[发明专利]视频编码方法和混合视频编码器

说明书

交叉引用

本发明请求美国临时案申请号62/221,958的优先权，且这些申请案的所有内容以引用方式纳入。

技术领域

本发明的实施例与视频编码有关，更具体来说，与一种视频编码方法和混合视频编码器。

背景技术

数位视频压缩技术已经广泛地使用在各式不同的装置上，包括现今各式消费类电子产品、手提式个人通讯装置、无线的或有线的网络通信产品、宽带网络、以及多媒体应用。若干个不同的数位视频压缩技术已经形成，例如MPEG-4、H.264/AVC、HEVC、VP8、VP9、以及AVS2。

尽管全硬件的视频编码器满足性能要求，但是全硬件的解决方案成本高昂。可编程驱动器(即一种执行代码命令的功能的软件驱动器)的计算能力越来越强，但依然无法满足视频编码的高端特性，例如720p@30fps或1080p@30fps的视频编码。此外，可编程驱动器的能源消耗也比全硬件的解决方案更高。更进一步，当使用可编程驱动器时，存储器频宽也将成为一个问题。此外，当不同的应用程序(包括操作系统OS)也在相同的可编程驱动器上运行时，在视频编码过程中可编程驱动器的资源将会实时变化。

因此，需要一种新型的视频编码设计，其能够综合基于硬件实现以及基于软件实现的优势来完成视频编码操作。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的实施例中提供了一种软件驱动器与硬件驱动器彼此结合来实现勋和视频编码的方法及装置。

依据本发明的第一实施例，提供一种视频编码方法。方法包含接收与当前帧的编码单元相关的视频数据；由软件驱动器执行多个指令来实行视频编码操作的第一部分；以及由硬件驱动器依据控制信息来实行视频编码操作的第二部分。其中视频编码操作的第一部分包含，产生对应于编码单元的帧间预测子以及控制信息，其中帧间预测子包含具有亮度元素的图像区块和具有彩度元素的图像区块；以及储存帧间预测子以及控制信息于存储器。其中视频编码操作的第二部分包含，从存储器接收帧间预测子以及控制信息；将编码单元相关的视频数据与帧间预测子相减以产生预测残差信号；转换及量化预测残差信号并且产生转换及量化后的预测残差信号；以及编码转换及量化后的预测残差信号以形成压缩的视频比特流。

依据本发明的第二实施例，提供一种混合视频编码器，包含软件驱动器执行多个指令来对从存储器接收的与当前帧的编码单元相关的视频数据实行视频编码操作的第一部分，其中视频编码操作的第一部分包含；产生对应于编码单元的帧间预测子以及控制信息，其中帧间预测子包含具有亮度元素的图像区块和具有彩度元素的图像区块；以及储存帧间预测子以及控制信息于该存储器；以及硬件驱动器，耦合于软件驱动器，依据控制信息来实行视频编码操作的第二部分，其中视频编码操作的第二部分包含；加法器，将编码单元相关的视频数据与帧间预测子相减以产生预测残差信号；转换电路，转换预测残差信号并且产生转换后的预测残差信号；量化电路，量化转换后的预测残差信号并且产生转换及量化后的预测残差信号；以及熵编码器对转换及量化后的预测残差信号进行编码以形成压缩的视频比特流。

所提出的解决方案采用混合机制，其中至少由软件实现运动估计，以合理利用可编程处理器(即软件驱动器)中可用的新指令以及该可编程处理器的较大的高速缓存。此外，视频编码操作的其他部分的至少一部分，例如运动补偿、帧间预测、变换/量化、反变换、反量化、后端处理(例如去区块过滤、采样适应性便宜过滤、适应性环路滤波等等)、熵编码等等，是由硬件驱动器(即纯硬件)实现。在所提出的混合解决方案中，可编程处理器的高速缓存中存储的至少部分数据能够被硬件驱动器与软件驱动器两者存取。举例来说，至少一部分源视频帧存储在高速缓存中，并且被硬件驱动器与软件驱动器两者存取。另举一例来说，至少一部分参考帧存储在高速缓存中，并且被硬件驱动器与软件驱动器两者存取。在另举一例，由软件功能或者硬件功能产生的至少一部分中间数据存储在高速缓存中，并且被硬件驱动器与软件驱动器两者存取。

在阅读后续对各种数据和附图所示的较佳实施方式的详细叙述后，本领域技术人员将毫无疑义地了解本发明的上述和其他目的。

附图说明

被包括的附图用以提供对本发明的进一步理解，以及，被并入且构成本说明书的一部分。附图与描述一起用于说明本发明的实施例，有助于解释本发明的原理。在附图中：