影碟机原理与维修(十八)图像压缩编码和解码原理-帧内数据压缩技术
2、DCT系数的再量化处理
经过上述DCT处理的频率数据可以进行再处理,进一步压缩数据量。人眼睛对各种频率的敏感程度不同,并可取得统计性灵敏度数值。由此可对每种频率分量设定不同的折算值,将前述经转换得到的DCT系数再次进行折算,以便进一步突出视觉效果影响大的成分,而消弱或忽略视觉效果影响小的成分。这种处理方法称为量化处理,简称Q处理。对于64点阵列的64个系数来说,对应了64种不同频率,可使用64个不同的折算值。通常称这64个折算值为量化表,每个折算值称为量化步长,或称量化值。在64点阵列中,左上角的数据量化值较小,右下角的数据量化值较大。对DCT系数的再量化处理,可利用量化器电路来实现。该电路可将区块的64个系数分别除以量化表中对应位置量化步长,再进行四舍五入取整后,即可得到经过再量化处理的64个数据值。
经过量化处理后,量化值大的系数值所得商值较小,也就是数据压缩比较大,原图像相应部分的忽略内容较多;量化值小的系数所得商数值较大,也就是数据压缩比较小,原图像相应部分不予忽略或极小忽略。于是,经过量化处理后的DCT系数矩阵,可出现许多零值。一般左上角位置的数据的商数是非0,在右下角位置的数据的商数很小,经四舍五入取整值后可简写为0。在系数矩阵上出现了许多0值,则大大减少了数据量。一方面保留了图像信息的主体部分,另一方面大大压缩了像数据。
3.可变长度编码(VLC)
经量化处理的系数矩阵出现了许多0值,若进行Z字形扫描时,后面的系数将也出现连续0的状况。此时,数据传输总量已经明显减少,但码位并未减少,仍为64个系数位。为了进一步压缩数据总量,可采用可变长度编码,并简称VLC(Variable Length Coding)。
通常,采用两种方法进行可变长度编码。第一种,是根据数据出现的频率,分配以不同长度的码字来代替,对于频繁出现的数据,分配以较短的码字,那些不经常出现的数据,则赋予较长的码字,这样处理后可减少传输的总码率。第二种方法,虽然Z字形扫描使系数列尾部出现多个0个值,但不需要逐位地传输0值,仅需传送表0的“个数”码,待重放时再按规定恢复为0位,以便填满矩阵的64位。例如00000,则可表示为50,在解码时恢复为00000。
总之,对于静止画面来说,采用离散余弦变换,Z字形扫描、量化处理和可变长度编码等方法,可使图像数据量大大压缩。在数据解码时,先经过可变长度解码,恢复为数据的固定长度;再对系数进行反量化,恢复为原来的DCT频率系数;再经过反向离散余弦变换,恢复为图像的空间坐标数值,即原来图像的数据。
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