專利名稱：圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法和裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)如ITU制定的H.261，H.263，H.26L，H.264標(biāo)準(zhǔn)以及ISO的MPEG組織制定的MEPG-1，MPEG-2，MPEG-4等都是基于混合編碼，即Hybrid Coding框架之上的。所謂混合編碼框架是綜合考慮預(yù)測(cè)，變換以及熵編碼的方法的編碼框架，有以下主要特點(diǎn)1)利用預(yù)測(cè)去除時(shí)間域的冗余度；2)利用變換去除空間域的冗余度；3)而用熵編碼去除統(tǒng)計(jì)上的冗余度；上述視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)都具有幀內(nèi)編碼幀，即I幀，和幀間編碼幀，即P幀，I幀和P幀采用不同的編碼方法。I幀的編碼過(guò)程如下對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)或幀內(nèi)預(yù)測(cè)得到的殘差塊進(jìn)行二維變換；然后在變換域中對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行量化；最后進(jìn)行熵編碼，即Huffman編碼或者算術(shù)編碼等。P幀的編碼過(guò)程如下采用運(yùn)動(dòng)估計(jì)得到運(yùn)動(dòng)矢量，然后采用基于運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)膸g預(yù)測(cè)，接著對(duì)幀間預(yù)測(cè)得到的殘差塊進(jìn)行二維變換，再對(duì)變換域系數(shù)進(jìn)行量化，最后進(jìn)行熵編碼。
傳統(tǒng)的圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)，如JPEG標(biāo)準(zhǔn)，與視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)有著相近之處，對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)或圖像內(nèi)預(yù)測(cè)得到的殘差塊進(jìn)行二維變換；然后在變換域中對(duì)變換系數(shù)進(jìn)行量化；最后進(jìn)行熵編碼。
由于視頻數(shù)據(jù)和圖像數(shù)據(jù)在空間域上較強(qiáng)的相關(guān)性，二維變換是提高編碼增益的關(guān)鍵因素，因此二維變換是視頻編碼和圖像編碼的很重要的部分。
離散余弦變換(DCT)變換或逼近于離散余弦變換的整數(shù)變換通常用于圖像數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)的塊變換編碼，這是因?yàn)閷?duì)于各種信號(hào)，離散余弦變換和整數(shù)變換非常近似于統(tǒng)計(jì)最佳的K-L變換。離散余弦變換和整數(shù)變換被廣泛應(yīng)用于各種視頻/圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)中。在現(xiàn)有的視頻/圖像編碼標(biāo)準(zhǔn)中，部分標(biāo)準(zhǔn)采用4×4變換方法對(duì)色度/亮度塊全部進(jìn)行4×4變換處理，部分標(biāo)準(zhǔn)采用8×8變換方法對(duì)色度/亮度塊全部進(jìn)行8×8變換處理。采用4×4變換方法計(jì)算量小，但是去除信號(hào)相關(guān)性能力也小，而采用8×8變換方法較4×4變換方法計(jì)算量大，去除信號(hào)相關(guān)性能力大，但是對(duì)于由4個(gè)4×4塊拼接而成的8×8塊數(shù)據(jù)進(jìn)行8×8變換，其效果不佳。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法和裝置，能對(duì)8×8和4×4輸入圖像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行8×8變換和兼容的4×4變換。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下方案1使用8×8垂直正向變換矩陣中的偶數(shù)行變換系數(shù)和8×8水平正向變換矩陣中的偶數(shù)列變換系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4正向變換如下1)一個(gè)8×8垂直正向變換矩陣T8v中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8v中的第k行第0列的系數(shù)tk0表示為nk，0≤k≤7，T8v表示如下T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n5n3n7-n7-n3-n5-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3n7-n1-n5n5n1-n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1-n7n3-n3n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n3n5-n1n1-n5n3-n7]]>或T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n3n5n7-n7-n5-n3-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3-n7-n1-n5n5n1n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1n7n3-n3-n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n5n3-n1n1-n3n5-n7,]]>并且， 其中，ti，tj分別代表了T8v中第i，j行的行向量，tjT是tj的轉(zhuǎn)置列向量，選取T8v的偶數(shù)行系數(shù)，組成兼容的4×4垂直正向變換矩陣T4v，如下
T4v=t0t1t2t3=n0n0n0n0n2n6-n6-n2n4-n4-n4n4n6-n2n2-n6;]]>2)一個(gè)8×8水平正向變換矩陣T8h中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8h中的第0行第k列的系數(shù)t0k表示為nk，0≤k≤7，T8h表示如下T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n5n6n7-n4-n1-n2-n3n0n3-n6-n1-n4-n7n2n5n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n3-n6n1-n4n7n2-n5n0-n5n6-n7-n4n1-n2n3n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7]]>或T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n3n6-n7-n4-n1-n2-n5n0n5-n6-n1-n4n7n2n3n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n5-n6n1-n4-n7n2-n3n0-n3n6n7-n4n1-n2n5n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7,]]>并且， 其中，tiT，tjT分別代表了T8h中第i，j列的列向量，tj是tjT的轉(zhuǎn)置行向量，選取T8h的偶數(shù)列系數(shù)，組成兼容的4×4水平正向變換矩陣T4h，如下T4h=t0t1t2t3T=n0n2n4n6n0n6-n4-n2n0-n6-n4n2n0-n2n4-n6;]]>3)根據(jù)8×8正向變換矩陣對(duì)8×8輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行8×8正向變換處理，C8×8＝T8v×B8×8×T8h，其中，B8×8表示8行8列的8×8正向變換輸入數(shù)據(jù)塊，C8×8代表了8×8正向變換的中間結(jié)果；4)根據(jù)4×4正向變換矩陣對(duì)4×4輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行4×4正向變換處理，C4×4＝T4v×B4×4×T4h，其中，B4×4表示4行4列的4×4正向變換輸入數(shù)據(jù)塊，C4×4代表了4×4正向變換的中間結(jié)果。
