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TWI879525B - 用來於視訊編碼期間以有限搜尋範圍大小進行記憶體存取控制之方法及系統晶片 - Google Patents

用來於視訊編碼期間以有限搜尋範圍大小進行記憶體存取控制之方法及系統晶片 Download PDF

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TWI879525B
TWI879525B TW113113090A TW113113090A TWI879525B TW I879525 B TWI879525 B TW I879525B TW 113113090 A TW113113090 A TW 113113090A TW 113113090 A TW113113090 A TW 113113090A TW I879525 B TWI879525 B TW I879525B
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曾逸晨
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瑞昱半導體股份有限公司
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Abstract

本發明提供用來於視訊編碼期間以有限搜尋範圍大小進行記憶體存取之方法及系統晶片。該方法可包含：將對應於一畫面之非編碼視訊資料的局部資料載入至該視訊處理電路的一搜尋記憶體，以供進行該視訊編碼的至少一移動預測(ME)操作；以及於該搜尋記憶體的記憶體空間中，配置對應於至少一ME區域之至少一ME搜尋範圍，以供進行該至少一ME操作，其中任一ME搜尋範圍可包含對應的ME區域以及此ME搜尋範圍相對於此ME區域之多個水平餘裕及多個垂直餘裕，每一水平餘裕至少達到此ME區域的水平大小之兩倍，且每一垂直餘裕至少達到此ME區域的垂直大小之一倍。

Description

用來於視訊編碼期間以有限搜尋範圍大小進行記憶體存取控制之方法及系統晶片
本發明係有關於視訊處理，尤指一種用來於視訊編碼期間以有限搜尋範圍大小進行記憶體存取控制之方法及系統晶片（System-on-Chip, SoC）。
依據相關技術，高效率視訊編碼（High Efficiency Video Coding, HEVC）可以有助於提升影像品質及資料壓縮率（data compression ratio）。舉例來說，藉由使用編碼樹單元（Coding Tree Unit, CTU），其大小可大於先前編碼技術中的一宏區塊（macro-block, MB）的大小且可為可調整大小，編碼器對高解析度的影像編碼可以變得更有效率。然而，相關技術中看起來沒有合適的技術方案以供降低相關成本。
因此，本發明的目的之一在於提供一種用來於視訊編碼期間以有限搜尋範圍大小進行記憶體存取控制之方法及系統晶片，以解決相關技術中的問題。
本發明的至少一實施例提供一種用來於視訊編碼期間以有限搜尋範圍大小進行記憶體存取控制之方法，其中該方法係可應用於一電子裝置內的一視訊處理電路。該方法可包含：將對應於一畫面（picture）之非編碼視訊資料的局部資料（partial data）載入至該視訊處理電路的一搜尋記憶體（search memory），以供進行該視訊編碼的至少一移動預測（Motion Estimation, ME）操作；以及於該搜尋記憶體的記憶體空間中，配置對應於至少一移動預測區域（ME region）之至少一移動預測搜尋範圍，以供進行該至少一移動預測操作，其中該至少一移動預測搜尋範圍包含該至少一移動預測區域，其中該視訊處理電路係用以使用該記憶體空間中之大於該至少一移動預測搜尋範圍之一擴增的搜尋範圍來進行該至少一移動預測操作以提升移動預測的效能。
本發明的至少一實施例提供一種系統晶片，其中該系統晶片可設置於一電子裝置中。該系統晶片可包含至少一處理器、耦接至該至少一處理器之一視訊處理電路、以及耦接至該至少一處理器和該視訊處理電路之至少一記憶體。該至少一處理器可用來控制該電子裝置的操作，該視訊處理電路可用來為該電子裝置進行視訊處理，以及該至少一記憶體可用來儲存資訊。舉例來說，該視訊處理電路係用來將對應於一畫面之非編碼視訊資料的局部資料載入至該視訊處理電路的一搜尋記憶體，以供進行該視訊編碼的至少一移動預測操作，其中該至少一記憶體包含該搜尋記憶體；以及該視訊處理電路係用來於該搜尋記憶體的記憶體空間中，配置對應於至少一移動預測區域之至少一移動預測搜尋範圍，以供進行該至少一移動預測操作，其中該至少一移動預測搜尋範圍包含該至少一移動預測區域，其中該視訊處理電路係用以使用該記憶體空間中之大於該至少一移動預測搜尋範圍之一擴增的搜尋範圍來進行該至少一移動預測操作以提升移動預測的效能。
本發明的多個好處的其中之一是，透過妥善地控制至少一有限搜尋範圍並擴增該(些)搜尋範圍，本發明之方法及系統晶片可達到優化的成本控制同時保持該系統晶片的最佳效能。相較於相關技術，本發明之方法及系統晶片可在無副作用或較低副作用之狀況下解決相關技術的問題。
