CN101996609B - 图形处理中的像素格式转换方法和装置 - Google Patents

Abstract

用于图形处理的像素格式转换方法和装置，其中的方法包括(1)读取输入数据，并把读取的输入数据拆分成统一的位宽格式；(2)判断输入数据是否为查找表型，如果输入数据为查找表型，则输入数据为真实色彩型的像素格式数据在存储器中的存放地址，按照该地址从存储器中读取真实色彩型的像素格式数据，如果输入数据不是查找表型，则表示输入数据为真实色彩型的像素格式数据；(3)对读取的具有统一位宽格式的像素格式数据按分量分成多路分别抽取有效数据；(4)把每路像素格式分量数据的有效数据进行位扩展，得到扩展后统一位宽的像素格式分量数据；(5)对每路扩展后统一位宽的像素格式分量数据进行拼接，形成完整的像素格式数据。

Description

图形处理中的像素格式转换方法和装置

技术领域

本发明涉及图像显示系统中的图形处理单元(Graphics Processing Unit；GPU)，具体涉及图形处理单元中的像素格式转换方法和装置。

背景技术

在图像显示系统中通常在显示播放之前通过图形处理单元来进行视频图像的后期处理。图形处理单元最典型的应用是根据某种规则对多路输入图像进行运算处理，并把运算结果按照一定的方式存放到输出图像中去。图1为二输入一输出的图形处理单元示意图。输入图像1和输入图像2分别作为图形处理单元100的两个输入，在由图形处理单元100进行具体的运算处理操作后成为输出图像3，由图形处理单元进行输出。

作为图形处理单元输入的输入图像可以有很多路，而且各路图像在存储时所可能采用的格式有很多，彼此可能互不相同，因此为了便于图形处理单元内部运算引擎统一的进行计算，一般图形处理单元会在图像输入输出时进行格式转换，即像素格式的转换。

由于图像存储时可能采用的像素格式有很多，例如，A1R6G6B6，B5G5R5，A1，A4LUT4等等。因此，图形处理单元在进行像素格式转换时，往往需要同时对多种不同像素格式的数据进行转换。现有技术的像素格式转换往往难以同时满足多种不同像素格式的数据转换，而需要对每一种像素格式设计相应的像素格式的数据转换电路，常常显得通用性很差。

图2给出一种现有技术中像素格式转换模块的示意图。如图2所示，该像素格式转换模块包括第一像素格式转换单元201，第二像素格式转换单元202，第三像素格式转换单元203，......第n像素格式转换单元2n。其中，第一像素格式转换单元用来将A1R6G6B6转换成需要的像素格式，第二像素格式转换单元用来将B5G5R5转换成需要的像素格式，第三像素格式转换单元用来将A1转换成需要的像素格式，......第n像素格式转换单元用来将A4LUT4转换成需要的像素格式。输入数据同时从各个像素格式转换单元的输入端口进入，在进行相应的像素格式转换之后，在输入像素格式配置寄存器205的控制下，从多路复用器206中输出具有统一像素格式的输出数据。

在图2这样一个需要支持n种像素格式的转换模块中，需要设置n路像素格式转换单元，最后再通过软件对像素格式的配置，从这n路转换结果中选出对应的一路作为像素格式转换模块的输出。这种结构的最大问题在于，每当需要增加一种支持的像素格式时，就需要针对这种新增加的像素格式，额外的再添加一路像素格式转换单元。同时，由于像素格式转换单元的数量增加了，还需要把n选1的多路复用器修改为n+1选1的多路复用器。因此，仅仅一些针对已有像素格式的简单变化而生成的新的像素格式，就会造成原有图形处理单元电路的不可复用，而需要重新设计图形处理单元的逻辑电路，导致资源和时间上的浪费。

因此，业界需要一种更为灵活统一的结构来描述图形处理单元中的像素格式转换模块，使得在需要图形处理单元支持更多的像素格式时，仅需要通过更改软件对图形处理单元的配置即可完成，使得逻辑电路的复用性更好。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种用于图形处理的像素格式转换装置，具有通用性的结构，可适用于不同类型的多种像素格式转换，而无须更改硬件电路。

