一種顏色濾波陣列圖像的編解碼方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及圖像處理領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種顏色濾波陣列圖像的編解碼方法、裝置 和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 圖像采集和處理系統(tǒng)，一般由圖像采集裝置、圖像信號處理器和片外存儲器組成。 其中，圖像采集設(shè)備可用于采集彩色視頻圖像帖；處理器忍片針對采集的圖像，完成白平 衡、自動曝光控制、視頻噪聲抑制、多帖寬動態(tài)、去馬賽克等一系列的操作。通常，處理器需 要讀取前面若干個時刻采集、保存在片外存儲器的圖像作為參考帖來完成上述操作。
[0003] 為了減少圖像采集設(shè)備的成本和體積，通常采用表面覆蓋一層顏色濾波陣列 (CFA，Color Filter Array)的電荷禪合元件（CCD，Qiarge-coupled Device)或互補金屬氧 化物半導(dǎo)體(CMOS,Complementary Metal Oxide Semiconductor)傳感器來捕獲圖像。舉例 來說，拜耳模式(Bayer)的顏色濾波陣列是實現(xiàn)CCD或CMOS傳感器拍攝彩色圖像的主要技術(shù) 之一。
[0004] 圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)中的一種拜耳格式顏色濾波陣列示意圖。通常的，由于人眼對 綠色更敏感，所W在拜耳圖中綠色分量像素的數(shù)目是紅色和藍色分量像素數(shù)目的總和。
[0005] 參見圖1，W中間一行為例，綠色(G)和紅色(R)分量間隔排列，在與其緊鄰的上一 行和下一行，綠色(G)和藍色(B)分量間隔排列，并且，在每列的兩個綠色分量之間有一個紅 色或藍色分量的像素。
[0006] 然而，隨著圖像分辨率的提高，會對處理器忍片和片外存儲器之間的帶寬提出嚴 峻的挑戰(zhàn)。同時，處理器忍片和片外存儲器之間的數(shù)據(jù)吞吐量的增大也將引起系統(tǒng)功耗的 上升。
[0007] 基于顏色濾波矩陣圖像的不同顏色分量間隔分布的特點，現(xiàn)有技術(shù)提供了一種圖 像無損壓縮方法，針對傳感器所采集的顏色濾波矩陣圖像，將顏色濾波矩陣圖像拆分成綠 色、紅色和藍色S個分量圖像，且將它們視作一個W4:2:2模式采樣的彩色圖像，在H.264標(biāo) 準(zhǔn)的框架下對圖像進行壓縮編碼。
[000引可見，現(xiàn)有技術(shù)需要在片內(nèi)存儲器中緩存若干個相鄰的行數(shù)據(jù)，W供處理忍片對 圖像進行壓縮編碼，運樣，現(xiàn)有技術(shù)中的處理忍片中需要內(nèi)置大量的片內(nèi)存儲器，導(dǎo)致了處 理忍片的面積增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明實施例提供一種顏色濾波陣列圖像的編解碼方法、裝置和系統(tǒng)，用W減小 圖像信號處理忍片與外部存儲器之間傳輸參考圖像所需的帶寬。
[0010] 本發(fā)明實施例提供了一種顏色濾波陣列圖像的編碼方法，該方法包括：
[0011] 獲取待處理顏色濾波陣列圖像帖，確定所述圖像帖中的各行數(shù)據(jù)的顏色濾波陣列 排列方式；
[0012] 逐行讀取行數(shù)據(jù)，對于當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)，執(zhí)行如下操作：
[0013] 根據(jù)該行數(shù)據(jù)的顏色濾波陣列排列方式W及該行數(shù)據(jù)中不同像素所表征的顏色 分量之間的相關(guān)性，生成用于表示該行數(shù)據(jù)所包含的圖像信息的編碼單元;其中，所述編碼 單元由用于表示該行數(shù)據(jù)中的不同頻率分量的系數(shù)集合的第一編碼塊和用于表示該行數(shù) 據(jù)的預(yù)測殘差值集合的第二編碼塊構(gòu)成；
[0014] 采用不同編碼模式，分別對所述第一編碼塊和第二編碼塊進行預(yù)測，獲取所述第 一編碼塊和第二編碼塊在不同編碼模式下所對應(yīng)的預(yù)測碼流長度;根據(jù)所述預(yù)測碼流長 度，分別確定所述第一編碼塊和第二編碼塊的實際編碼模式，并使用確定出的實際編碼模 式對所述第一編碼塊和第二編碼塊進行編碼；
