CN104768061B - 操作图像数据处理装置的显示驱动器和方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种操作图像数据处理装置的显示驱动器和方法。一种显示驱动装置包括编码单元和帧存储器。编码单元被配置为基于宏块和第一参考像素产生最终模式信息和压缩的比特流。编码单元被配置为使用最终模式信息和压缩的比特流产生最终比特流。帧存储器被配置为存储最终比特流，并将存储的最终比特流提供给解码单元。最终模式信息包括模式信息和重构参考值。模式信息指示从多个模式选择的模式，其中，所述多个模式中的每个模式指示宏块中的选择像素和非选择像素。选择像素是宏块中被选择用于进行压缩操作的像素，非选择像素是未被选择用于进行压缩操作的像素，并且重构参考值指示用于非选择像素的编码信息。

Description

操作图像数据处理装置的显示驱动器和方法
本申请要求于2014年1月3日提交到韩国知识产权局(KIPO)的第10-2014-0000881号韩国专利申请的优先权，所述专利申请的公开内容通过引用整体合并于此。
技术领域
本发明构思涉及图像数据处理方案，更具体地讲，涉及一种可包括存储器的显示驱动器和/或用于操作图像数据处理装置的方法。
背景技术
对于高清晰度和高质量图像(诸如UHD(超高清晰度)图像)和便携式装置(诸如智能手机和平板个人计算机(PC))的图像的需求正在增加。由于图像数据或图像信息是高分辨率和高质量，因此数据量与传统图像数据相比相对地增加，并且用于发送或存储图像数据的成本也增加。需要用于解决当图像数据变成高分辨率和高质量时的问题的图像处理方案。
已开发了具有比传统的阴极射线管(CRT)显示器和监视器更小的重量和体积的平板显示装置。这种平板显示装置可包括等离子显示面板(PDP)装置、液晶显示(LCD)装置、场发射显示装置、有机发光显示装置等。平板显示装置可包括用于显示图像的面板和显示驱动器集成电路(或显示驱动电路)。显示驱动电路可从主机(诸如图形卡)接收图像信息。显示驱动电路将图像信息转换成将被提供给平板显示器的图像数据。
随着平板显示装置的分辨率的增加，显示驱动电路的存储器使用量增加。存储器使用量的增加引起显示驱动电路的存储器尺寸增加。存储器尺寸增加引起显示驱动电路的尺寸增加，并通过对产品的单位成本和产品产量带来负面影响降低产品的竞争力。此外，随着分辨率的增加，从主机传输到显示驱动电路的图像数据量增加。这种图像数据量的增加引起高分辨率图像数据的实时图像数据传输延迟。
发明内容
根据本发明构思的各方面中的一部分，提供一种用于传输压缩的图像数据以减少功耗的应用处理器，一种用于对压缩的图像数据进行解压缩的显示驱动器，和/或一种可处理图像数据并包括所述应用处理器和所述显示驱动器的系统。
根据本发明构思的各方面中的一部分，提供一种用于传输压缩的图像数据以减小数据带宽的应用处理器，一种用于对压缩的图像数据进行解压缩的显示驱动器，和/或一种包括所述应用处理器和所述显示驱动器的图像处理系统。
根据本发明构思的各方面中的一部分，提供一种可包括显示驱动器的图像处理系统，其中，所述显示驱动器用于存储压缩的图像数据进而减少被使用的帧存储器的量，并对压缩的图像数据进行解压缩。
在一个实施例中，一种显示驱动装置包括：编码单元，被配置为基于宏块和至少一个参考像素产生最终模式信息。编码单元被配置为基于宏块产生压缩的比特流，并使用最终模式信息和压缩的比特流产生最终比特流。一种帧存储器被配置为存储最终比特流，并将存储的最终比特流提供给解码单元。最终模式信息包括模式信息和重构参考值。模式信息指示从多个模式选择的模式，其中，所述多个模式中的每个模式指示宏块中的选择像素和非选择像素。选择像素是宏块中被选择用于进行压缩操作的像素，非选择像素是未被选择用于进行压缩操作的像素，并且重构参考值指示用于非选择像素的编码信息。
编码单元包括：第一编码器，被配置为基于宏块、第一参考像素和第二参考像素产生最终模式信息；第二编码器，被配置为基于最终模式信息产生压缩的比特流；比特流产生器，被配置为使用最终模式信息和压缩的比特流产生最终比特流。
编码单元还包括：重构器，被配置为从先前的最终比特流重构像素作为第一参考像素，并重构压缩的选择像素作为第二参考像素。
第一编码器包括：差计算单元，被配置为针对所述多个模式中的每个模式计算包括第一差值和第二差值的多个差值，其中，第一差值是多个非选择像素中的一个非选择像素与第一参考像素之间的差，第二差值是所述非选择像素与第一参考像素和第二参考像素的平均值之间的差。
第一编码器还包括：候选预测单元，被配置为针对所述多个模式中的每个模式确定与所述多个非选择像素中的每个非选择像素相关的多个差值中的最小差值，并将确定的最小差值的和确定为模式误差；模式选择单元，被配置为基于所述多个模式的模式误差中的每个模式误差来产生最终模式信息。
所述和是以下项中的一个：绝对差和(SAD)、平方差和(SSD)、平均绝对差(MAD)和归一化互相关(NCC)。
第二编码器被配置为通过基于最终模式信息对选择像素进行压缩来产生压缩的比特流。
最终比特流被配置为包括模式信息、重构参考值和压缩的比特流。
解码单元包括：第一解码器，被配置为通过解析最终比特流来产生压缩的比特流和解码的最终模式信息；第二解码器，被配置为使用压缩的比特流来产生选择像素信息；重构单元，被配置为基于选择像素信息和解码的最终模式信息来产生解码的宏块。
第一解码器包括：比特流解包器，被配置为将最终比特流解析成压缩的比特流、头和重构参考值；模式解码单元，被配置为基于头和重构参考值来产生解码的最终模式信息。
重构单元被配置为从选择像素信息重构选择像素，并从最终模式信息重构非选择像素。
在另一实施例中，一种将图像压缩数据提供给包括帧存储器的显示驱动芯片的主机包括：编码单元，被配置为基于宏块和至少一个参考像素产生最终模式信息，基于宏块产生压缩的比特流，并使用最终模式信息和压缩的比特流产生最终比特流；其中，最终模式信息包括模式信息和重构参考值，其中，模式信息指示从多个模式选择的模式，所述多个模式中的每个模式指示宏块中的选择像素和非选择像素，其中，选择像素是宏块中被选择用于进行压缩操作的像素，非选择像素是未被选择用于进行压缩操作的像素，并且重构参考值指示用于非选择像素的编码信息。
