專利名稱：處理色差信號420平面圖像數據格式存儲器的系統(tǒng)與方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種圖像處理，特別涉及改進包含4∶2∶0格式的框架緩沖器的存取方式。
背景技術：
人眼具有三種不同的感光(photoreceptor)細胞，又稱為視錐細胞(cone)，每一種視錐細胞對于不同波長的光線的反應不同，因此，具有不同波長的光線可被感知為不同顏色的光線。利用人類如何以感官來工作的知識的彩色顯示系統(tǒng)(color display system)，已經存在許久，然而，在目前電子系統(tǒng)中所使用的顯示彩色的方法仍舊持續(xù)地在研發(fā)之中。
基本的彩色顯示系統(tǒng)是使用RGB色系，其中，R表示紅色源，G表示綠色源，而B表示藍色源，藉由選擇RGB色系的波長含量，便可獲得色域(colorgamut)，亦即利用混合或結合不同數量的紅色、綠色以及藍色源，便可獲得廣泛的色。而在該色域中，重要的是可利用數學式來表示各色源的組成比例，此數學表示法即是彩色空間(color space)。
RGB是一種可添加顏色的系統(tǒng)，系添加紅色、綠色以及藍色三種主要的顏色以產生所需要的彩色，在RGB彩色空間中，每一種色源的組成均具有0到255的范圍。當三種色源均為0時，則產生的顏色為黑色。當三種色均為255時，則產生的顏色為白色。
在RGB色系中，可使用該RGB彩色空間，然而，尚具有其它的彩色空間，包括YIQ、YUV、YCbCr以及CMYK等等，因此，可利用數學上的轉換方式，用以將其中一種彩色空間轉換成另外一種彩色空間，而本發(fā)明主要是著重于探討色差信號(YCbCr)彩色空間，該色差信號(YCbCr)彩色空間是常被應用在廣播以及如同計算機圖形顯示的視頻系統(tǒng)。
不同的彩色空間已經逐漸地發(fā)展并應用在不同的領域中，在每一個實例之中，一個被選用的彩色空間也許因為某種原因而不再適用，而采用另外一種特定的彩色空間，這是因為該特定的彩色空間的數學式具有較為簡單或是較為快速的處理速度，因此，由此可知，會考慮選擇其它特定彩色空間的原因是由于被降低的存儲器需求量或在被減少帶寬的數字總線。
無論過去是否基于歷史的理由而影響彩色空間的選擇，目前的計算機、網絡、以及多種視頻裝置已經采用各自的彩色空間，而驅使數字設計者必須互換不同的彩色空間，其中，最主要的是必須要有一個在算法被執(zhí)行之前，能夠所有的輸入信號轉換的共同彩色空間。由于轉換器的基本功能是將一個彩色空間轉換成另一個彩色空間，因此該轉換器對于一些產業(yè)是相當有益的，例如圖像處理以及濾波等等。
接下來探討其它被廣泛使用的彩色空間，YCbCr彩色空間已逐漸被發(fā)展成為Recommendation ITU-R BT.601的一部分，其中，該Recommendation ITU-RBT.601是目前全球的數字視頻標準并被使用在視頻的傳輸上。另外，YCbCr是屬于YUV彩色空間的變化形式，其中，Y代表輝度(luminance)或亮度(brightness)，U以及V分別代表彩色的色度(hue)以及飽和度(saturation)。在YCbCr彩色空間中，RGB彩色空間被分割成一個輝度(luminance)部分Y，以及兩個色差(chrominance)部分Cb與Cr，在過去大部分選擇使用YCbCr更勝于RGB的原因在于YCbCr將會降低存儲與帶寬需求；而在YCbCr彩色空間的發(fā)展上，一直能夠被采用的原因是因為人眼對于亮度變化通常比彩色的變化更為敏感。
在RGB格式中，為了產生相同的彩色，三種色源均必須具有相同的帶寬，也因此需要更多的存儲空間以及帶寬，若要在RGB彩色空間中處理一張圖像將更為復雜，因為在RGB彩色空間，若要改變一張圖像任何像素的彩色，需要對所有的色源執(zhí)行讀取、計算以及存儲的流程，因此，若將彩色信息以明亮度以及光差的格式存儲，將有助于加快一些圖像處理流程的速度，這是因為Cb以及Cr可分別提供色度與彩度的數據，而Y則可提供明亮度的信息，其中，Y的范圍被定義在16至235之間，而Cb與Cr的范圍則介于16至240之間，且128等于零值，由于人眼對于Cb與Cr的敏感度較弱，因此，在設計上工程師們將不必以等同于Y的速率來傳送Cr與Cb，且較小的存儲空間以及帶寬將可減少設計成本。
