WO2012175033A1 - 图像变换处理方法、设备和系统 - Google Patents

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WO2012175033A1
WO2012175033A1 PCT/CN2012/077330 CN2012077330W WO2012175033A1 WO 2012175033 A1 WO2012175033 A1 WO 2012175033A1 CN 2012077330 W CN2012077330 W CN 2012077330W WO 2012175033 A1 WO2012175033 A1 WO 2012175033A1
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WO
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signal
transform
mode
image
mddt
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PCT/CN2012/077330
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杨海涛
赖昌材
周建同
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华为技术有限公司
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    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/134—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or criterion affecting or controlling the adaptive coding
    • H04N19/157—Assigned coding mode, i.e. the coding mode being predefined or preselected to be further used for selection of another element or parameter
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N19/00—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals
    • H04N19/10—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding
    • H04N19/102—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the element, parameter or selection affected or controlled by the adaptive coding
    • H04N19/12—Selection from among a plurality of transforms or standards, e.g. selection between discrete cosine transform [DCT] and sub-band transform or selection between H.263 and H.264
    • H04N19/122—Selection of transform size, e.g. 8x8 or 2x4x8 DCT; Selection of sub-band transforms of varying structure or type

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to video codec technology, and in particular, to an image transform processing method, device, and system. Background technique
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • the decoding end device may perform a DCT inverse transform on the two-dimensional transform coefficient block to obtain a reconstructed residual block signal for generating a reconstructed image signal.
  • a new generation of video coding technology proposes a short-distance intra prediction mode (SDIP) technology.
  • SDIP short-distance intra prediction mode
  • the two-dimensional image block signal for intra prediction using the SDIP technology is a rectangular block ⁇ , where M ⁇ N.
  • the SDIP technique uses DCT to obtain two-dimensional transform coefficient blocks for the row and column vectors of the rectangular block to improve the compression coding efficiency.
  • Embodiments of the present invention provide an image transformation processing method, device, and system.
  • An embodiment of the present invention provides an image transformation processing method, including: Obtaining a first image signal of a size of ⁇ , wherein M and N respectively represent sampling points of the row vector signal and the column vector signal in the first image signal, and ⁇ 1;
  • the first image signal is a picture transform coefficient block signal
  • the second image signal is a reconstructed residual block signal
  • the first image signal is an original residual signal
  • the second image signal is an image transform coefficient block. signal.
  • An embodiment of the present invention provides an image transformation processing device, including:
  • a first acquiring unit configured to acquire a first image signal of a size of ⁇ , where M and N respectively represent sampling points of a row vector signal and a column vector signal in the first image signal, and M ⁇ N;
  • an image processing unit configured to Converting a row vector signal of the first image signal by using a mode-based directional transform MDDT of a ⁇ size or transforming a column vector signal of the first image signal by using an MDDT of an NxN size to obtain a second image signal;
  • the first image signal is an image transform coefficient block signal
  • the second image signal is a reconstructed residual block signal
  • the first image signal is an original residual block signal
  • the second image signal is an image transform coefficient. Block signal.
  • the embodiment of the invention further provides a codec system, including:
  • An encoding end device configured to obtain a raw residual block of a size of ⁇ , where M and N respectively represent sampling points of a row vector signal and a column vector signal in the first image signal, and M ⁇ N, using a mode-based mode
  • the directional transform MDDT performs a forward transform on the row vector signal of the original residual block or performs a forward transform on the column vector signal of the original residual block by using an MDDT of an NxN size to obtain a ⁇ -sized image transform coefficient block signal, and Transmitting the image transform coefficient block signal;
  • a decoding end device configured to acquire the image transform coefficient block signal, and inversely transform a row vector signal of the image transform coefficient block signal by using a size MDDT or adopt an NxN size
  • the MDDT inversely transforms the column vector signal of the image transform coefficient block signal to obtain a reconstructed residual block signal of a size of ⁇ .
  • both the encoding end and the decoding end can be introduced into the first image signal of the MxN size by using the MDDT technology applied to the block image signal of the SxS size, and the row vector of the first image signal of the DST size is adopted.
  • the signal is transformed or the column signal is transformed to obtain a second image signal, thereby effectively improving encoding compression efficiency and decoding efficiency of the ⁇ size image signal.
  • Embodiment 1 is a flowchart of Embodiment 1 of an image conversion processing method according to the present invention
  • Embodiment 2 is a flowchart of Embodiment 2 of an image conversion processing method according to the present invention
  • Embodiment 3 is a flowchart of Embodiment 3 of an image conversion processing method according to the present invention.
  • Embodiment 4 is a flowchart of Embodiment 4 of an image transformation processing method according to the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of Embodiment 1 of an image conversion processing device according to the present invention.
