專利名稱：離散余弦變換信號(hào)與整數(shù)余弦變換信號(hào)間的信號(hào)轉(zhuǎn)換方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及視頻信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)涉及在視頻信號(hào)處理中在采用離散余弦變換(DCT)的壓縮編碼格式的信號(hào)與采用整數(shù)余弦變換(ICT)的壓縮編碼格式的信號(hào)之間進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換的方法及實(shí)現(xiàn)該方法的裝置。
背景技術(shù)：
視頻圖像的壓縮和編解碼技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)出現(xiàn)了一些較為成熟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。例如MPEG1，MPEG2，H.261，H.262，H.263及H.264等。而這些現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于視頻的壓縮大都是采用離散余弦變換的方法。采用整數(shù)余弦變換進(jìn)行視頻信號(hào)壓縮的標(biāo)準(zhǔn)一般只有H.264/MPEG-4 Part 10的4×4或稱第四階(order-4)。
隨著數(shù)字音視頻處理技術(shù)的不斷發(fā)展，近來(lái)已經(jīng)不斷提出了各種能夠適應(yīng)技術(shù)發(fā)展特點(diǎn)和需要的新的處理標(biāo)準(zhǔn)。AVS標(biāo)準(zhǔn)即是其中之一。AVS(音頻、視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)Audio Video Coding Standard)是《信息技術(shù)先進(jìn)音視頻編碼》系列標(biāo)準(zhǔn)的簡(jiǎn)稱。該系列標(biāo)準(zhǔn)包括系統(tǒng)、視頻、音頻等三個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)和一致性測(cè)試等支撐標(biāo)準(zhǔn)，是由中國(guó)AVS數(shù)字音視頻編解碼技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)工作組(簡(jiǎn)稱AVS工作組)根據(jù)中國(guó)音視頻產(chǎn)業(yè)的需求，按照國(guó)際開(kāi)放式規(guī)則制(修)訂的數(shù)字音視頻的壓縮、解壓縮、處理和表示等共性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，為數(shù)字音視頻設(shè)備與系統(tǒng)提供高效經(jīng)濟(jì)的編解碼技術(shù)，服務(wù)于高分辨率數(shù)字廣播、高密度激光數(shù)字存儲(chǔ)媒體、無(wú)線寬帶多媒體通訊、互聯(lián)網(wǎng)寬帶流媒體等重大信息產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
AVS的“第二部分視頻”是AVS標(biāo)準(zhǔn)中最復(fù)雜的部分，其編碼效率可達(dá)到MPEG-2視頻的2-3倍(根據(jù)視頻畫(huà)面尺寸不同有所不同)，超過(guò)了國(guó)際上的MPEG-4AVC/H.264標(biāo)準(zhǔn)，而且方案簡(jiǎn)潔，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度明顯比MPEG-4 AVC低，在高清晰度應(yīng)用方面處于國(guó)際領(lǐng)先水平。在該部分中，在視頻編碼的壓縮技術(shù)上即采用了ICT方法。這主要是由于ICT采用整數(shù)運(yùn)算，較之DCT在實(shí)現(xiàn)上更為簡(jiǎn)單和節(jié)省資源。
如前所述，由于目前大多數(shù)的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)采用的是DCT方法。因此并不需要在采用DCT壓縮的視頻信號(hào)與采用ICT壓縮的視頻信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。然而，隨著諸如AVS等采用ICT進(jìn)行視頻壓縮的標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，為了使AVS能夠兼容更多標(biāo)準(zhǔn)而更具有通用性，因此也就產(chǎn)生了在DCT和ICT這兩種方式的壓縮信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是在這種背景下提出的。其目的就是要提供一種能夠在DCT和ICT這兩種方式的壓縮信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是要提供一種實(shí)現(xiàn)在DCT和ICT這兩種方式的壓縮信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的裝置。
為便于說(shuō)明，在本申請(qǐng)中，將由DCT系數(shù)變?yōu)镮CT系數(shù)的轉(zhuǎn)換稱為正向轉(zhuǎn)換，而由ICT系數(shù)變?yōu)镈CT系數(shù)稱為反向轉(zhuǎn)換。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，一種將DCT方式壓縮信號(hào)轉(zhuǎn)換為ICT方式壓縮信號(hào)的方法包括，將以DCT方式壓縮的視頻信號(hào)輸入一系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；和所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置對(duì)所述的DCT方式壓縮的視頻信號(hào)的DCT系數(shù)Cd進(jìn)行系數(shù)轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為以ICT方式壓縮的視頻信號(hào)的ICT系數(shù)Ci。
