CN114143557A - 一种针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法 - Google Patents

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CN114143557A CN202111596903.7A CN202111596903A CN114143557A CN 114143557 A CN114143557 A CN 114143557A CN 202111596903 A CN202111596903 A CN 202111596903A CN 114143557 A CN114143557 A CN 114143557A
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Abstract

本发明公开了一种针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，属于视频图像编码技术领域，包括步骤：S1，对提取的小波域高频系数重排列为N个slice，并在每个slice内部进行分块为M个block，将多个block组合成为blockgroup；S2，将block里面的小波域高频系数进行重排列，以本步骤中此重排列关系类推，完成blockgroup里面的所有小波域高频系数重排列；S3，对重排列之后的blockgroup进行量化处理；S4，对量化后的blockgroup进行熵编码。本发明具有低复杂度和高压缩率的优点。

Description

一种针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法
技术领域
本发明涉及视频图像编码技术领域，更为具体的，涉及一种针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法。
背景技术
在专业视频制作领域，使用小波变换对视频图像进行压缩是一种常见的做法。小波变换改变了图像的能量分布，将低频系数和高频系数区分开，通过使用不同的编码方式或者量化权重对低频系数和高频系数分别编码，从而达到图像压缩的目的。
对于图像而言，小波变换的低频系数即代表了图像的低分辨率近似图像，高频系数反映图像相对于低频系数的种种细节。在一些应用场景中，低频系数无需进行编码，只需要对高频系数进行编码压缩。
目前已有的使用小波变换进行图像压缩的编码格式，常见的包括JPEG 2000、SMPTE VC-5、JPEG XS等，各自都存在一些不足。
JPEG 2000使用最佳截断嵌入码块编码EBCOT(embedded block coding withoptimized truncation)方式对小波系数进行编码，虽然压缩率较高，但复杂性也高，编解码速度较慢。
SMPTE VC-5是一种简单的编码方式，它对小波变换低频系数不做编码，对小波变换高频系数使用游程编码方式，熵编码全部采用预设码字。这种方式虽然复杂度低，但压缩率不太理想。
JPEG XS是近年来兴起的格式，对小波系数的熵编码采用位平面编码方式，同时考虑了GPU/FPGA等硬件平台的并行化实现，在复杂度和压缩率之间取得了不错的平衡，整体上看是一个很优秀的编码格式。但是，JPEG XS的专利技术被国外公司和机构所控制，使用JPEG XS需要缴纳专利费，对此本发明旨在专业视频制作领域实现全国产化和自主可控有一定影响。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，具有低复杂度和高压缩率的优点。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
一种针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，通过小波变换对输入的视频图像进行变换处理后，包括步骤：提取变换处理后的小波域高频系数执行如下处理：
S1，对提取的小波域高频系数重排列为N个slice，并在每个slice内部进行分块为M个block，将多个block组合成为blockgroup；
S2，将block里面的小波域高频系数进行重排列，以本步骤中此重排列关系类推，完成blockgroup里面的所有小波域高频系数重排列；
S3，对重排列之后的blockgroup进行量化处理；