第1圖為根據本發明一實施例之一電子裝置100的示意圖。電子裝置100可包含一系統晶片（System-on-Chip, SoC）101，其可包含至少一處理器（例如一或多個處理器）統稱為處理器102、至少一匯流排（例如一或多個匯流排）統稱為匯流排103、一視訊處理電路110以及至少一記憶體（例如一或多個記憶體）統稱為記憶體120。電子裝置100可另包含位於系統晶片101以外的多個額外元件，諸如一使用者介面（User Interface，簡稱UI）裝置130、一顯示裝置140、外部記憶體（未顯示）等。處理器102可控制電子裝置100的操作，視訊處理電路110可為電子裝置100進行視訊處理（例如符合HEVC之視訊處理），記憶體120可用來儲存資訊，該UI裝置130可提供UI機制以容許電子裝置100的一使用者和電子裝置100互動，而顯示裝置140可為電子裝置100顯示資訊給該使用者。依據某些實施例，電子裝置100的架構可予以變化，舉例來說：電子裝置100可包含處理器102和匯流排103，且包含透過匯流排103耦接至處理器102之視訊處理電路110、記憶體120、使用者介面裝置130、顯示裝置140等，而系統晶片101之實施為可選的；使用者介面裝置130和顯示裝置140可整合至同一模組中；及／或上述至少一記憶體諸如記憶體120可包含多個記憶體，而該多個記憶體中的某一記憶體可位於系統晶片101的外部且可被視為一外部記憶體。
電子裝置100的例子可包含，但不限於：個人電腦諸如桌上型電腦和膝上型電腦、平板電腦、多功能行動電話、可穿戴裝置。另外，處理器102可藉由一個或多個處理器、一個或多個處理器核、一個或多個微處理器等方式來實施，視訊處理電路110可藉由視訊編解碼器（video codec）等方式來實施，記憶體120可藉由揮發性記憶體（volatile memory）諸如靜態隨機存取記憶體（static random-access memory，SRAM）和動態隨機存取記憶體（dynamic random-access memory，DRAM）以及非揮發性記憶體（non-volatile memory，NVM）諸如電子可抹除可編程唯讀記憶體（electrically-erasable programmable read-only memory，EEPROM）、快閃記憶體（Flash memory）等方式來實施，使用者介面裝置130可藉由鍵盤、滑鼠、觸控面板、觸控螢幕等方式來實施，而顯示裝置140可藉由顯示面板、觸控螢幕等方式來實施。
第2圖、第3圖、第4圖和第5圖分別為根據本發明一實施例之一種用來於視訊編碼期間以有限搜尋範圍大小進行記憶體存取控制之方法所涉及之一第一配置、一第二配置、一第三配置和一第四配置的示意圖，其中該方法可被應用於電子裝置100內的視訊處理電路110。視訊處理電路110可配置視訊處理電路110的一搜尋記憶體200以供進行該視訊編碼，尤其，依據多個參數諸如記憶體配置參數U、B、C、H、W、b、c、h、w等來使用搜尋記憶體200的記憶體空間。記憶體配置參數U、B、C、H和W可分別代表基本編碼單元之大小、移動預測（motion estimation，ME）區域之大小、相關的編碼樹區塊（Coding Tree Block，CTB）{CTB( )}（例如編碼樹區塊CTB(n - 1)和CTB(n)）中的任一編碼樹區塊CTB( )之大小、該記憶體空間沿著影像幀的垂直方向之大小和該記憶體空間沿著影像幀的水平方向之大小（以像素為單位來量測），而B= (b * U)、C = (c * U)、H = (h * U)且W = (w * U)。基於該方法，視訊處理電路110可於該視訊編碼期間以該有限搜尋範圍大小進行記憶體存取控制，而相關操作可包含：
(1) 視訊處理電路110可將對應於一畫面（例如一影像幀）之非編碼視訊資料的局部資料載入至視訊處理電路110的搜尋記憶體200（例如SRAM），以供進行該視訊編碼的至少一移動預測（Motion Estimation，簡稱ME）操作，諸如該視訊編碼的一整數移動預測（Integer Motion Estimation，簡稱IME）操作以及一分數移動預測（Fractional Motion Estimation，簡稱FME）操作，其中該畫面可代表一系列畫面中的一參考畫面，且該局部資料可代表該參考畫面中的至少一局部畫面的視訊資料；
(2) 視訊處理電路110可於搜尋記憶體200的該記憶體空間中，配置對應於一IME區域IME_Region之一IME搜尋範圍IME_Search_Range，以供進行該IME操作，其中該IME搜尋範圍IME_Search_Range可包含該IME區域IME_Region以及該IME搜尋範圍IME_Search_Range相對於該IME區域IME_Region之多個第一水平餘裕（margin）{IME_Margin_H}及多個第一垂直餘裕{IME_Margin_V}，舉例來說，該多個第一水平餘裕{IME_Margin_H}中的每一水平餘裕IME_Margin_H至少達到該IME區域IME_Region的水平大小IME_Region_H之兩倍，且該多個第一垂直餘裕{IME_Margin_V}中的每一垂直餘裕IME_Margin_V至少達到該IME區域IME_Region的垂直大小IME_Region_V之一倍；以及
