CN103152572B - 一种节省带宽的屏幕显示控制方法及电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种节省带宽的屏幕显示控制方法，在屏幕显示控制过程中，图像增强电路从内存读取原始图像进行图像增强处理,经过图像增强处理后的宏块根据公共码表信息进行无损压缩,经无损压缩后的图像数据被存到内存的图像增强后图像存储区域内;等待图像增强电路处理完成一帧图像后，由带无损解压缩功能的屏幕显示控制器向内存读取经无损压缩后的待显示图像,根据公共码表信息进行无损解压缩后,将图像宏块数据转为可供屏幕显示的图像整行数据流，按照屏幕需要的行顺序将数据送往屏幕显示。
Description
技术领域
本发明涉及一种节省带宽的屏幕显示控制方法及电路。
背景技术
随着技术的进步,用户对手持设备的屏幕解析度要求越来越高,因为高解析度的屏幕会带来更好的用户体验.但是同时高解析度的屏幕对内存带宽的需求也是迅速提高.由于过去屏幕显示的图像都是以原始图像数据形式存储于内存中,显示带宽一直都是内存带宽的消耗大户,所以高解析度屏幕的使用让本来就是系统速度瓶颈的内存带宽资源更加紧张。
为了解决高解析度屏幕内存带宽紧张的问题,工程师做了很多的解决方案：
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可以使屏幕显示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，在于提供一种节省带宽的屏幕显示控制方法，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。
本发明要解决的技术问题之一是这样实现的：一种节省带宽的屏幕显示控制方法，在屏幕显示控制过程中，图像增强电路从内存读取原始图像进行图像增强处理,经过图像增强处理后的宏块根据公共码表信息进行无损压缩,经无损压缩后的图像数据被存到内存的图像增强后图像存储区域内;等待图像增强电路处理完成一帧图像后，由带无损解压缩功能的屏幕显示控制器向内存读取经无损压缩后的待显示图像,根据公共码表信息进行无损解压缩后,将图像宏块数据转为可供屏幕显示的图像整行数据流，按照屏幕需要的行顺序将数据送往屏幕显示。
其中，所述无损压缩为熵编码，所述无损解压缩为熵解码，所述带无损解压缩功能的屏幕显示控制器为带熵解码功能的屏幕显示控制器。所述熵编码和熵解码所需要的公共码表存储在一码表存储器中。
其中，所述带无损解压缩功能的屏幕显示控制器的工作过程为：先从内存中读取经过无损压缩的数据，然后根据码表信息对数据进行熵解码,再通过乒乓操作行缓存操作存储熵解码单元解码后的原始图像数据；最后按照行顺序读取图像数据,并将数据送往屏幕。
本发明要解决的技术问题之二，在于提供一种节省带宽的屏幕显示控制电路，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。
本发明要解决的技术问题之二是这样实现的：一种节省带宽的屏幕显示控制电路，包括内存、图像增强电路、无损压缩电路、带无损解压缩功能的屏幕显示控制器、屏幕以及码表存储器，所述内存、图像增强电路、无损压缩电路依次连接，所述无损压缩电路再连接至内存，且所述内存、带无损解压缩功能的屏幕显示控制器以及屏幕依次连接，所述无损压缩电路和带无损解压缩功能的屏幕显示控制器均与码表存储器连接。
进一步的，所述无损压缩电路包括依次连接的图像宏块缓存电路、熵编码单元以及写控制单元，所述图像宏块缓存电路、熵编码单元、写控制单元分别连接图像增强电路、码表存储器、内存。
进一步的，所述带无损解压缩功能的屏幕显示控制器包括依次连接的读控制单元、熵解码单元、乒乓操作行缓存单元以及读缓存控制单元；所述读控制单元还分别连接乒乓操作行缓存单元和内存，所述熵解码单元还连接码表存储器，所述读缓存控制单元连接所述屏幕。
进一步的，所述乒乓操作行缓存单元具有两个行缓存单元，每个宏块在熵解码后存入行缓存单元,当宏块存储图像数据存满整个行缓存单元后,行缓存单元会送一个数据有效信号给读缓存控制单元,让读缓存控制单元可以按照行顺序读取图像数据,同时发送一个数据满信号给熵解码单元和读控制单元,让熵解码单元不要再向该行缓存填数据;当两个行缓存单元中的一个存满后,熵解码单元会向另一个行缓存继续写宏块数据,直到另一个行缓存也填满，当两个行缓存都满后读控制单元不再读取数据;当读缓存控制单元将一个行缓存中的行数据读完后,该行缓存会向读控制单元发送一个缓存已空信号,读控制单元继续开始读数据；如此不断循环,直到整幅图像显示完毕。
