專利名稱：在像素處理裝置中的組合垂直峰值和縮放比例的多相濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信號(hào)處理，尤其涉及采用垂直像素信號(hào)處理單元，例如多相濾波器的視頻信號(hào)處理。
背景技術(shù)：
包括微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器的計(jì)算機(jī)裝置已經(jīng)被設(shè)計(jì)來大范圍地應(yīng)用，并且已經(jīng)實(shí)際上使用在每一產(chǎn)業(yè)中。出于各種原因，許多應(yīng)用已經(jīng)直接涉及處理視頻數(shù)據(jù)，并且要求功耗和體積最小。某些應(yīng)用還要求能夠在實(shí)時(shí)或接近實(shí)時(shí)基礎(chǔ)上有效地執(zhí)行高速計(jì)算的計(jì)算機(jī)。許多這些視頻信號(hào)處理應(yīng)用都要求能夠以日益增加的速度執(zhí)行多樣操作的數(shù)據(jù)信號(hào)處理電路。
但是，這種計(jì)算機(jī)的能力和多用途的增加會(huì)有損其它重要目標(biāo)。例如，計(jì)算機(jī)越快則消耗的功率和電路資源就越多，而理想的計(jì)算機(jī)應(yīng)該使得實(shí)現(xiàn)該計(jì)算所需要的功耗量和電路都最小。
通過提供需要的各種類型的處理電路、每一電路都專用且針對(duì)不同處理功能而有選擇地啟動(dòng)，將使得多用途和高功率的提供尤其加重該電路資源問題。當(dāng)例如把視頻應(yīng)用中的很緩慢的一般用途的處理與用于實(shí)時(shí)壓縮和解壓縮視頻數(shù)據(jù)的專用視頻信號(hào)濾波處理相比較時(shí)，就能夠理解這一現(xiàn)象。由于這種專業(yè)化處理電路通常是被優(yōu)化來保持這種視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)速度，所以在不提供僅供有限應(yīng)用所用的額外電路的條件下常常難于提供充分多用途的單一圖像數(shù)據(jù)處理電路。
許多視頻信號(hào)處理應(yīng)用都針對(duì)垂直信號(hào)處理采用專用的視頻信號(hào)濾波器。垂直信號(hào)處理包括兩個(gè)操作，垂直峰化和垂直比例縮放。垂直峰化包括處理像素?cái)?shù)據(jù)以便補(bǔ)償由于上取樣變換失去的信息，并且峰化濾波器將增強(qiáng)視頻圖像中的垂直細(xì)節(jié)的清晰度效果。垂直縮放比例包括使用稱之為″多相″濾波器的專用視頻數(shù)據(jù)濾波器處理該像素?cái)?shù)據(jù)，通過操作存儲(chǔ)的像素?cái)?shù)據(jù)執(zhí)行取樣速率轉(zhuǎn)換，以調(diào)整圖像的尺寸來表示用于更新該顯示的水平和垂直線。在這樣的應(yīng)用中，通過把輸出像素的數(shù)量比增加到輸入端像素的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展或上取樣(″變焦因素″大于一)轉(zhuǎn)換；反之，通過把輸出像素的數(shù)量比降低到輸入端像素的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)壓縮或下取樣(″變焦小于一)轉(zhuǎn)換。對(duì)于視頻數(shù)據(jù)擴(kuò)展來說，一個(gè)多相濾波器通常以一個(gè)第一個(gè)像素速率(例如每周期兩個(gè)像素)接收表示多個(gè)像素的數(shù)據(jù)，并且通過按照該縮放因子的一個(gè)函數(shù)把該像素?cái)?shù)據(jù)循環(huán)通過行緩存器而處理該像素?cái)?shù)據(jù)。該行緩存器被用于去耦合該輸入像素?cái)?shù)據(jù)，能夠以不同于該多相濾波器處理該數(shù)據(jù)的速率接收像素?cái)?shù)據(jù)(例如每周期一個(gè)像素)。


