專利名稱：一種高清信號(hào)解碼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高清視頻解碼領(lǐng)域，尤其涉及一種高清信號(hào)解碼器。
背景技術(shù)：
參考圖1，高清視頻解碼的三個(gè)核心算法是1.使用B幀普通清晰度解碼算法僅使用一個(gè)參考幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，而高清視頻解碼算法使用兩個(gè)參考幀進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。這樣對(duì)于每一個(gè)子塊都有兩個(gè)參考幀對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，補(bǔ)償效率明顯提高，減少了殘留系數(shù)的信息量，從而減少了碼流量。
2.使用4×4子塊經(jīng)典視頻解碼算法使用16×16或8×8子塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測，而高清視頻解碼算法使用4×4子塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測，如圖2所示。這樣每一個(gè)子塊都可以進(jìn)行更精確的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，預(yù)測效率明顯提高，也減少了殘留系數(shù)的信息量，從而減少了碼流量。
3.使用濾波插值經(jīng)典視頻解碼算法使用1/2nd精度非濾波插值，而高清視頻解碼算法使用1/4th精度濾波插值。這樣提高了運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)木鹊?/4th像素，減少了殘留系數(shù)的信息量，從而減少了碼流量。
雖然運(yùn)用上述三個(gè)核心算法可以得到高質(zhì)量的圖像畫面和出色的數(shù)據(jù)壓縮比，但由于解碼器是通過DMA接口(Direct Memory Access)讀取存儲(chǔ)在系統(tǒng)內(nèi)存(通常為SDRAM)中的數(shù)據(jù)，所以上述三個(gè)核心算法的引入也極大地提高了存儲(chǔ)帶寬的要求。例如，對(duì)于視頻格式為1920×1080的4∶2∶0的圖像信號(hào)，在全部4×4子塊運(yùn)動(dòng)預(yù)測，1/4th精度濾波插值的極端情況下，需要的存儲(chǔ)帶寬為[4×4子塊數(shù)]×[4×4濾波所需像素?cái)?shù)]×每秒幀數(shù)×參考幀數(shù)＝[亮度4×4子塊數(shù)+色度4×4子塊數(shù)]×[4×4濾波所需像素?cái)?shù)]×每秒幀數(shù)×參考幀數(shù)＝[1920/4×1080/4+960/4×540/4+960/4×540/4]×[9×9]×30×2＝[1920/4×1080/4×1.5]×[9×9]×30×2＝944784000bits/s＝901MB/s。
因?yàn)槊堪宋豢偩€在雙倍數(shù)據(jù)速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Double DataRate-Synchronous Dynamic Random Access Memory，DDR-SDRAM)電路板的帶寬為2×100MB/s＝200MB/s，所以當(dāng)總線利用率為90％時(shí)，至少需要的總線數(shù)量為901MB/s/200MB/s/0.9*8≈41位，因此現(xiàn)有解碼方案一般使用64位總線，這在成本和功耗上都是一筆較大的開支。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種高清信號(hào)解碼器，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的高清視頻解碼過程中存儲(chǔ)帶寬太寬，需要的總線較多造成硬件帶寬設(shè)計(jì)難度大以及成本、功耗大的問題。
本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種高清信號(hào)解碼器，包括DMA接口，所述解碼器通過所述DMA接口從系統(tǒng)內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)用于解碼，所述解碼器還包括與DMA接口直接連接，從所述系統(tǒng)內(nèi)存中更新并保存參考幀中高概率補(bǔ)償區(qū)間數(shù)據(jù)的緩存區(qū)。
本發(fā)明實(shí)施例通過在解碼器中設(shè)置一與DMA接口直接連接的緩存區(qū)，保存解碼器中當(dāng)前4×4子塊的高概率補(bǔ)償區(qū)間的數(shù)據(jù)，并不斷從系統(tǒng)內(nèi)存更新，使得4×4子塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)來自于該緩存區(qū)，解碼器的存儲(chǔ)帶寬得到了極大的緩解。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的解碼器的結(jié)構(gòu)圖；圖2是現(xiàn)有技術(shù)中亮度4×4子塊的B幀預(yù)測示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的高概率補(bǔ)償區(qū)間示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的解碼器的結(jié)構(gòu)圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的解碼器解碼的原理示意圖。
具體實(shí)施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
本發(fā)明實(shí)施例通過在解碼器中設(shè)置一與DMA接口直接連接的緩存區(qū)，用于保存解碼器當(dāng)前4×4子塊的參考幀中高概率補(bǔ)償區(qū)間的數(shù)據(jù)，并不斷從系統(tǒng)內(nèi)存更新，使得4×4子塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)來自于該緩存區(qū)，解碼器的存儲(chǔ)帶寬得到了極大的緩解。
