一种直方图统计电路及多媒体处理系统技术方案

本发明专利技术实施例公开一种直方图统计电路以及多媒体处理系统，其中，多媒体处理系统包括：存储器，直方图统计电路，以及处理器；所述存储器，用于存储多媒体数据；所述直方图统计电路，用于从所述存储器中获取所述多媒体数据，并对所述多媒体数据进行直方图统计，生成统计结果，所述处理器，用于根据所述统计结果，并基于直方图应用算法对所述多媒体数据进行处理。本发明专利技术中，由于直方图统计电路可以并行完成多个像素的计算，同时，通过对多媒体数据进行合理的分组，减少了一些无效运算，从而使得多媒体处理系统的计算效率得到大幅提高，可以满足人脸识别等场景对于实时性的要求。

Histogram statistical circuit and multimedia processing system

The embodiment of the invention discloses a histogram circuit and multimedia processing system, which comprises a multimedia processing system: memory, histogram circuit, and a processor; the memory used to store multimedia data; the circuit is used to obtain the histogram statistics, from the memory of the multimedia data, and the histogram of the multimedia data, the statistical results generated by the processor, according to the statistical results, and application of the algorithm based on histogram processing of the multimedia data. In the invention, the histogram circuit can be done in parallel computing, a plurality of pixels at the same time, through the reasonable grouping of multimedia data, reduce the number of invalid operation, so as to make the calculation efficiency of multimedia processing system has been greatly improved, can satisfy the human face recognition scenarios for real-time requirements.