兼容4×4正向變換的8×8正向變換方法的裝置包括用于接受存儲(chǔ)正向變換的輸入數(shù)據(jù)的輸入裝置；對(duì)輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行正向兼容變換處理的正向兼容變換裝置，其中包括的算術(shù)邏輯單元可以用乘法運(yùn)算，加法運(yùn)算和移位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)該處理；對(duì)正向兼容變換處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行正向縮放處理的正向縮放裝置，其中包括的算術(shù)邏輯單元可以用乘法運(yùn)算，加法運(yùn)算和移位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)該處理；用于存儲(chǔ)正向變換后的數(shù)據(jù)并提供輸出的輸出裝置；輸入裝置與正向兼容變換裝置之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸輸入數(shù)據(jù)；正向兼容變換裝置與正向縮放裝置之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸正向兼容變換處理后的數(shù)據(jù)；正向縮放裝置與輸出裝置之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸正向變換后的數(shù)據(jù)。
方案2使用8×8垂直逆向變換矩陣中的偶數(shù)列變換系數(shù)和8×8水平逆向變換矩陣中的偶數(shù)行變換系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4逆向變換如下1)一個(gè)8×8垂直逆向變換矩陣T8v中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8v中的第0行第k列的系數(shù)t0k表示為nk，0≤k≤7，T8v表示如下T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n5n6n7-n4-n1-n2-n3n0n3-n6-n1-n4-n7n2n5n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n3-n6n1-n4n7n2-n5n0-n5n6-n7-n4n1-n2n3n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7]]>或
T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n3n6n7-n4-n1-n2-n5n0n5-n6-n1-n4-n7n2n3n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n5-n6n1-n4-n7n2-n3n0-n3n6-n7-n4n1-n2n5n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7,]]>并且， 其中，tiT，tjT分別代表了T8v中第i，j列的列向量，tj是tjT的轉(zhuǎn)置行向量，選取T8v的偶數(shù)列系數(shù)，組成兼容的4×4垂直逆向變換矩陣T4v，如下T4h=t0t1t2t3T=n0n2n4n6n0n6-n4-n2n0-n6-n4n2n0-n2n4-n6;]]>2)一個(gè)8×8水平逆向變換矩陣T8h中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8h中的第k行第0列的系數(shù)tk0表示為nk，0≤k≤7，T8h表示如下T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n5n3n7-n7-n3-n5-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3n7-n1-n5n5n1-n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1-n7n3-n3n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n3n5-n1n1-n5n3-n7]]>或T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n3n5n7-n7-n5-n3-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3-n7-n1-n5n5n1n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1n7n3-n3-n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n5n3-n1n1-n3n5-n7,]]>
并且， 其中，ti，tj分別代表了T8h中第i，j行的行向量，tjT是tj的轉(zhuǎn)置列向量，選取T8h的偶數(shù)行系數(shù)，組成兼容的4×4垂直正向變換矩陣T4h，如下T4h=t0t1t2t3=n0n0n0n0n2n6-n6-n2n4-n4-n4n4n6-n2n2-n6;]]>3)根據(jù)8×8逆向變換矩陣對(duì)8×8逆向縮放處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行8×8逆向變換處理，B8×8＝T8v×C8×8×T8h，其中，C8×8代表了8×8逆向變換的中間結(jié)果，B8×8表示8行8列的8×8逆向變換輸出數(shù)據(jù)塊，T8v和T8h分別代表了8×8垂直逆向變換矩陣和8×8水平逆向變換矩陣；4)根據(jù)4×4逆向變換矩陣對(duì)4×4逆向縮放處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行4×4逆向變換處理，B4×4＝T4v×C4×4×T4h，其中，C4×4代表了4×4逆向變換的中間結(jié)果，B4×4表示4行4列的4×4逆向變換輸出數(shù)據(jù)塊，T4v和T4h分別代表了4×4垂直逆向變換矩陣和4×4水平逆向變換矩陣。
兼容4×4逆向變換的8×8逆向變換方法的裝置包括用于接受存儲(chǔ)逆向變換的輸入數(shù)據(jù)的輸入裝置；對(duì)輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行逆向縮放處理的逆向縮放裝置，其中包括的算術(shù)邏輯單元可以用乘法運(yùn)算，加法運(yùn)算和移位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)該處理；對(duì)逆向縮放處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向兼容變換處理的逆向兼容變換裝置，其中包括的算術(shù)邏輯單元可以用乘法運(yùn)算，加法運(yùn)算和移位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)該處理；用于存儲(chǔ)逆向變換后的數(shù)據(jù)并提供輸出的輸出裝置；輸入裝置與逆向縮放裝置之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸輸入數(shù)據(jù)；逆向縮放裝置與逆向兼容變換裝置之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸逆向縮放處理后的數(shù)據(jù)；逆向兼容變換裝置與輸出裝置之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸逆向變換后的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果本發(fā)明兼容的8×8變換方法主要是將8×8圖像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行可逆變換處理，同時(shí)兼容的4×4變換將4×4圖像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行可逆變換處理，能夠在變換域中對(duì)圖像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本發(fā)明中的兼容4×4變換和8×8變換的裝置完全實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的變換方法。由于本發(fā)明采用的方法和裝置兼容4×4變換和8×8變換，無(wú)需任何附加計(jì)算或硬件開(kāi)銷就能同時(shí)實(shí)現(xiàn)4×4變換和8×8變換，根據(jù)輸入的圖像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)的塊大小和特點(diǎn)，合理的選擇變換類型，從而提高了變換編碼的效率。本方法并不限于圖像編碼和視頻編碼領(lǐng)域，可以推廣至其他信號(hào)處理的應(yīng)用中。同時(shí)本發(fā)明的方法具有一定的可擴(kuò)展性，可以與眾多的信號(hào)處理方法相結(jié)合，并可以實(shí)現(xiàn)不同應(yīng)用范圍的信號(hào)處理。
圖1是兼容4×4正向變換的8×8正向變換裝置的示意圖.
