CN114095775A - 帧缓冲压缩电路和图像处理设备 - Google Patents

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Abstract

提供了帧缓冲压缩电路和图像处理设备。所述图像处理设备包括：存储器，被配置为存储压缩数据；以及帧缓冲器压缩电路，包括编码器电路和解码器电路，编码器电路被配置为对源数据中的至少一些进行压缩以生成压缩数据并将压缩数据发送到存储器，解码器电路被配置为从存储器读取压缩数据并对压缩数据进行解压缩，其中，压缩数据包括报头以及包含实际压缩数据和标志的净负荷，帧缓冲器压缩电路被配置在为标志中反映通过将与压缩数据对应的累积压缩率与参考压缩率进行比较而获得的结果，并且被配置为根据标志在有损模式或无损模式下执行压缩或解压缩。

Description

帧缓冲压缩电路和图像处理设备
技术领域
本发明构思涉及一种图像处理设备。
背景技术
随着对视频高分辨率图像和高帧速率图像的需求的增大，图像处理设备的各种多媒体IP访问存储器的量(即，带宽)显著增大。
当带宽增大时，图像处理设备的处理能力达到极限，这可导致在视频图像的记录(record)操作或回放(play-back)操作时速度降低的问题。
因此，在多媒体IP访问存储器时对数据的大小进行压缩的类型正在被考虑。例如，可以在将数据写入存储器之前对数据进行压缩，并且可以在从存储器读取数据之前将压缩数据进行解压缩。
发明内容
本发明构思的方面提供了一种具有改善的图像质量和/或分辨率的图像处理设备，以及在该图像处理设备中使用的帧缓冲压缩电路。
本发明构思的一个方面提供了一种图像处理设备，所述图像处理设备包括：多媒体IP，处理原始数据以生成源数据，并接收和使用输出数据；帧缓冲压缩电路，在有损模式或无损模式下操作，以将源数据压缩成压缩数据或将压缩数据解压缩成输出数据；以及存储器，存储压缩数据并由多媒体IP访问，其中，帧缓冲压缩电路基于压缩数据的累积压缩率来选择有损模式或无损模式，并且基于选择的模式来执行压缩或解压缩。
本发明构思的另一方面提供了一种帧缓冲压缩电路，所述帧缓冲压缩电路包括：编码器电路，接收源数据并生成压缩数据；以及解码器电路，对压缩数据进行解压缩并将输出数据输出，其中，当压缩数据的累积压缩率超过参考压缩率时，编码器电路在有损模式下执行压缩，否则，编码器电路在无损模式下执行压缩，其中，解码器电路根据与压缩数据对应的压缩模式来执行解压缩。
本发明构思的其他方面提供了一种图像处理设备，所述图像处理设备包括：存储器，存储压缩数据；以及帧缓冲压缩电路，包括编码器电路和解码器电路，编码器电路被配置为对源数据中的至少一些进行压缩以生成压缩数据并将压缩数据发送到存储器，解码器电路被配置为从存储器读取压缩数据并对压缩数据进行解压缩，其中，压缩数据包括净负荷和报头，报头包括实际压缩数据和标志，其中，帧缓冲压缩电路在标志中反映通过将与压缩数据对应的累积压缩率与参考压缩率进行比较而获得的结果，并且根据标志在有损模式或无损模式下执行压缩或解压缩。
然而，本发明构思的方面不限于在此阐述的方面。通过参照下面给出的本发明构思的具体实施方式，本发明构思的这些和其他方面对于本发明构思所属领域的普通技术人员将变得更清楚。
附图说明
图1是根据本发明构思的一些示例实施例的用于说明图像处理设备的框图。
图2是用于详细说明图1的帧缓冲压缩器的框图。
图3是示出图2的编码器的操作方法的流程图。
图4是示出包括在源数据的单个帧中的单元块的示图。
图5是示出图4的单元块的示图。
图6是示出图4的多个单元块的示图。
图7是根据一些示例实施例的用于具体说明图2的编码器的框图。
图8是根据一些示例实施例的用于具体说明图2的编码器的框图。
图9是示出图2的解码器的操作方法的流程图。
图10是根据一些示例实施例的用于具体说明图2的解码器的框图。
图11是根据本发明构思的一些示例实施例的用于说明图像处理设备的框图。
图12是根据本发明构思的一些示例实施例的用于说明图像处理设备的框图。
图13是根据本发明构思的一些示例实施例的用于说明图像处理设备的框图。
具体实施方式
在下文中，将参照图1至图13描述根据本发明构思的一些示例实施例的图像处理设备。
图1是根据本发明构思的一些示例实施例的用于说明图像处理设备的框图，图2是用于详细说明图1的帧缓冲压缩器的框图。
参照图1和图2，根据本发明构思的一些示例实施例的图像处理设备包括多媒体IP(知识产权)(或者被称为多媒体IP块)100、帧缓冲压缩器200、存储器300和/或系统总线400。
多媒体IP 100可以是直接执行图像处理设备的图像处理的部分。也就是说，多媒体IP 100可以表示用于记录图像和回放图像的各种模块(诸如，视频图像的CAM编码(camcoding)和回放)。
多媒体IP 100可以从诸如相机的外部接收原始数据，并将原始数据转换为源数据10。此时，原始数据可以是运动图像原始数据或图像原始数据。源数据10还可以包括由多媒体IP 100生成并由多媒体IP 100处理的数据。也就是说，多媒体IP 100可以重复将通过经由多个操作处理原始数据而获得的数据存储在存储器300中并再次更新数据的处理。源数据10可以包括该操作期间的所有数据。然而，因为源数据10在存储在存储器300中时可以以压缩数据20的形式被存储，所以存储器300中的源数据10可以表示在存储在存储器300中之前的数据或在从存储器300读取之后的数据。这将在下面更详细地被说明。
