CN100534126C - 数据压缩的图形显示系统和执行图形数据的数据压缩方法 - Google Patents

Abstract

图形显示系统包括其中具有数据编码器的图形数据压缩电路。所述数据编码器被配置来将要作为显示器的第二像素提供的第二颜色图形数据压缩为包含数据字段和首标字段的数据串，所述首标字段包括至少一个重复标志，所述重复标志用于识别第二颜色图形数据的分量(component)匹配将被作为显示器的第一像素提供的第一颜色图形数据的相应分量的程度。

Description

数据压缩的图形显示系统和执行图形数据的数据压缩方法

本申请要求于2004年5月29日提交的韩国专利申请号2004-38711的优先权，在此全文引用作为参考。

技术领域

本发明涉及显示系统和显示方法，尤其涉及当在显示器上描绘对象时利用数据压缩/解压缩技术的系统。

背景技术

大数量图形数据的实时处理和显示典型地需要使用高带宽的处理器、总线和存储元件(例如存储器)。例如，在传统显示器上的图形数据的描绘(render)通常需要每像素32位数据来实现具有精确颜色的高保真度图象。随着显示器的尺寸以及在显示器上提供的像素数目的增加，在执行图形描绘操作的显示系统内组件的带宽要求也相应地增加。为了减少这些带宽要求，已经开发了多种技术来减少在显示器上提供图像所需的数据量，对于那些示例，其中相邻像素的像素颜色和/或像素密度值相等。在Molnar等人提出的美国专利号6825847、Keely等人提出的6750875、和John提出的6366289中描述了一些用于压缩数据的技术。

发明内容

具有数据压缩的图形显示系统包括图形数据压缩电路。这些电路包括数据编码器。该数据编码器被配置来把将描绘为显示器的第二像素的第二颜色图形数据压缩为包含数据字段和首标字段的数据串。所述首标字段包括至少一个重复标志。所述重复标志用于识别第二颜色图形数据的分量与将被作为显示器的第一像素描绘的第一颜色图形数据的相应分量相匹配的程度。所述数据编码器还被配置来将具有不同长度的首标和数据字段的压缩数据串连接成固定长度的数据串。所述数据编码器还被配置来：在第三像素和第二像素是彼此相邻的像素并且第三颜色图形数据完全匹配第二颜色图形数据的情况下，将要作为显示器的第三像素提供的第三颜色图形数据压缩成包含M比特首标字段和0长度的数据字段的数据串。

所述图形数据压缩电路还可以包括图像分量比较器。该比较器被配置来产生至少一个颜色编码重复标志。该标志表示第二颜色图形数据的颜色分量匹配第一颜色图形数据的相应颜色分量的程度。还可以提供解码器。所述解码器被配置来将固定长度的数据串解码成至少与显示器的一个像素相关联的第一多颜色图形数据和与显示器的另一个像素相关联的第二多颜色图形数据。

根据本发明的附加实施例，在图形数据压缩电路内可提供数据编码器。该编码器被配置来将要作为显示器的第二像素提供的第二颜色图形数据压缩为包含数据字段和首标字段的数据串。所述首标字段包括重复标志，所述重复标志用于识别第二颜色图形数据的所有分量是否匹配将被作为显示器的第一像素提供的第一颜色图形数据的相应分量。

本发明的其它实施例包括用于产生将要在显示器上提供的图形数据的方法。所述方法包括：将与显示器的第二像素相关联的第二多颜色图形数据编码为包含数据字段和首标字段的压缩数据串。所述首标字段包括至少一个重复标志，所述重复标志用于识别第二多颜色图形数据的分量和与显示器的第一像素相关联的第一多颜色图形数据的相应分量相匹配的程度，所述第一像素与第二像素紧紧相邻。

附图说明

图1是根据本发明实施例的图形显示系统的方框图；

图2是图解说明根据本发明实施例的、压缩图形显示数据的操作的流程图；

图3是图解说明关于数据压缩的图1的图形显示系统的组件的方框图；

图4是图解说明根据本发明实施例的、固定长度数据矢量内各种长度的多个压缩图形数据串的布置的图；

图5图解说明了图1的压缩图像存储器内的压缩图形数据串的分配；

图6是图解说明根据本发明实施例的、解压缩图形显示数据的操作的流程图；

图7是图解说明关于数据解压缩的图1的图形显示系统的组件的方框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述本发明，其中示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以以许多不同形式来体现，并且不应被解释为限于此处所陈述的实施例；相反，提供这些实施例，是为了使本公开透彻并完全，并且将向本领域的普通技术人员全面地传达本发明的范围。全文类似的附图标记指向类似的元件。