S4，对量化后的blockgroup进行熵编码。
进一步地，在步骤S1之中，包括码率控制步骤：
所述码率控制包括如下两种码率分配策略：对每个slice平均分配码率预算；或对每个slice平均分配码率预算或对整帧数据，按照每个slice为单位进行能量估计，根据每个slice的能量大小来进行码率分配；在对每个slice分配了码率预算之后，每个slice能独立编码，在自己的码率预算之内寻找最优的量化参数QP；同时，一个slice编码结余下来的码率预算，能够再分配给其他slice使用；
在步骤S4之后，包括码流封装步骤：码流封装时编码码流按照pictureheader、sliceheader、blockgroup三个层级进行封装；pictureheader记录图像解码必备的参数，包括图像宽高、profile、量化权重表；sliceheader记录slice的字节数和量化参数QP信息；blockgroup是熵编码码流；在解码时，根据编码码流记录的信息，能够正确解码还原出小波变换高频系数。
进一步地，在步骤S1中，所述小波域高频系数包括按照如下顺序排列的九个频段Y-LH、U-LH、V-LH、Y-HL、U-HL、V-HL、Y-HH、U-HH、V-HH分别对应的小波域高频系数。
进一步地，在步骤S2中，所述此重排列关系为递进尺度的Z字型重排列。
进一步地，在步骤S3中，所述量化处理包括子步骤：使用量化器量化重排列之后的blockgroup里面的所有小波域高频系数，每个block group使用如下量化参数QPbg＝QPslice+Weightband+QPΔ，QPslice表示slice量化参数，Weightband表示权重，QPΔ表示量化参数相对于slice量化参数的偏移，并结合每个block group的量化步长Qstepbg对每个系数进行量化；且同一个blockgroup内的所有小波域高频系数使用相同的量化参数QPbg进行量化处理。
进一步地，在步骤S4中，包括子步骤：将量化后的blockgroup作为熵编码的基本单元，并对量化后的小波域高频系数进行熵编码：对空洞区域进行空洞编码，对未被空洞编码去除掉的小波域高频系数进行变长前缀编码和变长后缀编码；所述空洞编码、变长前缀编码、变长后缀编码均按照block顺序依次编码，并在空洞编码、变长前缀编码、变长后缀编码每一部分的最后做字节对齐。
进一步地，所述空洞编码包括子步骤：
S401，对block进行多尺度划分，进行不同尺度的连0系数统计；如果一个区域的所有小波变换高频系数全为0，则这个区域为空洞区域，用0标记；如果一个区域包含有一个非0小波变换高频系数，则这个区域为非空洞区域，用1标记；
S402，统计步骤S401中多尺度连0小波变换高频系数，然后构建树结构且树结构分为多层，每层分别具有标记的空洞标志；
S403，根据标记的空洞标志判断空洞区域的情况，针对性地确定相应编码模式。
进一步地，对未被空洞编码去除掉的小波域高频系数作如下处理：在指数哥伦布编码的基础上进行修改：减少“+1”这个值所需的bit数，将码字拆分成变长前缀和变长后缀，其中变长前缀是一元编码；系数0、1、-1无后缀码字，只有前缀码字，分别是“1”、“01”、“001”；
对于绝对值大于等于2的系数x，其对应的前缀码字计算方式如下：前缀码字＝连续n个“0”加上最后一个“1”；前缀码字连续0个数n＝Log2(abs(x)-1)+3；
对于绝对值大于等于2的系数x，其对应的后缀码字计算方式如下：后缀码字＝幅度码字加上符号码字；幅度码字的bit数目为m，m＝Log2(abs(x)-1)；幅度码字即为变量v使用m个bit的二进制表示：v＝abs(x)-(2m+1)。
进一步地，对未被空洞编码去除掉的小波域高频系数还包括如下处理：符号码字为1个bit，如果x>0，符号码字则为“0”；如果x<0，则符号码字为“1”。
进一步地，在步骤S403中，在空洞编码时按照如下三种编码模式择一进行：
第一编码模式，对于各种尺度空洞都存在的情况，则基于完整的树结构进行空洞编码，适用于各种尺度空洞都存在的情况；
第二编码模式，对于只有小尺度空洞无大尺度空洞的情况，则只使用最底一层的空洞编码，不使用上面的层；
第三编码模式，对于无空洞的区域的情况，则不使用空洞编码，但block里面的小波域高频系数都要进行后续的变长前缀编码、变长后缀编码。
本发明的有益效果是：
