CN116389744A - 图像编码装置与图像编码方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种图像编码装置与图像编码方法。图像编码方法包括下列操作：根据一图帧的一第一原始图块数据产生一第一预处理数据；根据自一中央处理器所接收的一图帧级控制参数、所述第一预处理数据与一统计数据产生一第一图块级控制参数；以及根据所述第一图块级控制参数编码所述第一原始图块数据以产生一第一编码图块数据并据以更新所述统计数据。

Description

图像编码装置与图像编码方法

技术领域

本申请涉及图像编码技术领域，尤其涉及图块级(block-level)编码，具体涉及一种图像编码装置与图像编码方法。

背景技术

图像编码装置可对拍摄到的图像数据进行编码，以产生合适的图像与/或帧。针对不同的拍摄场景，图像编码装置所采用的相关编码参数或计算方式也会不同。然而，在一些现有技术中，图像编码装置所执行的算法是透过硬件实施且无法轻易更动(例如，刻录或固化于执行图编码算法的硬件中)。如此，所述图像编码装置所产生的编码图像无法适用不同拍摄场景的不同需求。

发明内容

在一些实施例中，本案的目的的一在于提供一种基于图块级编码的图像编码装置与图像编码方法，以改善先前技术的不足。

在一些实施例中，图像编码装置，用于编码一图帧，所述图像编码装置包括编码器以及图像处理器。编码器根据所述图帧的一第一原始图块数据产生一第一预处理数据。图像处理器根据自一中央处理器所接收的一图帧级控制参数、所述第一预处理数据及统计数据产生一第一图块级控制参数，其中所述编码器更根据所述第一图块级控制参数编码所述第一原始图块数据，以产生一第一编码图块数据并据以更新所述统计数据。

在一些实施例中，图像编码方法包括下列操作：根据一图帧的一第一原始图块数据产生一第一预处理数据；根据自一中央处理器所接收的一图帧级控制参数、所述第一预处理数据与一统计数据产生一第一图块级控制参数；以及根据所述第一图块级控制参数编码所述第一原始图块数据以产生一第一编码图块数据并据以更新所述统计数据。

有关本案的特征、实作与功效，配合附图作较佳实施例详细说明如下。

附图说明

图1为根据本案一些实施例绘制的一种图像编码系统的示意图；

图2A为根据本案一些实施例绘制图1的图像编码装置的数据读取与计算级的操作流程图；

图2B为根据本案一些实施例绘制图1的图像编码装置的软件交互级的操作流程图；

图2C为根据本案一些实施例绘制图1的图像编码装置的编码级的操作流程图；

图2D为根据本案一些实施例绘制图2A至图2C中的数据传递的示意图；

图3A为根据本案一些实施例绘制图1的图像编码装置的数据读取与计算级的操作流程图；

图3B为根据本案一些实施例绘制图1的图像编码装置的编码级的操作流程图；

图4为根据本案一些实施例绘制一种图像编码方法的流程图。

附图标记：

图像100:图像编码系统；

110:中央处理器；

120，132B:内存；

130:图像编码装置；

132:编码器；

132A:逻辑控制单元；

132C:数据读取单元；

132D:数据计算单元；

132E:触发单元；

132F:编码单元；

132G，132H，132I:寄存器；

134:图像处理器；

400:图像编码方法；

CMD:指令；

D1:预处理数据；

D2:统计数据；

D[N-2]～D[N+2]：原始图块数据；

S201～S203，S211～S213，S221～S223:操作；

S301a，S301b，S303a，S303b:操作；

S311a，S311b，S313a，S313b:操作；

S321a，S321b，S323a，S323b:操作；

S410，S420，S430:操作；

SB:图块级控制参数；

SF:图帧级控制参数；

SI:输入图像数据；

SO:输出数据。

具体实施方式

本文所使用的所有词汇具有其通常的含义。上述的词汇在普遍常用的字典中的定义，在本案的内容中包括任一于此讨论的词汇的使用例子仅为示例，不应限制到本案的范围与含义。同样地，本案亦不仅以于此说明书所示出的各种实施例为限。

关于本文中所使用的“耦接”或“连接”，均可指二或多个元件相互直接作实体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。如本文所用，用语“电路”可为由至少一个晶体管与/或至少一个主被动元件按一定方式连接以处理信号的装置。

在一些实施例中，本文主要着重于图像编码装置130中的设置方式与操作阶段的分配方式的说明，而不着重于图像编码的数学算法与/或比特率控制的相关数学模型。关于图像编码的上述数学计算或数学模型可参考现有文献中的相关图像编码技术，故于此不多加赘述。

