專(zhuān)利名稱(chēng)：一種視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻圖像數(shù)據(jù)處理技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著目前高清安防的不斷發(fā)展，視頻分辨率越來(lái)越大，這給予存儲(chǔ)的壓力也越來(lái)越大。目前市面上的存儲(chǔ)方案都是將前端傳輸過(guò)來(lái)的視頻圖像進(jìn)行壓縮編碼實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)。如果壓縮比例太大，會(huì)導(dǎo)致視頻圖像嚴(yán)重受損；但如果壓縮比例不大，就需要更多的存儲(chǔ)介質(zhì)，系統(tǒng)成本就會(huì)增加。如何在視頻圖像質(zhì)量和存儲(chǔ)空間上找到一個(gè)平衡點(diǎn)，是目前高清安防面臨的一個(gè)繼續(xù)解決的難題
發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有現(xiàn)有安防攝像機(jī)的視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法處理后的視頻圖像數(shù)據(jù)難以同時(shí)保障視頻圖像質(zhì)量和較少存儲(chǔ)介質(zhì)的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題提出的技術(shù)方案是
一種視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法，該方法應(yīng)用于視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括FPGA (Field — Programmable Gate Array,現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列)、CPU (中央處理器)和存儲(chǔ)裝置，該方法包括以下步驟
步驟si =FPGA獲取視頻圖像原始RAW數(shù)據(jù)；
步驟s2 =FPGA中的串并轉(zhuǎn)換模塊對(duì)原始RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成并行RAW數(shù)據(jù)，將并行RAW數(shù)據(jù)傳輸至FPGA中的編碼模塊；
步驟s3 =FPGA中的編碼模塊對(duì)并行RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾編碼，得到加擾RAW數(shù)據(jù)并將其傳輸至CPU ；
步驟s4 CPU對(duì)加擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，將壓縮后的加擾RAW數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)裝置。進(jìn)一步的,步驟s3包括如下子步驟
子步驟s31 =FPGA中的編碼模塊將并行RAW數(shù)據(jù)中的每?jī)蓚€(gè)G分量相加取平均后作為新的G分量；
子步驟s32 =FPGA中的編碼模塊將并行RAW數(shù)據(jù)中的R分量、B分量、子步驟s31中余下的G分量和子步驟s31中得到的新的G分量進(jìn)行加擾編碼，得到加擾RAW數(shù)據(jù)。進(jìn)一步的，所述視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法還包括以下步驟
步驟s5 :CPU從存儲(chǔ)裝置中調(diào)取壓縮后的加擾RAW數(shù)據(jù)并對(duì)其解壓，將解壓后的加擾RAff數(shù)據(jù)傳輸至FPGA中的解碼模塊；
步驟s6 =FPGA中的解碼模塊對(duì)解壓后的加擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾解碼，得到解擾RAW數(shù)據(jù)并將其傳輸至FPGA中的圖像處理模塊；
步驟s7 =FPGA中的圖像處理模塊對(duì)解擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行ISP處理，得到適合顯示的視頻圖像數(shù)據(jù)。
進(jìn)一步的，步驟s7包括以下子步驟
子步驟s71 :FPGA中的圖像處理模塊對(duì)解擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)曝光、插值、自動(dòng)白平衡、顏色增強(qiáng)、寬動(dòng)態(tài)處理和色度空間轉(zhuǎn)換處理，得到適合液晶顯示器顯示的視頻圖像數(shù)據(jù)。或者,步驟s7包括以下子步驟
子步驟s72 :FPGA中的圖像處理模塊對(duì)解擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)曝光、插值、自動(dòng)白平衡、顏色增強(qiáng)、寬動(dòng)態(tài)處理、色度空間轉(zhuǎn)換和伽瑪矯正處理，得到適合CRT (Cathode Ray Tube,陰極射線(xiàn)管)顯示器顯示的視頻圖像數(shù)據(jù)。 本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法的視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法和視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對(duì)原始圖像RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行編解碼，使存入到硬盤(pán)里面的數(shù)據(jù)為圖像的RAW數(shù)據(jù)，由于RAW數(shù)據(jù)的容量只有顯示視頻圖像數(shù)據(jù)的三分之一，這樣就大大節(jié)約了硬盤(pán)存儲(chǔ)的空間。在系統(tǒng)需要播放存儲(chǔ)內(nèi)容時(shí)，CPU將硬盤(pán)的數(shù)據(jù)發(fā)送出來(lái)，通過(guò)FPGA對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼和增加部分ISP (Image Signal Processing,圖像信號(hào)處理)功能恢復(fù)出視頻顯示需要的格式，實(shí)現(xiàn)播放的功能。本發(fā)明解決了視頻圖像質(zhì)量和存儲(chǔ)空間兩者間的矛盾，在保證圖像質(zhì)量的前提下，與現(xiàn)有視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及其處理方法在相同的壓縮比下，本發(fā)明至少縮小了三分之二的存儲(chǔ)空間，使整個(gè)系統(tǒng)的成本大大降低。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意框 圖2是本發(fā)明實(shí)施例中視頻圖像數(shù)據(jù)的RAW數(shù)據(jù)格式圖示；
