視頻編碼中的速率控制的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及數(shù)據(jù)處理。更具體地，本公開涉及視頻編碼。
【背景技術(shù)】
[0002]已知提供如下所述的專用硬件，所述專用硬件被配置為執(zhí)行視頻編碼，涉及接收視頻序列和將此視頻序列編碼為壓縮版本，該壓縮版本可以作為編碼的比特流被輸出。通過使用諸如H.264或VP8之類的現(xiàn)代視頻壓縮格式實(shí)現(xiàn)輸入視頻序列的非常高水平的壓縮，并且通過并行視頻編碼過程以由多個(gè)處理器核執(zhí)行，現(xiàn)代的視頻編碼器可以是高效的。
[0003]通過多個(gè)處理器核的視頻編碼過程的并行化可以例如被實(shí)施為如圖1A中所示，圖1A代表被細(xì)分為宏塊的視頻序列的幀。在左邊所示出的單核示例中，處理器核可以簡(jiǎn)單地按光柵掃描順序進(jìn)行，并且如圖1A中所示出的，散列的宏塊已經(jīng)被處理器核編碼并且處理器核當(dāng)前正在編碼用點(diǎn)標(biāo)記的宏塊。在多核建立中，并行化可以通過將一幀視頻序列分為片來實(shí)現(xiàn)，如圖1A中右邊所示，其中該(部分)幀被細(xì)分為的兩片被互相獨(dú)立編碼，第一片被分配到第一處理器核并且第二片被分配到第二處理器核。
[0004]視頻編碼過程本身已知被提供為圖1B中所示意性示出的。圖1B示出了輸入視頻序列的宏塊首先經(jīng)受運(yùn)動(dòng)估計(jì)過程的方式，然后變換(例如，熟知的離散余弦變換)被應(yīng)用，然后變換的系數(shù)的量化被執(zhí)行以實(shí)現(xiàn)所需的一些數(shù)據(jù)壓縮。
[0005]編碼過程的最后階段通過圖1B中的熵編碼塊來表示，在其之后視頻的被編碼的宏塊可以作為編碼的比特流輸出。圖1B還示出了與輸出比特流相關(guān)的尺寸信息被反饋回到變換與量化階段的方式并且更具體地該比特率信息被應(yīng)用到量化步驟以判定應(yīng)用到變換的系數(shù)的量化的水平，以便于使得輸出比特流比特率被維持在期望的水平成為可能。
[0006]還已知的是，當(dāng)尋求在多核系統(tǒng)中實(shí)施視頻編碼器時(shí)，優(yōu)勢(shì)可以源于將視頻編碼過程分為兩個(gè)遠(yuǎn)的階段。這被示意性地示出在圖2中。在第一階段中的此配置中，上面參照?qǐng)D1B提到的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和變換與量化過程通過以條紋為基礎(chǔ)將宏塊分配到處理器核在可用的多個(gè)處理器核之間來被劃分，其中條紋代表穿過視頻序列的幀的水平宏塊帶(例如，兩個(gè)宏塊高)。相應(yīng)的條紋的處理的錯(cuò)開的本質(zhì)與每個(gè)條紋的宏塊可以依賴于先前條紋的宏塊的事實(shí)相對(duì)應(yīng)，并且因此每個(gè)條紋的處理中的特定時(shí)間滯后對(duì)使得這些依賴被解決成為可能來說是必要的。在階段I處由每個(gè)處理器核產(chǎn)生的經(jīng)過變換與量化的宏塊被存儲(chǔ)在中間緩沖器中，針對(duì)尚待執(zhí)行的視頻編碼過程的第二階段它們可以從中間緩沖器中被取回。視頻編碼過程的第二階段是上面關(guān)于圖1B提到的熵編碼，并且如圖2中所示，為了生成輸出編碼視頻比特流，視頻編碼過程的第二階段以片為基礎(chǔ)由相應(yīng)的處理器核來執(zhí)行。
[0007]圖2還示出了來自輸出編碼視頻比特流的信息(更具體地，比特率信息)被反饋回到階段一視頻編碼過程，從而可以做出量化變換系數(shù)的過程中的量化參數(shù)的選擇并且維持輸出編碼視頻比特流的目標(biāo)比特率。然而，在以圖2中示出的方式被配置的視頻編碼器中一些劣勢(shì)可能會(huì)出現(xiàn)。另一方面，被編碼的宏塊的數(shù)量依賴于獨(dú)立核的時(shí)序(timing)，結(jié)果是比特流輸出變成依賴于特定硬件時(shí)序。結(jié)果，這樣的配置的編碼性能缺乏不期望的一致性和重復(fù)性。第二，在處理的第二階段(比特流熵編碼)之前，用于編碼特定宏塊的比特的最終數(shù)量是未知的，處理的第二階段在“條紋處理”階段(階段I)之后一些時(shí)間發(fā)生，給予比特信息的反饋潛在重要的延遲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]從第一方面看，提供了一種視頻編碼器，該視頻編碼器被配置為執(zhí)行視頻編碼過程，該視頻編碼過程包括接收輸入視頻序列和以片為基礎(chǔ)將輸入視頻序列編碼到輸出比特流中，視頻編碼器包括:編碼階段，該編碼階段包括量化電路，該量化電路被配置為將選擇的量化程度應(yīng)用到輸入視頻序列的宏塊的編碼中以生成量化的部分編碼宏塊，其中量化電路被配置為依賴復(fù)雜性估計(jì)為當(dāng)前片中的每個(gè)宏塊選擇選擇的量化程度，其中復(fù)雜性估計(jì)表明針對(duì)該宏塊定義的量化的部分編碼宏塊的預(yù)定集的預(yù)期的熵編碼復(fù)雜性，并且量化電路不依賴預(yù)定集外的量化的部分編碼宏塊；其中針對(duì)當(dāng)前片的至少一個(gè)宏塊，預(yù)定集不包括當(dāng)前片的所有之前的輸出比特流順序宏塊。
