CN108377394A - 视频编码器的图像数据读取方法、计算机装置及计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种视频编码器的图像数据读取方法、计算机装置以及计算机可读存储介质，该方法包括高速缓冲器接收读取视频数据的指令，并且，高速缓冲器从外部存储器中读取压缩图像数据，并将压缩图像数据存储在压缩图像数据存储区域中；将压缩图像数据解压后存储到高速缓冲器的解压图像数据存储区域中；根据读取视频数据的指令确定图像数据的坐标，并根据图像数据的坐标从解压图像数据存储区域中查找待查找的图像数据，并确定待查找的图像数据存在于解压图像数据存储区域后，将查找获得的图像数据发送至下级数据使用模块。本发明还提供实现上述方法的计算机装置以及计算机可读存储介质。本发明能够减小图像编码过程中存储器的带宽开销。

Description

视频编码器的图像数据读取方法、计算机装置及计算机可读 存储介质

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种视频编码过程中图像数据的读取方法、实现这种方法的计算机装置以及计算机可读存储介质。

背景技术

随着电子技术以及网络技术的发展，通过网络传播视频数据已经被广泛应用在网络电视、远程教育、数字影院、广播电视等行业中。由于视频数据的数据量很大，为了让视频数据的高效传输，往往需要在视频信号的发送端对视频数据进行编码，而在视频数据的接收端进行数据解密。因此，视频编解码技术作为一种对图像信息数据进行处理的技术，对于视频数据的传播技术的普及起到了重要作用。

视频编码技术发展的大趋势是大分辨率、高帧率的编码，随之而来的是计算量的级数增加以及处理芯片数据传输的带宽的成倍增加，尤其是视频编码中为了达到较高的压缩率，需要使用更多的帧参考进行图像编码运算，并且使用更大的运动搜索范围。为了降低处理芯片的带宽开销，现有的做法通常是采用内部缓存参考帧的数据，考虑到实现成本问题，内部缓冲器的容量不会太大，所以参考帧相同部分需要重复读取，这样，处理芯片所需要承担的带宽压力较大，特别是在大分辨率和高帧率应用场景中尤其明显。为了降低处理芯片的带宽开销，典型的做法是采用视频无损压缩技术，此类做法可以降低带宽30%到50%不等，但是不足以解决当前的问题。

申请号为CN201510361767.1的中国发明专利申请就公开了一种视频解码参考帧的取数方法，该方法是设置一个高速缓冲器 (cache)，使用该高速缓冲器来缓存参考帧的数据。然而，该取数方法中，高速缓冲器主要应用于解码参考帧读取，原因是参考帧数据需要反复读取，适合高速缓冲器的读取方式，然而，目前在编码器的编码过程中，还没有应用高速缓冲器来缓存参考帧的做法。

由于视频编码器主要还是采用内部缓存技术加参考帧压缩技术进行数据编码的，主要缺点是不能解决编码多参考帧的问题，在高帧率、高带宽的要求下，目前普遍采用的高速缓冲器的做法显然无法满足编码的要求。

另外，由于现有用于解码的高速缓冲器的设计主要采用先进先出 (FIFO)的方式进行数据读取，即先读取到高速缓冲器的数据先被传输至下级数据使用模块。然而，在数据编码过程中，由于参考帧的数据很可能会被反复读取使用，这样先被写入到高速缓冲器的参考帧很可能因为被预先读取之后，后面的参考帧需要被读取时，前面已经读取过的参考帧的数据将被删除，导致后面再次需要读取前面已经读取过的参考帧的数据时，需要再次从外部存储器中读取数据，导致某一参考帧的数据被反复读取，导致数据的读取效率较低。

并且，由于从外部存储器读取的参考帧的数据往往是未经压缩的图像数据，这样也会导致高速缓冲器中外部存储器中读取大量的数据，导致编码器读取数据时，外部存储器的大量带宽被占用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种能够减小视频编码器读取数据时带宽开销过大的视频编码器的图像数据读取方法。

本发明的另一目的是提供一种能够实现上述视频编码器的图像数据读取方法的计算机装置。

本发明的再一目的是提供一种能够实现上述视频编码器的图像数据读取方法的计算机可读存储介质。

为了实现上述的主要目的，本发明提供的视频编码器的图像数据读取方法包括高速缓冲器接收读取视频数据的指令，并且，高速缓冲器从外部存储器中读取压缩图像数据，并将压缩图像数据存储在压缩图像数据存储区域中；将压缩图像数据解压后存储到高速缓冲器的解压图像数据存储区域中；根据读取视频数据的指令确定图像数据的坐标，并根据图像数据的坐标从解压图像数据存储区域中查找待查找的图像数据，并确定待查找的图像数据存在于解压图像数据存储区域后，将查找获得的图像数据发送至下级数据使用模块。

