H.264視頻解碼芯片中與濾波相關(guān)的存儲器的設計

摘要：本文對H.264 解碼芯片中的濾波部分所需的數據、數據的存取及芯片中所用到的存儲器做了深入的分析，同時(shí)涉及到DRAM 及SRAM 的設計，并支持宏塊級幀場(chǎng)自適應。為了實(shí)現H.264 解碼芯片中的數據的快速存取，本文提出了對數據存儲的一種優(yōu)化方法，通過(guò)此方法可完全達到濾波過(guò)程中對大量數據的處理。試驗表明此種方法能節約存儲器的資源并滿(mǎn)足H.264 濾波中對大數據量處理的需求。

　　H.264 作為新一代的視頻編碼標準有著(zhù)優(yōu)異的性能，廣泛應用于視頻會(huì )議、視頻點(diǎn)播、數字電視廣播、數字視頻存儲以及消費電子等多個(gè)領(lǐng)域。與H.263或MPEG－4 相比，同等圖像質(zhì)量下，碼率能降低一半左右，但是算法復雜度高。

　　H.264 標準在低碼率的情況下能產(chǎn)生高質(zhì)量的畫(huà)面，主要就是采用了自適應的環(huán)路濾波。H.264 采用了基于樹(shù)狀結構的塊的運動(dòng)補償，基于塊的運動(dòng)補償能很好地降低碼率， 但這同時(shí)也引起了方塊效應。

　　由此H.264 采用了一種自適應的濾波算法，能夠很好地降低方塊效應， 但同時(shí)也帶來(lái)了極大的運算復雜度。在H.264 中，濾波后的數據將作為下一幀的參考幀，因此又稱(chēng)為環(huán)路濾波。研究表明：在H.264 解碼過(guò)程中其中運動(dòng)補償（MC）約占30％，環(huán)路濾波（DF）約占20％的解碼時(shí)間，因此很好的設計MC 與DF 對解碼器的性能至關(guān)重要。

　　1 濾波過(guò)程用到的數據

　　H.264 中， 在MBAFF 情況下的解碼中宏塊都是以宏塊對的形式出現。因此在存儲數據的時(shí)候也考慮到以一個(gè)宏塊對的數據為單位進(jìn)行存儲。在一個(gè)宏塊對中， 濾波時(shí)整個(gè)過(guò)程中需要操作的數據如圖1 所示。其中每一個(gè)小方塊表示一個(gè)4×4 像素的block，在濾mb＿up 宏塊時(shí)需要用到up 所指的數據，本次設計支持MBAFF，在濾波過(guò)程中需要進(jìn)行幀與場(chǎng)的轉化，因此要用到上面二行的block。在濾波最左邊的block時(shí)需要用到圖中left 所指示的一列數據。

圖1 濾波中的數據