本发明方法针对小波变换高频系数，实现一种低复杂度且较高压缩率的编码方法。对标了现有编码格式JPEGXS，本发明的方法规避了JPEGXS编码的专利技术，同时在压缩率和复杂度等指标上面，同JPEGXS基本相当。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中编码前通过二维小波变换对输入的视频图像进行变换处理示意图；
图2为本发明实施例中按照slice和block重排列示意图；
图3为本发明实施例中block内部系数重排列示意图；
图4为本发明实施例中block group熵编码示意图；
图5为本发明实施例中空洞编码示意图；
图6为本发明实施例中码流封装示意图；
图7为本发明实施例中方法步骤流程图。
具体实施方式
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
下面根据图1～图7，对本发明解决的技术问题、技术构思、工作原理和工作过程作进一步详细说明。
术语解释
slice条带
block块
block group块组
picture header图像头
slice header序列头
本发明解决的技术问题：首先明确本发明方法的针对范围，是对小波变换后的高频系数进行编码压缩，不包括对低频系数的编码(低频系数可不编码或者采用其他编码压缩方式)。专业视频制作领域对图像压缩编码的要求是：高画质、中等压缩率、低复杂度。因此，本发明方法的主要目的就是针对小波变换高频系数实现一种低复杂度且较高压缩率的编码方法。本发明方法对标的现有编码格式是JPEG XS，可以规避JPEG XS编码的专利技术，同时在压缩率和复杂度等指标上面，同JPEG XS基本相当。
在具体应用时，可选的，包括编码前处理部分：如图1所示，先要通过二维小波变换对输入的视频图像进行变换。在广电专业制作领域，输入的视频图像格式一般为YUV 4:2:210bit，宽度为w，高度为h，选用的小波函数为Le Gall 5/3整数小波。按以下步骤进行编码前处理：将原10bit图像的范围(0～1023)扩大到12bit(范围为-2048～2047)，范围扩大后的每个系数用16bit整数存放。分别对源图像的Y、U、V三个数据平面使用Le Gall5/3小波做二维小波变换，水平变换一次，垂直变换一次。Y平面的图像被变换为Y-LL、Y-LH、Y-HL、Y-HH四个频段；U平面的图像被变换为U-LL、U-LH、U-HL、U-HH四个频段；V平面的图像被变换为V-LL、V-LH、V-HL、V-HH四个频段。其中，LL为低频段，即原图像的低分辨率近似图像；LH、HL、HH为小波域高频系数。提取Y-LH、Y-HL、Y-HH、U-LH、U-HL、U-HH、V-LH、V-HL、V-HH共9个频段的高频数据，作为下一步编码的输入数据。
在编码前处理后，进入小波高频系数编码过程，包括如下几个部分的技术方案：
一、按照slice和block重排列的技术方案
在这部分中，如图2所示，将编码前处理得到的9个频段的高频数据，按照Y-LH、U-LH、V-LH、Y-HL、U-HL、V-HL、Y-HH、U-HH、V-HH的排列顺序，重排列为N个slice，每个slice的高度为16，宽度为w*3，slice的个数N＝h/2/16。在每个slice内部，按照16*16分块，共分成M个block，M＝w*3/16。15个block组合成为一个block group。
二、关于block内部系数重排列的技术方案
在这部分中，如图3所示，一个block大小是16*16，共256个系数，对这256个系数进行递进尺度的Z字型重排列，即先对2*2的块里面的4个系数进行Z字型重排列，再对4*4块里面的4个2*2的块进行Z字型重排列，以此类推。
三、关于量化的技术方案
在这部分中，本发明方法使用Dead-Zone量化器。Dead-Zone量化器和均匀量化器类似，每个区间的量化步长Δ是均匀的，只有在0值所在区间(-Δ～Δ区间)的量化步长翻倍为2Δ。
本发明方法使用的量化表共分为37档，量化参数QP每增加4，量化步长Qstep增加一倍。量化表具体取值见下表1。
表1
Figure BDA0003430656370000081
Figure BDA0003430656370000091