因此，由于在設計上必須考慮到存儲空間與帶寬，因此，在許多先進的數字圖形顯示系統(tǒng)中，以YCbCr的彩色空間為最佳，而在YCbCr彩色空間中，具有許多的格式，包括4∶4∶4、4∶2∶2、4∶1∶1以及4∶2∶0等，這些不同的格式是以實質上的協調來提供不同程度的壓縮；在4∶2∶0的格式中，特別是可用來提供可靠的壓縮，不過，由于實施的方法會造成存儲器帶寬的問題，用以完成4∶2∶0格式的顯示系統(tǒng)一般使用分頁存儲器裝置，例如SRAM或DRAM等，用以將Y、Cb與Cr數據存儲在該分頁存儲器裝置的不同的頁次中；在典型的系統(tǒng)中，單位時間內會提取兩個項次的Y數據以及一個Cb與Cr數據，因此，在公知技術中，若提取一對像素的彩色數據，則需要三個頁中斷，其中每一個頁中斷是閉合一個頁次并開啟另一個頁。而頁中斷即是造成時間消耗的操作。
因此，在一個計算機顯示系統(tǒng)中，需提供一個具有改良式的存儲器帶寬的存儲器，特別是一個計算機顯示系統(tǒng)中，減少用以顯示圖像所需求的大量的存儲器頁中斷操作。

發(fā)明內容
有鑒于此，本發(fā)明提出一個系統(tǒng)與方法，用以處理存儲在分頁存儲器中的YCbCr圖像數據。依據本發(fā)明實施例中，提供一組圖形控制器，用以將圖像數據存儲在存儲器中的不同頁次中、提供一組FIFO存儲裝置，用以存儲對應M像素的格式的Y、Cb與Cr數據，其中該Y、Cb與Cr數據為平面視頻的數據，且該M值為大于一的整數值、并提供一組顯示裝置，用以將YCbCr平面圖像數據以4∶2∶0格式顯示。該圖形控制器包括一裝置用以控制該存儲器、一裝置用以輸入、由該存儲器提取數據、并輸入該FIFO存儲裝置，以及一裝置用以解封該數據。其中，用以控制該存儲器的該裝置是存取以及由存儲器不同頁次中提取Y、Cb與Cr數據，以響應在顯示裝置上描繪圖像的請求。該解封裝置是解除在FIFO存儲裝置中的該數據封包，用以在顯示裝置上顯示數據。
本發(fā)明是利用減少的頁中斷來顯示圖像數據，由于每一個頁中斷將會占用大于一個周期的執(zhí)行時間，因此，利用本發(fā)明可大量的增加存儲器帶寬，除此之外，本發(fā)明更提出一個可用以在分頁存儲器中提取4∶2∶0格式的YCbCr平面顯示數據的方法，利用該方法，將可在該分頁存儲器中，存取含有Y數據的頁次，然后，符合M像素圖像數據的Y數據將會被提取出，其中，M為大于或等于二的數值，接著，該被提取出的Y數據將被存儲在移位緩存器中，依照相同的方式，可提取與存儲Cb與Cr數據，而在移位緩存器中，該Y、Cb與Cr數據是被存儲成多組的平面圖像數據。由該移位緩存器依次提取出的該Y、Cb與Cr數據將可被用來在圖像顯示單元中產生像素。
在其它的實施例中，每一個數據種類，包括Y、Cb以及Cr，將在該分頁存儲器中的不同頁次中被提取出來、且每一個存取步驟均包括一個分頁存儲器中的頁中斷，以及一個移位緩存器用來存儲對應像素對的數據量，其中，該數據量包括兩項的Y數據、Cb數據與Cr數據。
另外，本發(fā)明還包括視頻顯示系統(tǒng)，用以顯示YCbCr的平面視頻數據，其中，該YCbCr的比例為4∶2∶0。該視頻顯示系統(tǒng)包括分頁存儲器、存儲器控制器、移位緩存器、顯示請求單元、視頻處理器以及顯示器。該分頁存儲器是將Y、Cb以及Cr的數據存儲在不同的頁次之中。該存儲器控制器是用以在該分頁存儲器中的不同頁次中，存取并提取Y、Cb以及Cr數據；該移位緩存器是用以存儲對應M像素的Y、Cb以及Cr數據，其中該Y、Cb以及Cr數據是可作為平面視頻的數據組，而該M值為大于或等于二。該顯示請求單元是用以對存儲器控制器產生一個顯示請求。在響應該顯示請求方面，該存儲器控制器將會存取該分頁存儲器中的一個分頁數據，包含Y數據，并提取對應視頻數據M像素的Y數據，其中，該M定義為大于或等于二，并將提取出的Y數據存儲在該移位緩存器中，同樣地，該存儲器控制器也會對Cb以及Cr數據執(zhí)行上述相同的步驟，以響應該顯示請求。該視頻處理器是用以在該移位緩存器中，以連續(xù)的像素的形式提取對應M像素的Y、Cb與Cr數據組，其中，存儲于該移位緩存器的Y、Cb以及Cr數據組即是平面視頻數據組；而該視頻顯示系統(tǒng)中的該顯示器，是用以顯示該M像素。
在其它的實施例中，存儲器控制器是用以執(zhí)行頁中斷，以存取每一Y、Cb以及Cr數據，其中，該存儲器控制器包括數據總線，用以將在該分頁存儲器中的Y、Cb以及Cr數據提取至該存儲器控制器，而該視頻處理器可進一步的解封(unpacking)該提取出的Y、Cb以及Cr數據。


為讓本發(fā)明的上述目的、特征及優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉優(yōu)選實施例，并配合附圖，作詳細說明如下。