  • Embodiment 2 is a schematic structural diagram of Embodiment 2 of an image conversion processing device according to the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of an embodiment of a codec system according to the present invention. detailed description
  • FIG. 1 is a flowchart of a first embodiment of an image conversion processing method according to the present invention. As shown in FIG. 1, the method in this embodiment may be applied to a decoding end. The method in this embodiment may include:
  • Step 101 Acquire an image transform coefficient block signal of a size of ⁇ .
  • M and N respectively represent the number of sampling points of the row vector signal and the column vector signal in the image transform coefficient block signal
  • M and N are both natural numbers and M ⁇ N.
  • the decoding end device may acquire an image transform coefficient block signal in the process of decoding the image signal, and the image transform coefficient block signal in this embodiment has different sampling points in two dimension directions.
  • Step 102 Convert a row vector signal of the image transform coefficient block signal by using an MDDT size MDDT and/or transform a column vector signal of the image transform coefficient block signal by using an NDTN size MDDT to obtain a reconstructed residual block. signal.
  • transformation includes “positive transformation” performed by the encoding end and “inverse transformation” performed by the decoding end, and the same applies hereinafter.
  • the row vector signal of the image transform coefficient block signal may be separately transformed by using an MDDT of an MxM size to obtain a reconstructed residual block signal; or the MDDT pair of the NxN size is used alone. Transforming the column vector signal of the transform coefficient block signal to obtain a reconstructed residual block signal; or converting the line vector signal of the image transform coefficient block signal by using an MDDT size MDDT and using an NxN size MDDT pair of the image The column vector signal of the transform coefficient block signal is transformed to obtain a reconstructed residual block signal.
  • the decoding end device may use a Mode Dependent Directional Transform (MDDT) to transform the row vector signal and the column signal vector of the ⁇ image transform coefficient block signal, so as to obtain the reconstruction residual. Difference block.
  • MDDT Mode Dependent Directional Transform
  • the embodiment can be applied to the decoding end. Therefore, the transform of the row vector signal and the column signal vector in this embodiment may be an inverse transform corresponding to the forward transform performed by the encoding end. Since there is still directional texture information along the prediction direction in the prediction error signal,
  • the MDDT technique can use a directional transformation to transform the prediction error signal, thereby significantly increasing compression efficiency.
  • the existing MDDT technology mainly transforms a block signal.
  • the MDDT can use a combination of a discrete sine transform (DST) and a DCT transform for each directional intra prediction error signal.
  • DST discrete sine transform
  • the column vector signal of the SxS-sized two-dimensional image block signal is transformed with the row vector signal, and finally a two-dimensional transform coefficient block signal is obtained, where S represents the number of sampling points of the row vector signal and the column vector signal in the two-dimensional image block signal.
  • DST and DCT can be used to transform the column vector signal and the row vector signal of the SxS size two-dimensional image block signal respectively.
  • the combination of DST and DCT can obtain four kinds of change modes: column vector signal for DST transform, row vector Signal DCT transform; column vector signal performs DCT transform, row vector signal DST transform; column vector signal performs DCT transform, row vector signal DCT transform; column vector signal performs DST transform, and row vector signal DST transform.
  • the selection of the transformation mode is determined by the intra prediction mode used. For example, a mapping relationship between an intra prediction mode and a spatial transformation mode may be pre-stored, and the spatial transformation mode includes a horizontal transformation mode and a vertical transformation mode. By finding the mapping relationship, a spatial transformation mode corresponding to a given intra prediction mode is obtained, so that the column vector signal and the row vector signal of the SxS-sized two-dimensional image block signal can be transformed.
  • the codec performance of transforming the row vector signal or the column vector signal by DST is better than that of the SDIP technique using DCT to transform the row vector signal or the column vector signal.
  • the MDDT of the ⁇ size may be used to transform the line vector signal in the ⁇ size image transform coefficient block signal, or the DT size MDDT is used for the ⁇ size.
  • the column vector signal in the image transform coefficient block signal is transformed, or the line vector signal in the image transform coefficient block signal of the ⁇ size is transformed by the MDDT of the ⁇ size, and the image transform coefficient block signal of the ⁇ size is adopted by the DT size MDDT.
  • the column vector signal in the transform is transformed so that the reconstructed residual block signal can be obtained.
  • the relative to the row vector signal or the column vector only The signal is better for MDDT conversion.
  • the DST can be used to transform the line vector signal of the image transform coefficient block signal of the ⁇ size. And/or transforming the column signal to obtain a reconstructed residual block signal, thereby effectively improving the decoding efficiency of the ⁇ size image signal.
  • Embodiment 2 is a flowchart of Embodiment 2 of the image conversion processing method of the present invention. As shown in FIG. 2, the method of this embodiment is also applied to the decoding end.
  • the method in this embodiment may include:
  • Step 201 Obtain transform unit sizes ⁇ and ⁇ .