(3) 視訊處理電路110可於搜尋記憶體200的該記憶體空間中，配置對應於一FME區域FME_Region之一FME搜尋範圍FME_Search_Range，以供進行該FME操作，其中該FME搜尋範圍FME_Search_Range可包含該FME區域FME_Region以及該FME搜尋範圍FME_Search_Range相對於該FME區域FME_Region之多個第二水平餘裕{FME_Margin_H}及多個第二垂直餘裕{FME_Margin_V}，舉例來說，該多個第二水平餘裕{FME_Margin_H}中的每一水平餘裕FME_Margin_H至少達到該FME區域FME_Region的水平大小FME_Region_H之兩倍，且該多個第二垂直餘裕{FME_Margin_V}中的每一垂直餘裕FME_Margin_V至少達到該FME區域FME_Region的垂直大小FME_Region_V之兩倍；
其中上述至少一記憶體諸如記憶體120可包含搜尋記憶體200和該外部記憶體（例如DRAM），而視訊處理電路110可依據其內的編碼管線（pipeline）的處理前進/進度（processing progress）依序把該參考畫面中的多個局部畫面的視訊資料從該外部記憶體載入至搜尋記憶體200。舉例來說，電子裝置100可包含一積體電路，且視訊處理電路110和搜尋記憶體200可設置於該積體電路中。視訊處理電路110可藉由利用直接記憶體存取（Direct Memory Access, DMA）控制，將對應於該畫面之該非編碼視訊資料中的該局部資料從該積體電路的外部（或從該外部記憶體例如DRAM）載入至搜尋記憶體200，以供至少進行該IME操作，尤其，以供進行該IME操作以及該FME操作。此外，視訊處理電路110可使用該記憶體空間中之大於至少一ME搜尋範圍ME_Search_Range（例如：該IME搜尋範圍IME_Search_Range和該FME搜尋範圍FME_Search_Range）之一擴增的搜尋範圍來進行上述至少一ME操作（例如：該IME操作和該FME操作），以提升移動預測的效能。
於該視訊編碼期間，視訊處理電路110可利用該編碼管線進行移動預測諸如該IME操作和該FME操作。舉例來說，b = 2、c = 4、h = 8且w = 16；若U = 16，則B = 32、C = 64、H = 128且W = 256，但本發明不限於此。假設搜尋窗大小（search window size）可為從一目前移動預測區域（例如該IME區域IME_Region或該FME區域FME_Region）的邊界起沿著X軸和Y軸方向放大(±64, ±32)而得到的區域，在視訊處理電路110實施為先進視訊編解碼器例如符合HEVC、開放媒體聯盟（Alliance for Open Media，AOMedia）視訊1（AOMedia Video 1，AV1）等的視訊編解碼器之情況下，若CTB大小為64x64，亦即(64 * 64)像素的CTB大小，則搜尋記憶體200的佈局（layout）至少需為256x128，亦即(256 * 128)像素的記憶體空間大小。視訊處理電路110可依據該編碼管線的處理前進依序把該參考畫面中的該多個局部畫面（或其視訊資料）從該外部記憶體載入至搜尋記憶體200中，尤其，利用內建於視訊處理電路110的DMA模組/電路將某一局部畫面（或其視訊資料）載入至該記憶體空間的多個區域中的某一區域，其可稱為DMA區域。
針對第2圖所示第一配置，於一目前時間點t(0)，該IME操作可包含針對該IME區域IME_Region進行一目前畫面相對於該參考畫面之第一移動預測以產生該目前畫面於該IME區域IME_Region之一第一移動向量（motion vector）MV1(0)之至少一整數部分（integer part）MV1_integer(0)，且該FME操作可包含針對該FME區域FME_Region進行該目前畫面相對於該參考畫面之第二移動預測以產生該目前畫面於該FME區域FME_Region之一第二移動向量MV2(0)之至少一分數部分（fractional part）MV2_fractional(0)。為了更好地理解，於目前時間點t(0)，該IME區域IME_Region和該FME區域FME_Region可分別代表IME區域IME_Region(0)和FME區域FME_Region(0)；於目前時間點t(0)之後的一後續時間點t(1)，該IME區域IME_Region和該FME區域FME_Region可分別代表IME區域IME_Region(1)和FME區域FME_Region(1)；其餘可依此類推。若所設計的管線處理單元（pipeline process unit size）大小是32x32，亦即(32 * 32)像素的管線處理單元大小，在IME/FME z-順序移動（IME/FME z-order movement）的過程中，搜尋記憶體200的可用區域是可以增加/擴增的。以第2圖所示第一配置為例，視訊處理電路110可將該IME搜尋範圍IME_Search_Range(0)擴增為整個可用區域，包含從該IME區域IME_Region(0)的四個邊界起，沿著X軸方向之往左餘裕 “-96” 和往右餘裕 “+96” 以及沿著Y軸方向之往上餘裕 “-32” 和往下餘裕 “+64”。類似地，視訊處理電路110可將該FME搜尋範圍FME_Search_Range(0)擴增為整個可用區域。當完成該IME操作和該FME操作於各自目前的32x32區域之處理，視訊處理電路110可繼續該IME操作和該FME操作於各自下一個32x32區域之處理。
