本發(fā)明涉及圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種視頻處理器、一種視頻處理方法以及一種視頻處理裝置。

背景技術(shù)：

在圖像處理領(lǐng)域，fpga作為圖像處理器已有一段歷史。由于fpga內(nèi)部資源的限制，當(dāng)需要做大量高分辨率高速圖像處理時(shí)，其內(nèi)部代碼需要做大量的優(yōu)化。

在現(xiàn)有的視頻圖像處理過程中，由于用戶可以改變圖像的亮度(luma)、對(duì)比度(contrast)、飽和度(saturation)和色相(hue)等顏色參數(shù)，這些顏色參數(shù)的疊加在yuv空間易實(shí)現(xiàn)，所以fpga需要將圖像由非yuv空間4：4：4格式轉(zhuǎn)換成yuv空間4：4：4格式，再疊加亮度、對(duì)比度、飽和度和色相等顏色參數(shù)。對(duì)于yuv4：4：4格式只需要進(jìn)行矩陣運(yùn)算即可轉(zhuǎn)換為rgb4：4：4格式，而yuv4：2：2到y(tǒng)uv4：4：4格式需要額外的格式轉(zhuǎn)換模塊。再者，fpga后端統(tǒng)一采用rgb色彩空間4：4：4格式處理，所以疊加亮度、對(duì)比度、飽和度和色相等顏色參數(shù)后的yuv空間圖像數(shù)據(jù)需再次經(jīng)過色彩空間轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)成rgb空間格式輸出。

由于現(xiàn)有技術(shù)中需要在每一個(gè)色彩空間轉(zhuǎn)換模塊中做一次矩陣相乘及一次矩陣相加、且存在兩次這種矩陣相乘及相加運(yùn)算，再加上亮度、對(duì)比度、飽和度和色相等顏色參數(shù)的疊加運(yùn)算，使得fpga中的整體計(jì)算量偏大，非常占用fpga的內(nèi)部資源。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種視頻處理器、一種視頻處理方法以及一種視頻處理裝置，解決現(xiàn)有技術(shù)中fpga內(nèi)部資源占用較大，實(shí)現(xiàn)減少fpga資源消耗的技術(shù)效果。

一方面，提供了一種視頻處理器，包括微處理器和連接所述微處理器的可編程邏輯器件；所述微處理器用于識(shí)別輸入視頻圖像的顏色編碼格式產(chǎn)生圖像格式參數(shù)，根據(jù)多個(gè)圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述顏色編碼格式的參數(shù)矩陣，輸出所述參數(shù)矩陣和所述圖像格式參數(shù)至所述可編程邏輯器件；所述可編程邏輯器件用于根據(jù)所述圖像格式參數(shù)為所述輸入視頻圖像選擇圖像處理通道，并將所選圖像處理通道輸出的視頻圖像與所述參數(shù)矩陣進(jìn)行矩陣運(yùn)算，得到目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像作為輸出。

再一方面，提供了一種視頻處理方法，包括：識(shí)別輸入視頻圖像的顏色編碼格式；根據(jù)多個(gè)圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述顏色編碼格式的參數(shù)矩陣；根據(jù)所述顏色編碼格式為所述輸入視頻圖像選擇相對(duì)應(yīng)的圖像處理通道；以及將所選圖像處理通道輸出的視頻圖像與所述參數(shù)矩陣進(jìn)行矩陣運(yùn)算得到目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像。

另一方面，提供了一種視頻處理裝置，包括：識(shí)別模塊，用于識(shí)別輸入視頻圖像的顏色編碼格式；矩陣產(chǎn)生模塊，用于根據(jù)多個(gè)圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述顏色編碼格式的參數(shù)矩陣；通道選擇模塊，用于根據(jù)所述顏色編碼格式為所述輸入視頻圖像選擇相對(duì)應(yīng)的圖像處理通道；以及矩陣運(yùn)算模塊，用于將所選圖像處理通道輸出的視頻圖像與所述參數(shù)矩陣進(jìn)行矩陣運(yùn)算得到目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像。

