一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，包括訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊、片上存儲(chǔ)器陣列和數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，其中：訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊負(fù)責(zé)仲裁外部的數(shù)據(jù)讀寫請(qǐng)求，并將標(biāo)示訪問(wèn)請(qǐng)求的運(yùn)動(dòng)矢量映射成數(shù)據(jù)在片上存儲(chǔ)器陣列中的地址信息；片上存儲(chǔ)器陣列用于在超高清幀率上變換過(guò)程中，緩存參考幀搜索窗內(nèi)的像元數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)從片外存儲(chǔ)器更新新的像元數(shù)據(jù)，并實(shí)現(xiàn)不同規(guī)格像元塊的隨機(jī)訪存；數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊用于片上存儲(chǔ)器陣列輸出像元數(shù)據(jù)后，提取出有效的像元數(shù)據(jù)，并利用不同規(guī)格像元塊之間的共性，對(duì)輸出像元數(shù)據(jù)組織形式進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)邏輯復(fù)用。本發(fā)明能大幅提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率，降低系統(tǒng)的平均訪問(wèn)延時(shí)和片外訪存帶寬。
【專利說(shuō)明】一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及視頻后處理領(lǐng)域，具體地，涉及一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，人們對(duì)高品質(zhì)視覺(jué)享受的主觀需求和半導(dǎo)體技術(shù)快速發(fā)展的客觀條件共同促進(jìn)了超高清電視產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。然而，由于當(dāng)前傳輸系統(tǒng)帶寬的限制，超高清電視節(jié)目只能以較低的幀率傳輸。與此同時(shí)，大屏幕顯示設(shè)備的刷新率又有較大的提升，視頻幀率低于屏幕刷新率，這一失配直接導(dǎo)致圖像出現(xiàn)拖影、停頓、模糊等現(xiàn)象，顯示效果不佳。視頻幀率上變換技術(shù)作為重要的視頻后處理手段，可以有效的提升顯示視頻的幀率，在高刷新率的顯示屏上提高圖像的主觀質(zhì)量。
[0003]超高清視頻幀率上變換IP核的輸入是一組固定幀率的圖像序列，經(jīng)過(guò)一系列運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量后處理和內(nèi)插操作后，其輸出是一組更高幀率的圖像序列。其中運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量后處理和內(nèi)插模塊基于逐級(jí)減小的分塊，需使用大量來(lái)自前向參考幀和后向參考幀的像元數(shù)據(jù)。一方面，如果每次需要像元數(shù)據(jù)時(shí)才向外部存儲(chǔ)設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求，從發(fā)送請(qǐng)求到數(shù)據(jù)返回存在較長(zhǎng)時(shí)間的延遲，將極大的影響整個(gè)電路的工作效率和系統(tǒng)頻率；另一方面，不同訪問(wèn)請(qǐng)求所需要的像素信息存在一定的相關(guān)性和重復(fù)性，對(duì)相同數(shù)據(jù)的反復(fù)讀取及多次長(zhǎng)時(shí)間延遲將浪費(fèi)更多時(shí)鐘周期。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)片上緩存的最優(yōu)訪問(wèn)，以大幅降低平均訪存延時(shí)和片外訪存帶寬。
[0005]為實(shí)現(xiàn)以上目的，本發(fā)明提供一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊、片上存儲(chǔ)器陣列和數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，其中:
[0006]所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊，用于在超高清視頻幀率上變換系統(tǒng)中，接收來(lái)自片上其它模塊及片外存儲(chǔ)模塊的訪存請(qǐng)求，產(chǎn)生訪存地址和讀寫使能信號(hào)，對(duì)緩存進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度；
