视讯编码方法及编码系统与具有视讯编码功能的摄影装置的制作方法

专利名称：视讯编码方法及编码系统与具有视讯编码功能的摄影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种视讯编码方法及其编码系统与具有视讯编码功能的摄 影装置，特别是涉及一种可有效减少系统运算负荷，适用于大量分镜转换 的视讯编码方法及编码系统与具有视讯编码功能的摄影装置。
背景技术：
视讯编码在嵌式系统(Embedded System,又称嵌入式系统)中，和一般的 电脑系统相较下，在影像压缩时所需的能量非常惊人，尤其是在一执行运 动估计(Motion Estimation)的计算模组。所谓的运动估计，是为了影像压 缩的目的，将连续的原始影像(Raw Image)进行处理以去除时间上的冗余性 (Temporal Redundancy)。执行运动估计的计算模组可以分析每一个原始影 像，决定原始影像要利用框内编码(Intra Frame Encoding)压缩成I讯框(I Frame)或者是利用框间编码(Inter Frame Encoding)压缩成P讯框(P Frame),其中I讯框是由原始影像单独压缩而成，而P讯框则是舍弃对应 的原始影像，改以预测的方式重新编码，如此，连续的I讯框及P讯框重 制出和连续原始影像极为相似的视讯，可以大幅去除连续原始影像在时间 上的冗余性，达到影像压缩的功效。
利用上述现有的运动估计的计算模组，虽然可有效地压缩连续影像，但 是当其中一原始影像及下一原始影像间发生分镜转换(Shot Change)时，执 行运动估计的计算模组，仍需完整地分析原始影像的内容，以决定原始影 像要压缩成I讯框或P讯框，而无法有效率地依据下一原始影^像与上一原 始影像的差异性而快速地认定下一原始影像应该压缩为I讯框。
如上所述，为避免嵌式系统执行大量的运动估计，以提升嵌式系统整体 的运作效能，因此有必要寻求解决的方法。
有鉴于上述现有技术存在的问题，本发明人基于从事此类产品设计制 造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创 新，以期创设一种新的视讯编码方法及编码系统与具有视讯编码功能的才菱 影装置，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作及改进 后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容
本发明的主要目的在于，提供一种视讯编码方法。本发明的另 一 目的在于，提供一种视讯编码系统。
本发明的再一 目的在于，提供一种具有视讯编码功能的摄影装置。 本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据
本发明提出的一种视讯编码方法，其包含以下步骤(a).提取一参考原始 影像的多数条扫描线的多数个像素，产生 一 参考像素资料与 一参考直方图 资料；(b).提取一现行原始影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一现行 像素资料及一现行直方图资料；(c).依据该现行像素资料及该参考像素资 料计算出一正规化的像素差值，再判断该像素差值是否大于等于一第一门 限值，若是，则设定对该现行原始影像进行框内编码；(d).若该像素差值小 于该第一门限值，则依据该现行直方图资料及该参考直方图资料计算出一 正规化的直方图差值，再判断该直方图差值是否大于等于一第二门限值，若 是，则设定对该现行原始影像进行框内编码；(e).若该直方图差值小于该第 二门限值，则计算该现行原始影像的多数个巨集块预定进行框内编码的数 量为一巨集块数量，并在计算该巨集块数量的同时，即时地判断该巨集块 数量是否大于一第三门限值；以及(f).当该巨集块数量大于该第三门限值 时，则设定对该现行原始影像进行框内编码，相反地，则设定对该现行原始 影像进行框间编码。
本发明的目的及解决其技术问题还可釆用以下技术措施进一步实现。 前述的视讯编码方法，其中所述的(a)步骤及(b)步骤中，该参考原始影 像中被提取的扫描线的数量为3至8条，且该现行原始影像中被提取的扫 描线的数量依据该参考原始影像中被提取的扫描线的数量，对应地设为3至 8条。
前述的视讯编码方法，其中所述的(c)步骤中，该第一门限值设为0. 4至
0. 6。
前述的视讯编码方法，其中所述的(d)步骤中，该第二门限值设为0. 7至