上述技術(shù)方案中的一個(gè)技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果：將多個(gè)圖像顏色參數(shù)的疊加運(yùn)算及色彩空間轉(zhuǎn)換進(jìn)行簡(jiǎn)單的矩陣運(yùn)算放置在微處理器處理，也即放置在可編程邏輯器件外部進(jìn)行，因此可以減少可編程邏輯器件的資源消耗。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明第一實(shí)施例中的視頻處理器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第二實(shí)施例中的視頻處理方法的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明第三實(shí)施例中的視頻處理裝置的模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

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。基于本發(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他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

第一實(shí)施例

如圖1所示，本發(fā)明第一實(shí)施例中提供的一種視頻處理器10，包括：微處理器11、可編程邏輯器件13和視頻輸入電路15。微處理器11連接可編程邏輯器件13和視頻輸入電路15。

其中，微處理器11用于識(shí)別輸入視頻圖像的顏色編碼格式產(chǎn)生圖像格式參數(shù),根據(jù)多個(gè)圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述顏色編碼格式的參數(shù)矩陣,輸出所述參數(shù)矩陣和所述圖像格式參數(shù)至可編程邏輯器件13。

可編程邏輯器件13用于根據(jù)所述圖像格式參數(shù)為所述輸入視頻圖像選擇圖像處理通道,并將所選圖像處理通道輸出的視頻圖像與所述參數(shù)矩陣進(jìn)行矩陣運(yùn)算,得到目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像作為輸出。

視頻輸入電路15連接可編程邏輯器件13,以向可編程邏輯器件提供所述輸入視頻圖像；此外，微處理器11連接視頻輸入電路15以識(shí)別所述輸入視頻圖像的顏色編碼格式。

本實(shí)施例中，輸入視頻圖像的顏色編碼格式例如是yuv4:4:4、yuv4:2:2或rgb4:4:4，目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像例如為rgb4:4:4顏色編碼格式視頻圖像；當(dāng)然目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像并不限于非yuv顏色編碼格式例如rgb4:4:4顏色編碼格式視頻圖像，也可以是yuv顏色編碼格式視頻圖像，以滿足不同后端設(shè)備的實(shí)際需求。所述多個(gè)圖像顏色參數(shù)例如為亮度、對(duì)比度、飽和度和色相，視頻輸入電路15例如包括視頻接口例如dvi或hdmi接口等和連接視頻接口的視頻解碼芯片，視頻解碼芯片在對(duì)輸入視頻圖像進(jìn)行解碼處理時(shí)會(huì)生成一些相關(guān)于其顏色編碼格式的信息，這些信息可以直接上報(bào)給微處理器11或者經(jīng)由可編程邏輯器件13上報(bào)給微處理器11，從而微處理器11可以根據(jù)這些上報(bào)信息識(shí)別輸入視頻圖像的顏色編碼格式,并產(chǎn)生圖像格式參數(shù)，此處的圖像格式參數(shù)為表征顏色編碼格式的參數(shù)，以便于可編程邏輯器件區(qū)分不同的顏色編碼格式。

承上述，更具體地，本實(shí)施例是將亮度、對(duì)比度、飽和度和色相等顏色參數(shù)的疊加運(yùn)算及色彩空間轉(zhuǎn)換進(jìn)行簡(jiǎn)單的矩陣運(yùn)算放置在微處理器11處理，具體計(jì)算過程如下：

其中，為rgb轉(zhuǎn)yuv(或稱ycbcr)3×3參數(shù)矩陣，為rgb轉(zhuǎn)yuv3×1參數(shù)矩陣；為亮度、對(duì)比度、飽和度和色相參數(shù)疊加矩陣；為亮度參數(shù)矩陣，l為亮度參數(shù)值；為對(duì)比度參數(shù)矩陣，c為對(duì)比度參數(shù)值；為飽和度參數(shù)矩陣，s為飽和度參數(shù)值；為色相參數(shù)矩陣，h為色相參數(shù)值；為yuv轉(zhuǎn)rgb3×3參數(shù)矩陣，為yuv轉(zhuǎn)rgb3×1參數(shù)矩陣；為合成后3×3參數(shù)矩陣，為合成后3×1參數(shù)矩陣；為yuv色彩空間圖像數(shù)據(jù)；為rgb色彩空間圖像數(shù)據(jù)(未疊加亮度、對(duì)比度、飽和度及色相)；為rgb色彩空間圖像數(shù)據(jù)(疊加亮度、對(duì)比度、飽和度及色相)。

