專利名稱：一種帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像高清顯示領(lǐng)域，尤其涉及一種帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
高清電視(HDTV)問世于20世紀(jì)90年代，其主要特點(diǎn)是高分辨率、環(huán)繞立體聲和影院效果的享受。由于上述這些優(yōu)點(diǎn)，高清電視已經(jīng)在部分發(fā)達(dá)國家普及。隨著中國人民生活水平的提高，國民對(duì)電視或者DVD等音像產(chǎn)品的要求也越來越高，高清電視憑借其優(yōu)勢(shì)近幾年也在中國掀起熱潮。作為電視技術(shù)發(fā)展的熱點(diǎn)，高清電視的技術(shù)實(shí)現(xiàn)得到各方面的關(guān)注。與民眾的高清電視的熱情相比，國內(nèi)現(xiàn)階段的高清電視技術(shù)在實(shí)現(xiàn)上的表現(xiàn)差強(qiáng)人意，其主要存在幾個(gè)缺點(diǎn)其一，國內(nèi)關(guān)于高清電視的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，信號(hào)數(shù)據(jù)即使在進(jìn)行了數(shù)字電視轉(zhuǎn)換以后，電視臺(tái)發(fā)射的仍舊是標(biāo)清的信號(hào)，而家中的機(jī)頂盒，也僅能滿足標(biāo)清信號(hào)的接收；其二，“高清”不高清，現(xiàn)在的高清數(shù)字信號(hào)分辨率足夠，但是由于對(duì)數(shù)字信號(hào)進(jìn)行放大處理，其局部清晰度及色彩因此有所失真，影響觀看效果；其三，高清數(shù)字電視節(jié)目容量非常大，因此對(duì)視頻的壓縮算法的要求非常高，否則會(huì)導(dǎo)致播放不流暢問題。針對(duì)上述的問題，一般有兩種解決思路一種從硬件方面著手，通過加強(qiáng)機(jī)頂盒的數(shù)據(jù)處理能力及容量，此種方法成本需求很大；另一種則是通過嵌入一個(gè)模塊對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)處理，加強(qiáng)高清顯示質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明基于色彩增強(qiáng)技術(shù)和視頻壓縮編碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一種帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，在彩色、層次感及清晰度等方面優(yōu)化視頻保證了高清電視顯示質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)機(jī)頂盒的嵌入改進(jìn)，更好的滿足了用戶對(duì)高清數(shù)字電視機(jī)頂盒娛樂，實(shí)現(xiàn)了家庭電器智能化。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，包括模擬視頻信號(hào)輸入接口，用于實(shí)現(xiàn)模擬視頻信號(hào)輸入及轉(zhuǎn)換到數(shù)字視頻信號(hào)。嵌入式DSP壓縮編碼系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)視頻分析，圖像增強(qiáng)及視頻壓縮功能。上述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，所述DSP芯片包括視頻分析系統(tǒng)、視頻增強(qiáng)系統(tǒng)和視頻壓縮編碼系統(tǒng)；所述視頻分析系統(tǒng)，包括以下模塊場景檢測(cè)模塊，負(fù)責(zé)視頻場景的檢測(cè)和分析；色彩檢測(cè)模塊，負(fù)責(zé)視頻色彩的檢測(cè)和分析；所述的視頻增強(qiáng)系統(tǒng)，包括以下模塊亮度增強(qiáng)模塊，負(fù)責(zé)視頻的亮度增強(qiáng)；色彩增強(qiáng)模塊，負(fù)責(zé)視頻的色彩增強(qiáng)，使視頻達(dá)到高清要求；
