[发明专利]数据包装装置及数据包装方法

说明书

技术领域

本发明与存储器管理技术相关，并且尤其与用以包装数据的存储器管理技术相关。

背景技术

近年来有许多电子产品，包括数字相机、录影机、智能型手机等等，皆以产品具备拍摄大尺寸、高解析度的影像/影片的能力来吸引消费者。对硬件制造者来说，如何与时俱进，制作更高品质的影像编码器，一直都是重要的议题。

图1为一影像编码器方块图范例。像素区块输入模块11将数据供应端输入的像素数据组成区块。转换/量化模块12对上述像素区块输入模块11产生的区块施以离散余弦转换(discrete cosine transform，DCT)和量化(quantization)程序，以达成压缩效果。随后，游程长度编码(run length coding，RLC)模块13负责找出量化后数据中的非零值(Run)和非零值之前的零值个数(Length)，并以这两个成对的参数表示数据内容，藉此进一步压缩数据量。举例而言，量化后数据00000200007可表示为(Run，Length)＝(2，5)(7，4)。可变长度编码(variable length coding，VLC)模块14的工作是根据游程长度编码模块13输出的成对参数查表，将每一组成对参数再次转换为一编码位元流。可变长度编码模块14每次产生的编码位元流的长度是不固定的。位元流包装模块15则将可变长度编码模块14产生的编码位元流合并，以组成长度适当的封包。

接下来以位元流包装模块15包含两个桶状移位器(barrel shifter)的情况为例，说明目前通用的位元流包装机制。如图2(A)所示，桶状移位器15A、15B能容纳的数据长度分别为32位元，并且，桶状移位器15A、15B各自能提供的最大移位量为32位元。位元流包装模块15每周期接收一个位元流。如图2(B)所示，在第一周期中，长度为8位元的位元流a首先被存入桶状移位器15A并且靠左放置。在随后的第二周期中，长度为16位元的位元流b输入位元流包装模块15，为使位元流b邻接于位元流a右侧放置，桶状移位器15A在接收位元流b的同时，对位元流b施以8位元的向右移位。

在第三周期中，长度为24位元的位元流c被传送至位元流包装模块15。由于桶状移位器15A的剩余容量不足，位元流c被拆解为长度分别为8位元、16位元的位元流c1、c2，分别存放在桶状移位器15A、15B中。假设位元流包装模块15应产生的封包长度固定为32位元。因桶状移位器15A中的位元流a、b、c1已足够组成一个封包，在第四周期中，位元流包装模块15除了接收新的位元流d，亦将位元流a、b、c1串接合并为一个封包后输出。如图2(B)所示，位元流c2会被搬移至桶状移位器15A的最左侧。位元流d则是被存入桶状移位器15A中邻接位元流c2的区段。

由以上说明可知，为了正确串接各个位元流，位元流包装模块15每次在接收位元流的同时，必须选择性地利用桶状移位将位元流搬移至正确的区段。就图2(B)所示的范例而言，为了紧邻位元流a，位元流b的起始位置必须是桶状移位器15A中自左端数来第9位元的位置，因此需要向右移位8位元。为了紧邻位元流b，位元流c的起始位置则必须是自左端数来第25位元的位置，因此需要向右移位24位元。于此范例中，桶状移位器15A、15B各自能提供的最大移位量为32位元。

近来随着画面尺寸和画面解析度的提高，位元流的平均长度不断增加。举例而言，过去每个位元流所包含的内容至多不超过32位元，但现在的位元流长度可能会长于32位元。此外，为了配合影像数据量的大幅增加，对编码器硬件速度的要求也逐渐升高。举例而言，若可变长度编码模块14被要求在每个周期内处理两笔数据，位元流包装模块15在每个周期内所接收的位元流长度即可能长于32位元。相对应地，位元流包装模块15必须能在单一周期中提供高于32位元的最大移位量。

就当前的技术水准而言，实现最大移位量高于32位元(例如64位元)的桶状移位器并不困难。问题在于，移位量愈大，完成移位所需要的时间就愈长。在数据量较大的情况下，如果位元流包装模块15无法配合可变长度编码模块14产生位元流的速度，顺利完成位元流的接收、移位、合并、输出，位元流包装模块15很可能是拖慢影像编码器整体速度的瓶颈。

若藉由提高转换/量化模块12所采用的量化程度来减少后续数据量，虽可缓解对位元流包装模块15的速度要求，却会牺牲影像品质，并不是理想的对策。

发明内容