编码单元包括：第一编码器，被配置为基于宏块、第一参考像素和第二参考像素产生最终模式信息；第二编码器，被配置为基于最终模式信息产生压缩的比特流；比特流产生器，被配置为使用最终模式信息和压缩的比特流产生最终比特流。
编码单元还包括：重构器，被配置为从先前的最终比特流重构像素作为第一参考像素，并重构压缩的选择像素作为第二参考像素。
第一编码器包括：差计算单元，被配置为针对所述多个模式中的每个模式计算包括第一差值和第二差值的多个差值，其中，第一差值是多个非选择像素中的一个非选择像素与第一参考像素之间的差，第二差值是所述非选择像素与第一参考像素和第二参考像素的平均值之间的差。
第一编码器还包括：候选预测单元，被配置为针对所述多个模式中的每个模式确定与所述多个非选择像素中的每个非选择像素相关的多个差值中的最小差值，并将确定的最小差值的和确定为模式误差；模式选择单元，被配置为基于所述多个模式的模式误差产生最终模式信息。
所述和是以下项中的一个：绝对差和(SAD)、平方差和(SSD)、平均绝对差(MAD)和归一化互相关(NCC)。
第二编码器被配置为通过基于最终模式信息对选择像素进行压缩来产生压缩的比特流。
最终比特流包括压缩的比特流、在最终模式信息中包括的非选择像素的重构参考值和选择像素的模式信息。
在将来的实施例中，一种移动装置包括：主机，被配置为提供图像压缩数据；数据总线，被配置为传输图像压缩数据；显示驱动芯片，被配置为包括用于存储传输的图像压缩数据的帧存储器；显示装置，其中，主机包括：编码单元，被配置为基于宏块和至少一个参考像素产生最终模式信息；编码单元被配置为基于宏块产生压缩的比特流，并且编码单元被配置为使用最终模式信息和压缩的比特流产生图像压缩数据；显示驱动芯片包括：解码单元，被配置为基于存储的图像压缩数据产生解码的宏块；显示装置被配置为将产生的解码的宏块显示在面板上，其中，最终模式信息包括模式信息和重构参考值，其中，模式信息指示从多个模式选择的模式，其中，所述多个模式中的每个模式指示宏块中的选择像素和非选择像素，其中，选择像素是宏块中被选择用于进行压缩操作的像素，非选择像素是未被选择用于进行压缩操作的像素，并且重构参考值指示用于非选择像素的编码信息。
编码单元包括：第一编码器，被配置为基于宏块、第一参考像素和第二参考像素产生最终模式信息；第二编码器，被配置为基于最终模式信息产生压缩的比特流；比特流产生器，被配置为使用最终模式信息和压缩的比特流产生图像压缩数据。
编码单元还包括：重构器，被配置为从先前的最终比特流重构像素作为第一参考像素，并重构压缩的选择像素作为第二参考像素。
第一编码器包括：差计算单元，被配置为针对所述多个模式中的每个模式计算包括第一差值和第二差值的多个差值，其中，第一差值是多个非选择像素中的一个非选择像素与第一参考像素之间的差，第二差值是所述非选择像素与第一参考像素和第二参考像素的平均值之间的差。
第二编码器被配置为通过基于最终模式信息对选择像素进行压缩来产生压缩的比特流。
图像压缩数据包括重构参考值和模式信息。
解码单元包括：第一解码器，被配置为通过解析图像压缩数据来产生压缩的比特流和解码的最终模式信息；第二解码器，被配置为使用压缩的比特流来产生选择像素信息；重构单元，被配置为基于选择像素信息和解码的最终模式信息来产生解码的宏块。
第一解码器包括：比特流解包器，被配置为将最终比特流解析成压缩的比特流、头和重构参考值。
重构单元被配置为从选择像素信息重构选择像素，并从最终模式信息重构非选择像素。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明构思的示例实施例，本发明构思的示例实施例的以上和其他特征和优点将变得更加清楚。附图旨在描绘本发明构思的示例实施例，并且不应被解释为限制权利要求书的预定范围。除非另外明确指出，否则附图将不被认为是按比例绘制的。
图1是示出根据本发明构思的至少一个示例实施例的图像数据处理系统的框图。
图2是示出根据本发明构思的至少一些示例实施例的图像数据处理系统的框图。
图3是示出根据本发明构思的至少一些示例实施例的图像宏块的示图。
图4是示出根据本发明构思的至少一些示例实施例的宏块的像素和参考像素的示图。
图5是示出根据本发明构思的至少一些示例实施例的图1的编码单元的框图。
图6是示出根据本发明构思的示例实施例的第一编码器的框图。
图7是示出根据本发明构思的示例实施例的根据最终模式信息被选择的像素的示图。
图8是示出根据最终模式计算最佳重构参考值的方法的示图。
图9是示出根据本发明构思的示例实施例的模式选择单元的操作的示图。
图10是示出根据本发明构思的示例实施例的第二编码器的操作的示图。
图11是示出根据本发明构思的示例实施例的比特流的组织的示图。
图12是示出根据本发明构思的示例实施例的重构器的操作的示图。
图13是示出根据本发明构思的示例实施例的编码单元的操作的流程图。
图14是示出第一编码器的操作的流程图。
图15是示出解码单元的框图。
图16是示出第一解码器的框图。
图17是示出解码单元的操作的流程图。
图18是示出第一解码器的操作的流程图。
图19是示出根据本发明构思的示例实施例的图像数据处理系统的框图。
具体实施方式
在此公开本发明构思的详细示例实施例。然而，在此公开的特定结构和功能细节仅代表描述示例实施例的目的。然而，本发明构思的示例实施例可以以多种可替代形式来实现，并且不应被解释为仅限于在此阐述的实施例。
因此，虽然本发明构思的示例实施例能够具有各种修改和可选形式，但是本发明构思的实施例通过在附图中举例的方式被示出，并将在此详细描述。然而，应理解的是，不意图将本发明构思的示例实施例限制为被公开的具体形式，但与此相反，本发明构思的示例实施例将覆盖落在本发明构思的示例实施例的范围内的所有修改、等同物和可选形式。相同的标号在整个附图的描述中始终指示相同的元件。
将理解的是，虽然术语“第一”、“第二”等可在此用于描述各种元件，但是这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开。例如，在不脱离本发明构思的示例实施例的范围的情况下，第一元件可被称为第二元件，类似地，第二元件可被称为第一元件。如这里使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项的任意组合和全部组合。