參數(shù)自適應(yīng)模塊，負(fù)責(zé)視頻的調(diào)整參數(shù)的自適應(yīng)變化；所述的視頻壓縮編碼系統(tǒng)，包括以下模塊動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整模塊，負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻編碼的碼率；視頻壓縮模塊，用于壓縮經(jīng)過色彩增強(qiáng)的模塊，通過算法改進(jìn)更好實(shí)現(xiàn)視頻壓縮；所述的場景檢測(cè)模塊，其主要特征在于首先對(duì)數(shù)字視頻圖像進(jìn)行16x16的均勻分塊(宏塊)，以一個(gè)16x16的視頻像素塊作為計(jì)算單元，對(duì)每個(gè)16x16的視頻像素塊的Y 分量計(jì)算平均值，表示為mean_16 [i] [j]，其中i表示宏塊的行索引，j表示宏的列索引。當(dāng) mean_16[i] [j]小于127時(shí)，該宏塊認(rèn)為是正常亮度場景宏塊，當(dāng)正常亮度場景宏塊個(gè)數(shù)大于或等于當(dāng)前視頻幀所有宏塊的7/8時(shí)，當(dāng)前視頻幀圖像認(rèn)為是正常亮度場景圖像，圖像標(biāo)記為N圖像，否則，是偏暗亮度場景圖像，圖像標(biāo)記為D圖像。所述的色彩檢測(cè)模塊，其主要特征在于視頻序列開始時(shí)，取視頻序列的第一幀作為模型起點(diǎn)，建立UV色差坐標(biāo)模型M (U，V)，此后，根據(jù)所述場景檢測(cè)模塊的計(jì)算結(jié)果，對(duì)在時(shí)間軸方向的數(shù)字視頻序列進(jìn)行不均勻抽樣以動(dòng)態(tài)更新模型。當(dāng)最鄰近3幀內(nèi)N圖像的出現(xiàn)次數(shù)大于或等于2次時(shí)，取該3幀圖像作為計(jì)算目標(biāo)，3幀圖像兩兩作像素點(diǎn)UV色差差分，并更新M(U，V)為MO (U0, V0)，而模型MO (U0, V0)中記錄的U分量和V分量差分值的平均值，記住MEAN(UV)，作為當(dāng)前圖像幀的色彩差分。亮度增強(qiáng)模塊，場景檢測(cè)模塊計(jì)算出的結(jié)果，對(duì)預(yù)設(shè)的Gamma參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)后。當(dāng)場景檢測(cè)模塊檢測(cè)結(jié)果是N圖像時(shí)，Gamma參數(shù)設(shè)置為0. 9，檢測(cè)結(jié)果是D圖像時(shí)，Gamma參數(shù)設(shè)置為1. 1。然后使用Gamma校正算法對(duì)當(dāng)前圖像幀的Y分量進(jìn)行處理。所述的色彩增強(qiáng)模塊，由色彩檢測(cè)模塊計(jì)算出的結(jié)果，對(duì)預(yù)設(shè)的Gamma參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)后，建立顏色轉(zhuǎn)換空間表，然后作以下三個(gè)步驟的處理首先，使用Gamma非線性較正分別較正當(dāng)前圖像幀的Y分量、U分量和V分量；其次，使用Gamma較正對(duì)當(dāng)前圖像幀的Y、 U、V三個(gè)分量進(jìn)行調(diào)整，其中采用分段調(diào)整方法，當(dāng)分量Y的亮度值大于權(quán)值175時(shí)，使用 Gamma校正進(jìn)行高值對(duì)比度拉伸，當(dāng)分量Y的亮度值大于權(quán)值85而小于175時(shí)，使用Gamma 校正進(jìn)行中值對(duì)比度拉伸，當(dāng)分量Y的亮度值小于85時(shí)，使用Gamma校正進(jìn)行低值對(duì)比度拉伸；最后，根據(jù)顏色轉(zhuǎn)換空間表，通過查表得出當(dāng)前色調(diào)及飽和度的集中處，綜合計(jì)算U 和V分量的權(quán)重，使用權(quán)重對(duì)當(dāng)前圖像幀的相應(yīng)位置的U和V分量進(jìn)行補(bǔ)償。所述的動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整模塊對(duì)目標(biāo)視頻序列的U、V分量的色調(diào)和飽和度進(jìn)行多模型建立歷史記錄模型，并建立一個(gè)回歸曲線，然后對(duì)當(dāng)前圖像幀的Y分量進(jìn)行梯度級(jí)的紋理復(fù)雜度分析，對(duì)U、V分量跟歷史記錄模型進(jìn)行對(duì)比，如果當(dāng)前圖像幀的與模型的差異不在回歸曲線范圍內(nèi)，則認(rèn)為當(dāng)前圖像幀的色調(diào)和飽和度相對(duì)比較復(fù)雜，紋理復(fù)雜度乘以權(quán)重1. 