圖2是兼容4×4逆向變換和8×8逆向變換裝置的示意圖。
圖3是正向兼容變換單元的示意圖。
圖4是逆向兼容變換單元的示意圖。
圖5是兼容4×4變換的8×8變換裝置的圖像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
圖像數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)可以被劃分為不同大小的塊進(jìn)行變換。例如，4×4，4×8，8×4，8×8，4×16，16×4，16×8，8×16和16×16等。對(duì)于這些不同大小的塊，可以使用大小為4×4或8×8正向變換矩陣進(jìn)行變換。具體方法如下一、使用8×8垂直正向變換矩陣中的偶數(shù)行變換系數(shù)和8×8水平正向變換矩陣中的偶數(shù)列變換系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4正向變換，其中1)一個(gè)8×8垂直正向變換矩陣T8v中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8v中的第k行第0列的系數(shù)tk0表示為nk，0≤k≤7，T8v表示如下
T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n5n3n7-n7-n3-n5-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3n7-n1-n5n5n1-n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1-n7n3-n3n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n3n5-n1n1-n5n3-n7]]>或T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n3n5n7n7-n5-n3-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3-n7-n1-n5-n5n1-n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1n7n3n3-n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n5n3-n1-n1-n3n5-n7,]]>并且， 其中，ti，tj分別代表了T8v中第i，j行的行向量，tjT是tj的轉(zhuǎn)置列向量，選取T8v的偶數(shù)行系數(shù)，組成兼容的4×4垂直正向變換矩陣T4v，如下T4v=t0t1t2t3=n0n0n0n0n2n6-n6-n2n4-n4-n4n4n6-n2n2-n6;]]>2)一個(gè)8×8水平正向變換矩陣T8h中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8h中的第0行第k列的系數(shù)t0k表示為nk，0≤k≤7，T8h表示如下T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n5n6n7-n4-n1-n2-n3n0n3-n6-n1-n4-n7n2n5n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n3-n6n1-n4n7n2-n5n0-n5n6-n7-n4n1-n2n3n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7]]>或
T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n3n6-n7-n4-n1-n2-n5n0n5-n6-n1-n4n7n2n3n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n5-n6n1-n4-n7n2-n3n0-n3n6n7-n4n1-n2n5n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7,]]>并且， 其中，tiT，tjT分別代表了T8h中第i，j列的列向量，tj是tjT的轉(zhuǎn)置行向量，選取T8h的偶數(shù)列系數(shù)，組成兼容的4×4水平正向變換矩陣T4h，如下T4h=t0t1t2t3T=n0n2n4n6n0n6-n4-n2n0-n6-n4n2n0-n2n4-n6;]]>3)根據(jù)8×8正向變換矩陣對(duì)8×8輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行8×8正向變換處理，C8×8＝T8v×B8×8×T8h，其中，B8×8表示8行8列的8×8正向變換輸入數(shù)據(jù)塊，C8×8代表了8×8正向變換的中間結(jié)果；4)根據(jù)4×4正向變換矩陣對(duì)4×4輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行4×4正向變換處理，C4×4＝T4v×B4×4×T4h，其中，B4×4表示4行4列的4×4正向變換輸入數(shù)據(jù)塊，C4×4代表了4×4正向變換的中間結(jié)果。
二、使用8×8垂直正向變換矩陣中偶數(shù)行變換系數(shù)和8×8水平正向變換矩陣中偶數(shù)列變換系數(shù)所對(duì)應(yīng)的縮放系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4正向縮放處理，其中1)對(duì)于一個(gè)8×8垂直正向變換矩陣T8v，相對(duì)應(yīng)的8×1垂直正向縮放系數(shù)矩陣S8v的矩陣系數(shù)si如下，si=1Σj=07tij2---0≤i≤7,]]>
其中，tij是T8v中的第i行第j列系數(shù)；2)對(duì)于一個(gè)8×8水平正向變換矩陣T8h，相對(duì)應(yīng)的1×8水平正向縮放系數(shù)矩陣S8h的矩陣系數(shù)sj如下，sj=1Σi=07tij2---0≤j≤7,]]>其中，tij是T8h中的第i行第j列系數(shù)；3)根據(jù)以上的8×1垂直正向縮放系數(shù)矩陣S8v和1×8水平正向縮放系數(shù)矩陣S8h，相應(yīng)的8×8正向縮放系數(shù)矩陣S8×8如下，S8×8＝S8v×S8h；4)根據(jù)以上的8×8正向縮放系數(shù)矩陣S8×8，組成兼容的4×4正向縮放系數(shù)矩陣S4×4如下，S4×4=s00×2s02×2s04×2s06×2s20×2s22×2s24×2s26×2s40×2s42×2s44×2s46×2s60×2s62×2s64×2s66×2;]]>5)根據(jù)以上的8×8正向縮放系數(shù)矩陣對(duì)8×8正向變換處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行正向縮放處理，D8×8＝C8×8S8×8，其中，算符表示C8×8中的每一個(gè)系數(shù)分別與S8×8中相同位置的正向縮放系數(shù)相乘，D8×8代表了8×8正向變換后的8×8輸出數(shù)據(jù)塊；6)根據(jù)以上的4×4正向縮放系數(shù)矩陣對(duì)4×4正向變換處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行正向縮放處理，D4×4＝C4×4S4×4，其中，D4×4代表了4×4正向變換后的4×4輸出數(shù)據(jù)塊。
三、當(dāng)正向縮放過(guò)程與量化過(guò)程相結(jié)合實(shí)現(xiàn)量化處理時(shí)，使用8×8垂直正向變換矩陣中偶數(shù)行變換系數(shù)和8×8水平正向變換矩陣中偶數(shù)列變換系數(shù)所對(duì)應(yīng)的量化系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4量化處理。
實(shí)施例1一個(gè)8×8垂直正向變換矩陣可以是
