CN107786872A - 一种以行缓冲区实现实时方块解码的osd架构 - Google Patents

Abstract

一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构，其特征在于，包括4Bit Serial Nor Flash、方块编码图像解码模块、OSD显示模块和LCD输出模块，利用4Bit Serial Nor Flash存放数据，图像中的像素译码后输出格式为RGB888；方块编码图像解码模块利用行缓冲区实时解出图像内特定像素点；OSD显示模块能在显示区域任意位置显示任一大小的图像；LCD输出模块输出的像素数据来自储存于4Bit Serial Nor Flash图像。本发明的有益效果是：本发明的算法与单元格式能够在使用行缓冲区硬件需求的状况下完成实时译码做为OSD显示，故相当适合使用在单芯片系统，且还改良了传统上基于区块编码的图片压缩算法，在译码后图片质量上可能存在的缺失，所以能够兼顾一定程度的图片质量以及硬件方面的节省。

Description

一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构

技术领域

本发明涉及图片压缩技术领域，具体涉及一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构。

背景技术

现今，计算器图学已经普遍存在于各类不同的系统之中，从价格昂贵的计算器到相当便宜的单芯片系统，都有支持纹理映像等技术。而在建构此一类系统的过程中，都必须考虑到两项关键的技术问题；第一，图片纹理在内存中的储存成本，由于RAM的成本问题，在一般的系统我们希望尽可能的减少内存的使用，若是使用典型的32bit/per pixel来储存RGBA像素，内存将会很快的被占满。第二，数据的传输问题，由于是实时系统，影像数据不断进出帧缓冲区，可以看成是一个FIFO，所以内存带宽很容易成为传输速度的瓶颈。为了解决上述问题，发展出了纹理压缩技术，其中基于方块编码衍生出的压缩技术，现今已被广泛的使用。此种算法的优势在于

(一)快速的解码，因为此类算法译码的成本不高，可以在实时内完成译码，所以相当适合使用在纹理压缩的技术上。

(二)低失真的压缩，有损压缩算法必须在压缩比与图片质量之间做取舍，而方块编码技术可以保持在一定的压缩比内产出高质量的压缩图片。

但现有的基于方块编码所设计的算法中，大多是使用4x4的像素作为一个区块来做编码以及译码，这种构造并不适用于只有行缓冲区且要求实时系统执行的单芯片系统来使用，又或是过于复杂的编码、译码步骤无法在实时时间内完成，而较为直接的方块编码可能达不到理想的图片质量。所以我们发展一套更适用于单芯片系统的纹理压缩技术，来解决上述所遭遇到的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构，包括4Bit Serial Nor Flash、方块编码图像解码模块、OSD显示模块和LCD输出模块，

作为本发明的进一步方案是：利用4Bit Serial Nor Flash存放数据，图像中的像素译码后输出格式为RGB888。

作为本发明的再进一步方案是：方块编码图像解码模块利用行缓冲区实时解出图像内特定像素点。

作为本发明的再进一步方案是：OSD显示模块能在显示区域任意位置显示任一大小的图像。

作为本发明的再进一步方案是：LCD输出模块输出的像素数据来自储存于4BitSerial Nor Flash图像。

本发明的有益效果是：本发明的算法与单元格式能够在使用行缓冲区硬件需求的状况下完成实时译码做为OSD显示，故相当适合使用在单芯片系统，且还改良了传统上基于区块编码的图片压缩算法，在译码后图片质量上可能存在的缺失，所以能够兼顾一定程度的图片质量以及硬件方面的节省。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明实施例的第一参照图；

图3为本发明实施例的第二参照图；

图4为本发明实施例的第三参照图；

图5为本发明实施例的第四参照图；

图6为本发明实施例的第五参照图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，在本发明实施例中，一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构，其特征在于，包括4Bit Serial Nor Flash、方块编码图像解码模块、OSD显示模块和LCD输出模块，利用4Bit Serial Nor Flash存放数据，图像中的像素译码后输出格式为RGB888；方块编码图像解码模块利用行缓冲区实时解出图像内特定像素点；OSD显示模块能在显示区域任意位置显示任一大小的图像；LCD输出模块输出的像素数据来自储存于4Bit SerialNor Flash图像。

为克服在硬件使用上的限制，我们基于像素块的有损纹理压算法发明一套新的图片压缩算法，编码过程是找出4x4像素区块中的适当颜色，并将像素的RGB数据转为YCoCg数据，与原图作比较可以达到8:1的压缩比。译码是透过双线性内插法提升颜色精确度，并透过对角线区块的扩大采样来减少一般像素区块压缩中常见的区域性影响。为了达到不需要帧缓冲区并达到节省带宽与实时译码功能，我们发明了一套适合的数据排列格式，并以这种格式编码，将编码过的图资储存于Nor Flash，有效利用4Bit Serial Nor Flash带宽达到实时译码在OSD显示的应用。