将理解的是，当元件被称为“连接”或“耦接”到另一元件时，所述元件可直接连接或耦接到所述另一元件，或者存在中间元件。相反，当元件被称为“直接连接”或“直接耦接”到另一元件时，不存在中间元件。用于描述元件之间的关系的其他词语应以类似的方式被解释(例如，“在…之间”相对于“直接在…之间”、“相邻”相对于“直接相邻”等)。
在此使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，并不意图限制本发明构思的示例实施例。如这里使用的，除非上下文另有明确地指示，否则单数形式意在也包括复数形式。还将理解的是，当术语“包括”、“包括着”、“包含”和/或“包含着”在这里使用时，指明所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
也应注意，在一些可选实现方式中，示出的功能/动作可不按数字示出的顺序发生。例如，根据涉及的功能/动作，连续示出的两个数字事实上可基本同时执行，或者有时可按相反顺序执行。
除非另有定义，否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明构思的示例实施例所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。将进一步理解的是，除非在此明确定义，否则诸如在通用字典中定义的术语将被解释为具有与它们在现有技术的上下文中的含义一致的含义，并且将不以理想化的或过于正式的含义被解释。
I.图像数据处理系统
图1是示出根据本发明构思的至少一些示例实施例的图像数据处理系统的框图。参照图1，图像数据处理系统(1000)包括主机(1100)、目标装置(1200)和面板(1300)。
主机(1100)能够将图像数据发送到目标装置(1200)。例如，主机(1100)可以是应用处理器(AP)，目标装置可以是显示驱动集成电路(IC)、显示驱动芯片或显示驱动装置。应用处理器(AP)可能够控制显示驱动装置。应用处理器可能够通过通道将图像数据发送到显示驱动装置。这里，图像数据可以是压缩的图像数据或非压缩的图像数据。
仍参照图1，目标装置(1200)可包括显示接口(1210)、编码单元(1220)、帧存储器(1240)、解码单元(1250)以及多媒体IP和视频时序产生器(1270)。目标装置可通过显示接口(1210)从主机接收非压缩的图像。如将在下面详细讨论的，编码单元1220可以是被配置为对图像数据进行编码的处理器。例如，如在下面详细讨论的，编码处理器可具有存储代码的相关存储器，其中，所述代码将处理器配置成对图像数据进行编码的专用机器。可选地，如将在下面详细讨论的，编码单元1220可以是被配置为对图像数据进行编码的专用处理器(ASIC)或编码电路。如将在下面详细讨论的，解码单元1250可以是被配置为对编码的图像数据进行解码的处理器。例如，如在下面详细讨论的，解码处理器可具有存储代码的相关存储器，其中，所述代码将处理器配置为对编码的图像数据进行解码的专用机器。可选地，如将在下面详细讨论的，解码单元1250可以是被配置为对图像数据进行解码的专用处理器(ASIC)或解码电路。如将在下面详细讨论的，多媒体IP和视频时序产生器1270可以是被配置为处理解码的图像数据的处理器。例如，如在下面详细讨论的，处理器可具有存储代码的相关存储器，其中，所述代码将处理器配置成处理解码的图像数据的专用机器。可选地，如将在下面详细讨论的，多媒体IP和视频时序产生器1270可以是被配置为处理解码的图像数据的专用处理器(ASIC)或电路。如将理解的，编码单元1220、解码单元1250和/或多媒体IP和视频时序产生器1270可被共同实现在单个处理器、ASIC或电路中。
编码单元(1220)可包括第一编码器和第二编码器(1230)。编码单元(1220)可被实现在压缩器中。第一编编码器和第二编码器1230可对接收到的非压缩的图像数据执行编码，并输出压缩的图像数据。第一编码器和第二编码器可确定编码模式，并基于确定的模式分别应用不同的编码。编码单元(1220)可通过按此方式进行编码来产生具有高压缩率的压缩的图像数据。将参照图5至图10解释对编码模式的选择和基于选择的编码模式的编码。
帧存储器(1240)可存储从编码单元(1220)输出的压缩的图像数据。此外，帧存储器(1240)可将存储的压缩的图像数据输出到解码单元(1250)。帧存储器(1240)可以是易失性存储器(例如，动态随机存取存储器(DRAM)或静态随机存取存储器(SRAM))或非易失性存储器(诸如FLASH存储器、相变随机存取存储器(PRAM)或磁阻随机存取存储器(MRAM))。
解码单元(1250)可包括第一解码器和第二解码器(1260)。解码单元(1250)可以是解压缩机器。解码单元(1250)可从帧存储器(1240)接收压缩的图像数据，并执行解码。解码单元(1250)可输出解压缩的图像数据。第一解码器和第二解码器可应用不同的解码(例如，由第一编码器和第二编码器(1230)进行的不同编码的逆过程)。将参照图15至图18来解释解码。
多媒体IP和视频时序产生器(1270)可操作和/或处理从解码单元(1250)输出的解码的图像数据，并将操作和/或处理的图像数据发送到面板(1300)。
面板(1300)可基于来自目标装置(1200)的输出的图像数据来显示图像。面板(1300)可显示2维图像或3维结构图像。面板(1300)可以是薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)、发光二极管(LED)面板、有机LED(OLED)面板或有源矩阵OLED(AMOLED)面板。
图1的图像数据处理系统可将编码单元(1220)包括在目标装置(1200)中，并使用编码单元(1220)对图像数据进行压缩。目标装置(1200)可使用至少两种不同的编码方法对图像数据进行压缩。随着对于便携式装置的高分辨率图像支持的要求增加，被存储到目标装置(1200)的图像数据量增加。随着用于处理高分辨率图像数据的帧存储器的尺寸增加，目标装置的芯片面积增加。当生产目标装置时，增加目标装置的面积可引起生产费用增加和产量下降。