图1为根据本案一些实施例绘制的一种图像编码系统100的示意图。图像编码系统100包括中央处理器110、内存120及图像编码装置130。中央处理器110可发出指令CMD与图帧级(frame-level)控制参数SF给图像编码装置130，以控制图像编码装置130依序自内存120读取出输入图像数据SI中的一图帧的多个原始图块(block)数据。如此，图像编码装置130可依序将所述些原始图块数据编码为输出数据SO中的一对应图帧。在一些实施例中，内存120可为，但不限于，动态随机存取内存。在一些实施例中，输入图像数据SI的多个原始图块数据(例如为后述的多个数据D[N-2]～D[N+2])可用于生成输出数据SO中的一图帧。例如，图像编码装置130可编码对应于一图帧的多个原始图块数据，以分别产生多个编码图块数据，并将所述些编码图块数据组合为输出数据SO中的一图帧。在一些实施例中，输出数据SO可为，但不限于，一帧串流。在一些实施例中，原始图块数据可为，但不限于，编码树单元(coding tree unit)。

在一些实施例中，图帧级控制参数SF可用来设定输出数据SO中的一图帧的位率。例如，图帧级控制参数SF可包括，但不限于，量化参数(quantization parameter)、拉格朗日乘数(λ)与/或惩罚因子(penalty)中的至少一者。在一些实施例中，中央处理器110可根据使用者或环境应用的需求产生图帧级控制参数SF。上述关于图帧级控制参数SF的种类用于示例，且本案并不以此为限。

在一些实施例中，图像编码装置130包括编码器132以及图像处理器134。编码器132响应中央处理器110的指令CMD而自内存120依序读取输入图像数据SI中的多个原始图块数据。如此，编码器132可根据所述原始图块数据中尚未编码的一者产生预处理数据D1，并根据图块级编码参数SB编码所述原始图块数据且据以更新所述统计数据D2。在一些实施例中，图像处理器134可为，但不限于，独立于中央处理器110的另一处理器电路或特殊应用集成电路。图像处理器134可根据预处理数据D1、统计数据D2与自中央处理器110所接收的图帧级控制参数SF产生图块级控制参数SB。在一些实施例中，图块级控制参数SB可为用来设定输出数据SO中的一图帧的一图块。例如，图块级控制参数SB可包括，但不限于，当前图块数据的编码类型与惩罚因子、根据物体边缘信息切分的惩罚因子、根据当前图块数据的复杂度信息与编码图块数据的位数调整的量化参数与拉格朗日乘数或根据前一图帧的平均峰值讯噪比与前一图帧上位于同一位置的对应图块数据的平均峰值讯噪比调整的量化参数、拉格朗日乘数与惩罚因子中的至少一者。上述关于图块级控制参数SB的种类用于示例，且本案并不以此为限。

在一些实施例中，图像编码装置130的操作可分为多级管线处理。举例来说，当编码器132读取多个原始图块数据中的第N+1个数据(后简称为第N+1个数据D[N+1])以产生对应于第N+1个数据D[N+1]的预处理数据D1时，图像处理器134从中央处理器130接收图帧级控制参数SF，并根据图帧级控制参数SF、预处理数据D1(其对应于所述原始图块数据中的一第N个数据；后简称为第N个数据D[N])以及统计数据D2(其对应于所述原始图块数据中的第1个数据(后简称为第1个数据D[1])至第N-2个数据(后简称为第N-2个数据D[N-2])中的至少一者)产生图块级控制参数SB(其对应于第N个数据D[N])，且编码器132根据所述图块级控制参数SB(对应于所述原始图块数据中的一第N-1个数据；后简称为第N-1个数据D[N-1])编码第N-1个数据D[N-1]以产生输出数据SO中的一对应编码图块数据并据以更新统计数据D2。在一些实施例中，前述的数值N可为大于或等于2的正整数。关于上述操作将于后参照图2A至图2D说明。

在一些实施例中，编码器132可由一或多个数位电路与寄存器实施。详细而言，在一些实施例中，编码器132包括逻辑控制单元132A、内存132B、数据读取单元132C、数据计算单元132D、触发单元132E、编码单元132F、寄存器132G、寄存器132H及寄存器132I。逻辑控制单元132A响应中央处理器110的指令CMD控制数据读取单元132C、数据计算单元132D、触发单元132E及编码单元132F的操作时序，以执行后述所讨论的多个操作。数据读取单元132C响应于指令CMD(即响应逻辑控制单元132A的控制)而从内存120依序读取输入图像数据SI中对应于一图帧的多个原始图块数据，并将所述原始图块数据依序储存在内存132B。在一些实施例中，内存132B可为，但不限于，静态随机存取内存。数据计算单元132D自内存132B依序读出所述原始图块数据，并根据所述些原始图块数据中尚未编码的一者产生预处理数据D1，并将预处理数据D1储存于寄存器132G。