  • the decoding device can obtain transform unit sizes ⁇ and ⁇ , where ⁇ is the transform unit width and ⁇ is the transform unit height.
  • the transform unit is an image transform coefficient block signal that needs to be subjected to MDDT transform.
  • the values of M and N can be notified to the decoding end by the encoding end, and the specific notification manner is not limited in this embodiment.
  • Step 202 Acquire an intra prediction mode.
  • the decoding device can obtain the intra prediction mode, and the intra prediction mode can also be notified to the decoding device by the encoding device.
  • This embodiment does not limit the specific manner in which the encoding device notifies the decoding device of the intra prediction mode.
  • Step 203 Acquire an image transform coefficient block signal of a size of ⁇ .
  • the decoding end device can acquire an image transform coefficient block signal of a size of ⁇ .
  • the decoding end device can receive the encoded one-dimensional signal from the encoding end device, and The one-dimensional signal is inversely scanned to obtain a two-dimensional image signal, which is an image transform coefficient block signal.
  • this embodiment does not limit the sequence between the foregoing steps 201 to 203.
  • Step 204 Transform a row vector signal in the image transform coefficient block signal of the ⁇ size.
  • the decoding end device may transform the line vector signal in the ⁇ size image transform coefficient block signal, and the transform may be an inverse transform corresponding to the forward transform of the original residual signal by the encoding end device.
  • step 204 the input of step 204 is an image transform coefficient block signal Cof MxN of a size of ⁇ , and the output of step 204 is an intermediate process signal lnt MxN of a block size.
  • step 204 may be:
  • the row vector signals need to be transformed, and directly output Cof Mxi ⁇ ⁇ Int MxN; intra prediction modes 1, obtained in step 203 is determined by the level conversion mode, and when not to use the M
  • the transform matrix corresponding to the horizontal transform mode transforms the image transform coefficient block signal Cof MxN to obtain Int MxN .
  • MDDT the DST specifies only four points
  • the decoding device can determine the horizontal transform mode by searching for a mapping relationship between the intra prediction mode and the spatial transform mode.
  • the decoder device 4 may be used as an M-point DCT matrix transform matrix ⁇ ⁇ .
  • Table 1 exemplarily shows a mapping relationship between an intra prediction mode and a spatial transform mode for a 4 ⁇ 4 block size MDDT. As shown in Table 1, there are 34 prediction modes, corresponding to numbering mode 0 to mode 33. Where 0 represents 4 points of DCT and 1 represents 4 points of DST. Table 1
  • Table 1 only gives an example of the mapping relationship. This embodiment does not limit the number of intra prediction modes, nor does it limit the horizontal transform mode and vertical transform corresponding to each intra prediction mode. Mode, the mapping can be designed by those skilled in the art. Moreover, for an intra prediction mode, both the horizontal transform mode and the vertical transform mode may also adopt DCT or both adopt DST.
  • the corresponding horizontal prediction mode can be found through the lookup table 1. For example, if the intra prediction mode is mode 0, its corresponding horizontal transform mode is 4-point DCT, and its corresponding vertical transform mode is 4-point DST. If the intra prediction mode is mode 1, its corresponding horizontal transform mode is 4-point DST, and its corresponding vertical transform mode is 4-point DCT. If the found horizontal transform mode is 4-point DST, the decoding device can use the 4-point DST matrix as the transform matrix Tr MxM . If the found horizontal transform mode is 4-point DCT, the decoding device can set the 4-point DCT matrix. As the transformation matrix Tr MxM , each row vector in the transformation matrix Tr MxM is a basis vector of the transformation.
  • Step 205 Transform a column vector signal in an MxN-sized image transform coefficient block signal.
  • the process in which the decoding end device converts the column vector signal in the MxN-sized image transform coefficient block signal is similar to the process of transforming the above-described row vector signal.
  • step 205 The input of step 205 is the intermediate process signal lnt MxN of the block size outputted in step 204, and the output of step 205 is the reconstructed residual block signal Re SMxN of the MxN size.
  • step 205 the input vector signal conversion is not required, and the input Int MxN of step 205 is directly used as the output Res MxN ; if N is not 1, the intra prediction mode obtained by step 203 determines the corresponding vertical The mode is directly transformed, and the intermediate process signal Int MxN is transformed using the transformation matrix corresponding to the vertical transformation mode to obtain Res MxN .
  • the decoding device can determine the horizontal transformation mode by searching for a mapping relationship between the intra prediction mode and the spatial transformation mode, for example, searching for the above table 1.
  • the mapping relationship between the mode and the spatial transformation mode is used to determine the vertical transformation mode. If the decoder device determines NgS DST, the decoder apparatus can not be used MDDT ⁇ size is transformed, therefore, the decoder device may be used as the matrix ⁇ point DCT transform matrix Tr NxN.