例如，多媒体IP 100可以包括图像信号处理器(ISP)110、图像稳定模块(G2D)120、多格式编解码器(MFC)130、GPU 140和/或显示器150。然而，示例实施例不限于此。也就是说，多媒体IP 100可以包括上述图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150中的至少一些。也就是说，多媒体IP 100可以表示需要访问存储器300以处理运动图像或图像的处理模块。
图像信号处理器110可以接收原始数据并对原始数据进行预处理，并且将原始数据转换为源数据10。此时，原始数据可以是RGB类型图像原始数据。例如，图像信号处理器110可以将RGB类型的原始数据转换为YUV类型的源数据10。
此时，RGB类型数据表示基于光的三原色来表示颜色的数据格式。也就是说，它是一种使用红色、绿色和蓝色三种颜色来表示图像的类型。相反，YUV类型表示亮度(即，亮度信号和色度信号)被分开表示的数据格式。也就是说，Y表示亮度信号，U(Cb)和V(Cr)分别表示色度信号。U表示亮度信号与蓝色信号分量之间的差，V表示亮度信号与红色信号分量之间的差。
YUV类型的格式数据可以通过使用转换公式(诸如，Y＝0.3R+0.59G+0.11B、U＝(B-Y)×0.493、V＝(R-Y)×0.877)从RGB类型的格式数据转换而被获得。
因为人眼对亮度信号敏感但对颜色信号不太敏感，所以YUV类型数据可以比RGB类型数据更容易被压缩。结果，图像信号处理器110可将RGB类型的原始数据转换为YUV类型的源数据10。
图像信号处理器110可以将原始数据转换为源数据10，然后将源数据存储在存储器300中。
图像稳定模块120可执行图像和运动图像数据的图像稳定。图像稳定模块120可通过读取原始数据或存储在存储器300中的源数据10来执行图像稳定。此时，图像稳定表示从运动图像数据检测并去除相机的抖动的操作。
图像稳定模块120可对原始数据或源数据10的抖动进行纠正，更新或生成新源数据10，并且将新源数据10存储在存储器300中。
多格式编解码器130可以是对运动图像数据进行压缩的编解码器。通常，因为运动图像数据具有非常大的大小，所以需要用于减小运动图像数据的大小的压缩模块。运动图像数据可以通过多个帧之间的相关性被压缩，并且运动图像数据的压缩可以由多格式编解码器130执行。多格式编解码器130可读取并压缩原始数据或存储在存储器300中的源数据10。
多格式编解码器130可对原始数据或源数据10进行压缩以生成新源数据10或对源数据10进行更新，并且可将新源数据10存储在存储器300中。
GPU(图形处理器)140可以处理并生成2D图形或3D图形。GPU 140可以对原始数据或存储在存储器300中的源数据10执行算术处理。GPU 140被专用于处理图形数据，并且可以并行处理图形数据。
GPU 140可以对原始数据或源数据10进行压缩以生成新源数据10或对源数据10进行更新，并且可以将新源数据10存储在存储器300中。
显示器150可以在屏幕上显示存储在存储器300中的源数据10。显示器150可以在屏幕上显示由多媒体IP 100的另外的组件(即，图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130和GPU 140)处理的图像数据(即，源数据10)。然而，示例实施例不限于此。
多媒体IP 100的图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU140和显示器150可各自单独操作。也就是说，图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150中的每个可以单独地访问存储器300以读取或写入数据。
在多媒体IP 100单独访问存储器300之前，帧缓冲压缩器200对源数据10中的至少一些进行压缩并将其转换为压缩数据20。帧缓冲压缩器200可以将压缩数据20发送到存储器300。
因此，由帧缓冲压缩器200压缩的压缩数据20可以存储在存储器300中。相反，当由多媒体IP 100加载时，存储在存储器300中的压缩数据20可以被发送到帧缓冲压缩器200。帧缓冲压缩器200可以对压缩数据20进行解压缩并将压缩数据20转换为输出数据30。帧缓冲压缩器200可以再次将输出数据30发送到多媒体IP 100。尽管输出数据30原则上需要与源数据10相同，但是它可以在压缩和解压缩处理期间改变。
每当多媒体IP 100的图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150单独访问存储器300时，帧缓冲压缩器200可将源数据10中的至少一些压缩成压缩数据20并将压缩数据20发送到存储器300。相反，每当存在多媒体IP 100的图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150的从存储器300的原始数据请求时，帧缓冲压缩器200可将压缩数据20解压缩成输出数据30，并将输出数据发送到多媒体IP 100的请求原始数据的组件。