該編碼管線的該處理前進可隨著時間而變化，舉例來說，於一系列時間點{t( )}中，t(-1) ＜ t(0) ＜ t(1) ＜ t(2) ＜ t(3) ＜ …。針對第3圖所示第二配置，於時間點t(1)，該IME操作可包含針對最新的IME區域IME_Region(1)進行該目前畫面相對於該參考畫面之該第一移動預測以產生該目前畫面於最新的IME區域IME_Region(1)之另一第一移動向量MV1(1)之至少一整數部分MV1_integer(1)，且該FME操作可包含針對最新的FME區域FME_Region(1)（其可為和時間點t(0)的IME區域IME_Region(0)相同之區域）進行該目前畫面相對於該參考畫面之該第二移動預測以產生該目前畫面於最新的FME區域FME_Region(1)（例如時間點t(0)的IME區域IME_Region(0)）之另一第二移動向量MV2(1)（例如該第一移動向量MV1(0)）之至少一分數部分MV2_fractional(1)，其中當時間點t(1)的最新的FME區域FME_Region(1)等於時間點t(0)的IME區域IME_Region(0)時，該另一第二移動向量MV2(1)及其分數部分MV2_fractional(1)可分別代表該第一移動向量MV1(0)及其至少一分數部分MV1_fractional(0)。視訊處理電路110可將該IME搜尋範圍IME_Search_Range(1)擴增為整個可用區域，包含從該IME區域IME_Region(1)的四個邊界起，沿著X軸方向之往左餘裕 “-96” 和往右餘裕 “+64” 以及沿著Y軸方向之往上餘裕 “-32” 和往下餘裕 “+64”。視訊處理電路110可將該FME搜尋範圍FME_Search_Range(1)擴增為整個可用區域，而時間點t(1)的擴增後FME搜尋範圍可和時間點t(0)的擴增後IME搜尋範圍相同，包含從該FME區域IME_Region(1)的四個邊界起，沿著X軸方向之往左餘裕 “-96” 和往右餘裕 “+96” 以及沿著Y軸方向之往上餘裕 “-32” 和往下餘裕 “+64”，其中視訊處理電路110可採用往左餘裕 “-96” 而非往左餘裕 “-128”，預先排除了時間點t(1)的DMA區域之下一個同大小區域，這是因為該下一個同大小區域於時間點t(2)將被用來作為時間點t(2)的DMA區域以供載入新的局部畫面（或其視訊資料）。當完成該IME操作和該FME操作於各自目前的32x32區域之處理，視訊處理電路110可繼續該IME操作和該FME操作於各自下一個32x32區域之處理。
針對第4圖所示第三配置，於時間點t(2)，該IME操作可包含針對最新的IME區域IME_Region(2)進行該目前畫面相對於該參考畫面之該第一移動預測以產生該目前畫面於最新的IME區域IME_Region(2)之又另一(yet another)第一移動向量MV1(2)之至少一整數部分MV1_integer(2)，且該FME操作可包含針對最新的FME區域FME_Region(2)（其可為和時間點t(1)的IME區域IME_Region(1)相同之區域）進行該目前畫面相對於該參考畫面之該第二移動預測以產生該目前畫面於最新的FME區域FME_Region(2)（例如時間點t(1)的IME區域IME_Region(1)）之又另一第二移動向量MV2(2)（例如該另一第一移動向量MV1(1)）之至少一分數部分MV2_fractional(2)，其中當時間點t(2)的最新的FME區域FME_Region(2)等於時間點t(1)的IME區域IME_Region(1)時，該又另一第二移動向量MV2(2)及其分數部分MV2_fractional(2)可分別代表該另一第一移動向量MV1(1)及其至少一分數部分MV1_fractional(1)。由於在時間點t(2)，時間點t(1)的DMA區域中的資料之使用已結束，視訊處理電路110可開始載入或讀取新的像素資料到下個區域，亦即時間點t(2)的DMA區域，如第4圖所示。視訊處理電路110可將該IME搜尋範圍IME_Search_Range(2)擴增為整個可用區域，包含從該IME區域IME_Region(2)的四個邊界起，沿著X軸方向之往左餘裕 “-64” 和往右餘裕 “+128” 以及沿著Y軸方向之往上餘裕 “-64” 和往下餘裕 “+32”。視訊處理電路110可將該FME搜尋範圍FME_Search_Range(2)擴增為整個可用區域，而時間點t(2)的擴增後FME搜尋範圍可和時間點t(1)的擴增後IME搜尋範圍相同，包含從該FME區域IME_Region(2)的四個邊界起，沿著X軸方向之往左餘裕 “-96” 和往右餘裕 “+64” 以及沿著Y軸方向之往上餘裕 “-32” 和往下餘裕 “+64”。當完成該IME操作和該FME操作於各自目前的32x32區域之處理，視訊處理電路110可繼續該IME操作和該FME操作於各自下一個32x32區域之處理。
針對第5圖所示第四配置，於時間點t(3)，該IME操作可包含針對最新的IME區域IME_Region(3)進行該目前畫面相對於該參考畫面之該第一移動預測以產生該目前畫面於最新的IME區域IME_Region(3)之仍另一(still another)第一移動向量MV1(3)之至少一整數部分MV1_integer(3)，且該FME操作可包含針對最新的FME區域FME_Region(3)（其可為和時間點t(2)的IME區域IME_Region(2)相同之區域）進行該目前畫面相對於該參考畫面之該第二移動預測以產生該目前畫面於最新的FME區域FME_Region(3)（例如時間點t(2)的IME區域IME_Region(2)）之仍另一第二移動向量MV2(3)（例如該又另一第一移動向量MV1(2)）之至少一分數部分MV2_fractional(3)，其中當時間點t(3)的最新的FME區域FME_Region(3)等於時間點t(2)的IME區域IME_Region(2)時，該仍另一第二移動向量MV2(3)及其分數部分MV2_fractional(3)可分別代表該又另一第一移動向量MV1(2)及其至少一分數部分MV1_fractional(2)。