根据本发明构思的多个方面，目标装置(1200)可通过对具有高分辨率的图像数据进行压缩来减少被使用的帧存储器(1240)的量并防止帧存储器(1240)的尺寸增加。此外，随着存储器使用量减少，连接到存储器的线的数量和长度减少。这可防止信号间的干扰和电压降。并且，这可防止由于信号间的干扰和电压降的误操作，并减少电功率的消耗。
图2是示出根据本发明构思的至少一些示例实施例的图像数据处理系统的框图。参照图2，图像数据处理系统(2000)可包括主机(2100)和目标装置(2200)。主机(2100)可以是应用处理器，目标装置(2200)可以是显示驱动集成电路(DDI)。
主机(2100)可包括主机控制器(2110)、编码单元(2120)和主机接口(2140)。主机控制器(2100)可将至少一个控制信号发送到编码单元(2120)。控制信号可用于处理图像数据，例如，时钟信号、同步信号或与同步信号有关的信号。此外，主机控制器(2110)可将图像数据发送到编码单元(2120)。
编码单元(2120)可包括第一编码器和第二编码器(2130)。第一编码器和第二编码器(2130)可对非压缩的图像数据进行编码，并输出压缩的图像数据。图2中的编码单元(2120)的功能和操作与图1中的编码单元的功能和操作相同，因此省略其描述。
主机接口(2140)可被实现为CPU接口、RGB接口或串行接口。根据示例实施例，可用移动显示数字接口(MDDI)、移动工业处理器接口串行外围接口(SPI)、IC间(I2C)接口、用于支持显示端口(DP)的接口、用于支持嵌入式显示端口(eDP)的接口或HDMI来实现主机接口(2140)。
主机接口(2140)可将从编码单元(2120)输出的压缩的图像数据发送到目标装置(2200)。因为主机(2100)将压缩的图像数据发送到目标装置(2200)，所以从主机(2100)发送到目标装置(2200)的数据量可减少。
继续参照图2，目标装置(2200)可包括装置接口(2210)、帧存储器(2240)、解码单元(2250)以及多媒体IP和视频时序产生器((2270)。装置接口(2210)可将压缩的图像数据发送到主机接口(2140)，和从主机接口(2140)接收压缩的图像数据。装置接口(2210)可将从主机输入的压缩的图像数据存储在帧存储器(2240)中。帧存储器(2240)可将存储的压缩的图像数据输出到解码单元(2250)。
解码单元(2250)可包括第一解码器和第二解码器(2260)。第一解码器和第二解码器(2260)可输入从帧存储器(2240)输出的压缩的图像数据，并执行对压缩的图像数据的解码。然后，第一解码器和第二解码器(2260)可输出解码的图像数据。图2中的解码单元(2250)的功能和操作与图1中的解码单元的功能和操作相同，因此省略其描述。
图2中的图像数据处理系统(2000)可将编码单元(2120)包括在主机中，并使用编码单元(2120)对图像数据进行压缩。主机(2100)可将压缩的图像数据发送到目标装置(2200)。根据示例实施例，由于主机(2100)发送压缩的图像数据，因此主机(2100)不仅可减少主机(2100)和目标装置(2200)之间使用的带宽量，而且可减少在目标装置中使用的帧存储器的量。
II.图像数据的编码方法
在下面，描述图1和/或图2中的图像数据处理系统的图像数据处理方法。
图3是示出根据本发明构思的至少一些示例实施例的图像宏块的示图。在图3中，水平轴是像素数，垂直轴是堆积水平轴的像素的行。
本发明构思可应用于各种色彩空间，诸如红绿蓝色彩模型(RGB)或YUV色彩图像通道(YUV)，并且比特每分量(bpc)支持也可应用于日常现代化使用中的所有的bpc(诸如6-16bpc)。在下面，RGB 8-bpc将被描述为示例。对于一个像素，RGB 8-bpc可包括红(R)8比特、绿(G)8比特、蓝(B)8比特的图像数据。
参照图3，用于图像数据的压缩方法的处理或数据单元是4×2块。4个水平像素和2个垂直行像素的组可被定义为4×2块或宏块(MB)。例如，从像素P0到像素P7可以是第一宏块(MB1)，与第一宏块相邻的4×2块可以是第二宏块(MB2)。
图4是示出根据本发明构思的至少一些实施例的宏块的像素和参考像素的示图。参照图4，当处理宏块的图像数据时，参考像素是直接位于所述宏块上方的6个像素。例如，当对选择宏块进行压缩或编码时，图像处理系统可将位于与宏块的顶部相邻的6个像素(REF0-REF5)用作参考像素，以通过使用参考像素来重构选择宏块像素(P0-P7)。
图5是示出图1的编码单元的框图。编码单元(1220)可包括在图1的目标装置(1200)中，或包括在图2中的主机(2100)中。参照图5，编码单元(1220)可包括编码器单元(1230)、比特流产生器(1234)和重构器(1235)。
编码器单元(1230)可包括第一编码器(1231)和第二编码器(1232)。每个编码器可仅对宏块的一部分进行压缩。例如，由第一编码器压缩的宏块像素是非选择像素，由第二编码器压缩的宏块像素是选择像素。可通过使用参考像素的值来重构由第一编码器(1231)压缩的非选择像素。
第一编码器(1231)可接收宏块的图像数据和第一参考像素(RP)，并产生最终模式信息(FM)。最终模式信息可包括宏块中的选择像素的模式信息和非选择像素的重构参考值(例如，编码值)。将针对图6至图9详细地描述第一编码器的编码方法和产生最终模式信息的方法。
第二编码器(1232)可基于最终模式信息来产生压缩的比特流(CBS)。第二编码器(1232)可具有低压缩率(例如，1/2)。将参照图10详细描述第二编码器(1232)使用以产生压缩的比特流的方法。
比特流产生器(1234)可通过使用最终模式信息(FM)和压缩的比特流(CBS)产生最终比特流(FBS)。重构器(1235)可基于最终模式信息和压缩的比特流来重构第二参考像素。当对下一宏块进行编码时，可使用第二参考像素。将针对图11和图12详细描述比特流产生器(1234)和重构器(1235)的操作方法。