0. 9。
前述的视讯编码方法，其中所述的(e)步骤中，该第三门限值=所述巨集 块的总数-(一基本巨集块的数量+该基本巨集块的数量x该正规化的直 方图差值)。
本发明的目的及解决其技术问题还釆用以下技术方案来实现。依据本 发明提出的一种视讯编码系统，用以压缩多数个连续的原始影像，并包含 一输入单元，该输入单元依序接收其中一原始影像为一参考原始影像，及连 续的下一原始影像为一现行原始影像，该视讯编码系统还包含 一判断单 元，用以决定该现行原始影像应以框内编码或框间编码压缩，该判断单元包 括 一提取模组，是用以提取该参考原始影像的多数条扫描线的多数个像 素，产生一参考像素资料与 一参考直方图资料，另外，提取该现行原始影像的多数条扫描线的多数个像素，是产生一现行像素资料及一现行直方图资
料; 一像素差值判别模组，用以将该现行像素资料减去该参考像素资料产生
一像素差值并正规化，再判断该像素差值是否大于等于一第一门限值，若
是，则设定对该现行原始影像进行框内编码； 一直方图差值判别模组，用以 将该现行直方图资料减去该参考直方图资料产生一直方图差值并且正规 化，再判断该直方图差值是否大于等于一第二门限值，若是，则设定对该现 行原始影像进行框内编码；及一运动估计判别模组，计算该现行原始影像 的多数个巨集块预定进行框内编码的数量为一 巨集块数量，并在计算该巨 集块数量的同时，即时地判断该巨集块数量是否大于一第三门限值，当该巨 集块数量大于该第三门限值时，则设定对该现行原始影像进行框内编码，相 反地，则设定对该现行原始影像进行框间编码； 一框内编码单元，用以压 缩该设定为进行框内编码的现行原始影像为一I讯框； 一框间编码单元，用 以计算该设定为进行框间编码的现行原始影像为一 P讯框；以及一输出单 元，用以将压缩为I讯框及P讯框的原始影像顺序地输出为一视讯的位元流。
本发明的目的及解决其技术问题还可釆用以下技术措施进一步实现。 前述的视讯编码系统，其中所述的判断单元的提取模组设定该参考原 始影像中被提取的扫描线的数量为3至8条，且该现行原始影像中被提取 的扫描线的数量依据该参考原始影像中被提取的扫描线的数量，对应地设 为3至8条。
前述的视讯编码系统，其中所述的判断单元的像素差值判别模组设定 该第一门限值设为0. 4至0. 6。
前述的视讯编码系统，其中所述的判断单元的直方图差值判别模组设 定该第二门限值设为0. 7至0. 9。
前述的视讯编码系统，其中所述的判断单元的运动估计判别模组设定 该第三门限值=所述巨集块的总数-(一基本巨集块的数量+该基本巨集块 的数量x该正规化的直方图差值)。
本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依 据本发明提出的一种具有视讯编码功能的摄影装置，包含一摄像单元及一 输入单元，该摄像单元是用以记录多数个连续的原始影像，该输入单元依 序接收其中 一原始影像为一参考原始影像，及连续的下一原始影像为一现
行原始影像，该具有视讯编码功能的摄影装置还包含 一判断单元，用以 决定该现行原始影像应以框内编码或框间编码压缩，该判断单元包括 一提 取模组，用以提取该参考原始影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一参 考像素资料与一参考直方图资料，另外，提取该现行原始影像的多数条扫 描线的多数个像素，产生一现行像素资料及一现行直方图资料； 一像素差值判别模组，用以将该现行像素资料减去该参考像素资料产生一像素差值 并正规化，再判断该像素差值是否大于等于一第一门限值，若是，则设定
对该现行原始影像进行框内编码； 一直方图差值判别模组，用以将该现行
直方图资料减去该参考直方图资料产生一直方图差值并正规化，再判断该 直方图差值是否大于等于一第二门限值，若是，则设定对该现行原始影像进
行框内编码；及一运动估计判别模组，计算该现行原始影像的多数个巨集 块预定进行框内编码的数量为 一 巨集块数量，并在计算该巨集块数量的同 时，即时地判断该巨集块数量是否大于一第三门限值，当该巨集块数量大于 该第三门限值时，则设定对该现行原始影像进行框内编码，相反地，则设 定对该现行原始影像进行框间编码； 一框内编码单元，用以压缩该设定为 进行框内编码的现行原始影像为一 I讯框； 一框间编码单元，用以计算该 设定为进行框间编码的现行原始影像为一 P讯框； 一输出单元，用以将压 缩为I讯框及P讯框的原始影像顺序地输出为一视讯的位元流；以及一储 存单元，用以储存该视讯的位元流。