【技术实现步骤摘要】
一种直方图统计电路及多媒体处理系统
本专利技术涉及电子领域，尤其涉及一种直方图统计电路及多媒体处理系统。
技术介绍
目前，随着智能终端和多媒体应用的日益普及，人们对于复杂的计算机视觉处理、图像处理等性能的需求也越来越高。同时，智能终端对多媒体应用的实时性要求也越来越高，因此，多媒体计算的硬件加速受到广泛关注。现有技术中，智能终端的多媒体处理主要采用矢量处理器完成，矢量处理器的基本架构是：超长指令字(VeryLongInstructionWord，VLIW)加上单指令多数据流(SingleInstructionMultipleData，SIMD)处理。虽然矢量处理器具有很强的指令并行和数据并行的处理能力，能高效地完成大多数多媒体处理任务，但是仍然存在一些很难由通用处理器指令来完成的特殊多媒体处理任务，从而限制了某些多媒体处理算法在智能终端上的应用。例如：图片均衡算法(用于拍照时提升照片细节并去除光照不均匀以及细节模糊不清)，目标识别算法(包括人脸识别、路标识别、商品识别等算法)等，这些算法中都大量使用了直方图统计，其中，直方图统计是对图片中取值介于0～255的所有图像像素出现次数的进行统计，得到256种不同取值像素出现的次数。更进一步，直方图统计还可以对图片的特征图进行统计，比如典型的边沿特征图，梯度特征图等。当前，由于图片的像素个数随着图像分辨率的提升越来越大，例如：1080p的高清图片的像素点就接近200万个，为了完成一张1080p的高清图片的直方图统计，矢量处理器需要对256个统计计数器来回访存200万次，这将导致明显的访存瓶颈和计算性能瓶颈。现有技术提供了一种基于存储器(memory)的直方图统计方案，如图1所示，在直方图统计电路10中，存储器11中存储有分别与256种像素取值一一对应的256个统计计数值，直方图统计电路10的计算过程如下：首先，D触发器12以当前像素x0的值做为偏移地址，从存储器11中找到与当前像素对应的统计计数值；其次，加法器13通过读端口(rdata)读取该统计计数值，并在该统计计数值的基础上加1，然后通过写端口(wdata)将加1后的统计计数值回写到存储器11，从而完成对当前像素的统计。例如，当前像素x0的值为122，则从存储器11所存储的256个统计计数值中，找到用于统计像素值122的统计计数值(counter122)，然后在counter122当前的数值上加1，然后通过写端口将新的counter122回写到存储器11中，从而完成对像素x0的一次统计。然而，由于受存储器11的读写端口的数量的限制(memory的读写端口一般不多于2个)，该直方图统计电路10在一个时钟周期内只能进行1至2个像素的统计，显然，对于高分辨率的图片而言，该直方图统计电路10的计算性能无法满足多媒体应用的实时处理需求。因此，亟需设计一种新型的直方图统计电路，来改善多媒体处理器的性能和功耗。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种具有较高计算性能的直方图统计电路以及多媒体处理系统，可以满足多媒体应用对于实时处理等性能的急迫需求。第一方面，本专利技术提供了一种直方图统计电路，所述直方图统计电路耦合至存储器，所述存储器中存储有多媒体数据，所述直方图统计电路包括：计数器缓存，控制器，解析电路，匹配译码电路，以及计数值更新电路，其中，所述控制器分别与所述计数器缓存，所述解析电路以及所述匹配译码电路相耦合，所述计数值更新电路耦合在所述计数器缓存以及所述匹配译码电路之间；所述计数器缓存，用于缓存Y组计数器，其中每组计数器包括至少一个计数器且每个计数器对应一个当前计数值，Y为大于1的正整数；所述控制器，用于控制所述存储器对所述多媒体数据中的像素进行分组，得到M组分组数据；所述解析电路，用于执行如下步骤：从所述M组分组数据中获取第i分组数据，并对所述第i分组数据的像素值分别进行解析，以确定，在所述计数器缓存中存储的所述Y组计数器中，与所述第i分组数据相匹配的X组计数器，X为正整数且1≤X≤Y，所述解析电路重复执行上述步骤直到i＝M为止，其中，i为起始值为1的自然数且每次迭代过程中增加1；所述控制器，还用于根据所述解析电路确定的所述X组计数器，控制所述匹配译码电路在X个时钟周期内，将所述第i分组数据分别与所述X组计数器进行匹配；所述匹配译码电路，用于执行如下步骤：在第j时钟周期，将所述第i分组数据中的各个像素与所述X组计数器中的第j组计数器进行匹配，并根据匹配结果，指示所述计数值更新电路对所述第j组计数器进行计数值更新，所述匹配译码电路重复执行上述步骤，直到j＝X为止，其中，j为起始值为1的自然数且每次重复过程中增加1；所述计数值更新电路，用于在所述第j时钟周期，从所述计数器缓存中读取所述第j组计数器的当前计数值，并根据所述匹配译码电路指示的所述匹配结果，对所述第j组计数器的当前计数值进行更新，得到所述第j计数器的更新计数值，并将所述第j组计数器的更新计数值回写到所述计数器缓存的所述第j组计数器中。相比传统的基于存储器的直方图统计电路，本专利技术提供的直方图统计电路可以在一个时钟周期内，并行完成多个像素的统计，从而提高了直方图统计电路的效率。可选的，在一种实施方式中，所述控制器用于控制存所述储器按照行或列或矩阵的方式对所述多媒体数据进行分组，得到所述M组分组数据。由于多媒体数据通常为灰度图像，各个分组数据在像素值上保持了良好的局部性，从而在对多媒体数据进行直方图统计时，可以只考虑与当前统计的分组数据相匹配的计数器组，而不用遍历所有的计数器，提高了计算效率。可选的，在一种实施方式中，所述解析电路用于：对所述第i分组数据的各个像素的值进行解析，确定所述第i分组数据的各个像素所处的第一取值范围，并根据所述第一取值范围确定与所述第i分组数据相匹配的X组计数器。可选的，在一种实施方式中，所述解析电路用于：对所述第i分组数据的各个像素的值进行解析，以获取所述第i分组数据中的最大像素值以及最小像素值，并根据所述最大像素值以及所述最小像素值，确定所述第i分组数据的第一取值范围。可选的，在一种实施方式中，所述解析电路用于：当Y＝2K时，根据所述第i分组数据中的各个像素的高K位比特，确定与所述第i分组数据相匹配的所述X组计数器，K为正整数且1≤K≤8。通过这种方式确定所述X组计数器，能够进一步减少无效运算，提高直方图统计电路的计算效率。可选的，在一种实施方式中，所述解析电路还用于：生成指示信息，并将所述指示信息发送给所述控制器，以指示所述X组计数器。可选的，在一种实施方式中，所述匹配译码电路用于：在所述第j时钟周期，将所述第i分组数据中的各个像素与所述第j组计数器进行匹配；若所述第i分组数据中的任一像素，与所述第j组计数器中的第一计数器相匹配，则指示所述计数值更新电路更新所述第一计数器的当前计数值；可选的，在一种实施方式中，所述匹配译码电路还用于：若所述第i分组数据中的各个像素，与所述第j组计数器中的任一计数器均不匹配，则指示所述计数值更新电路维持所述第j组计数器的当前计数值不变。可选的，在一种实施方式中，所述计数值更新电路具体包括至少一个加法器，所述至少一个加法器的数量与所述第j组计数器中的计数器的数量相等且一一对应，其中任一加法器用于：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直方图统计电路，其特征在于，所述直方图统计电路耦合至存储器，所述存储器中存储有多媒体数据，所述直方图统计电路包括：计数器缓存，控制器，解析电路，匹配译码电路，以及计数值更新电路，其中，所述控制器分别与所述计数器缓存，所述解析电路以及所述匹配译码电路相耦合，所述计数值更新电路耦合在所述计数器缓存以及所述匹配译码电路之间；所述计数器缓存，用于缓存Y组计数器，其中每组计数器包括至少一个计数器且每个计数器对应一个当前计数值，Y为大于1的正整数；所述控制器，用于控制所述存储器对所述多媒体数据中的像素进行分组，得到M组分组数据；所述解析电路，用于执行如下步骤：从所述M组分组数据中获取第i分组数据，并对所述第i分组数据的像素值分别进行解析，以确定，在所述计数器缓存中存储的所述Y组计数器中，与所述第i分组数据相匹配的X组计数器，X为正整数且1≤X≤Y，所述解析电路重复执行上述步骤直到i＝M为止，其中，i为起始值为1的自然数且每次迭代过程中增加1；所述控制器，还用于根据所述解析电路确定的所述X组计数器，控制所述匹配译码电路在X个时钟周期内，将所述第i分组数据分别与所述X组计数器进行匹配；所述匹配译码电路，用于执行如下步骤：在第j时钟周期，将所述第i分组数据中的各个像素与所述X组计数器中的第j组计数器进行匹配，并根据匹配结果，指示所述计数值更新电路对所述第j组计数器进行计数值更新，所述匹配译码电路重复执行上述步骤，直到j＝X为止，其中，j为起始值为1的自然数且每次重复过程中增加1；所述计数值更新电路，用于在所述第j时钟周期，从所述计数器缓存中读取所述第j组计数器的当前计数值，并根据所述匹配译码电路指示的所述匹配结果，对所述第j组计数器的当前计数值进行更新，得到所述第j计数器的更 新计数值，并将所述第j组计数器的更新计数值回写到所述计数器缓存的所述第j组计数器中。...

