专利名称：影像处理电路及方法
技术领域：
本发明涉及一种影像处理机制，尤指一种能够节省整体线缓冲器的储存容 量的影像处理电路及相关的方法。
技术背景一般，对于影像处理而言， 一动态随机存取内存(Dynamic Random Access Memory, DRAM )经常会被用来储存来源影像数据，以供后续的移动估测/补偿电 路藉由读取动态随机存取内存中的数据来进行影像处理。由于动态随机存取内 存本身的频宽相当宝贵，若移动估测/补偿电路经常存取动态随机存取内存来取 得来源影像数据，则整体的处理效能会因为动态随机存取内存的延迟(Latency )较长而下降。因此，传统上为了提高处理效能会于动态随机存取内存与移动 估测/补偿电路之间设置多个线缓冲器(line buffer )，其中该些线缓冲器通 常是以静态随机存取内存(Static Random Access Memory, SRAM )实作之。请参照图1，图1是习知影像处理电路100的示意图。如图所示，线缓冲 器120a 120g会依序地接收并缓冲存储器105所输出的影像比特流，例如，当 线缓冲器120g接收并缓冲该影像比特流的第1条扫描线中每一像素的数据时， 线缓冲器120f则接收、缓冲该影像比特流的第2条扫描线中每一像素的资料， 其余以此类推。移动估测/补偿电路140则可由线缓冲器120a 120g中读出所想 要的影像区块数据而避免因为经常存取内存105所造成的效能下降。然而，线缓冲器过多或者整体线缓冲器所需要的储存容量过大，实作时则会提高整体的 电路成本。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种影像处理电路，它能够节省整体线 缓冲器的储存容量，以解决上述电路成本过高的问题。另外，它还提供一种影 像处理方法，也可以解决上述问题。为了解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案首先，提供了一种影像处理电路，该影像处理电路，用于接收一来源影像 数据，并进行移动估测/补偿，其包含有一压縮电路，用于接收该来源影像数据， 并对该来源影像数据进行压縮以产生一压縮后影像数据；复数个第一线缓冲器 (line buffer )，耦接于该压縮电路，用于依序地接收该压縮后影像数据，并 暂存该压缩后影像数据； 一解压縮电路，耦接于该复数个第一线缓冲器，用于 解压縮该压縮后影像数据以产生一解压縮后影像数据；以及一移动估测/补偿电 路，耦接于该解压縮电路，用于依据该解压縮后影像数据进行移动估测/补偿。另外还提供了一种影像处理方法，该影像处理方法，用于接收一来源影像 数据，并进行移动估测/补偿，其包含有接收该来源影像数据，并对该来源影 像数据进行压縮以产生一压縮后影像数据；依序地接收该压縮后影像数据并暂 存该压縮后影像数据于复数个第一线缓冲器；解压缩该压縮后影像数据产生一 解压縮后影像数据；以及依据该解压縮后的影像数据进行移动估测/补偿。本发明采用解压縮电路及方法，使影像数据所占用空间縮小，进而解决了 上述电路成本过高的问题。
图1为现有影像处理电路的示意图。图2A为本发明一实施例的影像处理电路的示意图。图2B为图2A所示的影像处理电路的操作流程图。图3A为本发明另一实施例的影像处理电路的示意图。图3B为图3A所示的影像处理电路的操作流程图。主要组件符号说明100、 200、 300影像处理电路105动态随机存取内存120a 120g、 220a 220g、 225c 225e线缓冲器140、 240 移动估测/补偿电路205储存装置210压縮电路215a、 215b缓冲器230解压縮电路235 处理电路2300a 2300g 解压縮单元具体实施方式
