一种视频压缩数据实时高速传输系统的制作方法

1.本发明涉及视频压缩传输技术领域，具体涉及一种视频压缩数据实时高速传输系统。


背景技术：

2.视频数据一般通过hdmi（high definition multimedia interface，高清晰度多媒体接口）接口或dp（display port，显示端口）接口等视频接口进行传输。这类视频接口都有各自对应的接口协议标准，且不同版本的协议标准都会规定最大的接口线缆传输速率。所以每种接口协议标准都有最大传输速率，一旦视频数据的数据量超过视频接口的最大传输速率就无法被正常传输。
3.随着现代高码率视频的普及，视频信号对带宽的要求越来越高，为了弥补带宽的不足，vesa（video electronics standards association, 视频电子标准协会）组织提供了dsc（display stream compress，显示流压缩）技术。通过视觉无损的压缩，可以实现3:1的压缩比。这样子即使是单dp 1.4接口也可以实现4k@144hz或8k的视频数据传输。当然根据vesa的描述采用dsc技术显示出来的画面是视觉无损而非真正的完全无损，不过对于普通消费者来说，看不出来就足够使用了。hdmi接口从hdmi 2.1开始,引入了dsc压缩技术，成倍提高了hdmi 2.1接口线缆可以传输的最大带宽。
4.视频压缩技术除了dsc外，还有很多其他的视频压缩算法。不管什么样的视频压缩技术，都可以把视频数据的数据量压缩在视频接口可以传输的范围内，通过视频接口的发送器发送出去。视频接口的接收器接收到视频压缩数据后再通过同样的视频压缩技术进行解压缩，即可得到原始的视频数据。
5.视频压缩算法模块与视频接口发送器/接收器的数据接口，一般使用通用视频信号接口，包括clk/vs/hs/de/data信号，其中vs表示帧同步，hs表示行同步，de表示数据有效，data为视频有效数据。通用视频信号的接口时序中要求de连续有效，即de每次有效输出一行完整数据。所以视频压缩算法模块必须保证输出的压缩视频数据必须按一行有效数据输出。视频压缩算法模块内部需要足够大的缓存，保证一行有效数据的输出。一般情况下至少缓存半行，甚至一行的视频压缩数据。
6.综上，现有技术存在以下缺点：1）视频压缩算法模块内部需要足够大的缓存，适配通用视频信号接口输出视频压缩数据；2）通用视频接口协议标准仅支持dsc压缩算法，支持其他压缩算法同样需要自定义如何发送压缩参数。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种视频压缩数据实时高速传输系统。
8.为实现上述目的，本发明提供了一种视频压缩数据实时高速传输系统，包括发送器和接收器；所述发送器包括：视频压缩编码模块，用以将视频数据根据压缩算法进行压缩；包数据封装模块，用以对压缩后的视频数据使用包封装数据结构进行封装，所述包封装数据结构包括数据包数据、分别设置在数据包数据前后两侧的数据包头和数据包crc校验数据，所述数据包头的前侧设有数据包开始标识，所述数据包crc校验数据的后侧设有数据包结束标识，所述数据包数据、数据包头和数据包crc校验数据均在包数据封装模块内完成编码封装；物理层编码模块，用以将封装好的数据按物理层要求进行编码，并通过特殊码对所述数据包开始标识和数据包结束标识进行编码；发送模块，用以将编码后的数据发出；所述接收器包括：接收模块，用以接收所述发送模块发送的数据；物理层解码模块，用以对接收到的数据进行物理层解码，并解析出所述数据包开始标识和数据包结束标识；包数据解封装模块，用以对物理层解码后的数据按包封装数据结构进行解封装，并根据解析出的数据包开始标识和数据包结束标识获取有效的视频压缩数据；视频压缩解码模块，用以对有效的视频压缩数据根据压缩算法进行解压缩。
9.进一步的，所述数据包头用以供识别包数据类型，且其为有效视频压缩数据或特殊标识数据。
10.进一步的，所述特殊标识数据包括帧开始标识、帧结束标识、行开始标识和行结束标识。
11.进一步的，若所述数据包头为特殊标识数据，则所述数据包数据使用帧序号或行序号进行填充。
12.进一步的，所述视频压缩编码模块将视频压缩编码使用的压缩参数和原始视频数据的参数发送至包数据封装模块，所述包数据封装模块将压缩参数和原始视频数据的参数作为首行数据进行封装，所述包数据解封装模块解析出压缩参数和原始视频数据的参数后发送至视频压缩解码模块，以使所述视频压缩解码模块根据压缩参数和原始视频数据的参数进行解压缩。
