確定變換塊尺寸的方法和設備技術

本發明專利技術實施例提供一種確定變換塊尺寸的方法和設備，能夠提高圖像壓縮效率。該方法包括：根據圖像塊信息和圖像塊的劃分方式，獲得圖像塊對應的變換塊的參數；根據變換塊的參數和圖像塊的劃分方式，獲得變換塊尺寸。本發明專利技術實施例在確定變換塊尺寸時，根據圖像塊對應的變換塊的參數和圖像塊的劃分方式，獲得變換塊尺寸，因此能夠采用適應圖像塊的劃分方式的變換塊，提高了圖像壓縮效率。

【技術實現步驟摘要】
確定變換塊尺寸的方法和設備
本專利技術涉及通信
，特別涉及確定變換塊尺寸的方法和設備。
技術介紹
為了盡量減少傳送視頻數據所需要的帶寬，可以采用多種視頻壓縮方法對視頻數據進行壓縮，其中視頻壓縮方法包括：幀內壓縮和幀間壓縮。現在多采用基于運動估計的幀間壓縮方法。具體的，圖像的編碼端采用幀間壓縮方法對圖像壓縮并編碼的過程包括：編碼端將待編碼圖像塊劃分成若干個大小相等的子圖像塊，然后針對每個子圖像塊，在參考圖像中搜索與當前子圖像塊最匹配的圖像塊作為預測塊，然后將該子圖像塊與預測塊的相應像素值相減得到殘差，并將該殘差經變換與量化后得到的值進行熵編碼，最后將熵編碼得到的比特流和運動矢量信息一并發給解碼端，其中，運動矢量信息表示當前子圖像塊與預測塊的位置差。在圖像的解碼端，首先獲得熵編碼比特流后進行熵解碼，得到相應的殘差，以及相應的運動矢量信息；然后根據運動矢量信息在參考圖像中獲得相應的匹配圖像塊(即上述預測塊)，再根據匹配圖像塊中各像素點的值和殘差值中對應像素點的值相加得到當前子圖像塊中各像素點的值。幀內預測是指利用本幅圖像內的信息對圖像塊進行預測得到預測塊，編碼端根據預測模式、預測方向、圖像塊周圍的像素值得到預測塊對應的像素，將圖像塊像素與預測塊像素相減得到殘差，殘差經變換、量化和熵編碼后寫入碼流中；解碼端解析碼流，對碼流進行熵解碼、反量化、反變換后得到殘差塊，解碼端根據預測模式、預測方向、圖像塊周圍的像素值得到預測塊，將殘差塊像素與預測塊像素相加得到重構圖像塊。在現在的視頻編解碼標準中存在編碼單元(codingunit)、預測單元(predictionunit)和變換單元(transformunit)的概念。其中，編碼單元是在編碼端或解碼端進行編碼或解碼時操作的圖像塊。預測單元是編碼單元中具有獨立預測模式的圖像塊。預測塊是編碼單元進行預測操作的圖像塊，一個預測單元中可能包含多個預測塊。變換單元是編碼單元中進行變換操作的圖像塊，此時的圖像塊也可稱為變換塊。考慮到預測塊內部差值信號的相關性較強，而大塊變換比小塊變換能量集中性能更高。更廣義的，一個圖像塊可包含一個或多個預測塊，在編解碼端以預測塊為單位進行預測；同時，一個圖像塊包含一個或多個變換塊，在編解碼端以變換塊為單位進行變換。在現有的視頻編解碼標準中，如移動圖像專家組(MovingPictureExpertsGroup，MPEG)，H.264/AVC(AdvancedVideoCoding，增強視頻編碼)，一個圖像塊，或稱為宏塊(macroblock)、超宏塊(super-macroblock)等，被劃分為若干子圖像塊，這些子圖像塊的尺寸可為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，子圖像塊以這些尺寸進行上述的運動估計和運動補償，圖像的編碼端需要將標識圖像塊劃分方式的碼字發送給圖像的解碼端，以便圖像的解碼端獲知圖像編碼端的劃分方式，并根據該劃分方式和運動矢量信息，確定相應的預測塊。