  • the decoding end device can transform the intermediate process signal Int MxN using the transformation matrix Tr NxN to obtain Re SMxN .
  • T N represents the transposed matrix of Tr NxN . Since Tr NxN is an orthogonal matrix, it means ⁇ ⁇ .
  • the row transformation and the column transformation order can be exchanged without affecting the signal compression performance.
  • the processing order of the decoding device must match the processing order of the encoding device. That is, if the encoding segment device performs the forward transformation of the row vector signal and then the forward transformation of the column vector signal, the decoding device must first perform the inverse transformation of the column vector signal and then perform the inverse transformation of the row vector signal, and vice versa.
  • Decoding device pair , ⁇ ⁇ , and Res MxN may perform corresponding scaling operations according to different inverse quantization schemes.
  • the encoding end device may perform corresponding scaling on the original residual blocks Re SMxN , Int MxN and Cof ⁇ N according to different quantization schemes.
  • DCT and DST transformation matrix may be specified and a forward transformation and/or an inverse transformation may be implemented by a matrix multiplication operation, such as the matrix multiplication transformation method described in the above embodiments; a butterfly structure equivalent to matrix multiplication and other A fast calculation method to perform a forward transform and/or an inverse transform operation.
  • a spatial transform mode may be acquired according to an intra prediction mode of an image transform coefficient block signal of an MxN size, where the spatial transform mode is a DCT transform mode or a DST transform mode specified in the MDDT, and the DST transform mode is applied.
  • the reconstructed residual block signal can be obtained, thereby effectively improving the decoding efficiency of the ⁇ -size image signal.
  • FIG. 1 and FIG. 2 is described by using the image transform coefficient block signal as the first image signal and reconstructing the residual block signal as the second image signal, that is, the embodiment shown in FIG. 1 and FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart of Embodiment 3 of the image conversion processing method of the present invention. As shown in FIG. 3, the method in this embodiment may be applied to an encoding end. The method in this embodiment may include:
  • Step 301 Acquire an original residual block signal of a size of ⁇ .
  • ⁇ and ⁇ represent the number of sampling points of the row vector signal and the column vector signal in the original residual block signal, respectively, ⁇ and ⁇ are both natural numbers and ⁇ .
  • Typical values for ⁇ and ⁇ can be 1, 2, 4, 8, 16, and 32.
  • the encoding end device may obtain the original residual block signal in the process of encoding the image signal, and the original residual block signal in this embodiment has different sampling points in two dimensional directions.
  • Step 302 Transform a row vector signal of the original residual block signal by using a ⁇ -sized MDDT and/or transform a column vector signal of the original residual block signal by using an NDT-sized MDDT to obtain an image transform coefficient block. signal.
  • the row vector signal of the original residual block signal may be separately transformed by using the MDDT of the MxM size to obtain an image transform coefficient block signal; or the original residual block signal of the MDDT pair of the NxN size is used alone.
  • the column vector signal is transformed to obtain an image transform coefficient block signal; or the line vector signal of the original residual block signal is transformed by the MDDT size MDDT and the column vector signal of the original residual block signal is used by the NDT size MDDT Transform to obtain an image transform coefficient block signal.
  • the encoding end device may use the MDDT to transform the row vector signal and/or the column signal vector of the original residual block signal of the MxN size, so that the image transform coefficient block signal may be acquired.
  • this embodiment can be applied to the encoding end, and therefore, the direction is in this embodiment.
  • the transform performed by the quantized signal and the column signal vector may be a positive transform corresponding to the inverse transform performed by the decoding end.
  • the implementation process of this embodiment is similar to the implementation process of the decoding end shown in FIG. 1, and details are not described herein again.
  • the DST can be used to transform the line vector signal of the original residual block signal of the ⁇ size. And/or transforming the column signal to obtain an image transform coefficient block signal, thereby effectively improving coding compression efficiency of the ⁇ size image signal.
  • Embodiment 4 is a flowchart of Embodiment 4 of an image conversion processing method according to the present invention.
  • the method in this embodiment is a processing procedure of an encoding end device corresponding to the processing procedure of the decoding end device shown in FIG.
  • the method of the example may include:
  • Step 401 Obtain a transform unit size ⁇ and ⁇ .
  • the encoding end device can obtain transform unit sizes ⁇ and ⁇ , where ⁇ is the transform unit width and ⁇ is the transform unit height.
  • the transform unit is the original residual block signal that needs to be MDDT transformed.
  • Step 402 Acquire an intra prediction mode.
  • the encoding end device can acquire an intra prediction mode, and the intra prediction mode can be preset.
  • Step 403 Acquire an original residual block signal of a size of ⁇ .
  • the encoding end device can acquire the original residual block signal of the ⁇ size.
  • this embodiment does not limit the sequence between the above steps 401 to 403.