其中上述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置可包括處理模塊，用于按照如下的轉(zhuǎn)換式Ci＝TdiCd，將所述信號(hào)的DCT系數(shù)Cd轉(zhuǎn)換為以ICT方式壓縮的視頻信號(hào)的ICT系數(shù)Ci，其中Tdi表示用于將DCT系數(shù)轉(zhuǎn)換為ICT系數(shù)的轉(zhuǎn)換矩陣。
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方案，當(dāng)所述ICT方式壓縮的變換矩陣Ti為Ti＝KKE時(shí)，Tdi為Tdi(Ta,3116,Tc,65,Te,3)=1216Ta0000000031160-650-650-300Tc000Te006503116030650000Ta0000650-3031160-6500-Te000Tc0030-6506503116]]>
其中，Ta、Tc和Te的選值應(yīng)當(dāng)滿足如下條件使得利用上述方法從DCT信號(hào)轉(zhuǎn)換的ICT信號(hào)能夠符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990的誤差要求。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)量值用15個(gè)位元表示時(shí)(Ta，Tc，Te)＝(2896，3042，37)當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)量值用16個(gè)位元表示時(shí)(Ta，Tc，Te)＝{(2896，3042，37)，(2897，3042，37)}當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)量值用17個(gè)位元表示時(shí)(Ta，Tc，Te)＝{(2896，3042，37)，(2896，3042，38)，(2897，3043，37)}根據(jù)本發(fā)明的另一方面，一種將ICT方式壓縮信號(hào)轉(zhuǎn)換為DCT方式壓縮信號(hào)的方法包括，將以ICT方式壓縮的視頻信號(hào)輸入一系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置對(duì)所述的ICT方式壓縮的視頻信號(hào)的ICT系數(shù)Ci進(jìn)行系數(shù)轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為以DCT方式壓縮的視頻信號(hào)的DCT系數(shù)Cd。其中所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置包括用于實(shí)現(xiàn)如下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理的處理模塊Cd＝TidCi。式中Tid表示用于將ICT系數(shù)轉(zhuǎn)換為DCT系數(shù)的轉(zhuǎn)換矩陣，當(dāng)所述ICT方式壓縮的變換矩陣Ti為Ti＝KKE時(shí)，Tid(Ta,2690,Tc,56,Te,3)=1216Ta0000000026900560560300Tc000-Te00-56026900-30-560000Ta0000-56030269005600-Te000Tc00-30560-5602690]]>其中，Ta、Tc和Te的選值應(yīng)當(dāng)滿足如下條件當(dāng)用TidCi計(jì)算出來(lái)的Cd系數(shù)輸入一個(gè)符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990誤差要求的常規(guī)的逆向DCT轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，該轉(zhuǎn)換裝置輸出的DCT信號(hào)仍然符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990的誤差要求。
根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)上述Cd系數(shù)量值用15個(gè)位元表示時(shí)，Ta、Tc和Te的選值可以為
(Ta，Tc，Te)＝{(2896，2757，33)，(2896，2757，34)，(2896，2758，33)，(2897，2757，33)}當(dāng)利用上述方法計(jì)算出來(lái)的Cd系數(shù)量值用16或17個(gè)位元表示時(shí)，Ta、Tc和Te的選值可以為(Ta，Tc，Te)＝{(2896，2757，33)，(2896，2757，34)，(2896，2758，33)，(2897，2757，33)，(2897，2757，34)}在上述方法中，對(duì)于第八階的ICT(a，b，c，d；e，f；g)，其中E=ggggggggabcd-d-c-b-aef-f-e-e-ffeb-d-a-ccad-bg-g-ggg-gggc-adb-b-da-cf-ee-f-fe-efd-cb-aa-bc-d]]>K=kb3(0)00000000kb3(1)00000000kb3(2)00000000kb3(3)00000000kb3(4)00000000kb3(5)00000000kb3(6)00000000kb3(7)]]>由于T是正交矩陣，kb3(i)的數(shù)值應(yīng)滿足|kb3(i)E(i)|＝1。E(i)是矩陣E的第i行。
