專利名稱::多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
:本發(fā)明涉及一種多核心平臺(tái)(multi-coreplatform)的視頻解碼器(videodecorder)功率監(jiān)控(poweraware)方法與裝置。
背景技術(shù):
:就技術(shù)方面而言,納米高集成度工藝與芯片系統(tǒng)(System-on-chip,SoC)設(shè)計(jì)方法的突破,使得一個(gè)單芯片中能夠具備多個(gè)處理功能單元;就需求方面而言,電子產(chǎn)業(yè)的發(fā)展焦點(diǎn)已轉(zhuǎn)為數(shù)字化消費(fèi)性電子產(chǎn)品。熱門應(yīng)用涵蓋了手持式設(shè)備,即手機(jī)、數(shù)字像機(jī)、移動(dòng)媒體播放機(jī)(PortableMediaPlayer,PMP)等,以及家庭多媒體中心,如液晶電視(LCDTV)、數(shù)字激光視盤(DVD)、個(gè)人錄像機(jī)(PVR)、多媒體處理器(RG)等。這些電子設(shè)備所需處理的數(shù)據(jù)愈來愈多種變化,往往包括網(wǎng)絡(luò)、視頻、語音、文件等工作。為適應(yīng)如此復(fù)雜的運(yùn)算需求,多核心處理器架構(gòu)也就成為眾所矚目的解決方案。多核心處理器架構(gòu)并不單單以精簡(jiǎn)指令集(ReducedInstructionSetComputing,RISC)為微處理器(MicroProcessingUnit,MPU)核心的處理器,如ARM、MIPS以及PowerPC等微處理器,還包括處理信號(hào)的信號(hào)處理器(DigitalSignalProcessor,DSP)單元,以及針對(duì)特定功能的加速器。這些處理器單元可以是個(gè)別的多核心架構(gòu),如Broadcom、Freescale及PMC-Sierra等多核心RISC的網(wǎng)絡(luò)處理器,或Freescale的多核心的DSP產(chǎn)品,也可以是整合RISC和DSP甚至是可程序加速器的多媒體處理器,如OMAP(TI)、i.Smart(Freescale)及Vision(Agere)、以及工研院芯片中心所開發(fā)的PAC平臺(tái)等產(chǎn)品。為了滿足愈來愈豐富的多媒體內(nèi)容應(yīng)用,采用RISC微處理器加上DSP的雙核心處理器架構(gòu)已受到業(yè)界普遍的肯定。其中RISC微處理器(通常是ARM處理器)執(zhí)行操作系統(tǒng)、管理人機(jī)接口(MMI)并執(zhí)行其它一些常規(guī)任務(wù);DSP則用于完成繁重的數(shù)學(xué)處理任務(wù),例如語音編碼、視頻解碼、音頻解碼等多媒體應(yīng)用。也就是說,一般而言,雙核心的RISC微處理器與DSP在性能上有點(diǎn)不同,RISC增強(qiáng)型DSP可能在DSP性能上很強(qiáng),但卻不能提供足夠的RISC性能。由于DSP是為實(shí)時(shí)信號(hào)而最佳化,DSP處理實(shí)時(shí)信號(hào)所需的功率耗損和成本通常比RISC低,然而其管線(pipeline)架構(gòu)雖能有效地執(zhí)行復(fù)雜的信號(hào)處理運(yùn)算,但并不適合用在簡(jiǎn)單控制上,因此將DSP當(dāng)作控制處理器的效率往往不夠理想。多媒體應(yīng)用于移動(dòng)性產(chǎn)品如個(gè)人數(shù)字助理(Personaldigitalassistants,PDA)、智能型手機(jī)(smartphones)已相當(dāng)普遍,然而這些移動(dòng)性產(chǎn)品的電源是由電池供應(yīng),因此延長電池使用時(shí)間是件重要的事情。然而處理視頻數(shù)據(jù)需要大量的計(jì)算,相對(duì)的也就需要消耗大量的電源。根據(jù)對(duì)最先進(jìn)的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)H,264/AVC(AdvanceVideoCoding)視頻編碼的相關(guān)報(bào)告,在解壓縮的過程中,重建畫面的計(jì)算量差異很大。如圖1所示的解壓縮QCIF影像時(shí)重建畫面所需的周期(cycle)數(shù),最少需要1020140個(gè)周期,最多需要4002744個(gè)周期,平均需要2446444個(gè)周期,標(biāo)準(zhǔn)變異數(shù)(standardvariation)高達(dá)710647個(gè)周期。一般在設(shè)計(jì)時(shí),是以最差的情況來設(shè)計(jì),如此一來處理器就有許多的閑置時(shí)間;當(dāng)發(fā)現(xiàn)處理器有閑置時(shí)間時(shí),可以降低處理器的執(zhí)行電壓或頻率,以減少能源消耗。