确定变换块尺寸的方法和设备技术

本发明专利技术实施例提供一种确定变换块尺寸的方法和设备，能够提高图像压缩效率。该方法包括：根据图像块信息和图像块的划分方式，获得图像块对应的变换块的参数；根据变换块的参数和图像块的划分方式，获得变换块尺寸。本发明专利技术实施例在确定变换块尺寸时，根据图像块对应的变换块的参数和图像块的划分方式，获得变换块尺寸，因此能够采用适应图像块的划分方式的变换块，提高了图像压缩效率。

【技术实现步骤摘要】
确定变换块尺寸的方法和设备
本专利技术涉及通信
，特别涉及确定变换块尺寸的方法和设备。
技术介绍
为了尽量减少传送视频数据所需要的带宽，可以采用多种视频压缩方法对视频数据进行压缩，其中视频压缩方法包括：帧内压缩和帧间压缩。现在多采用基于运动估计的帧间压缩方法。具体的，图像的编码端采用帧间压缩方法对图像压缩并编码的过程包括：编码端将待编码图像块划分成若干个大小相等的子图像块，然后针对每个子图像块，在参考图像中搜索与当前子图像块最匹配的图像块作为预测块，然后将该子图像块与预测块的相应像素值相减得到残差，并将该残差经变换与量化后得到的值进行熵编码，最后将熵编码得到的比特流和运动矢量信息一并发给解码端，其中，运动矢量信息表示当前子图像块与预测块的位置差。在图像的解码端，首先获得熵编码比特流后进行熵解码，得到相应的残差，以及相应的运动矢量信息；然后根据运动矢量信息在参考图像中获得相应的匹配图像块(即上述预测块)，再根据匹配图像块中各像素点的值和残差值中对应像素点的值相加得到当前子图像块中各像素点的值。帧内预测是指利用本幅图像内的信息对图像块进行预测得到预测块，编码端根据预测模式、预测方向、图像块周围的像素值得到预测块对应的像素，将图像块像素与预测块像素相减得到残差，残差经变换、量化和熵编码后写入码流中；解码端解析码流，对码流进行熵解码、反量化、反变换后得到残差块，解码端根据预测模式、预测方向、图像块周围的像素值得到预测块，将残差块像素与预测块像素相加得到重构图像块。在现在的视频编解码标准中存在编码单元(codingunit)、预测单元(predictionunit)和变换单元(transformunit)的概念。其中，编码单元是在编码端或解码端进行编码或解码时操作的图像块。预测单元是编码单元中具有独立预测模式的图像块。预测块是编码单元进行预测操作的图像块，一个预测单元中可能包含多个预测块。变换单元是编码单元中进行变换操作的图像块，此时的图像块也可称为变换块。考虑到预测块内部差值信号的相关性较强，而大块变换比小块变换能量集中性能更高。更广义的，一个图像块可包含一个或多个预测块，在编解码端以预测块为单位进行预测；同时，一个图像块包含一个或多个变换块，在编解码端以变换块为单位进行变换。在现有的视频编解码标准中，如移动图像专家组(MovingPictureExpertsGroup，MPEG)，H.264/AVC(AdvancedVideoCoding，增强视频编码)，一个图像块，或称为宏块(macroblock)、超宏块(super-macroblock)等，被划分为若干子图像块，这些子图像块的尺寸可为64×64、64×32、32×64、32×32、32×16、16×32、16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8、4×4等，子图像块以这些尺寸进行上述的运动估计和运动补偿，图像的编码端需要将标识图像块划分方式的码字发送给图像的解码端，以便图像的解码端获知图像编码端的划分方式，并根据该划分方式和运动矢量信息，确定相应的预测块。在现有的视频编解码标准中这些子图像块均为N×M(N和M均为大于0的整数)的矩形块，并且N和M具有倍数关系。在现有的视频编码和解码技术中，可以使用变换矩阵去除图像块的残差的相关性，即去除图像块的冗余信息，以便提高编码效率，图像块中的数据块的变换通常采用二维变换，即在编码端将数据块的残差信息分别与一个N×M的变换矩阵及其转置矩阵相乘，相乘之后得到的是变换系数。上述步骤可以使用以下公式描述：f＝T′×C×T其中，C代表数据块的残差信息，T和T′代表变换矩阵和变换矩阵的转置矩阵，f代表数据块的残差信息经变换后得到的变换系数矩阵。其中，变换矩阵可以是离散余弦变换(DiscreteCosineTransform，DCT)矩阵，整数变换(IntegerTransform)矩阵、KL变换(KarhunenLòeveTransform，KLT)矩阵等。