[发明专利]一种视频编码装置及方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及视频采集领域，特别涉及动态调节编码位宽的方案。

【背景技术】

视频数据采集是指将真实世界的场景变成计算机可以识别的二进制代码类型的视频数据的数据采集过程。广泛应用于视频监控，图形图像处理等等领域，是当前数据采集技术中较为热门和应用较为广泛的一门技术。

请参考图1，其示出了一种现有视频数据采集装置100的结构方框图。所述视频采集装置100包括模数转换模块102和视频编码模块104。真实世界的场景经过感光器件采集成为模拟视频信号，而计算机设备需要的是数字信号。所述视频采集装置100首先将模拟视频信号经过所述模数转换模块102转换到数字视频信号，然后转换所得数字视频信号再经过视频编码模块104进行一帧帧视频图像的编码形成视频码流。

请参考图2，其示出了模数转换模块102的转换原理示意图。图中U(t)是感光器件在一个像素点上采集的随时间连续变化的模拟视频信号U(t)，经过时间上离散的取样信号S(t)进行取样，就得到了取样后的离散数字视频信号U_o(t)。所述离散数字视频信号U_o(t)中每个离散的值都通过一个固定位宽的二进制数值来表示。即所述离散的值都是某个规定的最小数量单位的整数倍的数字量，通常为8位二进制数值。显然一帧视频图像是包括若干个像素点的，比如为320*240、1024*768等等，那么一帧视频图像就包括若干个利用8位二进制数值代表的像素点数据。

请参考图3，其示出了视频编码模块104的编码原理示意图。所述一帧视频图像302包括若干个利用8位二进制数值代表的像素点数据，在经过视频编码后形成视频码流数据。所述一帧视频图像304在编码后会包括一个帧头信息和帧内数据。所述帧头信息包括了该帧视频数据在整个视频码流中所处的时间位置信息和帧内数据的编码规则的信息。显然视频编码模块也是按照8位编码位宽来对视频数据进行编码的，所述1位位宽即1比特。

但是随着感光器件技术的发展，现代感光器件已经不局限于模数转换为8位位宽的感光器件，已经涌现出更多支持更高位宽的感光器件，例如10位位宽、12位位宽甚至16位位宽。应当认识到，支持更高位宽的感光器件也要求所述视频编码模块采用更高位宽的数据位宽来编码视频数据。在某些视频编码标准里，例如H.263编码协议的High10档次编码方法已经支持最高10位位宽的视频数据编码；而在另一些编码方法中，甚至已经开始支持最高14位位宽的视频数据编码。但随之而来的问题是视频编码所需位宽越大，视频编码模块进行数据处理时的复杂度越高。对于现有的一种图像处理器来说，其加法指令支持在一条指令中同时处理两组8位位宽的数据求和运算：a+b和c+d；但是如果要处理10位位宽的数据，则需要2条指令，增加了运算所需要的时钟周期。

而在实际视频采集中，视频数据采集到的视频数据中的有效信息量经常会因为场景中的环境变化而变化。例如，同样采用的是10比特位宽的感光器件，在光线充足时，采集到的视频数据有效信息量可以达到10比特满幅；但是当光线昏暗不足时，采集到的视频数据中有大量的噪声信号，噪声信号是视频采集时模拟信号的电压被干扰发生抖动而造成的。所以噪声信号一般会淹没掉最后一位或几位数据，而导致实际有效的信息量达不到10比特，比如正确的数据应该为0010010010，但是噪声信号变亮导致采集到的数据为0010011111。这种情况下，如果所述视频编码模块一直采用最高位宽精度来进行视频编码，不仅会浪费很多计算量，而且编码出来的视频码流的数据量偏大，浪费传输带宽或存储介质。

因此，有必要提出一种新的视频编码方案来解决上述方案的缺点。

【发明内容】

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

本发明的目的在于提供一种视频编码装置及方法，可以指导视频编码模块在编码时动态调节编码位宽。

为了达到本发明的目的，根据本发明的一个方面，本发明提供一种视频编码装置，所述装置包括：噪声估计模块，对视频图像进行噪声估计以得到噪声估计值；位宽调节模块，根据所述噪声估计值确定编码位宽；和视频编码模块，基于确定的编码位宽对后续视频图像进行视频编码。

进一步地，所述噪声估计模块每M帧对连续N帧的视频图像进行一次噪声估计，其中N为大于等于1的整数，M为大于等于N的整数。