CN101883235B - 有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明是有关于一种有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统及方法。以数据安排单元将视频数据安排成至少一主区块及一附加区块，其分别储存于记忆体装置内。视频数据经特别安排后，使得记忆体装置内的主区块视频数据得以被一装置循序读取，因而得以增进记忆体频宽使用率及记忆体数据的存取效率。

Description

有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统及方法

技术领域

本发明涉及记忆体存取，特别是关于一种有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统及方法。

背景技术

记忆体频宽是指储存或读取半导体记忆体装置数据的速率，其通常以字节/秒(bytes per second)来表示。由于电子系统中的记忆体装置往往会共用于各个处理器或装置之间，因此记忆体资源通常是很珍贵的，且记忆体频宽常常感到缺乏。增进记忆体频宽的方法之一是让某个处理器或装置有专属存取权，使其每次得以循序存取一整个区块的数据。例如，某些记忆体装置提供丛发模式(burst mode)，当起始位址及一些必要控制信号提供给记忆体装置后，整个区块数据即可毫无中断的进行传送。然而，记忆体装置却经常需要进行随机的存取，以储存或读取记忆体装置中各分散位置的数据。对于此种存取方式，由于每次数据存取时均需耗费相当时间于提供存取位址及控制信号，因此记忆体频宽的使用效率不大。

当记忆体装置作为视频缓冲器(或讯框缓冲器)以存放视频数据(特别是高密度视频数据)或者涉及即时影像处理时，前述记忆体装置的随机存取缺失将变得更为恶化。

鉴于视频数据的记忆体频宽使用效率不佳，且无法实现即时的影像应用，因此亟需提出一种新颖机制，用以增进记忆体数据存取的效率。

由此可见，上述现有的记忆体频宽的记忆体存取系统及方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统及方法，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的记忆体频宽的记忆体存取系统及方法存在的缺陷，而提供一种新的有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统及方法，所要解决的技术问题是使其有效地利用记忆体频宽而不会牺牲视频的品质，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统，其包含：数据安排单元，用以将视频数据安排成至少一主区块及一附加区块；及一记忆体装置，经安排的该主区块及该附加区块的视频数据分别储存于该记忆体装置内；其中该视频数据经安排后，使得该记忆体装置内的该主区块视频数据得以被一装置循序读取。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统，其中上述的视频数据采用YUV色彩空间格式，其中Y代表亮度成分，而U和V则代表色度成分。

前述有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统，其中上述的数据安排单元移除相邻二像素的至少一色度成分，而维持该像素的亮度成分，其中该像素由该视频数据所表示。

前述有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统，其中偶次像素的色度成分U和V被移除后的视频数据形成该主区块。

前述有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统，其中上述被移除的色度成分U和V组成该附加区块。

前述有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统，其中上述的数据安排单元包含：一解多工器，其具有：一第一输出端口，用以输出对应该主区块的视频数据；及一第二输出端口，用以输出对应该附加区块的视频数据；一第一缓冲器及一第二缓冲器，用以分别储存该第一输出端口及该第二输出端口的视频数据；以及一多工器，其依序接收该第一缓冲器和该第二缓冲器的视频数据，并将其储存于该记忆体装置内。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种有效使用记忆体频宽的记忆体存取方法，其包含以下步骤：将视频数据安排成至少一主区块及一附加区块；以及将经安排的该主区块及该附加区块的视频数据分别储存于一记忆体装置内；其中该视频数据经安排后，使得该记忆体装置内的该主区块视频数据得以被一装置循序读取。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述有效使用记忆体频宽的记忆体存取方法，其中上述的视频数据采用YUV色彩空间格式，其中Y代表亮度成分，而U和V则代表色度成分。

前述有效使用记忆体频宽的记忆体存取方法，其中上述的视频数据安排步骤包含：移除相邻二像素的至少一色度成分，而维持该像素的亮度成分，其中该像素由该视频数据所表示。

前述有效使用记忆体频宽的记忆体存取方法，其中偶次像素的色度成分U和V被移除后的视频数据形成该主区块。

前述有效使用记忆体频宽的记忆体存取方法，其中上述被移除的色度成分U和V组成该附加区块。

前述有效使用记忆体频宽的记忆体存取方法，其中上述的视频数据安排步骤包含：解多工(demultiplexing)该视频数据以产生该主区块及该附加区块；分别缓冲对应该主区块的视频数据及对应该附加区块的视频数据；多工(multiplexing)依序处理该主区块的缓冲视频数据及该附加区块的缓冲视频数据；以及分别储存该主区块的多工视频数据及该附加区块的视频数据至该记忆体装置。