在一些实施例中，数据计算单元132D可根据当前从内存132B读取到的原始图块数据产生预处理数据D1，并储存预处理数据D1于寄存器132G。在一些实施例中，预处理数据D1可包括图像处理器134所执行的图块级编码计算所使用到的一些相关参数。例如，若数据计算单元132D是根据第N+1个数据D[N+1]来产生预处理数据D1，则此预处理数据D1可称为对应于第N+1个数据D[N+1]，其中对应于第N+1个数据D[N+1]的预处理数据D1可包括与第N+1个数据D[N+1]相关的运动信息、复杂度信息、物体特征信息、图像层次信息或峰值讯噪比(peak signal-to-noise ratio，PSNR)信息中的至少一者。例如，数据计算单元132D可利用第N个数据D[N]与第N+1个数据D[N+1]两者的对应像素值计算绝对误差和(Sum ofabsolute difference，SAD)以决定运动信息。数据计算单元132D可利用第N+1个数据D[N+1]中的每个像素与周围像素之间的像素值差计算一平均值，以决定复杂度信息。数据计算单元132D可执行图像识别算法以决定第N+1个数据D[N+1]中的物体特征信息(例如是否存在物体边缘与所述物体的类型等等)以及图像层次信息。上述关于预处理数据D1所包括的信息种类与其相关计算方式用于示例，且本案并不以此为限。

触发单元132E触发图像处理器134，以使得图像处理器134自寄存器132G读取预处理数据D1并自寄存器132I读取统计数据D2，以根据图帧级控制参数SF、预处理数据D1与统计数据D2产生图块级控制参数SB，并将图块级控制参数SB储存于寄存器132H。在一些实施例中，触发单元132E可为一软硬件交互单元，其可基于逻辑控制单元132A的控制发出一中断请求，以触发图像处理器134执行图块级控制参数计算以产生图块级控制参数SB，并将其储存于寄存器132H。

编码单元132F自内存132B读出所述原始图块数据并自寄存器132H读出图块级控制参数SB，并根据图块级控制参数SB编码所述原始图块数据中的一对应者，以产生输出数据SO的图帧中的多个编码图块数据并据以更新统计数据D2，从而将更新后的统计数据D2储存于寄存器132I。如前所述，统计数据D2可根据多个原始图块数据中已被编码的至少一者产生。举例来说，若多个原始图块数据中的第1个数据D[1]至第N-2个数据D[N-2]经由编码处理产生对应的多个编码图块数据，则当编码单元132F编码第N-2个数据D[N-2]以产生输出数据SO中的对应编码图块数据时，编码单元132可产生对应于第1个数据D[1]至第N-2个数据D[N-2]中至少一者的统计数据D2。在一些实施例中，对应于第1个数据D[1]至第N-2个数据D[N-2]中至少一者的统计数据D2可包括，但不限于，经编码后的第1个数据D[1]至第N-2个数据D[N-2](即这些数据所对应的编码图块数据)中的至少一者所使用的位数或经编码后的第1个数据D[1]至第N-2个数据D[N-2]中的至少一者的峰值讯噪比(PSNR)信息中的至少一者。图像处理器134可根据前述的多个信息(例如为预处理数据D1、统计数据D2与图帧级控制参数SF)执行图块级控制参数计算以产生图块级控制参数SB。

在一些实施例中，图像处理器134可响应中央处理器110的指令CMD而执行多种图块级控制参数计算中的一对应图块级控制参数计算，以根据图帧级控制参数SF、预处理数据D1与统计数据D2产生图块级控制参数SB，其中所述多种图块级控制参数分别对应于不同拍摄场景。举例而言，图像处理器134中包括对应于不同拍摄场景的多种图块级控制参数计算(分别对应于不同的代码)，使用者或系统中的拍摄软件可根据当前场景的拍摄需求而要求中央处理器110发出指令CMD给图像处理器134，以控制图像处理器134使用适合当前拍摄场景的一对应图块级控制参数计算来产生图块级控制参数SB。更详细而言，常见的拍摄应用包括：监控摄像机、视频会议系统与行车记录器。在监控摄像机的应用中，拍摄场景的画面背景基本为固定不变，而主要关注于画面前景中运动的人、车等物体，而对于其他部分(例如为马路、树)的细节要求相对较低。在视频会议系统的应用中，拍摄场景主要为室内，且要求画面具有稳定的位率，使得画面清晰度与质量皆可尽量稳定。在行车记录器的应用中，多数场景主要是在车辆行进时进行拍摄，并对于路牌、车牌与车辆周围的路面等物件要求较高的清晰度，而对于位率的稳定性的要求相对较低。由于上述三种不同的拍摄场景或应用具有一定差异性，为了可提供符合相应需求的输出数据SO，图像处理器134可弹性化地使用一合适的图块级控制参数计算来产生图块级控制参数SB，使得编码单元132F可据此产生相应的输出数据SO。