图6是示出根据本发明构思的示例实施例的图5中的第一编码器的示图。参照图6，第一编码器(1231)可包括差计算单元(110)、候选预测单元(120)和模式选择单元(130)。
差计算单元(110)可基于非选择像素和参考像素来计算差。下面将参照图7和图8描述差计算单元(110)的操作方法。
候选预测单元(120)可在产生的差值(DV)中分析每个模式的误差，并预测最佳候选。为此，候选预测单元(120)可计算每个模式(EM)的误差。模式选择单元(130)可基于每个模式的误差来产生最终模式信息(FM)。具体地，将参照图9更充分地描述模式选择单元(130)的操作方法。
图7是示出根据最终模式信息的选择像素的示图。在图7中，示出了宏块由4×2个像素构成的示例。但是，将被很好理解的是，可以以各种其他方式来确定宏块中的像素的数量。
差计算单元(110)可在宏块中的8个像素中选择4个选择像素以由第二编码器(参照图5,1232)进行压缩，并选择4个非选择像素以由第一编码器(参照图5，1231)参考其他像素的值进行压缩。可根据总共16个可能的情况来定义由第二编码器(1232)压缩的4个像素的可能的组合。
用于表示图7的每个模式的4个数字表示用于由第二编码器(1232)压缩的4个像素的位置。在每列中，0表示上面的行的像素被选择，1表示下面的行的像素被选择。例如，在模式0000下，P0、P1、P2和P3被选为将由第二编码器(1232)进行压缩的4个像素。选择的像素是选择像素。当第二编码器(1232)执行关于选择像素的编码时，第二编码器通过对像素的RGB值进行压缩来进行编码。在模式0000下，宏块中的未被选择的底部行的像素是非选择像素。由第一编码器(1231)对非选择像素进行编码。可使用附近像素的值或使用定向插值来对非选择像素进行编码。
在模式1111下，P4、P5、P6和P7成为由第二编码器(1232)进行压缩的选择像素，P0、P1、P2和P3成为由第一编码器(1231)进行编码的非选择像素。在模式1110下，将由第二编码器(1232)进行压缩的4个选择像素是P4、P5、P6和P3，将由第一编码器(1231)进行编码的4个非选择像素是P0、P1、P2和P7。在1101的情况下，选择像素是P4、P5、P2和P7，非选择像素是P0、P1、P6和P3。
图8是示出使用第一参考像素和第二参考像素根据选择模式计算最佳重构参考值的方法的示图。图8示出模式1111作为示例。图8还示出第一参考像素基于位于宏块行的顶部行上方的行中的6个像素(REF0～REF5)。更具体地，如将在下面描述的，第一参考像素是由重构器1235重构的像素的重构版本(即，像素在已被编码之后的解码版本)。第二参考像素是由第二编码器1232压缩并由重构器1235重构(例如，解压缩)的选择像素的版本。
将在假设模式是“1111”、插值方法使用均值、参考值被限制为8个值的情况下描述图8。选择像素是模式1111的P4、P5、P6和P7，P0、P1、P2和P3是非选择像素。
模式1111的像素P0可参考8个值。像素P0可参考位于宏块的上面的行上方的第一参考像素中的REF0、REF1、REF2。此外，像素P0可参考在由第二编码器(1232)的编码之后重构的重构像素(例如，P4’、P5’、P6’)(将在下面针对图12和重构器1235详细描述)，并且像素P0可参考REF1和P4’
的平均值以及REF0和P5’的平均值。如上所述，可使用插值来代替平均值。
类似地，模式“1111”的非选择像素P1可参考8个值。像素P1可参考位于宏块的上面的行上方的第一参考像素中的REF1、REF2、REF3，以及在由第二编码器(1232)的编码之后重构的第二参考像素P4’、P5’、P6’。此外，像素P1可参考REF1和P6’的平均值以及REF3和P4’的平均值。下面，表1示出了模式1111的非选择像素的参考值。
<表1>
如上所述，差计算单元(参照图6，110)可计算非选择像素与非选择像素的可能的参考值之间的差值。候选预测单元(图6中的120)确定与每个非选择像素相关的最小差值，并将模式1111的误差(EM)产生为针对四个非选择像素的最小差值之和。误差(EM)可以是例如绝对差和(SAD)、平方差和(SSD)、平均绝对差(MAD)或归一化互相关(NCC)，来替代简单的和。按此相同的方式，差计算单元(110)针对其他模式确定差值，并且候选预测单元(120)针对其他模式确定误差(EM)。
下面的表2示出了模式0000的非选择像素的参考值。
<表2>
将理解的是，从表1和表2，可容易地确定针对其他模式中的每一个模式的可能的参考值。另外，针对不具有相邻像素的宏块(诸如在图像的边缘处的宏块)，参考像素(例如，REF0-REF5)可以是固定参考值(例如，预定参考值)。这些固定参考值可以是通过实证研究被确定的设计参数。
图9是示出根据本发明构思的示例实施例的图6的模式选择单元的操作和内部结构的示图。参照图9，模式选择单元(130)可包括最小误差模式确定单元(131)和复用器(132)。
最小误差模式确定单元(131)可接收由候选预测单元(参照图6，120)产生的每个模式的误差值(EM)，并确定最小误差模式(即，连结(ties)之间的任意选择的最小误差)。最小误差模式确定单元(131)可向复用器(132)提供选择信号以选择具有最小误差的模式。
复用器(132)可对从最小误差模式确定单元(131)提供的选择信号做出响应，并产生最终模式信息。最终模式信息可包括指示选择的模式的模式信息和重构参考值。
例如，假设选择的模式为模式“1111”。参照下面的表3，每个强调的可能的参考值表示产生与相应的非选择像素相关的最小差值的参考值。每个可能的参考值具有相应的3比特表示。因此，产生最小差值的每个参考值被编码为相应的3比特。例如，P0的REF1被编码成“001”，P1的P5’被编码成“100”，P2的(REF2+P7’)/2被编码成“110”，P3的REF3被编码成“000”。当第一编码器产生最终模式信息时，最终模式信息包括用于在解码器重构非选择像素的重构参考值。在此情况下，第一编码器(1231)将重构参考值产生为“001100110000”。重构参考值表示非选择像素的编码版本。如将在下面更详细地讨论的，这12比特以最终比特流的“info”部分(参见图11)被发送。将理解的是，“info”部分中的每个3比特段指示在重构相应的非选择像素中使用哪个参考值。也就是说，解码器(1250)将具有模式和与每个模式相关的可能的参考值的信息，并可基于重构参考值来执行对非选择像素的解码。将在下面更详细地对此进行描述。
