CN101867807B

CN101867807B - 画框内预测模式的选择装置及方法

Info

Publication number: CN101867807B
Application number: CN 200910133950
Authority: CN
Inventors: 陈怡昌; 黄朝宗; 张育玮
Original assignee: Novatek Microelectronics Corp
Current assignee: Novatek Microelectronics Corp
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2029-04-14
Also published as: CN101867807A

Abstract

本发明公开了一种画框内预测模式的选择装置及方法，其中所述方法包括：首先，接收画框资料的压缩组态，并接收画框资料的画面解析度；接着，根据所述压缩组态及所述画面解析度来选择对应的数个预测模式，并针对选定的所述数个预测模式进行排程以依序计算并获得相对应的数个价值函数。最后再根据所述数个比较价值函数来选择所述数个预测模式的其中之一来做为画框资料的预测模式。

Description

画框内预测模式的选择装置及方法

技术领域

本发明涉及一种画框内预测模式的选择装置及方法，特别涉及一种H.264格式的画框内预测模式的选择装置及方法。

背景技术

近年来随着电子技术的进步，在影像显示的技术方面也有着相对应的突破。尤其在动画影像的显示方面，为使显示器可以有效的提升其动画影像的表现度，陆续有多种的影像压缩标准被提出，其中的H.264编解码标准就是在现今最具代表性的高压缩数位视频编解码标准。

在H.264编解码标准中，决定所要选择画框内的预测模式(intraprediction mode)时，必须要先针对所有可能的画框内模式(intra mode)来计算其价值函数(cost function)。而由于画框内预测模式包括I4巨块模式、I8巨块模式、I16巨块模式以及色度(chroma)模式四大类。而此四大类画框内预测模式还包括了26种子模式需要进行计算。此外，其中的I 4巨块模式及I 8巨块模式又需要进行所谓的封闭回路(closeloop)的预测，由此可知，要进行决定所要选择画框内预测模式的动作总需要耗费相当大的硬件资源及用来进行运算的频宽。因此，针对I 4巨块模式、I8巨块模式、I16巨块模式以及色度模式在预测时所进行的排程是很重要的。

以下请同时参照图1，图1绘示现有的一种画框内预测模式的排程方式。图1的绘示主要是针对I4巨块模式、I16块模式以及色度模式来依序进行预测。简单地说，就是先针对画框资料的不同区块依序进行I4巨块模式的预测111～112及I4巨块模式的重建121～122，接着再针对画框资料的不同区块依序进行I 16巨块模式的预测131～132，最后则进行色度模式的预测141。接着则请参照图2，图2绘示现有的一种画框内预测模式的交错排程方式。与图1的排程方式不同的是，其中关于I16巨块模式的预测231、232被分别***在执行I 4巨块模式的重建221、222期间的空档时间。这样一来，就可以有效的省去额外的执行I16巨块模式的预测时间而节省运算的频宽。

由于图1和图2所绘示的排程方式，都未考虑到I8巨块模式。因此，有如图3绘示现有的高组态(high profile)简化型的画框内预测模式的排程方式。请参照图3，图3绘示的排程方式是通过忽略I16巨块模式的部份，并利用开放式回路(open～loop)的运算(只针对I4、I8巨块模式进行预测，而不进行重建)来减少运算时所需要的硬件资源及频宽。

发明内容

本发明的一目的是提供一种画框内预测模式的选择方法，针对画框资料的数个个预测模式进行排程，以依序产生数个价值函数。

本发明的另一目的是提供一种画框内预测模式的选择装置，用以针对画框资料的数个预测模式进行排程，以依序产生数个价值函数。

为实现上述目的，本发明提出一种画框内预测模式的选择方法，包括：首先，接收画框资料的压缩组态，并接收画框资料的画面解析度。接着，根据所述压缩组态及所述画面解析度来选择对应的数个预测模式，并针对选定的所述数个预测模式进行排程以依序计算并获得相对应的数个价值函数。最后再根据所述数个比较价值函数来选择所述数个预测模式的其中之一来做为画框资料的预测模式。