前述的具有视讯编码功能的i影装口置':其中所述的判断单元的^是取模
组设定该参考原始影像中被提取的扫描线的数量为3至8条，且该现行原 始影像中被提取的扫描线的数量依据该参考原始影像中被提取的扫描线的 数量，对应地设为3至8条。
前述的具有视讯编码功能的摄影装置，其中所述的判断单元的像素差 值判别模组设定该第一门P艮值设为0. 4至0. 6。
前述的具有视讯编码功能的摄影装置，其中所述的判断单元的直方图 差值判别模组设定该第二门限值设为0. 7至0. 9。
前述的具有视讯编码功能的摄影装置，其中所述的判断单元的运动估 计判别模组设定该第三门限值=所述巨集块的总数-(一基本巨集块的数量 +该基本巨集块的数量x该正规化的直方图差值)。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。由以上技术方案 可知，本发明的主要技术内容如下
本发明的一种视讯编码方法，包含下列的步骤提取一参考原始影像的 多数条扫描线的多数个像素，产生一参考像素资料与一参考直方图资料。然 后，提取一现行原始影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一现行像素资 料及一现行直方图资料。接着，依据该现行像素资料及该参考像素资料计 算出一正规化的像素差值，再判断像素差值是否大于等于一第一门限值，若 是，则设定对现行原始影像进行框内编码。若该像素差值小于该第一门限 值，则依据该现行直方图资料及该参考直方图资料计算出 一正规化的直方 图差值，再判断直方图差值是否大于等于一第二门限值，若是，则设定对现行原始影像进行框内编码。若该直方图差值小于该第二门限值，则计算现行 原始影像的多数个巨集块预定进行框内编码的数量为 一 巨集块数量，并在 计算巨集块数量的同时，即时地判断巨集块数量是否大于一第三门限值。然 后，当巨集块数量大于第三门限值时，则设定对现行原始影像进行框内编 码，相反地，则设定对现行原始影像进行框间编码。
本发明的一种视讯编码系统，用以压缩多数个连续的原始影像，其包
含一输入单元、 一判断单元、 一框内编码单元、 一框间编码单元，以及一
输出单元。输入单元依序接收其中一原始影像为一参考原始影像，及连续的 下一原始影像为一现行原始影像。判断单元用以决定现行原始影像应以框
内编码或框间编码压缩，并包括 一提取模组、 一像素差值判别模组、一 直方图差值判别模组及一运动估计判别模组。提取模组用以提取参考原始 影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一参考像素资料与 一参考直方图 资料，另外，提取现行原始影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一现 行像素资料及一现行直方图资料。像素差值判别模组用以将现行像素资料 减去参考像素资料产生一像素差值并正规化，再判断像素差值是否大于等 于一第一门限值，若是，则设定对现行原始影像进行框内编码。直方图差 值判别模组用以将现行直方图资料减去参考直方图资料产生一直方图差值 并正规化，再判断直方图差值是否大于等于一第二门限值，若是，则设定 对现行原始影像进行框内编码。运动估计判别模组计算现行原始影像的多 数个巨集块预定进行框内编码的数量为一 巨集块数量，并在计算巨集块数 量的同时，即时地判断巨集块数量是否大于一第三门限值，当巨集块数量 大于第三门限值时，则设定对现行原始影像进行框内编码，相反地，则设 定对现行原始影像进行框间编码。框内编码单元用以压缩该设定为进行框 内编码的现行原始影像为一 I讯框。框间编码单元用以计算该设定为进行 框间编码的现行原始影像为一 P讯框。输出单元用以将压缩为I讯框及P 讯框的原始影像顺序地输出为一视讯的位元流。
本发明的一种具有视讯编码功能的摄影装置，包含 一摄像单元、 一输 入单元、 一判断单元、 一框内编码单元、 一框间编码单元、 一输出单元及 一储存单元。摄像单元用以记录多数个连续的原始影像。输入单元依序接 收其中一原始影像为一参考原始影像，及连续的下一原始影像为一现行原 始影像。判断单元用以决定现行原始影像应以框内编码或框间编码压缩，该 判断单元包括 一提取模组、 一像素差值判别模组、 一直方图差值判别模 组及一运动估计判别模组。提取模组用以提取参考原始影像的多数条扫描 线的多数个像素，产生一参考像素资料与一参考直方图资料，另外,提取现 行原始影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一现行像素资料及一现行 直方图资料。