存储器300可以存储由帧缓冲压缩器200生成的压缩数据20，并且可以将存储的压缩数据20提供给帧缓冲压缩器200，使得帧缓冲压缩器200可以对存储的压缩数据20进行解压缩。
帧缓冲压缩器200和存储器300可以分别连接到系统总线400。例如，多媒体IP 100的图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150可以经由帧缓冲压缩器200单独连接到系统总线400。
参照图2，帧缓冲压缩器200可以包括编码器210和解码器220。
编码器210可以从多媒体IP 100接收源数据10以生成压缩数据20。此时，源数据10可以分别从多媒体IP 100的图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150被发送。压缩数据20可以通过多媒体IP 100和系统总线400被发送到存储器300。
相反，解码器220可以将存储在存储器300中的压缩数据20解压缩成输出数据30。输出数据30可以被发送到多媒体IP 100。此时，可以将输出数据30分别发送到多媒体IP100的图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150。
图3是示出图2的编码器的操作方法的流程图，图4是示出包括在源数据的单个帧中的单元块的示图，图5是示出图4的单元块的示图，图6是示出图4的多个单元块的示图。将参照图3至图6提供以下描述。
帧缓冲压缩器200的编码器210首先以帧为基础接收源数据10(S10)。编码器210可以在有损压缩模式下对源数据10进行压缩(S21)，并且可以在无损压缩模式下对源数据10进行压缩(S25)。源数据10包括至少两个帧，并且每个帧可以包括以行和列布置的至少两个块。
编码器210可以将至少两个或更多个压缩数据的累积压缩率(compressibility)与参考压缩率进行比较(S30)。压缩数据可以是无损压缩数据或有损压缩数据。无损压缩表示没有数据丢失的压缩，并且表示压缩率根据数据而变化的类型。相反，有损压缩是数据中的一些丢失的压缩，具有比无损压缩高的压缩率，并且可以具有预设的固定的压缩率。
如果在操作S30中确定操作S21中的有损压缩源数据的累积压缩率小于参考压缩率，则编码器210选择有损路径并输出有损压缩数据(S40)。然而，当有损压缩源数据的累积压缩率大于参考压缩率时，编码器210可以选择无损路径并输出无损压缩数据(S40)。
此时，累积压缩率可以是通过将多媒体IP 100请求的至少两个块的压缩率相加而获得的值。此外，每个块的压缩率可表示块压缩数据在总源数据之中的百分比。
根据一些示例实施例，可以是用于计算累积压缩率的基础的至少两个块可以被包括在列(即，行单元)中。或者，根据一些示例实施例，可以是累积压缩率的基础的至少两个块可以是至少一个块单元。根据一些示例实施例，可以是累积压缩率的基础的至少两个块可以是多个块之中的连续布置的至少两个或更多个块，或者随机布置的至少两个或更多个块。
假设如果每个块中的无损压缩数据的累积压缩率小于参考压缩率，则无损路径被选择，并且如果无损压缩数据的累积压缩率大于参考压缩率，则有损路径被选择。在一些示例实施例中，由于压缩率针对每个块被独立地计算，因此总压缩率会增大。然而，如果特定块中的压缩率低并且压缩数据的累积压缩率大于参考压缩率，则当基于原始规则选择有损路径时，可能发生由于该特定块引起的图像质量劣化。
因此，如果将每个块的总压缩率(即，累积压缩率)与参考压缩率进行比较，则可以减少或防止仅特定块的图像质量劣化，并且作为有损压缩被处理的块的数量和整体上的丢失也可以被减少。
其具体说明将参照图4被提供。根据一些示例实施例，假设一个帧包括5×3的十五个块。
在示出的示例中，第一块是有损压缩或无损压缩的第1块。第一块和第二块的累积压缩率是通过将上面计算的第1块与第二块的有损压缩或无损压缩的第2块相加而获得的值(＝第1块+第2块)。从第一块到第三块的累积压缩率是通过将上面计算的累积值(第1块+第2块)与第三块的有损压缩或无损压缩的第3块相加而获得的值(＝第1块+第2块+第3块)。每个块(诸如，第四块和第五块)中的累积压缩率可以以相同的方式被计算，并且在第N块的情况下，通过将从第一块到第N块的压缩率相加而获得的值(＝第1块+第2块+第3块+……+第N块)可以是第N块的累积压缩率。
将如此计算的累积压缩率与参考压缩率K进行比较，并且编码器210可以根据比较结果来确定是选择有损路径还是选择无损路径。
参考压缩率K是基于将帧缓冲压缩器200与存储器300连接的系统总线400的带宽而定义的压缩率，并且是可以根据设计而改变的值。作为示例，根据多媒体IP 100和帧缓冲压缩器200的配置，参考压缩率K可以被定义为系统总线400的带宽的50％，并且作为另一示例，可以被定义为40％，或者作为又一另一示例，可以被定义为60％。
参照图5，根据一些示例实施例，与包括在帧中的每个块对应的压缩数据20可以包括净负荷(payload)和报头(header)。
