执行视频编码的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种执行视频编码的装置及方法，所述装置包括：帧类型判断单元，用于判断视频的原始图像帧中的当前图像帧是帧内预测图像帧还是帧间预测图像帧；宏块划分模式确定单元，用于从多个宏块划分模式中确定帧内预测图像帧的宏块划分模式和帧间预测图像帧的宏块划分模式；预测单元，用于在确定的帧内预测图像帧的宏块划分模式下对帧内预测图像帧进行帧内预测，并在确定的帧间预测图像帧的宏块划分模式下对帧间预测图像帧进行帧间预测；编码单元，用于对帧内预测后的帧内预测图像帧和帧间预测后的帧间预测图像帧进行变换、量化和编码，以得到编码后的当前图像帧。根据所述装置和方法，能够在很大程度上提高编码过程的速度。

【技术实现步骤摘要】
执行视频编码的装置及方法
本专利技术涉及视频编码技术，更具体地讲，涉及一种执行视频编码的装置及方法。
技术介绍
随着多媒体信号处理技术的飞速发展，出现了很多用于执行视频编码的装置和方法。在现有的视频编码方案中，无论执行帧内预测还是帧间预测，均需要进行宏块划分。具体说来，根据不同的宏块划分模式，每个帧内预测图像帧或帧间预测图像帧可被划分为多个宏块，这里，不同的宏块划分模式对应于不同的宏块大小。例如，根据16×16的宏块划分模式所划分出的每个宏块可包含16×16个像素点。在现有的视频编码方案中，为了确定宏块划分模式，将串行地针对各个宏块进行运算，这种方式不仅速度慢，且执行过程复杂繁琐，编码效率比较低下。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例在于提供了一种执行视频编码的装置和方法，通过所述装置和方法，可提高编码速度。根据本专利技术的一方面，提出了一种执行视频编码的装置，所述装置包括：帧类型判断单元，用于判断视频的原始图像帧中的当前图像帧是帧内预测图像帧还是帧间预测图像帧；宏块划分模式确定单元，用于从多个宏块划分模式中确定帧内预测图像帧的宏块划分模式和帧间预测图像帧的宏块划分模式；预测单元，用于在确定的帧内预测图像帧的宏块划分模式下对帧内预测图像帧进行帧内预测，并在确定的帧间预测图像帧的宏块划分模式下对帧间预测图像帧进行帧间预测；编码单元，用于对帧内预测后的帧内预测图像帧和帧间预测后的帧间预测图像帧进行变换、量化和编码，以得到编码后的当前图像帧，其中，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的多个线程并行地计算帧内预测图像帧在所述每一个宏块划分模式下划分的所有宏块各自的最小匹配误差，将所有宏块各自的最小匹配误差求和以获得帧内预测图像帧的宏块匹配误差和，并将与最小宏块匹配误差和对应的宏块划分模式确定为帧内预测图像帧的宏块划分模式；并且，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的多个线程并行地计算帧间预测图像帧在所述每一个宏块划分模式下划分的所有宏块各自的最小匹配误差，将所有宏块各自的最小匹配误差求和以获得帧间预测图像帧的宏块匹配误差和，并将与最小宏块匹配误差和对应的宏块划分模式确定为帧间预测图像帧的宏块划分模式。在所述装置中，宏块划分模式确定单元可将以下各项中的至少一个分别存储于图形处理器的显存中的纹理内存，并利用图形处理器的多个线程基于纹理内存中存储的所述以下各项中的至少一个来确定帧内预测图像帧的宏块划分模式和帧间预测图像帧的宏块划分模式：帧内预测图像帧的各个像素点的像素值、帧间预测图像帧的各个像素点的像素值、帧间预测图像帧的参考帧的各个像素点的像素值。在所述装置中，所述纹理内存可包括第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，并且，四个相邻像素点的像素值被存储在同一纹理中。