專利名稱：用于視頻編碼芯片硬件系統(tǒng)中的多級(jí)穩(wěn)定性處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于視頻編碼芯片硬件系統(tǒng)中的多級(jí)穩(wěn)定性處理方法，屬于集成電路芯片設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著集成電路芯片設(shè)計(jì)的應(yīng)用需求不斷提高，需要將多標(biāo)準(zhǔn)視頻編碼處理模塊集成在一個(gè)SoC中實(shí)現(xiàn)。最為常見的視頻編碼處理為數(shù)字視頻錄像和數(shù)碼相機(jī)功能，分別對(duì)應(yīng)動(dòng)態(tài)視頻壓縮編碼處理和靜態(tài)圖像壓縮編碼處理。此類處理需要支持VGA分辨率、SD 分辨率，甚至HD分辨率，并且需要滿足一定的編碼碼率及幀率，以及較高的視頻、圖像編碼效果和質(zhì)量。所有這些應(yīng)用處理都需要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)傳輸，更加重了 SoC芯片設(shè)計(jì)系統(tǒng)總線負(fù)載和計(jì)算負(fù)載。所以，單憑SoC系統(tǒng)中的微處理器單元來執(zhí)行這些處理任務(wù)已經(jīng)不能滿足多標(biāo)準(zhǔn)多處理需要的SoC要求，需要專門的硬件加速單元來實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的、實(shí)時(shí)的、 多標(biāo)準(zhǔn)的、多功能的視頻和圖像編碼處理能力。在這里，多標(biāo)準(zhǔn)是指芯片編碼支持H.沈4， H. 263, MPEG4，MPEG2，MJPEG。多功能是指芯片編碼支持圖像的去抖動(dòng)、去噪聲、翻轉(zhuǎn)、平移優(yōu)化處理。一般來講，從數(shù)碼相機(jī)功能采集到的圖像為靜態(tài)圖像，因?yàn)槠涿恳粠瑘D像都是內(nèi)部單獨(dú)編碼，不需要從其他的相鄰圖像幀得到編碼信息。而從數(shù)字視頻攝像功能采集到的視頻流為動(dòng)態(tài)圖像，當(dāng)前幀編碼依賴于相鄰幀的信息，并且整個(gè)視頻流需要以一定的幀率進(jìn)行播放。所以，SoC圖像處理可以分為靜態(tài)圖像處理和動(dòng)態(tài)圖像處理。高性能SoC芯片設(shè)計(jì)中的視頻處理硬件加速單元需要同時(shí)具備靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)視頻流的處理能力，來產(chǎn)生高質(zhì)量的圖像和視頻流。視頻穩(wěn)定性處理用于消除在照相或攝像過程中的由于人手的不期望動(dòng)作而產(chǎn)生的畫面抖動(dòng)。相對(duì)于靜態(tài)圖像處理和動(dòng)態(tài)視頻流處理，視頻穩(wěn)定性處理可以分為靜態(tài)穩(wěn)定性處理和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理。在照相過程中，由于鏡頭的曝光時(shí)間較短，所以手的抖動(dòng)會(huì)使得圖像模糊。這種圖像模糊稱為靜態(tài)模糊，因?yàn)樗划a(chǎn)生一次，即指影響一幀圖像。靜態(tài)抖動(dòng)的影響可以通過兩種方法來消除。一種方法是通過增強(qiáng)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)來消除。但是高質(zhì)量的光學(xué)系統(tǒng)非常的昂貴，會(huì)極大的增加系統(tǒng)成本，使得整個(gè)系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)力下降。第二種方法是利用芯片內(nèi)置的數(shù)字靜態(tài)穩(wěn)定性處理功能來消除靜態(tài)抖動(dòng)。這種方法既能夠達(dá)到良好的去抖動(dòng)效果，又由于是SoC芯片的嵌入式功能，不會(huì)增加系統(tǒng)成本，并且靈活、可靠、穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)，所以是目前具有數(shù)字照相機(jī)功能的消費(fèi)電子類產(chǎn)品的首選方法。攝像過程中的手的抖動(dòng)會(huì)造成視頻流的不連續(xù)運(yùn)動(dòng)的效果，而影響整個(gè)碼流的顯示質(zhì)量，增大了相應(yīng)的編碼碼率，降低視頻流的視覺效果。由于視頻流是以一定的幀率進(jìn)行編碼的，所以手的抖動(dòng)對(duì)于動(dòng)態(tài)視頻流中的一幀圖像來說并不會(huì)造成影響，只有當(dāng)視頻幀進(jìn)行連續(xù)編碼時(shí)，手的抖動(dòng)影響才能顯現(xiàn)出來。