13.进一步的，所述视频压缩编码模块实时输出视频压缩数据至包数据封装模块，所述包数据封装模块按实时有效数据进行封装。
14.进一步的，所述发送模块为serdes发送模块，所述接收模块为serdes接收模块。
15.进一步的，所述物理层编码模块和物理层解码模块均满足高速链路直流均衡的要求，支持物理层加解扰算法、前向纠错编码算法和包封装数据结构。
16.有益效果：1、本发明针对视频压缩数据进行实时封装后传输，相对于传统方案中缓存半行甚至一行数据后传输，可以节省大大的缓存资源；2、本发明解决了压缩算法如何发送压缩参数的问题，同时兼容压缩数据的传输方案，不增加额外的开销；
3、本发明技与传统的视频接口一样满足高速链路传输的特性，可以兼容使用hdmi或dp接口的物理层编解码模块，以最小的成本开销实现。
附图说明
17.图1是本发明实施例的视频压缩数据实时高速传输系统的结构示意图；图2是本发明实施例的包封装数据结构的示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本发明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
19.如图1所示，本发明实施例提供了一种视频压缩数据实时高速传输系统，包括发送器1和接收器2。其中，发送器1包括视频压缩编码模块11、包数据封装模块12、物理层编码模块13和serdes发送模块14。接收器2包括serdes接收模块21、物理层解码模块22、包数据解封装模块23和视频压缩解码模块24。
20.具体的，视频压缩编码模块11用以将视频数据根据压缩算法进行压缩。
21.包数据封装模块12用以对视频压缩编码模块11压缩后的视频数据使用包封装数据结构进行封装。参见图2，上述包封装数据结构从头至尾依次为：数据包开始标识sop（start of packet）、数据包头ph（packet header）、数据包数据pb（packet body）、数据包crc校验数据和数据包结束标识eop（end of packet）。其中，数据包数据pb（packet body）、数据包头ph（packet header）和数据包crc校验数据均在包数据封装模块12内完成编码封装。其中，数据包头ph用以供识别包数据类型，它可以是有效视频压缩数据，也可以是视频压缩编码模块11输出的特殊标识数据。该特殊标识数据包括帧开始标识fs（frame start）、帧结束标识fe（frame end）、行开始标识ls（line start）和行结束标识le（line end）等来协助解压缩过程的特殊标识。若数据包头ph为特殊标识数据时，则数据包数据pb使用帧序号或行序号进行填充。数据包crc校验数据可以确保包数据的完整性和正确性。期间，视频压缩编码模块11优选实时输出视频压缩数据至包数据封装模块12，包数据封装模块12按实时有效数据进行封装，一旦有有效数据进入包数据封装模块12，包数据封装模块12就会封装成包数据，如果当前没有有效数据过来，则等待有效数据再次来到以后进行包封装。
22.物理层编码模块13用以将包数据封装模块12封装好的数据按物理层要求进行编码，并通过特殊码对数据包开始标识和数据包结束标识进行编码，以便接收器2在解码时能快速识别出包封装数据结构中的数据包的开始和结束。
23.发送模块14用以将物理层编码模块13编码后的数据发送至接收器2。发送模块14优选为serdes发送模块，以通过高速串行接口发送数据。
24.接收模块21用以接收发送模块14发送的数据。对应的，接收模块21优选为serdes接收模块，以接收高速串行接口上的数据。
25.物理层解码模块22用以对接收模块21接收到的数据进行物理层解码，并解析出数据包开始标识和数据包结束标识。
26.包数据解封装模块23用以对物理层解码模块22解码后的数据按包封装数据结构进行解封装，并根据解析出的数据包开始标识和数据包结束标识获取有效的视频压缩数
据。
27.视频压缩解码模块24用以对包数据解封装模块23解析出的有效的视频压缩数据根据压缩算法进行解压缩。视频压缩解码24解压缩视频压缩数据需要使用到视频压缩参数，解压缩后的视频数据需要按原始数据格式继续传输，需要使用到原始视频数据的参数。这些参数需要从视频压缩编码模块11中传输到视频压缩解码模块24，具体方式如下：视频压缩编码模块11将视频压缩编码使用的压缩参数和原始视频数据的参数发送至包数据封装模块12，包数据封装模块12将压缩参数和原始视频数据的参数作为首行数据进行封装，包数据解封装模块23解析出压缩参数和原始视频数据的参数后发送至视频压缩解码模块24，以使视频压缩解码模块24根据压缩参数和原始视频数据的参数进行解压缩。