H.264/AVC解壓縮的流程200如圖2所示,己壓縮的位元串列經(jīng)過熵解碼201后,解碼出兩類數(shù)據(jù),第一類數(shù)據(jù)為語法元素,包括區(qū)塊(block)文件頭(fileheader)數(shù)據(jù)、移動(dòng)向量等,第二類數(shù)據(jù)為量化剩余系數(shù)(quantizedresidualcoefficient^在R264里,使用指數(shù)哥倫布碼來解第一類數(shù)據(jù),使用內(nèi)文適應(yīng)性可變長度碼(ContextAdaptiveVariableLengthCodes,CAVLC)來解第二類資料。CAVLD解碼的主要程序有六個(gè)步驟101-106,每個(gè)步驟使用不同的碼表。CAVLD的流程說明如下。步驟10h解碼非零系數(shù)的總個(gè)數(shù)TC與士1的個(gè)數(shù)Tls,其中TC值的范圍是0-16,而Tls值的范圍是0-3。此步驟是根據(jù)nC值而決定査詢的表格,此nC值是本方塊的上邊已解碼出的方塊與左邊已解碼出的方塊的非零系數(shù)總個(gè)數(shù)的平均值。步驟102:根據(jù)Tls,解碼T1的正負(fù)號(hào)(sign),以0代表正號(hào),1代表負(fù)號(hào)。步驟103:根據(jù)TC,依據(jù)解碼出非零系數(shù)Level。此步驟要查詢哪個(gè)表格是根據(jù)前一個(gè)已解碼出的非零系數(shù)而決定査詢的表格。步驟104:解碼非零系數(shù)前總共有幾個(gè)0。此步驟是根據(jù)TC的值而決定查詢的表格。步驟105:解碼每一非零系數(shù)前有幾個(gè)0。此步驟是根據(jù)有幾個(gè)0在此非零系數(shù)的值而決定査詢的表格。步驟106:根據(jù)前面步驟的值,還原出zig-zag順序排列的16個(gè)系數(shù)。熵解碼201之后產(chǎn)生的量化剩余系數(shù)如圖3所示。此量化剩余系數(shù)是由27個(gè)小區(qū)塊系數(shù)所組成,除了第16個(gè)及第17個(gè)是2x2小區(qū)塊302夕卜,其余都是4x4小區(qū)塊。而僅在區(qū)塊以IntmJ6xl6壓縮模式,熵解碼后才會(huì)產(chǎn)生第-1小區(qū)塊301。H.264/AVC解壓縮流程中,反向量化202是熵解碼后的量化剩余系數(shù)矩陣乘上相應(yīng)的量化矩陣,運(yùn)算公式如圖4A-圖4E所示,其中矩陣[cy]為量化剩余系數(shù)矩陣,S則是根據(jù)量化參數(shù)QP除以6的值而定,T矩陣為反向量化后得到的矩陣,稱之為轉(zhuǎn)換剩余區(qū)塊系數(shù)矩陣。反向量化202的第-1個(gè)小區(qū)塊301進(jìn)行4x4DC反向量化運(yùn)算,第16個(gè)以及第17個(gè)小區(qū)塊302,進(jìn)行2x2DC反向量化運(yùn)算,而其它的小區(qū)塊303則進(jìn)行4x4反向量化運(yùn)算。反向量化的后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換剩余系數(shù)如圖3所示,此轉(zhuǎn)換剩余系數(shù)是由27各小區(qū)塊系數(shù)所組成,除了第16個(gè)以及第17個(gè)是2x2小區(qū)塊302外,其余都是4x4小區(qū)塊。而僅在區(qū)塊用IntraJ6xl6的壓縮模式,熵解碼之后才會(huì)產(chǎn)生第-1個(gè)小區(qū)塊301。H.264/AVC解壓縮流程中,反向轉(zhuǎn)換203的運(yùn)算公式如圖5A-圖5C所示,其中矩陣[yij]為轉(zhuǎn)換剩余系數(shù)矩陣,X矩陣為剩余系數(shù)矩陣。對(duì)反向轉(zhuǎn)換203的第-1個(gè)小區(qū)塊301進(jìn)行4x4DC反向量化運(yùn)算,對(duì)第16個(gè)與第17個(gè)小區(qū)塊302進(jìn)行2x2DC反向轉(zhuǎn)換運(yùn)算,而對(duì)其他的小區(qū)塊303進(jìn)行4x4反向轉(zhuǎn)換運(yùn)算。H.264/AVC解壓縮流程中,移動(dòng)補(bǔ)償204是將同畫面預(yù)測(cè)(intra-frameprediction)207或畫面間預(yù)觀!l(inter-frameprediction)208找出的參考對(duì)象(predictor)與反向轉(zhuǎn)換的輸出相加的值。同畫面預(yù)測(cè)207提供兩種型式,intra一4x4及intraJ6x16。intra一4x4是以亮度的4x4小區(qū)塊為單位,找出它的參考對(duì)象,而尋找參考對(duì)象的模式共有9種預(yù)測(cè)的方向。而intraJ6xl6作法與intra—4x4類似,但是以亮度的16x16區(qū)塊為單位,而尋找參考對(duì)象的模式共有4種預(yù)測(cè)的方向。另外,同畫面預(yù)測(cè)技術(shù)也針對(duì)彩度提供4種同畫面預(yù)測(cè)的預(yù)測(cè)方向,而彩度是以彩度8x8區(qū)塊為單位。畫面間預(yù)測(cè)208是指利用移動(dòng)向量(motionvector)206在參考畫面中產(chǎn)生預(yù)測(cè)區(qū)塊。