使用視頻圖像的幀間預測的并行解碼器制造技術

本公開涉及使用視頻圖像的幀間預測的并行解碼器。提供了用于解碼包括具有運動向量數據的幀間編碼圖像項目數據的壓縮視頻圖像數據的并行解碼器。解碼模塊解碼在臨時存儲裝置中存儲的圖像數據。解碼模塊包括幀間預測模塊，所述幀間預測模塊使用幀間預測項目數據通過參照已解碼的參考圖像項目數據來解碼所述幀間編碼圖像項目。臨時存儲裝置中的幀間預測項目數據的結構是對應參考圖像項目的位置的函數。由所述幀間預測模塊對所存儲的幀間預測項目數據進行的解碼順序被根據參考圖像項目數據的解碼順序賦予優先級。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及數據壓縮和解壓縮，并且更具體地涉及并行執行圖像的幀間預測處理的視頻解碼器.
技術介紹
數據壓縮用于減小存儲、傳輸或重建(解碼和回放)的數據量，尤其是對于視頻內容.解碼以適于顯示的格式從壓縮數據恢復視頻內容.可獲得用于高效地編碼和解碼壓縮信號的各種格式標準.常用的一種標準是國際國際電信聯盟標準ITU-TH.264‘通用視聽業務的先進視頻編碼’.用于視頻壓縮的技術包括幀間編碼和幀內編碼.幀間編碼對于基于塊的幀間預測采用運動向量，以利用不同圖像中項目(item)之間的時間統計依賴性(其可涉及不同的幀、場、切片或宏塊或較小分區).用于幀間預測解碼的幀間預測圖像項目數據包括運動向量、參考圖像的索引、在幀間預測解碼完成之前必須解碼的相關塊，以及諸如塊大小的其他數據.幀內編碼對于單個圖像內的項目使用各種空間預測模式以利用源信號中的空間統計依賴性(冗余).在編碼期間，預測殘余(其限定參考圖像項目和當前編碼項目之間的殘余差異)然后被使用變換進一步壓縮，以在量化之前去除變換塊內的空間相關性.最后，運動向量或幀內預測模式被與量化變換系數信息組合并被編碼。解碼處理包括以壓縮數據被接收的順序獲取壓縮數據、解碼不同圖像項目的數據、并根據運動向量或幀內預測模式組合幀間編碼項目和幀內編碼項目.解碼幀內編碼圖像可以在不參考其它圖像的情況下完成。解碼幀間編碼圖像項目使用運動向量以及來自由編碼器選擇的參考圖像項目的采樣值的塊.在并行解碼器中，不同的專用線程例如在多核處理器中被同時進行處理.在對幀間編碼圖像進行解碼期間，幀間預測處理可以在參考圖像被完全解碼之前開始。然而，如果幀間預測處理被阻塞等待參考圖像項目解碼處理的完成，則會失去并行解碼的速度潛能的好處.對視頻數據采用其中減小或消除由于等待參考圖像項目解碼的完成而導致的幀間預測處理的延遲的并行解碼器將是有利的。附圖說明通過參考在附圖所示的實施例的以下描述可以最佳地理解本專利技術以及其目的和優點.附圖中的要素是為了簡單和清楚示出的，并不一定按比例繪制.圖1是示出在視頻圖像數據的壓縮過程中幀間編碼圖像項目數據的傳統處理的示意圖；圖2是根據本專利技術的實施例的用于解碼壓縮的視頻圖像數據的并行解碼器的示意框圖；圖3是根據本專利技術的實施例的操作圖2的解碼器的方法的流程圖；圖4是示出在圖3示出的方法中幀間預測圖像項目數據在隊列中的分布的示意圖；圖5是根據本專利技術的另一實施例的操作圖2的解碼器的方法的流程圖；圖6是示出在圖5示出的方法中，幀間預測圖像項目數據在樹中的分布的示意圖；和圖7是可用于實現圖2的并行解碼器的數據處理系統的示意框圖.具體實施方式圖1示出諸如在ITU-T標準H.264AVC中使用幀間預測來壓縮當前圖像項目的傳統方法100.