圖3是本發(fā)明實(shí)施例中圖像處理模塊結(jié)構(gòu)示意框圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。本實(shí)施例的視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法，該方法應(yīng)用于本實(shí)施例的視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，如圖I所示，本實(shí)施例的視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括FPGA UCPU 2和存儲(chǔ)裝置3，本實(shí)施例的視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法包括以下步驟
步驟si =FPGA I獲取視頻圖像原始RAW數(shù)據(jù)；
步驟s2 =FPGA I中的串并轉(zhuǎn)換模塊11對(duì)原始RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成并行RAW數(shù)據(jù)，將并行RAW數(shù)據(jù)傳輸至FPGA I中的編碼模塊12 ；
步驟s3 =FPGA I中的編碼模塊12對(duì)并行RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾編碼，得到加擾RAW數(shù)據(jù)并將其傳輸至CPU 2 ；
步驟s4 CPU 2對(duì)加擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，將壓縮后的加擾RAW數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)裝置3。視頻圖像的RAW數(shù)據(jù)中包含G分量、R分量和B分量，RAff數(shù)據(jù)的格式大致如圖2所示。優(yōu)選的，步驟S3包括如下子步驟
子步驟s31 =FPGA I中的編碼模塊12將并行RAW數(shù)據(jù)中的每?jī)蓚€(gè)G分量相加取平均后作為新的G分量；子步驟s32 FPGA I中的編碼模塊12將并行RAW數(shù)據(jù)中的R分量、B分量、子步驟s31中余下的G分量和子步驟s31中得到的新的G分量進(jìn)行加擾編碼，得到加擾RAW數(shù)據(jù)。本實(shí)施例的視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法，還包括以下步驟
步驟s5 CPU 2從存儲(chǔ)裝置3中調(diào)取壓縮后的加擾RAW數(shù)據(jù)并對(duì)其解壓，將解壓后的加擾RAW數(shù)據(jù)傳輸至FPGA I中的解碼模塊13 ；
步驟s6 =FPGA I中的解碼模塊13對(duì)解壓后的加擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾解碼，得到解擾RAW數(shù)據(jù)并將其傳輸至FPGA I中的圖像處理模塊14 ；
步驟s7 =FPGA I中的圖像處理模塊14對(duì)解擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行ISP處理，得到適合顯示器4顯示的視頻圖像數(shù)據(jù)。優(yōu)選的，步驟s7包括以下子步驟
子步驟s71 =FPGA I中的圖像處理模塊14對(duì)解擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)曝光、插值、自動(dòng)白平衡、顏色增強(qiáng)、寬動(dòng)態(tài)處理和色度空間轉(zhuǎn)換處理，得到適合液晶顯示器顯示的視頻圖像數(shù)據(jù)。或者，步驟s7包括以下子步驟
子步驟s72 =FPGA I中的圖像處理模塊14對(duì)解擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)曝光、插值、自動(dòng)白平衡、顏色增強(qiáng)、寬動(dòng)態(tài)處理、色度空間轉(zhuǎn)換和伽瑪矯正處理，得到適合CRT顯示器顯示的視頻圖像數(shù)據(jù)。本實(shí)施例的視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)接收?qǐng)D像原始RAW數(shù)據(jù)進(jìn)入FPGA，結(jié)構(gòu)如圖I所示，首先利用FPGA中的串并轉(zhuǎn)換模塊對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換獲得并行的RAW數(shù)據(jù)，然后FPGA中的編碼模塊對(duì)并行的RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾編碼，得到加擾RAW數(shù)據(jù)，以減低數(shù)據(jù)在FPGA和CPU之間傳輸而導(dǎo)致的誤碼。CPU端可以對(duì)加擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行各種壓縮，例如H. 264的壓縮，得到壓縮后的加擾RAW數(shù)據(jù)，然后將壓縮后的加擾RAW數(shù)據(jù)存入硬盤(pán)進(jìn)行管理。由于存儲(chǔ)進(jìn)硬盤(pán)中的是圖像的RAW數(shù)據(jù)，可以適當(dāng)?shù)臏p小視頻圖像的壓縮比以輔助圖像解壓時(shí)能獲得優(yōu)質(zhì)視頻圖像。需要播放視頻時(shí)，首先CPU將存入硬盤(pán)的壓縮后的加擾RAW數(shù)據(jù)解壓，送給FPGA，F(xiàn)PGA的解碼模塊再對(duì)加擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾解碼，得到解擾RAW數(shù)據(jù)，緊接著FPGA的圖像處理模塊對(duì)解擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行部分ISP處理，將恢復(fù)出來(lái)的RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行插值運(yùn)算和顏色矯正，得到適合顯示的視頻圖像(必要時(shí)增加伽瑪曲線(xiàn)矯正調(diào)整以適應(yīng)不同的顯示需求)，完成播放的功能。