以监控摄像机的应用为例说明，图像处理器134所执行的对应图块级控制参数计算可包括，但不限于，下列特点：对具有较高复杂度的图块数据增加量化参数，并对具有较低复杂度的图块数据降低量化参数；对于运动幅度较大的图块数据减少量化参数，并尽量使用图帧间编码进行处理；对于画面前景分配较多的位率，并提高其峰值讯噪比；对于画面后景分配较少的位率，并降低其峰值讯噪比；对于靠近画面前景的物体的边缘使用更精细的编码；针对图块中的人、车牌、路牌等物体信息尽量减少量化参数；尽量保持静态图块的峰值讯噪比以及使用图帧间编码的图帧的峰值讯噪比稳定；以及若先前已编码数据所使用的位数较多，降低之后尚未编码数据可使用的位数，反之则增加。上述关于图块级控制参数计算的相关设置方式与特点用于示例，且本案并不以此为限。

在一些实施例中，若图像处理器134配置有足够的储存空间，图像处理器134可储存前述的多种图块级控制参数计算的相应代码，并响应指令CMD从中选出一对应的图块级控制参数计算，以产生图块级控制参数SB。在另一些实施例中，中央处理器110亦可响应于使用者或系统中的拍摄软件的要求加载多种图块级控制参数中的对应图块级控制参数计算的代码给图像处理器134，使得图像处理器134可执行适合当前拍摄场景的对应图块级控制参数计算来产生图块级控制参数SB。

在一些相关技术中，产生图块级控制参数的算法是部分实施或全部实施在一硬件中，且实施在所述硬件中的算法部分是无法再度调整(即固化在所述硬件中)。如此，当拍摄场景改变，所述算法可能不适合当前的拍摄场景，而产生不合适的图块级控制参数。相较于上述技术，藉由上述的设置方式，图像处理器134可相应地使用合适当前拍摄场景的一图块级控制参数计算，从而可产生更为合适的输出数据SO。也就是说，相较于上述技术，本案上述的设置方式可提高应用上的灵活性，并可易于执行客制化的算法修改。

以下说明图1中的图像编码装置130的多个操作。在一些实施例中，依据执行功能，图像编码装置130可分类为数据读取与计算级、软件交互级以及编码级，其中数据读取与计算级的操作(如图2A或图3A所示)可为数据读取单元132C与数据计算单元132D所执行的操作，软件交互级的操作(如图2B所示)可为触发单元132E与图像处理器134所执行的操作，且编码级的操作(如图2C或图3B所示)可为编码单元132F所执行的操作。在一些实施例中，依据操作时序，上述的数据读取与计算级、软件交互级以及编码级的操作可分类为第一阶段(phase)、第二阶段与第三阶段。应当理解，在同一阶段中所执行的操作可以是同时或部分同时执行。例如，在后面讨论的图2A、图2B与图2C中，操作S201、操作S202与操作S203皆是在第一阶段所对应的一期间内执行，且上述三个操作可以是同时执行或部分同时执行。

图2A为根据本案一些实施例绘制图1的图像编码装置130的数据读取与计算级的操作流程图，图2B为根据本案一些实施例绘制图1的图像编码装置130的软件交互级的操作流程图，且图2C为根据本案一些实施例绘制图1的图像编码装置130的编码级的操作流程图。为易于理解，在图2A至图2C所示的操作中，编码器132是依序自内存120读取前述多个原始图块数据(包括于图1的输入图像数据SI)中的第N-2个数据D[N-2]至第N+2个数据D[N+2]，其中数值N可为大于或等于2的正整数。应当理解，多个原始图块数据第N-2个数据D[N-2]至第N+2个数据D[N+2]可对应于输入图像数据SI中的一图帧中的多个相邻图块。例如，第N个数据D[N]至第N+2个数据D[N+2]中所载的图像信息可对应于输入图像数据SI中的一图帧中的三个相邻图块。类似地，基于第N-2个数据D[N-2]至第N+2个数据D[N+2]所编码产生的多个编码图块数据可对应于输出数据SO中的一图帧中的多个相邻图块。例如，基于第N个数据D[N]至第N+2个数据D[N+2]所编码产生的多个编码图块数据中所载的图像信息可对应于输出数据SO中的图帧中的三个相邻图块。

