یک روش کارآمد کنترل حافظه برای ویدئو و پردازش تصویر در تلویزیون های دیجیتال

مقاله ترجمه شده یک روش کارآمد کنترل حافظه برای ویدئو و پردازش تصویر در تلویزیون های دیجیتال قابل ویرایش با فرمت doc به همراه اصل مقاله انگلیسی

چکیده

 

تصاویری با وضوح بالا برای کیفیت بالاتر (HD) و قدرت تفکیک فوق العاده بالای (UHD) تلویزیون دیجیتال و انتقال داده ها بین پردازنده و حافظه اغلب به یک سیستم تبدیل راه باریکه نیاز دارد. پردازش سیگنال ویدئو و تصویر معمولا نیاز به بلوک های پیکسلی مربعی یا مستطیلی شکل داده برای پردازش سیگنال دارد. این نیاز به از پیش پر شدن مکرر و ردیف جدید فعال، و در نتیجه تاخیر بیشتری برای خواندن و نوشتن داده پیکسلی در حافظه دارد. من پیشنهاد می کنم از یک کنترل کننده ی کارآمد حافظه برای ویدئو و پردازش تصویر به منظور کاهش تاخیر در خواندن و نوشتن بلوک های داده پیکسلی استفاده شود. کنترل کننده حافظه یک قاب داده پیکسلی با توزیع خطوط به هم پیوسته از داده پیکسلی به بانک های متعدد در دنباله می باشد. بهره وری از آن بیشتر با پروتکل های واسط مانند AMBA AXIکه در آن تراکنش های برجسته مجاز میباشند، افزایش می یابد. کنترل کننده ی حافظه بر طبق طرح پیشنهادی طراحی شده و عملکرد و بهره وری با آثار قبلی مقایسه می شود.

 

1-مقدمه

 

یک تصویر دیجیتال شامل آرایه دو بعدی از داده های پیکسلی؛ و یک ویدئو شامل چندین فریم تصویر دیجیتال می باشد. تعداد پیکسل در یک قاب تصویر بستگی به وضوح تصویر دارد. وضوح تصویر تلوزیون های دیجیتال با توجه به تقاضاهای فیلم با کیفیت بالا از حالت استاندارد (SD, 720*480) به حالت کیفیت فوق العاده (UHD, 3840*2160) و (UHD 7680*4320) افزایش یافته است. عملیات پردازش تصویر و ویدئو معمولا نیاز به بلوک های داده پیکسلی دو بعدی در یک قاب دارد.[1] سایز بلوک ها از پیکسل های 2*2 تا 128*128 بسته به عملیات پردازش تصویر متفاوت است.[1,2] شکل بلوک مربعی یا مستطیلی می باشد.

 

اندازه داده های پیکسلی در یک قاب از تصویر 4k USD برای فرمت RGBA 32 بیتی در حدود 33 مگابایت است. به طور کلی داده های پیکسلی در مموری با توجه به شکل همان قاب تصویر به منظور کاهش میزان محاسبه ی به دست آوردن آدرس های خواندن و نوشتن ذخیره شده است. در نتیجه نیاز به فضای حافظه ی بیشتر برای داده­ی پیکسلی یک قاب از 33 مگابایت می باشد؛ زیرا بعضی فضاهای حافظه بلا استفاده است، مگر اینکه تعداد از پیکسل های افقی با قدرت 2 منطبق باشد. بعلاوه، چندین قاب داده ی پیکسلی برای تعداد زیادی از پردازش تصویر و ویدئو و فضای حافظه در بسیاری از موارد برای اطلاعات قاب مورد نیاز است. دستگاه های حافظه برای اطلاعات قاب معمولا در همان PCB خارج از دستگاه تراشه در SDRAM نصب شده است. زمانی که داده­ی بعدی در یک ردیف متفاوت در دستگاه DRAM ذخیره می شود؛ یک چرخه ی انتظار به وجود می آید. داده ی پیکسلی از یک قاب و در نتیجه یک بلوک معمولا در چندین ردیف به هم پیوسته از یک بانک به شکل دو بعدی ذخیره می شود. ردیف های جدید باز شده و چندین با بسته می شوند؛ در حالی که خواندن یک بلوک از داده های پیکسلی، در چرخه ی انتظار انباشته شده است. به منظور حل این مشکل، لازم است داده بتواند در پیشبرد بافر حافظه خوانده شود؛ به طوری که می توانند بلافاصله به واحدهای پردازش تزریق شوند. سایز بلوک که بزرگتر می شود، سایز بافر حافظه بزرگتر نیز نیاز می شود. به علاوه، زمانی که آدرس داده ها برای پردازش بعدی در پیشبرد ناشناخته است، واکشی اولیه داده پیکسلی با استفاده از یک حافظه ی بافر قابل اجرا نیست.