1.一种滑动像素块整数DCT核心矩阵变换运动补偿器,其特征在于,包括当前帧生成器(101)、第一整数DCT核心矩阵变换器(102)、块搜索匹配器(103)、MCER编码器(104)、重建帧生成器(105)、重建帧扩展器(106)、第二整数DCT核心矩阵变换器(107)和MCER解码器(108),当前帧生成器(101)与第一整数DCT核心矩阵变换器(102)相连接,第一整数DCT核心矩阵变换器(102)和第二整数DCT核心矩阵变换器(107)均与块搜索匹配器(103)相连接,块搜索匹配器(103)分别与MCER编码器(104)和重建帧生成器(105)相连接,MCER编码器(104)与MCER解码器(108)相连接,MCER解码器(108)与重建帧生成器(105)相连接,重建帧生成器(105)与重建帧扩展器(106)相连接,重建帧扩展器(106)与第二整数DCT核心矩阵变换器(107)相连接;
其工作方法的步骤如下:
步骤一:重建帧扩展器(106)将相比当前帧的前一重建帧中除边缘像素外的所有像素依次向右和向下滑动扩展为b×b大小的像素块,b∈{4,8};
步骤二:将滑动扩展后的前一重建帧按b×b的大小分块;
步骤三:利用第二整数DCT核心矩阵变换器(107)依次对滑动扩展后的前一重建帧中的所有分块进行整数DCT核心矩阵变换,产生目标块帧,其中被搜索匹配的目标块的大小为b×b;
步骤四:当前帧生成器(101)将当前帧按b×b的大小分块,选择当前帧中的第一个分块;
步骤五:第一整数DCT核心矩阵变换器(102)对选择的当前帧中的分块进行b×b整数DCT核心矩阵变换,并将变换系数的组成块作为搜索块;
步骤六:块搜索匹配器(103)用搜索块在步骤三中产生的目标块帧中按b×b的块单位搜索匹配的目标块,输出频域MCER和运动矢量,频域MCER是匹配目标块和搜索块的对应元素差值,运动矢量是搜索块对应的时域块左上角元素坐标和匹配目标块的块坐标的差值;
步骤七:将块搜索匹配器(103)生成的运动矢量和频域MCER分别输送至重建帧生成器(105)和MCER编码器(104),MCER解码器(108)进行解码后传送至重建帧生成器(105),重建帧生成器(105)进行重建帧的生成;
步骤八:如果不是当前帧的最后一个搜索块,则选择下一个搜索块,转到步骤五;如果是当前帧的最后一个搜索块,则选择下一视频帧作为当前帧,转步骤一。
2.根据权利要求1所述的滑动像素块整数DCT核心矩阵变换运动补偿器,其特征在于,所述当前帧生成器(101)将输入的视频处理成帧图像的格式,并将当前帧图像划分成4×4或8×8的像素块,然后依次将当前帧图像内的像素块传送至第一整数DCT核心矩阵变换器(102);所述第一整数DCT核心矩阵变换器(102)对当前帧生成器(101)传送来的像素块进行相应的整数DCT核心矩阵变换,像素块变换为4×4或8×8的频域块称为搜索块。
3.根据权利要求2所述的滑动像素块整数DCT核心矩阵变换运动补偿器,其特征在于,所述块搜索匹配器(103)使用第一整数DCT核心矩阵变换器(102)输出的搜索块在第二整数DCT核心矩阵变换器(107)产生的目标块帧中以4×4或8×8的块为单位进行运动补偿搜索匹配,匹配准则为均方差、平均绝对差或像素差分类度量,匹配输出结果为频域MCER和运动矢量,其中频域MCER为目标块和搜索块的对应元素差值,运动矢量为搜索块对应的时域块左上角元素坐标和匹配目标块的块坐标的差值,其中运动矢量送到重建帧生成器(105),频域MCER送到MCER编码器(104)进行编码。
4.根据权利要求3所述的滑动像素块整数DCT核心矩阵变换运动补偿器,其特征在于,所述匹配准则按照上述匹配准则,在目标块帧中找出和搜索块差别最小的目标块作为匹配目标块。
5.根据权利要求3所述的滑动像素块整数DCT核心矩阵变换运动补偿器,其特征在于,所述重建帧生成器(105)利用块搜索匹配器(103)输出的运动矢量对前一重建帧的相应像素块运动平移,之后和MCER解码器(108)输出的像素块的MCER相加;所述重建帧扩展器(106)对重建帧生成器(105)产生的重建帧进行滑动像素块的扩展,产生扩展重建帧;所述第二整数DCT核心矩阵变换器(107)对扩展重建帧中的滑动像素块进行整数DCT核心矩阵变换,产生目标块帧,其中各4×4或8×8目标块的块坐标是目标块在目标块帧中的行编号和列编号。
6.根据权利要求3所述的滑动像素块整数DCT核心矩阵变换运动补偿器,其特征在于,所述MCER编码器(104)对块搜索匹配器(103)输出的频域MCER进行编码,编码包括乘以整数DCT变换中的缩放因数矩阵、量化和熵编码;所述MCER解码器(108)对MCER编码器(104)输出的编码信息进行相应的熵解码、反量化和逆整数DCT变换。
7.根据权利要求1所述的滑动像素块整数DCT核心矩阵变换运动补偿器,其特征在于,所述步骤一中重建帧进行滑动扩展的方法为:设重建帧大小为p×q,即重建帧中的像素为{xij|i∈[1,…,p],j∈[1,…,q]};
则重建帧中的任一行像素为:{xm1,xm2,xm3,…,xm(p‑d),…,xmp|1≤m≤p};任一列像素为:{x1n,x2n,x3n,…,x(q‑d)n,…,xqn|1≤n≤q},m和n分别表示重建帧的第m行和第n列;
对前一重建帧进行滑动扩展,滑动扩展后重建帧中的像素为:{ykl|1≤k≤b×(p‑b+1),
1≤l≤b×(q‑b+1)},滑动扩展后重建帧的大小为:[b×(p‑b+1)]×[b×(q‑b+1)],并且其中, 表示下取整操作,k,l分别表示滑动扩展后重建帧中像素的行坐标和列坐标。
8.根据权利要求7所述的滑动像素块整数DCT核心矩阵变换运动补偿器,其特征在于,所述第一整数DCT核心矩阵变换器(102)和第二整数DCT核心矩阵变换器(107)为4×4像素块整数DCT核心矩阵变换或8×8像素块整数DCT核心矩阵变换,所述4×4像素块整数DCT变换的核心矩阵变换为:其中, 为待变换的目标像素块,Y是变换结果;
T
所述8×8像素块整数DCT变换的核心矩阵变换为:Y=CXC
其中,Y是变换结果;
为待变换的目标像素块;
T
C是C的转置矩阵。