[0015] 按照預(yù)設(shè)封裝規(guī)則，將用于表示所述第一編碼塊和第二編碼塊的編碼方式和碼流 長度的頭信息，封裝到該編碼單元對應(yīng)的碼流中。
[0016] 本發(fā)明實施例提供了 一種顏色濾波陣列圖像的解碼方法，該方法包括：
[0017] 獲取用于表征待處理顏色濾波陣列圖像帖中的各行數(shù)據(jù)的碼流，在所述碼流中， 查找到包含有當(dāng)前待處理編碼單元的頭信息；
[0018] 解析所述頭信息中攜帶的第一編碼塊和第二編碼塊的編碼方式和碼流長度;根據(jù) 所述頭信息在所述碼流中的位置和解析出的碼流長度，在所述碼流中，分別讀取出所述第 一編碼塊的碼流和第二編碼塊的碼流;對讀取出的碼流進行解碼，分別得到所述第一編碼 塊和所述第二編碼塊；
[0019] 根據(jù)所述第一編碼塊中所表示的當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)的不同頻率分量的系數(shù)集合、 所述第二編碼塊中所表示的當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)的預(yù)測殘差值集合、W及所述圖像帖中當(dāng)前 待處理行數(shù)據(jù)的顏色濾波陣列排列方式，還原所述圖像帖中的當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)。
[0020] 本發(fā)明實施例還提供了一種顏色濾波陣列圖像的編碼裝置，該裝置包括：
[0021] 第一獲取模塊，用于獲取待處理顏色濾波陣列圖像帖，確定所述圖像帖中的各行 數(shù)據(jù)的顏色濾波陣列排列方式；
[0022] 行數(shù)據(jù)編碼模塊，用于逐行讀取行數(shù)據(jù)，對于當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)，執(zhí)行如下操作： 根據(jù)該行數(shù)據(jù)的顏色濾波陣列排列方式W及該行數(shù)據(jù)中不同像素所表征的顏色分量之間 的相關(guān)性，生成用于表示該行數(shù)據(jù)所包含的圖像信息的編碼單元;其中，所述編碼單元由用 于表示該行數(shù)據(jù)中的不同頻率分量的系數(shù)集合的第一編碼塊和用于表示該行數(shù)據(jù)的預(yù)測 殘差值集合的第二編碼塊構(gòu)成；
[0023] 采用不同編碼模式，分別對所述第一編碼塊和第二編碼塊進行預(yù)測，獲取所述第 一編碼塊和第二編碼塊在不同編碼模式下所對應(yīng)的預(yù)測碼流長度;根據(jù)所述預(yù)測碼流長 度，分別確定所述第一編碼塊和第二編碼塊的實際編碼模式，并使用確定出的實際編碼模 式對所述第一編碼塊和第二編碼塊進行編碼；
[0024] 按照預(yù)設(shè)封裝規(guī)則，將用于表示所述第一編碼塊和第二編碼塊的編碼方式和碼流 長度的頭信息，封裝到該編碼單元對應(yīng)的碼流中。
[0025] 本發(fā)明實施例還提供了一種顏色濾波陣列圖像的解碼裝置，該裝置包括：
[0026] 第二獲取模塊，用于獲取用于表征待處理顏色濾波陣列圖像帖中的各行數(shù)據(jù)的碼 流，在所述碼流中，查找到包含有當(dāng)前待處理編碼單元的頭信息；
[0027] 行數(shù)據(jù)解碼模塊，用于解析所述頭信息中攜帶的第一編碼塊和第二編碼塊的編碼 方式和碼流長度;根據(jù)所述頭信息在所述碼流中的位置和解析出的碼流長度，在所述碼流 中，分別讀取出所述第一編碼塊的碼流和第二編碼塊的碼流；
[0028] 對讀取出的碼流進行解碼，分別得到所述第一編碼塊和所述第二編碼塊;根據(jù)所 述第一編碼塊中所表示的當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)的不同頻率分量的系數(shù)集合、所述第二編碼塊 中所表示的當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)的預(yù)測殘差值集合、W及所述圖像帖中當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)的 顏色濾波陣列排列方式，還原所述圖像帖中的當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)。
[0029] 本發(fā)明實施例還提供了一種顏色濾波陣列圖像的編解碼系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：
