CN102843560B - 图像变换处理方法、设备和系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种图像变换处理方法、设备和系统。图像变换处理方法，包括：获取M×N大小的第一图像信号，其中M和N分别表示所述第一图像信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，且M≠N；采用M×M大小的基于模式的方向性变换MDDT对所述第一图像信号的行向量信号进行变换或采用N×N大小的MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进行变换，获取第二图像信号；所述第一图像信号为图变换系数块信号，所述第二图像信号为重建残差块信号，或者所述第一图像信号为原始残差信号，所述第二图像信号为图像变换系数块信号。本发明实施例可以有效提高M×N大小图像信号的编解码性能。

Description

图像变换处理方法、设备和系统

技术领域

本发明实施例涉及视频编解码技术，尤其涉及一种图像变换处理方法、设备和系统。

背景技术

现有视频图像压缩编解码技术中，通常需要对图像块信号，例如原始图像信号或预测误差信号进行空间变换，将信号能量集中于少数几个变换系数块中，以提高压缩编码效率。

现有技术广泛采用离散余弦变换(Discrete Cosine Transform，以下简称：DCT)对图像块信号进行变换获取二维变换系数块，以提高压缩编码效率。解码端设备可以对二维变换系数块进行DCT反变换以获取用于生成重建图像信号的重建残差块信号。新一代视频编码技术提出了短距离帧内预测模式(Short Distance Intra Prediction，以下简称：SDIP)技术，采用该SDIP技术进行帧内预测的二维图像块信号为矩形块M×N，其中M≠N。SDIP技术对于矩形块M×N的行向量和列向量正是采用了DCT获得二维变换系数块以提高压缩编码效率的。

在SDIP技术中，如果图像块信号的内容较平缓，或者存在水平或者竖直方向的纹理，则DCT可以显著提高压缩效率；但是若图像块信号中存在其余各种方向性纹理，则DCT压缩效率显著降低。因此，如何提高M×N二维图像块信号的压缩编码性能，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明实施例提供一种图像变换处理方法、设备和系统。

本发明实施例提供一种图像变换处理方法，包括：

获取M×N大小的第一图像信号，其中M和N分别表示所述第一图像信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，且M≠N；

采用M×M大小的基于模式的方向性变换MDDT对所述第一图像信号的行向量信号进行变换和/或采用N×N大小的MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进行变换，获取第二图像信号；

所述第一图像信号为图变换系数块信号，所述第二图像信号为重建残差块信号，或者所述第一图像信号为原始残差信号，所述第二图像信号为图像变换系数块信号。

本发明实施例提供一种图像变换处理设备，包括：

第一获取单元，用于获取M×N大小的第一图像信号，其中M和N分别表示所述第一图像信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，且M≠N；

图像处理单元，用于采用M×M大小的基于模式的方向性变换MDDT对所述第一图像信号的行向量信号进行变换或采用N×N大小的MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进行变换，获取第二图像信号；

所述第一图像信号为图像变换系数块信号，所述第二图像信号为重建残差块信号，或者所述第一图像信号为原始残差块信号，所述第二图像信号为图像变换系数块信号。

本发明实施例还提供一种编解码系统，包括：

编码端设备，用于获取M×N大小的原始残差块，其中M和N分别表示所述第一图像信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，且M≠N，采用M×M大小的基于模式的方向性变换MDDT对所述原始残差块的行向量信号进行正变换或采用N×N大小的MDDT对所述原始残差块的列向量信号进行正变换，获取M×N大小的图像变换系数块信号，并发送所述图像变换系数块信号；

解码端设备，用于获取所述图像变换系数块信号，采用M×M大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的行向量信号进行反变换或采用N×N大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的列向量信号进行反变换，获取M×N大小的重建残差块信号。

本发明实施例在编码端和解码端，均可以通过将应用于S×S大小的方块图像信号的MDDT技术引入到M×N大小的第一图像信号中，采用DST对M×N大小的第一图像信号的行向量信号进行变换或对列信号进行变换，获得第二图像信号，从而可以有效提高M×N大小图像信号的编码压缩效率和解码效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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为本发明图像变换处理方法实施例一的流程图；

图2为本发明图像变换处理方法实施例二的流程图；

图3为本发明图像变换处理方法实施例三的流程图；

图4为本发明图像变换处理方法实施例四的流程图；

图5为本发明图像变换处理设备实施例一的结构示意图；

图6为本发明图像变换处理设备实施例二的结构示意图；

图7为本发明编解码系统实施例的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明图像变换处理方法实施例一的流程图，如图1所示，本实施例的方法可以应用于解码端，本实施例的方法可以包括：

步骤101、获取M×N大小的图像变换系数块信号。

其中M和N分别表示图像变换系数块信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，M与N均为自然数且M≠N。M和N的典型值可以为1、2、4、8、16和32，即2ⁿ(n＞＝2)。

