CN1731448A - 图像数据压缩前预存储处理装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种图像数据压缩前预存储处理装置，接收传感器产生的图像数据，并将图像数据发送给压缩模块进行压缩处理，包括：由两个具有乒乓机制的缓冲器组成的缓存单元，来实现交替的读写操作；还一个写地址计算模块和一个读地址计算模块，用于协调所述缓存单元对图像数据的读写。本发明还公开了一种图像数据压缩前预存储处理方法。本发明所述装置和方法，实现起来比较简单，可有效的减少存储器的大小，节省资源，从而减小芯片和系统的成本，同时，也解决了现有技术中压缩前需要延时的缺陷。

Description

图像数据压缩前预存储处理装置和方法
技术领域
本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种在图像数据压缩前进行预存储的处理装置和方法。
背景技术
在进行数字图像压缩时，通常是以宏块为单位进行处理。例如，静态图像压缩标准JPEG处理的单位通常是8×8的亮度(luminance)或色度(chrome)数据块，视频压缩标准MPEG-1，MPEG-2和MPEG-4处理的数据单位是16×16的宏块(macroblock)。
但是，对于目前的图像传感器来说，通常输出的像素数据都是按行的方式。例如，对VGA(640×480)的数字图像传感器来说，它首先输出一行640个像素的颜色值，然后再输出下一行640个像素的颜色值，以此类推，直到一帧的像素颜色值完全输出为止。
在通常的数字图像压缩处理时，通常采用帧缓冲器(frame buffer)来将一帧图像所有像素的亮度值和色度值完全保存下来，然后再做压缩处理。如图1所示，图像传感器生成的图像数据会经过诸如白平衡、色彩纠正、gamma纠正、插值纠正、改变图像分辨率大小等一些算法操作，之后会存放在帧缓冲器中，帧缓存器用来存储一帧临时的图像数据，然后再由JPEG(联合图像编码专家组)编码器根据国际标准将数字图像信号压缩为JPEG文件。对于VGA来说，要保存一帧YUV422的图像需要640×480×2＝600KB的存储器空间。对于更大的分辨率来说，需要的帧缓冲器更大，而且往往需要存储两帧的数据。
显然，这将增加芯片的面积和成本，对于一般的低成本消费类芯片来说，在片上实现这么大的存储器简直是不可能的，因此通常采用片外的DRAM来实现，但是这又增加了整个系统的成本；另外，由于帧缓冲器需要等到一帧图像数据全部存储下来之后才能进行压缩，这会使整个压缩的处理时间向后推迟一帧的时间，无法做到完全的实时处理。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种图像数据压缩前预存储处理装置，使得可以用很小的成本来有效地解决上述的问题；
本发明的又一目的在于提供一种图像数据压缩前预存储处理方法，来实现图像数据压缩的实时处理。
为达到上述目的，本发明的技术方案具体是这样实现的：
一种图像数据压缩前预存储处理装置，接收传感器产生的图像数据，并将图像数据发送给压缩模块进行压缩处理，包括：
一个缓存单元，由两个具有乒乓机制的缓冲器组成，来实现交替的读写操作；
一个写地址计算模块，图像传感器输出的图像数据到来时，写地址计算模块计算所述图像数据在上述缓存单元中对应的地址；
一个读地址计算模块，读地址计算模块计算需要进行压缩处理的图像数据在上述缓存单元中对应的地址。
进一步地，所述写地址计算模块和读地址计算模块可以合并为一个模块；
进一步地，所述具有乒乓机制的缓冲器可以是一个FIFO或多个FIFO组；
一种图像数据压缩前预存储处理方法，包括如下步骤：
1)像传感器一行一行的输出一帧图像数据；
2)将所述图像数据逐行写入第一缓冲器中；
3)第一缓冲器写满，继续写入新的图像数据到第二缓冲器中；
4)在步骤3)的同时，读出第一缓冲器中的图像数据进行压缩处理，在第二缓冲器写满前，第一缓冲器中的图像数据读出完毕；
5)第二缓冲器写满，继续写入新的图像数据到第一缓冲器中；
6)在步骤5)的同时，读出第二缓冲器中的图像数据进行压缩处理，在第一缓冲器写满前，第二缓冲器中的图像数据读出完毕；
7)周而复始，直到实现整帧图像的压缩。
进一步地，在图像数据由图像传感器产生到写入缓冲器之前会经过白平衡、或色彩纠正、或gamma纠正、或插值纠正、或改变图像分辨率大小处理；
进一步地，所述缓冲器可以是一个FIFO或多个FIFO组。
由上述技术方案可见，本发明对比现有技术的优势在于：
本发明实现起来比较简单，不需要太多的逻辑结构；
其次，本发明可以实现实时处理，解决了现有技术中压缩前需要延时的缺陷；
最后，由于本发明采用了比较简单的缓冲器，可有效的减少存储器的大小，节省资源，从而减小芯片和系统的成本。
附图说明
图1为现有技术中图像压缩处理的结构简图；
图2为本发明所述装置实施例的结构简图；
图3为本发明所述方法的流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。
如图2所示，为本发明所述装置一个实施例的结构简图，