[0007]所述片上存儲(chǔ)器陣列，耦接至所述訪問(wèn)請(qǐng)求模塊，用于在超高清視頻幀率上變換系統(tǒng)中，存儲(chǔ)參考幀搜索窗內(nèi)的像元數(shù)據(jù)，并根據(jù)訪存地址和讀寫使能信號(hào)進(jìn)行訪存操作，包括:保存系統(tǒng)從片外實(shí)時(shí)更新的新數(shù)據(jù)；當(dāng)進(jìn)行基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量細(xì)化和內(nèi)插操作時(shí)，輸出各操作對(duì)應(yīng)的不同規(guī)格的像元塊數(shù)據(jù)；
[0008]所述數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，耦接至所述訪問(wèn)請(qǐng)求模塊和所述片上存儲(chǔ)器陣列，根據(jù)來(lái)自所述訪問(wèn)請(qǐng)求模塊的控制信息，從所述片上存儲(chǔ)器陣列輸出像元數(shù)據(jù)中選擇有效數(shù)據(jù)并按行對(duì)齊，并對(duì)不同規(guī)格像元塊的輸出形式重排，以實(shí)現(xiàn)電路復(fù)用。
[0009]優(yōu)選地，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊按照寫優(yōu)先的策略響應(yīng)訪存請(qǐng)求，優(yōu)先保證片外像元數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)更新。
[0010]更優(yōu)選地，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊當(dāng)接收片外寫請(qǐng)求后，讀操作流水線停止運(yùn)行，直至更新數(shù)據(jù)寫進(jìn)存儲(chǔ)器陣列。
[0011]更優(yōu)選地，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊根據(jù)運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量后處理和內(nèi)插三種不同層級(jí)的運(yùn)動(dòng)矢量產(chǎn)生訪存地址和片選信號(hào)。
[0012]優(yōu)選地，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊包括序列劃分模塊、坐標(biāo)映射模塊、圖像邊界限幅模塊、搜索窗坐標(biāo)計(jì)算模塊和片選地址計(jì)算模塊，其中:
[0013]所述序列劃分模塊，用于接收訪問(wèn)請(qǐng)求后，將訪問(wèn)請(qǐng)求需要的像元塊拆分為若干更小的子塊處理，以減輕模塊內(nèi)部帶寬的壓力；對(duì)每個(gè)子塊按照設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行編號(hào)，該編號(hào)輸出隨著所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊的流水線一直往后傳遞；
[0014]所述坐標(biāo)映射模塊，用于接收所述編號(hào)信息后，將訪問(wèn)請(qǐng)求所指的位置映射為圖像中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)并輸出；
[0015]所述圖像邊界限幅模塊，用于接收所述坐標(biāo)映射模塊的坐標(biāo)后，將超出圖像邊界的請(qǐng)求矢量進(jìn)行邊界限幅，并輸出限幅后的請(qǐng)求矢量；
[0016]所述搜索窗坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于接收所述圖像邊界限幅模塊的限幅后的請(qǐng)求矢量后，將其映射為片上存儲(chǔ)器陣列的邏輯坐標(biāo)并限幅至搜索窗水平邊界和豎直邊界，同時(shí)將此邏輯坐標(biāo)輸出；
[0017]所述片選地址計(jì)算模塊，用于接收所述搜索窗坐標(biāo)計(jì)算模塊的邏輯坐標(biāo)后，根據(jù)該邏輯坐標(biāo)和編號(hào)將片上存儲(chǔ)器的邏輯坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為邏輯地址及片選信號(hào)。
[0018]優(yōu)選地，所述片上存儲(chǔ)陣列，總是緩存當(dāng)前塊組的搜索窗內(nèi)的像元數(shù)據(jù)，并維持搜索窗的范圍。
[0019]更優(yōu)選地，所述片上存儲(chǔ)陣列在處理當(dāng)前塊組時(shí)，更新寫入處理下一塊組所需的新的像元數(shù)據(jù)，以減少重復(fù)數(shù)據(jù)的讀取，減少片外帶寬。
[0020]更優(yōu)選地，所述片上存儲(chǔ)器陣列，支持8*128bit數(shù)據(jù)同時(shí)更新；支持最大12*128bit數(shù)據(jù)同時(shí)讀取；支持不同大小的像元塊輸出，包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)3*33pixs/cc,矢量細(xì)化 5*17pixs/cc 以及內(nèi)插 5*9pixs/cc。
[0021]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊包括重排模塊和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)模塊，其中:
[0022]所述重排模塊，用于接收所述片上存儲(chǔ)器陣列的不同大小的像元塊數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行重排，形成統(tǒng)一形式的像元塊輸出；
[0023]所述數(shù)據(jù)校準(zhǔn)模塊，用于接收所述重排模塊的統(tǒng)一形式的像元塊數(shù)據(jù)，定位該像元塊左邊界的像元在所述片上存儲(chǔ)器陣列輸出像元塊中的位置，以此選擇出有效數(shù)據(jù)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0025]1、實(shí)時(shí)更新像元數(shù)據(jù)，減少重復(fù)數(shù)據(jù)的寫入，從而降低片外存儲(chǔ)器帶寬；
[0026]2、采取寫優(yōu)先的訪問(wèn)策略，保證系統(tǒng)高效運(yùn)行；
[0027]3、支持可變大小的像素塊的輸出，提高系統(tǒng)吞吐，減小系統(tǒng)訪存延時(shí)；
[0028]4、對(duì)不同輸出重排，提高電路的復(fù)用，減少系統(tǒng)資源。
[0029]綜上，本發(fā)明能大幅提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)吞吐率，降低系統(tǒng)的平均訪問(wèn)延時(shí)和片外訪存帶寬。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0030]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0031]圖1為本發(fā)明一實(shí)施例系統(tǒng)框圖；
[0032]圖2為本發(fā)明一實(shí)施例訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊結(jié)構(gòu)框圖；
[0033]圖3為本發(fā)明一實(shí)施例片上存儲(chǔ)器陣列存儲(chǔ)單元A和B ;
[0034]圖4為本發(fā)明一實(shí)施例存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元組合方式示意圖；
[0035]圖5為本發(fā)明一實(shí)施例存儲(chǔ)器的地址計(jì)算示意圖；
[0036]圖6為本發(fā)明一實(shí)施例數(shù)據(jù)重排示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0038]如圖1所不，本實(shí)施例提供一種用于超聞清視頻巾貞率上變換的片上緩存系統(tǒng)，包括訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊、片上存儲(chǔ)器陣列和數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊。
[0039]所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊，用于在超高清視頻幀率上變換系統(tǒng)中，接收來(lái)自片上其它模塊及片外存儲(chǔ)模塊的訪存請(qǐng)求，產(chǎn)生訪存地址和讀寫使能信號(hào)，對(duì)緩存進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度；
[0040]所述片上存儲(chǔ)器陣列，耦接至所述訪問(wèn)請(qǐng)求模塊，用于在超高清視頻幀率上變換系統(tǒng)中，存儲(chǔ)參考幀搜索窗內(nèi)的像元數(shù)據(jù)，并根據(jù)訪存地址和讀寫使能信號(hào)進(jìn)行訪存操作，包括:保存系統(tǒng)從片外實(shí)時(shí)更新的新數(shù)據(jù)；當(dāng)進(jìn)行基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量細(xì)化和內(nèi)插操作時(shí)，輸出各操作對(duì)應(yīng)的不同規(guī)格的像元塊數(shù)據(jù)；
[0041]所述數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，耦接至所述訪問(wèn)請(qǐng)求模塊和所述片上存儲(chǔ)器陣列，根據(jù)來(lái)自所述訪問(wèn)請(qǐng)求模塊的控制信息，從所述片上存儲(chǔ)器陣列輸出像元數(shù)據(jù)中選擇有效數(shù)據(jù)并按行對(duì)齊，并對(duì)不同規(guī)格像元塊的輸出形式重排，以實(shí)現(xiàn)電路復(fù)用。
[0042]如圖2所示,在一實(shí)施例中，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊,包括序列劃分模塊、坐標(biāo)映射模塊、圖像邊界限幅模塊、搜索窗坐標(biāo)計(jì)算模塊和片選地址計(jì)算模塊，其中:
[0043]所述序列劃分模塊，用于接收訪問(wèn)請(qǐng)求后，將訪問(wèn)請(qǐng)求需要的像元塊拆分為若干更小的子塊處理，以減輕模塊內(nèi)部帶寬的壓力；具體地，對(duì)每個(gè)子塊按照規(guī)則進(jìn)行編號(hào)，如將運(yùn)動(dòng)估計(jì)訪問(wèn)的33*33大小的像元塊分為重疊的3*33的子塊，按順序0_15編號(hào)，該編號(hào)輸出隨著該訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊的流水線一直往后傳遞。