微處理器11進(jìn)行簡(jiǎn)單的矩陣運(yùn)算之后，得到了兩個(gè)矩陣和然后將其下發(fā)給可編程邏輯器件13。這樣，可編程邏輯器件13只需要進(jìn)行3×3的矩陣相乘及3×1的矩陣相加即可完成對(duì)rgb4:4:4輸入視頻圖像的處理并最后以rgb4:4:4格式輸出，從而減少了可編程邏輯器件13的資源消耗，尤其是其中的dsp乘法器資源。

另外，值得一提的是，當(dāng)輸入視頻圖像為yuv4:4:4顏色編碼格式或yuv4:2:2顏色編碼格式，則微處理器11在產(chǎn)生目標(biāo)參數(shù)矩陣時(shí)不將公式(1-1)代入公式(1-2)即可，這樣就可以產(chǎn)生對(duì)yuv4:4:4格式視頻圖像進(jìn)行處理所需的3×3和3×1參數(shù)矩陣并最后以rgb4:4:4格式輸出。

再者，值得說明的是，以上的輸入視頻圖像為yuv4:4:4、yuv4:2:2或rgb4:4:4僅為舉例，并非用來(lái)限制本發(fā)明，也即輸入視頻圖像也可以是其他由三分量構(gòu)成的顏色編碼格式視頻圖像；同理，可編程邏輯器件13的輸出也并不限于前述提及的非yuv顏色編碼格式視頻圖像例如為rgb4:4:4顏色編碼格式視頻圖像，也可以根據(jù)后端設(shè)備的實(shí)際需要設(shè)置為其他目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像，例如也可以是輸出yuv顏色編碼格式等由三分量構(gòu)成的顏色編碼格式的視頻圖像。

第二實(shí)施例

如圖2所示，本發(fā)明第二實(shí)施例中提供一種視頻處理方法，包括：

步驟s21:識(shí)別輸入視頻圖像的顏色編碼格式；

步驟s23：根據(jù)多個(gè)圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述顏色編碼格式的參數(shù)矩陣；

步驟s25：根據(jù)所述顏色編碼格式為所述輸入視頻圖像選擇相對(duì)應(yīng)的圖像處理通道；

步驟s27：將所選圖像處理通道輸出的視頻圖像與所述參數(shù)矩陣進(jìn)行矩陣運(yùn)算得到目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像。

為便于更清楚地理解本實(shí)施例，下面特舉具體例子并結(jié)合圖1對(duì)前述步驟s21-s27進(jìn)行詳細(xì)描述。

在步驟s21中，可以由微處理器11根據(jù)來(lái)自于視頻輸入電路15的顏色編碼相關(guān)信息識(shí)別輸入視頻圖像的顏色編碼格式為yuv4:4:4、yuv4:2:2或rgb4:4:4，并產(chǎn)生圖像格式參數(shù)。

在步驟s23中，可以由微處理器11根據(jù)亮度、對(duì)比度、飽和度和色相等圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)識(shí)別出的顏色編碼格式的參數(shù)矩陣，參數(shù)矩陣的產(chǎn)生過程可以參見前述第一實(shí)施例中的公式(1-1)和公式(1-2),其例如包括3×3參數(shù)矩陣和3×1參數(shù)矩陣。此外，可以理解的是，針對(duì)不同的顏色編碼格式，需要相應(yīng)地產(chǎn)生不同的參數(shù)矩陣；例如：當(dāng)識(shí)別出的顏色編碼格式為yuv4:4:4或yuv4:2:2，根據(jù)多個(gè)圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生第一參數(shù)矩陣；以及當(dāng)識(shí)別出的顏色編碼格式為rgb4:4:4，根據(jù)多個(gè)圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生第二參數(shù)矩陣。此處的第一參數(shù)矩陣和第二參數(shù)矩陣?yán)缇?×3參數(shù)矩陣和3×1參數(shù)矩陣，且矩陣中的參數(shù)數(shù)量相等。