[0009]從第二方面看，提供了一種執(zhí)行視頻編碼來以片為基礎(chǔ)將輸入視頻序列編碼到輸出比特流的方法，該方法包括以下步驟:
[0010]接收輸入視頻序列；以及
[0011]將選擇的量化程度應(yīng)用到輸入視頻序列的宏塊的編碼以生成量化的部分編碼宏塊，
[0012]其中當(dāng)前片中的每個(gè)宏塊的選擇的量化程度依賴復(fù)雜性估計(jì)被選擇，復(fù)雜性估計(jì)表明針對(duì)該宏塊定義的量化的部分編碼宏塊的預(yù)定集的預(yù)期的熵編碼復(fù)雜性，并且選擇的量化程度不依賴預(yù)定集外的量化的部分編碼宏塊，
[0013]其中針對(duì)當(dāng)前片的至少一個(gè)宏塊，預(yù)定集不包括當(dāng)前片的所有之前的輸出比特流順序宏塊。
[0014]從第三方面看，提供了一種視頻編碼器，該視頻編碼器被配置為執(zhí)行視頻編碼過程，視頻編碼過程包括接收輸入視頻序列和以片為基礎(chǔ)將輸入視頻序列編碼到輸出比特流中，視頻編碼器包括:
[0015]用于接收輸入視頻序列的裝置；以及
[0016]用于將選擇的量化程度應(yīng)用到輸入視頻序列的宏塊的編碼以生成量化的部分編碼宏塊的裝置，
[0017]其中當(dāng)前片中的每個(gè)宏塊的選擇的量化程度依賴復(fù)雜性估計(jì)被選擇，復(fù)雜性估計(jì)表明針對(duì)該宏塊定義的量化的部分編碼宏塊的預(yù)定集的預(yù)期的熵編碼復(fù)雜性，并且選擇的量化程度不依賴預(yù)定集外的量化的部分編碼宏塊；
[0018]其中針對(duì)當(dāng)前片的至少一個(gè)宏塊，預(yù)定集不包括當(dāng)前片的所有之前的輸出比特流順序宏塊。
【附圖說明】
[0019]僅作為示例，將參照如附圖中所示出的實(shí)施例進(jìn)一步描述本發(fā)明，其中:
[0020]圖1A示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的針對(duì)單個(gè)處理器核視頻編碼器和多核視頻編碼器以宏塊為基礎(chǔ)的視頻編碼；
[0021]圖1B示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的視頻編碼過程的主要階段；
[0022]圖2示意性地示出了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的視頻編碼過程到第一階段和第二階段的細(xì)分，第一階段生成變換與量化的宏塊，第二階段執(zhí)行熵編碼；
[0023]圖3示意性地示出了一個(gè)實(shí)施例中的視頻編碼器；
[0024]圖4示意性地示出了在一個(gè)實(shí)施例中包括被配置為執(zhí)行視頻編碼的多核視頻引擎的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；
[0025]圖5示意性地示出了圖3中所示出的變換與量化電路的更多細(xì)節(jié)；
[0026]圖6A、6B和6C示出了在一個(gè)實(shí)施例中針對(duì)選擇的當(dāng)前宏塊被用在復(fù)雜性估計(jì)的確定中的量化的部分編碼宏塊的預(yù)定集；
[0027]圖7示出了在一個(gè)實(shí)施例中宏塊依賴集(dependency set)可以被定義的方式；以及
[0028]圖8示意性地示出了一個(gè)實(shí)施例的方法中被采取的一系列步驟。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在至少一些示例實(shí)施例中，視頻編碼器被配置為執(zhí)行視頻編碼過程，該視頻編碼過程包括接收輸入視頻序列和以片為基礎(chǔ)將輸入視頻序列編碼到輸出比特流中，視頻編碼器包括:編碼階段，該編碼階段包括量化電路，該量化電路被配置為將選擇的量化程度應(yīng)用到輸入視頻序列的宏塊的編碼中以生成量化的部分編碼宏塊，其中量化電路被配置為依賴復(fù)雜性估計(jì)來為當(dāng)前片中的每個(gè)宏塊選擇選擇的量化程度，其中復(fù)雜性估計(jì)表明針對(duì)該宏塊定義的量化的部分編碼宏塊的預(yù)定集的預(yù)期的熵編碼復(fù)雜性，并且所述量化電路不依賴預(yù)定集外的量化的部分編碼宏塊；其中針對(duì)當(dāng)前片的至少一個(gè)宏塊，預(yù)定集不包括當(dāng)前片的所有之前的輸出比特流順序宏塊。
[0030]本發(fā)明的發(fā)明人意識(shí)到盡管在最終的熵編碼被視頻編碼器執(zhí)行之前，視頻序列的給定部分的產(chǎn)生的編碼尺寸(即，被編碼的位數(shù))，并且因此編碼視頻比特流的產(chǎn)生的比特率不能是已知的，但是可以基于復(fù)雜性估計(jì)通過指導(dǎo)編碼階段中的量化電路的操作(尤其就應(yīng)用到宏塊的編碼的量化的程度而言)來獲得在編碼比特率上的有利的控制程度。該復(fù)雜性估計(jì)給出與當(dāng)前在編碼階段內(nèi)被編碼的宏塊相關(guān)的預(yù)期的熵編碼復(fù)雜性的指示。因此