离散余弦逆变换方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及视频多媒体技术开发领域，公开了一种离散余弦逆变换方法及装置。本发明中，通过统计离散余弦逆变换IDCT之前的矩阵中非零系数的个数，并根据非零系数的个数，进行可变系数的IDCT处理，对不同块的DCT非零系数情况采用不同的IDCT过程，而不全是采用全系数IDCT处理，使得离散余弦逆变换的处理速度得以提高，从而提升了多媒体解码器的性能。
【专利说明】离散余弦逆变换方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及视频多媒体技术开发领域，特别涉及视频、图像编解码器中的离散余弦逆变换方法及装置。
【背景技术】
[0002]二维的离散余弦变换(以下简称DCT)和离散余弦逆变换(以下简称IDCT)在许多图像和视频数据压缩应用中起着关键的作用，是实现多种多媒体压缩标准(例如联合图像专家组JPEG、H.263、H.264、动态图像专家组MPEG系列协议)编解码算法的重要组成部分。DCT是把正交矩阵的时序变为频率信号，是一种近似于傅立叶变换的正交变换。这种变换具有输入序列的功率(平方和)同变换序列的功率相等的特点。也就是说，如果在某一地方由于变换导致功率集中的话，那么其它部分的功率将变小。图像信号具有在低频段时功率集中的特性，使高频率的功率变小。另外，人眼对高频段信号的视觉特性也不太敏感，利用这些特性，可对低频段部分进行细量化，而对高频段部分进行粗量化。
[0003]DCT先将整体图像分成NXN像素块，再对NXN块像素逐一进行DCT。由于大多数图像高频分量较小，相应于图像高频成分的失真不太敏感，可以用更粗的量化，在保证所要求的图质下，舍弃某些次要信息，这样，传送变换系数所用的数据率要大大小于传送像素所用的数据率。数据传送到接收端后，再通过IDCT变回到样值。这样做虽然会有一定的失真(也就是说这种压缩方式是有损的)，但大多数情况下，并不要求经压缩后的图像和原图完全相同，而允许有少量失真，只要这些失真不被人眼察觉就可以接受。这给压缩比的提高提供了有利的条件，可允许 的失真愈多，可实现的压缩效率就愈高。
[0004]以N=S为例进行分析。二维8x8离散余弦变换和逆变换，分别完成的是数据从时域到频域，从频域到时域的变换，公式分别是:
【权利要求】
1.一种离散余弦逆变换方法，其特征在于，包含以下步骤: A.统计欲进行离散余弦逆变换IDCT的矩阵中非零系数的个数； B.根据所述非零系数的个数，进行可变系数的IDCT处理。
2.根据权利要求1所述的离散余弦逆变换方法，其特征在于，在所述步骤B中，包含以下子步骤: a.如果所述非零系数的个数为零，则不进行IDCT处理； b.如果只有直流DC系数为非零系数，则进行单系数IDCT处理； c.如果所述非零系数的个数小于或者等于预设值，则进行预设个数系数IDCT处理；其中，所述预设值至少有I个，并根据DCT变换后系数的特点统计确定；所述预设个数系数IDCT处理的个数与所述预设值的个数相对应； d.如果所述非零系数不满足所述a、b、c中提到的三种情况，则进行全系数IDCT处理。
3.根据权利要求2所述的离散余弦逆变换方法，其特征在于，在确定所述预设值的步骤中，包含以下子步骤: 输入不同类型的运动序列； 根据指定多媒体压缩标准中IDCT块大小、编码后DCT非零系数统计情况和实现过程中所采用的处理器特点，统计所有运动序列中不同非零系数个数块所占的比例和多媒体解码算法整体效率，确定所述预设值。
4.根据权利要求1至3任一项所述的离散余弦逆变换方法，其特征在于，所述IDCT为NXN IDCT ;其中，所述N根据采用的多媒体压缩标准设定； 所述多媒体压缩标准包含:联合图像专家组JPEG、H.263,H.264、动态图像专家组MPEG系列协议。
