[发明专利]一种运动搜索区域的数据加载装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频压缩编码以及数字视频格式转换领域的运动估计技术，尤其涉及的是，一种运动搜索区域的数据加载装置和方法。

背景技术

视频编码器生成视频时，须遵守视频压缩国际标准，如H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、AVC、AVS、MPEG-7以及MPEG-21等，分别生成符合各标准比特流。因此，运动估计技术被广泛地应用于视频压缩编码以及数字视频格式转换等领域，以尽可能地减少传送给定图像质量的数字视频数据所需要的带宽。

具体地说，视频编码方法主要包括帧内压缩和帧间压缩，其中帧间压缩是其压缩比的主要来源，因此现有的视频压缩标准大多数采用基于运动估计的帧间压缩方案。其原理就是先将当前帧分成若干大小相同的块，然后对每个块在参考帧一定大小的窗口内搜索与之最相似的匹配块。由于经过匹配的残差块中接近0的像素很多，通过变换、量化、熵编码，就可以大幅度提高压缩比。在上述过程中，运动估计就是搜索最佳匹配块的环节。运动估计不仅最费时，而且直接影响压缩效率，是视频压缩的关键和瓶颈所在。而随着集成电路规模的提高与单位面积成本的下降，应用了全搜索算法，即全搜索块匹配算法(FSBMA)以及绝对差总和(SAD，Sum ofAbsolute Difference)方法来进行运动估计。

三星电子株式会社在中国授权公告号为CN1297134C的发明专利《用于扫描搜索区内参考宏块窗口的运动估计装置和方法》中，公开了一种运动估计技术，通过将当前宏块与参考帧搜索区中的不同参考宏块进行比较，将当前宏块的运动矢量从与当前宏块最为匹配的参考宏块中导出；并且，为减少装载新参考宏块所需的指令数目，复用参考宏块之间的重叠部分并且仅将非重叠部分装载到存储器存储部件。

但是，该方法提供的是基于CPU架构的优化算法，并没有阐述对于多流水线如何进行处理；由于在面对高分辨率图像处理的过程中，全搜索运动估计算法所需的计算量大大提高，远超过现有CPU的处理能力，因此，需要应用多流水线的处理方法进行运动估计。

因此，现有技术存在缺陷，需要改进。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是在面对高分辨率图像处理的过程中，CPU的处理能力不足以完成全搜索运动估计算法所需的计算量。

本发明的技术方案如下：

一种运动搜索区域的数据加载装置，其包括外部存储器，其中，还包括数据加载控制器、比较存储器组、比较块索引控制器、参考块寄存器组、至少一比较条带存储器组、以及与各比较条带存储器组对应的比较块寄存器组及其差异比较单元；所述外部存储器用于存储至少一张图像，并向所述比较存储器组加载所述图像的当前搜索窗口的数据；所述比较存储器组用于存储所述图像的当前搜索窗口的数据；所述数据加载控制器用于控制所述比较存储器组，向各比较条带存储器组分发数据，还用于控制所述比较块索引控制器；所述比较块索引控制器用于计算并输出比较块索引；所述比较条带存储器组用于按并行方式，将数据依次分发给其对应的比较块寄存器组；所述比较块寄存器组用于按并行方式，逐组将数据提供给其差异比较单元；所述参考块寄存器组用于存储参考块数据；所述差异比较单元用于根据参考块数据和所述比较块寄存器组的数据，计算残差块的绝对差总和。

所述的数据加载装置，其中，还包括与所述比较存储器组相连接的设置模块，用于预设置图像的参考块的大小和/或搜索窗口的大小。

所述的数据加载装置，其中，所述比较条带存储器组中的存储块采用移位寄存器方式设置，用于按接收顺序存储其收到的数据，按顺序将第一个存储块作为当前存储块，按并行方式，将当前存储块中的数据，依次分发给所述比较条带存储器组对应的比较块寄存器组，然后将下一个存储块设置为当前存储块。

所述的数据加载装置，其中，所述数据加载控制器还包括判断模块，用于确定所述图像的运动向量搜索完成、数据在有效图像区域之外、或比较块寄存器组处理完成对应的比较条带存储器组收到的全部数据。