[0030] 編碼裝置，用于獲取待處理顏色濾波陣列圖像帖，確定所述圖像帖中的各行數(shù)據(jù) 的顏色濾波陣列排列方式;逐行讀取行數(shù)據(jù)，對于當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)，執(zhí)行如下操作:根據(jù) 該行數(shù)據(jù)的顏色濾波陣列排列方式W及該行數(shù)據(jù)中不同像素所表征的顏色分量之間的相 關(guān)性，生成用于表示該行數(shù)據(jù)所包含的圖像信息的編碼單元;其中，所述編碼單元由用于表 示該行數(shù)據(jù)中的不同頻率分量的系數(shù)集合的第一編碼塊和用于表示該行數(shù)據(jù)的預(yù)測殘差 值集合的第二編碼塊構(gòu)成；
[0031] 采用不同編碼模式，分別對所述第一編碼塊和第二編碼塊進行預(yù)測，獲取所述第 一編碼塊和第二編碼塊在不同編碼模式下所對應(yīng)的預(yù)測碼流長度;根據(jù)所述預(yù)測碼流長 度，分別確定所述第一編碼塊和第二編碼塊的實際編碼模式，并使用確定出的實際編碼模 式對所述第一編碼塊和第二編碼塊進行編碼；
[0032] 按照預(yù)設(shè)封裝規(guī)則，將用于表示所述第一編碼塊和第二編碼塊的編碼方式和碼流 長度的頭信息，封裝到該編碼單元對應(yīng)的碼流中；
[0033] 解碼裝置，用于獲取用于表征待處理顏色濾波陣列圖像帖中的各行數(shù)據(jù)的碼流， 在所述碼流中，查找到包含有當(dāng)前待處理編碼單元的頭信息；
[0034] 解析所述頭信息中攜帶的第一編碼塊和第二編碼塊的編碼方式和碼流長度;根據(jù) 所述頭信息在所述碼流中的位置和解析出的碼流長度，在所述碼流中，分別讀取出所述第 一編碼塊的碼流和第二編碼塊的碼流;對讀取出的碼流進行解碼，分別得到所述第一編碼 塊和所述第二編碼塊；
[0035] 根據(jù)所述第一編碼塊中所表示的當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)的不同頻率分量的系數(shù)集合、 所述第二編碼塊中所表示的當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)的預(yù)測殘差值集合、W及所述圖像帖中當(dāng)前 待處理行數(shù)據(jù)的顏色濾波陣列排列方式，還原所述圖像帖中的當(dāng)前待處理行數(shù)據(jù)。
[0036] 從上述技術(shù)方案可W看出，首先，本發(fā)明實施例W行為單位處理顏色濾波矩陣圖 像，可W逐行讀取行數(shù)據(jù)，并進行行數(shù)據(jù)的編碼操作;運種逐行處理方式的好處在于不僅無 需緩存相鄰的行，而且同一種顏色分量存在較多的數(shù)據(jù)相關(guān)性，有利于利用相鄰像素的數(shù) 據(jù)冗余進行塊內(nèi)預(yù)測；其次，本發(fā)明實施例可W利用行數(shù)據(jù)中的不同頻率分量的系數(shù)集合 和行數(shù)據(jù)中的預(yù)測殘差值集合，對該行數(shù)據(jù)進行編碼，由于上述不同頻率分量的系數(shù)集合 和預(yù)測殘差值集合均能夠W整數(shù)表示，因此在保證計算精度的前提下，提高了計算處理效 率，進一步提高了忍片的處理效率;可見，本發(fā)明實施例從上述兩方面有效的提高了圖像編 解碼效率，從而在保證忍片面積不增加的前提下，提高了忍片處理效率，從而減小圖像信號 處理忍片與外部存儲器之間傳輸參考圖像所需的帶寬。
【附圖說明】
[0037] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)運些附圖獲得其他 的附圖。
[0038] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種拜耳格式顏色濾波陣列示意圖；
[0039] 圖2(a)為本發(fā)明實施例中的一種顏色濾波陣列圖像的編碼方法的流程示意圖；
[0040] 圖2(b)為本發(fā)明實施例中的一種顏色濾波陣列圖像的解碼方法的流程示意圖； [0041 ]圖3為本發(fā)明實施例提供的編碼方法的流程示意圖；
[0042] 圖4為本發(fā)明實施例中的一種編碼單元的頭信息的示意圖；
[0043] 圖5為本發(fā)明實施例中的一種編碼單元的碼流數(shù)據(jù)的保存順序的示意圖；
[0044] 圖6為本發(fā)明實施例中的一種解碼方法的