CN110035293B - 电子设备及图像编码数据存储方法与装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子设备及图像编码数据存储方法与装置，涉及数据存储领域。该电子设备及图像编码数据存储方法与装置通过在特定的当前构建区中构建当前数据，再获得当前数据的差异性数据时，再将该循环存储空间中的第一参考区复用为当前构建区，使得该循环存储空间小于N+1帧图像所需的存储空间。在不影响编码器的效能，减小了该循环存储空间的大小，从而节省了存储器的开支。

Description

电子设备及图像编码数据存储方法与装置

技术领域

本发明涉及数据存储领域，具体而言，涉及一种电子设备及图像编码数据存储方法与装置。

背景技术

帧间预测编码是指利用视频图像帧间的时间相关性，来达到图像压缩的目的，广泛用于电视、视频电话等电子设备的图像压缩编码。在编码过程中，待编码帧会参考历史已编码帧的重建像素，计算出差异，再将差异进行压缩编码。

对于现有技术中的视频编码器在编码的过程中，是以一整帧图像的数据量为参考单位，因此，需要一帧图像的存储空间存放重建帧数据。上述的编码数据存储方式，需要占用大量的内存，在图像分辨率越高时，需要的额外的内存越多，从而导致到电子设备的成本高。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种电子设备及图像编码数据存储方法与装置。

第一方面，本发明实施例提供了一种图像编码数据存储方法，所述方法包括：在当前构建区中构建当前数据。其中，所述当前数据为当前帧的一部分数据；所述当前构建区小于一帧图像所需的存储区域，所述当前构建区为循环存储空间中的部分存储区域。在获得所述当前数据的差异性数据后，将第一参考区作为新的当前构建区。其中，所述第一参考区存储的参考帧数据用于计算所述差异性数据，所述第一参考区与所述当前构建区相邻，且为所述循环存储空间中的部分存储区域。

第二方面，本发明实施例提供了一种图像编码数据存储装置，所述装置包括：构建单元：用于在当前构建区中构建当前数据。其中，所述当前数据为当前帧的一部分数据；所述当前构建区小于一帧图像所需的存储区域，所述当前构建区为循环存储空间中的部分存储区域。处理单元：用于在获得所述当前数据的差异性数据后，将第一参考区作为新的当前构建区。其中，所述第一参考区存储的参考帧数据用于计算所述差异性数据，所述第一参考区与所述当前构建区相邻，且为所述循环存储空间中的部分存储区域。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，所述电子设备包括处理器、存储控制器、存储器、编码器及图像编码数据存储装置，所述处理器分别与所述存储控制器、所述编码器电连接，所述存储控制器与所述存储器电连接，所述存储器包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述处理器用于调用所述软件功能模块，以执行第一方面所述的图像编码数据存储方法。

与现有技术相比，本发明提供的一种电子设备及图像编码数据存储方法与装置的有益效果为：通过在特定的当前构建区中构建当前数据，再获得当前数据的差异性数据时，再将该循环存储空间中的第一参考区复用为当前构建区，使得该循环存储空间小于N+1帧图像所需的存储空间。在不影响编码器的效能，减小了该循环存储空间的大小，从而节省了存储器的开支。

第四方面，本发明实施例还提供了一种存储介质，所述存储介质中存储有计算机指令，其中，所述计算机指令在被读取并运行时执行如上述的图像编码数据存储方法。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例提供的循环存储空间的架构示意图；