圖1示出具有級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)的垂直峰化電路和垂直比例縮放電路的一個(gè)傳統(tǒng)垂直信號(hào)處理裝置。具有每周期兩個(gè)像素輸出速率的一個(gè)上變換單元把像素?cái)?shù)據(jù)提供到一個(gè)垂直峰化電路用于進(jìn)行處理?？衫脦讉€(gè)行緩存器針對(duì)該垂直峰化電路的像素?cái)?shù)據(jù)輸入速率保持和解耦合像素?cái)?shù)據(jù)。例如，通過在前兩個(gè)緩沖行中加倍緩存該數(shù)據(jù)而解耦合接收的像素?cái)?shù)據(jù)。在一個(gè)具體的實(shí)例中，每一行緩存器的長度足以存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)128個(gè)像素的像素?cái)?shù)據(jù)，并且使用兩行像素開始該垂直峰化處理，從而提供128周期的一個(gè)像素等待時(shí)間。垂直峰化電路使用一個(gè)3-抽頭濾波器，功能上是[-c1+2c-c]，而c是可編程的。通過調(diào)節(jié)器″c″值，該峰化濾波器操作該像素?cái)?shù)據(jù)以產(chǎn)生圖象銳化即柔化。峰化濾波器處理像素?cái)?shù)據(jù)的3個(gè)緩沖行，2行保持電路輸入數(shù)據(jù)而另一行保持來自鏡像操作的數(shù)據(jù)。由于帶寬的要求，該垂直峰化電路的輸出速率被降低到每周期1個(gè)像素。
該垂直比例縮放電路以每周期1個(gè)像素的速率把像素?cái)?shù)據(jù)從垂直峰化電路接收到一個(gè)7行緩存器的3行中，每一緩存器行也具有足以存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于128個(gè)像素的數(shù)據(jù)的長度。像素等待時(shí)間是384個(gè)周期。伴隨128周期的該垂直峰化電路緩存器像素等待時(shí)間，總計(jì)的垂直信號(hào)處理像素等待時(shí)間是512周期。垂直比例縮放操作使用一個(gè)6-抽頭、64相位的多相濾波器。多相濾波器處理像素?cái)?shù)據(jù)的6個(gè)緩沖行，3行保持電路輸入數(shù)據(jù)而3行保持來自鏡像操作的數(shù)據(jù)。任何相位改變都由針對(duì)各種縮放比例的輸出像素的位置確定。處理的像素?cái)?shù)據(jù)以每周期1個(gè)像素的速率從垂直比例縮放電路輸出。
在用于該垂直峰化電路的控制邏輯和用于該垂直比例縮放電路之間使用同步信號(hào)，以便協(xié)調(diào)在電路之間的數(shù)據(jù)傳送并且防止過載前置像素?cái)?shù)據(jù)。兩個(gè)功能單元之間的互相聯(lián)系產(chǎn)生了同步問題。由于可變的縮放比例而發(fā)生頻繁的更新要求和長輸入拖延時(shí)間。
由于現(xiàn)行的增加吞吐量的需求，需要一種像素?cái)?shù)據(jù)處理電路和方法，進(jìn)一步最小化電路資源要求并且解決上述問題以及其它相關(guān)問題。本發(fā)明提供一種電路和方法，在執(zhí)行上述視頻信號(hào)處理操作的同時(shí)而降低實(shí)現(xiàn)像素?cái)?shù)據(jù)峰化、比例縮放和其它類型像素?cái)?shù)據(jù)處理所需求的電路總量和類型。
發(fā)明概要本發(fā)明的各個(gè)方面涉及使用用于解耦合的行緩存器和一個(gè)可重新配置的像素?cái)?shù)據(jù)處理電路來處理像素?cái)?shù)據(jù)，其中峰化和比例系數(shù)的卷積被用于產(chǎn)生一組系數(shù)，實(shí)現(xiàn)一個(gè)多相濾波器以一個(gè)操作執(zhí)行峰化和比例縮放功能。
根據(jù)一個(gè)具體的示例實(shí)施例，本發(fā)明提供一種像素?cái)?shù)據(jù)處理電路，包括 具有一個(gè)多相濾波器和一個(gè)行緩沖器電路的垂直處理電路，以及使得該垂直處理電路在操作模式之間選擇的一個(gè)邏輯電路，操作模式包含其中該垂直處理電路通過使用系數(shù)的一個(gè)第一設(shè)置同時(shí)地執(zhí)行峰化和比例縮放功能的一個(gè)模式，該系數(shù)的第一設(shè)置是從峰化濾波器系數(shù)與比例縮放濾波器系數(shù)的卷積產(chǎn)生的。
