CN103152571B - 减少数据带宽的视频处理方法及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种减少数据带宽的视频处理方法，在图像处理电路对图像数据进行处理之后回写至内存时，先通过无损压缩电路对图像数据进行无损压缩处理后再回写至内存中；并在下一个图像处理电路读取内存中的图像数据时，先通过无损解压缩电路对图像数据进行解压后再对图像数据进行处理。本发明还提供一种减少数据带宽的视频处理电路。本发明的方法及电路可以在不增加内存频率也不增加内存通道的情况下支持高解析度的屏幕，使图形图像处理所需的带宽大幅下降。
Description
技术领域
本发明涉及一种减少数据带宽的视频处理方法及电路。
背景技术
随着技术的进步,用户对高清视频的需求越来越高从过去的480p到720p再到现在的1080p甚至2160p,因为高清视频会带来更好的用户体验.如图1所示，目前的技术中都是以原始图像数据的方式进行交互,在当前技术的图像处理电路中,无论读取和回写,都是未经压缩的原始图像数据,在原始图像数据中其实还有大量的冗余信息，图像处理过程所耗费的带宽资源一直都是内存带宽的消耗大户,所以高清视频的推广让本来就是系统速度瓶颈的内存带宽资源更加紧张。
为了解决高清视频带来的内存带宽紧张的问题,工程师做了很多的解决方案，如：
1.通过提高内存颗粒工作频率来提高内存可以提供的数据带宽,但是高频率带来了高功耗和高发热,这是手持设备很难接受的；
2.学习PC做法,增加内存通道数来获取更大的带宽,但是这种方法会使手持设备的成本迅速上升,同时由于数据走线增多和内存颗粒增多,造成的PCB布线的困难。
如果能找到一种方法或电路可以使图形图像处理所需的带宽大幅下降,这样就可以在不增加内存频率也不增加内存通道的情况下支持高解析度的屏幕，这将是很有意义的。
发明内容
本发明要解决的技术问题之一，在于提供一种减少数据带宽的视频处理方法，可以在不增加内存频率也不增加内存通道的情况下支持高解析度的屏幕，使图形图像处理所需的带宽大幅下降。
本发明上述技术问题是这样实现的：一种减少数据带宽的视频处理方法，其中：在图像处理电路对图像数据进行处理之后回写至内存时，先通过无损压缩电路对图像数据进行无损压缩处理后再回写至内存中；并在下一个图像处理电路读取内存中的图像数据时，先通过无损解压缩电路对图像数据进行解压后再对图像数据进行处理。
进一步的，所述无损解压缩电路包括读控制单元、熵解码单元以及第一图像宏块缓存电路，所述读控制单元负责控制从内存中读取经过无损压缩的数据,并把数据送往熵解码单元；熵解码单元根据码表信息对数据进行熵解码,并将解码后的图像原始数据送往第一图像宏块缓存电路供后面的图像处理单元使用；第一图像宏块缓存电路负责存储原始的图像宏块,供后面的图像处理单元使用；所述无损压缩电路包括第二图像宏块缓存电路、熵解码单元以及写控制单元；所述第二图像宏块缓存电路负责存储前面图像处理单元处理完的图像宏块原始数据,供熵编码单元使用；熵编码单元根据码表信息对图像宏块数据进行熵编码,并将编码后的压缩数据送往写控制单元；写控制单元负责控制从将压缩后数据写到内存中。
进一步的，所述图像处理电路包括视频解码电路、图像增强电路和/或图像缩放电路，所述视频处理方法具体包括：
步骤10、将视频源文件存储在内存中；
步骤20、通过视频解码电路读取视频编码信息，并对视频源文件进行解码,产生一个个的图像宏块,图像宏块经过第一无损压缩电路进行无损压缩后写到内存中的解码后图像存储区；
步骤30、等待视频解码电路解码完成一帧图像后,图像增强电路从内存读取经过无损压缩的解码后的图像，经过第二无损解压缩电路解压后，变为一个个原始的图像宏块信息，供给图像增强处理电路进行图像增强处理，然后处理后的宏块再经过第二无损压缩电路,被存到图像增强后图像存储区域；
