[发明专利]应用Golomb-Rice编码法的DCT压缩法

说明书

本发明是国际申请日为2002年6月17日、PCT国际申请号为PCT/US02/19407、中国专利申请号为02816802X、题为“应用Golomb-Rice编码法的DCT压缩法”的专利申请的分案申请。 

技术领域

本发明涉及图形处理与压缩，尤其涉及应用Golomb-Rice的DCT系数编码法。 

背景技术

在数字信号处理的一般规范内，数字图片处理具有显著的地位。在数字图片处理技术与科学中，人的视觉的重要性颇引人关注。在视频信号收发领域中，诸如投影电影，正对图像压缩技术进行各种改进。许多现有的和提议的视频系统都利用了数字编码技术，包括图形编码、图像恢复与图像特征选择。图像编码表示试图以有效的方式发送数字通信信道的图片，尽量用少的位以减小所需的带宽，同时使畸变保持在一定极限之内。图像恢复是复原目标的真实图像。经通信信道发送的编码图像会被各种因素畸变，劣化源由从目标形成图像而引起。特征选择指某些图片属性的选择，这类属性为在更广泛范围内的识别、分类与判断所需。 

数字电影等视频的数字编码，是一个得益于图像压缩技术改进的领域。数字图像压缩一般分为两类：无损法和有损法。无损图像恢复时不损失任何信息。有损法涉及某些信息不可挽回的损失，具体视压缩比、压缩算法质量与算法实施情况而定。通常，为达到经济的数字电影法所期望的压缩比，就考虑有损压缩法。为实现数字电影质量水平，压缩法应提供目视无损水平的性能。因此，虽然压缩处理存在数学上的信息损失，但在正常观看条件下，观众应该看不出该损失造成的图像畸变。 

对其它应用即电视系统已开发出诸现有的数字图像压缩技术，这类技术对原来的应用虽然作出了设计上的折衷，但并未满足电影放映所需的质量要求。 

数字电影压缩技术应提供看电影的人以前经历过的观看质量。数字电影的观看质量最好要超过高质量的发行电影拷贝的质量，同时压缩技术应具有可实践的高编码效率。按本文规定，编码效率指压缩图像质量达到某一定性水平所需的位速率。而且，系统与编码技术应具有适应不同格式的内在灵活性而且是经济的，即小规模而有效的译码器或编码器处理。 

现有的许多压缩技术虽具有高的压缩水平，但会造成视频信号的质量劣化。通常，传递压缩信息的技术要求压缩信息以恒定位速率传递。 

既能提供高压缩水平又可对视频信号保持期望质量水平的一种压缩技术，应用了自适应定尺寸的编码“离散余弦变换(DCT)”系数数据块与分块，该技术下称“自适应块尺寸离散余弦变换(ABSDCT)法。题为“Adaptive BlockSize Image Compression Method and System”的美国专利NO.5,021,891揭示了该技术。该专利已转让给本发明的受让人，通过引用包括在这里。题为“Adaptive Block Size Image Compression Method and System”的美国专利NO.5,107,345也揭示了DCT技术，该专利已转让给本发明受让人，通过引用包括在这里。另外，题为“Adaptive Block Size Image Compression Methodand System”的美国专利NO.5,452,104还讨论了ABSDCT技术与“差分象限树变换”技术的组合使用，该专利也已转让给本发明受让人，通过引用包括在这里。这些专利所揭示的系统应用了所谓的“帧内”编码法，图像数据的各帧编码时与任何其它帧的内容无关。应用ABSDCT技术，可实现的数据率能从每秒15亿位减到每秒0.5亿位，看不出像质劣化。 

ABSDCT技术可压缩黑白或彩色图像或者代表图像的信号。彩色输入信号可以是YIQ格式，Y是辉度或亮度样本，I和Q位色度或彩色样本，格式为4:4:4或另一种格式。也可应用其它已知的格式，如YUV、YC_bC_r或RGB格式。由于眼睛对彩色的空间灵敏度低下，大多数研究表明，沿水平与垂直方向把彩色分量的副样本减小到1/4是合适的，因而视频信号可用四个亮度分量和两个色度分量表示。