<表3>
图10是示出根据本发明构思的示例实施例的图5中的第二编码器的操作的示图。参照图10，第二编码器(1232)可将由第一编码器(参照图5,1231)的模式选择单元(参考图6,130)选择的4个选择像素压缩成1/2的量，并产生压缩的比特流(CBS，参照图5)。
例如，当最终模式信息(FM)的选择像素的模式是“0000”时，第二编码器(1232)对P0、P1、P2和P3进行压缩或编码。假设每个选择像素包括8比特RGB信息。4个选择的像素包括总共96比特的信息。第二编码器(1232)将96比特像素信息压缩成1/2比率，并产生48比特压缩的比特流(CBS)。
在图10中，虽然第二编码器(1232)被描述为1/2压缩器，但是第二编码器(1232)不限于此。第二编码器(1232)可重构产生的压缩的比特流，并产生96比特的重构的像素P0’、P1’、P2’和P3’。可将重构的像素发送到重构器(参照图5,1235)。
如将从以上描述理解的，第二编码器(1232)针对每个模式产生压缩的选择像素，使得重构器(1235)可产生第二参考值(即，解码的选择像素)，其中，第二参考值由第一编码器(1231)用来确定选择的模式。
图11是示出图5的比特流产生器的操作的示图。参照图11，比特流产生器(1234)可通过对压缩的比特流、包括在最终模式信息中的非选择像素的重构参考值以及选择像素的模式信息进行合并来产生最终比特流。
最终比特流的头可表示选择像素的模式信息。选择像素的模式信息在解码中使用。重构参考值信息具有关于当非选择像素被解码或重构时哪些值被参考的信息。最终比特流的除头和重构参考值信息以外的部分可包括由第二编码器(1232)产生的压缩的比特流。在图11的示例中，示出了头为4比特，参考值信息为12比特，比特流为48比特。
图12是示例性地示出图5的重构器的操作的示图。参照图12，为了对被配置有像素P24～P27和P34～P37的宏块进行解码，使用位于宏块的上一行中的6个参考像素(P13～P18)。
被使用的参考像素(P13～P18)的值可能不是原始像素值，而是重构值。其原因是为了对于编码单元(参照图1,1220)的编码或压缩和解码单元(参照图1,1250)的解码或重构创建相同的条件。解码单元(1250)可接收从编码单元(1220)输出的最终比特流。当执行解码时，可用数据不是像素的原始值，而是通过重构压缩的比特流而产生的重构值。
为了对图12中的选择宏块(P24～P27、P34～P37)的比特流进行解码，重构器(1235)参考作为第一参考像素的在相邻宏块中的像素(P13～P18)的解码或重构值。也就是说，参考像素的值是从之前的宏块的最终比特流重构的像素值。
编码单元(1220)可使用P13～P18作为参考像素来对选择宏块进行编码。当执行编码时，如果编码器(1220)将使用参考像素的原始值，则由编码单元(1220)和解码单元(1250)使用的参考像素值会变得不同。为此，被使用的参考像素的值是重构值。编码单元(1220)可存储重构值，并包括根据选择宏块来输出重构的参考像素RP的重构器(参照图5,1235)。
也就是说，如从以上对第一编码器(1231)和第二编码器(1232)的描述将理解的，重构器(1235)执行与解码单元(1250)相同的操作以对被用作第一参考值和第二参考值的编码的像素进行解码。因为下面针对解码单元(1250)详细地讨论解码操作的细节，所以为了简洁起见，将不在这里重复这些细节。
图13是用于描述图5中的编码单元的操作方法的实施例的流程图。
参照图13，在步骤S110，编码单元(1220)的第一编码器可产生用于对输入宏块和参考像素进行编码的最终模式信息(FM)。在步骤S120，编码单元(1220)的第二编码器(1232)可基于最终模式信息产生压缩的比特流。在步骤S130，比特流产生器(1234)可通过使用最终模式信息(FM)和压缩的比特流(CBS)产生最终比特流(FBS)。
图14是用于描述图6中的第一编码器的操作方法的实施例的流程图。
参照图14，在步骤S111，差计算单元(110)可针对每个模式计算非选择像素和可能的参考值之间的差值。在步骤S112，候选预测单元(120)针对每个模式从产生的差值确定误差。在步骤S113，模式选择单元(130)可基于针对每个模式的误差所确定的误差来产生最终模式信息。
III.图像数据的解码方法
在下面，将描述图1和/或图2中的图像数据处理系统的图像数据解码方法。
图15是示出根据示例实施例的图1中示出的解码单元的框图。参照图15，解码单元(1250)可包括解码器单元(1260)和重构单元(1263)。解码器单元(1260)可包括第一解码器(1261)和第二解码器(1262)。
第一解码器(1261)可接收最终比特流，并产生压缩的比特流(CBS’)和最终模式信息(FM’)。第一解码器(1261)可基于最终比特流分离压缩的比特流、模式信息和非选择像素的重构参考值。此外，第一解码器(1261)可基于产生的模式信息和重构参考值来产生解码的最终模式信息(FM’)。
第二解码器(1262)可使用压缩的比特流(CBS’)产生选择像素信息(SPI)。第二解码器(1262)可通过对压缩的比特流进行解码来重构选择像素的值。例如，如图10中所示，假设第二编码器(1232)按照1/2将选择像素信息从96比特压缩至48比特。第二解码器(1262)可通过按照1/2对压缩的48比特进行解码来重构96比特的选择像素信息。可将在第二解码器(1262)中产生的选择像素信息(SPI)发送到重构单元(1263)。