在量化时，一个block group内的所有系数使用相同的量化参数QPbg，不同的blockgroup使用的量化参数可以不同。首先，对一个slice整体选用一个量化参数QPslice。由于slice内部包含9个不同的频段，每个频段的重要程度不同，因此本发明为每个频段设计了权重Weightband。除此之外，每个block group所在的区域可能复杂程度不同，每个blockgroup可以再设置一个QPΔ，表示其量化参数相对于slice量化参数的偏移。因此，每个blockgroup最终使用的量化参数QPbg＝QPslice+Weightband+QPΔ，查量化表可以获得每个blockgroup的量化步长Qstepbg,然后对每个系数进行量化。
四、关于block group熵编码的技术方案
在这部分中，如图4所示，block group是熵编码的基本单元，一个block group由15个16*16的block所构成。一个block group在做完量化之后，即对其量化之后的系数进行熵编码。
熵编码由三部分构成，分别是空洞编码(Z Coding)、变长前缀编码(PCoding)和变长后缀编码(S Coding)。Z、P、S每一部分的编码按照block顺序依次编码，紧凑地写入编码bit，仅在Z、P、S每一部分的最后做字节对齐。
(1)关于空洞编码(Z Coding)的技术方案
在这部分中，如图5所示，由于本发明方法编码的对象是小波高频系数，其统计特征基本满足均值为0的高斯分布，量化后的系数大量为0。在一个16*16的block内部，为0的系数就构成了一个个“空洞”，并且存在不同尺度(2*2、4*4、8*8、16*16)的空洞。空洞编码即对block的空洞状况进行编码，被空洞编码描述所去除掉的空洞区域就无需再做P和S编码。
首先，对block进行多尺度划分，进行不同尺度的连0系数统计。一个block大小是16*16，可以被分成64个2*2的区域，或者16个4*4的区域，或者4个8*8的区域。如果一个区域的所有系数全为0，则这个区域为空洞区域，用0标记；如果一个区域包含有一个非0系数，则这个区域为非空洞区域，用1标记。多尺度连0系数统计完之后，即可以构建出一颗四叉树的描述，从上往下依次分为四层，分别是16*16空洞标志、8*8空洞标志、4*4空洞标志、2*2空洞标志。如果某一层的某个区域是空洞，则其对应的下层的子节点必然也是空洞，就不再需要对应的子节点。
空洞编码有3种模式，在编码时可以择优选择。第一种模式是不使用空洞编码，block内部256个系数都要进行后续的P和S编码，这种模式适用于细节丰富，几乎无空洞的区域。第二种模式是只使用最底一层2*2的空洞编码，不使用上面的层，这种模式适用于只有小尺度空洞无大尺度空洞的情况。第三种模式是完整的四层四叉树空洞编码，适用于各种尺度空洞都存在的情况。
(2)关于变长前缀编码(P Coding)和变长后缀编码(S Coding)的技术方案
未被空洞编码去除掉的系数，需要对其进行编码。本发明方法根据小波高频量化后系数的统计规律，在指数哥伦布编码的基础上进行了修改，减少了“+1”这个值所需的bit数，提升了压缩率。并且，本发明方法将码字拆分成变长前缀和变长后缀，其中变长前缀是一元编码，利于CPU/GPU各种硬件平台的快速实现。具体码字如下表2所示：
表2
量化后系数值 前缀码字 后缀码字
0 1 无
1 01 无
-1 001 无
2 0001 0
-2 0001 1
3 00001 00
-3 00001 01
4 00001 10
-4 00001 11
5 000001 000
-5 000001 001
6 000001 010
-6 000001 011
7 000001 100
-7 000001 101
8 000001 110
-8 000001 111
… … …
系数0、1、-1无后缀码字，只有前缀码字，分别是“1”、“01”、“001”。
对于绝对值大于等于2的系数x，其对应的前缀码字计算方式如下：
前缀码字＝连续n个“0”加上最后一个“1”。
前缀码字连续0个数n＝Log2(abs(x)-1)+3。
对于绝对值大于等于2的系数x，其对应的后缀码字计算方式如下：
后缀码字＝幅度码字加上符号码字。
幅度码字的bit数目为m，m＝Log2(abs(x)-1)。
幅度码字即为变量v使用m个bit的二进制表示：v＝abs(x)-(2m+1)。
符号码字为1个bit。如果x>0，符号码字为“0”；如果x<0，符号码字为“1”。
五、关于码率控制的技术方案