一个优选的方案是，从解压图像数据存储区域中查找待查找的图像数据后，如确定解压图像数据存储区域中不存在待查找的图像数据，则在高速缓冲器的标签区域在中查找待查找图像数据对应的压缩图像数据的地址信息，如在标签区域内查找到地址信息后，并且确定待查找图像数据的压缩图像数据存储在压缩图像数据存储区域以后，将压缩图像数据存储区域的数据解压后存储到解压图像数据存储区域，并且将解压图像数据存储区域中的图像数据发送至下级数据使用模块。

进一步的方案是，如在压缩图像数据存储区域中未查找到待查找图像数据的压缩图像数据，则从外部存储器中读取压缩图像数据并存储到压缩图像数据存储区域中，并更新标签区域的数据。

更进一步的方案是，解压图像数据存储区域包括多条第一缓存行，每一条第一缓存行存储有一个图像块的解压图像数据。

更进一步的方案是，压缩图像数据存储区域包括有多条第二缓存行；在确定待查找的图像数据的压缩图像数据完全存储在某一第二缓存行后，将该第二缓存行的压缩图像数据解压后存储在解压图像数据存储区域中；计算待查找的图像数据的压缩图像数据在第二缓存行中的偏移量与长度之和是否超过预设阈值，如是，将该第二缓存行中的数据向前移动预设位数，并且从外部存储器中读取新的压缩图像数据。

更进一步的方案是，该预设阈值为第二缓存行的存储容量的一半，预设位数为第二缓存行的存储容量的一半所对应的位数。

更进一步的方案是，从外部存储器中读取新的压缩图像数据包括：将新的压缩图像数据写入到该第二缓存行的剩余存储字节中。

更进一步的方案是，在确定待查找的图像数据的压缩图像数据部分存储在某一第二缓存行后，将该第二缓存行中有效部分数据存储至临时缓冲器中，并且从外部存储器中读取需要获取的压缩图像数据的剩余部分，将有效部分与剩余部分的数据解压后获得的解压图像数据存储至解压图像数据存储区域中。

为实现上述的另一目的，本发明提供的计算机装置包括处理器以及存储器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的视频编码器的图像数据读取方法的各个步骤。

为实现上述的再一目的，本发明提供的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述视频编码器的图像数据读取方法的各个步骤。

采用本发明的方法读取视频数据时，由于从外部存储器所读取的数据是压缩视频数据，而不是未经压缩的数据，因此，外部存储器与高速缓冲器之间的带宽开销很小。此外，由于在高速缓冲器内，压缩图像数据被解压后存储到解压图像数据存储区域中，高速缓冲器可以将解压图像数据发送至下级数据使用模块，因此，并不影响下级数据使用模块的数据使用。

并且，在高速缓冲器内设置标签区域，用于存储压缩图像数据的地址信息，这样，在获取压缩图像数据时，可以快速的查找出待查找的数据对应的压缩图像数据的地址，从而快速的从压缩图像数据存储区域中获取所需要的压缩图像数据。

另外，在解压图像数据存储区域中设置多条第一缓存行，通过每一条缓存行存储一个图像块的数据，也就是可以存储一个参考帧的数据。这样，下级数据使用模块每次可以读取一条第一缓存行中的数据，而第一缓存行的数据并不会在一次读取完毕后马上被删除，而且每一条第一缓存行的数据都是相互独立的，因此不会因为需要读取后续的参考帧的数据而将前面已经读取过的第一缓存行的数据删除。这样，即使某一第一缓存行的数据被反复读取，也不会影响其他第一缓存行的数据，避免某一参考帧的数据反复的从外部存储器中读取到高速缓冲器中。

而且，压缩图像数据存储区域也同样设置多个第二缓存行，且每一条第二缓存行的数据可以独立的被更新，多条第二缓存行之间不会相互影响，这样可以避免压缩图像数据被反复读取到高速缓冲器中。

此外，当某一第二缓存行的数据被读取的部分超过预设的阈值，如超过该第二缓存行的总容量的一半时，随即启动预读取的操作，即从外部存储器中读取新的压缩图像数据到该第二缓存行中，这样可以大大减小了数据读取过程中的等待时间，从而提高数据读取的效率，视频编码的过程更加顺畅。