其中，KLT可以更好的考虑图像块或图像块残差的纹理信息，因此使用KLT可以达到较好的效果。对图像块的残差信息进行上述处理相当于将图像块的残差信息从空域转换至频域，且经处理后得到的变换系数矩阵f集中于低频区域；编码端对图像块的残差信息进行上述变换之后，对变换后得到的变换系数矩阵再进行量化、熵编码等处理后，将熵编码得到的比特流发送给解码端。为了使解码端知道编码端所采用的变换矩阵类型和尺寸，通常，编码端会将表示当前图像块所使用的变换矩阵的指示信息发送给解码端。后续解码端根据上述指示信息确定编码端采用的变换矩阵，根据变换矩阵的特点(变换矩阵的正交性等)，对编码端发送的比特流进行解码得到变换系数矩阵，将变换系数矩阵与变换矩阵及其转置矩阵相乘，可恢复得到与编码端近似一致的数据块的残差信息。上述步骤可以使用以下公式描述：C＝T×f×T′其中，C代表数据块的残差信息，T和T′代表变换矩阵和变换矩阵的转置矩阵，f代表解码端得到的变换系数矩阵。由于图像块的残差可能存在不同的分布规律，使用某一特定尺寸的变换矩阵往往达不到好的变换效果，因此，现有技术中会尝试对图像块的残差使用不同尺寸的变换矩阵(也称为变换块)。因此，对于一个2N×2N的图像块可以使用尺寸为2N×2N的变换矩阵，也可以使用尺寸为N×N的变换矩阵、或尺寸为0.5N×0.5N的变换矩阵。但是，目前仅采用方形尺寸的变换矩阵，对于频繁出现的条状纹理，方形尺寸的变换矩阵不能有效地去除图像块的冗余信息，降低了图像压缩效率。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种确定变换块尺寸的方法和设备，能够提高图像压缩效率。一方面，提供了一种确定变换块尺寸的方法，包括：根据图像块信息和图像块的划分方式，获得图像块对应的变换块的参数；根据变换块的参数和图像块的划分方式，获得变换块尺寸。另一方面，提供了一种图像编码方法，包括：根据图像块对应的变换块的参数，获得至少一个候选变换块尺寸；确定至少一个候选变换块尺寸的编号；选择候选变换块尺寸之一，作为图像块对应的变换块的尺寸。另一方面，提供了一种图像解码方法，包括：根据图像块对应的变换块的参数，获得至少一个候选变换块尺寸；确定至少一个候选变换块尺寸的编号；获得变换块的变换块尺寸的编号；根据变换块尺寸的编号获得变换块尺寸。另一方面，提供了一种确定变换块尺寸的设备，包括：参数获取单元，用于根据图像块信息和图像块的划分方式，获得图像块对应的变换块的参数；尺寸获取单元，用于根据变换块的参数和图像块的划分方式，获得变换块尺寸。另一方面，提供了一种图像编码设备，包括：获取单元，用于根据图像块对应的变换块的参数，获得至少一个候选变换块尺寸；确定单元，用于确定至少一个候选变换块尺寸的编号；编码单元，用于选择候选变换块尺寸之一，作为图像块对应的变换块的尺寸，并编码变换块的尺寸的编号。另一方面，提供了一种图像解码设备，包括：获取单元，用于根据图像块对应的变换块的参数，获得至少一个候选变换块尺寸；确定单元，用于确定至少一个候选变换块尺寸的编号；解码单元，用于获得变换块的变换块尺寸的编号，并根据变换块尺寸的编号获得变换块尺寸。本专利技术实施例在确定变换块尺寸时，根据图像块对应的变换块的参数和图像块的划分方式，获得变换块尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定变换块尺寸的方法，其特征在于，包括：根据图像块信息和图像块的划分方式，获得所述图像块对应的变换块的参数；根据所述变换块的参数和图像块的划分方式，获得变换块尺寸。

【技术特征摘要】
2011.07.01 CN 201110184380.51.一种确定变换块尺寸的方法，其特征在于，包括：根据图像块信息和图像块的划分方式，获得所述图像块对应的变换块的参数；根据所述变换块的参数和图像块的划分方式，获得变换块尺寸；所述变换块的参数包括变换块对应的层数或变换块尺寸的表示值；其中，对于尺寸为2N×2N的图像块，当该图像块的划分方式为2N×N，N×2N或N×N时，变换块对应的层数为1，当该图像块的划分方式为2N×2N时，变换块对应的层数为0；所述变换块尺寸的表示值等于图像块尺寸的表示值减去变换块对应的层数；或者，所述变换块尺寸的表示值等于图像块尺寸的表示值减去m1，m1为正整数；或者，所述变换块尺寸的表示值等于图像块尺寸的表示值减去变换块对应的层数再减去m2，m2为正整数；其中，图像块尺寸和图像块尺寸的表示值满足如下条件：图像块尺寸＝2log2CUSize，或者图像块尺寸＝1<<log2CUSize，其中“<<”代表向左移位操作，log2CUSize为图像块尺寸的表示值。