移動(dòng)向量206的單位可以是整數(shù)點(diǎn)、或是i/2點(diǎn)、或是%點(diǎn)。由于在儲(chǔ)存畫面時(shí)并沒有儲(chǔ)存^點(diǎn)和^點(diǎn)的數(shù)據(jù),因此^點(diǎn)和W點(diǎn)的數(shù)據(jù)必須由整數(shù)點(diǎn)推演出來。同畫面預(yù)測(cè)207的型態(tài)可由熵解碼后的第一類數(shù)據(jù)獲得,畫面間預(yù)測(cè)208的移動(dòng)向量可由熵解碼后的第一類數(shù)據(jù)推導(dǎo)而得。H.264/AVC解壓縮流程中,區(qū)塊濾波器(deblockingfilter)205處理方式如圖6A所示,可以用a-d的4條垂直邊界線和e-h的4條水平邊界線,把一個(gè)16x16的亮度區(qū)塊(lumaMB)分割成16個(gè)4x4的亮度子區(qū)塊(lumasub-MB)。同樣的,可以用i和j兩條垂直邊界線與k和1兩條水平邊界線把一個(gè)8x8的彩度區(qū)塊(chromaMB)分割成4個(gè)4x4的彩度子區(qū)塊(chromasub-MB),如圖6B所示。在執(zhí)行亮度區(qū)塊的區(qū)塊濾波器時(shí),其順序?yàn)橄忍幚韆-d的4條垂直邊界線,再處理e-h的4條水平邊界線。同樣的,在執(zhí)行彩度區(qū)塊的區(qū)塊濾波器時(shí),其順序?yàn)橄忍幚韎和j兩條垂直邊界線,再處理k和l兩條水平邊界線。在執(zhí)行區(qū)塊濾波器205時(shí),依據(jù)邊緣強(qiáng)度(boundarystrength,BS)來決定是否進(jìn)行濾波(filter)動(dòng)作。BS=1,2,3,4時(shí)執(zhí)行濾波,而BS=0時(shí)不需執(zhí)行濾波。邊緣強(qiáng)度是依據(jù)圖7的條件而定。綜上所述,傳統(tǒng)的解壓縮流程如圖8所示。第6,944,229號(hào)美國專利公開一種提供兩種動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器電壓頻率的方式,第一種為DVS-DM,第二種為DVS-PD。DVS-DM方法是利用先前的負(fù)載記錄來調(diào)整電壓頻率,把解壓縮時(shí)間分為延遲(delay)狀態(tài)與丟棄(drop)狀態(tài),延遲狀態(tài)表示中央處理器(CPU)有足夠時(shí)間執(zhí)行解壓縮,延遲值愈大表示中央處理器有愈多時(shí)間執(zhí)行解壓縮,延遲值等于0時(shí)表示中央處理器剛好夠時(shí)間執(zhí)行解壓縮。丟棄狀態(tài)表示中央處理器沒有時(shí)間執(zhí)行解壓縮,必須放棄解壓縮目前的畫面。當(dāng)解壓縮I型與P型畫面時(shí),把電壓頻率調(diào)到最高,而解壓縮B型畫面時(shí),調(diào)高電壓頻率。如果處于延遲狀態(tài)下,延遲值大于100時(shí),就調(diào)降電壓頻率。DVS-PD方法是利用估計(jì)執(zhí)行解壓縮時(shí)間與先前的負(fù)載記錄來調(diào)整電壓頻率,由于解壓縮I型、P型與B型畫面的時(shí)間是不同,因此執(zhí)行解壓縮時(shí)間是以畫面型態(tài)與先前同型態(tài)畫面的負(fù)載記錄的估計(jì),與類似DVS-DM的方法去調(diào)整電壓頻率。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法與裝置。由于是多核心平臺(tái),由其中一個(gè)處理器執(zhí)行一張畫面的熵解碼過程,收集熵解碼后的信息來估算此畫面所需的執(zhí)行頻率,依據(jù)估算結(jié)果調(diào)整其它處理器或是全部處理器的電壓與頻率,因而減少能源消耗。本發(fā)明根據(jù)nC值來決定査詢的表格,此nC值是本方塊的上邊已解碼出的方塊與左邊已解碼出的方塊的非零系數(shù)總個(gè)數(shù)的平均值。即可得到熵解碼后的信息的量化剩余系數(shù)全是O的個(gè)數(shù)。由此估計(jì)解壓縮時(shí)間,包括反向量化與反向轉(zhuǎn)換時(shí)間、移動(dòng)補(bǔ)償時(shí)間以及區(qū)塊濾波器時(shí)間。藉由估計(jì)解壓縮時(shí)間,動(dòng)態(tài)調(diào)整處理器的工作電壓和頻率。本發(fā)明的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控裝置包含一處理器單元(processorunit)禾口一功率管理單兀(powermanagementunit)。處理器單兀具有至少一個(gè)工作電壓及至少一個(gè)工作頻率。具體而言,為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法,該多核心平臺(tái)至少備有一處理器,該方法包含下列步驟接收一壓縮畫面的位元串列,并由該多核心平臺(tái)其中一處理器執(zhí)行該壓縮畫面的位元串列的熵解碼及輸出該熵解碼后的信息;根據(jù)該熵解碼后的信息,估算出該壓縮畫面的解壓縮時(shí)間;以及根據(jù)估算出的該壓縮畫面的解壓縮時(shí)間,調(diào)整該多核心平臺(tái)解壓縮該壓縮畫面的工作電壓與工作頻率。