解码装置和方法，特别是能够节省片内存储器的解码装置和方法。

背景技术

高效率视频编码HEVC（High Efficiency Video Codec）是目前由国际电信组织（ITU）和运动图像专家组（MPEG）正在联合制定中的下一代国际视频编码标准。与现在的国际视频标准H.264/AVC相比，HEVC在保证相同图像质量的前提下，可以将视频的码率降低50%，也就是说达到H.264两倍的编码效率。为实现这一目标，HEVC的运算复杂度提高了2至3倍。

HEVC仍然是一种面向块的基于运动补偿的视频编解码系统，与H.264相比最大的区别在于HEVC对一帧图像内的基本数据单元的划分。在HEVC中，基本数据单元在亮度分量里不再是尺寸为16x16的宏块（macroblock），而是最大尺寸可以达到64x64的编码树单元(coding tree unit)。如图1所示，编码树单元再按照4分树的结构组织数据，称为编码单元（coding unit），HEVC规定编码单元的尺寸可以是64x64，32x32，16x16以及8x8。每个编码单元主要包括两方面数据：预测单元（prediction unit）和变换树（transformtree)。预测单元包括帧间预测和帧内预测。如图2所示，帧间预测包括7种模式：PART_2Nx2N，PART_2NxN，PART_Nx2N，PART_2NxnU，PART_2NxnD，PART_nLx2N和PART_nRx2N。HEVC规定帧间预测的尺寸最大为64x64最小为4x8与8x4。帧内预测包括2种模式：PART_2Nx2N，PART_NxN。HEVC规定帧内预测的尺寸最大为64x64最小为4x4。如图3所示，变换树以四分树的结构组织变换单元（transform unit），标准规定变换单元的尺寸最大为32x32最小为4x4，变换单元内包含预测之后的残差信号。

HEVC的解码器必须兼容满足标准语法规定的所有码流，也就是说需要支持从上述各种尺寸的编码单元，以及各种尺寸的编码工具。与基于宏块（尺寸为固定的16x16）的H.264解码器相比，基于编码单元（尺寸变化，最大尺寸为64x64）的HEVC的硬件解码器不仅增加了控制逻辑和运算逻辑的复杂度，而且大大提高了本地存储器占用的面积。

发明内容

本发明提供了一种用于HEVC的解码装置，该装置包括：

解码单元，用于对一个按照HEVC标准编码的数据流中所有编码树单元信息进行解码；

总线，为系统总线，用于解码单元与外部存储器之间的数据传输；

外部存储器，用于为HEVC解码过程中的输入、输出数据提供了外部的存储空间。

进一步，解码单元包括：

熵解码子模块，用于一次从编码码流中解析出HEVC标准定义的尺寸为32x32的编码树单元及对应的语法元素；

帧间预测子模块，用于根据熵解码子模块输出的预测数据首先重建运动向量，然后根据运动向量读入参考像素，最终通过插值构建预测信号；

帧内预测子模块，用于根据熵解码子模块输出的预测数据首先确定帧内预测的模式，然后利用当前预测区域的边界像素构成预测信号；

反扫描子模块，用于根据熵解码子模块输出的预测数据推导出扫描模式，然后按照扫描模式对熵解码子模块输出的量化系数重新排列顺序；

反量化/反变换子模块，用于首先利用熵解码子模块输出的量化因子对反扫描子模块输出的量化系数进行反量化，然后进行反变换；

图像重构子模块，其输入包括经过反变换之后的残差信号以及经过预测之后的帧内预测或帧间预测信号，图像重构子模块按照HEVC标准里定义的算法进行图像重构；

后处理子模块，用去块效应滤波器进行滤波并进行像素自适应偏移。

进一步，外部存储器包括：

输入待解码数据流缓冲存储器，用于存储输入待解码数据流；

参考图像缓冲存储器，用于存储参考图像，参考图像提供给帧间预测子模块构建预测信号。

进一步，所述语法元素包括：

编码四分树的划分、预测模式、预测数据、变换四分树的划分、量化因子及变换系数。

进一步，如果帧间或帧内预测子模块支持的最大处理数据尺寸为16x16或8x8，在预测之前需要对预测数据重新分配。

本发明还提供了一种用于H EVC的解码方法，该方法包括：

解码步骤，用于对一个按照H EVC标准编码的数据流中所有编码树单元信息进行解码；