在方法100中，編碼器試圖找到包含與它正在編碼的塊類似的像素的參考塊104，而不是對圖像的每個塊102的原始圖像數據直接編碼.塊102在幀中的當前位置相對于參考塊104的位置的位移由運動向量106定義.正被編碼的塊102和參考塊104之間的小的殘余差異(諸如，由在塊102和104的陰影中的差異示出的亮度或色彩的改變)由預測誤差數據概括，該預測誤差數據通常也被發送給解碼器.因為不必再次發送并解碼參考塊104的原始圖像數據，所以圖像數據的量被減少。然而，參考圖像塊104必須在幀間預測圖像塊102能夠被解碼之前先被解碼，并且對參考塊104進行解碼中的延遲會阻塞解碼處理。本專利技術適用于按照標準H.264AVC和其他標準編碼的圖像。圖2示出根據本專利技術的實施例的用于對壓縮視頻圖像數據進行解碼的并行解碼器200.解碼器200解碼來自源202的壓縮視頻圖像數據，包括具有具有運動向量數據106的幀間編碼圖像項目數據102。解碼器200包括臨時存儲裝置204，用于存儲將要解碼的圖像數據的多個結構(包括組織幀間預測項目的結構).至少一個解碼模塊206對所存儲的圖像數據進行解碼.解碼模塊206包括至少一個幀間預測模塊208，幀間預測模塊208使用幀間預測項目數據以通過參照已經解碼的參考圖像項目數據104來對幀間編碼圖像項目進行解碼.控制模塊210根據對應參考圖像項目104在解碼順序中的位置控制在臨時存儲裝置204中的幀間預測項目數據的結構，并且根據參考圖像項目數據104的解碼順序對由幀間預測模塊208對存儲的幀間預測項目數據進行的解碼順序賦予優先級.來自解碼模塊206的解碼圖像數據可以以適于在顯示屏幕214上顯示的格式進行重建.組織要被解碼的幀間預測項目數據400的結構(圖4)可包括幀間預測項目數據實體的相應隊列402、404、406、408.每個幀間預測項目實體包含幀間預測模塊208用于解碼相應幀間編碼圖像項目的相關參考圖像項目數據104的標識.該標識可包括：運動向量數據、相關的參考圖像項目的索引以及塊大小.可通過參考圖像項目數據在解碼順序中的位置對隊列賦予優先級.控制模塊210可控制語法解析器212，語法解析器212根據相關參考圖像項目在解碼順序中的位置向隊列分配幀間預測項目實體。語法解析器212可以使用右下角像素的位置作為參考圖像項目位置.控制模塊210可以使解碼模塊要解碼的幀間預測圖像項目實體出隊，如果相關參考圖像項目數據末在設定時間內解碼則使該幀間預測項目實體再次入隊，并且相反，解碼模塊解碼另一幀間預測項目實體.每個隊列402、404、406、408可以根據解碼順序包含參考圖像的相應區域的幀間預測項目數據.解碼順序可以是光柵掃描順序。在圖像數據涉及圖像的切片(slice)或瓦片(tile)的情況下，隊列可以包含圖像的一個或多個相應切片或瓦片的幀間預測項目數據。在解碼模塊包括并行解碼輸出的情況下，相應并行解碼輸出的幀間預測項目數據可以交織在相同的隊列中。圖3示出在隊列結構400中存儲要被解碼的幀間預測項目數據的方法300.在302，在臨時存儲裝置204中創建隊列402至408。在304，語法分析器212向按照相關參考塊104的解碼順序被賦予優先級的隊列402至408分配幀間預測數據項目.可選地，為了更佳的效率，每個隊列402至408可以根據其中參考塊的解碼順序進行整理(排序)，如在306.整理可以周期性地執行，或者可以當項目的數量大于閾值時被觸發.在308，幀間預測模塊208中的幀間預測線程根據隊列優先級從隊列402至408取出項目，從最高優先級隊列中取出第一項目(如果有).