[发明专利]一种基于可变输入数据流的大动态实时解压缩系统

摘要

本发明公开了一种基于可变输入数据流的大动态实时解压缩系统，包括：解帧模块、RS解码模块、2DECC解码模块、无纠错解码模块、EDC检纠错模块、数据打包分发模块、多路并行golomb解码模块、多路并行残差预测解码模块、像素收集模块以及组帧模块；解帧模块解析压缩码流的帧格式，分离辅助信息与压缩码流数据；压缩码流数据输入到检纠错模块、多路并行解码模块按块解码，然后将解码后的数据还原成输入的数据形式，完成解压缩工作，最后将解码后的数据在组帧模块逆压缩排序组合后与相机辅助信息拼接组成相机格式数据输出。实现了对应的解压缩算法的FPGA并行实现，实现了可变的输入数据流和大动态压缩比变化的实时解压缩。

主权项

1.一种基于可变输入数据流的大动态实时解压缩系统，其特征在于，基于FPGA流水并行实现机制，所述系统包括：解帧模块、RS解码模块、2DECC解码模块、无纠错解码模块、EDC检纠错模块、数据打包分发模块、多路并行golomb解码模块、多路并行残差预测解码模块、像素收集模块以及组帧模块；所述解帧模块，用于正确识别压缩码流中的标志识别码，将帧同包含的7个同步头中带的参数进行7选4的表决，将解码需要的中间参数主要包括压缩码流的分块大小、near值、码流的编码方式和相机格式数据提取并缓存，将码流帧格式数据、相机格式数据和压缩码流数据分离，压缩码流数据用于解码，相机格式数据用于解码后数据组帧，从码流帧格式数据中提取分块大小、near值和编码方式，测量计算压缩码流状态信息，实时检测，提取解码需要的中间分块大小、near值、码流的编码方式参数进行解析；所述RS解码模块，用于在所述解帧模块确定的压缩码流的编码方式为RS编码时，接收所述解帧模块输出的压缩码流数据和数据使能信号，对该压缩码流数据进行RS检纠错解码，将纠错后的压缩码流数据发送给所述EDC检纠错模块；其中，所述RS解码模块包括：伴随式获取模块，用于计算m-n个伴随式，在初始阶段，寄存器被清零，输入第一个码字与零相加后被送入寄存器，再乘以约定伴随多项式系数后与第二个输入的码字相加，如此循环，直到m个码字全部送入寄存器经过计算后，寄存器内的值便是所需要的伴随多项式，其中，m与n为正整数；第一计算模块，用于根据所述伴随多项式求出错误位置多项式和错误值多项式；第二计算模块，用于在所述错误位置多项式和所述错误值多项式确定后，通过求解所述错误位置多项式的根得到错误位置，并获取所述错误位置上的错误值；第一误码纠正模块，用于根据所述错误位置及所述错误位置上的错误值确定错误多项式，将所述错误多项式与接收多项式相加，即完成误码的纠正；所述2DECC解码模块，用于在所述解帧模块确定的压缩码流的编码方式为2DECC编码时，接收所述解帧模块输出的压缩码流数据和数据使能信号，对该压缩码流数据进行逐比特检错、纠错，去除校验位，将纠错后的压缩码流数据发送给所述EDC检纠错模块；其中，所述2DECC解码模块包括：取数据模块，用于从压缩码流中取M比特位进行奇偶校验，前N比特位组成奇偶校验矩阵，后M-N比特位作为奇偶校验位，其中，M与N为正整数；第一判断模块，用于根据所述奇偶校验位判断所述奇偶校验矩阵的每行、每列元素之和的奇偶性是否正确；第二误码纠正模块，用于定位错误比特位置并纠正，若前N比特位信息位出现1比特位错误，则确定错误位置并纠正；若后M-N比特位出现1比特位错误，则判定为校验位出错，不对信息位进行纠错，将纠错后的奇偶校验矩阵重组为一维码流，并跳转至所述取数据模块的操作，直至压缩码流中剩余比特位数不足一次解码为止，并将剩余比特位直接写入2DECC解码后的压缩码流中；所述无纠错解码模块，用于在所述解帧模块确定的压缩码流的编码方式为无纠错编码时，接收所述解帧模块输出的压缩码流数据和数据使能信号，并将该压缩码流数据发送给所述EDC检纠错模块；所述EDC检纠错模块，用于对接收到的压缩码流数据进行EDC块检错监督信息校验、全图域码流按块的方式隔离、压缩码流长度校验以及提取并保存EDC信息；所述EDC检纠错模块，还用于在EDC信息丢失后，能够恢复码流的正常解码状态并正确解码，具体实现方式为：一旦检测到EDC信息丢失，则暂时停止EDC信息的校验工作，将丢失前的一组EDC信息块进行保存，若丢失了第四组和第五组EDC信息，则需要将第三组中的EDC信息_1、EDC信息_2、EDC信息_3保存在寄存器中，由于此时已经停止了EDC信息的校验，将第三组EDC信息中包含的EDC信息_2和EDC信息_3分别在找到第6个EDC头和第7个EDC头时赋值给对应的第二个EDC信息和第三个EDC信息，在找到第8个EDC头标志时，恢复EDC信息的三选二检验功能，此时正好完成第6组EDC信息的校验，之后的EDC校验工作正常进行；所述数据打包分发模块，用于利用所述EDC检纠错模块提取的EDC信息分割压缩码流得到每个子块的码流数据，并将各子块码流数据分别打包分发至多路并行golomb解码模块；所述多路并行golomb解码模块，用于并行计算各子块码流数据的映射误差值Merrval；所述多路并行残差预测解码模块与所述多路并行golomb解码模块一一对应，用于根据各子块码流数据对应的映射误差值Merrval对各子块码流数据进行残差预测解码；所述像素收集模块，用于收集所述多路并行残差预测解码模块进行预测解码后输出的还原的数据块；所述组帧模块，用于将所述像素收集模块收集的数据块逆压缩排序组合后与相机辅助信息拼接组成相机格式数据，完成解压缩操作。