附图说明

图1是应用本发明视频编码器的图像数据读取方法实施例的系统的结构框图。

图2是应用本发明视频编码器的图像数据读取方法实施例的高速缓冲器的结构框图。

图3是本发明视频编码器的图像数据读取方法实施例的流程图。

图4是本发明视频编码器的图像数据读取方法实施例中待查找的图像数据的压缩图像数据与第二缓存行的存储关系示意图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本发明的视频编码器的图像数据读取方法应用在各种需要对视频进行编码的设备，如拍摄视频的设备，即设置有摄像头的设备，如智能手机、平板电脑、行车记录仪等电子设备。本发明的计算机装置可以是上述的电子设备，也可以是上述电子设备的处理器芯片模组，计算机可读存储介质可以是具有数据存储功能的各种存储介质，包括但不限于FLASH、EEPROM等非易失性存储器。

视频编码器的图像数据读取方法实施例：

本发明的视频编码器的图像数据读取方法是应用高速缓冲器(cache)来缓存图像数据，参见图1，高速缓冲器20从外部的存储器，即从DRAM存储器10中读取数据，并且向下级数据使用模块发送数据，例如向运动搜索模块30发送数据。为了减小DRAM存储器10发送数据时所占用的内存的带宽，本实施例中，从DRAM存储器10读取到高速缓冲器20中的数据是压缩图像数据，也就是未经解压的图像数据。由于压缩图像数据的数据量较少，相比起传输解压后的图像数据，DRAM存储器10发送数据时所占用的带宽较小，并且可以实现高效的数据读取。

然而，运动搜索模块30需要读取的数据必须是经过解压的图像数据，因此，在高速缓冲器20内需要设置解压器以将压缩图像数据转换成解压图像数据，并且将解压图像数据发送至运动搜索模块30。

高速缓冲器20的内部结构如图2所示，高速缓冲器20内设置有解压图像数据存储区域21、压缩图像数据存储区域22、标签区域23，还设置有解压器25以及预读取模块26。其中，解压图像数据存储区域被称为L1区域，压缩图像数据存储区域被称为L2区域，L1区域以及L2区域、标签区域均包括各自的标签(tag)部分以及缓存行(cache line)部分。其中，各个区域的标签部分都包含有控制字valid，通常，控制字是一位二进制数据，即1个比特(bit)的数据，用于表示当前的缓存行是否被操作过，还有各自的信息部分，用来检查是否命中当前的区域。缓存行部分则按照一定的规则存储数据。

下面结合图2详细介绍各个区域的数据存储结构。在解压图像数据存储区域21中，即L1区域中设置有多条缓存行，本实施例中，L1区域的缓存行称为第一缓存行。从图2可见，L1区域一共有128条第一缓存行，分别是L1 Cache line 0至L1 Cache line 127，每一条第一缓存行均为128个字节，即每一条第一缓存行的存储容量为128bytes。优选的，每一条第一缓存行均对应于一个标签，因此，L1区域中共有128个标签，分别是T0至T127，每一个标签均包括一个控制字Valid，控制字是1个比特的存储容量，用于表示当前的第一缓存行是否有效。具体的，只要当前的第一缓存行被写入一次，控制字即置为1，表示当前的第一缓存行有效。标签部分还包括解压图像数据的坐标，例如B_x以及B_y，其中B_x以及B_y均为10个比特的存储容量，B_x用于表示解压图像块的在完整的图像中X方向坐标，而B_y表示解压图像块在完整的图像中的Y方向坐标。通常，一个解压图像块的像素大小是16×16个像素，并且，在图像数据的读取过程中，所读取的数据是以图像块为单位读取数据的，也就是运动搜索模块30一次需要读取至少一个图像块的数据。

由于解压图像数据是以图像块为单位按图像块行的方式连续存放的，因此，L1区域中，可以连续存储128个图像块的数据，每一个第一缓存行中可以存储一个图像块的数据。当然，L1区域中并不一定以连续的方式存储多个图像块的数据，也就是多个图像块的数据可以不是连续的方式存储在L1区域中。当运动搜索模块30需要读取某一图像块的数据时，可以发送读取图像数据的指令到高速缓冲器，还需要将所读取的图像块的坐标数据发送至高速缓冲器，高速缓冲器根据图像块的坐标，也就是根据B_x以及B_y的值从多条第一缓存行中查找解压图像数据，如果查找到坐标相同的图像块，则将对应的第一缓存行的数据发送至运动搜索模块30。

