CN102736447B - 直写式光刻系统中图像数据串的压缩方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在直写式光刻系统中图像数据串的压缩方法，压缩后的数据以字节为单位，以不同的表述位组合成不同数据结构，结构中位数据从高到低依次为指示位、图像点数据，或者为指示位、表示位、计数值，或者为指示位、表示位、说明数据。本发明的压缩方法简单，速度快；压缩后数据在传输时符合反向非归零（NRZI）编码要求，不需插入数据位，浪费带宽；压缩数据可以利用图像中的相关性提高压缩比。

Description

直写式光刻系统中图像数据串的压缩方法

技术领域

本发明涉及半导体行业和印刷电路板行业光刻领域，具体涉及一种直写式光刻系统中图像数据串的压缩方法，特别是使用在空间光调制器的直写式光刻机曝光系统或者激光直写曝光系统（LDI）的数据传输压缩处理方法。

背景技术

直写曝光系统是将图像数据通过USB接口传输给数字微镜（DMD），微镜DMD将图像直接投影到平台上的覆膜PCB上感光。数字微镜DMD是一种空间光调制器，可以高效率开关光路，可控制光路达200万路。曝光系统是根据平台移动速度和投影像素大小不断更新微镜DMD控制，以刷新投影图像，平台移动速度和投影像素大小直接影响曝光系统需要准备的数据量。为了提高产能，必须加快平台的移动速度同时提高曝光系统的DMD刷新速度，造成需要传输的数据加大，投影的像素大小直接约束感光图像的性能，不能以提高投影像素大小来降低数据量，而通讯的波特率也不可能无限增加，就是增加也将更改硬件构架，造成成本的增加，同时大量数据的传输对传输介质要求也将提高。

直写曝光系统传输给数字微镜（DMD）的图像数据是无灰度的二值数，即0或1，在图像中有块状图形时，传输数据可能都为1，USB总线采用反向非归零（NRZI）编码方式，为了时钟同步会自动插入一位0，造成一定通讯带宽损失。

本发明的特点是在通讯传输介质不变的基础上，利用数据串压缩的方法减少需要传输的数据量，以满足提高产能所需要的数据量，并将数据结构引入一个字节中。

发明内容

本发明的目的是提供一种直写式光刻系统中图像数据串的压缩方法。

本发明的技术方案如下：

直写式光刻系统中图像数据串的压缩方法，其特征在于：压缩后的数据以字节为单位，以不同的表述位组合成不同数据结构，结构中位数据从高到低依次为指示位、图像点数据，或者为指示位、表示位、计数值，或者为指示位、表示位、说明数据；

具体步骤如下：

（1）读取一行数据，并压入保存行起始说明（十六进制数）05H（10），检查此行是图像首行，是则压入保存（十六进制数）05H（8），缓存本行并取本行转步骤（4），否则继续下一步骤；

（2）与缓存行进行相关比较，即与缓存行对应异或，检查0的数量以判断相关系数；

（3）如果相关系数为1，即与缓存完全相同，则压入保存（十六进制数）11H（10），转步骤（1）；如果相关系数大于等于0.5，则压入保存（十六进制数）06H（9），缓存本行，取异或后的行继续；否则，则压入保存（十六进制数）05H（8），缓存本行，取本行继续；

（4）取7个像素的点阵；

（5）点阵数据等于0000000或1111111时，转步骤7；否则压入数高位是1、低7位是点阵数据组合的字节，计数值cnt清零；

（6）本行结束判断，是则转步骤（9）；否则再取7个像素的点阵，与上次的点阵数据相同，则计数值cnt加1，重复步骤（6）至不相同或计数值cnt等于31，则压入数高3位是011(6）、低5位是计数值cnt数据的组合后的字节，转步骤5重复；

（7）计数值cnt置7；

（8）本行结束判断，是则转步骤9；否则继续读取点阵数据并检查是否等于0或1，是则cnt计数值加1，重复步骤（8）至不等于0或1或计数cnt等于31，则压入数高3位是001(4)或010(5)、低5是计数cnt数据的组合后的字节，转步骤4重复；

（9）本行结束，压入行结束说明（十六进制数）0CH（11）；

（10）判断图像是否全部压缩扫描完，是则结束，否则转步骤1重复进行。

本发明根据图像数据串行发送的特点，每8位数据为一个字节，将原一个字节可以8个点的图像（bmp），调整为指示位+表示位+图像位+计数的组合结构。指示位占1位，用于指示本字节的数据结构，为1时说明本字节是指示位+图像位的结构，为0时说明本字节是表示位+计数的结构；表示位占2位，用于解释计数的含义。

本发明传输的数据还是按照字节传输方式，但通过指示位的识别可以区分不同数据结构，对于不好压缩的图像时可以用不压缩形式传输。

本发明传输的数据可以利用图像数据的相关性压缩，提高数据的压缩比。

本发明的有益效果在于：

（1）本发明的压缩方法简单，速度快； 

（2）压缩后数据在传输时符合反向非归零（NRZI）编码要求，不需插入数据位，浪费带宽；

（3）压缩数据可以利用图像中的相关性提高压缩比。

附图说明

图1 是本发明的压缩数据的结构示意图。

具体实施方式

实施例：

直写式光刻系统中图像数据串的压缩方法，其特征在于：压缩后的数据以字节为单位，以不同的表述位组合成不同数据结构，结构中位数据从高到低依次为指示位、图像点数据，或者为指示位、表示位、计数值，或者为指示位、表示位、说明数据；

