圖像處理設(shè)備和半導(dǎo)體設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及圖像處理設(shè)備和半導(dǎo)體設(shè)備。在圖像處理設(shè)備中，運動圖像解碼處理從輸入流提取待解碼的目標(biāo)圖像的特征量，并且基于所述特征量，改變從外部存儲器到高速緩存存儲器的高速緩存填充的讀取大小。所述特征量代表例如一個圖片(幀或場)中的幀內(nèi)宏塊比例或運動向量變化。當(dāng)幀內(nèi)宏塊比例高時，所述高速緩存填充的讀取大小減小。
【專利說明】圖像處理設(shè)備和半導(dǎo)體設(shè)備
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]通過引用將提交于2015年I月30日的日本專利公開號2015-016372的全部內(nèi)容并入本文，包括說明書、附圖和摘要。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及圖像處理設(shè)備和半導(dǎo)體設(shè)備，更具體地且更優(yōu)選地應(yīng)用于包括暫時保持參考圖像的高速緩存存儲器的運動圖像解碼處理。
【背景技術(shù)】
[0004]在處理運動圖像的系統(tǒng)中，諸如按照4K或超高清將畫面尺寸的進行放大。為了保持解碼過的圖片的圖像數(shù)據(jù)(對于逐行掃描的情況，指定幀的顯示畫面;對于隔行掃描的情況，指定場的顯示畫面)，處理大量信號的運動圖像解碼設(shè)備包括大容量存儲器。在運動圖像的解碼處理中用于運動預(yù)測和運動補償?shù)奶幚碇?，在待解碼的目標(biāo)圖片之前或之后的在前圖片或在后圖片的圖像數(shù)據(jù)被參照為參考圖像。因此，為了存取存儲器，高的帶寬是必需的，而功耗或高性能導(dǎo)致成本增加。因此，需要一項減小帶寬的技術(shù)，而一項重要的技術(shù)是使用用于執(zhí)行解碼具有高分辨率的運動圖像的處理的高速緩存存儲器減小帶寬。
[0005]日本未經(jīng)審查專利公開號1999-215509公開了一項用于減少在通用的處理器上由軟件執(zhí)行的MPEG(運動圖片元素組)視頻擴展處理中包括的運動補償處理中的數(shù)據(jù)高速緩存錯誤的技術(shù)。將與參考區(qū)域的右側(cè)相鄰的區(qū)域的地址給到數(shù)據(jù)高速緩存控制器，并且發(fā)出預(yù)載指令，所述參考區(qū)域由運動補償處理中的運動向量在特定的宏塊中指定。然后，將區(qū)域的數(shù)據(jù)從主存儲器預(yù)載到數(shù)據(jù)高速緩存。應(yīng)注意，所述宏塊是作為解碼處理的目標(biāo)的包括多個像素的單位區(qū)域(例如，16像素X 16像素的區(qū)域)。一個圖片包括沿著行向和列向二維布置的多個宏塊。按照從圖片的左上宏塊到右宏塊的順序并進一步從下行中的宏塊開始按照從左到右的順序?qū)δ繕?biāo)宏塊執(zhí)行解碼處理。與由特定的宏塊中的運動補償處理中的運動向量所指定的參考區(qū)域的右側(cè)相鄰的區(qū)域具有很高的可能性作為由用于下一步解碼處理的目標(biāo)宏塊中的運動補償處理中的運動向量所指定的參考區(qū)域。因此，通過預(yù)載所述區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)，可以減少數(shù)據(jù)高速緩存錯誤。
[0006]日本未經(jīng)審查專利公開號2010-146205公開了一種用于提高存儲圖像數(shù)據(jù)的高速緩存存儲器中的高速緩存命中率的技術(shù)。交錯圖像的頂場和底場的數(shù)據(jù)項在每個高速緩存行中不混合在一起地形成。對于具有場配置的交錯圖像的情況，分別對上場和下場單獨執(zhí)行解碼處理。因此，如果兩個場數(shù)據(jù)項在每個高速緩存行中混合在一起的話，那么即使在只需要其中一個場數(shù)據(jù)項時，兩個場數(shù)據(jù)項也都會在高速緩存中被讀取。這樣減小了高速緩存率。在每個高速緩存行中，要么存儲上場要么存儲下場。這樣不減小高速緩存率。根據(jù)處理單元中的像素區(qū)域的改變，改變高速緩存的路徑數(shù)和條目數(shù)，諸如作為運動圖像編碼的一個標(biāo)準(zhǔn)的H.264中的MBAFF(宏塊=自適應(yīng)幀/場)。當(dāng)圖像數(shù)據(jù)的存取粒度高時，路徑數(shù)減少，并且在高速緩存中保持圖像的寬范圍數(shù)據(jù)。當(dāng)存取粒度低時，路徑數(shù)增加，并且切換為窄范圍圖像的數(shù)據(jù)。結(jié)果是，充分使用了高速緩存存儲器，并且提高了高速緩存命中率。
[0007]本發(fā)明人對日本未經(jīng)審查專利公開號1999-215509和2010-146205的檢驗結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了下列新問題。
[0008]根據(jù)日本未經(jīng)審查專利公開號1999-215509中公開的技術(shù)，為了按順序地解碼目標(biāo)宏塊，如果使用具有相同方向和相同大小的運動向量來執(zhí)行補償處理，那么則使減少數(shù)據(jù)高速緩存錯誤的效果最大化。然而，本發(fā)明人的檢驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，依據(jù)待解碼的目標(biāo)流的特征，預(yù)載到數(shù)據(jù)高速緩存存儲器的數(shù)據(jù)可能未被參照。所述流可以包括每一個圖片中的幀間宏塊或幀內(nèi)宏塊。幀間宏塊是使用運動補償處理參照由包括在所述流中的運動向量所指定的參考圖像對其執(zhí)行解碼處理的宏塊。另一方面，幀內(nèi)宏塊是不使用運動補償處理而參考待解碼的目標(biāo)圖片中的解碼過的圖像數(shù)據(jù)對其執(zhí)行解碼處理的宏塊。在用于生成流的編碼處理中，結(jié)合每個宏塊，可以通過自適應(yīng)地在執(zhí)行具有運動補償?shù)膸g預(yù)測和執(zhí)行沒有運動補償?shù)膸瑑?nèi)預(yù)測之間切換來提高編碼效率。在這種情況下，所述流包括每一個圖片中的幀間宏塊和幀內(nèi)宏塊。當(dāng)待解碼的目標(biāo)宏塊是幀間宏塊時，并且在由運動向量指定的參考區(qū)域的圖像數(shù)據(jù)被讀取到數(shù)據(jù)高速緩存存儲器之后，與所述參考區(qū)域的右側(cè)相鄰的區(qū)域的地址被給到數(shù)據(jù)高速緩存控制器，以被必然地預(yù)載。即使在這種情況下，處理下次待解碼的目標(biāo)宏塊時不一定參照預(yù)載的圖像數(shù)據(jù)。當(dāng)下次待解碼的目標(biāo)宏塊是幀內(nèi)宏塊時，參考區(qū)域不是必需的，因為不執(zhí)行運動補償。而且，數(shù)據(jù)高速緩存存儲器未被存取，因此可能導(dǎo)致預(yù)載的圖像數(shù)據(jù)被浪費。即使接下來待解碼的宏塊是幀間宏塊，當(dāng)其運動向量的方向或大小與之前的宏塊的運動向量的方向或大小區(qū)別很大時，發(fā)現(xiàn)很有可能參照與之前的宏塊的參考區(qū)域不同的參考區(qū)域，而預(yù)載的圖像數(shù)據(jù)會被浪費。
