減少數據帶寬的視頻處理方法及電路的製作方法
2023-04-23 16:01:31 2
專利名稱：減少數據帶寬的視頻處理方法及電路的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種減少數據帶寬的視頻處理方法及電路。
背景技術：
隨著技術的進步，用戶對高清視頻的需求越來越高從過去的480p到720p再到現在的IOSOp甚至2160p，因為高清視頻會帶來更好的用戶體驗.如圖1所示，目前的技術中都是以原始圖像數據的方式進行交互，在當前技術的圖像處理電路中，無論讀取和回寫，都是未經壓縮的原始圖像數據，在原始圖像數據中其實還有大量的冗餘信息，圖像處理過程所耗費的帶寬資源一直都是內存帶寬的消耗大戶，所以高清視頻的推廣讓本來就是系統速度瓶頸的內存帶寬資源更加緊張。為了解決高清視頻帶來的內存帶寬緊張的問題，工程師做了很多的解決方案，如:1.通過提高內存顆粒工作頻率來提高內存可以提供的數據帶寬，但是高頻率帶來了高功耗和高發熱，這是手持設備很難接受的；2.學習PC做法，增加內存通道數來獲取更大的帶寬，但是這種方法會使手持設備的成本迅速上升，同時由於數據走線增多和內存顆粒增多，造成的PCB布線的困難。如果能找到一種方法或電路可以使圖形圖像處理所需的帶寬大幅下降，這樣就可以在不增加內存頻率也不增加內存通道的情況下支持高解析度的屏幕，這將是很有意義的。
發明內容
本發明要解決的技術問題之一，在於提供一種減少數據帶寬的視頻處理方法，可以在不增加內存頻率也不增加內存通道的情況下支持高解析度的屏幕，使圖形圖像處理所需的帶寬大幅下降。本發明上述技術問題是這樣實現的:一種減少數據帶寬的視頻處理方法，其中:在圖像處理電路對圖像數據進行處理之後回寫至內存時，先通過無損壓縮電路對圖像數據進行無損壓縮處理後再回寫至內存中；並在下一個圖像處理電路讀取內存中的圖像數據時，先通過無損解壓縮電路對圖像數據進行解壓後再對圖像數據進行處理。進一步的，所述無損解壓縮電路包括讀控制單元、熵解碼單元以及第一圖像宏塊緩存電路，所述讀控制單元負責控制從內存中讀取經過無損壓縮的數據，並把數據送往熵解碼單元；熵解碼單元根據碼錶信息對數據進行熵解碼，並將解碼後的圖像原始數據送往第一圖像宏塊緩存電路供後面的圖像處理單元使用；第一圖像宏塊緩存電路負責存儲原始的圖像宏塊，供後面的圖像處理單元使用；所述無損解壓縮電路包括第二圖像宏塊緩存電路、熵解碼單元以及寫控制單元；所述第二圖像宏塊緩存電路負責存儲前面圖像處理單元處理完的圖像宏塊原始數據，供熵編碼單元使用；熵編碼單元根據碼錶信息對圖像宏塊數據進行熵編碼，並將編碼後的壓縮數據送往寫控制單元；寫控制單元負責控制從將壓縮後數據寫到內存中。進一步的，所述圖像處理電路包括視頻解碼電路、圖像增強電路和/或圖像縮放電路，所述視頻處理方法具體包括:步驟10、將視頻源文件存儲在內存中；步驟20、通過視頻解碼電路讀取視頻編碼信息，並對視頻源文件進行解碼，產生一個個的圖像宏塊，圖像宏塊經過第一無損壓縮電路進行無損壓縮後寫到內存中的解碼後圖像存儲區；步驟30、等待視頻解碼電路解碼完成一幀圖像後，圖像增強電路從內存讀取經過無損壓縮的解碼後的圖像，經過第二無損解壓縮電路解壓後，變為一個個原始的圖像宏塊信息，供給圖像增強處理電路進行圖像增強處理，然後處理後的宏塊再經過第二無損壓縮電路，被存到圖像增強後圖像存儲區域；步驟40、等待圖像增強電路處理完成一幀圖像後，圖像縮放電路從內存讀取經過無損壓縮的解碼後的圖像，經過第三無損解壓縮電路，變為一個個原始的圖像宏塊信息，供給圖像縮放電路進行圖像縮放處理，然後處理後的宏塊再經過第三無損壓縮電路，被存到縮放後待顯示圖像存儲區域；上述步驟中，通過一碼錶存儲器進行存儲無損編解碼所需要的公共碼錶，以供第二無損壓縮電路、第三無損壓縮電路和第一無損解壓縮電路、第二無損解壓縮電路以及第三無損解壓縮電路進行編解碼使用。