一种HDMI高清数据优化传输方法及系统与流程

本发明涉及图像数据传输，具体涉及一种hdmi高清数据优化传输方法及系统。

背景技术：

1、是一种数字音视频接口标准，广泛应用于高清电视、电脑显示器、投影仪等设备，以实现高质量的音视频传输。由于传输压力较大，传输过程中容易产生信号衰减、时迟等问题，这些问题会导致图像质量下降、音频失真等不良影响。现有解决方法通常为物理解决方法，通过对电缆质量进行改进，但该方法成本大，局限性强，故本发明通过采用高效的数据压缩算法，将音视频数据进行压缩，减少数据量，降低传输时的带宽需求。在接收端，使用相应的解压缩算法对数据进行解压缩，恢复原始的音视频数据，达到hdmi高清数据优化传输的目的。

2、考虑压缩效果与解压效率，传统压缩算法通常采用游程编码进行压缩处理，但游程编码只能对冗余程度大的数据有较好的压缩效果，对冗余程度小的数据难以进行有效的压缩。

3、本发明通过对待压缩的图像数据进行编码转换，获取对应的二进制数据，通过对二进制数据进行比特分层，获取不同层的二进制数据，通过对不同层的数据进行自适应改变排序，并进行异或运算，令每一个比特层的数据冗余程度尽可能大，从而达到提高数据压缩率的目的，进而解决传输过程中产生的信号衰减、时迟等问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种hdmi高清数据优化传输方法及系统，以解决现有的问题。

2、本发明的一种hdmi高清数据优化传输方法及系统采用如下技术方案：

3、一方面，本发明一个实施例提供了一种hdmi高清数据优化传输方法，该方法包括以下步骤：

4、获取待压缩传输的视频帧图像；

5、获得视频帧图像的若干个比特层，通过对每个比特层进行扫描获取若干个二进制序列，根据每个二进制序列中字符间的相似关系获取字符突变次数；

6、根据二进制序列中字符突变次数获取合并系数，根据合并系数的取值获取合并类型，根据合并类型对字符进行合并获取标记字符子串，根据标记字符子串中字符组合间强、弱关联关系的占比获取标记字符子串中字符的变化方式的优选程度，所述变化方式包括移位和置换；

7、根据标记字符子串中频率最大的字符组合类型中字符组合分布的密集程度获取最优字符组合，根据优选程度最大的变换方式以及最优字符组合获取运算后的字符子串；

8、获取运算后的二进制序列字符串，通过编码转换获取压缩后的数据，将压缩后的数据进行传输。

9、优选的，所述获得视频帧图像的若干个比特层，包括的具体步骤如下：

10、将视频帧图像中每个像素点的灰度值转换为二进制编码，将每个像素点的二进制编码中从左往右第一、第二位分为第一比特层，第三、第四位分为第二比特层，以此类推，得到四个比特层。

11、优选的，所述通过对每个比特层进行扫描获取若干个二进制序列，根据每个二进制序列中字符间的相似关系获取字符突变次数，包括的具体步骤如下：

12、采用z字扫描法对每一个比特层进行扫描，得到每个二进制序列，以每个二进制序列中的第一个字符为滑窗起始点，建立预设大小长度为n的滑窗，滑窗滑动的步长为1，将滑窗中的第一个字符与滑窗中的第二个字符进行对比，滑窗中的第一个字符与滑窗中的第二个字符相同，突变次数加0，滑窗中的第一个字符与滑窗中的第二个字符不同，突变次数加一，对滑窗中所有相邻字符进行对比，直至滑窗中最后一个字符比对完成后迭代停止，获取得到滑窗中字符串的字符突变次数。

13、优选的，所述根据二进制序列中字符突变次数获取合并系数，包括的具体公式如下：

14、

15、式中b表示相邻滑窗的合并系数，n表示滑窗大小，表示相邻滑窗中第个字符进行同或运算的结果。

16、优选的，所述根据合并类型对字符进行合并获取标记字符子串，包括的具体步骤如下：

17、从二进制序列中的第一个滑窗开始，若第一个滑窗、第二个滑窗的合并系数与第二个滑窗、第三个滑窗的合并系数属于同一类合并系数，则继续判断第二个滑窗、第三个滑窗的合并系数与第三个滑窗、第四个滑窗的合并系数是否属于同一类合并系数，若属于同一类合并系数，继续判断第三个滑窗、第四个滑窗的合并系数与第四个滑窗、第五个滑窗的合并系数是否属于同一类合并系数，依次类推，直至第i个滑窗、第i+1个滑窗的合并系数与第i+1个滑窗、第i+2个滑窗的合并系数不属于同一类合并系数时停止判断，此时将第i+1个滑窗内的以及第i+1个滑窗之前的字符串记为第一个字符子串；

