[发明专利]用于摄影机的编码器监督成像

说明书

相关申请

本发明要求发明人Tian等于2011年6月30日提交的美国专利申请No.13／174,432的优先权，其内容通过引用并入本文中。

技术领域

本公开一般涉及视频处理，并具体地涉及使用视频编码器的属性控制摄像机的成像，该视频编码器对摄像机所产生的图像序列进行编码。

背景技术

数码摄影机(digital video camera)，下文简称作摄像机(camera)，其进行成像以产生图像的时间序列形式的视频信号，每幅图像由被称作像素的二维图像元素的组合表示。摄像机包括例如图像传感器的光敏介质、使光学图像聚焦到光敏介质上的光学器件(optics)、以及将光学图像转换成与图像的时间序列相对应的数字信号的电路。摄像机接受控制成像的一个或多个成像参数。两个常用的成像参数是曝光和色彩平衡；后者有时被称为白平衡。控制曝光的一种方式是控制能够到达摄像机的光敏介质的光的总量。色彩平衡允许对例如红、绿、和蓝、或RGB的原色的相对强度的调整，以使得特定的色彩——特别是中性色(例如，白色)在产生的图像中正确地呈现。

摄像机可以具有一个或多个被如下配置的元件：(i)测量摄像机的视场内的光照的一项或多项特性并且(ii)根据测得的特性进行调整，例如自动地调整成像参数。例如，摄像机可以具有自动曝光控制，根据曝光来调整诸如摄像机的一个或多个图像传感器的信号积分时间(signal integration time)之类的参数以确保信号在动态范围内。一些彩色摄像机，例如，具有用于产生多个信号通道(每种色彩一个通道)的多个传感器(例如，红绿蓝(“RGB”)传感器)的彩色摄像机，包括自动白平衡控制以根据对光照的色度(例如，由摄像机中所包括的一个或多个传感器测得的光照的色彩温度)的测量来调整用于每个色彩通道的相对增益。用于执行自动曝光和自动白平衡功能的许多方法是已知的。自动曝光控制、自动白平衡控制和自动聚焦有时被称作3A。

在许多应用(例如，视频会议和视频监控)中，摄像机的输出可以被耦合到视频编码器，视频编码器在恒定比特率(constant-bit-rate，“CBR”)的限制下压缩图像，以便通过网络连接传输视频数据。例如，以每秒30幅图像的速率产生空间分辨率为1920x1080像素的图像的摄像机可以被连接到视频编码器，该视频编码器在4兆比特每秒或4Mbps的恒定比特率下编码图像序列。

视频编码器对图像的压缩通常是基于预测的。参考一幅或多幅先前处理的图像或其部分来预测当前要被编码的图像或其部分的数据。然后将被称作残差的、实际数据和预测数据的差值进行编码。一般而言，当前要被编码的图像和参考(reference)图像之间的差别越大，对图像进行编码就越可能消耗较多数目的比特。在恒定比特率以下，这也意味着当编码的图像被解码和显示时，视频编码器更可能生成较低质量的图像。

诸如自动曝光和自动白平衡功能之类的现有的调整摄像机成像参数的方法是基于对光照的变化的检测。然而，这些方法都没有考虑当摄像机的输出被耦合到编码器时，这种调整对视频编码器的影响。更具体地，调整成像参数可能导致由摄像机产生的后续图像中的像素值的剧烈变化，从而在所约束的比特率下导致到编码器的图像质量的劣化。由于压缩的预测性质，这种一幅图像的劣化可能被扩展到后续的更多图像。

本节中描述的方法是能够实行的方法，但未必是先前已被构思或实行的方法。因此，除非另有指示，否则不应仅仅因为本节中描述的任何方法被列入本节中，就将它们假定为现有技术。类似地，相对于一种或多种方法标识的结论不应基于本节而被假定已经在任何现有技术中被认知，除非另有指示。

附图说明

图1示出了编码器监督成像装置的一个实施例的框图。

图2示出了编码器监督成像方法的一个实施例的流程图。

图3A示出了用在控制对摄像机的一个或多个成像参数的调整的方法的一个实施例中的一个示例编码属性。

图3B示出了使用图3A中所示的示例属性来控制对摄像机的一个或多个成像参数的调整的方法的一个实施例的简化流程图。

图4A示出了用在控制对摄像机的一个或多个成像参数的调整的方法的另一实施例中的另一示例编码属性。

图4B示出了使用图4A中所示的示例属性来控制对摄像机的一个或多个成像参数的调整的方法的另一方法实施例的简化流程图。

图5A示出了获得在控制对摄像机的一个或多个成像参数的调整的方法的另一实施例中使用的另一示例编码属性的简化框图。