本发明的另一目的是提供一种用于图形处理的像素格式转换方法，可以进行不同类型的多种像素格式转换，而无须更改硬件电路。

本发明的另一目的是提供一种结构灵活的图形处理单元。

根据本发明的第一方面，提供一种像素格式转换装置，包括：

位宽拆分单元，用于读取输入数据，并把读取的输入数据拆分成统一的位宽格式；

查表单元，用于检查输入数据是否包含查表指数，若包含查表指数，表示输入数据为真实色彩型的像素格式数据在存储器中的存放地址，从存储器的相应存放地址中读取出真实色彩型的像素格式数据，若不包含查表指数，表示输入数据为真实色彩型的像素格式数据；

至少一路通道转换单元，每路通道转换单元分别对读取的具有统一位宽格式的像素格式数据按分量进行像素格式转换，输出转换后的像素格式分量数据；

拼接逻辑单元，用于对每路通道转换单元输出的像素格式分量数据进行拼接，形成完整的像素格式数据。

根据本发明的另一方面，提供一种像素格式转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)读取输入数据，并把读取的输入数据拆分成统一的位宽格式；

(2)判断输入数据是否为查找表型，如果输入数据为查找表型，则输入数据为真实色彩型的像素格式数据在存储器中的存放地址，按照该地址从存储器中读取真实色彩型的像素格式数据，如果输入数据不是查找表型，则表示输入数据为真实色彩型的像素格式数据；

(3)对读取的具有统一位宽格式的像素格式数据按像素格式分量分成多路分别抽取有效数据；

(4)把每路像素格式分量数据的有效数据进行位扩展，得到扩展后统一位宽的像素格式分量数据；

(5)对每路扩展后统一位宽的像素格式分量数据进行拼接，形成完整的像素格式数据。

根据本发明的另一方面，提供一种图形处理单元，包括：

像素格式转换装置，用于将接收的图像的像素格式转换成图形处理单元内部逻辑运算所需要的像素格式：以及

像素格式反转换装置，用于将已完成图形处理单元内部逻辑运算的图像数据转换成图像输出所需要的像素格式，所述像素格式反转换装置包括：

至少一路通道反转换单元，每路通道反转换单元分别对已完成图形处理单元内部逻辑运算的图像数据的像素格式分量进行像素格式反向转换，得到输出所需的像素格式分量；以及

拼接逻辑单元，用于对各路通道反转换单元输出的像素格式分量数据进行拼接，形成完整的像素格式数据。

根据本发明的另一方面，提供一种图形处理单元，它包括如本发明第一方面所述的像素格式转换装置。

附图说明

以下附图为对本发明示例性实施例的辅助说明，结合以下附图对本发明实施例的阐述，是为进一步揭示本发明的特征所在，但并不限制本发明，图中相同符号代表实施例中相应元件或步骤，其中：

图1为二输入一输出的图形处理单元示意图。

图2为现有技术中像素格式转换模块的示意图。

图3为本发明的一种像素格式转换方法流程示意图。

图4A-4C示意性地表示像素格式数据中的有效数据的位宽及其在总线位宽中的分布位置。

图5为本发明的像素格式转换装置结构示意图。

图6为根据本发明的一个实施例的位宽拆分单元电路结构框图。

图7A为24bpp拆分逻辑电路结构示意图；图7B为8bpp拆分逻辑电路结构示意图。

图8为根据本发明的一个实施例的一路通道转换单元结构示意图。

图9为根据本发明的一个实施例的位宽抽取模块电路结构框图。

图10为根据本发明的一个实施例的位宽扩展模块示例性电路结构框图。

图11为本发明的像素格式反转换装置结构示意图。

图12为根据本发明的一个实施例的通道反转换单元电路结构框图。

图13为根据本发明的一个实施例的一种包含所述像素格式转换装置和所述像素格式反转换装置的图形处理单元结构示意图。

具体实施方式

图形处理中像素格式有很多种类型，对其中绝大多数像素格式可以按不同标准进行分类。例如，按照是否需要查询存储器地址来获取像素格式数据，可分为查找表型(LUT)数据和非查找表型(LUT)数据；按照颜色编码方式，可分为RGB类型和YUV类型；按照像素位宽，又可分为1bpp/2bpp/4bpp/8bpp/16bpp/24bpp/32bpp(bpp表示bit per pixel，即每像素的位宽)等多种类型。此外，按照各颜色通道的位置，又可区别不同的像素格式。

