CN100403276C

CN100403276C - 存储器存取方法

Info

Publication number: CN100403276C
Application number: CNB021422214A
Authority: CN
Inventors: 朱启诚
Original assignee: MediaTek Inc
Current assignee: MediaTek Inc
Priority date: 2002-08-26
Filing date: 2002-08-26
Publication date: 2008-07-16
Anticipated expiration: 2022-08-26
Also published as: CN1479308A

Abstract

提出一种存储器存取方法，是以重复存储存储页边界的部分数据来减少或消除数据读取时的换页动作。该方法包含下列步骤：决定一预测区块的最大高度及最大宽度；存储步骤，在至少一存储页的至少一边界重复存储相邻的前一存储页的部分数据；以及读取步骤，根据所欲读取的区块的位置，选择不会在重复存储的边界上产生换页的存储页读取该区块。因此，本发明利用重复存储的方式来消除读取区块数据时的换页动作，进而增进存储器带宽，同时加快读取速度。

Description

存储器存取方法

技术领域

本发明关于存储器存取方法，特别是关于利用重复存储数据的方式来减少数据读取时换页动作的视频解码系统的存储器存取方法。

背景技术

在许多现代视频解码系统中，如MPEG-I、MPEG-II及H261等，普遍使用压缩技术来作预测或帧间编码的动作，其中动作补偿是以区块(Block)为基础，且每一预测区块(Predicted Block)皆结合着动作向量(Motion Vector)。动作补偿的操作主要是由参考图像上，根据动作向量的数据来读取预测区块。一般而言，预测参考图像的存储器相当大，且存储于动态随机存取存储器(DRAM)中。动态随机存取存储器是由许多存储库组成，而存储库是由许多存储行组成，当从一个存储行开始存取数据之前，必须经历一些额外的时间段，如预充电及激活一存储行等。所以如果目前的存取行不同于前一个时，将会产生一些额外的时间段，例如换页动作。而此换页动作会大大降低由动态随机存取存储器读取预测区块的带宽(Bandwidth)。

为了减少换页动作，预测区块必须尽可能分布于较少的存储页，且预测区块须以一页接一页方式读取。图1为一种以区块方式存储参考图像数据的示意图。如图1所示，参考图像的尺寸为720*576像素，且每一宏区块(Macro-block)为16*16像素。若，动态随机存取存储器的存储页大小为1024位元组，则每一存储页可存储四个宏区块。图1的存储方式为每个存储页(较粗的实线)存储4个垂直的宏区块(较细的实线)。当读取虚线的预测区块A时，该预测区块A的数据区域A1、A2、A3、A4分布于四个不同存储页，如此必须有三个换页动作。

虽然以一页接一页的顺序来读取预测区块，大体上可消除换页动作，但在高带宽应用上，如HDTV视频解码系统，仍然是动态随机存取存储器的带宽上的一大瓶颈。尤其在有即时解码限制的高频应用上，由于在动作补偿过程中，需要大量及快速的存储器读取，过多换页动作可能导致无法达到即时解码的需求。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种存储器存取方法，通过重复存储存储页边界的数据来形成模拟存储页，如此可降低或完全避免换页动作。

为达成上述目的，本发明的存储器存取方法，以重复存储存储页边界的部分数据来减少或消除数据读取时的换页动作。该方法包含下列步骤：决定一预测区块的最大高度及最大宽度；存储步骤，在至少一存储页的至少一边界重复存储相邻的前一存储页的部分数据；以及读取步骤，根据所欲读取的区块的位置，选择不会在重复存储的边界上产生换页的存储页读取该区块。

因此，本发明利用重复存储的方式来消除读取区块数据时的换页动作，进而增进存储器带宽，同时加快读取速度。

附图说明

图1为一种以区块方式存储参考图像数据的示意图。

图2所示为合并两存储页成为一模拟存储页的原理，其中(A)为区块A为于存储页M页的位置图、(B)为区块A向右位移一个像素而位于存储页M页与N页的位置图、(C)为将存储页N页重复存储的存储页M页的边界位置数据的示意图、以及(D)为模拟的存储页M_N页。