所以視頻流的此類抖動(dòng)噪聲的去抖動(dòng)處理被稱為動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理。他并不是基于一幀圖像的處理，而是針對(duì)一個(gè)視頻流進(jìn)行處理。穩(wěn)定性處理需要從相鄰的圖像幀獲取信息來平滑手的抖動(dòng)造成的影響。利用從相鄰幀獲取的運(yùn)動(dòng)信息通過一定的算法來預(yù)測(cè)手的抖動(dòng)影響，從而對(duì)動(dòng)態(tài)視頻進(jìn)行去噪處理?？梢姡值亩秳?dòng)所造成的影響對(duì)于靜態(tài)和動(dòng)態(tài)圖像不同，所產(chǎn)生的編碼圖像的特性也不同。所以，SoC芯片設(shè)計(jì)中，需要針對(duì)數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像功能分別集成相應(yīng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理模塊，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)多標(biāo)準(zhǔn)多功能的視頻編碼處理的高質(zhì)量的去抖動(dòng)處理。但是目前的視頻穩(wěn)定性處理系統(tǒng)或是通過增強(qiáng)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，成本高昂； 或是僅僅對(duì)視頻流進(jìn)行單級(jí)穩(wěn)定性處理，去抖效果不理想，性價(jià)比低。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提供一種用于視頻編碼芯片硬件系統(tǒng)中的多級(jí)穩(wěn)定性處理方法。一種用于視頻編碼芯片硬件系統(tǒng)中的多級(jí)穩(wěn)定性處理方法，采用兩級(jí)穩(wěn)定性處理方法，第一級(jí)為靜態(tài)穩(wěn)定性處理，第二級(jí)為動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理，分別對(duì)靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行穩(wěn)定性處理；靜態(tài)穩(wěn)定性處理是對(duì)攝像頭采集的每一幀圖像進(jìn)行穩(wěn)定性處理，在預(yù)處理階段實(shí)現(xiàn)，將攝像頭控制模塊采集的圖像信息在圖像預(yù)覽和編碼前進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定性處理； 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理對(duì)動(dòng)態(tài)視頻碼流進(jìn)行處理，其方法是，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理在圖像編碼階段實(shí)現(xiàn)，視頻編碼模塊將預(yù)處理后的當(dāng)前幀數(shù)據(jù)和上一幀圖像的重建幀數(shù)據(jù)一起進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，獲得局部運(yùn)動(dòng)矢量和全局運(yùn)動(dòng)矢量；全局運(yùn)動(dòng)矢量為GMV，局部運(yùn)動(dòng)矢量為L(zhǎng)MV，經(jīng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性模塊調(diào)整后的局部運(yùn)動(dòng)矢量為IMV，調(diào)整系數(shù)為α，α的取值范圍在0到1之間 ’動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理的公式為IMV = LMV-α XGMV在上式中，用全局運(yùn)動(dòng)矢量GMV來調(diào)整局部運(yùn)動(dòng)矢量LMV，去除局部運(yùn)動(dòng)矢量中由于抖動(dòng)引起的分量α XGMV，實(shí)現(xiàn)去抖動(dòng)。圖1給出了 SoC芯片設(shè)計(jì)中視頻和圖像編碼的結(jié)構(gòu)框圖，包括視頻預(yù)處理模塊，負(fù)責(zé)對(duì)鏡頭所采集到的視頻圖像進(jìn)行預(yù)處理工作，包括圖像的色彩轉(zhuǎn)換、圖像的分辨率轉(zhuǎn)換。 