请搭配参照图2A与图2B，图2A是本发明一较佳实施例的影像处理电路200 的示意图，图2B是图2A所示的影像处理电路200的操作流程示意图。影像处 理电路200包含有一储存装置205、 一压縮电路210、两缓冲器215a与215b、 复数个第一线缓冲器220a 220g、复数个第二线缓冲器225c 225e、 一解压縮电 路230、 一处理电路235与一移动估测/补偿电路240，其中储存装置205通常为一动态随机存取内存，而线缓冲器220a 220g与225c 225e通常以静态随机 存取内存实现，且影像处理电路200可设计成一单芯片，或将储存装置205采 独立成另一动态内存芯片，与影像处理电路200芯片分离。储存装置205是用 来储存由影像处理电路200外部所进来的一来源影像数据DATAsource (步骤 405 )，而压縮电路210用来接收储存装置205所储存的来源影像数据 DATAsource并对DATAsource进行处理，产生一压縮后的影像数据 DATAcompressed (步骤410 )，并储存于压縮部分缓冲器215a中，以及产生一 残余影像数据DATAresidual，并储存于残余部分缓冲器215b中，其中压縮后 影像数据DATAcorapressed包含有复数线像素数据(line pixels )。接着复数 个第一线缓冲器220a 220g会依序地接收及暂存压縮后的影像数据 DATAcompressed中该复数个线像素数据，而复数个第二线缓冲器225c 225e会 接收及暂存残余影像数据DATAresidual (步骤415 )。解压縮电路230中则包 含有复数个解压縮单元2300a 2300g，分别对应至复数个第一线缓冲器 220a 220g，用来解压縮该影像数据DATAcompressed,以分别产生一解压縮后 的影像数据DATAdecompressed (步骤420 )。最后将该解压縮后的影像数据 DATAdecompressed传送至移动估测/补偿电路240，供移动估测/补偿电路240 进行移动估测及画面插补使用。在本实施例中，压縮电路210进行数据压縮时是采用截短(truncate )来 源影像数据DATAsource中每一线像素数据宽度(data width )来产生压縮后影 像数据DATAcompressed中相对应的线像素数据，而每一线像素数据可为RGB 格式、YUV色彩格式或其它格式色彩数据，以RGB色彩为例，若一R像素数据 的数据宽度为10个位，则本实施例中压縮电路210可将该R像素数据的数据宽度截短为5个位，亦即，去掉5个低位(lower bit )而留下另外5个高位( higher bit)，由于被截短的5个低位为重要性低的位，对画质的影响较小。 当对压縮后影像数据DATAcompressed还原时，解压縮电路230附加(append) 一特定位型样(bit pattern)至压縮后影像数据DATAcompressed中相对应的 线像素数据，使每一线像素数据回复至压縮前的数据宽度，以产生解压縮后影 像数据DATAdecompressed;例如，对每一线像素数据来说，解压縮电路230皆 附加5个位'0'至该线像素数据的低位部分使得该线像素数据的数据宽度变回 10个位，以利后续移动估测/补偿电路240作处理。承上所述，由于本实施例压縮电路210系采截短数据宽度的方法来进行数 据压縮处理，并采特定位型样(bit pattern)附加的方法来进行解压縮处理。 因此，解压縮电路230所产生的解压縮后的影像数据DATAdecompressed并不完 全等于原先的来源影像数据DATAsource，当影像显示于屏幕上时，人眼可能会 感知到一定程度的画面失真。所以，为使在影像数据中产生精确度损失时人眼 仍不易感知到影像画面失真，除了压縮后的影像数据DATAcompressed外，压縮 电路210另会产生残余影像数据DATAresidual，其中DATAresidual包含有复 数残余线像素数据，此残余影像数据DATAresidual会先被缓冲于残余缓冲器 215b中，并配合第一线缓冲器时序暂存于复数个第二线缓冲器225c 225e中， 第一缓冲器220c和第二缓冲器225c系对应至同一水平扫瞄线，第一缓冲器 220d和第二缓冲器225d系对应至同一水平扫瞄线，依此类推；而处理电路235 则是依据第二线缓冲器225c 225e中所缓冲的残余影像数据DATAresidual来调 整解压縮后的影像数据DATAdecompressed中的一部分的数据(步骤425 )，因 此，移动估测/补偿电路240依据经部分补偿的影像数据DATAdecompressed来进行移动估测/补偿(步骤430 )。