本发明具有如下优点：通过对图像数据进行无损压缩，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；大幅降低内存的工作频率，降低整体电路功耗；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为本发明节省带宽的屏幕显示控制电路的结构框图。
图2为本发明中无损压缩电路的结构框图。
图3为本发明中带无损解压缩功能的屏幕显示控制器的结构框图。
图4为本发明中乒乓操作行缓存单元中一个行缓存单元在行缓存为空时的示意图。
图5为本发明中乒乓操作行缓存单元中一个行缓存单元在行缓存填入一个宏块时的示意图。
图6为本发明中乒乓操作行缓存单元中一个行缓存单元在行缓存填入两个宏块时的示意图。
图7为本发明中乒乓操作行缓存单元中一个行缓存单元在行缓存填满宏块时的示意图。
具体实施方式
本发明的节省带宽的屏幕显示控制方法，在屏幕显示控制过程中，图像增强电路从内存读取原始图像进行图像增强处理,经过图像增强处理后的宏块根据公共码表信息进行无损压缩,经无损压缩后的图像数据被存到内存的图像增强后图像存储区域内;等待图像增强电路处理完成一帧图像后，由带无损解压缩功能的屏幕显示控制器向内存读取经无损压缩后的待显示图像,根据公共码表信息进行无损解压缩后,将图像宏块数据转为可供屏幕显示的图像整行数据流，按照屏幕需要的行顺序将数据送往屏幕显示。
其中，所述无损压缩为熵编码，所述无损解压缩为熵解码，所述带无损解压缩功能的屏幕显示控制器为带熵解码功能的屏幕显示控制器。所述熵编码和熵解码所需要的公共码表存储在一码表存储器中。
其中，所述带无损解压缩功能的屏幕显示控制器的工作过程为：先从内存中读取经过无损压缩的数据，然后根据码表信息对数据进行熵解码,再通过乒乓操作行缓存操作存储熵解码单元解码后的原始图像数据；最后按照行顺序读取图像数据,并将数据送往屏幕。
如图1所示，依上述方法，本发明还提供一种节省带宽的屏幕显示控制电路，包括内存、图像增强电路、无损压缩电路、带无损解压缩功能的屏幕显示控制器、屏幕以及码表存储器，所述内存、图像增强电路、无损压缩电路依次连接，所述无损压缩电路再连接至内存，且所述内存、带无损解压缩功能的屏幕显示控制器以及屏幕依次连接，所述无损压缩电路和带无损解压缩功能的屏幕显示控制器均与码表存储器连接。如此，在屏幕显示控制过程中，所述图像增强电路从内存读取原始图像进行图像增强处理,由无损压缩电路将经过图像增强处理后的宏块根据码表存储器内的公共码表信息进行无损压缩,经无损压缩后的图像数据被存到内存的图像增强后图像存储区域内;等待图像增强电路处理完成一帧图像后，由带无损解压缩功能的屏幕显示控制器向内存读取经无损压缩后的待显示图像,根据表存储器内的公共码表信息进行无损解压缩后,将图像宏块数据转为可供屏幕显示的图像整行数据流，按照屏幕需要的行顺序将数据送往屏幕显示。
如图2所示，所述无损压缩电路包括依次连接的图像宏块缓存电路、熵编码单元以及写控制单元，所述图像宏块缓存电路、熵编码单元、写控制单元分别连接图像增强电路、码表存储器、内存。其中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熵编码后的数据存到指定地址即写到内存中。
如图3所示，所述带无损解压缩功能的屏幕显示控制器包括依次连接的读控制单元、熵解码单元、乒乓操作行缓存单元以及读缓存控制单元；所述读控制单元还分别连接乒乓操作行缓存单元和内存，所述熵解码单元还连接码表存储器，所述读缓存控制单元连接所述屏幕。所述读控制单元负责控制向指定的待显示图像存储区域即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,并将解码后的图像宏块原始数据送往乒乓操作行缓存单元;乒乓操作行缓存单元负责存储熵解码单元解码后的原始图像数据;读缓存控制单元负责控制从乒乓操作行缓存单元中按照行顺序读取图像数据,并将数据送往屏幕。
其中，随着宏块的不断被解码和存储到乒乓操作行缓存单元,当宏块数量存满一个度缓存单元的宏块行缓存时,读缓存控制单元开始工作；读缓存控制单元将图像数据从宏块行缓存中按照单行的顺序从上往下一行一行的读数据,将宏块数据流转为行数据流送往屏幕;乒乓操作行缓存单元中有两个宏块行缓存,用于进行乒乓操作,也就是当一个宏块行缓存A满了之后,读控制单元和熵解码单元可以不停止工作,继续向另一个宏块行缓存B进行宏块解码和缓存填充。
再如图4至图7所示，为乒乓操作行缓存单元中两个行缓存单元中的一个在宏块解码后的缓存操作示意图。图中以宏块大小为8x8为例。行缓存单元的像素宽度为屏幕解析度宽度,高度为宏块的高度。操作步骤如下：
1.刚开始行缓存为空时如图4所示，每个宏块在熵解码后存入行缓存单元,在存入一个宏块数据时如图5所示；存入两个宏块数据时如图6所示。