净负荷包括标志(flag)、实际压缩数据和解压缩所需的值。报头是指示压缩数据20的压缩率的部分，并且可以被存储为报头索引。
根据一些示例实施例，可存在源数据10是突发长度BL的M倍(M是大于零的自然数)的情况。此时，报头索引可以包括M/2位。根据一些示例实施例，报头索引可以指示压缩数据的压缩的大小。编码器210可以基于报头索引仅读取压缩的大小，并减少实际使用的带宽。
压缩数据20可以变得比源数据10短。此时，净负荷可以包括指示压缩数据20是由于有损路径还是由于无损路径的标志F。标志是1位，并且可以包括在压缩数据20中。例如，在标志为0的情况下，它可以指示有损路径，并且在标志为1的情况下，它可以指示无损路径，并且根据另一示例，相反的情况也是可行的。
参照图4和图6，多个块被包括在单个帧中，并且每个块的压缩数据(例如，1st BkComp_data至Nth Bk Comp_data)包括净负荷和报头。累积压缩率可以是至少一个所请求的块的压缩数据(1st Bk Comp_data)的压缩率的累积求和值。在一些示例实施例中，如所示的，报头与压缩数据分开存在，并且报头的长度等不影响累积压缩率的计算。
编码器210可以针对请求的数量的块重复执行操作S21或S25至S40，直到一帧结束为止(S50)。
图7是根据一些示例实施例的用于具体说明图2的编码器的框图。
参照图7，编码器210包括第一模式选择器219、量化模块211、预测模块213、熵编码模块215、填充模块216和压缩管理模块218。
第一模式选择器219可以基于熵编码模块215的控制信号来确定编码器210是在无损模式下操作还是在有损模式下操作。当编码器210在无损模式下操作时，源数据10可以沿着图3的无损路径(无损)被压缩。当编码器210在有损模式下操作时，源数据10可以沿着有损路径(有损)被压缩。
第一模式选择器219可以从多媒体IP 100接收确定是执行无损压缩还是有损压缩的信号。此时，无损压缩表示没有数据丢失的压缩，并且表示压缩率根据数据而变化的类型。相反，有损压缩是数据中的一些丢失的压缩，具有比无损压缩高的压缩率，并且可以具有预设的固定的压缩率。
当编码器210在无损模式下操作时，第一模式选择器219可以沿着无损路径(无损)将数据流引导(induce)到预测模块213、熵编码模块215和填充模块216。当编码器210在有损模式下操作时，第一模式选择器219可以沿着有损路径(有损)将数据流引导到量化模块211、预测模块213和熵编码模块215。
作为示例，当编码器210在无损模式下操作时，第一模式选择器219可以将输入到编码器210的源数据10发送到预测模块213。作为另一示例，当编码器210在有损模式下操作时，第一模式选择器219可以将输入到编码器210的源数据10发送到量化模块211。
量化模块211可以通过使用预定义或期望的量化系数对输入到帧缓冲压缩器200的源数据10执行量化，以生成重构数据。例如，量化模块211可以用预定义或期望的量化系数将多个源像素数据中的每个进行量化，以生成重构数据。
在执行量化时移除的数据稍后不会被恢复。因此，量化模块211可以仅在有损模式下使用。然而，与无损模式相比，有损模式可以具有相对高的压缩率，并且可以具有预设的固定的压缩率。
压缩数据20可以包括由量化模块211使用的量化系数。例如，编码器210可以将在量化模块211中使用的量化系数添加到压缩数据20。
预测模块213可以对源数据10或重构数据执行帧内预测(intra-prediction)以生成预测数据。根据一些示例实施例，预测数据可以是通过减小多个重构数据的大小而获得的单独数据。作为示例，预测模块213可通过用残差像素数据表达多个重构像素数据中的一些来减小数据的大小。
预测模块213可通过从源数据10或重构数据生成包括参考像素数据和残差像素数据的预测数据来对数据的大小进行压缩。此外，预测模块213可基于像素对源数据10的多个源像素数据或重构数据的多个重构像素数据执行帧内预测以生成预测数据。
根据本申请的一些示例实施例的量化模块211和预测模块213可以对多个源像素数据中的每个并行地执行量化和帧内预测。例如，量化模块211可同时执行所有源像素数据的量化以生成重构数据。此外，预测模块213可从源数据或重构数据并行地生成包括参考像素数据和预测像素数据的预测数据。以这种方式，根据本发明构思的一些示例实施例，量化模块211和预测模块213可以分别并行地执行量化和帧内预测。
熵编码模块215可以对由预测模块213压缩的预测数据执行熵编码以生成熵数据。熵编码模块215计算生成的熵数据的压缩率，并将生成的熵数据的压缩率与参考压缩率进行比较，以将控制信号输出到第一模式选择器219，该控制信号成为选择有损路径或无损路径的基础。也就是说，它可以对应于图3的操作S30。
根据一些示例实施例，熵编码模块215可以基于熵频率来确定熵像素数据。
此外，熵编码模块215可对从源数据10生成的预测数据执行熵编码以生成熵数据。
在一些示例实施例中，熵编码模块215可以使用霍夫曼(Huffman)编码来对预测数据进行压缩。此外，熵编码模块215可通过指数哥伦布(exponential Golomb)编码或哥伦布莱斯(Golomb Rice)编码来对预测数据进行压缩。