  • Step 404 Transform the column vector signal in the original residual block signal of the ⁇ size.
  • the encoding end device may transform the column vector signal in the original residual block signal of ⁇ size, which may be a positive transform corresponding to the inverse transformation of the original residual signal by the decoding end device.
  • the input of step 404 is the original residual block signal Res MxN of MxN size
  • the output of step 404 is the intermediate process signal Int MxN of the MxN block size.
  • step 404 The specific execution process of step 404 can be:
  • the encoding end device can determine the vertical transform mode by searching for a mapping relationship between the intra prediction mode and the spatial transform mode, for example, Table 1. If the encoding end device judges that N is not 4, it cannot be transformed using the 4x4 size MDDT. Therefore, the encoding end device can use the N-point DCT matrix as the transformation matrix Tr NxN .
  • the corresponding vertical prediction mode can be found through the lookup table 1. For example, if the intra prediction mode is mode 0, its corresponding vertical transform mode is 4-point DST, and if the intra prediction mode is mode 1, its corresponding vertical transform mode is 4-point DCT. If the found vertical transform mode is 4-point DST, the encoding end device can use the 4-point DST matrix as the transform matrix Tr NxN . If the found vertical transform mode is 4-point DCT, the encoding end device can set 4 points.
  • the DCT matrix is used as a transformation matrix ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ , and each column vector in the transformation matrix Tr NxN is a base vector of the transformation.
  • the vertical transform mode can be determined by looking up the mapping relationship between the intra prediction mode and the spatial transform mode. It should be noted here that different intra prediction modes and spatial transformation modes can be preset for different values in the set.
  • the encoding end device can transform the column vector signal of the original residual block signal Res MxN using the transformation matrix Tr NxN .
  • Step 405 Transform a row vector signal in an original residual block signal of an MxN size.
  • the process of transforming the row vector signal of the original residual block signal Res MxN of the MxN size by the encoding end device is similar to the process of transforming the above column vector signal.
  • step 405 The input of step 405 is the intermediate process signal lnt MxN of the block size outputted in step 404, and the output of step 405 is the image transform coefficient block signal Cof MxN of the MxN size.
  • step 403 determines an intra prediction mode corresponding to the obtained The horizontal transformation mode is performed, and the intermediate process signal Int MxN is transformed using the transformation matrix corresponding to the horizontal transformation mode to obtain Cof MxN .
  • the DST specifies only four points
  • another case is predetermined MDDT S DST
  • the horizontal transformation mode can be determined by looking up the mapping relationship between the intra prediction mode and the spatial transformation mode. If the encoder device determines MgS DST, the encoding apparatus side can not use MDDT MxM transform size, and therefore, the encoder device may use an M-point DCT matrix as a transform matrix ⁇ ⁇ .
  • the encoding end device can perform transformation using the transformation matrix Tr MxI ⁇ ⁇ intermediate process signal Int MxN to obtain Cof ⁇ N.
  • T xM represents the transposed matrix of T rMxM .
  • the spatial transform mode may be obtained according to an intra prediction mode of the original residual block signal Res MxN of the MxN size, where the spatial transform mode is a DCT transform mode or a DST transform mode specified in the MDDT, by transforming the DST
  • the mode is applied to the transform of the row vector signal of the original residual block signal Re SMxN of the MxN size and/or the transform of the column vector signal, so that the image transform coefficient block signal can be obtained, so that the coding compression efficiency of the MxN size image signal can be effectively improved.
  • FIG. 5 is a schematic structural diagram of Embodiment 1 of an image conversion processing device according to the present invention. As shown in FIG. 5, the device in this embodiment may include: a first obtaining unit 11 and an image processing unit 12, where the first acquiring unit 11 is used.
  • Obtaining a first image signal of an MxN size wherein M and N respectively represent sampling points of the row vector signal and the column vector signal in the first image signal, M and N are both natural numbers and M ⁇ N;
  • the image processing unit 12 is configured to adopt Converting a row vector signal of the first image signal by an MDDT of an MxM size and/or transforming a column vector signal of the first image signal by using an MDDT of an NxN size to obtain a second image signal;
  • the first image The signal is an image transform coefficient block signal
  • the second image signal is a reconstructed residual block signal
  • the first image signal is an original residual block signal
  • the second image signal is an image transform coefficient block signal.
  • the image processing unit 12 can be used to separately adopt the MDDT pair of the MxM size.
  • the line vector signal of the image signal is transformed to obtain the second image signal; or is used to separately transform the column vector signal of the first image signal by using the MDDT of the ⁇ size to obtain the second image signal; or for simultaneously adopting the ⁇ size
  • the MDDT transforms the row vector signal of the first image signal and transforms the column vector signal of the first image signal with an MDDT of size NxN to obtain a second image signal.