像素差值判别模组用以将现行像素资料减去参考像素资料产生一像素差值并正规化，再判断像素差值是否大于等于一第一门限值，若 是，则设定对现行原始影像进行框内编码。直方图差值判别模组用以将现行 直方图资料减去参考直方图资料产生一直方图差值并正规化，再判断直方 图差值是否大于等于一第二门限值，若是，则设定对现行原始影像进行框 内编码。运动估计判别模组计算现行原始影像的多数个巨集块预定进行框 内编码的数量为一巨集块数量，并于计算巨集块数量的同时，即时地判断 巨集块数量是否大于一第三门限值，当巨集块数量大于第三门限值时，则设 定对现行原始影像进行框内编码，相反地，则设定对现行原始影像进行框 间编码。框内编码单元用以压缩该设定为进行框内编码的现行原始影像为 一 I讯框。框间编码单元用以计算该设定为进行框间编码的现行原始影像 为一 P讯框。输出单元用以将压缩为I讯框及P讯框的原始影像顺序地输 出为 一—见讯的位元流。储存单元用以储存该;f见讯的位元流。
借由上述技术方案，本发明视讯编码方法及编码系统与具有视讯编码
功能的摄影装置至少具有下列优点及有益效果本发明提早决定每一现行
原始影4象应压缩为I讯框或p讯框，可以有效的减少系统的运算负荷，特别 是当参考原始影像及现行原始影像间包括场景转换时，其效果更为显著。 综上所述，本发明是有关于一种视讯编码方法及其编码系统与具有视
讯编码功能的摄影装置。该视讯编码方法，包含步骤产生一参考像素资料 与一参考直方图资料。然后，产生一现行像素资料及一现行直方图资料。接 着，计算出一正规化的像素差值，再判断像素差值是否大于等于一第一门限 值，若是，则进行框内编码。然后，计算出一正规化的直方图差值，再判断直 方图差值是否大于等于一第二门限值，若是，则进行框内编码。接着，计算 一巨集块数量是否大于一第三门限值。然后，当巨集块数量大于该第三门限 值时，则进行框内编码，相反地，则进行框间编码。本发明确能提供一种 适于实用的^L讯编码方法，在"t丸行运动估计前，利用本发明的^L讯编码方 法提早判断每一现行原始影像应压缩为I讯框或P讯框，确能有效减少嵌 式系统的运算负荷，特别是当参考原始影像及现行原始影像间包括大量的 场景转换时效果更为明显。本发明具有上述诸多优点及实用价值，其不论 在方法、产品结构或功能上皆有较大改进，在技术上有显著的进步，并产生 了好用及实用的效果，从而更加适于实用，诚为一新颖、进步、实用的新 设计。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的 技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和 其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附 图，详细i兌明如下。
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图1是说明本发明的具有视讯编码功能的摄影装置较佳实施例的系统方块图。
图2是说明较佳实施例的多数条扫描线的画面示意图。
图3是说明较佳实施例的运作流程的流程图。
图4是说明本发明的视讯编码方法较佳实施例的流程图。
具体实施例方式
为了更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的视讯编码方法及编码系统与具有视讯编码功能的摄影装置其具体实施方式
、方法、步骤、结构特征及其功效，详细说明如后。
有关本发明的前述及其他技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过具体实施方式
的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得一更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
