CN102883167A

CN102883167A - 一种视频图像数据处理方法及系统

Info

Publication number: CN102883167A
Application number: CN2012103487208A
Authority: CN
Inventors: 林绿德; 张科科; 罗平
Original assignee: QIHAN TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: QIHAN TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-09-19
Filing date: 2012-09-19
Publication date: 2013-01-16

Abstract

本发明提供一种视频图像数据处理方法，包括以下步骤：步骤s1：FPGA获取视频图像原始RAW数据；步骤s2：FPGA中的串并转换模块对原始RAW数据进行串并转换，转换成并行RAW数据，将并行RAW数据传输至FPGA中的编码模块；步骤s3：FPGA中的编码模块对并行RAW数据进行加扰编码，得到加扰RAW数据并将其传输至CPU；步骤s4：CPU对加扰RAW数据进行压缩，将压缩后的加扰RAW数据存入存储装置。本发明还提供一种视频图像数据处理系统。本发明解决了视频图像质量和存储空间两者间的矛盾，使整个系统的成本大大降低。

Description

一种视频图像数据处理方法及系统

技术领域

本发明涉及视频图像数据处理技术。

背景技术

随着目前高清安防的不断发展，视频分辨率越来越大，这给予存储的压力也越来越大。目前市面上的存储方案都是将前端传输过来的视频图像进行压缩编码实现存储。如果压缩比例太大，会导致视频图像严重受损；但如果压缩比例不大，就需要更多的存储介质，系统成本就会增加。如何在视频图像质量和存储空间上找到一个平衡点，是目前高清安防面临的一个继续解决的难题。

发明内容

为了解决现有现有安防摄像机的视频图像数据处理方法处理后的视频图像数据难以同时保障视频图像质量和较少存储介质的技术问题，本发明提供了一种视频图像数据处理方法。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：

一种视频图像数据处理方法，该方法应用于视频图像数据处理系统，所述视频图像数据处理系统包括FPGA（Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）、CPU（中央处理器）和存储装置，该方法包括以下步骤：

步骤s1：FPGA获取视频图像原始RAW数据；

步骤s2：FPGA中的串并转换模块对原始RAW数据进行串并转换，转换成并行RAW数据，将并行RAW数据传输至FPGA中的编码模块；

步骤s3：FPGA中的编码模块对并行RAW数据进行加扰编码，得到加扰RAW数据并将其传输至CPU；

步骤s4：CPU对加扰RAW数据进行压缩，将压缩后的加扰RAW数据存入存储装置。

进一步的，步骤s3包括如下子步骤：

子步骤s31：FPGA中的编码模块将并行RAW数据中的每两个G分量相加取平均后作为新的G分量；

子步骤s32：FPGA中的编码模块将并行RAW数据中的R分量、B分量、子步骤s31中余下的G分量和子步骤s31中得到的新的G分量进行加扰编码，得到加扰RAW数据。

进一步的，所述视频图像数据处理方法还包括以下步骤：

步骤s5：CPU从存储装置中调取压缩后的加扰RAW数据并对其解压，将解压后的加扰RAW数据传输至FPGA中的解码模块；

步骤s6：FPGA中的解码模块对解压后的加扰RAW数据进行解扰解码，得到解扰RAW数据并将其传输至FPGA中的图像处理模块；

步骤s7：FPGA中的图像处理模块对解扰RAW数据进行ISP处理，得到适合显示的视频图像数据。

进一步的，步骤s7包括以下子步骤：

子步骤s71：FPGA中的图像处理模块对解扰RAW数据进行自动曝光、插值、自动白平衡、颜色增强、宽动态处理和色度空间转换处理，得到适合液晶显示器显示的视频图像数据。

或者，步骤s7包括以下子步骤：

子步骤s72：FPGA中的图像处理模块对解扰RAW数据进行自动曝光、插值、自动白平衡、颜色增强、宽动态处理、色度空间转换和伽玛矫正处理，得到适合CRT（Cathode Ray Tube，阴极射线管）显示器显示的视频图像数据。

本发明还提供一种应用上述视频图像数据处理方法的视频图像数据处理系统。

本发明的有益效果是：本发明的视频图像数据处理方法和视频图像数据处理系统对原始图像RAW数据进行编解码，使存入到硬盘里面的数据为图像的RAW数据，由于RAW数据的容量只有显示视频图像数据的三分之一，这样就大大节约了硬盘存储的空间。

在系统需要播放存储内容时，CPU将硬盘的数据发送出来，通过FPGA对数据进行解码和增加部分ISP（Image Signal Processing，图像信号处理）功能恢复出视频显示需要的格式，实现播放的功能。

本发明解决了视频图像质量和存储空间两者间的矛盾，在保证图像质量的前提下，与现有视频图像数据处理系统及其处理方法在相同的压缩比下，本发明至少缩小了三分之二的存储空间，使整个系统的成本大大降低。

附图说明

图1是本发明实施例视频图像数据处理系统结构示意框图；

图2是本发明实施例中视频图像数据的RAW数据格式图示；

图3是本发明实施例中图像处理模块结构示意框图。

具体实施方式

下面结合附图说明及具体实施方式对本发明进一步说明。

本实施例的视频图像数据处理方法，该方法应用于本实施例的视频图像数据处理系统，如图1所示，本实施例的视频图像数据处理系统包括FPGA 1、CPU 2和存储装置3，本实施例的视频图像数据处理方法包括以下步骤：