[0009]采用日本未經(jīng)審查專利公開號2010-146205中公開的技術(shù)，簡單且高速緩存配置(路徑數(shù)和條目數(shù))僅基于圖片單位中的固定信息改變。具體地，對隔行處理的頂行和底行或處理單元中的像素區(qū)域作改變。因此，不能對根據(jù)每個圖片改變的流的特征的改變進行管理，因而不提高高速緩存效率。例如，對于包括很多幀內(nèi)宏塊的幀的情況，發(fā)現(xiàn)由高速緩存填充讀入高速緩存存儲器的數(shù)據(jù)未被使用，即，可復(fù)用性降低，因而高速緩存填充導(dǎo)致頻繁地發(fā)生不必要數(shù)據(jù)讀取。
[0010]因此，如果與所述流的特征獨立地均勻執(zhí)行所述預(yù)載，那么預(yù)載的數(shù)據(jù)可能不被參照。因此，發(fā)現(xiàn)由于用于數(shù)據(jù)高速緩存存儲器的高速緩存填充，導(dǎo)致總線的頻帶被所述數(shù)據(jù)讀取浪費地使用了。此不必要的數(shù)據(jù)讀取導(dǎo)致功耗的增加。如日本未經(jīng)審查專利公開號1999-215509中公開的通用處理器，當(dāng)總線與另一個功能模塊一起使用時，上述不必要的數(shù)據(jù)讀取對另一個模塊的頻帶產(chǎn)生壓力。在這種情況下，發(fā)現(xiàn)存在系統(tǒng)的性能整體劣化的可能性。如日本未經(jīng)審查專利公開號2010-146205中公開的，即使基于圖片單位中的固定信息改變高速緩存配置(路徑數(shù)和條目數(shù))，也不能對根據(jù)每個圖片改變的所述流的特征的改變進行管理。因此，根據(jù)所述公開，其并不足以有助于提高高速緩存效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]下面將對用于解決所述問題的技術(shù)手段進行說明。通過本說明書的說明和附圖，這些以及本發(fā)明的其它目的和新穎特征將變得清晰。
[0012]根據(jù)實施例，可以應(yīng)用下列設(shè)備。
[0013]S卩，提供一種圖像處理設(shè)備，包括運動圖像解碼處理單元和高速緩存存儲器，流輸入到所述運動圖像解碼處理單元，所述高速緩存存儲器可與外部存儲器耦合。在所述設(shè)備中，所述運動圖像解碼處理單元從輸入流中提取待解碼的目標(biāo)圖像的特征量(featureamount)，并且基于所述特征量改變從所述外部存儲器到所述高速緩存存儲器的高速緩存填充的讀取大小(read size)。
[0014]下面將對實施例獲取的效果進行簡要說明。
[0015]S卩，當(dāng)運動圖像解碼處理單元通過所述高速緩存存儲器讀取存儲在外部存儲器中的參考圖像時，可以減少高速緩存存儲器的不必要的高速緩存填充并且提高高速緩存存儲器的利用效率。
【附圖說明】
[0016]圖1是例示了第一實施例的運動圖像解碼設(shè)備的配置示例的框圖。
[0017]圖2是例示了當(dāng)幀內(nèi)宏塊的比例是低時的高速緩存存儲器的解釋圖。
[0018]圖3是例示了當(dāng)幀內(nèi)宏塊的比例是高時的高速緩存存儲器的解釋圖。
[0019]圖4是地址控制單元中的地址轉(zhuǎn)換處理的解釋圖。
[0020]圖5是例示了第二實施例的運動圖像解碼設(shè)備的配置示例的框圖。
[0021]圖6是第二實施例的地址控制單元中的地址轉(zhuǎn)換處理的解釋圖。
[0022]圖7是例示了運動向量變化計算處理的示例的解釋圖。
[0023]圖8是例示了第三實施例的運動圖像解碼設(shè)備的配置示例的框圖。
[0024]圖9是例示了第四實施例的運動圖像處理設(shè)備的配置示例的框圖。
[0025]圖10是例示了第五實施例的運動圖像解碼設(shè)備的配置示例的框圖。
[0026]圖11是例示了其中安裝了運動圖像解碼設(shè)備的LSI(大規(guī)模集成電路)的配置示例的框圖。
【具體實施方式】
[0027]現(xiàn)在將具體對本發(fā)明的實施例進行具體說明。
[0028]第一實施例
[0029]〈基于幀內(nèi)宏塊的比例改變高速緩存配置〉
[0030]圖1是例示了第一實施例的運動圖像解碼設(shè)備的配置示例的框圖。運動圖像解碼設(shè)備I被配置為包括運動圖像解碼處理單元4、高速緩存存儲器2、高速緩存控制單元3、地址控制單元5、標(biāo)簽比較控制單元6、讀取命令控制單元7、高速緩存行控制單元8和幀內(nèi)宏塊比例計算單元11。運動圖像解碼處理單元4讀取流91，并且執(zhí)行用于解碼流91的運動圖像的處理。那些用于在功能塊之間進行耦合的例示的箭頭代表由單個布線或多個布線實現(xiàn)的信號的流向，而不代表表示多個布線的總線。這一點也可以應(yīng)用到本申請的其它模塊圖。
[0031]盡管沒有特別限定，但是所述運動圖像根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(諸如H.264)來編碼。流91包括由編碼處理生成的二進制代碼和用于編碼處理的編碼信息92。運動圖像被配置為具有時序圖片(對于逐行掃描的情況，指定幀的顯示畫面;對于隔行掃描的情況，指定場的顯示畫面)。每個圖片被配置為具有沿著行向和列向二維布置的多個宏塊。所述宏塊包括作為編碼處理和解碼處理的單位(例如16像素X 16像素)的區(qū)域。編碼運動圖像的處理采用了幀內(nèi)預(yù)測和幀間預(yù)測。幀內(nèi)預(yù)測包括參照其中布置了待編碼的目標(biāo)宏塊的相同的圖片中的圖像數(shù)據(jù)的預(yù)測編碼，而幀間預(yù)測包括參照與其中布置了待編碼的目標(biāo)宏塊的圖片不同的圖片的圖像數(shù)據(jù)的預(yù)測編碼。對每個宏塊做出使用幀內(nèi)預(yù)測還是幀間預(yù)測的選擇，而代表使用了哪種預(yù)測的信息93被包括在流91的編碼信息92中。當(dāng)使用幀間預(yù)測時，獲得編碼處理中的運動向量(MV)，而與獲得的向量有關(guān)的運動向量信息(MV信息)94也包括在編碼信息92中。用于編碼運動圖像的處理還可以包括量化處理或變長(variable length)編碼處理。此時，編碼信息92包括與量化參數(shù)或變長代碼有關(guān)的變長信息。
[0032]運動圖像解碼處理單元4執(zhí)行用于解碼讀取的流91的處理，并且將解碼過的圖像輸出到外部存儲器60(未示出)。當(dāng)待解碼的目標(biāo)宏塊是已使用幀間預(yù)測編碼過的宏塊(被稱為幀間宏塊)時，運動圖像解碼處理單元4在解碼處理中從外部存儲器60到高速緩存存儲器2輸出的解碼過的圖像的一部分作為參考圖像95讀取并參照。通過地址控制單元5，從運動圖像解碼處理單元4向標(biāo)簽比較控制單元6提供待參照的存儲的參考圖像95的地址作為請求地址。標(biāo)簽比較控制單元6包括標(biāo)簽存儲器(未示出)，將請求地址與標(biāo)簽存儲器中保持的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行比較，并確定發(fā)生了高速緩存命中還是高速緩存錯誤。確定結(jié)果被提供到讀取命令控制單元7和高速緩存控制單元3。當(dāng)發(fā)生了高速緩存命中時，高速緩存控制單元3從高速緩存存儲器2讀取與請求地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將其提供到運動圖像解碼處理單元4。當(dāng)發(fā)生了高速緩存錯誤時，高速緩存控制單元3對具有由讀取命令控制單元7指定的讀取大小的數(shù)據(jù)執(zhí)行到高速緩存存儲器2中的高速緩存填充。
