[发明专利]一种视频解码的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及视频解码技术，尤其涉及一种视频解码的方法和装置。

背景技术

视频编码技术是将数字视频信息压缩，以便实现更有效地被传送和存储；视频解码技术则是对已编码视频信息进行解析重建，得到视频图像。

目前，视频压缩编码标准主要由活动图像专家组(MPEG)、ITU-T SG16Q6视频编码专家组(VCEG)及VCEG与MPEG联合专家组(JVT)制定，这些标准包括：H.263、MPEG2、MPEG4-Part2及最新的H.264/AVC(MPEG4-Part10)。其它的视频编码标准还有VC-1和中国音视频标准组(AVS)制定的视频编码标准AVS1.0-P2等。上述视频编码标准均采用基于块的运动补偿和变换编码的混合编码架构，包括帧内预测、帧间预测、变换、量化和熵编码等。其中，帧间预测是使用基于块的运动矢量来消除图像间的冗余；帧内预测是使用空间预测模式来消除图像内的冗余。再通过对预测残差进行变换和量化消除图像内的视觉冗余。最后，运动矢量、预测模式、量化参数和变换系数用熵编码进行压缩。

视频编解码，按时间、空间由高到低分成序列、图像组(GOP)、图像(也称帧)、条带组、条带、宏块、子宏块等不同层次。其中，编解码的基本处理单元是宏块，一个宏块通常包括一个16×16的亮度样值块和对应的色度样值块，宏块又进一步可分为子宏块，不同的编码标准子宏块类型有所不同，通常情况下，子宏块的大小有16×8、8×16、8×8等。帧内、帧间预测常常对子宏块进行。

图1是一个典型的图像组(GOP)的示意图，如图1所示，该GOP包括帧内预测编码(I)、帧间预测编码(P)和双向预测编码(B)三类图像，其中，图像之间的参考与被参考关系如箭头所示。图1中，GOP总图像数N＝15，I/P图像间隔M＝3。其中，显示顺序如图1中方块所示的排列顺序，为I BBP BBP BBP BBP BB。进行编码时，由于B图像的存在，需要先对B图像之前的图像和之后的图像编码之后，才能对B图像进行编码，因此编码后码流中的顺序为I PBB PBB PBB PBB PBB。

视频解码是视频编码的逆过程，图2为现有技术中基本解码流程的一个示意图。如图2所示，首先对压缩码流进行熵解码，解析出包括运动矢量在内的所有语法元素符号及变换系数，对变换系数进行反扫描、反量化、反变换等得到残差图像块；其次，对于帧间预测图像，根据运动矢量和已解码的重建图像(参考图像)，进行帧间运动补偿获得预测图像块，对于帧内图像，则进行帧内运动补偿获得预测图像块。将上述残差图像块和预测图像块相加获得重建图像块，对所有重建图像块进行去块滤波(可选，因在MPEG2等编码标准中无需进行去块滤波)得到解码重建图像。上述整个视频解码流程一般是按宏块流水处理(环路滤波也可以在一帧中的所有宏块重建后再遍历处理)。其中，为方便描述，将残差图像块和预测图像块的解码单位称为解码块，该解码块大小等于运动补偿块大小，可以为宏块大小，也可以为子宏块大小。

一个视频帧数据占据的存储容量根据视频帧尺寸、视频格式、存放形式不同而不同，但通常情况下，由于一帧图像占用存储空间较大，因此片内存储器一般无法一次性存放一整帧参考图像，而只能缓存在片外存储器中，称为帧缓存。由于外存访问的延迟较大，为了保证运算的高效，预先将参考图像数据从片外存储器转存到片内存储器，运动补偿时，从片内存储器读取参考图像数据。其中，从片外存储器读取参考图像数据存入片内存储器的过程被称为参考图像数据载入。典型的，片外存储器可采用动态存储器(DRAM)，常见的为SDRAM和DDR SDRAM。对于常见的YCbCr 4:2:0格式图像，通常以展平(Planar)方式存放在SDRAM中，即Y和CrCb存放区域分开，各自按光栅扫描顺序在存储器中连续存放，每4个相邻的像素组成一个32比特的字。如图3所示，图3为帧缓存中Y分量的存储格式示意图。其中，YCbCr是一种图像格式，其中Y指亮度分量，Cb和Cr指色度分量，其中，Cb指蓝色色差分量，而Cr指红色色差分量。YCbCr 4:2:0表示每4个像素有4个Y分量像素，一个Cb、一个Cr分量像素。此外，除了上述YCbCr 4:2:0格式图像外，还有YCbCr 4:2:2和YCbCr 4:4:4格式图像，其中，YCbCr 4:2:2表示每4个像素有4个Y分量像素，2个Cb、2个Cr分量像素；YCbCr 4:4:4表示每4个像素有4个Y分量像素，4个Cb、4个Cr分量像素。