本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上可知，为达到上述目的，根据本发明实施例，数据安排单元将视频数据安排成至少一主区块及一附加区块，其分别储存于记忆体装置内。视频数据经特别安排后，使得记忆体装置内的主区块视频数据得以被一装置或处理器循序读取。在一实施例中，数据安排单元移除相邻二像素的至少一色度成分(例如U或V成分)，而维持像素的亮度成分(例如Y成分)，因而形成主区块。

借由上述技术方案，本发明有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统及方法至少具有下列优点及有益效果：藉由本发明能够有效地利用记忆体频宽而不会牺牲视讯视频的品质

综上所述，本发明是有关于一种有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统及方法。以数据安排单元将视频数据安排成至少一主区块及一附加区块，其分别储存于记忆体装置内。视频数据经特别安排后，使得记忆体装置内的主区块视频数据得以被一装置循序读取，因而得以增进记忆体频宽使用率及记忆体数据的存取效率。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本发明实施例的高记忆体频宽使用率的记忆体存取系统。

图2是例示YUV格式的部分视频数据的数据排列的示意图。

图3是本发明实施例的数据排列单元的详细方框图。

10：数据排列单元     12：记忆体装置

14：装置             100：视频数据

100A：主区块         100B：附加区块

101：解多工器        102A：第一输出端口

102B：第二输出端口    103A：第一缓冲器

103B：第二缓冲器      105：多工器

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统及方法的具体实施方式、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。

图1是本发明实施例的高记忆体频宽使用率的记忆体存取系统。数据排列单元10自视频数据源接收视频数据，并将所接收的视频数据重新排列成至少二视频数据区块-主区块及附加区块。主区块的视频数据经特别排列后，使得视频数据在后续得以循序且连续地进行存取，且视频数据量可调适于一已知记忆体频宽而不会牺牲了视频品质。附加区块的视频数据可用以补足(complement)主区块视频数据的不足。简单来讲，主区块和附加区块共同组成来自视频数据源的完整视频数据。经排列的视频数据可藉由数据汇流排写入记忆体装置12。接着，装置14或处理器可有效地藉由数据汇流排以存取或读取记忆体装置12的视频数据。由于视频数据是特别地排列于记忆体装置12内，因此数据的存取即可以使用循序方式来进行。藉此，得以增进记忆体频宽的使用率，也可降低存取时间，因而使得即时影像处理应用(例如影像缩放(image scaling)、去交错(de-interlacing)或提高讯框速率(frame rate up conversion))得以实现。

在一实施例中，来自视频数据源的视频数据采用YUV色彩空间格式，其中Y代表亮度(1uma或brightness)成分，而U和V则代表色度(chrominance或color)成分。和YUV格式类似的有Y’UV、YCbCr及TPbPr等。虽然本实施例以YUV色彩空间格式为例，然而本发明也适用于其他的色彩空间。图2是例示YUV格式的部分视频数据的数据排列的示意图。其中，所接收的视频数据100(Y1U1V1)、(Y2U2V2)、(Y3U3V3)及(Y4U4V4)分别表示第一像素、第二像素、第三像素及第四像素的成分。数据排列单元10将所接收视频数据100重新排列成二视频数据区块-主区块100A及附加区块100B。在本实施例中，移除偶次像素的色度成分U和V，以形成主区块100A。一般来说，移除相邻二像素当中的至少一色度成分。被移除的色度成分U和V则用以构成附加区块100B。主区块100A的视频数据及附加区块100B的视频数据分别储存于记忆提装置12内，如图所示。接着，记忆体装置12即可被装置14或处理器有效地存取。