利用本發(fā)明，可以快速和有效地在DCT和ICT這兩種方式的壓縮信號(hào)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。其轉(zhuǎn)換精度可以達(dá)到IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990的誤差要求。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是用信號(hào)流圖的方式表示的根據(jù)本發(fā)明的在ICT轉(zhuǎn)換采用方式二的情況下進(jìn)行快速正向轉(zhuǎn)換方法的圖；圖2是用信號(hào)流圖的方式表示的根據(jù)本發(fā)明的在ICT轉(zhuǎn)換采用方式二的情況下進(jìn)行快速反向轉(zhuǎn)換方法的圖；圖3將本發(fā)明的在DCT和ICT系數(shù)之間進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換的裝置應(yīng)用于視頻信號(hào)處理的示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。這些說(shuō)明并非是對(duì)本發(fā)明的限制，根據(jù)這些具體實(shí)施方式
的說(shuō)明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解由權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍，并且可以預(yù)見(jiàn)到各種顯而易見(jiàn)的修改、變換和等同的替代手段。
在對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行DCT方式的壓縮編碼時(shí)，計(jì)算DCT系數(shù)需要做非整數(shù)的運(yùn)算，相反，計(jì)算ICT系數(shù)主要是采用整數(shù)運(yùn)算。非整數(shù)運(yùn)算的實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜，耗用較多的資源。相反，整數(shù)運(yùn)算比較簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)過(guò)程亦較節(jié)省資源。在現(xiàn)有的各種視頻信號(hào)壓縮標(biāo)準(zhǔn)中，DCT及ICT是兩種不同的變換，兩者并不相容。因此，利用其中一種變換所編碼的視頻信號(hào)不能用另一種變換來(lái)解碼。
如上所述，現(xiàn)有的大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)如MPEG1，MPEG2，H.261，H.262，H.263及H.264的視頻信號(hào)都用DCT編碼，而新的AVS標(biāo)準(zhǔn)則考慮到整數(shù)運(yùn)算的ICT較之DCT簡(jiǎn)單和節(jié)省資源，所以采用ICT編碼。所以，為了實(shí)現(xiàn)采用DCT和ICT方式的不同壓縮編碼標(biāo)準(zhǔn)的互通性，需要ICT編碼的視頻信號(hào)和其它DCT編碼的視頻信號(hào)互相轉(zhuǎn)換。而一種簡(jiǎn)單可行的方法就是將ICT系數(shù)和DCT系數(shù)進(jìn)行互相轉(zhuǎn)換。
目前已被發(fā)現(xiàn)的ICT有16×16，8×8及4×4(或稱第16階，第8階及第4階)的。ICT(10，9，6，2；10，5；8)、ICT(10，9，6，2；9，3；8)、ICT(10，9，6，2；8，4；8)及ICT(10，9，6，2；10，4；8)這4個(gè)ICT都是8×8的。16×16，8×8及4×4的ICT有無(wú)限組不同的核心，因此從這個(gè)意義上說(shuō)ICT可以有無(wú)限個(gè)。對(duì)于不同核心的ICT，其相應(yīng)的視頻壓縮編碼具有不同的特性，包括不同的運(yùn)算要求及變換效率等。ICT(10，9，6，2；10，5；8)、ICT(10，9，6，2；9，3；8)、ICT(10，9，6，2；8，4；8)及ICT(10，9，6，2；10，4；8)即代表了第八階中的四組核心。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)這四組核心的運(yùn)算要求較低，而編碼效率則較高，所以采用這四組核心的ICT進(jìn)行視頻編碼應(yīng)該是較好的。
以下將以ICT(10，9，6，2；10，4；8)為例說(shuō)明本發(fā)明。
先簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明的將視頻信號(hào)在DCT壓縮編碼方式與ICT壓縮編碼方式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換的原理。
一、正向轉(zhuǎn)換設(shè)視頻信號(hào)表示為一矢量X，其離散余弦變換后的離散余弦系數(shù)為Cd。X至Cd的變換可以由DCT變換矩陣Td來(lái)得到Cd＝TdX(1)同樣地，X經(jīng)整數(shù)余弦變換后的整數(shù)余弦系數(shù)Ci，可由ICT變換矩陣Ti來(lái)得到Ci＝TiX(2)ICT的變換矩陣可以采用兩種不同的方式。第一種是以KE為變換矩陣，即Ti＝KE。而第二種是以KKE為變換矩陣，即Ti＝KKE。例如對(duì)一個(gè)第八階的ICT(a，b，c，d；e，f；g)，它的變換矩陣Ti＝KE而E=ggggggggabcd-d-c-b-aef-f-e-e-ffeb-d-a-ccad-bg-g-ggg-gggc-adb-b-da-cf-ee-f-fe-efd-cb-aa-bc-d]]>K=kb3(0)00000000kb3(1)00000000kb3(2)00000000kb3(3)00000000kb3(4)00000000kb3(5)00000000kb3(6)00000000kb3(7)]]>由于T是正交矩陣，kb3(i)的數(shù)值令|kb3(i)E(i)|＝1。E(i)表示矩陣E的第i行。因此，就有兩種系數(shù)轉(zhuǎn)換的方法。下面分別加以說(shuō)明。
一、正向轉(zhuǎn)換Ti＝KKE因?yàn)門d及Ti均為正交的，所以(1)可以寫成