请参阅图1所示，是说明本发明的具有视讯编码功能的摄影装置较佳实施例的系统方块图。本发明较佳实施例的视讯编码系统1，是以一集成电路(Integrated Circuit, IC)晶片实施，适用于装置在一需要具备视讯编码功能的摄影装置上，但是并不限于此，也可以应用于任何需视讯编码功能的电子装置上。其中，摄影装置包含一摄像单元2及一储存单元3，摄像单元2在本较佳实施例中包括一镜头模组(图未示)，用以在拍摄后取得多数个连续的原始影像(Raw Image),而储存单元3用以储存一经过编码系统1处理后的视讯的位元流(Bit Stream)。若摄影装置为一具有记录性质的摄影机，则储存单元3可长时间记录视讯的位元流。若摄影装置为一具有传输性质，如应用于视讯会议的视讯伺服装置，则储存单元3可暂时记录视讯的位元流，再通过一网际网if各将位元流传送至至少一接收用的^L讯终端装置。
本发明较佳实施例的视讯编码系统1，包含一输入单元11、 一判断单元12、 一框内编码单元13、 一框间编码单元14，以及一输出单元15，并都以电子电路设计制作。
上述的输入单元11,接收原始影像，并将其中一原始影像设为一参考原始影像，在该参考原始影像后的另一原始影像设为一现行原始影像。
上述的判断单元12，判断每一现行原始影4象应该以框内编码压缩成I讯框，或是以框间编码压缩成P讯框。判断单元12包括一提取模组121、 一像素差值判别模组122、 一直方图差值判别模组123，及一运动估计判别模组124。
请参阅图1、图2以及图3所示，图2是说明本发明较佳实施例的多数条扫描线的画面示意图，图3是说明本发明较佳实施例的运作流程的流程图。该提取模组121，可提取(Fetch)参考原始影像4的多数条扫描线(ScanLine) 41的多数个像素(Pixel),在本较佳实施例中且如图2所示，参考原始影像4的解析度为320像素x 240像素，而被提取的扫描线为五条彼此相间隔的水平扫描线41。不提取全部扫描线41的原因是可以大幅节省运算能量并加速判断的效率。提取模组121提取像素后产生一参考像素资料与一参考直方图资料。必须说明的是，参考像素资料是指参考原始影像4的五条扫描线41中，每一像素的三原色红、绿、蓝(Red、 Green、 Blue, RGB)的彩色值。而参考直方图资料是指参考原始影像4的五条扫描线41的图形颜色或亮度特征分布的统计直方图。
同理，该提取模组121提取现行原始影像的多数条扫描线的多数个像素，而现行原始影像中被提取的扫描线与上述如图2所示的参考原始影像4的五条水平扫描线41是相互对应的。特别需要说明的是，参考原始影像4的参考像素资料与参考直方图资料，及现行原始影像的现行像素资料与现行直方图资料的提取方式为现有的影像压缩技术，故此不再赘述。
请参阅图l所示，该像素差值判别模组122,依据现行像素资料及参考像素资料计算出一正规化的像素差值(Pixel Difference),其中像素差值正规化后的数值范围是0-1。计算像素差值为现有侦测影像画面变化相关研究中常见的判断方法，并非本发明的重点，故此不再赘述。4象素差值判别才莫组122再判断像素差值是否大于等于一第一门限值，在本较佳实施例中，第一门限值设为0.5。若是，则代表现行原始影像及参考原始影像间的差异性较大，因此判断单元12设定对现行原始影像进行框内编码。若像素差值小于0. 5，则像素差值判别模组122将现行原始影像交由直方图差值判别模组123继续处理。
该直方图差值判别模组123，处理上述像素差值小于0. 5的现行原始影像。直方图差值判别模组123依据现行直方图资料及参考直方图资料计算出一正规化的直方图差值(Histogram Difference),其中直方图差值正规化后的数值范围都是0~1。和像素差值相同，计算直方图差值为现有侦测影像画面变化相关研究中常见的判断方法，也非本发明的重点，故此不再赘述。直方图差值判别模组123再判断直方图差值是否大于等于一第二门限值，在本较佳实施例中，第二门限值设为0.8。若是，则代表现行原始影像及参考原始影像间的差异性较大，因此判断单元12设定对现行原始影像进行框内编码。若直方图差值小于O. 8,则直方图差值判别模组123将现行
12原始影像交由运动估计判别模组124继续处理。
该运动估计判别模组124,接收上述直方图差值小于0. 8的现行原始影像，并计算现行原始影像的多数个巨集块(Macro Block)预定进行框内编码的数量为一巨集块数量，并在计算巨集块数量的同时，即时地判断巨集块数量是否大于等于一第三门限值。举例来说，现行原始影像的巨集块的数量为300,而第三门限值设为200,当运动估计判别模组124计算到现行原始影像的巨集块中第200个预定进行框内编码的巨集块时，则判断单元12设定对现行原始影像预设进行框内编码，相反地，则判断单元12设定对现行原始影像进行框间编码。