T8v=1111111110962-2-9-6-221-1-2-2-1129-2-10-66102-91-1-111-1-116-1029-9-210-61-22-1-12-212-69-1010-96-2.]]>它滿足于上述的8×8垂直正向變換矩陣所必需的條件。
該矩陣兼容的4×4垂直正向變換矩陣是T4v=111121-1-21-1-111-22-1.]]>一個(gè)8×8水平正向變換矩陣可以是T8h=110291612191-2-1-10-2-616-1-10-122912-2-619-1-101-2-261-9-1101-6-110-1-22-91-912-110-261-102-91-61-2.]]>它滿足于上述的8×8水平正向變換矩陣所必需的條件。
該矩陣兼容的4×4水平正向變換矩陣是T4h=121111-1-21-1-121-21-1.]]>8×8正向縮放系數(shù)矩陣S8×8是
S8×8=181353611601353618135361160135361353614421884014421353614421884014421160188401201884011601884012018840135361442188401442135361442188401442181353611601353618135361160135361353614421884014421353614421884014421160188401201884011601884012018840135361442188401442135361442188401442.]]>兼容的4×4正向縮放系數(shù)矩陣S4×4如下，S4×4=14140141401401101401101414014140140110140110.]]>圖像數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行正向變換處理后，可以進(jìn)行逆向變換而得到恢復(fù)，數(shù)據(jù)可以被劃分為不同大小的塊進(jìn)行逆向變換。例如，4×4，4×8，8×4，8×8，4×16，16×4，16×8，8×16和16×16等。對(duì)于這些不同大小的塊，可以使用大小為4×4或8×8逆向變換矩陣進(jìn)行變換。
一、使用8×8垂直逆向變換矩陣中的偶數(shù)列變換系數(shù)和8×8水平逆向變換矩陣中的偶數(shù)行變換系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4逆向變換，其中1)一個(gè)8×8垂直逆向變換矩陣T8v中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8v中的第0行第k列的系數(shù)t0k表示為nk，0≤k≤7，T8v表示如下T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n5n6n7-n4-n1-n2-n3n0n3-n6-n1-n4-n7n2n5n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n3-n6n1-n4n7n2-n5n0-n5n6-n7-n4n1-n2n3n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7]]>或
T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n3n6-n7-n4-n1-n2-n5n0n5-n6-n1-n4n7n2n5n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n5-n6n1-n4-n7n2-n3n0-n3n6n7-n4n1-n2n5n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7,]]>并且， 其中，tiT，tjT分別代表了T8v中第i，j列的列向量，tj是tjT的轉(zhuǎn)置行向量；選取T8v的偶數(shù)列系數(shù)，組成兼容的4×4垂直逆向變換矩陣T4v，如下T4h=t0t1t2t3T=n0n2n4n6n0n6-n4-n2n0-n6-n4n2n0-n2n4-n6;]]>2)一個(gè)8×8水平逆向變換矩陣T8h中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8h中的第k行第0列的系數(shù)tk0表示為nk，0≤k≤7，T8h表示如下T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n5n3n7-n7-n3-n5-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3n7-n1-n5n5n1-n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1-n7n3-n3n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n3n5-n1n1-n5n3-n7]]>或T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n3n5n7-n7-n5-n3-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3-n7-n1-n5n5n1n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1n7n3-n3-n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n5n3-n1n1-n3n5-n7,]]>并且，
其中，ti，tj分別代表了T8h中第i，j行的行向量，tjT是tj的轉(zhuǎn)置列向量，選取T8h的偶數(shù)行系數(shù)，組成兼容的4×4垂直正向變換矩陣T4h，如下T4h=t0t1t2t3=n0n0n0n0n2n6-n6-n2n4-n4-n4n4n6-n2n2-n6;]]>3)根據(jù)8×8逆向變換矩陣對(duì)8×8逆向縮放處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行8×8逆向變換處理，B8×8＝T8v×C8×8×T8h，其中，C8×8代表了8×8逆向變換的中間結(jié)果，B8×8表示8行8列的8×8逆向變換輸出數(shù)據(jù)塊，T8v和T8h分別代表了8×8垂直逆向變換矩陣和8×8水平逆向變換矩陣；4)根據(jù)4×4逆向變換矩陣對(duì)4×4逆向縮放處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行4×4逆向變換處理，B4×4＝T4v×C4×4×T4h，其中，C4×4代表了4×4逆向變換的中間結(jié)果，B4×4表示4行4列的4×4逆向變換輸出數(shù)據(jù)塊，T4v和T4h分別代表了4×4垂直逆向變換矩陣和4×4水平逆向變換矩陣。
二、使用8×8垂直逆向變換矩陣中偶數(shù)列變換系數(shù)和8×8水平逆向變換矩陣中偶數(shù)行變換系數(shù)所對(duì)應(yīng)的縮放系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4逆向縮放處理，其中1)對(duì)于一個(gè)8×8的垂直逆向變換矩陣T8v，相對(duì)應(yīng)的8×1垂直逆向縮放系數(shù)矩陣S8v的矩陣系數(shù)Si如下，si=1Σj=07tji2---0≤i≤7,]]>其中，tji是T8v中的第j行第i列系數(shù)；2)對(duì)于一個(gè)8×8的水平逆向變換矩陣T8h，相對(duì)應(yīng)的1×8水平正向縮放系數(shù)矩陣S8h的矩陣系數(shù)sj如下，sj=1Σi=07tji2---0≤j≤7,]]>