压缩图像数据存储区域22，即L2区域也包括多条缓存行，本实施例中，L2区域中的缓存行称为第二缓存行，并且每一条第二缓存行均对应有一个标签部分。从图2可见，第二缓存行的数量为16条，分别是从是L2 Cache line 0至L2 Cache line 15，每一条第二缓存行均为128个字节，即每一条第二缓存行的存储容量为128bytes。相应的，标签部分也有16个，分别是T0至T15，每一个标签包括一个控制字Valid，控制字用于表示当前第二缓存行是否有效，控制字为一个比特的数据。标签部分还包括偏移量数据(offset)，偏移量数据用于表示当前第二缓存行中，一个图像块的压缩图像数据在该第二缓存行中的起始字节的位置。标签部分还包括缓存行索引数据(line_index)，用于表示当前第二缓存行的压缩图像数据对应在图像中的图像块行的索引信息。

本实施例中，第二缓存行存储是压缩图像数据，但是，由于图像数据经压缩以后，不同图像块的压缩率不相同，因此压缩后的压缩图像数据的长度并不是相同的，因此每一条第二缓存行并不一定是存储一个完整的图像块的压缩图像数据，可能是存储多于一个图像块的压缩图像数据，且某一个图像块的压缩图像数据可能存储在两个不同的第二缓存行中，因此，第二缓存行中可能存储有某一个图像块的一部分压缩图像数据。正是如此，每一条第二缓存行对应的标签部分需要记录当前第二缓存行的压缩图像数据的偏移量数据，也就是记录当前第二缓存行中一个图像块的压缩图像数据的起始位置。

优选的，在L2区域中，压缩图像块的数据按行连续存放，这样可以通过读取连续多个第二缓存行的数据并且进行解压后即可以获得一个完整的图像块的解压图像数据，以便于将解压图像数据存储到L1区域中。

压缩图像数据存储区域22所存储的数据需要经过解压后才获得解压图像数据，因此，压缩图像数据存储区域22所存储的压缩图像数据需要被解压器25进行解压处理，解压获得的数据将存储在解压图像数据存储区域21中。

标签区域23包含有32条缓存行，本实施例中，标签区域23的缓存行称为第三缓存行，因此，标签区域的第三缓存行分别是TAG Cache line 0至TAG Cache line 31，每一条第三缓存行的存储容量为64字节。每一个第三缓存行对应有一个标签，因此，标签区域23中的标签一共有32个，分别是tag T0至tag T31。每一个标签包括有控制字Valid，用于表示当前的第三缓存行是否有效，控制字可以是一个比特的数据。另外，标签还包括图像块的压缩数据的坐标信息，包括B_x以及B_y，其中，B_x以及B_y均为10个比特的数据，B_x用于表示图像块的压缩图像数据的X方向坐标，而B_y表示表示图像块的压缩图像数据的Y方向坐标。优选的，在标签区域23中，图像块的压缩图像数据是按照图像块行连续存放。

在标签区域23的第三缓存行中存储有压缩图像数据的索引信息，索引信息包括偏移量(offset)信息以及长度(length)信息，其中，偏移量信息是每一个图像块的压缩图像数据在图像块行中的偏移量，长度信息是每一个图像块的压缩图像数据的长度。并且，标签区域23的每一条第三缓存行的信息可以从DRAM存储器10中的压缩图像数据的头数据(Header data) 中获得。

标签区域23的第三缓存行所存储的偏移量信息以及长度信息是用于标识压缩图像数据存储区域22中所存储的图像块的压缩图像数据的偏移量以及该压缩图像数据的数据长度，以便于快速的查找出某一图像块的压缩图像数据是否存储在压缩图像数据存储区域22中。如果确定待查找的图像数据的压缩图像数据存储在压缩图像数据存储区域22中，则可以将所需要的压缩图像数据进行解压并且存储至解压图像数据存储区域21之中，并且将解压后的图像块的数据发送至运动搜索模块30，从而实现数据的传输。

预读取模块26用于提前将压缩图像数据从DRAM存储器10预读取压缩图像数据存储区域22中。预读取模块26的工作原理将在下文详细介绍。

本实施例的视频编码器的图像数据读取方法总体构思是通过高速缓冲器20从DRAM存储器10读取压缩的图像数据，并且将压缩的图像数据解压后存储在解压图像数据存储区域21中，再将解压图像数据发送至运动搜索模块30。例如，当前编码的图像是一个完整的图像的1/4的图像，该图像共有6组运动向量数据需要编码，其中运动向量数据的编码树单元的大小有64×64个像素和32×32个像素两种，分别使用ctu_block_x以及ctu_block_y表示。