图2为本发明实施例提供的电子设备的电路连接框图；

图3为本发明实施例提供的图像编码数据存储方法；

图4为本发明实施例提供的循环存储空间另一状态的架构示意图；

图5为本发明实施例提供的S12的子步骤流程示意图；

图6为本发明实施例提供的S121的子步骤流程示意图；

图7为本发明实施例提供的循环存储空间另一状态的架构示意图；

图8为本发明实施例提供的另一种图像编码数据存储方法的流程示意图；

图9为本发明实施例提供的循环存储空间另一状态的架构示意图；

图10为本发明实施例提供的图像编码数据存储装置的功能单元示意图。

图标：101-处理器；102-存储控制器；103-存储器；104-编码器；201-构建单元；202-处理单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的视频编码器中，待编码帧会参考历史已编码帧的重建像素，计算出差异，再将差异进行压缩编码。假设有N个参考帧，则需要N+1帧图像存储空间用于存储数据。其中，N帧图像存储空间用于存放历史重建数据，供当前编码帧做参考，剩余1帧图像存储空间用于当前编码帧构建。

经过发明人长时间的研究和其认真仔细的观察、分析，发明人发现随着图像分辨率越高，N+1帧图像存储空间越大。如何在不影响原有编码器的压缩效率的、图像质量、编码性能的基础上，去减少内存的开支，从而减少编码器实现的硬件开销，这个问题被发明人提出。

为了解决上述问题，本发明实施例提出了一种循环存储空间，如图1所示，该循环存储空间包括N个参考帧存储空间和当前构建区域，当前构建区域小于单个参考帧存储空间，其中，N为3。在编码过程中，3个参考帧按顺序构建，当构建当前帧时，回绕到循环存储空间的起始地址开始存储，后续以此类推。因为当前构建区域小于单个参考帧存储空间，故而循环存储空间小于4帧图像存储空间，从而节省了硬件的开销。

本实施例中，经发明人试验，如图1所示，当用3帧图像数据作为参考帧时，假设以编码器支持最大搜索区域为100个像素点的高度进行1080p分辨率图像的编码，现有的存储方式至少需要存储空间：

亮度：1920*1080*(3+1)＝8294400bytes；

色度：1920*1080*/2*(3+1)＝4147200bytes；

共计需要8294400bytes+4147200bytes＝12441600byte，约11.9M。

本实施例中的循环存储空间大小为：

亮度：1920*1080*3+1920*100＝6412800bytes；

色度：1920*1080*3/2+1920*(100/2)＝3206400bytes；

共计需要6412800bytes+3206400bytes＝9619200byte，约9.2M。

节省内存11.9-9.2＝2.7M。极大地节省了编码数据在DDR中占用的内存。另外，可以理解地，图像分辨率越高，节省内存的幅度就越明显，并在节省内存成本的同时，不会对编码器的压缩效率、图像质量，编码性能产生任何影响。

请参阅图2，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器101、存储控制器102、存储器103、编码器104以及图像编码数据存储装置。处理器101分别与存储控制器102、编码器104电连接，存储控制器102与存储器103电连接，存储控制器102与存储器103电连接。本发明实施例中，电子设备可以为网络摄像机、照相机、智能手机以及电视机等等具有图像编码功能的电子设备。存储器103为DDR，此时存储控制器102为DDR控制器，当然地，存储器103还可以为其他类型的可读可写的存储器103，在此仅仅是举例说明。该图像编码数据存储装置(具体软件功能模块架构参照如图10所示)安装于存储器103中并包括一个或多个由处理器101执行的软件功能模块。在一种可能的实现方式中，存储器103内设置有上述的循环存储空间。

请参阅图3，本发明实施例还提供了一种图像编码数据存储方法，该方法包括：

S11：在当前构建区中构建当前数据。

其中，当前数据为当前帧的一部分数据。当前帧为连续的视频图像中的一帧。在一种可能的实现方式中，连续的视频图像相邻帧需要的存储空间大小相同。继续参阅图1，当前构建区小于一帧图像所需的存储区域(单个参考帧存储空间)，当前构建区为循环存储空间中的部分存储区域。

