[发明专利]确定变换块尺寸的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及确定变换块尺寸的方法和设备。 

背景技术

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(coding unit)、预测单元(prediction unit)和变换单元(transform unit)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(Moving Picture Experts Group，MPEG)，H.264/AVC(Advanced Video Coding，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(Discrete Cosine Transform，DCT)矩阵，整数变换(Integer Transform)矩阵、KL变换(Karhunen Lòeve Transform，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。