自适应预测编码

更新时间:2024-04-07 20:51

在DPCM中,预测器的预测系数以及量化器的量化参数通常是固定的,然而,最佳预测系数和最佳量化参数均是与图像内容有关的量。为了获得更高的编码效率,就要使编码系统能随着图像信号的局部特性调节参数,这就是自适应预测编码。实现自适应预测编码基本上从两方面考虑,即对预测系数的自动调节—自适应预测,以及对量化器参数进行自动调节—自适应量化。

自适应预测的方法有多种,并且没有固定的模式。例如根据图像中特定的局部特性,把图像分为平坦区、水平轮廓、非水平的直线轮廓以及网格区等4种区域,对每种区域采用不同的预测系数;另外还可以通过定义活动函数,把待测像素分为活动像素和非活动像素,然后对这两类像素采用不同的预测系数。经过自适应预测后,预测更为精确,预测误差在“0”周围的分布更加尖锐。

自适应量化器的种类也很多,通常考虑从一个较大动态范围的量化器导出若干子量化器,根据图像的局部特性,从这些量化器中选择一个最合适的进行量化,以满足编码中对图像的质量、传输码速率等方面的要求。例如将预测值作为量化器的浮动电平,使得量化器的输出电平在一定范围内上下浮动,并保持较少的电平分层数不变,这样在不增加量化比特数的条件下减少了量化误差;另外,对于利用人的视觉掩盖效应设计的量化器,可以根据预测误差的大小以及相邻像素的差值大小,采用其中的一部分量化层作为输出,既可保证视觉的要求,同时又压缩了量化比特数。

需要注意的是,自适应技术的使用也有一定的限制,主要表现在以下几方面:

(1)实现的复杂性

和固定参数的预测器相比,自适应预测器增加了判据部分,以及多组预测或量化参数及选择开关等,因此增加了硬件实现的难度。

(2)实现的效率

自适应技术的使用也有一定的场合,所考虑的编码工作状态(不同的预测系数,量化特性等)应具有一定的统计意义,否则增加了实现的复杂性而达不到编码效率质的改善。此外,参数的转换最好具有因果特性,即所设计的新状态不需要额外的标识码,解码端也能根据以前的像素选择正确的工作参数。

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