將(3)代入(2)，X=TdtCd---(3)]]>Ci=TiTdtCd---(4)]]>用同樣方法，可以將轉(zhuǎn)換矩陣寫成Tdi=KKETdt---(5)]]>并且Tdi(Ta,3116,Tc,65,Te,3)=1216Ta0000000031160-650-650-300Tc000Te006503116030650000Ta0000650-3031160-6500-Te000Tc0030-6506503116]]>其中，Ta、Tc和Te的選值應(yīng)當(dāng)滿足如下條件，即要使得采用上述轉(zhuǎn)換方法轉(zhuǎn)換后的ICT信號(hào)能夠符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990的誤差要求。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)量值用15個(gè)位元表示時(shí)(Ta，Tc，Te)＝(2896，3042，37)當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)量值用16個(gè)位元表示時(shí)(Ta，Tc，Te)＝{(2896，3042，37)，(2897，3042，37)}當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)量值用17個(gè)位元表示時(shí)(Ta，Tc，Te)＝{(2896，3042，37)，(2896，3042，38)，(2897，3043，37)}二、反向轉(zhuǎn)換由(4)，可以將Cd寫成為Cd=Tdi-1Ci=(TiTdt)-1Ci=(Td-tTit)Ci=(TdTit)Ci=TditCi---(6)]]>Ti＝KKE，可以得到Tid2=TdEt---(7)]]>
Tid(Ta,2690,Tc,56,Te,3)=1216Ta0000000026900560560300Tc000-Te00-56026900-30-560000Ta0000-56030269005600-Te000Tc00-30560-5602690]]>其中，Ta、Tc和Te的選值應(yīng)當(dāng)滿足如下條件當(dāng)用TidCi計(jì)算出來(lái)的Cd系數(shù)輸入一個(gè)符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990誤差要求的常規(guī)的逆向DCT轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，該轉(zhuǎn)換裝置輸出的DCT信號(hào)仍然符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990的誤差要求。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)Cd系數(shù)量值用15個(gè)位元表示時(shí)(Ta，Tc，Te)＝{(2896，2757，33)，(2896，2757，34)，(2896，2758，33)，(2897，2757，33)}當(dāng)Cd系數(shù)量值用16或17個(gè)位元表示時(shí)(Ta，Tc，Te)＝{(2896，2757，33)，(2896，2757，34)，(2896，2758，33)，(2897，2757，33)，(2897，2757，34)}本發(fā)明所提出的在以DCT方式壓縮編碼的視頻信號(hào)與以ICT方式壓縮編碼的視頻信號(hào)之間進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換的近似方法就是建立在本發(fā)明的上述原理的基礎(chǔ)上的。測(cè)試結(jié)果表明，本發(fā)明的轉(zhuǎn)換方法能夠符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990的誤差要求。
從上述的分析可以理解，轉(zhuǎn)換的具體方式是有區(qū)別的。以下將具體地說(shuō)明這些轉(zhuǎn)換方法。
一、正向轉(zhuǎn)換對(duì)于圖1所示的采用方式二進(jìn)行的正向轉(zhuǎn)換，可以類似地按照如下方式描述其轉(zhuǎn)換方法Ci0＝Cd0*Ta＞＞16Ci4＝Cd4*Ta＞＞16Ci2＝(Tc*Cd2+Te*Cd6)＞＞16Ci6＝(Tc*Cd6-Te*Cd2)＞＞16Ci1＝(3116*Cd1-65*Cd3-65*Cd5-3*Cd7)＞＞16
Ci3＝(65*Cd1+3116*Cd3+3*Cd5+65*Cd7)＞＞16Ci5＝(65*Cd1-3*Cd3+3116*Cd5-65*Cd7)＞＞16Ci7＝(3*Cd1-65*Cd3+65*Cd5+3116*Cd7)＞＞16二、反向轉(zhuǎn)換對(duì)于圖2所示的采用方式二進(jìn)行的反向轉(zhuǎn)換，可以類似地按照如下方式描述其轉(zhuǎn)換方法Cd0＝Ci0*Ta＞＞16Cd4＝Ci4*Ta＞＞16Cd2＝(Tc*Ci2-Te*Ci6)＞＞16Cd6＝(Tc*Ci6+Te*Ci2)＞＞16Cd1＝(2690*Ci1+56*Ci3+56*Ci5+3*Ci7)＞＞16Cd3＝(-56*Ci1+2690*Ci3-3*Ci5-56*Ci7)＞＞16Cd5＝(-56*Ci1+3*Ci3+2690*Ci5+56*Ci7)＞＞16Cd7＝(-3*Ci1+56*Ci3-56*Ci5+2690*Ci7)＞＞16下面說(shuō)明實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的上述在DCT和ICT系數(shù)之間進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換的近似方法的系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置。
