直写光刻系统中图像数据压缩协议、方法及存储介质技术方案

本发明专利技术的一种直写光刻系统中图像数据压缩协议、方法及存储介质，具体涉及到直写光刻系统中图像数据传输过程中使用的数据压缩方法，本发明专利技术的特点是结合数据特征，根据数据行内的数据特征，逐行压缩，使用一个或两个字节表示变长的数据区域，保证数据最大化的压缩，提高了数据传输效率，并且实现简单。本发明专利技术可以使用单个字节或双字节表示较长有图或无图的图像数据，同时使用较少的存储空间，非常有利于直写光刻系统的数据传输，该压缩算法实现简单，不仅提供为高速实时数据传输节约了带宽资源，提高了传输效率，同时还节约了存储空间和计算资源，降低了计算资源和传输设施的投入。对直写光刻系统的降本增效，有非常重要的意义。意义。意义。

【技术实现步骤摘要】
直写光刻系统中图像数据压缩协议、方法及存储介质


[0001]本专利技术涉及直写光刻
，具体涉及一种直写光刻系统中图像数据压缩协议、压缩方法。

技术介绍

[0002]直写曝光系统常用的方法是倾斜式扫描方法，按该方法扫描的直写光刻系统，需要主机(PC)将图形根据细分精度要求，按DMD的宽度进行栅格化成若干个条带的单色图像(MBMP)，主机(PC)再将这些单色图像(MBMP)数据通过数据传输接口传输到负责向DMD具体投放帧图像(FBMP)的FPGA中处理。本专利技术使用的数据传输接口是千兆或万兆网络接口。
[0003]为简化描述，假设单光机的系统内，一幅图形为1000mmX1000mm的图像MBMP，细分精度(PW)要求满足12700DPI(DPI，每英寸像素数)，即每个细分像素为PW＝2um时，此细分精度(PW)可满足加工精度CD＝50微米(CD，最小线宽线距)，每个条带图像宽度约为16000～30000个像素之间(具体数量取决于技术实现方式)，所有条带图像MBMP之和的总数据规模约29GB。如果通过普通的千兆网满负荷传输约238秒，使用万兆网也需要23.8秒。在实际曝光过程，这样一张图形，直接曝光时间不超过30秒，显然无论是千兆网还是万兆网，传输原始图像都是不足取的。
[0004]图形数据转换为图像时，每一行数据中，最小的连续有图(1)或无图(0)的像素个数为＝CD/PW个，示例中，CD＝50微米，PW＝2um，所以计算结果是连续的有图串或无图串最少都是25个像素。事实上，图像的连续性特征是直写光刻的基本特征，存在大量(超CD数倍)的连续性的区域，使得栅格化的图像呈连续的1(有图)或0(无图)。如连续上万个像素都是有图或无图是非常普遍的情况。
[0005]基于上述特征，为了更快的传输原始图像，并且可以高速地通过FPGA还原数据，特提出一种图像数据的压缩协议及其使用该数据协议压缩图像数据的压缩方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出的一种直写光刻系统中图像数据的压缩协议及压缩方法，可解决上述技术问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0008]一种直写光刻系统中图像数据的压缩协议，包括：
[0009]图像数据是指压缩后的单色位图，数据流是按行存储的；
[0010]每行数据是由若干个压缩组表示，以0x00表示行结束符，每个压缩组有一个字节或两个字节组成，行内的所有压缩组的字节流是连续的，从低位向高位依次存放，表示行图像自左向右排列的；
[0011]每个压缩组都有扩展位，图像位和长度位组成，扩展位和图像位只占一位，长度位在单字节压缩组中占6位，双字节压缩组中占14位，单字节压缩组中的唯一字节称为定义字节，双字节压缩组中的低位字节称为定义字节，高位字节称为延展字节，延展字节是定义字
节的补充，不能再作为定义字节使用；
[0012]扩展位用于指示当前字节是否需要使用延展字节，1b表示使用延展字节，0b表示不使用；低位字节高位扩展位是0b时，表示压缩数据是单字节的，低位字节扩展位是1b时，表示压缩数据是双字节的，则相邻的高位字节是本字节的延展字节，与低位字节的低6位一起组成14位的整数，用于表达长度；
[0013]图像位用于指示压缩数据组表示的是0b串即连续无图或1b串即连续有图；
[0014]长度位用于指示的是压缩数据组表示的0b串或1b串的长度，单字节压缩组中，共6位，表示范围为0～63，63为26
‑
1，双字节压缩组中，表示范围为0～16383，16383为214
‑
1；
[0015]单字节的压缩组，只有低位字节A，没有延展字节，低位字节A定义如下：
[0016]低位字节最高位即第7位是扩展位，在单字节压缩组中，扩展位一定为0b；
