一种图像数据固态存储方法及系统技术方案

一种图像数据固态存储方法，本方法在图像数据写入时进行数据压缩、图像数据读取时进行数据解压。图像数据压缩流程为：输入图像数据、图像分割、快速DCT变换、阈值量化、得到压缩后的数据。图像数据解压流程为：输入压缩后的数据、数据分割、快速DCT逆变换、得到解压后图像。本发明专利技术从主控层面对图像数据进行压缩，实现对图像数据的高速存储。在有限的NAND空间中写入尽可能多的图像数据，延长NAND的使用寿命。延长NAND的使用寿命。延长NAND的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种图像数据固态存储方法及系统


[0001]本专利技术涉及存储领域，尤其是针对图像存储的图像数据固态存储方法及系统。

技术介绍

[0002]随着科技的发展，尤其是航空航天、机器视觉等技术的发展，无论是星载、舰载还是工业测量技术，高速数字相机拍摄的数字图像迫切需要一种大容量、高速、高可靠性的图像存储系统。随着NAND Flash的出现和广泛的使用，基于NAND Flash的SSD因具有更高的可靠性、更好的性能、更低的能耗等特点，可以满足高速数字相机的存储需求。
[0003]由于NAND Flash的工艺的原因，NAND Flash在出厂和使用过程中会产生坏块，即出厂坏块和新增坏块。NAND Flash出厂时，厂商允许NAND Flash存在一定数量的坏块，一般在2％至5％之间，并且会将其标记为出厂坏块。同时，Flash设备的使用有擦写次数的限制，在超出擦写次数后，某些位就会发生不能翻转(从“0”翻转到“1")，即不能擦除的错误，该块就会成为无效块(Invalid Block)，即新增坏块。NAND Flash数据手册规定不能对一个坏块进行擦除和写入操作。
[0004]鉴于此，研究如何使用有限的NAND Flash单元存储尽可能多的图像数据，延长NAND Flash的使用寿命，是非常有必要的。而在存入NAND Flash之前对图像数据进行压缩处理是非常有效的方法。

