JP2011101410A - 中間レイヤ残余値予測を用いて符号化されたビデオシーケンスを生成および符号化されたビデオシーケンスを復号化するための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ビデオコーダは、ベースレイヤから動きデータを用いて拡張レイヤの動きデータを決定し、および/または、中間レイヤ予測器1018を介してベースレイヤから残差ピクチャのシーケンスを用いて拡張レイヤにおいて動き補償予測の後に残差ピクチャのシーケンスを予測するために、ベースレイヤ1002および拡張レイヤ1004の両方において、動き補償予測(1012、1014、1016)を実行する。デコーダ側において、中間レイヤ結合器がこの中間レイヤ予測をキャンセルするために用いられる。それによって、データレートが、同じピクチャ品質を有する中間レイヤ予測なしにスケーラビリティスキームと比較して改善される。
【選択図】図1a
Description
Iスライス:Iスライスは、スライスの全てのマクロブロックがイントラ予測を用いて符号化されるスライスである。
Pスライス:Pスライスの特定のマクロブロックは、Iスライスの符号化タイプに加えて、予測ブロックごとに少なくとも1つの動き補償予測信号を有するインター予測を用いて符号化することも可能である。
Bスライス:Bスライスの特定のマクロブロックは、Pスライスで利用可能なコーダタイプに加えて、予測ブロックごとに2つの動き補償予測信号を有するインター予測を用いて符号化することも可能である。
SPスライス:それは、スイッチPスライスとも言われ、異なる事前に符号化されたピクチャの間での効率的な切り替えが可能なように符号化される。
SIスライス:SIスライスは、スイッチIスライスとも言われ、直接ランダムアクセスおよびエラー修復目的のために、SPスライス中でマクロブロックの正確な適合を可能にする。
となる。
により与えられる。
で置き換えることによって、所定の信号s[k]を、最終的にl(k)およびh(k)で表すことができ、各信号は、半分のサンプルレートを有する。更新ステップおよび予測ステップの双方は完全に可逆的なので、対応する変換は、厳密にサンプリングされた完全な再構成フィルタバンクと解釈することができる。実際に、ウェーブレットフィルタの一切の双直交ファミリを、1つまたはいくつかの予測ステップおよび1つまたはいくつかの更新ステップによって、実現することができる。前記で説明したように、ローパスおよびハイパス成分を正規化するため、正規化器47および48には、適切に選択されたスケーリングファクタFlおよびFhが供給される。
ここで、
であり、これらの式は、それぞれ、ヘアーフィルタの非正規化ハイパスおよびローパス(分析)出力信号に対応する。
で与えられる。
ピクチャB内のマクロブロックiの可能な全てのマクロブロックおよびサブマクロブロックパーティションに対して、関連動きベクトル
は、ラグランジュ関数
を最小化することによって計算され、ここで、劣化数式項は次式
で与えられる。
ここで、Sは、参照ピクチャA内の動きベクトル検索領域を特定する。Pは、考慮されたマクロブロックパーティションまたはサブマクロブロックパーティションによってカバーされる領域である。R(i,m)は、動きベクトルmの全ての成分を送信するために必要なビット数を特定し、λは固定ラグランジュ乗数である。
は、補間演算子として解釈される。
劣化数式項は、次式
で与えられ、ここで、Pは、マクロブロックまたはサブマクロブロック領域を特定し、m[p,x,y]は、マクロブロックまたはサブマクロブロックのモードpおよびルマ位置(x,y)を含むパーティションまたはサブマクロブロックパーティションに関連付けられる動きベクトルである。
− 現在のマクロブロック/サブマクロブロックパーティションを含むベースレイヤマクロブロックは、INTRAマクロブロックモードでは符号化されない。
− 現在のマクロブロック/サブマクロブロックパーティショの上部左のサンプルをカバーするベースレイヤマクロブロック/サブマクロブロックパーティションは、リストXまたは双予測を使用する。
− 現在のマクロブロック/サブマクロブロックパーティションの上部左のサンプルを含むベースレイヤマクロブロック/サブマクロブロックパーティションのリストX参照インデックスは、現在のマクロブロック/サブマクロブロックパーティションのリストX参照インデックスに等しい。
の最小値を検索することによって実行される。
1002 ベーススケーリングレイヤ
1004 拡張スケーリングレイヤ
1006 ベース動き推定器
1008 動きデータライン
1010 ベースピクチャコーダ
1012 ベース動き予測器
1014 拡張動き補償器
1014a 拡張動きデータ計算手段
1014b 拡張動きデータ処理手段
1016 拡張動き予測器
1018 中間レイヤ予測器
1020 バイパスライン
1022 補間器
1024 ライン
1026 中間レイヤ予測器の入力端
1028 拡張ピクチャコーダ
1030 中間レイヤ予測フラグ
