[发明专利]并行解码方法和并行解码装置

说明书

提供了并行解码方法及其装置，对于一个宏块的解码操作包括熵解码操作和除了熵解码操作外的在后解码操作，并行解码方法包括：接收来自编码器侧的码流，该码流是采用了CABAC熵编码技术熵编码的；利用单独的CABAC熵解码线程对所接收的码流中的宏块进行CABAC熵解码；至少部分基于CABAC熵解码的结果、帧内宏块和帧间宏块之间的依赖关系、当前能够利用的存储资源和计算资源，界定能够彼此并行进行在后解码操作的宏块；以及利用并行的块解码线程，彼此并行地对所界定的宏块进行在后解码操作。提供了帧内图像块和帧间图像块的图像块级别的并行解码方法。

技术领域

本发明总体地涉及视频编码技术，更具体地涉及并行编码方法和并行编码装置。

背景技术

传统的视频编码标准，从H.261开始，历经MPEG-1，MPEG-2，H.263，MPEG-4，H.264等等，都是编码器复杂，解码器相对简单；编码器可以自由定义算法，解码器算法固定。这样做的主要原因是解码器是大众消费产品，解码器往往是硬件芯片实现，为了便于解码器能够接收不同编码器编出的码流，因此码流格式必须标准化、一致化，因此解码器的解码流程也就标准化了，几乎没有改动或改进的余地，这样也事实上提高了解码器的量产数量，降低了解码器的设计制造成本。

但是随着编解码标准越来越复杂，解码器也变得越来越复杂，4K分辨率的视频在2.7GHz的i7处理器上单线程也只能刚好达到30fps的软件解码速度。另一方面，由于硬件解码研发周期长，操作系统适配兼容性差，因此在不少实际产品中研发企业更偏向于更为灵活的软件解码方案，而越来越高的解码复杂度对软件解码提出了挑战。

软件解码主要分为三个阶段：

1)熵解码

2)反量化+反DCT

3)预测或运动补偿

4)SAO、环路滤波等后处理

由于解码器已经被视频标准约束得比较严格，能做的变化和改进相对比较少，具体到并行解码技术上，传统的并行方案有如下这几种：

1)GOP即帧组级别的并行，比如每16帧一个组，且第1帧为Intra帧，这样每16帧的解码做为一个并行单位，用多核或者集群等技术进行并行。这种方案的缺点是1)当前最邻近的帧解码速度并没有得到提升，第一个GOP还是很慢；2)如果用户在点播的时候要拖动、快进、快退，新起始点的第一个GOP还是慢，且之前很多GOP的解码被白白浪费掉了；3)缓存需求很大，在线实时解码时需要提前下载后面GOP的数据，网络缓存加大，同时还需要更多的缓存保存后面GOP解码完成的图像数据。

2)Slice/Tile级别的并行，即把一帧图像分成若干个小图像，分别按小图像编码和解码，小图像之间可以并行。这种方案的缺点是：1)需要编码器端配合，编码器首先要将图像分割成小图像，否则解码端无法并行；2)由于分成了小图像，小图像之间不能互相参考，严重影响编码效率，即压缩率将变低。

3)WPP级别的并行，即根据帧内编码瀑布式下推的特性，通过多个熵编码起始点，使得多行编码块的解码过程之间可以并行。这种方案的缺点是：1)需要编码端的配合，如果编码端不按并行的方式编码，解码端就无法并行；2)由于有多个熵编码起始点，编码效率下降虽然不多，但仍然会有一点下降。

4)帧解码内部的并行，即在每个编码块的内部进行并行，比如DCT计算过程并行，预测过程并行等。这种方案的确定是：由于每个块的执行时间粒度已经很小(毫秒级别)，而操作系统调度的时间片大小一般在20毫秒左右，所以这种并行设计起来非常困难，硬件兼容性差。

发明内容

针对上述各种并行解码方案存在的问题，本专利提出一种可以克服上述问题较为通用的解码器并行方案，可以在宏块级别并行，无需编码端针对并行做任何专门的处理，编码效率没有损失，并行化的软件实现不是很困难，对缓存要求不高的软件并行解码方案。