圖1A是顯示先前技術中依據4∶4∶4格式的Y、Cb與Cr樣本的說明圖；圖1B是為一描述YCbCr以4∶4∶4格式的位型(bit-wise)格式的表格；
圖2A是顯示先前技術中依據4∶2∶2格式的Y、Cb與Cr樣本的說明圖；圖2B是為描述YCbCr以4∶2∶2格式的位型(bit-wise)格式的表格；圖3A是顯示先前技術中依據4∶1∶1格式的Y、Cb與Cr樣本的說明圖；圖3B是描述YCbCr以4∶1∶1格式的位型(bit-wise)格式的表格；圖4A是顯示先前技術中依據4∶2∶0格式的Y、Cb與Cr樣本的說明圖；圖4B是描述YCbCr以4∶2∶0格式的位型(bit-wise)格式的表格；圖5是用來描述從分頁存儲器中提取該4∶2∶0格式的Y、Cb以及Cr數據的方法以及將該提取出的數據加載移位緩存器的區(qū)塊圖；圖6是依據本發(fā)明實施例中表示從分頁存儲器中提取該4∶2∶0格式的Y、Cb以及Cr數據的方法以及將該提取出的數據加載移位緩存器的流程圖；圖7是依據本發(fā)明實施例的視頻顯示系統(tǒng)區(qū)塊圖。
具體實施例方式
本發(fā)明是應用于YCbCr彩色空間以及該彩色空間格式中，為了能夠完全了解本發(fā)明的內容，首先最重要的是先要了解RGB以及YUV彩色空間的概念以及其它多種的YCbCr彩色格式。
RGB彩色空間被廣泛使用于計算機圖形顯示，其中，紅色、綠色以及藍色即是三個主要的添加彩色，在該RGB彩色空間之中，是以三維的直角坐標系統(tǒng)來顯示彩色。RGB彩色空間為最早期使用的彩色空間之一，也是目前在電子產業(yè)中，最為普遍使用的彩色空間，例如，大部分的顯示媒介，如CRT顯示器或平面屏幕(flat screen)均使用RGB彩色空間。然而，RGB彩色空間最主要的缺點乃在于必須時常在不同的彩色之中切換，特別是在改變特殊圖像或像素的光強度時，則每一個色源，R、G與B的光強度均必須要隨之改變。
另外，YUV彩色空間被廣泛使用并作為視頻輸出標準(phase alternationline，PAL)，YUV彩色空間具有一個最重要的特點，即是能夠向下兼容(backwards compatibility)黑白的視頻系統(tǒng)，這是因為輝度Y以及光差信號U與V是保持分離的狀態(tài)；在黑白系統(tǒng)中，只有使用輝度數據，而在彩色系統(tǒng)中則是同時使用輝度與光差數據，因此，一個黑白系統(tǒng)仍然可以顯示正常的黑白圖像而彩色系統(tǒng)則須藉由添加的U與V信息的譯碼來顯示一個彩色的圖像；在實際的使用上，可使用一個數學式來表示RGB彩色系統(tǒng)與YUV彩色系統(tǒng)之間的轉換。例如，可以利用下列數學式分別求出Y、U以及V的值，用以將一個圖像由伽瑪校正(gamma-corrected)的RGB彩色空間轉換到PAL YUV彩色空間。
Y＝0.299R′+0.587G′+0.114B′U＝0.492(B′-Y)V＝0.877(R′-Y)伽瑪校正是在顯示系統(tǒng)中，一種關于非線性的校正方式，例如涵蓋在陰極射線管(cathode ray tube，CRT)中的非線性校正。而以上標“′”來表示伽瑪校正值，利用上述的數學表達式，則可由YUV值反推得伽瑪校正的RGB值。
R′＝Y+1.140VG′＝Y-0.394U-0.58VB′＝Y+2.030U在本發(fā)明中所關注的其它彩色空間即是YCbCr彩色空間，YCbCr彩色空間已逐漸被發(fā)展成為Recommendation ITU-R BT.601的一部分，其中，該Recommendation ITU-R BT.601是目前全球的數字視頻標準并被使用在視頻的傳輸上，YCbCr是屬于YUV彩色空間的變化形式，其中，Y的范圍被定義在16至235之間，而Cb與Cr的范圍則介于16至240之間，且128等于零值。更重要的是，在YCbCr中具有數個樣本格式，包括4∶4∶4、4∶2∶2、4∶1∶1以及4∶2∶0等等。其中，可利用下列數學式分別求出Y、Cb以及Cr的值，用以將一個圖像由伽瑪校正(gamma-corrected)的RGB彩色空間轉換到YCbCr彩色空間。
Y＝0.257R′+0.504G′+0.098B′+16Cr＝0.439R′-0.368G′-0.071B′+128Cb＝-0.148R′-0.291G′+0.439B′+128利用上述的數學表達式，則可由YCbCr值反推得伽瑪校正的RGB值。
R′＝1.164(Y-16)+1.596(Cr-128)G′＝1.164(Y-16)-0.813(Cr-128)-0.392(Cb-128)B′＝1.164(Y-16)+2.017(Cr-128)另外，系統(tǒng)設計者為了配合某些特定因素的考慮，則可能會修正上述的轉換公式。