1032 デシメータ
1034 量子化パラメータ
1036 量子化パラメータ
1038 バイパスライン
1040 バイパスライン
1042 アップサンプラ
1044 スイッチ
1048 動きデータフラグ
1050 変換器
1052 スケーリング/量子化
1054 逆スケーリング/再量子化
1056 逆変換器
1060 ベースピクチャデコーダ
1062 ライン
1064 ベース動き結合器
1066 拡張ピクチャデコーダ
1068 出力ライン
1070 補間器
1072 ライン
1074 中間レイヤ結合器
1076 拡張動き結合器
1078 動きデータ決定手段
1078a 制御モジュール
1078b 拡張動きデータ再構成手段
1082 ライン
1084 ライン
1086 アップサンプラ
1090 補間器
1092 ライン
1098 BLFlag
1100 QRefFlag
1102 シンタックスエレメントマクロブロックモード
1104 拡張レイヤ
1106 MvPrdFlag
1108 ResPrdFlag
Claims (28)
- ベーススケーリングレイヤ(1002)および拡張スケーリングレイヤ(1004)を有する符号化されたビデオシーケンスを生成するための装置であって、前記装置は、
現在のピクチャ中のマクロブロックがピクチャの群中の別のピクチャに関してどのように動いたかを示すベース動きデータを計算するためのベース動き補償器(1006)と、
前記ベース動きデータを用いて残差ピクチャのベースシーケンスを計算するためのベース動き予測器(1012)と、
残差ピクチャの前記ベースシーケンスから前記符号化されたベーススケーリングレイヤ(1002)を計算するように形成されているベースピクチャコーダ(1010)と、
拡張動きデータを決定するための拡張動き補償器(1014)と、
残差ピクチャの拡張シーケンスを計算するための拡張動き予測器(1016)と、
残差ピクチャの前記拡張シーケンスを用いさらに残差ピクチャの前記ベースシーケンスについての情報(1026)を用いて拡張予測残差ピクチャを計算するための中間レイヤ予測器(1018)と、
前記符号化された拡張スケーリングレイヤ(1004)を得るために前記拡張予測残差ピクチャを符号化するための拡張ピクチャコーダ(1028)とを備える、装置。 - 前記ベースピクチャコーダ(1010)は、ベース量子化パラメータ(1034)を用いて量子化を実行するように形成され、
前記拡張ピクチャコーダ(1028)は、拡張量子化パラメータ(1036)を用いて量子化を実行するように形成され、前記拡張量子化パラメータ(1036)は、前記ベース量子化パラメータ(1034)よりも細かな量子化を実行することができ、
前記ベースピクチャコーダ(1010)は、再構成されたベースシーケンスを得るために第1量子化パラメータを用いて量子化された残差ピクチャの前記ベースシーケンスを再構成するように形成され、さらに
前記中間レイヤ予測器(1026)は、残差ピクチャの前記拡張シーケンスを用い、さらに残差ピクチャの前記再構成されたベースシーケンスを残差ピクチャの前記ベースシーケンスについての情報として用いて、前記拡張予測残差ピクチャを計算するように形成されている、請求項1に記載の装置。 - 前記ピクチャの群の解像度を間引きするためのデシメータ(1032)であって、前記デシメータ(1032)は、前記拡張動き補償器(1014)に提供されるピクチャの群の拡張解像度よりも低いベース解像度を有するピクチャの群を前記ベース補償器(1006)に提供するように形成されているデシメータと、
残差ピクチャの補間されたベースシーケンスを得るために残差ピクチャの前記ベースシーケンスまたは残差ピクチャの再構成されたベースシーケンスを空間的に補間するための補間器(1022)であって、残差ピクチャの補間されたベースシーケンスを残差ピクチャの前記ベースシーケンスについての情報(1026)として前記中間レイヤ予測器(1018)に供給することができる補間器とをさらに備える、請求項1または請求項2に記載の装置。 - 前記ベース動きデータを前記拡張解像度に適応するための動きデータアップサンプラ(1042)をさらに備える、請求項3に記載の装置。
- 前記ベース動き補償器(1006)は、マクロブロックに対して2次元の動きベクトルを計算するように形成されている、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
- 前記ベース動き予測器(1012)は、残差ピクチャの前記ベースシーケンスの残差ピクチャのマクロブロックを得るために前記ベース動きデータを用いて予測されるマクロブロックを現在のマクロブロックから差し引くように形成されている、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
- 前記中間レイヤ予測器(1018)は、残差ピクチャの前記拡張シーケンスからのブロックの使用と比較して予測を適用することによってコーダ利得を増加することができるかどうかを、ブロックに対して適応的に決定するように形成されている、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