为了采用一种更为灵活统一的结构来描述图形处理单元中的像素格式转换模块，可以根据像素格式不同类型的分类标准将不同类型的像素格式调整成大致统一的格式，以便能够使不同类型的像素格式通过一致的结构进行转换。这样，在需要图形处理单元支持更多类型的像素格式时，仅需要通过更改软件对图形处理单元的配置即可完成，使得逻辑电路的复用性更好。

参见图3，本发明提出一种像素格式转换方法，其包括以下步骤：

(1)步骤301，读取输入数据，并把读取的输入数据拆分成统一的位宽格式。例如，把1bpp/2bpp/4bpp/8bpp/16bpp/24bpp/32bpp等多种类型位宽格式的像素格式数据统一拆分成32bpp位宽格式。对于4bpp的像素格式来说，拆分后的32位数据中可以定义低4位值为有效像素格式数据，高28位值忽略。其他像素格式类似。

(2)步骤302，判断输入数据是否为查找表型(LUT)。如果输入数据为查找表型，表示输入数据为真实色彩型的像素格式数据在存储器中的存放地址，则按照步骤303，可以根据数据地址从存储器中读取真实色彩型的像素格式数据，再进入下一步骤304。存放在存储器中的真实色彩型的像素格式数据的像素格式可以设置成与内部运算逻辑需要的像素格式相同。如果输入数据为真实色彩型的像素格式数据，则直接进入下一步骤304。

(3)步骤304，将具有统一位宽格式的像素格式数据按分量分成多路分别抽取出有效数据。不但有位宽不同的像素格式，而且像素格式数据在颜色通道中的位置也会有所不同。例如图4A所示的像素格式数据中有效数据位宽是4位，位置在32位位宽总线的第21-24位；图4B所示的像素格式数据中有效数据位宽是8位，位置在32位位宽总线的第0-7位。像素格式数据的每一分量分别作为一路数据单独处理，多路分量数据的处理并行进行。

(4)步骤305，把每一路像素格式分量的有效数据进行位扩展，得到统一位宽的像素格式数据。例如，虽然有效数据的位宽可以是3位、5位、6位、8位等值，但可以使其位宽统一扩展成8位。

(5)步骤306，对各路像素格式分量转换得到的统一位宽的像素格式数据进行拼接。如果输入数据的像素格式分量的数量少于图形处理单元内部运算所需要的像素格式的分量数，可以从软件配置读取分量。例如，对于ARGB像素格式数据，在前面的步骤302-305中，通常是针对各个分量，如A分量、R分量、G分量、B分量分别设置转换通道进行处理，在该步骤306中，把四个分量数据拼接在一起，获得完整的像素格式数据。如果输入数据缺少A分量，可以对从软件配置读取A分量，给A分量分配一个值。

(6)根据图像处理的附加要求，例如可以增加步骤307，将拼接完成后的像素格式数据再进行附加的逻辑转换。例如，进行色彩空间YUV到RGB的转换等。

相应地，本发明提出一种像素格式转换装置，参见图5，该像素格式转换装置包括位宽拆分单元501、查表单元502、通道转换单元503、拼接逻辑单元506以及根据图像处理的附加要求可以增加的转换逻辑单元507。

位宽拆分单元501读取输入数据，并把读取的输入数据拆分成统一的位宽格式。图6为位宽拆分单元电路结构示意图。位宽拆分单元501具有1bpp拆分逻辑605、2bpp拆分逻辑606、4bpp拆分逻辑607、8bpp拆分逻辑608、16bpp拆分逻辑609、24bpp拆分逻辑610，分别可以对1bpp/2bpp/4bpp/8bpp/16bpp/24bpp等多种类型位宽格式的像素格式数据进行位宽拆分，其输出分别连接到多路复用器604的输入端，作为多路复用器604的输入。32bpp位宽格式的像素格式数据可以直接作为多路复用器604的输入。位宽寄存器603根据当前输入数据的位宽格式，控制多路复用器604从多路输入中选择一路进行输出。根据本发明的其他实施例，在出现其他类型的位宽格式时，可以增加相应类型位宽格式的拆分逻辑。各拆分逻辑在收到输出使能信号时输出一次数据。输出使能信号的次数同时记录在计数器602中。以8bpp拆分逻辑为例来说明，对于8bpp位宽格式的数据，一个总线位宽为32位的数据将分4次输出，当输出使能信号第一次发出时，输出低8位数据，即第0-7位；当计数器602显示输出使能信号第二次发出时，输出第8-15位数据；当计数器602显示输出使能信号第三次发出时，输出第16-23位数据；当计数器602显示输出使能信号第四次发出时，输出第24-31位数据。数据锁存寄存器601锁存输入的24bpp位宽格式的数据。