  • the device in this embodiment if the first image signal is an image transform coefficient block signal and the second image signal is a reconstructed residual block signal, the device in this embodiment is a decoding end device, which may be specifically used to execute FIG. 1
  • the method of the method embodiment is similar in principle, and is not described here.
  • the device in this embodiment is the encoding end.
  • the device is specifically configured to perform the method of the method embodiment shown in FIG. 3, and the implementation principle is similar, and details are not described herein again.
  • FIG. 6 is a schematic structural diagram of Embodiment 2 of an image conversion processing device according to the present invention.
  • the device in this embodiment is further provided on the basis of the device shown in FIG.
  • the image processing unit 12 is further configured to include: a first determining unit 121 and a processing unit 122, where the first determining unit 121 is configured to determine, in the MDDT of the MxM size, according to the intra prediction mode. a horizontal transform mode, or a vertical transform mode in an MDDT that determines an NxN size; the processing unit 122 is configured to transform a row vector signal of the first image signal according to the horizontal transform mode, or according to the vertical transform a mode, transforming a column vector signal of the first image signal.
  • the first determining unit 121 includes a storage unit 121a for storing a mapping relationship between the intra prediction mode and the spatial transform mode, and a determining unit 121b for determining the intra prediction according to the intra prediction.
  • a mode searching a mapping relationship stored by the storage unit, acquiring the horizontal transformation mode or a vertical transformation mode; the horizontal transformation mode is a discrete cosine transform, and the vertical transformation mode is a discrete sine transform; or the level
  • the transform mode is a discrete sine transform, and the vertical transform mode is a discrete cosine transform; or the horizontal transform mode is a discrete sine transform, and the vertical transform mode is a discrete sine transform; or the horizontal transform mode is discrete Cosine transform, the vertical transform mode is discrete String transformation.
  • the device of this embodiment further includes a second determining unit 14, configured to determine whether the value of the M or N is equal to 4 or whether the value of the M or N belongs to the MDDT specified value.
  • the image processing unit 12 is further configured to use a discrete cosine transform pair if the second determining unit 14 determines that the value of the M or N is not equal to 4 or determines that the value of the M or N does not belong to the value specified by the MDDT.
  • the row vector signal and/or the column vector signal of the first image signal is transformed by a discrete cosine transform.
  • the device in this embodiment if the first image signal is an image transform coefficient block signal and the second image signal is a reconstructed residual block signal, the device in this embodiment is a decoding end device, which may be specifically used to execute FIG. 2 The method of the method embodiment is shown; if the first image signal is the original residual block signal and the second image signal is the image transform coefficient block signal, the device in this embodiment is an encoding end device, which can be specifically used to execute FIG. 4 The method of the illustrated method embodiment.
  • FIG. 7 is a schematic structural diagram of an embodiment of a codec system according to the present invention. As shown in FIG. 7, the system in this embodiment may include: an encoding end device 1 and a decoding end device 2, where the encoding end device 1 is configured to acquire a size of the device.
  • the original residual block where M and N respectively represent the number of sampling points of the row vector signal and the column vector signal in the first image signal, M and N are both natural numbers and M ⁇ N, and the mode-based directional transformation MDDT using the ⁇ size Performing a forward transform on the row vector signal of the original residual block and/or performing a forward transform on the column vector signal of the original residual block by using an MDDT of an NxN size, acquiring an image transform coefficient block signal of a size of ⁇ , and transmitting the
  • the image transform coefficient block signal is used;
  • the decoding end device 2 is configured to acquire the image transform coefficient block signal, and inversely transform the line vector signal of the image transform coefficient block signal by using a ⁇ size MDDT and/or adopt an NxN size MDDT Performing inverse transform on the column vector signal of the image transform coefficient block signal to obtain a reconstructed residual block signal of a size of ⁇ .
  • the encoding end device 1 or the decoding end device 2 may be used to transform the row vector signal of the signal by using the MDDT of the ⁇ size alone; or to convert the column vector signal of the signal by using the MDDT of the NxN size alone; or At the same time using MxM size MDDT letter
  • the row vector signal of the number is transformed and the column vector signal of the signal is transformed using an MDDT of size NxN.
  • the decoding device 1 can be used to perform the method in the method embodiment shown in FIG. 1 , which can be used to perform the method in the method embodiment shown in FIG. 2 , and the decoding device 2 can be used to execute the method.
  • the method of the method embodiment shown in FIG. 3 is specifically used to perform the method of the method embodiment shown in FIG. 4, and details are not described herein again.

