[發(fā)明專利]一種Bayer圖像壓縮方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711455788.5
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN108200429B
• 公開（公告）日: 2020-08-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪劍;林江;陳本強(qiáng);陳濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海通途半導(dǎo)體科技有限公司
• 主分類號(hào): H04N19/124
• 分類號(hào): H04N19/124;H04N19/176;H04N19/593;H04N19/80;G06T9/00
• 代理公司: 上海國(guó)智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31274
• 代理人: 潘建玲

本發(fā)明公開了一種Bayer圖像壓縮方法及裝置，所述方法包括如下步驟：步驟S1，對(duì)輸入的單行圖像進(jìn)行宏塊分割；步驟S2，對(duì)當(dāng)前宏塊進(jìn)行分析，計(jì)算出當(dāng)前宏塊的代價(jià)；步驟S3，根據(jù)當(dāng)前宏塊的代價(jià)進(jìn)行碼率控制，將每行圖像產(chǎn)生的碼流控制在額定的長(zhǎng)度；步驟S4，根據(jù)上下文預(yù)測(cè)的方法計(jì)算出當(dāng)前像素點(diǎn)的預(yù)測(cè)殘差diff，利用步驟S3得出的量化等級(jí)對(duì)其進(jìn)行量化，并對(duì)其進(jìn)行編碼輸出碼流，本發(fā)明不使用行緩沖區(qū)，在算法復(fù)雜度極低的同時(shí)，壓縮效率也很高，滿足ISP系統(tǒng)的低功耗、低面積等各項(xiàng)硬件實(shí)現(xiàn)要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于上下方預(yù)測(cè)的Bayer圖像壓縮方法及裝置。

背景技術(shù)

彩色圖像在成像過程中，往往需要采集多種基本顏色，如RGB三種顏色，最直接的方法就是采用濾鏡。如果采集RGB三種基本顏色，則需要三塊濾鏡，為了保證每一個(gè)像素點(diǎn)都對(duì)齊，那么就會(huì)工藝變得復(fù)雜，導(dǎo)致成本急劇增加，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。而使用Bayer格式就能很好的解決上述問題，在一塊濾鏡上設(shè)置不同的顏色即可，由于人眼對(duì)綠色G分量比較敏感，所以G分量的像素是R和B的總和。實(shí)際中，Bayer格式(如圖1)圖像成了CCD、CMOS等傳感器最終的輸出格式。

雖然Bayer格式比全彩色格式能夠節(jié)省帶寬和存儲(chǔ)，但是，直接從傳感器中得到的圖像是相當(dāng)?shù)脑愀猓瑹o論是細(xì)節(jié)還是色彩都與實(shí)際圖像有相當(dāng)大的差距，這時(shí)就需要ISP(Image Signal Processing，圖像信號(hào)處理)對(duì)傳感器出來的圖像進(jìn)行后處理，如圖2所示，這些處理算法包括線性糾正、噪聲去除、壞點(diǎn)去除、內(nèi)插、自動(dòng)白平衡、自動(dòng)曝光等等。為了完成所有的圖像處理，往往需要一幀或者連續(xù)幾幀的圖像數(shù)據(jù)，那么就需要將圖像存入DDR(Double Data Rate雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器)，以方便讀取使用。由于工藝的發(fā)展和應(yīng)用的需求等，現(xiàn)在Bayer格式圖像的分辨率已經(jīng)達(dá)到幾百萬甚至千萬的水平。往DDR中存入圖像和讀取圖像，都對(duì)其帶寬和空間帶來了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，同時(shí)也增加了ISP系統(tǒng)的功耗和面積。

因此為了滿足ISP系統(tǒng)低功耗、小面積的要求，壓縮算法必須有高效率、低功耗的特點(diǎn)。針對(duì)單幀圖像進(jìn)行無損壓縮的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)有JPEG2000、JPEG-LS等，同時(shí)，也有一些比較熱點(diǎn)的無損壓縮算法，如SPIHT、FELICS、CALIC算法等。但是，這些算法都不同程度的存在著復(fù)雜度過高、占用line buffer(行緩存區(qū))資源過多等缺陷，極不適合集成在ISP這樣的低功耗、小面積的系統(tǒng)中。

同時(shí)，在一些高端ISP系統(tǒng)中除了需要對(duì)Bayer圖像進(jìn)行“多路”存儲(chǔ)外，在實(shí)現(xiàn)圖像處理算法時(shí)，還需要“多路”對(duì)DDR進(jìn)行讀取。如果使用需要line buffer的壓縮算法，并考慮到Bayer圖像的分辨率，就需要很大的緩存空間，ISP的成本將大幅度增加，其競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)也將消失殆盡。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種Bayer圖像壓縮方法及裝置，以不使用行緩存區(qū)(linebuffer)，在算法復(fù)雜度極低的同時(shí)，壓縮效率也很高，滿足ISP系統(tǒng)的低功耗、低面積等各項(xiàng)硬件實(shí)現(xiàn)要求。

為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種Bayer圖像壓縮方法，包括如下步驟：

步驟S1，對(duì)輸入的單行圖像進(jìn)行宏塊分割；

步驟S2，對(duì)當(dāng)前宏塊進(jìn)行分析，計(jì)算出當(dāng)前宏塊的代價(jià)；

步驟S3，根據(jù)當(dāng)前宏塊的代價(jià)進(jìn)行碼率控制，將每行圖像產(chǎn)生的碼流控制在額定的長(zhǎng)度,并獲得當(dāng)前宏塊的量化等級(jí)；

步驟S4，根據(jù)上下文預(yù)測(cè)的方法計(jì)算出當(dāng)前像素點(diǎn)的預(yù)測(cè)殘差diff，利用步驟S3得出的量化等級(jí)對(duì)其進(jìn)行量化，并對(duì)其進(jìn)行編碼輸出碼流。

優(yōu)選地，步驟S2進(jìn)一步包括：

計(jì)算獲得當(dāng)前宏塊中的每?jī)蓚€(gè)相鄰像素之間的梯度grad；