[发明专利]影像编码的方法与相关装置

说明书

技术领域

本发明有关于一种影像编码的方法与相关装置，且特别是关于一种得以在影像编码时减少缓冲器频宽需求以增进效能的影像编码方法与相关装置。

背景技术

影像数据能传达并记录丰富多元的视听讯息，已成为现代资讯生活中不可或缺的一部分。为了缩减影像数据的档案大小，要对影像数据进行影像编码；如何增进影像编码的效能，也就成为现代资讯业者的研发重点。

影像数据由多个依序排列的画面形成，每个画面中有多个像素，每个像素关联于三个分量数据，例如YUV色彩空间中的一亮度（luma）数据与两个彩度(chroma)数据。在对一原始影像数据进行影像编码时，会逐一对原始影像数据的各画面进行编码，例如将一画面编码为一帧内编码帧（intra-coded frame，或称I帧）、一预测帧(predicted frame，或称P帧)或一双向预测帧（bi-directional predicted frame，或称B帧）。

要将一目前画面编码为一P帧或B帧时，需引用一或多个参考帧，以下说明引用一参考帧的情况；对应于一参考帧，目前画面会被划分为多个区块（例如16＊16像素的巨块，macro-block），各区块关联于参考帧中的一搜寻窗（search window），各搜寻窗在其所属参考帧中涵盖对应区块与其周边区域的多个邻近像素。在针对目前画面的一个目前区块进行影像编码时，会比较目前区块的亮度数据与对应搜寻窗的亮度数据，据以进行一亮度移动估计，并得到一亮度移动向量（motion vector）；依据亮度移动向量与搜寻窗中各像素的亮度数据与两彩度数据，便可进行一移动补偿，包括一亮度移动补偿与一彩度移动补偿，以得到一近似区块；此近似区块即近似于目前区块。由目前区块中减去近似区块可得到一残余区块，此残余区块可进一步被压缩，而压缩后的残余区块与移动向量就代表对目前区块的编码结果。引用多参考帧的情况可以此类推。

从影像解码的角度而言，在对一编码后的目前帧进行影像解码时，依据参考帧和目前帧中各区块所对应的移动向量，便可为目前帧的各区块取得对应的近似区块；针对目前帧的各区块结合对应的近似区块与残余区块，便可组合重建出编码前的原始画面。

在实现影像编码技术时，会以一缓冲器（例如帧缓冲器，frame buffer）储存参考帧。请参考图1，其所绘示的是依据一已知技术存取一缓冲器10以进行影像编码的示意图。为进行影像编码，缓冲器10内会为一参考帧配置两个存储区域12a与12b；参考帧的亮度数据会被储存于存储区域12a，参考帧的另外两彩度数据则被储存于存储区域12b。图1中，即是以区块（例如16*16像素的巨块）为单位来示意参考帧所关联的亮度数据与两彩度数据；在4：2：0的影像编码格式下，每区块关联于16＊16笔亮度数据Y、8＊8笔彩度数据U与8*8笔彩度数据V。各笔亮度数据Y包括8个位元（一位元组），各笔彩度数据U与V亦分别包括8个位元（一位元组）。在存储区域12a内，各区块的16＊16笔亮度数据Y被储存为16个相邻列（row）中的16个相邻位元组；在存储区域12b内，各区块的8＊8笔彩度数据U与8＊8笔彩度数据V则被储存于8个相邻列中，沿着每一列交替地存放彩度数据V与彩度数据U。也就是说，彩度数据V与彩度数据U以一行(column)彩度数据U接替着一行彩度数据V的方式交替地储存。当要进行影像编码的亮度移动估计与亮度移动补偿时，已知技术会存取（例如载入）存储区域12a；等要进行彩度移动补偿时，已知技术会进一步存取存储区域12b。

已知技术的缺点之一是对缓冲器10的频宽（单位时间内的数据量）需求较高。当要进行影像编码时，图1已知技术要从存储区域12a中存取较多数据才能进行亮度移动估计；因此，若要在相同时间内完成亮度移动估计，就需要以较大的频宽来存取缓冲器10的存储区域12a。高频宽需求对影像编码技术的实现与普及十分不利；对高解析度的影像而言，由于高解析度画面有更多区块，已知影像编码技术的缺点也会更明显。

发明内容

为克服已知技术的缺点，本发明提供一种改良的影像编码技术，可以有效降低对缓冲器的频宽需求。