在另一具體示例實(shí)施例中，一個(gè)垂直信號(hào)處理電路包括一個(gè)緩存器和一個(gè)多相濾波器，并且用于以一個(gè)第一操作模式對(duì)于像素?cái)?shù)據(jù)同時(shí)地進(jìn)行垂直峰化和垂直比例縮放處理。在用于垂直峰化和比例縮放的第一操作模式中，本實(shí)施例包括以第一速率接收像素?cái)?shù)據(jù)、在行緩存器中循環(huán)該數(shù)據(jù)并且通過利用由峰化濾波器系數(shù)與比例縮放多相濾波器系數(shù)的卷積得到的系數(shù)構(gòu)成的一個(gè)多相濾波器來濾波該循環(huán)的數(shù)據(jù)、并且以不同于第一像素速率的一個(gè)第二像素速率提供處理的像素?cái)?shù)據(jù)用于存儲(chǔ)。使用一個(gè)控制電路，通過設(shè)置針對(duì)該多相濾波器電路的不同系數(shù)，該像素?cái)?shù)據(jù)處理電路能夠在操作模式之間切換。
在一個(gè)具體垂直信號(hào)處理的實(shí)施例中，以每周期兩個(gè)像素的速率接收像素并且以每周期一個(gè)像素的速率輸出到一個(gè)存儲(chǔ)單元。
本發(fā)明其它示例實(shí)施例分別涉及其它相關(guān)方面，包括方法、電路以及基于系統(tǒng)這種處理實(shí)施方案。
本發(fā)明的上述概要不打算描述本發(fā)明的每一個(gè)示出的實(shí)施例或每一實(shí)施方案。隨后的附圖和詳細(xì)描述更具體地給出了這些實(shí)施例的示例。
附圖描述結(jié)合附圖考慮本發(fā)明各種實(shí)施例的下列詳細(xì)描述將可以更完整地理解本發(fā)明，其中圖1是具有級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)的一個(gè)分離的垂直峰化和垂直比例縮放單元的傳統(tǒng)像素?cái)?shù)據(jù)處理電路的示意圖；圖2A-2C是說明根據(jù)本發(fā)明的級(jí)聯(lián)濾波器的等效表示形式的示意圖；圖3A-3D是根據(jù)本發(fā)明的針對(duì)一個(gè)多相濾波器的系數(shù)表格的實(shí)施例的示意圖；以及圖4是根據(jù)本發(fā)明的具有組合了峰化和比例縮放的多相濾波器的像素?cái)?shù)據(jù)處理電路的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
雖然本發(fā)明可以有各種改進(jìn)和可選形式，但是將以實(shí)例的方式詳細(xì)描述附圖中已經(jīng)示出的具體形式。但是應(yīng)該理解，本申請(qǐng)不打算把發(fā)明限制到描述的具體實(shí)施例。相反，本申請(qǐng)?jiān)噲D覆蓋落入由所附的權(quán)利要求書限定的本發(fā)明精神范圍中的全部修改、等同物和替換。
各種示例實(shí)施例的詳細(xì)描述本發(fā)明被認(rèn)為是非常適用于垂直像素?cái)?shù)據(jù)過程的方法和裝置，并且適用于通常使用級(jí)聯(lián)設(shè)計(jì)的垂直峰化和垂直比例縮放單元的應(yīng)用。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于要求或得益于使用相同的行緩存器和濾波器來實(shí)現(xiàn)既包括像素?cái)?shù)據(jù)垂直峰化又包括垂直比例縮放的先前幾個(gè)分離操作功能的組合的像素處理裝置來說，本發(fā)明尤其有益。
同時(shí)本發(fā)明不必局限于這種應(yīng)用，通過在一個(gè)環(huán)境中的實(shí)例的討論而最佳得到本發(fā)明的各種方面。
根據(jù)一個(gè)常規(guī)實(shí)施例，本發(fā)明以可重新配置的數(shù)據(jù)處理電路的形式實(shí)現(xiàn)，具有用于例如掃瞄速率轉(zhuǎn)換應(yīng)用的數(shù)據(jù)操作電路和行緩存器電路，其中為了調(diào)整尺寸和其它目的而增加例如50-60幀/秒的一個(gè)通常的幀速率。該數(shù)據(jù)處理電路以一個(gè)第一速率接收將被處理的數(shù)據(jù)，同時(shí)以一個(gè)第二速率輸出數(shù)據(jù)，該第二速率不同于該第一速率。