假设使用S_X、S_Y、E_X、E_Y分别表示当前运动向量数据的图像块需要的进行图像搜索的区域的起始位置以及结束位置，因此，根据这两组值可以确定搜索区域的范围。在确定搜索区域的范围后，判断待查找的图像数据是否在L1区域中命中，也就是确定是否能够在解压图像数据存储区域21中查找到待查找的图像数据，如果查找到，则直接将L1区域所存储的解压图像数据输出至运动搜索模块30。如果查找不到，则需要查询当前图像块所需要的图像块信息，然后根据图像块的地址信息判断在标签模块中能否找到压缩图像的地址，如果在标签区域23中查找不到所需要的图像数据的地址，则需要从DRAM存储器10中读取所需要的压缩图像数据，并更新压缩图像数据存储区域22中的第二缓存行，即将读取的压缩图像数据写入到一条或者多条第二缓存行中。如果在标签区域23中查找到所需要读取的图像数据的压缩图像数据，则根据图像块的坐标信息确定待查找的图像数据的压缩图像数据在L2区域中是否命中，如果命中，则将命中的压缩图像数据解压到L1区域中，如果不命中，则需要从DRAM存储器10中读取所需要的压缩图像数据。

下面结合图3介绍视频编码器的图像数据读取方法。首先，执行步骤S1，高速缓冲器20接收到读取图像数据的指令。例如，系统发出了运动搜索模块30读取图像数据的指令，则运动搜索模块30需要通过高速缓冲器20从DRAM存储器10中读取所需要的图像数据。通常，所需要读取的图像数据是一个图像块的数据，如16×16的像素块的运动向量数据，或者是16×8的像素块的运动向量的数据。

然后，执行步骤S2，确定当前运动向量数据的搜索区域，例如通过获取图像宽度、图像高度以及运动向量数据的边界等信息，确定搜索区域的边界，即确定S_X、S_Y、E_X、E_Y的位置，然后计算该搜索区域内有多少个像素大小为16×8的图像块。

接着，执行步骤S3，判断待查找的图像数据是否存储于解压图像数据存储区域21中，如是，则执行步骤S10，确认命中数据，否则，执行步骤S4。

判断待查找的数据是否能够在L1区域中命中，首先查找每一条第一缓存行的控制字valid，由于每一条第一缓存行只要被写入一次数据，控制字valid被置为1，表示当前的第一缓存行为有效的缓存行。如果第一缓存行的控制字为无效，则不需要对该第一缓存行进行检查。对第一缓存行进行检查，就是对比该第一缓存行对应的标签部分中的坐标信息，即标签部分的b_x,以及b_y的坐标是否与待查找数据的坐标完全一致，如果一致，表示待查找的图像块的数据存储在当前的第一缓存行中，且第一缓存行的存储容量大小与图像块的数据量的大小也是一致的，均是128字节。因此，在确认命中数据的情况下，直接将所命中的数据，也就是查找到的第一缓存行中的解压图像数据发送至运动搜索模块30。

例如，定位待查找图像数据存储在哪一第一缓存行时，可以通过式1来计算第一缓存行的位置，

cache_line_index = (x_pos%L1_cache_width)/compress_block_w + ((y_pos%L1_cache_height)/compress_block_h)*(L1_cache_width/compress_block_w) （式1）

其中，式1中的cache_line_index 表示128行的第一缓存行中的某一行，范围是0至127，也就是第一缓存行的编号。x_pos、y_pox分别表示当前待查找的图像块的x轴和y 轴方向起始像素的坐标。本实施例中，L1_cache_width是第一缓存行的宽度，数值是128，而L1_cache_height是L1区域的高度，数值也是128，compress_block_w是待查找的图像的图像块的宽度，数值是16，而compress_block_h 是待查找的图像的图像块的高度，数值是8。由于compress_block_w以及compress_block_h的数值都是2的整数次幂，因此，均可采用移位运算实现图像块的移动，也就是实现待查找数据的图像块在L1区域中的搜索过程中的移动，从而快速的查找出待查找的图像数据。这种方式相对于传统的先进先出的数据查找方式，具有更快的数据查找效率。

如果遍历解压图像数据存储区域21中的所有第一缓存行的标签后，确认没有查找到待查找数据，则执行步骤S4，判断待查找的图像数据的压缩图像数据的坐标是否在标签区域23中，如是，则执行步骤S7，否则，执行步骤S5。

