JP2011083022A - 拡張された空間スケーラビティにおける画像レベルの適応化方法およびシステム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】上位レイヤ画像251と、下位レイヤ画像253との幾何学的関係において、画像レベルの適応化方法は、(a)入力ビデオシーケンスの第1画像の第1位置での第1クロップウインドウを規定する工程と、(b)上記第1クロップウインドウに対応する第1ベースレイヤを生成する工程と、(c)上記入力ビデオシーケンスの第2画像の前記第1位置と異なる位置である第2位置での第2クロップウインドウを規定する工程と、(d)上記第2クロップウインドウに対応する第2ベースレイヤを生成する工程と、を含む。
【選択図】図1
Description
上位レイヤマクロブロックは、BASE_LAYER_MODEまたはQPEL_REFINEMENT_MODEを使ってスケーリングベースレイヤ動きデータを使用することによってインターレイヤ予測を利用できる。WD-1.0 [MPEG Doc. N6901]の場合と同様に、これらのマクロブロックモードは、マクロブロックパーティションを含む動き/予測情報が、ベースレイヤから直接得られることを示している。ベースレイヤからの動きデータを継承することによって、予測マクロブロック(MB_pred)を構築することができる。BASE_LAYER_MODEでは、参照インデックスリスト、動きベクトルと同様に、マクロブロックのパーティションは、予測マクロブロックMB_predのそれである。QPEL_REFINEMENT_MODEの場合も、1/4サンプル動きベクトルの改良である点以外は同様である。
[4×4ブロックの継承]
図3は、4つのコーナ281・282・283・284を有する4×4ブロック280を示している。この処理は、ブロックの3つのコーナ281・282・283・284をチェックする工程からなる。上位レイヤ座標系におけるコーナ画素cの座標位置を(x, y)とし、ベースレイヤ座標系における対応する座標位置を (xbase, ybase) とし、以下のように定義する。
・何れのコーナもこのリストを使用しない場合、当該リストの何れの参照インデックス、動きベクトルもbに設定しない。
・bに設定する参照インデックスrb(listx)を4つのコーナの存在する参照インデックスの最小値とする。
[8×8(ブロックにおける)パーティション選択]
各4×4ブロック動きデータが設定されると、それが属する8×8ブロックの実際のパーティションを決定するため、あるいは規則違反の構成を避けるために、結合処理が必要となる。以下に、図4を参照し、8×8ブロックを構成する複数の4×4ブロックについて説明する。
・何れの4×4ブロックもこのリストを使用しない場合、当該リストの何れの参照インデックス、動きベクトルもBに設定しない。
・Bに設定する参照インデックスrB(listx)を4つのコーナの存在する参照インデックスの最小値として計算する。
・b1 がb3と等しければ、BLK_8x8を選択する。
[予測マクロブロックモード選択]
本発明の実施の形態では、予測マクロブロックMB_predモードを決定するプロセスを含むものであってもよい。次に、図5に示すマクロブロック300を構成する8×8ブロック301ないし304について以下に説明する。
・これらの2つのブロック双方のパーティションモードが、いずれもBLK_8x8であり、各ブロックのlist0およびlist1の参照インデックスおよび動きベクトルが存在する場合これらが同一であれば、これらの2つのブロックは同一であるとする。
各リストlistxについて、
・何れの8×8ブロックもこのリストを使用しない場合、当該リストの何れの参照インデックス、動きベクトルもBINTRA に割り当てない。
・B1 がB3と等しければ、MODE_16x16を選択する。
[動きベクトルスケーリング]
上記の工程により得られた予測マクロブロックMB_pred の存在するすべての動きベクトルに動きベクトルスケーリングを施してもよい。
[インターレイヤテクスチャ予測]
テクスチャアップサンプリング
本発明の実施の形態では、インターレイヤテクスチャ予測を、インターレイヤ動き予測と同様の原理に基づいて適応することができる。ベースレイヤテクスチャアップサンプリングには、2つまたは3つのlobed Lanczos-windowed sinc functionsを用いることができる。2つのlobed Lanczos-windowed sinc functionは、下記式にて定義することができる。
インターレイヤイントラテクスチャ予測