步骤40、等待图像增强电路处理完成一帧图像后,图像缩放电路从内存读取经过无损压缩的解码后的图像,经过第三无损解压缩电路,变为一个个原始的图像宏块信息，供给图像缩放电路进行图像缩放处理，然后处理后的宏块再经过第三无损压缩电路，被存到缩放后待显示图像存储区域；
上述步骤中，通过一码表存储器进行存储无损编解码所需要的公共码表,以供第二无损压缩电路、第三无损压缩电路和第一无损解压缩电路、第二无损解压缩电路以及第三无损解压缩电路进行编解码使用。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种减少数据带宽的视频处理方法，可以在不增加内存频率也不增加内存通道的情况下支持高解析度的屏幕，使图形图像处理所需的带宽大幅下降。
本发明上述技术问题是这样实现的：一种减少数据带宽的视频处理电路，其中：在图像处理电路的前后分别通过一无损解压缩电路和无损压缩电路连接内存；在图像处理电路对图像数据进行处理之后回写至内存时，先通过无损压缩电路对图像数据进行无损压缩处理后再回写至内存中；并在下一个图像处理电路读取内存中的图像数据时，先通过无损解压缩电路对图像数据进行解压后再对图像数据进行处理。
进一步的，所述无损解压缩电路包括依次连接的读控制单元、熵解码单元以及第一图像宏块缓存电路，所述读控制单元负责控制从内存中读取经过无损压缩的数据,并把数据送往熵解码单元；熵解码单元根据码表信息对数据进行熵解码,并将解码后的图像原始数据送往第一图像宏块缓存电路供后面的图像处理单元使用；第一图像宏块缓存电路负责存储原始的图像宏块,供后面的图像处理单元使用；所述无损压缩电路包括依次连接的第二图像宏块缓存电路、熵解码单元以及写控制单元；所述第二图像宏块缓存电路负责存储前面图像处理单元处理完的图像宏块原始数据,供熵编码单元使用；熵编码单元根据码表信息对图像宏块数据进行熵编码,并将编码后的压缩数据送往写控制单元；写控制单元负责控制从将压缩后数据写到内存中。
进一步的，所述视频处理电路包括内存、码表存储器、视频解码电路、第一无损压缩电路、第二无损解压缩电路、图像增强电路、第二无损压缩电路、第三无损解压缩电路、图像缩放电路以及第三无损压缩电路：所述内存、视频解码电路、第一无损压缩电路依次连接后再连接内存；所述内存、第二无损解压缩电路、图像增强电路、第二无损压缩电路依次连接后再连接内存；所述内存、第三无损解压缩电路、图像缩放电路以及第三无损压缩电路依次连接后再连接内存；所述码表存储器分别连接第二无损压缩电路、第三无损压缩电路和第一无损压缩电路、第二无损解压缩电路以及第三无损解压缩电路。
本发明方法及电路具有如下优点：本发明使用熵编码法将原始图像数据进行无损压缩后,以消除原始图像数据中的大量的冗余信息,因此可以大幅减少对内存的读写数据量；由于是无损压缩，所以不会影响图像质量；可以大幅降低内存的工作频率，降低整体电路功耗；可以降低内存通道需求，降低整体电路成本。
附图说明
下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。
图1为现有技术中视频处理时的数据流示意图。
图2为本发明方法及电路中视频处理时的数据流示意图。
图3为本发明方法及电路中无损解压缩电路的结构示意图。
图4为本发明方法及电路中无损压缩电路的结构示意图。
图5为本发明方法及电路视频处理一实施例的数据流示意图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的视频处理电路，是在图像处理电路的前后分别通过一无损解压缩电路和无损压缩电路连接内存；本发明的视频处理方法是在图像处理电路对图像数据进行处理之后回写至内存时，先通过无损压缩电路对图像数据进行无损压缩处理后再回写至内存中；并在下一个图像处理电路读取内存中的图像数据时，先通过无损解压缩电路对图像数据进行解压后再对图像数据进行处理。