[0017]低位字节次高位即第6位是图像位，0b表示无图，1b表示有图；
[0018]从第5位至第0位共6位为图像的长度位，表示范围为0～63，其中63＝26
‑
1；
[0019]在单字节的压缩组中，扩展位一定为0b；
[0020]双字节的压缩组，由低位的定义字节和高位的延展字节组成，定义字节的位定义与单字节的位定义相同；
[0021]低位字节最高位即第7位是扩展位，在单字节压缩组中，扩展位一定为1b；
[0022]低位字节次高位第即6位是图像位，0b表示无图，1b表示有图；
[0023]从第5位至第0位共6位和延展字节8位，共14位为图像的长度位，表示范围为0～16383，其中16383为214
‑
1；在双字节的压缩组中，长度位表示长度的方法有两种：
[0024]长度位规则A：延展字节存储整数段的高位，定义字节的低6位存储整数段的低位，无符号的整数的总长度为14位；
[0025]长度位规则B：延展字节存储整数段的低位，定义字节的低6位存储整数段的高位，无符号的整数的总长度为14位。
[0026]进一步的，如果定义字节的扩展位是0b，表示压缩组是单字节的，此种表示方法，长度位是6位，除了0x00在压缩结果中用于表示数据行的结束标记外，长度位表示的长度范围为1～63，其中63即26‑
1；
[0027]进一步的，如果定义字节扩展位是1b，表示压缩组是双字节的，则相邻的一个高位字节是定义字节的长度位的延展字节，此种压缩表示方法，长度位是14位，除了0x00在压缩结果中用于表示数据行的结束标记外，长度位表示的长度范围为1～16383，其中16383即2
14
‑
1。
[0028]另一方面，本专利技术公开一种直写光刻系统中图像数据的压缩方法，采用上述的直写光刻系统中图像数据压缩协议，包括以下步骤，
[0029]STEP00：压缩前约定
[0030]约定1：尾0b个数查找表是一个以字节值为键(索引)，该字节的尾0b长度为值的查找表，使用字节值作为索引可直接获得该字节的尾0b长度的值。因为字节的取值范围为[0,255]，所以尾0b个数查找表一共有且有256个元素。其中，字节的尾0b长度是指某字节的二进制数从低位开始计数的低位连续0b个数，也简称为0b尾长。尾0b个数查找表如下表所示：
[0031]单字节十六进制二进制尾串长：低位连续0b个数0xFF1111 11110
0xFE1111 111010xFD1111 110100xFC1111 110020xFB1111 100100xFA1111 10003
………………
0x040000 010020x030000 001100x020000 001010x010000 000100x000000 00008
[0032]约定2：尾1b个数查找表是一个以字节值为键(索引)，该字节的尾1b长度为值的查找表，使用字节值作为索引可直接获得该字节的尾1b长度的值。因为字节的取值范围为[0,255本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直写光刻系统中图像数据的压缩协议，其特征在于包括：图像数据是指压缩后的单色位图，数据流是按行存储的；每行数据是由若干个压缩组表示，以0x00表示行结束符，每个压缩组有一个字节或两个字节组成，行内的所有压缩组的字节流是连续的，从低位向高位依次存放，表示行图像自左向右排列的；每个压缩组都有扩展位，图像位和长度位组成，扩展位和图像位只占一位，长度位在单字节压缩组中占6位，双字节压缩组中占14位，单字节压缩组中的唯一字节称为定义字节，双字节压缩组中的低位字节称为定义字节，高位字节称为延展字节，延展字节是定义字节的补充，不能再作为定义字节使用；扩展位用于指示当前字节是否需要使用延展字节，1b表示使用延展字节，0b表示不使用；低位字节高位扩展位是0b时，表示压缩数据是单字节的，低位字节扩展位是1b时，表示压缩数据是双字节的，则相邻的高位字节是本字节的延展字节，与低位字节的低6位一起组成14位的整数，用于表达长度；图像位用于指示压缩数据组表示的是0b串即连续无图或1b串即连续有图；长度位用于指示的是压缩数据组表示的0b串或1b串的长度，单字节压缩组中，共6位，表示范围为0～63，63为26‑
1，双字节压缩组中，表示范围为0～16383，16383为2
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1；单字节的压缩组，只有低位字节A，没有延展字节，低位字节A定义如下：低位字节最高位即第7位是扩展位，在单字节压缩组中，扩展位一定为0b；低位字节次高位即第6位是图像位，0b表示无图，1b表示有图；从第5位至第0位共6位为图像的长度位，表示范围为0～63，其中63＝26‑