WD-1.0 [MPEG Doc. N6901]でI_BL modeを用いた場合、全ての対応するベースレイヤのマクロブロックをイントラ符号化する必要がある。本発明の本実施の形態では、上記の制約が緩和されており、対応するベースレイヤマクロブロックをインター符号化したり、また符号化しなくてもよい。
Clip1y(x) = min( max (0, x), (1 << BitDepthy) -1)
上記式中、BitDepthy は、輝度チャネルデータのビット深度を示す。
Clip1C( x ) = min( max ( 0, x ), ( 1 << BitDepthC ) -1)
上記式中、BitDepthC は、色度チャネルデータのビット深度を示す。
インターレイヤイントラテクスチャ予測と同様に、ベースレイヤの残差のアップサンプリング処理に、同じ4タップフィルタまたは他のフィルタを用いることができるが、四捨五入、クリッピング処理については式(15)および式(16)で定義されるものと異なっている。
[シンタックスおよびセマティックスの変更]
シンタックス表
本発明の実施の形態では、後述する大太文字で示した以下の変更を適用してもよい。主な変更としては、シーケンスパラメータセットのシンボル、extended_spatial _scalability、ベースレイヤのアップサンプリング処理に適用する位置変換に関するシーケンスパラメータセットおよびslice_data_in_scalable_extension()中の以下の4つのパラメータを追加する。
スケーラブル拡張におけるシーケンスパラメータセット
スケーラブル拡張におけるシンタックスのシーケンスパラメータのセット
extended_spatial_scalabilityは、ベースレイヤアップサンプリングの位置情報パラメータに関連するシンタックスエレメントの存在を示している。
extended_spatial_scalabilityが存在する場合、「0」と等しくなるようにしている。
スライスデータのシンタクスエレメントのセマンティックスは、シーケンスパラメータセットの同一のシンタックスエレメントのセマンティックスと同じである。
[デコード処理]
予測データのデコード処理
WD-1.0 [MPEG Doc. N6901]での処理と比較すると、以下の工程が追加される。
[サブバンド画像のデコード工程]
WD-1.0 [MPEG Doc. N6901]での処理に、以下の工程が追加される。
extended_spatial_scalabilityが1または2で、かつresidual_prediction_flagが1の場合、以下の処理を施す。
[ループフィルタの変更]
extended_spatial_scalabilityが1又は2の場合、I_BL modeにおけるブロックのフィルタ強度決定時のループフィルタに対しマイナーな変更を行う。
[6タップフィルタの実施例]
本発明の実施の形態は、H.264/MPEG-4 AVC スケーラブル映像符号化(SVC)の拡張方式に適応するものであり、特に2005年4月にJVT (Joint Video Team (合同映像チーム):MPEG, VCEG)で採用されたExtended Spatial Scalable (ESS) 映像符号化特性に適応するものである。
3.テクスチャ補間工程
テクスチャ補間工程における入力は、以下の通りである。
・ベースレイヤ画像の輝度サンプル配列(baseL[x, y], x = -2 + xB..(xB1+2),y= -2+yB..(yB1+2))
・「chroma_format_idc 」が0でない場合、
・ベースレイヤ画像の整数輝度サンプル位置((xCB, yCB)・(xCB1, yB1))
・ベースレイヤ画像の2つの色度サンプル配列(baseCb[x, y], x =-2 + xCB..(xCB1+2),y= -2+yCB..(yCB1+2))
テクスチャ補間工程における出力は、以下の通りである。
・輝度サンプルマクロブロック配列(predL[x,y] (x=0..15, y=0..15))
・chroma_format_idcがゼロでない場合、2つの色度サンプルマクロブロック配列(predCb[x,y]・predCr[x,y](x=0..MbWidthC-1, y=0..MbHeightC-1)
輝度サンプルpredL[x,y](x=0..15, y=0..15)は、以下の工程にて算出できる。
各tempL[x,y](x=-2+xB..(xB1+2), y=0..15)は、以下の工程にて求めることができる。
各tempC[x,y](CはCbとCr, x= -2+xCB..(xCB1+2), y=0..MbHeightC-1)は、以下の工程にて求めることができる。
テクスチャ補間工程における入力は、以下の通りである。
・ベースレイヤ画像の輝度残差サンプル配列(resBaseL[x,y], x=xB..xB1, y=yB..yB1)
