一種以值域中值對稱的變換域系數量化方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以值域中值對稱的變換域系數量化方法，包括量化區(qū)間長度的計算方法以及量化指數的計算方法。按照本發(fā)明公開的量化方法，變換域系數為無符號數，有利于采用硬件實現及降低運算量及功耗。
【專利說明】一種以值域中值對稱的變換域系數量化方法

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種數字錄像機。

【背景技術】
[0002] 通常數字錄像機有一個對視頻圖像進行數據壓縮處理的環(huán)節(jié)，這一環(huán)節(jié)由視頻圖 像時域數據一頻域數據變換、頻域（變換域）系數量化和編碼等處理過程組成。其中量化 過程是決定數據取舍以確定數據壓縮倍數的關鍵步驟。
[0003] -般認為時域一頻域的變換有利于將能量集中在某些區(qū)域，因而可以將變換域劃 分成若干子區(qū)間，以變換域（值域）的部分值近似代替全值域值。這便是量化的基本原理。
[0004] 可見上述子區(qū)間（量化區(qū)間）的劃分將直接影響量化值與原數據的近似程度。目 前視頻壓縮中常用的量化區(qū)間劃分方法采用值域零點對稱、子區(qū)間等長的方式，以適應電 路（硬件）對實時處理的需要。這一劃分方法的出發(fā)點是基于變化能量關于零對稱分布的 假設。因此在進行時域一頻域變換前還需要將時域數據進行關于零點對稱的位移處理。這 種量化方法如圖1所示，其量化指數
[0005] q = sign (X) [ | X | / Δ ] (E_0)
[0006] 其中，Δ為量化區(qū)間長度。
[0007] 然而由于變換域能量并非關于零對稱，因此這種量化方式容易造成較大的信號損 失（量化誤差）。


【發(fā)明內容】

[0008] 本發(fā)明的目的在于優(yōu)化數字錄像機中有關量化處理的方式，使得量化過程在不增 加硬件開銷的前提下，比目前采用的方法較大幅度降低量化誤差。
[0009] 本發(fā)明所采用的變換域系數量化方法如圖2所示。設Χ{χ|χ彡0}為變換域值域， xmin、為X的最小值與最大值，Μ為X的中值，若量化級數為2L，則左量化區(qū)間長度為
[0010] Δ_ = (M-Xmin)/L, (E-ι)
[0011] 右量化區(qū)間長度
[0012] Δ+= (xmax-M)/L, (E-2)
[0013] 量化指數
[0014] q_ = [ (Μ-χ) / Δ_]，當義<]/[時 （Ε-3)
[0015] q+= [(x_M)/A+]+L，當 X > Μ 時。 （Ε-4)
[0016] 當Μ為X的中點時，將值域向左位移Μ，則（Ε-3)、（Ε-4)退化為（Ε-0)。在以往的 量化方法中X為有符號數，本發(fā)明中X為無符號數。
[0017] 實現上述目的的技術方案：
[0018] 一種以值域中值對稱的變換域系數量化方法，包括量化級數輸入環(huán)節(jié)、值域端點 值計算環(huán)節(jié)、中值計算環(huán)節(jié)、左右量化區(qū)間長度計算環(huán)節(jié)及量化指數計算環(huán)節(jié)。
[0019] 所述量化級數輸入環(huán)節(jié)用于接收量化級數輸入指令及數據；所述值域端點值計算 環(huán)節(jié)用于計算值域端點值^"及Xmax;所述中值計算環(huán)節(jié)用于計算值域中值；所述左右量 化區(qū)間長度計算環(huán)節(jié)用于根據量化級數、值域端點值及中值計算左右兩個量化區(qū)間的長度 值；所述量化指數計算環(huán)節(jié)用于根據（E-3)、（E-4)計算量化指數。
[0020] 采用上述技術方案，本發(fā)明有益的技術效果在于：
[0021] (1)以值域中值取代值域中點可最大程度使量化指數均勻分布與值域數據分布相 吻合，有效地克服了目前方案中因量化采樣與值域數據分布差異所帶來的量化誤差；
[0022] (2)可采用與目前量化模塊所使用的電路（硬件），完全不用增加器件的額外開 銷；
[0023] (3)因采用了無符號數，不需要進行額外的數據域位移操作，減少了大量運算操 作，有利于硬件實現以及進一步降低模塊功耗或提升模塊性能。

【具體實施方式】
[0024] -種以值域中值對稱的變換域系數量化方法的實施方案，如圖3所示，包括值域 端點及中點計算模塊1、量化區(qū)間長度計算模塊2、量化指數計算模塊3。值域端點及中點計 算模塊1在接收到輸入的數據后計算出值域端點值x min及及值域中值；量化區(qū)間長度 計算模塊2接收來自值域端點及中點計算模塊1的計算結果及輸入的量化級數值，并由此 計算出左右兩個量化區(qū)間長度值；量化指數計算模塊3根據量化區(qū)間長度計算模塊2的計 算結果及輸入的數據計算出量化指數并輸出。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025] 圖1為目前所采用的量化方法。
[0026] 圖2為本發(fā)明所采用的量化方法。
[0027] 圖3為本發(fā)明的實施方案。
【權利要求】
1. 一種以值域中值對稱的變換域系數量化方法，其特征在于，對變換域系數進行量化 運算時，量化區(qū)間關于變換域系數值域中值對稱。
2. 如權利要求1所述的量化方法，其特征還在于，量化區(qū)間長度在值域中值兩側不一 定相等。
3. 如權利要求1所述的量化方法，其特征還在于，變換域系數是無符號數。
4. 如權利要求1所述的量化方法，其特征在于，若X{x|x彡0}為變換域值域，xmin、xmax 為X的最小值與最大值，Μ為X的中值，量化級數為2L，則左右量化區(qū)間長度分別為： Δ_= (M-xmin)/L, Δ+= U)/L。
5. 如權利要求1、4所述的量化方法，其特征在于，M為x的中值，量化級數為2L，左右 量化區(qū)間長度分別為八_及Λ+，則量化指數為： q_ = [ (Μ-χ) / Δ_]，當 χ<Μ 時， q+ = [ (χ-Μ) / A+]+L，當 χ>Μ 時。
【文檔編號】H04N19/64GK104144342SQ201310175103
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2013年5月8日 優(yōu)先權日:2013年5月8日
【發(fā)明者】張春蘭 申請人:張春蘭