優(yōu)選地,該熵解碼后的信息包括量化剩余系數(shù)全是o的個(gè)數(shù)的信息。優(yōu)選地,該估算出該壓縮畫面的解壓縮時(shí)間包括估算出反向量化與反向轉(zhuǎn)換執(zhí)行時(shí)間、估算出移動(dòng)補(bǔ)償執(zhí)行時(shí)間,以及估算出區(qū)塊濾波器執(zhí)行時(shí)間。優(yōu)選地,通過該量化剩余系數(shù)全是o的個(gè)數(shù)的信息,計(jì)算該反向量化及該反向轉(zhuǎn)換的量化剩余系數(shù)有幾個(gè)不全是o系數(shù),由此估算出該反向量化及該反向轉(zhuǎn)換執(zhí)行時(shí)間。優(yōu)選地,通過該量化剩余系數(shù)全是o的個(gè)數(shù)的信息,以及移動(dòng)向量為整數(shù)點(diǎn)時(shí),該移動(dòng)補(bǔ)償僅做復(fù)制而不需運(yùn)算,把從同畫面預(yù)測(cè)或畫面間預(yù)測(cè)找出的參考對(duì)象再與反向轉(zhuǎn)換的輸出相加,由此估算出該移動(dòng)補(bǔ)償執(zhí)行時(shí)間。優(yōu)選地,通過該量化剩余系數(shù)全是o的個(gè)數(shù),以及邊緣強(qiáng)度等于o時(shí),不執(zhí)行該區(qū)塊濾波器的運(yùn)算,由此估算出該區(qū)塊濾波器執(zhí)行時(shí)間。優(yōu)選地,多核心平臺(tái)至少備有兩個(gè)處理器,并且其中一第一處理器執(zhí)行該熵解碼和該估計(jì)解壓縮時(shí)間后,依據(jù)估計(jì)出的解壓縮時(shí)間,設(shè)定其它處理器執(zhí)行該解壓縮的工作電壓與工作頻率。優(yōu)選地,所述其它處理器執(zhí)行一第N張畫面的該解壓縮期間,該第一處理器接續(xù)執(zhí)行第N+1、第N+2張或更多張壓縮畫面位元串列的該熵解碼和該估計(jì)解壓縮時(shí)間后,依據(jù)該估計(jì)出的解壓縮時(shí)間,設(shè)定所述其它處理器執(zhí)行相對(duì)應(yīng)畫面的解壓縮的工作電壓與工作頻率。優(yōu)選地,該多核心平臺(tái)的一處理器先執(zhí)行一第N+1張畫面的熵解碼和估計(jì)該第N+1張畫面的解壓縮時(shí)間,后執(zhí)行一第N張畫面的反向量化、反向轉(zhuǎn)換、移動(dòng)補(bǔ)償與區(qū)塊濾波器,再根據(jù)該估計(jì)的該第N+1張畫面的解壓縮時(shí)間設(shè)定該第N+1張畫面的執(zhí)行解壓縮時(shí)的工作電壓與工作頻率。為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明還提供了一種多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控裝置,該裝置包含一處理器單元,具有至少一個(gè)工作電壓及至少一個(gè)工作頻率,該處理器單元備有一熵解碼器以及一解壓縮器,并接收一壓縮畫面的位元串列,該熵解碼器執(zhí)行該壓縮畫面的位元串列的熵解碼及輸出該熵解碼后的信息,該熵解碼后的信息包括量化剩余系數(shù)全是O的個(gè)數(shù)的信息;以及一功率管理單元,根據(jù)所述包括量化剩余系數(shù)全是O的個(gè)數(shù)的信息,估算出該壓縮畫面的解壓縮時(shí)間并調(diào)整該處理器單元的工作電壓與工作頻率,該解壓縮器以此執(zhí)行該壓縮畫面的解壓縮。優(yōu)選地,該多核心平臺(tái)為一種雙核心處理器。優(yōu)選地,該雙核心處理器包括一微處理器以及一數(shù)字信號(hào)處理器。優(yōu)選地,該處理器單元為一種單核心處理器。優(yōu)選地,該單核心處理器為一微處理器。優(yōu)選地,該單核心處理器平臺(tái)為一數(shù)字信號(hào)處理器。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于,本發(fā)明動(dòng)態(tài)地調(diào)整DSP處理器的電壓與頻率,其電源消耗比傳統(tǒng)固定式電壓及頻率的技術(shù)節(jié)省了22%的能源?,F(xiàn)配合下列附圖、實(shí)施例的詳細(xì)說明及權(quán)利要求書,將上述及本發(fā)明的其它目的與優(yōu)點(diǎn)詳述于后。圖1為H.264/AVC解壓縮QCIF影像時(shí)時(shí)重建畫面所需的周期數(shù)。圖2為H.264/AVC解壓縮的流程圖。圖3為反向量化的后產(chǎn)生的轉(zhuǎn)換剩余系數(shù)數(shù)據(jù)。圖4A為4x4反向量化運(yùn)算公式。圖4B為4x4DC反向量化運(yùn)算公式(QP》12)。圖4C為4x4DC反向量化運(yùn)算公式(QP〈12)。圖4D為2x2DC反向量化運(yùn)算公式(QP》6)。圖4E為2x2DC反向量化運(yùn)算公式(QP〈6)。圖5A為4x4反向轉(zhuǎn)換運(yùn)算公式。