[发明专利]视频图像压缩方法、解压缩方法、处理方法及装置、设备

说明书

本发明公开了一种视频图像压缩方法、解压缩方法、处理方法及装置、设备。视频图像压缩方法包括：获取待重建帧上待重建区域的运动向量；根据所述运动向量确定第一图像帧上的第一区域以及第二图像帧上的第二区域；根据运动向量的值确定对应的压缩率；根据确定的压缩率对第一图像帧上第一区域的图像数据以及第二图像帧上第二区域的图像数据进行压缩，得到图像压缩数据。本发明中，针对运动向量的值较小的区域即运动较缓慢的区域，降低对应图像数据的压缩率，使其图像数据的显示质量能够得到保证；针对运动向量的值较小的区域即运动较剧烈的区域，提高对应图像数据的压缩率，通过适当降低其图像质量使得整个图像处理过程中的平均内存带宽得到降低。

技术领域

本发明涉及图像处理领域，特别涉及一种视频图像压缩方法、解压缩方法、处理方法及装置、设备。

背景技术

目前，电视内容帧率一般不超过30Hz。其中，PAL(Phase Alteration Line，帕尔制)制式的电视帧率一般是25Hz，NTSC(National Television System Committee，美国电视系统委员会)制式的电视帧率是29.97Hz。即便使用60/120Hz的电视，没有对应的视频也无法达到最好的显示效果。一般情况通过上拉或者下拉画面的方式增加重复帧。这种方法并不会给视频添加新的画面内容，运动画面的质量也没有得到真正的改变，在遇到高速运动场景时就会出现“拖影”或者“模糊”的情况。为了解决视频画面不流畅的问题，很多厂商通过芯片和算法预估物体运动的轨迹，最终补偿出视频源中本身没有的画面，达到画面更为流畅的目的。

视频图像流畅度的度量单位是每秒显示的帧数(Frame per Second)，单位为赫兹(Hz)，如果视频的播放帧率大于16Hz，人眼就会看到连续的动画，帧率越高，画面越流畅，人的视觉体验越好，这也促成了目前市场上高清数字电视的快速发展。视频图像的帧率上转换技术(Frame Rate Up-Conversion，FRUC)主要指视频图像的运动估计和和运动补偿，它是一种视频后处理技术，通过借助原视频的运动物体估计出运动矢量，进而通过内插完成帧率由低到高的转换。

如图1所示，根据视频的原始帧序列，通过运动估计和运动补偿产生中间的重建帧。将重建帧放到原始帧序列中，可以得到帧率上转换序列。通常采用运动估计和运动补偿算法(Motion Estimation Motion Compensation，MEMC)计算中间的重建帧，MEMC算法包括ME(Motion Estimation，运动估计)和MC(Motion Compensation，运动补偿)两部分。MEMC算法的实现原理如图2所示，在原始图像帧T中像素点A位置的图像数据经过一段时间T运动到原始图像帧T+1中像素点B的位置，其中，像素点B的位置可以根据运动估计得到的运动向量以及像素点A的位置计算得到。根据像素点A和B的位置分别从原始图像帧T和T+1中获取对应的像素值，经过运动补偿可以计算得到重建帧的对应像素值。

在进行运动补偿计算重建帧的过程中，需要从相邻两个原始图像帧中读取数据，如果画面分辨率和目标帧率很高，会需要频繁地从DRAM(Dynamic Random Access Memory，动态随机存取存储器)中读取数据，消耗大量内存带宽。例如一个分辨率为3840*2160的8位YUV420视频从30Hz变换到120Hz，所消耗的内存带宽就由356MB/s猛增到2634MB/s。这会对电视系统带来巨大的带宽压力，严重影响其他模块的性能。

为了解决上述内存带宽消耗大的问题，目前常用的做法是利用压缩模块将原始图像帧进行压缩，然后将压缩后的图像数据传输至解压缩模块，解压后直接进行运动补偿，如图3所示。但是，压缩模块的压缩率往往是固定的，如果为了保证整张图像的质量就需要降低压缩率，这就会导致内存带宽难以降低。相反，提高压缩率可以减小内存带宽，但是会导致图像的质量降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中固定压缩率无法兼顾图像质量和内存带宽的缺陷，提供一种视频图像压缩方法、解压缩方法、处理方法及装置、设备。