在現有的視頻編解碼標準中這些子圖像塊均為N×M(N和M均為大于0的整數)的矩形塊，并且N和M具有倍數關系。在現有的視頻編碼和解碼技術中，可以使用變換矩陣去除圖像塊的殘差的相關性，即去除圖像塊的冗余信息，以便提高編碼效率，圖像塊中的數據塊的變換通常采用二維變換，即在編碼端將數據塊的殘差信息分別與一個N×M的變換矩陣及其轉置矩陣相乘，相乘之后得到的是變換系數。上述步驟可以使用以下公式描述：f＝T′×C×T其中，C代表數據塊的殘差信息，T和T′代表變換矩陣和變換矩陣的轉置矩陣，f代表數據塊的殘差信息經變換后得到的變換系數矩陣。其中，變換矩陣可以是離散余弦變換(DiscreteCosineTransform，DCT)矩陣，整數變換(IntegerTransform)矩陣、KL變換(KarhunenLòeveTransform，KLT)矩陣等。其中，KLT可以更好的考慮圖像塊或圖像塊殘差的紋理信息，因此使用KLT可以達到較好的效果。對圖像塊的殘差信息進行上述處理相當于將圖像塊的殘差信息從空域轉換至頻域，且經處理后得到的變換系數矩陣f集中于低頻區域；編碼端對圖像塊的殘差信息進行上述變換之后，對變換后得到的變換系數矩陣再進行量化、熵編碼等處理后，將熵編碼得到的比特流發送給解碼端。為了使解碼端知道編碼端所采用的變換矩陣類型和尺寸，通常，編碼端會將表示當前圖像塊所使用的變換矩陣的指示信息發送給解碼端。后續解碼端根據上述指示信息確定編碼端采用的變換矩陣，根據變換矩陣的特點(變換矩陣的正交性等)，對編碼端發送的比特流進行解碼得到變換系數矩陣，將變換系數矩陣與變換矩陣及其轉置矩陣相乘，可恢復得到與編碼端近似一致的數據塊的殘差信息。上述步驟可以使用以下公式描述：C＝T×f×T′其中，C代表數據塊的殘差信息，T和T′代表變換矩陣和變換矩陣的轉置矩陣，f代表解碼端得到的變換系數矩陣。由于圖像塊的殘差可能存在不同的分布規律，使用某一特定尺寸的變換矩陣往往達不到好的變換效果，因此，現有技術中會嘗試對圖像塊的殘差使用不同尺寸的變換矩陣(也稱為變換塊)。因此，對于一個2N×2N的圖像塊可以使用尺寸為2N×2N的變換矩陣，也可以使用尺寸為N×N的變換矩陣、或尺寸為0.5N×0.5N的變換矩陣。但是，目前僅采用方形尺寸的變換矩陣，對于頻繁出現的條狀紋理，方形尺寸的變換矩陣不能有效地去除圖像塊的冗余信息，降低了圖像壓縮效率。
技術實現思路
本專利技術實施例提供一種確定變換塊尺寸的方法和設備，能夠提高圖像壓縮效率。一方面，提供了一種確定變換塊尺寸的方法，包括：根據圖像塊信息和圖像塊的劃分方式，獲得圖像塊對應的變換塊的參數；根據變換塊的參數和圖像塊的劃分方式，獲得變換塊尺寸。另一方面，提供了一種圖像編碼方法，包括：根據圖像塊對應的變換塊的參數，獲得至少一個候選變換塊尺寸；確定至少一個候選變換塊尺寸的編號；選擇候選變換塊尺寸之一，作為圖像塊對應的變換塊的尺寸。另一方面，提供了一種圖像解碼方法，包括：根據圖像塊對應的變換塊的參數，獲得至少一個候選變換塊尺寸；確定至少一個候選變換塊尺寸的編號；獲得變換塊的變換塊尺寸的編號；根據變換塊尺寸的編號獲得變換塊尺寸。另一方面，提供了一種確定變換塊尺寸的設備，包括：參數獲取單元，用于根據圖像塊信息和圖像塊的劃分方式，獲得圖像塊對應的變換塊的參數；尺寸獲取單元，用于根據變換塊的參數和圖像塊的劃分方式，獲得變換塊尺寸。