[发明专利]在视频数据流的编码和解码中存储设备的有效使用

说明书

本申请是申请号为200510079995.6、申请日为2005年6月27日、发明名称为“在视频数据流的编码和解码中存储设备的有效使用”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及在视频数据流的编码和解码中的存储设备的有效使用。

背景技术

视频编解码器(压缩器-解压缩器)是一些压缩算法式，其被设计成对视频数据流进行编码/压缩和解码/解压缩，以此来减少流的大小，从而传输更快并且存储空间更小。然而由于存在损耗，视频编解码器在压缩视频流的二进制数据时尽力保持视频质量。通常使用的视频编解码器的实例有MPEG-4、AVI、WMV、RM、RV、H.261、H.263以及H.264。

视频流由帧序列组成，其中每一帧由多个宏块组成。视频编解码器通过将帧分成一个或多个片段(slice)或子部分，对该序列中的每一帧进行编码，其中每一个片段包含整数个宏块。宏块典型的是16×16像素阵列(尽管其它尺寸的宏块也是可以的)，并且可以将宏块分成用于编码和解码的分区。例如，图1表示可以在H.264标准中对宏块进行分区的不同的方式。如图1所示，宏块可以以259种可能的方式中的一种被分区：

1.一个分区

2.两个垂直分区

3.两个小平分区以及

4.四个较小的正方形分区。

在最后一种情况中，每个最后所得到的正方形分区可以以相同的方式被分区(通过另外256种方式对宏块进行分区)，直到将一个单独的宏块分成最大16个分区。

宏块的容量可以是自备的，或从一个或两个不同的帧中预测得到。在接收到的比特流(在编码过程中生成)中，后面的预测信息可以从每个分区得到：运动向量(由x和y分量组成)以及该运动向量所依据的帧(在帧序列中)的相关指示器。该指示器可以是例如基准帧索引，其被用于连同相关的基准帧列表一起来指示该运动向量所依据的特定帧。

图2表示基准帧索引和基准帧列表的概念。对于帧的每个片段，存储了用于识别运动向量的特定帧的一个或多个基准帧列表。在图2的实例中，第一和第二基准帧列表用于识别运动向量的特定帧。典型地，当接收到一个片段时，该片段的头部含有得到帧基准列表的信息。

与运动向量相关的基准帧索引在基准帧列表中指定条目(含有帧号)，其指示帧序列中运动向量所依据的帧。在图2的实例中，有七个活动帧(即，目前在存储设备中保持的帧)，其从0至6编号。编号为“3”的帧目前正在被处理。如果基准帧索引给相关的第一运动向量指定值0，那么这表示在该第一基准帧列表的第一条目中的帧号是该运动向量所依据的帧。由此，如图2的实例所示，编号为“2”的帧是该第一运动向量所依据的帧。在进一步的实例中，如果基准帧索引给相关的第二运动向量指定值2，那么这表示在第二基准帧列表(用于第二运动向量)的第三条目中的帧号是该第二运动向量所依据的帧。由此，如图2的实例所示，编号为“6”的帧是该第二运动向量所依据的帧。

图3表示含有帧的片段的分区数据的传统的存储设备结构305的原理图。在图3的实例中，该片段由三个宏块所组成，其中第一宏块

(宏块0)由1个分区组成，第二宏块(宏块1)由16个分区组成，第三宏块(宏块2)由2个分区组成。

典型地，在解码过程中，基于假定该片段的每个宏块被分成最大数量的分区(例如在H.264标准情况下的16个分区)的“最坏情况设想”，存储设备被分配给片段。由此，在H.264标准下，对于该片段的每个宏块，分配有足够的存储空间来存储头部和16个分区条目(entry)。数据结构中的分区条目在帧的解码过程中存储分区数据。每个分区条目含有单个分区的数据(例如，运动向量和基准帧索引数据)。

图3的图表表示已经分配给片段的该存储设备结构的分配部分310。由于没有将片段的每个宏块典型地分成16个分区，因此宏块将经常分配到比该宏块中所含有的分区更多的分区条目的存储量。由此，宏块的该存储设备结构的分配部分将典型地含有一个或多个使用的分区条目(含有该宏块的实际分区数据的条目)以及一个或多个不使用的分区条目(不含有该宏块的分区数据的条目)。使用的分区条目含有有意义的/有用的数据(例如运动向量和分区的基准帧索引数据)，反之，不使用分区条目不含有有意义的/有用的数据。