TWI839085B - 多分辨率高速緩存 - Google Patents

Abstract

一種多分辨率高速緩存包括第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段，第一分段具有第一分辨率以及第二高速緩存分段和第三高速緩存分段具有第二分辨率，所述第二分辨率小於所述第一分辨率，所述第一高速緩存分段和第三高速緩存分段以通信方式耦合到片外存儲器，所述第一高速緩存分段和第三高速緩存分段被配置成接收具有所述第一分辨率和第二分辨率的高速緩存行的數據；第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，第四高速緩存分段和第五高速緩存分段具有所述第二分辨率；第一分辨率降低器，第一分辨率降低器以通信方式耦合到所述第一高速緩存分段和第四高速緩存分段，且被配置成在所述第一分辨率的緩存數據行從所述第一高速緩存分段移位到所述第四高速緩存分段時降低所述分辨率；第一分辨率提升器，第一分辨率提升器以通信方式耦合到具有第二分辨率的所有高速緩存分段，且被配置成將降低分辨率的緩存數據提升到第一分辨率並將其輸出。

Description

多分辨率高速緩存

本發明有關於一種多分辨率高速緩存。

圖像處理操作，例如空間濾波和運動補償幀插值MCFI（也稱為運動估計和運動補償或MEMC），是在局部圖像鄰域上運行，例如，空間域中的局部鄰域。典型地，圖像數據高速緩存用於減少內存訪問帶寬，其僅從內存讀取一次圖像數據，並從緩存的數據提供對局部鄰域的訪問。因此，較大的鄰域意味著更大的高速緩存大小，並且由此意味著更高的高速緩存成本。

有鑑於此，吾等發明人乃潛心進一步研究，並著手進行研發及改良，期以一較佳發明以解決上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。

在一個方面，多分辨率高速緩存包括分別具有第一分辨率、第二分辨率和第三分辨率的第一高速緩存分段（102）、第二高速緩存分段（108）和第三高速緩存分段（110）；第二分辨率小於第一分辨率，第三分辨率小於第二分辨率，第一高速緩存分段（102）、第二高速緩存分段（108）和第三高速緩存分段（110）以通信方式耦合到片外存儲器（120）；第一高速緩存分段（102）、第二高速緩存分段（108）和第三高速緩存分段（110）被配置成從片外存儲器（即，位於高速緩存的外部，例如DDRRAM、（緩存的）視頻流等）接收具有第一分辨率、第二分辨率和第三分辨率的一個高速緩存行的（圖像）數據；第四高速緩存分段（106）和第五高速緩存分段（104）分別具有第二分辨率和第三分辨率；第一分辨率降低器（114）以通信方式耦合到第一高速緩存分段（102）和第四高速緩存分段（106），其被配置成在第一分辨率高速緩存行從第一高速緩存分段（102）移位到第四高速緩存分段（106）時降低分辨率；第二分辨率降低器（112）以通信方式耦合到第四高速緩存分段（106）和第五高速緩存分段（104），且被配置成在降低分辨率的緩存數據行從第四高速緩存分段（106）移位到第五個高速緩存（104）分段時進一步降低所述降低分辨率的緩存數據的分辨率；第一分辨率提升器（118）和第二分辨率提升器（116）分別與第二高速緩存分段（108）和第三高速緩存分段（110）以通信方式耦合，並且還分別與第四高速緩存分段（106）和第五高速緩存分段（104）以通信方式耦合，其被配置成將所述降低分辨率的緩存數據和進一步降低分辨率的緩衝數據提升到第一分辨率，並輸出提升了分辨率的緩存數據。

關於吾等發明人之技術手段，茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供  鈞上深入瞭解並認同本發明。

多個實施例使用多分辨率高速緩存，由此高速緩存的一部分包含具有較高（例如完全）分辨率的圖像，並且高速緩存的其他部分包含具有較低分辨率的圖像。以這種方式，與單個分辨率高速緩存相比，相同的高速緩存大小能夠提供對更大的鄰域區域的訪問，或者換句話說，相同的鄰域大小所需要的高速緩存大小更低。

如果高速緩存中有較高分辨率數據可用，則高速緩存系統可以由較高分辨率數據生成較低分辨率數據，以及當高速緩存中沒有較高分辨率數據可用時，它從存儲器讀取較低分辨率數據。

高速緩存系統以最高可用分辨率提供數據，或者它提供兩個分辨率的混合，其中兩個高速緩存分辨率分段重疊或過渡。

圖像處理功能（例如空間或時空）通常能夠受益於更大尺寸的局部鄰域（濾波器孔徑大小）。實施例能夠通過增加孔徑大小實現更好的圖像處理結果，從而不以（位於存儲器中的）原圖像數據的分辨率而是以降低的分辨率來提供相距中心像素較遠的像素的數據。

