用于減少數(shù)字視頻圖像數(shù)據(jù)的方法和裝置的制造方法
【專利說明】用于減少數(shù)字視頻圖像數(shù)據(jù)的方法和裝置
優(yōu)先權(quán)
[0001]本專利申請(qǐng)要求2012年12月5日提交的題為“Method and Apparatus forReducing Digital Video Image Data(用于減少數(shù)字視頻圖像數(shù)據(jù)的方法和裝置)”的相應(yīng)的臨時(shí)專利申請(qǐng)S/N.61/733，817的優(yōu)先權(quán)并通過引用結(jié)合該申請(qǐng)。
發(fā)明領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明的實(shí)施例涉及圖像數(shù)據(jù)的傳送的領(lǐng)域；更具體地，本發(fā)明的實(shí)施例涉及基于圖像數(shù)據(jù)是否基于其簽名已改變來(lái)減少在數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)阱之間進(jìn)行傳送的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的量。
【背景技術(shù)】
[0003]當(dāng)前，在兩設(shè)備之間頻繁地轉(zhuǎn)移視頻數(shù)據(jù)。這些設(shè)備經(jīng)常被稱為數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)阱(sink)。視頻數(shù)據(jù)作為包含圖像數(shù)據(jù)的一系列的視頻幀進(jìn)行轉(zhuǎn)移。視頻幀中的圖像或圖像的部分在相鄰幀或連續(xù)幀上經(jīng)常保持靜態(tài)。視頻的該性質(zhì)被視頻編解碼器用來(lái)壓縮視頻數(shù)據(jù)比特流。現(xiàn)有的幀間壓縮方法(諸如H.264)要求將先前幀存儲(chǔ)在編解碼器中以使它們可以逐個(gè)像素為基礎(chǔ)對(duì)照傳入幀數(shù)據(jù)來(lái)比較以產(chǎn)生兩幀之間的差異。與轉(zhuǎn)移整個(gè)傳入幀相反，隨后壓縮并轉(zhuǎn)移該差異。
[0004]為了執(zhí)行幀比較，需要在源側(cè)上的幀緩沖器。對(duì)于高的視頻分辨率，幀緩沖器的要求導(dǎo)致大的視頻存儲(chǔ)器要求(藉此增加了源設(shè)備的成本)以及用于訪問存儲(chǔ)器并比較視頻數(shù)據(jù)的增加的功率消耗。實(shí)現(xiàn)移動(dòng)設(shè)備的視頻傳輸功能的源設(shè)備必須是成本有效的并且消耗非常少量的功率。因此，當(dāng)需要幀緩沖器并且必須做逐個(gè)像素比較操作時(shí)，移動(dòng)設(shè)備難以是成本有效的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文中公開了用于減少數(shù)字視頻圖像數(shù)據(jù)的方法和裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，該方法包括:將圖像數(shù)據(jù)的當(dāng)前幀的一個(gè)或多個(gè)區(qū)域的簽名與一個(gè)或多個(gè)先前幀的相應(yīng)的區(qū)域的簽名進(jìn)行比較；以及對(duì)于該一個(gè)或多個(gè)區(qū)域中的一區(qū)域，如果比較該簽名導(dǎo)致確定出該區(qū)域的簽名不匹配在數(shù)據(jù)阱處可用的先前幀的相應(yīng)的區(qū)域的簽名，則將該區(qū)域發(fā)送至數(shù)據(jù)阱。
附圖簡(jiǎn)述
[0006]根據(jù)下文給出的詳細(xì)描述和本發(fā)明的各實(shí)施例的附圖，將能更充分地理解本發(fā)明，然而，這些詳細(xì)描述和實(shí)施例的附圖不應(yīng)被拿來(lái)將本發(fā)明限制至具體的實(shí)施例，而僅僅是為了說明和理解。
圖1是將圖像數(shù)據(jù)(例如，視頻幀)發(fā)送至數(shù)據(jù)阱的數(shù)據(jù)源的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
圖2是用于控制在數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)阱之間進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)字圖像數(shù)據(jù)的量的過程的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)流圖。 圖3示出了數(shù)據(jù)源的一個(gè)實(shí)施例和數(shù)據(jù)阱的一個(gè)實(shí)施例的部分。
圖4A是由數(shù)據(jù)源所執(zhí)行的數(shù)據(jù)減少過程的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)流圖。
圖4B是用于互補(bǔ)由數(shù)據(jù)源所執(zhí)行的數(shù)據(jù)減少過程的由數(shù)據(jù)阱所執(zhí)行的過程的一個(gè)實(shí)施例的數(shù)據(jù)流圖。