視訊處理電路110可將該IME搜尋範圍IME_Search_Range(3)擴增為整個可用區域，包含從該IME區域IME_Region(3)的四個邊界起，沿著X軸方向之往左餘裕 “-96” 和往右餘裕 “+96” 以及沿著Y軸方向之往上餘裕 “-64” 和往下餘裕 “+32”。視訊處理電路110可將該FME搜尋範圍FME_Search_Range(3)擴增為整個可用區域，而時間點t(3)的擴增後FME搜尋範圍可和時間點t(2)的擴增後IME搜尋範圍相同，包含從該FME區域IME_Region(3)的四個邊界起，沿著X軸方向之往左餘裕 “-64” 和往右餘裕 “+128” 以及沿著Y軸方向之往上餘裕 “-64” 和往下餘裕 “+32”。
基於一系列配置諸如該第一配置、該第二配置、該第三配置、該第四配置等，藉由妥善地控制搜尋記憶體200的該記憶體空間中之至少一有限搜尋範圍（例如該IME搜尋範圍IME_Search_Range和該FME搜尋範圍FME_Search_Range）並擴增該(些)搜尋範圍，視訊處理電路110可有效率地使用搜尋記憶體200以提升移動預測的效率及編碼增益（coding gain），並且達到優化的成本控制同時保持系統晶片101的最佳效能。尤其，搜尋記憶體200的該記憶體空間之一預定可用區域Available_Region可包含該IME搜尋範圍IME_Search_Range以及該預定可用區域Available_Region相對於該IME搜尋範圍IME_Search_Range之多個其它水平餘裕及至少一其它垂直餘裕，舉例來說，該多個其它水平餘裕中的每一水平餘裕至少達到該IME區域IME_Region的該水平大小之一倍，且上述至少一其它垂直餘裕中的每一垂直餘裕至少達到該IME區域IME_Region的該垂直大小之一倍。
第6圖根據本發明一實施例繪示該方法的一可用區域控制方案。舉例來說，假設b = 2、c = 4、h = 8且w = 16，當U = 16時，B = 32、C = 64、H = 128且W = 256。搜尋範圍620可作為時間點t(0)的該IME搜尋範圍IME_Search_Range(0)的例子，而該IME搜尋範圍IME_Search_Range(0)諸如搜尋範圍620可包含時間點t(0)的該IME區域IME_Region(0)以及搜尋範圍620相對於時間點t(0)的該IME區域IME_Region(0)之該多個第一水平餘裕{IME_Margin_H}（例如水平餘裕 “+64” 和 “-64”）及該多個第一垂直餘裕{IME_Margin_V}（例如垂直餘裕 “+32” 和 “-32”），其中該多個第一水平餘裕{IME_Margin_H}（例如水平餘裕 “+64” 和 “-64”）中的每一水平餘裕IME_Margin_H至少達到該IME區域IME_Region(0)的水平大小IME_Region_H（例如32）之兩倍，且該多個第一垂直餘裕{IME_Margin_V}（例如垂直餘裕 “+32” 和 “-32”）中的每一垂直餘裕IME_Margin_V至少達到該IME區域IME_Region(0)的垂直大小IME_Region_V（例如32）之一倍。
基於該可用區域控制方案，針對該IME操作，時間點t(0)的預定可用區域Available_Region可包含搜尋範圍620以及預定可用區域Available_Region相對於搜尋範圍620之該多個其它水平餘裕（例如分別沿著+X方向和-X方向之水平餘裕 “+32” 和 “-32”，如第6圖中分別於搜尋範圍620的右側和左側之陰影所示，排除DMA區域）及上述至少一其它垂直餘裕（例如沿著+Y方向之垂直餘裕 “+32”，如第6圖中於搜尋範圍620下方的陰影所示）。因此，視訊處理電路110可有效率地使用擴增的搜尋範圍（例如從搜尋範圍620擴增的可用區域Available_Region）來進行該IME操作以提升移動預測的效能，且藉此提升整體效能。
另外，一第二時間點（例如時間點t(1)）之該多個第二水平餘裕{FME_Margin_H}中的每一水平餘裕FME_Margin_H之大小可等於一第一時間點（例如時間點t(0)）之該多個第一水平餘裕{IME_Margin_H}中的每一水平餘裕IME_Margin_H之大小，以及該第二時間點（例如時間點t(1)）之該多個第二垂直餘裕{FME_Margin_V}中的每一垂直餘裕FME_Margin_V之大小可等於該第一時間點（例如時間點t(0)）之該多個第一垂直餘裕{IME_Margin_V}中的每一垂直餘裕IME_Margin_V之大小。依據第3圖所示之該第二配置，時間點t(1)的該FME搜尋範圍FME_Search_Range(1)可等於時間點t(0)的該IME搜尋範圍IME_Search_Range(0)。此情況下，第3圖可被修改以加上第6圖所示之搜尋範圍620及分別於搜尋範圍620的右側、左側和下方之陰影。