為了節(jié)省系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)帶寬和硬件資源，預(yù)覽的數(shù)據(jù)流不經(jīng)過圖像編碼模塊而直接將預(yù)處理后的圖像幀輸出到片外存儲(chǔ)單元準(zhǔn)備進(jìn)行顯示處理。視頻編碼模塊負(fù)責(zé)將經(jīng)過預(yù)處理的的視頻圖像根據(jù)一定編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼，并將所編的圖像碼流輸出到片外存儲(chǔ)單元。在一般的應(yīng)用場(chǎng)合中，通常拍照完畢后，會(huì)在預(yù)覽窗中顯示所拍攝的圖像，人們可以通過預(yù)覽來選擇是刪除還是保留相片。如果手的抖動(dòng)造成了拍攝圖像的模糊，那么即使拍攝了非常好的瞬間，也無法給人們好的視覺感受，人們可能會(huì)在預(yù)覽過程中直接將照片刪除。所以，靜態(tài)圖像的去抖動(dòng)處理需要在預(yù)覽處理階段進(jìn)行，這樣預(yù)覽和編碼處理都是在去抖動(dòng)處理后的圖像基礎(chǔ)上進(jìn)行，可以同時(shí)提高預(yù)覽效果和圖像的編碼質(zhì)量。另一方面，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理針對(duì)視頻流進(jìn)行。視頻流編碼根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)，要進(jìn)行幀間預(yù)測(cè)和幀內(nèi)預(yù)測(cè)。通常動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理方法是利用局部運(yùn)動(dòng)矢量(MV，Motion Vector) 以及全局運(yùn)動(dòng)矢量來預(yù)測(cè)物體的哪些運(yùn)動(dòng)是原有的物體運(yùn)動(dòng)軌跡，哪些運(yùn)動(dòng)是手的抖動(dòng)所造成的抖動(dòng)。局部和全局運(yùn)動(dòng)矢量可以通過運(yùn)動(dòng)估計(jì)(ME，Motion Estimation)得到。ME 是圖像編碼過程中一個(gè)非常重要的環(huán)節(jié)。所以可以將局部和全局運(yùn)動(dòng)矢量合并到編碼的ME階段進(jìn)行計(jì)算。當(dāng)然，局部和全局運(yùn)動(dòng)矢量的計(jì)算可以放在編碼開始前進(jìn)行，但是這樣需要從片外存儲(chǔ)單元讀取額外的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算完成后有需要將所整幀圖像存回到片外存儲(chǔ)單元。這樣無疑在增加了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取帶寬，相比于第一種方法(將局部和全局運(yùn)動(dòng)矢量的計(jì)算與編碼過程中的ME進(jìn)行合并)，至少增加了一幀數(shù)據(jù)的存取帶寬。所以第一種方法更適合于對(duì)于帶寬要求極為敏感的SoC系統(tǒng)設(shè)計(jì)。由于局部和全局運(yùn)動(dòng)矢量的預(yù)測(cè)在運(yùn)動(dòng)估計(jì)階段計(jì)算得到，所以動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理需要在圖像編碼階段進(jìn)行。總之，靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理針對(duì)不同的處理目標(biāo)，利用不同的去抖動(dòng)方法，在圖像編碼系統(tǒng)的不同處理階段進(jìn)行。集成了靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理模塊，SoC系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)低成本、易控制的多標(biāo)準(zhǔn)視頻編碼和高質(zhì)量圖像處理功能。圖2給出了多功能穩(wěn)定性處理系統(tǒng)的詳細(xì)結(jié)構(gòu)框圖。圖2中，靜態(tài)穩(wěn)定性處理模塊從鏡頭接收?qǐng)D像輸入，輸出去模糊處理后的圖像給編碼圖像分辨率調(diào)整單元進(jìn)行分辨率調(diào)整，同時(shí)將去模糊后的圖像輸出到預(yù)覽處理的分辨率調(diào)整單元進(jìn)行分辨率調(diào)整。經(jīng)過圖像色彩轉(zhuǎn)換后，生成的預(yù)覽圖像存儲(chǔ)到片外存儲(chǔ)單元的預(yù)覽幀存儲(chǔ)區(qū)，生成的預(yù)處理后圖像輸出到片外存儲(chǔ)單元的編碼幀存儲(chǔ)區(qū)。