在所述装置中，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，宏块划分模式确定单元可利用图形处理器的多个线程并行地通过钻石搜索方式确定帧内预测图像帧的所有宏块各自的帧内匹配宏块，其中，所述帧内匹配宏块是指针对帧内预测图像帧的每个宏块，在帧内预测图像帧的钻石搜索区域中与所述每个宏块之间具有最小匹配误差的宏块，其中，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的所述多个线程计算帧内预测图像帧的所有宏块与各自的帧内匹配宏块之间的匹配误差，作为帧内预测图像帧的所有宏块各自的最小匹配误差；并且，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，宏块划分模式确定单元可利用图形处理器的多个线程并行地通过钻石搜索方式确定帧间预测图像帧的所有宏块各自的帧间匹配宏块，其中，所述帧间匹配宏块是指针对帧间预测图像帧的每个宏块，在帧间预测图像帧的参考帧的钻石搜索区域中与所述每个宏块之间具有最小匹配误差的宏块，其中，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的所述多个线程计算帧间预测图像帧的所有宏块与各自的帧间匹配宏块之间的匹配误差，作为帧间预测图像帧的所有宏块各自的最小匹配误差。在所述装置中，所述匹配误差可为宏块与各自的帧内匹配宏块或帧间匹配宏块之间的像素值绝对误差的和。在所述装置中，帧类型判断单元可分别对当前图像帧和当前图像帧的前一帧进行降采样以得到当前缩放帧和先前缩放帧，并基于当前缩放帧与先前缩放帧之间的差异判断当前图像帧是帧内预测图像帧还是帧间预测图像帧。在所述装置中，帧类型判断单元可计算当前缩放帧的所有宏块与各自的匹配宏块之间的匹配误差，将所述所有宏块与各自的匹配宏块之间的匹配误差求和以获得当前缩放帧的匹配误差和，当所述匹配误差和大于预定缩放帧运动阈值时，判断当前图像帧为帧内预测图像帧，其中，所述匹配宏块是指针对当前缩放帧的每个宏块，在先前缩放帧中与所述每个宏块之间的匹配误差小于预定宏块运动阈值的对应宏块或在先前缩放帧中与所述每个宏块之间的匹配误差最小的宏块。在所述装置中，帧类型判断单元可通过钻石搜索方式计算当前缩放帧的所有宏块与各自的匹配宏块之间的匹配误差。在所述装置中，所述装置可还包括去块滤波单元，用于对反量化和反变换后的当前图像帧进行去块滤波，以得到当前图像帧的重构帧，其中，反量化和反变换后的当前图像帧通过编码单元执行的以下处理获得：在对帧内预测后的帧内预测图像帧和帧间预测后的帧间预测图像帧进行变换、量化之后，对得到的结果进行反量化和反变换。在所述装置中，去块滤波单元可将反量化和反变换后的当前图像帧划分成包含16×16个像素点的多个宏块，其中，去块滤波单元利用图形处理器的多个线程按照以下步骤并行地对所述多个宏块进行去块滤波：(1)对宏块中位于第0行到第15行并位于第9列到第14列的像素点进行垂直滤波；(2)对宏块中位于第9列到第15列并位于第9行到第12行的像素点进行水平滤波；(3)对宏块中位于第9列到第12列并位于第0行到第8行和第13行到第15行的像素点进行水平滤波；(4)对宏块中位于第9行到第15行并位于第0列到第8列和第13列到第15列的像素点进行垂直滤波；(5)对宏块中位于第13列到第15列并位于第0行到第8行和第13行到第15行的像素点进行水平滤波；(6)对宏块中位于第0行到第8行并位于第0列到第8列和第13列到第15列的像素点进行垂直滤波；(7)对宏块中位于第9行到第13行并位于第0列到第8列的像素点进行水平滤波；(8)对宏块中位于第0列到第8列并位于第0行到第8行和第13行到第15行的像素点进行水平滤波。根据本专利技术的另一方面，提供了一种执行视频编码的方法，所述方法包括以下步骤：(a)判断视频的原始图像帧中的当前图像帧是帧内预测图像帧还是帧间预测图像帧；(b)从多个宏块划分模式中确定帧内预测图像帧的宏块划分模式和帧间预测图像帧的宏块划分模式；(c)在确定的帧内预测图像帧的宏块划分模式下对帧内预测图像帧进行帧内预测，并在确定的帧间预测图像帧的宏块划分模式下对帧间预测图像帧进行帧间预测；(d)对帧内预测后的帧内预测图像帧和帧间预测后的帧间预测图像帧进行变换、量化和编码，以得到编码后的当前图像帧，其中，在步骤(b)中，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，利用图形处理器的多个线程并行地计算帧内预测图像帧在所述每一个宏块划分模式下划分的所有宏块各自的最小匹配误差，将所有宏块各