其中，tji是T8h中的第j行第i列系數(shù)；3)根據(jù)以上的8×1垂直逆向縮放系數(shù)矩陣S8v和1×8水平逆向縮放系數(shù)矩陣S8h，相應(yīng)的8×8逆向縮放系數(shù)矩陣S8×8，S8×8＝S8v×S8h；4)根據(jù)以上的8×8逆向縮放系數(shù)矩陣S8×8，組成兼容的4×4逆向縮放系數(shù)矩陣S4×4如下，S4×4=s00×2s02×2s04×2s06×2s20×2s22×2s24×2s26×2s40×2s42×2s44×2s46×2s60×2s62×2s64×2s66×2;]]>5)根據(jù)以上的8×8逆向縮放系數(shù)矩陣對(duì)輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行8×8逆向縮放處理，C8×8＝D8×8S8×8，其中，D8×8表示8行8列的8×8逆向變換輸入數(shù)據(jù)塊，C8×8代表了8×8逆向變換的中間結(jié)果；6)根據(jù)以上的4×4逆向縮放系數(shù)矩陣對(duì)輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行4×4逆向縮放處理，C4×4＝D4×4S4×4，其中，D4×4表示4行4列的4×4逆向變換輸入數(shù)據(jù)塊，C4×4代表了4×4逆向變換的中間結(jié)果。
三、當(dāng)逆向縮放過(guò)程與反量化過(guò)程相結(jié)合實(shí)現(xiàn)反量化處理時(shí)，使用8×8垂直逆向變換矩陣中偶數(shù)列變換系數(shù)和8×8水平逆向變換矩陣中偶數(shù)行變換系數(shù)所對(duì)應(yīng)的反量化系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4反量化處理。
實(shí)施例2一個(gè)8×8垂直逆向變換矩陣可以是T8v=11019161/22191/2-2-1-10-1-616-1/2-10-121912-1-619-1/2-101-2-161-9-1/2101-6-1/210-1-21-91-91/22-110-161-101-91-61/2-2.]]>
它滿足于上述的8×8垂直逆向變換矩陣所必需的條件。
該矩陣兼容的4×4垂直逆向變換矩陣是T4v=1111/211/2-1-11-1/2-111-11-1/2.]]>一個(gè)8×8水平逆向變換矩陣可以是T8h=1111111110962-2-9-6-211/2-1/2-1-1-1/21/219-2-10-66102-91-1-111-1-116-1029-9-210-61/2-11-1/2-1/21-11/22-69-1010-96-2.]]>它滿足于上述的8×8水平正向變換矩陣所必需的條件。
該矩陣兼容的4×4水平正向變換矩陣是T4h=111111/2-1/2-11-1-111/2-111/2.]]>8×8正向縮放系數(shù)矩陣S8×8是S8×8=181353614013536181353614013536135361442122101442135361442122101442140122101512210140122101512210135361442122101442135361442122101442181353614013536181353614013536135361442122101442135361442122101442140122101512210140122101512210135361442122101442135361442122101442.]]>
兼容的4×4正向縮放系數(shù)矩陣S4×4如下，S4×4=1411014110110251101514110141101102511025.]]>變換可以運(yùn)用于各種基于塊變換的圖像處理和視頻處理技術(shù)。例如，變換可以與基于頻率或基于人類視覺(jué)系統(tǒng)(HVS)的視頻編碼相結(jié)合，如掃描，量化和濾波?？梢愿鶕?jù)不同的運(yùn)用場(chǎng)合選取正向變換矩陣和逆向變換矩陣的大小和系數(shù)，具有一定的靈活性。
兼容4×4正向變換的8×8正向變換方法的裝置主要包括輸入裝置，正向兼容變換裝置，正向縮放裝置和輸出裝置，如圖1所示。輸入裝置110用于接受存儲(chǔ)正向變換的輸入數(shù)據(jù)。正向兼容變換裝置120對(duì)輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行正向兼容變換處理，其中包括的算術(shù)邏輯單元125可以用乘法運(yùn)算，加法運(yùn)算和移位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)該處理。正向縮放裝置130對(duì)正向兼容變換處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行正向縮放處理，其中包括的算術(shù)邏輯單元135可以用乘法運(yùn)算，加法運(yùn)算和移位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)該處理。輸出裝置140用于存儲(chǔ)正向變換后的數(shù)據(jù)，并提供輸出。
兼容4×4正向變換的8×8正向變換方法的裝置中的正向兼容變換裝置120可以兼容實(shí)現(xiàn)4×4正向變換和8×8正向變換，如圖3所示。B1～B8是正向兼容變換裝置的輸入寄存器，用于存放輸入的8×1數(shù)據(jù)。8×1蝶形處理單元310將8×1輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行蝶形運(yùn)算處理，輸出數(shù)據(jù)存放在寄存器T1～T8中。8×1蝶形處理單元輸出數(shù)據(jù)分別送入4×1正向變換單元320和330進(jìn)行4×1正向變換，最終輸出得到8×1正向變換結(jié)果，其中4×1正向變換單元320將T1～T4中的4×1輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行正向變換處理，4×1正向變換單元330將T5～T8中的4×1輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行正向變換處理。C1～C8是正向兼容變換裝置的輸出寄存器，用于存放輸出的8×1數(shù)據(jù)。將8×8輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行垂直和水平各8次8×1正向變換即可得到8×8正向變換結(jié)果。4×1正向變換單元320和330可兼容實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的4×1正向變換，將4×4輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行垂直和水平各4次4×1正向變換即可得到4×4正向變換結(jié)果。
兼容4×4正向變換的8×8正向變換方法的裝置中的正向縮放裝置130利用8×8正向縮放矩陣系數(shù)處理4×4正向變換后的數(shù)據(jù)只需再乘以2就能完成4×4正向縮放處理。當(dāng)正向縮放過(guò)程與視頻處理中的量化過(guò)程相結(jié)合時(shí)，只需利用8×8量化表處理4×4正向變換后的數(shù)據(jù)而在右移時(shí)少移1位即可。
兼容4×4逆向變換的8×8逆向變換方法的裝置主要包括輸入裝置，逆向縮放裝置，逆向兼容變換裝置和輸出裝置，如圖2所示。輸入裝置210用于接受存儲(chǔ)逆向變換的輸入數(shù)據(jù)。逆向縮放裝置220對(duì)輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行逆向縮放處理，其中包括的算術(shù)邏輯單元225可以用乘法運(yùn)算，加法運(yùn)算和移位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)該處理。逆向兼容變換裝置230根據(jù)對(duì)逆向縮放處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向兼容變換處理，其中包括的算術(shù)邏輯單元235可以用乘法運(yùn)算，加法運(yùn)算和移位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)該處理。輸出裝置240用于存儲(chǔ)逆向變換后的數(shù)據(jù)，并提供輸出。