具体步骤如下：

（1）读取一行数据，并压入保存行起始说明（十六进制数）05H（10），检查此行是图像首行，是则压入保存（十六进制数）05H（8），缓存本行并取本行转步骤（4），否则继续下一步骤；

（2）与缓存行进行相关比较，即与缓存行对应异或，检查0的数量以判断相关系数；

（3）如果相关系数为1，即与缓存完全相同，则压入保存（十六进制数）11H（10），转步骤（1）；如果相关系数大于等于0.5，则压入保存（十六进制数）06H（9），缓存本行，取异或后的行继续；否则，则压入保存（十六进制数）05H（8），缓存本行，取本行继续；

（4）取7个像素的点阵；

（5）点阵数据等于0000000或1111111时，转步骤7；否则压入数高位是1、低7位是点阵数据组合的字节，计数值cnt清零；

（6）本行结束判断，是则转步骤（9）；否则再取7个像素的点阵，与上次的点阵数据相同，则计数值cnt加1，重复步骤（6）至不相同或计数值cnt等于31，则压入数高3位是011(6）、低5位是计数值cnt数据的组合后的字节，转步骤5重复；

（7）计数值cnt置7；

（8）本行结束判断，是则转步骤9；否则继续读取点阵数据并检查是否等于0或1，是则cnt计数值加1，重复步骤（8）至不等于0或1或计数cnt等于31，则压入数高3位是001(4)或010(5)、低5是计数cnt数据的组合后的字节，转步骤4重复；

（9）本行结束，压入行结束说明（十六进制数）0CH（11）；

（10）判断图像是否全部压缩扫描完，是则结束，否则转步骤1重复进行。

本发明采用位数据的组合结构压缩数据，参照图1，本发明的图像数据压缩后用指示位Z表述不同的位组合数据结构，组合数据结构分为指示位+图像点数据(2)、指示位+表示位+计数值(4)/(5)/(6)、指示位+表示位+说明数据等类型(8)/(9）/(10)/(11）。

参照图1，本发明的图像压缩后数据结构的长度为一个字节，最高位是指示位，用以表述此字节结构的类型；bmp是图像点阵数据，由7个图像点组成；S是表示位，在结构字节中列在第6、5位，用以表述其后数据类型；cnt是计数值，大小为0～31或0～15，表述其后相同的重复次数；B是说明位，用以表述特定字节的含义。

按照图1，本发明的图像数据压缩后不会出现连续有8个1的可能，即图像点阵如果有连续7个1时，必须压缩为01000110，否则此字节中必然有0，其它数据结构中在最高位已是0，因此不会出现连续8个1的字节，满足在USB总线的反向非归零（NRZI）编码要求，不需要插入0。

按照图1，本发明的图像数据的解压缩是压缩的逆过程，解压缩的步骤与压缩步骤相似，通过对字节的指示位（最高位）判断出字节的结构，再对字节的表示位（次高位）检查，区分出不同的处理进行解压缩。

Claims (1)

1.一种直写式光刻系统中图像数据串的压缩方法，其特征在于：压缩后的数据以字节为单位，以不同的表述位组合成不同数据结构，结构中位数据从高到低依次为指示位、图像点数据，或者为指示位、表示位、计数值，或者为指示位、表示位、说明数据；

具体步骤如下：

（1）读取一行数据，并压入保存行起始说明（十六进制数）05H（10），检查此行是图像首行，是则压入保存（十六进制数）05H（8），缓存本行并取本行转步骤（4），否则继续下一步骤；

（2）与缓存行进行相关比较，即与缓存行对应异或，检查0的数量以判断相关系数；

（3）如果相关系数为1，即与缓存完全相同，则压入保存（十六进制数）11H（10），转步骤（1）；如果相关系数不为1且相关系数大于等于0.5，则压入保存（十六进制数）06H（9），缓存本行，取异或后的行继续；否则，则压入保存（十六进制数）05H（8），缓存本行，取本行继续；

（4）取7个像素的点阵；

（5）点阵数据等于0000000或1111111时，转步骤7；否则压入数高位是1、低7位是点阵数据组合的字节，计数值cnt清零；

（6）本行结束判断，是则转步骤（9）；否则再取7个像素的点阵，与上次的点阵数据相同，则计数值cnt加1，重复步骤（6）至不相同或计数值cnt等于31，则压入数高3位是011(6）、低5位是计数值cnt数据的组合后的字节，转步骤5重复；

（7）计数值cnt置7；

（8）本行结束判断，是则转步骤9；否则继续读取点阵数据并检查是否等于0或1，是则cnt计数值加1，重复步骤（8）至不等于0或1或计数cnt等于31，则压入数高3位是001(4)或010(5)、低5是计数cnt数据的组合后的字节，转步骤4重复；

（9）本行结束，压入行结束说明（十六进制数）0CH（11）；

（10）判断图像是否全部压缩扫描完，是则结束，否则转步骤1重复进行。