重构单元(1263)可基于选择像素信息(SPI)和解码的最终模式信息(FM’)来产生解码的宏块(MB’)。重构单元(1263)可从解码的最终模式信息(FM’)重构非选择像素。也就是说，最终模式信息(FM’)的模式信息(头)指示模式，并因此指示选择像素、非选择像素和与非选择像素相关的可能的参考值。将理解的是，解码单元(1250)保持与编码单元(1220)相同的模式。最终模式信息(FM’)中的重构参考值针对每个非选择像素识别哪个参考值产生最小误差。针对每个非选择像素，重构单元(1263)根据模式和先前解码的像素获得参考值，并使用获得的参考值作为解码的(或重构的)非选择像素。重构单元(1263)可接收由第二解码器(1262)产生的选择像素信息，并通过将选择像素信息和重构的非选择像素合并来产生解码的宏块(MB’)。产生的宏块可存储在重构单元(1263)中以用作下一宏块的参考像素信息(RP’)。
图16是示出根据示例实施例的图15中的第一解码器的框图。参照图16，第一解码器(1261)可包括比特流解包器(210)和模式解码单元(220)。
比特流解包器(210)可从最终比特流(FBS)分离压缩的比特流(CBS’)、头和重构参考值(HRV)信息。比特流解包器(210)可从接收到的最终比特流(FBS)分离压缩的比特流(CBS’)，并将压缩的比特流(CBS’)发送到第二解码器(参照图15,1262)。比特流解包器(210)可将除压缩的比特流(CBS’)之外的头和重构参考值信息(HRV)发送到模式解码单元(220)。头和重构参考值信息(HRV)可包括选择像素的模式信息和非选择像素的重构参考值。
模式解码单元(220)可基于接收到的头和重构参考值来产生解码的最终模式信息(FM’)。解码的最终模式信息(FM’)可包括当重构单元(1263)产生解码的宏块时可被参考的选择像素的模式信息，以及当非选择像素被重构时使用的重构参考值。
图17是用于描述图15中的解码单元的操作方法的流程图。参照图17，在步骤S210，解码单元(1250)的第一解码器(1261)可基于最终比特流(FBS)产生压缩的比特流(CBS’)和最终模式信息(FM’)。在步骤S210，第一解码器(1261)可分离最终比特流(FBS)的压缩的比特流(CBS’)、选择像素的模式信息和非选择像素的重构参考值。此外，第一编码器(1261)可基于产生的模式信息和重构参考值来产生最终模式信息(FM’)。
在步骤S220，第二解码器(1262)可使用压缩的比特流(CBS’)产生选择像素信息(SPI)。换句话说，第二解码器(1261)可通过对压缩的比特流(CBS’)进行解码来恢复选择像素值。如公知的，解码操作执行编码操作的逆过程。可将在第二解码器(1262)中产生的选择像素信息(SPI)发送到重构单元(1263)。
在步骤S230，重构单元(1263)可基于选择像素信息(SPI)和最终模式信息(FM’)来产生恢复的宏块(MB’)。重构单元(1263)可接收在第二解码器(1262)产生的选择像素信息(SPI)，并通过对选择像素信息和恢复的非选择像素进行合并来产生宏块(MB’)。产生的宏块信息可存储在重构单元(1263)中以用作下一宏块的参考像素信息。
图18是用于描述图16中的第一解码器的操作方法的流程图。参照图18，在步骤S211，第一解码器(1261)的比特流解包器(210)可从最终比特流(FBS)分离压缩的比特流(CBS’)以及头和重构参考值信息(HRV)。比特流解包器(210)可从输入的最终比特流(FBS)分离压缩的比特流(CBS’)，并将压缩的比特流(CBS’)发送到第二解码器(1262)。
在步骤S212，模式解码单元(220)可对头和重构参考值信息(HRV)进行解码。
在步骤S213，模式解码单元(220)可基于解码的重构参考值信息来产生最终模式信息(FM’)。最终模式信息(FM’)可包括当重构单元(1263)产生宏块时可被参考的选择像素的模式信息，以及当非选择像素被恢复时使用的重构参考值。
IV.示例性实施例
图19是示出包括图1中的编码单元和解码单元的系统的示例性实施例的框图。
参照图1和图19，系统(3000)可实现为便携式装置，诸如移动电话、智能手机、平板PC、膝上型计算机、个人数字助理(PDA)、企业数字助理(EDA)、数字静态相机、数字视频相机、便携式多媒体播放器(PMP)、个人导航装置或便携式导航装置(PDN)、掌上游戏机、移动互联网装置(MID)、可穿戴计算机或电子书。
系统(3000)包括片上系统(SoC，3200)和外部存储器(3400)。根据示例实施例，系统(3000)还可包括显示器(3300)或相机模块(3100)。
SoC(3200)控制外部存储器(3400)、显示器(3300)或相机模块(3100)的操作。根据示例实施例，SoC(3200)可被称为集成电路(IC)、处理器、应用处理器、多媒体处理器或集成多媒体处理器。
SoC(3200)包括CPU(3240)、存储器控制器(3230)、显示器控制器(3220)、相机接口(3210)、编码单元(1220)和解码单元(1250)。组件3210、3110、3230、3240、1220和1250中的每个组件可通过总线(3250)彼此通信(发送或接收数据)。根据示例实施例，总线(3250)的结构可以是各种各样的。CPU(3240)读取并执行程序指令，以便控制各个组件3210、3110、3230、3240、1220和1250。
存储器控制器(3230)可将从编码单元(1220)输出的编码的比特流发送到外部存储器(3400)，或将存储在外部存储器(3400)中的编码的比特流发送到解码单元(1250)以进行解码。
外部存储器(3400)可以是易失性存储器或非易失性存储器。易失性存储器可以是动态随机存取存储器(DRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、晶闸管RAM(T-RAM)、零电容RAM(Z-RAM)或双晶体管RAM(TTRAM)。非易失性存储器可以是电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、磁性RAM(MRAM)、相变RAM(PRAM)或电阻式存储器。
显示器控制器(3220)控制显示器(3300)，使得由解码单元(1250)解码的视频数据可显示在显示器(3300)上。显示器(3300)可以是液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、有源矩阵有机发光二极管(AMOLED)显示器或柔性显示器。
