一种进行数据编码/译码的处理电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种进行数据编码/译码的处理电路，它包括有：一内存，其可存储一数据数组，其中该数据数组中有多个数据元素；一暂存模块，用来存储一参考数组；其中该参考数组中具有多个参考元素，并使每一参考元素对应于一数据元素，而每一参考元素用来代表对应的数据元素是否符合一默认值；以及一判断模块；当处理电路要将数据数组写入至该内存时，判断模块可针对每一数据元素分别进行判断，使得当一数据元素对应的参考元素代表数据元素符合该默认值时，数据元素不会被写入至内存。本实用新型专利技术利用频域数据数组为稀疏矩阵的特性，能在影像数据压缩/解压缩过程中减少对内部存储器存取次数，以减少压缩/解压缩过程中所需占用的内存资源。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
—种进行数据编码/译码的处理电路
: 本技术涉及一种在压缩/解压缩多媒体档案时减少对内存存取的装置，尤指一种以避免零值频域数据的存取来减少内存存取的装置。
技术介绍
: 由于信号感测、处理技术的发展与进步，不论静态影像或是动态影音信息，都已经能在低失真的情况下，以电子(尤其是数字)讯号的形式加以保存、处理、传输。不过，一般来说，包含各种影音信息的多媒体档案，其档案大小都相当大，势必要经过适当地压缩处理，才能方便地保存、传输。对应地，压缩过后的多媒体档案则要经过解压缩的处理才能播放。其中，在多媒体档案中的影像数据，由于其富含高维度的数据(包括二维影像及/或时间轴上的变化)，将其压缩/解压缩的过程也特别耗费系统资源。因此，如何以高效能、低成本的方式来压缩/解压缩多媒体档案中的影像数据，也就成为现代信息厂商研发的重点。 请参考图1。图1示意的是典型影像压缩的概略流程(像是MPEG规格下的压缩流程，MPEG即Mot1n Picture Expert Group)。如熟知技术者所知，影像压缩可视为一种将影像数据编码的过程，解压缩也就对应地成为一种译码的过程。如图1所示意的，一动态的影像数据M(像是电影、动画)可视为多幅静态画面A1、A2、A3、A4、A5等等的组合；随时间改变而展现不同的画面，动态影像数据M就能呈现为动态的影像。为了要有效提高压缩率，在对影像数据M进行压缩编码时，可先在流程10进行一画面间差异侦测/编码(intra-coding),分析各画面间的差异；再针对流程10的结果,在同一画面中进一步进行编码(即inter-coding),也就是流程12。 如熟知技术者所知，在呈现一连续动作的一段动态影像中，其实各画面间的差异并不大。举例来说，在图1中，由画面A1、A2、A3组成的这一段动态影像，是要呈现一个物体Oj在同一背景Bk中移动的动态；除了物体Oj的位置会在不同画面间改变的外，背景Bk的影像变化并不大。在流程10中，即可进行一动态侦测(mot1n detect1n)，比较各画面间相同与相异的部份。以图1中的例子来说，对画面A1、A2进行动态侦测，就可大致分析出物体Oj的影像是在移动的，而背景Bj的影像是不动的；另外，也可计算出一向量V12来代表物体Oj的影像在画面上移动的方向与距离。换句话说，将画面Al中物体Oj的影像沿着向量V12移动(称为动态补偿)，大致上就可得到画面A2的情形。将画面Al中物体Oj的影像沿着向量V12移动后所形成的影像，可称作一预测画面P2 (未示于图1)，当作是对画面A2的推测结果。当然，此预测画面P2不一定会和实际的画面A2完全吻合(譬如说物体Oj的反光在画面A1、A2间可能有细微的变化等等)，但两者间的差异应该不大，故可将此预测画面P2和实际的画面P2相减，得到一差异画面D12。也就是说，将画面Al经过动态补偿后再加上差异画面D12，就可得到画面A2。这就代表画面Al、A2两者的所有影像信息可由画面Al、向量V12及差异画面D12来涵盖；而由于预测画面P2及画面A2间的差异不大,差异画面D12包含的影像信息也不多，就可以进行较大程度的压缩，等效上也就是对画面A1、A2进行压缩。 根据相同的道理，图1中的画面A3也可由画面A2及对应的向量V23、差异画面D23来取得，而画面Al、A2、A3这一系列影像所组成的动态影像片段，就能由画面Al、差异画面D12、D23及向量V12、V23来代表，等效上就是对这段动态影像片段进行了第一重的压缩。当然，影像数据M中可能包括有许多不同的不相关片段，像是画面A4、A5可能是完全不同的物体在完全不同的背景中移动的片段，故画面A4与画面A3的差异甚大，此时就不必对画面A3、A4进行动态侦测,而可针对A4、A5另外进行动态侦测，以对画面A4、A5这一系列的动态影像片段进行流程10的压缩。 在流程10中针对画面间的差异进行压缩/编码后，就可进行至流程12，针对画面或差异画面分别进行压缩/编码。像在图1中，画面A1、A4与差异画面D12、D23及D45都能再进行压缩，以增加压缩率。至于流程12中所要进行的步骤，请继续参考图2。