另一方面，提供了一種圖像編碼設備，包括：獲取單元，用于根據圖像塊對應的變換塊的參數，獲得至少一個候選變換塊尺寸；確定單元，用于確定至少一個候選變換塊尺寸的編號；編碼單元，用于選擇候選變換塊尺寸之一，作為圖像塊對應的變換塊的尺寸，并編碼變換塊的尺寸的編號。另一方面，提供了一種圖像解碼設備，包括：獲取單元，用于根據圖像塊對應的變換塊的參數，獲得至少一個候選變換塊尺寸；確定單元，用于確定至少一個候選變換塊尺寸的編號；解碼單元，用于獲得變換塊的變換塊尺寸的編號，并根據變換塊尺寸的編號獲得變換塊尺寸。本專利技術實施例在確定變換塊尺寸時，根據圖像塊對應的變換塊的參數和圖像塊的劃分方式，獲得變換塊尺寸本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種確定變換塊尺寸的方法，其特征在于，包括：根據圖像塊信息和圖像塊的劃分方式，獲得所述圖像塊對應的變換塊的參數；根據所述變換塊的參數和圖像塊的劃分方式，獲得變換塊尺寸。

【技術特征摘要】
2011.07.01 CN 201110184380.51.一種確定變換塊尺寸的方法，其特征在于，包括：根據圖像塊信息和圖像塊的劃分方式，獲得所述圖像塊對應的變換塊的參數；根據所述變換塊的參數和圖像塊的劃分方式，獲得變換塊尺寸；所述變換塊的參數包括變換塊對應的層數或變換塊尺寸的表示值；其中，對于尺寸為2N×2N的圖像塊，當該圖像塊的劃分方式為2N×N，N×2N或N×N時，變換塊對應的層數為1，當該圖像塊的劃分方式為2N×2N時，變換塊對應的層數為0；所述變換塊尺寸的表示值等于圖像塊尺寸的表示值減去變換塊對應的層數；或者，所述變換塊尺寸的表示值等于圖像塊尺寸的表示值減去m1，m1為正整數；或者，所述變換塊尺寸的表示值等于圖像塊尺寸的表示值減去變換塊對應的層數再減去m2，m2為正整數；其中，圖像塊尺寸和圖像塊尺寸的表示值滿足如下條件：圖像塊尺寸＝2log2CUSize，或者圖像塊尺寸＝1<<log2CUSize，其中“<<”代表向左移位操作，log2CUSize為圖像塊尺寸的表示值。2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述變換塊的參數和圖像塊的劃分方式，獲得變換塊尺寸，包括：在預測塊的水平方向尺寸大于豎直方向尺寸時，變換塊的水平方向尺寸大于豎直方向尺寸；在預測塊的豎直方向尺寸大于水平方向尺寸時，變換塊的豎直方向尺寸大于水平方向尺寸；在預測塊的水平方向尺寸等于豎直方向尺寸時，變換塊的水平方向尺寸等于豎直方向尺寸。3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述預測塊類型為2N×N時，變換塊的水平方向尺寸是豎直方向尺寸的4倍；或者，在所述預測塊類型為N×2N時，變換塊的豎直方向尺寸是水平方向尺寸的4倍；或者，在所述預測塊類型為N×N或2N×2N時，變換塊的豎直方向尺寸等于水平方向尺寸；或者，在所述預測塊類型為2N×nU或2N×nD時，變換塊的水平方向尺寸是豎直方向尺寸的4倍；或者，在所述預測塊類型為nL×2N或nR×2N時，變換塊的豎直方向尺寸是水平方向尺寸的4倍；其中，所述2NxnU和2NxnD表示當前圖像塊被劃分成上下兩個不等大的矩形子圖像塊；nLx2N和nRx2N表示當前圖像塊被劃分成左右兩個不等大的矩形子圖像塊。4.