CN1623133A - 用于调节视频处理器的功率消耗的方法和系统 - Google Patents

Abstract

提供了一种用于调节视频处理器功率消耗的设备和方法。该设备包括具有多个视频处理模块的视频处理器，用于在输入处接收图像信号流，并在输出处产生处理后的图像流，其中该视频处理器最初被设置为根据预置的功率消耗级处理图像流的每一接收到的像素；与视频处理器耦合的评定器，用于确定像素特性的客观质量度量，以指示图像流中的视频质量；以及，与评定器相耦合的功率管理模块，用于依照评定器确定的客观质量度量，从预定的表格中为视频处理器获取新的功率消耗级，其中预定的表格包含视频处理模块的多个不同的配置，以产生多个功率消耗级。可替换地，用户也可以手动地设置新的功率消耗级。

Description

用于调节视频处理器的功率消耗的方法和系统

本发明涉及一种通过调整视频处理器的功率消耗来调节(scale)视频处理任务的方法和系统。

在过去几年中，微处理器的速度显著地提高。因而，微处理器能够在短得多的时间内处理更复杂的应用。然而，速度上的显著增加要求微处理器消耗的功率大幅度增加，因此要求更强大的功率供给。在便携式计算装置中，可用的功率资源是有限的，但是微处理器消耗的峰值功率和平均功率却显著地增加。因而，使视频源流至有限功率装置(即，手持装置，便携装置，和移动电话)通常产生不佳的图像质量。尽管这些装置上的有限的计算资源可导致差的图像质量，但主要原因归咎于这些装置中有限的可用功率。

因此，存在一种需要，通过调整便携装置的视频处理器消耗的功率来改善便携装置中消耗的电池功率的使用。

本发明涉及一种用于调整便携装置中视频处理器的功率消耗的设备和方法。依据本发明的一个方面，提供了一种调节具有多个视频处理模块的这类视频处理器的功率消耗的方法。该方法包括步骤：接收视频信号序列，用于视频质量评定；确定该视频信号序列的客观图像质量度量，该客观图像质量度量指示视频质量；基于确定的客观图像质量度量，从一预定表格中获取视频处理器的新的功率消耗级；并且，依据新的功率消耗级处理视频信号序列，其中新的功率消耗级是通过选择性地激活视频处理模块中的至少一个来获得的。预定表格包括视频处理模块的多个不同组合，以生成多种图像质量级。多个视频处理模块包含彩色增强模块、锐度改善模块、解块器(de-blocker)模块，以及白噪声消除模块。该方法还提供了一种由用户手动地设置新的功率消耗级的模式。

依据本发明的另一方面，提供了一种用于调节具有多个视频处理模块的这类视频处理器功率消耗的方法。该方法包括步骤：将视频信号流转换为多个像素；在预置的功率消耗级处理该视频流的每一像素，以产生处理后的图像流；确定像素特性的客观质量度量，以指示该图像流中的视频质量；并且，获得新的功率消耗级，用于依据预定标准处理该视频流中的每一象素，其中新的功率消耗级是通过选择性地激活视频处理模块中的至少一个来获得的。获得新的功率消耗级的步骤包含修改用于处理视频流每一像素的视频处理模块组合的步骤。预定标准包含视频处理模块的多个不同组合，以由视频处理器生成多个功率消耗级。

依据本发明的另外一个方面，提供了一种用于调节视频处理器的功率消耗的设备。该设备包括：具有多个视频处理模块的视频处理器，用于在输入处接收图像信号流，并在输出处产生处理后的图像流，该视频处理器依据预置功率消耗级处理图像流的每一个接收到的像素；与视频处理器相耦合的评定器，用于确定像素特性的客观质量度量，以指示图像流中的视频质量；以及与评定器相耦合的功率管理模块，用于基于评定器所确定的客观质量度量，从预定表格为视频处理器获取新的功率消耗级，其中多个视频处理模块包含彩色增强模块、锐度改善模块、解块器模块、白噪声消除模块。该设备还包括用于将模拟信号转换为对应的数字信号的转换器，其中数字信号包括多个像素；以及与视频处理器相耦合、用于由用户手动地设置新的功率消耗级的用户控制。预定表格包括视频处理模块的多个不同组合，以生成多个功率消耗级。

通过在结合附图时参考下文的详细说明，可获得对本发明的方法和设备更完整的理解，其中：

图1是依据本发明的实施例的视频处理系统的简化方框图；

图2示出图1所示的视频处理器的示意图；

图3示出根据本发明的视频处理表格；

图4示出根据本发明的功率管理表格；以及，

图5是图示根据本发明的调节功率消耗的操作过程的流程图。

在下文的说明中，为了解释而不是限制的目的，阐明了具体细节，诸如具体的结构、接口、技术等等，以便提供对本发明的彻底的理解。然而，对于本领域中的技术人员显而易见的是，本发明可以在脱离这些细节的其他实施例中实现。为了简单和清晰的目的，省略了对于公知的设备、电路和方法的详细说明，以避免用不必要的细节模糊本发明的说明。