填充模块216可以对由熵编码模块215生成的熵数据执行填充以生成填充数据。例如，填充模块216可以将无意义的数据(例如，零数据)添加到熵数据，以生成具有预定义或期望大小的填充数据。
作为示例，当编码器210在有损模式下操作时，可以基于源数据的大小和固定的压缩率来定义填充数据的大小。例如，当源数据10的大小是100并且固定的压缩率是50％时，填充数据的大小可以被定义为50。另一方面，由量化模块211、预测模块213和熵编码模块215压缩的熵数据的大小可以小于50。在一些示例实施例中，填充模块216可以将零数据添加到熵数据，以生成具有预定义或期望的大小50的填充数据。
作为另一示例，当编码器210在无损模式下操作时，可以基于源数据的大小来定义填充数据的大小。例如，当源数据10的大小是100时，填充数据的大小可以被定义为100。另一方面，由预测模块213和熵编码模块215压缩的熵数据的大小可以小于100。在一些示例实施例中，填充模块216可以将零数据添加到熵数据，以生成具有预定义或期望的大小100的填充数据。
以这种方式，填充模块216可以从由编码器210的其他模块压缩的熵数据生成具有预定义或期望的大小的填充数据。编码器210可以输出填充数据作为压缩数据20。也就是说，存储在存储器300中的压缩数据20可以通过填充模块216而具有特定大小。
压缩管理模块218可基于确定的量化系数和熵表来控制量化模块211和熵编码模块215中的源数据10的压缩。
压缩管理模块218可以确定在量化模块211中使用的量化系数。例如，当编码器210在有损模式下操作时，源数据10沿着图3的有损路径(有损)被压缩。此时，压缩管理模块218可以包括包含量化系数的QP表。例如，QP表可以包括一个或多个条目，并且每个条目可以包括在量化模块211中使用的量化系数。
此外，压缩管理模块218可确定表示用于每个熵编码的熵频率的熵像素数据的熵表。例如，压缩管理模块218可以包括熵表。熵表表示通过k的值确定的用于执行熵编码算法的多个代码表，并且可以在本发明构思的一些示例实施例中使用的熵表可以包括指数哥伦布码(exponential Golomb code)和哥伦布莱斯码(Golomb Rice code)中的至少一个。
之后，帧缓冲压缩器200可以将从编码器210生成的压缩数据20写入存储器300。此外，帧缓冲压缩器200可以从存储器300读取压缩数据20，对读取的压缩数据20进行解压缩，并将其提供给多媒体IP 100。
图8是根据一些示例实施例的用于具体说明图2的编码器的框图。为了便于说明，将主要说明与图7的不同之处。
参照图8，根据一些示例实施例，编码器210还可以包括CRC(循环冗余校验)模块217。
CRC模块217可以直接接收未被先前模块压缩的源数据10。CRC模块217可以通过预先存储的多项式来执行CRC计算，并由此生成CRC位。CRC位随后被附加到压缩数据20，并且可以被用作用于在压缩数据20稍后被解压缩并成为输出数据30时检查压缩和解压缩的处理中是否存在错误的手段。
图9是示出图2的解码器的操作方法的流程图。
参照图9，根据一些示例实施例，解码器220可以接收累积的压缩数据(S110)。解码器220检查接收的压缩数据20上的标志F，以确定是选择无损路径还是有损路径(S120)。
在有损路径的情况下，解码器220可以沿着有损路径根据具有预定义或期望大小的填充数据执行零数据的去填充(unpadding)(S130)。在无损路径的情况下，解码器220可以沿着无损路径根据具有预定义或期望大小的填充数据执行零数据的去填充(S130)。
解码器220可对去填充的熵数据执行熵解码(S140)。例如，熵解码可通过霍夫曼编码、指数哥伦布编码或哥伦布莱斯编码从熵数据提取预测数据。
解码器220可以对提取的预测数据执行有损路径解压缩(S151)或无损路径解压缩(S152)。有损路径解压缩S151可以在对逆预测数据执行预测补偿之后执行逆量化。逆量化可通过使用压缩数据的量化系数对预测补偿数据执行逆量化，并将结果作为输出数据输出(S131)。
图10是根据一些示例实施例的用于具体说明图2的解码器的框图。
参照图10，解码器220包括第二模式选择器229、去填充模块226、熵解码模块225、预测补偿模块223和逆量化模块221。
第二模式选择器229可以选择存储在存储器300中的压缩数据20是无损压缩还是有损压缩。作为示例，如图5和图6中所示，第二模式选择器229可以通过压缩数据的标志F来确定压缩数据20是通过无损模式或有损模式中的哪种模式来压缩的。
在无损模式的情况下，第二模式选择器229可以沿着无损路径(无损)将压缩数据20引导到去填充模块226、熵解码模块225和预测补偿模块223。相反，在有损模式的情况下，第二模式选择器229可以沿着有损路径(有损)将压缩数据20引导到去填充模块226、熵解码模块225、预测补偿模块223和逆量化模块221。
去填充模块226可以去除由编码器210的填充模块216添加的无意义数据(例如，零数据)。例如，去填充模块226可以从压缩数据20移除零数据以生成熵数据。由去填充模块226生成的熵数据可以被发送到熵解码模块225。
熵解码模块225可以解压缩由编码器210的熵编码模块215压缩的数据。也就是说，熵解码模块225可以根据从去填充模块226发送的熵数据来生成预测数据。
