固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法和图像处理设备技术

固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法和图像处理设备。所述方法至少包含以下步骤。接收当前编码帧。在逐行基础上对当前编码帧中的像素进行分组，且将已分组像素封装到像素行段中。根据当前像素行段中的像素和其相邻像素计算当前像素行段的复杂度信息。根据量化参数分别以差分脉冲编码调制(differential pulse‑coding modulation，DPCM)模式和截断模式对当前像素行段进行编码，以产生DPCM码流和截断码流。根据复杂度信息选择且输出DPCM码流或截断码流中的一个。反馈当前像素行段使用的码流量以计算对应于待处理的下一像素行段的新QP。

Fixed rate and row based embedded video compression method and image processing equipment

A fixed rate and row based embedded video compression method and an image processing device. The method includes at least the following steps. Receive the current coded frame. The pixels in the current coding frame are grouped based on line by line and encapsulated pixels into the pixel row segment. The complexity of the current pixel row segment is calculated according to the pixels in the current pixel row segment and its adjacent pixels. The current pixel row segments are encoded with the differential pulse coding modulation (DPCM) mode and the truncated mode according to the quantized parameters to generate the DPCM stream and the truncated code stream. According to complexity information, we select and output one of DPCM bitstreams or truncated stream. Feedback the code flow used in the current pixel row segment to calculate the new QP corresponding to the next pixel row segment to be processed.