1；在单字节的压缩组中，扩展位一定为0b；双字节的压缩组，由低位的定义字节和高位的延展字节组成，定义字节的位定义与单字节的位定义相同；低位字节最高位即第7位是扩展位，在单字节压缩组中，扩展位一定为1b；低位字节次高位第即6位是图像位，0b表示无图，1b表示有图；从第5位至第0位共6位和延展字节8位，共14位为图像的长度位，表示范围为0～16383，其中16383为2
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1；在双字节的压缩组中，长度位表示长度的规则有两种：长度位规则A：即延展字节存储整数段的高位，定义字节的低6位存储整数段的低位，无符号的整数的总长度为14位；长度位规则B：延展字节存储整数段的低位，定义字节的低6位存储整数段的高位，无符号的整数的总长度为14位。2.根据权利要求1所述的直写光刻系统中图像数据的压缩协议，其特征在于：如果定义字节的扩展位是0b，表示压缩组是单字节的，此种表示方法，长度位是6位，长度位表示的长度范围为1～63，其中，63＝26‑
1，0x00用于表示数据行的结束标记。3.根据权利要求1所述的直写光刻系统中图像数据的压缩协议，其特征在于：如果定义字节扩展位是1b，表示压缩组是双字节的，则相邻的一个高位字节是定义字节的长度位的延展字节，此种压缩表示方法，长度位是14位，除了0x00在压缩结果中用于表示数据行的结束标记外，长度位表示的长度范围为1～16383，其中，16383＝2
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1，0x00用于表示数据行的结束标记。
4.一种直写光刻系统中图像数据的压缩方法，采用如权利要求1
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3任意一项所述的直写光刻系统中图像数据的压缩协议，其特征在于：包括以下步骤，STEP00：压缩前约定约定1：尾0b个数查找表是一个以字节值为键即索引，该字节的尾0b长度为值的查找表，使用字节值作为索引可直接获得该字节的尾0b长度的值；由于字节的取值范围为[0,255]，所以尾0b个数查找表一共有且有256个元素；其中，字节的尾0b长度是指某字节的二进制数从低位开始计数的低位连续0b个数，也简称为0b尾长；约定2：尾1b个数查找表是一个以字节值为键即索引，该字节的尾1b长度为值的查找表，使用字节值作为索引可直接获得该字节的尾1b长度的值；由于字节的取值范围为[0,255]，所以尾1b个数查找表一共有且有256个元素；其中，字节的尾1b长度是指某字节的二进制数从低位开始计数的低位连续1b个数，也简称为1b尾长；约定3：压缩前的完整行的单色位图数据，称为行数据，具体约定如下：子约定3.1：数据行的行宽为LineWidth，跨度为LineStride，数据行的字节排列顺序低位向高位表示图像的自左向右排列，数据行内的每个字节的从低位向高位排列表示局部图像的自左向右排列；子约定3.2：LineWidth为存储行中有多少位有效图像，LineStride为数据行中的字节数，当数量上行宽比跨度的8倍小，即LineWidth<LineStride*8时；子约定3.3：数据行的行宽与跨度不满足8倍关系时，存在冗余的数据位，冗余数据位不代表图像，存储0b或1b；STEP10：定义尾数查找表定义两个尾数查找表TABLE0和TABLE1，其中，TABLE0是一张尾0b个数查找表，TABLE1是一张尾1b个数查找表；STEP20：载入数据行载入完整行的单色位图数据，简称数据行LINE，计已读入字节数RBC＝0，待压缩位串长度计数BCC＝0，当前串标记MFLAG＝
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1，
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1表示未开始处理标记；STEP30：读取待压字节如果已读入字节数RBC>＝LineStride，表示数据行的压缩处理已结束，转STEP70执行；取得数据行LINE的RBC位置处字节存入待压字节CURRENT，计已读入字节数RBC＝RB...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞庆平，
申请(专利权)人：安徽地势坤光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：