圖2中，編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊輸出局部運(yùn)動(dòng)矢量和全局運(yùn)動(dòng)矢量。局部運(yùn)動(dòng)矢量代表圖像中物體真實(shí)的運(yùn)動(dòng)，而全局運(yùn)動(dòng)矢量則代表不期望的手的抖動(dòng)所造成的物體運(yùn)動(dòng)。 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理利用全局運(yùn)動(dòng)矢量的信息來進(jìn)行去抖動(dòng)處理，并將處理后數(shù)據(jù)輸出給運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償單元進(jìn)行后續(xù)處理。通過動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理，視頻流中的每一幀圖像都進(jìn)行了去抖動(dòng)處理，從而使得整個(gè)碼流的物體運(yùn)動(dòng)更加流暢。本發(fā)明提出的用于視頻編碼芯片硬件系統(tǒng)中的多級(jí)穩(wěn)定性處理方法，具有靜態(tài)穩(wěn)定性處理和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理功能，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像的穩(wěn)定性處理。靜態(tài)穩(wěn)定性處理將昂貴的光學(xué)去抖動(dòng)系統(tǒng)利用芯片數(shù)字處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)，提高SoC芯片數(shù)字相片拍攝效果和預(yù)覽效果。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理針對(duì)攝像過程中的抖動(dòng)所造成視頻流物體運(yùn)動(dòng)的不連續(xù)性，利用嵌入在編碼過程中的去抖動(dòng)處理增強(qiáng)視頻流編碼質(zhì)量，降低系統(tǒng)帶寬，提高圖像編碼效果，適用于多標(biāo)準(zhǔn)視頻編碼功能的SoC芯片設(shè)計(jì)，降低系統(tǒng)成本，可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、易控制。


圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖。圖2是本發(fā)明所闡述的用于視頻編碼芯片硬件系統(tǒng)中的多級(jí)穩(wěn)定性處理方法的詳細(xì)框圖。圖中，1、攝像頭控制模塊，2、視頻預(yù)處理模塊，2-1-1、編碼預(yù)處理分辨率調(diào)整模塊，2-1-2、編碼預(yù)處理色彩轉(zhuǎn)換模塊，2-2-1、預(yù)覽處理分辨率調(diào)整模塊，2-2-2、預(yù)覽處理色彩轉(zhuǎn)換模塊，3、視頻編碼模塊，3-1、編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊，3-2、局部運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算模塊，3-3、 全局運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算模塊，3-4、編碼運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊，3-5、編碼數(shù)據(jù)準(zhǔn)備模塊，3-6、編碼變換模塊，3-7、編碼量化模塊，3-8、編碼系數(shù)處理模塊，3-9、編碼反系數(shù)處理模塊，3-10、編碼反量化模塊，3-11、編碼反變換模塊，3-12，可變長(zhǎng)度編碼模塊，3-13、幀重建模塊，4、視頻編碼系統(tǒng)，5、片外存儲(chǔ)單元，5-1、片外存儲(chǔ)單元中的編碼碼流存儲(chǔ)區(qū)，5-2、片外存儲(chǔ)單元中的預(yù)覽圖像存儲(chǔ)區(qū)，5-3、片外存儲(chǔ)單元中的重建圖像幀存儲(chǔ)區(qū)，6、靜態(tài)穩(wěn)定性處理模塊，7、動(dòng)態(tài)穩(wěn)