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述变换块的参数和图像块的划分方式，获得变换块尺寸，包括：在预测块的水平方向尺寸大于竖直方向尺寸时，变换块的水平方向尺寸大于竖直方向尺寸；在预测块的竖直方向尺寸大于水平方向尺寸时，变换块的竖直方向尺寸大于水平方向尺寸；在预测块的水平方向尺寸等于竖直方向尺寸时，变换块的水平方向尺寸等于竖直方向尺寸。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述预测块类型为2N×N时，变换块的水平方向尺寸是竖直方向尺寸的4倍；或者，在所述预测块类型为N×2N时，变换块的竖直方向尺寸是水平方向尺寸的4倍；或者，在所述预测块类型为N×N或2N×2N时，变换块的竖直方向尺寸等于水平方向尺寸；或者，在所述预测块类型为2N×nU或2N×nD时，变换块的水平方向尺寸是竖直方向尺寸的4倍；或者，在所述预测块类型为nL×2N或nR×2N时，变换块的竖直方向尺寸是水平方向尺寸的4倍；其中，所述2NxnU和2NxnD表示当前图像块被划分成上下两个不等大的矩形子图像块；nLx2N和nRx2N表示当前图像块被划分成左右两个不等大的矩形子图像块。4.权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述预测块类型为2N×nU或2N×nD时，变换块的水平方向尺寸是竖直方向尺寸的8倍；或者，在所述预测块类型为nL×2N或nR×2N时，变换块的竖直方向尺寸是水平方向尺寸的8倍；其中，所述2NxnU和2NxnD表示当前图像块被划分成上下两个不等大的矩形子图像块；nLx2N和nRx2N表示当前图像块被划分成左右两个不等大的矩形子图像块。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述变换块的参数和图像块的划分方式，获得变换块尺寸，包括：根据所述参数，获得变换块的第一尺寸；根据所述第一尺寸获得所述变换块尺寸。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一尺寸获得所述变换块尺寸包括：所述变换块的水平方向尺寸等于所述第一尺寸的h倍，所述变换块的竖直方向尺寸等于所述第一尺寸的v倍，其中h和v大于0。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，在预测块的水平方向尺寸大于竖直方向尺寸时，h大于v；在预测块的水平方向尺寸小于竖直方向尺寸时，h小于v；在预测块的水平方向尺寸等于竖直方向尺寸时，h等于v。8.权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述预测块类型为2N×N时，h＝2，v＝0.5；或者，在所述预测块类型为N×2N时，h＝0.5，v＝2；或者，在所述预测块类型为N×N时，h＝1，v＝1；或者，在所述预测块类型为2N×2N时，h＝2，v＝2；或者，在所述预测块类型为2N×nU或2N×nD时，h＝2，v＝0.5；或者，在所述预测块类型为nL×2N或nR×2N时，h＝0.5，v＝2，其中N为正整数，n大于0且小于N；其中，所述2NxnU和2NxnD表示当前图像块被划分成上下两个不等大的矩形子图像块；nLx2N和nRx2N表示当前图像块被划分成左右两个不等大的矩形子图像块。9.权利要求7所述的方法，其特征在于，在所述预测块类型为2N×nU或2N×nD时，h＝2，v＝0.25；或者，在所述预测块类型为nL×2N或nR×2N时，h＝0.25，v＝2，其中N为正整数，n大于0且小于N；其中，所述2NxnU和2NxnD表示当前图像块被划分成上下两个不等大的矩形子图像块；nLx2N和nRx2N表示当前图像块被划分成左右两个不等大的矩形子图像块。10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根据图像块信息和图像块的划分方式，获得所述图像块对应的变换块的参数之前，还包括：根据预测块类型和分层标志值得到划分标志值，所述分层标志值用于表示变换块是否采用逐层标识的方式；基于所述划分标志值确定是否根据图像块的划分方式确定所述变换块尺寸。