现在参考图1，根据本发明某些实施例的图形显示系统包括数据存储器100、数据总线110、数据压缩/解压缩器120、和显示器130。数据存储器100被图解为包括初始图像存储器102和压缩图像存储器104。该初始图像存储器102被配置来以未压缩格式存储图形数据(例如，像素显示数据)，该压缩图像存储器104被配置来以压缩格式存储图形数据。数据压缩/解压缩器120被图解为包括数据压缩器122和数据解压缩器124。该数据压缩器122可作为图形加速器的一部分工作，该数据解压缩器124可作为图形数据混和器的一部分工作。

如图解，数据总线110被配置来将来自初始图像存储器102的初始图形数据GD_O通信至数据压缩器122的输入端，并且将来自数据压缩器122的压缩图形数据GD_C返回至压缩图像存储器104。数据总线110也被配置来在工作期间将来自压缩图像存储器104的压缩图形数据GD_C传递到数据解压缩器件124，以便在显示器130上显示图形数据。数据解压缩器124根据压缩图形数据GD_C产生初始图形数据GD_O版本。初始图形数据GD_O的这一版本然后被传递到显示器130用以在显示器的屏幕上再现。

现在参考图2-3和表1，将描述根据本发明某些实施例的用于压缩图形数据的操作和器件。这些操作利用图形显示数据的某些特性，这些特性是从显示屏幕上的相邻像素的颜色和透明度(不透明度)强度的相似性导出的。具体地说，图2-3图解说明了用于将初始图形数据GD_O(例如，32bpp(位/像素))从初始图像存储器102传送到数据压缩器122中的图像分量划分器302，方块S202。图像分量划分器302将与每个像素相关的数据分离为红(R)、绿(G)、蓝(B)和α分量，它们所示为8位像素数据分量，方块S204。如本领域的普通技术人员将理解的，α分量涉及与像素相关的透明度(或不透明度)的程度。分离的分量被传送到图像分量比较器304，方块S206，该比较器将当前像素的分离的红、绿、蓝和α分量(即，由划分器302产生的当前8位R、G、B和α值)与先前像素的红、绿、蓝和α分量(即，由划分器302产生的刚刚之前的8位R、G、B和α值)进行比较，这些将最后被显示在显示屏上与当前像素相邻位置处。

如所示，图像分量比较器304响应于由划分器302产生的每组划分的像素数据而产生四个9位矢量。所述四个9位矢量包括：(R，R_r)、(G，G_r)、(B，B_r)、和(α，α_r)。这些9位矢量内的单个9位重复标志R_r、G_r、B_r和α_r识别当前像素数据的分量是否匹配先前像素数据中的相应分量，并且8位值R、G、B和α表示当前像素数据分量。因此，如果重复标志值R_r、G_r、B_r和α_r分别等于1、0、0和1，其中“1”表示匹配，则当前像素的R和α像素数据值匹配先前像素的相应值。