图1示出依据本发明的一个示例性实施例的视频处理系统10的主要组件。该视频处理系统10包括模拟-数字(A/D)转换器12、视频处理器14、评定器16和功率管理模块18。应当注意的是，尽管在下文中本发明是特别参考图1中的系统方框图来描述的，但是在开始随后的说明的时候应当理解，根据本发明的设备和方法可以与可选的其他硬件配置一起使用。

在操作中，由模-数转换器12以已知的方式将输入的视频信号数字化，以产生数字视频信号流。在视频应用中，来自视频捕获设备的标准视频输出信号通常具有大约8位的亮度通道动态范围(即，256灰度级或者亮度级)。然后，包括图像元素(像素)序列的数字视频流被转发至视频处理器14。视频处理器14依据由功率管理模块18选择的功率级，处理数字视频流中的每一像素。视频处理器14的输出被耦合到评定器16，该评定器16用于检测视频质量度量。评定器16的输出被反馈至功率管理模块18，并且基于检测到的视频质量度量，预先选取的视频处理器14的功率消耗中的一个被选中。为此目的，在功率管理模块18中存储了一个指示视频处理模块的不同组合，以便生成不同功率消耗的预定的查找表。也就是说，在视频处理器14中提供了多个视频处理模块，包括彩色增强模块A、锐度改善模块B、mpeg-2解块器模块C和白噪声消除模块D，以在显示设备上产生宽范围的图像质量。

图2示出图1所示的视频处理器的示意图。该视频处理器14包括四个模块，这些模块被认为是高端显示装置所必需的。它们包括：(1)用于增强亮度信号中的高频的锐度模块；(2)使用多相FIR滤波器实现的解块器B。(在扩展的情况中，向上采样(up-sample)的执行或者是通过多相滤波器，由扩展因子为其确定生成每一输出像素所需要的滤波器相位，或者是通过使用这一因子根据输入像素来内插输出像素的滤波器。在压缩的情况中，转置(transposed)的多相滤波器被用于对输入数据进行向下采样(down-sample)，并且压缩因子决定所需要的滤波器相位)；(3)用于基于对噪声出现的测量来减少高频分量的降噪器(de-noiser)C，；以及，(4)用于延伸黑色和白色的亮度值，以便更好地表现视频序列的彩色内容的彩色修正模块D。

图3示出用于产生不同等级的图像质量的一组处理模块。每一视频处理链均将实现一定等级的图片质量，并且功率消耗级已经被预定义了。如图3所示，如果所有视频处理模块A，B，C和D在视频处理模式期间均被激活，则将以最大的功率消耗获得最高的图像质量。对于中等的质量和功率消耗，模块C和D中的一些能被关闭。由于存在一组四个视频处理模块A-D，所以可以得到24种不同的方式来激活不同组合的模块(4！＝24)。尽管为了说明的目的，在图3中示出有限数量的模块，但是应当理解的是，视频处理器14能够支持数目多得多的视频处理模块。因此，附图中模块的数目不应该对本发明的范围强加限制。

回过来参看图2，本发明的一个关键原理是在感受到的图像质量和功率消耗级之间提供一种折衷。在本实施例中，响应来自评定器16的用于预测视频质量的客观图像质量度量而使用这些模块(或者它们的子集)的不同设置，以改变功率消耗级。此外，在挑选最适当的视频处理链的时候，将考虑剩余的电池寿命。在一个可选的实施例中，操作员可以选择性地改变处理模块的设置，来调节允许用于视频显示的功率量。例如，操作员可以选择较差的图像质量来增加电池寿命。

图4图示出一个示例性的查找表，其可以被存储在功率管理模块18中，以便调节模块A-D的设置。查找表包括一个与视频处理器14的每一功能模块相关联的表格条目。依据本发明的实施例，依据所要求的图像质量，视频处理部件14通过改变两个因子来改变功率消耗级：组成视频链的模块，和每一模块的参数值。此外，尽管图4示出通过对应的模块设置来编制索引的数目有限的功率级，但是本领域的技术人员将会理解的是，可以根据本发明的技术实现数目多得多的功率设置。视频功率级的设置是基于由评定器获得的客观图像质量度量来确定的。预测视频质量在现有技术中是公知的，其能够以各种方式实现。作为范例，由本申请人在2001年5月11日提交的、并被指定给同一专利受让人的临时申请第60/290,506号，其内容在此被引入以供参考。

简要地说，该临时申请公开了一种用于提供复合的客观质量度量的方法，其混合了白噪声测量装置、块检测器，对比度测量装置和削波的评定结果。然后，使用权重因子对这些模块的读数进行加权，并对其进行线性地组合。计算权重是为了在预定义的视频序列组上使整体客观图像质量测量和主观评定之间的相关性最大化。使用削波功能对输出进行削波，这确保仅仅对感觉得到的噪声进行计算。削波功能阈值是根据Watson的感觉阈值模型导出的。分块损害度量(BIM)基本上是基于对解码图像的跨块边缘的强度差异的测量。该测量是对水平的和垂直的分块分别进行的。对比度测量装置输出图像中每一块的最大和最小亮度值的差值的平均值。最终，一个客观度量被分配一个指示视频质量评定的值。

