CN113658281A - 一种高效处理png图片的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高效处理PNG图片的装置和方法，包括CPU、外部存储器、DMA、芯片内部存储器、PNG图片处理加速部件、图片后处理加速部件、图像存储区、显示控制部件；通过DMA把外部存储器的图片数据转移到芯片内部存储器；随后CPU解析图像数据的控制信息可得到图像的控制信息；PNG图片处理加速部件通过CPU获取到的控制信息并根据内部存储器的数据对PNG图片进行数据解码；图片后处理加速部件对PNG图片处理加速部件进行的数据解码信息进行后处理并将处理好的数据信息保存到图像存储区中；图像存储区即存储由PNG的图像信息，并将图像存储区的数据传输给终端显示控制部件；最终通过显示控制部件显示PNG图片。
Description
技术领域
本发明涉及工业控制单片机以及芯片SOC领域，具体涉及一种高效处理PNG图片的装置和方法。
背景技术
PNG图片即便携式网络图形是一种无损压缩的位图片形格式，其设计目的是试图替代GIF和TIFF文件格式，同时增加一些GIF文件格式所不具备的特性。PNG图片使用从LZ77派生的无损数据压缩算法，一般应用于JAVA程序、网页或S60程序中，PNG图片具有体积小、无损压缩技术、索引彩色模式、更优化的网络传输显示以及支持透明效果效果等特性。
PNG图片相比于静态GIF图片，PNG图片具有更高的压缩率，同时PNG图片可以提供更大颜色深度；PNG图片相比于JPEG图片可以支持透明度，同时JPEG图片是有损压缩，会产生迭代有损，在重复压缩和解码的过程中会不断丢失信息使图像质量下降。
由于PNG图片具有以上所述的优势，因此逐渐被越来越广泛的应用，但同时由于PNG图片所具有的优异特性所需要大量的硬件资源，并且会消耗大量的能量去解析PNG图片，在设计解析PNG图片的硬件会增大复杂程度，所以一种高效处理PNG图片的电路实现装置和方法就非常迫切地需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高效处理PNG图片的装置和方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案装置如下：一种高效处理PNG图片的装置包括外部存储器、CPU、DMA、芯片内部存储器、PNG图片处理加速部件、图片后处理加速部件、图像存储区以及显示控制部件；
所述外部存储器，是存储原始PNG图片信息的电子存储器，可以保存原始PNG的原始图片数据；
采用上述步骤的有益效果是：通过外部存储器能存储原始PNG图片数据，这样能够方便电路里面的CPU用最快速的方式读取PNG图片数据，以便后面进一步的处理和运算。
所述CPU，即SOC里面的核心CPU处理器，负责与各个功能模块的通信控制，监控各个模块，使每一个模块可以正常有序进行；同时可以解析图像数据的控制信息，得到图像的控制信息；
采用上述步骤的有益效果是：通过CPU的功能简化，让CPU作为整个SOC的核心处理，而并非需要CPU去处理繁琐的运算，让整个SOC的处理速度大大提升。
所述DMA，是一种数据转换工具，可以衔接外部存储器以及芯片内部存储器，可以实现在CPU的监控下把外部存储器的数据转移到芯片内部存储器，所属位于外部存储器以及芯片内部存储器之间；
所述芯片内部存储器，是SOC所包含的独立不可选的一个功能模块，不同于外部存储器可以根据需求以及功能选择不同容量的存储器，是一种芯片内部所使用的高速数据存储器；通过DMA把外部存储器中的图像数据搬移到芯片内部存储器中，其功能装置位于DMA以及PNG图片处理加速部件之间；
所述PNG图片处理加速部件，其功能为可实现PNG图片高速处理，其前提需要CPU提供已经解析好的图像数据的控制信息；其功能装置位于芯片内部存储器以及图片后处理加速部件之间；
所述图片后处理加速部件，即实现根据后处理显示控制信息把解码图片数据处理后，保存到图像存储区域；其功能装置位于PNG图片处理加速部件以及图像存储器之间；
所述图像存储区，是存储已经把最终解压和解码好的PNG图片信息，可以直接用于显示控制部件显示的文件；其功能装置位于图片后处理加速部件以及显示控制部件之间；
所述显示控制部件，是直接显示图像信息的功能装置，可以把图像最后通过显示屏显示出去；其功能装置位于图像存储区的后端；
采用上述步骤的有益效果是：通过前期的外部存储器保存PNG图片原始信息，经过SOC内部的CPU、DMA、芯片内部处理器、PNG图片处理加速部件、图片后处理加速部件、图片存储区、显示控制部件的各个功能模块的逐步处理，最后可以实现PNG图片的高效处理。这样设计不仅可以能够灵活的处理PNG图片头信息，提取解码控制信息；增加了解码图像的鲁棒性，同时简化了整个数据处理流程。图片后处理和显示处理集成在图像处理(PNG解码)的过程中，避免了为了显示，多次处理解码后的图像；提高了性能；减小了功耗。PNG硬件加速的各个过程，统一考虑到各种情况，从而简化了设计接口和电路，降低了电路的复杂度。