如图2A所示，在第一阶段的操作S201中，数据读取与计算级自内存120读取第N个数据D[N]并将第N个数据D[N]储存至内存132B，并根据第N个数据D[N]产生预处理数据D1并储存预处理数据D1到暂存器132G。例如，响应于中央处理器110的指令CMD，数据读取单元132C可自内存读取第N个数据D[N]，并将第N个数据D[N]储存到内存132B。数据计算单元132D可从内存132B读取第N个数据D[N]，并根据所述第N个数据D[N]产生对应于第N个数据D[N]的预处理数据D1，并将此预处理数据D1储存到寄存器132G。

如图2B所示，在第一阶段的操作S202中，软件交互级根据图帧级控制参数SF、寄存器132G中的预处理数据D1(其对应于第N-1个数据D[N-1])及寄存器132I中的统计数据D2(其对应于第N-3个数据D[N-3]，例如为对应于藉由编码第N-3个数据D[N-3]所产生的编码图块数据)执行图块级控制参数计算以产生图块级控制参数SB(其对应于第N-1个数据D[N-1])，并储存图块级控制参数SB到寄存器132H。例如，触发单元132E可在第一阶段触发图像处理器134，使得图像处理器134自寄存器132G读取在前一阶段所产生的预处理数据D1(其对应于第N-1个数据D[N-1])，并自寄存器132I读取在前一阶段所产生的统计数据D2(其可对应于藉由编码第N-3个数据D[N-3]产生的编码图块数据)。如此，图像处理器134可根据图帧级控制参数SF、所述预处理数据D1以及所述统计数据D2执行图块级控制参数计算以产生图块级控制参数SB，并将图块级控制参数SB储存到寄存器132H。由于图像处理器134是根据对应于第N-1个数据D[N-1]的预处理数据D1产生第N-1个数据D[N-1]，故所产生的图块级控制参数SB亦对应于第N-1个数据D[N-1]。

如图2C所示，在第一阶段的操作S203中，编码级自寄存器132H读取对应于第N-2个数据D[N-2]的图块级控制参数SB，并根据图块级控制参数SB编码第N-2个数据D[N-2]以产生输出数据SO中对应于第N-2个数据D[N-2]的编码图块数据与对应于第N-2个数据D[N-2]的统计数据D2，并储存统计数据D2到寄存器132I。例如，编码单元132F可自寄存器132H读取在前一阶段产生的图块级控制参数SB(其对应于第N-2个数据D[N-2])，以根据此图块级控制参数SB编码第N-2个数据D[N-2]来产生输出数据SO中的一对应编码图块数据与统计数据D2(其对应于先前产生的至少一个编码图块数据，例如可为藉由编码第N-2个数据D[N-2]所产生的编码图块数据)，并储存此统计数据D2到寄存器132I。

类似地，在第二阶段中的操作S211中(如图2A所示)，数据读取与计算级自内存120读取第N+1个数据D[N+1]并将第N个数据D[N+1]储存至内存132B，并根据第N+1个数据D[N+1]产生预处理数据D1并储存预处理数据D1到寄存器132G。在第二阶段的操作S212中(如图2B所示)，软件交互级根据图帧级控制参数SF、寄存器132G中的预处理数据D1(其对应于第N个数据D[N])及寄存器132I中的统计数据D2(其对应于第N-2个数据D[N-2])执行图块级控制参数计算以产生图块级控制参数SB(其对应于第N个数据D[N])，并储存图块级控制参数SB到寄存器132H。在第二阶段的操作S213中(如图2C所示)，编码级自寄存器132H读取对应于第N-1个数据D[N-1]的图块级控制参数SB，并根据图块级控制参数SB编码第N-1个数据D[N-1]以产生输出数据SO中对应于第N-1个数据D[N-1]的编码图块数据与对应于第N-1个数据D[N-1]的统计数据D2，并储存统计数据D2到寄存器132I。

在第三阶段中的操作S221中(如图2A所示)，数据读取与计算级自内存120读取第N+2个数据D[N+2]并将第N个数据D[N+2]储存至内存132B，并根据第N+2个数据D[N+2]产生预处理数据D1并储存预处理数据D1到寄存器132G。在第三阶段的操作S222中(如图2B所示)，软件交互级根据图帧级控制参数SF、寄存器132G中的预处理数据D1(其对应于第N+1个数据D[N+1])及寄存器132I中的统计数据D2(其对应于第N-1个数据D[N-1])执行图块级控制参数计算以产生图块级控制参数SB(其对应于第N+1个数据D[N+1])，并储存图块级控制参数SB到寄存器132H。在第三阶段的操作S223中(如图2C所示)，编码级自寄存器132H读取对应于第N个数据D[N]的图块级控制参数SB，并根据图块级控制参数SB编码第N个数据D[N]以产生输出数据SO中对应于第N个数据D[N]的编码图块数据与对应于第N个数据D[N]统计数据D2，并储存统计数据D2到寄存器132I。

