[发明专利]基于H.264的熵解码器的实现方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于集成电路数字多媒体处理技术领域，尤其涉及一种专为在视频通信的硬件MAE(media accelerator engine多媒体加速引擎)上实现熵解码器的方法及装置。

背景技术

视频编解码技术是数字多媒体存储和传输应用的关键技术之一，视频编码的核心部分包括：预测编码，变换编码，熵编码。作为视频编码重要组成部分的熵编码，是利用去除视频数据冗余的方法达到对视频数据进行压缩的效果。

熵编码包括变长编码和算术编码两种编码方法。典型的变长编码包括：H.261、MPEG(Motion Picture Experts Group)-2中采用的H.263，MPEG-4中采用的3D-VLC编码，以及H.264/AVC(国际电信协会ITU-T的H.264视频编码建议或ISO/IEC的国际标准14496-10即MPEG-4标准的第十部分)中采用的CAVLC(Context-based Adaptive Variable Length Coding)编码。其中2D-VLC编码和3D-VLC编码采用单一码表进行编码，码表的体积较小，硬件实现比较简单；而CAVLC编码根据已编码的句法元素的情况，动态调整使用的码表，可以得到很高的压缩比，性价比更高。算术编码中最典型的是在H.264/AVC中采用CABAC算术编码，相对变长编码而言，由于可以对上下文进行建模，对信源符号出现的概率有更准确的估计，因此编码效率更高，但是相比变长编码，它的计算复杂度高，硬件实现复杂，因此目前采用不多。一般来说，CAVLC编码多于实时性要求较高的应用，如视频电话等。而CABAC虽然编码效率较高，编码的图像质量较好，但由于编码比较复杂，难以用于对速度要求较高的应用中，更多地用于数字多媒体的应用，如数字广播电视和数字视频存储等。

熵解码就是将熵编码编码过的视频数据准确可靠的还原，对于应用H.264/AVC的视频编码标准进行编码的视频数据，针对存在的两种熵编码方式，熵解码器分别对经过CAVLC和CABAC编码过的视频数据进行解码。然而，由于CAVLC较以前的2D-VLC编码和3D-VLC编码复杂，CABAC计算复杂度很高，因此要对同时支持两种熵编码方式的视频数据解码需要耗费相当的资源。在IC设计中，纯ASIC硬件实现也相当困难，也正是由于这个原因，当前的H.264熵解码一般只是在计算机上采用纯软件的方式实现，少数硬件实现的熵解码器也只支持CAVLC编码方式，这样就限制了性能更好，压缩比更高的CABAC编码方法的应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是如何采用一种简单有效的方法，在MAE上实现对CAVLC和CABAC的两种视频编码数据的熵解码，既能保证解码的质量和解码效率，结构简单又易于实现。

本发明的目的在于公开了一种专用于H.264解码MAE中对熵编码残差数据等进行解码的方法及装置，由于本发明所述方法采用了软硬件协同工作，使得熵解码器在保证获得可靠的解码效率和解码质量的前提下，大大降低了结构的复杂度和计算复杂度，从而有效的解决了结构和效率之间的矛盾，顺利的实现了对CAVLC和CABAC熵编码码流的解码。

基于H.264的熵解码器的实现方法，其特征在于：该方法采用了软硬件协工作，将解码过程中占用大量资源的部分改用软件程序方法实现，包括如下步骤：

步骤1：熵解码控制模块(6)根据熵编码模式标志选择解码方式：即是对CAVLC编码码流进行解码还是对CABAC编码码流进行解码；

步骤2：根据步骤(1)选定的解码类型以片(slice)数据为单位对CAVLC或者CABAC编码码流进行解码；

步骤3：解码完成后，判断是否为CAVLC或者CABAC编码码流的最后一个片数据，若不是，返回步骤(2)继续对下一个片(Slice)的数据进行解码，否则，解码过程结束。

基于H.264的熵解码器的实现方法，所述的将解码过程中占用大量资源的部分改用软件程序方法实现，其特征在于：所述的软件程序方法是指利用嵌入式cpu代替硬件电路进行运算的方式，而不是单纯的指用计算机软件实现熵解码中的某些计算功能。

所述的基于H.264的熵解码器的实现方法，其特征在于：该方法步骤(2)中所述的根据选定的解码类型以片数据为单位对CAVLC编码码流进行解码，其中所述的对CAVLC编码码流的解码还包括如下的具体步骤：

步骤2.1：熵解码控制模块(6)向软件模块(4)发出开始信号，开始求解与解码有关的变量和参数；