图7A为24bpp拆分逻辑电路结构示意图。24bpp位宽格式的输入数据分为4种情况处理，分别为多路复用器的四路输入。根据本发明的一个实施例，总线位宽为32位，24bpp位宽格式的输入数据将会出现4种形式。第一种情况，数据锁存寄存器没有锁存的24bpp数据，则第一个32位输入数据直接作为多路复用器的第一路输入，可直接输出第一个24bpp数据，此时数据锁存寄存器中锁存的第一个32位输入数据的高8位，即第二个24bpp数据的低8位。第二种情况，数据锁存寄存器锁存的第一个32位输入数据的高8位是第二个24bpp数据的低8位，则需要把数据锁存寄存器中锁存的第一个32位输入数据右移24位，使其置于32位总线的低8位，并把新输入的第二个32位输入数据的左移8位，再通过或门701拼接在一起，得到第二个24bpp数据，作为多路复用器的第二路输入，此时数据锁存寄存器中锁存的第二个32位输入数据的高16位，即第三个24bpp数据的低16位。第三种情况，锁存寄存器锁存的第二个32位输入数据的高16位是第三个24bpp数据的低16位，则需要把数据锁存寄存器中锁存的第二个32位输入数据右移16位，并把新输入的第三个32位输入数据左移16位，再通过或门702拼接在一起，得到第三个24bpp数据，作为多路复用器的第三路输入，此时数据锁存寄存器中锁存的第三个32位输入数据的高24位，即第四个24bpp数据。第四种情况，数据锁存寄存器锁存的第三个32位输入数据的高24位是第四个24bpp数据，则直接把数据锁存寄存器的第三个32位输入数据右移8位，使其置于32位总线的低24位，作为多路复用器的第四路输入。多路复用器以上述四种情况作为一个循环，计数器控制多路复用器依次对第一、二、三、四路输入进行输出。

图7B为8bpp拆分逻辑电路结构示意图。由于32位总线每次可输入的数据为32位，包含4个8bpp数据。第一种情况，总线低8位即有效数据，输入数据直接作为多路复用器的第一路输入。第二种情况，32位总线的第8-15位右移8位后才能得到低8位的有效数据，作为多路复用器第二路输入。第三种情况，32位总线的第16-23位右移16位后才能得到低8位的有效数据，作为多路复用器第三路输入。第四种情况，32位总线的第24-31位右移24位后才能得到低8位的有效数据，作为多路复用器第四路输入。多路复用器在计数器的控制下依次选择第一、二、三、四路输入。其他拆分逻辑，如1bpp拆分逻辑、2bpp拆分逻辑、4bpp拆分逻辑、16bpp拆分逻辑与8bpp拆分逻辑电路结构类似，一般技术人员根据8bpp拆分逻辑电路结构可以设计出其他几类位宽格式相应的拆分逻辑，在此不再详加说明。

查表单元502检查输入数据是否包含查表指数(LUT index)。若包含查表指数，表示输入数据为查找表型，需要指出查表指数的位域区间。此时输入数据为真实色彩型的像素格式数据在存储器中的存放地址，可以从存储器的相应存放地址中读取出真实色彩型的像素格式数据。根据本发明的一个实施例，存放在存储器中的真实色彩型的像素格式数据的像素格式可以设置成与内部运算逻辑所需的像素格式相同。例如，内部运算逻辑所需的像素格式为A8R8G8B8，则存放在存储器中的真实色彩型的像素格式数据也相应设置成A8R8G8B8像素格式。