必须注意的是，为了达到最佳的运算效能，第三门限值并不限定预设为常数，而可以依据上述直方图差值弹性调整。在本较佳实施例中，第三门限值=巨集块的总数-(一基本巨集块的数量+基本巨集块的数量x该正规化的直方图差值)。例如，巨集块的总数为300个，基本巨集块的数量为100个，而现行原始影像和参考原始影像的正规化的直方图差值为0. 6，则第三门限值=300 - (100+100 x 0. 6) = 140个。其原理在于，若现行原始影像和参考原始影像的直方图差值越高，则代表现行原始影像与参考原始影像的差异性越大，并应该进行框内编码。上述第三门限值的计算方式可以提升运动估计判别模组124判断现行原始影像进行框内编码的效率，大幅增加运算的效能。
上述的框内编码单元13,对判断单元12处理后，且设定为框内编码的现行原始影像施以框内编码的处理。被框内编码的现行原始影像称为I讯框，是一独立压缩的影像讯框。
上述的框间编码单元14，对判断单元12处理后，且设定为框间编码的现行原始影像施以框间编码的处理。被框间编码的现行原始影像称为P讯框，是一利用参考原始影像模拟出的影像讯框，和现行原始影像相比，P讯框所占用的位元数极少。
上述的输出单元15，将已进行框内编码及框间编码的现行原始影像，也就是一连串的I讯框及P讯框顺序地输出为视讯的位元流，以供储存单元3记录。
请参阅图1、图3所示，本发明较佳实施例的^L讯编码方法，适用于安装上述编码系统1的摄影装置上，并包含下列的步骤
如步骤51所示，摄像单元2通过镜头模组记录包括连续的原始影像的原始^Lifl。 ''
然后，如步骤52所示，输入单元11依序接收其中一原始影像为参考原始影像，及连续的下一原始影像为现行原始影像。
接着，如步骤53所示，判断单元l2判断现行原始影像应以框内编码压缩为I讯框，或以框间编码压缩为P讯框，其包括下列子步骤
请参阅图1、图4所示，图4是说明本发明的视讯编码方法较佳实施例的流程图。如子步骤531所示，提取模组121提取参考原始影像的扫描线的像素，产生参考像素资料与参考直方图资料。
然后，如子步骤532所示，提取模组121提取现行原始影像的扫描线的像素，产生现行像素资料及现行直方图资料。
接着，如子步骤533所示，依据现行像素资料及参考像素资料计算出正规化的像素差值，再判断像素差值是否大于等于第一门限值(本较佳实施例中设为0.5)。若是，则如子步骤534所示，判断单元12设定对现行原始影像进行框内编码。
若像素差值小于第一门限值，则如子步骤535所示，直方图差值判别模组123依据现行直方图资料及参考直方图资料计算出正规化的直方图差值，再判断直方图差值是否大于等于第二门限值(在本较佳实施例中设为0.8)。若是，则如子步骤534所示，判断单元12设定对现行原始影像进行框内编码。
若直方图差值小于第二门限值，则如子步骤536所示，运动估计判别模组124计算现行原始影像的所有巨集块中预定进行框内编码的数量为巨集块数量，并在计算巨集块数量的同时，即时地判断巨集块数量是否大于第三门限值。若巨集块^:量大于第三门限值，则如子步骤534所示，编码单元设定对该现行原始影像进行框内编码。相反地，若现行原始影像的所有巨集块都计算完毕，而巨集块数量小于等于第三门限值，则如子步骤537所示，对判断单元12设定对现行原始影像进行框间编码。如前所述，第三门限值并不限于设定为常数，也可以依据正规化的直方图差值弹性地调整。
请参阅图1、图3所示，若判断单元12设定对现行原始影像进行框内编码，则如步骤54所示，框内编码单元13对现行原始影像进行框内编码，以压缩为I讯框。若判断单元12设定对现行原始影像进行框间编码，则如步骤55所示，框间编码单元14对现行原始影像进行框间编码，以压缩为P讯框。
接着，如步骤56所示，输出单元15将I讯框及P讯框顺序地输出为视讯的位元流，以取代原本的连续原始影像。
然后，如步骤57所示，储存单元3储存视讯的位元流。若摄影装置为摄影机，则储存单元3可长时间记录视讯的位元流。若摄影装置为应用于视讯会议的视讯伺服装置，则储存单元3可暂时记录视讯的位元流，再通过网际网路将位元流传送至接收用的视讯终端装置。
利用本发明及现有技术对下列四段测试影片进行了影片编码实验，其中前三段测试影片为包括较少场景转换(Shot Change)的影片，而档名为High_Motion_and_Shot_Change. yuv的测试影片中则是包括大量的场景转换。在实验后，可在编码时间上取得如下面的表1所示的结果。
表l
测试影片的档名编码时间 (先前现有技术)编码时间 (本发明)
Video—Conferencel. yuv31313 ms31251 ms