儘管分辨率降低仍能夠獲益於更大孔徑的應用的實踐示例是MCFI。在MCFI中，在原視頻幀之間產生中間幀，例如，將每秒24幀（fps）膠片轉換到120fps膠片。MCFI需要沿著運動軌跡從相鄰輸入幀提取圖像像素，為此需要每個輸入幀處一個空間孔徑。可用的局部鄰域（孔徑）大小定義了在插值之前能夠正確地補償的最大運動量。例如，如果垂直可用孔徑大小為以當前像素位置為中心的101個線，則能夠對具有最高+/-50個垂直線的輸入幀到輸出幀運動的對象進行正確地插值，而具有更大垂直運動的對象將產生不正確的插值結果。如果我們以較低分辨率提供超過101線孔徑的像素，則MCFI能夠正確地執行運動補償，儘管是採用較低輸出分辨率。

因此，實施例提供一種用於在高速緩存中以多個分辨率存儲圖像數據以及提供對圖像數據的訪問的系統，從而與單一分辨率高速緩存機制相比，對於相同訪問範圍，減少了高速緩存大小，或者換言之，與單一分辨率高速緩存機制相比，對於相同高速緩存大小，提供了更大的訪問範圍。

該多分辨率高速緩存系統包括：

1.至少2個高速緩存分段，其中一個用於以高分辨率存儲圖像，並且其中一個或多個用於以較低分辨率存儲圖像，由此不同的分辨率分段可以彼此可選地部分或完全重疊。

2.一種以（圖像）數據填充高速緩存的機制，由此從高速緩存中移除給定量的舊數據（例如一個圖像行），該高速緩存中的數據按給定量移位（注意，被移位不一定意味著物理上，確認是在概念上，例如，使用數據指針），並將該給定量的新數據寫入高速緩存，從而使用高速緩存中可用或從存儲器中讀取的較高分辨率數據來生成用於較低分辨率高速緩存分段的較低分辨率數據（例如，通過將可用的相鄰高分辨率像素數據降低分辨率），並且僅對於高速緩存中沒有更高分辨率版本可用的情況才從存儲器讀取數據。

3.一種從高速緩存中訪問（讀取）所需（圖像）位置的數據的機制，由此：

•      如果在高分辨率高速緩存分段中有該數據位置可用而在低分辨率分段中沒有，則返回高分辨率數據。

•      如果在高分辨率高速緩存分段中沒有數據位置可用但低分辨率高速緩存分段中存在數據，則使用該低分辨率數據計算並返回該數據的近似值，例如通過對來自該低分辨率高速緩存分段中的直接鄰域的數據進行內插（提升分辨率）。

•      如果數據位置位於兩個分辨率分段重疊或過渡的區域，則可以返回 (1) 源自高分辨率高速緩存分段的數據與 (2) 源自低分辨率高速緩存分段的數據之間的“混合”，使得混合比率為例如與數據位置至兩個分辨率分段的距離成比例。該機制可確保分辨率重疊區域或分辨率過渡區域中的輸出數據從一個分辨率向另一個分辨率急劇過渡，但在兩種分辨率之間逐漸淡入。

o例如，所述“混合”操作可以例如通過“插值”來實現，從而隨著與分段1的像素距離D1越小，返回的像素值Pout將越趨於像素值P1，並且隨著與分段2的像素距離D2越小，返回的像素值Pout將越趨於來自分段2的像素值P2。例如，當使用“線性插值”時，上述操作能夠實現為Pout = (P1 * D2 + P2 * D1) / (D1+ D2)。

o備選地，“混合”可以返回重疊區域中可用的最高分辨率，而不是上述的平滑過渡。

圖1示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存100。多分辨率高速緩存100包括垂直對稱地佈置的全分辨率高速緩存分段102、半分辨率分段106和半分辨率分段108、以及四分之一分辨率高速緩存分段104和四分之一分辨率高速緩存分段110。半分辨率高速緩存分段106和半分辨率高速緩存分段108被分別佈置在全分辨率高速緩存分段102的垂直上方和下方。四分之一分辨率高速緩存分段104和四分之一分辨率高速緩存分段110被分別佈置在半分辨率高速緩存分段106和半分辨率高速緩存分段108的垂直上方和下方。多分辨率高速緩存100還包括分辨率降低器114和分辨率降低器112，其（例如，使用雙線性分辨率降低器）分別將分辨率從全分辨率高速緩存分段102降低50%到半分辨率高速緩存分段106，以及從半分辨率高速緩存分段106進一步降低50%到四分之一分辨率高速緩存分段104。對於分別來自四分之一分辨率高速緩存分段104和110以及半分辨率高速緩存分段106和108的輸出，4X分辨率提升器116和2X分辨率提升器118（例如，通過使用雙線性插值或其他插值算法）將分辨率從四分之一分辨率和二分之一分辨率提升到全分辨率。