圖5是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0007]描述了用于在數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)阱之間傳送圖像數(shù)據(jù)(諸如多幀的視頻數(shù)據(jù))的方法和裝置。在一個(gè)實(shí)施例中，每一個(gè)視頻幀被分成一個(gè)或多個(gè)區(qū)域并且數(shù)據(jù)源確定每個(gè)區(qū)域是否要被傳送至數(shù)據(jù)阱。數(shù)據(jù)源基于每個(gè)區(qū)域是否已在當(dāng)前幀和先前幀之間經(jīng)歷變化來(lái)作出該確定。如果區(qū)域已改變，則數(shù)據(jù)源將該區(qū)域發(fā)送至數(shù)據(jù)阱。如果該區(qū)域未改變，則數(shù)據(jù)源不將該區(qū)域發(fā)送至數(shù)據(jù)阱。為了將當(dāng)前幀中的區(qū)域與先前幀中的其相應(yīng)的區(qū)域進(jìn)行比較，代替在各區(qū)域之間執(zhí)行逐個(gè)像素的比較，數(shù)據(jù)源僅比較被比較的各區(qū)域的簽名(例如，校驗(yàn)和)以確定區(qū)域是否已改變。由于僅比較簽名，因而數(shù)據(jù)源不需要存儲(chǔ)完整的幀或區(qū)域；數(shù)據(jù)源僅需要存儲(chǔ)區(qū)域中的所有像素的簽名，該簽名通常遠(yuǎn)小于區(qū)域本身的數(shù)據(jù)。對(duì)于后續(xù)幀，對(duì)照相應(yīng)的區(qū)域的簽名比較每個(gè)區(qū)域的所存儲(chǔ)的簽名并且如果它們彼此匹配，則數(shù)據(jù)源可從被發(fā)送至數(shù)據(jù)阱的視頻流中省去該區(qū)域的視頻數(shù)據(jù)。當(dāng)所得的視頻流需要由接收該流的數(shù)據(jù)阱進(jìn)行顯示時(shí)，所省去區(qū)域的視頻數(shù)據(jù)被視頻接收器幀緩沖器中的從先前幀中存儲(chǔ)的視頻數(shù)據(jù)所代替。因此，在數(shù)據(jù)源(或視頻數(shù)據(jù)的發(fā)射器)上不需要幀緩沖器。
[0008]在以下描述中，闡明了許多細(xì)節(jié)以提供對(duì)本發(fā)明的更透徹說明。然而，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐本發(fā)明。在其它實(shí)例中，以框圖形式而非詳細(xì)地示出了公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以免煙沒本發(fā)明。
[0009]根據(jù)對(duì)計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)位的操作的算法和符號(hào)表示來(lái)呈現(xiàn)以下詳細(xì)描述的一些部分。這些算法描述和表示是數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員使用的手法，它最有效地將其工作本質(zhì)傳達(dá)給本領(lǐng)域內(nèi)其它技術(shù)人員。算法在這里并普遍地被構(gòu)思成達(dá)到所期望結(jié)果的前后一致的一系列步驟。這些步驟是需要對(duì)物理量進(jìn)行物理操控的那些步驟。通常但非必須，這些量采用能夠被存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)移、組合、比較、以及以其他方式進(jìn)行操控的電信號(hào)或磁信號(hào)的形式。主要出于常見用途的原因，有時(shí)將這些信號(hào)稱為位、值、元素、符號(hào)、字符、項(xiàng)、數(shù)字等被證明是方便的。
[0010]然而，應(yīng)當(dāng)銘記，所有這些和類似術(shù)語(yǔ)都與適當(dāng)?shù)奈锢砹肯嚓P(guān)聯(lián)，并且僅僅是應(yīng)用于這些量的方便標(biāo)記。除非明確指明，否則如從以下討論顯而易見的，可以理解，在全文中，利用諸如“處理”或“計(jì)算”或“運(yùn)算”或“確定”或“顯示”等術(shù)語(yǔ)的討論，指的是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或類似電子計(jì)算設(shè)備的動(dòng)作和進(jìn)程，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)操縱在該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)表示為物理(電子)量的數(shù)據(jù)并將其轉(zhuǎn)換成在該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)存儲(chǔ)器或寄存器或其它這樣的信息存儲(chǔ)、傳輸或顯示設(shè)備內(nèi)類似地表示為物理量的其它數(shù)據(jù)。
[0011]本發(fā)明還涉及用于執(zhí)行本文中的操作的裝置。此裝置可專門構(gòu)造以用于所需目的，或其可包括通用計(jì)算機(jī)，該通用計(jì)算機(jī)由存儲(chǔ)在該計(jì)算機(jī)內(nèi)的計(jì)算機(jī)程序有選擇地激活或重新配置。這種計(jì)算機(jī)程序可被存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，這些計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)諸如但不限于任何類型的磁盤，包括軟盤、光盤、⑶-ROM、和磁光盤、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、或適用于存儲(chǔ)電子指令且都耦合到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)總線的任何類型的介質(zhì)。