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种执行视频编码的装置，其特征在于，包括：帧类型判断单元，用于判断视频的原始图像帧中的当前图像帧是帧内预测图像帧还是帧间预测图像帧；宏块划分模式确定单元，用于从多个宏块划分模式中确定帧内预测图像帧的宏块划分模式和帧间预测图像帧的宏块划分模式；预测单元，用于在确定的帧内预测图像帧的宏块划分模式下对帧内预测图像帧进行帧内预测，并在确定的帧间预测图像帧的宏块划分模式下对帧间预测图像帧进行帧间预测；编码单元，用于对帧内预测后的帧内预测图像帧和帧间预测后的帧间预测图像帧进行变换、量化和编码，以得到编码后的当前图像帧，其中，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的多个线程并行地计算帧内预测图像帧在所述每一个宏块划分模式下划分的所有宏块各自的最小匹配误差，将所有宏块各自的最小匹配误差求和以获得帧内预测图像帧的宏块匹配误差和，并将与最小宏块匹配误差和对应的宏块划分模式确定为帧内预测图像帧的宏块划分模式；并且，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的多个线程并行地计算帧间预测图像帧在所述每一个宏块划分模式下划分的所有宏块各自的最小匹配误差，将所有宏块各自的最小匹配误差求和以获得帧间预测图像帧的宏块匹配误差和，并将与最小宏块匹配误差和对应的宏块划分模式确定为帧间预测图像帧的宏块划分模式。...

【技术特征摘要】
1.一种执行视频编码的装置，其特征在于，包括：帧类型判断单元，用于判断视频的原始图像帧中的当前图像帧是帧内预测图像帧还是帧间预测图像帧；宏块划分模式确定单元，用于从多个宏块划分模式中确定帧内预测图像帧的宏块划分模式和帧间预测图像帧的宏块划分模式；预测单元，用于在确定的帧内预测图像帧的宏块划分模式下对帧内预测图像帧进行帧内预测，并在确定的帧间预测图像帧的宏块划分模式下对帧间预测图像帧进行帧间预测；编码单元，用于对帧内预测后的帧内预测图像帧和帧间预测后的帧间预测图像帧进行变换、量化和编码，以得到编码后的当前图像帧，其中，当帧类型判断单元判断当前图像帧为帧内预测图像帧时，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的多个线程基于纹理内存中存储的像素值并行地计算帧内预测图像帧在所述每一个宏块划分模式下划分的所有宏块各自的最小匹配误差，将所有宏块各自的最小匹配误差求和以获得帧内预测图像帧的宏块匹配误差和，并将与最小宏块匹配误差和对应的宏块划分模式确定为帧内预测图像帧的宏块划分模式；并且，当帧类型判断单元判断当前图像帧为帧间预测图像帧时，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的多个线程基于纹理内存中存储的像素值并行地计算帧间预测图像帧在所述每一个宏块划分模式下划分的所有宏块各自的最小匹配误差，将所有宏块各自的最小匹配误差求和以获得帧间预测图像帧的宏块匹配误差和，并将与最小宏块匹配误差和对应的宏块划分模式确定为帧间预测图像帧的宏块划分模式。2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，宏块划分模式确定单元将以下各项中的至少一个分别存储于图形处理器的显存中的纹理内存，并利用图形处理器的多个线程基于纹理内存中存储的所述以下各项中的至少一个来确定帧内预测图像帧的宏块划分模式和帧间预测图像帧的宏块划分模式：帧内预测图像帧的各个像素点的像素值、帧间预测图像帧的各个像素点的像素值、帧间预测图像帧的参考帧的各个像素点的像素值。3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述纹理内存包括第一通道、第二通道、第三通道和第四通道，并且，四个相邻像素点的像素值被存储在同一纹理中。