[發明專利]一種無線視頻傳感器的AVS編碼功耗模型優化方法

無效

• 申請號: 201010184247.5
• 申請日: 2010-05-25
• 公開（公告）號: CN101848394A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 宋震龍;黃晁;楊文勇;張從連;鄭從卓
• 申請（專利權）人: 寧波中科集成電路設計中心有限公司
• 主分類號: H04N7/50
• 分類號: H04N7/50;H04N7/26
• 代理公司: 寧波奧圣專利代理事務所(普通合伙) 33226
• 代理人: 程曉明

1.一種無線視頻傳感器的AVS編碼功耗模型優化方法，其特征在于包括以下步驟：

①設定無線視頻傳感器當前獲取的視頻信號的初始目標比特率，記為R，其中，視頻信號包括多個圖像組，每個圖像組主要由一個I幀圖像和至少一個P幀圖像組成，I幀圖像為每個圖像組編碼時的起始幀圖像，P幀圖像為前向預測幀，編碼時以其前一幀圖像的重建幀圖像作為參考幀；無線視頻傳感器中的AVS編碼器以幀為編碼單元依次對各圖像組中的各幀圖像進行AVS編碼，定義當前編碼的幀圖像為當前幀圖像；

②判斷當前幀圖像是否為I幀圖像，如果是，則遍歷所有幀內預測模式為當前幀圖像中的各個宏塊選擇各自最佳的預測模式，然后執行步驟否則，繼續執行；

③計算當前幀圖像的可用編碼功耗，記為Pow，其中，V為無線視頻傳感器中的CMOS電路的供電電壓，f_CLK為無線視頻傳感器中的CMOS電路的時鐘頻率；

④計算當前幀圖像與其參考幀的絕對誤差和，記為SAD，其中，Height表示當前幀圖像的高度，Width表示當前幀圖像的寬度，f_n(i，j)表示當前幀圖像中坐標為(i，j)的像素的像素值，f_n-1(i，j)表示參考幀中坐標為(i，j)的像素的像素值，n≤N，N表示視頻信號中包含的幀圖像的幀數；

⑤根據當前幀圖像與其參考幀的絕對誤差和SAD列出AVS編碼功耗模型：其中，N_16×16和N_left滿足約束條件：D表示當前幀圖像的編碼失真，M表示當前幀圖像包含的宏塊的個數，N_16×16表示當前幀圖像中采用幀間16×16預測模式編碼的宏塊的個數，N_left表示當前幀圖像中采用除Skip模式和幀間16×16預測模式外的其余幀間預測模式編碼的宏塊的個數，γ為AVS編碼功耗模型參數，C₁表示幀間16×16預測模式的計算復雜度，C₂表示除Skip模式和幀間16×16預測模式外的其余幀間預測模式的計算復雜度，C₃表示AVS編碼器中熵編碼的計算復雜度，其余幀間預測模式包括幀間16×8預測模式、幀間8×16預測模式和幀間8×8預測模式；

⑥消去AVS編碼功耗模型中的參數N_left，得到當前幀圖像的編碼失真D，，然后計算使當前幀圖像的編碼失真D的值最小時當前幀圖像中采用幀間16×16預測模式編碼的宏塊的個數N_16×16；

⑦根據當前幀圖像中采用幀間16×16預測模式編碼的宏塊的個數N_16×16，計算當前幀圖像中采用除Skip模式和幀間16×16預測模式外的其余幀間預測模式編碼的宏塊的個數N_left，

⑧根據當前幀圖像中采用幀間16×16預測模式編碼的宏塊的個數N_16×16和當前幀圖像中采用除Skip模式和幀間16×16預測模式外的其余幀間預測模式編碼的宏塊的個數N_left，計算當前幀圖像中采用Skip模式編碼的宏塊的個數，記為N_Skip，N_Skip＝M-N_16×16-N_left；

⑨定義當前幀圖像中的第k個宏塊為當前宏塊，計算當前宏塊和當前幀圖像的參考幀中與當前宏塊相對應的宏塊的絕對誤差和，記為SAD_k，f_k(i′，j′)表示當前宏塊中坐標為(i′，j′)的像素的像素值，f_{k_c}(i′，j′)表示當前幀圖像的參考幀中與當前宏塊相對應的宏塊中坐標為(i′，j′)的像素的像素值，1≤k≤M；

⑩令k′＝k+1，k＝k′，然后返回執行步驟⑨對當前幀圖像中的下一個宏塊進行處理，直至當前幀圖像中所有宏塊處理完畢；

按從小到大的順序對當前幀圖像中的各個宏塊和當前幀圖像的參考幀中與各個宏塊各自相對應的宏塊的絕對誤差和進行排序，構成絕對誤差和序列，記為{SAD₁，SAD₂，…，SAD_p，…SAD_M}，從絕對誤差和序列{SAD₁，SAD₂，…，SAD_p，…SAD_M}中取出第N_Skip個元素和第(N_16×16+N_Skip)個元素其中，SAD_p表示絕對誤差和序列{SAD₁，SAD₂，…，SAD_p，…SAD_M}中的第p個元素；

獲取當前幀圖像中與當前幀圖像的參考幀中相對應的宏塊的絕對誤差和小于等于絕對誤差和序列{SAD₁，SAD₂，…，SAD_p，…SAD_M}中的第N_Skip個元素的所有宏塊，將這些宏塊需采用的最佳的預測模式確定為Skip模式，將由這些宏塊組成的集合定義為第一宏塊集合，第一宏塊集合包含的宏塊的個數為N_Skip，將由當前幀圖像中除第一宏塊集合中的所有宏塊外的其他宏塊組成的集合定義為剩余宏塊集合，剩余宏塊集合包含的宏塊的個數為M-N_Skip；

獲取剩余宏塊集合中與當前幀圖像的參考幀中相對應的宏塊的絕對誤差和小于等于絕對誤差和序列{SAD₁，SAD₂，…，SAD_p，…SAD_M}中的第(N_16×16+N_Skip)個元素的所有宏塊，將這些宏塊組成的集合定義為第二宏塊集合，第二宏塊集合包含的宏塊的個數為N_16×16，將由剩余宏塊集合中除第二宏塊集合中的所有宏塊外的其他宏塊組成的集合定義為第三宏塊集合，第三宏塊集合包含的宏塊的個數為M-N_Skip-N_16×16；

計算第二宏塊集合中的各個宏塊的實際運動矢量，將第二宏塊集合中已確定實際運動矢量的各個宏塊需采用的最佳的預測模式確定為幀間16×16預測模式；

計算第三宏塊集合中的各個宏塊分別采用幀間16×8預測模式、幀間8×16預測模式和幀間8×8預測模式時的拉格朗日代價，將拉格朗日代價最小時相應的幀間預測模式作為各個宏塊各自需采用的最佳的預測模式；

利用無線視頻傳感器中的AVS編碼器，對當前幀圖像中的各個宏塊以各自最佳的預測模式進行編碼，直至當前幀圖像整幀編碼完成；然后檢測無線視頻傳感器中的CMOS電路的供電電壓V是否大于0，如果是，則將視頻信號中的下一幀待編碼的幀圖像作為當前幀圖像，并返回執行步驟②，否則，無線視頻傳感器中的AVS編碼器結束編碼。