因此，相同的搜尋範圍620亦可作為時間點t(1)的該FME搜尋範圍FME_Search_Range(1)的例子，而該FME搜尋範圍FME_Search_Range(1)諸如搜尋範圍620可包含時間點t(1)的該FME區域FME_Region(1)（或時間點t(0)的該IME區域IME_Region(0)）以及搜尋範圍620相對於時間點t(1)的該FME區域FME_Region(1)（或時間點t(0)的該IME區域IME_Region(0)）之該多個第二水平餘裕{FME_Margin_H}（例如水平餘裕 “+64” 和 “-64”）及該多個第二垂直餘裕{FME_Margin_V}（例如垂直餘裕 “+32” 和 “-32”），其中該多個第二水平餘裕{FME_Margin_H}（例如水平餘裕 “+64” 和 “-64”）中的每一水平餘裕FME_Margin_H至少達到該FME區域FME_Region(1)（例如該IME區域IME_Region(0)）的水平大小FME_Region_H（例如32）之兩倍，且該多個第二垂直餘裕{FME_Margin_V}中的每一垂直餘裕FME_Margin_V至少達到該FME區域FME_Region(1)（例如該IME區域IME_Region(0)）的垂直大小FME_Region_V（例如32）之兩倍。
基於該可用區域控制方案，針對該FME操作，時間點t(1)的預定可用區域Available_Region可包含搜尋範圍620以及預定可用區域Available_Region相對於搜尋範圍620之該多個其它水平餘裕（例如分別沿著+X方向和-X方向之水平餘裕 “+32” 和 “-32”，如第6圖中分別於搜尋範圍620的右側和左側之陰影所示，排除DMA區域）及上述至少一其它垂直餘裕（例如沿著+Y方向之垂直餘裕 “+32”，如第6圖中於搜尋範圍620下方的陰影所示）。因此，視訊處理電路110可有效率地使用擴增的搜尋範圍（例如從搜尋範圍620擴增的可用區域Available_Region）來進行該FME操作以提升移動預測的效能，且藉此提升整體效能。
第7圖根據本發明一實施例繪示該方法的一處理區域控制方案。假設b = 2、c = 4、h = 8且w = 16，當U = 16時，B = 32、C = 64、H = 128且W = 256，但本發明不限於此。舉例來說，假設視訊處理電路110可配置b = 1以使用16x16編碼大小（16x16 coding size），亦即(16 * 16)像素的編碼大小，時間點t(1)的該IME區域可縮小為處理區域710。此情況下，搜尋範圍720可作為時間點t(1)的該IME搜尋範圍IME_Search_Range(1)的例子，而該IME搜尋範圍IME_Search_Range(1)諸如搜尋範圍720可包含處理區域710以及搜尋範圍720相對於處理區域710之水平餘裕{IME_Margin_H}（例如水平餘裕 “+64” 和 “-64”）及垂直餘裕{IME_Margin_V}（例如垂直餘裕 “+32” 和 “-32”），其中水平餘裕{IME_Margin_H}（例如水平餘裕 “+64” 和 “-64”）中的每一水平餘裕IME_Margin_H至少達到處理區域710的水平大小IME_Region_H（例如16）之四倍，且垂直餘裕{IME_Margin_V}（例如垂直餘裕 “+32” 和 “-32”）中的每一垂直餘裕IME_Margin_V至少達到處理區域710的垂直大小IME_Region_V（例如16）之兩倍。
基於該處理區域控制方案，針對該IME操作，時間點t(1)的預定可用區域Available_Region可包含搜尋範圍720以及預定可用區域Available_Region相對於搜尋範圍720之該多個其它水平餘裕（例如分別沿著+X方向和-X方向之水平餘裕 “+16” 和 “-64”，如第7圖中分別於搜尋範圍720的右側和左側之陰影所示，排除DMA區域）及上述至少一其它垂直餘裕（例如沿著+Y方向之垂直餘裕 “+48”，如第7圖中於搜尋範圍720下方的陰影所示）。因此，視訊處理電路110可有效率地使用擴增的搜尋範圍（例如從搜尋範圍720擴增的可用區域Available_Region）來進行該IME操作以提升移動預測的效能，且藉此提升整體效能。為了簡明起見，於本實施例中類似的內容在此不重複贅述。
第8圖根據本發明一實施例繪示該方法的流程圖。視訊處理電路110可參考該畫面諸如該參考畫面來進行該目前畫面相對於該參考畫面之移動預測以產生該目前畫面的所有移動向量{MV}（例如移動向量MV1和MV2）以完成該目前畫面之編碼。
於步驟S11中，視訊處理電路110可將對應於該畫面之該非編碼視訊資料的局部資料載入至視訊處理電路110的搜尋記憶體200，以供進行該視訊編碼的至少一移動預測（ME）操作，諸如該IME操作以及該FME操作。
於步驟S12中，視訊處理電路110可於搜尋記憶體200的該記憶體空間中，配置對應於至少一ME區域ME_Region（例如：該IME區域IME_Region和該FME區域FME_Region）之至少一ME搜尋範圍ME_Search_Range（例如：該IME搜尋範圍IME_Search_Range和該FME搜尋範圍FME_Search_Range），以供進行上述至少一ME操作，其中上述至少一ME搜尋範圍ME_Search_Range可包含上述至少一ME區域ME_Region，且視訊處理電路110可使用該記憶體空間中之大於上述至少一ME搜尋範圍ME_Search_Range之一擴增的搜尋範圍來進行上述至少一ME操作以提升ME的效能。
