[发明专利]用于帧缓冲器压缩的混合模式

说明书

技术领域

本文中所揭示的系统和方法是针对图像数据，且更确切地说是针对图像数据的压缩。

背景技术

即使是手持式计算装置(例如，移动电话和平板计算机)现在也需要高分辨率、高显色显示器，因此需要高瓦特背光灯和大容量帧缓冲存储器，从而共同导致高功率消耗。帧缓冲器(存储器区域，其在显示器上对图像进行光栅化期间存储数据的片段)是存储器带宽与存储空间两者的重要消耗者，且此可不利地影响图形处理单元(GPU)的存储器子系统。另外，帧缓冲器连同显示器背光消耗相当大百分比的装置功率。特别来说，在具有有限电池寿命的移动装置中，考虑到显示器的高刷新率、分辨率和色深，帧缓冲器功率消耗可呈现相当大的挑战。因此，减少帧缓冲器活动有助于延长整体电池寿命。

因此，为了在高分辨率移动电话和平板计算机装置的显示器上再现图像，帧缓冲器压缩(FBC)变得越来越风行。这既适用于常规面板(其中FBC可减小所需的链接速率)，还适用于智能面板(其中FBC可降低链接速率与面板存储器要求两者)，从而节省成本。一些进行FBC的方法可减少对帧缓冲器存取的次数，借此降低功率成本。帧缓冲器及其关联总线的功率消耗是与在光栅化期间的帧缓冲器存取的次数成比例。存取的次数转而由屏幕分辨率、刷新率和色深来确定。帧缓冲器的功率消耗还与压缩比成反比。

当显示器大小和分辨率持续增大时，对帧缓冲器压缩中更高压缩比的需求增加。即使当对压缩FBC技术的需求增加时，FBC的要求仍持续为(1)低复杂度，以便移动装置的驱动器集成电路可以有限计算资源来实施压缩和解压缩；(2)视觉上无损质量，以便用户不应归因于压缩和解压缩而看到图像中的任何视觉降级；以及(3)固定压缩率。

发明内容

一般来说，本发明涉及用于数据压缩使得减少需要存储在帧缓冲器中或需要发射的数据的量的技术。一些实施例涉及用于对某些图像块进行压缩(在本文中被称作“混合模式”或“混合模式压缩”)的系统和技术，其中所述图像块含有展现像素强度的相对低的变化的一个或两个色彩通道，而剩余一或多个通道则展现相对高的变化。此些像素块可极难以使用现有方法进行压缩同时维持高视觉质量。举例来说，使用预测以压缩高度变化型色彩通道可产生太大的位流，且使用量化以压缩低度变化或轻度变化型通道可产生糟糕的图像质量。使用混合模式可提供高压缩比下的无损或实质上无损译码，从而减少在光栅化期间帧缓冲器和关联总线的活动且因此同样减少功率消耗而不牺牲视觉质量。另外，混合模式可适于取决于图像数据而在RGB或者YC_oC_g色彩空间中起作用。混合模式可独立地或者与其它分量一起而被用作帧缓冲器压缩算法的一部分。一些实施例可涉及用于选择混合模式胜过其它压缩模式的规则(在混合模式压缩是结合其它类型的压缩模式而使用的情况下)。

就质量以及效率和对应的存储器及功率消耗来说，混合模式具有胜过现有FBC技术的许多优点。举例来说，混合模式可为以其它方式难以压缩的块提供高视觉质量压缩。混合模式压缩可达成自然图像数据或图形数据的无损或近无损性能，其中一个或两个色彩通道展现像素强度的相对低的变化，而剩余一或多个通道展现相对高的变化。最终用户可并不能够看到从使用混合压缩进行译码的数据再现的图像数据中的任何视觉降级。另外，混合模式是基于块的，其仅对N像素阵列进行处理，从而几乎不产生延迟。此外，混合模式可保证固定压缩率，这对于具有固定存储器大小的面板来说是有益的。如下文中所描述，混合模式压缩可在一个遍次中完成且不涉及任何递回，且因此归因于避免了反复的函数调用和返回而对小数据有效。另外，通过基于高度变化型分量的数目来启用和停用量化，混合模式提供对无损压缩与有损压缩两者的支持。其它优点包含混合模式不需要行缓冲器以及其需要低计算复杂度，因为仅使用运算符“+”、“<<”和“>>”而无乘法且无除法。还有，混合模式可并不需要使用行缓冲器。