該處理電路包括一個(gè)數(shù)據(jù)操作電路和一個(gè)行緩沖器電路。該處理電路具有一個(gè)第一操作模式，其中由該行緩沖器電路以第一速率接收數(shù)據(jù)并且通過行緩沖器電路循環(huán)該數(shù)據(jù)，該循環(huán)的數(shù)據(jù)由構(gòu)成來執(zhí)行由第一組操作參數(shù)定義的第一功能的數(shù)據(jù)操作電路所操作，該處理的數(shù)據(jù)被隨后以該第二速率輸出用于存儲(chǔ)在一個(gè)存儲(chǔ)單元中。從定義一個(gè)第二數(shù)據(jù)操作功能的一個(gè)第二組操作參數(shù)和定義一個(gè)第三數(shù)據(jù)操作功能的第三組操作參數(shù)的一個(gè)卷積來預(yù)定第一組操作參數(shù)。使用該第一組操作參數(shù)，該數(shù)據(jù)操作電路被配置來同時(shí)地執(zhí)行該第一和第二功能。
邏輯電路被用于使得該處理電路在該第一操作模式和另一操作模式之間切換，在該另一操作模式中，通過被構(gòu)成來執(zhí)行使用不同組的操作參數(shù)或系數(shù)的另一功能的數(shù)據(jù)操作電路操作該循環(huán)的數(shù)據(jù)。在一個(gè)常規(guī)實(shí)施例中，該第二組操作參數(shù)是固定的而第三組操作參數(shù)是可調(diào)的。
根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，本發(fā)明涉及一種方法，在一個(gè)第一操作模式中使用在一個(gè)垂直處理單元中的共用行緩存器和多相濾波器，該多相濾波器被構(gòu)成來使用該共用緩存器而同時(shí)地執(zhí)行垂直峰化和比例縮放操作。通過把峰化濾波器系數(shù)與比例縮放多相濾波器系數(shù)卷積而預(yù)定系數(shù)。通過重新構(gòu)造該多相濾波器以便使用可從一個(gè)系數(shù)查詢表得到的不同組的附加系數(shù)，該垂直處理單元可按照另外幾種模式操作，包括幾種垂直比例縮放模式、和一個(gè)數(shù)據(jù)平均模式。
本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案采用一種可編程的處理電路，其被編程來執(zhí)行多個(gè)操作模式，并且響應(yīng)一個(gè)外部命令在多個(gè)操作模式之間切換。本發(fā)明的方法在不增加硬件代價(jià)和設(shè)計(jì)復(fù)雜性的條件下執(zhí)行傳統(tǒng)上在級(jí)聯(lián)電路方案中分離實(shí)現(xiàn)的垂直峰化和垂直比例縮放工作，并且使用單一行緩存器來解耦合該每周期兩個(gè)像素的輸入速率。以該垂直處理級(jí)以及該存儲(chǔ)單元執(zhí)行一個(gè)加倍緩存機(jī)制。該實(shí)施方案使用垂直處理緩存器，用于在峰化和比例縮放數(shù)據(jù)操作過程中進(jìn)行鏡像操作。
在本發(fā)明的一個(gè)具體示例實(shí)施例中，一個(gè)像素處理裝置使用單個(gè)混合多相濾波器和行緩存器電路把垂直峰化和比例縮放操作結(jié)合到一個(gè)共用電路中。使用通過執(zhí)行對(duì)于期望峰化濾波系數(shù)與期望多相(即比例縮放)濾選系數(shù)的一個(gè)卷積確定的系數(shù)，把垂直峰化濾波器和垂直比例縮放濾波器功能集合到單個(gè)多相濾波器功能中。通常，一個(gè)3-抽頭濾波器被使用在垂直峰化操作中而一個(gè)6-抽頭多相濾波器被唯一地使用在垂直比例縮放操作中。在本發(fā)明的電路裝置中，垂直峰化濾波操作被集成到通過以一個(gè)軟件應(yīng)用從峰化(3-抽頭)濾選系數(shù)和比例縮放(6-抽頭)多相濾波器系數(shù)產(chǎn)生的系數(shù)定義的一個(gè)更大的(8-抽頭)多相濾波器中。
圖2A-2C示出級(jí)聯(lián)濾波器的一個(gè)等效表示形式。圖2A示出具有脈沖響應(yīng)h1(n)的第一濾波器210耦合到具有脈沖響應(yīng)h2(n)的一個(gè)第二濾波器220，濾波器220級(jí)聯(lián)在濾波器210之后。例如通過針對(duì)一個(gè)具體濾波器結(jié)構(gòu)的一組系數(shù)定義濾波器脈沖響應(yīng)。加到濾波器210的一個(gè)輸入x(n)產(chǎn)生第一中間響應(yīng)y1(n)。把y1加到濾波器220而產(chǎn)生輸出y(n)。圖2B示出具有脈沖響應(yīng)h1(n)的第一濾波器210耦合到具有脈沖響應(yīng)h2(n)的一個(gè)第二濾波器220，濾波器210級(jí)聯(lián)在濾波器220之后。加到濾波器220的一個(gè)輸入x(n)產(chǎn)生第二中間響應(yīng)y2(n)。把y2(n)再次加到濾波器210而產(chǎn)生輸出y(n)。