步骤s1：FPGA 1获取视频图像原始RAW数据；

步骤s2：FPGA 1中的串并转换模块11对原始RAW数据进行串并转换，转换成并行RAW数据，将并行RAW数据传输至FPGA 1中的编码模块12；

步骤s3：FPGA 1中的编码模块12对并行RAW数据进行加扰编码，得到加扰RAW数据并将其传输至CPU 2；

步骤s4：CPU 2对加扰RAW数据进行压缩，将压缩后的加扰RAW数据存入存储装置3。

视频图像的RAW数据中包含G分量、R分量和B分量，RAW数据的格式大致如图2所示。

优选的，步骤s3包括如下子步骤：

子步骤s31：FPGA 1中的编码模块12将并行RAW数据中的每两个G分量相加取平均后作为新的G分量；

子步骤s32：FPGA 1中的编码模块12将并行RAW数据中的R分量、B分量、子步骤s31中余下的G分量和子步骤s31中得到的新的G分量进行加扰编码，得到加扰RAW数据。

本实施例的视频图像数据处理方法，还包括以下步骤：

步骤s5：CPU 2从存储装置3中调取压缩后的加扰RAW数据并对其解压，将解压后的加扰RAW数据传输至FPGA 1中的解码模块13；

步骤s6：FPGA 1中的解码模块13对解压后的加扰RAW数据进行解扰解码，得到解扰RAW数据并将其传输至FPGA 1中的图像处理模块14；

步骤s7：FPGA 1中的图像处理模块14对解扰RAW数据进行ISP处理，得到适合显示器4显示的视频图像数据。

优选的，步骤s7包括以下子步骤：

子步骤s71：FPGA 1中的图像处理模块14对解扰RAW数据进行自动曝光、插值、自动白平衡、颜色增强、宽动态处理和色度空间转换处理，得到适合液晶显示器显示的视频图像数据。

或者，步骤s7包括以下子步骤：

子步骤s72：FPGA 1中的图像处理模块14对解扰RAW数据进行自动曝光、插值、自动白平衡、颜色增强、宽动态处理、色度空间转换和伽玛矫正处理，得到适合CRT显示器显示的视频图像数据。

本实施例的视频图像数据处理系统接收图像原始RAW数据进入FPGA，结构如图1所示，首先利用FPGA中的串并转换模块对数据进行串并转换获得并行的RAW数据，然后FPGA中的编码模块对并行的RAW数据进行加扰编码，得到加扰RAW数据，以减低数据在FPGA和CPU之间传输而导致的误码。CPU端可以对加扰RAW数据进行各种压缩，例如H.264的压缩，得到压缩后的加扰RAW数据，然后将压缩后的加扰RAW数据存入硬盘进行管理。

由于存储进硬盘中的是图像的RAW数据，可以适当的减小视频图像的压缩比以辅助图像解压时能获得优质视频图像。

需要播放视频时，首先CPU将存入硬盘的压缩后的加扰RAW数据解压，送给FPGA，FPGA的解码模块再对加扰RAW数据进行解扰解码，得到解扰RAW数据，紧接着FPGA的图像处理模块对解扰RAW数据进行部分ISP处理，将恢复出来的RAW数据进行插值运算和颜色矫正，得到适合显示的视频图像（必要时增加伽玛曲线矫正调整以适应不同的显示需求），完成播放的功能。

如图3所示，图像处理模块14包括接口141、与该接口141连接的自动曝光控制单元142、与该接口141连接的图像插值处理单元143、与该图像插值处理单元143连接的自动白平衡处理单元144、与该自动白平衡处理单元144连接的颜色增强处理单元145、与该颜色增强处理单元145连接的宽动态处理单元146、与该宽动态处理单元146连接的色度空间转换单元147、与该色度空间转换单元147连接的伽玛校正单元148。接口141用于与解码模块13对接；图像处理模块14对视频图像数据分别进行自动曝光、插值、自动白平衡、颜色增强、宽动态处理、色度空间转换和伽玛矫正处理，以获得适合显示的高质量视频图像。

本实施例视频图像数据处理方法通过对RAW数据进行以下编码以适合不同的压缩机制：将RAW数据中的G分量进行相加取平均，然后剩下的R、G、B分量依次给压缩机制进行编码压缩。

如上所云是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思和内涵的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种视频图像数据处理方法，该方法应用于视频图像数据处理系统，所述视频图像数据处理系统包括FPGA、CPU和存储装置，该方法包括以下步骤：

步骤s1：FPGA获取视频图像原始RAW数据；

2.根据权利要求1所述的视频图像数据处理方法，步骤s3包括如下子步骤：

3.根据权利要求1或2所述的视频图像数据处理方法，还包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的视频图像数据处理方法，步骤s7包括以下子步骤：

5.根据权利要求3所述的视频图像数据处理方法，步骤s7包括以下子步骤：

子步骤s72：FPGA中的图像处理模块对解扰RAW数据进行自动曝光、插值、自动白平衡、颜色增强、宽动态处理、色度空间转换和伽玛矫正处理，得到适合CRT显示器显示的视频图像数据。

6.一种应用上述任一权利要求所述的视频图像数据处理方法的视频图像数据处理系统。