四个9位矢量(R，R_r)、(G，G_r)、(B，B_r)和(α，α_r)被提供给逐位编码器306，该逐位编码器306被配置来执行图2的方块S208-S220和表1图解的编码操作。具体地，在方块S208，进行检查以便确定当前像素的所有颜色分量是否匹配先前像素的相应颜色分量。所述检查涉及确定是否已经设定了所有的重复标志(即，(R_r，G_r，B_r，α_r)＝(1，1，1，1))。如果所述检查的答案是“是”，则控制传递到方块S210，并且逐位编码器生成高压缩的3位矢量如{S＝0，α＝0，R＝1}，其中值S、α和R每一个表示重复标记。如果所述检查的答案是“否”，则控制传送到方块S212，其中执行另一个检查来确定当前像素的任一颜色分量是否匹配先前像素的相应颜色分量。所述检查涉及确定是否已经设定了任一重复标记(即，R_r，G_r，B_r，α_r中的任一个是否等于1)。如果所述检查的答案是“否”，则控制传递到方块S220，并且逐位编码器306生成33位矢量如{S＝1，R_x8，G_x8，B_x8，α_x8}，其中“x8”表示8位数据串。如果在方块S212所述检查的答案是“是”，则控制传递至方块S214。在方块S214，进行检查以便确定是否仅当前像素的α数据分量等于先前像素的α数据分量(例如，R_r，G_r和B_r等于0，α_r等于1)。如果所述检查的答案是“是”，则控制传递至方块S216，并且逐位编码器306产生稍微压缩的26位矢量如{S＝0，α＝1，R_x8，G_x8，B_x8}。如果在方块S214所述检查的答案是“no”，则控制传递至方块S218，并且逐位编码器306根据颜色分量的相似性程度而产生15位、23位或31位矢量。如方块S218和表1所示，这些矢量中的每一个包括4位指示符γ(x，x，x，x)，其唯一地指定当前像素的颜色分量与先前像素的颜色分量之间的匹配程度。尽管图2-3未示出，但是逐位编码器306也可以生成7位线结束代码(LFF)。如表1所示，表示为{S＝0，α＝0，R＝0，γ(1，1，1，1)}的该7位代码指示刚好处理了与显示器130上的线相关联的最后像素并且接着处理具有新数据的新线。

表1

如图3-4所示，由逐位编码器306生成的连续顺序的编码显示数据矢量可与64位数据串组合并经由数据总线110被传送至压缩图形存储器104。如表1所示，这些编码的矢量可具有等于3、15、23、26、31、33或7的位长度(用于指示线结束条件)。多个这些编码矢量由图4中的标签“a”、“b”、“c”和“d”来识别。具体地，矢量“a”、“b”和矢量“c”的第一部分在单个64位数据串内可以连接，并且矢量“c”的第二部分和矢量“d”在另一个64位数据串内可以是连接的。而且，如果矢量“d”表示一条线内的最后像素的压缩显示数据矢量(例如，显示器中线上的最右边的像素)，则在矢量“d”之后可以连接7位线结束代码(LFF)，其具有为空数据集的64位数据串的剩余部分(例如，当从压缩图像存储器104读取压缩图形数据(CG_D)时由数据解压缩器124忽略的数据)。

图5示意性图解说明了如何将初始图像存储器102内的未压缩图形数据转换为压缩图像存储器104内较少数量的压缩图形数据。与压缩图像存储器104相关联的标志寄存器502也可被提供来指示存储线内的数据是否被压缩(例如，标志＝1(压缩)，标志＝0(未压缩))。

现在参考图6-7，在显示器130上显示图形数据的操作包括将压缩数据从压缩图像存储器104读取至解压缩器124内的逐位解码器702，方块S602。该逐位解码器702估计64位数据串内的每个首标，以便识别首标值S、R或α中的任一个是否等于1。如果首标值S等于1，方块S604，则所述数据串内的该首标值之后的下一32位数据表示相应像素的新的红(R)、绿(G)、蓝(B)和α值，方块S612。这些32位数据作为4个8位矢量从逐位解码器702传送至图像信息解压缩器704。另外，4位指示符γ(x)被图像信息解压缩器704忽略。或者，如果首标值R＝1，方块S606，则逐位解码器702将先前像素的像素数据的副本作为当前像素的像素数据传送至图像信息解压缩器704，方块S608。相反，如果首标值α＝1，方块S616，则逐位解码器702将当前像素的新红、绿和蓝数据和先前像素的α数据的副本传送至解压缩器704，方块S614，其中所述先前像素的α数据的副本等于当前像素的α数据。最后，如果首标值S、R或α都未被设定，则逐位解码器702估计4位指示符γ(x)，以便确定当前像素的哪个数据值表示新值以及哪个表示来自当前像素的副本，方块S610。或者，如果首标值S、R或α都未被设定并且4位指示符γ(x)＝(1，1，1，1)，则解压缩器704确认线结束条件和显示器130上的新线的开始。

