[发明专利]一种视频数据的压缩存储方法及装置

说明书

本发明提供了一种视频数据的压缩存储方法，包括将视频数据压缩处理后，得到数据块头部和数据块体；将所述数据块头部和数据块体一并存放到预定的存储空间；设置指示标识用于指示相应的数据块压缩大小，并且按照光栅扫描在内存中固定比特数存储；基于总线带宽确定压缩数据块的存储基本单位，并按照存储基本单位以及光栅扫描顺序存放压缩数据块。还提供了用于存储视频数据的存储装置。同样性能要求下，所需高速缓存cache空间是原来的1/4,同时cache路数是原来的1/4,cache路的数量大大减少直接导致硬件实现逻辑级数减少，有利于后端时序收敛，能够运行到更高的频率，显著地提高性能。

技术领域

本发明属于视频数据压缩处理技术领域，尤其涉及一种视频数据的压缩存储方法及装置。

背景技术

帧缓冲压缩(FBC,Frame buffer compression)技术是基于目前高带宽应用场景下有效降低带宽的有效方案。尤其是目前视频图像处理速度在4K 60P/S甚至以上的性能要求下，节省双倍速率同步动态随机存储器DDR带宽成为了各个视频处理业务单元需要考虑的重大因素之一。

该技术的应用场景主要在图像信号处理(ISP，Image Signal Processing)、视频编解码器(Video codec)、视频处理子系统(VPSS，Video Process Sub-System)、视频显示(VDP，Video display process)等图像视频处理单元中。经过帧缓冲压缩FBC，每帧像素数据会有效压缩放入DDR中，后续处理或使用时，首先经过解压缩单元，恢复出图像像素数据。由于数据经过了压缩处理，解压缩的所需数据带宽会节省很多。先简要介绍在以上各个场景业务中的需求。

(1)图像信号处理ISP一般在主要用来对前端图像传感器输出信号处理的单元。比较常见的就是在原始图像数据(RAW DATA)域数据进行相关的处理。处理顺序为一帧内的光栅扫描(raster scan)，处理比特深度与芯片相关。数据存储模式为打包格式(pack mode)。

(2)Video codec主要用于从DDR中获取参考帧数据，以便进行帧间数据预测。该应用场景较为复杂。主要体现在各个视频协议的参考帧个数比较多，预测运动矢量(MV)范围随机，而且亮度和色度两个分量的MV也不相同等。这样就需要两个如下比较关键的需求，随机访问(random access)，内部必须集成高速缓存cache资源。主要包含两个类型的cache。压缩头cache和压缩后的数据cache。

(3)视频处理子系统VPSS，视频显示VDP

主要应用场景为帧内部的光栅raster扫描处理，在VPSS中亦有少量的randomaccess应用。

目前算法基本大同小异，都是基于块来进行压缩和解压的。其中该块即是一个压缩单元(compression unit)。然后，compression unit内部分为子块(sub block)，subblock是真正的一个压缩处理单位。压缩单元的大小是基于算法原理、应用场景、硬件实现面积、DDR访问效率等各个因素来决定的。压缩后分为压缩数据块头compression head和压缩数据块体compression body两个部分，解码时，根据compression head来完成compression body的解码。Compression head主要包含各个子块的size、是否压缩标志、压缩模式、直流(DC)值等信息。压缩数据块体主要存储的是像素之间的残差数据。

在random access的场景，对于数据块头的大小head size特别敏感，会直接影响数据块头缓存(head cache)的大小。具体地说，就是cache的路(way)的个数会大大增加。如果要保证4K 60P/S以上的性能，cache大小、硬件实现时序(Timing)都是很大的瓶颈。

具体举例如下：