CN1168318C - 具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统 - Google Patents

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Abstract

一种具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其具有一存储器装置以供贮存参考图像，而可在进行解压缩时读取该参考图像以进行移动补偿，参考图像是以水平线的像素为单位而贮存于存储器装置中，并在参考图像的一个水平线的像素无法完整地放置在存储器装置的一行中时，于该行的折断处，是重复贮存有与其下一行起始的一个宏块长度的像素相同的像素，以免除存储器读取时所可能造成的整页读取破碎问题。

Description

具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统
技术领域
本发明是有关一种视讯解压缩系统，尤指一种具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统。
背景技术
藉由数字影音技术的发展，数字化的影音资料已提升了人们在观赏及倾听影音作品的方便性，但这些数字化的影音资料由于具有庞大的资料量，因此在传输或贮存时便需要加以压缩，例如JPEG、MPEG1、MPEG2、MPEG4及H.26X等，即为常见的实用影音压缩标准。
视讯资料因前后的相似性很高而有资料的冗余，于是部分的压缩标准乃利用演算法将此时间上的冗余去除，例如MPEG系统使用移动补偿的方式来达到资料压缩的目的，参照图6所示的MPEG系统在时间轴上的移动补偿示意图，其中，MPEG系统是将图像切分为许多宏块(MacroBlock，MB)以做为进行压缩的基本单位，图中显示三张图像P0、P1及P2，而假设图像P1的宏块MBC为B类宏块，其是于压缩时在图像P0及P2各找到一个最相近的宏块MBF及MBB后并将各自的移动向量mvf及mvb计算出来而得到，因此，在解压缩时，是将此两个移动向量与差异资料传送给MPEG解码器，即可如图7所示，依移动向量mvf及mvb到图像P0及P2中读出相对应的宏块MBF及MBB，再加上差异资料，即可还原原来的宏块MBC；而若图像P1的宏块MBC为P类宏块，则其是于压缩时在图像P0找到一个最相近的宏块MBF后并将移动向量mvf计算出来而得到，因此，在解压缩时，是将此移动向量与差异资料传送给MPEG解码器，亦可如图8所示，依移动向量mvf到图像P0中读出相对应的宏块MBF，再加上差异资料，而还原原来的宏块MBC。据此，便可将整张图像在最少的资料传输量下，以最逼真的方式还原。
在一般的视讯解压缩装置中，解压缩过程所需用到的图像通常是存放在随机存取存储器(DRAM)中，而上述的移动补偿的执行便表示系统需至DRAM中读取参考图像中的宏块，且于完成移动补偿计算后再将资料写回DRAM中。
在DRAM的操作中，对于资料的存取通常是使用整页模式(pagemode)，以较为有效地利用频宽，而在DRAM的架构上，其一个行可贮存2n位元组的资料，例如图9显示一存放有MPEG参考图像的1M×16位元的DRAM，其中，由于MPEG所用到的参考图像必须被再读出，且其读取的单位可能是一个17×17位元组的区块资料，因此，一般DRAM的布局配置是如图所示，为将自起始位置起以一设定的长度(例如360字元，每一字元为2位元组)，连续配置两个储存区块以供贮存IP类的可参考图像，如图像91及图像92，并将例如B类图像93的解压缩图像贮存于相对于参考图像右侧所剩余的存储器区域中，如此的存储器的定址较不会造成整页模式的破损而降低其频宽的利用效率，且参考图像在DRAM中的贮存方式亦较为接近原来图像的形状，因此，其读取或写入的地址的产生也较为简单。
然而，以前述的DRAM的布局配置贮存参考图像时，如图像的宽度超过DRAM中所设定的长度时，所存放的图像资料便必须打折存放，如此，当欲从参考图像中读取资料时，便会遇到DRAM整页模式的破损所导致的整页读取破碎(Page Read Break)问题，进而造成DRAM频宽不足而无法顺利完成解压缩的作业。因此，前述已知的视讯解压缩系统对于存储器的贮存及读取方式实有予以改进的必要。
发明人爰因于此，本于积极发明的精神，亟思一种可以解决上述问题的“具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统”，几经研究实验终至完成此项发明。
发明内容
本发明的目的是在提供一种具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，以有效地利用存储器的频宽而强化解压缩的效能。
本发明的一特色是提出一种具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其主要包括解压缩装置、存储器装置及存储器控制器，该存储器装置是可供贮存参考图像以供进行解压缩时读取参考之用，该存储器控制器是用以控制该存储器装置的存取操作，以便以自该存储器装置读出资料，经该解压缩装置的处理后，将原来的图像予以还原重建并贮存于该存储器装置中，其中，该参考图像是以水平线的像素为单位而贮存于该存储器装置中，并在该参考图像的一个水平线的像素无法完整地放置在该存储器装置的一行中时，于该行的折断处，是重复贮存有与其下一行起始的一个宏块长度的像素相同的像素。
于本发明的另一特色中，参考图像是以宏块行为单位而贮存于存储器装置中，并在该参考图像的一个宏块行的像素无法完整地放置在该存储器装置的一宏块区域行中时，于该行的折断处，是重复贮存有与其下一行起始的一个宏块长度的像素相同的像素。