權利要求2所述的方法，其特征在于，在所述預測塊類型為2N×nU或2N×nD時，變換塊的水平方向尺寸是豎直方向尺寸的8倍；或者，在所述預測塊類型為nL×2N或nR×2N時，變換塊的豎直方向尺寸是水平方向尺寸的8倍；其中，所述2NxnU和2NxnD表示當前圖像塊被劃分成上下兩個不等大的矩形子圖像塊；nLx2N和nRx2N表示當前圖像塊被劃分成左右兩個不等大的矩形子圖像塊。5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據所述變換塊的參數和圖像塊的劃分方式，獲得變換塊尺寸，包括：根據所述參數，獲得變換塊的第一尺寸；根據所述第一尺寸獲得所述變換塊尺寸。6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據所述第一尺寸獲得所述變換塊尺寸包括：所述變換塊的水平方向尺寸等于所述第一尺寸的h倍，所述變換塊的豎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.如權利要求6所述的方法，其特征在于，在預測塊的水平方向尺寸大于豎直方向尺寸時，h大于v；在預測塊的水平方向尺寸小于豎直方向尺寸時，h小于v；在預測塊的水平方向尺寸等于豎直方向尺寸時，h等于v。8.權利要求7所述的方法，其特征在于，在所述預測塊類型為2N×N時，h＝2，v＝0.5；或者，在所述預測塊類型為N×2N時，h＝0.5，v＝2；或者，在所述預測塊類型為N×N時，h＝1，v＝1；或者，在所述預測塊類型為2N×2N時，h＝2，v＝2；或者，在所述預測塊類型為2N×nU或2N×nD時，h＝2，v＝0.5；或者，在所述預測塊類型為nL×2N或nR×2N時，h＝0.5，v＝2，其中N為正整數，n大于0且小于N；其中，所述2NxnU和2NxnD表示當前圖像塊被劃分成上下兩個不等大的矩形子圖像塊；nLx2N和nRx2N表示當前圖像塊被劃分成左右兩個不等大的矩形子圖像塊。9.權利要求7所述的方法，其特征在于，在所述預測塊類型為2N×nU或2N×nD時，h＝2，v＝0.25；或者，在所述預測塊類型為nL×2N或nR×2N時，h＝0.25，v＝2，其中N為正整數，n大于0且小于N；其中，所述2NxnU和2NxnD表示當前圖像塊被劃分成上下兩個不等大的矩形子圖像塊；nLx2N和nRx2N表示當前圖像塊被劃分成左右兩個不等大的矩形子圖像塊。10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，在所述根據圖像塊信息和圖像塊的劃分方式，獲得所述圖像塊對應的變換塊的參數之前，還包括：根據預測塊類型和分層標志值得到劃分標志值，所述分層標志值用于表示變換塊是否采用逐層標識的方式；基于所述劃分標志值確定是否根據圖像塊的劃分方式確定所述變換塊尺寸。11.如權利要求1-10任一項所述的方法，其特征在于，所述圖像塊信息包括圖像塊尺寸、圖像塊尺寸的表示值或圖像塊尺寸的編號。12.