上述至少一ME搜尋範圍ME_Search_Range中之任一ME搜尋範圍ME_Search_Range（例如：該IME搜尋範圍IME_Search_Range或該FME搜尋範圍FME_Search_Range）可包含上述至少一ME區域ME_Region中的一對應的ME區域ME_Region（例如：該IME區域IME_Region或該FME區域FME_Region）以及上述任一ME搜尋範圍ME_Search_Range相對於該對應的ME區域ME_Region之多個水平餘裕及多個垂直餘裕，其中這些水平餘裕中的每一水平餘裕至少達到該對應的ME區域ME_Region的水平大小之兩倍，且這些垂直餘裕中的每一垂直餘裕至少達到該對應的ME區域ME_Region的垂直大小之一倍。另外，搜尋記憶體200的該記憶體空間之預定可用區域Available_Region可包含上述任一ME搜尋範圍ME_Search_Range以及預定可用區域Available_Region相對於上述任一ME搜尋範圍ME_Search_Range之多個其它水平餘裕及至少一其它垂直餘裕，尤其，該多個其它水平餘裕中的每一水平餘裕至少達到該對應的ME區域ME_Region的該水平大小之一倍，且上述至少一其它垂直餘裕中的每一垂直餘裕至少達到該對應的ME區域ME_Region的該垂直大小之一倍。
舉例來說，視訊處理電路110可於搜尋記憶體200的該記憶體空間中，配置對應於該IME區域IME_Region之該IME搜尋範圍IME_Search_Range，以供進行該IME操作。再舉一例，視訊處理電路110可於搜尋記憶體200的該記憶體空間中，配置對應於該FME區域FME_Region之該FME搜尋範圍FME_Search_Range，以供進行該FME操作。
於步驟S13中，視訊處理電路110可判斷是否繼續根據搜尋記憶體200中之目前的局部資料進行移動預測。如果是，進入步驟S12；如果否，進入步驟S14。
於步驟S14中，視訊處理電路110可判斷該目前畫面之編碼是否完成。如果是，結束此工作流程；如果否，進入步驟S11。為了簡明起見，於本實施例中類似的內容在此不重複贅述。
為了更好地理解，該方法可用第8圖所示之工作流程來說明。依據某些實施例，一個或多個步驟可於第8圖所示之工作流程中增加、刪除或修改。 以上所述僅為本發明之較佳實施例，凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾，皆應屬本發明之涵蓋範圍。
100:電子裝置 101:系統晶片（SoC） 102:處理器 103:匯流排 110:視訊處理電路 120:記憶體 130:使用者介面（UI）裝置 140:顯示裝置 200:搜尋記憶體 620,720:搜尋範圍 710:處理區域 CTB(n-1),CTB(n):編碼樹區塊（CTB） U,B,C,H,W,b,c,h,w:記憶體配置參數 X:X軸 Y:Y軸
第1圖為根據本發明一實施例之一電子裝置的示意圖。 第2圖為根據本發明一實施例之一種用來於視訊編碼期間以有限搜尋範圍大小進行記憶體存取控制之方法所涉及之一第一配置的示意圖。 第3圖為根據第2圖所示實施例之該方法所涉及之一第二配置的示意圖。 第4圖為根據第2圖所示實施例之該方法所涉及之一第三配置的示意圖。 第5圖為根據第2圖所示實施例之該方法所涉及之一第四配置的示意圖。 第6圖根據本發明一實施例繪示該方法的一可用區域控制方案。 第7圖根據本發明一實施例繪示該方法的一處理區域控制方案。 第8圖根據本發明一實施例繪示該方法的流程圖。
100:電子裝置
101:系統晶片(SoC)
102:處理器
103:匯流排
110:視訊處理電路
120:記憶體
130:使用者介面(UI)裝置
140:顯示裝置

Claims (10)

  1. 一種用來於視訊編碼期間以有限搜尋範圍大小進行記憶體存取控制之方法，該方法係可應用於一電子裝置內的一視訊處理電路，該方法包含： 將對應於一畫面之非編碼視訊資料的局部資料（partial data）載入至該視訊處理電路的一搜尋記憶體（search memory），以供至少進行該視訊編碼的至少一移動預測（Motion Estimation, ME）操作；以及 於該搜尋記憶體的記憶體空間中，配置對應於至少一移動預測區域（ME region）之至少一移動預測搜尋範圍，以供進行該至少一移動預測操作，其中該至少一移動預測搜尋範圍包含該至少一移動預測區域，其中該視訊處理電路係用以使用該記憶體空間中之大於該至少一移動預測搜尋範圍之一擴增的搜尋範圍來進行該至少一移動預測操作以提升移動預測的效能。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該至少一移動預測操作包含一整數移動預測（Integer Motion Estimation, IME）操作；以及於該搜尋記憶體的記憶體空間中，配置對應於該至少一移動預測區域之該至少一移動預測搜尋範圍，以供進行該至少一移動預測操作另包含： 於該搜尋記憶體的記憶體空間中，配置對應於一整數移動預測區域（IME region）之一整數移動預測搜尋範圍，以供進行該整數移動預測操作，其中該整數移動預測搜尋範圍包含該整數移動預測區域，該至少一移動預測區域包含該整數移動預測區域，且該至少一移動預測搜尋範圍包含該整數移動預測搜尋範圍。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該整數移動預測搜尋範圍另包含該整數移動預測搜尋範圍相對於該整數移動預測區域之多個第一水平餘裕（margin）及多個第一垂直餘裕，該多個第一水平餘裕中的每一水平餘裕至少達到該整數移動預測區域的水平大小之兩倍，且該多個第一垂直餘裕中的每一垂直餘裕至少達到該整數移動預測區域的垂直大小之一倍。