一種調整jpeg編碼碼率的方法及設備的製作方法

2023-10-21 07:35:12

專利名稱：一種調整jpeg編碼碼率的方法及設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種調整JPEG編碼碼率的方法及設備。
背景技術：
JPEG(Joint Photographic Experts Group，聯合圖像專家組)作為一種數字圖像 壓縮標準，已經被數位相機、網絡攝像頭等各種數字設備所採用。以網絡攝像頭為例，感光 器件所生成的原始圖像，經過色彩插值、亮度調整、色調調整、銳度強化等處理之後，被送入 JPEG壓縮模塊，經過JPEG編碼壓縮後成為JPEG數據流，然後再通過USB或網絡等接口傳送出去。在一幅畫面中，某些局部畫面往往會存在細節較多的情況。在這些局部畫面經過 JPEG壓縮之後，在輸出端，編碼碼流往往會突然增加。這是因為前述的細節較多的某些局部 畫面包含了較多的高頻信號成分，難以被壓縮，從而導致碼流激增的情況發生。這種瞬時增 加的碼流，會造成傳輸信道上的擁堵甚至丟包，使得接收端難以解碼和恢復完整的畫面。

發明內容
本發明提供了一種能解決以上問題的調整JPEG編碼碼率的方法及設備。在第一方面，本發明提供了一種調整JPEG的編碼碼率的方法，包括根據積壓碼 流對圖像進行銳度調整，其中，所述積壓碼流是對JPEG編碼進行實時監測得出，所述銳度 調整包括銳度弱化和銳度強化；以及對進行銳度調整後的圖像進行JPEG編碼。優選地，所述銳度調整步驟包括提取圖像中的邊緣信息；以及將所述邊緣信息 乘以一個比例因子，再將其添加到所述圖像中。優選地，為所述積壓碼流設置多個閾值，為所述積壓碼流設置多個閾值，對應所 述多個閾值中的每兩個相鄰閾值的數值範圍來設置不同的比例因子，以便在所述積壓碼流 滿足所述數值範圍時採用對應的比例因子對圖像進行銳度調整。優選地，如果所述積壓碼流高於第一閾值，則將所述比例因子設為負值，以便對圖 像進行銳度弱化。優選地，如果所述積壓碼流低於第二閾值，則將所述比例因子設為正值，以便對圖 像進行銳度強化。在第二方面，本發明提供了一種調整JPEG的編碼碼率的設備，包括銳度調整模 塊，用於根據JPEG編碼中的積壓碼流對圖像進行銳度調整，其中，所述銳度調整包括銳度 弱化和銳度強化；實時監測模塊，用於對圖像編碼進行實時監測，得出其中的碼流積壓情 況；以及JPEG編碼模塊，用於對進行銳度調整後的圖像進行JPEG編碼。優選地，銳度調整模塊包括邊緣信息提取模塊，用於提取圖像中的邊緣信息；以 及邊緣信息添加模塊，用於將所述邊緣信息乘以一個比例因子，再將其添加到所述圖像中。本發明通過對JPEG解碼中的積壓碼流進行實時監測，根據碼流積壓情況對圖像 進行銳度調整後再進行編碼，從而調整了 JPEG的編碼碼率，減少了碼流傳輸過程中的擁堵和丟包等情況的發生。


下面將參照附圖對本發明的具體實施方案進行更詳細的說明，在附圖中圖1是根據本發明的JPEG壓縮的示意圖；以及圖2是現有方法和本發明的JPEG壓縮中積壓碼流的比較示意圖。