如图3所示，所述无损解压缩电路包括依次连接的读控制单元、熵解码单元以及第一图像宏块缓存电路，所述读控制单元负责控制从内存中读取经过无损压缩的数据,并把数据送往熵解码单元；熵解码单元根据码表信息对数据进行熵解码,并将解码后的图像原始数据送往第一图像宏块缓存电路供后面的图像处理单元使用；第一图像宏块缓存电路负责存储原始的图像宏块,供后面的图像处理单元使用；
如图4所示，所述无损压缩电路包括依次连接的第二图像宏块缓存电路、熵解码单元以及写控制单元；所述第二图像宏块缓存电路负责存储前面图像处理单元处理完的图像宏块原始数据,供熵编码单元使用；熵编码单元根据码表信息对图像宏块数据进行熵编码,并将编码后的压缩数据送往写控制单元；写控制单元负责控制从将压缩后数据写到内存中。
如图5所示，在一实施例中，所述图像处理电路包括视频解码电路、图像增强电路和/或图像缩放电路，所述视频处理电路具体包括内存、码表存储器、视频解码电路、第一无损压缩电路、第二无损解压缩电路、图像增强电路、第二无损压缩电路、第三无损解压缩电路、图像缩放电路以及第三无损压缩电路：所述内存、视频解码电路、第一无损压缩电路依次连接后再连接内存；所述内存、第二无损解压缩电路、图像增强电路、第二无损压缩电路依次连接后再连接内存；所述内存、第三无损解压缩电路、图像缩放电路以及第三无损压缩电路依次连接后再连接内存；所述码表存储器分别连接第二无损压缩电路、第三无损压缩电路和第一无损压缩电路、第二无损解压缩电路以及第三无损解压缩电路。
所述视频处理方法具体包括：
步骤10、将视频源文件存储在内存中；
步骤20、通过视频解码电路读取视频编码信息，并对视频源文件进行解码,产生一个个的图像宏块,图像宏块经过第一无损压缩电路进行无损压缩后写到内存中的解码后图像存储区；
步骤30、等待视频解码电路解码完成一帧图像后,图像增强电路从内存读取经过无损压缩的解码后的图像，经过第二无损解压缩电路解压后，变为一个个原始的图像宏块信息，供给图像增强处理电路进行图像增强处理，然后处理后的宏块再经过第二无损压缩电路,被存到图像增强后图像存储区域；
步骤40、等待图像增强电路处理完成一帧图像后,图像缩放电路从内存读取经过无损压缩的解码后的图像,经过第三无损解压缩电路,变为一个个原始的图像宏块信息，供给图像缩放电路进行图像缩放处理，然后处理后的宏块再经过第三无损压缩电路，被存到缩放后待显示图像存储区域；
上述步骤中，通过一码表存储器进行存储无损编解码所需要的公共码表,以供第二无损压缩电路、第三无损压缩电路和第一无损解压缩电路、第二无损解压缩电路以及第三无损解压缩电路进行编解码使用。
如上所述，本发明使用熵编码法将原始图像数据进行无损压缩后,以消除原始图像数据中的大量的冗余信息,因此可以大幅减少对内存的读写数据量；由于是无损压缩，所以不会影响图像质量；可以大幅降低内存的工作频率，降低整体电路功耗；可以降低内存通道需求，降低整体电路成本。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是熟悉本技术领域的技术人员应当理解，我们所描述的具体的实施例只是说明性的，而不是用于对本发明的范围的限定，熟悉本领域的技术人员在依照本发明的精神所作的等效的修饰以及变化，都应当涵盖在本发明的权利要求所保护的范围内。
Claims (6)
1.一种减少数据带宽的视频处理方法，其特征在于：在图像处理电路对图像数据进行处理之后回写至内存时，先通过无损压缩电路对图像数据进行无损压缩处理后再回写至内存中；并在下一个图像处理电路读取内存中的图像数据时，先通过无损解压缩电路对图像数据进行解压后再对图像数据进行处理。
2.根据权利要求1所述的减少数据带宽的视频处理方法，其特征在于：