步骤S4中，需要从标签区域23查找待查找的图像数据，也就是某一图像块的压缩图像数据的坐标是否存储在某一个第三缓存行中，由于标签区域23主要存放的是压缩图像数据的索引信息，包括偏移量信息和长度信息，而本实施例中，一个图像块的压缩图像数据的索引信息大小是32比特，即4个字节，其中长度信息为8比特，偏移量信息为24比特。然而，实际上长度信息只需要使用7比特的存储容量，而偏移量信息只需要占用12比特的存储容量，但是为了数据读取的方便，而且这部分数据占用的带宽很小，因此使用32个比特存储这一部分的数据。由于一条第三缓存行有64字节的数据，因此可以存储16个图像块的索引信息。

标签区域23中每一条第三缓存行对应的标签部分的信息包括一个控制字以及坐标信息，即b_x以及b_y，检查是否命中标签区域23中的数据，主要是比较待查找的图像块的压缩图像数据的坐标是否与某一个第三缓存行的坐标信息，包括b_x以及b_y是否完全相同，如果完全相同，则表示对应的第三缓存行中存储有所需要的压缩图像数据的索引信息。

如果在标签区域23中未查找到待查找的图像数据的压缩图像数据的坐标信息，则执行步骤S5，从DRAM存储器10中读取新的压缩图像数据，如根据待查找的图像块的坐标信息，从DRAM存储器10获取对应坐标的压缩图像数据，然后执行步骤S6，将获取的压缩图像数据写入到压缩图像数据存储区域22中，并且执行步骤S6，更新标签区域23的数据。由于压缩图像数据存储区域22的压缩图像数据与标签区域23所存储的数据具有对应关系，因此在更新了压缩图像数据存储区域22的压缩图像数据以后，需要同步的更新标签区域23中的数据。

更新压缩图像数据存储区域22的数据时，是将所需要的压缩图像数据写入到某一条第二缓存行中，并且需要更新该第二缓存行对应的标签信息。

如果步骤S4的判断结果为是，表示在标签区域23中查找到所需要查找的图像数据的压缩图像数据的索引信息，则执行步骤S7，判断待查找的图像数据的压缩图像数据是否存储于压缩图像数据存储区域22中，如是，执行步骤S10，确认命中数据，否则，执行步骤S8。

由于解压图像数据存储区域21的数据来源是压缩图像数据存储区域22的数据，且压缩图像数据存储区域22所存储的数据都是压缩图像数据，每一条第二缓存行的存储容量大小是128字节，每一条第二缓存行对应的标签部分包括控制字以及偏移量数据。判断是否在压缩图像数据存储区域22中命中图像数据，先判断控制字是否有效，如果有效，还根压缩图像数据的索引信息来判断是否定位到某一条第二缓存，如果定位到某一条第二缓存行，则执行步骤S10，确认命中数据，否则，执行步骤S8。

如果在压缩图像数据存储区域22中查找不到待查找图像数据的压缩图像数据，则需要从DRAM存储器10中读取新的压缩图像数据，并且将新的压缩图像数据存储到压缩数据存储区域22中，即执行步骤S9，在将压缩图像数据写入到第二缓存行以后，还需要更新第二缓存行的标签部分的信息，并且更新标签区域的信息。然后，可以更新解压图像数据存储区域21的数据，即将压缩图像数据存储区域22的图像数据解压后存储到解压图像数据存储区域21的第一缓存行中。当然，解压图像数据以后，还需要更新相应第一缓存行的标签信息。

确定在压缩图像数据存储区域22中命中数据以后，执行步骤S11，更新压缩图像数据存储区域22所存储的数据，并且更新解压图像数据存储区域21的数据。更新压缩图像数据存储区域22的数据时，是更新某一条第二缓存行的数据。

在更新压缩图像数据存储区域22中的数据以后，根据不同的情况，被更新的压缩图像数据可能会被存储到一个临时缓冲器中，有的可能会被直接替换。

下面结合图4介绍不同的更新情况。如图4中的(a)所示，假设待查找的图像数据的压缩图像数据41全部位于某一条第二缓存行40中，则直接将压缩图像数据41进行解压，此时，还需要判断是否满足预读取的条件，即执行步骤S12。

具体的，如果压缩图像数据41在第二缓存行中的偏移量与长度之和超过一个预设的阈值，则确认满足预读取的条件，执行预读取的操作，否则，确认不满足预读取的条件。例如，第二缓存行的起始字节为A处，而压缩图像数据41的起始字节为B处，则从A处到B处之间的字节数量为压缩图像数据41的偏移量。

假设预设的阈值是第二缓存行40存储容量的一半，即64个字节，在图4 (a)所示的情况下，压缩图像数据41的偏移量与长度之和超过第二缓存行40的一半，确认满足预读取的条件，则执行预读取的操作。

