Цілочислові модифіковані синус-косинусні перетворення типу VII. Метод побудови і роздільні направлені адаптивні перетворення для intra-прогнозування з блоками яскравості 8x8 у кодуванні зображень/відео

Abstract

Запропоновано матричний метод побудови цілочислового модифікованого синус-косинусного перетворення (СКП) типу VII порядку 8, на основі якого побудовано 2 цілочислові модифіковані СКП типу VII і розроблено алгоритми їх швидкого обчислення, які потребують виконання тільки цілочислових операцій. Алгоритми мають низьку мультиплікативну складність, яка в 7 і 10,5 разу є меншою у порівнянні з відомим алгоритмом дискретного синусного перетворення типу VII. Перетворення мають більш високі характеристики ефективності кодування за якістю та ступенем стиснення у порівнянні з відомими синусними перетвореннями. Розроблено алгоритми швидкого виконання 2D роздільних направлених цілочислових косинусного імодифікованих синус-косинусних типу VII адаптивних перетворень для intra-прогнозування з блоками яскравості 8 x 8. Алгоритми мають низьку мультиплікативну складність, яка в 6,6 і 16,5 разу є меншою у порівнянні з відомими алгоритмами.

Предложен матричный метод построения целочисленного модифицированного синус-косинусного преобразования типа VII порядка 8, на основании котрого построены два целочисленных модифицированных синус-косинусных преобразования типа VII и разработаны алгоритмы их быстрого вычисления, которые требуют выполнения только целочисленных операций. Алгоритмы имеют низкую мультипликативную сложность, которая в 7 и 10,5 раз меньше по сравнению с известным алгоритмом дискретного синусного преобразования типа VII. Преобразования обладают более высокими характеристиками ефективности кодирования по качеству и степени сжатия по сравнению с известными синусными преобразованиями. Разработаны алгоритмы быстрого вычисления 2D раздельных направленных целочисленных косинусного и модифицированных синус-косинусных типа VII адаптивных преобразований для intra-прогнозирования с блоками яркости 8х8. Алгоритмы имеют низкую мультипликативную сложность, которая в 6,6 и 16,5 раз меньше по сравнению с известными алгоритмами.

A matrix method for constructing a modified order-8 integer sine–cosine transform type VII is proposed. Based on the method, two order-8 integer modified sine–cosine transforms type VII are constructed and algorithms for fast computing of these transforms are developed, which require only integer operations. These algorithms are of low computational complexity and their multiplicative complexity is 7 and 10.5 times less and require 23.3 and 44.2% less of addition operations than for the well-known algorithm of the discrete sine transform type VII. These transforms have higher coding gain performance for quality and compression ratio as compared with the well-known sine transforms. Algorithms for fast computing of 2D separable directional integer cosine and modified sine–cosine type VII adaptive transforms for intra prediction with 8x8 chroma blocks are developed. These algorithms have low multiplicative complexity and their computational complexity is 6.6 and 16.5 times less than that in the well-known algorithms.