Webcam—moving. Yuv27110 ms26985 ms
Video—Conference2. yuv39469 ms39251 ms
High—Motion—and —Shot—Change, yuv45016 ms39454 ms
由本发明和先前现有技术的编码时间的比较可以发现，本发明在一般的测试影片中和现有技术相比具有同等功效，而在包括大量场景转换的影片中，则本发明比现有技术更能大幅地减少编码时间，非常适于实用。
综观上述，本发明的特征，确能提供一种实用的视讯编码方法。在执行运动估计前，利用本发明的视讯编码方法提早判断每一现行原始影像应压缩为I讯框或p讯框，确实能够有效的减少嵌式系统的运算负荷。特别是，当参考原始影像及现行原始影像间包括大量的场景转换时，其效果更为显著。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
1权利要求
1、一种视讯编码方法，其特征在于其包含以下步骤(a).提取一参考原始影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一参考像素资料与一参考直方图资料；(b).提取一现行原始影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一现行像素资料及一现行直方图资料；(c).依据该现行像素资料及该参考像素资料计算出一正规化的像素差值，再判断该像素差值是否大于等于一第一门限值，若是，则设定对该现行原始影像进行框内编码；(d).若该像素差值小于该第一门限值，则依据该现行直方图资料及该参考直方图资料计算出一正规化的直方图差值，再判断该直方图差值是否大于等于一第二门限值，若是，则设定对该现行原始影像进行框内编码；(e).若该直方图差值小于该第二门限值，则计算该现行原始影像的多数个巨集块预定进行框内编码的数量为一巨集块数量，并在计算该巨集块数量的同时，即时地判断该巨集块数量是否大于一第三门限值；以及(f).当该巨集块数量大于该第三门限值时，则设定对该现行原始影像进行框内编码，相反地，则设定对该现行原始影像进行框间编码。
2、 如权利要求1所述的视讯编码方法，其特征在于其中所述的(a)步骤 及(b)步骤中，该参考原始影像中被提取的扫描线的数量为3至8条，且该 现行原始影像中被提取的扫描线的数量依据该参考原始影像中被提取的扫 描线的数量，对应地设为3至8条。
3、 如权利要求1所述的视讯编码方法，其特征在于其中所述的(c)步骤 中，该第一门限值设为0. 4至0. 6。
4、 如权利要求1所述的视讯编码方法，其特征在于其中所述的(d)步骤 中，该第二门限值设为0. 7至0. 9。
5、 如权利要求1所述的视讯编码方法，其特征在于其中所述的(e)步骤 中，该第三门限值=所述巨集块的总数-(一基本巨集块的数量+该基本巨 集块的数量x该正规化的直方图差值)。
6、 一种视讯编码系统，用以压缩多数个连续的原始影像，并包含一输 入单元，该输入单元依序接收其中一原始影像为一参考原始影像，及连续的 下一原始影像为一现行原始影像，其特征在于该视讯编码系统还包含一判断单元，用以决定该现行原始影^象应以框内编码或框间编码压缩， 该判断单元包括一提取模组，用以提取该参考原始影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一参考像素资料与 一参考直方图资料，另外，提取该现行原始影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一现行像素资料及一现行直方图资料；一像素差值判别模组，用以将该现行像素资料减去该参考像素资 料产生一像素差值并正规化，再判断该像素差值是否大于等于一第一门限值，若是，则设定对该现行原始影像进行框内编码；一直方图差值判别模组，用以将该现行直方图资料减去该参考直 方图资料产生一直方图差值并正规化，再判断该直方图差值是否大于等于 一第二门限值，若是，则设定对该现行原始影像进行框内编码；及一运动估计判别模组，计算该现行原始影像的多数个巨集块预定 进行框内编码的数量为一巨集块数量，并在计算该巨集块数量的同时，即时 地判断该巨集块数量是否大于一第三门限值，当该巨集块数量大于该第三 门限值时，则设定对该现行原始影像进行框内编码，相反地，则^L定对该现 行原始影像进行框间编码；一框内编码单元，用以压缩该设定为进行框内编码的现行原始影像为 一 I讯框；一框间编码单元，用以计算该设定为进行框间编码的现行原始影像为 一P讯框；以及一输出单元，用以将压缩为I讯框及P讯框的原始影像顺序地输出为一 视讯的位元流。