实作上，当压縮电路210将来源影像数据 DATAsource的每一线像素数据的数据宽度截短为5个位以产生压縮后影像数据 DATAcompressed时，其系取每一线像素数据的5个低位作为残余影像数据 DATAresidual，所以，解压縮后的影像数据DATAdecompressed中一部分被处理 电路235所调整的数据可被完全还原成压縮前的数据而不会造成数据精确度损 失。由于静止影像对象的画面失真会比移动影像对象的画面失真更易被人眼所 察知，所以，本实施例设计一处理电路235将调整部分解压縮后影像数据，以 使得若该待插补像素对应到一静止影像对象则移动估测/补偿电路240可依据 未产生精确度损失的影像数据来插补出静止影像对象。例如，当影像处理电路 200系针对画面中第4条扫描在线某一像素进行影像插补，而第1条~第7条扫 描线是移动估测时的一搜寻范围(search range )，压縮电路210会依序地将 第1条 第7条扫描线的线像素数据的RGB数据分别宽度截短为5个位，因此， 在数据宽度为10个位时，第一线缓冲器220a~220g会分别储存第7条 第1条 扫描线中每一线像素数据的5个高位，例如，第一线缓冲器220a会缓冲第7 条扫描线中每一线像素数据的5个高位，以此类推；另一方面，压縮电路210 会依序地将第3条 第5条扫描线中每一线像素数据的5个低位输出以产生残余 影像数据DATAresidual，所以，第二线缓冲器225cT225e会分别储存第5条 第3条扫描线中每一线像素数据的5个低位，例如，第二线缓冲器225c会缓冲 第5条扫描线中每一线像素数据的5个低位，以此类推。因此，依据上述所提 及的解压縮电路230与处理电路235的运作，移动估测/补偿电路240会接收到 对应于第1条 第7条扫描线的每一像素的解压縮后的影像数据，其中第3条 第5条扫描线的线像素数据所对应的解压縮后影像数据等同于来源影像数据DATAsource的第3条 第5条扫描线的线像素数据的原始影像数据，亦即，第3 条 第5条扫描线的线像素的数据没有产生任何的精确度损失，而其余扫描线中 的线像素所对应的解压縮后影像数据则与来源影像数据DATAsource的其余扫 描线中线像素的原始影像数据有些许的差异，换言之，其余扫描线的线像素的 解压縮后影像数据有些微的精确度损失；然而，此精确度损失所造成的影像画 面失真将不易被人眼所察知。举例来说，当移动估测/补偿电路240的一移动估测结果指示出待插补像素 所对应的一影像对象在前后连续两画面的一垂直移动距离超出一特定影像空间 范围时(例如垂直移动距离超过第3条 第5条扫描线的空间范围时)，移动估 测/补偿电路240会判断该影像对象系为一具有垂直移动的影像对象并依据未 被残余影像数据DATAresidual所调整过的解压縮后影像数据来产生待插补像 素，亦即，例如依据第l条、第2条、第6条或第7条等扫描在线的线像素所 对应的解压縮后影像数据来产生待插补像素，此时该影像对象实际上系一移动 的影像对象，而移动估测/补偿电路240使用具有些许精确度损失的解压縮后影 像数据来产生该影像对象的画面并不易被人眼所察知。另外，当垂直移动距离 小于第3条 第5条扫描线的空间范围时，移动估测/补偿电路240会判断该影 像对象系为一不具有垂直移动的影像对象并依据经由残余影像数据 DATAresidual所调整过的解压縮后影像数据来产生待插补像素，亦即，依据第 3条~第5条扫描线的线像素所对应的解压縮后影像数据来产生待插补像素，此 时待插补像素对应的一影像对象可能为一静止的影像对象或一仅具有水平移动 的影像对象，移动估测/补偿电路240依据第3条 第5条扫描线的线像素所对应的解压縮后影像数据(未产生精确度损失的影像数据)来产生待插补区块 MB的影像并不会造成任何画面失真的问题。此外，本实施例的压縮电路210可依据移动估测/补偿电路240的移动估测 结果来选择性地输出残余影像数据DATAresidual至第二线缓冲器225c 225e。 