一種圖像編碼方法，其特征在于，包括：根據圖像塊對應的變換塊的參數，獲得至少一個候選變換塊尺寸；所述變換塊的參數包括變換塊對應的層數或變換塊尺寸的表示值；確定所述至少一個候選變換塊尺寸的編號；選擇所述候選變換塊尺寸之一，作為所述圖像塊對應的變換塊的變換塊尺寸，并編碼所述變換塊的尺寸的編號；所述確定所述至少一個候選變換塊尺寸的編號，包括：根據圖像塊的劃分方式，確定所述至少一個候選變換塊尺寸中的第一變換塊尺寸，按照所述第一變換塊尺寸對所述候選變換塊尺寸進行編號；其中，對于尺寸為2N×2N的圖像塊，當該圖像塊的劃分方式為2N×N，N×2N或N×N時，變換塊對應的層數為1，當該圖像塊的劃分方式為2N×2N時，變換塊對應的層數為0；所述變換塊尺寸的表示值等于圖像塊尺寸的表示值減去變換塊對應的層數；或者，所述變換塊尺寸的表示值等于圖像塊尺寸的表示值減去m1，m1為正整數；或者，所述變換塊尺寸的表示值等于圖像塊尺寸的表示值減去變換塊對應的層數再減去m2，m2為正整數；其中，變換塊尺寸和變換塊尺寸的表示值滿足如下條件：變換塊尺寸＝2log2TrafoSize，或者變換塊尺寸＝1<<log2TrafoSize，其中“<<”代表向左移位操作，log2TrafoSize為變換塊尺寸的表示值。13.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述按照所述第一變換塊尺寸對所述候選變換塊尺寸進行編號包括：將所述第一變換塊尺寸對應于預設編號。14.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述預設編號為編號0。15.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述編碼所述變換塊的尺寸的編號，包括：將所述變換塊的尺寸的編號編碼到圖像塊的碼流中。16.如權利要求13所述的方法，其特征在于，所述編碼所述變換塊的尺寸的編號，包括：根據所選擇的候選變換塊尺寸和所述第一變換塊尺寸對應的預設編號，確定寫入碼流的編號值。17.如權利要求12所述的方法，其特征在于，所述根據圖像塊對應的變換塊的參數，獲得至少一個候選變換塊尺寸，包括：根據所述參數和圖像塊信息獲得所述至少一個候選變換塊尺寸。18.如權利要求17所述的方法，其特征在于，所述圖像塊信息包括圖像塊尺寸、圖像塊尺寸的表示值、圖像塊的層數或圖像塊尺寸的編號。19.一種圖像解碼方法，其特征在于，包括：根據圖像塊對應的變換塊的參數，獲得至少一個候選變換塊尺寸；所述變換塊的參數包括變換塊對應的層數或變換塊尺寸的表示值；確定所述至少一個候選變換塊尺寸的編號；獲得所述變換塊的變換塊尺寸的編號；根據所述變換塊尺寸的編號獲得變換塊尺寸；所述確定所述至少一個候選變換塊尺寸的編號，包括：根據圖像塊的劃分方式，確定所述至少一個候選變換塊尺寸中的第一變換塊尺寸，按照所述第一變換塊尺寸對所述候選變換塊尺寸進行編號；所述變換塊尺寸的表示值等于圖像塊尺寸的表示值減去變換塊對應的層數；或者，所述變換塊尺寸的表示值等于圖像塊尺寸的表示值減去m1，m1為正整數；或者，所述變換塊尺寸的表示值等于圖像塊尺寸的表示值減去變換塊對應的層數再減去m2，m2為正整數；其中，對于尺寸為2N×2N的圖像塊，當該圖像塊的劃分方式為2N×N，N×2N或N×N時，變換塊對應的層數為1，當該圖像塊的劃分方式為2N×2N時，變換塊對應的層數為0；其中，變換塊尺寸和變換塊尺寸的表示值滿足如下條件：變換塊尺寸＝2log2TrafoSize，或者變換塊尺寸＝1<&...

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁媛，鄭蕭楨，何蕓，
申請(專利權)人：華為技術有限公司，清華大學，
類型：發明
國別省市：