2024年4月20日发(作者：错误711无法加载远程访问连接)

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(21)申请号 CN2.5

(22)申请日 2008.06.26

(71)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

地址 518057 广东省深圳市南山区高新南一道中国科技研发院中科研发园三号楼塔头

4-5楼

(72)发明人 陈仲怡 王苏群

(74)专利代理机构 上海市锦天城律师事务所

代理人 刘民选

(51)

H04N7/26

权利要求说明书 说明书 幅图

(10)申请公布号 CN 103067717 A

(43)申请公布日 2013.04.24

(54)发明名称

影像处理电路及方法

(57)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。

法律状态

法律状态公告日

法律状态信息

法律状态

权 利 要 求 说 明 书

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，并进行移动估测及

补偿，以产生一插补像素，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复数线像素数

据；

一解压缩电路，耦接于该第一线缓冲器，用于解压缩该复数线像素数据，以产生一

解压缩后影像数据；以及

一移动估测及补偿电路，耦接于该解压缩电路，用于依据该解压缩后影像数据进行

移动估测及补偿，以进行移动估测及画面插补。

2.如权利要求1所述的影像处理电路，其特征在于，该压缩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，以产生该压缩后影像数据中相对应的一线

像素数据，以及该解压缩电路是采用附加一特定位元值至该压缩后影像数据中相对

应的该线像素数据来还原其数据宽度，以产生该解压缩后的影像数据。

3.如权利要求1所述的影像处理电路，其特征在于，该压缩电路另产生一残余影像

数据用于还原该解压缩后的影像数据，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，耦接于该压缩电路，用于依序地接收并储存该复数残余线像

素数据；

一处理电路，耦接于该解压缩电路与该复数个第二线缓冲器，用于依据该复数残余

线像素数据来调整该解压缩后影像数据。

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，该压缩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，以产生该压缩后影像数据，以及该解压缩电

路是采用附加一特定位元值至该压缩后影像数据中每一像素数据来还原其数据宽度，

以产生该解压缩后的影像数据。

6.如权利要求5所述的影像处理电路，其特征在于，该压缩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。

7.一种影像处理方法，其特征在于，用于接收一来源影像数据，并进行移动估测及

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；

依序地接收并暂存该线像素数据于复数个第一线缓冲器；

解压缩该线像素数据以产生一解压缩后影像数据；以及

依据该解压缩后的影像数据进行移动估测及补偿。

8.如权利要求7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缩后影像数据；以及

解压缩该线像素数据以产生该解压缩后影像数据的步骤包含有：

附加一特定位元值至该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

缩后的影像数据。

9.如权利要求7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用于还原该解压缩后的影像数据，该残余影像数据包含复数残

余线像素数据；

接收并暂存该残余线像素数据于复数个第二线缓冲器；以及

依据该残余线像素数据来调整该解压缩后影像数据。

10.如权利要求9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。

说 明 书

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。

背景技术

一般，对于影像处理而言，一动态随机存取内存﹙Dynamic Random AccessMemory，

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；复数个第一线缓冲器

﹙line buffer﹚，耦接于该压缩电路，用于依序地接收该压缩后影像数据，并暂存

该压缩后影像数据；一解压缩电路，耦接于该复数个第一线缓冲器，用于解压缩该

压缩后影像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。

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

压缩以产生一压缩后影像数据；依序地接收该压缩后影像数据并暂存该压缩后影像

数据于复数个第一线缓冲器；解压缩该压缩后影像数据产生一解压缩后影像数据；

以及依据该解压缩后的影像数据进行移动估测/补偿。

本发明采用解压缩电路及方法，使影像数据所占用空间缩小，进而解决了上述电路

成本过高的问题。

附图说明

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压缩电路

215a、215b缓冲器

230解压缩电路

235处理电路

2300a~2300g解压缩单元

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、一压缩电路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、一解压缩电路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﹚，而压缩电路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

一压缩后的影像数据DATAcompressed﹙步骤410﹚，并储存于压缩部分缓冲器

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，其中压缩后影像数据DATAcompressed包含有复数线像素数据﹙l ine pixels﹚。

接着复数个第一线缓冲器220a~220g会依序地接收及暂存压缩后的影像数据

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﹚。解压缩电路230中则包含有复

数个解压缩单元2300a~2300g，分别对应至复数个第一线缓冲器220a~220g，用来

解压缩该影像数据DATAcompressed，以分别产生一解压缩后的影像数据

DATAdecompressed﹙步骤420﹚。最后将该解压缩后的影像数据

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，压缩电路210进行数据压缩时是采用截短﹙truncate﹚来源影像数

据DATAsource中每一线像素数据宽度﹙data width﹚来产生压缩后影像数据

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，则本实施例中压缩电路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。当对压缩后影像数据

DATAcompressed还原时，解压缩电路230附加（append）一特定位型样

（bit pattern）至压缩后影像数据DATAcompressed中相对应的线像素数据，使每

一线像素数据回复至压缩前的数据宽度，以产生解压缩后影像数据

DATAdecompressed；例如，对每一线像素数据来说，解压缩电路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，由于本实施例压缩电路210系采截短数据宽度的方法来进行数据压缩处

理，并采特定位型样（bit pattern）附加的方法来进行解压缩处理。因此，解压缩

电路230所产生的解压缩后的影像数据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，除了压缩后的影像数据DATAcompressed外，压缩电路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来调整解压缩后的影像数据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，当压缩电路

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

生压缩后影像数据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，解压缩后的影像数据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缩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将调整部分解压缩后影像数据，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﹚，压缩电路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，压缩电路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

225c~225e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缩电路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缩后的影像数据，

其中第3条~第5条扫描线的线像素数据所对应的解压缩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缩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缩

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所调整过的解压缩后影像数据来产生待插补像素，亦即，例如依据

第1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缩后影像数据

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缩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所调整过的解压缩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缩后影像数据

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缩后影像数据﹙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，本实施例的压缩电路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缩后影像数据

DATAdecompressed以使得当依据解压缩后影像数据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，压缩电路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，压缩电路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﹚，可选择不调整解压缩后影像数据，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，以压缩电路210系截短每一线像素数据的数据宽度来说，解压缩

电路230在解压缩的后并无法将压缩后的影像数据DATAcompressed完全还原为原

始的来源影像数据DATAsource，所以，解压缩后的影像数据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系利用数据压缩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缩后数据还

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，而压缩电路210并非限定必需

将数据宽度截短为5个位，以及压缩电路210的压缩方式亦可使用其它数据压缩机

制而非仅限于截短数据宽度，而解压缩电路230则使用相对应的解压缩机制。另外，

具有些微精确度损失的解压缩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。