18、将第一个字符子串从每个二进制序列中去除，将剩余的二进制序列继续进行所述自适应分段处理，直至将第一二进制序列中所有字符判断完成后停止，由此得到多个字符子串；将所有属于第三类合并系数的字符子串进行标记，得到标记后的字符子串，将标记后的字符子串记为标记字符子串。

19、优选的，所述根据合并类型对字符进行合并获取标记字符子串，包括的具体步骤如下：

20、合并类型包括第一合并类型、第二合并类型以及第三合并类型，当合并系数的取值为1时，将其记为第一类合并系数，合并系数的取值结果属于第一类合并系数，记为第一合并类型；合并系数的取值为0时，将其记为第二类合并系数，合并系数的取值结果属于第二类合并系数，记为第二合并类型；当合并系数的取值为时，将其记为第三类合并系数，合并系数的取值结果属于第三类合并系数，记为第三合并类型。

21、优选的，所述根据标记字符子串中字符组合间强、弱关联关系的占比获取标记字符子串中字符的变化方式的优选程度，包括的具体步骤如下：

22、以第一个标记字符子串中的第一个字符为滑窗起始点，建立预设大小为的滑窗，滑窗滑动的步长为1，统计第一个标记字符子串中所有滑窗中字符组合的类型，建立统计直方图，获取统计直方图中频率最大的字符组合类型，然后获取统计直方图中与频率最大的字符组合类型为强关联关系的字符组合类型频数，根据与统计直方图中频率最大的字符组合类型互为强关联关系的字符组合的频数获取变换方式的优选程度，所述变换方式的优选程度为：

23、

24、式中表示第一个标记字符子串的变换方式的优选程度，表示与统计直方图中频率最大的字符组合类型互为强关联关系的字符组合类型数，表示第个与统计直方图中频率最大的字符组合类型互为强关联关系的字符组合的频数，表示第一个标记字符子串中所有字符组合的频数总和。

25、优选的，所述根据标记字符子串中频率最大的字符组合类型中字符组合分布的密集程度获取最优字符组合，包括的具体步骤如下：

26、最优字符组合类型基元为统计直方图中频率最大的字符组合类型；若统计直方图中频率最大的字符组合类型存在多个，则在标记字符子串中判断频率最大的字符组合类型中字符组合分布的密集程度，选择密集程度最大的字符组合类型作为最优字符组合类型基元。

27、优选的，所述根据优选程度最大的变换方式以及最优字符组合获取运算后的字符子串，包括的具体步骤如下：

28、选择对应的变换方式对标记字符子串进行字符转换，并记录转换字符的位置，若采用置换的方法，则记录置换的位置，若采用移位的方法，则记录移位的位置与步长；

29、若采用移位的方法，则根据最优字符组合类型基元建立与第一个标记字符子串等长的字符子串，记为模板字符子串，将两个字符子串进行匹配，优先移动差异性最大的位置，直至两个字符子串相似度达到最大时迭代停止，其中向后移动记为+，向前移动记为-；得到运算后的字符子串。

30、另一方面，本发明实施例提出一种hdmi高清数据优化传输系统，包括数据采集模块，用于获取待压缩传输的视频帧图像；数据变换模块，用于获得视频帧图像的若干个比特层，通过对每个比特层进行扫描获取若干个二进制序列，根据每个二进制序列中字符间的相似关系获取字符突变次数；

31、根据二进制序列中字符突变次数获取合并系数，根据合并系数的取值获取合并类型，根据合并类型对字符进行合并获取标记字符子串，根据标记字符子串中字符组合间强、弱关联关系的占比获取标记字符子串中字符的变化方式，所述变化方式包括移位和置换；

32、根据标记字符子串中频率最大的字符组合类型中字符组合分布的密集程度获取最优字符组合，根据标记字符子串中字符的变换方式以及最优字符组合获取运算后的字符子串；

33、数据压缩传输模块，用于获取运算后的二进制序列字符串，通过编码转换获取压缩后的数据，将压缩后的数据进行传输。

34、本发明的技术方案的有益效果是：通过对像素点的灰度值进行进制转换并进行比特分层，令相同比特层的二进制数据的冗余程度尽可能的大，通过对每一比特层构建的序列进行进行自适应标记，获取规律性较差的数据子段，通过对规律性较差的数据子段进行变换，令其规律性增强，通过对处理后的二进制数据进行同或运算，令二进制序列的冗余程度达到最大，令最终的压缩率达到最大，以达到高效传输的目的。