无损数据压缩制造技术

一种数据压缩的方法包含获得具有多位数据样本行的二进制传感器数据(210)。所述行划分成数据群组(G1、G2、G3、G4)，其各自包含两个或更多个样本。选择所述行的先例值，或选择每一数据群组的相应先例值。通过计算所述数据样本和与其相关联的数据群组的所述先例值之间的差，从每一行产生经压缩传感器数据(220)的经压缩行。产生每一行的压缩信息包CIP，包含用于返回所述二进制传感器数据的信息，所述信息包含经压缩谓词(225)，其指示每一数据群组是否经压缩存储；数据群组大小，其为存储用于行压缩的群组大小的多位值；以及经压缩字长，其存储所述行压缩的动态范围。所述经压缩行与所述CIP一起存储为所存储的经压缩数据。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无损数据压缩这大体上涉及用于无损压缩和存储数字数据的方法，其包含组织存储器内的像素信息。
技术介绍
用于压缩数据的技术常用于通信和计算机领域。在通信中，通常需要发射经压缩数据串，所述经压缩数据串在经接收后即刻可重构成其原始形式。与发射未经压缩格式的相同数据相比，发射经压缩数据耗费较少时间。在计算机中，经压缩数据提供优于未经压缩数据的存储优点。因此，对于具有固定存储容量的存储装置，可将更多的经压缩文件存储在其中。数据压缩技术可划分成两个主要类别：有损和无损。当要求在压缩/解压缩过程中不能丢失信息时，采用无损数据压缩技术。有损数据技术与无损技术相比较不准确但通常在速度上要快很多。按照定义，无损压缩技术采用保证数据在通过压缩/解压缩周期之后的精确复制的方法。无损压缩最常见的是与计算机中使用的数字数据的存储相关联。此类应用包含存储数据库记录、电子数据表信息和文字处理文件。如果数据消息中的信息是冗余的以使得将其省略不会以任何方式减少经编码于数据中的信息，那么可在不会丢失经编码于其中的信息中的任一个的情况下缩短消息。因此，无损数据压缩减小消息的大小且不会损害所述消息传送的信息的完整性。高级驾驶辅助系统(ADAS)算法和博彩(gaming)、虚拟现实、机器学习算法全部变得受双数据速率(DDR)存储器性能和带宽限制。数据流(雷达数据、图像数据等)通常确实展示较强局部性，但位仅是“大致相等”。用于栅格数据的在线数据压缩需要更有效地使用DDR存储器。压缩数据总体上是容易解决的问题。较难解决的问题是确保经压缩数据流的数据大小是有界的，即使对于随机数据样本也要如此。另一问题是在快速的数据读取期间提供解压缩方案。其它问题包含要求能够处置不同数据类型以及用于此类相异数据类型的存储器存取方案。举例来说，高速缓存行填充与受直接存储器存取(DMA)控制的图像数据存取将要求不同存取方案。最后，另一问题是在确定性的固定时间间隔内提供对经压缩数据的随机存取。
技术实现思路
所描述实例提供用于栅格化传感器数据的动态可配置在线无损压缩和解压缩的方法和系统，所述栅格化传感器数据例如来自在决定性固定时间内提供随机数据存取的图像传感器或雷达传感器的数据。所描述实例包含用于通过单个时钟周期解压缩的无损数据压缩的方法和系统。所述方法包括获得包括多个行的二进制传感器数据，其中每一行包含多个多位数据样本。所述行各自划分成各自包含两个或更多个样本的多个数据群组。选择每一行的先例值或选择所述数据群组(DG)中的每一个的相应先例值。通过计算每一数据样本和与其相关联的DG的所述先例值之间的差，从每一行产生经压缩传感器数据的经压缩行。产生每一行的压缩信息包(CIP)，其包含用于无损地返回(即，解压缩)传感器数据的信息。所述CIP信息包含经压缩谓词，其包括指示所述DG中的每一个是否经压缩存储的数据结构；灵活DG大小，其为存储用于行压缩的群组大小的多位值；和经压缩字长，其为存储所述行压缩的动态范围的多位值。举例来说，所述DG大小可为16、32或64位。