圖1A是顯示以4∶4∶4格式的YCbCr樣本100的位置圖，其中，每一個像素樣本102x，y具有Y值、Cb值以及Cr值，由第1A圖中的圖例104可知，下標“x，y”是用來指定該Y樣本的坐標值；在大眾化的產品之中，由于每一個樣本在典型上都具有8個位，因此每一個像素需要24個位，由圖1A中，該圖像是由625條掃描線交錯完成的，例如，第314掃描線是被交錯安置在第1以及第2掃描線之間，而其它的掃描線也具有相同的交錯方式。
圖1B是顯示4∶4∶4格式的表格-1 150，在該表格-1 150中，包括四個像素，為P0152到P3158、四個Y值，為Y0164到Y3170、四個Cb值，為Cb0176到Cb3182，以及四個Cr值，為Cr0188到Cb3194；由于每一個Y、Cb以及Cr值具有8個位值，因此，由(32+32+32)/4＝24，可知在任何一個時間下共有24個位值被使用。
圖2A是顯示以4∶2∶2格式的YCbCr樣本200的位置圖。由圖2A中的圖例204中可知，在此格式中的同一水平線上，每兩個Y202x，y像素樣本，即含有Cb與Cr樣本，并由上述可知，每一個樣本典型上具有8個位，因此，由(32+32)/4＝16可知，每一個像素平均需要16個位，其典型的規(guī)格如圖2B中的表格-2 250所示。
由圖2B中的該表格-2 250中，包括四個像素，P0252到P3258以及四個Y值，Y0264到Y3270，而只需要兩個Cb值，Cb0276以及Cb2280以及兩個Cr值，Cr0282以及Cr2284，其中，Cb值以及Cr值的下標均只使用偶數值，而Y值的下標則同時使用奇數值與偶數值。在此格式的顯示期間中，當一個Y樣本中無Cb或Cr值可與之組合，則將會由先前或下一個樣本中的Cb以及Cr值的數據來取代，以產生Cb與Cr值。
圖3A是顯示以4∶1∶1格式的YCbCr樣本300的位置圖。該4∶1∶1的比例是屬較舊型的格式，而且已經被廣泛地使用在大眾化的視頻產品之中，而直到最近，4∶2∶2的規(guī)格被發(fā)現才漸漸被廣為使用。由圖3A中的圖例304中可知，在此格式中的同一水平線上，每四個Y 302x，y像素樣本，即含有Cb與Cr樣本，而垂直方向則具有全分辨率，意即在垂直線上，每四個Y樣本即含有四個Cb樣本與四個Cr樣本，若每一個樣本為8位，則由(32+16)/4＝12可知，在水平線上平均每一個像素需要12個位，其典型的規(guī)格如第3B圖中的表格-3 350所示。
由第3B圖中的該表格-3 350中，包括四個像素，P0352到P3358以及四個Y值，Y0360到Y3266，而在水平方向中，只需要一個Cb值，Cb0368以及一個Cr值，Cr0370。在此格式的顯示期間中，當一個Y樣本中無Cb或Cr值可與之組合，則將會由先前或下一個樣本中的Cb以及Cr值的數據來取代。
圖4A是顯示以4∶2∶0格式的YCbCr樣本400的位置圖。該4∶2∶0格式被作為H.261以及H.263的視頻電話會議(video teleconferencing)標準以及MPEG-1視頻壓縮標準。由第4A圖中，此格式是在水平線上每個分開的Y樣本對與垂直線上每個分開的Y樣本對之間，包含具有Cb與Cr的像素樣本406x′，y′，其中，下標符號“′”是用來區(qū)別Y樣本中所使用的直角坐標x，y。因此，由上述的內容可知，含有Cb與Cr的樣本406x′，y′是兩條掃描線所共同使用。一般而言，每一個樣本為8位，不過，在此格式中，在同一時間必須將數據集中到兩個Y樣本，因此，每四個Y像素樣本402x，y，就含有具有Cb與Cr的該像素樣本406，由(32+16)/4＝12可知，在水平線上平均每一個像素需要12個位，其典型的規(guī)格如第4B圖中的表格-4 450所示。
圖4B中的表格是相似于圖3B中的表格，只差在于圖4B中，可以水平線地與垂直線地應用表格內容；由圖4B中的該表格-4 450中，包括四個像素，P0410、P1412、P2414、P3416，以及四個Y值，Y0458、Y1460、Y2462以及Y3464，而只需要兩個相差值，包括Cb值，Cb0到Cb7470以及Cr值，Cr0到Cr7474。因此，當每一個Y、Cb以及Cr值均為8位值時，則平均上，在同一時間內共有12個位被使用。另外，在此格式的顯示期間中，每一對的Y樣本402x，y均共同使用含有Cb與Cr的樣本406x′、y′。