S12：在获得当前数据的差异性数据后，将第一参考区作为新的当前构建区。

其中，第一参考区存储的参考帧数据用于计算差异性数据，第一参考区与当前构建区相邻，且为循环存储空间中的部分存储区域。

例如，当参考帧的数量N为3时，请参阅图1和图4，第一参考单元、第二参考单元以及第三参考单元均为循环存储空间中的部分区域。第一参考单元、第二参考单元以及第三参考单元分别存储第一参考帧、第二参考帧以及第三参考帧。第一参考区存储的参考帧数据为第一参考帧的一部分；第二参考区存储的参考帧数据为第二参考帧的一部分；第三参考区存储的参考帧数据为第三参考帧的一部分。因为该存储空间为循环存储空间，所以当前构建区与第一参考区相邻。依据编码器104的特性，参考第一参考区、第二参考区以及第三参考区内存储的参考帧数据可以获得当前数据的差异性数据。在一种可能的实现方式中，获取后续构建的图像数据的差异性数据时，可以不再参考第一参考区内存储的参考帧数据，故而，可以将第一参考区认定为新的当前构建区。

同理，当N为1时，第一参考区也与当前构建区相邻。

综上所述，本发明实施例提供的图像编码数据存储方法中，通过将该循环存储空间中的第一参考区复用为当前构建区，使得该循环存储空间小于N+1帧图像所需的存储空间。在不影响编码器的效能，减小了该循环存储空间的大小，从而节省了存储器的开支。

在图3的基础上，对于S12中的内容，本发明实施例提供了一种可能的实现方式，请参阅图5，S12包括：

S121：获得至少一段参考帧数据。

其中，每一段参考帧数据分别存储于不同的参考区；每一个参考区均与当前构建区对应，且均为循环存储空间中的部分存储区域；当前构建区的存储区域小于一帧图像所需的存储区域。

请继续参阅图1和图4，此时需要获得3段参考帧数据，即获得第一参考区、第二参考区以及第三参考区内的参考帧数据。具体地，获得至少一段参考帧数据的步骤请参见下文的S121-1和S121-2。

S122：依据至少一段参考帧数据计算当前数据的差异性数据。

具体地，参考至少一段参考帧数据，计算出当前数据的差异性数据。在一种可能的实现方式中，再将差异性数据进行压缩编码。

S123：将第一参考区作为新的当前构建区。

在一种可能的实现方式中，获取后续构建的图像数据的差异性数据时，可以不再参考第一参考区内存储的参考帧数据，故而，可以将第一参考区认定为新的当前构建区。

在图5的基础上，对于S121中的内容，本发明实施例提供了一种可能的实现方式，请参阅图6，S121包括：

S121-1：依据当前构建区的起始地址和结束地址分析出每一个参考区的起始地址和结束地址。

请参阅图1和图7，N为3，在一种可能的实现方式中，该循环存储空间的存储顺序的规则为从上至下，到底部回绕。此时，第三参考区的起始地址为当前构建区的起始地址向上移动1帧图像所需的存储空间；若第三参考区的起始地址距离第三参考单元的结束地址大于当前构建区的起始地址到当前构建区的结束地址的距离，则第三参考区的结束地址为当前构建区的结束地址向上移动1帧图像所需的存储空间；否则，第三参考区的结束地址为第三参考单元的结束地址。

第二参考区的起始地址为当前构建区的起始地址向上移动2帧图像所需的存储空间；若第二参考区的起始地址距离第二参考单元的结束地址大于当前构建区的起始地址到当前构建区的结束地址的距离，则第二参考区的结束地址为当前构建区的结束地址向上移动2帧图像所需的存储空间；否则，第二参考区的结束地址为第二参考单元的结束地址。

第一参考区的起始地址为当前构建区的起始地址向上移动3帧图像所需的存储空间；若第一参考区的起始地址距离第一参考单元的结束地址大于当前构建区的起始地址到当前构建区的结束地址的距离，则第一参考区的结束地址为当前构建区的结束地址向上移动3帧图像所需的存储空间；否则，第一参考区的结束地址为第一参考单元的结束地址。