圖5B為4x4DC反向轉(zhuǎn)換運(yùn)算公式。圖5C為2x2反向轉(zhuǎn)換運(yùn)算公式。圖6A為4x4區(qū)塊濾波器的處理順序。圖6B為2x2區(qū)塊濾波器的處理順序。圖7說明邊緣強(qiáng)度的條件。圖8說明傳統(tǒng)的解壓縮流程。圖9為一流程圖,說明本發(fā)明的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法的步驟。圖10為本發(fā)明的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控裝置的一個(gè)系統(tǒng)概要圖。圖11說明本發(fā)明的功率監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用在雙核心處理器結(jié)構(gòu)的解壓縮流程。圖12為傳統(tǒng)固定式電壓及頻率下,重建每張畫面所需的周期數(shù)與每張畫面的解壓縮時(shí)間占1/15秒的百分比。圖13A為DSP處理器的六種電源模式的功率消耗與頻率電壓的間的關(guān)系圖。圖13B為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)式電壓及頻率下,DSP處理器重建每張畫面所需的周期數(shù)與每張畫面的解壓縮時(shí)間占1/15秒的百分比。其中,附圖標(biāo)記說明如下:<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>具體實(shí)施例方式本發(fā)明分析H.264/AVC解壓縮流程后,得知當(dāng)量化剩余系數(shù)全是0時(shí),在解壓縮流程里,有些運(yùn)算可免執(zhí)行。例如(l)反向量化與反向轉(zhuǎn)換運(yùn)算可免執(zhí)行;(2諾移動(dòng)向量的單位為整數(shù)點(diǎn)時(shí),則移動(dòng)補(bǔ)償不需運(yùn)算僅需做復(fù)制;(3)當(dāng)BS:0時(shí),區(qū)塊濾波器運(yùn)算也可免執(zhí)行。而根據(jù)nC值來決定查詢的表格,此nC值是本方塊的上邊已解碼出的方塊與左邊已解碼出的方塊的非零系數(shù)總個(gè)數(shù)的平均值。即可得到熵解碼后的信息的量化剩余系數(shù)全是0的個(gè)數(shù)。收集上述熵解碼后的信息即可估算一張畫面所需的執(zhí)行頻率,再依據(jù)估算結(jié)果來調(diào)整其它處理器或是全部處理器的工作電壓與與工作頻率,以處理下一張畫面。圖9為一流程圖,說明本發(fā)明的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法的步驟。此多核心平臺(tái)至少備有一處理器。參考圖9,如步驟901所示,首先接收一壓縮畫面的位元串列,并由此多核心平臺(tái)其中一處理器來執(zhí)行此壓縮畫面的位元串列的熵解碼及輸出此熵解碼后的信息。此熵解碼后的信息至少包括量化剩余系數(shù)全是0的個(gè)數(shù)。如步驟903所示,根據(jù)此熵解碼后的信息,估算出此壓縮畫面的解壓縮時(shí)間。如步驟905所示,根據(jù)估算出的解壓縮時(shí)間,調(diào)整此多核心平臺(tái)解壓縮此壓縮畫面的工作電壓與工作頻率,以進(jìn)行此壓縮畫面的解壓縮。由于熵解碼時(shí)間與位串的有幾個(gè)位呈線性關(guān)系,因此在步驟卯l中,只要知道一個(gè)畫面有多少位即可估計(jì)其熵解碼執(zhí)行時(shí)間。而若要節(jié)省能源,就要正確調(diào)整多核心平臺(tái)的處理器處理一張壓縮畫面的工作電壓與工作頻率。以下進(jìn)一步說明本發(fā)明如何正確估算出解壓縮的時(shí)間。步驟903中估算出解壓縮時(shí)間包括估算出反向量化與反向轉(zhuǎn)換執(zhí)行時(shí)間ETIQ&IT、估算出移動(dòng)補(bǔ)償執(zhí)行時(shí)間ETMC以及估算出區(qū)塊濾波器執(zhí)行時(shí)間ETDF。也就是估算出的解壓縮時(shí)間為ETIQ&IT+ETMC+ETDF。反向量化與反向轉(zhuǎn)換執(zhí)行時(shí)間ETw^的估算說明如后。基本上反向量化與反向轉(zhuǎn)換可看成是24個(gè)4x4小區(qū)塊的運(yùn)算,而當(dāng)4x4小區(qū)塊的系數(shù)全為0時(shí),由于0乘任何數(shù)目都是0,所以反向量化與反向轉(zhuǎn)換的運(yùn)算可免執(zhí)行。因此只要知道熵解碼之后24個(gè)4x4小區(qū)塊的量化剩余系數(shù)有幾個(gè)不全是0系數(shù),就可估計(jì)出反向量化與反向轉(zhuǎn)換執(zhí)行時(shí)間。在CAVLD的第一步驟(步驟101)中,要查尋那個(gè)表格是依據(jù)nC值而定,此nC值是本方塊的上邊方塊與左邊的方塊的非零系數(shù)總個(gè)數(shù)的平均值。從nC值就可收集所需要的信息。移動(dòng)補(bǔ)償執(zhí)行時(shí)間ETMc的估算說明如后。