[發明專利]圖像或視頻的編碼方法

無效

• 申請號: 201110391614.3
• 申請日: 2011-12-01
• 公開（公告）號: CN102413331A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發明（設計）人: 王國中;趙海武;程武;李國平;滕國偉;王小根;殷汶杰;范濤;朱洪波
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: H04N7/26
• 分類號: H04N7/26;H04N7/34
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

技術領域

本發明涉及一種圖像或視頻的編碼方法，具體是一種采用類整系數六角變換方法的圖像或視頻的編碼方法。本發明主要是在圖像編碼或者視頻編碼端，將圖像數據或者視頻數據進行快速正向六角變換處理，變換到以正向六角變換矩陣表達的向量空間中；在圖像解碼端或者視頻解碼端，將正向六角變換后的數據進行快速逆向六角變換處理，恢復得到原始的圖像數據或者視頻數據。有利于加快對圖像數據或者視頻數據的壓縮和分析。

背景技術

傳統的視頻編碼標準如ITU制定的H.261，H.263，H.263+，H.264標準以及ISO的MPEG組織制定的MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等都是建立在混合編碼（Hybrid?Coding）框架之上的。所謂混合編碼框架是一種綜合考慮預測、變換和熵編碼的方法框架，有以下主要特點：

（1）利用預測去除時間域的冗余度；

（2）利用變換去除空間域的冗余度；

（3）利用熵編碼去除統計上的冗余度。

上述視頻編碼標準都具有幀內編碼幀（I幀）和幀間編碼幀（P/B幀）。對圖像或者視頻幀以宏塊為基本單位進行編碼，首先進行幀內或者幀間的預測，然后將預測殘差進行二維變換、量化，最后對量化系數進行熵編碼。由于視頻數據和圖像數據在空間域上有較強的相關性，二維變換是提高編碼增益的關鍵因素，因此二維變換是視頻編碼和圖像編碼的很重要的部分。

離散余弦變換（DCT）通常用于圖像數據和視頻數據的塊變換編碼，這是因為對于各種信號，離散余弦變換非常近似于統計最佳的K-L變換。離散余弦變換被廣泛應用于各種視頻/圖像編碼標準中。離散余弦變換的一個缺點是將待變換數據塊的各個位置上的數據同等對待，和預測殘差的分布規律不相吻合。經過各種預測后，圖像和視頻中的塊數據的空間相關性發生了變化，在統計意義上，塊中心的像素預測匹配較好，預測殘差較小，而塊邊緣的像素預測匹配較差，預測殘差較大。

六角變換能夠適應預測殘差的統計特性，克服DCT的不足之處。所謂六角變換，即根據六個角度導出的變換矩陣進行的變換。設a₁、a₂、a₃、a₄、a₅、a₆是六個角度，令

C=cosa₁，D=sina₁，

E=cosa₂，F=sina₂，

G=cosa₃，H=sina₃，

I=cosa₄，J=sina₄，

K=cosa₅，L=sina₅，

M=cosa₆，N=sina₆，

則變換矩陣如下：

設X是空間域的8x8數據塊，Y是X經過正向六角變換得到的變換域的8x8數據塊，則正向六角變換可以描述為

Y?=?T′XT

逆向六角變換可以描述為

X?=?TYT′

在上述的快速算法中，C、D、E、F、G、H、I、J、K、L、M、N都是浮點數，而且不同的浮點運算裝置會存在不同的精度，例如有些浮點運算裝置用32位表示一個浮點數，有些浮點運算裝置用64位表示一個浮點數。精度的不同會造成運算結果不同。在數字圖像和視頻的編碼解碼過程中，如果編碼器和解碼器中的浮點運算裝置的精度不同，就會造成編碼器和解碼器所得到的重建圖像不同。這種現象被稱為編解碼失配。