針對H.264/AVC可調式視訊之快速熵編碼器設計

Abstract

在頻寬有限的網路中，能夠用來傳送影像資料的頻寬不是固定的，而是隨著時間會變動。傳統的影像編碼標準是在固定的位元串流之下，追求最好的影像品質，但是這沒辦法有效地處理頻寬變動問題。而作為H.264/AVC的延伸，可調式視訊編碼可以用有效率的方式來處理頻寬變動問題。它提供了三種可調性：空間可調性、時間可調性、品質可調性。空間可調性支援多種解析度、時間可調性支援不同的播放速率、而品質可調性可以透過FGS (Fine Grain Scalability)來實現。然而，這些可調性同時也導致FGS編碼需要更大量的記憶體需求和熵編碼更高的輸出量需求。 本論文提出了一個有效利用記憶體的FGS係數編碼方法。直接的FGS係數編碼是以整張畫面為單位，這會造成大量的內部記憶體需求和外部記憶體存取量。因此，本論文提出了一個以巨圖塊為基礎並利用非對稱性記憶體分配來達到較低的外部記憶體存取量和更高的硬體使用率的編碼。和之前的設計相比，我們提出的方法在24KB的內部記憶體大小之下，平均可以省下2128KB的外部記憶體存取量。 此外，本論文還提出了一個針對高畫質影像的快速熵編碼器。我們發現在編碼的過程當中會產生大量的零圖塊和零係數，我們藉由一個以指標為基礎的設計來加速編碼過程。基於聯華電子90奈米製程，最後的設計消耗了8.45K個邏輯閘，且可以支援每秒60張CIF、SD 480p以及HD 1080p的影像。