在多分辨率高速緩存100中，全分辨率分段的大小為C = H*W（其中H表示高度，W表示寬度），二分之一分辨率分段的大小為C/4 = (H/2)*(W/2)，以及四分之一分辨率分段的大小為C/16 = (H/4)*(W/4)。因此，總高速緩存大小為1.625*C 個數據元素 (1.625 = 1+2*(四分之一) + 2*(1/16))。

假設從上至下圖像行掃描方向，可以按如下方式填充多分辨率高速緩存100。

•      在每個新的全分辨率圖像行處，將全分辨率高速緩存分段的數據向上移位一行，並且從片外存儲器120讀取新的全分辨率（圖像）數據行，並且將其寫在全分辨率高速緩存分段102的空（已被移位的）行處。

•      在每個新的二分之一分辨率圖像行處，將圖1底部的半分辨率高速緩存分段108的數據向上移位一行，並且從片外存儲器120讀取新的二分之一分辨率（圖像）數據行，並且將其寫在圖1底部的半分辨率高速緩存分段108的空（已被移位的）行處。

•      在每個新的四分之一分辨率圖像行處，將圖1底部處的四分之一分辨率高速緩存分段110的數據向上移位一行，並且從片外存儲器120讀取新的四分之一分辨率（圖像）數據行，並且將其寫在圖1底部的四分之一分辨率高度高速緩存分段110的空（已被移位的）行處。

•      在每個新的二分之一分辨率圖像行處，將圖1頂部的半分辨率高速緩存分段106的數據移位一行，並且通過使用全分辨率高速緩存分段102中緩存的數據（例如，使用分辨率降低器114降低分辨率）生成新的二分之一分辨率（圖像）數據行，並將其寫在圖1頂部的半分辨率高速緩存分段106的空（已被移位的）行處。

•      在每個新的四分之一分辨率圖像行處，將圖1頂部的四分之一分辨率高速緩存分段104的數據移位一行，並且使用圖1頂部的半分辨率高速緩存分段106中緩存的數據（例如使用分辨率降低器112降低分辨率）生成新的四分之一分辨率（圖像）數據行，並且將其寫在圖1頂部的四分之一分辨率高速緩存分段104的空（已被移位的）行處。

由此，在多分辨率高速緩存100中，處理整個圖像只需要在三個分辨率（全分辨率、二分之一分辨率和四分之一分辨率）中讀取每個分辨率的圖像數據一次，如圖1中所示，由“總內存讀取：1.3125*F”（1+四分之一+1/16 = 1.3125），其中F標識圖像幀的大小。

總之，多分辨率高速緩存100以3個分辨率提供緩存的數據訪問，其成本為1.625*C個高速緩存單元和1.3125*F的內存帶寬。

如果掃描方向不是自上至下方向，而是自下至上，左至右或右至左，則相應地調整移位高速緩存數據並填充空數據行（或列）的順序，以便實現上文解釋的高速緩存填充機制的等效機制，但是採用鏡像或循環的順序。

當訪問低分辨率高速緩存分段104和106中緩存的數據時，在以降低的空間分辨率存儲該分段中的數據的情況下，可以使用相鄰的低分辨率數據來生成所請求位置的數據的近似值，例如使用2維空間插值。

正如將在以下實施例中論述的，注意：

•      高速緩存可以有2級或更多個級。

•      堆棧可以水平或垂直實現。

•      數據縮減因子（例如空間分辨率降低因子）可以根據所需的訪問範圍和可用高速緩存大小來動態選擇。

•      每個分辨率級的水平和垂直數據縮減（例如空間分辨率降低級）可以是相等的或可以彼此不同。

•      高速緩存不需要圍繞當前像素位置對稱地定位，而是可以與相對於當前像素位置有（水平和/垂直）偏移（即所說的高速緩存的傾斜定位）來佈置。

•      每個分辨率級的高速緩存數據分配可以動態地且以非相等的方式完成。例如，在需要時，與頂部高速緩存分段相比，可以將更大量的高速緩存大小分配給底部高速緩存分段。

圖2示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存200。多分辨率高速緩存200包括全分辨率高速緩存分段202、分辨率降低器204、半分辨率高速緩存分段206、半分辨率高速緩存分段208、半分辨率高速緩存分段210、半分辨率高速緩存分段212以及分辨率提升器。片外存儲器214以通信方式耦合到全分辨率高速緩存分段202和半分辨率高速緩存分段210。多分辨率高速緩存200以類似於多分辨率高速緩存100的方式工作，只是沒有四分之一分辨率高速緩存分段。因此，只需一次分辨率降低操作，由高速緩存分段202中可用的全分辨率數據生成用於填充高速緩存分段206的二分之一分辨率數據。用於填充高速緩存分段210的二分之一分辨率數據從存儲器讀取。如圖所示，多分辨率高速緩存200具有對稱的頂部/底部分辨率分段（為了由高速緩存中可用的全分辨率數據生成二分之一分辨率數據，需要分辨率降低操作）。所需的高速緩存大小為2*C，所需的存儲器讀取帶寬大小為1.25*F。