在步驟s25中，可以由可編程邏輯器件13例如fpga芯片根據(jù)所述顏色編碼格式為所述輸入視頻圖像選擇相對(duì)應(yīng)的圖像處理通道；具體可為：獲取對(duì)應(yīng)所述顏色編碼格式的圖像格式參數(shù)，以及根據(jù)所述圖像格式參數(shù)為所述輸入視頻圖像選擇相對(duì)應(yīng)的圖像處理通道；也即針對(duì)不同的顏色編碼格式，需要選擇不同的圖像處理通道，例如：當(dāng)識(shí)別出的顏色編碼格式為yuv4:4:4或rgb4:4:4，為輸入視頻圖像選擇第一圖像處理通道；當(dāng)識(shí)別出的顏色編碼格式為yuv4:2:2，為輸入視頻圖像選擇第二圖像處理通道，且在第二圖像處理通道上將輸入視頻圖像的顏色編碼格式從yuv4:2:2轉(zhuǎn)換成yuv4:4:4。

在步驟s27中，可以由可編程邏輯器件13將所選圖像處理通道輸出的視頻圖像與所述參數(shù)矩陣進(jìn)行矩陣運(yùn)算得到目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像；本實(shí)施例中，所選圖像處理通道輸出的視頻圖像為rgb4:4:4或yuv4:4:4,通過使用相對(duì)應(yīng)的參數(shù)矩陣進(jìn)行3×3矩陣相乘和3×1矩陣相加的矩陣運(yùn)算就可以得到rgb4:4:4格式的目標(biāo)視頻圖像。之后，可以由可編程邏輯器件13將矩陣運(yùn)算后得到的例如rgb4:4:4格式的目標(biāo)視頻圖像輸出至其外部。

本發(fā)明第二實(shí)施例通過將亮度、對(duì)比度、飽和度和色相等顏色參數(shù)的疊加運(yùn)算及色彩空間轉(zhuǎn)換進(jìn)行簡(jiǎn)單的矩陣運(yùn)算放置在可編程邏輯器件外部進(jìn)行處理，從而可以減少可編程邏輯器件的資源消耗。

第三實(shí)施例

如圖3所示，本發(fā)明第三實(shí)施例中提供的一種視頻處理裝置30，包括：識(shí)別模塊31、矩陣產(chǎn)生模塊33、通道選擇模塊35、格式轉(zhuǎn)換模塊36和矩陣運(yùn)算模塊37。

其中，識(shí)別模塊31用于識(shí)別輸入視頻圖像的顏色編碼格式；矩陣產(chǎn)生模塊33用于根據(jù)多個(gè)圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)于所述顏色編碼格式的參數(shù)矩陣；通道選擇模塊35用于根據(jù)所述顏色編碼格式為所述輸入視頻圖像選擇相對(duì)應(yīng)的圖像處理通道；矩陣運(yùn)算模塊37用于將所選圖像處理通道輸出的視頻圖像與所述參數(shù)矩陣進(jìn)行矩陣運(yùn)算得到目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像；以及格式轉(zhuǎn)換模塊36例如用于將yuv4:2:2格式的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成yuv4:4:4格式的圖像數(shù)據(jù)。

為便于更清楚地理解本實(shí)施例，下面特舉具體例子并結(jié)合圖1對(duì)前述識(shí)別模塊31、矩陣產(chǎn)生模塊33、通道選擇模塊35、格式轉(zhuǎn)換模塊36和矩陣運(yùn)算模塊37進(jìn)行詳細(xì)描述。

識(shí)別模塊31例如整合在微處理器11內(nèi)，其根據(jù)來(lái)自于視頻輸入電路15的顏色編碼相關(guān)信息識(shí)別輸入視頻圖像的顏色編碼格式為yuv4:4:4、yuv4:2:2或rgb4:4:4并產(chǎn)生圖像格式參數(shù)。

矩陣產(chǎn)生模塊33例如整合在微處理器11內(nèi)，其根據(jù)亮度、對(duì)比度、飽和度和色相等圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)識(shí)別出的顏色編碼格式的參數(shù)矩陣，參數(shù)矩陣的產(chǎn)生過程可以參見前述第一實(shí)施例中的公式(1-1)和公式(1-2),其例如包括3×3參數(shù)矩陣和3×1參數(shù)矩陣。此外，可以理解的是，針對(duì)不同的顏色編碼格式，需要相應(yīng)地產(chǎn)生不同的參數(shù)矩陣；例如：當(dāng)識(shí)別出的顏色編碼格式為yuv4:4:4或yuv4:2:2，根據(jù)多個(gè)圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生第一參數(shù)矩陣；以及當(dāng)識(shí)別出的顏色編碼格式為rgb4:4:4，根據(jù)多個(gè)圖像顏色參數(shù)產(chǎn)生第二參數(shù)矩陣。此處的第一參數(shù)矩陣和第二參數(shù)矩陣?yán)缇?×3參數(shù)矩陣和3×1參數(shù)矩陣，且矩陣中的參數(shù)數(shù)量相等。