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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Μ×Ν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Μ×Μ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Ν×Ν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Μ×Ν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 ΜχΝ, 其中 M≠N。 SDIP技术对于 矩形块 ΜχΝ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緩， 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 ΜχΝ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 ΜχΝ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^1 ；
采用 ΜχΜ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 NxN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 ΜχΝ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 ΜχΜ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 NxN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 ΜχΝ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 ΜχΜ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 NxN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 ΜχΝ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 ΜχΜ 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 NxN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 ΜχΝ 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 SxS大小的方块 图像信号的 MDDT技术引入到 MxN大小的第一图像信号中， 采用 DST对 ΜχΝ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 ΜχΝ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 ΜχΝ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 MxM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 NxN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 MxM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 NxN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 MxM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 NxN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 （Mode Dependent Directional Transform, 以下简称： MDDT )对 ΜχΝ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 Sine Transform, 以下简称： DST )与 DCT变换的组合， 对 SxS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 SxS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 SxS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 ΜχΝ大小的图像变换系数块信号，可以采用 ΜχΜ 大小的 MDDT对 ΜχΝ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 ΝχΝ大小的 MDDT对 ΜχΝ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 ΜχΜ大小的 MDDT对 ΜχΝ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 ΝχΝ大小的 MDDT对 ΜχΝ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 ΜχΜ大小的 MDDT对 ΜχΝ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 ΝχΝ大小的 MDDT对 ΜχΝ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 SxS大小的方块图像信号的 MDDT技 术引入到 ΜχΝ大小的图像变换系数块信号中，可以采用 DST对 ΜχΝ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 ΜχΝ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 伴细描述。
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 Μ与 Ν。
具体来说， 解码端设备可以获取变换单元大小 Μ与 Ν, 其中 Μ为变换单 元宽度， Ν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 4x4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 ΜχΝ大小的图像变换系数块信号。
解码端设备可以获取 ΜχΝ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 ΜχΝ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 ΜχΝ 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 ΜχΝ大小的图像变换系数块信号 CofMxN , 步骤 204的输出为 ΜχΝ块大小的中间过程信号 lntMxN。
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 CofMxi^†为输出 IntMxN； 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 CofMxN进行变换， 获得 IntMxN。
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 SDST, 该 SDST是由若干个正整数组成的集合， 例如 SDST={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 4x4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 ΤΓΜΧΜ。
表 1示例性地示出了针对 4x4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
Figure imgf000010_0001
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 TrMxM , 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 TrMxM , 变换矩阵 TrMxM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 E SDST, 例如 SDST={4、 8、 16、 32} , 如果 M=8, 则 Μ Ε {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 SDST={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 MgSDST, 则解码端设备不能使用 ΜχΜ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 TrMxM。
在获取变换矩阵 TrMxM后， 解码端设备可以使用该变换矩阵 TrMxM对图像变 换系数块信号 CofMxN的行向量信号进行变换。 举例来说， 解码端设备可以按照 IntMxN = CofMxN -TrMxM进行矩阵乘法计算得到 IntMxN。
步骤 205、对 MxN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 MxN 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 ΜχΝ块大小的中间过程信号 lntMxN , 步骤 205的输出为 MxN大小的重建残差块信号 ReSMxN。
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 IntMxN作为输出 ResMxN； 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 IntMxN进行变换， 获得 ResMxN。
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 SDST , 该 SDST是由若干个正整数 组成的集合， 例如 SDST= {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 TrNxN=DCTNxN； 若竖直变换模式为 1 ,则 TrNxN=DSTNxN。若解码端设备判断 N不为 4,则不能使用 4x4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 TrNxN。
针对上述第二种情况，若解码端设备判断 N E SDST ,例如 SDST= {4、 8、 16、 32} , 如果 N=16 , 则 Ν Ε {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 NgSDST, 则解码端设备不能使用 ΝχΝ大小的 MDDT进行变换， 因此， 解码端设备可以使用 Ν点 DCT矩阵作为变换矩阵 TrNxN。
在获取变换矩阵 TrNxN后， 解码端设备可以使用该变换矩阵 TrNxN对中间过 程信号 IntMxN进行变换， 从而获得 ReSMxN。 举例来说， 可以采用 ResMxN = T N - IntMxN进行矩阵乘法计算得到 ReSMxN。 其中 T N表示 TrNxN的转置矩 阵。 因为 TrNxN是正交矩阵， 所以 即表示 Τ Ν。
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
Figure imgf000012_0001
, ΙηΪΜχΝ , 以及 ResMxN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 ReSMxN , IntMxN以及 Cof^N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 MxN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 MxN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 ΜχΝ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 ΜχΝ大小的原始残差块信号。
其中 Μ和 Ν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， Μ与 Ν均为自然数且 Μ≠Ν。 Μ和 Ν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 ΜχΜ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 NxN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 MxM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 NxN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 MxM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 NxN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 MxN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， 此处不再贅述。 本实施例在编码端，通过将应用于 SxS大小的方块图像信号的 MDDT技 术引入到 ΜχΝ大小的原始残差块信号中，可以采用 DST对 ΜχΝ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 ΜχΝ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 伴细描述。