兼容4×4逆向變換的8×8逆向變換方法的裝置中的逆向兼容變換裝置230可以兼容實(shí)現(xiàn)4×4逆向變換和8×8逆向變換，如圖4所示。C1～C8是逆向兼容變換裝置的輸入寄存器，用于存放輸入的8×1數(shù)據(jù)。4×1逆向變換單元410和420分別將4×1輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行4×1逆向變換，其中4×1逆向變換單元410將C1～C4中的4×1輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向變換處理，4×1逆向變換單元420將C5～C8中的4×1輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向變換處理。輸出數(shù)據(jù)存放在寄存器T1～T8中，送入8×1蝶形處理單元430進(jìn)行蝶形運(yùn)算處理，最終輸出得到8×1逆向變換結(jié)果。B1～B8是逆向兼容變換裝置的輸出寄存器，用于存放輸出的8×1數(shù)據(jù)。將8×8輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行垂直和水平各8次8×1逆向變換即可得到8×8逆向變換結(jié)果。4×1逆向變換單元410和420可兼容實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的4×1逆向變換，將4×4輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行垂直和水平各4次4×1逆向變換即可得到4×4逆向變換結(jié)果。
兼容4×4逆向變換的8×8逆向變換方法的裝置中的逆向縮放裝置220利用8×8逆向縮放矩陣系數(shù)處理4×4逆向變換后的數(shù)據(jù)只需再乘以2就能完成4×4逆向縮放處理。當(dāng)逆向縮放過(guò)程與視頻處理中的反量化過(guò)程相結(jié)合時(shí)，只需利用8×8反量化表處理4×4輸入數(shù)據(jù)而在右移時(shí)少移1位即可。
上述的正向變換的裝置和逆向變換的裝置可以用處理器系統(tǒng)，微控制器，可編程邏輯器件或微處理器實(shí)現(xiàn)部分或全部的操作。上述的一些操作可以用軟件實(shí)現(xiàn)，同時(shí)另一些操作可以用硬件實(shí)現(xiàn)。
為了方便起見(jiàn)，這些操作被描述為不同的互連的功能單元或不同的軟件模塊。但是，這不是必要的。在一些應(yīng)用中，這些功能單元或模塊可以被集成到單一的邏輯器件，程序或操作中，而沒(méi)有明顯的界限。在任何情況中，功能單元和軟件模塊或描述的特征可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，或與其他操作一起用硬件或軟件實(shí)現(xiàn)。
圖5表示了利用上述變換方法或變換裝置進(jìn)行編碼和解碼的系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)可以是計(jì)算機(jī)，視頻設(shè)備，照相機(jī)，網(wǎng)絡(luò)處理器等等任何能處理數(shù)據(jù)的設(shè)備。模塊510中的數(shù)據(jù)可以是任何需要變換處理的數(shù)據(jù)。例如，系統(tǒng)可以用來(lái)處理視頻信息。
模塊520中的正向變換可以使用上述的任何一種8×8正向變換矩陣和相應(yīng)的8×8正向縮放系數(shù)矩陣來(lái)處理模塊510中的數(shù)據(jù)，或使用相兼容的4×4正向變換矩陣和相應(yīng)的4×4正向縮放系數(shù)矩陣來(lái)處理模塊510中的數(shù)據(jù)。正向變換后的數(shù)據(jù)在模塊530中被量化，在模塊540中進(jìn)行熵編碼。編碼后的數(shù)據(jù)在模塊550中，可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中或通過(guò)信道傳輸。
數(shù)據(jù)的解碼首先在模塊560中進(jìn)行反熵編碼，再在模塊570中進(jìn)行反量化。模塊580使用與編碼過(guò)程中所采用的8×8正向變換矩陣相對(duì)應(yīng)的8×8逆向變換矩陣和相應(yīng)的8×8逆向縮放系數(shù)矩陣進(jìn)行逆向變換，或使用與編碼過(guò)程中所采用的相兼容的4×4正向變換矩陣相對(duì)應(yīng)的4×4逆向變換矩陣和相應(yīng)的4×4逆向縮放系數(shù)矩陣進(jìn)行逆向變換。逆向變換后的數(shù)據(jù)在模塊590中作為逆向變換數(shù)據(jù)輸出。
上述的系統(tǒng)可以用處理器系統(tǒng)，微控制器，可編程邏輯器件或微處理器實(shí)現(xiàn)部分或全部的操作。上述的一些操作可以用軟件實(shí)現(xiàn)，同時(shí)另一些操作可以用硬件實(shí)現(xiàn)。
為了方便起見(jiàn)，這些操作被描述為不同的互連的功能單元或不同的軟件模塊。但是，這不是必要的。在一些應(yīng)用中，這些功能單元或模塊可以被集成到單一的邏輯器件，程序或操作中，而沒(méi)有明顯的界限。在任何情況中，功能單元和軟件模塊或描述的特征可以獨(dú)立實(shí)現(xiàn)，或與其他操作一起用硬件或軟件實(shí)現(xiàn)。
權(quán)利要求
1.一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法，其特征在于使用8×8垂直正向變換矩陣中的偶數(shù)行變換系數(shù)和8×8水平正向變換矩陣中的偶數(shù)列變換系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4正向變換，其中1)一個(gè)8×8垂直正向變換矩陣T8v中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8v中的第k行第0列的系數(shù)tk0表示為nk，0≤k≤7，T8v表示如下T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n5n3n7-n7-n3-n5-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3n7-n1-n5n5n1-n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1-n7n3-n3n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n3n5-n1n1-n5n3-n7]]>或T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n3n5n7-n7-n5-n3-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3-n7-n1-n5n5n1n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1n7n3-n3-n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n5n3-n1n1-n3n5-n7,]]>并且， 其中，ti，tj分別代表了T8v中第i，j行的行向量，tjT是tj的轉(zhuǎn)置列向量，選取T8v的偶數(shù)行系數(shù)，組成兼容的4×4垂直正向變換矩陣T4v，如下T4v=t0t1t2t3=n0n0n0n0n2n6-n6-n2n4-n4-n4n4n6-n2n2-n6;]]>2)一個(gè)8×8水平正向變換矩陣T8h中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8h中的第0行第k列的系數(shù)t0k表示為nk，0≤k≤7，T8h表示如下T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n5n6n7-n4-n1-n2-n3n0n3-n6-n1-n4-n7n2n5n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n3-n6n1-n4n7n2-n5n0-n5n6-n7-n4n1-n2n3n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7]]>或T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n3n6-n7-n4-n1-n2-n5n0n5-n6-n1-n4n7n2n3n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n5-n6n1-n4-n7n2-n3n0-n3n6n7-n4n1-n2n5n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7,]]>并且， 