具体来说，解码端设备可以在对图像信号进行解码的过程中，获取图像变换系数块信号，本实施例中的图像变换系数块信号在两个维度方向上的采样点数不同。

步骤102、采用M×M大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的行向量信号进行变换和/或采用N×N大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的列向量信号进行变换，获取重建残差块信号。

需要说明的是，本发明实施例所称的“变换“包括编码端执行的”正变换“以及解码端执行的”反变换“，下文也同样适用。

具体地，在步骤102中，可以是单独采用M×M大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的行向量信号进行变换，获取重建残差块信号；或者是单独采用N×N大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的列向量信号进行变换，获取重建残差块信号；或者是同时采用M×M大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的行向量信号进行变换和采用N×N大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的列向量信号进行变换，获取重建残差块信号。

本实施例中，解码端设备可以采用基于模式的方向性变换(ModeDependent Directional Transform，以下简称：MDDT)对M×N图像变换系数块信号的行向量信号和列信号向量进行变换，从而可以获取重建残差块。需要说明的是，本实施例可以应用于解码端，因此，本实施例中对行向量信号和列信号向量进行的变换可以是与编码端所进行的正变换相对应的反变换。

由于预测误差信号中依然会存在沿预测方向的方向性纹理信息，因此MDDT技术可以使用方向性变换对预测误差信号进行变换，从而显著提高压缩效率。现有的MDDT技术主要针对方块信号进行变换，具体来说，MDDT可以针对每一种方向性帧内预测误差信号使用离散正弦变换(Discrete SineTransform，以下简称：DST)与DCT变换的组合，对S×S大小的二维图像块信号的列向量信号与行向量信号进行变换，最后得到二维变换系数块信号，其中，S表示二维图像块信号中行向量信号与列向量信号的采样点数。DST与DCT可分别用于对S×S大小的二维图像块信号的列向量信号与行向量信号进行变换，因此DST与DCT的变换组合可得4种变化模式：列向量信号进行DST变换，行向量信号DCT变换；列向量信号进行DCT变换，行向量信号DST变换；列向量信号进行DCT变换，行向量信号DCT变换；列向量信号进行DST变换，行向量信号DST变换。而变换模式的选择由所使用的帧内预测模式确定，例如可以预存一个帧内预测模式与空间变换模式的映射关系，该空间变换模式就包括水平方向的变换模式和竖直方向的变换模式，通过查找该映射关系，获取与给定的帧内预测模式对应的空间变换模式，从而可以对S×S大小的二维图像块信号的列向量信号与行向量信号进行变换。

MDDT技术中采用DST对行向量信号或者列向量信号进行变换的编解码性能相对于SDIP技术中采用DCT对行向量信号或者列向量信号进行变换的编解码性能要好。

因此，本实施例中，对于M×N大小的图像变换系数块信号，可以采用M×M大小的MDDT对M×N大小的图像变换系数块信号中的行向量信号进行变换，或者采用N×N大小的MDDT对M×N大小的图像变换系数块信号中的列向量信号进行变换，或者采用M×M大小的MDDT对M×N大小的图像变换系数块信号中的行向量信号进行变换并且采用N×N大小的MDDT对M×N大小的图像变换系数块信号中的列向量信号进行变换，从而可以获取重建残差块信号。需要说明的是，对于既采用M×M大小的MDDT对M×N大小的图像变换系数块信号中的行向量信号进行变换又采用N×N大小的MDDT对M×N大小的图像变换系数块信号中的列向量信号进行变换的技术方案来说，其相对于只对行向量信号或者列向量信号其一进行MDDT变换的效果要更好。

本实施例在解码端，通过将应用于S×S大小的方块图像信号的MDDT技术引入到M×N大小的图像变换系数块信号中，可以采用DST对M×N大小的图像变换系数块信号的行向量信号进行变换和/或对列信号进行变换，获得重建残差块信号，从而可以有效提高M×N大小图像信号的解码效率。

