[发明专利]用于嵌入式实时解码器的虚拟小数逆离散余弦变换方法

说明书

技术领域

本发明涉及视频图像的压缩和解压缩技术领域，尤其涉及一种用于嵌入式实时解码器的虚拟小数逆离散余弦变换(IDCT)方法。

背景技术

在视频图像的压缩和解压缩过程，IDCT是图像解码过程中最常用的变换编码之一，也是解码中最核心、运算量最大的模块之一。目前视频图像处理中用到的DCT/IDCT变换主要是16×16、8×8或4×4浮点变换或整数变换。其中整数IDCT与浮点IDCT相比，具有算法明晰简单、运算速度快和占用内存小等优点。但是整数IDCT的算法依然非常复杂，对于8×8二维IDCT，W-Chen算法需要8次一维行变换和8次一维列变换，而一维整数8点IDCT变换，需要26(29)次加法，16(13)次乘法，因此对于8×8二维整数IDCT，理论上最多需要416(464)次加法，256(208)次乘法。

对于一帧图像，比如大小为128×128的图像，有256个块，则最多需要106496(118784)次加法，65536(53248)次乘法。如果对于分辨率更大的图像，比如720×480，1280×1024等的大图像，则加法运算，尤其是乘法运算都非常占用寄存器资源，因此极大影响算法的执行速度，尤其当程序在嵌入式系统，比如DSP上执行时乘法操作对整个程序的执行影响是非常大。

发明内容

(一)要解决的技术问题

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种用于嵌入式实时解码器的虚拟小数IDCT方法，以降低算法执行时的复杂度，提高算法的执行速度，节省程序的执行时间，保证图像的质量。

(二)技术方案

为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于嵌入式实时解码器的虚拟小数逆离散余弦变换方法，该方法由行变换和列变换组成，其包括：

分析整数逆离散余弦变换的系数，所述整数逆离散余弦变换的系数的位数固定；

对于整数逆离散余弦变换行变换，将所述整数逆离散余弦变换的系数在16位所能表示的范围内左移3位，所述整数逆离散余弦变换的输入值为12位，将该12位输入值左移4位得到16位输入值，将左移之后的系数值和输入值相乘，取乘法结果的高16位；

对于整数逆离散余弦变换列变换，将所述整数逆离散余弦变换的系数在16位所能表示的范围内左移3位，所述整数逆离散余弦变换的输入值为14位，将该14位输入值左移2位得到16位输入值，将左移之后的系数值和输入值相乘，取乘法结果的高16位。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明具有以下有益效果：

本发明提供的这种用于嵌入式实时解码器的虚拟小数IDCT方法，由于将整数IDCT的系数值在16位所能表示的范围内进行尽可能多的左移操作，将IDCT的输入值在16位所能表示的范围内进行尽可能多的左移操作，并将左移之后的系数值和输入值相乘，取乘法结果的高16位，所以能够有效降低算法执行时的复杂度，提高算法的执行速度，节省程序的执行时间，保证图像的质量。

附图说明

图1是一维8点IDCT变换的W-Chen算法示意图；

图2是本发明提供的用于嵌入式实时解码器的虚拟小数IDCT的方法流程图；

图3是编码端的重建图像，三帧图像依次是I帧、B帧和P帧；

图4是整数IDCT变换得到的图像，三帧图像依次是I帧、B帧和P帧；

图5是虚拟小数IDCT变换得到的图像，三帧图像依次是I帧、B帧和P帧。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明提出的这种用于嵌入式实时解码器的虚拟小数IDCT方法，由行变换和列变换组成。对于性能有限的嵌入式系统，虚拟小数IDCT变换的优点在于，能大大节省程序的执行时间，保证图像有很好的质量。

这里的虚拟小数IDCT变换是以整数IDCT变换为基础进行的推导，涉及的二维IDCT公式如(1)式所示。