5定性處理模塊。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。實(shí)施例一種用于視頻編碼芯片硬件系統(tǒng)中的多級(jí)穩(wěn)定性處理方法，采用兩級(jí)穩(wěn)定性處理方法，第一級(jí)為靜態(tài)穩(wěn)定性處理，第二級(jí)為動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理，分別對(duì)靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行穩(wěn)定性處理；靜態(tài)穩(wěn)定性處理是對(duì)攝像頭采集的每一幀圖像進(jìn)行穩(wěn)定性處理，在預(yù)處理階段實(shí)現(xiàn)，將攝像頭控制模塊采集的圖像信息在圖像預(yù)覽和編碼前進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定性處理； 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理對(duì)動(dòng)態(tài)視頻碼流進(jìn)行處理，其方法是，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理在圖像編碼階段實(shí)現(xiàn)，視頻編碼模塊將預(yù)處理后的當(dāng)前幀數(shù)據(jù)和上一幀圖像的重建幀數(shù)據(jù)一起進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，獲得局部運(yùn)動(dòng)矢量和全局運(yùn)動(dòng)矢量；全局運(yùn)動(dòng)矢量為GMV，局部運(yùn)動(dòng)矢量為L(zhǎng)MV，經(jīng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性模塊調(diào)整后的局部運(yùn)動(dòng)矢量為IMV，調(diào)整系數(shù)為α，α的取值范圍在0到1之間 ’動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理的公式為IMV = LMV-α XGMV在上式中，用全局運(yùn)動(dòng)矢量GMV來調(diào)整局部運(yùn)動(dòng)矢量LMV，去除局部運(yùn)動(dòng)矢量中由于抖動(dòng)引起的分量α XGMV，實(shí)現(xiàn)去抖動(dòng)。靜態(tài)穩(wěn)定性處理模塊(6)讀取攝像頭控制模塊(1)輸出的采樣圖像，通過靜態(tài)去抖動(dòng)處理后，輸出給圖像預(yù)處理模塊O)，能夠同時(shí)增強(qiáng)編碼圖像和預(yù)覽圖像的去抖動(dòng)效^ ο動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理模塊(7)在圖像編碼階段實(shí)現(xiàn)，與圖像編碼運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)合在一起，利用全局運(yùn)動(dòng)矢量的計(jì)算結(jié)果調(diào)整相應(yīng)的局部運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算結(jié)果，去除局部運(yùn)動(dòng)矢量中由于抖動(dòng)引起的分量，并將調(diào)整后的結(jié)果輸出給編碼運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊(3-4)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，從而達(dá)到去抖動(dòng)的目的。圖1中，視頻預(yù)處理模塊(2)負(fù)責(zé)對(duì)攝像頭所采集到的視頻圖像進(jìn)行預(yù)處理工作， 包括圖像的分辨率轉(zhuǎn)換和圖像的色彩轉(zhuǎn)換。為了節(jié)省系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)帶寬和硬件資源，預(yù)覽的數(shù)據(jù)流不經(jīng)過圖像編碼模塊C3)而直接將預(yù)處理后的圖像數(shù)據(jù)輸出到片外存儲(chǔ)單元的預(yù)覽數(shù)據(jù)區(qū)域(5- 準(zhǔn)備進(jìn)行顯示處理。視頻編碼模塊( 負(fù)責(zé)將經(jīng)過預(yù)處理的視頻幀數(shù)據(jù)根據(jù)一定編碼標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編碼，并將所編碼的圖像碼流輸出到片外存儲(chǔ)單元的編碼碼流存儲(chǔ)區(qū)域(5-1)，同時(shí)將圖像的重建幀存儲(chǔ)到片外存儲(chǔ)單元的重建幀存儲(chǔ)區(qū)域(5-3)。靜態(tài)穩(wěn)定性處理模塊(6)在圖像預(yù)處理階段進(jìn)行，這樣圖像的預(yù)覽和編碼處理都是在去抖動(dòng)處理后的圖像基礎(chǔ)上進(jìn)行，可以同時(shí)提高預(yù)覽效果和圖像的編碼質(zhì)量，降低數(shù)據(jù)帶寬和硬件成本。