一种高效处理PNG图片和显示的方法，包括以下步骤：
步骤1，芯片中的CPU通过DMA把外部存储器中的图像数据搬移到芯片内部存储器中；
步骤2，芯片CPU解析图像数据的控制信息，得到图像的控制信息；
步骤3，PNG图片处理加速部件通过这些控制信息，读取内部存储器的数据进行解码；
步骤4，图片后处理加速部件根据后处理显示控制信息把解码图片数据处理后，保存到图像存储区域；
步骤5，显示控制部件把图像显示出去；
其中，PNG图片的加速部件的实施方式，包括以下步骤：
步骤1，解码图片参数：PNG加速部件根据控制信息，解码图片参数包括LZ77需要distance,literal,length。即使有些图像这些参数不一定全有，但是也一样统一处理，简化了接口和处理电路；
步骤2，LZ77译码处理：该过程使用了一个环形队列处理这个译码过程。头指针和尾指针，根据译码参数调整。简化了处理电路，降低了功耗；
步骤3，滤波(Filter)处理：根据算法的要求，进行滤波处理，该过程中使用了内部SRAM保存了部分以前处理过的数据，该数据在生成当前数据时会使用；
步骤4，根据控制信息生成图像：该过程中会统一处理调试板数据，最后生成图像；
步骤5，图像后处理：根据显示的需要，把旋转和缩放放入最后过程。从而简化了，有可能的数据搬移；
本发明的有益效果是：能够灵活的处理PNG图片头信息，提取解码控制信息，增加了解码图像的鲁棒性，同时简化了整个数据处理流程。图片后处理和显示处理集成在图像处理(PNG解码)的过程中，避免了为了显示，多次处理解码后的图像，提高了性能，减小了功耗。
附图说明
图1为本发明一种高效处理PNG图片的装置结构示意图。
图2是本发明一种高效处理PNG图片的方法流程示意图。
图3是本发明中PNG图片的加速部件的工作流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，一种高效处理PNG图片的装置示意图，包括外部存储器、CPU、DMA、芯片内部存储器、PNG图片处理加速部件、图片后处理加速部件、图像存储区以及显示控制部件；
所述外部存储器，是存储原始PNG图片信息的电子存储器，可以保存原始PNG图片的原始数据；
所述CPU，及SOC里面的核心CPU处理器，负责与各个功能模块的通信控制，监控各个模块，使每一个模块可以正常有序进行；同时可以解析图像数据的控制信息，得到图像的控制信息；
所述DMA，是一种数据转换工具，可以衔接外部存储器以及芯片内部存储器，可以实现在CPU的监控下把外部存储器的数据转移到芯片内部存储器，其装置至于外部存储器以及芯片内部存储器之间；
所述芯片内部存储器，是SOC所包含的独立不可选的一个功能模块，不同于外部存储器可以根据需求以及功能选择不同容量的存储器，是一种芯片内部所使用的高速数据存储器；通过DMA把外部存储器中的图像数据搬移到芯片内部存储器中，其功能为其功能装置至于DMA以及PNG图片处理加速部件之间；
所述PNG图片处理加速部件，其功能为可实现高速的PNG图片解功能，其前提需要CPU提供已经解析好的图像数据的控制信息；其功能装置位于芯片内部存储器以及图片后处理加速部件之间；
所述图片后处理加速部件，即实现根据后处理显示控制信息把解码图片数据处理后，保存到图像存储区域；其功能装置卫浴PNG图片处理加速部件以及图像存储器之间；
所述图像存储区，是存储已经把最终解压和解码好的PNG图片信息，可以直接用于显示控制部件显示的文件；其功能装置位于图片后处理加速部件以及显示控制部件之间；
所述显示控制部件，是直接显示图像信息的功能装置，可以把图像最后通过显示屏显示出去；其功能装置位于图像存储区的后端；
如图2所示，一种高效处理PNG图片的方法，包括以下步骤：
步骤1，芯片中的CPU通过DMA把外部存储器中的图像数据搬移到芯片内部存储器中；
步骤2，芯片CPU解析图像数据的控制信息，得到图像的控制信息；
步骤3，PNG图片处理加速部件通过这些控制信息，读取内部存储器的数据进行解码；
步骤4，图片后处理加速部件根据后处理显示控制信息把解码图片数据处理后，保存到图像存储区域；
步骤5，显示控制部件把图像显示出去；
如图3所示，PNG图片的加速部件工作流程，包括以下步骤：
步骤1，解码图片参数：PNG加速部件根据控制信息，解码图片参数包括LZ77需要distance,literal,length。即使有些图像这些参数不一定全有，但是也一样统一处理，简化了接口和处理电路；
步骤2，LZ77译码处理：该过程使用了一个环形队列处理这个译码过程。头指针和尾指针，根据译码参数调整。简化了处理电路，降低了功耗；
步骤3，滤波(Filter)处理：根据算法的要求，进行滤波处理，该过程中使用了内部SRAM保存了部分以前处理过的数据，该数据在生成当前数据时会使用；
步骤4，根据控制信息生成图像：该过程中会统一处理调试板数据，最后生成图像；
步骤5，图像后处理：根据显示的需要，把旋转和缩放放入最后过程。从而简化了，有可能的数据搬移；