由于兩個不同的掃描線使用共同的Cb與Cr樣本，因此，Y、Cb與Cr值在典型上均被存儲在存儲器的不同區(qū)域中，當該存儲器為一靜態(tài)隨機存取存儲器(static random access memory，SRAM)或為一動態(tài)隨機存取存儲器(dynamic random access memory，DRAM)時，則該存儲器不是為單數據速率(single data rate，SDR)就是為雙數據速率(double data rate，DDR)形式的存儲器，且在典型上為一分頁存儲器，意即該存儲器在典型上被區(qū)分為2、4或8千字節(jié)的頁次，其中該頁次的容量通常是由尋址硬件所決定的。因此，在大量的數據中作任何特定的頁次的提取，將不會造成龐大的延遲時間。在任何指定的頁次中，包含在繁雜的存儲位置中的數據，可以在任一個時脈周期中被提取出來。而在上述所論及的YCbCr格式中，除了該4∶2∶0格式之外，其余規(guī)格均將Y、Cb以及Cr數據存儲在相同的頁次中。在彩色顯示系統(tǒng)中，若使用除了4∶2∶0格式的YCbCr彩色空間將可以很快地提取連續(xù)的樣本數據，這是因為該連續(xù)的樣本數據通常被存儲在同一個頁次中。因此，在這類的系統(tǒng)中，并不需要頁中斷的功能。
然而，若使用4∶2∶0的格式，則情況將會大不相同，在典型的先前技術的系統(tǒng)中，為了完成4∶2∶0格式的提取，首先提取兩個Y樣本，而該兩個Y樣本均已被存放在存儲器的相同頁次中。接著，該系統(tǒng)將存取不同頁次的數據，利用到含有Cb數據的存儲器其它區(qū)域中，在該頁次中，該系統(tǒng)將取出一個Cb數據。接著，該系統(tǒng)亦到含有Cr數據的存儲器其它區(qū)域中，將存取不同頁次的數據。為了能夠提取Y數據以提供其它兩個像素，在此也需要其它進入不同頁次的步驟以使該系統(tǒng)能夠到達含有Y數據的位置。因此，對于兩個像素數據量，該系統(tǒng)必須進入三個不同的頁次中才能完成4∶2∶0的格式的提取，導致效能不佳。
一個頁次的存取典型上需要2個等待時鐘周期(latency clock cycle)的額外時間，用以提供所謂的預充(pre-charging)，預充是由分頁存儲器系統(tǒng)所執(zhí)行的功能，用以關閉一個開啟的頁次或開啟一個關閉的頁次，由此可知頁次的存取成了存儲器帶寬(bandwidth)上重大的負擔，這是因為在該YCbCr的4∶2∶0格式中，使用了非常多分開的頁次存取，因此存儲器的傳輸率(throughput)將成為一個值得關注的問題。
圖5是用來描述從分頁存儲器中提取該4∶2∶0格式的Y、Cb以及Cr數據的方法以及將該提取出的數據加載移位緩存器的區(qū)塊圖。其中，FIFO 502是用來存儲顯示預定數量像素的數據，而該FIFO 502可采用其它種類的硬件組件，例如采用緩存器達到該FIFO的功能。為了說明本發(fā)明的內容，在此以顯示8個像素的實施例來說明，但本發(fā)明的應用范圍并不只限制在此實施例中。如圖5所示，其中，存儲器504至少包含三個不同頁次，506、508以及510，該第一頁次506是用以存儲Y數據。該第二頁次508是用以存儲Cb數據。而該第三頁次510是用以存儲Cr數據；在此實施例中，4個項次的Cb數據，Cb0到Cb6，是在頁次508中提取出，其中Cb下標的偶數值是用來區(qū)分不同的Cb值。4個項次的Cr數據，Cr0到Cr6，是在頁次510中提取出，其中Cr下標的偶數值是用來區(qū)分不同的Cr值。以及8個項次的Y數據，Y0到Y7，是在頁次506中提取出。
因此，在該實施例中，為了完成8個像素的提取，需具備三個分開的存取頁次，由該實施例可知，本發(fā)明的優(yōu)點在于頁中斷的次數只需先前技術的1/4，因此，可大量的增加存儲器的帶寬，并可增加顯示系統(tǒng)完成YCbCr的4∶2∶0格式時所需的傳輸率。
依據本發(fā)明的提取數據方法中，最重要的是要能夠正確連結在不同項次的Y、Cb以及Cr數據，如第5圖中所示，該FIFO 502是由4組的4個緩存器所組成，由512w，0到512w，3，其中，“w”是表示緩存器組別，每一個緩存器512w，z可保存8個字節(jié)的數據量。該4個項次的Cb數據，Cb0到Cb6，是由該存儲器504的該第二頁次508中提取出，其將分別地被嵌入該FIFO 502的該緩存器512 0，0、512 1，0、5122，0以及512 3，0中。而該4個項次的Cr數據，Cr0到Cr6，是由該存儲器504的該第三頁次510中提取出，其將分別地被嵌入該FIFO 502的該緩存器512 0，1、512 1，1、512 2，1以及5123，1中。該8個項次的Y數據，Y0到Y7，是由該存儲器504的該第一頁次506中提取出，其將分別地被嵌入該FIFO 502的該緩存器512 0，2、512 0，3、5121，2、512 1，3、512 2，2、512 2，3、512 3，2以及512 3，3中。因此，對于連續(xù)的存取情形，8個像素的顯示數據將可正確地被加載到FIFO 502中，而在之后讀取FIFO 502的數據時可以串行的方法來形成視頻像素流514。上述該FIFO 502也可利用異步、多信道的動態(tài)隨機存取存儲器(asynchronousmultiport random access memory)來取代。