28.本发明实施例的物理层编码模块13和物理层解码模块22均满足高速链路直流均衡的要求，例如dp协议中的8b10b编解码，hdmi协议中的16b/18b编解码。支持物理层加解扰算法、前向纠错编码算法fec（forward error correction）和包封装数据结构。
29.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，其它未具体描述的部分，属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种视频压缩数据实时高速传输系统，其特征在于，包括发送器和接收器；所述发送器包括：视频压缩编码模块，用以将视频数据根据压缩算法进行压缩；包数据封装模块，用以对压缩后的视频数据使用包封装数据结构进行封装，所述包封装数据结构包括数据包数据、分别设置在数据包数据前后两侧的数据包头和数据包crc校验数据，所述数据包头的前侧设有数据包开始标识，所述数据包crc校验数据的后侧设有数据包结束标识，所述数据包数据、数据包头和数据包crc校验数据均在包数据封装模块内完成编码封装；物理层编码模块，用以将封装好的数据按物理层要求进行编码，并通过特殊码对所述数据包开始标识和数据包结束标识进行编码；发送模块，用以将编码后的数据发出；所述接收器包括：接收模块，用以接收所述发送模块发送的数据；物理层解码模块，用以对接收到的数据进行物理层解码，并解析出所述数据包开始标识和数据包结束标识；包数据解封装模块，用以对物理层解码后的数据按包封装数据结构进行解封装，并根据解析出的数据包开始标识和数据包结束标识获取有效的视频压缩数据；视频压缩解码模块，用以对有效的视频压缩数据根据压缩算法进行解压缩。2.根据权利要求1所述的一种视频压缩数据实时高速传输系统，其特征在于，所述数据包头用以供识别包数据类型，且其为有效视频压缩数据或特殊标识数据。3.根据权利要求2所述的一种视频压缩数据实时高速传输系统，其特征在于，所述特殊标识数据包括帧开始标识、帧结束标识、行开始标识和行结束标识。4.根据权利要求3所述的一种视频压缩数据实时高速传输系统，其特征在于，若所述数据包头为特殊标识数据，则所述数据包数据使用帧序号或行序号进行填充。5.根据权利要求1所述的一种视频压缩数据实时高速传输系统，其特征在于，所述视频压缩编码模块将视频压缩编码使用的压缩参数和原始视频数据的参数发送至包数据封装模块，所述包数据封装模块将压缩参数和原始视频数据的参数作为首行数据进行封装，所述包数据解封装模块解析出压缩参数和原始视频数据的参数后发送至视频压缩解码模块，以使所述视频压缩解码模块根据压缩参数和原始视频数据的参数进行解压缩。6.根据权利要求1所述的一种视频压缩数据实时高速传输系统，其特征在于，所述视频压缩编码模块实时输出视频压缩数据至包数据封装模块，所述包数据封装模块按实时有效数据进行封装。7.根据权利要求1所述的一种视频压缩数据实时高速传输系统，其特征在于，所述发送模块为serdes发送模块，所述接收模块为serdes接收模块。8.根据权利要求7所述的一种视频压缩数据实时高速传输系统，其特征在于，所述物理层编码模块和物理层解码模块均满足高速链路直流均衡的要求，支持物理层加解扰算法、前向纠错编码算法和包封装数据结构。

技术总结
本发明公开了一种视频压缩数据实时高速传输系统。包括发送器和接收器；发送器包括视频压缩编码模块、包数据封装模块、物理层编码模块和发送模块，接收器包括接收模块、物理层解码模块、包数据解封装模块和视频压缩解码模块。本发明针对视频压缩数据进行实时封装后传输，相对于传统方案中缓存半行甚至一行数据后传输，可以节省大大的缓存资源；本发明解决了压缩算法如何发送压缩参数的问题，同时兼容压缩数据的传输方案，不增加额外的开销；本发明技与传统的视频接口一样满足高速链路传输的特性，可以兼容使用HDMI或DP接口的物理层编解码模块，以最小的成本开销实现。以最小的成本开销实现。以最小的成本开销实现。


技术研发人员：熊卫波 李天将
受保护的技术使用者：基石酷联微电子技术（北京）有限公司
技术研发日：2023.06.13
技术公布日：2023/7/18