像素格式转换装置具有多路通道转换单元，如图5中第一通道转换单元5031、第二通道转换单元5032......第n通道转换单元503n。但通道转换单元的数量只是针对需要转换的像素格式分量而设置，即按照内部运算逻辑需要的像素格式分量数而设置，而并非针对像素格式的类型来设置，因此，当增加新类型的像素格式时，并不需要重新设计硬件电路，如增加通道转换单元的数量，改变多路复用器结构等。例如，在本发明的一个实施例中，像素格式转换装置包含4路通道转换单元，可分别将具有A、R、G、B四个分量的像素格式Ax1Ry1Gz1Bw1统一转换成像素格式A8R8G8B8，也可分别将具有A、Y、U、V四个分量的像素格式Ax2Yy2Uz2Vw2统一转换成像素格式A8Y8U8V8。第一、二、三、四通道转换单元分别完成A、R、G、B四个分量中的一个分量或A、Y、U、V四个分量中的一个分量的像素格式转换。Ax1Ry1Gz1Bw1中的x1、y1、z1、w1表示A、R、G、B四个分量的位宽，可以改变x1、y1、z1、w1四个值，以获得不同类型的像素格式。类似地Ax2Yy2Uz2Vw2中的x2、y2、z2、w2表示A、Y、U、V四个分量的位宽，可以改变x2、y2、z2、q2四个值，以获得不同类型的像素格式。

每一路通道转换单元具有相同的硬件结构，包含位宽抽取模块801和位宽扩展模块802，如图8所示。其中，位宽抽取模块801中设有通道位宽寄存器901，可以写入抽取位宽值，根据抽取位宽值从输入的数据中抽取相应位宽的像素格式数据。例如，可以把抽取位宽值设为3，则从总线上抽取位宽为3位的数据。图9给出了一种示例性的位宽抽取模块电路结构。位宽抽取模块801从第一桶形移位器903的第一输入端输入数据，从与门906的输出端输出数据。第一桶形移位器903的第二输入端连接通道低位边界寄存器905，第三输入端为右移控制信号，输出端连接到与门906的第一输入端。通道位宽寄存器901的输出端连接第二桶形移位器902的第一输入端。第二桶形移位器902的第二输入端为左移控制信号，第三输入端为移位值“1”，输出端连接到减法器904的第一输入端。减法器904的第二输入端为值“1”，输出端连接到与门906的第二输入端。通道低位边界寄存器905中设置输入数据的通道最低边界位，第一桶形移位器903根据通道最低边界位对输入数据右移相应的位数，使有效数据移到总线的最低位。其工作原理可举例说明。如图4A所示，分量的3位有效数据在32位总线中的第21-24位，通道最低边界位即为第21位。将输入数据右移21位，使有效数据移到总线最低位，即第0-3位，见图4C。图4A中分量的有效数据为3，则相应地把抽取位宽值设为3，第二桶形移位器902将“1”左移3位，得到“1000”，减法器904减“1”，得到“0111”。与门906对第一桶形移位器903的输出和减法器904的输出进行“与”处理，就可把像素格式数据的有效数据抽取出来，并置于总线通道的最低位，其高位均填零。这样，输入数据的有效数据位宽长度或在总线通道的位置虽然不相同，但从位宽抽取模块801总是能得抽取并输出像素格式数据的有效数据，并将其置于总线通道的最低位，其高位均填零。位宽抽取模块801输出的像素格式分量数据送入位宽扩展模块802进行扩展。位宽扩展模块802统一对位宽抽取模块801输出的像素格式分量数据进行位扩展，得到具有统一位宽的像素格式分量数据。按照本发明的一个实施例，位宽扩展模块802统一把位宽抽取模块801输出的像素格式分量数据扩展成8位数据。图10为位宽扩展模块一个示例性结构示意图。例如，输入颜色分量A3位宽为3位，相应地，位宽抽取模块802输出值的位宽为3位，且有效数据位于低3位，需要将其扩展成8位数据。输入颜色分量位宽寄存器1001作为减法器1002的第一输入端，其中设置3位的输入颜色分量位宽。减法器1002的第二输入端为“8”，即需要扩展的位宽。减法器1002的输出端连接桶形移位器1003的第一输入端，位宽抽取模块输出值作为桶形移位器1003的第二输入端，左移控制信号作为桶形移位器1003的第三输入端。左移控制信号控制桶形移位器1003对位宽抽取模块输出值左移5位，即可将分量数据A3扩展成A8输出，其中有效数据位于高3位，低5位填零。

