[发明专利]一种无线视频传感器的AVS编码功耗模型优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种视频编码功耗的优化技术，尤其是涉及一种无线视频传感器的AVS(Audio Video Coding Standard，音视频编解码标准)编码功耗模型优化方法。

背景技术

AVS(Audio Video coding Standard，数字音视频编解码技术标准)是中国第一个具有自主知识产权的数字音视频编解码标准，它的编码效率和竞争性与当前国际标准H.264/MPEG-4AVC相当，但在实现复杂度和高清晰度应用方面优于H.264/MPEG-4AVC。

无线视频传感器一般采用电池供电，部署了以后通常不再更换电池，若编码器按照传统的视频编码方法，则在电池能量降低到一定限度后，编码的视频图像质量就会差得令人无法接受。为了使无线视频传感器的使用效率达到最高，研究其功耗模型，使在其能量限制的情况下，视频图像质量达到最优就显得非常有必要。视频编码和数据传输是无线视频传感器的功耗的两个主要方面，研究表明对于较小分辨率的视频序列(如QCIF176×144)，视频编码功耗可占到无线视频传感器总功耗的2/3，对于高分辨率的视频序列，无线视频传感器的视频编码功耗更高。而从无线视频传感器的功耗来看，视频编码的影响具有两面性：一方面，高效的视频编码压缩能显著地降低数据传输的比特数目，能够较好地满足实时视频通信的需求；另一方面，高效的视频编码压缩往往需要更高的计算复杂度和更高的计算功耗，这对功率有限的无线视频传感器来说是一个挑战。

目前，对于视频编码功耗的研究主要针对H.26x、MPEG(Moving Pictures ExpertsGroup，动态图像专家组)-2、MPEG-4等国际标准。这些研究主要通过对编码的各模块进行分析，从而建立总的编码端功耗模型。如传感技术学报(2009(3)354-357)公开的无线移动环境视频编码动态功耗模型研究，从帧内模式编码功耗和帧间模式编码功耗分析得出了编码端的总体功耗模型，引入了帧内刷新率参数β＝1/T(每隔T-1帧就有一个I帧)和量化参数，总体功耗模型由这两个参数控制和调节，取得了较为理想的视频编码功耗控制效果。但是该方法没有考虑功耗、码率和失真之间的关系，虽然当帧内刷新率高时，编码复杂度比较低，但此时编码的码率也会很高，带宽有限的无线信道很难传输如此高的码率，而且帧内刷新率很高时，比如每隔2帧就有一个I帧，编码时会产生很大的时间冗余，编码效率很低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够使无线视频传感器在能量受限制的情况下，编码的视频失真达到最小，且计算复杂度低的AVS编码功耗模型优化方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种无线视频传感器的AVS编码功耗模型优化方法，包括以下步骤：

①设定无线视频传感器当前获取的视频信号的初始目标比特率，记为R，其中，视频信号包括多个图像组，每个图像组主要由一个I帧图像和至少一个P帧图像组成，I帧图像为每个图像组编码时的起始帧图像，P帧图像为前向预测帧，编码时以其前一帧图像的重建帧图像作为参考帧；无线视频传感器中的AVS编码器以帧为编码单元依次对各图像组中的各帧图像进行AVS编码，定义当前编码的帧图像为当前帧图像；

②判断当前帧图像是否为I帧图像，如果是，则遍历所有帧内预测模式为当前帧图像中的各个宏块选择各自最佳的预测模式，然后执行步骤否则，继续执行；

③计算当前帧图像的可用编码功耗，记为Pow，其中，V为无线视频传感器中的CMOS电路的供电电压，f_CLK为无线视频传感器中的CMOS电路的时钟频率；

④计算当前帧图像与其参考帧的绝对误差和，记为SAD，其中，Height表示当前帧图像的高度，Width表示当前帧图像的宽度，f_n(i，j)表示当前帧图像中坐标为(i，j)的像素的像素值，f_n-1(i，j)表示参考帧中坐标为(i，j)的像素的像素值，n≤N，N表示视频信号中包含的帧图像的帧数；