在附图和说明书中，已经描述了本发明的典型优选实施例，尽管利用了特定术语，但是它们也可用于普通和描述性方面，而不是限制目的，本发明的范畴陈述于所附权利要求中。

Claims (28)

1.一种图形数据压缩电路，包括：

数据编码器，其被配置为把将要作为显示器的第二像素描绘的第二颜色图形数据压缩为包含数据字段和首标字段的数据串，所述首标字段包括至少一个重复标志，所述重复标志用于识别第二颜色图形数据的分量匹配将被作为显示器的第一像素提供的第一颜色图形数据的相应分量的程度。

2.如权利要求1所述的图形数据压缩电路，其中所述数据编码器还被配置来将具有不同长度的首标和数据字段的压缩数据串连接成固定长度的数据串。

3.如权利要求1所述的图形数据压缩电路，其中所述数据编码器还被配置来：在第三像素和第二像素是彼此相邻的像素并且第三颜色图形数据精确匹配第二颜色图形数据的情况下，把将要作为显示器的第三像素描绘的第三颜色图形数据压缩成包含M比特首标字段和0长度的数据字段的数据串，其中M等于3。

4.如权利要求1所述的图形数据压缩电路，还包括：

图像分量比较器，其被配置来产生至少一个颜色编码的重复标志，所述重复标志表示第二颜色图形数据的颜色分量匹配第一颜色图形数据的相应颜色分量的程度。

5.如权利要求2所述的图形数据压缩电路，还包括：

解码器，其被配置来将固定长度的数据串解码成至少第一多颜色图形数据和第二多颜色图形数据，该第一多颜色图形数据与显示器的一个像素相关联，该第二多颜色图形数据与显示器的另一个像素相关联。

6.一种图形数据压缩电路，包括：

数据编码器，其被配置为把将要作为显示器的第二像素描绘的第二颜色图形数据压缩为包含数据字段和首标字段的数据串，所述首标字段包括重复标志，所述重复标志用于识别第二颜色图形数据的所有分量是否匹配将被作为显示器的第一像素提供的第一颜色图形数据的相应分量。

7.一种用于产生将要在显示器上提供的图形数据的方法，包括步骤：

将与显示器的第二像素相关联的第二多颜色图形数据编码为包含数据字段和首标字段的压缩数据串，所述首标字段包括至少一个重复标志，该重复标志用于识别第二多颜色图形数据的分量匹配与显示器的第一像素相关联的第一多颜色图形数据的相应分量的程度，所述第一像素与第二像素紧相邻。

8.一种压缩图形数据的方法，其中当前像素的颜色分量与先前像素的颜色分量进行比较，从而，当在当前像素的颜色分量和先前像素的颜色分量当中有一个和多个颜色分量相同时，当前像素被压缩为包括有关相同的颜色分量的信息的首标部分和包括当前像素的颜色分量的数据值的数据部分。

9.如权利要求8所述的方法，其中，当当前像素的颜色分量与先前像素的颜色分量完全不同时，当前像素被压缩为包括表示当前像素的颜色分量和先前像素的颜色分量完全不同的信息的首标部分和包括当前像素的全部颜色分量的数据项的数据部分。

10.如权利要求8所述的方法，其中，所述首标部分包括：

单个标志，表示当前像素与先前像素是否完全不同；

整个重复标志，表示当前像素的全部颜色分量与先前像素的所有颜色分量相同；和

每个分量的重复标志，表示当前像素的每个颜色分量与先前像素的每个颜色分量是否相同。

11.如权利要求10所述的方法，

其中所述颜色分量包括红、绿、蓝和α分量，和

其中所述α分量表示相应像素的透明度。

12.如权利要求10所述的方法，其中，当当前像素的所有颜色分量与先前像素的所有颜色分量相同时，通过改变整个重复标志的值和排除每个分量的重复标志来压缩当前像素。

13.如权利要求11所述的方法，其中，所述首标部分还包括附加α标志，所述附加α标志表示在当前像素的颜色分量和先前像素的颜色分量当中是否仅α分量相同。

14.如权利要求13所述的方法，其中，当在当前像素的颜色分量和先前像素的颜色分量当中仅α分量相同时，当前像素被压缩为包括α标志值的首标部分和包括红、绿和蓝颜色分量的数据值的数据部分。