根据一些示例实施例，熵解码模块225可以使用熵表来生成与每个熵像素数据对应的残差像素数据和参考像素数据。也就是说，熵解码模块225可生成包括残差像素数据和参考像素数据的预测数据。从熵解码模块225生成的预测数据可以被发送到预测补偿模块223。
在一些实例实施例中，熵解码模块225可通过霍夫曼编编码、指数哥伦布编码或哥伦布莱斯编码执行解压缩。霍夫曼编码、指数哥伦布编码或哥伦布莱斯编码可为通用技术，并且将省略其细节。
根据一些示例实施例，当从熵数据生成预测数据时，熵解码模块225检查包括在压缩数据中的标志F，并且可以向第二模式选择器229通知该标志。根据一个示例，在执行根据有损模式的解压缩和根据无损模式的解压缩两者之后，还可以向第二模式选择器229通知标志并使第二模式选择器229选择两个结果中的一个。根据另一示例，在第二模式选择器229通过标志选择有损模式或无损模式中的一个之后，还可以沿着选择的路径执行解压缩。
预测补偿模块223可以对预测数据执行帧内预测补偿，以解压缩从熵解码模块225发送的预测数据。也就是说，预测补偿模块223可对预测数据执行帧内预测补偿以生成重构数据或输出数据30。例如，如果压缩数据20在有损模式下被压缩，则预测补偿模块223可以生成重构数据并将重构数据发送到逆量化模块221。此外，当压缩数据20在无损模式下被压缩时，预测补偿模块223可以生成输出数据30。在一些示例实施例中，解码器可以将输出数据30发送到多媒体IP 100。
例如，预测补偿模块223可以以与由预测模块213执行帧内预测相反的顺序对预测数据进行解压缩。预测数据可以包括多个预测像素数据。多个预测像素数据中的每个可以是参考像素数据或残差像素数据。
作为示例，预测补偿模块223可使用参考像素数据或残差像素数据来生成多个重构像素数据。例如，预测补偿模块223可使用参考像素数据生成与参考像素数据对应的重构像素数据。此外，预测补偿模块223可使用参考像素数据和残差像素数据来生成与残差像素数据对应的重构像素数据。如以上所说明的，预测补偿模块223可将包括多个重构像素数据的重构数据发送到逆量化模块221。
作为另一实例，输出数据30可包括与多个预测像素数据中的每个对应的输出像素数据。预测补偿模块223可使用参考像素数据或残差像素数据来生成多个输出像素数据。例如，预测补偿模块223可使用参考像素数据生成与参考像素数据对应的输出像素数据。此外，预测补偿模块223可使用参考像素数据和残差像素数据来生成与残差像素数据对应的输出像素数据。如以上所说明的，解码器220可将包括多个输出像素数据的输出数据30发送到多媒体IP 100。
以这种方式，预测补偿模块223可以恢复根据预测模块213逐像素地执行的帧内预测。
在有损模式的情况下，逆量化模块221可以根据来自压缩数据20的量化系数和从预测补偿模块223发送的重构数据来生成输出数据30。也就是说，逆量化模块221可使用量化系数对重构数据执行逆量化，并且生成输出数据30作为结果。例如，重构数据可包括由编码器210的压缩管理模块218确定的QP表。逆量化模块221可以从QP表确定量化系数。
例如，输出数据30可包括与多个重构像素数据中的每个对应的多个输出像素数据。可以通过对对应的重构像素数据执行逆量化来生成输出像素数据。例如，可以通过将对应的重构像素数据乘以量化系数来生成输出像素数据。
以此方式，逆量化模块221可从重构数据生成输出数据30。此时，由逆量化模块221生成的输出数据30可以与输入到编码器210的源数据10不同。这是因为当编码器210的量化模块211对源数据10执行量化时，比量化系数小的数据可能被丢失并且不能被恢复。因此，逆量化模块221可以仅在有损模式下被使用。
当对压缩数据20进行解压缩时，解压缩管理模块228可以执行由上面关于图8描述的压缩管理模块218确定的用于执行源数据10的压缩的QP表和熵表的组合可以适当地被反映的操作。
另一方面，尽管未示出，但是解码器220还可以包括在逆量化模块221后面的CRC校验模块。
CRC校验模块224可以从第二模式选择器229接收CRC位。CRC校验模块224可以通过预先存储的多项式对由先前模块解压缩的输出数据30执行CRC计算，以生成比较CRC位。
CRC校验模块224可以将CRC位与比较CRC位彼此进行比较。如果CRC位和比较CRC位彼此相同，则输出数据30可以与源数据10完全相同。也就是说，在这样的示例实施例中，可以确认在压缩和解压缩的处理中没有错误。
相反，如果CRC位和比较CRC位彼此不同，则输出数据30可以与源数据10不同。也就是说，在这样的示例实施例中，可以确认在压缩和解压缩的处理中发生错误。在这样的示例实施例中，CRC校验模块224可以对输出数据30执行错误标记。错误标记可以是允许用户知道在压缩或解压缩的处理中发生错误的显示。例如，CRC校验模块224可以将特定颜色分配给输出数据30，使得用户知道特定颜色部分是错误部分。
在下文中，将参照图11描述根据本发明构思的一些示例实施例的图像处理设备。将简化或省略对上述内容的相同部分的说明。图11是根据本发明构思的一些示例实施例的用于说明图像处理设备的框图。