下面采用一个具体实施例，对图1所示方法实施例的具体实现过程进行详细描述。

图2为本发明图像变换处理方法实施例二的流程图，如图2所示，本实施例的方法同样应用于解码端，本实施例的方法可以包括：

步骤201、获取变换单元大小M与N。

具体来说，解码端设备可以获取变换单元大小M与N，其中M为变换单元宽度，N为变换单元高度。

在本实施例中，该变换单元即为后续需要进行MDDT变换的图像变换系数块信号。而且，M和N的值可以由编码端通知解码端，本实施例对具体的通知方式不做限定。

步骤202、获取帧内预测模式。

解码端设备可以获取帧内预测模式，该帧内预测模式也可以由编码端设备通知解码端设备，本实施例不限定编码端设备通知解码端设备帧内预测模式的具体方式。

举例来说，针对H.264中4×4块大小，共规定了8种帧内预测模式。本实施例并不限定总共有多少帧内预测模式，也不限定有哪些帧内预测模式。

步骤203、获取M×N大小的图像变换系数块信号。

解码端设备可以获取M×N大小的图像变换系数块信号。

举例来说，解码端设备可以从编码端设备接收编码的一维信号，并对该一维信号进行反扫描，获取二维图像信号，该二维图像信号即为图像变换系数块信号。

需要说明的是，本实施例并不限定上述步骤201～步骤203之间的先后顺序。

步骤204、对M×N大小的图像变换系数块信号中的行向量信号进行变换。

解码端设备可以对M×N大小的图像变换系数块信号中的行向量信号进行变换，该变换可以是与编码端设备对原始残差信号进行正变换相对应的反变换。

具体来说，步骤204的输入为M×N大小的图像变换系数块信号Cof_MxN，步骤204的输出为M×N块大小的中间过程信号Int_MxN。

步骤204的具体执行过程可以为：

若M为1，则无须对行向量信号进行变换，而直接将Cof_MxN作为输出Int_MxN；

若M不为1，则由步骤203获得的帧内预测模式确定水平变换模式，并使用该水平变换模式对应的变换矩阵对图像变换系数块信号Cof_MxN进行变换，获得Int_MxN。

在该过程中存在两种情况：一种情况是MDDT只规定了4点DST，另一种情况是MDDT规定S_DST，该S_DST是由若干个正整数组成的集合，例如S_DST＝{4、8、16、32}。

针对上述第一种情况，若解码端设备判断M为4，则解码端设备可以通过查找帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，来确定水平变换模式。

若解码端设备判断M不为4，则不能使用4×4大小的MDDT进行变换，因此，解码端设备可以使用M点DCT矩阵作为变换矩阵Tr_MxM。

表1示例性地示出了针对4×4块大小的MDDT的帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系。如表1所示，其中包括34种预测模式，对应编号模式0～模式33。其中0代表4点DCT，1代表4点DST。

表1

帧内预测模式	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
																		水平变换模式	0	1	0	0	0	0	0	1	1	1	0	0	0	0	1	1	1
竖直变换模式	1	0	0	1	1	1	1	0	0	0	1	1	1	1	0	0	0
																		帧内预测模式	17	18	19	20	21	22	23	24	25	26	27	28	29	30	31	32	33
水平变换模式	1	0	0	0	0	0	0	0	0	1	1	1	1	1	1	1	1
																		竖直变换模式	0	1	1	1	1	1	1	1	1	0	0	0	0	0	0	0	0

需要说明的是，表1仅给出了映射关系的一种示例，本实施例并不限定帧内预测模式的数量，也不限定与每种帧内预测模式对应的水平变换模式和竖直变换模式，本领域技术人员可以自行设计该映射关系。而且，针对某一帧内预测模式来说，水平变换模式和竖直变换模式也可以均采用DCT或者均采用DST。

因此，解码端设备在步骤203获取到帧内预测模式后，可以通过查找表1找到对应的水平预测模式。举例来说，如果帧内预测模式为模式0，则其对应的水平变换模式为4点DCT，其对应的竖直变换模式为4点DST。如果帧内预测模式为模式1，则其对应的水平变换模式为4点DST，其对应的竖直变换模式为4点DCT。若查找到的水平变换模式为4点DST，则解码端设备可以将4点DST矩阵作为变换矩阵Tr_MxM，若查找到的水平变换模式为4点DCT，则解码端设备可以将4点DCT矩阵作为变换矩阵Tr_MxM，变换矩阵Tr_MxM中每一个行向量为该变换的一个基向量。

针对上述第二种情况，若解码端设备判断M∈S_DST，例如S_DST＝{4、8、16、32}，如果M＝8，则M∈{4、8、16、32}，解码端设备可以通过查找帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，来确定水平变换模式。此处需要说明的是，针对集合中的不同取值，可以预设不同的帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，例如集合S_DST＝{4、8、16、32}，则针对4点、8点、16点和32点变换模式的映射关系可以不同，因此，解码端设备可以根据M的值先查找对应的映射关系，再根据查找到的映射关系获取水平变换模式和竖直变换模式。若解码端设备判断则解码端设备不能使用M×M大小的MDDT进行变换，因此，解码端设备可以使用M点DCT矩阵作为变换矩阵Tr_MxM。

在获取变换矩阵Tr_MxM后，解码端设备可以使用该变换矩阵Tr_MxM对图像变换系数块信号Cof_MxN的行向量信号进行变换。举例来说，解码端设备可以按照Int_MxN＝Cof_MxN·Tr_MxM进行矩阵乘法计算得到Int_MxN。

