[发明专利]一种视频编码带宽的优化电路及其优化方法

说明书

本发明公开了一种视频编码带宽的优化电路及其优化方法，涉及视频编码技术领域。本发明包括图像分块模块、截尾编码模块、末位补齐解码模块、块内预测模块、霍夫曼编码和解码模块、内存管理模块。图像分块模块对参考帧进行分块处理；截尾编码模块、末位补齐解码模块对图像数据进行预测编码、初步压缩、补齐解码；霍夫曼编码和解码模块用于将8×8的残差矩阵做离散余弦变换、量化和熵编码。本发明通过针对整数运动估计、分数运动估计和运动补偿不同的数据精度和带宽需求，将像素数据分成两个部分，有损压缩数据给整数运动估计做运动搜索，无损压缩给分数运动估计和运动补偿使用，满足视频编码的低带宽的需求。

技术领域

本发明属于视频编码技术领域，特别是涉及一种视频编码带宽的优化电路及其优化方法。

背景技术

新一代视频编码标准，已经广泛应用在各种视频编码场景。巨大的带宽需求将是更大尺寸分辨率编码和视频实时性的瓶颈。现阶段主要有三种方法来减小视频编码的带宽：

一是优化搜索算法，减少搜索所需要的点。例如4SS四步搜索算法和TZ测试区域搜索算法能有效减少90％的搜索点。但是这种方法仅适合于利用中央处理器或者DSP数字信号处理专用芯片的软编码方式。

二是在ME运动估计计算过程中，增加片上数据存储空间，尽量减少重复读取DDR双倍速率同步动态随机存储器数据，但是在1080p或者4K的应用中，存储图像行数据在电路设计中的成本非常大。

三是采用帧压缩方法，这种方法将存入DDR双倍速率同步动态随机存储器的数据进行压缩，减少DDR双倍速率同步动态随机存储器读写的数据量。

其中，帧压缩算法中主要有三种：一是基于小波变换的方法，此方法需要大量的计算资源，不适合于低延时和低功耗的应用场景。二是下采样压缩方法，此方法由于参考帧的信息损失导致PSNR峰值信噪比降低。三是采用差分脉冲编码，此方法大大减少了图像的空间冗余从而得到较好的压缩率；帧压缩算法和视频编码有很强的关联性，目前很多提出的算法将帧压缩和视频编码独立开，仅仅关注于帧压缩的压缩率。

现提供一种视频编码带宽的优化电路及其优化方法，根据整数运动估计、分数运动估计和运动补偿不同的数据精度和带宽需求，将像素数据分成两个部分，有损压缩数据给整数运动估计做运动搜索，无损压缩给分数运动估计和运动补偿使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种视频编码带宽的优化电路及其优化方法，通过将像素数据分成两个部分，根据整数运动估计、分数运动估计和运动补偿不同的数据精度和带宽需求，有损压缩数据给整数运动估计做运动搜索，无损压缩给分数运动估计和运动补偿使用。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种视频编码带宽的优化方法，包括以下步骤：

SS01：预测编码之前通过图像分块模块将参考帧(视频编码中上一帧的重建帧作为下一帧的参考帧)分成若干个64×64大小的图像块，每个64×64图像块独立压缩；

SS02：图像分块模块对步骤SS01中获得的图像块进行滤波输出，并将滤波输出后的重建图像按照64×64的图像块存入乒乓缓存，每个64×64图像块包括64×64的亮度块和两个32×32的色度块，将64×64图像块的各个分量分成8×8的图像块，后面的压缩处理是按照8x8的数据单元处理，所以64x64图像块中的各个分量都要分成8x8的数据单元；

SS03：通过截尾编码模块从兵乓缓存中读入一个8×8的图像块，原始8位像素值右移1位，截断的1位存入双倍速率同步动态随机存储器中；将截断后的7位进行预测编码后，把残差传输至双倍速率同步动态随机存储器，预测编码时按照光栅扫描顺序先编码Y分量，再编码Cb分量，最后编码Cr分量，Y：亮度，Cb、Cr：色度；截尾编码模块可以做初步压缩，截断后的7位传输至块内预测模块去掉空间冗余信息后进行第二次压缩；