本發明要解決的技術問題之二，在於提供一種減少數據帶寬的視頻處理方法，可以在不增加內存頻率也不增加內存通道的情況下支持高解析度的屏幕，使圖形圖像處理所需的帶寬大幅下降。本發明上述技術問題是這樣實現的:一種減少數據帶寬的視頻處理電路，其中:在圖像處理電路的前後分別通過一無損解壓縮電路和無損壓縮電路連接內存；在圖像處理電路對圖像數據進行處理之後回寫至內存時，先通過無損壓縮電路對圖像數據進行無損壓縮處理後再回寫至內存中；並在下一個圖像處理電路讀取內存中的圖像數據時，先通過無損解壓縮電路對圖像數據進行解壓後再對圖像數據進行處理。進一步的，所述無損解壓縮電路包括依次連接的讀控制單元、熵解碼單元以及第一圖像宏塊緩存電路，所述讀控制單元負責控制從內存中讀取經過無損壓縮的數據，並把數據送往熵解碼單元；熵解碼單元根據碼錶信息對數據進行熵解碼，並將解碼後的圖像原始數據送往第一圖像宏塊緩存電路供後面的圖像處理單元使用；第一圖像宏塊緩存電路負責存儲原始的圖像宏塊，供後面的圖像處理單元使用；所述無損解壓縮電路包括依次連接的第二圖像宏塊緩存電路、熵解碼單元以及寫控制單元；所述第二圖像宏塊緩存電路負責存儲前面圖像處理單元處理完的圖像宏塊原始數據，供熵編碼單元使用；熵編碼單元根據碼錶信息對圖像宏塊數據進行熵編碼，並將編碼後的壓縮數據送往寫控制單元；寫控制單元負責控制從將壓縮後數據寫到內存中。進一步的，所述視頻處理電路包括內存、碼錶存儲器、視頻解碼電路、第一無損解壓縮電路、第二無損解壓縮電路、圖像增強電路、第二無損壓縮電路、第三無損解壓縮電路、圖像縮放電路以及第三無損壓縮電路:所述內存、視頻解碼電路、第一無損解壓縮電路依次連接後再連接內存；所述內存、第二無損解壓縮電路、圖像增強電路、第二無損壓縮電路依次連接後再連接內存；所述內存、第三無損解壓縮電路、圖像縮放電路以及第三無損壓縮電路依次連接後再連接內存；所述碼錶存儲器分別連接第二無損壓縮電路、第三無損壓縮電路和第一無損解壓縮電路、第二無損解壓縮電路以及第三無損解壓縮電路。本發明方法及電路具有如下優點:本發明使用熵編碼法將原始圖像數據進行無損壓縮後，以消除原始圖像數據中的大量的冗餘信息，因此可以大幅減少對內存的讀寫數據量；由於是無損壓縮，所以不會影響圖像質量；可以大幅降低內存的工作頻率，降低整體電路功耗；可以降低內存通道需求，降低整體電路成本。
下面參照附圖結合實施例對本發明作進一步的說明。圖1為現有技術中視頻處理時的數據流示意圖。圖2為本發明方法及電路中視頻處理時的數據流示意圖。圖3為本發明方法及電路中無損解壓縮電路的結構示意圖。圖4為本發明方法及電路中無損壓縮電路的結構示意圖。圖5為本發明方法及電路視頻處理一實施例的數據流示意圖。
具體實施例方式如圖2所示，本發明的視頻處理電路，是在圖像處理電路的前後分別通過一無損解壓縮電路和無損壓縮電路連接內存；本發明的視頻處理方法是在圖像處理電路對圖像數據進行處理之後回寫至內存時，先通過無損壓縮電路對圖像數據進行無損壓縮處理後再回寫至內存中；並在下一個圖像處理電路讀取內存中的圖像數據時，先通過無損解壓縮電路對圖像數據進行解壓後再對圖像數據進行處理。如圖3所示，所述無損解壓縮電路包括依次連接的讀控制單元、熵解碼單元以及第一圖像宏塊緩存電路，所述讀控制單元負責控制從內存中讀取經過無損壓縮的數據，並把數據送往熵解碼單元；熵解碼單元根據碼錶信息對數據進行熵解碼，並將解碼後的圖像原始數據送往第一圖像宏塊緩存電路供後面的圖像處理單元使用；第一圖像宏塊緩存電路負責存儲原始的圖像宏塊，供後面的圖像處理單元使用；如圖4所示，所述無損解壓縮電路包括依次連接的第二圖像宏塊緩存電路、熵解碼單元以及寫控制單元；所述第二圖像宏塊緩存電路負責存儲前面圖像處理單元處理完的圖像宏塊原始數據，供熵編碼單元使用；熵編碼單元根據碼錶信息對圖像宏塊數據進行熵編碼，並將編碼後的壓縮數據送往寫控制單元；寫控制單元負責控制從將壓縮後數據寫到內存中。