步骤205、对M×N大小的图像变换系数块信号中的列向量信号进行变换。

解码端设备对M×N大小的图像变换系数块信号中的列向量信号进行变换的过程与对上述行向量信号进行变换的过程类似。

步骤205的输入为步骤204输出的M×N块大小的中间过程信号Int_MxN，步骤205的输出为M×N大小的重建残差块信号Res′_MxN。

具体来说，若N为1，则无须进列向量信号变换，直接将步骤205的输入Int_MxN作为输出Res′_MxN；若N不为1，则由步骤203获得的帧内预测模式确定对应的竖直变换模式，并使用该竖直变换模式对应的变换矩阵对中间过程信号Int_MxN进行变换，获得Res′_MxN。

对于列向量信号的变换，同样存在上述两种情况：一种情况是MDDT只规定了4点DST，另一种情况是MDDT规定S_DST，该S_DST是由若干个正整数组成的集合，例如S_DST＝{4、8、16、32}。

针对上述第一种情况，若解码端设备判断N为4，则解码端设备可以通过查找帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，来确定水平变换模式，例如查找上述表1，若竖直变换模式为0，则Tr_NxN＝DCT_NxN；若竖直变换模式为1，则Tr_NxN＝DST_NxN。若解码端设备判断N不为4，则不能使用4×4大小的MDDT进行变换，因此，解码端设备可以使用N点DCT矩阵作为变换矩阵Tr_NxN。

针对上述第二种情况，若解码端设备判断N∈S_DST，例如S_DST＝{4、8、16、32}，如果N＝16，则N∈{4、8、16、32}，解码端设备可以通过查找帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，来确定竖直变换模式。若解码端设备判断则解码端设备不能使用N×N大小的MDDT进行变换，因此，解码端设备可以使用N点DCT矩阵作为变换矩阵Tr_NxN。

在获取变换矩阵Tr_NxN后，解码端设备可以使用该变换矩阵Tr_NxN对中间过程信号Int_MxN进行变换，从而获得Res′_MxN。举例来说，可以采用进行矩阵乘法计算得到Res′_MxN。其中表示Tr_NxN的转置矩阵。因为Tr_NxN是正交矩阵，所以即表示

关于上述实施例进行以下几点说明：

由于本实施例是对二维图像信号进行可分离变换，所以行变换与列变换次序可交换而不影响信号压缩性能。但是解码端设备的处理次序必须与编码端设备的处理次序匹配。即，若编码段设备先进行行向量信号的正变换再进行列向量信号的正变换，则解码端设备必须先进行列向量信号的反变换再进行行向量信号的返变换，反之亦然。

解码端设备对Cof_MxN，Int_MxN，以及Res′_MxN可能根据不同的反量化方案进行对应的缩放操作。编码端设备可能对原始残差块Res_MxN，Int_MxN以及Cof_MxN根据不同的量化方案进行对应的缩放。

DCT与DST可以有多种实现方法。例如，可规定DCT与DST变换矩阵并通过矩阵乘法操作来实现正变换与/或反变换，例如上述实施例所述的矩阵乘法变换方式；也可使用采用与矩阵乘法等效的butterfly结构以及其它的快速计算方法来进行正变换与/或反变换操作。

本实施例在解码端，可以根据M×N大小的图像变换系数块信号的帧内预测模式获取空间变换模式，该空间变换模式为MDDT中规定的DCT变换模式或者DST变换模式，通过将DST变换模式应用到M×N大小的图像变换系数块信号的行向量信号的变换和/或列向量信号的变换，可以获得重建残差块信号，从而可以有效提高M×N大小图像信号的解码效率。

上述图1和图2所示实施例是以图像变换系数块信号作为第一图像信号，重建残差块信号作为第二图像信号进行说明，也即图1和图2所示的实施例是针对解码端的处理过程进行详细说明，本领域技术人员可以理解的是，若将原始残差信号作为第一图像信号，而将图像变换系数块信号作为第二图像信号，则可以对应地得出编码端设备的处理过程。

图3为本发明图像变换处理方法实施例三的流程图，如图3所示，本实施例的方法可以应用于编码端，本实施例的方法可以包括：

步骤301、获取M×N大小的原始残差块信号。

其中M和N分别表示原始残差块信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，M与N均为自然数且M≠N。M和N的典型值可以为1、2、4、8、16和32。

具体来说，编码端设备可以在对图像信号进行编码的过程中，获取原始残差块信号，本实施例中的原始残差块信号在两个维度方向上的采样点数不同。

步骤302、采用M×M大小的MDDT对所述原始残差块信号的行向量信号进行变换和/或采用N×N大小的MDDT对所述原始残差块信号的列向量信号进行变换，获取图像变换系数块信号。