所述无损解压缩电路包括读控制单元、熵解码单元以及第一图像宏块缓存电路，所述读控制单元负责控制从内存中读取经过无损压缩的数据,并把数据送往熵解码单元；熵解码单元根据码表信息对数据进行熵解码,并将解码后的图像原始数据送往第一图像宏块缓存电路供后面的图像处理单元使用；第一图像宏块缓存电路负责存储原始的图像宏块,供后面的图像处理单元使用；
所述无损压缩电路包括第二图像宏块缓存电路、熵解码单元以及写控制单元；所述第二图像宏块缓存电路负责存储前面图像处理单元处理完的图像宏块原始数据,供熵编码单元使用；熵编码单元根据码表信息对图像宏块数据进行熵编码,并将编码后的压缩数据送往写控制单元；写控制单元负责控制从将压缩后数据写到内存中。
3.根据权利要求2所述的减少数据带宽的视频处理方法，其特征在于：所述图像处理电路包括视频解码电路、图像增强电路和/或图像缩放电路，所述视频处理方法具体包括：
步骤10、将视频源文件存储在内存中；
步骤20、通过视频解码电路读取视频编码信息，并对视频源文件进行解码,产生一个个的图像宏块,图像宏块经过第一无损压缩电路进行无损压缩后写到内存中的解码后图像存储区；
步骤30、等待视频解码电路解码完成一帧图像后,图像增强电路从内存读取经过无损压缩的解码后的图像，经过第二无损解压缩电路解压后，变为一个个原始的图像宏块信息，供给图像增强处理电路进行图像增强处理，然后处理后的宏块再经过第二无损压缩电路,被存到图像增强后图像存储区域；
步骤40、等待图像增强电路处理完成一帧图像后,图像缩放电路从内存读取经过无损压缩的解码后的图像,经过第三无损解压缩电路,变为一个个原始的图像宏块信息，供给图像缩放电路进行图像缩放处理，然后处理后的宏块再经过第三无损压缩电路，被存到缩放后待显示图像存储区域；
上述步骤中，通过一码表存储器进行存储无损编解码所需要的公共码表,以供第二无损压缩电路、第三无损压缩电路和第一无损解压缩电路、第二无损解压缩电路以及第三无损解压缩电路进行编解码使用。
4.一种减少数据带宽的视频处理电路，其特征在于：在图像处理电路的前后分别通过一无损解压缩电路和无损压缩电路连接内存；
在图像处理电路对图像数据进行处理之后回写至内存时，先通过无损压缩电路对图像数据进行无损压缩处理后再回写至内存中；并在下一个图像处理电路读取内存中的图像数据时，先通过无损解压缩电路对图像数据进行解压后再对图像数据进行处理。
5.根据权利要求4所述的减少数据带宽的视频处理电路，其特征在于：
所述无损解压缩电路包括依次连接的读控制单元、熵解码单元以及第一图像宏块缓存电路，所述读控制单元负责控制从内存中读取经过无损压缩的数据,并把数据送往熵解码单元；熵解码单元根据码表信息对数据进行熵解码,并将解码后的图像原始数据送往第一图像宏块缓存电路供后面的图像处理单元使用；第一图像宏块缓存电路负责存储原始的图像宏块,供后面的图像处理单元使用；
所述无损压缩电路包括依次连接的第二图像宏块缓存电路、熵解码单元以及写控制单元；所述第二图像宏块缓存电路负责存储前面图像处理单元处理完的图像宏块原始数据,供熵编码单元使用；熵编码单元根据码表信息对图像宏块数据进行熵编码,并将编码后的压缩数据送往写控制单元；写控制单元负责控制从将压缩后数据写到内存中。
6.根据权利要求5所述的减少数据带宽的视频处理电路，其特征在于：所述视频处理电路包括内存、码表存储器、视频解码电路、第一无损压缩电路、第二无损解压缩电路、图像增强电路、第二无损压缩电路、第三无损解压缩电路、图像缩放电路以及第三无损压缩电路：所述内存、视频解码电路、第一无损压缩电路依次连接后再连接内存；所述内存、第二无损解压缩电路、图像增强电路、第二无损压缩电路依次连接后再连接内存；所述内存、第三无损解压缩电路、图像缩放电路以及第三无损压缩电路依次连接后再连接内存；所述码表存储器分别连接第二无损压缩电路、第三无损压缩电路和第一无损压缩电路、第二无损解压缩电路以及第三无损解压缩电路。
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