在此并未限定该循环存储空间的存储顺序的规则和N的数值。

S121-2：依据每一个参考区的起始地址和结束地址，获得至少一段参考帧数据。

具体地，当获得每一个参考区的起始地址和结束地址时，即可获得对应的参考帧数据。

在图3的基础上，本发明实施例还提供了一种可能的图像编码数据存储方法，请参见图8，该方法包括：

S13：判断当前帧是否构建完成。若是，则执行S14；若否，则执行S11。

在一种可能实现的方式中，可以通过判断第一参考区是否为第一参考单元的结束地址，若否，则表征当前帧还未构建完成，此时执行S11，直至当前帧构建完成。

若是，表征当前帧已构建完成。请参阅图9，第一参考区的结束地址为第一参考单元的结束地址，表征在当前构建区中构建当前数据后，当前帧就已构建完成。在一种可能的实现方式中，第一参考区小于当前构建区，即新的当前构建区的大小会小于原当前构建区的大小。为了保证当前构建区的大小始终一致，此时执行S14。

S14：迁移新的当前构建区的起始地址，以使新的当前构建区的大小为预设定的阈值。

请继续参阅图9，当前构建区大于第一参考区时，在当前构建区中构建当前数据后，当前构建区中还剩余存储空间，故可以迁移新的当前构建区的起始地址，以使新的当前构建区的大小为预设定的阈值。在一种可能实现的方式中，可以依据编码器104的搜索范围预设定阈值，即当前构建区的大小依据编码器104的搜索范围预设定，从而不会影响编码器104效能。

本发明实施例提供的一种可能的图像编码数据存储方法应用于连续的视频图像编码。

请参阅图10，图10为本发明实施例提供的一种图像编码数据存储装置，可选的，该图像编码数据存储装置可以采用电子设备的实现方式。需要说明的是，本实施例所提供的图像编码数据存储装置，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

图像编码数据存储装置包括构建单元201和处理单元202。

构建单元201：用于在当前构建区中构建当前数据。其中，当前数据为当前帧的一部分数据；当前构建区小于一帧图像所需的存储区域，当前构建区为循环存储空间中的部分存储区域。具体地，构建单元201可以执行上述实施例中的S11。

处理单元202：用于在获得当前数据的差异性数据后，将第一参考区作为新的当前构建区；其中，第一参考区存储的参考帧数据用于计算差异性数据，第一参考区与当前构建区相邻，且为循环存储空间中的部分存储区域。具体地，处理单元202可以执行上述实施例中的S12。

处理单元202具体用于获得至少一段参考帧数据；其中，每一段参考帧数据分别存储于不同的参考区；每一个参考区均与当前构建区对应，且均为循环存储空间中的部分存储区域；依据至少一段参考帧数据计算当前数据的差异性数据；将第一参考区作为新的当前构建区。具体地，处理单元202可以执行上述实施例中的S121～S123。

在一种可能的实现方式中，处理单元202具体还用于依据当前构建区的起始地址和结束地址分析出每一个参考区的起始地址和结束地址；依据每一个参考区的起始地址和结束地址，获得至少一段参考帧数据。具体地，处理单元202可以执行上述实施例中的S121-1和S121-2。

在一种可能的实现方式中，处理单元202还用于判断当前帧是否构建完成，若否，则迁移新的当前构建区的起始地址，以使新的当前构建区的大小为预设定的阈值。具体地，处理单元202可以执行上述实施例中的S13和S14。

构建单元201用于重复在当前构建区中构建当前数据，直至当前帧构建完成。具体地，构建单元201可以重复执行上述实施例中的S11。

本发明实施例还提供了一种存储介质，该存储介质存储有计算机指令，该计算机指令在被读取并运行时执行上述实施例的图像编码数据存储方法。该存储介质可以包括内存、闪存、寄存器或者其结合等。

下面提供一种电子设备，该电子设备如图2所示，可以实现上述图10对应的图像编码数据存储装置；具体的，该电子设备100包括：处理器101、存储控制器102、存储器103、编码器104。

