[發明專利]一種DCT/IDCT變換優化方法和系統

有效

• 申請號: 202110507116.4
• 申請日: 2021-05-10
• 公開（公告）號: CN112911289B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 何利蓉
• 申請（專利權）人: 杭州雄邁集成電路技術股份有限公司
• 主分類號: H04N19/124
• 分類號: H04N19/124;H04N19/42;H04N19/625
• 代理公司: 杭州裕陽聯合專利代理有限公司 33289
• 代理人: 田金霞

本發明公開了一種DCT/IDCT變換優化方法和系統，所述方法包括如下步驟：獲取DCT/IDCT變換系數矩陣；將所述DCT/IDCT變換系數矩陣中的系數值根據變換系數位寬進行改值優化，生成優化后DCT/IDCT變換系數矩陣；根據DCT/IDCT優化前后的變換系數比例關系，計算誤差補償參數；根據所述誤差補償參數分別計算新的量化參數和反量化參數；將優化后的DCT/IDCT變換系數矩陣、所述量化參數和所述反量化參數用于視頻圖像壓縮編碼。所述方法和系統將優化后的DCT/IDCT變換結果采用優化后的量化和反量化參數進行補償，從而在不影響視頻或圖像質量、不增加額外電路開銷的基礎上降低了DCT/IDCT的運算復雜度，降低視頻圖像壓縮編碼成本。

技術領域

本發明涉及視頻、圖像壓縮領域，特別涉及一種DCT/IDCT變換優化方法和系統。

背景技術

目前，DCT與量化廣泛的用于視頻、圖像壓縮編碼領域，兩者通常以組合的形式出現。在實際應用中，先通過DCT把圖像從數據能量平鋪的時域變換到能量主要集中到左上角頻域，再通過后續的量化處理，剔除右下角數據量基本為0的數據，從而達到減少編碼數據的目的。而反量化與IDCT則是其反過程，用于將量化處理過的數據恢復成視頻圖像，視頻壓縮編解碼中不可或缺。現有的DCT變換優化方法如下：

DCT的數學表達式為：

IDCT的數學表達式為：

其中，A為DCT變換系數矩陣，A’為A的轉置矩陣，表示矩陣乘運算，X為輸入的圖像數據，W為DCT變換的結果，Z為反量化結果，X₁為IDCT變換結果。

DCT變換系數矩陣A的數學表達式如下所示：

其中，N為DCT變換的尺寸，i和j為DCT變換系數在矩陣A中的行號和列號，取值范圍均為0～N-1，n+1為DCT變換由小數變為整數的位寬。

上述現有的DCT和IDCT變換運算較為復雜，且運算次數多在實際數字電路實現中，占用的資源開銷巨大，導致視頻圖像壓縮編碼成本高。

發明內容

本發明其中一個發明目的在于提供一種DCT/IDCT變換優化方法和系統，所述方法和系統將優化后的DCT/IDCT變換結果采用優化后的量化和反量化參數進行補償，從而在不影響視頻或圖像質量、不增加額外電路開銷的基礎上降低了DCT/IDCT的運算復雜度，降低視頻圖像壓縮編碼成本。

本發明另一個發明目的在于提供一種DCT/IDCT變換優化方法和系統，所述方法和系統先通過改變DCT/IDCT系數的值進行變換過程的優化，優化的變換結果具有一定的誤差，根據變換誤差修正量化參數，從而達到優化后的DCT-量化結果/IDCT-量化結果與優化前的結果相同，降低變換運算的復雜度下保證視頻或圖像解碼的一致性。

本發明另一個發明目的在于提供一種誤差補償方法，所述方法根據DCT/IDCT優化前后的變換系數比例關系，推導計算優化后的誤差補償參數，從而使得經過所述誤差補償參數更新的量化參數和反量化參數用于視頻圖像壓縮編碼結果不失真。

為了實現上述發明目的，本發明進一步提供一種DCT/IDCT變換優化方法，所述方法包括如下步驟：

獲取DCT/IDCT變換系數矩陣；

將所述DCT/IDCT變換系數矩陣中的系數值根據變換系數位寬進行改值優化，生成優化后DCT/IDCT變換系數矩陣；

根據DCT/IDCT優化前后的變換系數比例關系，計算誤差補償參數；

根據所述誤差補償參數分別計算新的量化參數和反量化參數；

將優化后的DCT/IDCT變換系數矩陣、所述量化參數和所述反量化參數用于視頻圖像壓縮編碼。