JP2015032924A - Conversion quantization method, conversion quantization device and conversion quantization program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、残差特徴量を利用したHEVC(High Efficiency Video Coding)の変換量子化方法、変換量子化装置及び変換量子化プログラムに関する。 The present invention relates to a transform quantization method, transform quantization apparatus, and transform quantization program for HEVC (High Efficiency Video Coding) using residual feature quantities.
次世代の動画圧縮規格として注目されているHEVCは、ブロックサイズの適正化などの技術によって圧縮効率が優れており、従来の動画圧縮規格であるH.264/AVCとの比較でも約40%のビットレートを削減すると発表されている。しかし、圧縮効率が優れる反面、圧縮には数倍の計算量を要するとされている(例えば、非特許文献1参照)。この計算量の多さは、HEVCの特徴である“木構造予測”と“複数の予測モード”に主に起因する。 HEVC, which is attracting attention as a next-generation video compression standard, has excellent compression efficiency due to techniques such as optimization of the block size. In comparison with H.264 / AVC, it is announced that the bit rate is reduced by about 40%. However, while compression efficiency is excellent, compression is said to require several times the amount of calculation (see, for example, Non-Patent Document 1). This large amount of calculation results mainly from “tree structure prediction” and “multiple prediction modes”, which are features of HEVC.
この計算量の多さに関する問題を解決するために、オールゼロブロック(AZB)アルゴリズムが従来の符号化技術で用いられてきた。AZBアルゴリズムとは、変換量子化を計算することなく、オールゼロブロック、すなわち量子化後の係数がすべてゼロとなるブロックを事前に決定することができる方法である。オールゼロブロックと判定されたブロックに対しては、変換量子化を行う必要がなくなるため、結果として計算量が削減される。 In order to solve the problem related to the large amount of calculation, an all-zero block (AZB) algorithm has been used in a conventional encoding technique. The AZB algorithm is a method in which an all-zero block, that is, a block in which all coefficients after quantization are all zero can be determined in advance without calculating transform quantization. Since it is not necessary to perform transform quantization on a block determined to be an all-zero block, the calculation amount is reduced as a result.
これまでの提案の多くは、従来の動画圧縮規格であるH.263の8×8変換やH.264の4×4整数変換におけるAZB検出に関して行われている。非特許文献2ではオールゼロの変換係数ブロックの判定を詳細に分析していないため、十分条件を導いておらず誤検出が発生する。また、非特許文献3では従来のアルゴリズムを改善するため理論的条件を導出している。また、非特許文献4では、オールゼロの係数ブロックを早期に発見するための必要十分条件の分析に基づいて、低誤検出の判断方式を提案している。また、非特許文献5、非特許文献6では、H.264/AVCにおける4×4の整数変換に適用するモデルを提案している。最近では、非特許文献7において、H.264/AVCにおけるオールゼロの4×4ブロックの早期決定に、より効果的な十分条件が導出されている。 Many of the proposals so far have been related to H.264, which is a conventional video compression standard. H.263 8 × 8 conversion and H.264. This is done for AZB detection in H.264 4 × 4 integer transform. In Non-Patent Document 2, the determination of all-zero transform coefficient blocks is not analyzed in detail, so that sufficient conditions are not derived and erroneous detection occurs. In Non-Patent Document 3, theoretical conditions are derived in order to improve the conventional algorithm. Non-Patent Document 4 proposes a low error detection determination method based on an analysis of necessary and sufficient conditions for early detection of all-zero coefficient blocks. In Non-Patent Document 5 and Non-Patent Document 6, H. A model applied to 4 × 4 integer conversion in H.264 / AVC is proposed. Recently, in Non-Patent Document 7, H.C. A more effective sufficient condition has been derived for the early determination of all-zero 4 × 4 blocks in H.264 / AVC.
前述のように、従来のビデオ符号化標準に基づいたAZBアルゴリズムは多く提案されているが、これらをHEVCに直接適用するだけでは十分な効果が得られないという問題がある。その理由は主に以下の2点である。 As described above, many AZB algorithms based on the conventional video coding standard have been proposed, but there is a problem that a sufficient effect cannot be obtained only by directly applying them to HEVC. The reasons are mainly the following two points.