5.根据权利要求4所述的离散余弦逆变换方法，其特征在于，所述IDCT为MPEG-4标准解码中的二维8X8IDCT ； 所述欲进行IDCT的矩阵为逆之字形zigzag扫描变换之前的矩阵； 在进行预设个数系数IDCT处理步骤中，包含以下子步骤: 如果所述逆zigzag扫描变换之前的矩阵中最多只有前8个系数不为O，其他数据全都为O，则进行8系数IDCT处理； 如果所述逆zigzag扫描变换之前的矩阵中最多只有前20个系数不为0，其他数据全都为0，则进行20系数IDCT处理； 如果所述逆之字形扫描变换之前的矩阵中最多只有前34个系数不为0，其他数据全都为0，则进行34系数IDCT处理。
6.一种离散余弦逆变换装置，其特征在于，包含:统计模块、IDCT处理模块； 其中，所述统计模块用于统计欲进行IDCT的矩阵中非零系数的个数； 所述IDCT处理模块用于根据所述非零系数的个数，进行可变系数的IDCT处理。
7.根据权利要求6所述的离散余弦逆变换装置，其特征在于，所述IDCT处理模块包含以下子模块:非零系数判定子模块、单系数IDCT子模块、预设个数系数IDCT子模块、全系数IDCT子模块； 所述非零系数判定子模块用于判断所述非零系数的个数； 所述IDCT处理模块在所述非零系数判定子模块判定所述非零系数的个数为零时，不进行IDCT处理； 所述单系数IDCT子模块在所述非零系数判定子模块判定只有直流DC系数为非零系数时，进行单系数IDCT处理； 所述预设个数系数IDCT子模块在所述非零系数判定子模块判定所述非零系数的个数小于或者等于预设值时，进行预设个数系数IDCT处理；其中，所述预设值至少有I个，并根据DCT变换后系数的特点统计确定；预设个数系数IDCT子模块的个数与所述预设值的个数相对应； 所述全系数IDCT子模块在所述非零系数判定子模块判定所述非零系数的个数不为零，且不满足采用所述单系数IDCT子模块、所述预设个数系数IDCT子模块的处理条件时，进行全系数IDCT处理。
8.根据权利要求7所述的离散余弦逆变换装置，其特征在于，所述预设个数系数IDCT子模块中的预设值，通过输入不同类型的运动序列，并根据指定多媒体压缩标准中IDCT块大小、编码后DCT非零系数统计情况和实现过程中所采用的处理器特点，统计所有运动序列中不同非零系数个数块所占的比例和多媒体解码算法整体效率确定。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的离散余弦逆变换装置，其特征在于，所述IDCT处理模块进行NXN IDCT ;其中，所述N根据采用的多媒体压缩标准设定； 所述多媒体压缩标准包含:联合图像专家组JPEG、H.263,H.264、动态图像专家组MPEG系列协议。
10.根据权利要求9所述的离散余弦逆变换装置，其特征在于，所述IDCT处理模块进行MPEG-4标准解码中的二维8X8IDCT ； 所述统计模块中统计的欲进行IDCT的矩阵为逆之字形zigzag扫描变换之前的矩阵； 所述非零系数判定子模块判断所述逆zigzag扫描变换之前的矩阵中非零系数的个数； 所述预设个数系数IDCT子模块包含以下子模块:8系数IDCT子模块、20系数IDCT子模块、34系数IDCT子模块； 所述8系数IDCT子模块在所述非零系数判定子模块判定所述逆zigzag扫描变换之前的矩阵中最多只有前8个系数不为0，其他数据全都为O时，进行8系数IDCT处理； 所述20系数IDCT子模块在所述非零系数判定子模块判定所述逆zigzag扫描变换之前的矩阵中最多只有前20个系数不为0，其他数据全都为O时，进行20系数IDCT处理； 所述34系数IDCT子模块在所述非零系数判定子模块判定所述逆之字形扫描变换之前的矩阵中最多只有前34个系数不为0，其他数据全都为O时，进行34系数IDCT处理。
【文档编号】H04N19/625GK103905830SQ201210580606
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月27日 优先权日:2012年12月27日
【发明者】付宝玲 申请人:联芯科技有限公司