以ICT采用方式一的變換矩陣為例。對(duì)于一個(gè)第八階的ICT，如上所述，可以采用下列快速轉(zhuǎn)換方法Ci0＝Cd0*Ta＞＞16Ci4＝Cd4*Ta＞＞16Ci2＝(Tc*Cd2+Te*Cd6)＞＞16Ci6＝(Tc*Cd6-Te*Cd2)＞＞16Ci1＝(3116*Cd1-65*Cd3-65*Cd5-3*Cd7)＞＞16Ci3＝(65*Cd1+3116*Cd3+3*Cd5+65*Cd7)＞＞16Ci5＝(65*Cd1-3*Cd3+3116*Cd5-65*Cd7)＞＞16Ci7＝(3*Cd1-65*Cd3+65*Cd5+3116*Cd7)＞＞16因此，本發(fā)明的系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置包括第一存儲(chǔ)裝置，包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，各存儲(chǔ)單元分別存儲(chǔ)DCT方式的壓縮信號(hào)的各DCT系數(shù)(Cd0～Cd7)。
第二存儲(chǔ)裝置，包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，各存儲(chǔ)單元分別存儲(chǔ)ICT方式的壓縮信號(hào)的各ICT系數(shù)(Ci0～Ci7)。
乘法裝置，用于將所述第一存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的所述各DCT系數(shù)(Cd0～Cd7)分別與預(yù)定的數(shù)值相乘。例如，執(zhí)行Tc*Cd2，-Te*Cd6，Te*Cd2，Tc*Cd6，-65*Cd3，-65*Cd5，-3*Cd7等。并將相乘結(jié)果中預(yù)定的一部分結(jié)果如Ci2＝Tc*Cd2存儲(chǔ)至所述第二存儲(chǔ)裝置的用于存儲(chǔ)Ci2和Ci6的存儲(chǔ)單元中。
第三存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述乘法裝置的上述各個(gè)計(jì)算值，優(yōu)選儲(chǔ)存未存入所述第二存儲(chǔ)裝置中的值，例如Tc*Cd2，-Te*Cd2，Te*Cd6，Tc*Cd6，-65*Cd3，-65*Cd5，-3*Cd7等。
第一加法裝置，將所述第三存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的計(jì)算值中預(yù)定的多個(gè)值相加，即執(zhí)行Tc*Cd2+Te*Cd2、Tc*Cd6-Te*Cd6等。
移位裝置，將所述第一加法裝置相加的結(jié)果右移預(yù)定的位數(shù)，在本例中為右移16位，從而得到移位后的結(jié)果Ci2(＝(Tc*Cd2+Te*Cd2)＞＞16)，Ci6(＝(Tc*Cd6-Te*Cd2)＞＞16)等。
最后，將相加結(jié)果存儲(chǔ)至第二存儲(chǔ)裝置的用于儲(chǔ)存Ci2，Ci6，Ci1等系數(shù)的對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)單元中。
圖5顯示了將本發(fā)明的在DCT和ICT系數(shù)之間進(jìn)行快速轉(zhuǎn)換的系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于視頻信號(hào)處理的示意圖。
如圖所示，以往對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行ICT方式處理和DCT方式處理的流程分別如圖中的粗實(shí)線和細(xì)實(shí)線所示。兩者的系數(shù)是不能互換的。通過(guò)加入本發(fā)明的上述轉(zhuǎn)換裝置，可將兩者的系數(shù)互換。
具體地說(shuō)，對(duì)于輸入的視頻信號(hào)，當(dāng)采用DCT方式壓縮編碼成為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)后(正向DCT變換)，提取該視頻數(shù)據(jù)中的DCT系數(shù)(示于圖中的細(xì)虛線上)，通過(guò)本發(fā)明的系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，將其轉(zhuǎn)換為粗虛線上所示的ICT系數(shù)，從而可進(jìn)行ICT方式的解碼(反向ICT變換)，將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)還原成視頻信號(hào)輸出。
相反，當(dāng)采用ICT方式將輸入的視頻信號(hào)壓縮編碼成為數(shù)字視頻數(shù)據(jù)后(正向DCT變換)，提取該視頻數(shù)據(jù)中的ICT系數(shù)(示于圖中的粗虛線上)，通過(guò)本發(fā)明的轉(zhuǎn)換裝置，將其轉(zhuǎn)為細(xì)虛線上所示的DCT系數(shù)，從而可進(jìn)行DCT方式的解碼(反向DCT變換)，將數(shù)字視頻數(shù)據(jù)還原成視頻信號(hào)輸出。
權(quán)利要求
1.一種將DCT方式壓縮信號(hào)轉(zhuǎn)換為ICT方式壓縮信號(hào)的方法，其特征在于包括，將以DCT方式壓縮的視頻信號(hào)輸入一系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置對(duì)所述的DCT方式壓縮的視頻信號(hào)的DCT系數(shù)Cd進(jìn)行系數(shù)轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為以ICT方式壓縮的視頻信號(hào)的ICT系數(shù)Ci，其中，設(shè)X＝[x0，x1，...，x7]T為1×8的視頻矢量，Cd＝[Cd0，Cd1，...，Cd7]T及Ci＝[Ci0，Ci1，...，Ci7]T定義為Cd＝TdXCi＝TiXTd及Ti分別為DCT方式壓縮的變換矩陣及ICT方式壓縮的變換矩陣。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置包括用于實(shí)現(xiàn)如下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理的處理模塊Ci＝TdiCd其中，Tdi表示用于將DCT系數(shù)轉(zhuǎn)換為ICT系數(shù)的轉(zhuǎn)換矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述ICT方式壓縮的變換矩陣Ti為Ti＝KKE，所述轉(zhuǎn)換矩陣Tdi為Tdi=KKETdt,]]>其中Tdt表示DCT方式壓縮的變換矩陣Td的轉(zhuǎn)置矩陣，