15.如权利要求14所述的方法，其中，每个分量的所述重复标志不包含在首标部分中。

16.如权利要求8所述的方法，其中，已压缩的当前像素被解压缩，从而使用先前像素的颜色分量来解压缩重复的颜色分量，并且根据有关包含在首标部分W中的重复颜色分量的信息使用包含在压缩当前像素的数据部分中的当前像素的颜色分量来解压缩未重复的颜色分量。

17.如权利要求8所述的方法，其中，已压缩的像素以线为单位被存储。

18.如权利要求17所述的方法，其中，当由压缩像素组成的线的大小大于由未被压缩的像素组成的线的大小时，存储由未被压缩的像素组成的线的数据项。

19.一种用于压缩和解压缩图形数据的系统，所述系统包括：

第一存储单元，用于存储未被压缩的图形数据；

第二存储单元，用于存储已压缩的图形数据；

连接到第一存储单元和第二存储单元的总线，其是数据的传输通道；

压缩单元，用于通过总线从第一存储单元读取未被压缩的图形数据，并且用于压缩图形数据以便通过总线将已压缩的图形数据存储在第二存储单元中；和

解压缩单元，用于通过总线从第二存储单元读取已压缩的图形数据，以便将已压缩的图形数据解压缩为初始图形数据，

其中所述压缩单元将未被压缩的图形数据当中的当前像素的颜色分量与先前像素的颜色分量进行比较，从而，当在所述多个颜色分量当中有一个或多个颜色分量相同时，当前像素被压缩为包括关于颜色分量相同的信息的首标部分和包括颜色分量不同的数据值的数据部分。

20.如权利要求19所述的系统，其中，当当前像素的颜色分量与先前像素的颜色分量相同时，压缩单元通过改变标志值来压缩当前像素，所述标志值表示当前像素的颜色分量与先前像素的颜色分量相同。

21.如权利要求19所述的系统，其中，当当前像素的颜色分量与先像素的颜色分量完全不同时，所述压缩单元将表示当前像素的颜色分量与先前像素的颜色分量完全不同的标志值添加到当前像素的数据，以便压缩所述数据。

22.如权利要求19所述的系统，其中，当在多个颜色分量当中仅表示透明度的α分量相同时，压缩单元将当前像素压缩为包括表示仅α分量相同的附加标志值的首标部分和包括除α分量以外的其它颜色分量的数据值的数据部分。

23.如权利要求19所述的系统，其中，所述压缩单元包括：

图像信息划分器，用于将通过总线从第一存储单元取出的当前像素的图形数据划分为多个颜色分量；

图像分量比较器，用于将所划分的当前像素的颜色分量与先前像素的颜色分量进行比较，从而表示每个颜色分量是否相同的重复信息被包含在各个颜色分量中，并且所述多个颜色分量被输出；和

逐位编码器，用于当当前像素的多个分量当中的一个和多个分量与先前像素的多个颜色分量相同时，根据来自图像分量比较器的重复信息来压缩当前像素，以便通过总线将当前像素存储在第二存储单元中。

24.如权利要求23所述的系统，其中当压缩像素具有预定大小时，所述逐位编码器通过总线将压缩像素存储在第二存储单元中。

25.如权利要求19所述的系统，其中所述第一存储单元和第二存储单元以线为单位将图形数据存储在附加区域中。

26.如权利要求25所述的系统，其中当所述压缩线数据的大小大于未被压缩的线数据的大小时，未被压缩的线数据被存储在第二存储单元中。

27.如权利要求26所述的系统，其中所述第二存储单元还包括标志寄存器，用于表示存储在各个区域中的线数据项是否被压缩。

28.如权利要求19所述的系统，其中所述解压缩单元包括：

逐位解码器，用于通过总线从第二存储单元读取压缩图形数据以便输出压缩图形数据，从而当前像素的首标部分和数据部分与该压缩图形数据分离；以及

图像信息解压缩器，用于解压缩当前像素，从而使用先前像素的颜色分量来解压缩重复的颜色分量，并且根据有关从逐位解码器输入的首标部分的信息使用包含在数据分量中的颜色分量来解压缩未重复的颜色分量。

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