[0033]幀內(nèi)宏塊比例計算單元11接收從運動圖像解碼處理單元4提供的幀內(nèi)宏塊/幀間宏塊信息93ο幀內(nèi)宏塊/幀間宏塊信息93被包括在輸入流91的編碼信息92中，并且代表在用于編碼宏塊的處理中使用了幀內(nèi)預(yù)測還是幀間預(yù)測。幀內(nèi)宏塊比例計算單元11計算幀內(nèi)宏塊比例97，并將其提供到高速緩存行控制單元8。基于所述宏塊比例97，高速緩存行控制單元8控制地址控制單元5中的地址，控制標(biāo)簽比較控制單元6中的標(biāo)簽存儲器的配置、標(biāo)簽大小和條目大小，以及控制讀取命令控制單元7和高速緩存控制單元3中的行大小和高速緩存填充時的讀取大小。
[0034]現(xiàn)在將對第一實施例的運動圖像解碼設(shè)備I的操作進行說明。運動圖像解碼處理單元4將在用于解碼輸入流91的處理中獲得的幀內(nèi)宏塊/幀間宏塊信息93輸出到幀內(nèi)宏塊比例計算單元11?；趲瑑?nèi)宏塊/幀間宏塊信息93，幀內(nèi)宏塊比例計算單元11計算一個圖片中的全部宏塊的幀內(nèi)宏塊比例97。根據(jù)從幀內(nèi)宏塊比例計算單元11提供的幀內(nèi)宏塊比例97，高速緩存行控制單元8對存儲要在幀間預(yù)測時參照的參考圖像的高速緩存存儲器2的高速緩存行大小和條目數(shù)作改變。
[0035]圖2和圖3是用于解釋尚速緩存存儲器的配置不例的解釋圖。圖2例不了幀內(nèi)宏塊比例97為低的情況，而圖3例示了所述比例97為高的情況。每個圖例示了高速緩存存儲器2被配置有4個SRAM(靜態(tài)隨機存取存儲器)SRAMO到SRAM3的示例。如圖2所例示的，當(dāng)幀內(nèi)宏塊比例97是低的時，SRAMO到SRAM3被配置為并行存取，高速緩存行大小增大，而條目數(shù)變小。如圖3所例示的，當(dāng)幀內(nèi)宏塊比例97是高的時，SRAMO到SRAM3被配置為獨立存取，高速緩存行大小減小，而條目數(shù)變大。
[0036]根據(jù)由高速緩存行控制單元8指定的高速緩存行大小和條目數(shù)，地址控制單元5將運動圖像解碼處理單元4所請求的參考圖像的地址轉(zhuǎn)換。運動圖像解碼處理單元4發(fā)出例如指定要參照的存儲的參考圖像的讀取命令。
[0037]圖4是地址控制單元5中的地址轉(zhuǎn)換處理的解釋圖。
[0038]當(dāng)幀內(nèi)宏塊比例是低的時，如上行所示，地址轉(zhuǎn)換單元5將從運動圖像解碼處理單元4輸入的參考圖像讀取命令的地址按照從高位開始的順序分為幀地址401、條目地址402和字地址403。幀地址401用于與標(biāo)簽進行比較。條目地址402用于選擇高速緩存存儲器2中的高速緩存行。字地址403用于選擇高速緩存行中的數(shù)據(jù)。
[0039]當(dāng)幀內(nèi)宏塊比例是高的時，如下行所描述的，這次由地址控制單元5將讀取的地址分為404、405和406。與幀內(nèi)宏塊比例為低的情況相比，字地址406變窄，而條目地址405變寬。
[0040]盡管未在圖1中例示，標(biāo)簽比較控制單元6被配置為具有標(biāo)簽存儲器，將基于來自地址控制單元5的參考圖像讀取命令指定被請求的讀取圖像的請求地址與標(biāo)簽存儲器中保持的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行比較，并確定發(fā)生了高速緩存命中還是高速緩存錯誤。此時，標(biāo)簽比較控制單元6根據(jù)高速緩存行控制單元8所指示的條目數(shù)改變標(biāo)簽存儲器的配置，將從地址控制單元5輸入的地址401和403與使用地址402和404選擇的標(biāo)簽進行比較，并確定發(fā)生了高速緩存命中還是尚速緩存錯誤。
[0041]當(dāng)標(biāo)簽比較控制單元6已確定發(fā)生了高速緩存錯誤時，讀取命令控制單元7根據(jù)由高速緩存行控制單元8所指定的高速緩存行大小來確定要讀取到高速緩存存儲器2的數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)大小，并生成讀取命令。
[0042]高速緩存控制單元3根據(jù)由高速緩存行控制單元8所指定的條目數(shù)控制如圖2和圖3所例示的高速緩存的配置，讀取從標(biāo)簽比較控制單元6輸出的條目地址和字地址所代表的數(shù)據(jù)，并將其傳送到運動圖像解碼處理單元4。
[0043]當(dāng)發(fā)生了高速緩存錯誤時，由讀取命令控制單元7生成的讀取命令被發(fā)出到外部存儲器，并執(zhí)行參考圖像95的讀取處理。
[0044]如上所述，當(dāng)幀內(nèi)宏塊比例97是高的時，高速緩存行大小減小。這能夠減小要讀取的和發(fā)生高速緩存錯誤時不參照的不必要的參考圖像的數(shù)據(jù)傳送量，減少功耗，并提高系統(tǒng)性能。相反，當(dāng)幀內(nèi)宏塊比例97是低的時，高速緩存行大小增大。這能夠提前在高速緩存2中預(yù)載將來很可能會被參照并具有高的可復(fù)用性的圖像，并提高高速緩存存儲器的利用效率。
[0045]在具有高比例的用于幀內(nèi)預(yù)測的宏塊的圖片中，由運動圖像解碼處理單元存取參考圖像的頻率是低的。通過減小高速緩存存儲器的行大小，將可以抑制不必要的高速緩存的填充。即，所述不必要的高速緩存的填充很可能導(dǎo)致用于之后的目標(biāo)宏塊的解碼處理中的高速緩存錯誤。此時，高速緩存存儲器被配置為高速緩存很多條目，因而提高整個圖片的命中率。相反，在具有低比例的用于幀內(nèi)預(yù)測的宏塊的圖片中，由運動圖像解碼處理單元存取參考圖像的頻率是高的。通過增大高速緩存存儲器的行大小，將可以提高用于之后的目標(biāo)宏塊的解碼處理中的高速緩存存儲器的命中率。
[0046]在第一實施例中，如上述所說明的，結(jié)合每個圖片計算幀內(nèi)宏塊比例97。根據(jù)此計算，對包括高速緩存存儲器2和標(biāo)簽存儲器的標(biāo)簽比較控制單元6的配置作改變，因而改變高速緩存的配置。然而，控制單元不限于圖片單位。例如，跨多個圖片提取幀內(nèi)宏塊的比例。當(dāng)提取的幀內(nèi)宏塊的比例之間存在顯著的變化時，可以改變高速緩存的配置。這樣的結(jié)果是減小了改變高速緩存的配置的頻率，因而抑制敏感反應(yīng)。一個圖片被分為多個區(qū)域，結(jié)合所分的區(qū)域提取幀內(nèi)宏塊的比例，并且可以結(jié)合所述區(qū)域改變高速緩存的配置。結(jié)果是，高速緩存的配置精確地根據(jù)待解碼的目標(biāo)圖像的區(qū)域的特征而自適應(yīng)地改變，因而提高高速緩存存儲器的利用效率。例如，可以對具有在固定的背景中隨機移動的對象的圖像執(zhí)行解碼。在這種情況下，所述背景具有高的圖片之間的相關(guān)性，因而可以對其采用幀間預(yù)測。另一方面，具有移動的對象的區(qū)域具有低的圖片之間的相關(guān)性，因而可以對其采用幀內(nèi)預(yù)測。在這種情況下，優(yōu)化了高速緩存的配置，因而可能經(jīng)常對其采用幀內(nèi)預(yù)測。在具有移動的對象的區(qū)域中，高速緩存行大小減小，因而抑制不必要的高速緩存的填充的發(fā)生。另一方面，在假設(shè)要采用幀間預(yù)測的背景區(qū)域中，高速緩存行大小增大，因而如預(yù)期地提高命中率。