在一個實施例中，全分辨率高速緩存分段202下方的高速緩存分段210和212被有效地統一以形成像是本來就如此的單個分段，並且全分辨率高速緩存分段202上方的高速緩存分段206和208被有效地統一以形成像是本來就如此的另一個單個分段。即，只有3個分段：全分辨率分段和兩個半分辨率（或其他分辨率）分段。

圖3示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存300。多分辨率高速緩存300以類似於多分辨率高速緩存200的方式工作，所不同的是全分辨率高速緩存分段302與半分辨率高速緩存分段304完全重疊，從而不再需要分辨率降低操作。具體地，多分辨率高速緩存300包括全分辨率高速緩存分段302、半分辨率高速緩存分段304、半分辨率高速緩存分段308、半分辨率高速緩存分段310、半分辨率高速緩存分段312、半分辨率高速緩存分段314以及分辨率提升器316。片外存儲器306以通信方式耦合到全分辨率高速緩存分段302和半分辨率高速緩存分段314。所需的高速緩存大小為2.25*C，所需的存儲器讀取帶寬大小為1.25*F。

圖4示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存400。多分辨率高速緩存400包括全分辨率高速緩存分段402、半分辨率高速緩存分段404、半分辨率高速緩存分段406、半分辨率高速緩存分段408、半分辨率高速緩存分段410、分辨率降低器412、分辨率降低器414、分辨率提升器418以及分辨率提升器420。片外存儲器416以通信方式耦合到全分辨率高速緩存分段402。

多分辨率高速緩存400，與多分辨率高速緩存100一樣，具有3個分辨率，但具有不對稱的頂部/底部分辨率分段。為了由全分辨率高速緩存分段406中可用的全分辨率數據生成二分之一分辨率數據，以及由半分辨率高速緩存分段408中可用的二分之一分辨率數據生成四分之一分辨率數據，需要兩次降低分辨率的操作。在高速緩存堆棧的下半部處使用3個全分辨率級，消除了從存儲器中讀取多個圖像分辨率的必要性；只需要從存儲器中讀取單個(全)分辨率圖像。所需的高速緩存大小為3.3125*C，所需的存儲器讀取帶寬大小為1*F。

圖5示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存500。多分辨率高速緩存500與全分辨率高速緩存分段502、半分辨率高速緩存分段504、四分之一分辨率高速緩存分段506、半分辨率高速緩存分段508、四分之一分辨率高速緩存分段510、分辨率降低器512、分辨率降低器514、分辨率提升器518以及分辨率提升器520。然而，當前像素行在該示例中向上傾斜（即，當前像素行無需居中於全分辨率高速緩存分段502中間）。片外存儲器516以通信方式耦合到全分辨率高速緩存分段502和四分之一分辨率高速緩存分段506。

圖6示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存600。在該實施例中，所有高速緩存分段的大小被動態地分配。多分辨率高速緩存600包括全分辨率高速緩存分段602、半分辨率高速緩存分段604、半分辨率高速緩存分段606、半分辨率高速緩存分段608、四分之一分辨率高速緩存分段610、分辨率降低器612、分辨率降低器614、分辨率提升器618以及分辨率提升器620。全分辨率高速緩存分段602、半分辨率高速緩存分段604和半分辨率高速緩存分段606以通信方式耦合到片外存儲器616。

多分辨率高速緩存600以類似於多分辨率高速緩存500的方式工作，其中當前像素行在該示例中向上傾斜（即，當前像素行無需居中於全分辨率高速緩存分段602中間），所不同的是高速緩存數據分配在全分辨率高速緩存分段602的頂部和底部是不均等的（較多高速緩存數據被分配給底部，以及較少的被分配給頂部，這可以動態地來執行）。

在其最基本的實施例中，多分辨率高速緩存系統包括兩個分段，每個分段具有不同的分辨率，由此較高分辨率的高速緩存分段從片外存儲器獲得其內容，如果高分辨率分段中沒有該內容可用，則較低分辨率的高速緩存分段從片外存儲器獲取其內容，或如果高分辨率分段中有該內容可用，則通過將高分辨率分段的內容降低分辨率來獲得其內容。

圖7示出根據一個實施例的方法700。本文描述的任何緩存可以執行方法700。在框702中，多分辨率高速緩存從片外存儲器讀取全分辨率的一個高速緩存行的數據。在框704中，多分辨率高速緩存將讀取數據存儲在高速緩存的第一全分辨率高速緩存分段中。在框706中，在數據被移位出全分辨率高速緩存時，多分辨率高速緩存將讀取的數據降低分辨率到比全分辨率低的分辨率。在框708中，多分辨率高速緩存將降低分辨率的數據移位到高速緩存的第一低分辨率高速緩存分段。在框710中，多分辨率高速緩存從片外存儲器讀取全分辨率的第二高速緩存行的數據。在框712中，多分辨率高速緩存將讀取的第二高速緩存行的數據存儲在第一全分辨率高速緩存分段中。在框714中，多分辨率高速緩存將降低分辨率的數據提升分辨率到全分辨率。在框716中，多分辨率高速緩存輸出提升了分辨率的數據（例如，用於顯示或其他目的）。

