专利名称：一种高清信号解码器的制作方法
技术领域：
本发明属于高清视频解码领域，尤其涉及一种高清信号解码器。
背景技术：
参考图1，高清视频解码的三个核心算法是1.使用B帧普通清晰度解码算法仅使用一个参考帧进行运动补偿，而高清视频解码算法使用两个参考帧进行运动补偿。这样对于每一个子块都有两个参考帧对其进行运动补偿，补偿效率明显提高，减少了残留系数的信息量，从而减少了码流量。
2.使用4×4子块经典视频解码算法使用16×16或8×8子块进行运动预测，而高清视频解码算法使用4×4子块进行运动预测，如图2所示。这样每一个子块都可以进行更精确的运动补偿，预测效率明显提高，也减少了残留系数的信息量，从而减少了码流量。
3.使用滤波插值经典视频解码算法使用1/2nd精度非滤波插值，而高清视频解码算法使用1/4th精度滤波插值。这样提高了运动补偿的精度到1/4th像素，减少了残留系数的信息量，从而减少了码流量。
虽然运用上述三个核心算法可以得到高质量的图像画面和出色的数据压缩比，但由于解码器是通过DMA接口(Direct Memory Access)读取存储在系统内存(通常为SDRAM)中的数据，所以上述三个核心算法的引入也极大地提高了存储带宽的要求。例如，对于视频格式为1920×1080的4∶2∶0的图像信号，在全部4×4子块运动预测，1/4th精度滤波插值的极端情况下，需要的存储带宽为[4×4子块数]×[4×4滤波所需像素数]×每秒帧数×参考帧数＝[亮度4×4子块数+色度4×4子块数]×[4×4滤波所需像素数]×每秒帧数×参考帧数＝[1920/4×1080/4+960/4×540/4+960/4×540/4]×[9×9]×30×2＝[1920/4×1080/4×1.5]×[9×9]×30×2＝944784000bits/s＝901MB/s。
因为每八位总线在双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRate-Synchronous Dynamic Random Access Memory，DDR-SDRAM)电路板的带宽为2×100MB/s＝200MB/s，所以当总线利用率为90％时，至少需要的总线数量为901MB/s/200MB/s/0.9*8≈41位，因此现有解码方案一般使用64位总线，这在成本和功耗上都是一笔较大的开支。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种高清信号解码器，旨在解决现有技术中存在的高清视频解码过程中存储带宽太宽，需要的总线较多造成硬件带宽设计难度大以及成本、功耗大的问题。
本发明实施例是这样实现的，一种高清信号解码器，包括DMA接口，所述解码器通过所述DMA接口从系统内存中读取数据用于解码，所述解码器还包括与DMA接口直接连接，从所述系统内存中更新并保存参考帧中高概率补偿区间数据的缓存区。
本发明实施例通过在解码器中设置一与DMA接口直接连接的缓存区，保存解码器中当前4×4子块的高概率补偿区间的数据，并不断从系统内存更新，使得4×4子块进行运动补偿时，大部分数据来自于该缓存区，解码器的存储带宽得到了极大的缓解。
图1是现有技术中的解码器的结构图；图2是现有技术中亮度4×4子块的B帧预测示意图；图3是本发明实施例提供的高概率补偿区间示意图；图4是本发明实施例提供的解码器的结构图；图5是本发明实施例提供的解码器解码的原理示意图。
具体实施例方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例通过在解码器中设置一与DMA接口直接连接的缓存区，用于保存解码器当前4×4子块的参考帧中高概率补偿区间的数据，并不断从系统内存更新，使得4×4子块进行运动补偿时，大部分数据来自于该缓存区，解码器的存储带宽得到了极大的缓解。