[0047]參照圖2和圖3，在第一實施例的示例中，高速緩存存儲器2被配置為具有四個SDRAM ο這僅僅是示例，而高速緩存存儲器2的配置(包括SDRAM的數(shù)量)和標(biāo)簽比較控制單元6的配置是任意的。
[0048]第二實施例
[0049]〈基于運動向量(MV)的變化(variat1n)改變高速緩存配置〉
[0050 ]圖5是例示了第二實施例的運動圖像解碼設(shè)備的配置示例的框圖。如圖1所例示的第一實施例的運動圖像解碼設(shè)備，第二實施例的運動圖像解碼設(shè)備I包括運動圖像解碼處理單元4、高速緩存存儲器2、高速緩存控制單元3、地址控制單元5、標(biāo)簽比較控制單元6、讀取命令控制單元7、高速緩存行控制單元8以及替代了幀內(nèi)宏塊比例計算單元11的MV變化計算單元12IV變化計算單元12中的術(shù)語“MV”代表運動向量，并且代表與采用幀間預(yù)測進行編碼的宏塊對應(yīng)的一個編碼信息(MV信息94)。
[0051 ] MV變化計算單元12接收從運動圖像解碼處理單元4提供的MV信息94 JV信息94被包括在輸入流91的編碼信息92中，并且當(dāng)在用于宏塊的編碼處理中應(yīng)用幀間預(yù)測時，MV信息94代表運動向量(MV)。鮮變化計算單元12計算運動向量的變化(MV變化)98，并將其提供到高速緩存行控制單元8?；贛V變化98，高速緩存行控制單元8控制地址控制單元5中的地址，控制標(biāo)簽比較控制單元6中的標(biāo)簽存儲器的配置、標(biāo)簽大小和條目大小，以及控制讀取命令控制單元7和高速緩存控制單元3中的行大小和高速緩存填充時的讀取大小。除了MV變化計算單元12以外的其它配置和操作都與第一實施例的運動圖像解碼設(shè)備的配置和操作相同，因而不再重復(fù)地進行具體說明。
[0052]現(xiàn)在將對第二實施例的運動圖像解碼設(shè)備I的操作進行說明。運動圖像解碼處理單元4將解碼輸入流91的處理中獲得的MV信息94輸出到MV變化計算單元12?；谳斎氲腗V信息94，MV變化計算單元12計算一個圖片內(nèi)的MV變化98。根據(jù)由MV變化計算單元12所提供的MV變化98，高速緩存行控制單元8對存儲要在顯示畫面的預(yù)測處參照的參考圖像的高速緩存的高速緩存行大小和條目數(shù)作改變。此高速緩存存儲器2具有與已參照圖2和圖3說明的第一實施例的高速緩存存儲器2的配置相同的配置并且操作相同。
[0053]圖6是第二實施例的地址控制單元中的地址轉(zhuǎn)換處理的解釋圖。
[0054]如上行所示，當(dāng)MV的變化小時，地址控制單元5將從運動圖像解碼處理單元4輸入的參考圖像讀取命令的地址按照從最高位開始的順序分為幀地址601、條目地址602和字地址603。幀地址601用于與標(biāo)簽進行比較。條目地址602用于選擇高速緩存存儲器2中的高速緩存行。字地址603用于選擇高速緩存行中的數(shù)據(jù)。
[0055]如下行所示，當(dāng)MV的變化大時，這次將地址控制單元5的讀取地址分為604、605和606。與幀內(nèi)宏塊的比例為低的情況相比，字地址606變窄，而條目地址605變寬。
[0056]標(biāo)簽比較控制單元6、讀取命令控制單元7和高速緩存控制單元3根據(jù)高速緩存行控制單元8所指示的高速緩存行大小和條目數(shù)的操作與第一實施例相似。
[0057]當(dāng)MV變化98是大的時，高速緩存行大小變小，因而能夠減小發(fā)生高速緩存錯誤時要讀取而不參照的不必要的參考圖像95的數(shù)據(jù)傳送量。這樣的結(jié)果是減少功耗和提高系統(tǒng)性能。當(dāng)M變化98是小的時，高速緩存行大小變大，因而提前將將來很可能會被參照并具有高的可復(fù)用性的參考圖像95預(yù)載到高速緩存存儲器2中。這樣的結(jié)果是提高高速緩存存儲器的效率。
[0058]現(xiàn)在對產(chǎn)生這樣的效果的原理進行額外的說明。
[0059]盡管在極端情況下，假設(shè)使用具有相同方向和相同大小的運動向量對圖片中的全部宏塊執(zhí)行運動預(yù)測。在這樣的情況下，在特定的宏塊的解碼中讀取參考圖像時，如果發(fā)生了高速緩存錯誤，那么也用與相應(yīng)的參考圖像相鄰的參考圖像填充所述高速緩存是有效的，因為會發(fā)生高速緩存命中。這是因為在之后的宏塊中也用具有相同方向和相同大小的運動向量來執(zhí)行運動預(yù)測，要存取的參考圖像也與之前的解碼處理中存取的參考圖像相同，并通過執(zhí)行高速緩存填充提前被讀入高速緩存存儲器。因此，即使運動向量不具有相同的方向和相同的大小，只要運動向量變化小，那么在用于之后的宏塊的解碼處理中要存取的參考圖像就存在于此刻執(zhí)行的解碼處理中要存取的參考圖像附近。因此，通過增大高速緩存填充的讀取大小來提高命中率的可能性很高。相反，如果變化大，那么在用于之后的宏塊的解碼處理中要存取的參考圖像存在于此刻執(zhí)行的解碼處理中要存取的參考圖像附近的可能性很低。因此，如果增大高速緩存填充的讀取大小，很可能導(dǎo)致高速緩存錯誤，造成不必要的高速緩存的填充。因此，減小讀取大小以抑制不必要的高速緩存的填充。
[0060]在第二實施例中，結(jié)合每個圖片計算MV變化98，并根據(jù)此計算，結(jié)合圖片對包括高速緩存存儲器2和標(biāo)簽存儲器的標(biāo)簽比較控制單元6的配置作改變，因而成功地改變高速緩存的配置。在此示例中，控制單元不限于圖片單位。例如，跨多個圖片提取MV變化。當(dāng)變化大小顯著改變時，可以改變高速緩存的配置。這樣的結(jié)果是減小了改變高速緩存的配置的頻率。在其它情況下，一個圖片可以被分為多個區(qū)域，結(jié)合每個區(qū)域提取MV變化，并且結(jié)合每個區(qū)域可以改變高速緩存的配置。結(jié)果是，高速緩存的配置精確地根據(jù)待解碼的目標(biāo)圖像的特征而自適應(yīng)地改變，因而提高高速緩存存儲器的利用效率。例如，當(dāng)要解碼具有由搖攝相機(轉(zhuǎn)動的)拍攝的固定的背景并且其中具有隨機移動的對象的圖像時，背景中的MV具有基本上相同的方向和大小。在這種情況下，MV變化很難被表示。在具有移動對象的區(qū)域中，MV變化是大的。在這種情況下，如果結(jié)合每個區(qū)域優(yōu)化高速緩存的配置，那么在具有大的MV變化并且具有移動對象的區(qū)域中，高速緩存的行大小減小，因而抑制不必要的高速緩存的填充的發(fā)生。在MV變化小的背景區(qū)域中，高速緩存的行大小增大，因而如預(yù)期地提高命中率。
[0061]將第二實施例和上述第一實施例結(jié)合為一個實施例是優(yōu)選的。即，以多個圖片為單位結(jié)合一個圖片或者結(jié)合一個圖片的每個區(qū)域計算幀內(nèi)宏塊的比例。當(dāng)這個比例是低的時，即當(dāng)幀間宏塊的比例是高的時，MV變化被進一步參照以控制高速緩存的配置。這使得能夠采用更精確地符合待解碼的圖像的特征的高速緩存的配置，因而可以提高高速緩存存儲器的利用效率。