根据上述说明，应可理解，数据读取与计算级可依序读出输入图像数据SI的多个原始图块数据并在不同阶段产生对应于不同原始图块数据的预处理数据D1，软件交互级可读取前一阶段所产生的预处理数据D1与统计数据D2以更新图块级控制参数SB，且编码级可读取前一阶段所产生的图块级控制参数SB来编码对应的原始图块数据，以产生输出数据SO中的编码图块数据并更新统计数据D2。

图2D为根据本案一些实施例绘制图2A至图2C中的数据传递的示意图。如图2D所示，若单纯以数据传递的时序概念表示图2A至图2C的多个操作，在第一阶段中，数据读取与计算级读取第N个数据D[N]以产生对应于第N个数据D[N]的预处理数据D1，软件交互级读取在前一阶段(未示出)产生的预处理数据D1(其对应于第N-1个数据D[N-1])与统计数据D2(其对应于第N-3个数据D[N-3])以产生对应于第N-1个数据D[N-1]的图块级控制参数SB，且编码级可读取前一阶段所产生的图块级控制参数SB(其对应于第N-2个数据D[N-2])来编码第N-2个数据D[N-2]以产生输出数据SO中的对应编码图块数据并更新统计数据D2。在第二阶段，数据读取与计算级读取第N+1个数据D[N+1]以产生对应于第N+1个数据D[N+1]的预处理数据D1，软件交互级读取在第一阶段产生的预处理数据D1与统计数据D2(其可对应于已编码的第1个数据(未示出)至第N-2个数据D[N-2]中的至少一者)以产生对应于第N个数据D[N]的图块级控制参数SB，且编码级可读取在第一阶段所产生的图块级控制参数SB(对应于第N-1个数据D[N-1])来编码第N-1个数据D[N-1]以产生输出数据SO中的对应编码图块数据并更新统计数据D2。依此类推，在第三阶段中，数据读取与计算级可读取第N+2个数据D[N+2]以产生对应于第N+2个数据D[N+2]的预处理数据D1，软件交互级读取在第二阶段产生的预处理数据D1与统计数据D2以产生对应于第N+1个数据D[N+1]的图块级控制参数SB，且编码级可读取在第二阶段所产生的图块级控制参数SB(对应于第N个数据D[N])来编码第N个数据D[N]以产生输出数据SO中的对应编码图块数据并更新统计数据D2。

在一些实施例中，从图2D可得知，当第N个数据D[N]在第一阶段被图像编码装置130读取后，此第N个数据D[N]是在第三阶段时被编码为输出数据SO。在一些实施例中，数据读取与计算级、软件交互级与编码级是在数据读取与计算级、软件交互级与编码级中每一者于当前阶段的操作皆完成后再执行下一阶段的相关操作。

在上述的实施例中，对于原始图块数据进行编码的操作是经由编码级完成。在另一些实施例中，数据读取与计算级可对多个原始图块数据中尚未编码的一者执行预处理(其不使用到图块级控制参数SB)。也就是说，相较于图2A至图2D的例子，在所述实施例中，编码级中的部分编码操作可提前于数据读取与计算级执行。以下以图3A与图3B说明上述的相关操作，其中由于在所述实施例中，软件交互级的操作相同于图2B中的操作，故于此不再重复赘述。

图3A为根据本案一些实施例绘制图1的图像编码装置130的数据读取与计算级的操作流程图，且图3B为根据本案一些实施例绘制图1的图像编码装置130的编码级的操作流程图。

如图3A所示，在第一阶段的操作S301a，数据读取与计算级自内存120读取第N个数据D[N]并将第N个数据D[N]储存至内存132B。在第一阶段的操作S301b，数据读取与计算级根据第N个数据D[N]进行一预处理，以产生预处理数据D1并储存预处理数据D1到寄存器132G，其中所述预处理不使用到图块级控制参数SB。例如，在此实施例中，数据计算单元132D可在未使用图块级控制参数SB下对第N个数据D[N]进行预处理(例如为数据计算处理)，以产生预处理数据D1。在一些实施例中，此处的预处理可包括，但不限于，图帧内预测或一图帧间运动矢量(motion vector)搜索等不会使用到图块级控制参数SB的编码操作。在一些实施例中，预处理数据D1可包括，但不限于，与对应原始图块数据(例如为第N个数据D[N])相关的运动信息与/或复杂度信息。