相机模块(3100)表示可将光图像转换成电图像的模块。从相机模块(3100)输出的电图像可以是RGB像素格式或YUV像素格式。电图像可以是视频源数据。通过相机接口(3210)将电图像发送到编码单元(1220)以进行编码。编码单元(1220)是图1中示出的编码单元(1220)。
解码单元(1250)对编码的比特流进行解码以便将视频数据显示在显示器(3300)上，并将视频数据输出到显示器(3300)。
以上是示例实施例的说明，并且不应被解释为示例实施例的限制。虽然已描述了一些示例实施例，但是本领域的技术人员将容易理解，在不实质地脱离本发明构思的新颖性教导和优点的情况下，很多修改在本发明构思的示例实施例中是可能的。因此，所有这样的修改将意图包括在权利要求书中限定的本发明构思的范围内。因此，将理解的是，以上是本发明构思的各种示例实施例的说明，将不被解释为受限于公开的特定示例实施例，并且对公开的示例实施例以及其他示例实施例的修改意图包括在权利要求书的范围内。

Claims (17)

1.一种显示驱动装置，包括：
编码单元，被配置为：
基于宏块和至少一个参考像素产生模式信息，其中，模式信息指示从多个模式选择的模式，所述多个模式中的每个模式指示宏块中的选择像素和非选择像素并且由指示选择像素的位置的信息表示，
基于模式信息产生宏块中的选择像素的压缩的比特流，
产生针对每个非选择像素的重构参考值，并且
产生包括模式信息、重构参考值和所述压缩的比特流的最终比特流；
帧存储器，被配置为存储最终比特流，并将存储的最终比特流提供给解码单元，
其中，选择像素是宏块中被选择用于进行压缩操作的像素，
其中，非选择像素是未被选择用于进行压缩操作的像素，
其中，重构参考值指示用于非选择像素的编码信息。
2.如权利要求1所述的显示驱动装置，其中，编码单元包括：
第一编码器，被配置为基于宏块、第一参考像素和第二参考像素产生模式信息；
第二编码器，被配置为基于模式信息产生所述压缩的比特流；
比特流产生器，被配置为使用模式信息、重构参考值和所述压缩的比特流产生最终比特流。
3.如权利要求2所述的显示驱动装置，其中，编码单元还包括：
重构器，被配置为从先前的最终比特流重构像素作为第一参考像素，并重构压缩的选择像素作为第二参考像素。
4.如权利要求3所述的显示驱动装置，其中，第一编码器包括：
差计算单元，被配置为针对所述多个模式中的每个模式计算包括第一差值和第二差值的多个差值，其中，第一差值是多个非选择像素中的一个非选择像素与第一参考像素之间的差，第二差值是所述非选择像素与第一参考像素和第二参考像素的平均值之间的差。
5.如权利要求4所述的显示驱动装置，其中，第一编码器还包括：
候选预测单元，被配置为针对所述多个模式中的每个模式，确定与多个非选择像素中的每个非选择像素相关的多个差值中的最小差值，并针对所述多个模式中的每个模式，将确定的最小差值的和确定为模式误差；
模式选择单元，被配置为基于所述多个模式的模式误差产生模式信息。
6.如权利要求5所述的显示驱动装置，其中，所述和是以下项中的一项：绝对差和SAD、平方差和SSD、平均绝对差MAD和归一化互相关NCC。
7.如权利要求2所述的显示驱动装置，其中，第二编码器被配置为通过基于模式信息对选择像素进行压缩来产生所述压缩的比特流。
8.如权利要求1所述的显示驱动装置，其中，解码单元包括：
第一解码器，被配置为通过解析最终比特流来产生所述压缩的比特流、重构参考值和解码的模式信息；
第二解码器，被配置为使用所述压缩的比特流来产生选择像素信息；
重构单元，被配置为基于选择像素信息、重构参考值和解码的模式信息来产生解码的宏块。
9.如权利要求8所述的显示驱动装置，其中，第一解码器包括：
比特流解包器，被配置为将最终比特流解析成所述压缩的比特流、头和重构参考值；
模式解码单元，被配置为基于头来产生解码的模式信息。
10.如权利要求9所述的显示驱动装置，其中，重构单元被配置为从选择像素信息重构选择像素，并从模式信息和重构参考值来重构非选择像素。
11.一种将图像压缩数据提供给包括帧存储器的显示驱动芯片的主机，包括：
编码单元，被配置为：
基于宏块和至少一个参考像素产生模式信息，其中，模式信息指示从多个模式选择的模式，所述多个模式中的每个模式指示宏块中的选择像素和非选择像素并且由指示选择像素的位置的信息表示，
基于模式信息产生宏块中的选择像素的压缩的比特流，
产生针对每个非选择像素的重构参考值，并且
产生包括模式信息、重构参考值和所述压缩的比特流的最终比特流，
其中，选择像素是宏块中被选择用于进行压缩操作的像素，
其中，非选择像素是未被选择用于进行压缩操作的像素，
其中，重构参考值指示用于非选择像素的编码信息。
12.如权利要求11所述的主机，其中，编码单元包括：
第一编码器，被配置为基于宏块、第一参考像素和第二参考像素产生模式信息；
第二编码器，被配置为基于模式信息产生所述压缩的比特流；
比特流产生器，被配置为使用模式信息、重构参考值和所述压缩的比特流产生最终比特流。
13.如权利要求12所述的主机，其中，编码单元还包括：
重构器，被配置为从先前的最终比特流重构像素作为第一参考像素，并重构压缩的选择像素作为第二参考像素。
14.如权利要求13所述的主机，其中，第一编码器包括：
差计算单元，被配置为针对所述多个模式中的每个模式，计算包括第一差值和第二差值的多个差值，其中，第一差值是多个非选择像素中的一个非选择像素与第一参考像素之间的差，第二差值是所述非选择像素与第一参考像素和第二参考像素的平均值之间的差。
15.如权利要求14所述的主机，其中，第一编码器还包括：
候选预测单元，被配置为针对所述多个模式中的每个模式，确定与多个非选择像素中的每个非选择像素相关的多个差值中的最小差值,并针对所述多个模式中的每个模式，将确定的最小差值的和确定为模式误差；
模式选择单元，被配置为基于所述多个模式的模式误差产生模式信息。
16.如权利要求15所述的主机，其中，所述和是以下项中的一项：绝对差和SAD、平方差和SSD、平均绝对差MAD和归一化互相关NCC。
17.如权利要求12所述的主机，其中，第二编码器被配置为通过基于模式信息对选择像素进行压缩来产生所述压缩的比特流。
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