具体地，在步骤302中，可以是单独采用M×M大小的MDDT对原始残差块信号的行向量信号进行变换，获取图像变换系数块信号；或者是单独采用N×N大小的MDDT对原始残差块信号的列向量信号进行变换，获取图像变换系数块信号；或者是同时采用M×M大小的MDDT对原始残差块信号的行向量信号进行变换和采用N×N大小的MDDT对原始残差块信号的列向量信号进行变换，获取图像变换系数块信号。

本实施例中，编码端设备可以采用MDDT对M×N大小的原始残差块信号的行向量信号和/或列信号向量进行变换，从而可以获取图像变换系数块信号。需要说明的是，本实施例可以应用于编码端，因此，本实施例中对行向量信号和列信号向量进行的变换可以是与解码端所进行的反变换相对应的正变换。

本实施例的实现过程与图1所示解码端的实现过程类似，此处不再赘述。

本实施例在编码端，通过将应用于S×S大小的方块图像信号的MDDT技术引入到M×N大小的原始残差块信号中，可以采用DST对M×N大小的原始残差块信号的行向量信号进行变换和/或对列信号进行变换，获得图像变换系数块信号，从而可以有效提高M×N大小图像信号的编码压缩效率。

下面采用一个具体实施例，对图3所示方法实施例的具体实现过程进行详细描述。

图4为本发明图像变换处理方法实施例四的流程图，如图4所示，本实施例的方法是与图2所示解码端设备的处理过程对应的编码端设备的处理过程，本实施例的方法可以包括：

步骤401、获取变换单元大小M与N。

具体来说，编码端设备可以获取变换单元大小M与N，其中M为变换单元宽度，N为变换单元高度。

在本实施例中，该变换单元即为后续需要进行MDDT变换的原始残差块信号。

步骤402、获取帧内预测模式。

编码端设备可以获取帧内预测模式，该帧内预测模式可以预设。

步骤403、获取M×N大小的原始残差块信号。

编码端设备可以获取M×N大小的原始残差块信号。

需要说明的是，本实施例并不限定上述步骤401～步骤403之间的先后顺序。

步骤404、对M×N大小的原始残差块信号中的列向量信号进行变换。

编码端设备可以对M×N大小的原始残差块信号中的列向量信号进行变换，该变换可以是与解码端设备对原始残差信号进行反变换相对应的正变换。

具体来说，步骤404的输入为M×N大小的原始残差块信号Res_MxN，步骤404的输出为M×N块大小的中间过程信号Int_MxN。

步骤404的具体执行过程可以为：

若N为1，则无须对列向量信号进行变换，而直接将Res_MxN作为输出Int_MxN；

若N不为1，则由步骤403获得的帧内预测模式确定竖直变换模式，并使用该竖直变换模式对应的变换矩阵对原始残差块信号Res_MxN进行变换，获得Int_MxN。

在该过程中存在两种情况：一种情况是MDDT只规定了4点DST，另一种情况是MDDT规定S_DST，该S_DST是由若干个正整数组成的集合，例如S_DST＝{4、8、16、32}。

针对上述第一种情况，若编码端设备判断N为4，则编码端设备可以通过查找帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，例如表1，来确定竖直变换模式。若编码端设备判断N不为4，则不能使用4×4大小的MDDT进行变换，因此，编码端设备可以使用N点DCT矩阵作为变换矩阵Tr_NxN。

因此，编码端设备在步骤403获取到帧内预测模式后，可以通过查找表1找到对应的竖直预测模式。举例来说，如果帧内预测模式为模式0，则其对应的竖直变换模式为4点DST，如果帧内预测模式为模式1，则其对应的竖直变换模式为4点DCT。若查找到的竖直变换模式为4点DST，则编码端设备可以将4点DST矩阵作为变换矩阵Tr_NxN，若查找到的竖直变换模式为4点DCT，则编码端设备可以将4点DCT矩阵作为变换矩阵Tr_NxN，变换矩阵Tr_NxN中每一个列向量为该变换的一个基向量。

针对上述第二种情况，若编码端设备判断N∈S_DST，例如S_DST＝{4、8、16、32}，如果N＝8，则M∈{4、8、16、32}，编码端设备可以通过查找帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，来确定竖直变换模式。此处需要说明的是，针对集合中的不同取值，可以预设不同的帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，例如集合S_DST＝{4、8、16、32}，则针对4点、8点、16点和32点变换模式的映射关系可以不同，因此，编码端设备可以根据N的值先查找对应的映射关系，再根据查找到的映射关系获取竖直变换模式。若编码端设备判断则编码端设备不能使用N×N大小的MDDT进行变换，因此，编码端设备可以使用N点DCT矩阵作为变换矩阵Tr_NxN。

