[實用新型]一種用于視頻去隔行的幀場圖像緩存及訪問電路

有效

• 申請號: 201920302981.3
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN209593615U
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 田曉華;張宗平;王旭;劉宇
• 申請（專利權）人: 深圳信息職業技術學院
• 主分類號: H04N7/01
• 分類號: H04N7/01
• 代理公司: 深圳市興科達知識產權代理有限公司 44260
• 代理人: 徐民奎

一種用于視頻去隔行的幀場圖像緩存及訪問電路,其特征在于，包括輸入視頻場信號緩存電路，參考幀緩存及訪問電路和視頻后處理去隔行電路，所述輸入視頻場信號緩存電路與視頻后處理去隔行電路相連，所述參考幀緩存及訪問電路與視頻后處理去隔行電路相連，所述參考幀緩存及訪問電路用于運動估計和運動補償。本實用新型電路能夠最小化視頻后處理電路的參考幀緩存訪問時延，避免視頻數據輸入停頓；降低控制電路復雜度；降低幀緩存的訪問頻率和數據接口時鐘頻率，減小幀緩存相關電路功耗。

[技術領域]

本實用新型涉及視頻去隔行技術領域，具體涉及一種用于視頻去隔行的幀場圖像緩存及訪問電路。

[背景技術]

幀緩存與訪問技術在數字視頻編碼、傳輸、解碼、回放相關產品中廣泛使用。在視頻解碼完成后回放前的視頻后處理階段，幀率或視頻圖像分辨率的改變、隔行圖像向逐行圖像的轉換都需要利用幀緩存存儲回放顯示圖像，并將該緩存幀作為參考幀用于新的回放幀計算。

現有設計的幀緩存和訪問技術主要基于視頻圖像的像素訪問，即幀緩存的數據操作最小粒度為單個像素。一個像素塊的幀緩存寫入或讀出需要較多時鐘周期完成，例如一個8x8像素塊的讀寫均需要64個時鐘周期。部分參考設計采用了幀緩存結合串聯的像素行FIFO緩存，以保證幀圖像的同一列連續多個像素同時輸出到視頻后處理電路，通過多個FIFO的并行輸出減小幀緩存的讀出操作頻率。

現有技術存在以下缺陷：

(1)以像素為單位的幀緩存訪問造成幀緩存存儲器的訪問頻率過高

如圖1所示，對于一個塊尺寸為8x8像素,參考幀搜索范圍為在x和y方向均為-16～+16的設計，搜索區范圍為40x40。每次處理像素塊切換到相鄰右側塊時，以塊為中心的搜索區需要讀取5個塊新的像素值，即320個像素。對于平均64個像素輸入時鐘周期的塊處理時間，相當于緩存幀需要以320/64＝5倍的像素時鐘頻率讀訪問幀緩存。對于單端口SRAM緩存設計，高時鐘頻率造成功耗增加，同時制約視頻分辨率的提升。

(2)以像素為單位的幀緩存訪問造成視頻后處理電路本地存儲增高

如圖1所示，在每個塊的處理周期內，搜索窗右側需要讀入5個塊的像(圖中選線框內的塊)，即8x40像素，但靠上的4個塊為當前視頻圖像處理過程中已讀入過的像素塊。如果為了減小幀緩存訪問頻率而本地緩存靠上的4塊，每個塊處理周期從幀緩存讀入像素減小為一個塊，即圖中打鉤標記的塊。但視頻處理電路內部需要緩存多個條帶的像素(上圖例中需要緩存4個條帶(條帶定義為幀或場圖像的一行像素塊)和5個塊的像素)，造成電路面積和功耗開銷顯著上升。相對而言，視頻處理基于IP或片外緩存，如FIFO、SRAM、SDRAM等，在功耗和電路面積方面優勢更高。

(3)以像素為單元讀寫幀緩存結合像素行FIFO緩存造成視頻處理停頓

部分參考設計在參考幀緩存與視頻處理電路之間配置像素行的FIFO緩存。FIFO的存儲數據深度為圖像的行寬度，即每個FIFO可保存一行像素。同一條帶內的塊處理過程中，參考像素可按列自動輸入，視頻輸入控制簡化。但當處理像素塊切換到下一條帶，向像素行FIFO導入新條帶數據需要大量數據緩沖時間，造成視頻處理停頓，處理效率降低。基于像素行FIFO緩存的設計以像素為單位讀寫幀緩存，視頻后處理電路相應地以像素時鐘驅動，時鐘頻率較高。高復雜度的計算須分割為多時鐘周期實現，造成電路設計復雜度和實現成本增加。

[實用新型內容]