【技术特征摘要】
1.一种直方图统计电路，其特征在于，所述直方图统计电路耦合至存储器，所述存储器中存储有多媒体数据，所述直方图统计电路包括：计数器缓存，控制器，解析电路，匹配译码电路，以及计数值更新电路，其中，所述控制器分别与所述计数器缓存，所述解析电路以及所述匹配译码电路相耦合，所述计数值更新电路耦合在所述计数器缓存以及所述匹配译码电路之间；所述计数器缓存，用于缓存Y组计数器，其中每组计数器包括至少一个计数器且每个计数器对应一个当前计数值，Y为大于1的正整数；所述控制器，用于控制所述存储器对所述多媒体数据中的像素进行分组，得到M组分组数据；所述解析电路，用于执行如下步骤：从所述M组分组数据中获取第i分组数据，并对所述第i分组数据的像素值分别进行解析，以确定，在所述计数器缓存中存储的所述Y组计数器中，与所述第i分组数据相匹配的X组计数器，X为正整数且1≤X≤Y，所述解析电路重复执行上述步骤直到i＝M为止，其中，i为起始值为1的自然数且每次迭代过程中增加1；所述控制器，还用于根据所述解析电路确定的所述X组计数器，控制所述匹配译码电路在X个时钟周期内，将所述第i分组数据分别与所述X组计数器进行匹配；所述匹配译码电路，用于执行如下步骤：在第j时钟周期，将所述第i分组数据中的各个像素与所述X组计数器中的第j组计数器进行匹配，并根据匹配结果，指示所述计数值更新电路对所述第j组计数器进行计数值更新，所述匹配译码电路重复执行上述步骤，直到j＝X为止，其中，j为起始值为1的自然数且每次重复过程中增加1；所述计数值更新电路，用于在所述第j时钟周期，从所述计数器缓存中读取所述第j组计数器的当前计数值，并根据所述匹配译码电路指示的所述匹配结果，对所述第j组计数器的当前计数值进行更新，得到所述第j计数器的更新计数值，并将所述第j组计数器的更新计数值回写到所述计数器缓存的所述第j组计数器中。2.如权利要求1所述的直方图统计电路，其特征在于，所述控制器用于：控制存所述储器按照行或列或矩阵的方式对所述多媒体数据进行分组，得到所述M组分组数据。3.如权利要求1或2任一所述的直方图统计电路，其特征在于，所述解析电路用于：对所述第i分组数据的各个像素的值进行解析，确定所述第i分组数据的各个像素所处的第一取值范围，并根据所述第一取值范围确定与所述第i分组数据相匹配的X组计数器。4.如权利要求3所述的直方图统计电路，其特征在于，所述解析电路用于：对所述第i分组数据的各个像素的值进行解析，以获取所述第i分组数据中的最大像素值以及最小像素值，并根据所述最大像素值以及所述最小像素值，确定所述第i分组数据的第一取值范围。5.如权利要求3所述的直方图统计电路，其特征在于，所述解析电路用于：当Y＝2K时，根据所述第i分组数据中的各个像素的高K位比特，确定与所述第i分组数据相匹配的所述X组计数器，K为正整数且1≤K≤8。6.如权利要求1至5任一所述的直方图统计电路，其特征在于，所述解析电路还用于：生成指示信息，并将所述指示信息发送给所述控制器，以指示所述X组计数器。7.如权利要求1至6任一所述的直方图统计电路，其特征在于，所述匹配译码电路用于：在所述第j时钟周期，将所述第i...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈运必，胡凯，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44