在本发明之一实施例中，上述之压缩组态包括高组态、主要组态或基本组态。

在本发明之一实施例中，上述的画面解析度包括高解析度或一般解析度。

在本发明之一实施例中，上述的预测模式包括I4巨块模式、I8巨块模式、I16巨块模式以及色度(chroma)模式。

在本发明之一实施例中，上述的所述根据压缩组态及画面解析度来选择对应的预测模式包括：当压缩组态为主要组态时，而画面解析度为一般解析度或高解析度时，选择I4巨块模式、I16巨块模式以及色度模式。若是当压缩组态为基本组态时，而画面解析度为一般解析度或高解析度时，同样选择I4巨块模式、I16巨块模式以及色度模式。另外，当压缩组态为高组态且画面解析度为一般解析度时，也同样选择I4巨块模式、I16巨块模式以及色度模式。唯一不同的是，当压缩组态为高组态且画面解析度为高解析度时，选择I8巨块模式、I16巨块模式以及色度模式。

在本发明之一实施例中，上述的所述针对预测模式进行排程包括：当选择的预测模式为I4巨块模式、I16巨块模式以及色度模式时，在执行I4巨块模式的预测时的预测空档时间中执行I16巨块模式的预测，并且在执行I 4巨块模式的重建时的重建空档时间执行色度模式的预测。此外，当选择的预测模式为I8巨块模式、I16巨块模式以及色度模式时，先执行I8巨块模式的预测，再执行I16巨块模式的预测，接着再执行色度模式的预测，并在最后执行I8巨块模式的重建。

为实现上述目的，本发明还提出一种画框内预测模式的选择装置，包括排程控制器、价值函数产生器以及价值函数比较电路。其中，排程控制器接收画框资料的压缩组态及画面解析度，根据压缩组态及画面解析度选择对应的数个预测模式，并针对所述数个预测模式进行排程。价值函数产生器连接排程控制器，价值函数产生器根据排程控制器对所述数个预测模式进行的排程来依序执行预测模式的预测，并产生对应的数个价值函数。价值函数比较电路连接所述价值函数产生器，价值函数比较电路比较所述数个价值函数以选择所述数个预测模式的其中之一来做为所述框资料的预测模式。

综上所述，本发明通过画框资料的压缩组态及画面解析度来选定对应的预测模式，并针对对应选择的内画面的预测模式进行排程。如此一来，仅有必要的预测模式会被进行预测的动作，能有效减低执行预测运算的时脉数或硬件资源，并通过排程的结果使得数个预测模式在进行预测时可以更有效率的应用***资源，减低成本及功率的浪费。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1～3分别绘示现有的三种不同的画框内预测模式的排程方式；

图4绘示本发明的一实施例的画框内预测模式的选择装置400；

图5绘示本发明实施例中的排程控制器410进行排程的一实施方式；

图6绘示本发明实施例中的排程控制器410进行排程的另一实施方式；

图7绘示本发明的实施例的画框内预测模式的选择方法的流程图。

附图主要元件符号说明

111～112、511：I4巨块模式的预测；

121～122、221、222、512：I4巨块模式的重建；

131～132、231、232、513、612、652：I16巨块模式的预测；

611、651：I8巨块模式的预测；

614：I8巨块模式的重建；

141、514、613、653：色度模式的预测；

400：画框内预测模式的选择装置；

410：排程控制器；

420：价值函数产生器；

430：价值函数比较电路；

510～550、610～650：画框资料的区块预测；

560、660：比较价值函数；

S710～S740：画框内预测模式的选择方法的步骤。

具体实施方式

以下请参照图4，图4绘示本发明的一实施例的画框内预测模式的选择装置400。画框内预测模式的选择装置400包括排程控制器410、价值函数产生器420以及价值函数比较电路430。排程控制器410接收所要处理的画框资料的压缩组态及画面解析度，并根据压缩组态及画面解析度选择对应的数个预测模式，且针对这些选出来的预测模式进行排程。其中所谓的压缩组态包括高组态(high profe)、主要组态(mainprofile)或基本组态(base profile)，而影像解析度则包括高解析度的FULL HD及一般解析度的CIF两种。此外，关于上述的三种组态及两种解析度都是为H.264编解码标准领域中，本领域技术人员所都能熟知的，因此在此不多加说明。

另外，在H.264编解码标准中所使用的预测模式通常包括I4巨块模式、I8巨块模式、I16巨块模式以及色度模式。所谓的I4巨块模式就是利用画框资料中的4×4的区块为单位所进行的画框内画面的预测。相同的，I8巨块模式及I16巨块模式则是分别针对画框资料中的8×8及16×16的区块为单位所进行的画框内画面的预测。