多个通道转换单元同时进行工作，把转换后的分量数据送入拼接逻辑506。拼接逻辑506对各路路通道转换单元送出的各路分量数据进行拼接。如果输入数据的分量数少于内部运算逻辑需要的像素格式分量数，可以从软件配置读取相应数量的分量，给这些分量分配值。根据本发明的一个实施例，如果输入数据的分量为3，而内部运算逻辑需要的像素格式分量数为4，则一路分量从软件配置读取。例如，根据本发明的一个实施例，位宽扩展模块802输出的分量像素格式数据均为8位，则拼接逻辑506把A、R、G、B四个分量数据拼接成为完整的A8R8G8B8类型的像素格式，或把A、Y、U、V四个分量数据拼接成为完整的A8Y8U8V8类型的像素格式。其他转换逻辑507按照图像处理要求对拼接逻辑506获得的A8R8G8B8类型或A8Y8U8V8类型的像素格式进行转换。例如，图像输出要求的统一数据格式是A8R8G8B8类型的像素格式时，如果当前拼接逻辑506输出的像素格式是A8Y8U8V8类型，则由其他转换逻辑507将其转换成为A8R8G8B8类型的像素格式。拼接逻辑506和其他转换逻辑507的结构都是现有技术，在此不再赘述。

图13示例性的提出一种包含所述像素格式转换装置的图形处理单元。该图形处理单元可同时接收两路输入数据，如图中所示的“输入图像1”和“输入图像2”，并利用两路像素格式转换装置，即第一像素格式转换装置1301和第二像素格式转换装置1302，分别对这两路输入数据进行像素格式转换，完成像素格式转换的数据在内部运算引擎1305中进行各类图像运算处理后，再由像素格式反转换装置1308进行像素格式反转换，以获得图像显示所需要的像素格式。第一像素格式转换装置和第二像素格式转换装置均可采用前文所述的电路结构。

为便于内部运算引擎的图像运算处理，所有图像数据通过像素格式转换装置转换成统一的像素格式，例如统一转换成A8R8G8B8像素格式。而图像输出时需要将原统一的像素格式按照需求分别转换为不同的像素格式。因此，像素格式反转换装置的原理和结构与像素格式转换装置相对应。参见图11，像素格式反转换装置包括通道反转换单元110、拼接逻辑1104以及按需要增加的例如转换逻辑1105。类似于通道转换单元，通道反转换单元数量也可有多路，如图11中第一通道反转换单元1101、第二通道反转换单元1102，......第n通道反转换单元11n。但通道反转换单元的数量只是针对需要转换的像素格式分量而设置，即按照内部运算逻辑需要的像素格式分量数而设置，而并非针对像素格式的类型来设置，因此，当增加新类型的像素格式时，也不需要重新设计硬件电路，如不需增加通道反转换单元的数量，也不需改变多路复用器结构等。例如，在本发明的一个实施例中，像素格式反转换装置包含4路通道反转换单元，可将具有A、R、G、B四个分量的像素格式A8R8G8B8转换成需要的像素格式Ax1Ry1Gz1Bw1，也可将具有A、Y、U、V四个分量的像素格式A8Y8U8V8统一转换成像素格式Ax2Yy2Uz2Vw2。第一、二、三、四通道反转换单元分别完成A、R、G、B四个分量中的一个分量或A、Y、U、V四个分量中的一个分量的像素格式反转换。Ax1Ry1Gz1Bw1中的x1、y1、z1、w1表示A、R、G、B四个分量的位宽，改变x1、y1、z1、w1四个值就可获得不同类型的像素格式。类似地，Ax2Yy2Uz2Vw2中的x2、y2、z2、w2表示A、Y、U、V四个分量的位宽，改变x2、y2、z2、q2四个值可以获得不同类型的像素格式。

