[发明专利]一种嵌入式视频解码的运动补偿参考块数据读取装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，尤其涉及一种嵌入式视频解码的运动补偿参考块数据读取装置及方法。

背景技术

在过去的几十年里，视频领域的两大国际组织ISO-MPEG与ITU已经相继推出了一系列视频压缩标准如MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4以及H.261、H.263、H.263+、H.264/AVC等，中国也于2002年成立数字视音频编解码技术标准化工作组，即AVS组织，2005年完成并已成为国家标准。这些标准不断地提高了视频编码效率，也推动了多媒体产业的发展。随着嵌入式处理芯片的飞速发展，移动多媒体业务也越来越广泛，数字电视、移动电视、视频安防等产品已经广泛应用于我们的生活中。

在嵌入式处理器中，从CPU利用效率上讲只有数据处理才是有效操作，而数据读取操作都属于无效操作，其执行周期应越小越好。对于海量的视频数据而言，嵌入式处理器的片内存储空间比较有限，因此通常将占用空间较大的帧缓存数据存储于片外。CPU在访问片上存储空间与片外存储空间在效率上存在巨大差距(以TI DM642为例，CPU访问片上内存需要3～10个周期，而访问片外存储器需要50～100个周期)。因此，在解码时，需要在片内外进行大量数据的交互。为了减少这些无效操作，一般都采用DMA(Direct Memory Access)工具来实现。该工具能够在不占用CPU资源的情况下，完成片内外数据传输。

在嵌入式视频处理的解码端，运动补偿需要对大量的数据进行处理，是最为耗时的模块，约占整个解码器的30％。与此同时，还需要将片外参考帧缓冲区的数据读入到片内，数据传输频度以及传输量非常大。因此，对这部分内容进行优化处理是十分必要的。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种嵌入式视频解码的运动补偿参考块数据读取装置及方法，以减少片内外数据交互次数，并减少片内外交互数据量。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明提供了一种嵌入式视频解码的运动补偿参考块数据读取装置，该装置包括参考块数据范围计算模块、数据读取模块以及边界扩展模块，其中：

参考块数据范围计算模块，用于根据宏块类型和运动矢量mv值对帧间宏块进行分类，然后分别计算每种宏块类型的参考块数据读取范围；

数据读取模块，用于从片外数据空间读取数据到片上存储空间；

边界扩展模块，对于参考块数据读取范围中的部分超出参考帧边界的数据，该边界扩展模块将读取到片内的数据扩展至所需要的范围，该范围由参考块数据计算模块得到。

上述方案中，所述参考块数据范围计算模块根据Inter模式和mv值对帧间宏块进行分类，将帧间宏块分为分为三种类型：mv为零的skip模式或Inter 16×16模式的宏块、mv为非零的skip模式或Inter 16×16模式的宏块，以及其余的Inter模式宏块。

上述方案中，对于mv为零的skip模式或Inter 16×16模式的宏块，所述参考块数据范围计算模块计算其参考块数据读取范围为当前宏块在参考帧内相同位置的宏块。

上述方案中，对于mv为非零的skip模式或Inter 16×16模式的宏块，所述参考块数据范围计算模块计算其参考块数据读取范围时，以宏块为单位，并在水平/垂直方向向前扩展2行/列像素，向后扩展3行/列像素。

上述方案中，对于其余帧间宏块类型，所述参考块数据范围计算模块计算其参考块数据读取范围时，首先计算宏块内每个4×4块所对应的mv值指向的参考帧内的参考子块位置，然后找出其中最小的水平/垂直分量位置：min_xPos，min_yPos，以及最大的水平/垂直分量位置：max_xPos，max_yPos，并重设参考块，然后在水平/垂直方向向前扩展2行/列像素，向后扩展3行/列像素。

上述方案中，所述边界扩展模块对于参考块数据范围超出参考帧边界的宏块，在其参考块数据读取到片内后，对超出参考帧边界的像素点，用参考帧边界上的像素点替代，将其扩展到由范围计算模块得到的范围大小。

为达到上述目的，本发明还提供了一种嵌入式视频解码的运动补偿参考块数据读取方法，该方法包括：

步骤1：参考块数据范围计算模块首先对帧间宏块类型进行判断，如果宏块的编码模式是skip模式或Inter 16×16模式，再判断其运动矢量mv值是否等于0，如果等于0，跳转到步骤2；如果不等于0，则跳转到步骤3；如果宏块的编码模式为其余模式，则跳转到步骤4；