仍以視頻格式為1920×1080的4∶2∶0的信號(hào)為例，一般情況下4×4子塊的運(yùn)動(dòng)幅度不會(huì)太大，所以90％的子塊可以使用就近兩幅參考幀的+/-8橫條內(nèi)的像素進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，但少數(shù)情況，例如畫面中一些高速運(yùn)動(dòng)的物體往往會(huì)超出如圖3所示的高概率補(bǔ)償區(qū)間的范圍，所以10％的數(shù)據(jù)就需要通過DMA從系統(tǒng)內(nèi)存中讀取。
參考圖4，本發(fā)明實(shí)施例在解碼器芯片內(nèi)植入容量為L2的內(nèi)存作為緩存區(qū)保存當(dāng)前4×4子塊的參考幀中高概率補(bǔ)償區(qū)間的數(shù)據(jù)，即高度為[16+8+8]的橫條內(nèi)的像素，并不斷從系統(tǒng)內(nèi)存更新。該緩存區(qū)與DMA接口直接連接，當(dāng)解碼器對(duì)當(dāng)前4×4子塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)，90％的數(shù)據(jù)可以通過讀取該緩存區(qū)獲得，10％需要從系統(tǒng)內(nèi)存中讀取，使得解碼器的存儲(chǔ)帶寬得到了極大的緩解。
緩存區(qū)容量L2的計(jì)算方法如下L2＝亮度行寬×[亮度高概率補(bǔ)償區(qū)間高度]+色度行寬×[色度高概率補(bǔ)償區(qū)間高度]×2＝亮度行寬×[亮度濾波高度要求+高概率補(bǔ)償區(qū)間上、下偏移]+色度行寬×[色度濾波高度要求+高概率補(bǔ)償區(qū)間上、下偏移]×2＝1920×[16+8+8]+960×[8+8+8]×2＝105KB。其中，高概率補(bǔ)償區(qū)間上、下偏移量為統(tǒng)計(jì)意義量，通常為8。
通過本發(fā)明實(shí)施例提供的緩存區(qū)，參考圖5，可以看出解碼器的存儲(chǔ)帶寬可減少為[4×4子塊數(shù)]×[4×4濾波所需像素?cái)?shù)]×每秒幀數(shù)×參考幀數(shù)×10％+[4×4子塊數(shù)]×[4×4搬移到緩存區(qū)的像素?cái)?shù)]×每秒幀數(shù)×參考幀數(shù)×90％＝[1920/4×1080/4×1.5]×[9×9]×30×2*10％+[1920/4×1080/4×1.5]×[4×4]×30×2*90％＝250MB/s需要的總線至少為250MB/s/200MB/s/0.9*8≈12位，所以32位的總線就可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)解碼系統(tǒng)了，從而使存儲(chǔ)帶寬得到了極大的緩解。
綜上，本發(fā)明實(shí)施例通過在解碼器中設(shè)置一與DMA接口直接連接的緩存區(qū)，保存解碼器中當(dāng)前4×4子塊的高概率補(bǔ)償區(qū)間的數(shù)據(jù)，并不斷從系統(tǒng)內(nèi)存更新，使得4×4子塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)來自于該緩存區(qū)，解碼器的存儲(chǔ)帶寬得到了極大的緩解。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種高清信號(hào)解碼器，包括DMA接口，所述解碼器通過所述DMA接口從系統(tǒng)內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)用于解碼，其特征在于，所述解碼器還包括與DMA接口直接連接，從所述系統(tǒng)內(nèi)存中更新并保存參考幀中高概率補(bǔ)償區(qū)間數(shù)據(jù)的緩存區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的高清信號(hào)解碼器，其特征在于，所述高概率補(bǔ)償區(qū)間為解碼器中4×4子塊在參考幀中所對(duì)應(yīng)的橫向帶狀像素區(qū)間。
3.如權(quán)利要求2所述的高清信號(hào)解碼器，其特征在于，所述橫向帶狀像素區(qū)間的高度為亮度濾波高度要求與高概率補(bǔ)償區(qū)間上、下偏移量之和。
4.如權(quán)利要求3所述的高清信號(hào)解碼器，其特征在于，所述緩存區(qū)的容量按下式計(jì)算得出L2＝亮度行寬×[亮度高概率補(bǔ)償區(qū)間高度]+色度行寬×[色度高概率補(bǔ)償區(qū)間高度]×2＝亮度行寬×[亮度濾波高度要求+高概率補(bǔ)償區(qū)間上、下偏移]+色度行寬×[色度濾波高度要求+高概率補(bǔ)償區(qū)間上、下偏移]×2；其中，高概率補(bǔ)償區(qū)間上、下偏移量為統(tǒng)計(jì)意義量。
全文摘要
本發(fā)明適用于高清視頻解碼領(lǐng)域，提供了一種高清信號(hào)解碼器，包括DMA接口，所述解碼器通過所述DMA接口從系統(tǒng)內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)用于解碼，所述解碼器還包括與DMA接口直接連接，從所述系統(tǒng)內(nèi)存中更新并保存參考幀中高概率補(bǔ)償區(qū)間數(shù)據(jù)的緩存區(qū)。本發(fā)明實(shí)施例通過在解碼器中設(shè)置一與DMA接口直接連接的緩存區(qū)，保存解碼器中當(dāng)前4×4子塊的高概率補(bǔ)償區(qū)間的數(shù)據(jù)，并不斷從系統(tǒng)內(nèi)存更新，使得4×4子塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償時(shí)，大部分?jǐn)?shù)據(jù)來自于該緩存區(qū)，解碼器的存儲(chǔ)帶寬得到了極大的緩解。
文檔編號(hào)H04N7/32GK101060627SQ20071007403
公開日2007年10月24日 申請(qǐng)日期2007年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月13日
發(fā)明者李小明, 龐恩林, 蘇丹, 雷宇 申請(qǐng)人:深圳安凱微電子技術(shù)有限公司