具體實施例方式圖1是根據本發明的JPEG壓縮的示意圖。如圖1所示，首先對原始圖像進行圖像處理。然後，對處理後的圖像進行銳度調 整，其中，銳度調整受實時監測的控制。實時監測的對象是JPEG壓縮中所積壓的碼流。根 據對積壓碼流的實時監測情況，在對圖像進行銳度調整之後，對圖像進行JPEG壓縮，然後 將壓縮後的碼流傳送出去。應當理解，圖1中的步驟可以分別對應到各個硬體模塊，比如分別對應圖像處理 模塊、銳度調整模塊、實時監測模塊和JPEG壓縮模塊，這些模塊適用於分別進行圖1中所示 的各處理步驟。下面就圖1中各處理步驟進行詳細的說明。圖像處理是對原始圖像進行的預處理，其包括但不限於色彩插值、亮度調整、色調 調整等。然後，對預處理之後的圖像進行銳度調整。銳度調整的處理步驟可以包括提取預處理後的圖像中的邊緣信息；以及將邊緣 信息乘以一個比例因子λ，加到預處理的圖像上；其中，提取圖像邊緣信息的處理可以採 用公知的拉普拉斯算子等技術，λ為預先設定的值，例如λ = 0.25。一般來說，λ可以根 據經驗值預先設定，或者根據實際情況中銳度調整目的來進行設定。圖像在經過銳度調整之後，再對其進行JPEG壓縮。在壓縮過程中，一直實時監測 其中的積壓碼流，並且根據積壓碼流的情況來控制銳度調整步驟。在一個例子中，如果監測到JPEG壓縮中的積壓碼流超過一個事先設定的閾值Tl， 則將銳度調整模塊中的比例因子設為(-1) * λ ；如果監測到JPEG壓縮中的積壓碼流低於 另一個事先設定的閾值T2，則將銳度調整模塊中的比例因子設為λ ；其中，閾值Tl可以根 據JPEG壓縮中積壓碼流的容許極限來設定，閾值Τ2可以根據對圖像的實際需要來設定。比 如，在實際中需要對圖像進行清晰化的情況下，可以將閾值Τ2設定為一個低於積壓碼流的 容許極限的值，並將滿足在銳度增強後積壓碼流仍不會超過其容許極限。在另一個例子中，也可以依據實際應用中的具體情況，為積壓碼流設置更多的閾 值，從而細分出多級的調整步驟，其中，對應於所謂的每級，銳度調整可以採用大小不同的 比例因子。例如，可以為積壓碼流設置多個不同的閾值。這樣，在實際情況下，可以將積壓 碼流劃分到兩個相鄰閾值之間的數值範圍。從而，可以根據從小到大的閾值的數值範圍， 對應地設置從大到小的比例因子。例如，比例因子可以從0. 25開始，逐級降到0. 15,0. 05、 0、-0. 05、-0. 15、-0. 25，即將圖像的銳度調整逐步從銳度強化變化成到銳度弱化。從上所述，在塊級(8X8像素)的圖像中，通過實時調整比例因子的正、負號，甚 至更進一步地調整比例因子的絕對值大小，可以相應地對圖像中的細節部分進行銳度強化(對應的比例因子為正值)或銳度弱化(對應的比例因子為負值)。這樣，通過監測積壓碼 流對圖像中局部區域的高頻信號成分進行適當調整，降低了 JPEG的編碼碼率，減少了 JPEG 壓縮中由於積壓碼流超出容許極限而引起的傳輸丟包的發生。圖2是現有方法和本發明的JPEG壓縮中積壓碼流的比較示意圖。圖2模擬了在壓縮並傳送一幅圖像時，JPEG壓縮模塊中所積壓的碼流大小。如圖 1所示，縱軸為壓縮模塊中積壓的字節數，橫軸為時間，用小三角形標出的折線表示現有方 法中積壓碼流隨時間變化的情況，而用小正方形標出的折線表示本發明的新方法中積壓碼 流隨時間變化的情況。假設JPEG壓縮模塊所允許積壓碼流字節數的極限容量為6000，即圖 1中所示的容許極限。從圖2可以看出，在某個時刻之後，現有方法中的積壓碼流會因為之前所述的圖 像局部的細節較多的問題引起碼流突增，超出積壓碼流的容許極限，從而造成丟包等錯誤。 然而，在採用本發明的新方法後，即使在圖像局部細節較多的時候，JPEG壓縮模塊中積壓的 字節數最多也只達到4000左右，遠低於容許極限值6000。由此可見，本發明的方法降低了 JPEG的編碼碼率，有效地減少了傳輸過程中的擁堵和丟包等情況的發生，便於接收端解碼 和恢復原始圖像。應當理解，本發明的方法可以通過硬體來實現。