對(duì)于圖2A-2C的線性、無時(shí)間變化的濾波器來說y1(n)＝x(n)*h1(n)所以y(n)＝y(tǒng)1(n)*h2(n)＝[x(n)*h1(n)]*h2(n)＝x(n)*[h1(n)*h2(n)]圖2C示出具有脈沖響應(yīng)h1(n)*h2(n)的一個(gè)混合濾波器230。加到混合濾波器230的輸入x(n)直接產(chǎn)生輸出響應(yīng)y(n)。
在本發(fā)明中，通過執(zhí)行對(duì)于比例縮放的每一相位和峰化濾波器脈沖響應(yīng)的卷積組合峰化系數(shù)(例如h1(n))和比例系數(shù)(例如h2(n))。
Hnewscale(p)(n)=Σk=-∞∞Hpeak(k)Hscale(p)(n-k)]]>其中″p″是通過垂直處理裝置針對(duì)任何給定像素處理而選擇的相位。假設(shè)峰化系數(shù)長度是3(通常一個(gè)3-抽頭濾波器用于峰化操作)、比例縮放系數(shù)長度是6(通常一個(gè)6-抽頭多相濾波器用于比例縮放操作)，則卷積之后的長度是3+6-1，即為8。因此，本發(fā)明的垂直處理裝置使用一個(gè)8-抽頭濾波器來執(zhí)行垂直峰化和垂直比例縮放操作。
單個(gè)多相濾波器可被構(gòu)成來執(zhí)行各種功能，該結(jié)構(gòu)由一組系數(shù)定義。各組系數(shù)被保持在一個(gè)系數(shù)表格中，該表格實(shí)現(xiàn)相關(guān)的查表操作。
圖3A示出一個(gè)8-抽頭表格310的實(shí)施例，8-抽頭表格310保持一個(gè)系數(shù)組，構(gòu)成一個(gè)8-抽頭多相濾波器，執(zhí)行峰化和比例縮放操作。如前面討論的那樣，執(zhí)行垂直峰化濾波器系數(shù)和垂直比例縮放濾波器系數(shù)的卷積來分別確定該組合的峰化和比例縮放系數(shù)c0-c7。
圖3B示出包含一個(gè)系數(shù)組的8-抽頭表格320的另一實(shí)施例，包括系數(shù)c0-c5，構(gòu)成一個(gè)8-抽頭多相濾波器，執(zhí)行一個(gè)6-抽頭比例縮放操作。除了系數(shù)c0’-c5’之外，表格320包括兩個(gè)零系數(shù)，填充該8-抽頭表格，每一個(gè)未端一個(gè)零系數(shù)。在一個(gè)可選實(shí)施例中，表格320包括定義6-抽頭組合的峰化和比例縮放濾波器的系數(shù)，由3-抽頭峰化濾波器系數(shù)和4-抽頭比例縮放濾波器系數(shù)的卷積確定(3+4-1＝6)。
圖3C示出包含一個(gè)系數(shù)組的8-抽頭表格330的另一實(shí)施例，包括系數(shù)c0″-c3″，構(gòu)成一個(gè)8-抽頭多相濾波器，執(zhí)行一個(gè)4-抽頭比例縮放操作。除了系數(shù)c0″-c3″之外，表格330包括4零系數(shù)，填充該8-抽頭表格，每一個(gè)未端兩個(gè)零系數(shù)。
圖3D示出包含一個(gè)系數(shù)組的8-抽頭表格340的再一個(gè)實(shí)施例，包括系數(shù)c0-c1，構(gòu)成一個(gè)8-抽頭多相濾波器，執(zhí)行一個(gè)2-抽頭平均操作。除了系數(shù)c0-c1之外，表格320包括6個(gè)零系數(shù)，填充該8-抽頭表格，每一個(gè)未端三個(gè)零系數(shù)。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，要解決其中每一相位卷積乘積可能不均勻的情況種的問題，例如由于定點(diǎn)運(yùn)算操作舍入誤差的不均勻的情況種的問題。針對(duì)此情況，系數(shù)被規(guī)格化并且比裝入之前按比例增加。通過比較用于8比特的均勻值256或用于9比特的512、把差值加回到該最高值系數(shù)來降低該標(biāo)準(zhǔn)化的舍入誤差，以便補(bǔ)償變異，并且降低在一個(gè)垂直圖像強(qiáng)度中的濾波器結(jié)果的不連貫性。
該組合電路裝置簡化了設(shè)計(jì)和校驗(yàn)，并且使用比分離的垂直峰化和垂直比例縮放電路小的″實(shí)際資源(real estate)″來實(shí)現(xiàn)該組合電路裝置。而且，本發(fā)明的組合電路裝置消除了伴隨關(guān)相關(guān)計(jì)復(fù)雜性和硬件代價(jià)的在電路部件之間的中間拖延和同步控制。降低了管道級(jí)并且保持濾波器乘積(即輸出數(shù)據(jù))的清晰度。本發(fā)明的單級(jí)垂直信號(hào)處理電路裝置的總體功能保持與該兩級(jí)傳統(tǒng)的電路的總體功能相同，但是整個(gè)(緩沖-引入)像素?cái)?shù)據(jù)等待時(shí)間被減半為256周期。