如圖3所示，圖像處理模塊14包括接口 141、與該接口 141連接的自動(dòng)曝光控制單元142、與該接口 141連接的圖像插值處理單元143、與該圖像插值處理單元143連接的自動(dòng)白平衡處理單元144、與該自動(dòng)白平衡處理單元144連接的顏色增強(qiáng)處理單元145、與該顏色增強(qiáng)處理單元145連接的寬動(dòng)態(tài)處理單元146、與該寬動(dòng)態(tài)處理單元146連接的色度空間轉(zhuǎn)換單元147、與該色度空間轉(zhuǎn)換單元147連接的伽瑪校正單元148。接口 141用于與解碼模塊13對(duì)接；圖像處理模塊14對(duì)視頻圖像數(shù)據(jù)分別進(jìn)行自動(dòng)曝光、插值、自動(dòng)白平衡、顏色增強(qiáng)、寬動(dòng)態(tài)處理、色度空間轉(zhuǎn)換和伽瑪矯正處理，以獲得適合顯示的高質(zhì)量視頻圖像。本實(shí)施例視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法通過(guò)對(duì)RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行以下編碼以適合不同的壓縮機(jī)制將RAW數(shù)據(jù)中的G分量進(jìn)行相加取平均，然后剩下的R、G、B分量依次給壓縮機(jī)制進(jìn)行編碼壓縮。
如上所云是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思和內(nèi)涵的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法，該方法應(yīng)用于視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，所述視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)包括FPGA、CPU和存儲(chǔ)裝置，該方法包括以下步驟 步驟si =FPGA獲取視頻圖像原始RAW數(shù)據(jù)； 步驟s2 =FPGA中的串并轉(zhuǎn)換模塊對(duì)原始RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成并行RAW數(shù)據(jù)，將并行RAW數(shù)據(jù)傳輸至FPGA中的編碼模塊； 步驟s3 =FPGA中的編碼模塊對(duì)并行RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾編碼，得到加擾RAW數(shù)據(jù)并將其傳輸至CPU ； 步驟s4 CPU對(duì)加擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，將壓縮后的加擾RAW數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法，步驟s3包括如下子步驟 子步驟s31 =FPGA中的編碼模塊將并行RAW數(shù)據(jù)中的每?jī)蓚€(gè)G分量相加取平均后作為新的G分量； 子步驟s32 =FPGA中的編碼模塊將并行RAW數(shù)據(jù)中的R分量、B分量、子步驟s31中余下的G分量和子步驟s31中得到的新的G分量進(jìn)行加擾編碼，得到加擾RAW數(shù)據(jù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法，還包括以下步驟 步驟s5 :CPU從存儲(chǔ)裝置中調(diào)取壓縮后的加擾RAW數(shù)據(jù)并對(duì)其解壓，將解壓后的加擾RAff數(shù)據(jù)傳輸至FPGA中的解碼模塊； 步驟s6 =FPGA中的解碼模塊對(duì)解壓后的加擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行解擾解碼，得到解擾RAW數(shù)據(jù)并將其傳輸至FPGA中的圖像處理模塊； 步驟s7 =FPGA中的圖像處理模塊對(duì)解擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行ISP處理，得到適合顯示的視頻圖像數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法，步驟s7包括以下子步驟 子步驟s71 :FPGA中的圖像處理模塊對(duì)解擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)曝光、插值、自動(dòng)白平衡、顏色增強(qiáng)、寬動(dòng)態(tài)處理和色度空間轉(zhuǎn)換處理，得到適合液晶顯示器顯示的視頻圖像數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法，步驟s7包括以下子步驟 子步驟s72 :FPGA中的圖像處理模塊對(duì)解擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)曝光、插值、自動(dòng)白平衡、顏色增強(qiáng)、寬動(dòng)態(tài)處理、色度空間轉(zhuǎn)換和伽瑪矯正處理，得到適合CRT顯示器顯示的視頻圖像數(shù)據(jù)。
6.一種應(yīng)用上述任一權(quán)利要求所述的視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法的視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種視頻圖像數(shù)據(jù)處理方法，包括以下步驟步驟s1FPGA獲取視頻圖像原始RAW數(shù)據(jù)；步驟s2FPGA中的串并轉(zhuǎn)換模塊對(duì)原始RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行串并轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成并行RAW數(shù)據(jù)，將并行RAW數(shù)據(jù)傳輸至FPGA中的編碼模塊；步驟s3FPGA中的編碼模塊對(duì)并行RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行加擾編碼，得到加擾RAW數(shù)據(jù)并將其傳輸至CPU；步驟s4CPU對(duì)加擾RAW數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮，將壓縮后的加擾RAW數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)裝置。本發(fā)明還提供一種視頻圖像數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。本發(fā)明解決了視頻圖像質(zhì)量和存儲(chǔ)空間兩者間的矛盾，使整個(gè)系統(tǒng)的成本大大降低。
文檔編號(hào)H04N5/243GK102883167SQ201210348720
公開(kāi)日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月19日
發(fā)明者林綠德, 張科科, 羅平 申請(qǐng)人:旗瀚科技有限公司