・chroma_format_idc が0でない場合、
・ベース画像basePicの整数色度サンプル位置((xCB, yCB)・(xCB1, yCB1))
・2つの色差残差サンプル配列resBaseCb[x,y]・resBaseCr[x,y](x=xCB..xCB1, y=yCB..yCB1)
テクスチャ補間工程における出力は、以下の通りである。
・輝度サンプル配列resPredL[x,y](x=0..15, y=0..15)
・chroma_format_idcがゼロでない場合、2つの色度サンプル配列(resPredCb[x,y])・(predCb[x,y]・predCr[x,y](x=0..MbWidthC-1, y=0..MbHeightC-1)
各輝度残差サンプルresPredL[x,y](x=0..15, y=0..15)は、以下の工程にて算出できる。
BitDepthYは、輝度チャネルデータのビット深度を示す。
・各tempC[x,y](Cは、Cb, Cr, x=-xCB..xCB1,y=0..MbHeightC-1)は、以下の工程にて求めることができる。
BitDepthCは、色度チャネルデータのビット深度を示す。
空間スケーラブル映像符号化方式における画像レベルの適応化方法であって、
(a)入力ビデオシーケンスの第1画像の第1位置での第1クロップウインドウを規定する工程と、
(b)上記第1クロップウインドウに対応する第1ベースレイヤを生成する工程と、
(c)上記入力ビデオシーケンスの第2画像の前記第1位置と異なる位置である第2位置での第2クロップウインドウを規定する工程と、
(d)上記第2クロップウインドウに対応する第2ベースレイヤを生成する工程と、を含むことを特徴とする画像レベルの適応化方法。
上記第2ベースレイヤに基づいて上記第2画像のエンハンスメントレイヤを予測する工程を更に含むことを特徴とする<1>に記載の方法。
上記予測工程において、画像の動き成分とクロップウインドウの動き成分とを有する拡張した動きベクトルを用いることを特徴とする<2>に記載の方法。
上記予測工程は、上記式を用いて動きベクトルmv = (d x , d y ) をmv s = (d sx , d sy ) に拡張したベクトルを用いることを特徴とする<2>に記載の方法。
上記第1画像と上記第2画像とがテクスチャー画像であることを特徴とする<2>に記載の方法。
上記第1画像と上記第2画像とが残差画像であることを特徴とする<2>に記載の方法。
空間スケーラブル映像符号化方式におけるベースレイヤからクロップウインドウで規定されるエンハンスメントレイヤ領域を予測する方法であって、
(a)上記ベースレイヤの画像ブロックの方向のベースレイヤ動きベクトルを計算する工程と、
(b)上記方向の上記ベースレイヤの大きさに対する上記方向の上記クロップウインドウの大きさの比率に基づいて、上記ベースレイヤ動きベクトルを拡張する工程と、
(c)参照画像におけるクロップウインドウの位置に対し、上記クロップウインドウの動きを表す拡張された動きベクトルを調整する工程と、を含むことを特徴とする方法。
さらに、上記調整された拡張された動きベクトルを用いて上記エンハンスメントレイヤを予測する工程を含むことを特徴とする<7>に記載の方法。
上記拡張工程および調整工程を、互いに直行する2つの方向に行うことを特徴とする<7>に記載の方法。
上記予測工程は、上記式を用いて動きベクトルmv = (d x , d y ) をmv s = (d sx , d sy ) に拡張したベクトルを用いることを特徴とする<7>に記載の方法。
上記予測工程が、テクスチャー予測を含むことを特徴とする<7>に記載の方法。
上記予測工程が、残差予測を含むことを特徴とする<7>に記載の方法。
上記拡張行程および調整工程を、予測マクロブロック(MB_pred)の全ての動きベクトルに適応することを特徴とする<7>に記載の方法。
空間スケーラブル映像符号化方式においてベースレイヤからクロップウインドウで規定されるエンハンスメントレイヤ領域を予測するシステムであって、
(a)上記ベースレイヤの画像ブロックの方向のベースレイヤ動きベクトルを計算する演算部と、
(b)上記方向の上記ベースレイヤの大きさに対する上記方向の上記クロップウインドウの大きさの比率に基づいて、上記ベースレイヤ動きベクトルを拡張する拡張部と、
(c)上記参照画像におけるクロップウインドウの位置に対し、上記クロップウインドウの動きを表す拡張された動きベクトルを調整する調整部と、を含むことを特徴とするシステム。
さらに、上記調整された拡張された動きベクトルを用いて、エンハンスメントレイヤを予測する予測部を更に含むことを特徴とする<14>に記載のシステム。