如图3B所示，在第一阶段的操作S303a，编码级自寄存器132H读取对应于第N-2个数据D[N-2]的图块级控制参数SB，并根据此图块级控制参数SB编码所述第N-2个数据D[N-2]以产生第一数据。在第一阶段的操作S303b，编码级根据所述第一数据进行熵编码以产生输出数据SO中对应于第N-2个数据D[N-2]的编码图块数据与对应于第N-2个数据D[N-2]的统计数据D2，并将统计数据D2储存到寄存器132I。不同于图2C，在此例中，编码单元132F可先根据图块级控制参数SB编码第N-2个数据D[N-2]以产生第一数据，再根据此第一数据进行熵编码以产生输出数据SO中对应于第N-2个数据D[N-2]的编码图块数据与对应于第N-2个数据D[N-2]的统计数据D2，并将统计数据D2储存到寄存器132I。

依此类推，如图3A所示，在第二阶段的操作S311a，数据读取与计算级自内存120读取第N+1个数据D[N+1]并将第N+1个数据D[N+1]储存至内存132B。在第二阶段的操作S311b，数据读取与计算级根据第N+1个数据D[N+1]进行一预处理，以产生预处理数据D1并储存预处理数据D1到寄存器132G，其中所述预处理不使用到图块级控制参数SB。如图3B所示，在第二阶段的操作S313a，编码级自寄存器132H读取对应于第N-1个数据D[N-1]的图块级控制参数SB，并根据此图块级控制参数SB编码所述第N-1个数据D[N-1]以产生第一数据。在第二阶段的操作S313b，编码级根据所述第一数据进行熵编码以产生输出数据SO中对应于第N-1个数据D[N-1]的编码图块数据与对应于第N-1个数据D[N-1]的统计数据D2，并将统计数据D2储存到寄存器132I。如图3A所示，在第三阶段的操作S321a，数据读取与计算级自内存120读取第N+2个数据D[N+2]并将第N+2个数据D[N+2]储存至内存132B。在第三阶段的操作S321b，数据读取与计算级根据第N+2个数据D[N+2]进行一预处理，以产生预处理数据D1并储存预处理数据D1到寄存器132G，其中所述预处理不使用到图块级控制参数SB。如图3B所示，在第三阶段的操作S323a，编码级自寄存器132H读取对应于第N个数据D[N]的图块级控制参数SB，并根据此图块级控制参数SB编码所述第N个数据D[N]以产生第一数据。在第三阶段的操作S323b，编码级根据所述第一数据进行熵编码以产生输出数据SO中对应于第N个数据D[N]的编码图块数据与对应于第N个数据D[N]的统计数据D2，并将统计数据D2储存到寄存器132I。

在图3A与图3B所示的操作中，将一部分的编码处理(其不使用到图块级控制参数SB)提前分配到数据读取与计算级执行。藉由此种设置方式，在同一阶段中，当编码级在编码先前读取的原始图块数据时，数据读取与计算级所对应的硬件可开始对当前读取的原始图块数据进行部分的编码处理。如此，可以降低编码级的处理时间并可提高整体操作的并行度，从而提升整体处理的性能。

图4为根据本案一些实施例绘制一种图像编码方法400的流程图。在操作S410，根据一图帧的一第一原始图块数据产生一第一预处理数据。在操作S420，根据自一中央处理器所接收的一图帧级控制参数、所述第一预处理数据与一统计数据产生一第一图块级控制参数。在操作S430，根据所述第一图块级控制参数编码所述第一原始图块数据以产生一第一编码图块数据并据以更新所述统计数据。

上述图像编码方法400的多个操作可参考前述的实施例的说明，故于此不再重复赘述。上述图像编码方法400的多个操作仅为示例，并非限定需依照此示例中的顺序执行。在不违背本案的各实施例的操作方式与范围下，在图像编码方法400下的各种操作当可适当地增加、替换、省略或以不同顺序执行(例如可以是同时执行或是部分同时执行)。

综上所述，本案一些实施例中的图像编码装置与图像编码方法可利用图块级控制参数与多级/多阶段的管线处理来进行图像编码，其中产生图块级控制参数的图块级控制参数计算是经由独立的图像处理器执行。如此，可针对不同拍摄场景灵活地使用相应的图块级控制参数计算来产生合适的图块级控制参数。

虽然本案的实施例如上所述，然而这些实施例并非用来限定本案，本技术领域具有通常知识者可依据本案的明示或隐含的内容对本案的技术特征施以变异，凡此种种变异均可能属于本案所寻求的专利保护范畴，也就是说，本案的专利保护范围须视本说明书的申请专利范围所界定者为准。

Claims (15)