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理模塊(7)在視頻流編碼階段進(jìn)行，利用編碼過程中的運(yùn)動(dòng)估計(jì)結(jié)果進(jìn)行去抖動(dòng)算法處理，與編碼過程融合在一起，從而減少算法所需的系統(tǒng)數(shù)據(jù)帶寬。圖2中，視頻預(yù)處理模塊( 包括預(yù)覽圖像處理模塊(2- 和編碼預(yù)處理模塊 0-1)，靜態(tài)穩(wěn)定性處理模塊(6)輸出的靜態(tài)圖像經(jīng)過預(yù)覽處理模塊0-2)，進(jìn)行分辨率轉(zhuǎn)換(2-2-1)和色彩轉(zhuǎn)換預(yù)處理0-2-2)，將數(shù)據(jù)存入預(yù)覽圖像存儲(chǔ)區(qū)(5- 準(zhǔn)備進(jìn)行顯示處理；視頻的幀數(shù)據(jù)經(jīng)過編碼預(yù)處理模塊0-1)，進(jìn)行分辨率轉(zhuǎn)換(2-1-1)和色彩轉(zhuǎn)換預(yù)處理0-1-2)，將數(shù)據(jù)送入視頻編碼模塊( 進(jìn)行編碼和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理。視頻編碼模塊(3)從視頻預(yù)處理模塊( 中讀取編碼預(yù)處理幀數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼。編碼過程從預(yù)處理編碼圖像模塊(3- 讀取預(yù)處理數(shù)據(jù)開始，將從重建幀存儲(chǔ)區(qū)(5- 讀取的重建幀數(shù)據(jù)和預(yù)處理編碼圖像模塊(3- 讀取的預(yù)處理幀數(shù)據(jù)送入運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊(3-1)內(nèi)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，并分別在局部運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算模塊(3- 和全局運(yùn)動(dòng)矢量計(jì)算模塊(3-3)中計(jì)算局部和全局運(yùn)動(dòng)矢量。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理模塊(7)利用得到的全局運(yùn)動(dòng)矢量來調(diào)整局部運(yùn)動(dòng)矢量，去除局部運(yùn)動(dòng)矢量中由于抖動(dòng)引起的分量，從而達(dá)到去抖動(dòng)的目的。具體的調(diào)整如下設(shè)全局運(yùn)動(dòng)矢量為GMV，局部運(yùn)動(dòng)矢量為L(zhǎng)MV，經(jīng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性模塊的調(diào)整后的局部運(yùn)動(dòng)矢量為IMV，調(diào)整系數(shù)為α，范圍在0到1之間，根據(jù)期望實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定性處理的程度做相應(yīng)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)公式具體如下IMV = LMV-α XGMV調(diào)整后的運(yùn)動(dòng)矢量在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊(3-4)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償，補(bǔ)償后的幀數(shù)據(jù)同預(yù)處理編碼圖像模塊(3- 讀取的預(yù)處理幀數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，計(jì)算出冗余信息，經(jīng)過圖像變換模塊(3-6)，圖像量化模塊(3-7)，圖像編碼系數(shù)處理模塊(3-8)后，再經(jīng)可變長(zhǎng)度編碼模塊 (3-12)輸出編好的圖像碼流到片外存儲(chǔ)單元的編碼碼流存儲(chǔ)區(qū)域(5-1)。圖像編碼系數(shù)處理模塊(3-8)輸出的數(shù)據(jù)再通過系數(shù)反處理模塊(3-9)，反量化處理模塊(3-10)，反變換處理模塊(3-11)，送入幀重建模塊(5-13)，與運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償模塊(3-4)輸出的補(bǔ)償后的重建幀疊加，獲得當(dāng)前幀的重建幀，并存入外存儲(chǔ)單元的重建幀存儲(chǔ)區(qū)域(5-3)。動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理模塊(7)將去抖動(dòng)算法計(jì)算與編碼過程中的運(yùn)動(dòng)估計(jì)和補(bǔ)償計(jì)算整合同步進(jìn)行，減小了系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存取帶寬，提高了系統(tǒng)處理性能。
