应用于视频硬解码的无损压缩方法及系统的制作方法

文档序号:9814745阅读:610来源:国知局
应用于视频硬解码的无损压缩方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于视频解码领域,具体设及一种应用于视频硬解码的无损压缩方法及无 损压缩系统。
【背景技术】
[0002] 随着视频分辨率越来越大,从W前的DU720P向1080P、4K迈进,随之而来的视频解 码所占用的带宽越来越大,而且随着4K面板的流行普及,显示设备所消耗的带宽也同步增 加,W解码4K@30FPS码流和显示4K YUV数据为例,视频解码设备和显示设备占用的带宽评 估如下: 视频解码设备:4Kx2Kxl. 5x3.5x30=12601 byte 显示设备:4Kx2Kxl.5x60=720M byte 二者相加已经达到了1.98G ^te,接近2G,如果解码8K视频,W及Display面板也为8K, 则需求的带宽还需翻倍,接近4G,如此大的带宽需求对目前非常有限的DDR带宽来说是一个 非常沉重的负担,已经成为超高清视频解码显示的一大瓶颈,迫切需要在视频解码过程中 加入无损压缩算法W达到节省带宽的目的。
[0003] 目前在视频硬解码领域,对于4K、8K大分辨率视频,由于解码带宽非常大,如果不 采用无损压缩,上文已分析即使解码4K分辨率视频码流,带宽已达到1.98G,带宽太大,在一 般的视频播放设备如平板上,由于性价比因素的考量,DDR的运行频率一般都不高,运就导 致达不到解码30帖流杨播放的要求,画面出现跳跃等现象,而一般的无损压缩算法类似 肝EG-LS算法,由于算法实现的复杂度,压缩、解压缩各像素相互依赖而导致压缩、解压缩速 度很慢,进而影响到视频解码的性能,W及压缩算法压缩率低,节省带宽有限等问题。