5，否則紋理復(fù)雜度不作處理。所述的視頻壓縮編碼模塊1)針對(duì)于嵌入式DSP實(shí)現(xiàn)，最高支持720P 25FPS的實(shí)時(shí)視頻壓縮編碼。2)符合H. ^4/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)基線級(jí)別，僅采用I幀和P幀編碼，并采用按幀的量化參數(shù)模式，設(shè)置初始量化參數(shù)baseQP為沈，根據(jù)權(quán)利要求10所述的動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整模塊算出的紋理復(fù)雜度，baseQP除以紋理復(fù)雜度即為實(shí)際編碼中一組圖像的GOP初始參數(shù)。
3)采用預(yù)分析的編碼模式確定方法，當(dāng)前圖像是編碼I幀圖像時(shí)，使用4x4塊劃分的方法對(duì)當(dāng)前圖像幀作幀內(nèi)預(yù)測(cè)。當(dāng)前圖像是編碼P幀圖像時(shí)，對(duì)當(dāng)前圖像幀使用16x16 的分塊方式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出每一塊的Y分量的像素平均值及整幀圖像幀的像素平均值 mean，如果當(dāng)前塊的Y分量像素平均值與mean的絕對(duì)差小于閾值6，當(dāng)前塊則被認(rèn)為是平滑塊，使用16x16的編碼方式進(jìn)行編碼，否則，當(dāng)前塊使用4x4的編碼方式進(jìn)行編碼。4)采用多slice group (片組)的編碼方法，把編碼工作分到多個(gè)DSP核當(dāng)中。從上到下，上半部分圖像編碼為sliceO，下半部分編碼成slicel，sliceO和slicel互相獨(dú)立， 一幀圖像輸出兩個(gè)slice。本發(fā)明的有益效果如下1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，該系統(tǒng)的視頻增強(qiáng)模塊在彩色、層次感及清晰度等方面優(yōu)化視頻保證了高清電視顯示質(zhì)量。2、本發(fā)明通過DSP芯片編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式的視頻壓縮編碼系統(tǒng)，通過對(duì)壓縮算法的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了高清電視節(jié)目的流暢播放。3.本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，為今后提供了更多更好的應(yīng)用建立了良好的基礎(chǔ)，符合了智能家居發(fā)展的方向。


圖1是本發(fā)明所述系統(tǒng)的整體模塊框架圖；圖2是本發(fā)明所述系統(tǒng)各個(gè)模塊之間的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。圖1是本發(fā)明所述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)的整體模塊框圖，本系統(tǒng)包括模擬視頻信號(hào)輸入接口和嵌入式DSP壓縮編碼系統(tǒng)，其中DSP壓縮編碼系統(tǒng)包括視頻分析系統(tǒng)、視頻增強(qiáng)系統(tǒng)和視頻壓縮編碼系統(tǒng)；所述視頻分析系統(tǒng)，包括以下模塊場景檢測(cè)模塊，負(fù)責(zé)視頻場景的檢測(cè)和分析；色彩檢測(cè)模塊，負(fù)責(zé)視頻色彩的檢測(cè)和分析；所述的視頻增強(qiáng)系統(tǒng)，包括以下模塊亮度增強(qiáng)模塊，負(fù)責(zé)視頻的亮度增強(qiáng)；色彩增強(qiáng)模塊，負(fù)責(zé)視頻的色彩增強(qiáng)，使視頻達(dá)到高清要求；參數(shù)自適應(yīng)模塊，負(fù)責(zé)視頻的調(diào)整參數(shù)的自適應(yīng)變化；所述的視頻壓縮編碼系統(tǒng)，包括以下模塊動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整模塊，負(fù)責(zé)動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻編碼的碼率；視頻壓縮模塊，用于壓縮經(jīng)過色彩增強(qiáng)的模塊，通過算法改進(jìn)更好實(shí)現(xiàn)視頻壓
