[發明專利]一種視頻數據的壓縮存儲方法及裝置

有效

• 申請號: 201611237039.0
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN106713926B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 張敬彬;張師群;趙勃;羅旻;鮑東山
• 申請（專利權）人: 新岸線（北京）科技集團有限公司
• 主分類號: H04N19/423
• 分類號: H04N19/423;H04N19/156
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種視頻數據的壓縮存儲方法，包括將視頻數據壓縮處理后，得到數據塊頭部和數據塊體；將所述數據塊頭部和數據塊體一并存放到預定的存儲空間；設置指示標識用于指示相應的數據塊壓縮大小，并且按照光柵掃描在內存中固定比特數存儲；基于總線帶寬確定壓縮數據塊的存儲基本單位，并按照存儲基本單位以及光柵掃描順序存放壓縮數據塊。還提供了用于存儲視頻數據的存儲裝置。同樣性能要求下，所需高速緩存cache空間是原來的1/4,同時cache路數是原來的1/4,cache路的數量大大減少直接導致硬件實現邏輯級數減少，有利于后端時序收斂，能夠運行到更高的頻率，顯著地提高性能。

技術領域

本發明屬于視頻數據壓縮處理技術領域，尤其涉及一種視頻數據的壓縮存儲方法及裝置。

背景技術

幀緩沖壓縮(FBC,Frame buffer compression)技術是基于目前高帶寬應用場景下有效降低帶寬的有效方案。尤其是目前視頻圖像處理速度在4K 60P/S甚至以上的性能要求下，節省雙倍速率同步動態隨機存儲器DDR帶寬成為了各個視頻處理業務單元需要考慮的重大因素之一。

該技術的應用場景主要在圖像信號處理(ISP，Image Signal Processing)、視頻編解碼器(Video codec)、視頻處理子系統(VPSS，Video Process Sub-System)、視頻顯示(VDP，Video display process)等圖像視頻處理單元中。經過幀緩沖壓縮FBC，每幀像素數據會有效壓縮放入DDR中，后續處理或使用時，首先經過解壓縮單元，恢復出圖像像素數據。由于數據經過了壓縮處理，解壓縮的所需數據帶寬會節省很多。先簡要介紹在以上各個場景業務中的需求。

(1)圖像信號處理ISP一般在主要用來對前端圖像傳感器輸出信號處理的單元。比較常見的就是在原始圖像數據(RAW DATA)域數據進行相關的處理。處理順序為一幀內的光柵掃描(raster scan)，處理比特深度與芯片相關。數據存儲模式為打包格式(pack mode)。

(2)Video codec主要用于從DDR中獲取參考幀數據，以便進行幀間數據預測。該應用場景較為復雜。主要體現在各個視頻協議的參考幀個數比較多，預測運動矢量(MV)范圍隨機，而且亮度和色度兩個分量的MV也不相同等。這樣就需要兩個如下比較關鍵的需求，隨機訪問(random access)，內部必須集成高速緩存cache資源。主要包含兩個類型的cache。壓縮頭cache和壓縮后的數據cache。

(3)視頻處理子系統VPSS，視頻顯示VDP

主要應用場景為幀內部的光柵raster掃描處理，在VPSS中亦有少量的randomaccess應用。

目前算法基本大同小異，都是基于塊來進行壓縮和解壓的。其中該塊即是一個壓縮單元(compression unit)。然后，compression unit內部分為子塊(sub block)，subblock是真正的一個壓縮處理單位。壓縮單元的大小是基于算法原理、應用場景、硬件實現面積、DDR訪問效率等各個因素來決定的。壓縮后分為壓縮數據塊頭compression head和壓縮數據塊體compression body兩個部分，解碼時，根據compression head來完成compression body的解碼。Compression head主要包含各個子塊的size、是否壓縮標志、壓縮模式、直流(DC)值等信息。壓縮數據塊體主要存儲的是像素之間的殘差數據。

在random access的場景，對于數據塊頭的大小head size特別敏感，會直接影響數據塊頭緩存(head cache)的大小。具體地說，就是cache的路(way)的個數會大大增加。如果要保證4K 60P/S以上的性能，cache大小、硬件實現時序(Timing)都是很大的瓶頸。

具體舉例如下：