視頻壓縮中的最優(yōu)整數(shù)正交變換理論及其應用.pdf

1、隨著數(shù)字視頻技術的發(fā)展,圖像和視頻編碼技術逐漸發(fā)展成為專門的學科領域——圖像壓縮編碼。圖像編碼的核心技術之一是對圖像數(shù)據(jù)實施變換。自從1974年印度科學家提出離散余弦變換(DCF)以來,DCT無論在理論上還是在應用上都得到了長足的發(fā)展。特別是在應用領域中,DCT是現(xiàn)代圖像壓縮編碼技術的核心基礎,且已形成了技術標準,到目前為止DCT一直處于難以撼動的地位。
　　 圖像與視頻的壓縮是以巨大的計算量作為代價的。雖然DCT性能較好,但其

2、浮點運算問題一直是難以克服的問題。這些年來,尋求整數(shù)變換已成為圖像和視頻壓縮中新的研究熱點,并且已形成標志性成果。例如整數(shù)變換被最新的國際視頻編碼標準H.264采納,我國的第一個音視頻編碼標準也采用了整數(shù)變換。然而,整數(shù)變換的構造方法與種類很多,怎樣設計視頻壓縮中的整數(shù)變換,使其既有很好的變換性能又有很好的計算性能,就是一個技術難題。本文得出了一種新的整數(shù)變換的構造法,在整數(shù)正交變換的理論基礎上,建立了一種結合能量集中率和去相關率的整數(shù)

3、正交矩陣優(yōu)化模型,并在該矩陣類中獲得了應用于視頻壓縮的最優(yōu)整數(shù)正交矩陣。
　　 為驗證理論的正確性,本文采用MPEG-4標準的基本系統(tǒng)框架,將獲得的最優(yōu)整數(shù)正交矩陣應用于開源編解碼器XVID,代替原有的DCT變換,并進行整數(shù)正交矩陣與DCT的對比實驗。本文研究了該整數(shù)變換下的快速算法問題；通過對大量標準測試圖像序列的訓練和統(tǒng)計,構造了新變換下的量化矩陣；定義了一種在新的壓縮方案下的新的壓縮格式并完成了相應的應用軟件；通過主觀和客