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該至少一移動預測操作包含一分數移動預測（Fractional Motion Estimation, FME）操作；以及於該搜尋記憶體的記憶體空間中，配置對應於該至少一移動預測區域之該至少一移動預測搜尋範圍，以供進行該至少一移動預測操作另包含： 於該搜尋記憶體的該記憶體空間中，配置對應於一分數移動預測區域（FME region）之一分數移動預測搜尋範圍，以供進行該分數移動預測操作，其中該分數移動預測搜尋範圍包含該分數移動預測區域，該至少一移動預測區域包含該分數移動預測區域，且該至少一移動預測搜尋範圍包含該分數移動預測搜尋範圍。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之方法，其中該分數移動預測搜尋範圍另包含該分數移動預測搜尋範圍相對於該分數移動預測區域之多個第二水平餘裕（margin）及多個第二垂直餘裕，該多個第二水平餘裕中的每一水平餘裕至少達到該分數移動預測區域的水平大小之兩倍，且該多個第二垂直餘裕中的每一垂直餘裕至少達到該分數移動預測區域的垂直大小之兩倍。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該至少一移動預測操作包含一整數移動預測（Integer Motion Estimation, IME）操作和一分數移動預測（Fractional Motion Estimation, FME）操作，該至少一移動預測區域包含一整數移動預測區域和一分數移動預測區域，且該至少一移動預測搜尋範圍包含一整數移動預測搜尋範圍和一分數移動預測搜尋範圍，其中該整數移動預測搜尋範圍包含該整數移動預測區域以及該整數移動預測搜尋範圍相對於該整數移動預測區域之多個第一水平餘裕（margin）及多個第一垂直餘裕，且該分數移動預測搜尋範圍包含該分數移動預測區域以及該分數移動預測搜尋範圍相對於該分數移動預測區域之多個第二水平餘裕及多個第二垂直餘裕；以及一第二時間點之該多個第二水平餘裕中的每一水平餘裕之大小等於一第一時間點之該多個第一水平餘裕中的每一水平餘裕之大小，以及該第二時間點之該多個第二垂直餘裕中的每一垂直餘裕之大小等於該第一時間點之該多個第一垂直餘裕中的每一垂直餘裕之大小。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該畫面代表一參考畫面；以及該整數移動預測操作包含針對該整數移動預測區域進行一目前畫面相對於該參考畫面之第一移動預測以產生該目前畫面於該整數移動預測區域之一第一移動向量（motion vector）之至少一整數部分（integer part），以及該分數移動預測操作包含針對該分數移動預測區域進行該目前畫面相對於該參考畫面之第二移動預測以產生該目前畫面於該分數移動預測區域之一第二移動向量之至少一分數部分（fractional part）。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該至少一移動預測搜尋範圍中的任一移動預測搜尋範圍包含該至少一移動預測區域中的一對應的移動預測區域以及該任一移動預測搜尋範圍相對於該對應的移動預測區域之多個水平餘裕（margin）及多個垂直餘裕，該多個水平餘裕中的每一水平餘裕至少達到該對應的移動預測區域的水平大小之兩倍，且該多個垂直餘裕中的每一垂直餘裕至少達到該對應的移動預測區域的垂直大小之一倍。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該搜尋記憶體的該記憶體空間之一預定可用區域包含該任一移動預測搜尋範圍以及該預定可用區域相對於該任一移動預測搜尋範圍之多個其它水平餘裕及至少一其它垂直餘裕，該多個其它水平餘裕中的每一水平餘裕至少達到該對應的移動預測區域的該水平大小之一倍，且該至少一其它垂直餘裕中的每一垂直餘裕至少達到該對應的移動預測區域的該垂直大小之一倍。
  10. 一種系統晶片（System-on-Chip, SoC），該系統晶片係設置於一電子裝置中，該系統晶片包含： 至少一處理器，用來控制該電子裝置的操作； 一視訊處理電路，耦接至該至少一處理器，用來為該電子裝置進行視訊處理；以及 至少一記憶體，耦接至該至少一處理器和該視訊處理電路，用來儲存資訊； 其中： 該視訊處理電路係用來將對應於一畫面之非編碼視訊資料的局部資料（partial data）載入至該視訊處理電路的一搜尋記憶體（search memory），以供進行該視訊編碼的至少一移動預測（Motion Estimation, ME）操作，其中該至少一記憶體包含該搜尋記憶體；以及 該視訊處理電路係用來於該搜尋記憶體的記憶體空間中，配置對應於至少一移動預測區域（ME region）之至少一移動預測搜尋範圍，以供進行該至少一移動預測操作，其中該至少一移動預測搜尋範圍包含該至少一移動預測區域，其中該視訊處理電路係用以使用該記憶體空間中之大於該至少一移動預測搜尋範圍之一擴增的搜尋範圍來進行該至少一移動預測操作以提升移動預測的效能。
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