而在排程控制器410选择所要使用的数个预测模式方面，排程控制器410则是根据下例的表1来进行选择。其中的表1如下所示：

表1：

压缩组态	画面解析度	选用的预测模式
			基本组态	CIF	I4巨块模式、I16巨块模式及色度模式
基本组态	FULL HD	I4巨块模式、I16巨块模式及色度模式
			主要组态	CIF	I4巨块模式、I16巨块模式及色度模式
主要组态	FULL HD	I4巨块模式、I16巨块模式及色度模式
			高组态	CIF	I4巨块模式、I16巨块模式及色度模式
高组态	FULL HD	I8巨块模式、I16巨块模式及色度模式

由表1可以明确得知，排程控制器410可以针对各种具有不同压缩组态及画面解析度来分类，并选择适用的预测模式来进行预测，可以节省运算的频宽。

在排程控制器410选定要进行预测的预测模式后，排程控制器410则进行对所选择的预测模式进行排程。其中，排程控制器410会针对所选择的预测模式不同而进行不同的排程方式，以下则针对不同的排程方式提出不同的实施方式来加以说明，希望本领域技术人员都能了解并具以实施。

以下请同时参照图4及图5，图5绘示本发明实施例中的排程控制器410进行排程的一实施方式。其中当排程控制器410所选择的预测模式为I4巨块模式、I16巨块模式以及色度模式时，排程控制器410进行如图5绘示的方法进行排程。也就是先针对画框资料的区块0进行预测510，其中包括执行I4巨块模式的预测与重建、I16巨块模式的预测及色度模式的预测。更进一步来说明，就是先执行I4巨块模式的预测511，并接着进行I4巨块模式的重建512。而I16巨块模式预测513的执行则交错于执行I4巨块模式的预测511时，所产生的预测空档时间中。相对地，色度模式的预测514则交错于执行I4巨块模式的重建512时，所产生的重建空档时间中。

在完成了画框资料的区块0的预测后，则依序执行画框资料的区块1～15的预测，并在完成了画框资料的区块15的预测550后，则执行比较价值函数的动作560。

在此请注意，价值函数的产生是随着执行各种预测模式时对应产生的。请同时参照图4及图5，价值函数产生器420会依照排程控制器410所排程的预测模式的预测顺序来对应产生价值函数。换句话说，当所有的预测模式都被执行完毕时，该些预测模式对应的价值函数也都被产生完成。

因此，当所有的预测模式都被执行完毕后，价值函数比较电路430则根据价值函数来做比较，并选出价值函数最低的，来做为选定的预测模式。简单地说来，若是I4巨块模式对应的价值函数低于I16巨块模式所对应的价值函数时，则选用I4巨块模式来做为此画框资料的预测模式，相反地，若是I4巨块模式对应的价值函数高于I16巨块模式所对应的价值函数时，则选用I16巨块模式来做为此画框资料的预测模式。

以下请同时参照图4及图6，图6绘示本发明实施例中的排程控制器410进行排程的另一实施方式。其中当排程控制器410所选择的预测模式为I8巨块模式、I16巨块模式以及色度模式时，排程控制器410进行如图6绘示的方法进行排程。也就是先针对画框资料的区块0进行预测610，其中包括执行I8巨块模式的预测与重建、I16巨块模式的预测及色度模式的预测。更进一步来说明，就是先执行I 8巨块模式的预测611，并接着进行I16巨块模式的预测612，接着再进行色度模式的预测613，并在最后进行I 8巨块模式的重建614。

在完成了针对区块0所进行的预测后，则依序进行针对区块1～15的预测动作。而值得一提的是，在针对区块15所进行的预测650中，由于所进行的是最后一个区块，因此，在依序进行完I8巨块模式的预测651、I16巨块模式的预测652以及色度模式的预测653后，并不需要再进行I8巨块模式的重建。原因是在于区块15已经是最后一个区块，所以不需要重建并提供资讯来提供下一个区块的预测动作。

与图5绘示的实施方式相同的，并在完成了画框资料的区块15的预测650后，价值函数比较电路430则执行比较价值函数的动作660，并藉以选出合适的预测模式。在此，关于如何根据价值函数来选定合适的预测模式的动作则于图5绘示的实施方式相同，此处不多赘述。

以下则针对本发明的画框内预测模式的选择方法提出一实施例来加以说明。

以下请参照图7，图7绘示本发明的实施例的画框内预测模式的选择方法的流程图。其中的步骤包括：首先，分别接收画框资料的压缩组态以及画面解析度(步骤S710、S720)。其中在H.264的编解码标准中，压缩组态包括有主要组态、基本组态及高组态。而画面解析度则可以分为高解析度的FULL HD及一般解析度的CIF。接着，根据压缩组态及画面解析度来选择对应的数个预测模式，并针对这些预测模式进行排程，以依序计算并获得对应的价值函数(步骤S730)。