圖6是描述依據本發(fā)明的顯示像素方法600的流程圖。在步驟602中，4個項次的Cb數據由該分頁存儲器中讀出并在步驟604中被寫入FIFO中，新的頁次存取動作在步驟612中被執(zhí)行，在步驟614中，8個項次的Y數據將由一個分頁存儲器中讀出并在步驟614中寫入FIFO中，在步驟618中，其它的新頁次的存取動作將被執(zhí)行用來到達具有Cb數據的頁次，以致于能夠使該方法重復。
圖7是依據本發(fā)明實施例的視頻顯示系統(tǒng)700。其中，該顯示系統(tǒng)700包括分頁存儲器702、存儲器控制器708、2D請求器704、3D請求器716、PCI/AGP請求器718、FIFO存儲裝置710、解封用的數據處理單元712以及顯示接口714。
該存儲器702是由復數個頁次所組成且可以是SDR、DDR、SRAM或DRAM中的其中一種存儲器。該2D請求器704是連接到該存儲器控制器708。該存儲器控制器708是提供時脈信號752、控制信號754以及地址信號756到該存儲器702。而連接到該存儲器控制器708為該2D請求器704、該3D請求器716或該PCI/AGP請求器718，以及該FIFO存儲裝置710。該解封用的數據處理單元712是連接到該FIFO存儲裝置710的輸出端，并連接至該顯示接口714，其中該顯示接口714是連接該該顯示裝置706。
該2D請求器704為了能夠請求該顯示裝置706提供二維的圖像時，將會命令該存儲器控制器708存取該頁次存儲器702，以致于能夠使彩色數據被輸入該FIFO存儲裝置710中。在響應該請求方面，該存儲器702將提供Y、Cb與Cr數據經由數據總線758傳送到該存儲器控制器708，其中，該Y、Cb與Cr數據是即將被引導至該FIFO 710的數據。然后，在FIFO 710的數據將由解封用的數據處理單元712連續(xù)地讀出，首先，該解封用的數據處理單元712將會解封多組的像素對。接著，處理該信息并傳送至該顯示接口714。該顯示接口714包含任何必要的特殊硬件或軟件以顯示該顯示裝置706的圖像。
在上述依據本發(fā)明的實施例中，該顯示系統(tǒng)700包括與該2D請求器704具有類似操作方法的該3D請求器716，而該顯示系統(tǒng)700可選擇性地包括該PCI/AGP請求單元718，可經由該PCI/AGP總線728與該CPU芯片組720溝通，其中，該CPU芯片組720可提供該顯示請求至該顯示系統(tǒng)700。
本發(fā)明雖已以較佳實施例揭露如上，但其并非用以限制本發(fā)明；因此，任何熟悉此技術者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內，當可做些許的更動與潤飾。例如，該顯示系統(tǒng)500與700以及該方法600可被修改以提取大于或小于8個項次的Y數據，且該對應的Cb與Cr數據也將會被適當地提取與操作。因此，本發(fā)明的保護范圍當視后附的申請專利范圍所界定者為準。
權利要求
1.一種用以提取4∶2∶0格式的YCbCr平面視頻數據的方法，包括存取一分頁存儲器的第一頁次，以提取M個像素的Y數據，并將提取出的Y數據存儲至移位緩存器；存取該分頁存儲器的第二頁次，以提取該M個像素的Cb數據，并將提取出的Cb數據存儲至該移位緩存器；存取該分頁存儲器的第三頁次，以提取M個像素的Cr數據，并將提取出的Cr數據存儲至該移位緩存器；以及從該移位緩存器中提取由該Y、Cb與Cr數據所組成的M像素，其中，被存儲于該移位緩存器的該Y、Cb與Cr數據是作為平面視頻的數據組；
2.如權利要求1所述的方法，其中該移位緩存器是先進先出(FIFO)的裝置。
3.如權利要求1所述的方法，還包括使用由該移位緩存器提取出的該Y、Cb與Cr數據，以將M個像素顯示在視頻顯示裝置。
4.如權利要求1所述的方法，其中每一個存取的步驟包括關閉該存儲器的頁次并打開另一頁次。
5.如權利要求1所述的方法，其中該移位緩存器是用以存儲多組對應像素格式的數據；以及其中該多組數據包括兩項的Y數據、Cb數據與Cr數據。