参照图11，根据本发明构思的一些示例实施例的图像处理设备的帧缓冲压缩器200、多媒体IP 100和存储器300可以各自直接连接到系统总线400。
帧缓冲压缩器200不直接连接到多媒体IP 100，而是可以经由系统总线400连接到多媒体IP。例如，多媒体IP 100可以通过系统总线400向帧缓冲压缩器200发送数据和从帧缓冲压缩器200接收数据。也就是说，在压缩的处理中，多媒体IP 100可以通过系统总线400将源数据10发送到帧缓冲压缩器200。随后，帧缓冲压缩器200可以根据源数据10生成压缩数据20，并且可以通过系统总线400再次将压缩数据20发送到存储器300。
此外，在解压缩的处理中，存储在存储器300中的压缩数据20通过系统总线400被发送到帧缓冲压缩器200，并且压缩数据20可以被解压缩成输出数据30。随后，帧缓冲压缩器200可以通过系统总线400将输出数据30发送到多媒体IP 100。
根据一些示例实施例，即使帧缓冲压缩器没有单独被连接到多媒体IP100的图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150，因为帧缓冲压缩器可以通过系统总线连接到多媒体IP 100的图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150，所以硬件配置可以被简化和/或操作速度可以被提高。
在下文中，将参照图12描述根据本发明构思的一些示例实施例的图像处理设备。将简化或省略对上述内容的相同部分的说明。图12是根据本发明构思的一些示例实施例的用于说明图像处理设备的框图。
参照图12，在根据本发明构思的一些示例实施例的图像处理设备中，系统总线400直接被连接到多媒体IP 100和帧缓冲压缩器200，并且存储器300可以经由帧缓冲压缩器200被连接到系统总线400。
也就是说，存储器300不直接被连接到系统总线400，而是可以仅经由帧缓冲压缩器200被连接到系统总线400。此外，多媒体IP 100的图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150可以直接被连接到系统总线400。因此，多媒体IP 100的图像信号处理器110、图像稳定模块120、多格式编解码器130、GPU 140和显示器150可仅在经过帧缓冲压缩器200时访问多媒体存储器300。
在一些示例实施例中，由于帧缓冲压缩器200涉及对存储器300的所有访问，因此当帧缓冲压缩器200直接被连接到系统总线400并且存储器300经由帧缓冲压缩器200被连接到系统总线400时，可以减少数据传输的错误和/或提高速度。
在下文中，将参照图13描述根据本发明构思的一些示例实施例的图像处理设备。将简化或省略对上述内容的相同部分的说明。图13是根据本发明构思的一些示例实施例的用于说明图像处理设备的框图。
参照图13，在根据本发明构思的一些示例实施例的图像处理设备中，系统总线400可以直接被连接到多媒体IP 100和存储器300。帧缓冲压缩器200可以被连接到多媒体IP100。帧缓冲压缩器200可以从多媒体IP 100接收源数据10。帧缓冲压缩器200可以对源数据10进行压缩以生成压缩数据20，并且可以再次将压缩数据20发送到多媒体IP 100。多媒体IP 100可以通过系统总线400将压缩数据20存储在存储器300中。
在解压缩处理中，多媒体IP 100可以通过系统总线400从存储器300接收压缩数据20。多媒体IP 100可以将压缩数据20发送到帧缓冲压缩器200。帧缓冲压缩器200可以对压缩数据20进行解压缩以生成输出数据30，并且可以再次将输出数据发送到多媒体IP 100。
上面公开的任何元件可以包括一个或多个电路(诸如，包括逻辑电路的硬件、硬件/软件组合(诸如，执行软件的处理器)或它们的组合)，或者在一个或多个电路(诸如，包括逻辑电路的硬件、硬件/软件组合(诸如，执行软件的处理器)或它们的组合)中被实现。例如，电路更具体地可以包括但不限于中央处理器(CPU)、算术逻辑单元(ALU)、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程门阵列(FPGA)、片上系统(SoC)、可编程逻辑单元、微处理器、专用集成电路(ASIC)等。
在总结具体实施方式时，本领域技术人员将理解的是，在实质上不脱离本发明构思的原理的情况下，可以对优选示例实施例进行许多变化和修改。因此，公开的发明构思的优选示例实施例仅在一般和描述性意义上被使用，而不是出于限制的目的。

Claims (20)

1.一种图像处理设备，所述图像处理设备包括：
多媒体知识产权块，被配置为：处理原始数据以生成源数据，并接收和使用输出数据；
帧缓冲压缩电路，被配置为：在有损模式或无损模式下操作，以将源数据压缩成压缩数据或将压缩数据解压缩成输出数据；以及
存储器，被配置为存储压缩数据并由多媒体知识产权块访问，
其中，帧缓冲压缩电路被配置为：基于压缩数据的累积压缩率来选择有损模式或无损模式，并且基于选择的模式来执行压缩或解压缩。
2.如权利要求1所述的图像处理设备，其中，源数据包括包含多个块的至少一个帧，并且
其中，当所述多个块之中的至少两个块的累积压缩率超过参考压缩率时，帧缓冲压缩电路被配置为在有损模式下操作，否则，帧缓冲压缩电路被配置为在无损模式下操作。