图2即为流程12中进行压缩/编码的流程示意图。要将一画面A(可以是画面A1、A4或差异画面D12、D23等等)进一步压缩时，可先将画面A分割成复数个小区块B，各区块B (block)由复数个像素Bij组合而成。对每一区块B分别进行二维的频域转换(像是离散余弦转换，Discrete Cosine Transform, DCT)所得到的输出数据，也就是包括有复数个数据元素Ci j的频域数据数组C。换句话说，各数据元素Cij就代表区块B在频域的分量。而对各数据元素Cij量化所得的数据元素Qi j，就能组成量化后的频域数据数组Q (也就是一频域数组)。将二维数据数组Q中的每个数据元素Qij依照一特定的顺序排列为一序向的一维数据数组S，即为串流化扫描。数据数组S在经过一浮动长度编码(running length coding)可得另一个一维的数据数组R。将数据数组R再经过霍夫曼编码(Hoffman coding),就能得到一数据数组H。集合各区块B个别对应的数据数组H，就能完成对画面A的编码。 在流程12进行的步骤中，由于各区块B仅是画面A的一小部份，所以一区块B中的各个像素Bi j，其值应该也相差不大；而在将区块B进行频域转换及量子化的后，代表高频频域分量的数据元素Cij与Qij多半应该为零(或可忽略的极小值)，也就是说，频域数据数组C与Q会是稀疏(sparse)的数组。连带地，在将数据数组Q扫描排列为一维数据数组S后，数据数组S中的数据元素Sk (各等于一数据元素Qij)，也有许多个为零。在对数据数组S进行浮动长度编码时，两个非零数据元素Sk的间所包含的零值数据元素的个数会被编码，以压缩数据数组S的长度。举例来说，在某一非零数据元素Si和另一非零数据元素Sj的间有10个其值为零的数据元素，数据元素Sj就可经过浮动长度编码，来代表它和数据元素Si的间有10个零值数据元素，这样就不必真的记录下10个零值数据元素。故数据数组S在经过浮动长度编码后得到的数据数组R，其位长度就可有效压缩；在经过霍夫曼编码后，数据数组R的位长度就会被进一步压缩而成为数据数组H。将每一区块B压缩后所得的数据数组H集合起来，就可得到画面A压缩后的结果，成为压缩后的多媒体档案。 当然，若要压缩的影像数据为静态的影像数据，也就不需进行图1中的流程10，可以直接对静态影像数据进行流程12 (像是JPEG规格的静态影像压缩)。另一方面，同样请参考图2(及图1);当要对压缩后的多媒体档案进行解压缩时，其解压缩的流程基本上就是压缩流程的反向流程。压缩后多媒体档案中的数据数组H会被译码为数据数组S，再排序为二维数组的数据数组Q(可称为反扫描)，对数据数组Q进行反量化(dequantizat1n)后可得到频域数据数组C，再对数据数组C进行逆频域转换(像是逆离散余弦转换，inversediscrete cosine transform, IDCT),就能得到区块B ;组合不同的区块B就能得到画面A。若原来的影像数据为动态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种进行数据编码/译码的处理电路，其特征在于包括有：一内存，其可存储一数据数组，其中该数据数组中有多个数据元素；一暂存模块，用来存储一参考数组；其中该参考数组中具有多个参考元素，并使每一参考元素对应于一数据元素，而每一参考元素用来代表对应的数据元素是否符合一默认值；以及一判断模块；当处理电路要将数据数组写入至该内存时，判断模块可针对每一数据元素分别进行判断，使得当一数据元素对应的参考元素代表数据元素符合该默认值时，数据元素不会被写入至内存。

【技术特征摘要】
1.一种进行数据编码/译码的处理电路，其特征在于包括有: 一内存，其可存储一数据数组，其中该数据数组中有多个数据元素； 一暂存模块，用来存储一参考数组；其中该参考数组中具有多个参考元素，并使每一参考元素对应于一数据元素，而每一参考元素用来代表对应的数据元素是否符合一默认值；以及 一判断模块；当处理电路要将数据数组写入至该内存时，判断模块可针对每一数据元素分别进行判断，使得当一数据元素对应的参考元素代表数据元素符合该默认值时，数据元素不会被写入至内存。2.根据权利要求1所述的处理电路，其特征在于:当该判断模块进行判断时，若该数据元素对应的参考元素代表该数据元素不符合该默认值时，将该数据元素才会被写入至该内存。3.根据权利要求1所述的处理电路，其特征在于还包括有:一频域转换模块，用来对一区块进行一频域转换以产生一输出数据；以及一量化模块，用来处理该输出数据产生该数据数组。4.根据权利要求1所述的处理电路，其特征在于:当处理电路要将存储于内存中的数据数组读取出来时，判断模块另可针对每一参考元素分别进行另一判断，使得当一参考元素代表其对应的数据元素符合该默认值时，处理电路不会由内存中读取数...

【专利技术属性】
技术研发人员：李敬锋，李恒宽，马俊，成进，
申请(专利权)人：苏州朗格智能配用电系统有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32