在获取变换矩阵Tr_NxN后，编码端设备可以使用该变换矩阵Tr_NxN对原始残差块信号Res_MxN的列向量信号进行变换。举例来说，编码端设备可以按照Int_MxN＝Tr_NxN·Res_MxN进行矩阵乘法计算得到Int_MxN。

步骤405、对M×N大小的原始残差块信号中的行向量信号进行变换。

编码端设备对M×N大小的原始残差块信号Res_MxN中的行向量信号进行变换的过程与对上述列向量信号进行变换的过程类似。

步骤405的输入为步骤404输出的M×N块大小的中间过程信号Int_MxN，步骤405的输出为M×N大小的图像变换系数块信号Cof_MxN。

具体来说，若M为1，则无须进行向量信号变换，直接将步骤405的输入Int_MxN作为输出Cof_MxN；若M不为1，则由步骤403获得的帧内预测模式确定对应的水平变换模式，并使用该水平变换模式对应的变换矩阵对中间过程信号Int_MxN进行变换，获得Cof_MxN。

对于行向量信号的变换，同样存在上述两种情况：一种情况是MDDT只规定了4点DST，另一种情况是MDDT规定S_DST，该S_DST是由若干个正整数组成的集合，例如S_DST＝{4、8、16、32}。

针对上述第一种情况，若编码端设备判断M为4，则编码端设备可以通过查找帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，来确定水平变换模式，例如查找上述表1，若水平变换模式为0，则Tr_MxM＝DCT_MxM；若水平变换模式为1，则Tr_MxM＝DST_MxM。若编码端设备判断M不为4，则不能使用4×4大小的MDDT进行变换，因此，编码端设备可以使用M点DCT矩阵作为变换矩阵Tr_MxM。

针对上述第二种情况，若编码端设备判断M∈S_DST，例如S_DST＝{4、8、16、32}，如果M＝16，则M∈{4、8、16、32}，编码端设备可以通过查找帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，来确定水平变换模式。若编码端设备判断则编码端设备不能使用M×M大小的MDDT进行变换，因此，编码端设备可以使用M点DCT矩阵作为变换矩阵Tr_MxM。

在获取变换矩阵Tr_MxM后，编码端设备可以使用该变换矩阵Tr_MxM对中间过程信号Int_MxN进行变换，从而获得Cof_MxN。举例来说，可以采用进行矩阵乘法计算得到Cof_MxN。其中表示Tr_MxM的转置矩阵。

本实施例在编码端，可以根据M×N大小的原始残差块信号Res_MxN的帧内预测模式获取空间变换模式，该空间变换模式为MDDT中规定的DCT变换模式或者DST变换模式，通过将DST变换模式应用到M×N大小的原始残差块信号Res_MxN的行向量信号的变换和/或列向量信号的变换，可以获得图像变换系数块信号，从而可以有效提高M×N大小图像信号的编码压缩效率。

图5为本发明图像变换处理设备实施例一的结构示意图，如图5所示，本实施例的设备可以包括：第一获取单元11和图像处理单元12，其中，第一获取单元11用于获取M×N大小的第一图像信号，其中M和N分别表示所述第一图像信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，M与N均为自然数且M≠N；图像处理单元12用于采用M×M大小的MDDT对所述第一图像信号的行向量信号进行变换和/或采用N×N大小的MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进行变换，获取第二图像信号；所述第一图像信号为图像变换系数块信号，所述第二图像信号为重建残差块信号，或者所述第一图像信号为原始残差块信号，所述第二图像信号为图像变换系数块信号。

具体地，图像处理单元12可以用于单独采用M×M大小的MDDT对第一图像信号的行向量信号进行变换，获取第二图像信号；或者用于单独采用N×N大小的MDDT对第一图像信号的列向量信号进行变换，获取第二图像信号；或者用于同时采用M×M大小的MDDT对第一图像信号的行向量信号进行变换和采用N×N大小的MDDT对第一图像信号的列向量信号进行变换，获取第二图像信号。

在本实施例的设备中，若第一图像信号为图像变换系数块信号，第二图像信号为重建残差块信号，则本实施例的设备为解码端设备，其具体可以用于执行图1所示方法实施例的方法其实现原理类似，此处不再赘述；若第一图像信号为原始残差块信号，第二图像信号为图像变换系数块信号，则本实施例的设备为编码端设备，其具体可以用于执行图3所示方法实施例的方法其实现原理类似，此处不再赘述。