在310，對幀間預測解碼是否因為相關參考圖像項目數據104還未被完全解碼而不能被完成進行判定。如果參考圖像項目數據104還未及時被解碼，則在312，幀間預測數據項目被放回原始隊列.如果參考圖像項目數據104已經被及時解碼，則在314，幀間預測處理被執行，并且解碼處理在步驟308進行到隊列優先級中的下一個項目。組織要被解碼的幀間預測項目數據的結構可以包括相應的樹600(圖6).每棵樹具有鏈接的節點602至610，節點602至610包含幀間預測項目數據實體和對任何子節點的引用，其中，幀間預測模塊通過樹遍歷616提取幀間預測項目數據實體，并在解碼中使用所述幀間預測項目數據實體.每個幀間預測項目數據實體包含相關參考圖像項目數據104的標識.該標識可包括運動向量數據、相關本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于對包括具有運動向量數據的幀間編碼圖像項目數據的壓縮視頻圖像數據進行解碼的并行解碼器，所述解碼器包括：臨時存儲裝置，用于存儲要被解碼的圖像數據的多個結構，所述多個結構包括組織幀間預測項目的結構；至少一個解碼模塊，用于解碼所存儲的圖像數據，其中，所述解碼模塊包括至少一個幀間預測模塊，所述至少一個幀間預測模塊使用幀間預測項目數據通過參考已解碼的參考圖像項目數據來對幀間編碼圖像項目進行解碼；和控制模塊，根據對應參考圖像項目在解碼順序中的位置來控制在所述臨時存儲裝置中的幀間預測項目數據的結構，并且根據參考圖像項目數據的所述解碼順序對由幀間預測模塊對所存儲的幀間預測項目數據進行的解碼順序賦予優先級，其中，對要被解碼的幀間預測項目數據進行組織的結構包括幀間預測項目數據實體的相應隊列，并且其中，每個幀間預測項目數據實體包含所述幀間預測模塊用于對相應幀間編碼圖像項目進行解碼的相關參考圖像項目數據的標識。

【技術特征摘要】
1.一種用于對包括具有運動向量數據的幀間編碼圖像項目數據的壓縮視頻圖像數據進行解碼的并行解碼器，所述解碼器包括：臨時存儲裝置，用于存儲要被解碼的圖像數據的多個結構，所述多個結構包括組織幀間預測項目的結構；至少一個解碼模塊，用于解碼所存儲的圖像數據，其中，所述解碼模塊包括至少一個幀間預測模塊，所述至少一個幀間預測模塊使用幀間預測項目數據通過參考已解碼的參考圖像項目數據來對幀間編碼圖像項目進行解碼；和控制模塊，根據對應參考圖像項目在解碼順序中的位置來控制在所述臨時存儲裝置中的幀間預測項目數據的結構，并且根據參考圖像項目數據的所述解碼順序對由幀間預測模塊對所存儲的幀間預測項目數據進行的解碼順序賦予優先級，其中，對要被解碼的幀間預測項目數據進行組織的結構包括幀間預測項目數據實體的相應隊列，并且其中，每個幀間預測項目數據實體包含所述幀間預測模塊用于對相應幀間編碼圖像項目進行解碼的相關參考圖像項目數據的標識。2.如權利要求1所述的并行解碼器，其中，按照所述參考圖像項目數據在解碼順序中的位置對所述隊列賦予優先級。3.如權利要求2所述的并行解碼器，其中，所述控制模塊控制語法分析器，所述語法分析器根據所述相關參考圖像項目在解碼順序中的位置向所述隊列分配所述幀間預測項目...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊宏璋，黃超凡，周鵬，
申請(專利權)人：飛思卡爾半導體公司，
類型：發明
國別省市：美國;US