所述CIP信息还可包含累积式数据大小，其为高达128位的多位值，指示直到正被存储的帧中的所述行的栅格数据的累积式数据大小；和签名，其捕获所述行的CIP的错误校正码(ECC)和/或循环冗余检查(CRC)经编码表示。经压缩行与CIP一起存储为所存储的经压缩数据。所述方法还可包括解压缩所述所存储的经压缩数据以从任何随机存储器位置无损地恢复传感器数据，并且在单个时钟周期内恢复所有传感器数据。附图说明图1是根据实例实施例的无损数据压缩的实例方法的步骤的流程图。图2示出所描述压缩工作的实例，其中包括256位原始数据的行转换成157位的经压缩数据。行中的每一DG的先例示出为例如DG中的第一数据样本值。图3A示出具有单个时钟周期并行压缩块和用于获得压缩参数以用于获得最小压缩比和经压缩数据大小的表决电路的实例无损数据压缩。图3B示出先例选择电路和样本处理电路的实例组件。图4示出与每一行的经压缩数据在一起的CIP的实例形成。图5A示出实例解压缩方案，其使用2/2地址计算变换引擎μ架构以通过将所描述的经压缩数据转换成未经压缩原始数据输出进行解压缩。图5B示出图5A中示出的地址指针计算器的实例电路实施方案。图5C示出相加或原样复制电路操作的实例。图6A示出用于DDR存储器中的数据存储的包括内线选项的第一实例选项。图6B示出用于DDR存储器中的数据存储的包括致密存储选项的第二实例选项。图7A是根据实例实施例的用于感测数据流(雷达数据或图像数据)的无损数据压缩的实例系统的框图。图7B是用于数据信号的无损数据压缩和解压缩的实例系统的框图。图7C描绘可用于实施实例系统中的所描述压缩和解压缩的4种类型的压缩和解压缩块。图8A和8B示出用于实例成像应用的分别针对4和6的DG大小的实验确定压缩比与压缩字长数据。具体实施方式图式未必按比例绘制。在图式中，相同参考编号表示类似或等效元件。一些所说明的动作或事件可与其它动作或事件以不同次序和/或同时发生。而且，一些所说明的动作或事件为任选的。如本文所使用的术语“耦合到”或“与……耦合”(等等)在未进一步限定的情况下描述间接或直接电连接。因此，如果第一装置“耦合”到第二装置，那么连接可通过其中在路径中仅存在寄生效应的直接电连接，或通过经由包含其它装置和连接的中间项的间接电连接。对于间接耦合，中间项一般不会修改信号的信息，但是可能会调整其电流电平、电压电平和/或功率电平。图1是根据实例实施例的感测数据流的无损数据压缩的实例方法100的步骤的流程图。感测数据流可包括用于雷达应用例如频率调制连续波(FMCW)雷达的雷达数据，或用于成像例如用于高级辅助驾驶系统(ADAS)应用的像素数据。步骤101包括获得源自所感测数据源的包括多行的二进制传感器数据，其中每一行包含多个多位(例如，16)数据样本。每一行对应于帧或作为信道，其中帧可包含在成像应用的情况下对应于以相同或不同曝光时间(例如，3)所捕获的每个图像的2D平面数据，或对应于每个雷达停留的雷达传感器线性调频脉冲(chirp)反射的2D平面数据。感测数据源可为提供实时数据作为数据流的传感器，或数据源可为存储从传感器获得的传感器数据的存储器。步骤102包括将每一行划分成多个DG，每一DG包含两个或更多个数据样本。如本文中所使用的“数据群组”(DG)是显示数据局部性且因此相对易于压缩的栅格数据值(例如，样本或像素)的连续群组。每一行栅格化数据将具有2或更多个DG。如在下文中描述的图2的实例压缩中所示，4个DG各自具有每行4个样本。步骤103包括选择每一行的先例值或所述行中的DG中的每一个的相应先例值。如本文中所使用的“先例值”是经选择以最小化在本文中被称为“漂移”的项的值。漂移定义为当前数据值与正被压缩的DG内的先例之间的符号差异。在一个实施例中，如图2所示，先例是DG中的第一数据样本值。存在用于动态地选择先例值的各种方法。