[发明专利]一种DCT/IDCT变换优化方法和系统

说明书

本发明公开了一种DCT/IDCT变换优化方法和系统，所述方法包括如下步骤：获取DCT/IDCT变换系数矩阵；将所述DCT/IDCT变换系数矩阵中的系数值根据变换系数位宽进行改值优化，生成优化后DCT/IDCT变换系数矩阵；根据DCT/IDCT优化前后的变换系数比例关系，计算误差补偿参数；根据所述误差补偿参数分别计算新的量化参数和反量化参数；将优化后的DCT/IDCT变换系数矩阵、所述量化参数和所述反量化参数用于视频图像压缩编码。所述方法和系统将优化后的DCT/IDCT变换结果采用优化后的量化和反量化参数进行补偿，从而在不影响视频或图像质量、不增加额外电路开销的基础上降低了DCT/IDCT的运算复杂度，降低视频图像压缩编码成本。

技术领域

本发明涉及视频、图像压缩领域，特别涉及一种DCT/IDCT变换优化方法和系统。

背景技术

目前，DCT与量化广泛的用于视频、图像压缩编码领域，两者通常以组合的形式出现。在实际应用中，先通过DCT把图像从数据能量平铺的时域变换到能量主要集中到左上角频域，再通过后续的量化处理，剔除右下角数据量基本为0的数据，从而达到减少编码数据的目的。而反量化与IDCT则是其反过程，用于将量化处理过的数据恢复成视频图像，视频压缩编解码中不可或缺。现有的DCT变换优化方法如下：

DCT的数学表达式为：

IDCT的数学表达式为：

其中，A为DCT变换系数矩阵，A’为A的转置矩阵，表示矩阵乘运算，X为输入的图像数据，W为DCT变换的结果，Z为反量化结果，X₁为IDCT变换结果。

DCT变换系数矩阵A的数学表达式如下所示：

其中，N为DCT变换的尺寸，i和j为DCT变换系数在矩阵A中的行号和列号，取值范围均为0～N-1，n+1为DCT变换由小数变为整数的位宽。

上述现有的DCT和IDCT变换运算较为复杂，且运算次数多在实际数字电路实现中，占用的资源开销巨大，导致视频图像压缩编码成本高。

发明内容

本发明其中一个发明目的在于提供一种DCT/IDCT变换优化方法和系统，所述方法和系统将优化后的DCT/IDCT变换结果采用优化后的量化和反量化参数进行补偿，从而在不影响视频或图像质量、不增加额外电路开销的基础上降低了DCT/IDCT的运算复杂度，降低视频图像压缩编码成本。

本发明另一个发明目的在于提供一种DCT/IDCT变换优化方法和系统，所述方法和系统先通过改变DCT/IDCT系数的值进行变换过程的优化，优化的变换结果具有一定的误差，根据变换误差修正量化参数，从而达到优化后的DCT-量化结果/IDCT-量化结果与优化前的结果相同，降低变换运算的复杂度下保证视频或图像解码的一致性。

本发明另一个发明目的在于提供一种误差补偿方法，所述方法根据DCT/IDCT优化前后的变换系数比例关系，推导计算优化后的误差补偿参数，从而使得经过所述误差补偿参数更新的量化参数和反量化参数用于视频图像压缩编码结果不失真。

为了实现上述发明目的，本发明进一步提供一种DCT/IDCT变换优化方法，所述方法包括如下步骤：

获取DCT/IDCT变换系数矩阵；

将所述DCT/IDCT变换系数矩阵中的系数值根据变换系数位宽进行改值优化，生成优化后DCT/IDCT变换系数矩阵；

根据DCT/IDCT优化前后的变换系数比例关系，计算误差补偿参数；

根据所述误差补偿参数分别计算新的量化参数和反量化参数；

将优化后的DCT/IDCT变换系数矩阵、所述量化参数和所述反量化参数用于视频图像压缩编码。