[发明专利]图像数据压缩方法、图像显示方法及其相应装置

说明书

技术领域

本发明涉及图像数据压缩方法、图像显示方法及其相应装置，特别涉及一种用于计算机处理器流水线跟踪分析数据的图像数据压缩方法、图像显示方法及其相应装置。

背景技术

目前已经存在多种用来对计算机处理器流水线的执行状态特性进行分析以帮助用户发现在处理器流水线的代码运行过程中可能出现的执行问题的分析工具软件，例如非专利文献1中记载的图形流水线观测器。这些工具软件通过读取该原始跟踪数据、根据所读取的原始跟踪数据生成表示该流水线执行状态特性的二维图像、和检查所生成的二维图像来分析计算机处理器流水线的执行状态特性，以帮助用户找出潜在的执行问题。用户通过执行沿二维图像的横轴或纵轴方向滚动图像以及缩/放显示画面等操作来对该二维图像进行检查。通常情况下，根据原始跟踪数据而生成的图像的高度及宽度非常大，在两个维度上均为100,000像素是很常见的数据。在基于如此大量数据来生成图像时，必须利用图像压缩技术。

众所周知，目前已知有多种图像编码或压缩算法，它们可大致被分成两类：无损压缩算法和有损图像压缩算法。无损压缩算法的例子为游程长度压缩或LZW压缩算法。有损压缩算法的例子为JPEG或JPEG2000。一般而言，有损压缩算法能够实现更佳的压缩比，但这些算法不能完整准确地保留原始图像的所有细节。在检查根据计算机处理器流水线执行状态数据生成的图像时，由于必须完整准确地保留原始图像的所有细节，从而有损压缩算法是不适用的。但是，一般的无损压缩算法的压缩比不高，从而存储和处理图像所需的存储空间和计算机处理能力大大增加。

为了减小在图像存储和处理过程中所需的存储空间，已知有如下的数字图像无损压缩方法：将图像分成多个子块，针对每个子块，检测该子块的类型，并根据不同的子块类型，利用不同的、最适于该子块类型的压缩技术来进行图像无损压缩。

非专利文献1：PERFORMANCE ANALYSIS USING PIPELINEVISUALIZATION，Advance Computer Architecture LaboratoryUniversity of Michigan，2001 IEEE International Symposium onPerformance Analysis of Systems and Software(ISPASS-2001)，June2001

专利文献1：US2006/0104525

专利文献2：US2004/0071356

虽然上述无损压缩技术在一定程度上减小了图像存储和处理过程中所需的存储空间，但由于是针对每一个子块进行压缩，从而存在压缩比不高的问题。

另外，如上所述，在计算机处理器流水线的执行状态特性分析中，根据原始跟踪数据而生成的图像规模很大。由于上述无损压缩技术的压缩比不高，巨大的存储空间和计算机处理能力的限制使得难以显示整个流水线图像。即使用户通过滚动或缩放画面来观看该图像，也不能以很短的响应时间来滚动或缩放画面，从而存在用户使用便利性差的问题。

发明内容

通常，根据计算机处理器流水线执行状态数据而生成的图像中的所有像素总是按照一定的规律分布，即大部分像素位于从左上向右下的对角线周围。但是，如果象现有技术一样对如此大规模的图像中的每一像素都进行编码和处理，无疑将需要巨大的存储空间和不一般的计算机处理能力。因此，为了能够以相对较小的存储量和处理量来迅速地压缩处理大量的计算机处理器流水线执行状态数据、平滑地显示根据这些计算机处理器流水线执行状态数据生成的图像，本发明创建了一种特别适合上述像素分布规律的图像数据无损压缩方法，本发明所创建的图像数据无损压缩方法针对计算机处理器流水线执行状态生成的图像像素分布规律做特别优化，只保留在大型图像中与计算机处理器流水线分析相关的像素而忽略图像中与计算机处理器流水线分析无关的像素，从而大大减小了存储和处理图像所需的存储空间和计算机处理能力。此外，还针对计算机处理器流水线分析所用的常见操作对图像数据做索引，可以在生成的大型图像中快速定位需要显示的部分。

本发明不是在存储器中生成整个流水线执行状态图像并显示在显示窗口中，而是能够通过索引快速定位和显示该大规模图像的一小部分，允许用户在两个维度上平滑地滚动观看该图像以及在显示设备上平滑地缩/放该图像，并且能够显示大规模流水线跟踪数据，节省存储空间。