接着，则根据在步骤S730中所计算获得的数个价值函数进行比较，并选择出数个预测模式的其中之一来做为画框资料的预测模式(步骤S740)。而比较数个价值函数的动作则是例如找出价值函数中最小的，并选用对应的预测模式来做为画框资料的预测模式。

综上所述，本发明根据画框资料的压缩模组及画面解析度来选用对应的预测模式，并针对选出的预测模式进行排程，来依序产生对应的价值函数。有效地节省了硬件的资源，并且有效地节省了运算的频宽。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种画框内预测模式的选择方法，其特征在于，包括：

接收一画框资料的一压缩组态，所述压缩组态包括高组态、主要组态或基本组态；

接收所述画框资料的一画面解析度，所述画面解析度包括高解析度或一般解析度；

根据所述压缩组态及所述画面解析度来选择对应的数个预测模式，并针对所述数个预测模式进行排程以依序计算获得对应的数个价值函数，其中，所述数个预测模式包括一I4巨块模式、一I8巨块模式、一I16巨块模式以及一色度模式，其中，根据所述压缩组态及所述画面解析度来选择对应的所述预测模式的步骤包括：

当所述压缩组态为主要组态时，而所述画面解析度为高解析度或一般解析度时，选择所述I4巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式；

当所述压缩组态为基本组态时，且所述画面解析度为一般解析度或高解析度时，选择所述I4巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式；

当所述压缩组态为高组态时，且所述画面解析度为一般解析度时，选择所述I4巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式；

以及

当所述压缩组态为高组态时，且所述画面解析度为高解析度时，选择所述I8巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式；

其中，针对所述数个预测模式进行排程以依序计算获得对应的所述价值函数的步骤包括：

当选择的所述数个预测模式为所述I 4巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式时，其中在执行所述I4巨块模式的预测时的一预测空档时间中执行所述I16巨块模式的预测，且在执行所述I4巨块模式的重建时的一重建空档时间执行所述色度模式的预测；以及

当选择的所述数个预测模式为所述I8巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式时，先执行所述I8巨块模式的预测，再执行所述I16巨块模式的预测，接着再执行所述色度模式的预测，并在最后执行所述I8巨块模式的重建；以及

根据比较所述数个价值函数以选择所述数个预测模式的其中之一来做为所述画框资料的预测模式。

2.一种画框内预测模式的选择装置，其特征在于，包括：

一排程控制器，接收一画框资料的一压缩组态及一画面解析度，根据所述压缩组态及所述画面解析度选择对应的数个预测模式，并针对所述数个预测模式进行排程，所述压缩组态包括高组态、主要组态或基本组态，所述画面解析度包括高解析度或一般解析度，所述数个预测模式包括一I4巨块模式、一I8巨块模式、一I16巨块模式以及一色度(chroma)模式；

一价值函数产生器，连接所述排程控制器，根据所述排程控制器对所述数个预测模式进行的排程依序执行所述数个预测模式的预测，并产生对应的数个价值函数；以及

一价值函数比较电路，连接所述价值函数产生器，比较所述数个价值函数以选择所述数个预测模式的其中之一来做为所述画框资料的预测模式，

当所述压缩组态为主要组态时，而所述画面解析度为一般解析度或高解析度时，所述排程控制器选择所述I4巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式，当所述压缩组态为基本组态时，而所述画面解析度为一般解析度或高解析度时，所述排程控制器选择所述I4巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式，当所述压缩组态为高组态时，且所述画面解析度为一般解析度时，所述排程控制器选择所述I4巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式，当所述压缩组态为高组态时，且所述画面解析度为高解析度时，所述排程控制器选择所述I8巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式，当选择的所述数个预测模式为所述I4巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式时，所述排程控制器使所述价值函数产生器在执行所述I4巨块模式的预测时的一预测空档时间中执行所述I16巨块模式的预测，且在所述价值函数产生器执行所述I4巨块模式的重建时的一重建空档时间执行所述色度模式的预测，当选择的所述所述预测模式为所述I8巨块模式、所述I16巨块模式以及所述色度模式时，所述排程控制器使所述价值函数产生器先执行所述I8巨块模式的预测，再执行所述I16巨块模式的预测，接着再执行所述色度模式的预测，并在最后执行所述I8巨块模式的重建。