[发明专利]变换与反变换电路

说明书

技术领域

本发明涉及视频处理，特别涉及能够满足多种视频实时编解码标准的量化与反量化电路以及变换与反变换加速电路及其实现方法。

背景技术

在日常生活中，视频编解码器的应用非常广泛。例如在DVD中，在VCD中，在各种卫星和陆上电视广播系统中，在互联网上。在线的视频素材通常是使用很多种不同的编解码器进行压缩的，为了能够正确地浏览这些素材，用户需要安装相应的编解码器。输入的视频图像通常被分割为宏块分别进行编码，宏块的大小通常是16x16的亮度块信息和对应的色度块信息。然后使用分块的运动补偿从已编码的帧对当前帧的数据进行预测。之后，使用块变换或者子带分解来减少空域的统计相关性。变换的输出系数接下来被量化，量化后的系数进行熵编码并成为输出码流的一部分。再通过对系数进行编码得到一个符号。这时候的熵编码通常使用变长编码。解码基本上执行和编码的过程完全相反的过程。其中不能被完全恢复原来信息的步骤是量化。这时候，要尽可能接近的恢复原来的信息，这个过程被称为反量化。

现今市面上的视频编解码系统已广泛使用各种视频压缩标准，例如是H.264、VP8及Real Video等视频编解码标准。然而，视频编解码系统的逻辑门电路数量相当庞大，且现有的视频编解码系统仅能针对某一种视频编解码标准进行处理，灵活度不足。

有鉴于是此，本领域需要一种可有效利用逻辑门电路以减少芯片面积且能灵活兼容多种视频编解码标准的视频编解码系统。

发明内容

本发明提供一种变换与反变换加速电路，能够克服现有技术中逻辑电路的面积过大，并且对多种视频编解码标准不兼容的缺点，适用于支持多种视频编解码标准的视频编解码系统。

本发明提供一种变换与反变换电路，包括：量化反量化电路和一维变换电路。量化反量化电路包括至少一个量化反量化单元，每个量化反量化单元包括多个第一系数，所述每个量化反量化单元对多路输入数据中的一路输入数据进行量化或反量化。一维变换电路，与所述量化与反量化电路相耦合，所述一维变换电路包括多个第二系数，所述一维变换电路对经所述量化反量化电路处理的数据进行一维变换，所述多个第一系数和所述多个第二系数根据视频编解码标准来设定。

本发明还提供了一种变换与反变换方法，包括：使用量化反量化电路对输入数据进行量化或反量化，所述量化反量化电路包括至少一个量化反量化单元，每个量化反量化单元包括多个第一系数，所述每个量化反量化单元对多路输入数据中的一路输入数据进行量化或反量化；以及使用一维变换电路经所述量化反量化电路处理的数据进行一维变换，所述一维变换电路包括多个第二系数，所述多个第一系数和所述多个第二系数根据视频编解码标准来设定。

本发明的量化与反量化加速电路、以及变换与反变换加速电路可以灵活配置。对于逻辑门电路面积受限的系统来说，可利用本发明以最少一个一维变换电路即可支持所有的变换与反变换运算。对于速度要求高的系统，可以适当增加一维变换电路的数量来实现并行运算。由于本发明同时支持视频编码和视频解码，从而提高了加速器的利用率。另外，本发明使用4x4的寄存器阵列，实现行列的任意转置；利用一个宏块内有多个子块的特点，使用ping-pong buffer对变换、量化进行流水处理，对反量化、反变换也进行流水处理，使各个子块的处理更为快速；使用一个27位的nz_flag，使每个子块是否有残差数据变得简单明了。

附图说明

图1是依据本发明一实施例的视频编解码器的方块图。

图2是依据本发明一实施例中进行变换及量化流程的结构示意图。

图3是依据本发明一实施例中变换与反变换加速电路123进行操作的流程图。

图4A是依据本发明一实施例的量化反量化电路的功能方块图。

图4B是依据本发明一实施例的量化反量化电路处理Real Video解码的系数定义的示意图。

图5A～5G是依据本发明一实施例的满足不同视频编解码标准的一维变换电路的结构图。

图6是依据本发明一实施例中的已整合的一维变换电路的结构示意图。

图7是依据本发明一实施例的调整顺序电路的结构图。

图8是依据本发明一实施例的加法与移位电路的结构图。

图9A－9C是依据本发明一实施例的H.264标准的宏块中的残差子块的处理顺序的示意图。

图10是依据本发明一实施例的非零标记的示意图。

具体实施方式

A.系统架构