【发明内容】

[0004] 本发明针对现有视频硬解码模块带宽需求大的问题,设计了一种VD-LFRC(Video Decoder Lossless Frame Compression)无损压缩算法,能和视频硬解码模块完美配合。同 时由于在视频解码模块解码过程中,参考帖数据的读取消耗的带宽占总带宽的70%左右,为 了减少参考帖数据读取的带宽消耗,在实现上,本发明采用了和VD-LFRC无损压缩算法相配 合的二级化che设计架构,通过二级化che的设计架构,实现了参考帖数据读取带宽的降低, 从而降低了视频解码模块解码过程中的带宽消耗。
[000引本发明的主要目的是提供应用于视频硬解码的无损压缩方法。
[0006] 本发明的另一目的是提供应用于视频硬解码的无损压缩系统。
[0007] 为实现上述主要目的,本发明提供的应用于视频硬解码的无损压缩方法,依次包 括视频解码步骤、压缩步骤、存储步骤和解压缩步骤;视频解码步骤包括解码视频码流,输 出解码后的YUV数据的步骤;压缩步骤包括对视频解码步骤输出的YUV数据进行无损压缩的 步骤;存储步骤包括存放无损压缩数据的步骤;解压缩步骤包括对所述无损压缩数据进行 解压缩W及恢复原始YUV数据的步骤;其中,压缩步骤将16X4的Y亮度块和对应的8X2的U色 度块和8X2的V色度块作为一个压缩单元进行无损压缩;存储步骤采用对整帖图像W四个像 素行为单位进行紧凑压缩存放,并且每四个像素行的起始地址固定;解码步骤包括参考帖 读取步骤,参考帖读取步骤采用二级化che结构,二级化che结构中一级为Compress-化che, 缓存压缩后的数据,另一级为2D-化Che,缓存解压缩后的原始YUV数据。
[0008] 由上述方案可见,在视频解码模块解码过程中,参考帖数据的读取消耗的带宽占 总带宽的70%左右,为了减少参考帖数据读取的带宽消耗,本发明采用了和VD-LFRC( Video Decoder Lossless Frame Compression)无损压缩相配合的二级化che设计架构,通过二级 化Che的设计架构,实现了参考帖数据读取带宽的极大降低,从而降低了视频解码模块解码 的带宽消耗。
[0009] -个优选的方案是,压缩步骤包括预测步骤、分组步骤和赌编码步骤;预测步骤包 括通过预测模式对Y亮度块、U色度块和V色度块分别进行预测的步骤和计算预测值的步骤; 分组步骤包括根据预测值和原始值计算残差的步骤W及对残差进行分组的步骤;赌编码步 骤包括对分组步骤分组后的残差的值进行赌编码的步骤。
[0010] 由上可见,对亮度块和色度块进行预测得到各像素点的预测值,然后通过预测值 得到各像素点的残差,对残差进行赌编码后可W计算得到色度块和亮度块编码后的总比特 数。
[0011] -个优选的方案是,预测模式包括水平预测、垂直预测W及均值预测。
[0012] 由上可见,在对色度块和亮度块的压缩中用到了水平预测,垂直预测和均值预测 算法,通过多种预测方法,W及随后的分组和赌编码,可W得到压缩率最高即所需要的比特 数最小的预测模式。
[0013] -个优选的方案是,赌编码步骤包括根据预测模式和残差计算各预测模式下Y亮 度块、U色度块或者V色度块的比特数的步骤W及找出预测后使Y亮度块、U色度块或者V色度 块的比特数最小的预测模式,并判断最小的比特数是否超过Y亮度块、U色度块和V色度块的 原始比特数的步骤。
[0014] 由上可见,找出在不同的预测模式下,预测编码后亮度块或色度块所需的最小比 特数,然后判断最小比特数和亮度块或色度块的原始比特数的大小,从而决定亮度块或色 度块的比特数。
[0015] 为了实现本发明的另一个目的,本发明提供的应用于视频硬解码的无损压缩系 统,包括视频解码模块、压缩模块、存储模块和解压缩模块,视频解码模块用于解码视频码 流,并将解码后的YUV数据输出至压缩模块,压缩模块对解码后的YUV数据进行无损压缩并 输出至存储模块,存储模块将压缩后的数据存放到外部存储器中,解压缩模块将存放到外 部存储器中的数据进行解压缩,恢复为原始YUV数据并输出至视频解码模块;其中,压缩模 块将16X4的亮度块和对应的8X2的U分量色度块和8X2的V分量色度块作为一个压缩单元进 行无损压缩;存储模块采用对整帖图像W四个像素行为单位进行紧凑压缩存放,并且每四 个像素行的起始地址固定;视频解码模块包括参考帖读取模块,所述参考帖读取模块用于 读取参考帖,参考帖的读取采用二级化che结构,二级化che结构中一级为Compress-hche, 用于缓存压缩后的视频数据,另一级为2D-化che,用于缓存解压缩后的视频数据。
[0016] 由上述方案可见,在本发明的系统中,采用了 Wl6x4亮度块和对应的8x2色度块 作为一个压缩单元进行压缩,每个压缩单元Kbyte进行紧凑排列,从而可W保证视频解码 模块解码输出的块数据能够及时的压缩,不需要额外开辟buffer来缓存数据。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明应用于视频硬解码的无损压缩方法的流程图。
[0018] 图2是本发明应用于视频硬解码的无损压缩方法的流程图中对压缩步骤的步骤流 程图。
[0019] 图3是本发明应用于视频硬解码的无损压缩方法实施例的亮度预测图。
[0020] 图4是本发明应用于视频硬解码的无损压缩方法实施例的亮度预测的残差分组 表。
[0021 ]图5是本发明应用于视频硬解码的无损压缩方法实施例的Bit Length化ader范 围对应表。
[0022] 图6是本发明应用于视频硬解码的无损压缩方法实施例的压缩数据存储格式图。
[0023] 图7是本发明应用于视频硬解码的无损压
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