[發(fā)明專利]一種視頻編碼裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010181172.5
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN101854532A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王浩;邱嵩;楊曉東
• 申請（專利權(quán)）人: 無錫中星微電子有限公司
• 主分類號: H04N7/24
• 分類號: H04N7/24;H04N7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及視頻采集領(lǐng)域，特別涉及動態(tài)調(diào)節(jié)編碼位寬的方案。

【背景技術(shù)】

視頻數(shù)據(jù)采集是指將真實世界的場景變成計算機可以識別的二進(jìn)制代碼類型的視頻數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集過程。廣泛應(yīng)用于視頻監(jiān)控，圖形圖像處理等等領(lǐng)域，是當(dāng)前數(shù)據(jù)采集技術(shù)中較為熱門和應(yīng)用較為廣泛的一門技術(shù)。

請參考圖1，其示出了一種現(xiàn)有視頻數(shù)據(jù)采集裝置100的結(jié)構(gòu)方框圖。所述視頻采集裝置100包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊102和視頻編碼模塊104。真實世界的場景經(jīng)過感光器件采集成為模擬視頻信號，而計算機設(shè)備需要的是數(shù)字信號。所述視頻采集裝置100首先將模擬視頻信號經(jīng)過所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊102轉(zhuǎn)換到數(shù)字視頻信號，然后轉(zhuǎn)換所得數(shù)字視頻信號再經(jīng)過視頻編碼模塊104進(jìn)行一幀幀視頻圖像的編碼形成視頻碼流。

請參考圖2，其示出了模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊102的轉(zhuǎn)換原理示意圖。圖中U(t)是感光器件在一個像素點上采集的隨時間連續(xù)變化的模擬視頻信號U(t)，經(jīng)過時間上離散的取樣信號S(t)進(jìn)行取樣，就得到了取樣后的離散數(shù)字視頻信號U_o(t)。所述離散數(shù)字視頻信號U_o(t)中每個離散的值都通過一個固定位寬的二進(jìn)制數(shù)值來表示。即所述離散的值都是某個規(guī)定的最小數(shù)量單位的整數(shù)倍的數(shù)字量，通常為8位二進(jìn)制數(shù)值。顯然一幀視頻圖像是包括若干個像素點的，比如為320*240、1024*768等等，那么一幀視頻圖像就包括若干個利用8位二進(jìn)制數(shù)值代表的像素點數(shù)據(jù)。

請參考圖3，其示出了視頻編碼模塊104的編碼原理示意圖。所述一幀視頻圖像302包括若干個利用8位二進(jìn)制數(shù)值代表的像素點數(shù)據(jù)，在經(jīng)過視頻編碼后形成視頻碼流數(shù)據(jù)。所述一幀視頻圖像304在編碼后會包括一個幀頭信息和幀內(nèi)數(shù)據(jù)。所述幀頭信息包括了該幀視頻數(shù)據(jù)在整個視頻碼流中所處的時間位置信息和幀內(nèi)數(shù)據(jù)的編碼規(guī)則的信息。顯然視頻編碼模塊也是按照8位編碼位寬來對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼的，所述1位位寬即1比特。

但是隨著感光器件技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代感光器件已經(jīng)不局限于模數(shù)轉(zhuǎn)換為8位位寬的感光器件，已經(jīng)涌現(xiàn)出更多支持更高位寬的感光器件，例如10位位寬、12位位寬甚至16位位寬。應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，支持更高位寬的感光器件也要求所述視頻編碼模塊采用更高位寬的數(shù)據(jù)位寬來編碼視頻數(shù)據(jù)。在某些視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)里，例如H.263編碼協(xié)議的High10檔次編碼方法已經(jīng)支持最高10位位寬的視頻數(shù)據(jù)編碼；而在另一些編碼方法中，甚至已經(jīng)開始支持最高14位位寬的視頻數(shù)據(jù)編碼。但隨之而來的問題是視頻編碼所需位寬越大，視頻編碼模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時的復(fù)雜度越高。對于現(xiàn)有的一種圖像處理器來說，其加法指令支持在一條指令中同時處理兩組8位位寬的數(shù)據(jù)求和運算：a+b和c+d；但是如果要處理10位位寬的數(shù)據(jù)，則需要2條指令，增加了運算所需要的時鐘周期。

而在實際視頻采集中，視頻數(shù)據(jù)采集到的視頻數(shù)據(jù)中的有效信息量經(jīng)常會因為場景中的環(huán)境變化而變化。例如，同樣采用的是10比特位寬的感光器件，在光線充足時，采集到的視頻數(shù)據(jù)有效信息量可以達(dá)到10比特滿幅；但是當(dāng)光線昏暗不足時，采集到的視頻數(shù)據(jù)中有大量的噪聲信號，噪聲信號是視頻采集時模擬信號的電壓被干擾發(fā)生抖動而造成的。所以噪聲信號一般會淹沒掉最后一位或幾位數(shù)據(jù)，而導(dǎo)致實際有效的信息量達(dá)不到10比特，比如正確的數(shù)據(jù)應(yīng)該為0010010010，但是噪聲信號變亮導(dǎo)致采集到的數(shù)據(jù)為0010011111。這種情況下，如果所述視頻編碼模塊一直采用最高位寬精度來進(jìn)行視頻編碼，不僅會浪費很多計算量，而且編碼出來的視頻碼流的數(shù)據(jù)量偏大，浪費傳輸帶寬或存儲介質(zhì)。

因此，有必要提出一種新的視頻編碼方案來解決上述方案的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

本部分的目的在于概述本發(fā)明的實施例的一些方面以及簡要介紹一些較佳實施例。在本部分以及本申請的說明書摘要和發(fā)明名稱中可能會做些簡化或省略以避免使本部分、說明書摘要和發(fā)明名稱的目的模糊，而這種簡化或省略不能用于限制本發(fā)明的范圍。

本發(fā)明的目的在于提供一種視頻編碼裝置及方法，可以指導(dǎo)視頻編碼模塊在編碼時動態(tài)調(diào)節(jié)編碼位寬。

為了達(dá)到本發(fā)明的目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，本發(fā)明提供一種視頻編碼裝置，所述裝置包括：噪聲估計模塊，對視頻圖像進(jìn)行噪聲估計以得到噪聲估計值；位寬調(diào)節(jié)模塊，根據(jù)所述噪聲估計值確定編碼位寬；和視頻編碼模塊，基于確定的編碼位寬對后續(xù)視頻圖像進(jìn)行視頻編碼。

進(jìn)一步地，所述噪聲估計模塊每M幀對連續(xù)N幀的視頻圖像進(jìn)行一次噪聲估計，其中N為大于等于1的整數(shù)，M為大于等于N的整數(shù)。