本发明的具体操作步骤为：

第一，编码步骤是将以RGB888格式的输入的图片，以4x4像素区块为单位做分割，接者再找出区块中像素颜色的最大值及最小值并将其转为YCoCg格式，并将区块内的像素编成两Bit的Modulation Data，一个区块编码为两个颜色加上一个Modulation Table、64 Bit，完成编码。其中YCoCg格式在解码阶段要比RGB格式有更高的还原度，因为数据的传输通常以一个Word为单位，所以一般会将RGB888格式转为RGB565作传输，而我们的算法不作RGB565的转换，而是转换为YCoCg其中亮度Y占用5个Bit、橙色度Co占5个Bit、绿色度Cg占6个Bit，这种作法相较于原图可能会造成一些色彩的偏移，但是比起RGB565的做法可以大幅的减少量化对图片质量造成的影响。解码是依区块内的最大、最小值做双线性内插法得出四个色彩值，再用Modulation Table作还原，在传统的区块译码中，每一区块式独立作译码的，经常会发生的问题是；若想相邻区块的颜色有递增或递减关系，译码后会因为区块的分割与独立译码的关系，可能出现颜色上的落差，进而造成视觉上的不连续，出现色块、色斑等等现象。我们的解决办法是译码还原色彩的阶段不仅是采用同一个区块内插法找出的四个色彩值，同时也使用相邻区块的色彩来做比较，找出适合的色彩值，若是图片边缘的区块则会采用对角线区块内的色彩值。假设我们有一张图片可分割为十六个区块，请参阅图2；边缘区块加入对角线区块增加颜色的采样如图3所示：

第二，译码步骤是依照图3重组过后的区块来进行译码，译码顺序；{F5A0，5702，D28，DF8A，F5A0，A0B1，0213，2839，8A9B，A0B1，B1E4，1346，396C，9BCE，B1E4，E4F5，4657，6C7D，CEDF，E4F5，F5A0，5702，7D28，DF8A，F5A0}，进一步用每一个像素来说明，如图4所示，在图中(0, 0)到(F, F)代表像素，像素(0，0)、(1，0)、(0，1)、(1，1)在译码阶段除了本身4x4区块内的色彩值，也会采样区块{F，5，A，0}内的色彩值来做还原，像素(2，0)、(3，0)、(4，0)、(5，0)，(2，1)、(3，1)、(4，1)、(5，1)使用区块{5，7，0，2}作而外解码。

第三，为了让无帧缓冲区的系统利用行缓冲区进行实时译码，我们将储存于NorFlash内的方块边码数据制订如图5所示的格式储存。

第四，因为特殊的译码格式再加上硬件的需求，我们设计两条行缓冲区作Modulation Table数据的缓存，格式如图6所示。

芯片设计时，可在视频信号场消隐时间与行消隐时间内将解码像素(0，0)到(F，0)利用第一条行缓冲区，像素(0，1)到(F，1)用第二条行缓冲区，如此一来就能够同时解码彼此有相依性的上半部区块，显示时间内，只需实时从Nor Flash读取Modulation Data, 并与预存在行缓冲区Modulation Table做实时解码运算。

相较于现有技术，本发明的算法与单元格式能够在使用行缓冲区硬件需求的状况下完成实时译码做为OSD显示，故相当适合使用在单芯片系统，且还改良了传统上基于区块编码的图片压缩算法，在译码后图片质量上可能存在的缺失，所以能够兼顾一定程度的图片质量以及硬件方面的节省。

本发明并不为上述实施方式所限，如输出格式为RGB888等。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构，其特征在于，包括4Bit Serial NorFlash、方块编码图像解码模块、OSD显示模块和LCD输出模块。

2.根据权利要求1所述的一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构，其特征在于，利用4Bit Serial Nor Flash存放数据，图像中的像素译码后输出格式为RGB888。

3.根据权利要求1所述的一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构，其特征在于，方块编码图像解码模块利用行缓冲区实时解出图像内特定像素点。

4.根据权利要求1所述的一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构，其特征在于，OSD显示模块能在显示区域任意位置显示任一大小的图像。

5.根据权利要求1所述的一种以行缓冲区实现实时方块解码的OSD架构，其特征在于，LCD输出模块输出的像素数据来自储存于4Bit Serial Nor Flash图像。