如圖5所示，在一實施例中，所述圖像處理電路包括視頻解碼電路、圖像增強電路和/或圖像縮放電路，所述視頻處理電路具體包括內存、碼錶存儲器、視頻解碼電路、第一無損解壓縮電路、第二無損解壓縮電路、圖像增強電路、第二無損壓縮電路、第三無損解壓縮電路、圖像縮放電路以及第三無損壓縮電路:所述內存、視頻解碼電路、第一無損解壓縮電路依次連接後再連接內存；所述內存、第二無損解壓縮電路、圖像增強電路、第二無損壓縮電路依次連接後再連接內存；所述內存、第三無損解壓縮電路、圖像縮放電路以及第三無損壓縮電路依次連接後再連接內存；所述碼錶存儲器分別連接第二無損壓縮電路、第三無損壓縮電路和第一無損解壓縮電路、第二無損解壓縮電路以及第三無損解壓縮電路。 所述視頻處理方法具體包括:步驟10、將視頻源文件存儲在內存中；步驟20、通過視頻解碼電路讀取視頻編碼信息，並對視頻源文件進行解碼，產生一個個的圖像宏塊，圖像宏塊經過第一無損壓縮電路進行無損壓縮後寫到內存中的解碼後圖像存儲區；步驟30、等待視頻解碼電路解碼完成一幀圖像後，圖像增強電路從內存讀取經過無損壓縮的解碼後的圖像，經過第二無損解壓縮電路解壓後，變為一個個原始的圖像宏塊信息，供給圖像增強處理電路進行圖像增強處理，然後處理後的宏塊再經過第二無損壓縮電路，被存到圖像增強後圖像存儲區域；步驟40、等待圖像增強電路處理完成一幀圖像後，圖像縮放電路從內存讀取經過無損壓縮的解碼後的圖像，經過第三無損解壓縮電路，變為一個個原始的圖像宏塊信息，供給圖像縮放電路進行圖像縮放處理，然後處理後的宏塊再經過第三無損壓縮電路，被存到縮放後待顯示圖像存儲區域；上述步驟中，通過一碼錶存儲器進行存儲無損編解碼所需要的公共碼錶，以供第二無損壓縮電路、第三無損壓縮電路和第一無損解壓縮電路、第二無損解壓縮電路以及第三無損解壓縮電路進行編解碼使用。如上所述，本發明使用熵編碼法將原始圖像數據進行無損壓縮後，以消除原始圖像數據中的大量的冗餘信息，因此可以大幅減少對內存的讀寫數據量；由於是無損壓縮，所以不會影響圖像質量；可以大幅降低內存的工作頻率，降低整體電路功耗；可以降低內存通道需求，降低整體電路成本。雖然以上描述了本發明的具體實施方式
，但是熟悉本技術領域的技術人員應當理解，我們所描述的具體的實施例只是說明性的，而不是用於對本發明的範圍的限定，熟悉本領域的技術人員在依照本發明的精神所作的等效的修飾以及變化，都應當涵蓋在本發明的權利要求所保護的範圍內。
權利要求
1.一種減少數據帶寬的視頻處理方法，其特徵在於:在圖像處理電路對圖像數據進行處理之後回寫至內存時，先通過無損壓縮電路對圖像數據進行無損壓縮處理後再回寫至內存中；並在下一個圖像處理電路讀取內存中的圖像數據時，先通過無損解壓縮電路對圖像數據進行解壓後再對圖像數據進行處理。
2.根據權利要求1所述的減少數據帶寬的視頻處理方法，其特徵在於: 所述無損解壓縮電路包括讀控制單元、熵解碼單元以及第一圖像宏塊緩存電路，所述讀控制單元負責控制從內存中讀取經過無損壓縮的數據，並把數據送往熵解碼單元；熵解碼單元根據碼錶信息對數據進行熵解碼，並將解碼後的圖像原始數據送往第一圖像宏塊緩存電路供後面的圖像處理單元使用；第一圖像宏塊緩存電路負責存儲原始的圖像宏塊，供後面的圖像處理單元使用； 所述無損解壓縮電路包括第二圖像宏塊緩存電路、熵解碼單元以及寫控制單元；所述第二圖像宏塊緩存電路負責存儲前面圖像處理單元處理完的圖像宏塊原始數據，供熵編碼單元使用；熵編碼單元根據碼錶信息對圖像宏塊數據進行熵編碼，並將編碼後的壓縮數據送往寫控制單元；寫控制單元負責控制從將壓縮後數據寫到內存中。
