本发明专利技术公开了一种用于ＪＰＥＧ编码的量化方法，该方法首先定义标准量化表的缩放比例公式见式（Ⅰ），其中Ｑ为质量因子；将输入的质量因子进行内部数据映射，使得缩放比例ｓ为２↑［ｍ］或０，其中，ｍ为整数；对标准量化表进行修改，使标准量化表中的每一个量化步长均为２ｎ，其中，ｎ为整数；将ｎ和ｍ相加，得到和ｇ；对ｇ进行范围限定，得到ｈ，修正后的量化步长为２↑［ｈ］，根据修正后的量化步长值，对ＤＣＴ系数右移ｈ位；使用本发明专利技术提供的方法，与常规技术相比可节省一个复杂的除法器，从而使得设计的产品的面积变小，功耗降低，成本降低，计算速度得到提高，且可以根据输入的质量因子来更改图像质量。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像编码
，尤其涉及一种用于JPEG编码的量化方法。技术背景JPEG (Joint Photogr邻hic Experts Group)是一种能对连续色调、多极 灰度、静止的数字图像压縮编码方法。JPEG提供了两种基本的压縮编码技术-基于DCT(Discrete Cosine Transform,离散余弦变换)的有损压縮编码和基于 DPCM (Differential Pulse Code Modulation,差分脉冲编码调制)的无损压缩 编码。两种编码均可采用多种操作模式来实现。JPEG标准共提供了四种操作模 式顺序编码；累进编码；无损编码；分层编码。这四种操作模式中，顺序编 码和累进编码是基于DCT的有损压縮编码，无损编码是基于DPCM的无损压缩编 码；分层编码即可以采用基于DCT的有损压縮编码，也可以采用基于DPCM的无 损压縮编码。由于基本顺序编码模式可达到预期的压縮效果，且易于实施，故 市场上绝大多数用户系统实施的是基本顺序编码模式。基于DCT的顺序编码操作模式由DCT变化、量化、熵编码器构成。DCT变化 消除图像块各像素在空间域的相关性；量化根据所需的压縮图像质量来降低DCT 系数精度，以进一步对数据进行压縮，即通过去掉视觉上不太重要的图像信息 来进一步提高压縮效率;熵编码消除图像数据间的统计相关性；最后输出图像 压縮数据。DCT变化是一一的映射，若不经过量化，对DCT系数进行反向变换， 从原理上可以无损恢复出源图像样值；熵编码是无损压縮编码过程；而量化是 导致图像信息损失的重要环节，通过调节量化步长可以动态调节图像的精度， 从而实现对图像质量的控制。在编码中，对于量化操作是通过量化矩阵实现的，例如可以采用下式进行(1)其中i^和i^为量化前后的DCT系数；g肝为量化步长；[.]为四舍五入取整。如果在不影响图像主观质量前提下，最大程度地提高压縮效率，则理想情况下应取相应余弦基函数的视觉可觉察门限(JND)作为量化步长。JND通常是 源图像特性、显示设备特性和观察距离的函数。对于特定的应用， 一般可通过 心理视觉实验来测定JND。 JPEG建议采用表1和表2列出的标准亮度和色度量 化表，表中给出的量化步长根据主观实验确定，但是也可以采用用户定义的量 化表。由于不同内容的图像细节代表不同图像频率，而且人眼对图像不同部分 的主观感觉不同，因此，对不同的DCT系数采用粗、细不同的量化，相应于人 的主观视觉对高频失真不如对低频失真敏感的特性，随着空间频率的增加，量 化步长也相应地增大。表l标准亮度量化表<table>table see original document page 5</column></row><table>9999999999999999JPEG量化矩阵的所有系数值均放在语法头里，每幅图像只有一个亮度量化 矩阵和色度量化矩阵。由于JPEG允许用户自己定义量化表，故引入了质量因子来调节标准量化表，从而实现对图像质量的控制。设^为质量因子，s为标准量化表的縮放比例，。s为标准量化步长，^为经 过s修改后量化步长的中间变量，《为修正后量化步长，下面对目前JPEG编码 中常用的几种具有代表性质的标准量化表縮放比例公式进行描述), 工寧50 (2) 12-2/50 50<^訓将S和(7s进行相乘得到Q，对^进行范围限定当&S0时，当仏>255 ， ^F255;否则，f Q。从上述公式(2)可以发现0S50、 1^^50&， s在其范围内出现2N次方数值不多，而且采用上述标准量化表縮放比例公式和量化公式(1)，使得量化有除法运算，其运算的复杂度很大，这对芯片设计代价很大。(b) g={ B鲜，(3) 1200-50 < 2^100 1 100对经过缩放后的量化步长^进行范围限定当仏《0时，当《>255， ^255;否则，f ^。从上述公式(3)可以发现0.5^(^+0.5，而且相对于公式(3)而言，其复 杂性更，对硬件实现起来难度更大。上述的量化方法虽然能够控制图像质量，但是其运算复杂度大，硬件实现 起来面积大，速度慢，而且功耗大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种图像数据编码的量化 方法，使得质量因子调节标准量化表的计算简便，整个量化易于实现，达到对 图像质量的控制。使用本专利技术提供的方法，可极大地节省芯片设计中的器件， 降低功耗。本专利技术的目的是通过如下技术方案实现的。一种用于JPEG编码的量化方法， 该方法包括如下步骤6(1) 定义标准量化表的縮放比例公式^ct /^:。