[发明专利]图像或视频编码的六角变换快速处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及图像或视频编码的六角变换快速处理方法。本发明主要是在图像或视频编码端，将图像或视频数据进行正向六角变换处理，变换到以正向六角变换矩阵表达的向量空间中；在图像或视频解码端，将正向六角变换后的数据进行逆向六角变换处理，恢复得到原始的图像或视频数据。有利于加快对图像数据或者视频数据的压缩和分析。

背景技术

传统的视频编码标准如ITU制定的H.261，H.263，H.263+，H.264标准以及ISO的MPEG组织制定的MPEG-1，MPEG-2，MPEG-4等都是建立在混合编码（Hybrid Coding）框架之上的。所谓混合编码框架是一种综合考虑预测、变换和熵编码的方法框架，有以下主要特点：

（1）利用预测去除时间域的冗余度；

（2）利用变换去除空间域的冗余度；

（3）利用熵编码去除统计上的冗余度。

上述视频编码标准都具有帧内编码帧（I帧）和帧间编码帧（P/B帧）。对图像或者视频帧以宏块为基本单位进行编码，首先进行帧内或者帧间的预测，然后将预测残差进行二维变换、量化，最后对量化系数进行熵编码。由于视频数据和图像数据在空间域上有较强的相关性，二维变换是提高编码增益的关键因素，因此二维变换是视频编码和图像编码的很重要的部分。

离散余弦变换（DCT）通常用于视频图像数据的块变换编码，这是因为对于各种信号，离散余弦变换非常近似于统计最佳的K-L变换。离散余弦变换被广泛应用于各种视频/图像编码标准中。离散余弦变换的一个缺点是将待变换数据块的各个位置上的数据同等对待，和预测残差的分布规律不相吻合。经过各种预测后，视频图像的块数据的空间相关性发生了变化，在统计意义上，块中心的像素预测匹配较好，预测残差较小，而块边缘的像素预测匹配较差，预测残差较大。

六角变换能够适应预测残差的统计特性，克服DCT的不足之处。所谓六角变换，即根据六个角度导出的变换矩阵进行的变换。设α₁、α₂、α₃、α₄、α₅、α₆是六个角度，令

C=cosα₁，D=sinα₁，

E=cosα₂，F=sinα₂，

G=cosα₃，H=sinα₃，

I=cosα₄，J=sinα₄，

K=cosα₅，L=sinα₅，

M=cosα₆，N=sinα₆；

则变换矩阵如下：

设X是空间域的8×8数据块，Y是X经过正向六角变换得到的变换域的8×8数据块，则正向六角变换可以描述为

Y = T′XT

逆向六角变换可以描述为

X = TYT′

可见，正向六角变换和逆向六角变换都需要进行两次矩阵相乘运算，而且矩阵中的元素都是浮点数，计算量较大。经过简单的统计可知，每次矩阵相乘，需要进行8×8×8=512次浮点数相乘和8×8×7=448次浮点数相加。本发明将提供一种快速算法，可以明显降低六角变换的运算量。 

发明内容

本发明的目的是针对已有技术存在的缺陷，提供一种图像或视频编码的六角变换快速处理方法，可以明显降低六角变换的运算复杂度，有利于加快对图像或视频数据的压缩和分析。

本发明采用如下的技术方案：