[发明专利]一种用于图像处理的近似离散余弦变换方法

说明书

一种用于图像处理的近似离散余弦变换方法，涉及离散余弦变换技术。本发明将近似计算和传统离散余弦变换方法相结合，在一维行DCT变换方法和一维列DCT变换方法中加入近似计算，改进DCT系数，将进行DCT变换的数据中的部分设为0，将本发明中的DCT变换过程中的部分加法器变为近似加法器。本发明与传统离散余弦变换方法相比，能够在保证图像处理质量的情况下将功耗降低30％左右；相比与传统的一维行/列DCT变换，且本发明提出的一维行DCT变换方法能节约17个加法器，2个减法器，一维列DCT变换方法能节约15个加法器。

技术领域

本发明涉及离散余弦变换技术，特别涉及一种用于图像处理的近似离散余弦变换方法。

背景技术

随着时代的进步，以视频为主的多媒体设备如高清电视、手机已成为当今必不可少的消费品。其中，数字视频信号是一种直观、生动、高效的视频信号，它具有强的抗干扰能力，并有利于传输，交换以及存储，但它的缺点是数据量大。人类仅通过扩大存储容量以及增加通信线路的传输速率是达不到对海量数字视频信号的要求，因此提出了数字压缩技术，该技术可以有效的减少数字视频信号数据量，其中离散余弦变换是一种高效的数字压缩技术。

图像数据压缩指的是对图像数据做变换，去除图像内部数据的冗余度，减少压缩数据编码的位数。其中最佳变换是Karhunen-Loeve正交变换，但它实现起来较为困难。而离散余弦变换是仅次于Karhunen-Loeve正交变换的次最佳变换，离散余弦变换的特点是：

(1)离散余弦变换是一种正交变换，可以有效去除高度相关图像数据的冗余性；

(2)离散余弦变换具有非常好的能量聚焦性，经过变换，信号能量的绝大部分被集中到变换域的少数系数上；

(3)对于具有一阶平稳马尔可夫过程性质的信号(大多数自然图像信号属于这种类型)，离散余弦变换非常接近统计最佳Karhunen-Loeve正交变换；

(4)离散余弦变换具有可实现的快速算法。

离散余弦变换应用于数字视频压缩技术中，降低离散余弦变换器的功耗可有效降低数字视频压缩需要的功耗。降低功耗的方法有很多，比如降电压、选择低功耗器件、分区/分时供电、降低处理器的时钟频率等。这些方法都可以有效降低系统的功耗，但它们也大幅度降低了系统的运行速度。

人眼对图像、视频数据不敏感，即轻微降低图像、视频数据的质量，人眼无法分别出其中的差距。基于这个特点，通过选取合适的算法和架构，使系统精度与系统能耗进行一个折中，这样既可以有效降低系统的功耗，又不影响信息的识别，也不会降低系统的运行速度。近似计算就是通过寻求合适的算法和架构来达到系统精度与系统能耗的折中。

发明内容

本发明提出一种近似离散余弦变换方法，将近似计算和传统离散余弦变换方法相结合，适用于8×8像素值矩阵的数据处理。

本发明的技术方案如下：

一种用于图像处理的近似离散余弦变换方法，包括以下步骤：

步骤一：将8×8像素值矩阵的图像数据进行一维行DCT变换得到一维行DCT变换结果，所述行DCT变换方法为：

n0＝[(m0+m7)+(m1+m6)+(m2+m5)+(m3+m4)]×d，

n1＝(m3-m4)×g+(m0-m7)×a+[(m1-m6)×1.5+(m2-m5)]×e，

n2＝{[(m0+m7)-(m3+m4)]×2.5+(m1+m6)-(m2+m5)}×f，

n3＝(m0-m7)×1.5×e-(m1-m6)×g-(m2-m5)×a，

n4＝[(m0+m7)+(m4+m3)-(m6+m1)-(m2+m5)]×d，