通道選擇模塊35例如整合在可編程邏輯器件13例如fpga芯片內(nèi)，其根據(jù)所述顏色編碼格式為所述輸入視頻圖像選擇相對(duì)應(yīng)的圖像處理通道；具體可為：獲取對(duì)應(yīng)所述顏色編碼格式的圖像格式參數(shù)，以及根據(jù)所述圖像格式參數(shù)為所述輸入視頻圖像選擇相對(duì)應(yīng)的圖像處理通道；也即針對(duì)不同的顏色編碼格式，需要選擇不同的圖像處理通道，例如：當(dāng)識(shí)別出的顏色編碼格式為yuv4:4:4或rgb4:4:4，為輸入視頻圖像選擇第一圖像處理通道，也即圖3中yuv4:4:4或rgb4:4:4到達(dá)矩陣運(yùn)算模塊37所經(jīng)歷的通道；當(dāng)識(shí)別出的顏色編碼格式為yuv4:2:2，為輸入視頻圖像選擇第二圖像處理通道，也即圖3中yuv4:2:2經(jīng)由格式轉(zhuǎn)換模塊36到達(dá)矩陣運(yùn)算模塊37所經(jīng)歷的通道，且在第二圖像處理通道上由格式轉(zhuǎn)換模塊36將輸入視頻圖像的顏色編碼格式從yuv4:2:2轉(zhuǎn)換成yuv4:4:4。

矩陣運(yùn)算模塊37例如整合在可編程邏輯器件13內(nèi)，其將所選圖像處理通道輸出的視頻圖像與所述參數(shù)矩陣進(jìn)行矩陣運(yùn)算得到目標(biāo)顏色編碼格式視頻圖像；本實(shí)施例中，所選圖像處理通道輸出的視頻圖像為rgb4:4:4或yuv4:4:4,通過使用相對(duì)應(yīng)的參數(shù)矩陣進(jìn)行3×3矩陣相乘和3×1矩陣相加的矩陣運(yùn)算就可以得到rgb4:4:4格式的目標(biāo)視頻圖像作為輸出。

本發(fā)明第三實(shí)施例通過將亮度、對(duì)比度、飽和度和色相等顏色參數(shù)的疊加運(yùn)算及色彩空間轉(zhuǎn)換進(jìn)行簡(jiǎn)單的矩陣運(yùn)算放置在可編程邏輯器件外部進(jìn)行處理，從而可以減少可編程邏輯器件的資源消耗。

在本申請(qǐng)所提供的幾個(gè)實(shí)施例中，應(yīng)該理解到，所揭露的系統(tǒng)，裝置和方法，可以通過其它的方式實(shí)現(xiàn)。例如，以上所描述的裝置實(shí)施例僅僅是示意性的，例如，所述單元的劃分，僅僅為一種邏輯功能劃分，實(shí)際實(shí)現(xiàn)時(shí)可以有另外的劃分方式，例如多路單元或組件可以結(jié)合或者可以集成到另一個(gè)系統(tǒng)，或一些特征可以忽略，或不執(zhí)行。另一點(diǎn)，所顯示或討論的相互之間的耦合或直接耦合或通信連接可以是通過一些接口，裝置或單元的間接耦合或通信連接，可以是電性，機(jī)械或其它的形式。

所述作為分離部件說明的單元可以是或者也可以不是物理上分開的，作為單元顯示的部件可以是或者也可以不是物理單元，即可以位于一個(gè)地方，或者也可以分布到多路網(wǎng)絡(luò)單元上?？梢愿鶕?jù)實(shí)際的需要選擇其中的部分或者全部單元來(lái)實(shí)現(xiàn)本實(shí)施例方案的目的。

另外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理單元中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)單元中。上述集成的單元既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用硬件加軟件功能單元的形式實(shí)現(xiàn)。

最后應(yīng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。