于本发明的再一特色中，参考图像是以线性地址法而贮存于该存储器装置中，并在存储器装置的每一行的末端是重复贮存有与其下一行起始的一个宏块长度的像素相同的像素。
由于本发明设计新颖，能提供产业上利用，且确有增进功效，故依法申请专利。
附图说明
为使贵审查委员能进一步了解本发明的结构、特征及其目的，兹附以图式及较佳具体实施例的详细说明如后，其中：
图1是依据本发明的视讯解压缩系统的架构图。
图2是依据本发明的视讯解压缩系统的存储器装置以贮存参考图像资料的一较佳实施例。
图3是参考图像的宏块示意图。
图4是依据本发明的视讯解压缩系统的存储器装置以贮存参考图像资料的另一较佳实施例。
图5是依据本发明的视讯解压缩系统的存储器装置以贮存参考图像资料的再一较佳实施例。
图6是为已知MPEG系统在时间轴上的移动补偿示意图。
图7是为已知MPEG系统重建B类宏块的示意图。
图8是为已知MPEG系统重建P类宏块的示意图。
图9是为已知MPEG系统的存储器布局示意图。
具体实施方式
有关本发明的具有不产生整页读取破碎的存储器读取能力的视讯解压缩系统的一较佳实施例，读先参照图1所示的系统架构图，其主要是以一较佳地由DRAM所构成的存储器装置11来贮存参考图像等资料，以在解压缩时，由一存储器控制器12控制该存储器装置11的存取操作，以便自该存储器装置11读出资料，经可变长度解码(VLD)、反量化(INVO)、反离散余弦转换，(IDCT)及图像重建(Frame Reconstructor)的处理后，将原来的图像予以还原重建并贮存于该存储器装置11中，而可供扫描读出(Scan Out)以显示该图像。
而前述存储器装置11贮存参考图像资料的一较佳实施例是如图2所示，其显示该存储器装置11是为每行含有1024位元组的DRAM，而参考图像是以水平线(Horizontal Line)的像素为单位而贮存于DRAM中，如所要存放的图像宽度为1440个像素(每一像素为1位元组)，由于图像的一个水平线的像素无法完整地放置在DRAM的一行中，而必须予以折断成复数行来予以存放，于本实施例中，是予以折断成两个宽度为720的水平线来存放，因此，其是将第0个像素至第719个像素放置在DRAM的第一行中，且在此折断处的一末端区段21接续放置一个宏块长度(16位元组)的像素，亦即，将第720个像素至第735个像素继续放置在DRAM的第一行中，而在DRAM的第二行中，则予以重新放置该第720个像素至第735个像素，再将图像的水平线的其余像素(亦即第736个像素至第1339个像素)接续放置在该DRAM的第二行中，藉此，可将图像的一个水平线的像素放置在DRAM的两行中，如图2所示是将图像的第n个水平线的像素折断为na及nb线而放置在DRAM的两行中，且在该两DRAM行的第一行的折断处，是重复贮存有与其下一行起始的一个宏块长度的像素相同的像素。而依此的方式，便可将图像的所有像素放置在DRAM中。
经以前述的图像贮存方法将参考图像放置于该存储器装置11后，于进行解压缩而由该存储器控制器12自该存储器装置11读取资料时，将可免于产生整页读取破碎的问题，参照图3的参考图像的一个宏块所示，在进行解压缩而需移动补偿时，依移动向量所得到的结果可能是需从第710个像素开始读取一个宏块的资料，此时，如依传统的方式置放图像的像素，则当读取第719个像素后就会产生整页读取破碎而降低了存储器的频宽，然依本发明的存储器装置11所采的贮存方式，由于是已将第720个像素至第735个像素复制而接续存放于该第7194像素之后，故在此次的参考宏块资料的读取当不会有整页读取破碎之虞。
由是可知，藉由重复贮存一个宏块长度的像素，可解决因DRAM的一个行无法完整贮存图像的一个水平线的像素所可能导致的整页读取玻碎问题，虽然重复贮存一个宏块长度的像素亦会占据DRAM的少许频宽，以前述的实施例而言，因重复贮存所占用DRAM的比例仅为16/1440＝1.1％，且在MPEG的解压缩装置中，对频宽的要求最高者乃是于8类图像的解压缩，但解压缩时所参考的图像仅可能为I类或P类图像，因此，前述重复贮存一个宏块长度的像素的动作只有在I类或P类图像中发生，故不致影响解压缩的效能。
图4是显示前述存储器装置11贮存图像资料的另一较佳实施例，其亦显示该存储器装置11是为长度为1024位元组的DRAM，而本实施例与前一实施例的不同处仅在于其参考图像是以宏块行(MacroBlock Line)为单位而贮存于DRAM中，其中的一个宏块行是定义为以一个图像的水平长度及16个画素高度的区域，因此，其可使用与前一实施例相同的存储器贮存方式，将图像的一个宏块行放置在DRAM的复数个(于本实施例中为两个)宏块区域行中，如图4所示是将图像的第n个宏块行折断为na及nb宏块行而放置在DRAM的两宏块区域行中，且在该两DRAM宏块区域行的第一宏块区域行的折断处的一末端区段41，是重复贮存有与其下一宏块区域行起始的一个宏块长度的像素相同的像素，亦可达成与前一
实施例相当的功效。
图5是显示前述存储器装置11贮存图像资料的再一较佳实施例，其显示该存储器装置11是为每行含有1024位元组的DRAM，而参考图像是将720个像素的水平长度用线性地址法存入DRAM中，亦即，参考图像的每一720个像素长度的水平线(以Line 0，1，2，…表示)是连续地依照DRAM的地址顺序而贮存于DRAM中，且相似于前述的实施例，在每一DRAM行的末端的一个宏块长度(16位元组)的区段51是重复贮存有与其下一行起始的一个宏块长度的像素相同的像素，据此，可在以线性地址法定址的存储器装置中，达成与前述实施例相当的功效。
综上所陈，本发明无论就目的、手段及功效，均不同于已知技术的特征。惟应注意的是，上述实施例仅是为了便于说明而举例而已，本发明所主张的权利范围自应以申读专利范围所述为准，而非仅限于上述实施例。