仍以视频格式为1920×1080的4∶2∶0的信号为例，一般情况下4×4子块的运动幅度不会太大，所以90％的子块可以使用就近两幅参考帧的+/-8横条内的像素进行运动补偿，但少数情况，例如画面中一些高速运动的物体往往会超出如图3所示的高概率补偿区间的范围，所以10％的数据就需要通过DMA从系统内存中读取。
参考图4，本发明实施例在解码器芯片内植入容量为L2的内存作为缓存区保存当前4×4子块的参考帧中高概率补偿区间的数据，即高度为[16+8+8]的横条内的像素，并不断从系统内存更新。该缓存区与DMA接口直接连接，当解码器对当前4×4子块进行运动补偿时，90％的数据可以通过读取该缓存区获得，10％需要从系统内存中读取，使得解码器的存储带宽得到了极大的缓解。
缓存区容量L2的计算方法如下L2＝亮度行宽×[亮度高概率补偿区间高度]+色度行宽×[色度高概率补偿区间高度]×2＝亮度行宽×[亮度滤波高度要求+高概率补偿区间上、下偏移]+色度行宽×[色度滤波高度要求+高概率补偿区间上、下偏移]×2＝1920×[16+8+8]+960×[8+8+8]×2＝105KB。其中，高概率补偿区间上、下偏移量为统计意义量，通常为8。
通过本发明实施例提供的缓存区，参考图5，可以看出解码器的存储带宽可减少为[4×4子块数]×[4×4滤波所需像素数]×每秒帧数×参考帧数×10％+[4×4子块数]×[4×4搬移到缓存区的像素数]×每秒帧数×参考帧数×90％＝[1920/4×1080/4×1.5]×[9×9]×30×2*10％+[1920/4×1080/4×1.5]×[4×4]×30×2*90％＝250MB/s需要的总线至少为250MB/s/200MB/s/0.9*8≈12位，所以32位的总线就可以实现整个解码系统了，从而使存储带宽得到了极大的缓解。
综上，本发明实施例通过在解码器中设置一与DMA接口直接连接的缓存区，保存解码器中当前4×4子块的高概率补偿区间的数据，并不断从系统内存更新，使得4×4子块进行运动补偿时，大部分数据来自于该缓存区，解码器的存储带宽得到了极大的缓解。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种高清信号解码器，包括DMA接口，所述解码器通过所述DMA接口从系统内存中读取数据用于解码，其特征在于，所述解码器还包括与DMA接口直接连接，从所述系统内存中更新并保存参考帧中高概率补偿区间数据的缓存区。
2.如权利要求1所述的高清信号解码器，其特征在于，所述高概率补偿区间为解码器中4×4子块在参考帧中所对应的横向带状像素区间。
3.如权利要求2所述的高清信号解码器，其特征在于，所述横向带状像素区间的高度为亮度滤波高度要求与高概率补偿区间上、下偏移量之和。
4.如权利要求3所述的高清信号解码器，其特征在于，所述缓存区的容量按下式计算得出L2＝亮度行宽×[亮度高概率补偿区间高度]+色度行宽×[色度高概率补偿区间高度]×2＝亮度行宽×[亮度滤波高度要求+高概率补偿区间上、下偏移]+色度行宽×[色度滤波高度要求+高概率补偿区间上、下偏移]×2；其中，高概率补偿区间上、下偏移量为统计意义量。
全文摘要
本发明适用于高清视频解码领域，提供了一种高清信号解码器，包括DMA接口，所述解码器通过所述DMA接口从系统内存中读取数据用于解码，所述解码器还包括与DMA接口直接连接，从所述系统内存中更新并保存参考帧中高概率补偿区间数据的缓存区。本发明实施例通过在解码器中设置一与DMA接口直接连接的缓存区，保存解码器中当前4×4子块的高概率补偿区间的数据，并不断从系统内存更新，使得4×4子块进行运动补偿时，大部分数据来自于该缓存区，解码器的存储带宽得到了极大的缓解。
文档编号H04N7/32GK101060627SQ20071007403
公开日2007年10月24日 申请日期2007年4月13日 优先权日2007年4月13日
发明者李小明, 庞恩林, 苏丹, 雷宇 申请人:深圳安凯微电子技术有限公司