图3为本发明去除所有水平存储页边界的实例，其中(A)为各存储页的重迭存储的示意图、(B)为模拟存储页。

图4为本发明去除所有水平与垂直存储页边界的实例，其中(A)为各存储页的重迭存储的示意图、(B)为模拟存储页。

附图标号说明

MB宏区块

A预测区块

M、N存储页

SP模拟存储页

具体实施方式

以下参考附图详细说明本发明存储器存取方法的实施例。

在图2(A)中，存储页M页及存储页N页是位于参考图像中的两水平相邻存储页。因预测区块A完全被存储页M页所包含，故当系统在读取预测区块A时，不会有换页动作。然而如图2(B)所示，当预测区块A向右移动了一个像素的位置，则预测区块A的一行数据存储于存储页N页。因此，当系统在读取预测区块A时，即产生了从M页换页至N页的换页动作。因此，为了避免换页动作的产生，本发明的存储器存取方法在存储页N页的边界重复存储存储页M页的部分数据，亦即存储页N页所存储的数据与存储页M页所存储的数据重迭，如图2(C)的斜线区域。重迭的区域宽度为预测区块A的宽度减1。

利用此存储页重迭技术，当系统计算出预测区块A会跨过存储页M页的垂直边界时，则会从存储页N页读取预测区块A的数据，且因预测区块A完全被存储页N页所包含，故不需进行换页。所以，以系统的角度来看存储器时，会将存储页M页与N页视为一模拟的存储页M_N页，如图2(D)所示。故只要预测区块A位于模拟存储页M_N页中，则系统在读取该预测区块A的数据时，不会产生垂直边界的换页动作。以此模拟存储页的技术，可经由重复存储于相邻存储页间的数据来放大存储页的尺寸。当然，图2为去除垂直存储页边界的实例，相同技术可用于去除水平存储页边界。

另外，关于重复存储的区域大小取决于预测区块A的尺寸。若预测区块的最大宽度为W_max和最大高度为H_max，单位为像素。例如，在MPEG I或MPEGII中被存储的参考图像，具半像素补偿的可能的预测区块尺寸包括：16×16、17×17、16×17、以及17×16。因此，最大宽度及最大高度皆为17，亦即W_max＝17、且H_max＝17。

其次，假设存储页的容量为S_page，且存储页存储宏区块的形状为长方形，定义其宽度和高度的像素分别为W_page和H_page。若要移去水平存储页边界时，则如图2(C)所示，在两水平相邻存储页间被重复存储的数据的行数H_dup为(H_max-1)，故必须满足H_page≥H_max。而若要移去垂直存储页的边界时，在两垂直相邻存储页间被重复存储的行数W_dup为(W_max-1)，故必须满足W_page≥W_max。因此，可根据存储器大小将存储页合并成较大的模拟存储页，而减少读取预测区块时的换页动作。

图3为本发明去除所有水平存储页边界的实例，其中(A)为各存储页的重迭存储的示意图、(B)为模拟存储页。在MPEG I或MPEG II的规格中，宏区块的尺寸为16*16像素，且预测区块的最大高度H_max为17。若存储页的容量可存储4个宏区块，则存储页高度H_page为64，故满足H_page≥H_max的条件，可去除位于垂直相邻存储页间的水平存储页边界。且各垂直相邻存储页间被重复存储的行数H_dup为16，即H_max-1，刚好为一个宏区块的高度。所以，在将参考图像存储至存储器时，除了第一行的存储页不需重复存储数据外，其余各存储页均重复上一存储页的最下方的宏区块数据，如图3的斜线区域。以参考图像的大小为720*576像素为例，在未使用本发明的存储方法时，其存储页的行数为9行。而使用本发明的存储方法后，由于每行的存储页必须重复存储一个宏区块的数据，因此存储页的行数约增加1/3，亦即总行数增加为12。虽然存储器的容量需要增加，但是可消除水平边界，如图3(B)所示，而提升在读取预测区块时的速度。如图3(B)中，各存储页的水平边界已被消除，所以系统所定义的存储页SPO~SP44的高度被延伸。换言之，系统是以增加存储器空间来换取存储器的带宽。其次，因图3(A)的存储页宽度W_page小于预测区块最大宽度W_max，所以无法去除垂直存储页边界。