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 Μ与 Ν。
具体来说， 编码端设备可以获取变换单元大小 Μ与 Ν, 其中 Μ为变换单 元宽度， Ν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 ΜχΝ大小的原始残差块信号。
编码端设备可以获取 ΜχΝ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 ΜχΝ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 ΜχΝ 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 MxN大小的原始残差块信号 ResMxN , 步骤 404的输出为 MxN块大小的中间过程信号 IntMxN。
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 ResMxi^†为输出 IntMxN； 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 ResMxN进行变换 ,获得 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 SDST , 该 SDST是由若干个正整数组成的集合， 例如 SDST={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 4x4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 TrNxN。
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 TrNxN ,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 Τ½Ν , 变换矩阵 TrNxN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 E SDST,例如 SDST={4、 8、 16、 32} , 如果 N=8 , 则 Μ Ε {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 SDST={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 NgSDST,则编码端设备不能使用 ΝχΝ大小的 MDDT进行变换， 因此， 编码端设备可以使用 Ν点 DCT矩阵作为变换矩阵 TrNxN。
在获取变换矩阵 TrNxN后， 编码端设备可以使用该变换矩阵 TrNxN对原始残 差块信号 ResMxN的列向量信号进行变换。 举例来说， 编码端设备可以按照 IntMxN = TrNxN . ReSMxN进行矩阵乘法计算得到 IntMxN。
步骤 405、 对 MxN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 MxN大小的原始残差块信号 ResMxN 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 ΜχΝ块大小的中间过程信号 lntMxN , 步骤 405的输出为 MxN大小的图像变换系数块信号 CofMxN。
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 IntMxi^†为输出 CofMxN ; 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 IntMxN进行变换， 获得 CofMxN。
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 SDST, 该 SDST是由若干个正整数 组成的集合， 例如 SDST={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 TrMxM=DCTMxM ; 若水平变换模式 为 1 , 则 TrMxM=DSTMxM。 若编码端设备判断 M不为 4 , 则不能使用 4x4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 M °
针对上述第二种情况， 若编码端设备判断 ME SDST, 例如 SDST={4、 8、 16、 32} , 如果 M=16, 则 ΜΕ {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 MgSDST, 则编码端设备不能使用 MxM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 ΤΓΜΧΜ。
在获取变换矩阵 TrMxM后， 编码端设备可以使用该变换矩阵 TrMxI^†中间过 程信号 IntMxN进行变换， 从而获得 Cof^N。 举例来说， 可以采用 CofMxN = IntMxN · Tr^进行矩阵乘法计算得到 Cof^。 其中 T xM表示 TrMxM的转置 矩阵。
本实施例在编码端， 可以根据 MxN大小的原始残差块信号 ResMxN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 MxN大小的原始残差 块信号 ReSMxN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 MxN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 MxN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 MxM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 NxN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 MxM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 ΝχΝ 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 ΜχΜ大小的 MDDT对第一图像信号的行向量信号进行变 换和采用 NxN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， 此处不再贅述； 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， 此处不再贅述。
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 所示设备的基石出上， 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 MxM大小的 MDDT中的水平变换模式，或者确定 NxN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 ΜχΝ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 ΜχΜ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 NxN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 ΜχΝ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 ΜχΜ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 NxN 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 ΜχΝ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 ΜχΜ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 NxN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 MxM大小的 MDDT对信 号的行向量信号进行变换和采用 NxN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， 此处不再贅述。
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 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

权利 要求 书
1、 一种图像变换处理方法， 其特征在于， 包括： 获取 ΜχΝ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^1 ；
采用 ΜχΜ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 NxN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。
2、 根据权利要求 1所述的方法， 其特征在于， 在所述采用 MxM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 NxN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 MxM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 MxM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 NxN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：
根据所述帧内测模式， 确定 NxN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。
3、 根据权利要求 2所述的方法， 其特征在于， 根据所述帧内预测模式， 确定 MxM大小的 MDDT中的水平变换模式或者确定 NxN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^ * 弋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。
4、 根据权利要求 1 所述的方法， 其特征在于， 所述采用 ΜχΜ 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 MxM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 NxN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 NxN大小的 MDDT对所述第一图像信号的列向量信号进 行变换。
5、 根据权利要求 4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。
6、 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 ΜχΝ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 MxM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 NxN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。
7、 根据权利要求 6所述的设备， 其特征在于， 所述设备还包括： 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 MxM大小的 MDDT 中的水平变换模式， 或者确定 NxN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。
8、 根据权利要求 7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。
9、 根据权利要求 6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。
10、 一种编解码系统， 其特征在于， 包括：
编码端设备， 用于获取 ΜχΝ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 ΜχΜ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 NxN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 ΜχΝ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 ΜχΜ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 NxN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 ΜχΝ 大小的重建残差块信号。
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