[發明專利]優化的層式離散余弦變換編碼方法

無效

• 申請號: 200710056633.4
• 申請日: 2007-01-26
• 公開（公告）號: CN101141640A
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 張寶菊;賈萍;李彥;陳勁;孫景瑞
• 申請（專利權）人: 天津師范大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種數字圖像、數字視頻壓縮編碼技術，特別涉及一種適合于“多路環境”或漸進式傳輸的具有多分辨力特性的離散余弦變換編碼方法。

背景技術

目前，具有多分辨力特性的離散余弦變換(discrete?cosine?transform，DCT)編碼方法有Xiong等提出的嵌入式EZ-DCT編碼(Xiong?Z，GULERYUZ?O，ORCHARD?M.ADCT-based?embedded?image?coder[J].IEEE?Signal?Processing?Letters，1996，3(11)：289-290.)，在此基礎上對DCT系數進行重組的層次嵌入式零樹EZH-DCT編碼(趙德斌，張大鵬，高文.基于層次DCT變換的嵌入式圖像編碼方法[J].軟件學報，2001，12(9)：1287-1293.)以及Kuan?HuiTan和Mohammad?Gharbari提出的DCT塔式結構(K.Hui，Mohammad?Ghanbari.Layered?Image?Coding?Using?the?DCT?Pyramid[J].IEEETransactions?on?Image?Processing，1995，4(4)：512-516.)。嵌入式EZ-DCT是將圖像DCT后的系數劃分為不同的層，采用零樹小波編碼的方法進行量化編碼，算法簡單，但壓縮性能不好。層次EZH-DCT利用了圖像DCT后直流系數的相關性，對具有相關性的直流系數進一步DCT處理，大大提高了圖像的壓縮率，但這些直流系數集中了圖像的大部分能量，對于重構圖像的質量起著極其重要的作用，這些系數的失真會嚴重影響重構圖像的質量。

DCT被廣泛應用于圖像編碼，一般將圖像分為8×8的小塊，DCT獨立作用于每個小塊上，這樣在壓縮率比較高時，塊與塊圖像間會產生亮度落差，即方塊效應。DCT塔式結構(又稱層式DCT)具有較高的壓縮質量，可以有效地減小DCT先天性的方塊效應，這主要是因為：經過系數重組后，本層輸入圖因DCT分塊而產生的邊界有一半落入更高一層輸入圖的DCT分塊內，于是原來由這些邊界產生的方塊效應被消除。但是，其編碼效率還有待進一步提高，編碼方案有待進一步簡化。

發明內容

本發明是為解決上述問題進行的研究，其目的是提供一種簡化編碼、進一步提高圖像的壓縮效率和質量的、用于圖像/視頻網絡傳輸的優化的層式離散余弦變換編碼方法。

本發明解決該技術問題采用的技術方案是：對層式DCT的頂層數據不再進行DCT變換編碼，而是將頂層數據直接存儲或傳輸，在解碼過程中也相應地略去了逆離散余弦變換(inverse?discrete?cosine?transform，IDCT)的過程。

具體編碼步驟如下：

(1)編碼器讀入原圖像數據，對編碼器第一層的輸入數據即原圖像，進行N×NDCT變換；

(2)將每個DCT塊均分為4個子塊，把具有相同頻帶的子塊按原來的空間位置組合成同頻子帶，輸入圖像被分成4部分：LL，LH，HL和HH，這四部分分別保持了圖像的低頻信息，水平方向、豎直方向和對角線方向上的高頻細節信息；

(3)對低頻LL子帶作(N/2)×(N/2)IDCT變換，得到的數據作為第二層的輸入數據；剩下的形成倒L形狀的高頻子帶視為第一層數據；

(4)對第二層的輸入數據作相同變換，產生新的數據即第二層數據又作為第三層的輸入數據，依次循環變換下去，直到滿足要求的層數；

(5)對最后一層的輸入數據不進行任何處理，直接作為頂層數據，編碼過程結束。

解碼步驟如下：

(1)解碼器讀入接收到的圖像數據，對輸入的頂層數據進行(N/2)×(N/2)DCT變換；

(2)將變換后的頂層數據與低一層數據進行系數插值處理，即對頂層的低頻系數進行上采樣，插入的數值為低一層所保留的高頻細節信息；

(3)對完成系數插值操作后的數據進行N×NIDCT變換，并將其作為低一層的輸入數據；

(4)對次高層數據進行(N/2)×(N/2)DCT變換，將變換后數據與更低一層數據進行插值操作，依次循環變換下去，直到圖像插值為第一層所保留的高頻細節信息；

(5)對第一層圖像數據進行N×NIDCT變換，得到重構圖像，至此解碼過程結束。