其中，tiT，tjT分別代表了T8h中第i，j列的列向量，tj是tjT的轉(zhuǎn)置行向量，選取T8h的偶數(shù)列系數(shù)，組成兼容的4×4水平正向變換矩陣T4h，如下T4h=t0t1t2t3T=n0n2n4n6n0n6-n4-n2n0-n6-n4n2n0-n2n4-n6;]]>3)根據(jù)8×8正向變換矩陣對(duì)8×8輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行8×8正向變換處理，C8×8＝T8v×B8×8×T8h，其中，B8×8表示8行8列的8×8正向變換輸入數(shù)據(jù)塊，C8×8代表了8×8正向變換的中間結(jié)果；4)根據(jù)4×4正向變換矩陣對(duì)4×4輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行4×4正向變換處理，C4×4＝T4v×B4×4×T4h，其中，B4×4表示4行4列的4×4正向變換輸入數(shù)據(jù)塊，C4×4代表了4×4正向變換的中間結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法，其特征在于使用8×8垂直正向變換矩陣中偶數(shù)行變換系數(shù)和8×8水平正向變換矩陣中偶數(shù)列變換系數(shù)所對(duì)應(yīng)的縮放系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4正向縮放處理，其中1)對(duì)于一個(gè)8×8垂直正向變換矩陣T8v，相對(duì)應(yīng)的8×1垂直正向縮放系數(shù)矩陣S8v的矩陣系數(shù)si如下，si=1Σj=07tij2---0≤i≤7,]]>其中，tij是T8v中的第i行第j列系數(shù)；2)對(duì)于一個(gè)8×8水平正向變換矩陣T8h，相對(duì)應(yīng)的1×8水平正向縮放系數(shù)矩陣S8h的矩陣系數(shù)sj如下，sj=1Σi=07tij2---0≤j≤7,]]>其中，tij是T8h中的第i行第j列系數(shù)；3)根據(jù)以上的8×1垂直正向縮放系數(shù)矩陣S8v和1×8水平正向縮放系數(shù)矩陣S8h，相應(yīng)的8×8正向縮放系數(shù)矩陣S8×8如下，S8×8＝S8v×S8h；4)根據(jù)以上的8×8正向縮放系數(shù)矩陣S8×8，組成兼容的4×4正向縮放系數(shù)矩陣S4×4如下，S4×4=s00×2s02×2s04×2s06×2s20×2s22×2s24×2s26×2s40×2s42×2s44×2s46×2s60×2s62×2s64×2s66×2;]]>5)根據(jù)以上的8×8正向縮放系數(shù)矩陣對(duì)8×8正向變換處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行正向縮放處理，D8×8＝C8×8S8×8，其中，算符表示C8×8中的每一個(gè)系數(shù)分別與S8×8中相同位置的正向縮放系數(shù)相乘，D8×8代表了8×8正向變換后的8×8輸出數(shù)據(jù)塊；6)根據(jù)以上的4×4正向縮放系數(shù)矩陣對(duì)4×4正向變換處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行正向縮放處理，D4×4＝C4×4S4×4，其中，D4×4代表了4×4正向變換后的4×4輸出數(shù)據(jù)塊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法，其特征在于當(dāng)正向縮放過(guò)程與量化過(guò)程相結(jié)合實(shí)現(xiàn)量化處理時(shí)，使用8×8垂直正向變換矩陣中偶數(shù)行變換系數(shù)和8×8水平正向變換矩陣中偶數(shù)列變換系數(shù)所對(duì)應(yīng)的量化系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4量化處理。
4.一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法，其特征在于使用8×8垂直逆向變換矩陣中的偶數(shù)列變換系數(shù)和8×8水平逆向變換矩陣中的偶數(shù)行變換系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4逆向變換，其中1)一個(gè)8×8垂直逆向變換矩陣T8v中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8v中的第0行第k列的系數(shù)t0k表示為nk，0≤k≤7，T8v表示如下T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n5n6n7-n4-n1-n2-n3n0n3-n6-n1-n4-n7n2n5n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n3-n6n1-n4n7n2-n5n0-n5n6-n7-n4n1-n2n3n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7]]>或T8v=t0t1t2t3t4t5t6t7T=n0n1n2n3n4n5n6n7n0n3n6-n7-n4-n1-n2-n5n0n5-n6-n1-n4n7n2n3n0n7-n2-n5n4n3-n6-n1n0-n7-n2n5n4-n3-n6n1n0-n5-n6n1-n4-n7n2-n3n0-n3n6n7-n4n1-n2n5n0-n1n2-n3n4-n5n6-n7,]]>并且， 其中，tiT，tjT分別代表了T8v中第i，j列的列向量，tj是tjT的轉(zhuǎn)置行向量，選取T8v的偶數(shù)列系數(shù)，組成兼容的4×4垂直逆向變換矩陣T4v，如下T4h=t0t1t2t3T=n0n2n4n6n0n6-n4-n2n0-n6-n4n2n0-n2n4-n6;]]>2)一個(gè)8×8水平逆向變換矩陣T8h中包含了8個(gè)相同或不同的系數(shù)，T8h中的第k行第0列的系數(shù)tk0表示為nk，0≤k≤7，T8h表示如下T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n5n3n7-n7-n3-n5-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3n7-n1-n5n5n1-n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1-n7n3-n3n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n3n5-n1n1-n5n3-n7]]>或T8h=t0t1t2t3t4t5t6t7=n0n0n0n0n0n0n0n0n1n3n5n7-n7-n5-n3-n1n2n6-n6-n2-n2-n6n6n2n3n7-n1-n5n5n1n7-n3n4-n4-n4n4n4-n4-n4n4n5-n1n7n3-n3-n7n1-n5n6-n2n2-n6-n6n2-n2n6n7-n5n3-n1n1-n3n5-n7,]]>并且， 