[发明专利]数据压缩

说明书

本公开的实施例涉及数据压缩。数据压缩(和对应的解压缩)用于压缩数据值块，其涉及多个过程，包括颜色解相关、空间解相关、熵编码和打包中的一个或多个。熵编码生成具有可变大小(就位数而言)的经编码的数据值。熵编码使用数据值的相应集合的大小指示来指示用于该集合中的经编码的数据值的位数。大小指示允许快速解析经编码的数据值(例如，并行)。

技术领域

本申请涉及数据压缩领域。

背景技术

在数据要存储在存储器中和/或从存储器中读取的很多应用中，期望无损和有损的数据压缩二者。通过在将数据存储在存储器中之前压缩数据，可以减少传输到存储器的数据量。数据压缩特别有用的数据的示例是图像数据，诸如要存储在深度缓冲器中的深度数据、要存储在帧缓冲器中的像素数据和要存储在纹理缓冲器中的纹理数据。这些缓冲器可以是任何合适类型的存储器，诸如高速缓冲存储器、单独的存储器子系统、共享存储器系统中的存储器区域或其某种组合。

图形处理单元(GPU)可以用于处理图像数据，以便确定要存储在帧缓冲器中、以输出到显示器的图像的像素值。GPU通常具有高度并行化的结构用于并行处理大块数据。使GPU(特别是那些打算在移动设备上实现的GPU)以较低的功率水平运行存在巨大的商业压力。与此相竞争的是期望在更快的GPU上使用更高质量的渲染算法，从而对相对有限的资源(存储器带宽)施加压力。然而，增加存储器子系统的带宽可能不是有吸引力的解决方案，因为将数据移入和移出GPU以及甚至在GPU内移动数据会消耗GPU的大部分功率预算。中央处理单元(CPU)也可能存在与GPU相同的问题。

如上所述，减少传输到存储器的数据量的一种方式是压缩要传输到存储器和从存储器传输的数据。压缩和解压缩数据所花费的时间增加了存储器读取和写入操作的等待时间，并且因此可能影响GPU操作的速度。此外，可以允许压缩数据的速率与压缩数据被解压缩的速率不同。作为示例，通常可以允许用于压缩纹理数据的压缩过程(其通常是有损压缩过程)显著地慢于用于解压缩压缩纹理数据的解压缩过程。相反，用于压缩深度数据以便存储在深度缓冲器中或用于压缩像素数据以便存储在帧缓冲器中的压缩过程(其通常是无损压缩过程)理想地应当以与对应的解压缩过程大致相同的速率执行。英国专利No.2451911公开了一种可以压缩二维数据集的图形渲染系统。

可变长度编码方案允许以如下方式压缩数据：该方式使得一些数据部分可以由比其他数据部分更少的编码位来表示，目的是跨不同的数据部分提供高水平的压缩(其可以不同)。然而，允许用于表示不同的经编码的数据值的位数变化会增加快速地解码经编码的数据的复杂性。例如，在不分析经编码的数据(例如，按顺序解码每个经编码的数据值)的情况下，可能难以确定不同的经编码的数据值之间的边界所在的位置。

英国专利No.2530312描述了一种数据压缩系统，其中通过以下方式来压缩8×8块的图像数据：执行颜色解相关、空间解相关和熵编码，并且然后将所得到的经编码的数据值打包成数据包用于存储。在该专利描述的系统中，每次迭代，处理来自块的一行数据值。指数哥伦布编码的修改版本用于熵编码，其中每个系数存储前缀，以指示随后由后缀指示的值的范围。针对每个编码系数具有前缀和后缀使得同时解码多个值变得困难，因为快速地确定编码位之间的边界的位置并不简单。

发明内容

提供本“发明内容”是为了以简化的形式介绍一些概念，这些概念将在下面的“具体实施方式”中进一步描述。本“发明内容”不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。