- 前記中間レイヤ予測器(1018)は、拡張予測残差ピクチャのマクロブロックを得るために、残差ピクチャの前記ベースシーケンス、残差ピクチャの前記再構成されたベースシーケンス、残差ピクチャの前記補間されたベースシーケンスまたは残差ピクチャの前記再構成され補間されたベースシーケンスからのマクロブロックを用いて予測されるマクロブロックを、残差ピクチャの前記拡張シーケンスの現在のマクロブロックから差し引くように形成されている、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
- 前記ベース動き補償器(1006)は、前記ベース量子化パラメータ(1034)、ひずみ数式項および前記ベース動きデータを送信するためのデータレートに基づいて、前記ベース動きデータを計算するように形成されている、請求項2に記載の装置。
- 前記拡張動き補償器(1006)は、前記拡張量子化パラメータ(1036)、ひずみ数式項および前記拡張動きデータを送信するためのデータレートに基づいて、前記拡張動きデータを計算するように形成されている、請求項2または請求項9に記載の装置。
- 前記拡張動き補償器(1006)は、前記ベース動きデータまたはモード制御信号に基づくスケールされた動きデータを使用するように形成されている、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
- 前記ベーススケーリングレイヤ(1002)は、前記拡張スケーリングレイヤ(1004)より低い解像度を有し、前記拡張動き補償器(1014)は、制御信号(1048)に基づく残余動きデータを決定するように形成され、さらに前記拡張ピクチャコーダ(1028)は、前記残余動きデータを前記拡張スケーリングレイヤ(1004)に符号化するように形成されている、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
- 前記ベース動き予測器(1012)および前記拡張動き予測器(1016)は、動き補償予測操作を実行するように形成されている、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
- 前記ベース動き予測器(1012)および前記拡張動き予測器は、少なくとも1つのローパスおよびいくつかのハイパスピクチャへの動き補償時間的分解を得るために、前記動き補償予測操作は別として動き補償更新操作を実行するように形成されている、請求項1ないし請求項12のいずれかに記載の装置。
- ベーススケーリングレイヤ(1002)および拡張スケーリングレイヤ(1004)を有する符号化されたビデオシーケンスを生成するための方法であって、前記方法は、
現在のピクチャ中のマクロブロックがピクチャの群中の別のピクチャに関してどのように動いたかを示すベース動きデータを計算するステップ(1006)と、
前記ベース動きデータを用いて残差ピクチャのベースシーケンスを計算するステップ(1012)と、
残差ピクチャの前記ベースシーケンスから前記符号化されたベーススケーリングレイヤ(1002)を計算するために残差ピクチャの前記ベースシーケンスについての情報を符号化するステップ(1010)と、
拡張動きデータを決定するステップ(1014)と、
残差ピクチャの拡張シーケンスを計算するステップ(1016)と、
残差ピクチャの前記拡張シーケンスを用いさらに残差ピクチャの前記ベースシーケンスについての情報(1026)を用いて拡張予測残差ピクチャを計算するステップ(1018)と、
前記符号化された拡張スケーリングレイヤ(1004)を得るために前記拡張予測残差ピクチャを符号化するステップ(1028)とを備える、方法。 - ベーススケーリングレイヤ(1002)および拡張スケーリングレイヤ(1004)を有する符号化されたビデオシーケンスを復号化するための装置であって、前記装置は、
残差ピクチャの復号化されたベースシーケンスおよびベース動きデータを得るために前記ベーススケーリングレイヤを復号化するためのベースピクチャデコーダ(1060)と、
前記ベース動きデータおよび残差ピクチャの前記復号化されたシーケンスを用いて前記ベーススケーリングレイヤのピクチャのシーケンスを得るためのベース動き結合器(1064)と、
拡張予測残差ピクチャを得るために前記拡張スケーリングレイヤを復号化するための拡張ピクチャデコーダ(1066)と、
残差ピクチャの拡張シーケンスを得るために、残差ピクチャの前記復号化されたベースシーケンスまたは残差ピクチャの補間されたベースシーケンスと前記拡張予測残差ピクチャとを結合するための中間レイヤ結合器(1074)と、
残差ピクチャの前記拡張シーケンスおよび拡張動きデータを用いて前記拡張スケーリングレイヤのピクチャのシーケンスを得るように形成されている拡張動き結合器(1076)とを備える、装置。 - 前記ベースピクチャデコーダ(1060)は、拡張量子化パラメータより大きいベース量子化パラメータを用いて逆量子化するように形成され、さらに