图4为本发明去除所有水平与垂直存储页边界的实例，其中(A)为各存储页的重迭存储的示意图、(B)为模拟存储页。在MPEG I或MPEG II的规格中，宏区块的尺寸为16*16像素，且预测区块的最大高度H_max为17。若存储页的容量可存储16个宏区块，则存储页高度H_page与W_page均为64，故满足H_page≥H_max与W_page≥W_max的条件，可去除位于垂直相邻存储页间的水平存储页边界、以及去除位于水平相邻存储页间的垂直存储页边界。且各垂直与水平相邻存储页间被重复存储的行数H_dup为16，即H_max-1，刚好为一个宏区块的高度与宽度。所以，在将参考图像存储至存储器时，除了第一行的第一列的存储页不需重复存储数据外，其余各行的存储页均重复存储上一存储页的最下方的宏区块数据，以及各列的存储页均重复存储前一存储页的最右方的宏区块数据，如图4的斜线区域。以参考图像的大小为720*576像素为例，在未使用本发明的存储方法时，其存储页的行数为9行、而列数为11.25列。而使用本发明的存储方法后，由于每行与每列的存储页必须重复存储一个宏区块的数据，因此存储页的行数与列数约增加1/3，亦即总行数增加为12，且总列数增加为15。虽然存储器的容量需要增加，但是可消除各存储页的边界。如图4(B)所示，系统所定义的存储页SPO只有一个，因此系统在读取任何预测区块时，均不会有换页动作，而提升在读取预测区块时的速度。如此，以本发明的方法将参考图像存储至存储器后，系统在读取任何预测区块时，将不会有换页动作，所以在高带宽即时应用上，将可克服因换页动作带宽所面临的瓶颈问题。

以上虽以实施例说明本发明，但并不因此限定本发明的范围，只要不脱离本发明的构思，本领域技术人员可进行各种变化或变更。

Claims

1.一种存储器存取方法，以区块为单位从存储器存取参考图像，包含下列步骤：

决定步骤，决定一预测区块的最大尺寸；

存储步骤，根据页的边界，重复存储部分边界数据；以及

读取步骤，若所述预测区块位于具有所述重复存储数据的页边界上，则从具有所述预测区块的所有数据的页中读取所述预测区块；以消除换页损失。

2.如权利要求1所述的存储器存取方法，其中所述预测区块的最大尺寸是最大高度。

3.如权利要求2所述的存储器存取方法，其中所述存储步骤是重复存储在水平边界的部分边界数据以及重复存储的行小于或等于所述最大高度-1。

4.如权利要求3所述的存储器存取方法，其中所述水平重复存储边界的各页的高度大于或等于预测区块的最大高度。

5.如权利要求3所述的存储器存取方法，其中所述读取步骤中，当所述预测区块会跨过水平页边界时，则从具有重复存储边界数据的页读取所述预测区块。

6.如权利要求1所述的存储器存取方法，其中所述预测区块的最大尺寸是最大宽度。

7.如权利要求6所述的存储器存取方法，其中所述存储步骤是重复存储在垂直边界的部分边界数据以及重复存储的列小于或等于所述最大宽度-1。

8.如权利要求7所述的存储器存取方法，其中所述垂直重复存储边界的各页的宽度大于或等于预测区块的最大宽度。

9.如权利要求8所述的存储器存取方法，其中所述读取步骤中，当所述预测区块会跨过垂直页边界时，则从具有重复存储边界数据的页读取所述预测区块。

10.如权利要求1所述的存储器存取方法，其中所述预测区块最大尺寸包括最大高度和最大宽度。

11.如权利要求10所述的存储器存取方法，其中所述读取步骤是重复存储垂直边界和水平边界的部分边界数据。

12.如权利要求11所述的存储器存取方法，其中所述页的高度和宽度分别大于或等于所述预测区块的最大高度和最大宽度。

13.如权利要求12所述的存储器存取方法，其中所述读取步骤中，当所述预测区块会跨过垂直和/或水平存储页边界时，则从具有重复存储边界数据的页读取所述预测区块。

14.一种存储器存取方法，以区块为单位将参考图像存储在存储器中，包含下列步骤：

决定步骤，决定一预测区块的最大尺寸；

存储步骤，根据页的边界，重复存储部分边界数据。

15.如权利要求14所述的存储器存储方法，其中所述最大尺寸是最大高度。

16.如权利要求15所述的存储器存储方法，其中所述重复存储步骤是重复存储在水平边界的部分边界数据以及重复存储的行小于或等于所述最大高度-1。

17.如权利要求16所述的存储器存储方法，其中所述水平重复存储边界的各页的高度小于或等于预测区块的最大高度。

18.如权利要求14所述的存储器存储方法，其中所述最大尺寸是最大宽度。

19.如权利要求18所述的存储器存储方法，其中所述重复存储步骤是重复存储在垂直边界的部分边界数据以及重复存储的行大于或等于所述最大宽度-1。

20.如权利要求19所述的存储器存储方法，其中所述垂直重复存储边界的各页的宽度大于或等于预测区块的宽度。