根據(jù)上述電路裝置和方法，圖4示出被設(shè)計(jì)和構(gòu)成來處理在以兩個(gè)模式之一操作的垂直處理單元400中的像素?cái)?shù)據(jù)的處理單元。針對(duì)處理單元400的容許能力，由于上變換單元410總是以一周期輸出兩個(gè)像素，使得用于垂直處理的輸入速率是每一周期兩個(gè)像素，而輸出速率是每周期一個(gè)像素。該上變換單元在垂直方向上輸出兩個(gè)像素。為了接收該像素，垂直處理單元使用具有兩行(加陰影的)的一個(gè)緩存器。而且在該具體實(shí)施方案中，每一個(gè)行緩存器的長度足夠存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于128個(gè)像素的數(shù)據(jù)。
在一種更具體的實(shí)施例中，實(shí)施垂直處理來執(zhí)行針對(duì)視頻信號(hào)輸入的垂直線性或非線性取樣，并且使用8-抽頭、64相位多相濾波器來進(jìn)行垂直峰化和垂直比例縮放(例如擴(kuò)展和壓縮)操作。根據(jù)該峰化功能、縮放因子和輸出樣值像素的幾何位置，在該垂直處理單元的行緩存器中循環(huán)數(shù)據(jù)?；诖朔N考慮，該多相濾波器被用于在每一峰化和/或比例縮放(即擴(kuò)展)操作期間濾波相同的像素。在一個(gè)壓縮操作過程中，能夠跳過像素的某些行。針對(duì)該濾波操作，該緩存器被部分地用于解耦合輸入像素的輸入速率。
圖4中，垂直處理單元400以每周期一個(gè)像素的速率產(chǎn)生處理的像素?cái)?shù)據(jù)用于在一個(gè)存儲(chǔ)器(或存儲(chǔ)單元)412中的存儲(chǔ)。垂直處理單元400包括一個(gè)多相濾波器，具有濾波級(jí)414和系數(shù)表格416；一個(gè)行緩存器電路418，包括十二行緩存器和控制電路420。為了使用其中通過行緩存器的數(shù)據(jù)的循環(huán)取決于縮放因子的一個(gè)多相濾波器來組合垂直縮放峰化和比例縮放操作，被實(shí)現(xiàn)作為用于可編程處理器的邏輯或軟件程序的控制電路420被用來通過行緩沖器電路循環(huán)數(shù)據(jù)。以這種方式，垂直處理電路以每周期兩像素的速率接收該像素?cái)?shù)據(jù)，同時(shí)地執(zhí)行峰化和比例縮放操作，并且隨后輸出處理的數(shù)據(jù)用于以每周期一個(gè)像素的速率存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)單元中。
電路420還包括邏輯電路，配置和設(shè)計(jì)來使得該垂直處理電路在第一(即組合峰值和比例縮放)操作模式和第N(例如僅比例縮放或平均)的操作模式之間切換。通過編程或其它外部激勵(lì)，電路420例如由改變?yōu)V選系數(shù)而重新構(gòu)形多相濾波器(圖4的414和416)的操作，并且控制該行緩沖器電路418，使得該接收的像素?cái)?shù)據(jù)被加倍緩存在使用兩行緩存器的該行緩沖器電路418中，并且針對(duì)處理而適當(dāng)?shù)赝界R像數(shù)據(jù)。
當(dāng)應(yīng)用需要時(shí)使用一個(gè)可選擇的抖動(dòng)電路430，在數(shù)據(jù)被送給該存儲(chǔ)單元412之前把數(shù)據(jù)從九個(gè)比特抖動(dòng)到八個(gè)比特。
因此，已經(jīng)描述了作為本發(fā)明的實(shí)例實(shí)施方案的各種實(shí)施例，用于節(jié)省硬件和補(bǔ)償像素?cái)?shù)據(jù)處理應(yīng)用中的復(fù)雜性。在本發(fā)明的各種實(shí)施方案中，顯著降低了所需的行緩存器的數(shù)量，沒有硬件或設(shè)計(jì)復(fù)雜性的額外代價(jià)，并且不因組合多相濾波操作而負(fù)面影響整個(gè)方案的性能。
本發(fā)明無意局限于上述具體示例。落入本發(fā)明范圍中的本發(fā)明可用的各種改進(jìn)、等效處理以及各種結(jié)構(gòu)合理地闡明在所附的權(quán)利要求書中。
權(quán)利要求