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，對(duì)于第八階的ICT(a，b，c，d；e，f；g)，K=kb3(0)00000000kb3(1)00000000kb3(2)00000000kb3(3)00000000kb3(4)00000000kb3(5)00000000kb3(6)00000000kb3(7)]]>E=ggggggggabcd-d-c-b-aef-f-e-e-ffeb-d-a-ccad-bg-g-ggg-gggc-adb-b-da-cf-ee-f-fe-efd-cb-aa-bc-d]]>
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述Tdi為Tdi(Ta,3116,Tc,65,Te,3)=1216Ta0000000031160-650-650-300Tc000Te006503116030650000Ta0000650-3031160-6500-Te000Tc0030-6506503116]]>
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述ICT方式壓縮的變換矩陣Ti為Ti＝KKE時(shí)，按照如下方式將所述DCT系數(shù)轉(zhuǎn)換為ICT系數(shù)Ci0＝Cd0*Ta＞＞16Ci4＝Cd4*Ta＞＞16Ci2＝(Tc*Cd2+Te*Cd6)＞＞16Ci6＝(Tc*Cd6-Te*Cd2)＞＞16Ci1＝(3116*Cd1-65*Cd3-65*Cd5-3*Cd7)＞＞16Ci3＝(65*Cd1+3116*Cd3+3*Cd5+65*Cd7)＞＞16Ci5＝(65*Cd1-3*Cd3+3116*Cd5-65*Cd7)＞＞16Ci7＝(3*Cd1-65*Cd3+65*Cd5+3116*Cd7)＞＞16其中，＞＞16表示將其左側(cè)括號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)運(yùn)算結(jié)果的二進(jìn)制數(shù)右移16位。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的方法，其特征在于，Ta，Tc，Te的取值滿足如下條件使得轉(zhuǎn)換后的ICT信號(hào)符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990的誤差要求。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)的量值用15個(gè)位元表示時(shí)，(Ta，Tc，Te)＝(2896，3042，37)；或，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)量值用16個(gè)位元表示時(shí)，(Ta，Tc，Te)＝{(2896，3042，37)，(2897，3042，37)}；或，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)量值用17個(gè)位元表示時(shí)，(Ta，Tc，Te)＝{(2896，3042，37)，(2896，3042，38)，(2897，3043，37)}。
9.一種將ICT方式壓縮信號(hào)轉(zhuǎn)換為DCT方式壓縮信號(hào)的方法，其特征在于包括將以ICT方式壓縮的視頻信號(hào)輸入一系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置對(duì)所述的ICT方式壓縮的視頻信號(hào)的ICT系數(shù)Ci進(jìn)行系數(shù)轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為以DCT方式壓縮的視頻信號(hào)的DCT系數(shù)Cd。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置包括用于實(shí)現(xiàn)如下數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理的處理模塊Cd＝TidCi其中，Tid表示用于將ICT系數(shù)轉(zhuǎn)換為DCT系數(shù)的轉(zhuǎn)換矩陣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述ICT方式壓縮的變換矩陣Ti為Ti＝KKE時(shí)，Tid＝TdEt。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，對(duì)于第八階的ICT(a，b，c，d；e，f；g)，E=ggggggggabcd-d-c-b-aef-f-e-e-ffeb-d-a-ccad-bg-g-ggg-gggc-adb-b-da-cf-ce-f-fe-efd-cb-aa-bc-d]]>K=kb3(0)00000000kb3(1)00000000kb3(2)00000000kb3(3)00000000kb3(4)00000000kb3(5)00000000kb3(6)00000000kb3(7)]]>
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當(dāng)所述ICT方式壓縮的變換矩陣Ti為Ti＝KKE時(shí)，Tid為Tid(Ta,2690,Tc,56,Te,3)=1216Ta0000000026900560560300Tc000-Te00-56026900-30-560000Ta0000-56030269005600Te000Tc00-30560-5602690]]>