7、 如权利要求6所述的视讯编码系统，其特征在于其中所述的判断单 元的提取模组设定该参考原始影像中被提取的扫描线的数量为3至8条，且 该现行原始影像中被提取的扫描线的数量依据该参考原始影像中被提取的 扫描线的数量，对应地设为3至8条。
8、 如权利要求6所述的视讯编码系统，其特征在于其中所述的判断单 元的像素差值判别模组设定该第一门限值设为0. 4至0. 6。
9、 如权利要求6所述的视讯编码系统，其特征在于其中所述的判断单 元的直方图差值判别模组设定该第二门限值设为0. 7至0. 9。
10、 如权利要求6所述的视讯编码系统，其特征在于其中所述的判断单 元的运动估计判别模组设定该第三门限值-所述巨集块的总数-(一基本巨 集块的数量+该基本巨集块的数量x该正规化的直方图差值)。
11、 一种具有视讯编码功能的摄影装置，包含一摄像单元及一输入单 元，该摄像单元是用以记录多数个连续的原始影像，该输入单元依序接收其 中 一原始影像为 一参考原始影像，及连续的下一原始影像为 一现行原始影 像，其特征在于该具有视讯编码功能的摄影装置还包含一判断单元，用以决定该现行原始影像应以框内编码或框间编码压缩，该判断单元包括一提取模组，用以提取该参考原始影像的多数条扫描线的多数个 像素，产生一参考像素资料与一参考直方图资料，另外，提取该现行原始 影像的多数条扫描线的多数个像素，产生一现行像素资料及一现行直方图资料；一像素差值判别模组，用以将该现行像素资料减去该参考像素资 料产生一像素差值并正规化，再判断该像素差值是否大于等于一第一门限值，若是，则设定对该现行原始影像进行框内编码；一直方图差值判别模组，用以将该现行直方图资料减去该参考直 方图资料产生一直方图差值并正规化，再判断该直方图差值是否大于等于一第二门限值，若是，则设定对该现行原始影像进行框内编码；及一运动估计判别模组，计算该现行原始影像的多数个巨集块预定 进行框内编码的数量为一巨集块数量，并在计算该巨集块数量的同时，即时 地判断该巨集块数量是否大于一第三门限值，当该巨集块数量大于该第三 门限值时，则设定对该现行原始影像进行框内编码，相反地，则设定对该现 行原始影像进行框间编码；一框内编码单元，用以压缩该设定为进行框内编码的现行原始影像为 一 I讯框；一框间编码单元，用以计算该设定为进行框间编码的现行原始影像为 一 P讯框；一输出单元，用以将压缩为I讯框及P讯框的原始影像顺序地输出为一 一见ifl的4立元流；以及一储存单元，用以储存该视讯的位元流。
12、 如权利要求11所述的具有视讯编码功能的摄影装置，其特征在于 其中所述的判断单元的提取模组设定该参考原始影像中被提取的扫描线的 数量为3至8条，且该现行原始影像中被提取的扫描线的数量依据该参考 原始影像中被提取的扫描线的数量，对应地设为3至8条。
13、 如权利要求11所述的具有视讯编码功能的摄影装置，其特征在于 其中所述的判断单元的像素差值判别模组设定该第一门限值设为0.4至 0. 6。
14、 如权利要求11所述的具有视讯编码功能的摄影装置，其特征在于 其中所述的判断单元的直方图差值判别模组设定该第二门限值设为0.7至 0. 9。
15、 如权利要求11所述的具有视讯编码功能的摄影装置，其特征在于 其中所述的判断单元的运动估计判别模组设定该第三门限值=所述巨集块 的总数-(一基本巨集块的数量+该基本巨集块的数量x该正规化的直方 图差值)。
全文摘要
本发明是有关一种视讯编码方法及其编码系统与具有视讯编码功能的摄影装置。该视讯编码方法，包含产生一参考像素资料与一参考直方图资料。然后，产生一现行像素资料及一现行直方图资料。接着，计算出一正规化的像素差值，再判断像素差值是否大于等于一第一门限值，若是，则进行框内编码。然后，计算出一正规化的直方图差值，再判断直方图差值是否大于等于一第二门限值，若是，则进行框内编码。接着，计算一巨集块数量是否大于一第三门限值。然后，当巨集块数量大于第三门限值时，则进行框内编码，相反地，则进行框间编码。本发明提早决定每一现行原始影像应压缩为I或P讯框，可有效减少系统运算负荷，特别当参考原始影像及现行原始影像间包括场景转换时效果更为显著。
文档编号H04N7/26GK101577823SQ20081009703
公开日2009年11月11日 申请日期2008年5月8日 优先权日2008年5月8日
发明者曾建堂 申请人:宏碁股份有限公司