一种方法是产生最小的经压缩数据(最高压缩比)。也可基于DG中的每个样本(例如，像素)的预测值选择先例值，其中可通过产出对于正被压缩的样本的更好匹配的线性、二次、均值、中值或任何其它方法来产生预测值。先例选择是通常用专用硬件执行的智能方法。先例可为行中的任何数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无损数据压缩的方法，其包括：获得包括多个行的二进制传感器数据，其中每一所述行包含多个多位数据样本；将每一所述行划分成各自包含所述多位数据样本中的两个或更多个的多个数据群组；选择每一所述行的先例值或所述多个数据群组中的每一个的所述先例值中的相应者；通过计算每一所述数据样本和所述数据群组中的与其相关联的数据群组的所述先例值之间的差，从每一所述行产生经压缩传感器数据的经压缩行；产生每一所述行的压缩信息包CIP，其具有用于无损地返回所述二进制传感器数据的信息，所述信息包含：经压缩谓词，其包括指示所述数据群组中的每一个是否经压缩存储的数据结构；数据群组大小，其为存储用于行压缩的群组大小的多位值；以及经压缩字长，其为存储所述行压缩的动态范围的多位值，和将所述经压缩行与所述CIP一起存储为所存储的经压缩数据。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.12 US 15/376,1701.一种无损数据压缩的方法，其包括：获得包括多个行的二进制传感器数据，其中每一所述行包含多个多位数据样本；将每一所述行划分成各自包含所述多位数据样本中的两个或更多个的多个数据群组；选择每一所述行的先例值或所述多个数据群组中的每一个的所述先例值中的相应者；通过计算每一所述数据样本和所述数据群组中的与其相关联的数据群组的所述先例值之间的差，从每一所述行产生经压缩传感器数据的经压缩行；产生每一所述行的压缩信息包CIP，其具有用于无损地返回所述二进制传感器数据的信息，所述信息包含：经压缩谓词，其包括指示所述数据群组中的每一个是否经压缩存储的数据结构；数据群组大小，其为存储用于行压缩的群组大小的多位值；以及经压缩字长，其为存储所述行压缩的动态范围的多位值，和将所述经压缩行与所述CIP一起存储为所存储的经压缩数据。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法包括所有所述多个数据群组的并行单个时钟周期处理。3.根据权利要求1所述的方法，其另外包括使用动态地选择所述经压缩字长的表决电路。4.根据权利要求1所述的方法，其另外包括动态地选择受配置控制的压缩参数，其包含为当前数据值与所述数据群组内的所述先例值之间的差的漂移、所述经压缩字长、所述先例值和所述数据群组大小。5.根据权利要求1所述的方法，其另外包括解压缩所述所存储的经压缩数据以恢复所述二进制传感器数据，包含在固定时间内存取随机位置。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述解压缩包括用于所述二进制传感器数据的所述恢复的单个周期。7.根据权利要求1所述的方法，其另外包括使用并行映射-归约功能和单个周期地址指示器计算进行所述解压缩。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述CIP包含至少一个错误校正码ECC或循环冗余校验CRC字段。9.一种用于提供无损数据压缩的系统，其包括：传感器接口，其用于接收包括多个行的二进制传感器数据，其中每一所述行包含多个多位数据样本；数据处理子系统，其包含...

【专利技术属性】
技术研发人员：艾什瓦尔雅·杜贝，赫图尔·桑维，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国,US