[0044]所述坐標(biāo)映射模塊，用于接收所述編號(hào)信息后，將訪問(wèn)請(qǐng)求所指的位置映射為圖像中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)并輸出；該坐標(biāo)由起始點(diǎn)坐標(biāo)、訪問(wèn)矢量及子塊編號(hào)對(duì)應(yīng)的偏移量相加得到。
[0045]所述圖像邊界限幅模塊，用于接收所述坐標(biāo)后，將超出圖像邊界的請(qǐng)求矢量進(jìn)行邊界限幅，并輸出限幅后的坐標(biāo)；
[0046]所述搜索窗坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于接收所述限幅后的坐標(biāo)后，將其映射為片上存儲(chǔ)器的邏輯坐標(biāo)并限幅至搜索窗水平邊界和豎直邊界，同時(shí)將此邏輯坐標(biāo)輸出；
[0047]所述片選地址計(jì)算模塊，用于接收所述邏輯坐標(biāo)后，根據(jù)該邏輯坐標(biāo)和編號(hào)將片上存儲(chǔ)器的邏輯坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為邏輯地址及片選信號(hào)。
[0048]本實(shí)施例中，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊，用于在幀率上變換過(guò)程中，根據(jù)寫優(yōu)先的原則接收讀寫請(qǐng)求。外存的數(shù)據(jù)更新請(qǐng)求是隨機(jī)的，當(dāng)其有效時(shí)，讀流水線停止，響應(yīng)寫請(qǐng)求。
[0049]本實(shí)施例中，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊，在向片上RAM陣列發(fā)送數(shù)據(jù)請(qǐng)求的同時(shí)會(huì)將有效數(shù)據(jù)在輸出字中的偏移預(yù)先傳遞給數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，該偏移量用于表征所需像素塊左邊界的像素在RAM陣列輸出字塊中的位置。
[0050]本實(shí)施例中，所述片上存儲(chǔ)器陣列，用于在幀率上變換過(guò)程中，存儲(chǔ)搜索窗內(nèi)的像元數(shù)據(jù)，包括前后參考幀的亮度、色度數(shù)據(jù)。
[0051]本發(fā)明實(shí)例中，作為一種可實(shí)施方式，所述片上存儲(chǔ)器陣列滿足以下數(shù)據(jù)吞吐要求:在運(yùn)動(dòng)估計(jì)階段，33*33大小的像元塊將被分為3*33的子塊，子塊數(shù)目共16個(gè)；每次運(yùn)動(dòng)估計(jì)操作單個(gè)周期內(nèi)需要讀取3行數(shù)據(jù)，每行數(shù)據(jù)包含33個(gè)像素；在矢量細(xì)化階段，17*17大小的像素塊將被分為1*17和4*17的子塊，子塊數(shù)目共5個(gè)；每次矢量細(xì)化操作單個(gè)周期內(nèi)需要讀取4行數(shù)據(jù)，每行數(shù)據(jù)包含17個(gè)像素；在內(nèi)插操作階段，9*9大小的像元塊將被分為5*9的子塊，子塊數(shù)目共2個(gè)；每次內(nèi)插操作單個(gè)周期內(nèi)需要讀取5行數(shù)據(jù)，每行數(shù)據(jù)包含9個(gè)像素。為了同時(shí)滿足以上數(shù)據(jù)讀取方面和數(shù)據(jù)更新方面的需求并盡量減少RAM硬件資源消耗，本發(fā)明在圖像和物理存儲(chǔ)間建立了如下映射，如圖3所示:每幀圖像劃分為寬度為4個(gè)128bit字，高度為4行的像素塊；使用16片位寬為128bit的RAM構(gòu)成高度為4行的存儲(chǔ)單元，每行由4片RAM拼成512bit ;每個(gè)緩存單元對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)一個(gè)像素塊的像素信息；為了滿足同時(shí)讀取5行像素信息的需求,豎直方向相鄰存儲(chǔ)單元偏移2個(gè)字。如果將存儲(chǔ)單元擺放在一幀圖像上以表示上述映射關(guān)系，則水平方向上，A(或者B)重復(fù)排列；豎直方向上，A與B交替排列。如圖4所示黑色框中分別給出了滿足運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量細(xì)化和內(nèi)插操作讀請(qǐng)求的可能片選組合，其中行數(shù)為3、4、5的黑色框分別代表運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量細(xì)化和內(nèi)插操作對(duì)應(yīng)的片選組合。
[0052]本發(fā)明實(shí)例中，作為一種可實(shí)施方式，同一像元的亮度和色度信息保存在相同的RAM里，共有前后向共32片RAM ;前向或后向的16片RAM共用同一讀寫地址。存儲(chǔ)單元的地址映射如圖5所示。
[0053]本發(fā)明實(shí)例中，作為一種可實(shí)施方式，如圖4所示，運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量細(xì)化和內(nèi)插讀取請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的片選及輸出為:
[0054]運(yùn)動(dòng)估計(jì):4-15號(hào)RAM片選信號(hào)拉高，輸出3*4*128bit的像元數(shù)據(jù)；
[0055]矢量細(xì)化:1、2、3、5、6、7、9、10、11、12、13、15號(hào)RAM片選信號(hào)拉高，輸出4*3* 128bit的像元數(shù)據(jù)；
[0056]內(nèi)插:0、3、4、5、6、7、9、10、13、14，輸出5*2*128bit 像元數(shù)據(jù)。
[0057]本實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊包括重排模塊和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)模塊，其中:
[0058]所述重排模塊，用于接收所述片上存儲(chǔ)器陣列的不同大小的像元塊數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行重排，形成統(tǒng)一形式的像元塊輸出；
[0059]所述數(shù)據(jù)校準(zhǔn)模塊，用于接收所述重排模塊的統(tǒng)一形式的像元塊數(shù)據(jù)，定位該像元塊左邊界的像元在所述片上存儲(chǔ)器陣列輸出像元塊中的位置，以此選擇出有效數(shù)據(jù)。
[0060]在一實(shí)施例中，所述數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，根據(jù)訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊傳輸?shù)钠屏啃畔?，在輸出像元塊中定位到有效像素塊的左邊界，然后按照已知像素塊的大小找到有效像素塊的右邊界并最終將有效像素?cái)?shù)據(jù)提取出來(lái)。
[0061]進(jìn)一步地，由于每次訪問(wèn)請(qǐng)求運(yùn)動(dòng)矢量各不相同，因此該偏移量完全隨機(jī)。為了盡可能復(fù)用電路結(jié)構(gòu)，首先對(duì)不同操作階段的像元塊數(shù)據(jù)進(jìn)行了重排，重排的過(guò)程如圖6所示。對(duì)于運(yùn)動(dòng)估計(jì)階段的4*3*128bit像元塊數(shù)據(jù)，首先重排為3*4*128bit像元塊,進(jìn)一步地重排為5*2*128bit像元塊；對(duì)于運(yùn)動(dòng)細(xì)化階段的3*4*128bit像元塊數(shù)據(jù)，重排為5*2* 128bit像元塊；對(duì)于內(nèi)插階段的5*2* 128bit像元塊，直接輸出。
[0062]進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊在圖6所示的最終輸出形式上選擇出有效數(shù)據(jù)。
[0063]本實(shí)施例的一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，高效響應(yīng)讀寫請(qǐng)求，實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)以保持搜索窗，并能輸出不同大小像元塊，實(shí)現(xiàn)片上緩存的最優(yōu)調(diào)度和高吞吐率，以大幅降低平均訪存延時(shí)和片外訪存帶寬。
[0064]以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊、片上存儲(chǔ)器陣列和數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，其中: 所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊，用于在超高清視頻幀率上變換系統(tǒng)中接收來(lái)自片上其它模塊及片外存儲(chǔ)模塊的訪存請(qǐng)求，產(chǎn)生訪存地址和讀寫使能信號(hào)，對(duì)緩存進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度； 所述片上存儲(chǔ)器陣列，耦接至所述訪問(wèn)請(qǐng)求模塊，用于在超高清視頻幀率上變換系統(tǒng)中存儲(chǔ)參考幀搜索窗內(nèi)的像元數(shù)據(jù)，并根據(jù)訪存地址和讀寫使能信號(hào)進(jìn)行訪存操作，包括:保存系統(tǒng)從片外實(shí)時(shí)更新的新數(shù)據(jù)；當(dāng)進(jìn)行基于塊的運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量細(xì)化和內(nèi)插操作時(shí)，輸出各操作對(duì)應(yīng)的不同規(guī)格的像元塊數(shù)據(jù)； 所述數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，耦接至所述訪問(wèn)請(qǐng)求模塊和所述片上存儲(chǔ)器陣列，根據(jù)來(lái)自所述訪問(wèn)請(qǐng)求模塊的控制信息，從所述片上存儲(chǔ)器陣列輸出像元數(shù)據(jù)中選擇有效數(shù)據(jù)并按行對(duì)齊，并對(duì)不同規(guī)格像元塊的輸出形式重排，以實(shí)現(xiàn)電路復(fù)用。