移動(dòng)補(bǔ)償是把從同畫面預(yù)測(cè)或畫面間預(yù)測(cè)找出的參考對(duì)象(predictor)再與反向轉(zhuǎn)換的輸出相加。因此移動(dòng)補(bǔ)償執(zhí)行時(shí)間可分為產(chǎn)生參考對(duì)象時(shí)間與相加時(shí)間。如前所述,H.264/AVC針對(duì)亮度提供了兩種同畫面預(yù)測(cè)的型式,intra—4x4及intm—16x16。針對(duì)彩度提供了4種同畫面預(yù)測(cè)的方向,而彩度是以彩度的8x8區(qū)塊為單位。當(dāng)然不同的型態(tài)計(jì)算量是不同的。而畫面間預(yù)測(cè)是指利用移動(dòng)向量在參考畫面中產(chǎn)生預(yù)測(cè)區(qū)塊。移動(dòng)向量的單位可以是整數(shù)點(diǎn)或是1/2點(diǎn)或是%點(diǎn)。若移動(dòng)向量的單位為整數(shù)點(diǎn)時(shí),則移動(dòng)補(bǔ)償不需運(yùn)算僅需做復(fù)制。由于在儲(chǔ)存畫面時(shí)并沒有儲(chǔ)存!/2點(diǎn)和y4點(diǎn)的數(shù)據(jù),因此^點(diǎn)和y4點(diǎn)的數(shù)據(jù)必須由整數(shù)點(diǎn)推演出來。因此移動(dòng)向量的補(bǔ)償是整數(shù)點(diǎn)、或是y2點(diǎn)或是w點(diǎn),其計(jì)算量是不同的。同畫面預(yù)測(cè)的型態(tài)可由熵解碼后的第一類數(shù)據(jù)獲得,畫面間預(yù)測(cè)的移動(dòng)向量可由熵解碼后的第一類數(shù)據(jù)推導(dǎo)而得。區(qū)塊濾波器執(zhí)行時(shí)間ETDF的估算說明如后?;旧?,執(zhí)行區(qū)塊濾波器可看成是32個(gè)4X4小區(qū)塊的區(qū)塊濾波器運(yùn)算,依據(jù)BS值而決定區(qū)塊濾波器運(yùn)算與否。若BS值為O,則不做區(qū)塊濾波器運(yùn)算,另外BS值為1、或2、或3時(shí)與BS值為4的估算公式也不同。圖10為實(shí)現(xiàn)圖9的步驟流程的本發(fā)明的多核心平臺(tái)視頻解碼器功率監(jiān)控裝置的一個(gè)系統(tǒng)概要圖。參考圖10,此功率監(jiān)控裝置包含一處理器單元1001和一功率管理單元1003。處理器單元1001具有至少一個(gè)工作電壓及至少一個(gè)工作頻率,并備有一熵解碼器1011以及一解壓縮器1021。處理器單元1001接收一壓縮畫面的位元串列。熵解碼器1011執(zhí)行此壓縮畫面的位元串列的熵解碼及輸出此熵解碼后的信息1011a,此熵解碼后的信息至少包括量化剩余系數(shù)全是0的個(gè)數(shù)的信息101lb。根據(jù)此信息101lb,功率管理單元1003估算出此壓縮畫面的解壓縮時(shí)間并調(diào)整處理器單元1001的工作電壓與工作頻率。依此,解壓縮器1021執(zhí)行此壓縮畫面的解壓縮。所以,本發(fā)明處理每一張壓縮畫面時(shí),動(dòng)態(tài)且精確地調(diào)整出處理器單元1001的工作電壓與工作頻率,因而能夠節(jié)省能源。本發(fā)明中,解壓縮器1021根據(jù)熵解碼后的信息1001a來執(zhí)行一張壓縮畫面的解壓縮,此解壓縮包括執(zhí)行反向量化與反向轉(zhuǎn)換、移動(dòng)補(bǔ)償以及區(qū)塊濾波器。為了全面闡述本發(fā)明,本發(fā)明分別以雙核心平臺(tái)和單核心平臺(tái)提供兩個(gè)范例進(jìn)一步作說明。第一個(gè)范例中,多核心平臺(tái)為一種雙核心處理器,包括一第一處理器和一第二處理器。此雙核心處理器的結(jié)構(gòu)下,第一處理器(例如微處理器)接收一張壓縮畫面的位元串列后,執(zhí)行此位元串列的熵解碼并估計(jì)此張壓縮畫面的解壓縮時(shí)間,以及動(dòng)態(tài)調(diào)整第二處理器(例如數(shù)字信號(hào)處理器)的工作電壓與工作頻率。第二處理器則處理壓縮畫面的解壓縮,包括執(zhí)行反向量化與反向轉(zhuǎn)換、移動(dòng)補(bǔ)償以及區(qū)塊濾波器。為了全面闡述本發(fā)明,為簡(jiǎn)單說明起見,在圖11的示意圖中,說明本發(fā)明的功率監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用在雙核心處理器結(jié)構(gòu)的解壓縮流程。其中,一數(shù)字信號(hào)處理器(第二處理器)執(zhí)行一第N張畫面的解壓縮期間(包括執(zhí)行反向量化與反向轉(zhuǎn)換、移動(dòng)補(bǔ)償以及區(qū)塊濾波器),一微處理器(第一處理器)接續(xù)執(zhí)行第N+1張壓縮畫面位元串列的熵解碼、估計(jì)解壓縮時(shí)間以及計(jì)算此數(shù)字信號(hào)處理器處理后續(xù)第N+l張畫面的解壓縮的工作電壓與工作頻率。