[发明专利]视觉优化量化

说明书

技术领域

本发明涉及图像/视频处理的领域。更具体地讲，本发明涉及用于更好的视觉质量的视频编码中的优化量化。

背景技术

在数据压缩(尤其是数字图像的数字信息的压缩)的领域中已进行大量研究。数字图像包括迅速增长的由科学、商业、工业和政府存储并传送的数字信息的部分。数字图像传输在非常先进的电视系统(诸如，使用数字信息的高清晰度电视)中很重要。因为需要相对较大数量的数字比特来代表数字图像，所以在数字图像的创建、传输和重新创建所涉及的计算机通信网络的基础设施上施加了很大负担。由于这个原因，需要通过减少图像自身的冗余和不可见图像成分来把数字图像压缩为更少数量的比特。

在与数字图像压缩有关的许多当前和未来的国际标准中采用离散余弦变换，这些标准通常称为JPEG和MPEG，它们分别是联合图像专家组和运动图像专家组的首字母缩略词。在像素块经受离散余弦变换(DCT)之后，通过阈值化和量化操作对所获得的变换系数进行压缩。阈值化包括把其大小小于阈值的所有系数设置为等于零，而量化包括按照步长大小缩放系数并四舍五入到最近的整数。

通常，由量化矩阵中的条目确定每个DCT系数的量化。正是这个矩阵主要负责感知的图像质量和图像的传输的比特率。感知的图像质量很重要，因为人类视觉系统能够容忍图像的一定量的劣化而不会注意到可察觉的误差。因此，某些图像能够以低比特率被传输，而其它图像不能容忍任何劣化并且应该以更高的比特率被传输以便保持它们的信息内容。

发明内容

在本文描述了视觉优化量化。具体地讲，视觉优化量化用于任意的基于块的变换，诸如依赖于模式的方向变换(MDDT)。压缩方法包括下面的处理：进行MDDT基函数的离散余弦变换，获得频率权重，并针对每个频率分量计算对比灵敏度函数。通过误差合并计算畸变的总体效应，并且量化矩阵与该总体效应成反比。

在一个方面，一种执行优化量化的方法，所述优化量化被编程到装置的存储器中，该方法包括：进行任意块变换的基函数的离散余弦变换以确定频率分量的频率权重；针对每个频率分量计算各自的对比灵敏度函数；使用误差合并计算频率分量的畸变的总体效应；以及使用误差合并的总体效应产生量化矩阵。在一些实施例中，所述任意块变换是依赖于模式的方向变换。所述量化矩阵在图像的压缩期间被应用于图像。所述对比灵敏度函数包括一维对比灵敏度函数。所述对比灵敏度函数包括二维对比灵敏度函数。使用阈值计算对比灵敏度函数。从包括下面各项的组选择所述装置：个人计算机、膝上型计算机、计算机工作站、服务器、大型计算机、手持式计算机、个人数字助理、蜂窝/移动电话、智能家电、游戏控制台、数字照相机、数字摄录机、照相机电话、iPhone、视频播放器、DVD记录器/播放器、蓝光记录器/播放器、电视和家庭娱乐系统。

在另一方面，一种用于执行优化量化的系统，所述优化量化被编程到装置的存储器中，该系统包括：离散余弦变换模块，用于进行任意块变换的基函数的离散余弦变换以确定频率分量的频率权重；对比灵敏度函数模块，用于针对每个频率分量计算各自的对比灵敏度函数；误差合并模块，用于使用误差合并计算频率分量的畸变的总体效应；以及量化矩阵模块，用于使用误差合并的总体效应产生量化矩阵。在一些实施例中，所述任意块变换是依赖于模式的方向变换。所述量化矩阵在图像的压缩期间被应用于图像。所述对比灵敏度函数包括一维对比灵敏度函数。所述对比灵敏度函数包括二维对比灵敏度函数。使用阈值计算对比灵敏度函数。从包括下面各项的组选择所述装置：个人计算机、膝上型计算机、计算机工作站、服务器、大型计算机、手持式计算机、个人数字助理、蜂窝/移动电话、智能家电、游戏控制台、数字照相机、数字摄录机、照相机电话、iPhone、视频播放器、DVD记录器/播放器、蓝光记录器/播放器、电视和家庭娱乐系统。

在另一方面，一种照相机装置，包括：图像获取部件，用于获取图像；处理部件，用于通过下述步骤处理图像：进行任意块变换的基函数的离散余弦变换以确定频率分量的频率权重；针对每个频率分量计算各自的对比灵敏度函数；使用误差合并计算频率分量的畸变的总体效应；以及使用误差合并的总体效应产生量化矩阵；和存储器，用于存储经过处理的图像。在一些实施例中，所述任意块变换是依赖于模式的方向变换。所述量化矩阵在图像的压缩期间被应用于图像。所述对比灵敏度函数包括一维对比灵敏度函数。所述对比灵敏度函数包括二维对比灵敏度函数。使用阈值计算对比灵敏度函数。