以下示例描述了本文論述的方法、計算機可讀介質和系統（例如，機器、設備或其他裝置）的多種實施例。

1.一種多分辨率緩存，包括：

第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段，所述第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段分別具有第一分辨率、第二分辨率和第三分辨率，所述第二分辨率小於所述第一分辨率和所述第三分辨率小於所述第二分辨率，所述第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段以通信方式耦合到片外存儲器，所述第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段被配置成接收具有所述第一分辨率、第二分辨率和第三分辨率的高速緩存行的數據；

第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段分別具有所述第二分辨率和所述第三分辨率；

第一分辨率降低器，所述第一分辨率降低器以通信方式耦合到所述第一高速緩存分段和第四高速緩存分段，且被配置成在所述分辨率高速緩存行從所述第一高速緩存分段移位到所述第四高速緩存分段時降低所述分辨率；

第二分辨率降低器，所述第二分辨率降低器以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，且被配置成在降低分辨率的緩存數據行從所述第四高速緩存分段移位到所述第五個高速緩存分段時進一步降低所述降低分辨率的緩存數據的分辨率；

第一分辨率提升器和第二分辨率提升器，所述第一分辨率提升器和第二分辨率提升器分別以通信方式耦合到所述第二高速緩存分段和第三高速緩存分段且還分別以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，其被配置成將所述降低分辨率的緩存數據和進一步降低分辨率的緩衝數據提升到所述第一分辨率，並且輸出提升了分辨率的緩存數據。

2.示例1的多分辨率高速緩存，其中所述第二分辨率是所述第一分辨率的一半，以及所述第三分辨率是所述第一分辨率的四分之一。

3.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中所述第一分辨率是全分辨率。

4.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中所述第二高速緩存分段、第三高速緩存分段、第四高速緩存分段和第五高速緩存分段被配置成圍繞所述第一高速緩存分段對稱的配置。

5.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中所述第二高速緩存分段的高速緩存數據分配不等於所述第四高速緩存分段的高速緩存數據分配。

6.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中所有高速緩存分段的高速緩存數據大小分配和分辨率是被動態地或非均等地分配的，從而對降頻器進行相應調整，以從數據源分辨率生成降低分辨率的目標分辨率。

7.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中當前像素行不居中於所述第一高速緩存分段。

8.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，還包括第六高速緩存分段，所述第六高速緩存分段具有小於所述第一分辨率的分辨率且重疊於所述第一高速緩存分段。

9.一種操作前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存的方法，包括：

從所述片外存儲器讀取全分辨率的一個高速緩存行的數據；

將讀取的數據存儲在所述高速緩存的所述第一個高速緩存分段中；

將所述第一高速緩存分段的所述數據降低分辨率到低於所述全分辨率的分辨率；

將降低分辨率的數據移位到所述高速緩存的所述第四高速緩存分段；

從所述片外存儲器讀取全分辨率的第二高速緩存行的數據；

將讀取的第二緩存行的數據存儲在所述第一高速緩存分段中；

將降低分辨率的數據提升分辨率到所述全分辨率；以及

輸出提升了分辨率的數據。

10.一種多分辨率緩存，包括：

第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段，所述第一高速緩存分段具有第一分辨率以及所述第二高速緩存分段和第三高速緩存分段具有第二分辨率，所述第二分辨率小於所述第一分辨率，所述第一高速緩存分段和第三高速緩存分段以通信方式耦合到片外存儲器，所述第一高速緩存分段和第三高速緩存分段被配置成接收具有所述第一分辨率和第二分辨率的高速緩存行的數據；

第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段具有所述第二分辨率；

第一分辨率降低器，所述第一分辨率降低器以通信方式耦合到所述第一高速緩存分段和第四高速緩存分段，且被配置成在所述第一分辨率的緩存數據行從所述第一高速緩存分段移位到所述第四高速緩存分段時降低所述分辨率；

第一分辨率提升器，所述第一分辨率提升器以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，且被配置成將降低分辨率的緩存數據提升到所述第一分辨率並輸出提升了分辨率的緩存數據。

11.前述示例中任一示例的多分辨率緩存，其中所述第二緩存分段被配置成在數據從所述第三高速緩存分段移位到所述第二緩存分段時從所述第三緩存分段接收具有所述第二分辨率的緩存數據。

12.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中所述第二分辨率是所述第一分辨率的二分之一。

13.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中所述第二高速緩存分段、第三高速緩存分段、第四高速緩存分段和第五高速緩存分段被配置成圍繞所述第一高速緩存分段對稱的配置。