由于畫面的解壓縮期間相當(dāng)耗時(shí),所以,在第二處理器執(zhí)行一第N張畫面的解壓縮期間,第一處理器可以接續(xù)執(zhí)行第N+1、第N+2張或更多張壓縮畫面位元串列的熵解碼、估計(jì)解壓縮時(shí)間以及計(jì)算第二處理器處理后續(xù)不同張畫面的解壓縮的工作電壓與工作頻率。因而能夠節(jié)省能源。第二個(gè)范例中,多核心平臺(tái)為一種單核心處理器,例如僅為單一數(shù)字信號(hào)處理器或是僅為單一微處理器。此單核心處理器的結(jié)構(gòu)下,此單核心處理器先執(zhí)行第N+1張畫面的熵編碼與估計(jì)第N+1張畫面的解壓縮的執(zhí)行時(shí)間,然后執(zhí)行第N張畫面的反向量化、反向轉(zhuǎn)換、移動(dòng)補(bǔ)償與區(qū)塊濾波器。結(jié)束時(shí)依據(jù)估計(jì)的解壓縮時(shí)間設(shè)定此單核心處理器在處理第N+l張畫面的解壓縮時(shí)的工作電壓與工作頻率。在圖11中示出了第一處理器與第二處理器相同時(shí)的特例。在模擬實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)中,將本發(fā)明的動(dòng)態(tài)式調(diào)整電壓及頻率的電源消耗與傳統(tǒng)的固定式電壓及頻率的電源消耗進(jìn)行比較。其中多核心平臺(tái)為一雙核心處理器,并假設(shè)每一張畫面需要在1/15秒內(nèi)解壓縮完畢。圖12為在傳統(tǒng)固定式電壓及頻率下,重建每張畫面所需的周期數(shù)與每張畫面的解壓縮時(shí)間占1/15秒的百分比,其中一信號(hào)處理器以固定電壓1.2伏特與頻率228百萬赫茲來執(zhí)行程序。假設(shè)此DSP執(zhí)行程序1/15秒鐘所需的消耗電源為1個(gè)單位,并且假設(shè)DSP每張畫面解壓縮的剩余時(shí)間所需的消耗電源為0個(gè)單位。則圖12中的電源消耗為1x9.08+0x5.92=9.08單位。其中,9.08是圖U中每張畫面的1/15秒解壓縮時(shí)間百分比相加后的總合,而5.92是每張畫面的1/15秒解壓縮剩余時(shí)間百分比的相加后的總合。若能事先知到解壓縮每張畫面所需的周期數(shù),則能適當(dāng)?shù)卣{(diào)整電壓與頻率來節(jié)省能源。根據(jù)本發(fā)明,圖13A圖為DSP的六種電源模式(powermode),模式1-模式6,其功率消耗與頻率電壓之間的關(guān)系。圖13B為本發(fā)明的動(dòng)態(tài)式電壓及頻率下,此DSP處理器以不同的電源模式重建每張畫面所需的周期數(shù)與每張畫面的解壓縮時(shí)間占1/15秒的百分比。則圖12B中的電源消耗為1x(2.78)+(1.0/1.2)2(152/228)x(8.73)+(0.8/1.2)2(114/228)x(0.92)=2.78+4.04+0.26=7.08單位。由此可看出,本發(fā)明動(dòng)態(tài)調(diào)整DSP處理器的電壓與頻率,其電源消耗比傳統(tǒng)固定式電壓及頻率的技術(shù)節(jié)省了22%的能源。然而,以上所述的僅為發(fā)明的最佳實(shí)施例而已,應(yīng)當(dāng)不能依此來限定本發(fā)明的專利保護(hù)范圍。即凡是根據(jù)本發(fā)明權(quán)利要求書所作的等同變化與修飾,均屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。權(quán)利要求1.一種多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法,該多核心平臺(tái)至少備有一處理器,該方法包含下列步驟接收一壓縮畫面的位元串列,并由該多核心平臺(tái)其中一處理器執(zhí)行該壓縮畫面的位元串列的熵解碼及輸出該熵解碼后的信息;根據(jù)該熵解碼后的信息,估算出該壓縮畫面的解壓縮時(shí)間;以及根據(jù)估算出的該壓縮畫面的解壓縮時(shí)間,調(diào)整該多核心平臺(tái)解壓縮該壓縮畫面的工作電壓與工作頻率。2.如權(quán)利要求1所述的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法,其中該熵解碼后的信息至少包括量化剩余系數(shù)全是0的個(gè)數(shù)的信息。3.如權(quán)利要求2所述的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法,其中該估算出該壓縮畫面的解壓縮時(shí)間包括估算出反向量化與反向轉(zhuǎn)換執(zhí)行時(shí)間、估算出移動(dòng)補(bǔ)償執(zhí)行時(shí)間,以及估算出區(qū)塊濾波器執(zhí)行時(shí)間。4.如權(quán)利要求3所述的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法,其中,通過該量化剩余系數(shù)全是0的個(gè)數(shù)的信息,計(jì)算該反向量化及該反向轉(zhuǎn)換的量化剩余系數(shù)有幾個(gè)不全是0系數(shù),由此估算出該反向量化及該反向轉(zhuǎn)換執(zhí)行時(shí)間。