例如，對應於圖1的方法描述，本發明提供了一種調整JPEG的編碼碼率的設備，包 括銳度調整模塊、實時監測模塊和JPEG編碼模塊，其中銳度調整模塊，用於根據JPEG編碼 中的積壓碼流對圖像進行銳度調整，其中，所述銳度調整包括銳度弱化和銳度強化；實時監 測模塊，用於對圖像編碼進行實時監測，得出其中的積壓碼流；以及JPEG編碼模塊，用於對 進行銳度調整後的圖像進行JPEG編碼。進一步，銳度調整模塊可以包括邊緣信息提取模塊，用於提取圖像中的邊緣信 息；以及邊緣信息添加模塊，用於將所述邊緣信息乘以一個比例因子，再將其添加到所述圖 像中。顯而易見，在不偏離本發明的真實精神和範圍的前提下，在此描述的本發明可以 有許多變化。因此，所有對於本領域技術人員來說顯而易見的改變，都應包括在本權利要求 書所涵蓋的範圍之內。本發明所要求保護的範圍僅由所述的權利要求書進行限定。
權利要求
1.一種調整JPEG的編碼碼率的方法，包括根據積壓碼流對圖像進行銳度調整，其中，所述積壓碼流是對JPEG編碼進行實時監測 得出，所述銳度調整包括銳度弱化和銳度強化；以及 對進行銳度調整後的圖像進行JPEG編碼。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述銳度調整步驟包括 提取圖像中的邊緣信息；以及將所述邊緣信息乘以一個比例因子，再將其添加到所述圖像中。
3.根據權利要求2所述的方法，其中，為所述積壓碼流設置多個閾值，對應所述多個閾 值中的每兩個相鄰閾值的數值範圍來設置不同的比例因子，以便在所述積壓碼流滿足所述 數值範圍時採用對應的比例因子對圖像進行銳度調整。
4.根據權利要求2所述的方法，其中，如果所述積壓碼流高於第一閾值，則將所述比例 因子設為負值，以便對圖像進行銳度弱化。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述第一閾值是根據JPEG編碼中積壓碼流的容 許極限來設定的。
6.根據權利要求2所述的方法，其中，如果所述積壓碼流低於第二閾值，則將所述比例 因子設為正值，以便對圖像進行銳度強化。
7.根據權利要求1所述的方法，其中，在進行所述銳度調整之前，對圖像進行預處理， 所述預處理包括色彩插值、亮度調整、色調調整中的一個或多個。
8.一種調整JPEG的編碼碼率的設備，包括銳度調整模塊，用於根據JPEG編碼中的積壓碼流對圖像進行銳度調整，其中，所述銳 度調整包括銳度弱化和銳度強化；實時監測模塊，用於對圖像編碼進行實時監測，得出其中的積壓碼流；以及 JPEG編碼模塊，用於對進行銳度調整後的圖像進行JPEG編碼。
9.根據權利要求8所述的方法，其中，銳度調整模塊包括 邊緣信息提取模塊，用於提取圖像中的邊緣信息；以及邊緣信息添加模塊，用於將所述邊緣信息乘以一個比例因子，再將其添加到所述圖像中。
全文摘要
本發明涉及一種調整JPEG的編碼碼率的方法及設備，方法包括根據積壓碼流對圖像進行銳度調整，其中，所述積壓碼流是對JPEG編碼進行實時監測得出，所述銳度調整包括銳度弱化和銳度強化；以及對進行銳度調整後的圖像進行JPEG編碼。本發明通過對JPEG解碼中的積壓碼流進行實時監測，根據碼流積壓情況對圖像進行銳度調整後再進行編碼，從而調整了JPEG的編碼碼率，減少了碼流傳輸過程中的擁堵和丟包等情況的發生。
文檔編號H04N7/26GK102148984SQ20101010991
公開日2011年8月10日 申請日期2010年2月8日 優先權日2010年2月8日
發明者王浩 申請人:北京中星微電子有限公司