[发明专利]一种针对视频数据的无损处理方法

说明书

本发明公开了一种针对视频数据的无损处理方法，将非压缩超高清视频信号的各帧视频数据分成多份像素数据，然后转换为YCoCg格式的数据，接着进行像素重构，并对重构的像素进行可变长度的熵编码后进行比率缓存，读取比率缓存数据即可得到完整的无损压缩编码比特数据流。本发明码率可控，设计成本低，无损率低，压缩比例最大可达4:1，保证了数据恢复原始的误码率降低很多，确保了无损压缩算法得以正确实施。

技术领域

本发明涉及视频数据处理方法领域，具体是一种针对视频数据的无损处理方法。

背景技术

随着科技的发展，特别是超高清技术在音视频领域的应用，人们对电视节目的清晰度，稳定度，以及带宽要求是越来越高，在这样背景下，超高清节目，也越来越多地被人们所接受，人们希望看到更清晰， 更流畅，画质更接近自然的音视频内容。目前国内，国际上的音视频内容，超高清的音视频产品越来越多，这就对超高清音视频的传输带宽和处理能力有了更高的要求。而对于以4K超高清为主的音视频，速率达到了18Gbps。如此高的传输速率，对芯片的处理能力，带宽的要求， 功耗等等都带来了很大的压力。 而在超高清音视频的传输和处理中，如此高的传输速率，不仅要求在芯片的研制工艺上，需要更高的工艺节点，成本更好， 在传输上，要求需要更高性能的传输设备，比如万兆交换机。如何解决这个问题，成为制约超高清音视频的发展的一个重要的技术问题， 成为一个技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种针对视频数据的无损处理方法，以解决现有技术超高清视频数据处理难度大的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种针对视频数据的无损处理方法，包括以下步骤：

步骤1、获取视频源输出的非压缩超高清视频信号；

步骤2、按步骤1获取非压缩超高清视频信号时的各帧顺序，从非压缩超高清视频信号中提取每帧视频数据，然后将每帧视频数据分别按等比例划分成多个子画面；

步骤3、将步骤2得到的每个子画面中每行像素分别划分为相同数量的像素数据，并将每个子画面分出的各个像素数据分别转换为YCoCg格式的像素数据；

步骤4、基于熵编码中的哈夫曼编码原理，采用可变长度编码方法，通过预测因子或者色彩历史查询表，对步骤3得到的每个YCoCg格式像素数据分别进行压缩编码得到对应的子数据流，以重构像素；

压缩编码时，为每个YCoCg格式像素数据的Y、Co、Cg分别建造独立的语法单元，每个语法单元分别包含预测重构基础的量化冗余值、色彩历史查询表的索引，基于量化冗余值通过比率控制算法决定当前数据的最大比特数，并通过预测QP值决定当前数据的大小；判断采用预测因子、色彩历史查询表两者进行编码时得到的压缩编码数据比特数大小，并采用其中比特数小的一者进行压缩编码以重构像素；

步骤5、组合步骤4得到的各个子数据流，进而得到非压缩超高清视频信号对应的无损压缩编码比特数据流。

进一步的，步骤2中，基于每帧视频数据的时钟频率和后续熵编码时的时钟频率、处理速率，并根据后续熵编码的压缩比例关系确定具体份数，将每帧视频数据分成多份同等大小的子画面。

进一步的，步骤4中基于预测因子进行像素重构时，当前重构后的像素数据作为后续像素数据重构时的预测参考数据。

进一步的，步骤4中基于色彩历史查询表的索引进行像素重构时，如果色彩历史查询索引用来重构当前的像素， 那么相应的色彩历史索引会被用来作为当前线的重构像素数据，同时色彩历史色彩索引在当前组被处理之后，需要重新更新色彩历史查询表的索引。

进一步的，步骤5中，依据每帧视频数据的各个子画面的划分方式、每个子画面中每行像素划分方式、各帧视频数据的顺序，对步骤4得到的各个子数据流进行组合，进而得到非压缩超高清视频信号对应的无损压缩编码的比特数据流。

进一步的，还包括对步骤5得到的无损压缩编码比特数据流的解码过程，解码过程为步骤1-步骤5压缩编码过程的逆向过程。