5.如權(quán)利要求3所述的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法,其中,通過該量化剩余系數(shù)全是O的個(gè)數(shù)的信息,以及移動(dòng)向量為整數(shù)點(diǎn)時(shí),該移動(dòng)補(bǔ)償僅做復(fù)制而不需運(yùn)算,把從同畫面預(yù)測(cè)或畫面間預(yù)測(cè)找出的參考對(duì)象再與反向轉(zhuǎn)換的輸出相加,由此估算出該移動(dòng)補(bǔ)償執(zhí)行時(shí)間。6.如權(quán)利要求3所述的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法,其中,通過該量化剩余系數(shù)全是O的個(gè)數(shù),以及邊緣強(qiáng)度等于0時(shí),免執(zhí)行該區(qū)塊濾波器的運(yùn)算,由此估算出該區(qū)塊濾波器執(zhí)行時(shí)間。7.如權(quán)利要求1所述的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法,其中多核心平臺(tái)至少備有兩個(gè)處理器,并且其中一第一處理器執(zhí)行該熵解碼和該估計(jì)解壓縮時(shí)間后,依據(jù)估計(jì)出的解壓縮時(shí)間,設(shè)定其它處理器執(zhí)行該解壓縮的工作電壓與工作頻率。8.如權(quán)利要求7所述的多核心平臺(tái)視頻解碼器功率監(jiān)控方法,其中所述其它處理器執(zhí)行一第N張畫面的該解壓縮期間,該第一處理器接續(xù)執(zhí)行第N+1、第N+2張或更多張壓縮畫面位元串列的該熵解碼和該估計(jì)解壓縮時(shí)間后,依據(jù)該估計(jì)出的解壓縮時(shí)間,設(shè)定所述其它處理器執(zhí)行相對(duì)應(yīng)畫面的解壓縮的工作電壓與工作頻率。9.如權(quán)利要求1所述的多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控方法,其中該多核心平臺(tái)的一處理器先執(zhí)行一第N+l張畫面的熵解碼和估計(jì)該第N+l張畫面的解壓縮時(shí)間,后執(zhí)行一第N張畫面的反向量化、反向轉(zhuǎn)換、移動(dòng)補(bǔ)償與區(qū)塊濾波器,再根據(jù)該估計(jì)的該第N+1張畫面的解壓縮時(shí)間設(shè)定該第N+l張畫面的執(zhí)行解壓縮時(shí)的工作電壓與工作頻率。10.—種多核心平臺(tái)的視頻解碼器功率監(jiān)控裝置,該裝置包含一處理器單元,具有至少一個(gè)工作電壓及至少一個(gè)工作頻率,該處理器單元備有一熵解碼器以及一解壓縮器,并接收一壓縮畫面的位元串列,該熵解碼器執(zhí)行該壓縮畫面的位元串列的熵解碼及輸出該熵解碼后的信息,該熵解碼后的信息至少包括量化剩余系數(shù)全是O的個(gè)數(shù)的信息;以及一功率管理單元,根據(jù)所述至少包括量化剩余系數(shù)全是0的個(gè)數(shù)的信息,估算出該壓縮畫面的解壓縮時(shí)間并調(diào)整該處理器單元的工作電壓與工作頻率,該解壓縮器以此執(zhí)行該壓縮畫面的解壓縮。11.如權(quán)利要求10所述的多核心平臺(tái)視頻解碼器功率監(jiān)控裝置,其中該多核心平臺(tái)為一種雙核心處理器。12.如權(quán)利要求11所述的多核心平臺(tái)視頻解碼器功率監(jiān)控裝置,其中該雙核心處理器包括一微處理器以及一數(shù)字信號(hào)處理器。13.如權(quán)利要求11所述的多核心平臺(tái)視頻解碼器功率監(jiān)控裝置,其中該處理器單元為一種單核心處理器。14.如權(quán)利要求13所述的多核心平臺(tái)視頻解碼器功率監(jiān)控裝置,其中該單核心處理器為一微處理器。15.如權(quán)利要求13所述的多核心平臺(tái)視頻解碼器功率監(jiān)控裝置,其中該單核心處理器平臺(tái)為一數(shù)字信號(hào)處理器。全文摘要本發(fā)明公開了一種多核心平臺(tái)的視頻解壓縮器功率監(jiān)控方法與裝置。此功率監(jiān)控裝置包含一處理器單元和一功率管理單元。處理器單元具有至少一個(gè)工作電壓及至少一個(gè)工作頻率,并備有一熵解碼器以及一解壓縮器。由于是多核心平臺(tái),由其中一個(gè)處理器執(zhí)行一張畫面的熵解碼過程,收集熵解碼后的信息以估算解壓縮畫面所需的執(zhí)行時(shí)間,依據(jù)估算的解壓縮執(zhí)行時(shí)間,動(dòng)態(tài)調(diào)整其它處理器或是全部處理器的電壓及頻率,因而減少能源消耗。文檔編號(hào)H04N7/26GK101115198SQ20061010744公開日2008年1月30日申請(qǐng)日期2006年7月26日優(yōu)先權(quán)日2006年7月26日發(fā)明者張志豪,曾紹崟,陳家明申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院