在第一例示实施例中，仅读取记忆体装置12的主区块100。由于一般观者对于色度成分较不敏感，因而不会感知到被移除的色度成分U和V。在第二例示实施例中，藉由内插法以回复被移除的色度成分U和V。例如，被移除的U2V2可藉由U1V1及U3V3之间进行内插而回复得到。一般来说，被移除的色度成分可藉由前一像素及后一像素之间进行内插而回复得到。在第三例示实施例中，依序读取主区块100A的视频数据及附加区块100B的视频数据。如果记忆体装置12具有多重端口(multi-port)功能，则可同时读取主区块100A及附加区块100B的视频数据。

可依据记忆体频宽的大小、允许的存取时间和影像品质的要求来选择第一、第二或第三例示实施例的做法。例如，当记忆体频宽不够或者涉及即时应用时，可以选择第一例示实施例的做法。又例如，当影像品质要求很高且记忆体频宽不够时，则可选择第二例示实施例的做法。

图3是本发明实施例的数据排列单元10的详细方框图。在本实施例中，解多工器(demultiplexer)101(或是控制开关)接收来自视频数据源的视频数据。经安排的视频数据(例如Y1U1V1Y2Y3U3V3Y4)从解多工器101的第一输出端口102A传送至第一缓冲器103A。被移出的视频数据(例如U2V2U4V4)则从解多工器101的第二输出端口102B传送至第二缓冲器103B。第一缓冲器103A内的视频数据及第二缓冲器103B内的视频数据馈至多工器(multiplexer)105(或是控制开关)，其依序选择第一缓冲器103A和第二缓冲器103B，并将视频数据分别储存于记忆体装置12的个别位置。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统，其特征在于其包含：

数据安排单元，用以将视频数据安排成至少一主区块及一附加区块；及

一记忆体装置，经安排的该主区块及该附加区块的视频数据分别储存于该记忆体装置内；

其中该视频数据经安排后，使得该记忆体装置内的该主区块视频数据得以被一装置循序读取；

其中该像素由该视频数据所表示；

其中该主区块包含奇数像素的亮度成分及色度成分，以及偶数像素的亮度成分，但不合偶数像素的色度成分；该附加区块包含偶数像素的色度成分，但不含偶数像素的亮度成分，且不含奇数像素的亮度及色度成分。

2.根据权利要求1所述有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统，其特征在于，其中上述的视频数据采用YUV色彩空间格式，其中Y代表亮度成分，而U和V则代表色度成分。

3. 根据权利要求1所述有效使用记忆体频宽的记忆体存取系统，其特征在于，其中上述的数据安排单元包含：

一解多任务器，其具有：

一第一输出端口，用以输出对应该主区块的视频数据；及

一第二输出端口，用以输出对应该附加区块的视频数据；

一第一缓冲器及一第二缓冲器，用以分别储存该第一输出端口及该第二输出端口的视频数据；以及

一多任务器，其依序接收该第一缓冲器和该第二缓冲器的视频数据，并将其储存于该记忆体装置内。

4.一种有效使用记忆体频宽的记忆体存取方法，其特征在于，其包含以下步骤：

将视频数据安排成至少一主区块及一附加区块；以及

将经安排的该主区块及该附加区块的视频数据分别储存于一记忆体装置内；

其中该视频数据经安排后，使得该记忆体装置内的该主区块视频数据得以被一装置循序读取；

其中该像素由该视频数据所表示；

其中该主区块包含奇数像素的亮度成分及色度成分，以及偶数像素的亮度成分，但不含偶数像素的色度成分；该附加区块包含偶数像素的色度成分，但不含偶数像素的亮度成分，且不含奇数像素的亮度及色度成分。

5.根据权利要求4所述有效使用记忆体频宽的记忆体存取方法，其特征在于，其中上述的视频数据采用YUV色彩空间格式，其中Y代表亮度成分，而U和V则代表色度成分。

6.根据权利要求4所述有效使用记忆体频宽的记忆体存取方法，其特征在于，其中上述的视频数据安排步骤包含：

利用解多任务器或控制开关将该视频数据安排为该主区块及该附加区块；

分别缓冲对应该主区块的视频数据及对应该附加区块的视频数据；

利用多任务器依序处理该主区块的缓冲视频数据及该附加区块的缓冲视频数据；以及

分别储存该主区块的视频数据及该附加区块的视频数据至该记忆体装置。