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，所述ICT方式壓縮的變換矩陣Ti為Ti＝KKE，按照如下方式將所述ICT系數(shù)轉(zhuǎn)換為DCT系數(shù)Cd0＝Ci0*Ta＞＞16Cd4＝Ci4*Ta＞＞16Cd2＝(Tc*Ci2-Te*Ci6)＞＞16Cd6＝(Tc*Ci6+Te*Ci2)＞＞16Cd1＝(2690*Ci1+56*Ci3+56*Ci5+3*Ci7)＞＞16Cd3＝(-56*Ci1+2690*Ci3-3*Ci5-56*Ci7)＞＞16Cd5＝(-56*Ci1+3*Ci3+2690*Ci5+56*Ci7)＞＞16Cd7＝(-3*Ci1+56*Ci3-56*Ci5+2690*Ci7)＞＞16其中，＞＞16表示將其左側(cè)括號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)運(yùn)算結(jié)果的二進(jìn)制數(shù)右移16位。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其特征在于，(Ta，Tc，Te)的取值滿足如下條件當(dāng)將所述系數(shù)Cd輸入符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990誤差要求的逆向DCT轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，使得該轉(zhuǎn)換裝置輸出的DCT信號(hào)符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990的誤差要求。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Cd系數(shù)的量值用15個(gè)位元表示時(shí)，(Ta，Tc，Te)＝{(2896，2757，33)，(2896，2757，34)，(2896，2758，33)，(2897，2757，33)}或，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Cd系數(shù)量值用16或17個(gè)位元表示時(shí)，(Ta，Tc，Te)＝{(2896，2757，33)，(2896，2757，34)，(2896，2758，33)，(2897，2757，33)，(2897，2757，34)}。
17.系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，用于對(duì)DCT方式壓縮的視頻信號(hào)的DCT系數(shù)Cd進(jìn)行系數(shù)轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為以ICT方式壓縮的視頻信號(hào)的ICT系數(shù)Ci，其特征在于，所述ICT方式壓縮的變換矩陣Ti為Ti＝KKE，所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置包括第一存儲(chǔ)裝置，包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，各存儲(chǔ)單元分別存儲(chǔ)DCT方式的壓縮信號(hào)的各DCT系數(shù)；第二存儲(chǔ)裝置，包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，各存儲(chǔ)單元分別存儲(chǔ)ICT方式的壓縮信號(hào)的各ICT系數(shù)；乘法裝置，用于將所述第一存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的所述各DCT系數(shù)中預(yù)定的DCT系數(shù)與預(yù)定的數(shù)值相乘，并將相乘結(jié)果中預(yù)定的一部分結(jié)果存儲(chǔ)至所述第二存儲(chǔ)裝置對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中；第三存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述乘法裝置計(jì)算的值；第一加法裝置，將所述第三存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的計(jì)算值中預(yù)定的多個(gè)值相加；移位裝置，將所述第一加法裝置相加的結(jié)果右移預(yù)定的位數(shù)；第二加法裝置，將所述移位裝置右移后的結(jié)果與所述第一存儲(chǔ)裝置中預(yù)定的DCT系數(shù)相加，將相加結(jié)果存儲(chǔ)至第二存儲(chǔ)裝置對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述ICT為第八階ICT，并且所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置按照如下方程進(jìn)行轉(zhuǎn)換Ci0＝Cd0*Ta＞＞16Ci4＝Cd4*Ta＞＞16Ci2＝(Tc*Cd2+Te*Cd6)＞＞16Ci6＝(Tc*Cd6-Te*Cd2)＞＞16Ci1＝(3116*Cd1-65*Cd3-65*Cd5-3*Cd7)＞＞16Ci3＝(65*Cd1+3116*Cd3+3*Cd5+65*Cd7)＞＞16Ci5＝(65*Cd1-3*Cd3+3116*Cd5-65*Cd7)＞＞16Ci7＝(3*Cd1-65*Cd3+65*Cd5+3116*Cd7)＞＞16其中，＞＞16表示將其左側(cè)括號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)運(yùn)算結(jié)果的二進(jìn)制數(shù)右移16位，并且，(Ta，Tc，Te)的取值滿足如下條件當(dāng)將所述系數(shù)Ci輸入逆向ICT轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，使得該ICT轉(zhuǎn)換裝置輸出的ICT信號(hào)符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990的誤差要求。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)的量值用15個(gè)位元表示時(shí)，(Ta，Tc，Te)＝(2896，3042，37)；或，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)量值用16個(gè)位元表示時(shí)，(Ta，Tc，Te)＝{(2896，3042，37)，(2897，3042，37)}；或，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Ci系數(shù)量值用17個(gè)位元表示時(shí)，(Ta，Tc，Te)＝{(2896，3042，37)，(2896，3042，38)，(2897，3043，37)}。