14.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中所有高速緩存分段的高速緩存數據分配是不均等的。

15.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，還包括第六高速緩存分段，所述第六高速緩存分段具有小於所述第一分辨率的分辨率且重疊於所述第一高速緩存分段。

16.一種多分辨率緩存，包括：

第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段，所述第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段具有第一分辨率，所述第一高速緩存分段以通信方式耦合到片外存儲器，所述第一高速緩存分段被配置成接收具有所述第一分辨率的高速緩存行的數據；

第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段分別具有所述第二分辨率和第三分辨率，所述第二分辨率小於所述第一分辨率和所述第三分辨率小於所述第二分辨率；

第一分辨率降低器，所述第一分辨率降低器以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段，且被配置成在第一分辨率的高速緩存行從所述第三高速緩存分段移位到所述第四高速緩存分段時降低所述分辨率；

第二分辨率降低器，所述第二分辨率降低器以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，且被配置成在所述降低分辨率的緩存數據行從所述第四高速緩存分段移位到所述第五個高速緩存分段時進一步降低所述降低分辨率的緩存數據的分辨率；以及

第一分辨率提升器和第二分辨率提升器，所述第一分辨率提升器和第二分辨率提升器分別以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，且被配置成將所述降低分辨率的緩存數據和進一步降低率的緩存數據提升到所述第一分辨率並輸出提升了分辨率的緩存數據。

17.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中所述第二分辨率是所述第一分辨率的一半，以及所述第三分辨率是所述第一分辨率的四分之一。

18.前述示例中任一項的多分辨率高速緩存，其中當前像素行不居中於所述第三高速緩存分段。

19.一種操作前述示例中任一示例的多高速緩存系統的方法，包括：

從所述片外存儲器讀取全分辨率的一個高速緩存行的數據；

將讀取的數據存儲在所述高速緩存的所述第一個高速緩存分段中；

將所述第一高速緩存分段的數據降低分辨率到低於所述全分辨率的分辨率；

將降低分辨率的數據移位到所述高速緩存的所述第四高速緩存分段；

從所述片外存儲器讀取全分辨率的第二高速緩存行的數據；

將讀取的第二緩存行的數據存儲在所述第一高速緩存分段中；

將降低分辨率的數據提升分辨率到全分辨率；以及

輸出提升了分辨率的數據。

20.一種多分辨率緩存，包括：

第一高速緩存分段和第二高速緩存分段，所述第一分段具有第一分辨率以及所述第二分段具有第二分辨率，所述第二分辨率小於所述第一分辨率，所述第一高速緩存分段以通信方式耦合到片外存儲器，所述第一高速緩存分段被配置成接收具有所述第一分辨率的高速緩存行的數據；

第一分辨率降低器，所述第一分辨率降低器以通信方式耦合到所述第一高速緩存分段和第二高速緩存分段，且被配置成在接收的第一分辨率的高速緩存行數據從所述第一高速緩存分段移位到所述第二高速緩存分段時降低所述接收的高速緩存行數據的分辨率；

第一分辨率提升器，所述第一分辨率提升器以通信方式耦合到所述第二高速緩存分段，且被配置成將降低分辨率的緩存數據提升到所述第一分辨率並輸出提升了分辨率的緩存數據。

21.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中所有高速緩存分段的高速緩存數據大小分配和分辨率是被動態地或非均等地分配的，從而對降頻器進行相應調整，以從數據源分辨率生成降低分辨率的目標分辨率。

22.前述示例中任一示例的多分辨率高速緩存，其中所述第二高速緩存分段以通信方式耦合到所述片外存儲器，且還被配置成在所述第一高速緩存分段中沒有所述高速緩存行數據可用時，從所述片外存儲器接收所述高速緩存行數據。

儘管所描述的流程圖可能將操作圖示為順序處理，但是可以並行或同時執行許多操作。此外，可以重新安排操作的順序。當其操作完成時，過程被終止。過程可以對應方法、程序、算法等。方法的操作可以被全部或部分執行，可以與其他方法中的部分或全部操作結合來執行，也可以由任何數量的不同系統，例如本文所述的系統，或其任何部分，例如包括在這些系統中任一個系統中包括的處理器來執行。

綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈  鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。

惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

〔本發明〕 100:多分辨率高速緩存 102、104、106、108、110:高速緩存分段 114、112:分辨率降低器 116、118:分辨率提升器 120:片外存儲器 200:多分辨率高速緩存 202、206、208、210、212:高速緩存分段 204:分辨率降低器 300:多分辨率高速緩存 306:片外存儲器 302、304、308、310、312、314:高速緩存分段 316:分辨率提升器 400:多分辨率高速緩存 402、404、406、408、410:高速緩存分段 412、414:分辨率降低器 418、420:分辨率提升器 416:片外存儲器 500:多分辨率高速緩存 502:全分辨率高速緩存分段 504:半分辨率高速緩存分段 506、510:四分之一分辨率高速緩存分段 508:半分辨率高速緩存分段 516:片外存儲器 512、514:分辨率降低器 518、520:分辨率提升器 600:多分辨率高速緩存 602:全分辨率高速緩存分段 604、606、608:半分辨率高速緩存分段 610:四分之一分辨率高速緩存分段 612、614:分辨率降低器 618、620:分辨率提升器 616:片外存儲器 700:方法 702、704、706、708、710、712、714、716:框

