[发明专利]一种帧间预测模式下的内存访问方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字视频编码技术，尤其涉及一种帧间预测模式下的内存访问方法。

背景技术

帧间预测是视频编码器中的重要部分，随着新一代编码标准编码效率的提高，编码的复杂度也大大增加，据估计，其中帧间预测的复杂度占据了整个编码器50％的复杂度。在帧间预测时，由于参考帧的数据需要进行更新，因此需要对内存进行访问。在帧间预测实现过程中，特别是当通过FPGA等流水结构进行硬件实现时，需要在处理每个宏块时都分配一定的时钟，这就要求宏块切换时，相应的参考帧数据也要得到及时更新。对于高清视频，每个宏块最多只能分配到400个时钟，而一般带宽下一个时钟只能从内存中读取8个像素点的数据，那么对于一个16*16的宏块，采用128*64的搜索窗进行数据更新，则更新完一个宏块所需的参考帧数据需要1024个时钟(128*64/8)，远大于400个时钟的限额，显然是来不及更新的。

而现有技术通常是通过缩小搜索窗的大小来实现的，缩小搜索窗即导致搜索精度降低，从而使编码质量下降。由此，在保证编码质量不下降的前提下，找到一种高效的内存访问方法是解决问题的关键。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种帧间预测模式下的内存访问方法，在满足高清实时编码需求的同时，可实现FPGA硬件结构下的高效内存访问。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：一种帧间预测模式下的内存访问方法，通过读取存储在片外内存中的参考帧数据来进行宏块数据更新，所述方法在参考帧图像内用搜索窗进行全搜索以获取对应于当前宏块的参考帧数据，并开辟出与搜索窗大小相同的片内内存，用于存储相应的参考帧数据，所述搜索窗的长度为M，深度为N，其中，M和N均为宏块边长的整数倍；以宏块边长为长度单位，将所述片内内存划分为(M/宏块边长)个片内内存块，并依序编号，则所述的帧间预测模式下的内存访问方法具体实现过程如下：

步骤1、以第一行第一列宏块左上角的顶点作为搜索窗的中心，读取搜索窗所覆盖区域内的参考帧数据，并将这些参考帧数据依序存入片内内存块中；

步骤2、对同一行下一列宏块进行数据更新，具体包括：将搜索窗向右移动一个宏块边长的距离，读取搜索窗覆盖区域内、没有在前一步骤中读取过的参考帧数据，并将该参考帧数据存入下一个片内内存块中，利用片内内存中存储的参考帧数据完成宏块的数据更新；

重复执行上述过程，直至片内内存中的所有片内内存块被填充；

步骤3、继续在同一行中更新下一个宏块的参考帧数据，并将更新的参考帧数据填充到片内内存中编号最小的片内内存块中；然后按编号顺序依次循环更新片内内存块数据，直至搜索窗的右边缘与参考帧的右边界重合；

步骤4、继续右移搜索窗，并完成同一行下一列宏块的数据更新，同时，在不包含更新当前宏块所需的参考帧数据的片内内存块中填充更新下一行第一列宏块所需的参考帧数据；

重复执行上述过程，直至更新完该行最后一列宏块的数据；

步骤5、搜索窗的中心移至下一行第一列宏块左上角的顶点，读取搜索窗覆盖区域内、没有存储在片内内存中的参考帧数据，并将该参考帧数据存入下一个片内内存块中，利用片内内存中存储的参考帧数据完成宏块的数据更新；

步骤6、重复步骤3至步骤5，直至搜索完整个参考帧图像。

在上述方法中，所述宏块的边长为16个像素，搜索窗的长度M为128个像素，深度N为64个像素；所述片内内存被分成8块16*64的片内内存块。

在上述方法中，所述的搜索窗的长度M的取值范围为32<＝M<＝128，深度N取值范围为16<＝N<＝64。

由于采用了以上的帧间预测模式下的内存访问方法，本发明与现有技术相比不仅满足了高清实时编码的需求，并且满足了FPGA硬件结构下的高效的内存访问要求。

附图说明

本发明的帧间预测模式下的内存访问方法由以下的实施例及附图详细给出。

图1至图8为本发明实施例中进行内存访问及内存存储的过程示意图。

具体实施方式

以下将对本发明的帧间预测模式下的内存访问方法作进一步的详细描述。为了便于理解，特举较佳实施例加以说明，然而该实施例中对于宏块、搜索窗、片内内存大小的限定不应理解为对本发明的限定，此外，说明书附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明的实施例。