基于小波變換的視頻圖像壓縮算法研究

其中R為量化步長(zhǎng)。具體過(guò)程為：設(shè)PD是1個(gè)比特位，當(dāng)M≤TPD=1時(shí)，輸出碼流中輸出一位PD=0，則解碼器以量化矩陣Q對(duì)輸入碼流進(jìn)行反量化；當(dāng)M>T時(shí)，輸出碼流中輸出PD=1，然后輸出量化步長(zhǎng)R，用2個(gè)字節(jié)來(lái)表示，則解碼器以量化矩陣Q(1+R)對(duì)輸入碼流進(jìn)行反量化。
(3)熵編碼：量化后的每個(gè)子帶被進(jìn)一步分成固定大小的塊，并對(duì)每個(gè)子塊采用位平面技術(shù)分別進(jìn)行熵編碼。嵌入式位平面編碼器按照位平面從最高有效位N一1～0降序地進(jìn)行編碼，因此在截取壓縮碼流時(shí)，先保證所有系數(shù)的最高有效位平面的優(yōu)先傳輸，保證碼流的解碼質(zhì)量。在每個(gè)編碼之后都同時(shí)記錄當(dāng)前編碼的碼率R和對(duì)應(yīng)的失真D，得到的率失真曲線將用于后面的碼流組裝。
(4)碼流組裝：在所有的系數(shù)塊完成編碼后，根據(jù)最小化全局失真的原則用碼流組裝對(duì)各個(gè)塊的碼流進(jìn)行碼率分配。原始的碼率控制方法采用全局最優(yōu)的碼率控制，會(huì)導(dǎo)致幀方向上質(zhì)量的顫抖。本文結(jié)合率失真優(yōu)化和幀方向上質(zhì)量平穩(wěn)2方面的要求，沿幀方向上采用新的碼率分配方法，同時(shí)在沿水平和垂直方向上保持了率失真優(yōu)化的方法。即對(duì)于同一時(shí)間軸小波子帶的分塊都采用同一斜率來(lái)選取截?cái)帱c(diǎn)；對(duì)于不同時(shí)間軸小波子帶的分塊，按照不同的斜率來(lái)截?cái)嘁哉{(diào)整時(shí)間軸方向的穩(wěn)定性。可以根據(jù)式(2)的失真比例條件來(lái)調(diào)整截?cái)帱c(diǎn)的斜率。

在中高碼率環(huán)境下，各時(shí)間軸子帶的衰減系數(shù)βn近似相等，因此可以簡(jiǎn)單的依照下等式通過(guò)控制各時(shí)間軸子帶的率失真斜率來(lái)控制失真的比例。

此處δi為等式(2)給出的理論失真值，m為時(shí)間軸的小波子帶個(gè)數(shù)。
前面的熵編碼過(guò)程中已經(jīng)計(jì)算并保存了每個(gè)塊的率失真曲線。為了使先傳輸?shù)拇a率對(duì)信息失真度的降低最快，需要保證率失真的凸性，因此按照文獻(xiàn)中方法對(duì)每個(gè)塊的率失真曲線采取凸包絡(luò)處理。每個(gè)塊的失真根據(jù)所處的小波子帶乘上一個(gè)能量權(quán)重，以利用小波域的失真估計(jì)圖像空域的失真：

此處w表示提升型小波合成濾波器帶來(lái)的能量增益。對(duì)于雙正交D9／7濾波器，低通增益wL=1．299，高通增益為wH=0．787。在三維方向上共經(jīng)過(guò)n個(gè)低通和m個(gè)高通提升型濾波器的小波子帶，能量增益為各層增益的乘積叫=wnLwmH。
對(duì)所有的塊的率失真曲線，找出聯(lián)合最優(yōu)的率失真斜率點(diǎn)，并將碼流在該點(diǎn)截?cái)?，然后將所有塊中在同一斜率切點(diǎn)截?cái)嗟玫降拇a流片斷組合成最終的壓縮碼流。最優(yōu)斜率能夠得出最接近目標(biāo)碼率的公共斜率，每個(gè)系數(shù)塊的截?cái)啻a率長(zhǎng)度也作為頭信息記錄在壓縮碼流中，作為對(duì)壓縮碼流隨機(jī)解碼時(shí)的索引。