在这部分中，在有损压缩且限定了编码帧最大字节数的情况下，需要进行码率控制。本发明方法实现了两种码率分配策略。第一种策略是slice CBR，即对每个slice平均分配码率预算，适用于低延迟编码传输场景。第二种策略是对整帧数据，按照每个slice为单位进行能量估计，根据每个slice的能量大小来进行码率分配，这种方式会获得更好的画面质量。估计slice能量大小的方法可使用SAD(绝对值误差和)、MSD(平均误差平方和)等。
在对每个slice分配了码率预算之后，每个slice可独立编码，在自己的码率预算之内寻找最优的量化参数QP。同时，一个slice编码结余下来的码率预算，可以再分配给其他slice使用。
六、关于码流封装的技术方案
在这部分中，如图6所示，编码码流按照picture header、slice header(多个)、block group(多个)三个层级进行封装。picture header记录图像解码必备的参数，如图像宽高、profile、量化权重表等等。slice header记录slice的字节数和量化参数QP等信息。block group是熵编码码流。在解码时，根据编码码流记录的信息，可正确解码还原出小波变换高频系数。
实施例1：如图7所示，一种针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，通过小波变换对输入的视频图像进行变换处理后，包括步骤：提取变换处理后的小波域高频系数执行如下处理：
S1，对提取的小波域高频系数重排列为N个slice，并在每个slice内部进行分块为M个block，将多个block组合成为blockgroup；
S2，将block里面的小波域高频系数进行重排列，以本步骤中此重排列关系类推，完成blockgroup里面的所有小波域高频系数重排列；
S3，对重排列之后的blockgroup进行量化处理；
S4，对量化后的blockgroup进行熵编码。
实施例2：在实施例1的基础上，在步骤S1之中，包括码率控制步骤：
码率控制包括如下两种码率分配策略：对每个slice平均分配码率预算；或对每个slice平均分配码率预算或对整帧数据，按照每个slice为单位进行能量估计，根据每个slice的能量大小来进行码率分配；在对每个slice分配了码率预算之后，每个slice能独立编码，在自己的码率预算之内寻找最优的量化参数QP；同时，一个slice编码结余下来的码率预算，能够再分配给其他slice使用；
实施例3：在实施例1的基础上，在步骤S4之后，包括码流封装步骤：码流封装时编码码流按照pictureheader、sliceheader、blockgroup三个层级进行封装；pictureheader记录图像解码必备的参数，包括图像宽高、profile、量化权重表；sliceheader记录slice的字节数和量化参数QP信息；blockgroup是熵编码码流；在解码时，根据编码码流记录的信息，能够正确解码还原出小波变换高频系数。
实施例4：在实施例1的基础上，在步骤S1中，小波域高频系数包括按照如下顺序排列的九个频段Y-LH、U-LH、V-LH、Y-HL、U-HL、V-HL、Y-HH、U-HH、V-HH分别对应的小波域高频系数。
实施例5：在实施例1的基础上，在步骤S2中，此重排列关系为递进尺度的Z字型重排列。
实施例6：在实施例1的基础上，在步骤S3中，量化处理包括子步骤：使用量化器量化重排列之后的blockgroup里面的所有小波域高频系数，每个block group使用如下量化参数QPbg＝QPslice+Weightband+QPΔ，QPslice表示slice量化参数，Weightband表示权重，QPΔ表示量化参数相对于slice量化参数的偏移，并结合每个block group的量化步长Qstepbg对每个系数进行量化；且同一个blockgroup内的所有小波域高频系数使用相同的量化参数QPbg进行量化处理。
实施例7：在实施例6的基础上，在步骤S4中，包括子步骤：将量化后的blockgroup作为熵编码的基本单元，并对量化后的小波域高频系数进行熵编码：对空洞区域进行空洞编码，对未被空洞编码去除掉的小波域高频系数进行变长前缀编码和变长后缀编码；空洞编码、变长前缀编码、变长后缀编码均按照block顺序依次编码，并在空洞编码、变长前缀编码、变长后缀编码每一部分的最后做字节对齐。
实施例8：在实施例7的基础上，空洞编码包括子步骤：
S401，对block进行多尺度划分，进行不同尺度的连0系数统计；如果一个区域的所有小波变换高频系数全为0，则这个区域为空洞区域，用0标记；如果一个区域包含有一个非0小波变换高频系数，则这个区域为非空洞区域，用1标记；