技术实现思路

[0005]针对现有技术的缺陷，本专利技术提供一种图像数据固态存储方法及系统，从主控层面对图像数据进行压缩，实现对图像数据的高速存储。在有限的NAND空间中写入尽可能多的图像数据，延长NAND的使用寿命。
[0006]为了解决所述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种图像数据固态存储方法，本方法在图像数据写入时进行数据压缩、图像数据读取时进行数据解压；写入时数据压缩具体为：
[0007]S11)、SSD主控接收并解析Host数据写入命令，并申请压缩前写buffer空间；
[0008]S12)、SSD主控启动DMA，将待写入图像数据搬入压缩前写buffer空间；
[0009]S13)、启动压缩模块对压缩前写buffer中缓存的图像数据进行压缩，同时申请新的写buffer空间，将压缩后的图像数据存入新的buffer中，全部压缩完成后，释放压缩前写buffer空间；
[0010]S14)、SSD主控启动NFC将缓存中的压缩后的图像数据写入NAND；
[0011]读取时数据解压具体为：
[0012]S21)、SSD主控接收并解析Host数据读取命令，并申请解压前读buffer空间；
[0013]S22)、SSD主控启动NFC将要从NAND中读取的数据搬入解压前读buffer空间中；
[0014]S23)、启动解压模块对解压前读buffer中存放的图像数据进行解压，同时申请新的读buffer空间，将解压后的图像数据存入新的读buffer空间中，全部解压完成后，释放解
压前读buffer空间；
[0015]S24)、SSD主控启动DMA将解压后的读buffer空间中的图像数据传给Host。
[0016]进一步的，图像压缩的过程为：
[0017]S131)、将待压缩图像数据分割成8*8大小的若干子块；
[0018]S132)、对分割的每个子块进行快速快速DCT变换，快速DCT变换公式如下：
[0019]F(u,v)＝Qf(x,y)Q
T
，
[0020][0021]其中，Q为快速DCT变换矩阵，Q
T
为Q的转置矩阵，f(x,y)为压缩前的原始数据，
[0022]F(u,v)为快速DCT变换后的结果；
[0023]S133)、对快速DCT变换后的系数进行阈值选择，对子块变换后的64个系数从大到小排序后保留前十个系数，对于剩余54个系数的去留根据以下公式确定：
[0024]Th＝64*δ
‑
10，
[0025]其中，δ为图像压缩比，即δ＝压缩后图像数据量大小/原图数据量大小，Th为按从大到小排序选择剩余54个系数的数量；
[0026]S134)、将压缩后的DCT系数保存到buffer中。
[0027]进一步的，δ的取值范围为[5/32，1)。
[0028]进一步的，图像解压的过程为：
[0029]S231)、将压缩后的图像数据分割成8*8大小的若干子块；
[0030]S232)、对每个字块进行快速DCT逆变换，快速DCT逆变换公式为：
[0031]f
′
(x,y)＝PF
′
(u,v)P
T
，
[0032][0033]其中，P为快速DCT变换矩阵的逆矩阵，P
T
为P的转置矩阵，f
′
(x,y)为解压后的图像数据，F
′
(u,v)为快速DCT变换筛选后的结果；
[0034]S233)、将解压后的图像数据保存到读buffer中。
[0035]本专利技术还公开了一种图像数据固态存储系统，包括SSD接口层、闪存转换层、总线控制器、写Buffer缓存、压缩模块、DMA、NFC、读Buffer缓存、解压模块、NAND控制器、NAND；
[0036]SSD接口层与主机相连，用于接收和解析主机发送的数据写入命令和数据读取命令；
[0037]闪存转换层与SSD接口层相连，用于根据解析的命令信息申请压缩前写buffer空间、解压前读buffer空间；
[0038]闪存转换层与总线控制器相连，同时总线控制器连接写buffer缓存、DMA、NFC、读buffer缓存，总线控制器实现闪存转换层与写buffer缓存、DMA、NFC、读buffer缓存之间的数据传输；
[0039]写buffer缓存与压缩模块相连，压缩模块对暂存在写buffer缓存中的数据进行压缩，压缩完成后写入NAND；
[0040]读buffer缓存与解压模块相连，解压模块对暂存在读buffer缓存中的数据进行解压缩；
[0041]本系统用于执行上述方法。
[0042]本专利技术的有益效果：本专利技术提供一种高速图像数据固态存储方法及系统，从主控层面实现对图像数据的高速压缩存储，可根据具体的使用场景设置图像的压缩比，适应不同场景的使用需求，可以在有限的NAND空间中写入尽可能多的图像数据，有效减少NAND中block的擦写次数，延长NAND的使用寿命。
附图说明
[0043]图1为存储系统的示意图；
[0044]图2为数据写入压缩时的流程图；
[0045]图3为数据读取解压时的流程图；
[0046]图4为图像压缩的流程图；
[0047]图5为图像解压的流程图。
具体实施方式
[0048]下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的说明。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种图像数据固态存储方法，其特征在于：本方法在图像数据写入时进行数据压缩、图像数据读取时进行数据解压；写入时数据压缩具体为：S11)、SSD主控接收并解析Host数据写入命令，并申请压缩前写buffer空间；S12)、SSD主控启动DMA，将待写入图像数据搬入压缩前写buffer空间；S13)、启动压缩模块对压缩前写buffer中缓存的图像数据进行压缩，同时申请新的写buffer空间，将压缩后的图像数据存入新的buffer中，全部压缩完成后，释放压缩前写buffer空间；S14)、SSD主控启动NFC将缓存中的压缩后的图像数据写入NAND；读取时数据解压具体为：S21)、SSD主控接收并解析Host数据读取命令，并申请解压前读buffer空间；S22)、SSD主控启动NFC将要从NAND中读取的数据搬入解压前读buffer空间中；S23)、启动解压模块对解压前读buffer中存放的图像数据进行解压，同时申请新的读buffer空间，将解压后的图像数据存入新的读buffer空间中，全部解压完成后，释放解压前读buffer空间；S24)、SSD主控启动DMA将解压后的读buffer空间中的图像数据传给Host。2.根据权利要求1所述的图像数据固态存储方法，其特征在于：图像压缩的过程为：S131)、将待压缩图像数据分割成8*8大小的若干子块；S132)、对分割的每个子块进行快速DCT变换，快速DCT变换公式如下：F(u,v)＝Qf(x,y)Q
T
，其中，Q为快速DCT变换矩阵，Q
T
为Q的转置矩阵，f(x,y)为压缩前的原始数据，F(u,v)为快速DCT变换后的结果；S133)、对快速DCT变换后的系数进行阈值选择，对子块变换后的64个系数从大到小排序后保留前十个系数，对于剩余54个系数的去留根据以下公式确定：Th＝64*δ
‑
10，其中，δ为图像压缩比，即δ＝压缩后图像数...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙大朋，付凤之，郭泰，刘忞斋，高美洲，
申请(专利权)人：山东华芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：