[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

技術領域

本發明涉及一種視頻編碼功耗的優化技術，尤其是涉及一種無線視頻傳感器的AVS(Audio?Video?Coding?Standard，音視頻編解碼標準)編碼功耗模型優化方法。

背景技術

AVS(Audio?Video?coding?Standard，數字音視頻編解碼技術標準)是中國第一個具有自主知識產權的數字音視頻編解碼標準，它的編碼效率和競爭性與當前國際標準H.264/MPEG-4AVC相當，但在實現復雜度和高清晰度應用方面優于H.264/MPEG-4AVC。

無線視頻傳感器一般采用電池供電，部署了以后通常不再更換電池，若編碼器按照傳統的視頻編碼方法，則在電池能量降低到一定限度后，編碼的視頻圖像質量就會差得令人無法接受。為了使無線視頻傳感器的使用效率達到最高，研究其功耗模型，使在其能量限制的情況下，視頻圖像質量達到最優就顯得非常有必要。視頻編碼和數據傳輸是無線視頻傳感器的功耗的兩個主要方面，研究表明對于較小分辨率的視頻序列(如QCIF176×144)，視頻編碼功耗可占到無線視頻傳感器總功耗的2/3，對于高分辨率的視頻序列，無線視頻傳感器的視頻編碼功耗更高。而從無線視頻傳感器的功耗來看，視頻編碼的影響具有兩面性：一方面，高效的視頻編碼壓縮能顯著地降低數據傳輸的比特數目，能夠較好地滿足實時視頻通信的需求；另一方面，高效的視頻編碼壓縮往往需要更高的計算復雜度和更高的計算功耗，這對功率有限的無線視頻傳感器來說是一個挑戰。

目前，對于視頻編碼功耗的研究主要針對H.26x、MPEG(Moving?Pictures?ExpertsGroup，動態圖像專家組)-2、MPEG-4等國際標準。這些研究主要通過對編碼的各模塊進行分析，從而建立總的編碼端功耗模型。如傳感技術學報(2009(3)354-357)公開的無線移動環境視頻編碼動態功耗模型研究，從幀內模式編碼功耗和幀間模式編碼功耗分析得出了編碼端的總體功耗模型，引入了幀內刷新率參數β＝1/T(每隔T-1幀就有一個I幀)和量化參數，總體功耗模型由這兩個參數控制和調節，取得了較為理想的視頻編碼功耗控制效果。但是該方法沒有考慮功耗、碼率和失真之間的關系，雖然當幀內刷新率高時，編碼復雜度比較低，但此時編碼的碼率也會很高，帶寬有限的無線信道很難傳輸如此高的碼率，而且幀內刷新率很高時，比如每隔2幀就有一個I幀，編碼時會產生很大的時間冗余，編碼效率很低。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種能夠使無線視頻傳感器在能量受限制的情況下，編碼的視頻失真達到最小，且計算復雜度低的AVS編碼功耗模型優化方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種無線視頻傳感器的AVS編碼功耗模型優化方法，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；