[0062]圖7是解釋了運動向量變化計算處理的示例的解釋圖?？梢圆捎酶鞣N算法計算第二實施例中的MV變化計算單元12中的MV變化98。在此實施例中，現(xiàn)在對所述算法的一個示例進行說明。
[0063]MV是具有方向和大小的二維向量。圖7中例示的是由MV指定的區(qū)域。在MV變化計算單元12中，由MV指定的參考圖像的區(qū)域被分為901到908的八個區(qū)域。區(qū)域903、907、906和902分別是由具有等于或小于預(yù)設(shè)值的大小的MV所指定的象限區(qū)域(第一象限、第二象限、第三象限和第四象限)。區(qū)域904、908、905和901分別是由具有等于或大于預(yù)設(shè)值的大小的MV所指定的象限區(qū)域(第一象限、第二象限、第三象限和第四象限)。結(jié)合每個區(qū)域?qū)χ付ㄟ@些區(qū)域的MV的數(shù)目進行計數(shù)，并且根據(jù)所計數(shù)的值和圖片中的MV的總數(shù)推導(dǎo)所述變化。例如，在假設(shè)MV的總數(shù)的1/4是閾值的情況下，如果全部八個區(qū)域中的MV的數(shù)目不超過這個值，則確定MV變化是大的。
[0064]結(jié)果是，可以容易地算出運動向量的變化而不使用復(fù)雜的算術(shù)運算(諸如乘法)。
[0065]第三實施例
[0066]〈從變長編碼處理的結(jié)果提取當(dāng)前圖片的特征量〉
[0067]圖8是例示了第三實施例的運動圖像解碼設(shè)備的配置示例的框圖。運動圖像解碼設(shè)備I被配置為包括運動圖像解碼處理單元4、高速緩存存儲器2、解碼信息處理單元30和高速緩存配置控制單元20。高速緩存配置控制單元20包括第一實施例的幀內(nèi)宏塊比例計算單元11、第二實施例的MV變化計算單元12或另一個待解碼圖像分析單元。運動圖像解碼設(shè)備I還被配置為具有高速緩存行控制單元8、地址控制單元5、標(biāo)簽比較控制單元6、讀取命令控制單元7和高速緩存控制單元3。運動圖像解碼處理單元4被配置為具有對變長代碼執(zhí)行解碼處理的變長編碼處理單元41和對圖像信號執(zhí)行解碼處理的圖像信號處理單元42。解碼信息處理單元30從變長編碼處理單元41對變長代碼的解碼結(jié)果提取作為幀內(nèi)宏塊信息93或MV信息94的編碼信息92，并將其輸出到高速緩存配置控制單元20。
[0068]現(xiàn)在將對第三實施例的運動圖像解碼設(shè)備I的操作進行說明。變長編碼處理單元41對以輸入流的每個圖片為單位的變長代碼執(zhí)行解碼處理。圖像信號處理單元42對從變長編碼處理單元41輸出的變長代碼解碼過的數(shù)據(jù)執(zhí)行信號處理，并將其解碼為圖像。此解碼處理按照從變長編碼處理單元41延遲一個圖片的方式來執(zhí)行。即，變長編碼處理單元41和圖像信號處理單元42被配置為具有包括與圖片處于一對一的對應(yīng)關(guān)系的步驟的流水線(pipeline)。
[0069]解碼信息處理單元30將與變長編碼處理單元41所處理的圖片相同的圖片的編碼信息92(諸如幀內(nèi)宏塊信息93或MV信息94)輸出到高速緩存配置控制單元20。因此，高速緩存配置控制單元20可以接收與下一個要由圖像信號處理單元42處理的圖片有關(guān)的信息。在圖像信號處理單元42處理下一個圖片時，高速緩存配置控制單元20可以使用相同圖片的編碼信息92(諸如幀內(nèi)宏塊信息93或MV信息94)適當(dāng)?shù)馗淖兏咚倬彺娴呐渲?。根?jù)此流水線配置，可以同時準(zhǔn)備在圖像信號處理中要處理的目標(biāo)圖片和用于提供用于指定現(xiàn)在的高速緩存的配置的編碼信息92(諸如幀內(nèi)宏塊信息93或MV信息94)的圖片。因此，高速緩存的配置由圖片適當(dāng)?shù)剡m配。
[0070]結(jié)果是，基于從圖像信號處理單元所處理的圖片本身提取的特征量高速緩存存儲器的配置(諸如行大小或條目大小)被動態(tài)地控制，因而提高高速緩存存儲器的利用效率。當(dāng)用一個單元執(zhí)行解碼處理而不由變長編碼處理單元和圖像信號處理單元分別執(zhí)行解碼處理時，一個圖片的特征量在完成相應(yīng)的圖片的解碼處理之后被提取出。因此，最早的基于提取的特征量改變高速緩存存儲器的配置的情況是在執(zhí)行用于下一個圖片的解碼處理時發(fā)生的。在其它情況下，以一個圖片單位為單位的流水線配置形成為具有變長編碼處理單元和圖像信號處理單元，而從變長編碼的結(jié)果中提取特征量。在這種情況下，在下一個流水線階段執(zhí)行的圖像信號處理中，可以基于此時要解碼的目標(biāo)圖片本身的特征量指定高速緩存存儲器的配置，因而使其能夠適當(dāng)?shù)貓?zhí)行控制。
[0071]第四實施例
[0072]〈從與流并行地輸入的編碼信息提取當(dāng)前圖片的特征量〉
[0073]圖9是例示了第四實施例的運動圖像處理設(shè)備的配置示例的框圖。運動圖像處理設(shè)備I被配置為具有運動圖像解碼處理單元4、高速緩存存儲器2、編碼信息處理單元31和高速緩存配置控制單元20。高速緩存配置控制單元20包括第一實施例的幀內(nèi)宏塊比例計算單元11、第二實施例的MV變化計算單元12或另一個待解碼圖像分析單元。運動圖像處理設(shè)備I還被配置為具有高速緩存行控制單元8、地址控制單元5、標(biāo)簽比較控制單元6、讀取命令控制單元7和高速緩存控制單元3。運動圖像處理設(shè)備I例如從外部的或內(nèi)置的運動圖像編碼單兀70接收流91和并行輸入其中的編碼彳目息92。在這種情況下，編碼彳目息92是運動圖像編碼單元70對原始圖像執(zhí)行編碼處理時的信息，并且包括幀內(nèi)宏塊/幀間宏塊信息93、MV信息94以及進一步的代碼長度信息(諸如量化參數(shù)或變長代碼)，如第一實施例中說明的。一般來講，編碼信息92包括在流91中。然而，在此實施例中，信息92與流91并行地被提供到運動圖像處理設(shè)備I中的編碼信息處理單元31。即，流91被輸入到運動圖像解碼處理單元4，而相應(yīng)的編碼信息92與流91并行地被輸入到編碼信息處理單元31。
[0074]現(xiàn)在將對第四實施例的運動圖像解碼設(shè)備I的操作進行說明。
[0075]運動圖像編碼單元70將流91提供到運動圖像解碼設(shè)備I中的運動圖像解碼處理單元4，并且將對此流91進行編碼處理而生成的編碼信息92與流91并行地提供到編碼信息處理單元31。編碼信息處理單元31從提供的編碼信息92提取高速緩存配置控制單元20所需要的信息(例如，幀內(nèi)宏塊/幀間宏塊信息93或MV信息94)，并將其提供。如所說明的(例如，在第一實施例中)，高速緩存配置控制單元20被配置為包括幀內(nèi)宏塊比例計算單元11。所述單元20分析所提供的幀內(nèi)宏塊/幀間宏塊信息93、計算幀內(nèi)宏塊比例97并基于此來改變高速緩存的配置。如所說明的(例如，在第二實施例中)，高速緩存配置控制單元20被配置為包括MV變化計算單元12，分析所提供的MV信息94、計算MV變化98并基于此來改變高速緩存的配置。接收流91的運動圖像解碼處理單元4(流91被提供到運動圖像解碼處理單元4)的操作與第一實施例和第二實施例的運動圖像解碼處理單元4的操作相同。
