[发明专利]图像处理装置及配合画面缓冲器的影像数据处理方法

说明书

本发明提供一种图像处理装置，其中包含一画面缓冲器、一压缩电路、一预测电路与一内存管理电路。该画面缓冲器被规划为包含多个大分页与多个小分页。该压缩电路是用以将一影像数据压缩，以产生一压缩后影像数据。该预测电路是用以针对该压缩后影像数据产生一预测数据量。响应将该压缩后影像数据存入该画面缓冲器的一储存请求，该内存管理电路分派该画面缓冲器中的N个大分页与M个小分页给该压缩后影像数据。该内存管理电路根据预测数据量决定该压缩后影像数据被存入画面缓冲器时，该N个大分页与该M个小分页被使用的先后顺序。

技术领域

本发明与图像处理系统相关，并且尤其与图像处理系统中的内存管理技术相关。

背景技术

数字影像的数据量通常相当可观，且分辨率愈高者数据量愈大。在视频电话及数字电视等应用中，影像数据有时需以串流的方式经由无线网络传输。为了避免高数据量导致传输带宽不足的问题，传送端会将影像数据编码以降低数据量后再输出。相对应地，接收端必须利用解码器将收到的数据解码还原。许多接收端使用双倍数据率同步动态随机存取存储器(double data rate synchronous dynamic random access memory,DDR SDRAM)等储存装置做为画面缓冲器(frame buffer)来暂存被解码器还原的影像数据，供后续图像处理程序使用。因画面缓冲器的硬件成本不低，如何有效利用其中的储存空间是值得关注的议题。

图1A呈现一数字影像接收端100的局部功能方块图。在这个范例中，为了提高画面缓冲器16的空间利用率并节省存取数据时需要的传输带宽，解码器12输出的影像数据会经过压缩电路14的处理。易言之，存入画面缓冲器16的是压缩后影像数据。每当需要将一批新的压缩后影像数据存入画面缓冲器16，压缩电路14便会对内存管理电路18发送一储存请求。响应于此储存请求，内存管理电路18会产生一配置指令，将画面缓冲器16中大小合适的可用空间分派给这批压缩后影像数据。

由于压缩电路14在进行压缩程序时，便会陆续将已产生的压缩后影像数据存入画面缓冲器16，内存管理电路18必须在压缩电路14开始输出压缩后影像数据之前便送出配置指令。然而，每张影像的内容各不相同，对内存管理电路18来说，直到压缩电路14工作完毕前，压缩电路14每次产生的实际数据量是未知数。一种现行做法是预先估计压缩电路14压缩一批影像数据可能产生的数据量最大值，做为内存管理电路18分派空间的依据。举例而言，假设在压缩效果最差的情况下，压缩电路14产生的数据量是五兆字节(以下将兆字节缩写为MB、千字节缩写为KB)，则内存管理电路18可固定分派5MB的储存空间给每一批压缩后影像数据，确保足以应付压缩效果最差的情况。

画面缓冲器16通常被规划为包含多个大小相同的分页(page)，且内存管理电路18是以分页为最小单位来分派储存空间。假设内存管理电路18需分派5MB的储存空间给每一批压缩后影像数据，以每个分页的储存量为5MB且的情况为例，内存管理电路18每次可分派一个分页给新的一批压缩后影像数据。若每个分页的储存量为1MB，则内存管理电路18每次可分派五个分页给新的一批压缩后影像数据。

若5MB的压缩后数据量是最差状况，意味着某些影像数据经压缩后的数据量会低于5MB。图1B呈现当每个分页的储存量为5MB时，画面缓冲器16中的分页使用情况范例。在这个范例中，压缩后影像数据D2的数据量接近于5MB，因此几乎完全使用分页P2中的空间。然而，压缩后影像数据D1、D3的数据量都低于5MB，分页P1、P3中的空间显然未被充分使用。做为对照，图1C呈现当待储存数据量相同但每个分页的储存量为1MB时，画面缓冲器16中的分页使用情况范例。在确定压缩后影像数据D1只需要占用四个分页的储存空间后，内存管理电路18便可回收完全未被压缩后影像数据D1使用到的分页P5。相似地，完全未被压缩后影像数据D3使用到的分页P14、P15也都可被内存管理电路18回收，并且在随后分派给其他批压缩后影像数据使用。未被充分使用造成的空间浪费不会至多超过图1C中一个分页的储存量，亦即1MB。