AVS-M整数变换算法分析及实现.pdf

第18卷第2期 湖南工程学院学报 v01．18．No．2 Of ofHunanInstitute 2008 2008年6月 Journal Engineering June AVS—M整数变换算法分析及实现 雷海军1”，陈意军2，魏兴华1，李霞1，王娜1 (1．深圳大学超级计算中心，广东深圳518060；2．湖南工程学院电气与信息工程系，湖南湘潭411101) 摘要：AVS—M的目的是为迅速发展的无线网络、手机和PDA等移动设备提供音视频编解码的规 范和标准．本文主要基于AVS—M，面向移动设备，需要为其提供高压缩比、低复杂度的视频编解码器． 对AVS—M整数变换算法进行了分析，采用快速算法提高了解码速度．AVS—M软件具有高编码效率 可以适应低网络带宽、低计算复杂度和低内存需求的手持移动设备，算法便于硬件实现． 关键词：AVS)变换；快速算法；编解码 中图分类号：TN919．31文献标识码：A 变换块，这样不仅变换计算量比较小，而且在运动物 O引言 体边缘处的衔接误差也大为减小；变换矩阵中的系 数全为整数，可以用定点算法实现，从而避免了浮点 变换编码不是直接对空间图像信号编码，而是 运算，并且经过反变换后的数值可以与输入数值精 首先将空域图像信号映射到另一个正交矢量空间即 确匹配．除此之外，在AVS—M中定义的整数余弦 变换域，将图像象素值转变成一组非相关系数，然后 变换还具有在算法当中只需用加法和移位就可实现 对这些系数进行量化和编码．可以证明，基于块的变 的特点，使得硬件实现更加简单． 换编码对静止图像和视频帧是一种非常有效的压缩 编码方法．为了充分利用象素之间的空间相关性，理 1整数变换算法分析 想的变换尺寸应该是整幅图像或视频帧大小，但其 计算量却是十分惊人的．为了减少计算复杂度，在实 1．1整数余弦变换 际应用上一般都采用一定尺寸块的变换编码，即把 假设X是输人矩阵，Y为变换系数矩阵，四阶 整幅图像分成许多不重复的块，对每个块进行变换 二维离散余弦正变换可以用下式来计算‘1]： 编码．在静止图像和视频编码的许多国际标准常采 用基于16×16、8×8、4×4的D(、T转换编码方法． 厶 i=0i=0 o 其中，t‘和7d可取值为{1，2，3，4)， 变换编码实现数据压缩的物理本质在于，把在 原来坐标上彼此亲密相关的象素所构成矩阵经过多 ，、 f1／2^人u=O 维坐标系适当的坐标旋转和变换，变成统计上彼此 烈砌。{1AAA“≠o AAv=O 较为相互独立、甚至达到完全独立的变换系数所构 ，、 f1／√2 成的矩阵．或者说把接近均匀散布在各个坐标轴上 l 1^^^Av--／：1 的原始图像数据，变换在新的坐标系中，图像数据只 集中在少数坐标上，实现能量在不同坐标轴上的重 ×cos(3丌／8)，可以把四阶二维离散余弦正交变换表 新分配．从而可用较少的编码比特来表示一幅图像， 示为矩阵相乘形式，如下： 实现高效率的压缩编码． 在AVS--M中，变换编码采用尺寸为4×4的 收稿日期：2007-