，其中。为质量因子；(2) 将输入的质量因子进行内部数据映射，使得縮放比例s为h2、其中，a 为整数，te{0,l};.(3) 对标准量化表进行修改，使标准量化表中的每一个量化步长均为2，其中， /3为整数；(4) 将/2和辺相加，得到和《；(5) 对g进行范围限定，得到力，修正后的量化步长为2、(6) 根据修正后的量化步长值，对DCT系数右移力位；(7) 移位后的数值进行四舍五入取整操作，可以得到量化后的值。进一步地，在具体硬件实现上，可以将步骤(1)、 (2)、 (3)、 (4)、 (5)简 化为一张查找表，只要知道质量因子和DCT系数在8x8块里位置，就可以得到 DCT系数对应的右移位数，最后对DCT系数右移后的结果进行四舍五入就可以得 到量化后结果。本专利技术的有益效果是，在芯片设计中为实现JPEG编码的量化操作，使用本 专利技术提供的方法，可省掉一个除法器，只要简单的右移运算即可实现量化，从 而使得设计的产品面积变小，功耗降低，成本减少，且计算速度得到提高。附图说明图1是JPEG编码器的常规量化方法示意图；图2是本专利技术的量化方法流程图；图3是本专利技术的量化方法实现示意图。具体实施方式下面根据附图具体说明本专利技术。下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的目的和效果将更 加明显。在基于DCT的顺序编码设计中，要涉及到量化运算。现有的设计会经常采用 图1所示的方法，先利用质量因子对标准量化步长进行缩放，然后DCT系数除 以所得到的修正后量化步长< ，并对结果进行四舍五入取整操作，可以得到量化 后结果。这种设计方法虽然能使图像质量调节范围很大，但是数值相近的质量因子所对应的图像质量在视觉上相近，因此没有必要设置如此广的图像质量调节范围，该设计存在着冗余。由此可见，这种实现方法不仅要涉及到复杂的标准量化縮放计算单元、除法器，该标准量化缩放计算单元里又有乘法和除法，使得器件消耗大，产品的面积和成本相应较高，计算速度也较慢，而且在视觉效果上该设计存在着很多的冗余。本专利技术提供了一种新的方法来实现量化操作，这种实现方法可以节省一个除法器，只用简单的査表和右移操作即可完成图像质量控制，从而使得设计的产品面积变小，功耗降低.成本减少，计算速度得到提高，而且各档质量因子所对应的图像质量在视觉效果上对应不同的档次，可以较差-〉差-〉一般-〉好->较好-〉极好的编码。本专利技术的量化处理方法是首先，定义了标准量化表的縮放比例公式映射，使得縮放比例S为^2/^Z， &e{0,l本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于ＪＰＥＧ编码的量化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：（１）定义标准量化表的缩放比例公式＊＊＊，其中Ｑ为质量因子。（２）将输入的质量因子进行内部数据映射，使得缩放比例ｓ为ｋ.２↑［ｍ］，其中，ｍ为整数，ｋ∈｛０，１ ｝。（３）对标准量化表进行修改，使标准量化表中的每一个量化步长均为２↑［ｎ］，其中，ｎ为整数。（４）将ｎ和ｍ相加，得到和ｇ。（５）对ｇ进行范围限定，得到ｈ，修正后的量化步长为２↑［ｈ］。（６）根据修正后的量化 步长值，对ＤＣＴ系数右移ｈ位。（７）移位后的数值进行四舍五入取整操作，可以得到量化后的值。
【技术特征摘要】
1、一种用于JPEG编码的量化方法，其特征在于，该方法包括如下步骤(1)定义标准量化表的缩放比例公式<math-cwu><![CDATA[<math> <mrow><mi>s</mi><mo>=</mo><mfenced open='{' close=''> <mtable><mtr> <mtd><mn>64</mn><mo>/</mo><mi>Q</mi> </mtd> <mtd><mn>1</mn><mo>≤</mo><mi>Q</mi><mo>≤</mo><mn>64</mn> </mtd></mtr><mtr> <mtd><mn>2</mn><mo>-</mo><mi>Q</mi><mo>/</mo><mn>64</mn> </mtd> <mtd><mn>64</mn><mo><</mo><mi>Q</mi><mo>≤</mo><mn>128</mn> </mtd></mtr> </mtable></mfenced><mo>,</mo> </mrow></math>]]></math-cwu><!--img id=icf0001 file=S2008100600109C00011.gif wi=219 he=51 img-content=drawing img-format=tif/-->其中Q为质量因子。(2)将输入的质量因子进行内部数据映射，使得缩放比例s为k·2m，其中，m为整数，k∈{0，1}。(3)对标准量化表进行修改，使标准量化...
【专利技术属性】
技术研发人员：郁军军，秦兴，
申请(专利权)人：杭州爱威芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：86[中国|杭州]
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