S402，统计步骤S401中多尺度连0小波变换高频系数，然后构建树结构且树结构分为多层，每层分别具有标记的空洞标志；
S403，根据标记的空洞标志判断空洞区域的情况，针对性地确定相应编码模式。
实施例9：在实施例8的基础上，对未被空洞编码去除掉的小波域高频系数作如下处理：在指数哥伦布编码的基础上进行修改：减少“+1”这个值所需的bit数，将码字拆分成变长前缀和变长后缀，其中变长前缀是一元编码；系数0、1、-1无后缀码字，只有前缀码字，分别是“1”、“01”、“001”；
对于绝对值大于等于2的系数x，其对应的前缀码字计算方式如下：前缀码字＝连续n个“0”加上最后一个“1”；前缀码字连续0个数n＝Log2(abs(x)-1)+3；
对于绝对值大于等于2的系数x，其对应的后缀码字计算方式如下：后缀码字＝幅度码字加上符号码字；幅度码字的bit数目为m，m＝Log2(abs(x)-1)；幅度码字即为变量v使用m个bit的二进制表示：v＝abs(x)-(2m+1)。
实施例10：在实施例9的基础上，对未被空洞编码去除掉的小波域高频系数还包括如下处理：符号码字为1个bit，如果x>0，符号码字则为“0”；如果x<0，则符号码字为“1”。
实施例11：在实施例8的基础上，在步骤S403中，在空洞编码时按照如下三种编码模式择一进行：
第一编码模式，对于各种尺度空洞都存在的情况，则基于完整的树结构进行空洞编码，适用于各种尺度空洞都存在的情况；
第二编码模式，对于只有小尺度空洞无大尺度空洞的情况，则只使用最底一层的空洞编码，不使用上面的层；
第三编码模式，对于无空洞的区域的情况，则不使用空洞编码，但block里面的小波域高频系数都要进行后续的变长前缀编码、变长后缀编码。
本发明功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，在一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)以及相应的软件中执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，进行测试或者实际的数据在程序实现中存在于只读存储器(Random Access Memory，RAM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)等。

Claims (10)

1.一种针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，通过小波变换对输入的视频图像进行变换处理后，其特征在于，包括步骤：提取变换处理后的小波域高频系数执行如下处理：
S1，对提取的小波域高频系数重排列为N个slice，并在每个slice内部进行分块为M个block，将多个block组合成为blockgroup；
S2，将block里面的小波域高频系数进行重排列，以本步骤中此重排列关系类推，完成blockgroup里面的所有小波域高频系数重排列；
S3，对重排列之后的blockgroup进行量化处理；
S4，对量化后的blockgroup进行熵编码。
2.根据权利要求1所述的针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，其特征在于，在步骤S1之中，包括码率控制步骤：
所述码率控制包括如下两种码率分配策略：对每个slice平均分配码率预算；或对每个slice平均分配码率预算或对整帧数据，按照每个slice为单位进行能量估计，根据每个slice的能量大小来进行码率分配；在对每个slice分配了码率预算之后，每个slice能独立编码，在自己的码率预算之内寻找最优的量化参数QP；同时，一个slice编码结余下来的码率预算，能够再分配给其他slice使用；
在步骤S4之后，包括码流封装步骤：码流封装时编码码流按照pictureheader、sliceheader、blockgroup三个层级进行封装；pictureheader记录图像解码必备的参数，包括图像宽高、profile、量化权重表；sliceheader记录slice的字节数和量化参数QP信息；blockgroup是熵编码码流；在解码时，根据编码码流记录的信息，能够正确解码还原出小波变换高频系数。