6.一種視頻顯示子系統(tǒng)，用以顯示4∶2∶0格式的YCbCr視頻數據，包括具有復數個頁次的存儲器，用以存儲包含Y、Cb與Cr的視頻數據，其中該Y、Cb與Cr數據是分別地存儲在該頁次存儲器中的不同頁次中；存儲器控制器，用以存取并提取存儲于不同頁次的該Y、Cb與Cr數據；FIF0存儲裝置，用以存儲對應M像素的格式的Y、Cb與Cr數據，其中該Y、Cb與Cr數據是平面視頻的數據，且該M值是大于一的整數值；顯示請求單元，用以產生該存儲器控制器的顯示請求，以存取該頁次存儲器的頁次、提取對應M像素的Y、Cb與Cr數據，并將提取出的該Y、Cb與Cr數據存儲至該移位緩存器中；以及視頻處理器，用以由該FIFO的存儲裝置中以像素流的形式提取對應M像素的Y、Cb與Cr數據，其中，該Y、Cb與Cr數據是被存儲在FIFO存儲裝置中，以使該像素流容易被取出。
7.如權利要求6所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該FIFO存儲裝置是移位緩存器。
8.如權利要求6所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中透過該存儲器控制器進行存取包括關閉該存儲器的頁次并打開另一頁次；以及其中該存儲器控制器將更進一步地執(zhí)行一分散頁次之間的存取，以提取每一個Y、Cb與Cr數據。
9.如權利要求6所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該存儲器控制器包括一連接到該存儲器的數據總線，用以作為由該分頁存儲器中提取該Y、Cb與Cr數據的信道。
10.如權利要求6所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該顯示請求單元是二維的顯示請求單元，用以產生二維顯示的請求。
11.如權利要求6所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該顯示請求單元是三維的顯示請求單元，用以產生三維顯示的請求。
12.如權利要求6所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該顯示請求單元為總線式的請求單元，用以耦接用以送出顯示請求的中央處理器(CPU)。
13.如權利要求12所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該CPU至少包括一芯片組。
14.如權利要求12所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該總線式的請求單元是透過外圍裝置互連總線與該CPU耦接。
15.如權利要求12所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該視頻處理器將進一步地解封該提取出的Y、Cb與Cr數據。
16.如權利要求12所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該視頻處理器包括顯示接口，用以助于該M個像素在顯示器上的顯示。
17.一種視頻顯示子系統(tǒng)，用以顯示4∶2∶0格式的YCbCr平面視頻數據，包括第一存儲裝置，用以將視頻數據存儲在不同的頁次中，其中該不同的頁次是包含Y、Cb或Cr數據；第二存儲裝置，用以存儲作為平面視頻數據的該Y、Cb與Cr數據，其中，該Y、Cb與Cr數據是對應M像素的格式，且該M是大于一的整數值；一裝置，用以控制該第一存儲裝置，以存取并提取在該不同頁次的Y、Cb與Cr數據；一裝置，用以將數據輸入該第二存儲裝置中；一裝置，用以提供顯示請求至該控制裝置與該輸入裝置，以存取并提取在該不同頁次的Y、Cb與Cr數據，并將該數據存儲至該第二存儲裝置；以及一裝置，用以由該第二存儲裝置中以像素流的形式提取出該M個像素數據，其中，對應于該M各像素數據中的該Y、Cb與Cr數據是被存儲在該第二存儲裝置中，用以作為平面視頻數據。
18.如權利要求17所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該第二存儲裝置是移位緩存器。
19.如權利要求17所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該第二存儲裝置是先進先出(FIFO)的裝置。