图像数据压缩前预存储处理装置100，包括缓存单元30、写地址计算模块20和读地址计算模块50。其中，缓存单元30，由两个具有乒乓机制的缓冲器FIFO1和FIFO2组成，来实现交替的读写操作；图像数据压缩前预存储处理装置100接收传感器10产生的图像数据，并将图像数据发送给压缩模块40进行压缩处理，图像传感器10输出的图像数据到来时，写地址计算模块20计算所述图像数据在上述缓存单元30中对应的地址，以写入数据；在需要进行压缩处理时，读地址计算模块50计算需要进行压缩处理的图像数据在上述缓存单元30中对应的地址，来读出图像数据给压缩模块40进行压缩处理。
当然，在实际设计中写地址计算模块20和读地址计算模块50可合并为一个模块，同时具有乒乓机制的缓冲器FIFO1和FIFO2也可以由多个FIFO来代替，这都不超出本发明的范围。
如图3所示，为本发明所述方法的流程图，包括如下步骤：首先，图像传感器一行一行的输出一帧图像数据；然后，所述图像数据被逐行写入第一缓冲器中；当第一缓冲器写满，则继续写入新的图像数据到第二缓冲器中，同时，读出第一缓冲器中的图像数据进行压缩处理，在第二缓冲器写满前，第一缓冲器中的图像数据读出完毕；当第二缓冲器写满，继续写入新的图像数据到第一缓冲器中，同时，读出第二缓冲器中的图像数据进行压缩处理，在第一缓冲器写满前，第二缓冲器中的图像数据读出完毕；周而复始依次循环，直到实现整帧图像的压缩。
在图像数据由图像传感器产生到写入缓冲器之前可能会经过诸如白平衡、或色彩纠正、或gamma纠正、或插值纠正、或改变图像分辨率大小等处理；
下面以VGA为例对上述实施例和方法作详细的说明。
以VGA为例，要保存一帧YUV422的图像需要640×480×2＝600KB的存储器空间，对于JPEG压缩来说，需要等到8行YUV422数据到来之后才能对之进行压缩，这两个缓冲器的工作方式如下：
1)图像传感器开始一行一行的输出数据；
2)图像传感器的输出数据到来，写地址计算模块计算对应的地址并且存储在FIFO1里面；
3)八行数据结束，FIFO1满；
4)图像数据的第九行开始来，并且存储在FIFO2里；
5)在步骤4)的同时，第一个八行的图像数据被从FIFO1里按照8×8的块读出，并且送给JPEG压缩模块进行压缩；
6)FIFO1里第一个八行数据压缩结束；
7)第9到第16行的数据存储在FIFO2里；
8)第17行数据开始到来，此时FIFO1里的数据已经压缩完，因此可以覆盖FIFO1里的数据，同时开始压缩FIFO2里的第二个八行的图像数据；
9)如此周而复始，用两个FIFO即可以实现整帧图像的压缩。
在上述的装置和方法中，要保证8行数据压缩的时间不大于图像传感器输出8行的时间，如此才能确保未压缩的图像不会被覆盖掉从而导致图像被破坏掉。
从上可知对于VGA的JPEG压缩，仅需要640×2×16＝20KB的存储器，可有效的减少存储器的大小从而减小芯片和系统的成本。而且，本发明所述装置和方法可作到完全的实时处理，不需要等到一帧图像数据全部存储下来才能进行压缩。
应当指出，以上所述仅是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和变化，这些改进和变化也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1、一种图像数据压缩前预存储处理装置，接收传感器产生的图像数据，并将图像数据发送给压缩模块进行压缩处理，包括：
一个缓存单元，由两个具有乒乓机制的缓冲器组成，来实现交替的读写操作；
一个写地址计算模块，图像传感器输出的图像数据到来时，写地址计算模块计算所述图像数据在上述缓存单元中对应的地址；
一个读地址计算模块，读地址计算模块计算需要进行压缩处理的图像数据在上述缓存单元中对应的地址。
2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述写地址计算模块和读地址计算模块可以合并为一个模块。
3、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述具有乒乓机制的缓冲器可以是一个FIFO或多个FIFO组。
4、一种图像数据压缩前预存储处理方法，包括如下步骤：
1)图像传感器一行一行的输出一帧图像数据；
2)将所述图像数据逐行写入第一缓冲器中；
3)第一缓冲器写满，继续写入新的图像数据到第二缓冲器中；
4)在步骤3)的同时，读出第一缓冲器中的图像数据进行压缩处理，在第二缓冲器写满前，第一缓冲器中的图像数据读出完毕；
5)第二缓冲器写满，继续写入新的图像数据到第一缓冲器中；
6)在步骤5)的同时，读出第二缓冲器中的图像数据进行压缩处理，在第一缓冲器写满前，第二缓冲器中的图像数据读出完毕；
7)周而复始，直到实现整帧图像的压缩。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在图像数据由图像传感器产生到写入缓冲器之前会经过白平衡、或色彩纠正、或gamma纠正、或插值纠正、或改变图像分辨率大小处理。
6、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述缓冲器可以是一个FIFO或多个FIFO组采集终端可以识别和管理的名片信息为简单的文本信息。
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