[0012]本文中所呈現(xiàn)的算法和顯示并非固有地相關(guān)于任何特定計(jì)算機(jī)或其它裝置?？梢詫⒏鞣N通用系統(tǒng)與根據(jù)本文教示的程序一起使用，或可以證明構(gòu)造更專門的裝置來(lái)執(zhí)行所要求的方法步驟是方便的。這些各種系統(tǒng)的所需結(jié)構(gòu)從以下描述中將顯而易見。此外，不參考任何特定編程語(yǔ)言對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。可以理解，可以使用各種編程語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)本文所述的發(fā)明的教示。
[0013]一種機(jī)器可讀介質(zhì)包括用于以機(jī)器(例如，計(jì)算機(jī))可讀的形式存儲(chǔ)或傳送信息的任何機(jī)制。例如，機(jī)器可讀介質(zhì)包括只讀存儲(chǔ)器(“ROM”)；隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(“RAM”)；磁盤存儲(chǔ)介質(zhì)；光存儲(chǔ)介質(zhì)；閃存設(shè)備；等。
[0014]公開了用于減少視頻數(shù)據(jù)的裝置和方法。圖1是將圖像數(shù)據(jù)(例如，視頻幀)發(fā)送至數(shù)據(jù)阱的數(shù)據(jù)源的一個(gè)實(shí)施例的框圖。該數(shù)據(jù)可經(jīng)由有線或無(wú)線連接進(jìn)行發(fā)送，并且可以涉及或可以不涉及數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)阱之間的網(wǎng)絡(luò)的使用。
[0015]參見圖1，數(shù)據(jù)源100接收來(lái)自外部源的視頻幀101 (或其它圖像數(shù)據(jù))。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)據(jù)源100包括能夠獲得將由數(shù)據(jù)源100提供至數(shù)據(jù)阱的視頻或其它圖像數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)捕捉設(shè)備102 (例如，相機(jī))。
[0016]存儲(chǔ)器103在視頻幀被接收時(shí)緩沖這些視頻幀。在一個(gè)實(shí)施例中，每一幀視頻被存儲(chǔ)為多個(gè)區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器I1使用區(qū)域創(chuàng)建模塊IlOA來(lái)將每一幀分成多個(gè)區(qū)域。在一個(gè)實(shí)施例中，由區(qū)域創(chuàng)建模塊IlOA所生成的區(qū)域被存儲(chǔ)回至存儲(chǔ)器中。在另一實(shí)施例中，由區(qū)域創(chuàng)建模塊IlOA所生成的區(qū)域被發(fā)送至簽名生成和比較模塊110B。注意區(qū)域創(chuàng)建模塊IlOA可以不是控制器110 (例如，處理器)的一部分。在一個(gè)這種情況中，在一個(gè)實(shí)施例中，區(qū)域創(chuàng)建模塊IlOA受控制器110控制。在其中這些模塊是軟件的情況中，控制器110可執(zhí)行軟件或控制軟件的執(zhí)行。
[0017]控制器100的簽名生成和比較模塊IlOB生成用于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器103中的幀的每一區(qū)域的簽名(例如，校驗(yàn)和、散列等)。如果該幀是視頻幀序列中的第一幀，則簽名生成和比較模塊IlOB將簽名(多個(gè))存儲(chǔ)在簽名存儲(chǔ)111中。如果該幀不是視頻幀序列中的第一幀，則簽名生成和比較模塊IlOB將區(qū)域的簽名與存儲(chǔ)在簽名存儲(chǔ)111中的簽名(即對(duì)于較早的幀中的相同區(qū)域)進(jìn)行比較。如果簽名不匹配，指示了當(dāng)前幀的區(qū)域與先前幀中的其相應(yīng)的區(qū)域不同(例如，當(dāng)前幀的區(qū)域已經(jīng)從其在先前幀中的樣子中改變)，則簽名生成和比較模塊IlOB將指示(例如，信號(hào))提供至控制器110。響應(yīng)于該指示，控制器110發(fā)信號(hào)告知(signal)存儲(chǔ)器來(lái)輸出該區(qū)域以傳輸至數(shù)據(jù)阱。假如簽名不匹配，則簽名生成和比較模塊IlOB還將新生成的簽名存儲(chǔ)到簽名存儲(chǔ)111中以用在與接下來(lái)和潛在后續(xù)視頻幀中的相同的對(duì)應(yīng)區(qū)域的簽名的比較中。
[0018]如果簽名匹配，指示了當(dāng)前幀的區(qū)域與先前幀中的其相應(yīng)的區(qū)域相同(例如，當(dāng)前幀的區(qū)域未從其在先前幀中的樣子中改變)，則簽名生成和比較模塊IlOB將該區(qū)域沒有改變的指示(例如，信號(hào))提供至控制器110。響應(yīng)于該指示，控制器110不發(fā)信號(hào)告知存儲(chǔ)器來(lái)輸出該區(qū)域以傳輸至數(shù)據(jù)阱，從而有效地抑制了其到數(shù)據(jù)阱的傳輸。在某些情況下，即使簽名匹配，傳輸仍然發(fā)生。例如，如果已知“參考”區(qū)域未被阱所接收，則發(fā)送該區(qū)域。
[0019]注意，簽名生成和比較模塊IlOB可以不是控制110的一部分。在這種情況下，簽名生成和比較模塊IlOB仍可受控制器110控制。
[0020]在一個(gè)實(shí)施例中，被發(fā)送至數(shù)據(jù)阱的幀的各區(qū)域使用編碼器104進(jìn)行編碼、通過格式化器/分組化器(packetizer)進(jìn)行格式化和/或分組化，并且隨后在控制器110的控制下使用射頻(RF)無(wú)線電和