1.一種像素?cái)?shù)據(jù)處理裝置，包括垂直處理電路(400)，包括多相濾波器(414)和行緩存器電路，該垂直處理電路用于從行緩存器接收像素?cái)?shù)據(jù)并且通過該行緩存器裝置把像素?cái)?shù)據(jù)循環(huán)到該多相濾波器裝置，該多相濾波器被用于濾波該像素?cái)?shù)據(jù)，并且通過使用一個(gè)第一組系數(shù)同時(shí)地執(zhí)行峰化和比例縮放功能，該第一組系數(shù)是從峰化濾波器系數(shù)與比例縮放濾波器系數(shù)的一個(gè)卷積產(chǎn)生的；和邏輯電路(420)，用于使得該垂直處理電路以該第一操作模式操作，其中通過使用第一組系數(shù)并且把該濾波的數(shù)據(jù)循環(huán)通過該行緩沖器電路而處理該濾波的數(shù)據(jù)，并且用于在該第一操作模式和第二操作模式之間切換，在該第二操作模式中該垂直處理電路通過使用不同于第一組系數(shù)的一組系數(shù)執(zhí)行另一功能。
2.權(quán)利要求1的像素?cái)?shù)據(jù)處理裝置，還包括一個(gè)存儲(chǔ)單元(418)，用于接收和存儲(chǔ)處理的像素?cái)?shù)據(jù)，并且其中在第一操作模式中該垂直處理電路以一個(gè)第一速率接收像素?cái)?shù)據(jù)，并且以一個(gè)第二像素速率輸出該處理的像素?cái)?shù)據(jù)用于存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)單元中，該第二像素速率不同于該第一個(gè)像素速率。
3.權(quán)利要求2的像素?cái)?shù)據(jù)處理裝置，其中該第一個(gè)像素速率(410)比該第二像素速率(430)更快。
4.權(quán)利要求1的像素?cái)?shù)據(jù)處理裝置，其中由垂直處理電路執(zhí)行的另一功能是一個(gè)N-抽頭比例縮放功能，其中N是大于2的整數(shù)。
5.權(quán)利要求1的像素?cái)?shù)據(jù)處理裝置，其中由該垂直處理電路執(zhí)行的另一功能是一個(gè)N-抽頭平均濾波功能，其中與當(dāng)前像素相鄰的像素被平均，并且其中N是大于2的整數(shù)。
6.權(quán)利要求1的像素?cái)?shù)據(jù)處理裝置，其中該第一組系數(shù)是從峰化濾波器系數(shù)的3-抽頭與比例縮放濾波器系數(shù)的4-抽頭的一個(gè)卷積產(chǎn)生的。
7.一種像素?cái)?shù)據(jù)處理裝置，包括垂直處理裝置，包括用于緩存像素?cái)?shù)據(jù)的行的緩存器裝置和用于多相濾波從該行緩存器裝置接收的像素?cái)?shù)據(jù)的多相濾波器裝置，該垂直處理裝置用于從行緩存器接收像素?cái)?shù)據(jù)并且通過該行緩存器裝置把像素?cái)?shù)據(jù)循環(huán)到該多相濾波器裝置，該多相濾波器裝置還用于通過使用第一組系數(shù)同時(shí)地執(zhí)行峰化和比例縮放，該第一組系數(shù)是從峰化濾波器系數(shù)與比例縮放濾波器系數(shù)的卷積產(chǎn)生的，和邏輯電路，用于使得該垂直處理裝置以該第一操作模式操作，其中通過使用第一組系數(shù)并且把該濾波的數(shù)據(jù)循環(huán)通過該行緩沖器裝置而處理該濾波的數(shù)據(jù)，并且用于在該第一操作模式和第二操作模式之間切換，在該第二操作模式中該垂直處理裝置通過使用不同于第一組系數(shù)的一組系數(shù)執(zhí)行另一功能。
8.用于像素?cái)?shù)據(jù)處理的一種方法，包括步驟垂直處理像素?cái)?shù)據(jù)，包括緩存像素?cái)?shù)據(jù)的行，并且響應(yīng)，多相濾波緩存的像素?cái)?shù)據(jù)，接收并且循環(huán)該像素?cái)?shù)據(jù)用于進(jìn)一步的緩存，并且該多相濾波包括通過使用第一組系數(shù)同時(shí)地進(jìn)行峰化和比例縮放功能，該第一組系數(shù)從峰化濾波器系數(shù)與比例縮放濾波器系數(shù)的一個(gè)卷積產(chǎn)生的；和使得該垂直處理裝置以該第一操作模式操作，其中通過使用第一組系數(shù)并且循環(huán)該濾波的數(shù)據(jù)而處理該濾波的數(shù)據(jù)，并且在該第一操作模式和第二操作模式之間切換，在該第二操作模式中該垂直處理包括通過使用不同于第一組系數(shù)的一組系數(shù)執(zhí)行另一功能。