為了容易地辨明任何具體元件或動作的論述，引用編號中的一個或多個最高有效數字指代首次引入該元件所在的附圖編號。 [圖1]示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存; [圖2]示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存; [圖3]示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存; [圖4]示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存; [圖5]示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存; [圖6]示出根據一個實施例的多分辨率高速緩存; [圖7]示出根據一個實施例的方法。

300:多分辨率高速緩存

306:片外存儲器

302、304、308、310、312、314:高速緩存分段

316:分辨率提升器

Claims (19)

1. 一種多分辨率緩存，其特徵在於，包括：第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段，所述第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段分別具有第一分辨率、第二分辨率和第三分辨率，所述第二分辨率小於所述第一分辨率以及所述第三分辨率小於所述第二分辨率，所述第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段以通信方式耦合到片外存儲器，所述第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段被配置成接收具有所述第一分辨率、第二分辨率和第三分辨率的高速緩存行的數據，當前像素行不居中於所述第一高速緩存分段；第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段分別具有所述第二分辨率和第三分辨率；第一分辨率降低器，所述第一分辨率降低器以通信方式耦合到所述第一高速緩存分段和第四高速緩存分段，且被配置成在所述分辨率高速緩存行從所述第一高速緩存分段移位到所述第四高速緩存分段時降低所述分辨率；第二分辨率降低器，所述第二分辨率降低器以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，且被配置成在降低分辨率的緩存數據行從所述第四高速緩存分段移位到所述第五個高速緩存分段時進一步降低所述降低分辨率的緩存數據的分辨率；第一分辨率提升器和第二分辨率提升器，所述第一分辨率提升器和第二分辨率提升器分別以通信方式耦合到所述第二高速緩存分段和第三高速緩存分段且還分別以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段， 其被配置成將所述降低分辨率的緩存數據和進一步降低分辨率的緩衝數據提升到所述第一分辨率，並且輸出提升了分辨率的緩存數據。
2. 如請求項1所述之多分辨率高速緩存，其中，所述第二分辨率是所述第一分辨率的一半，以及所述第三分辨率是所述第一分辨率的四分之一。
3. 如請求項2所述之多分辨率高速緩存，其中，所述第一分辨率是全分辨率。
4. 如請求項1所述之多分辨率高速緩存，其中，所述第二高速緩存分段、第三高速緩存分段、第四高速緩存分段和第五高速緩存分段被配置成圍繞所述第一高速緩存分段對稱的配置。
5. 如請求項1所述之多分辨率高速緩存，其中，所述第二高速緩存分段的高速緩存數據分配不等於所述第四高速緩存分段的高速緩存數據分配。
6. 如請求項1所述之多分辨率高速緩存，其中，所有高速緩存分段的高速緩存數據大小分配和分辨率是被動態地或非均等地分配的，從而對降頻器進行相應調整，以從數據源分辨率生成降低分辨率的目標分辨率。
7. 如請求項1所述之多分辨率高速緩存，其中，還包括第六高速緩存分段，所述第六高速緩存分段具有小於所述第一分辨率的分辨率且重疊於所述第一高速緩存分段。
8. 一種操作如請求項1所述之多分辨率高速緩存的方法，其特徵在於，包括：從所述片外存儲器讀取全分辨率的一個高速緩存行的數據；將讀取的數據存儲在所述高速緩存的所述第一個高速緩存分段中；將所述第一高速緩存分段的數據降低分辨率到低於所述全分辨率的分辨率； 將降低分辨率的數據移位到所述高速緩存的所述第四高速緩存分段；從所述片外存儲器讀取全分辨率的第二高速緩存行的數據；將讀取的第二緩存行的數據存儲在所述第一高速緩存分段中；將降低分辨率的數據提升分辨率到全分辨率；以及輸出提升了分辨率的數據。