[0076]結(jié)果是，使用作為待由運動圖像解碼處理單元4解碼的目標(biāo)圖片的編碼信息的編碼信息，高速緩存配置控制單元20可以適當(dāng)?shù)馗淖兏咚倬彺娴呐渲谩＜?，可以獨立地?zhí)行運動圖像解碼處理單元中的解碼處理和待解碼圖像分析單元中的特征量的提取處理。因此，基于從待解碼的目標(biāo)圖片本身提取的特征量，高速緩存存儲器的配置被動態(tài)地控制，因而進一步提高高速緩存存儲器的利用效率。
[0077]第五實施例
[0078]〈另一個實施例〉
[0079]因此，已經(jīng)參照各種示例對第一實施例到第四實施例進行了說明，并且可以在不脫離其范圍的情況下對其作出各種改變。
[0080]圖10是例示了第五實施例的運動圖像解碼設(shè)備的配置示例的框圖。運動圖像解碼設(shè)備I包括接收流91的運動圖像解碼處理單元4(流91輸入到運動圖像解碼處理單元4)和暫時存儲要存儲到外部存儲器60中的數(shù)據(jù)的高速緩存存儲器2，從待由運動圖像解碼處理單元4解碼的流91中的目標(biāo)圖像提取特征量，并基于提取的特征量96改變從外部存儲器60到高速緩存存儲器2的高速緩存填充的讀取大小。圖1O例示了具有安裝于其中的高速緩存配置控制單元20的運動圖像解碼設(shè)備I。所述單元20包括接收編碼信息92和輸出特征量的待解碼圖像分析單元10(編碼信息92輸入到待解碼圖像分析單元10)、基于所述特征量改變高速緩存存儲器2的讀取大小的高速緩存配置改變控制單元9和高速緩存控制單元3。當(dāng)運動圖像解碼處理單元4向高速緩存控制單元3請求參考圖像時，高速緩存控制單元3確定發(fā)生了高速緩存命中還是高速緩存錯誤。當(dāng)發(fā)生了高速緩存錯誤時，高速緩存控制單元3基于由高速緩存配置改變控制單元9所指定的讀取大小對高速緩存存儲器2執(zhí)行高速緩存填充。[0081 ]結(jié)果是，當(dāng)運動圖像解碼處理單元通過高速緩存存儲器讀取存儲在外部存儲器中的參考圖像時，可以減少不必要的對尚速緩存存儲器的尚速緩存填充，因而提尚尚速緩存存儲器的利用效率。優(yōu)化了待填充到高速緩存中的參考圖像的量，因而減少了高速緩存錯誤。
[0082]在特定的宏塊的解碼中讀取參考圖像時，如果發(fā)生了高速緩存錯誤，在用于讀取此參考圖像的高速緩存填充處，基于特征量優(yōu)化高速緩存填充的大小。當(dāng)特征量表示下一個待解碼的目標(biāo)宏塊要參照的參考圖像與相應(yīng)的參考圖像相鄰的可能性高時，高速緩存填充的大小增大，因而能夠提高用于目標(biāo)之后的宏塊的解碼處理中的高速緩存存儲器的命中率。相反，表示為下一個待解碼的目標(biāo)宏塊要參照的參考圖像與相應(yīng)的參考圖像相鄰的可能性低時，高速緩存填充的大小減小，因而能夠抑制不必要的高速緩存填充，即，抑制用于目標(biāo)之后的宏塊的解碼處理中的高速緩存錯誤的高可能性。
[0083]第一實施例采用一個圖片的全部宏塊的幀內(nèi)宏塊比例97作為特征量96。作為待解碼圖像分析單元10的一個示例，包括了幀內(nèi)宏塊比例計算單元11。幀內(nèi)宏塊比例計算單元11從幀內(nèi)宏塊/幀間宏塊信息93提取幀內(nèi)宏塊比例97作為編碼信息92的示例。在幀內(nèi)宏塊比例97高時，高速緩存配置改變控制單元9減小高速緩存存儲器2的讀取大小，在幀內(nèi)宏塊比例97低時，高速緩存配置改變控制單元9增大高速緩存存儲器2的讀取大小。圖1中的高速緩存配置改變控制單元9被配置為具有高速緩存行控制單元8、地址控制單元5、標(biāo)簽比較控制單元6和讀取命令控制單元7。
[0084]在具有高比例的用于幀內(nèi)預(yù)測的宏塊的圖片中，由運動圖像解碼處理單元存取參考圖像的頻率是低的。因此，通過降低高速緩存存儲器的行大小，可以抑制不必要的高速緩存填充，g卩，抑制了導(dǎo)致用于目標(biāo)之后的宏塊的解碼處理中的高速緩存錯誤的高可能性。此時，高速緩存存儲器被配置為能夠高速緩存很多條目，因而整體提高了圖片中的命中率。另一方面，在具有低比例的用于幀內(nèi)預(yù)測的宏塊的圖片中，由運動圖像解碼處理單元存取參考圖像的頻率是高的。因而，通過增大高速緩存存儲器的行大小(line size)，可以提高用于目標(biāo)之后的宏塊的解碼處理中的高速緩存存儲器的命中率。
[0085]第二實施例采用運動向量的變化(MV變化)98作為特征量96。作為待解碼圖像分析單元10的一個示例，包括了MV變化計算單元12 C3MV變化計算單元12從MV信息94提取MV變化98作為編碼信息92的示例。在MV變化98大時，那么高速緩存配置改變控制單元9減小高速緩存存儲器2的讀取大小，在MV變化98小時，那么高速緩存配置改變控制單元9增大高速緩存存儲器2的讀取大小。在圖5中，高速緩存配置改變控制單元9被配置為具有高速緩存行控制單元8、地址控制單元5、標(biāo)簽比較控制單元6和讀取命令控制單元7。
[0086]在運動向量的變化小的圖片中，高速緩存填充的讀取大小增大，因而能夠提高用于目標(biāo)之后的宏塊的解碼處理中的高速緩存存儲器的命中率。在運動向量的變化大的圖片中，高速緩存填充的讀取大小減小，因而能夠抑制不必要的高速緩存填充，即，抑制導(dǎo)致用于目標(biāo)之后的宏塊的解碼處理中的高速緩存錯誤的高可能性。
[0087]現(xiàn)在，如參照例如圖7所說明的，MV變化計算單元12的一個配置示例基于以待解碼的宏塊為中心的方向和距離將與待解碼的圖像對應(yīng)的參考圖像分為多個區(qū)域，對指定這些區(qū)域的運動向量的數(shù)目計數(shù)以測量頻率分布，并基于所述頻率分布提取MV變化98作為特征量96 ο
[0088]結(jié)果是，運動向量的變化可以容易地算出而不使用復(fù)雜的算術(shù)運算(諸如乘法)。
[0089]第三實施例是包括變長編碼處理單元41和圖像信號處理單元42的運動圖像解碼處理單元4的示例，運動圖像解碼處理單元4用以一個圖片為單位的流水線來操作。待解碼圖像分析單元10從變長編碼處理單元41的解碼結(jié)果提取特征量96，而圖像信號處理單元42對變長編碼處理單元41的解碼結(jié)果執(zhí)行解碼處理。
[0090]可以獨立執(zhí)行運動圖像解碼處理單元中的解碼處理和待解碼圖像分析單元中的特征量的提取處理。因此，基于從待解碼的目標(biāo)圖片本身提取的特征量，高速緩存存儲器的配置被動態(tài)地控制，因而能夠提高高速緩存存儲器的利用效率。
[0091]此時，如第一實施例，待解碼圖像分析單元10可以用作幀內(nèi)宏塊比例計算單元11，而幀內(nèi)宏塊比例97可以用作特征量96。如第二實施例，待解碼圖像分析單元10可以用作MV變化計算單元12，而MV變化98可以用作特征量96或任何其它特征量。
[0092]第四實施例是從額外包括的運動圖像編碼單元70(而不是運動圖像解碼處理單元4)提供與流91并行的編碼信息92的示例。待解碼圖像分析單元10從運動圖像編碼單元70所提供的編碼信息92提取特征量96。
[0093]結(jié)果是，如上述第三實施例的情況，可以獨立地執(zhí)行運動圖像解碼處理單元中的解碼處理和待解碼圖像分析單元中的特征量的提取處理。因此，基于從待解碼的目標(biāo)圖片本身提取的特征量，高速緩存存儲器的配置可以被動態(tài)地控制，因而能夠提高高速緩存存儲器的利用效率。