其中，ti，tj分別代表了T8h中第i，j行的行向量，tjT是tj的轉(zhuǎn)置列向量，選取T8h的偶數(shù)行系數(shù)，組成兼容的4×4垂直正向變換矩陣T4h如下T4h=t0t1t2t3=n0n0n0n0n2n6-n6-n2n4-n4-n4n4n6-n2n2-n6;]]>3)根據(jù)8×8逆向變換矩陣對(duì)8×8逆向縮放處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行8×8逆向變換處理，B8×8＝T8v×C8×8×T8h，其中，C8×8代表了8×8逆向變換的中間結(jié)果，B8×8表示8行8列的8×8逆向變換輸出數(shù)據(jù)塊，T8v和T8h分別代表了8×8垂直逆向變換矩陣和8×8水平逆向變換矩陣；4)根據(jù)4×4逆向變換矩陣對(duì)4×4逆向縮放處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行4×4逆向變換處理，B4×4＝T4v×C4×4×T4h，其中，C4×4代表了4×4逆向變換的中間結(jié)果，B4×4表示4行4列的4×4逆向變換輸出數(shù)據(jù)塊，T4v和T4h分別代表了4×4垂直逆向變換矩陣和4×4水平逆向變換矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法，其特征在于使用8×8垂直逆向變換矩陣中偶數(shù)列變換系數(shù)和8×8水平逆向變換矩陣中偶數(shù)行變換系數(shù)所對(duì)應(yīng)的縮放系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4逆向縮放處理，其中1)對(duì)于一個(gè)8×8的垂直逆向變換矩陣T8v，相對(duì)應(yīng)的8×1垂直逆向縮放系數(shù)矩陣S8v的矩陣系數(shù)si如下，si=1Σj=07tij2---0≤i≤7,]]>其中，tji是T8v中的第j行第i列系數(shù)；2)對(duì)于一個(gè)8×8的水平逆向變換矩陣T8h，相對(duì)應(yīng)的1×8水平正向縮放系數(shù)矩陣S8h的矩陣系數(shù)sj如下，sj=1Σi=07tji2---0≤j≤7,]]>其中，tji是T8h中的第j行第i列系數(shù)；3)根據(jù)以上的8×1垂直逆向縮放系數(shù)矩陣S8v和1×8水平逆向縮放系數(shù)矩陣S8h，相應(yīng)的8×8逆向縮放系數(shù)矩陣S8×8，S8×8＝S8v×S8h；4)根據(jù)以上的8×8逆向縮放系數(shù)矩陣S8×8，組成兼容的4×4逆向縮放系數(shù)矩陣S4×4如下，S4×4=s00×2s02×2s04×2s06×2s20×2s22×2s24×2s26×2s40×2s42×2s44×2s46×2s60×2s62×2s64×2s66×2;]]>5)根據(jù)以上的8×8逆向縮放系數(shù)矩陣對(duì)輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行8×8逆向縮放處理，C8×8＝D8×8S8×8，其中，D8×8表示8行8列的8×8逆向變換輸入數(shù)據(jù)塊，C8×8代表了8×8逆向變換的中間結(jié)果；6)根據(jù)以上的4×4逆向縮放系數(shù)矩陣對(duì)輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行4×4逆向縮放處理，C4×4＝D4×4S4×4，其中，D4×4表示4行4列的4×4逆向變換輸入數(shù)據(jù)塊，C4×4代表了4×4逆向變換的中間結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法，其特征在于當(dāng)逆向縮放過(guò)程與反量化過(guò)程相結(jié)合實(shí)現(xiàn)反量化處理時(shí)，使用8×8垂直逆向變換矩陣中偶數(shù)列變換系數(shù)和8×8水平逆向變換矩陣中偶數(shù)行變換系數(shù)所對(duì)應(yīng)的反量化系數(shù)兼容實(shí)現(xiàn)4×4反量化處理。
7.一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法的裝置，其特征是它包括用于接受存儲(chǔ)正向變換的輸入數(shù)據(jù)的輸入裝置(110)；對(duì)輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行正向兼容變換處理的正向兼容變換裝置(120)；對(duì)正向兼容變換處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行正向縮放處理的正向縮放裝置(130)；用于存儲(chǔ)正向變換后的數(shù)據(jù)并提供輸出的輸出裝置(140)；輸入裝置(110)與正向兼容變換裝置(120)之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸輸入數(shù)據(jù)；正向兼容變換裝置(120)與正向縮放裝置(130)之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸正向兼容變換處理后的數(shù)據(jù)；正向縮放裝置(130)與輸出裝置(140)之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸正向變換后的數(shù)據(jù)。
8.一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法的裝置，其特征是它包括用于接受存儲(chǔ)逆向變換的輸入數(shù)據(jù)的輸入裝置(210)；對(duì)輸入數(shù)據(jù)塊進(jìn)行逆向縮放處理的逆向縮放裝置(220)；對(duì)逆向縮放處理過(guò)的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向兼容變換處理的逆向兼容變換裝置(230)；用于存儲(chǔ)逆向變換后的數(shù)據(jù)并提供輸出的輸出裝置(240)；輸入裝置(210)與逆向縮放裝置(220)之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸輸入數(shù)據(jù)；逆向縮放裝置(220)與逆向兼容變換裝置(230)之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸逆向縮放處理后的數(shù)據(jù)；逆向兼容變換裝置(230)與輸出裝置(240)之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線連接，傳輸逆向變換后的數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種圖像和視頻編碼中兼容4×4變換的8×8變換方法和裝置。它包括的8×8變換方法主要是將8×8圖像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行可逆變換處理，同時(shí)兼容的4×4變換將4×4圖像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行可逆變換處理，能夠在變換域中對(duì)圖像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。本發(fā)明中的兼容4×4變換的8×8變換裝置完全實(shí)現(xiàn)本發(fā)明中的變換方法。由于本方法所采用的8×8變換方法和裝置完全與4×4變換方法和裝置相兼容，能夠兼容處理8×8和4×4圖像數(shù)據(jù)或視頻數(shù)據(jù)，同時(shí)不引入新的軟硬件復(fù)雜度。本發(fā)明并不限于圖像編碼和視頻編碼領(lǐng)域，還可以推廣至其他信號(hào)處理的應(yīng)用中。
文檔編號(hào)H04N7/30GK1487745SQ0315612
公開(kāi)日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月1日
發(fā)明者樓劍, 虞露, 樓 劍 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)