上記拡張工程および調整工程を、互いに直行する2つの方向に行うことを特徴とする<14>に記載のシステム。
上記予測工程は、上記式を用いて動きベクトルmv = (d x , d y ) をmv s = (d sx , d sy ) に拡張したベクトルを用いることを特徴とする<14>に記載のシステム。
上記予測が、テクスチャ予測を含むことを特徴とする<14>に記載のシステム。
上記予測が、残差予測を含むことを特徴とする<14>に記載のシステム。
上記拡張および調整工程を、予測マクロブロック(MB_pred)の全ての動きベクトルに適応することを特徴とする<14>に記載の方法。
253 下位レイヤ(ベースレイヤ)
270 エンハンスメントレイヤ画像
272 ベースレイヤ画像
281・282・283・284 コーナブロック
300 マクロブロック
301・302・303・304 ブロック
Claims (14)
- 空間スケーラブル映像符号化方式におけるベースレイヤからクロップウインドウで規定されるエンハンスメントレイヤ領域を予測する方法であって、
(a)上記ベースレイヤと上記クロップウインドウとの水平方向の大きさ及び垂直方向の大きさの比率に基づいて、上記ベースレイヤの動きベクトルを拡張する拡張工程と、
(b)参照画像におけるクロップウインドウと、上記クロップウインドウとの間の動き成分に基づいて、上記拡張された動きベクトルを調整する調整工程と、を含むことを特徴とする方法。 - さらに、上記調整された拡張された動きベクトルを用いて上記エンハンスメントレイヤを予測する予測工程を含むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 上記拡張工程および調整工程を、互いに直交する2つの方向に行うことを特徴とする請求項1に記載の方法。
-
上記予測工程は、上記式を用いて上記ベースレイヤの動きベクトルmv = (dx, dy)にスケーリングおよび調整を行った動きベクトルmvs = (dsx, dsy)を用いることを特徴とする請求項2に記載の方法。 - 上記予測工程が、テクスチャー予測を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 上記予測工程が、残差予測を含むことを特徴とする請求項2に記載の方法。
- 上記ベースレイヤと上記クロップウインドウとの大きさの比率に基づいて、上記ベースレイヤの動きベクトルを継承した動きデータをスケーリングし、参照画像におけるクロップウインドウと、上記クロップウインドウとの間の動き成分に基づいて、上記スケーリングされた動きデータを調整して、上記クロップウインドウで規定されるエンハンスメントレイヤ領域を予測することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 空間スケーラブル映像符号化方式においてベースレイヤからクロップウインドウで規定されるエンハンスメントレイヤ領域を予測するシステムであって、
(a)上記ベースレイヤと上記クロップウインドウとの水平方向の大きさ及び垂直方向の大きさの比率に基づいて、上記ベースレイヤの動きベクトルを拡張する拡張部と、
(b)参照画像におけるクロップウインドウと、上記クロップウインドウとの間の動き成分に基づいて、上記拡張された動きベクトルを調整する調整部と、を含むことを特徴とするシステム。 - さらに、上記調整された拡張された動きベクトルを用いて、エンハンスメントレイヤを予測する予測部を更に含むことを特徴とする請求項8に記載のシステム。
- 上記拡張部による拡張および調整部による調整を、互いに直交する2つの方向に行うことを特徴とする請求項8に記載のシステム。
-
上記予測部による予測は、上記式を用いて上記ベースレイヤの動きベクトルmv = (dx, dy)にスケーリングおよび調整を行った動きベクトルmvs = (dsx, dsy)を用いることを特徴とする請求項9に記載のシステム。 - 上記予測部による予測が、テクスチャ予測を含むことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 上記予測部による予測が、残差予測を含むことを特徴とする請求項9に記載のシステム。
- 上記ベースレイヤと上記クロップウインドウとの大きさの比率に基づいて、上記ベースレイヤの動きベクトルを継承した動きデータをスケーリングし、参照画像におけるクロップウインドウと、上記クロップウインドウとの間の動き成分に基づいて、上記スケーリングされた動きデータを調整して、上記クロップウインドウで規定されるエンハンスメントレイヤ領域を予測することを特徴とする請求項8に記載のシステム。
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