2.如图7所示，当宏块存储图像数据存满整个行缓存单元后,行缓存单元会送一个数据有效信号给读缓存控制单元,让读缓存控制单元可以按照行顺序读取图像数据,同时发送一个数据满信号给熵解码单元和读控制单元,让熵解码单元不要再向该行缓存填数据。
3.当两个行缓存单元中的一个存满后,熵解码单元会向另一个行缓存继续写宏块数据,直到另一个行缓存也填满.当两个行缓存都满后读控制单元不再读取数据。
4.当读缓存控制单元将一个行缓存中的8行数据读完后,该行缓存会向读控制单元发送一个缓存已空信号,读控制单元继续开始读数据。
5.如此不断循环,直到整幅图像显示完毕。
本发明通过对图像数据进行无损压缩，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；大幅降低内存的工作频率，降低整体电路功耗；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 (8)
1.一种节省带宽的屏幕显示控制方法，其特征在于：在屏幕显示控制过程中，图像增强电路从内存读取原始图像进行图像增强处理,经过图像增强处理后的宏块根据公共码表信息进行无损压缩,经无损压缩后的图像数据被存到内存的图像增强后图像存储区域内；等待图像增强电路处理完成一帧图像后，由带无损解压缩功能的屏幕显示控制器向内存读取经无损压缩后的待显示图像,根据公共码表信息进行无损解压缩后,将图像宏块数据转为可供屏幕显示的图像整行数据流，按照屏幕需要的行顺序将数据送往屏幕显示。
2.根据权利要求1所述的一种节省带宽的屏幕显示控制方法，其特征在于：所述无损压缩为熵编码，所述无损解压缩为熵解码，所述带无损解压缩功能的屏幕显示控制器为带熵解码功能的屏幕显示控制器。
3.根据权利要求2所述的一种节省带宽的屏幕显示控制方法，其特征在于：所述熵编码和熵解码所需要的公共码表存储在一码表存储器中。
4.根据权利要求2或3所述的一种节省带宽的屏幕显示控制方法，其特征在于：所述带无损解压缩功能的屏幕显示控制器的工作过程为：先从内存中读取经过无损压缩的数据，然后根据码表信息对数据进行熵解码,再通过乒乓操作行缓存操作存储熵解码单元解码后的原始图像数据；最后按照行顺序读取图像数据,并将数据送往屏幕。
5.一种节省带宽的屏幕显示控制电路，其特征在于：包括内存、图像增强电路、无损压缩电路、带无损解压缩功能的屏幕显示控制器、屏幕以及码表存储器，所述内存、图像增强电路、无损压缩电路依次连接，所述无损压缩电路再连接至内存，且所述内存、带无损解压缩功能的屏幕显示控制器以及屏幕依次连接，所述无损压缩电路和带无损解压缩功能的屏幕显示控制器均与码表存储器连接；
在屏幕显示控制过程中，图像增强电路从内存读取原始图像进行图像增强处理,经过图像增强处理后的宏块根据公共码表信息进行无损压缩,经无损压缩后的图像数据被存到内存的图像增强后图像存储区域内；等待图像增强电路处理完成一帧图像后，由带无损解压缩功能的屏幕显示控制器向内存读取经无损压缩后的待显示图像,根据公共码表信息进行无损解压缩后,将图像宏块数据转为可供屏幕显示的图像整行数据流，按照屏幕需要的行顺序将数据送往屏幕显示。
6.根据权利要求5所述的一种节省带宽的屏幕显示控制电路，其特征在于：所述无损压缩电路进一步包括依次连接的图像宏块缓存电路、熵编码单元以及写控制单元，所述图像宏块缓存电路、熵编码单元、写控制单元分别连接图像增强电路、码表存储器、内存。
7.根据权利要求5或6所述的一种节省带宽的屏幕显示控制电路，其特征在于：所述带无损解压缩功能的屏幕显示控制器进一步包括依次连接的读控制单元、熵解码单元、乒乓操作行缓存单元以及读缓存控制单元；所述读控制单元还分别连接乒乓操作行缓存单元和内存，所述熵解码单元还连接码表存储器，所述读缓存控制单元连接所述屏幕。
8.根据权利要求7所述的一种节省带宽的屏幕显示控制电路，其特征在于：所述乒乓操作行缓存单元具有两个行缓存单元，每个宏块在熵解码后存入行缓存单元,当宏块存储图像数据存满整个行缓存单元后,行缓存单元会送一个数据有效信号给读缓存控制单元,让读缓存控制单元可以按照行顺序读取图像数据,同时发送一个数据满信号给熵解码单元和读控制单元,让熵解码单元不要再向该行缓存填数据；当两个行缓存单元中的一个存满后,熵解码单元会向另一个行缓存继续写宏块数据,直到另一个行缓存也填满，当两个行缓存都满后读控制单元不再读取数据；当读缓存控制单元将一个行缓存中的行数据读完后,该行缓存会向读控制单元发送一个缓存已空信号,读控制单元继续开始读数据；如此不断循环,直到整幅图像显示完毕。
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