所述的場景檢測(cè)模塊，其主要特征在于首先對(duì)數(shù)字視頻圖像進(jìn)行16x16的均勻分塊(宏塊)，以一個(gè)16x16的視頻像素塊作為計(jì)算單元，對(duì)每個(gè)16x16的視頻像素塊的Y 分量計(jì)算平均值，表示為mean_16 [i] [j]，其中i表示宏塊的行索引，j表示宏的列索引。當(dāng) mean_16[i] [j]小于127時(shí)，該宏塊認(rèn)為是正常亮度場景宏塊，當(dāng)正常亮度場景宏塊個(gè)數(shù)大于或等于當(dāng)前視頻幀所有宏塊的7/8時(shí)，當(dāng)前視頻幀圖像認(rèn)為是正常亮度場景圖像，圖像標(biāo)記為N圖像，否則，是偏暗亮度場景圖像，圖像標(biāo)記為D圖像。所述的色彩檢測(cè)模塊，其主要特征在于視頻序列開始時(shí)，取視頻序列的第一幀作為模型起點(diǎn)，建立UV色差坐標(biāo)模型M(U，V)，此后，根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求3所述的場景檢測(cè)模塊的計(jì)算結(jié)果，對(duì)在時(shí)間軸方向的數(shù)字視頻序列進(jìn)行不均勻抽樣以動(dòng)態(tài)更新模型。當(dāng)最鄰近3幀內(nèi)N圖像的出現(xiàn)次數(shù)大于或等于2次時(shí)，取該3幀圖像作為計(jì)算目標(biāo)，3幀圖像兩兩作像素點(diǎn)UV色差差分，并更新M(U，V)為MO (U0，V0)，而模型MO (U0，V0)中記錄的U分量和 V分量差分值的平均值，記住MEAN(UV)，作為當(dāng)前圖像幀的色彩差分。所述的亮度增強(qiáng)模塊，其主要特征在于由權(quán)利要求3中的場景檢測(cè)模塊計(jì)算出的結(jié)果，對(duì)預(yù)設(shè)的Gamma參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)后。當(dāng)場景檢測(cè)模塊檢測(cè)結(jié)果是N圖像時(shí)，Gamma參數(shù)設(shè)置為0. 9，檢測(cè)結(jié)果是D圖像時(shí)，Gamma參數(shù)設(shè)置為1. 1。然后使用Gamma校正算法對(duì)當(dāng)前圖像幀的Y分量進(jìn)行處理。所述的色彩增強(qiáng)模塊，其主要特征在于由權(quán)利要求3中的色彩檢測(cè)模塊計(jì)算出的結(jié)果，對(duì)預(yù)設(shè)的Gamma參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)后，建立顏色轉(zhuǎn)換空間表，然后作以下三個(gè)步驟的處理首先，使用Gamma非線性較正分別較正當(dāng)前圖像幀的Y分量、U分量和V分量；其次，使用Gamma較正對(duì)當(dāng)前圖像幀的Y、U、V三個(gè)分量進(jìn)行調(diào)整，其中采用分段調(diào)整方法，當(dāng)分量Y 的亮度值大于權(quán)值175時(shí)，使用Gamma校正進(jìn)行高值對(duì)比度拉伸，當(dāng)分量Y的亮度值大于權(quán)值85而小于175時(shí)，使用Gamma校正進(jìn)行中值對(duì)比度拉伸，當(dāng)分量Y的亮度值小于85時(shí)， 使用Gamma校正進(jìn)行低值對(duì)比度拉伸；最后，根據(jù)顏色轉(zhuǎn)換空間表，通過查表得出當(dāng)前色調(diào)及飽和度的集中處，綜合計(jì)算U和V分量的權(quán)重，使用權(quán)重對(duì)當(dāng)前圖像幀的相應(yīng)位置的U和 V分量進(jìn)行補(bǔ)償。所述的動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整模塊，其主要特征在于對(duì)目標(biāo)視頻序列的U、V分量的色調(diào)和飽和度進(jìn)行多模型建立歷史記錄模型，并建立一個(gè)回歸曲線，然后對(duì)當(dāng)前圖像幀的Y分量進(jìn)行梯度級(jí)的紋理復(fù)雜度分析，對(duì)U、V分量跟歷史記錄模型進(jìn)行對(duì)比，如果當(dāng)前圖像幀的與模型的差異不在回歸曲線范圍內(nèi)，則認(rèn)為當(dāng)前圖像幀的色調(diào)和飽和度相對(duì)比較復(fù)雜， 紋理復(fù)雜度乘以權(quán)重1. 