【技术实现步骤摘要】
固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法和图像处理设备
本专利技术涉及一种固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法和一种使用所述方法的图像处理设备。
技术介绍
随着计算机、网络和数字成像技术的快速发展，海量的视频数据已广泛的应用于数字视频记录器、高清电视、家庭影院计算机、视频会议装置、智能手机等数字重放装置中。然而，存储和传输如此大量的视频内容需要极大的内存带宽和处理能力。尽管目前已经开发出多种嵌入式压缩方法和系统以减小此类负担，但在视觉无损性能的情况下无法保证恒定码率。
技术实现思路
因此，本专利技术是针对一种固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法和一种使用所述方法的图像处理设备。根据示例性实施例之一，本专利技术提出一种固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法。所述方法至少包含以下步骤。首先，接收当前编码帧。在逐行的基础上对当前编码帧中的像素进行分组，且将已分组像素封装到包含当前像素行段的像素行段中。根据当前像素行段中的像素和其相邻像素计算当前像素行段的复杂度信息。根据量化参数(quantizationparameter，QP)分别以差分脉冲编码调制(differentialpulse-codingmodulation，DPCM)模式和截断模式对当前像素行段进行编码，以产生DPCM码流和截断码流。根据复杂度信息选择且输出DPCM码流或截断码流中的一个。反馈当前像素行段利用的所使用码流量以计算对应于所述像素行段中的下一像素行段的新QP。在示例性实施例之一中，本专利技术是针对一种图像处理设备，其包含但不限于存储介质和耦合到所述存储介质的处理器。所述处理器至少经配置以进行以下操作：接收输入帧序列中的当前编码帧；在逐行基础上对当前编码帧中的像素进行分组，且将已分组像素封装到包含当前像素行段的像素行段中；分别以DPCM模式和截断模式对当前像素行段进行编码，以根据QP产生DPCM码流和截断码流；根据复杂度信息选择且输出DPCM码流或截断码流中的一个；以及反馈当前像素行段利用的所使用码流量以计算对应于所述像素行段中的下一像素行段的QP。为了使得本专利技术的前述特征和优点便于理解，下文将详细描述伴有附图的优选实施例。应理解，前文总体描述和以下详细描述都是示例性的，并且是希望提供对所主张的本专利技术的进一步解释。然而，应理解，此概述可以不含有本专利技术的所有方面和实施例，且因此不希望以任何方式为限制性的或约束性的。而且，本专利技术将包含对于所属领域的技术人员来说显而易见的改进和修改。附图说明包含随附附图是为了更深入理解本专利技术，随附附图结合在本说明书中并且构成本说明书的一部分。附图说明本专利技术的实施例，并且连同所述描述一起用来解释本专利技术的原理。图1A从硬件角度说明根据本专利技术的示例性实施例之一的示例性图像处理设备，其利用所提出的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法。图1B更详细地说明根据本专利技术的示例性实施例之一的图像处理设备的处理器。图2说明根据本专利技术的示例性实施例之一的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法的流程图。图3说明根据本专利技术的示例性实施例之一的当前像素行段以及其相邻像素的示意图。图4说明根据本专利技术的示例性实施例之一的运动估计的示意图。图5说明根据本专利技术的示例性实施例之一的熵编码的示意图。图6A说明根据本专利技术的示例性实施例之一的全局位分配的示意图。图6B说明根据本专利技术的示例性实施例之一的局部位调整的示意图。图6C说明根据本专利技术的示例性实施例之一的局部量化参数计算的示意图。为了使申请案的以上特征和优势更好理解，如下详细地描述伴有图式的若干实施例。元件符号说明100：图像处理设备110：处理器111：输入模块112：分析模块113：预测模块114：DPCM模块115：截断模块116：数据选择器模块117：码率控制模块118：输出模块120：存储介质S202～S218：步骤S502～S506：步骤具体实施方式现将在下文参考随附附图更充分地描述本专利技术的一些实施例，所述随附附图中描绘本申请案中的一些而非全部实施例。实际上，本专利技术的各种实施例可以多种不同形式体现且不应被解释为受限于本文中阐述的实施例；确切地说，提供这些实施例使得本专利技术将满足适用的法律要求。类似参考标号通篇指代类似元件。图1A从硬件角度说明根据本专利技术的示例性实施例之一的示例性图像处理设备，其利用所提出的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法。参看图1，示例性图像处理设备100将包含但不限于处理器110和存储介质120。图像处理设备100可为例如个人计算机、笔记本计算机、平板计算机、数码相机、数字便携式摄像机、智能手机、事件数据记录器、车载音频和视频系统等的电子装置。处理器110将经配置以实施所提出的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法以及后续公开内容中的示例性实施例的功能元件。可通过使用一或多个可编程单元来实施处理器110的功能，所述一或多个可编程单元例如现场可编程阵列(fieldprogrammablearray，FPGA)、可编程逻辑装置(programmablelogicdevice，PLD)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，ASIC)、中央处理单元(centralprocessingunit，CPU)、可编程通用微处理器或可编程专用微处理器、微控制器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，DSP)、可编程逻辑装置(programmablelogicdevice，PLD)、其它类似装置或电路，或其组合。也可用独立的电子装置或集成电路(integratedcircuit，IC)来实施处理器110的功能，并且也可用硬件或软件或两者的组合来实施处理器110的功能。存储介质120将耦合到处理器110以存储编程码、装置配置、查找表、缓冲数据或永久性数据等。存储介质120可为易失性存储器或永久性存储器，例如静态或移动随机存取存储器(randomaccessmemory，RAM)、只读存储器(read-onlymemory，ROM)、快闪存储器、硬盘驱动器或其它类似装置或电路。图像处理设备100可视情况包含图像捕获装置、接口、图像显示装置和通信单元。图像捕获装置可为捕获视频或运动图像的相机或便携式摄像机。接口可为允许图像处理设备100接收图像数据和输出经处理图像数据的输入/输出接口。图像显示装置可为用于显示经处理图像数据的任何显示器。通信单元可为用于通过无线连接或电缆连接从外部源获得图像数据的调制解调器或无线收发器。在一些情况下，通信单元也可将经处理图像数据发射到其它装置或平台。图1B更详细地说明根据本专利技术的示例性实施例之一的图像处理设备100的处理器110。参看图1B，处理器110可被视为图像处理设备100中的编码器，且可包含但不限于输入模块111、分析模块112、预测模块113、DPCM模块114、截断模块115、数据选择器模块116、码率控制模块117和输出模块118。这些模块可经实施为硬件模块(例如独立的硬件IC)、软件模块或硬件模块和软件模块两者的组合。图1A和图1B的细节在后续公开内容中进一步阐明。图2说明根据本专利技术的示例性实施例之一的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法的流程图。图2的步骤可通过如图1A和图1B中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，适用于图像处理设备，其中所述方法包括以下步骤：接收输入帧序列中的当前编码帧；在逐行基础上对所述当前编码帧中的多个像素进行分组，且将已分组的像素封装到包括当前像素行段的多个像素行段中；根据所述当前像素行段中的像素和其多个相邻像素计算所述当前像素行段的复杂度信息；根据量化参数QP分别以差分脉冲编码调制DPCM模式和截断模式对所述当前像素行段进行编码以产生DPCM码流和截断码流；根据所述复杂度信息选择且输出所述DPCM码流或所述截断码流中的一个；以及反馈所述当前像素行段使用的码流量以计算对应于所述像素行段的下一像素行段的新QP。