[0094]此時，如第一實施例，待解碼圖像分析單元10可以用作幀內(nèi)宏塊比例計算單元11，而幀內(nèi)宏塊比例97可以用作特征量96。如第二實施例，待解碼圖像分析單元10可以用作MV變化計算單元12，而MV變化98可以用作特征量96或任何其它特征量。
[0095]特征量96不一定是以一個圖片為單位定義的參數(shù)。例如，參數(shù)可以是多個圖片的累積，而不是從一個圖片提取的參數(shù)。在此解碼處理中參照參考圖像改變高速緩存配置被取代，而是基于待解碼的目標(biāo)圖像之前的一個圖片的特征量，使用累積到該圖片的信息來改變高速緩存的配置。結(jié)果是，當(dāng)趨勢以圖片為單位急劇變化時，可以抑制敏感反應(yīng)。這樣產(chǎn)生作為待解碼的當(dāng)前目標(biāo)圖片的特征量的預(yù)測值的優(yōu)選值。
[0096]在一個圖片中的每個劃分的區(qū)域中定義特征量96。高速緩存配置可以根據(jù)特征量96來改變。
[0097]圖11是例示了其中安裝了運動圖像解碼設(shè)備的LSI的配置示例的框圖。LSI50包括運動圖像解碼設(shè)備1、總線51、存儲器界面52、CPU 53、DMAC54、R0M/RAM 55、圖像接口 56、運動圖像輸入處理單元57以及端子58和端子59。盡管沒有做出特定的限制，但是半導(dǎo)體LSI50使用用于熟知的CMOS(互補金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)的制造技術(shù)形成于單個半導(dǎo)體襯底(諸如硅)上?？偩€51使功能模塊彼此耦合。CPU 53代表中央處理單元，執(zhí)行從ROM/RAM 55提供的程序，因而整體控制LSI 500DMAC 54代表直接存儲器存取控制器。DMAC 54的參數(shù)由CPU 53提前設(shè)置，因而在PU 53執(zhí)行所述程序的情況下，傳送在后臺中執(zhí)行的數(shù)據(jù)。R0M/RAM 55代表只讀存儲器/隨機存取存儲器。ROM將提供到CPU 53的程序代碼和恒定參數(shù)保持，而RAM用作工作存儲器。圖像接口 56是用于傳輸通過端子59從外部輸入到運動圖像輸入處理單元57的圖像數(shù)據(jù)的接口。外部存儲器60可以與LSI 50的端子58耦合。耦合的外部存儲器60可以通過存儲器接口 52存取。運動圖像解碼設(shè)備I包括高速緩存配置控制單元20、運動圖像解碼處理單元4和高速緩存存儲器2。所述單元20包括待解碼圖像分析單元10、高速緩存配置改變控制單元9和高速緩存控制單元3。如參照圖10所說明的，各種示例都可以米用運動圖像解碼設(shè)備I。
[0098]流91由圖像接口56和運動圖像輸入處理單元57根據(jù)從例如端子59輸入的圖像數(shù)據(jù)生成。流91通過存儲器接口 52存儲在外部存儲器60中，并且又從外部存儲器60讀取并提供到運動圖像解碼設(shè)備I中的運動圖像解碼處理單元4中。響應(yīng)來自運動圖像解碼處理單元4的請求，例如通過使用CPU 53的程序處理的后臺中的DMAC 54執(zhí)行對來自外部存儲器60的流91的讀取。運動圖像解碼處理單元4中的解碼結(jié)果的結(jié)果是，要生成的解碼過的圖像通過總線51和存儲器接口 52寫入外部存儲器60，并且在用于之后的圖片的解碼處理中作為參考圖像參照。參照圖10說明了由運動圖像解碼處理單元4請求參考圖像95到高速緩存存儲器2并且在發(fā)生高速緩存錯誤時從外部存儲器60寫入(高速緩存填充)到高速緩存存儲器2。
[0099]當(dāng)運動圖像解碼處理單元4通過高速緩存存儲器2讀取存儲在外部存儲器60中的參考圖像95時，可以減少不必要的對高速緩沖存儲器2的高速緩存填充，并提高高速緩存存儲器2的利用效率。這樣的結(jié)果是減小總線51的通信量。因此，可以有效提高CPU 53執(zhí)行程序的性能。
[0100]LSI 50的上述配置僅僅是示例，并且可以對其進行各種改變。例如，替代圖像接口56和運動圖像輸入處理單元57，可以包括其中流91被包括在數(shù)據(jù)包中的通信接口?？偩€51可以分級地形成，或者可以包括多個CPU。運動圖像編碼單元可以一起安裝在相同的芯片中。
[0101]因此，已經(jīng)基于實施例對本發(fā)明人做出的本發(fā)明進行了詳細說明。本發(fā)明不局限于這些實施例。更不必說，可以在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下對其做出各種改變。
[0102]例如，給出了功能塊的名字以代表各個功能塊的功能，而對所述功能塊的劃分和整合是任意的。
【主權(quán)項】
1.一種圖像處理設(shè)備，包括: 運動圖像解碼處理單元，流輸入到所述運動圖像解碼處理單元； 高速緩存存儲器，暫時存儲外部存儲器中存儲的數(shù)據(jù)； 高速緩存控制單元； 待解碼圖像分析單元； 地址控制單元，響應(yīng)于來自所述運動圖像解碼處理單元的請求輸出請求地址； 標(biāo)簽比較控制單元，具有標(biāo)簽存儲器； 讀取命令控制單元；以及 高速緩存行控制單元，并且 其中所述待解碼圖像分析單元從所述流提取待由所述運動圖像解碼處理單元解碼的目標(biāo)圖像的特征量， 其中所述高速緩存行控制單元基于所述特征量為所述讀取命令控制單元指定從所述外部存儲器到所述高速緩存存儲器的讀取大小， 其中所述標(biāo)簽比較控制單元將所述請求地址與保持在所述標(biāo)簽存儲器中的標(biāo)簽數(shù)據(jù)進行比較，并確定發(fā)生了高速緩存命中還是高速緩存錯誤， 其中，當(dāng)發(fā)生了所述高速緩存命中時，所述高速緩存控制單元讀取與所述請求地址對應(yīng)的數(shù)據(jù)、并將該數(shù)據(jù)提供到所述運動圖像解碼處理單元，并且 其中，當(dāng)發(fā)生了所述高速緩存錯誤時，所述高速緩存控制單元從所述外部存儲器讀取有關(guān)所述讀取命令控制單元所指定的讀取大小的數(shù)據(jù)、并且將該數(shù)據(jù)寫到所述高速緩存存儲器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述待解碼圖像分析單元提取所述待解碼的圖像中的一個圖片的全部宏塊的幀內(nèi)宏塊比例作為所述特征量，并且 其中在所述幀內(nèi)宏塊比例高時，所述高速緩存行控制單元減小所述讀取大小，而在所述幀內(nèi)宏塊比例低時，所述高速緩存行控制單元增大所述讀取大小。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述待解碼圖像分析單元提取所述待解碼的圖像中的一個圖片的運動向量變化作為所述特征量， 其中在所述運動向量變化大時，所述高速緩存行控制單元減小所述讀取大小，而在所述運動向量變化小時，所述高速緩存行控制單元增大所述讀取大小。