1点目は、HEVCで採用されている四分木構造では、ブロックのサイズ及び深さの両方についてAZBアルゴリズムを適用しなければならない点である。深さとは、四分木構造で分割されるブロックの分割回数を表す概念であり、さまざまなサイズと、その分割の深さの両方に対応したアルゴリズムを適用する必要がある。 The first point is that in the quadtree structure adopted in HEVC, the AZB algorithm must be applied for both the block size and depth. The depth is a concept representing the number of divisions of a block divided by a quadtree structure, and it is necessary to apply an algorithm corresponding to both various sizes and the division depth.
2点目は、AZBアルゴリズムを適用することにより、結果として大きなサイズの変換ユニット(TU:Transform Unit)を選択して終了してしまう傾向がある点である。さまざまなサイズのTUにあわせた調整を行う必要がある。 The second point is that by applying the AZB algorithm, as a result, a large-sized transform unit (TU: Transform Unit) tends to be selected and terminated. It is necessary to make adjustments for various sizes of TUs.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、さまざまなブロックサイズに対してAZBを検出できるようにするとともに、異なるサイズの変換ユニットに対して重みづけによる調整を可能にした変換量子化方法、変換量子化装置及び変換量子化プログラムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and makes it possible to detect AZB for various block sizes, and to enable conversion units having different sizes to be adjusted by weighting. It is an object to provide a quantization method, a transform quantization apparatus, and a transform quantization program.
本発明は、画像符号化におけるインター予測残差とその差分絶対値和から量子化変換係数を算出する変換量子化方法であって、変換量子化サイズ、QP値、ビット深度と変換係数閾値の関係を示す変換係数閾値表から画像符号化対象であるN×Nサイズのブロック(N=2n,nは3以上の整数)の変換量子化サイズN、入力されたQP値及びビット深度に対応する変換係数閾値を求める変換係数閾値特定ステップと、前記変換量子化サイズに対して定まる調整係数を前記変換係数閾値に掛けた結果を差分絶対値和上限値とする差分絶対値和上限値算出ステップと、前記差分絶対値和と前記差分絶対値和上限値とを比較するAZB判定ステップと、前記AZB判定ステップにより差分絶対値和の方が前記差分絶対値和上限値より小さいと判定された場合には、量子化変換係数をゼロとする量子化変換係数決定ステップと、前記AZB判定ステップにより差分絶対値和の方が前記差分絶対値和上限値より大きいか等しいと判定された場合には、前記N×Nサイズのブロックを4つの(N/2)×(N/2)サイズのブロックに分割して再度前記AZB判定ステップを実行する分割ステップとを有することを特徴とする。 The present invention relates to a transform quantization method for calculating a quantized transform coefficient from an inter prediction residual in image coding and a sum of absolute differences thereof, and the relationship between transform quantization size, QP value, bit depth, and transform coefficient threshold value Corresponding to the transform quantization size N, the input QP value, and the bit depth of an N × N size block (N = 2 n , where n is an integer of 3 or more) that is the object of image coding. A transform coefficient threshold specifying step for obtaining a transform coefficient threshold; and a difference absolute value sum upper limit calculating step in which a result obtained by multiplying the transform coefficient threshold by an adjustment coefficient determined for the transform quantization size is a difference absolute value sum upper limit value; The difference absolute value sum and the difference absolute value sum upper limit value are compared with each other, and the AZB determination step determines that the difference absolute value sum is smaller than the difference absolute value sum upper limit value. In the case where it is determined that the difference absolute value sum is greater than or equal to the difference absolute value sum upper limit value by the quantization transform coefficient determination step in which the quantization transform coefficient is zero and the AZB determination step Has a dividing step of dividing the N × N size block into four (N / 2) × (N / 2) size blocks and executing the AZB determination step again.
本発明は、前記変換係数閾値表は、前記インター予測残差と変換係数がガウス分布に従うとしたうえで、画像符号化対象のブロックの量子化変換係数の絶対値がすべて1より小さいとした場合に導出される値を変換係数閾値として定めたことを特徴とする。 According to the present invention, when the inter prediction residual and the transform coefficient follow a Gaussian distribution, and the absolute values of the quantized transform coefficients of the block to be image-coded are all smaller than 1 in the transform coefficient threshold table, The value derived in the above is defined as a conversion coefficient threshold value.