【技术特征摘要】
1.一种固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，适用于图像处理设备，其中所述方法包括以下步骤：接收输入帧序列中的当前编码帧；在逐行基础上对所述当前编码帧中的多个像素进行分组，且将已分组的像素封装到包括当前像素行段的多个像素行段中；根据所述当前像素行段中的像素和其多个相邻像素计算所述当前像素行段的复杂度信息；根据量化参数QP分别以差分脉冲编码调制DPCM模式和截断模式对所述当前像素行段进行编码以产生DPCM码流和截断码流；根据所述复杂度信息选择且输出所述DPCM码流或所述截断码流中的一个；以及反馈所述当前像素行段使用的码流量以计算对应于所述像素行段的下一像素行段的新QP。2.根据权利要求1所述的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，根据所述当前像素行段中的所述像素和其相邻像素计算所述当前像素行段的所述复杂度信息的步骤包括：将所述当前像素行段中的所述像素指定到多个局部区域，其中所述局部区域中的每一个由一部分的所述像素和所述相邻像素中的至少一个组成；计算所述局部区域中每一个中的像素的方差，以判断所述局部区域中每一个的局部复杂度，其中所述方差大于方差阈值时对应的所述局部复杂度为复杂，且其中所述方差不大于所述方差阈值时对应的所述局部复杂度为均匀；以及根据所述局部区域中每一个的所述局部复杂度，判断所述当前像素行段的复杂度信息，其中当所述局部区域为复杂的数目大于所述局部区域为均匀的数目时，所述复杂度信息为复杂，且其中当所述局部区域为复杂的数目不大于所述局部区域为均匀的数目时，所述复杂度信息为均匀。3.根据权利要求1所述的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，根据所述量化参数以所述DPCM模式对所述当前像素行段进行编码以产生所述DPCM码流的步骤包括：对所述当前像素行段执行运动估计以在多个候选运动向量中产生已选择的运动向量；根据所述已选择的运动向量获得分别对应于所述当前像素行段中的每一像素的多个预测像素；计算所述预测像素中的每一个与所述当前像素行段中其对应的像素之间的差值；根据所述QP量化所述差值以获得多个量化差值；以及通过熵编码压缩所述量化差值以产生所述DPCM码流。4.根据权利要求1所述的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，根据所述量化参数以所述截断模式对所述当前像素行段进行编码以产生所述截断码流的步骤包括：根据所述量化参数截断所述当前像素行段中具有最低有效位的一部分像素以产生所述截断码流。5.根据权利要求2所述的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，根据所述复杂度信息选择所述DPCM码流或所述截断码流中的一个的步骤包括：当所述复杂度信息为均匀时，选择所述DPCM码流；以及当所述复杂度信息为复杂时，选择所述截断码流。6.根据权利要求1所述的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，在逐行基础上对所述当前编码帧中的所述像素进行分组的步骤之后，所述方法进一步包括：获得包括所述当前像素行段的当前行的给定位预算；设定所述当前行的保留位预算；平分像素行段所述给定位预算与所述保留位预算之间的差值到所述当前行中的所述像素行段中每一个，以获得所述像素行段的平均位预算；以及将所述平均位预算分配到所述当前像素行段作为其位预算。7.根据权利要求6所述的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，所述平均位预算包括行段基本位和行段额外位，且其中所述方法进一步包括：当所述当前像素行段是以所述DPCM模式进行编码时，设定所述平均位预算作为所述当前像素行段的位预算，或通过将由所述保留位预算获得的潜在位添加到所述当前像素行段的位预算中来调整所述当前像素行段的位预算；以及当所述当前像素行段是以所述经截断模式进行编码时，通过从所述当前像素行段的位预算减去所述段额外位来调整所述当前像素行段的位预算。8.根据权利要求7所述的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，反馈所述当前像素行段利用的所使用码流量以计算对应于所述像素行段的所述下一像素行段的所述新QP的步骤包括：产生包括已调整的位预算的反馈结果；根据所述反馈结果更新所述保留位预算；以及根据所述反馈结果执行QP估计以产生所述新QP。9.根据权利要求1所述的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，在根据所述QP分别以所述DPCM模式和所述截断模式对所述当前像素行段进行编码以产生所述DPCM码流和所述截断码流的步骤之前，所述方法进一步包括：根据分配于所述当前像素行段的位预算分别调整所述DPCM模式和所述经截断模式中的所述QP。10.根据权利要求1所述的固定码率且基于行的嵌入式视频压缩方法，其特征在于，分配到所述当前编码帧中的每一行的位预算是固定的。11.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜晓明，陈建文，胡博钦，
申请(专利权)人：联咏科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71