[发明专利]一种基于FPGA的MJPEG压缩实现方法和FPGA

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像处理领域，尤其涉及一种基于FPGA的MJPEG压缩实现方法和FPGA。

背景技术

在视频图像传输系统中，大量视频图像数据流的传输称为系统瓶颈；通过MJPEG压缩算法，可以大大减少视频图像数据传输时所需要的存储空间和网络带宽。由于MJPEG压缩算法比较复杂，现有的MJPEG压缩算法一般是采用软件来实现；但是算法的实时性和可扩展性都受到很大限制，尤其是对多路高分辨率、高帧率视频图像数据流压缩处理，如1080p60f、4k60f。

发明内容

本发明旨在解决现有技术MJPEG压缩算法实现实时性和可扩展性差的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于FPGA的MJPEG压缩实现方法，包括：

对缓存的视频数据流进行离散余弦变换；

将经过离散余弦变换后的所述视频数据流进行Z变换；

将经过Z变换的所述视频数据流进行量化，并对量化后的所述视频数据流进行行程编码；

对经过行程编码后的所述视频数据流按照熵的大小进行编码，压缩所述视频数据流的大小。

可选的，所述对经过行程编码后的所述视频数据流按照熵的大小进行编码包括：对经过行程编码后的所述视频数据流进行哈夫曼编码。

可选的，所述将经过Z变换的视频数据流进行量化包括：

根据预存的量化系数的倒数，对相应的视频数据流进行量化。

可选的，在所述对缓存的视频数据流进行离散余弦变换之前，还包括：

判断所述缓存的视频数据流是否为YCbCr格式，若否，则将所述视频数据流转成YCbCr格式。

可选的，在所述对缓存的视频数据流进行离散余弦变换之前，还包括：

将所述YCbCr格式的视频数据流中的YY分量和CbCr分量分别缓存。

本发明还提供一种FPGA，包括：

离散余弦变换模块，用于对缓存的视频数据流进行离散余弦变换；

Z变换模块，用于将经过离散余弦变换后的所述视频数据流进行Z变换；

量化模块，用于将经过Z变换的视频数据流进行量化；

第一编码模块，用于对量化后的所述视频数据流进行行程编码；

第二编码模块，用于对经过行程编码后的所述视频数据流按照熵的大小进行编码，压缩所述视频数据流的大小。

可选的，所述第二编码模块还用于：对经过行程编码后的所述视频数据流进行哈夫曼编码。

可选的，所述量化模块还用于：

根据预存的量化系数的倒数，对相应的视频数据流进行量化。

可选的，还包括转换模块，用于：

在所述离散余弦变换模块将所述缓存的视频数据流进行离散余弦变换之前，判断所述视频数据流是否为YCbCr格式，若否，则将所述视频数据流转成YCbCr格式。

可选的，还包括缓存模块，用于将所述YCbCr格式的视频数据流中的YY分量和CbCr分量分别缓存。

本发明的有益效果是：

本发明实施例提供了一种基于FPGA的MJPEG压缩实现方法和FPGA，对缓存的视频数据流进行离散余弦变换，然后再将视频数据流进行Z变换，将经过Z变换的视频数据流进行量化，然后对视频数据流进行行程编码，以及哈夫曼编码，进一步压缩视频数据流的大小。经过本发明的实施，利用FPGA具有丰富的可编程逻辑资源的特点，在FPGA上实现MJPEG压缩，保证了压缩的实时性和可扩展性。

附图说明

图1为本发明实施例一的基于FPGA的MJPEG压缩方法流程图；

图2为本发明实施例二的FPGA组成示意图；

图3为本发明实施例三的基于FPGA的MJPEG压缩系统组成示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明实施例作进一步详细说明。

实施例一：

本实施例提供一种基于FPGA的MJPEG压缩方法，请参见图1，具体包括：

S101、对缓存的视频数据流进行离散余弦变换；

S102、将经过离散余弦变换的视频数据流进行Z变换；

S103、将经过Z变换的视频数据流进行量化，并对量化后的所述视频数据流进行行程编码，压缩视频数据流的大小。