3.根据权利要求1所述的针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，其特征在于，在步骤S1中，所述小波域高频系数包括按照如下顺序排列的九个频段Y-LH、U-LH、V-LH、Y-HL、U-HL、V-HL、Y-HH、U-HH、V-HH分别对应的小波域高频系数。
4.根据权利要求1所述的针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，其特征在于，在步骤S2中，所述此重排列关系为递进尺度的Z字型重排列。
5.根据权利要求1所述的针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，其特征在于，在步骤S3中，所述量化处理包括子步骤：使用量化器量化重排列之后的blockgroup里面的所有小波域高频系数，每个block group使用如下量化参数QPbg＝QPslice+Weightband+QPΔ，QPslice表示slice量化参数，Weightband表示权重，QPΔ表示量化参数相对于slice量化参数的偏移，并结合每个block group的量化步长Qstepbg对每个系数进行量化；且同一个blockgroup内的所有小波域高频系数使用相同的量化参数QPbg进行量化处理。
6.根据权利要求5所述的针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，其特征在于，在步骤S4中，包括子步骤：将量化后的blockgroup作为熵编码的基本单元，并对量化后的小波域高频系数进行熵编码：对空洞区域进行空洞编码，对未被空洞编码去除掉的小波域高频系数进行变长前缀编码和变长后缀编码；所述空洞编码、变长前缀编码、变长后缀编码均按照block顺序依次编码，并在空洞编码、变长前缀编码、变长后缀编码每一部分的最后做字节对齐。
7.根据权利要求6所述的针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，其特征在于，所述空洞编码包括子步骤：
S401，对block进行多尺度划分，进行不同尺度的连0系数统计；如果一个区域的所有小波变换高频系数全为0，则这个区域为空洞区域，用0标记；如果一个区域包含有一个非0小波变换高频系数，则这个区域为非空洞区域，用1标记；
S402，统计步骤S401中多尺度连0小波变换高频系数，然后构建树结构且树结构分为多层，每层分别具有标记的空洞标志；
S403，根据标记的空洞标志判断空洞区域的情况，针对性地确定相应编码模式。
8.根据权利要求7所述的针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，其特征在于，对未被空洞编码去除掉的小波域高频系数作如下处理：在指数哥伦布编码的基础上进行修改：减少“+1”这个值所需的bit数，将码字拆分成变长前缀和变长后缀，其中变长前缀是一元编码；系数0、1、-1无后缀码字，只有前缀码字，分别是“1”、“01”、“001”；
对于绝对值大于等于2的系数x，其对应的前缀码字计算方式如下：前缀码字＝连续n个“0”加上最后一个“1”；前缀码字连续0个数n＝Log2(abs(x)-1)+3；
对于绝对值大于等于2的系数x，其对应的后缀码字计算方式如下：后缀码字＝幅度码字加上符号码字；幅度码字的bit数目为m，m＝Log2(abs(x)-1)；幅度码字即为变量v使用m个bit的二进制表示：v＝abs(x)-(2m+1)。
9.根据权利要求8所述的针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，其特征在于，对未被空洞编码去除掉的小波域高频系数还包括如下处理：符号码字为1个bit，如果x>0，符号码字则为“0”；如果x<0，则符号码字为“1”。
10.根据权利要求7所述的针对视频图像小波变换高频系数的低复杂度编码方法，其特征在于，在步骤S403中，在空洞编码时按照如下三种编码模式择一进行：
第一编码模式，对于各种尺度空洞都存在的情况，则基于完整的树结构进行空洞编码，适用于各种尺度空洞都存在的情况；
第二编码模式，对于只有小尺度空洞无大尺度空洞的情况，则只使用最底一层的空洞编码，不使用上面的层；
第三编码模式，对于无空洞的区域的情况，则不使用空洞编码，但block里面的小波域高频系数都要进行后续的变长前缀编码、变长后缀编码。
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