3.根據權利要求2所述的減少數據帶寬的視頻處理方法，其特徵在於:所述圖像處理電路包括視頻解碼電路、圖像增強電路和/或圖像縮放電路，所述視頻處理方法具體包括: 步驟10、將視頻源文件存儲在內存中； 步驟20、通過視頻解碼電路讀取視頻編碼信息，並對視頻源文件進行解碼，產生一個個的圖像宏塊，圖像宏塊經過第一無損壓縮電路進行無損壓縮後寫到內存中的解碼後圖像存儲區； 步驟30、等待視頻解碼電路解碼完成一幀圖像後，圖像增強電路從內存讀取經過無損壓縮的解碼後的圖像，經過第二無損解壓縮電路解壓後，變為一個個原始的圖像宏塊信息，供給圖像增強處理電路進行圖像增強處理，然後處理後的宏塊再經過第二無損壓縮電路，被存到圖像增強後圖像存儲區域； 步驟40、等待圖像增強電路處理完成一幀圖像後，圖像縮放電路從內存讀取經過無損壓縮的解碼後的圖像，經過第三無損解壓縮電路，變為一個個原始的圖像宏塊信息，供給圖像縮放電路進行圖像縮放處理，然後處理後的宏塊再經過第三無損壓縮電路，被存到縮放後待顯示圖像存儲區域； 上述步驟中，通過一碼錶存儲器進行存儲無損編解碼所需要的公共碼錶，以供第二無損壓縮電路、第三無損壓縮電路和第一無損解壓縮電路、第二無損解壓縮電路以及第三無損解壓縮電路進行編解碼使用。
4.一種減少數據帶寬的視頻處理電路，其特徵在於:在圖像處理電路的前後分別通過一無損解壓縮電路和無損壓縮電路連接內存； 在圖像處理電路對圖像數據進行處理之後回寫至內存時，先通過無損壓縮電路對圖像數據進行無損壓縮處理後再回寫至內存中；並在下一個圖像處理電路讀取內存中的圖像數據時，先通過無損解壓縮電路對圖像數據進行解壓後再對圖像數據進行處理。
5.根據權利要求4所述的減少數據帶寬的視頻處理電路，其特徵在於: 所述無損解壓縮電路包括依次連接的讀控制單元、熵解碼單元以及第一圖像宏塊緩存電路，所述讀控制單元負責控制從內存中讀取經過無損壓縮的數據，並把數據送往熵解碼單元；熵解碼單元根據碼錶信息對數據進行熵解碼，並將解碼後的圖像原始數據送往第一圖像宏塊緩存電路供後面的圖像處理單元使用；第一圖像宏塊緩存電路負責存儲原始的圖像宏塊，供後面的圖像處理單元使用； 所述無損解壓縮電路包括依次連接的第二圖像宏塊緩存電路、熵解碼單元以及寫控制單元；所述第二圖像宏塊緩存電路負責存儲前面圖像處理單元處理完的圖像宏塊原始數據，供熵編碼單元使用；熵編碼單元根據碼錶信息對圖像宏塊數據進行熵編碼，並將編碼後的壓縮數據送往寫控制單元；寫控制單元負責控制從將壓縮後數據寫到內存中。
6.根據權利要求5所述的減少數據帶寬的視頻處理電路，其特徵在於:所述視頻處理電路包括內存、碼錶存儲器、視頻解碼電路、第一無損解壓縮電路、第二無損解壓縮電路、圖像增強電路、第二無損壓縮電路、第三無損解壓縮電路、圖像縮放電路以及第三無損壓縮電路:所述內存、視頻解碼電路、第一無損解壓縮電路依次連接後再連接內存；所述內存、第二無損解壓縮電路、圖像增強電路、第二無損壓縮電路依次連接後再連接內存；所述內存、第三無損解壓縮電路、圖像縮放電路以及第三無損壓縮電路依次連接後再連接內存；所述碼錶存儲器分別連接第二無損壓縮電路、 第三無損壓縮電路和第一無損解壓縮電路、第二無損解壓縮電路以及第三無損解壓縮電路。
全文摘要
本發明提供一種減少數據帶寬的視頻處理方法，在圖像處理電路對圖像數據進行處理之後回寫至內存時，先通過無損壓縮電路對圖像數據進行無損壓縮處理後再回寫至內存中；並在下一個圖像處理電路讀取內存中的圖像數據時，先通過無損解壓縮電路對圖像數據進行解壓後再對圖像數據進行處理。本發明還提供一種減少數據帶寬的視頻處理電路。本發明的方法及電路可以在不增加內存頻率也不增加內存通道的情況下支持高解析度的屏幕，使圖形圖像處理所需的帶寬大幅下降。
文檔編號H04N7/26GK103152571SQ20131007174
公開日2013年6月12日 申請日期2013年3月6日 優先權日2013年3月6日
發明者廖裕民 申請人:福州瑞芯微電子有限公司