4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的多个线程并行地通过钻石搜索方式确定帧内预测图像帧的所有宏块各自的帧内匹配宏块，其中，所述帧内匹配宏块是指针对帧内预测图像帧的每个宏块，在帧内预测图像帧的钻石搜索区域中与所述每个宏块之间具有最小匹配误差的宏块，其中，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的所述多个线程计算帧内预测图像帧的所有宏块与各自的帧内匹配宏块之间的匹配误差，作为帧内预测图像帧的所有宏块各自的最小匹配误差；并且，针对所述多个宏块划分模式中的每一个宏块划分模式，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的多个线程并行地通过钻石搜索方式确定帧间预测图像帧的所有宏块各自的帧间匹配宏块，其中，所述帧间匹配宏块是指针对帧间预测图像帧的每个宏块，在帧间预测图像帧的参考帧的钻石搜索区域中与所述每个宏块之间具有最小匹配误差的宏块，其中，宏块划分模式确定单元利用图形处理器的所述多个线程计算帧间预测图像帧的所有宏块与各自的帧间匹配宏块之间的匹配误差，作为帧间预测图像帧的所有宏块各自的最小匹配误差。5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述匹配误差为宏块与各自的帧内匹配宏块或帧间匹配宏块之间的像素值绝对误差的和。6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，帧类型判断单元分别对当前图像帧和当前图像帧的前一帧进行降采样以得到当前缩放帧和先前缩放帧，并基于当前缩放帧与先前缩放帧之间的差异判断当前图像帧是帧内预测图像帧还是帧间预测图像帧。7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，帧类型判断单元计算当前缩放帧的所有宏块与各自的匹配宏块之间的匹配误差，将所述所有宏块与各自的匹配宏块之间的匹配误差求和以获得当前缩放帧的匹配误差和，当所述匹配误差和大于预定缩放帧运动阈值时，判断当前图像帧为帧内预测图像帧，其中，所述匹配宏块是指针对当前缩放帧的每个宏块，在先前缩放帧中与所述每个宏块之间的匹配误差小于预定宏块运动阈值的对应宏块或在先前缩放帧中与所述每个宏块之间的匹配误差最小的宏块。8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，帧类型判断单元通过钻石搜索方式计算当前缩放帧的所有宏块与各自的匹配宏块之间的匹配误差。9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括去块滤波单元，用于对反量化和反变换后的当前图像帧进行去块滤波，以得到当前图像帧的重构帧，其中，反量化和反变换后的当前图像帧通过编码单元执行的以下处理获得：在对帧内预测后的帧内预测图像帧和帧间预测后的帧间预测图像帧进行变换、量化之后，对得到的结果进行反量化和反变换。10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，去块滤波单元将反量化和反变换后的当前图像帧划分成包含16×16个像素点的多个宏块，其中，去块滤波单元利用图形处理器的多个线程按照以下步骤并行地对所述多个宏块进行去块滤波：(1)对宏块中位于第0行到第15行并位于第9列到第14列的像素点进行垂直滤波；(2)对宏块中位于第9列到第15列并位于第9行到第12行的像素点进行水平滤波；(3)对宏块中位于第9列到第12列并位于第0行到第8行和第13行到第15行的像素点进行水平滤波；(4)对宏块中位于第9行到第15行并位于第0列到第8列和第13列到第15列的像素点进行垂直滤波；(5)对宏块中位于第13列到第15列并位于第0行到第8行和第13行到第15行的像素点进行水平滤波；(6)对宏块中位于第0行到第8行并位于第0列到第8列和第13列到第15列的像素点进行垂直滤波；(7)对宏块中位于第9行到第13行并位于第0列到第8列的像素点进行水平滤波；(8)对宏块中位于第0列到第8列并位于第0行到...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝冬宁，杜逢博，王左龙，孙晔，崔环宇，
申请(专利权)人：三星电子中国研发中心，三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：江苏;32