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊按照寫優(yōu)先的策略響應(yīng)訪存請(qǐng)求，優(yōu)先保證片外像元數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)更新。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊當(dāng)接收片外寫請(qǐng)求后，讀操作流水線停止運(yùn)行，直至更新數(shù)據(jù)寫進(jìn)存儲(chǔ)器陣列。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊根據(jù)運(yùn)動(dòng)估計(jì)、矢量后處理和內(nèi)插三種不同層級(jí)的運(yùn)動(dòng)矢量產(chǎn)生訪存地址和片選信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊包括序列劃分模塊、坐標(biāo)映射模塊、圖像邊界限幅模塊、搜索窗坐標(biāo)計(jì)算模塊和片選地址計(jì)算模塊，其中: 所述序列劃分模塊，用于接收訪問(wèn)請(qǐng)求后，將訪問(wèn)請(qǐng)求需要的像元塊拆分為若干更小的子塊處理，以減輕模塊內(nèi)部帶寬的壓力；對(duì)每個(gè)子塊按照設(shè)定的規(guī)則進(jìn)行編號(hào)，該編號(hào)輸出隨著所述訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊的流水線一直往后傳遞； 所述坐標(biāo)映射模塊，用于接收所述編號(hào)信息后，將訪問(wèn)請(qǐng)求所指的位置映射為圖像中對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)并輸出； 所述圖像邊界限幅模塊，用于接收所述坐標(biāo)映射模塊的坐標(biāo)后，將超出圖像邊界的請(qǐng)求矢量進(jìn)行邊界限幅，并輸出限幅后的請(qǐng)求矢量； 所述搜索窗坐標(biāo)計(jì)算模塊，用于接收所述圖像邊界限幅模塊的限幅后的請(qǐng)求矢量后，將其映射為片上存儲(chǔ)器陣列的邏輯坐標(biāo)并限幅至搜索窗水平邊界和豎直邊界，同時(shí)將此邏輯坐標(biāo)輸出； 所述片選地址計(jì)算模塊，用于接收所述搜索窗坐標(biāo)計(jì)算模塊的邏輯坐標(biāo)后，根據(jù)該邏輯坐標(biāo)和編號(hào)將片上存儲(chǔ)器的邏輯坐標(biāo)轉(zhuǎn)化為邏輯地址及片選信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述片上存儲(chǔ)陣列，總是緩存當(dāng)前塊組的搜索窗內(nèi)的像元數(shù)據(jù)，并維持搜索窗的范圍。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述片上存儲(chǔ)陣列在處理當(dāng)前塊組時(shí)，更新寫入處理下一塊組所需的新的像元數(shù)據(jù)，以減少重復(fù)數(shù)據(jù)的讀取，減少片外帶寬。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述片上存儲(chǔ)器陣列，支持8*128bit數(shù)據(jù)同時(shí)更新；支持最大12*128bit數(shù)據(jù)同時(shí)讀?。恢С植煌笮〉南裨獕K輸出，包括運(yùn)動(dòng)估計(jì)3*33pixs/cc,矢量細(xì)化5*17pixs/cc以及內(nèi)插 5*9pixs/CC0
9.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊包括重排模塊和數(shù)據(jù)校準(zhǔn)模塊，其中: 所述重排模塊，用于接收所述片上存儲(chǔ)器陣列的不同大小的像元塊數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行重排，形成統(tǒng)一形式的像兀塊輸出； 所述數(shù)據(jù)校準(zhǔn)模塊，用于接收所述重排模塊的統(tǒng)一形式的像元塊數(shù)據(jù)，定位該像元塊左邊界的像元在所述片上存儲(chǔ)器陣列輸出像元塊中的位置，以此選擇出有效數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種用于超高清視頻幀率上變換的片上緩存系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)對(duì)齊模塊，根據(jù)訪問(wèn)請(qǐng)求控制模塊傳輸?shù)钠屏啃畔?，在輸出像元塊中定位到有效像素塊的左邊界，然后按照已知像素塊的大小找到有效像素塊的右邊界并最終將有效像素?cái)?shù)據(jù)提取出來(lái)；所述偏移量完全隨機(jī)。
【文檔編號(hào)】H04N19/85GK104268098SQ201410432183
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】高志勇, 陳立, 張小云, 郭勇, 薛培培 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)