3.如权利要求2所述的图像处理设备，其中，所述至少两个块包括所有的所述多个块。
4.如权利要求2所述的图像处理设备，其中，所述至少两个块是所述多个块之中的包括在至少一行中的块。
5.如权利要求2所述的图像处理设备，其中，所述至少两个块是所述多个块之中的连续放置的至少两个或更多个块。
6.如权利要求2所述的图像处理设备，其中，所述至少两个块是所述多个块之中的随机放置的至少两个或更多个块。
7.如权利要求1至权利要求6中的任一项所述的图像处理设备，其中，压缩数据还包括：
报头，指示压缩数据在带宽中的百分比；以及
净负荷，包括指示累积压缩率是否超过参考压缩率的标志、实际压缩数据和解压缩所需的值。
8.一种帧缓冲压缩电路，所述帧缓冲压缩电路包括：
编码器电路，被配置为接收源数据并生成压缩数据；以及
解码器电路，被配置为对压缩数据进行解压缩并将输出数据输出，
其中，当压缩数据的累积压缩率超过参考压缩率时，编码器电路被配置为在有损模式下执行压缩，否则，编码器电路被配置为在无损模式下执行压缩，并且
其中，解码器电路被配置为：根据与压缩数据对应的压缩模式来执行解压缩。
9.如权利要求8所述的帧缓冲压缩电路，其中，压缩数据包括：
报头，指示压缩数据在带宽中的百分比；以及
净负荷，包括标志、实际压缩数据和解压缩所需的值。
10.如权利要求9所述的帧缓冲压缩电路，其中，编码器电路包括：
量化电路，被配置为根据量化系数对源数据进行量化；
预测电路，被配置为对源数据或量化数据执行预测以生成预测数据；以及
熵编码电路，被配置为对预测数据执行熵编码以生成熵数据，并且
熵编码电路被配置为：基于块来计算源数据的压缩率并将源数据的压缩率进行累积，并且
熵编码电路被配置为：在标志中反映通过将至少两个或更多个块的累积压缩率与参考压缩率进行比较而获得的结果。
11.如权利要求10所述的帧缓冲压缩电路，其中，编码器电路还包括第一模式选择器电路，第一模式选择器电路被配置为基于由熵编码电路提供的标志来选择有损模式或无损模式，并且
第一模式选择器电路位于量化电路之前，并且被配置为当无损模式被选择时将源数据发送到预测电路，并且被配置为当有损模式被选择时将源数据发送到量化电路。
12.如权利要求10所述的帧缓冲压缩电路，其中，编码器电路还包括：循环冗余校验电路，被配置为将基于源数据生成的循环冗余校验位添加到压缩数据。
13.如权利要求9至权利要求12中的任一项所述的帧缓冲压缩电路，其中，解码器电路包括：
第二模式选择器电路，被配置为根据标志来选择有损模式或无损模式；
熵解码电路，被配置为执行压缩数据的熵解码；
预测补偿电路，被配置为对熵解码后的数据执行预测补偿；以及
逆量化电路，被配置为在有损模式的情况下对预测补偿后的数据进行逆量化，并且被配置为将逆量化后的数据作为输出数据输出，
其中，在无损模式的情况下，预测补偿电路输出预测补偿后的数据作为输出数据。
14.一种图像处理设备，所述图像处理设备包括：
存储器，被配置为存储压缩数据；以及
帧缓冲压缩电路，包括编码器电路和解码器电路，编码器电路被配置为对源数据中的至少一些进行压缩以生成压缩数据并将压缩数据发送到存储器，解码器电路被配置为从存储器读取压缩数据并对压缩数据进行解压缩，
其中，压缩数据包括净负荷和报头，净负荷包括实际压缩数据和标志，
其中，帧缓冲压缩电路被配置为：在标志中反映通过将与压缩数据对应的累积压缩率与参考压缩率进行比较而获得的结果，并且被配置为根据标志在有损模式或无损模式下执行压缩或解压缩。
15.如权利要求14所述的图像处理设备，其中，编码器电路包括：
量化电路，被配置为根据量化系数将源数据进行量化；
预测电路，被配置为对源数据或量化数据执行预测以生成预测数据；以及
熵编码电路，被配置为对预测数据执行熵编码以生成熵数据，
其中，熵编码电路被配置为基于块来计算熵数据的压缩率并将熵数据的压缩率进行累积，以及
熵编码电路被配置为：生成通过将至少两个或更多个块的累积压缩率与的参考压缩率进行比较而获得的结果作为标志。
16.如权利要求15所述的图像处理设备，其中，编码器电路还包括：第一模式选择器电路，被配置为根据标志使编码器电路在有损模式或无损模式下操作。
17.如权利要求14至权利要求16中的任一项所述的图像处理设备，其中，解码器电路被配置为根据读取的压缩数据的标志来选择有损模式或无损模式，
解码器电路被配置为执行对压缩数据的零数据的去填充，
解码器电路被配置为对去填充的压缩数据执行熵解码，以及
当有损模式被选择时，解码器电路被配置为对熵解码后的数据进行逆量化，并且被配置为输出逆量化后的数据作为输出数据，并且
当无损模式被选择时，解码器电路被配置为输出熵解码后的数据作为输出数据。
18.根据权利要求17所述的图像处理设备，其中，报头表示压缩数据在存储器与帧缓冲压缩电路之间的带宽中的百分比。
19.如权利要求15所述的图像处理设备，其中，所述至少两个块是源数据的多个块之中的包括在至少一行中的块。
20.如权利要求15所述的图像处理设备，其中，所述至少两个块是源数据的多个块之中的连续放置的至少两个或更多个块。
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