[發(fā)明專利]一種基于FPGA的視頻無損壓縮方法、系統(tǒng)及電子設(shè)備

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211564180.7
• 申請日: 2022-12-07
• 公開（公告）號: CN115941953A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 范春暉;張志存;劉正
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥海圖微電子有限公司
• 主分類號: H04N19/137
• 分類號: H04N19/137;H04N19/182;H04N19/184;H04N19/42
• 代理公司: 合肥維可專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34135
• 代理人: 吳明華

本發(fā)明公開了一種基于FPGA的視頻無損壓縮方法、系統(tǒng)及電子設(shè)備，該方法包括獲取圖像序列的參考幀和非參考幀，基于非參考幀與參考幀進(jìn)行差值計(jì)算，獲取非參考幀所有像素對應(yīng)的差值及不同差值出現(xiàn)的次數(shù)；對非參考幀依據(jù)預(yù)設(shè)第一映射表獲取每個(gè)像素的第一編碼數(shù)據(jù)，所述第一映射表為差值與第一編碼數(shù)據(jù)的一一映射關(guān)系，所述第一映射表中的第一編碼數(shù)據(jù)包括不同位數(shù)的不同編碼值，所述第一映射表中的差值所對應(yīng)的第一編碼數(shù)據(jù)的編碼位數(shù)與差值出現(xiàn)的次數(shù)成反比；基于非參考幀數(shù)據(jù)對應(yīng)的編碼數(shù)據(jù)和參考幀圖像數(shù)據(jù)作為壓縮后的視頻數(shù)據(jù)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)在錄制過程中在FPGA里實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對圖像進(jìn)行高效無損壓縮。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像壓縮技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于FPGA的視頻無損壓縮方法、系統(tǒng)及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

在一些相機(jī)/攝像機(jī)里，往往自身配備有存儲單元，現(xiàn)有的安防、監(jiān)控、家用等相機(jī)，往往是將圖像壓縮后再存儲至相機(jī)內(nèi)，而對于一些應(yīng)用于特殊領(lǐng)域的相機(jī)，如科研、工業(yè)中需要對圖像進(jìn)行分析、測量，則要求圖像保留原始信息，存儲過程保證圖像數(shù)據(jù)無損。而原始圖像單幅圖像占用存儲較大，當(dāng)錄制時(shí)間長或者錄制幀率高時(shí)，容量很快占滿。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種基于FPGA的視頻無損壓縮方法、系統(tǒng)及電子設(shè)備，可在錄制過程中在FPGA里實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)對圖像進(jìn)行高效無損壓縮。

第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N基于FPGA的視頻無損壓縮方法，包括：

獲取圖像序列的參考幀和非參考幀，基于非參考幀與參考幀進(jìn)行差值計(jì)算，獲取非參考幀所有像素對應(yīng)的差值及不同差值出現(xiàn)的次數(shù)；

對非參考幀依據(jù)預(yù)設(shè)第一映射表獲取每個(gè)像素的第一編碼數(shù)據(jù)，所述第一映射表為差值與第一編碼數(shù)據(jù)的一一映射關(guān)系，所述第一映射表中的第一編碼數(shù)據(jù)包括不同位數(shù)的不同編碼值，所述第一映射表中的差值所對應(yīng)的第一編碼數(shù)據(jù)的編碼位數(shù)與差值出現(xiàn)的次數(shù)成反比；

基于非參考幀數(shù)據(jù)對應(yīng)的編碼數(shù)據(jù)和參考幀圖像數(shù)據(jù)作為壓縮后的視頻數(shù)據(jù)。

在一些實(shí)施方式中，所述第一映射表中的第一編碼數(shù)據(jù)的編碼位數(shù)最小值為1。

在一些實(shí)施方式中，所述不同位數(shù)的不同編碼值，包括位數(shù)分別為i位時(shí)的不同編碼值，所述i為1到8的整數(shù)，所述i位時(shí)的不同編碼值包括0到i位字符編碼最大值范圍內(nèi)的所有編碼值。

在一些實(shí)施方式中，所述第一映射表中不同差值對應(yīng)的第一編碼數(shù)據(jù)的配置方法，包括：

對不同差值基于出現(xiàn)次數(shù)的大小進(jìn)行從大到小排序，形成差值序列；

對差值序列從出現(xiàn)次數(shù)最大的差值開始依次賦值第一編碼數(shù)據(jù)，第一編碼數(shù)據(jù)的順序?yàn)椋壕幋a位數(shù)為i且編碼值從0逐一增加直到i位字符編碼最大值，更新編碼位數(shù)為i＝i+1且編碼值從0逐一增加直到i+1位字符編碼最大值。

在一些實(shí)施方式中，所述對非參考幀依據(jù)預(yù)設(shè)第一映射表獲取每個(gè)像素的第一編碼數(shù)據(jù)之后，還包括：在每個(gè)第一編碼數(shù)據(jù)前增加用于表征第一編碼數(shù)據(jù)位數(shù)的第二編碼數(shù)據(jù)，所述第二編碼數(shù)據(jù)的編碼位數(shù)j基于第一編碼數(shù)據(jù)編碼位數(shù)種類數(shù)m確定，2^j-1＜m≤2^j；

基于第二編碼數(shù)據(jù)和第一編碼數(shù)據(jù)組合形成差值的第三編碼數(shù)據(jù)對每個(gè)像素進(jìn)行編碼。

在一些實(shí)施方式中，第一編碼數(shù)據(jù)前增加的第二編碼數(shù)據(jù)的編碼值與第一編碼數(shù)據(jù)位數(shù)成正比。

在一些實(shí)施方式中，所述基于非參考幀數(shù)據(jù)對應(yīng)的編碼數(shù)據(jù)和參考幀圖像數(shù)據(jù)作為壓縮后的視頻數(shù)據(jù)之后，對所述壓縮后的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼時(shí)，包括：

接收非參考幀的碼流數(shù)據(jù)，并逐次獲取每個(gè)像素對應(yīng)的第二編碼數(shù)據(jù)和第一編碼數(shù)據(jù)；

基于每個(gè)像素對應(yīng)的第一編碼數(shù)據(jù)通過第一映射表獲取每個(gè)像素對應(yīng)的差值；