本实施例中，预读取操作是由预读取模块26执行，具体的，在压缩图像数据存储区域22每次命中数据或者非命中数据的情况下，如果在更新了压缩图像数据存储区域22的某一条第二缓存行的标签部分以后，且对应的解压图像数据也被解压并存储到解压图像数据存储区域21以后，都执行释放满足预读取操作的判断，即执行步骤S12。

当确认满足预读取的条件以后，即对当前第二缓存行中的数据进行移位处理，具体的，就是将第二缓存行中的数据移动预定位数，例如，向左移动64个字节，这样，左侧64个字节的数据将被删除。然后，从DRAM存储器10中读取新的压缩图像数据，所读取的新的压缩图像数据将被更新至第二缓存行的右侧64个字节中，从而完成图4(a)情况下的压缩图像更新操作，即执行步骤S13。

如果压缩图像数据41在第二缓存行中的偏移量与长度之和未超过预设的阈值，即步骤S12的判断结果为否，则不需要执行第二缓存行的数据更新操作。

如果待查找的图像数据的压缩图像数据41只有一部分位于第二缓存行40中，如图4(b)所示的，则需要将位于第二缓存行中的一部分压缩图像数据存储到临时缓冲器中，然后从DRAM存储器10中读取新的压缩图像数据，并且所读取的新的压缩图像数据应该是包含有剩余部分的压缩图像数据。本实施例中，将位于第二缓存行40中的压缩图像数据部分称为有效部分数据，而从DRAM存储器10中读取剩余部分的压缩图像数据称为剩余部分数据。

这种情况下，高速缓冲器20从DRAM存储器10中读取一条第二缓存行总存储容量的压缩图像数据，也就是直接读取128个字节的数据，并且将所读取的128个字节的数据全部覆盖在该第二缓存行上，相当于该第二缓存行的数据全部被更新。当更新第二缓存行的数据以后，将读取该第二缓存行中剩余部分数据，并且将存储在临时缓冲器中的有效部分数据拼在一起后，组成一个完整的图像块的压缩数据，并且对该图像块的压缩数据进行解压，并且将解压后的解压图像数据存储到解压图像数据存储区域21的一条第一缓存行中。

如果待查找的图像数据的压缩图像数据41完全不位于第二缓存行40中，如图4(c)所示的，则直接读取压缩图像数据41到一条第二缓存行中，也就是更新某一条第二缓存行的数据。此时，写入第二缓存行40的数据是128个字节。更新第二缓存行的数据以后，将压缩图像数据进行解压，并且将解压后的数据存储到解压图像数据存储区域21的一条第一缓存行中。

当然，为了方便数据的读取，需要对读取的数据进行对齐操作，例如，高速缓冲器20每次从DRAM存储器10中读取的数据是64个字节，并且读取数据时，都是从地址为64的倍数的地址开始读取，如从地址为0、64、128的字节开始读取数据。如果确定当前读取的压缩图像数据的起始地址为序号是56的字节，则需要从地址为0的字节开始读取，并且一次读取64个字节的2倍的数据，即128个字节的数据。

可见，执行对齐操作时，就是将需要读取的数据的起始地址除以64，根据计算结果确定从哪一个字节开始读取数据，从而有利于高速缓冲器20每次都从DRAM存储器10中读取完整的64个字节的数据，有效避免数据读取的出错。

由于本发明的方法是通过高速缓冲器20从DRAM存储器10中读取压缩图像数据，由于压缩图像数据的数据量远小于解压图像数据的数据量，因此可以降低从DRAM存储器10中读取数据时所占用的带宽。并且，使用本发明的方法，可以根据搜索区域快速、高效的定位待查找图像所在的缓存行的位置，如快速定位解压图像数据在哪一条第一缓存行，或者快速定位压缩图像数据位于哪一条第二缓存行，相比起传统的先进先出的方案，本发明的方法的数据读取效率更高。

另外，由于每一条第一缓存行都是相互独立的，也就是每一条第一缓存行都是独立的存储一个图像块的数据，因此，如果某一个第一图像块的数据需要被反复读取的情况下，可以快速的从解压图像数据存储区域21中反复读取某一第一缓存行的数据，从而避免需要被反复读取的图像块的数据因被删除而需要反复的从DRAM存储器10中读取的情况，大大提高的数据的读取效率。

此外，本发明的方法将参考帧无损压缩技术和高速缓冲器的高效数据读取方式的结合在一起，并且还设置了高速缓冲器的预读取模式，在高速缓冲器20向运动搜索模块30发送数据的同时，可以触发预读取的操作，从而避免每次高速缓冲器20接收到数据读取指令以后才读取数据的情况，可以提前从DRAM存储器10读取新的压缩图像数据，减小了数据处理时间，编码器的数据编码效率更高。