除了图中该电子设备100可能具有的器件外，该电子设备100还可以包含：电池、各类传感器、触摸屏、射频电路等等。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

Claims (10)

1.一种图像编码数据存储方法，其特征在于，所述方法包括：

在当前构建区中构建当前数据；其中，所述当前数据为当前帧的一部分数据；所述当前构建区小于一帧图像所需的存储区域，所述当前构建区为循环存储空间中的部分存储区域；

在获得所述当前数据的差异性数据后，将第一参考区作为新的当前构建区；其中，所述第一参考区存储的参考帧数据用于计算所述差异性数据，所述第一参考区存储的参考帧数据为第一参考帧数据中的部分数据，所述第一参考区与所述当前构建区相邻，且为所述循环存储空间中的部分存储区域。

2.根据权利要求1所述的图像编码数据存储方法，其特征在于，所述在获得所述当前数据的差异性数据后，将第一参考区作为新的当前构建区的步骤包括：

获得至少一段参考帧数据；其中，每一段所述参考帧数据分别存储于不同的参考区；每一个所述参考区均与所述当前构建区对应，且均为所述循环存储空间中的部分存储区域；

依据所述至少一段参考帧数据计算所述当前数据的所述差异性数据；

将第一参考区作为新的当前构建区。

3.根据权利要求2所述的图像编码数据存储方法，其特征在于，所述获得至少一段参考帧数据的步骤包括：

依据所述当前构建区的起始地址和结束地址分析出每一个所述参考区的起始地址和结束地址；

依据每一个所述参考区的起始地址和结束地址，获得所述至少一段参考帧数据。

4.根据权利要求1所述的图像编码数据存储方法，其特征在于，所述方法还包括：

重复所述在当前构建区中构建当前数据，直至所述当前帧构建完成。

5.一种图像编码数据存储装置，其特征在于，所述装置包括：

构建单元：用于在当前构建区中构建当前数据；其中，所述当前数据为当前帧的一部分数据；所述当前构建区小于一帧图像所需的存储区域，所述当前构建区为循环存储空间中的部分存储区域；

处理单元：用于在获得所述当前数据的差异性数据后，将第一参考区作为新的当前构建区；其中，所述第一参考区存储的参考帧数据用于计算所述差异性数据，所述第一参考区存储的参考帧数据为第一参考帧数据中的部分数据，所述第一参考区与所述当前构建区相邻，且为所述循环存储空间中的部分存储区域。

6.根据权利要求5所述的图像编码数据存储装置，其特征在于，

所述处理单元具体用于获得至少一段参考帧数据；其中，每一段所述参考帧数据分别存储于不同的参考区；每一个所述参考区均与所述当前构建区对应，且均为所述循环存储空间中的部分存储区域；依据所述至少一段参考帧数据计算所述当前数据的所述差异性数据；将第一参考区作为新的当前构建区。

7.根据权利要求6所述的图像编码数据存储装置，其特征在于，

所述处理单元具体还用于依据所述当前构建区的起始地址和结束地址分析出每一个所述参考区的起始地址和结束地址；依据每一个所述参考区的起始地址和结束地址，获得所述至少一段参考帧数据。

8.根据权利要求5所述的图像编码数据存储装置，其特征在于，

所述构建单元用于重复所述在当前构建区中构建当前数据，直至所述当前帧构建完成。

9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器、存储控制器、存储器、编码器及图像编码数据存储装置，所述处理器分别与所述存储控制器、所述编码器电连接，所述存储控制器与所述存储器电连接，所述存储器包括一个或多个由所述处理器执行的软件功能模块，所述处理器用于调用所述软件功能模块，以执行权利要求1～4任一所述的图像编码数据存储方法。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机指令，其中，所述计算机指令在被读取并运行时执行如权利要求1-4中任一权项所述的图像编码数据存储方法。

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