Claims (11)

1.具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，主要包括：
一解压缩装置；
一存储器装置，是可供贮存参考图像以供进行解压缩时读取参考之用；以及
一存储器控制器，是用以控制该存储器装置的存取操作，以便以自该存储器装置读出资料，经该解压缩装置的处理后，将原来的图像予以还原重建并贮存于该存储器装置中，其中，
该参考图像是以水平线的像素为单位而贮存于该存储器装置中，并在该参考图像的一个水平线的像素无法完整地放置在该存储器装置的一行中时，于该行的折断处，是重复贮存有与其下一行起始的一个宏块长度的像素相同的像素。
2.根据权利要求1所述的具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，其中图像的一个水平线的像素是放置在该存储器装置的复数行中。
3.根据权利要求1所述的具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，其中该解压缩装置包括有可变长度解码、反量化、反离散余弦转换及图像重建的处理。
4.根据权利要求1所述的具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，其中该存储器装置是由随机存取存储器所构成。
5.一种具有不产生整页读取破碎的具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，主要包括：
一解压缩装置；
一存储器装置，是可供贮存参考图像以供进行解压缩时读取参考之用；以及
一存储器控制器，是用以控制该存储器装置的存取操作，以便以自该存储器装置读出资料，经该解压缩装置的处理后，将原来的图像予以还原重建并贮存于该存储器装置中，其中，
该参考图像是以宏块行为单位而贮存于该存储器装置中，并在该参考图像的一个宏块行的像素无法完整地放置在该存储器装置的一宏块区域行中时，于该行的折断处，是重复贮存有与其下一行起始的一个宏块长度的像素相同的像素。
6.根据权利要求5所述的具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，其中图像的一个宏块行是放置在该存储器装置的复数个宏块区域行中。
7.根据权利要求5所述的具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，其中该解压缩装置包括有可为长度解码、反量化、反离散余弦转换及图像重建的处理。
8.根据权利要求5所述的具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，其中该存储器装置是由随机存取存储器所构成。
9.一种具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，主要包括：
一解压缩装置；
一存储器装置，是可供贮存参考图像以供进行解压缩时读取参考之用；以及
一存储器控制器，是用以控制该存储器装置的存取操作，以便以自该存储器装置读出资料，经该解压缩装置的处理后，将原来的图像予以还原重建并贮存于该存储器装置中，其中，
该参考图像是以线性地址法而贮存于该存储器装置中，并在存储器装置的每一行的末端是重复贮存有与其下一行起始的一个宏块长度的像素相同的像素。
10.根据权利要求9所述的具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，其中该解压缩装置包括有可变长度解码、反量北、反离散余弦转换及图像重建的处理。
11.根据权利要求9所述的具有高效率存储器存取能力的视讯解压缩系统，其特征在于，其中该存储器装置是由随机存取存储器所构成。
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