11.如权利要求1-10任一项所述的方法，其特征在于，所述图像块信息包括图像块尺寸、图像块尺寸的表示值或图像块尺寸的编号。12.一种图像编码方法，其特征在于，包括：根据图像块对应的变换块的参数，获得至少一个候选变换块尺寸；所述变换块的参数包括变换块对应的层数或变换块尺寸的表示值；确定所述至少一个候选变换块尺寸的编号；选择所述候选变换块尺寸之一，作为所述图像块对应的变换块的变换块尺寸，并编码所述变换块的尺寸的编号；所述确定所述至少一个候选变换块尺寸的编号，包括：根据图像块的划分方式，确定所述至少一个候选变换块尺寸中的第一变换块尺寸，按照所述第一变换块尺寸对所述候选变换块尺寸进行编号；其中，对于尺寸为2N×2N的图像块，当该图像块的划分方式为2N×N，N×2N或N×N时，变换块对应的层数为1，当该图像块的划分方式为2N×2N时，变换块对应的层数为0；所述变换块尺寸的表示值等于图像块尺寸的表示值减去变换块对应的层数；或者，所述变换块尺寸的表示值等于图像块尺寸的表示值减去m1，m1为正整数；或者，所述变换块尺寸的表示值等于图像块尺寸的表示值减去变换块对应的层数再减去m2，m2为正整数；其中，变换块尺寸和变换块尺寸的表示值满足如下条件：变换块尺寸＝2log2TrafoSize，或者变换块尺寸＝1<<log2TrafoSize，其中“<<”代表向左移位操作，log2TrafoSize为变换块尺寸的表示值。13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述按照所述第一变换块尺寸对所述候选变换块尺寸进行编号包括：将所述第一变换块尺寸对应于预设编号。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述预设编号为编号0。15.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述编码所述变换块的尺寸的编号，包括：将所述变换块的尺寸的编号编码到图像块的码流中。16.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述编码所述变换块的尺寸的编号，包括：根据所选择的候选变换块尺寸和所述第一变换块尺寸对应的预设编号，确定写入码流的编号值。17.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述根据图像块对应的变换块的参数，获得至少一个候选变换块尺寸，包括：根据所述参数和图像块信息获得所述至少一个候选变换块尺寸。18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述图像块信息包括图像块尺寸、图像块尺寸的表示值、图像块的层数或图像块尺寸的编号。19.一种图像解码方法，其特征在于，包括：根据图像块对应的变换块的参数，获得至少一个候选变换块尺寸；所述变换块的参数包括变换块对应的层数或变换块尺寸的表示值；确定所述至少一个候选变换块尺寸的编号；获得所述变换块的变换块尺寸的编号；根据所述变换块尺寸的编号获得变换块尺寸；所述确定所述至少一个候选变换块尺寸的编号，包括：根据图像块的划分方式，确定所述至少一个候选变换块尺寸中的第一变换块尺寸，按照所述第一变换块尺寸对所述候选变换块尺寸进行编号；所述变换块尺寸的表示值等于图像块尺寸的表示值减去变换块对应的层数；或者，所述变换块尺寸的表示值等于图像块尺寸的表示值减去m1，m1为正整数；或者，所述变换块尺寸的表示值等于图像块尺寸的表示值减去变换块对应的层数再减去m2，m2为正整数；其中，对于尺寸为2N×2N的图像块，当该图像块的划分方式为2N×N，N×2N或N×N时，变换块对应的层数为1，当该图像块的划分方式为2N×2N时，变换块对应的层数为0；其中，变换块尺寸和变换块尺寸的表示值满足如下条件：变换块尺寸＝2log2TrafoSize，或者变换块尺寸＝1<&...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁媛，郑萧桢，何芸，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：