9. 一種多分辨率緩存，其特徵在於，包括：第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段，所述第一高速緩存分段具有第一分辨率以及所述第二高速緩存分段和第三高速緩存分段具有第二分辨率，所述第二分辨率小於所述第一分辨率，所述第一高速緩存分段和第三高速緩存分段以通信方式耦合到片外存儲器，所述第一高速緩存分段和第三高速緩存分段被配置成接收具有所述第一分辨率和第二分辨率的高速緩存行的數據；第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段具有所述第二分辨率；第一分辨率降低器，所述第一分辨率降低器以通信方式耦合到所述第一高速緩存分段和第四高速緩存分段，且被配置成在所述第一分辨率的緩存數據行從所述第一高速緩存分段移位到所述第四高速緩存分段時降低所述分辨率；第一分辨率提升器，所述第一分辨率提升器以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，且被配置成將降低分辨率的緩存數據提升到所述第一分辨率並輸出提升了分辨率的緩存數據，所有高速緩存分段的高速緩存數據分配是不均等的。
10. 如請求項9所述之多分辨率緩存，其中，所述第二緩存分段被配置成在數據從所述第三高速緩存分段移位到所述第二緩存分段時從所述第三緩存分段接收具有所述第二分辨率的緩存數據。
11. 如請求項9所述之多分辨率高速緩存，其中，所述第二分辨率是所述第一分辨率的二分之一。
12. 如請求項9所述之多分辨率高速緩存，其中，所述第二高速緩存分段、第三高速緩存分段、第四高速緩存分段和第五高速緩存分段被配置成圍繞所述第一高速緩存分段對稱的配置。
13. 如請求項9所述之多分辨率高速緩存，其中，還包括第六高速緩存分段，所述第六高速緩存分段具有小於所述第一分辨率的分辨率且重疊於所述第一高速緩存分段。
14. 一種多分辨率緩存，其特徵在於，包括：第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段，所述第一高速緩存分段、第二高速緩存分段和第三高速緩存分段具有第一分辨率，所述第一高速緩存分段以通信方式耦合到片外存儲器，所述第一高速緩存分段被配置成接收具有所述第一分辨率的高速緩存行的數據，當前像素行不居中於所述第三高速緩存分段；第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段分別具有所述第二分辨率和第三分辨率，所述第二分辨率小於所述第一分辨率和所述第三分辨率小於所述第二分辨率； 第一分辨率降低器，所述第一分辨率降低器以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段，且被配置成在第一分辨率的高速緩存行從所述第三高速緩存分段移位到所述第四高速緩存分段時降低所述分辨率；第二分辨率降低器，所述第二分辨率降低器以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，且被配置成在所述降低分辨率的緩存數據行從所述第四高速緩存分段移位到所述第五個高速緩存分段時進一步降低所述降低分辨率的緩存數據的分辨率；以及第一分辨率提升器和第二分辨率提升器，所述第一分辨率率提升器和第二分辨率提升器分別以通信方式耦合到所述第四高速緩存分段和第五高速緩存分段，且被配置成將所述降低分辨率的緩存數據和進一步降低率的緩存數據提升到所述第一分辨率並輸出提升了分辨率的緩存數據。
15. 如請求項14所述之多分辨率高速緩存，其中，所述第二分辨率是所述第一分辨率的一半，以及所述第三分辨率是所述第一分辨率的四分之一。
16. 一種操作如請求項14所述之多高速緩存系統的方法，其特徵在於，包括：從所述片外存儲器讀取全分辨率的一個高速緩存行的數據；將讀取的數據存儲在所述高速緩存的所述第一個高速緩存分段中；將所述第一高速緩存分段的數據降低分辨率到低於所述全分辨率的分辨率；將降低分辨率的數據移位到所述高速緩存的所述第四高速緩存分段；從所述片外存儲器讀取全分辨率的第二高速緩存行的數據；將讀取的第二緩存行的數據存儲在所述第一高速緩存分段中；將降低分辨率的數據提升分辨率到全分辨率；以及 輸出提升了分辨率的數據。
17. 一種多分辨率緩存，其特徵在於，包括：第一高速緩存分段和第二高速緩存分段，所述第一高速緩存分段具有第一分辨率以及所述第二分段具有第二分辨率，所述第二分辨率小於所述第一分辨率，所述第一高速緩存分段以通信方式耦合到片外存儲器，所述第一高速緩存分段被配置成接收具有所述第一分辨率的高速緩存行的數據；第一分辨率降低器，所述第一分辨率降低器以通信方式以通信方式耦合到所述第一高速緩存分段和第二高速緩存分段，且被配置成在接收的第一分辨率的高速緩存行數據從所述第一高速緩存分段移位到所述第二高速緩存分段時降低所述接收的高速緩存行數據的分辨率；第一分辨率提升器，所述第一分辨率提升器以通信方式耦合到所述第二高速緩存分段，且被配置成將降低分辨率的緩存數據提升到所述第一分辨率並輸出提升了分辨率的緩存數據。
18. 如請求項17所述之多分辨率高速緩存，其中，所有高速緩存分段的高速緩存數據大小分配和分辨率是被動態地或非均等地分配的，從而對降頻器進行相應調整，以從數據源分辨率生成降低分辨率的目標分辨率。
19. 如請求項17所述之多分辨率高速緩存，其中，所述第二高速緩存分段以通信方式耦合到所述片外存儲器，且還被配置成在所述第一高速緩存分段中沒有所述高速緩存行數據可用時，從所述片外存儲器接收所述高速緩存行數據。