计算机装置实施例：

本实施例的计算机装置包括有处理器、存储器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，例如用于实现上述信息处理方法的信息处理程序。处理器执行计算机程序时实现上述视频编码器的图像数据读取方法的各个步骤。

例如，计算机程序可以被分割成一个或多个模块，一个或者多个模块被存储在存储器中，并由处理器执行，以完成本发明的各个模块。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。

需要说明的是，终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，本发明的示意图仅仅是终端设备的示例，并不构成对终端设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。

本发明所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器 (Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array，FPGA) 或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个终端设备的各个部分。

存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据（比如音频数据、电话本等）等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（SmartMedia Card, SMC），安全数字（Secure Digital, SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

计算机可读存储介质：

终端设备集成的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个视频编码器的图像数据读取方法的各个步骤。

其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random Access Memory）、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。

当然，上述的方案只是本发明优选的实施方案，实际应用是还可以有更多的变化，例如，缓存行的存储字节长度的变化、每次预读取的数据长度的变化等，这些改变都不影响本发明的实施，也应该包括在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.视频编码器的图像数据读取方法，包括：

高速缓冲器接收读取视频数据的指令；

其特征在于：

所述高速缓冲器从外部存储器中读取压缩图像数据，并将所述压缩图像数据存储在压缩图像数据存储区域中；

将所述压缩图像数据解压后存储到所述高速缓冲器的解压图像数据存储区域中；

根据所述读取视频数据的指令确定图像数据的坐标，并根据图像数据的坐标从所述解压图像数据存储区域中查找待查找的图像数据，并确定待查找的图像数据存在于所述解压图像数据存储区域后，将查找获得的图像数据发送至下级数据使用模块。

2.根据权利要求1所述的视频编码器的图像数据读取方法，其特征在于：

从所述解压图像数据存储区域中查找待查找的图像数据后，如确定所述解压图像数据存储区域中不存在待查找的图像数据，则在所述高速缓冲器的标签区域在中查找待查找图像数据对应的压缩图像数据的地址信息，如在所述标签区域内查找到所述地址信息后，并且确定待查找图像数据的压缩图像数据存储在所述压缩图像数据存储区域以后，将所述压缩图像数据存储区域的数据解压后存储到所述解压图像数据存储区域，并且将所述解压图像数据存储区域中的图像数据发送至下级数据使用模块。

3.根据权利要求2所述的视频编码器的图像数据读取方法，其特征在于：

如在所述压缩图像数据存储区域中未查找到待查找图像数据的压缩图像数据，则从外部存储器中读取压缩图像数据并存储到所述压缩图像数据存储区域中，并更新所述标签区域的数据。

4.根据权利要求1至3任一项所述的视频编码器的图像数据读取方法，其特征在于：

所述解压图像数据存储区域包括多条第一缓存行，每一条所述第一缓存行存储有一个图像块的解压图像数据。

5.根据权利要求1至3任一项所述的视频编码器的图像数据读取方法，其特征在于：

所述压缩图像数据存储区域包括有多条第二缓存行；

在确定待查找的图像数据的压缩图像数据完全存储在一条第二缓存行后，将该第二缓存行的压缩图像数据解压后存储在解压图像数据存储区域中；

计算待查找的图像数据的压缩图像数据在所述第二缓存行中的偏移量与长度之和是否超过预设阈值，如是，将该第二缓存行中的数据向前移动预设位数，并且从所述外部存储器中读取新的压缩图像数据。

6.根据权利要求5所述的视频编码器的图像数据读取方法，其特征在于：

所述预设阈值为所述第二缓存行的存储容量的一半，所述预设位数为所述第二缓存行的存储容量的一半所对应的位数。

7.根据权利要求6所述的视频编码器的图像数据读取方法，其特征在于：

从所述外部存储器中读取新的压缩图像数据包括：将新的压缩图像数据写入到该第二缓存行的剩余存储字节中。

8.根据权利要求5所述的视频编码器的图像数据读取方法，其特征在于：

在确定待查找的图像数据的压缩图像数据部分存储在某一第二缓存行后，将该第二缓存行中有效部分数据存储至临时缓冲器中，并且从所述外部存储器中读取需要获取的压缩图像数据的剩余部分，将所述有效部分与所述剩余部分的数据解压后获得的解压图像数据存储至所述解压图像数据存储区域中。

9.计算机装置，其特征在于，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述视频编码器的图像数据读取方法的各个步骤。

10.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8中任意一项所述视频编码器的图像数据读取方法的各个步骤。