图6为本发明图像变换处理设备实施例二的结构示意图，如图6所示，本实施例的设备在图5所示设备的基础上，进一步地还可以包括：第二获取单元13，用于获取帧内预测模式；图像处理单元12，进一步包括：第一确定单元121和处理单元122，其中，第一确定单元121用于根据所述帧内预测模式，确定M×M大小的MDDT中的水平变换模式，或者确定N×N大小的MDDT中的竖直变换模式；处理单元122用于根据所述水平变换模式，对所述第一图像信号的行向量信号进行变换，或者根据所述竖直变换模式，对所述第一图像信号的列向量信号进行变换。进一步地，第一确定单元121包括存储单元121a和确定单元121b，其中，存储单元121a用于存储帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系；确定单元121b用于根据所述帧内预测模式，查找所述存储单元存储的映射关系，获取所述水平变换模式或竖直变换模式；所述水平变换模式为离散余弦变换，所述竖直变换模式为离散正弦变换；或者，所述水平变换模式为离散正弦变换，所述竖直变换模式为离散余弦变换；或者，所述水平变换模式为离散正弦变换，所述竖直变换模式为离散正弦变换；或者，所述水平变换模式为离散余弦变换，所述竖直变换模式为离散余弦变换。本实施例的设备还包括第二确定单元14，该第二确定单元14，用于确定所述M或N的值是否等于4或者确定所述M或N的值是否属于所述MDDT规定的取值。图像处理单元12还用于若第二确定单元14确定所述M或N的值不等于4或者确定所述M或N的值不属于所述MDDT规定的取值时，采用离散余弦变换对所述M或N的值不属于所述MDDT规定的取值时，采用离散余弦变换对所述第一图像信号的行向量信号和/或列向量信号进行变换。

在本实施例的设备中，若第一图像信号为图像变换系数块信号，第二图像信号为重建残差块信号，则本实施例的设备为解码端设备，其具体可以用于执行图2所示方法实施例的方法；若第一图像信号为原始残差块信号，第二图像信号为图像变换系数块信号，则本实施例的设备为编码端设备，其具体可以用于执行图4所示方法实施例的方法。

图7为本发明编解码系统实施例的结构示意图，如图7所示，本实施例的系统可以包括：编码端设备1和解码端设备2，其中，编码端设备1用于获取M×N大小的原始残差块，其中M和N分别表示所述第一图像信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，M与N均为自然数且M≠N，采用M×M大小的基于模式的方向性变换MDDT对所述原始残差块的行向量信号进行正变换和/或采用N×N大小的MDDT对所述原始残差块的列向量信号进行正变换，获取M×N大小的图像变换系数块信号，并发送所述图像变换系数块信号；解码端设备2用于获取所述图像变换系数块信号，采用M×M大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的行向量信号进行反变换和/或采用N×N大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的列向量信号进行反变换，获取M×N大小的重建残差块信号。

具体地，编码端设备1或解码端设备2可以用于单独采用M×M大小的MDDT对信号的行向量信号进行变换；或者用于单独采用N×N大小的MDDT对信号的列向量信号进行变换；或者用于同时采用M×M大小的MDDT对信号的行向量信号进行变换和采用N×N大小的MDDT对信号的列向量信号进行变换。

本实施例的系统中，解码端设备1可以用于执行图1所示方法实施例的方法，其具体可以用于执行图2所示方法实施例的方法，解码端设备2可以用于执行图3所示方法实施例的方法，其具体可以用于执行图4所示方法实施例的方法，此处不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种图像变换处理方法，其特征在于，包括： 

获取M×N大小的第一图像信号，其中M和N分别表示所述第一图像信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，且M≠N； 

采用M×M大小的基于模式的方向性变换MDDT对所述第一图像信号的行向量信号进行变换或采用N×N大小的MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进行变换，获得第二图像信号； 

其中所述第一图像信号为图像变换系数块信号，所述第二图像信号为重建残差块信号，或者所述第一图像信号为原始残差信号，所述第二图像信号为图像变换系数块信号； 

在所述采用M×M大小的MDDT对所述第一图像信号的行向量信号进行变换或采用N×N大小的MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进行变换之前，还包括：获取帧内预测模式； 

所述采用M×M大小的MDDT对所述第一图像信号的行向量信号进行变换包括： 

根据所述帧内预测模式，确定M×M大小的MDDT中的水平变换模式，并根据所述水平变换模式，对所述第一图像信号的行向量信号进行变换； 

所述采用N×N大小的MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进行变换包括： 

根据所述帧内预测模式，确定N×N大小的MDDT中的竖直变换模式，并根据所述竖直变换模式，对所述第一图像信号的列向量进行变换。 

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述帧内预测模式，确定M×M大小的MDDT中的水平变换模式或者确定N×N大小的MDDT中的竖直变换模式包括： 

根据所述帧内预测模式，查找帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系，获取所述水平变换模式或竖直变换模式； 

所述水平变换模式为离散余弦变换，所述竖直变换模式为离散正弦变换；或者，所述水平变换模式为离散正弦变换，所述竖直变换模式为离散余弦变换；或者，所述水平变换模式为离散正弦变换，所述竖直变换模式为离散正弦变换；或者，所述水平变换模式为离散余弦变换，所述竖直变换模式为离散余弦变换。 