9.權(quán)利要求8的方法，其中該第一組系數(shù)是從峰值濾波系數(shù)的M-抽頭與比例縮放濾波器系數(shù)的N-抽頭的卷積產(chǎn)生的，并且進(jìn)一步包括，按照一個(gè)N-抽頭比例縮放功能之一選擇另一功能，并且一個(gè)N-抽頭平均濾波器功能，其中與當(dāng)前像素相鄰的像素被平均，其中M和N的每一個(gè)都是大于2的整數(shù)。
10.一種像素?cái)?shù)據(jù)處理裝置，包括用于接收和存儲(chǔ)處理的像素?cái)?shù)據(jù)的存儲(chǔ)裝置；對(duì)于處理像素?cái)?shù)據(jù)的處理裝置，該處理裝置包括一個(gè)含有多相濾波器和行緩沖器電路的垂直處理裝置，該垂直處理裝置具有第一操作模式，其中以一種第一個(gè)像素速率接收像素?cái)?shù)據(jù)并且通過該行緩沖器電路循環(huán)該像素?cái)?shù)據(jù)，該循環(huán)的數(shù)據(jù)由該垂直處理裝置操作，并且該垂直處理裝置被構(gòu)成來使用第一組操作系數(shù)執(zhí)行一個(gè)第一功能，并且該處理的像素?cái)?shù)據(jù)被以一個(gè)第二像素速率輸出用于存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)裝置中，該第二像素速率不同于該第一個(gè)像素速率；和用于使得處理裝置在第一操作模式和至少兩個(gè)其它可選擇的操作模式之一之間切換的裝置，至少兩個(gè)其它可選擇的操作模式的每一個(gè)都包括對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行循環(huán)以便由該垂直處理裝置處理，其中該第一組操作系數(shù)是從定義一個(gè)第二數(shù)據(jù)操作功能的一個(gè)第二組操作系數(shù)和定義一個(gè)第三數(shù)據(jù)操作功能的一個(gè)第三組操作系數(shù)的卷積預(yù)定的，并且該第一功能提供的結(jié)果與如若相繼執(zhí)行第二和第三功能提供的結(jié)果相同。
11.權(quán)利要求10的像素?cái)?shù)據(jù)處理裝置，其中所說的至少兩個(gè)其它可選擇的操作模式包括由垂直處理電路使用一個(gè)N-抽頭比例縮放功能執(zhí)行的一個(gè)功能，其中N是大于2的整數(shù)。
12.權(quán)利要求10的像素?cái)?shù)據(jù)處理裝置，其中所說的至少兩個(gè)其它可選擇的操作模式包括由該垂直處理電路使用一個(gè)N-抽頭比例縮放功能執(zhí)行的一個(gè)功能，包括由該垂直處理電路使用一個(gè)M-抽頭平均濾波器功能執(zhí)行的另一功能，其中與當(dāng)前像素相鄰的像素被平均，并且其中M和N的每一個(gè)都是大于2的整數(shù)。
全文摘要
一個(gè)垂直信號(hào)處理電路包括一個(gè)緩存器和一個(gè)多相濾波器，并且用于以一個(gè)第一操作模式對(duì)于像素?cái)?shù)據(jù)同時(shí)地進(jìn)行垂直峰化和垂直比例縮放處理。在第一操作的垂直峰化和比例縮放的模式中，本實(shí)施例包括以第一速率接收像素?cái)?shù)據(jù)、在行緩存器中循環(huán)該數(shù)據(jù)并且通過利用由峰化濾波器系數(shù)與比例縮放多相濾波器系數(shù)的卷積得到的系數(shù)構(gòu)成的一個(gè)多相濾波器來濾波該循環(huán)的數(shù)據(jù)、并且以不同于第一像素速率的一個(gè)第二像素速率提供處理的像素?cái)?shù)據(jù)用于存儲(chǔ)。使用一個(gè)控制電路，通過設(shè)置針對(duì)該多相濾波器電路的不同系數(shù)，該像素?cái)?shù)據(jù)處理電路能夠在操作模式之間切換。
文檔編號(hào)H04N5/208GK1575587SQ02821087
公開日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2002年10月14日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月26日
發(fā)明者林謙信, B·L·－D·葉 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司