20.如權利要求17所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該控制裝置更包括用以關閉一開啟的頁次并開啟一閉合的頁次。
21.如權利要求17所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中該控制裝置包括用以將位于該第一存儲裝置的Y、Cb與Cr數據傳送至該控制裝置。
22.如權利要求17所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中用以提供顯示請求的該裝置包括用以提供二維顯示請求的裝置。
23.如權利要求17所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中用以提供顯示請求的該裝置包括用以提供三維顯示請求的裝置。
24.如權利要求17所述的視頻顯示系統(tǒng)，其中用以提供該顯示請求的裝置是耦接處理裝置，該處理裝置用以提供顯示請求。
25.一種存儲器控制器，用以提取4∶2∶0格式的YCbCr平面視頻數據，包括一裝置，用以存取存儲器中頁次數據，該頁次包含對應于M像素的Y、Cr或Cb數據，其中該M值為大于一的整數值；一裝置，用以從該存儲器的頁次中提取該M像素；一裝置，用以將該M像素存儲至移位緩存器；以及一裝置，用以從該移位緩存器中，以連續(xù)的像素數據型態(tài)提取對應M像素的該Y、Cb與Cr數據，其中，被存儲于該移位緩存器的該Y、Cb與Cr數據為平面視頻的數據組。
26.如權利要求25所述的存儲器控制器，其中該移位緩存器為先進先出(FIFO)的裝置。
27.如權利要求25所述的存儲器控制器，其中每一個該Y、Cb與Cr數據是從該存儲器中的不同頁次中被提取出。
28.如權利要求26所述的存儲器控制器，其中該移位緩存器用以存儲對應于像素對的數據組；以及其中該數據組包括兩個項次的Y數據、Cb數據與Cr數據。
29.一種圖形控制裝置，用以存取在不同頁次中存儲視頻數據的存儲器，其中該不同頁次含有Y、Cb或Cr數據，以及用以聯系可顯示4:2:0格式的YCbCr平面視頻數據的顯示裝置，該圖形控制裝置包括一裝置，用以控制該存儲器存取并從存儲器的不同頁次中提取Y、Cb與Cr數據，以響應在該顯示裝置顯示圖像的請求；一存儲裝置，用以存儲對應M像素的Y、Cb與Cr數據，其中該Y、Cb與Cr數據為平面視頻數據組，而該M為大于一的整數值；一裝置，用以輸入從該存儲器中提取的數據至該存儲裝置；以及一裝置，用以解封在該存儲裝置的數據，以作為在一顯示裝置的顯示。
30.如權利要求29所述的圖形控制器，其中該存儲裝置為FIFO的存儲裝置。
31.如權利要求29所述的圖形控制器，其中該存儲裝置為移位緩存器。
32.如權利要求29所述的圖形控制器，其中該接收的請求為2D的請求。
33.如權利要求29所述的圖形控制器，其中該接收的請求為3D的請求。
34.如權利要求29所述的圖形控制器，其中該接收的請求是由PCI/AGP裝置的請求。
35.一種圖形控制裝置，用以存取在不同頁次中存儲視頻數據的存儲器，其中該不同頁次含有Y、Cb或Cr數據、用以存取存儲對應M像素的Y、Cb與Cr數據的FIFO存儲裝置，以及用以聯系可顯示4∶2∶0格式的YCbCr平面視頻數據的顯示裝置，該圖形控制裝置包括一裝置，用以控制該存儲器存取并從存儲器的不同頁次中提取Y、Cb與Cr數據，以響應在該顯示裝置顯示圖像的請求；一裝置，用以輸入從該存儲器中提取的數據至該FIFO存儲裝置；以及一裝置，用以解封在該存儲裝置的數據，以作為在顯示裝置的顯示。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種系統(tǒng)與方法，利用簡化的頁中斷來處理存儲于分頁存儲器的色差信號(YCbCr)圖像數據。如本發(fā)明所公開的方法，可從該分頁存儲器中提取具有4:2:0格式的色差信號(YCbCr)平面圖像數據，包含Y數據的該分頁存儲器的頁次將會被存取。對應M像素的Y數據將被提取并存儲于移位緩存器中，其中，該M值是大于或等于二。利用上述步驟，可存取、提取以及存儲Cb與Cr數據，則存儲于該移位緩存器中的Y，Cb以及Cr數據即為平面視頻的數據組，而由緩存器中提取的Y，Cb，以及Cr數據是一連續(xù)、用以產生位于視頻顯示單元的像素數據。
文檔編號G09G5/02GK1514343SQ200310120399
公開日2004年7月21日 申請日期2003年12月11日 優(yōu)先權日2002年12月16日
發(fā)明者谷錦明, 哈里什·艾爾帕拉, 維斯維納森·克里斯那莫思, 艾爾帕拉, 納森 克里斯那莫思 申請人:威盛電子股份有限公司