由于残余影像数据DATAresidual的目的是用来调整一部分的解压縮后影像数 据DATAdecompressed以使得当依据解压縮后影像数据DATAdecompressed来插 补出一静止影像对象的画面时人眼不易感知到影像画面失真，因此，当移动估 测结果指示出一待插补像素系对应至具有垂直移动的一影像对象时，压縮电路 210可不输出残余影像数据DATAresidual至线缓冲器225c 225e;而当移动估 测结果指示出待插补像素系对应至不具有垂直移动的一影像对象时，压縮电路 210会输出残余影像数据DATAresidual至第二线缓冲器225c 225e。此一设计 属于本发明的范畴。再者，为了更进一步节省所使用到的线缓冲器的储存容量(亦即静态随机 存取内存的储存容量)，可选择不调整解压縮后影像数据，换言之，其系在牺 牲部分画面质量下尽量地节省所用到的静态随机存取内存。请参照图3A，图3A 是本发明另一实施例的影像处理电路300的示意图。与影像处理电路200不同 的是，影像处理电路300中并未包含图2A所示的残余缓冲器215b、第二线缓 冲器225c 225e与处理电路235，因此，以压縮电路210系截短每一线像素数 据的数据宽度来说，解压縮电路230在解压縮的后并无法将压縮后的影像数据 DATAcompressed完全还原为原始的来源影像数据DATAsource，所以，解压縮后 的影像数据DATAdecompressed会与来源影像数据DATAsource有些微的数据差 异，而此数据差异会在画面上将造成部分的影像失真，然而，此影像失真对于在牺牲部分画面质量的前提下尽量节省所使用的静态随机存取内存而言，系可被忽略的。影像处理电路300的操作流程则显示于图3B，在图3B中，除步骤 515、 525与图2B中的步骤稍有不同外，步骤505、 510、 520系类似于图2B的 步骤405、 410、 420，因此，为了避免篇幅为于冗长，在此不另赘述。综而言之，本发明的影像处理电路200/300系利用数据压縮的方式来节省 线缓冲器的储存容量；而为了确保人眼不易察知数据精确度损失所造成的影像 画面失真，对于影像质量需求较高的部分(例如静止的影像)，影像处理电路 200在移动估测/补偿电路240处理之前会将对应到影像质量需要较高的部分影 像的解压縮后数据还原为原始的来源影像数据，以兼顾节省线缓冲器的成本以 及维持一定程度的影像画面质量的目的。需注意的是，上述的实作方式仅系用 来方便说明本发明的运作，而非本发明的限制；例如，上述第一线缓冲器的个 数亦可以设计为其它数目，不限于7个， 一般设计与移动估测时需要搜寻的范 围有关，而压縮电路210并非限定必需将数据宽度截短为5个位，以及压縮电 路210的压縮方式亦可使用其它数据压縮机制而非仅限于截短数据宽度，而解 压縮电路230则使用相对应的解压縮机制。另外，具有些微精确度损失的解压 縮后影像数据仍适用于进行移动估测，这是因为移动估测的目的在于找出移动 向量，而非利用具有精确度损失的影像数据来进行影像插补。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求所做的均等变化 与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。
权利要求
1.一种影像处理电路，其特征在于，用于接收一来源影像数据，并进行移动估测/补偿，它包含有一压缩电路，用于接收该来源影像数据，并对该来源影像数据进行压缩以产生一压缩后影像数据，该压缩后影像数据包含复数线像素数据；复数个第一线缓冲器，耦接于该压缩电路，用于依序地接收并储存该等线像素数据；一解压缩电路，耦接于该等第一线缓冲器，用于解压缩该等线像素数据，以产生一解压缩后影像数据；以及一移动估测/补偿电路，耦接于该解压缩电路，用于依据该解压缩后影像数据进行移动估测/补偿，以产生移动向量/移动插补图框。