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述待解碼圖像分析單元基于以待解碼的目標(biāo)宏塊為中心的方向和距離將與所述待解碼的圖像對應(yīng)的參考圖像分為多個區(qū)域、測量指定所述區(qū)域的運動向量的頻率分布并且基于所述頻率分布提取所述特征量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述運動圖像解碼處理單元包括變長編碼處理單元和對所述變長編碼處理單元的解碼結(jié)果執(zhí)行解碼處理的圖像信號處理單元， 其中所述變長編碼處理單元和所述圖像信號處理單元用以一個圖片為單位的流水線來操作， 其中所述待解碼圖像分析單元從所述變長編碼處理單元的所述解碼結(jié)果提取所述特征量，并且 其中所述地址控制單元輸出與來自所述圖像信號處理單元的請求對應(yīng)的所述請求地址。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述圖像處理設(shè)備還包括編碼信息處理單元，與所述流對應(yīng)的編碼信息輸入到所述編碼信息處理單元， 其中所述待解碼圖像分析單元從通過所述編碼信息處理單元提供的所述編碼信息提取所述特征量。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述圖像處理設(shè)備還包括運動圖像編碼單元，并且 其中所述運動圖像編碼單元將通過對運動圖像執(zhí)行編碼處理生成的流提供到所述運動圖像解碼處理單元，并且將所述編碼處理中的編碼信息提供到所述編碼信息處理單元。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述待解碼圖像分析單元提取所述待解碼的圖像中的一個圖片的全部宏塊的幀內(nèi)宏塊比例作為所述特征量，并且 其中在所述幀內(nèi)宏塊比例高時，所述高速緩存行控制單元減小所述讀取大小，而在所述幀內(nèi)宏塊比例低時，所述高速緩存行控制單元增大所述讀取大小。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述待解碼圖像分析單元提取所述待解碼的圖像中的一個圖片的運動向量變化作為所述特征量，并且 其中在所述運動向量變化大時，所述高速緩存行控制單元減小所述讀取大小，而在所述運動向量變化小時，所述高速緩存行控制單元增大所述讀取大小。10.一種半導(dǎo)體設(shè)備，包括: 運動圖像解碼處理單元； 高速緩存存儲器；以及 高速緩存配置控制單元，而所述半導(dǎo)體設(shè)備能夠與外部存儲器耦合，并且其中所述高速緩存配置控制單元包括待解碼圖像分析單元、高速緩存配置改變控制單元和高速緩存控制單元， 其中所述運動圖像解碼處理單元從所述外部存儲器讀取流、對所讀取的流執(zhí)行解碼處理并且將所述解碼處理所生成的解碼圖像寫到所述外部存儲器， 其中所述待解碼圖像分析單元從所述流提取待由所述運動圖像解碼處理單元解碼的目標(biāo)圖像的特征量，并且 其中所述高速緩存配置改變控制單元基于所述特征量為所述高速緩存控制單元指定所述高速緩存存儲器發(fā)生高速緩存錯誤時的讀取大小。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體設(shè)備， 其中所述待解碼圖像分析單元提取所述待解碼的圖像中的一個圖片的全部宏塊的幀內(nèi)宏塊比例作為所述特征量，并且 其中在所述幀內(nèi)宏塊比例高時，所述高速緩存配置改變控制單元減小所述讀取大小，而在所述幀內(nèi)宏塊比例低時，所述高速緩存配置改變控制單元增大所述讀取大小。12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體設(shè)備， 其中所述待解碼圖像分析單元提取所述待解碼的圖像中的一個圖片的運動向量變化作為所述特征量， 其中在所述運動向量變化大時，所述高速緩存配置改變控制單元減小所述讀取大小，而在所述運動向量變化小時，所述高速緩存配置改變控制單元增大所述讀取大小。13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體設(shè)備， 其中所述運動圖像解碼處理單元包括變長編碼處理單元和圖像信號處理單元， 其中所述變長編碼處理單元和所述圖像信號處理單元用以一個圖片為單位的流水線來操作， 其中所述待解碼圖像分析單元從所述變長編碼處理單元的解碼結(jié)果提取所述特征量，并且 其中所述圖像信號處理單元對所述變長編碼處理單元的所述解碼結(jié)果執(zhí)行解碼處理。14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體設(shè)備， 其中所述半導(dǎo)體設(shè)備還包括編碼信息處理單元，與所述流對應(yīng)的編碼信息輸入到所述編碼信息處理單元， 其中所述待解碼圖像分析單元從通過所述編碼信息處理單元提供的所述編碼信息提取所述特征量。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體設(shè)備， 其中所述半導(dǎo)體設(shè)備還包括運動圖像編碼單元，所述運動圖像編碼單元編碼運動圖像以生成所述流和所述編碼信息。16.—種圖像處理設(shè)備，包括: 運動圖像解碼處理單元，流輸入到所述運動圖像解碼處理單元；以及 高速緩存存儲器，暫時存儲外部存儲器中存儲的數(shù)據(jù)，并且 其中所述運動圖像解碼處理單元從待解碼的所述流中的目標(biāo)圖像提取特征量，并且基于所述特征量改變從所述外部存儲器到所述高速緩存存儲器的高速緩存填充的讀取大小。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述運動圖像解碼處理單元提取待解碼的所述流中的目標(biāo)圖像中的一個圖片的全部宏塊的幀內(nèi)宏塊比例作為所述特征量，在所述幀內(nèi)宏塊比例高時，所述運動圖像解碼處理單元減小所述讀取大小，在所述幀內(nèi)宏塊比例低時，所述運動圖像解碼處理單元增大所述讀取大小。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述運動圖像解碼處理單元提取待解碼的所述流中的目標(biāo)圖像中的一個圖片的運動向量變化作為所述特征量，在所述運動向量變化大時，所述運動圖像解碼處理單元減小所述讀取大小，而在所述運動向量變化小時，所述運動圖像解碼處理單元增大所述讀取大小。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像處理設(shè)備， 其中所述運動圖像解碼處理單元包括:具有以一個圖片為單位的流水線的變長編碼處理單元和圖像信號處理單元，其中所述圖像處理設(shè)備從所述變長編碼處理單元的解碼結(jié)果提取所述特征量，并且其中所述圖像信號處理單元對所述變長編碼處理單元的所述解碼結(jié)果執(zhí)行解碼處理。20.根據(jù)權(quán)利要求16所述的圖像處理設(shè)備，其中與所述流對應(yīng)的信息被提供到所述圖像處理設(shè)備，并且其中所述圖像處理設(shè)備從所提供的編碼信息提取所述特征量。
【文檔編號】H04N19/423GK105847819SQ201510969813
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2015年12月22日
【發(fā)明人】松本圭介, 松原勝重, 望月誠二, 加谷俊之, 植田浩司
【申請人】瑞薩電子株式會社