20.系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，用于對(duì)以ICT方式壓縮的視頻信號(hào)的ICT系數(shù)Ci進(jìn)行系數(shù)轉(zhuǎn)換處理，轉(zhuǎn)換為DCT方式壓縮的視頻信號(hào)的DCT系數(shù)Cd，其特征在于，所述ICT方式壓縮的變換矩陣Ti為Ti＝KKE，所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置包括第一存儲(chǔ)裝置，包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，各存儲(chǔ)單元分別存儲(chǔ)ICT方式的壓縮信號(hào)的各ICT系數(shù)；第二存儲(chǔ)裝置，包括多個(gè)存儲(chǔ)單元，各存儲(chǔ)單元分別存儲(chǔ)DCT方式的壓縮信號(hào)的各DCT系數(shù)；乘法裝置，用于將所述第一存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的所述各ICT系數(shù)中預(yù)定的ICT系數(shù)與預(yù)定的數(shù)值相乘，并將相乘結(jié)果中預(yù)定的一部分結(jié)果存儲(chǔ)至所述第二存儲(chǔ)裝置對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中；第三存儲(chǔ)裝置，用于存儲(chǔ)所述乘法裝置計(jì)算的值；第一加法裝置，將所述第三存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的計(jì)算值中預(yù)定的多個(gè)值相加；移位裝置，將所述第一加法裝置相加的結(jié)果右移預(yù)定的位數(shù)；第二加法裝置，將所述移位裝置右移后的結(jié)果與所述第一存儲(chǔ)裝置中預(yù)定的ICT系數(shù)相加，將相加結(jié)果存儲(chǔ)至第二存儲(chǔ)裝置對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)單元中。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述ICT為第八階ICT，并且所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置按照如下方程進(jìn)行轉(zhuǎn)換Cd0＝Ci0*Ta＞＞16Cd4＝Ci4*Ta＞＞16Cd2＝(Tc*Ci2-Te*Ci6)＞＞16Cd6＝(Tc*Ci6+Te*Ci2)＞＞16Cd1＝(2690*Ci1+56*Ci3+56*Ci5+3*Ci7)＞＞16Cd3＝(-56*Ci1+2690*Ci3-3*Ci5-56*Ci7)＞＞16Cd5＝(-56*Ci1+3*Ci3+2690*Ci5+56*Ci7)＞＞16Cd7＝(-3*Ci1+56*Ci3-56*Ci5+2690*Ci7)＞＞16其中，＞＞16表示將其左側(cè)括號(hào)內(nèi)的數(shù)據(jù)運(yùn)算結(jié)果的二進(jìn)制數(shù)右移16位，并且，(Ta，Tc，Te)的取值滿足如下條件當(dāng)將所述系數(shù)Cd輸入符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990誤差要求的逆向DCT轉(zhuǎn)換裝置時(shí)，使得該轉(zhuǎn)換裝置輸出的DCT信號(hào)符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)1180-1990的誤差要求。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Cd系數(shù)的量值用15個(gè)位元表示時(shí)，(Ta，Tc，Te)＝{(2896，2757，33)，(2896，2757，34)，(2896，2758，33)，(2897，2757，33)}或，當(dāng)轉(zhuǎn)換后的Cd系數(shù)量值用16或17個(gè)位元表示時(shí)，(Ta，Tc，Te)＝{(2896，2757，33)，(2896，2757，34)，(2896，2758，33)，(2897，2757，33)，(2897，2757，34)}。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種將DCT方式的視頻信號(hào)壓縮編碼轉(zhuǎn)換為ICT方式的視頻信號(hào)壓縮編碼的方法，包括，將以DCT方式壓縮的視頻信號(hào)輸入一系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置；所述系數(shù)轉(zhuǎn)換裝置對(duì)所述的DCT方式壓縮的視頻信號(hào)的DCT系數(shù)C
文檔編號(hào)H04N7/26GK1728828SQ20041007100
公開(kāi)日2006年2月1日 申請(qǐng)日期2004年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月26日
發(fā)明者湛偉權(quán), 馮志強(qiáng) 申請(qǐng)人:香港中文大學(xué)