權(quán)利要求
1. 一種用于視頻編碼芯片硬件系統(tǒng)中的多級(jí)穩(wěn)定性處理方法，其特征是，采用兩級(jí)穩(wěn)定性處理方法，第一級(jí)為靜態(tài)穩(wěn)定性處理，第二級(jí)為動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理，分別對(duì)靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像進(jìn)行穩(wěn)定性處理；靜態(tài)穩(wěn)定性處理是對(duì)攝像頭采集的每一幀圖像進(jìn)行穩(wěn)定性處理， 在預(yù)處理階段實(shí)現(xiàn)，將攝像頭控制模塊采集的圖像信息在圖像預(yù)覽和編碼前進(jìn)行靜態(tài)穩(wěn)定性處理；動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理對(duì)動(dòng)態(tài)視頻碼流進(jìn)行處理，其方法是，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理在圖像編碼階段實(shí)現(xiàn)，視頻編碼模塊將預(yù)處理后的當(dāng)前幀數(shù)據(jù)和上一幀圖像的重建幀數(shù)據(jù)一起進(jìn)行運(yùn)動(dòng)估計(jì)，獲得局部運(yùn)動(dòng)矢量和全局運(yùn)動(dòng)矢量；全局運(yùn)動(dòng)矢量為GMV，局部運(yùn)動(dòng)矢量為L(zhǎng)MVjS 動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性模塊調(diào)整后的局部運(yùn)動(dòng)矢量為IMV，調(diào)整系數(shù)為α，α的取值范圍在0到1之間；動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理的公式為 IMV = LMV-α XGMV在上式中，用全局運(yùn)動(dòng)矢量GMV來調(diào)整局部運(yùn)動(dòng)矢量LMV，去除局部運(yùn)動(dòng)矢量中由于抖動(dòng)引起的分量α XGMV，實(shí)現(xiàn)去抖動(dòng)。
全文摘要
一種用于視頻編碼芯片硬件系統(tǒng)中的多級(jí)穩(wěn)定性處理方法，具有靜態(tài)穩(wěn)定性處理功能和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理功能，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)靜態(tài)圖像和動(dòng)態(tài)圖像的穩(wěn)定性處理；靜態(tài)穩(wěn)定性處理在預(yù)覽和編碼前實(shí)現(xiàn)，將昂貴的光學(xué)去抖動(dòng)系統(tǒng)利用芯片數(shù)字處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)，提高SoC芯片數(shù)字相片拍攝效果和預(yù)覽效果；動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性處理針對(duì)攝像過程中抖動(dòng)所造成視頻流物體運(yùn)動(dòng)的不連續(xù)性，利用嵌入在編碼過程中的去抖動(dòng)算法增強(qiáng)是視頻流編碼質(zhì)量，減小碼率，提高圖像編碼效果，適用于多標(biāo)準(zhǔn)視頻編碼功能的SoC芯片設(shè)計(jì)，降低系統(tǒng)成本，可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、易控制。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102355581SQ20111028388
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2011年9月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月22日
發(fā)明者仝紅紅, 吳鵬, 周莉, 孫濤, 潘蘆葦, 郭琪, 馬成海, 魏素芬, 黃權(quán) 申請(qǐng)人:山東大學(xué)