5，否則紋理復(fù)雜度不作處理。所述的視頻壓縮編碼模塊，其主要特征在于1)針對(duì)于嵌入式DSP實(shí)現(xiàn)，最高支持720P 25FPS的實(shí)時(shí)視頻壓縮編碼。2)符合H. ^4/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)基線級(jí)別，僅采用I幀和P幀編碼，并采用按幀的量化參數(shù)模式，設(shè)置初始量化參數(shù)baseQP為沈，根據(jù)權(quán)利要求10所述的動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整模塊算出的紋理復(fù)雜度，baseQP除以紋理復(fù)雜度即為實(shí)際編碼中一組圖像的GOP初始參數(shù)。3)采用預(yù)分析的編碼模式確定方法，當(dāng)前圖像是編碼I幀圖像時(shí)，使用4x4塊劃分的方法對(duì)當(dāng)前圖像幀作幀內(nèi)預(yù)測(cè)。當(dāng)前圖像是編碼P幀圖像時(shí)，對(duì)當(dāng)前圖像幀使用16x16的分塊方式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出每一塊的Y分量的像素平均值及整幀圖像幀的像素平均值 mean，如果當(dāng)前塊的Y分量像素平均值與mean的絕對(duì)差小于閾值6，當(dāng)前塊則被認(rèn)為是平滑塊，使用16x16的編碼方式進(jìn)行編碼，否則，當(dāng)前塊使用4x4的編碼方式進(jìn)行編碼。4)采用多slice group (片組)的編碼方法，把編碼工作分到多個(gè)DSP核當(dāng)中。從上到下，上半部分圖像編碼為sliceO，下半部分編碼成slicel，sliceO和slicel互相獨(dú)立， 一幀圖像輸出兩個(gè)slice。需要說明的是，圖2是本發(fā)明所述系統(tǒng)各個(gè)模塊之間工作的流程圖。上述裝置和系統(tǒng)內(nèi)的各模塊之間的信息交互、執(zhí)行過程等內(nèi)容，由于與本發(fā)明方法實(shí)施例基于同一構(gòu)思，具體內(nèi)容可參見本發(fā)明上述裝置實(shí)施例中的敘述，此處不再贅述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解上述實(shí)施例的各種方法中的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件來完成，該程序可以存儲(chǔ)于一計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括只讀存儲(chǔ)器(ROM，Read Only Memory)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，Random Access Memory)、磁盤或光盤等。以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，包括模擬視頻信號(hào)輸入接口，用于實(shí)現(xiàn)模擬視頻信號(hào)輸入及轉(zhuǎn)換到數(shù)字視頻信號(hào)；嵌入式DSP壓縮編碼系統(tǒng)，用于視頻分析、圖像增強(qiáng)及視頻壓縮；所述嵌入式DSP壓縮編碼系統(tǒng)包括視頻分析系統(tǒng)、視頻增強(qiáng)系統(tǒng)和視頻壓縮編碼系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻分析系統(tǒng)包括場景檢測(cè)模塊，用于視頻場景的檢測(cè)和分析；色彩檢測(cè)模塊，用于視頻色彩的檢測(cè)和分析。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像增強(qiáng)系統(tǒng)包括亮度增強(qiáng)模塊，用于視頻的亮度增強(qiáng)；色彩增強(qiáng)模塊，用于視頻的色彩增強(qiáng)，使視頻達(dá)到高清要求；參數(shù)自適應(yīng)模塊，用于視頻的調(diào)整參數(shù)的自適應(yīng)變化。