如上所述，评定器16分析数字视频流输出，以便基于视频图像的客观度量为自动评估视频质量提供一个客观度量值，并且提供一个指示该视频质量的控制信号给功率管理模块18。一旦接收到指示视频图像质量的控制信号，功率管理模块18就检索对应的新的功率级，并将该功率级转发给视频处理器14，以便视频处理器14马上在新的功率级处理输入的数字视频信号。视频处理器14的逐像素处理基本上是实时地(即，按照视频速率)执行的。因此，视频处理器14根据与各模块的功能相关联的表格条目处理每一接收到的像素。

尽管已经举例说明和描述了本发明的最佳实施例，但是本领域中的技术人员将理解的是，可以作出各种改变和改进，以及其中的元件可以用等效物替代，而不背离本发明的真实范围。此外，可以进行许多改进以适应具体的情况和本发明的教义，而不背离中心范围。因此，本发明并不打算受到此处作为实现本发明而构思的最佳模式所公开的具体的实施例的限制，而是本发明包括所有实施例从属于所附权利要求的范围。

Claims (18)

1.一种用于调节具有多个视频处理模块的视频处理器(14)的功率消耗的方法，该方法包含以下步骤：

-为视频质量评定接收视频信号序列；

-确定所述视频信号的序列的客观图像质量度量，所述客观图像质量度量指示视频质量；

-基于所述确定的客观图像质量度量，从预定表格获得所述视频处理器(14)的新的功率消耗级；以及，

-依据所述新的功率消耗级处理所述视频信号的序列。

2.权利要求1的方法，其中所述新的功率消耗级是通过选择性地激活所述视频处理模块中的至少一个而获得的。

3.权利要求1的方法，其中所述预定表格包括所述视频处理模块的多个不同组合，以生成多个图像质量级。

4.权利要求1的方法，其中所述预定表格包括所述视频处理模块的多个不同组合，以由所述视频处理器(14)产生多个功率消耗级。

5.权利要求1的方法，还包含由用户手动地设置所述新的功率消耗级的步骤；以及，依据由所述用户设置的所述新的功率消耗级来处理所述视频信号的序列。

6.权利要求1的方法，其中多个所述视频处理模块包含彩色增强模块、锐度改善模块、解块器模块以及白噪声消除模块。

7.一种用于调节具有多个视频处理模块的视频处理器(14)的功率消耗的方法，该方法包含以下步骤：

-将视频信号流转换为多个像素；

-在预置的功率消耗级处理所述视频流的所述像素中的每一个，以产生处理后的图像流；

-确定指示所述图像流中的视频质量的所述像素特性的客观质量度量；以及，

-获得新的功率消耗级，用于依据预定准则处理所述视频流的所述像素中的每一个。

8.权利要求7的方法，其中所述新的功率消耗级是通过选择性地激活所述视频处理模块中的至少一个获得的。

9.权利要求7的方法，其中获得所述新的功率消耗级的步骤包含修改用于处理所述视频流的所述像素中的每一个的所述视频处理模块的组合的步骤。

10.权利要求7的方法，其中所述预定准则包含所述视频处理模块的多个不同组合，以便生成多个图像质量级。

11.权利要求7的方法，其中所述预定准则包含所述视频处理模块的多个不同组合，以便由所述视频处理器(14)产生多个功率消耗级。

12.权利要求7的方法，还包含由用户手动地设置所述新的功率消耗级的步骤；以及，依据由所述用户设置的所述新的功率消耗来处理所述视频流的所述像素中的每一个的步骤。

13.权利要求7的方法，其中多个所述视频处理模块包含彩色增强模块、锐度改善模块、解块器模块以及白噪声消除模块。

14.一种用于调节功率消耗的设备，包含：

-具有多个视频处理模块的视频处理器(14)，用于在输入处接收图像信号流，并在输出处产生处理后的图像流，所述视频处理器(14)依据预设的功率消耗级处理所述图像流的每一个接收到的像素；

-耦合到所述视频处理器的评定器(16)，用于确定指示所述图像流中的视频质量的所述像素特性的客观质量度量；以及，

-耦合到所述评定器的功率管理模块(18)，用于基于所述评定器的所述确定的客观质量度量，从预定的表格为所述视频处理器(14)获取新的功率消耗级。

15.权利要求14的设备，还包含用于将模拟信号转换为对应的数字信号的转换器(12)，其中数字信号包括多个像素。

16.权利要求14的设备，其中所述预定表格包括所述视频处理模块的多个不同组合，以产生多个功率消耗级。

17.权利要求14的设备，还包含耦合到所述视频处理器(14)的用户控制，用于由用户手动地设置所述新的功率消耗级。

18.权利要求14的设备，其中多个所述视频处理模块包含彩色增强模块、锐度改善模块、解块器模块以及白噪声消除模块。