1.一种图像编码装置，用于编码一图帧，其特征在于，包括：

一编码器，根据所述图帧的一第一原始图块数据产生一第一预处理数据；以及，

一图像处理器，根据自一中央处理器所接收的一图帧级控制参数、所述第一预处理数据及统计数据产生一第一图块级控制参数；

其中所述编码器更根据所述第一图块级控制参数编码所述第一原始图块数据，以产生一第一编码图块数据并据以更新所述统计数据。

2.如权利要求1所述的图像编码装置，其特征在于，所述编码器包括：

一第一内存；

一数据读取单元，自一所述第一内存读取所述第一原始图块数据，并将所述第一原始图块数据储存在所述第一内存；

复数个寄存器，包括一第一寄存器、一第二寄存器与一第三寄存器；

一数据计算单元，根据所述第一内存中的所述第一原始图块数据产生所述第一预处理数据，并将所述第一预处理数据储存于所述第一寄存器；

一触发单元，触发所述图像处理器，以使得所述图像处理器根据所述图帧级控制参数、所述第一寄存器中的所述第一预处理数据以及所述统计数据产生所述第一图块级控制参数，并将所述第一图块级控制参数储存于所述第二寄存器；以及，

一编码单元，自所述第一内存读出所述第一原始图块数据，并根据所述第二寄存器中的所述第一图块级控制参数编码所述第一原始图块数据，以产生所述第一编码图块数据并据以更新所述统计数据以及将更新后的所述统计数据储存于所述第三寄存器。

3.如权利要求2所述的图像编码装置，其特征在于，当所述编码单元编码所述第一原始图块数据时，所述图像处理器产生对应于所述图帧的一第二原始图块数据的一第二图块级控制参数，且所述数据计算单元产生对应于所述图帧的一第三原始图块数据的一第三预处理数据。

4.如权利要求3所述的图像编码装置，其特征在于，所述第一原始图块数据、所述第二原始图块数据与所述第三原始图块数据对应于所述图帧中的三个相邻图块。

5.如权利要求2所述的图像编码装置，其特征在于，所述数据计算单元更用于在未使用所述第一图块级控制参数下对所述第一原始图块数据执行一预处理，以产生所述第一预处理数据，且所述预处理包括一图帧内预测或一图帧间运动矢量搜索。

6.如权利要求5所述的图像编码装置，其特征在于，所述第一预处理数据包括与所述第一原始图块数据相关的一运动信息与一复杂度信息。

7.如权利要求2所述的图像编码装置，其特征在于，所述编码单元根据所述第一图块级控制参数编码所述第一原始图块数据以产生一第一数据，并根据所述第一数据执行一熵编码以产生所述第一编码图块数据与第一统计数据。

8.如权利要求2所述的图像编码装置，其特征在于，所述编码器还包括：

一逻辑控制单元，用于控制所述数据读取单元、所述数据计算单元、所述触发单元及所述编码单元的操作时序。

9.如权利要求2所述的图像编码装置，其特征在于，所述统计数据包括在编码所述第一原始图块数据时所使用的位数或已编码的所述第一原始图块数据的峰值讯噪比信息。

10.如权利要求1所述的图像编码装置，其特征在于，所述图像处理器响应所述中央处理器的一指令而执行复数种图块级控制参数计算中的一对应图块级控制参数计算，以根据所述图帧级控制参数、所述第一预处理数据与所述统计数据产生所述图块级控制参数，其中所述种图块级控制参数计算分别对应于不同拍摄场景。

11.一种图像编码方法，其特征在于，包括：

根据一图帧的一第一原始图块数据产生一第一预处理数据；

根据自一中央处理器所接收的一图帧级控制参数、所述第一预处理数据与一统计数据产生一第一图块级控制参数；以及，

根据所述第一图块级控制参数编码所述第一原始图块数据以产生一第一编码图块数据并据以更新所述统计数据。

12.如权利要求11所述的图像编码方法，其特征在于，还包括：

在编码所述第一原始图块数据时，产生对应于所述图帧的一第二原始图块数据的一第二图块级控制参数；以及，

产生对应于所述图帧的一第三原始图块数据的一第三预处理数据。

13.如权利要求12所述的图像编码方法，其特征在于，所述第一原始图块数据、所述第二原始图块数据与所述第三原始图块数据对应于所述图帧中的三个相邻图块。

14.如权利要求11所述的图像编码方法，其特征在于，所述第一预处理数据系在未使用所述第一图块级控制参数下对所述第一原始图块数据执行一预处理而产生，且所述预处理包括一图帧内预测或一图帧间运动向量搜索。

15.如权利要求11所述的图像编码方法，其特征在于，所述第一图块级控制参数系响应理所述中央处理器的一指令而执行复数种图块级控制参数计算中的一对应图块级控制参数计算，以根据所述图帧级控制参数、所述第一预处理数据与所述统计数据而产生，其中所述种图块级控制参数计算分别对应于不同拍摄场景。

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