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻壓縮編碼系統(tǒng)包括動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整模塊，用于動(dòng)態(tài)調(diào)整視頻編碼的碼率；視頻壓縮編碼模塊，用于壓縮經(jīng)過色彩增強(qiáng)的模塊，通過算法改進(jìn)更好實(shí)現(xiàn)視頻壓縮。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述場景檢測(cè)模塊進(jìn)一步包括首先對(duì)數(shù)字視頻圖像進(jìn)行16x16的均勻分塊為宏塊，以一個(gè)16x16的視頻像素塊作為計(jì)算單元，對(duì)每個(gè)16x16的視頻像素塊的Y分量計(jì)算平均值，表示為mean_16 [i] [j]，其中i 表示宏塊的行索引，j表示宏的列索引；當(dāng)mean_16[i] [j]小于127時(shí)，該宏塊認(rèn)為是正常亮度場景宏塊，當(dāng)正常亮度場景宏塊個(gè)數(shù)大于或等于當(dāng)前視頻幀所有宏塊的7/8時(shí)，當(dāng)前視頻幀圖像認(rèn)為是正常亮度場景圖像，圖像標(biāo)記為N圖像，否則，是偏暗亮度場景圖像，圖像標(biāo)記為D圖像。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述色彩檢測(cè)模塊進(jìn)一步包括視頻序列開始時(shí)，取視頻序列的第一幀作為模型起點(diǎn)，建立UV色差坐標(biāo)模型M(U，V), 此后，根據(jù)所述場景檢測(cè)模塊的計(jì)算結(jié)果，對(duì)在時(shí)間軸方向的數(shù)字視頻序列進(jìn)行不均勻抽樣以動(dòng)態(tài)更新模型；當(dāng)最鄰近3幀內(nèi)N圖像的出現(xiàn)次數(shù)大于或等于2次時(shí)，取該3幀圖像作為計(jì)算目標(biāo)，3幀圖像兩兩作像素點(diǎn)UV色差差分，并更新M(U，V)為M0(U0，V0)，而模型 MO (U0,V0)中記錄的U分量和V分量差分值的平均值，記住MEAN(UV)，作為當(dāng)前圖像幀的色彩差分。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述亮度增強(qiáng)模塊進(jìn)一步包括根據(jù)所述場景檢測(cè)模塊計(jì)算出的結(jié)果，對(duì)預(yù)設(shè)的Gamma參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)；當(dāng)場景檢測(cè)模塊檢測(cè)結(jié)果是N圖像時(shí)，Gamma參數(shù)設(shè)置為0. 9，檢測(cè)結(jié)果是D圖像時(shí)，Gamma參數(shù)設(shè)置為 1. 1 ；然后使用Gamma校正算法對(duì)當(dāng)前圖像幀的Y分量進(jìn)行處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述色彩增強(qiáng)模塊進(jìn)一步包括由所述色彩檢測(cè)模塊計(jì)算出的結(jié)果，對(duì)預(yù)設(shè)的Gamma參數(shù)進(jìn)行校準(zhǔn)后，建立顏色轉(zhuǎn)換空間表，然后作以下三個(gè)步驟的處理首先，使用Gamma非線性較正分別較正當(dāng)前圖像幀的Y分量、U分量和V分量；其次，使用Gamma較正對(duì)當(dāng)前圖像幀的Y、U、V三個(gè)分量進(jìn)行調(diào)整，其中采用分段調(diào)整方法，當(dāng)分量Y的亮度值大于權(quán)值175時(shí)，使用Gamma校正進(jìn)行高值對(duì)比度拉伸，當(dāng)分量Y的亮度值大于權(quán)值85而小于175時(shí)，使用Gamma校正進(jìn)行中值對(duì)比度拉伸，當(dāng)分量Y的亮度值小于85時(shí)，使用Gamma校正進(jìn)行低值對(duì)比度拉伸；最后，根據(jù)顏色轉(zhuǎn)換空間表，通過查表得出當(dāng)前色調(diào)及飽和度的集中處，綜合計(jì)算U和 V分量的權(quán)重，使用權(quán)重對(duì)當(dāng)前圖像幀的相應(yīng)位置的U和V分量進(jìn)行補(bǔ)償。