快速DCT运算（查表替换法）

最新推荐文章于 2022-04-24 20:28:51 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/hbg200/p/9145527.html

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本文针对视频及通用图像压缩中耗时的DCT运算进行了优化，采用查表替换法显著提升了编解码速度，使得图像压缩过程从原先的数分钟缩短到几秒钟。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

现在的视频及通用图像压缩都无法逾越DCT运算，因为效果好。近来测试编解码发现这一部分非常慢，DCT运算是耗速大户，所以先对其改进，查阅了几乎所有的提速方案，我倾向于查表替换法，这种方法是先将耗时的运算提取出来，先期运算，需要时替换，提高了即时运算速度。

原程序：

void __fastcall CDCT::FDCT(double fOutPut[][8], BYTE bzInPut[][8])//正向离散余玄变换
{
   double ALPHA, BETA, tmp; int u,v,i,j;

   for(u = 0; u < 8; u++)
      {
        for(v = 0; v < 8; v++)
           {
             if(u == 0)
                ALPHA = sqrt(1.0 / 8.0);
                else
                ALPHA = sqrt(2.0 / 8.0);

             if(v == 0)
                BETA = sqrt(1.0 / 8.0);
                else
                BETA = sqrt(2.0 / 8.0);

             tmp = 0.0;
             for(i = 0; i < 8; i++)
             for(j = 0; j < 8; j++)
                {
                   tmp += bzInPut[i][j] * cos((2 * i + 1) * u * PI / 16) * cos((2 * j + 1) * v * PI / 16);
                }
             fOutPut[u][v] = ALPHA * BETA * tmp;
           }
      }
}

void __fastcall CDCT::IDCT(BYTE bzOutPut[][8], int czInPut[][8])//反向离散余玄变换
{
   double ALPHA, BETA, tmp; int u,v,i,j;

   for(i = 0; i < 8; i++)
      {
        for( j = 0; j < 8; j++)
           {
             tmp = 0.0;
             for(u = 0; u < 8; u++)
                {
                  for(v = 0; v < 8; v++)
                     {
                       if(u == 0)
                          ALPHA = sqrt(1.0 / 8.0);
                          else
                          ALPHA = sqrt(2.0 / 8.0);

                       if(v == 0)
                          BETA = sqrt(1.0 / 8.0);
                          else
                          BETA = sqrt(2.0 / 8.0);

                       tmp += ALPHA * BETA * czInPut[u][v] * cos((2 * i + 1) * u * PI / 16) * cos((2 * j + 1) * v * PI / 16);
                     }
                }
             if(tmp < 0) tmp = 0;
             if(tmp > 255) tmp = 255;
             bzOutPut[i][j] = (BYTE)tmp;
           }
      }
}

提速后的：

__fastcall CDCT::CDCT(void)//初始参数
{
   int u,v,i,j;

   C0 = sqrt(1.0 / 8.0);
   C1 = sqrt(2.0 / 8.0);
   for(u = 0; u < 8; u++)
      {
        for(v = 0; v < 8; v++)
           {
             for(i = 0; i < 8; i++)
             for(j = 0; j < 8; j++)
                {
                   C2[u][i] = cos((2 * i + 1) * u * PI / 16.0);
                   C3[v][j] = cos((2 * j + 1) * v * PI / 16.0);
                }
           }
      }
}

void __fastcall CDCT::FDCT(double fOutPut[][8], BYTE bzInPut[][8])//正向离散余玄变换
{
   double ALPHA, BETA, tmp; int u,v,i,j;

   for(u = 0; u < 8; u++)
      {
        for(v = 0; v < 8; v++)
           {
             if(u == 0)
                ALPHA = C0;
                else
                ALPHA = C1;

             if(v == 0)
                BETA = C0;
                else
                BETA = C1;

             tmp = 0.0;
             for(i = 0; i < 8; i++)
             for(j = 0; j < 8; j++)
                {
                   tmp += bzInPut[i][j] * C2[u][i] * C3[v][j];
                }
             fOutPut[u][v] = ALPHA * BETA * tmp;
           }
      }
}

void __fastcall CDCT::IDCT(BYTE bzOutPut[][8], int czInPut[][8])//反向离散余玄变换
{
   double ALPHA, BETA, tmp; int u,v,i,j;

   for(i = 0; i < 8; i++)
      {
        for( j = 0; j < 8; j++)
           {
             tmp = 0.0;
             for(u = 0; u < 8; u++)
                {
                  for(v = 0; v < 8; v++)
                     {
                       if(u == 0)
                         ALPHA = C0;
                         else
                         ALPHA = C1;

                       if(v == 0)
                         BETA = C0;
                         else
                         BETA = C1;

                       tmp += ALPHA * BETA * czInPut[u][v] * C2[u][i] * C3[v][j];
                     }
                }
             if(tmp < 0) tmp = 0;
             if(tmp > 255) tmp = 255;
             bzOutPut[i][j] = (BYTE)tmp;
           }
      }
}