图12给出了一种示例性的通道反转换单元电路结构。每一路通道反转换单元具有输出颜色分量位宽寄存器1201，输出颜色分量位宽寄存器1201的值根据输出图像所需要的分量像素格式来设置。根据本发明的一个实施例，图形处理单元的内部运算时将图像的像素格式转换为统一的8位。输出颜色分量位宽寄存器1201和数值“8”输入减法器1202进行减法操作后得到待抽取位宽值，作为第一桶形移位器1203的第一输入，内部8位颜色分量值作为第一桶形移位器1203的第二输入，在右移控制信号的控制下，内部8位颜色分量值向右移位待抽取位宽值，得到输出颜色分量值。例如，输出图像的所需要的分量像素格式为G3，输出颜色分量位宽寄存器1201设为“3”，第一桶形移位器所输出的输出颜色分量值的低3位为有效数据。再把输出颜色分量值作为第二桶形移位器1204的第一输入，输出颜色分量低位边界值作为第二桶形移位器1204的第二输入，在左移控制信号的控制下，输出颜色分量值向左移位的大小为输出颜色分量低位边界值，从而得到输出数据。拼接逻辑1104把各个通道反转换单元所输出的各分量数据进行拼接，就可得到完整的像素格式。例如，将A2、R4、G3、B5四个分量的像素格式进行拼接，可得到完整的像素格式A2R4G3B5。像素格式反转换装置的其他转换逻辑1105可以按照图像输出要求对拼接逻辑1104拼接获得的像素格式进行转换。

本发明采用了一种更为灵活统一的结构来描述图形处理单元中的像素格式转换模块，使得在需要图形处理单元支持更多的像素格式时，仅需要通过更改软件对图形处理单元的配置即可完成，而无须重新设计GPU的逻辑电路，使得逻辑电路的复用性更好，也节省了资源和设计时间。根据本发明的其他实施例，图形处理单元可以仅包含所述像素格式转换装置或仅包含所述像素格式反转换装置。当图形处理单元同时包含所述像素格式转换装置与所述像素格式反转换装置，将使硬件逻辑电路具有更好的复用性。

本发明并不限于实施例所做的阐述，任何基于本发明的修改和本发明的等同物都应涵盖在本发明的权利要求的精神和范围之内。

Claims (17)

1.一种像素格式转换装置，包括：

位宽拆分单元，用于读取输入数据，并把读取的输入数据拆分成统一的位宽格式；

查表单元，用于检查输入数据是否包含查表指数，若包含查表指数，表示输入数据为真实色彩型的像素格式数据在存储器中的存放地址，从存储器的相应存放地址中读取出真实色彩型的像素格式数据，若不包含查表指数，表示输入数据为真实色彩型的像素格式数据；

至少一路通道转换单元，每路通道转换单元分别对读取的具有统一位宽格式的像素格式数据按分量进行像素格式转换，输出转换后的像素格式分量数据，其中，所述每路通道转换单元包含位宽抽取模块和位宽扩展模块，所述位宽抽取模块根据设置的抽取位宽值，从输入的数据中抽取相应位宽的像素格式分量数据，所述位宽扩展模块统一把位宽抽取模块输出的像素格式分量数据扩展成预设位宽的像素格式分量数据；

拼接逻辑单元，用于对每路通道转换单元输出的像素格式分量数据进行拼接，形成完整的像素格式数据。

2.如权利要求1所述的像素格式转换装置，其特征在于还包括按照图像处理的附加要求对拼接逻辑单元获得的像素格式数据进行附加的像素格式转换的转换逻辑单元。

3.如权利要求1或2所述的像素格式转换装置，其特征在于，所述位宽拆分单元包括1bpp拆分逻辑、2bpp拆分逻辑、4bpp拆分逻辑、8bpp拆分逻辑、16bpp拆分逻辑、24bpp拆分逻辑，可分别用于对1bpp/2bpp/4bpp/8bpp/16bpp/24bpp等多种类型位宽格式的输入数据进行位宽拆分。

4.如权利要求3所述的像素格式转换装置，其特征在于，所述24bpp拆分逻辑包含具四路输入的多路复用器，所述多路复用器的第一路输入包括所述位宽拆分单元直接输入的32位输入数据作为第一个24bpp数据；所述多路复用器的第二路输入包括把数据锁存寄存器锁存的第一个32位数据右移24位，并把新输入的第二个32位输入数据左移8位，再通过或门拼接在一起得到的第二个24bpp数据；所述多路复用器的第三路输入包括把数据锁存寄存器中锁存的第二个32位输入数据右移16位，并把新输入的第三个32位输入数据左移16位，再通过或门拼接在一起得到的第三个24bpp数据；所述多路复用器的第四路输入包括把数据锁存寄存器锁存的第三个32位输入数据右移8位后得到的有效数据，所述多路复用器以上述四路输入作为一个循环，计数器控制所述多路复用器依次对第一、二、三、四路输入进行输出。