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整模塊進(jìn)一步包括對(duì)目標(biāo)視頻序列的U、V分量的色調(diào)和飽和度進(jìn)行多模型建立歷史記錄模型，并建立一個(gè)回歸曲線，然后對(duì)當(dāng)前圖像幀的Y分量進(jìn)行梯度級(jí)的紋理復(fù)雜度分析，對(duì)U、v分量跟歷史記錄模型進(jìn)行對(duì)比，如果當(dāng)前圖像幀的與模型的差異不在回歸曲線范圍內(nèi)，則認(rèn)為當(dāng)前圖像幀的色調(diào)和飽和度相對(duì)比較復(fù)雜，紋理復(fù)雜度乘以權(quán)重1. 5，否則紋理復(fù)雜度不作處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，其特征在于，所述視頻壓縮編碼模塊進(jìn)一步包括1)針對(duì)于嵌入式DSP實(shí)現(xiàn)，最高支持720P25FPS的實(shí)時(shí)視頻壓縮編碼；2)符合H.264/AVC視頻壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)基線級(jí)別，僅采用I幀和P幀編碼，并采用按幀的量化參數(shù)模式，設(shè)置初始量化參數(shù)baseQP為沈，根據(jù)權(quán)利要求10所述的動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整模塊算出的紋理復(fù)雜度，baseQP除以紋理復(fù)雜度即為實(shí)際編碼中一組圖像的GOP初始參數(shù)；3)采用預(yù)分析的編碼模式確定方法，當(dāng)前圖像是編碼I幀圖像時(shí)，使用4x4塊劃分的方法對(duì)當(dāng)前圖像幀作幀內(nèi)預(yù)測(cè)。當(dāng)前圖像是編碼P幀圖像時(shí)，對(duì)當(dāng)前圖像幀使用16x16的分塊方式進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出每一塊的Y分量的像素平均值及整幀圖像幀的像素平均值mean， 如果當(dāng)前塊的Y分量像素平均值與mean的絕對(duì)差小于閾值6，當(dāng)前塊則被認(rèn)為是平滑塊，使用16x16的編碼方式進(jìn)行編碼，否則，當(dāng)前塊使用4x4的編碼方式進(jìn)行編碼；4)采用多slicegroup (片組)的編碼方法，把編碼工作分到多個(gè)DSP核當(dāng)中。從上到下，上半部分圖像編碼為sliceO，下半部分編碼成slicel，sliceO和slicel互相獨(dú)立，一幀圖像輸出兩個(gè)slice。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了一種帶有圖像增強(qiáng)功能的嵌入式視頻壓縮編碼系統(tǒng)，該系統(tǒng)的視頻增強(qiáng)模塊在彩色、層次感及清晰度等方面優(yōu)化視頻保證了高清電視顯示質(zhì)量。本系統(tǒng)包括模擬視頻信號(hào)輸入接口和嵌入式DSP壓縮編碼系統(tǒng)，其中DSP壓縮編碼系統(tǒng)包括視頻分析系統(tǒng)、視頻增強(qiáng)系統(tǒng)和視頻壓縮編碼系統(tǒng)。視頻分析系統(tǒng)包括場景檢測(cè)模塊，和色彩檢測(cè)模塊；視頻增強(qiáng)系統(tǒng)包括亮度增強(qiáng)模塊、色彩增強(qiáng)模塊及參數(shù)自適應(yīng)模塊；視頻壓縮編碼系統(tǒng)包括動(dòng)態(tài)碼率調(diào)整模塊、視頻壓縮模塊。本發(fā)明通過DSP芯片編程實(shí)現(xiàn)一個(gè)嵌入式的視頻壓縮編碼系統(tǒng)，通過對(duì)壓縮算法的改進(jìn)實(shí)現(xiàn)了高清電視節(jié)目的流暢播放，為今后提供了更多更好的應(yīng)用建立了良好的基礎(chǔ)，符合了智能家居發(fā)展的方向。
文檔編號(hào)H04N7/26GK102158699SQ201110075628
公開日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月28日
發(fā)明者付少云, 陳健民 申請(qǐng)人:廣州市聚暉電子科技有限公司