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高效处理PNG图片的装置，其特征在于，包括CPU、外部存储器、DMA、芯片内部存储器、PNG图片处理加速部件、图片后处理加速部件、图像存储区、显示控制部件。
2.根据权利要求1所述的一种高效处理PNG图片的装置，其特征在于，所述外部存储器，是存储原始PNG图片信息的电子存储器，可以保存原始PNG图片数据。
3.根据权利要求1所述的一种高效处理PNG图片的装置，其特征在于，所述CPU，即SOC里面的核心CPU处理器，负责与各个功能模块的通信控制，监控各个模块，使每一个模块可以正常有序进行；同时可以解析图像数据的控制信息，得到图像的控制信息。
4.根据权利要求1所述的一种高效处理PNG图片的装置，其特征在于，所述DMA，是一种数据转换工具，可以衔接外部存储器以及芯片内部存储器，可以实现在CPU的监控下把外部存储器的数据转移到芯片内部存储器，其装置至于外部存储器以及芯片内部存储器之间。
5.根据权利要求1所述的一种高效处理PNG图片的装置，其特征在于，所述芯片内部存储器，是SOC所包含的独立不可选的一个功能模块，不同于外部存储器可以根据需求以及功能选择不同容量的存储器，是一种芯片内部所使用的高速数据存储器；通过DMA把外部存储器中的图像数据搬移到芯片内部存储器中，其功能为其功能装置至于DMA以及PNG图片处理加速部件之间。
6.根据权利要求1所述的一种高效处理PNG图片的装置，其特征在于，所述PNG图片处理加速部件，其功能为可实现高速的PNG图片解功能，其前提需要CPU提供已经解析好的图像数据的控制信息；其功能装置位于芯片内部存储器以及图片后处理加速部件之间。
7.根据权利要求1所述的一种高效处理PNG图片的装置，其特征在于，所述图片后处理加速部件，即实现根据后处理显示控制信息把解码图片数据处理后，保存到图像存储区域；其功能装置位于PNG图片处理加速部件以及图像存储器之间。
8.根据权利要求1所述的一种高效处理PNG图片的装置，其特征在于，所述图像存储区，是存储已经把最终解压和解码好的PNG图片信息，可以直接用于显示控制部件显示的文件；其功能装置位于图片后处理加速部件以及显示控制部件之间；所述显示控制部件，是直接显示图像信息的功能装置，可以把图像最后通过显示屏显示出去；其功能装置位于图像存储区的后端。
9.一种高效处理PNG图片的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，芯片中的CPU通过DMA把外部存储器中的图像数据搬移到芯片内部存储器中；
步骤2，芯片CPU解析图像数据的控制信息，得到图像的控制信息；
步骤3，PNG图片处理加速部件通过这些控制信息，读取内部存储器的数据进行解码；
步骤4，图片后处理加速部件根据后处理显示控制信息把解码图片数据处理后，保存到图像存储区域；
步骤5，显示控制部件将图像显示。
10.根据权利要求9的一种高效处理PNG图片的方法，其特征在于，所述的步骤3PNG图片处理加速部件工作流程，包括以下步骤：
步骤1，解码图片参数：PNG加速部件根据控制信息，解码图片参数包括LZ77需要distance,literal,length；步骤2，LZ77译码处理；步骤3，滤波(Filter)处理；步骤4，根据控制信息生成图像；步骤5，图像后处理。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN114168505A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-11 | 中国电子科技集团公司第四十七研究所 | 图像dma控制器及其实现方法 |
| CN116760996A (zh) * | 2023-05-30 | 2023-09-15 | 广东匠芯创科技有限公司 | Png图像解码方法及其硬件架构、电子设备、存储介质 |
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2020
- 2020-05-12 CN CN202010395062.2A patent/CN113658281A/zh active Pending
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| CN114168505B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-12-01 | 中国电子科技集团公司第四十七研究所 | 图像dma控制器及其实现方法 |
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| CN116760996B (zh) * | 2023-05-30 | 2024-02-23 | 广东匠芯创科技有限公司 | Png图像解码方法及其硬件架构、电子设备、存储介质 |
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