[发明专利]实现H.264的CAVLC的熵解码器和方法

说明书

技术领域

本发明涉及实现新一代视频编码标准H.264编解码的多媒体技术领域，尤其涉及一种实现H.264的CAVLC的熵解码器和方法。

背景技术

随着视频编解码技术的发展，产生了许多视频编解码的标准，如MPEG1/2/4、H.263/264。其中H.264由于其高压缩率以及具有很好的还原质量，正在被广泛接受，然而，其实现复杂度要比其他前几个标准复杂得多。而在整个H.264的解码过程中，熵解码是第一步，后面的解码过程需要等待前面的解码结果，因此其解码速度严重影响整个解码速度。

H.264采用了两套熵编/解码技术，即基于上下文的自适应变长编码(Context-based Adaptive Variable Length Coding，CAVLC)和基于上下文的自适应算术编码(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding，CABAC)。其中CAVLC由于编码复杂度比CABAC低，广泛的用于各种视频的编码。H.264的主要档次(Main Profile)，基本档次(Base Profile)和扩展档次(Extended Profile)都支持CAVLC。

在CAVLC解码装置中，CAVLC共有6个语法元素需要解码，包括非零系数个数、拖尾系数的个数、每个拖尾系数的符号、除拖尾系数外非零系数的幅值、最后一个非零系数前零的个数和每个非零系数前零的个数。一般地，CAVLC熵解码器的解码过程如下：初始化工作，确定输入数据的块类型等参数；求变量NC，根据NC的值选择所要查的表格；查表得出语法元素非零系数个数和拖尾系数的个数；根据拖尾系数的个数解出拖尾系数的符号；解码除拖尾系数外非零系数的幅值；根据非零系数个数查表求出最后一个非零系数前零的个数；解码每个非零系数前零的个数。

现有技术中的一种H.264熵解码器CAVLC的硬件设计，CAVLC硬件熵解码器主要由5个功能模块，包括解码系数标记模块(Coeff_token Decoder)、拖尾符号标记模块(TrailingOnes Decoder)、幅值模块(Level Decoder)、总零数模块(TotalZero Decoder)、前游程模块(Run_before Decoder)，以及一个CAVLC控制模块(CAVLC Contraller)组成。另外包括了一个内部的SRAM模块，用于存储块(block)信息。

其中，幅值模块(Level Decoder)包括幅值前缀模块(level_prefix Decoder)，幅值后缀模块(level_suffix Decoder)。

五个句法元素的模块(Decoder)分别执行对于相应的句法元素的解码工作。CAVLC控制模块执行协调各模块工作，对SRAM数据的存取，向外中请接受码流数据，以及将各子功能模块解码得到的数据重组和向外输出传递的功能。

其中：

解码系数标记模块(Coeff_token Decoder)用于解码非零系数个数和拖尾系数个数，此解码过程可根据H264标准中Coeff_taken码表进行。

拖尾符号标记模块(TrailingOnes Decoder)用于解码拖尾系数，由于之前的解码系数标记模块(Coeff_token Decoder)中解出的仅仅是拖尾系数的个数，所以这个模块真正解码的是拖尾系数的符号。

幅值模块(Level Decoder)由两部分组成，幅值前缀模块(level_prefix Decoder)，幅值后缀模块(level_suffix Decoder)。幅值模块(Level Decoder)的解码过程为先初始化中间变量suffixLength的值，由于已经解出了非零系数的个数TotalCoeff和拖尾系数的个数TrailingOnes，所以可知有TotalCoeff-TrailingOnes个level的解码循环过程需要进行。在每次解码level的循环中，先计算levelCode，然后根据levelCode的奇偶性计算出level的值，最后根据解出的level的绝对值是否大于相应的阈值来更新suffixLength的值。

总零数模块(TotalZero Decoder)用于解码最后一个非零系数前零的个数，包括了两张表格，一张为常用表，另外一张为ChromaDC的专用表格。

前游程(Run_before Decoder)用于解码每个非零系数前零的个数(RunBefore)。