2. 如权利要求l所述的影像处理电路，其特征在于，该压縮电路是采用截 短该来源影像数据中代表每一线像素的数据宽度，以产生该压縮后影像数据中 相对应的一线像素数据，以及该解压縮电路是采用附加一特定位型样至该压縮 后影像数据中相对应的该线像素数据来还原其数据宽度，以产生该解压縮后的 影像数据。
3. 如权利要求1所述的影像处理电路，其特征在于，该压縮电路另产生一 残余影像数据，该残余影像数据包含复数残余线像素数据，以及该影像处理电 路另包含有复数个第二线缓冲器，耦接于该压縮电路，用于依序地接收并储存该等残 余线像素数据；一处理电路，耦接于该解压縮电路与该复数个第二线缓冲器，用于依据该 等残余线像素数据来调整该解压縮后影像数据。
4. 如权利要求3所述的影像处理电路，其特征在于，该复数个第二线缓冲器的个数少于该复数个第一线缓冲器的个数。
5. 如权利要求3所述的影像处理电路，其特征在于，该压縮电路是依据该 移动估测/补偿电路之一的一移动估测结果来选择性地输出该等残余线像素数 据；当该移动估测结果指示出一待插补像素系是对应至具有垂直移动之一的一影像对象时，该压縮电路不输出该等残余线像素数据至该复数条第二线缓冲器； 以及当该移动估测结果指示出该待插补像素是对应至一不具有垂直移动之一的 一影像对象时，该压縮电路会输出该残余影像数据至该复数条第二线缓冲器。
6. 如权利要求3所述的影像处理电路，其特征在于，该压縮电路是采用截短该来源影像数据中代表每一像素的数据宽度，以产生该压縮后影像数据，以 及该解压縮电路是采用附加一特定位型样至该压縮后影像数据中每一像素数据 来还原其数据宽度，以产生该解压縮后的影像数据。
7. 如权利要求6所述的影像处理电路，其特征在于，该压縮电路是依据该 来源影像数据中被截短的数据以产生该残余影像数据。
8. —种影像处理方法，其特征在于，用于接收一来源影像数据，并进行移动估测/补偿，它包含有接收该来源影像数据，并对该来源影像数据进行压縮以产生一压縮后影像数据，该压縮后影像数据包含复数线像素数据；依序地接收并暂存该等线像素数据于复数个第一线缓冲器； 解压縮该等线像素数据以产生一解压縮后影像数据；以及依据该解压縮后的影像数据进行移动估测/补偿。
9. 如权利要求8所述的影像处理方法，其特征在于,接收该来源影像数据， 并对该来源影像数据进行压縮以产生一压縮后影像数据，该压縮后影像数据包 含复数线像素数据的步骤包含有截短该来源影像数据中每一像素数据宽度以产生该压縮后影像数据；以及 解压縮该等线像素数据以产生该解压縮后影像数据的步骤包含有 附加一特定位型样至该等线像素数据的每一像素数据来还原其数据宽度以 产生该解压縮后的影像数据。
10. 如权利要求8所述的影像处理方法，其特征在于，它另包含有 产生一残余影像数据，该残余影像数据包含复数残余线像素数据；接收并暂存该等残余线像素数据于复数个第二线缓冲器；以及依据该等残余线像素数据来调整该解压縮后影像数据。
11. 如权利要求io所述的影像处理方法，其特征在于，该复数个第二线缓冲器的个数少于该复数个第一线缓冲器的个数。
12. 如权利要求10所述的影像处理方法，其特征在于，依据该等残余线像 素数据来调整该解压縮后影像数据的步骤更包含有当一移动估测结果指示出一待插补像素是对应至具有垂直移动之一的一影像对象时，不输出该残余影像数据至该复数个第二线缓冲器；否则，输出该残余影像数据至该复数个第二线缓冲器。
全文摘要
本发明公开了一种影像处理电路及方法，它解决了电路成本过高的问题。它包含压缩电路、复数个第一线缓冲器、解压缩电路与移动估测/补偿电路。压缩电路用于接收来源影像数据与对来源影像数据进行压缩以产生压缩后影像数据。复数个第一线缓冲器耦接于压缩电路，依序地接收压缩后影像数据并暂存压缩后影像数据。解压缩电路耦接于复数个第一线缓冲器并解压缩压缩后影像数据以产生解压缩后的影像数据。移动估测/补偿电路耦接于解压缩电路并依据解压缩后的影像数据进行移动估测/补偿。
文档编号H04N7/26GK101616321SQ20081012643
公开日2009年12月30日 申请日期2008年6月26日 优先权日2008年6月26日
发明者王苏群, 陈仲怡 申请人:晨星软件研发(深圳)有限公司;晨星半导体股份有限公司