5.如权利要求3所述的像素格式转换装置，其特征在于，所述8bpp拆分逻辑包含具四路输入的多路复用器，所述多路复用器的第一路输入包括所述位宽拆分单元直接输入的32位输入数据作为第一个8bpp数据；所述多路复用器的第二路输入包括输入数据右移8位后得到的有效数据；所述多路复用器的第三路输入包括输入数据右移16位后得到的有效数据；所述多路复用器的第四路输入包括输入数据右移24位后得到的有效数据，所述多路复用器在计数器的控制下依次选择第一、二、三、四路输入。

6.如权利要求1或2所述的像素格式转换装置，其特征在于，所述存放在存储器中的真实色彩型的像素格式数据的像素格式设置成与内部运算逻辑所需的像素格式相同。

7.如权利要求1或2所述的像素格式转换装置，其特征在于，所述通道转换单元的数量按照内部运算逻辑需要的像素格式分量数而设置。

8.如权利要求7所述的像素格式转换装置，其特征在于，所述通道转换单元为4路，每一路通道转换单元分别对A、R、G、B四个像素格式分量中的一个分量或A、Y、U、V四个像素格式分量中的一个分量进行转换。

9.如权利要求7所述的像素格式转换装置，其特征在于，当输入数据的像素格式分量数少于内部运算逻辑需要的像素格式分量数，从软件配置读取相应数量的分量，给这些分量分配值。

10.一种像素格式转换方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）读取输入数据，并把读取的输入数据拆分成统一的位宽格式；

（2）判断输入数据是否为查找表型，如果输入数据为查找表型，则输入数据为真实色彩型的像素格式数据在存储器中的存放地址，按照该地址从存储器中读取真实色彩型的像素格式数据，如果输入数据不是查找表型，则表示输入数据为真实色彩型的像素格式数据；

（3）对读取的具有统一位宽格式的像素格式数据按像素格式分量分成多路分别抽取有效数据；

（4）把每路像素格式分量数据的有效数据进行位扩展，得到扩展后统一位宽的像素格式分量数据；

（5）对每路扩展后统一位宽的像素格式分量数据进行拼接，形成完整的像素格式数据。

11.如权利要求10所述的像素格式转换方法，其特征在于还包括按照图像处理的附加要求对步骤（5）形成的完整的像素格式数据进行附加的像素格式转换。

12.如权利要求10所述的像素格式转换方法，其特征在于，步骤（2）中，存放在存储器中的真实色彩型的像素格式数据设置成具有与步骤（1）的统一位宽格式的像素格式数据相同的位宽格式。

13.如权利要求10所述的像素格式转换方法，其特征在于，步骤（3）中，当输入数据的像素格式分量数少于内部运算逻辑需要的像素格式分量数，从软件配置读取相应数量的分量，给这些分量分配值。

14.一种图形处理单元，包括：

如权利要求1所述的像素格式转换装置，用于将接收的图像的像素格式转换成图形处理单元内部逻辑运算所需要的像素格式：以及

像素格式反转换装置，用于将已完成图形处理单元内部逻辑运算的图像数据转换成图像输出所需要的像素格式，所述像素格式反转换装置包括：

至少一路通道反转换单元，每路通道反转换单元分别对已完成图形处理单元内部逻辑运算的图像数据的像素格式分量进行像素格式反向转换，得到输出所需的像素格式分量，其中，所述每路通道反转换单元具有输出颜色分量位宽寄存器，所述输出颜色分量位宽寄存器的值根据输出图像所需要的分量像素格式来设置；以及

拼接逻辑单元，用于对各路通道反转换单元输出的像素格式分量数据进行拼接，形成完整的像素格式数据。

15.如权利要求14所述的图形处理单元，其特征在于还包括按照图像处理的附加要求对拼接逻辑单元获得的像素格式数据进行附加的像素格式转换的转换逻辑单元。

16.如权利要求14或15所述的图形处理单元，其特征在于，所述通道反转换单元的数量按照内部运算逻辑需要的像素格式分量数而设置。

17.如权利要求16所述的图形处理单元，其特征在于，所述通道反转换单元为4路，每一路通道反转换单元分别对A、R、G、B四个像素格式分量中的一个分量或A、Y、U、V四个像素格式分量中的一个分量进行转换。

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