前記中間レイヤ結合器(1074)は、残差ピクチャの前記復号化されたベースシーケンスまたは残差ピクチャの補間されたバージョンを用いるように形成されている、請求項16に記載の装置。 - 前記ベーススケーリングレイヤ(1002)のピクチャは、前記拡張スケーリングレイヤ(1004)のピクチャより低い解像度を有することができ、さらに
残差ピクチャの前記復号化されたベースシーケンスを高い解像度に補間するための残余値補間器(1070)をさらに有する、請求項16または請求項17に記載の装置。 - 前記ベーススケーリングレイヤのピクチャは、前記拡張スケーリングレイヤのピクチャより低い解像度を有し、さらに
前記拡張動きデータまたは前記拡張動きデータの予測を得るために前記ベース動きデータを前記拡張解像度に変換するための動きデータアップサンプラ(1086)をさらに有する、請求項16ないし請求項18のいずれかに記載の装置。 - 前記符号化されたビデオシーケンスは残余動きデータを有し、さらに
前記拡張動きデータを決定するために前記残余動きデータと前記拡張動きデータの前記予測とを結合するための動きデータ決定器(1078)を有する、請求項19に記載の装置。 - 前記ベース動き結合器(1064)および前記拡張動き結合器は、逆の予測操作だけ、または、逆の予測操作および逆の更新操作を実行するように形成されている、請求項16ないし請求項20のいずれかに記載の装置。
- 補間器(1070)が、補間されるピクセルの環境において複数のピクセルを用いて補間フィルタ操作を用いるように形成されている、請求項18ないし請求項20のいずれかに記載の装置。
- 前記補間フィルタは、他の変換ブロックのピクセルが補間されるピクセルの近くに存在する場合に、他の変換ブロックのピクセルの代わりに合成された値を用いるように形成されている、請求項22に記載の装置。
- 前記符号化されたビデオシーケンスは、マクロブロックに対する拡張動きデータを有し、動きデータ制御信号(1070)は、予測信号が前記ベース動きデータのスケールされた動きベクトルから導出される前記拡張動きデータの基礎をなしているかどうかを、または、予測信号が前記ベース動きデータから導出されない前記拡張動きデータの基礎をなしているどうかを示す前記拡張動きデータに関連付けられ、さらに、前記装置は、前記動きデータ制御信号(1070)を読み取り、さらに前記ベース動きデータの前記スケールされたバージョンを用いて前記制御信号に基づいて前記拡張動きデータを計算するように形成されている、請求項16ないし請求項23のいずれかに記載の装置。
- マクロブロックに対する前記符号化されたビデオシーケンスは、マクロブロックが中間レイヤ予測によりまたは中間レイヤ予測なしで生成されたかどうかを示す、前記拡張スケーリングレイヤにおいて中間レイヤ予測制御信号(1030)を有し、さらに
前記装置は、前記中間レイヤ予測制御信号(1030)が考慮されたマクロブロックに対する中間レイヤ予測を示す場合にだけ、前記中間レイヤ結合器(1074)をアクティブにするようにさらに形成されている、請求項16ないし請求項24のいずれかに記載の装置。 - ベーススケーリングレイヤ(1002)および拡張スケーリングレイヤ(1004)を有する符号化されたビデオシーケンスを復号化するための方法であって、前記方法は、
残差ピクチャの復号化されたベースシーケンスおよびベース動きデータを得るために前記ベーススケーリングレイヤを復号化するステップ(1060)と、
前記ベース動きデータおよび残差ピクチャの前記復号化されたシーケンスを用いて前記ベーススケーリングレイヤのピクチャのシーケンスを得るためにベース動き結合(1064)を実行するステップと、
拡張予測残差ピクチャを得るために前記拡張スケーリングレイヤを復号化するステップ(1066)と、
残差ピクチャの拡張シーケンスを得るために、残差ピクチャの前記復号化されたベースシーケンスまたは残差ピクチャの補間されたベースシーケンスと前記拡張予測残差ピクチャとを結合するステップ(1074)と、
残差ピクチャの前記拡張シーケンスおよび拡張動きデータを用いて前記拡張スケーリングレイヤのピクチャのシーケンスを得るために拡張動き結合(1076)を実行するステップとを備える、方法。 - 請求項15または請求項26に記載の方法がコンピュータ上で実行されるときに、前記方法を実行するためのコンピュータプログラム。
- ベーススケーリングレイヤ(1002)および拡張スケーリングレイヤ(1004)を有する符号化されたビデオシーケンスを有するコンピュータ読み取り可能な媒体であって、前記符号化されたビデオシーケンスは、請求項16に記載の復号化するための装置で復号化される場合に、復号化された第1スケーリングレイヤおよび復号化された第2スケーリングレイヤを生成するように形成されている、媒体。
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