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用M×M大小的MDDT对所述第一图像信号的行向量信号进行变换之前，还包括： 

确定所述M的值是否等于2ⁿ，n>＝2，或者确定所述M的值是否属于所述MDDT规定的取值； 

若是，则采用M×M大小的MDDT对所述第一图像信号的行向量信号进行变换； 

所述采用N×N大小的MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进行变换之前还包括： 

确定所述N的值是否等于2ⁿ，n>＝2，或者确定所述N的值是否属于所述MDDT规定的取值； 

若是，则采用N×N大小的MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进行变换。 

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，若确定所述M或N的值不等于2ⁿ，n>＝2，或者确定所述M或N的值不属于所述MDDT规定的取值，所述方法还包括： 

采用离散余弦变换对所述第一图像信号的行向量信号或列向量信号进行变换。 

5.一种图像变换处理设备，其特征在于，包括： 

第一获取单元，用于获取M×N大小的第一图像信号，其中M和N分别表示所述第一图像信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，且M≠N； 

图像处理单元，用于采用M×M大小的基于模式的方向性变换MDDT对 所述第一图像信号的行向量信号进行变换或采用N×N大小的MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进行变换，获得第二图像信号； 

所述第一图像信号为图像变换系数块信号，所述第二图像信号为重建残差块信号，或者所述第一图像信号为原始残差块信号，所述第二图像信号为图像变换系数块信号； 

其中，所述图像变换处理设备还包括： 

第二获取单元，用于获取帧内预测模式； 

所述图像处理单元包括： 

第一确定单元，用于根据所述帧内预测模式，确定M×M大小的MDDT中的水平变换模式，或者确定N×N大小的MDDT中的竖直变换模式； 

处理单元，用于根据所述水平变换模式，对所述第一图像信号的行向量信号进行变换，或者根据所述竖直变换模式，对所述第一图像信号的列向量信号进行变换，获得第二图像信号。 

6.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，所述第一确定单元包括： 

存储单元，用于存储帧内预测模式与空间变换模式之间的映射关系； 

确定单元，用于根据所述帧内预测模式，查找所述存储单元存储的映射关系，获取所述水平变换模式或竖直变换模式；所述水平变换模式为离散余弦变换，所述竖直变换模式为离散正弦变换；或者，所述水平变换模式为离散正弦变换，所述竖直变换模式为离散余弦变换；或者，所述水平变换模式为离散正弦变换，所述竖直变换模式为离散正弦变换；或者，所述水平变换模式为离散余弦变换，所述竖直变换模式为离散余弦变换。 

7.根据权利要求5所述的设备，其特征在于，还包括： 

第二确定单元，用于确定所述M或N的值是否等于2ⁿ，n>＝2，或者确定所述M或N的值是否属于所述MDDT规定的取值； 

所述图像处理单元还用于当所述第二确定单元确定所述M或N的值不等于2ⁿ或者确定所述M或N的值不属于所述MDDT规定的取值时，采用离散 余弦变换对所述M或N的值不属于所述MDDT规定的取值时，采用离散余弦变换对所述第一图像信号的行向量信号或列向量信号进行变换。 

8.一种编解码系统，其特征在于，包括： 

编码端设备，用于获取M×N大小的原始残差块，其中M和N分别表示第一图像信号中行向量信号与列向量信号的采样点数，且M≠N，采用M×M大小的基于模式的方向性变换MDDT对所述原始残差块的行向量信号进行正变换或采用N×N大小的MDDT对所述原始残差块的列向量信号进行正变换，获取M×N大小的图像变换系数块信号，并向解码端设备发送所述图像变换系数块信号； 

所述解码端设备，用于获取所述图像变换系数块信号，采用M×M大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的行向量信号进行反变换或采用N×N大小的MDDT对所述图像变换系数块信号的列向量信号进行反变换，获取M×N大小的重建残差块信号； 

其中，在采用M×M大小的基于模式的方向性变换MDDT对所述原始残差块的行向量信号进行正变换或采用N×N大小的MDDT对所述原始残差块的列向量信号进行正变换之前，还包括：获取帧内预测模式； 

所述采用M×M大小的基于模式的方向性变换MDDT对所述原始残差块的行向量信号进行正变换包括： 

根据所述帧内预测模式，确定M×M大小的MDDT中的水平变换模式，并根据所述水平变换模式，对所述第一图像信号的行向量信号进行变换； 

所述采用N×N大小的MDDT对所述原始残差块的列向量信号进行正变换包括： 

根据所述帧内预测模式，确定N×N大小的MDDT中的竖直变换模式，并根据所述竖直变换模式，对所述第一图像信号的列向量进行变换。