本発明は、画像符号化におけるインター予測残差とその差分絶対値和から量子化変換係数を算出する変換量子化装置であって、変換量子化サイズ、QP値、ビット深度と変換係数閾値の関係を示す変換係数閾値表から画像符号化対象であるN×Nサイズのブロック(N=2n,nは3以上の整数)の変換量子化サイズN、入力されたQP値及びビット深度に対応する変換係数閾値を求める変換係数閾値特定手段と、前記変換量子化サイズに対して定まる調整係数を前記変換係数閾値に掛けた結果を差分絶対値和上限値とする差分絶対値和上限値算出手段と、前記差分絶対値和と前記差分絶対値和上限値とを比較するAZB判定手段と、前記AZB判定手段により差分絶対値和の方が前記差分絶対値和上限値より小さいと判定された場合には、量子化変換係数をゼロとする量子化変換係数決定手段と、前記AZB判定手段により差分絶対値和の方が前記差分絶対値和上限値より大きいか等しいと判定された場合には、前記N×Nサイズのブロックを4つの(N/2)×(N/2)サイズのブロックに分割して再度前記AZB判定手段による判定を実行する分割手段とを備えることを特徴とする。 The present invention is a transform quantization apparatus that calculates a quantized transform coefficient from an inter prediction residual in image coding and a sum of absolute differences thereof, and the relationship between transform quantization size, QP value, bit depth, and transform coefficient threshold value Corresponding to the transform quantization size N, the input QP value, and the bit depth of an N × N size block (N = 2 n , where n is an integer of 3 or more) that is the object of image coding. A transform coefficient threshold specifying means for obtaining a transform coefficient threshold; and a difference absolute value sum upper limit calculating means for setting a difference absolute value sum upper limit as a result of multiplying the transform coefficient threshold by an adjustment coefficient determined for the transform quantization size; The difference absolute value sum and the difference absolute value sum upper limit value are compared, and the AZB determination means determines that the difference absolute value sum is smaller than the difference absolute value sum upper limit value. Is When the quantized transform coefficient determining means for setting the quantized transform coefficient to zero and the AZB determining means determine that the sum of absolute differences is greater than or equal to the upper limit of absolute differences, the N × A dividing unit that divides the N-sized block into four (N / 2) × (N / 2) -sized blocks and performs the determination by the AZB determining unit again.
本発明は、コンピュータに、前記変換量子化方法を実行させるための変換量子化プログラムである。 The present invention is a transform quantization program for causing a computer to execute the transform quantization method.
本発明によれば、さまざまなブロックサイズに対してAZBを検出できるようにするとともに、異なるサイズの変換ユニットに対して重みづけによる調整を可能にすることにより、最適な変換量子化を行うことが可能になるという効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to perform optimum transform quantization by making it possible to detect AZB for various block sizes, and enabling adjustment by weighting for transform units of different sizes. The effect that it becomes possible is obtained.
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による変換量子化装置を説明する。本発明による提案は2つの技術から構成され、一つはさまざまなブロックサイズに対するAZBの検出(可変ブロックサイズAZB検出)であり、もう一つは、重みづけ調整(重みによるアジャストメント)である。さまざまなブロックサイズのAZBを検出するために、残差および変換された係数を、ガウス分布と仮定してモデル化する。分散はマルコフ過程を仮定して計算する。AZBとなるためには、すべての係数は共分散のDC成分よりも小さい必要があるため、この条件を使用してAZBの判定を行う。さらに重みづけの調整を行うことによって、より大きなサイズの変換に対する重みを小さくする。これを行うことにより、より小型の変換を考慮することができる。 Hereinafter, a transform quantization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The proposal according to the present invention is composed of two techniques, one is AZB detection (variable block size AZB detection) for various block sizes, and the other is weight adjustment (adjustment by weight). In order to detect AZB of various block sizes, the residuals and transformed coefficients are modeled assuming a Gaussian distribution. The variance is calculated assuming a Markov process. In order to become AZB, all the coefficients need to be smaller than the DC component of the covariance, so AZB is determined using this condition. Further, by adjusting the weight, the weight for the larger size conversion is reduced. By doing this, a smaller conversion can be considered.
図1は同実施形態によるHEVCのエンコード処理部の構成を示すブロック図である。エンコード処理部は、インター予測部1、AZB判定部2、整数変換量子化部3及びエントロピー符号化部4で構成される。インター予測を処理した後、残差rijとそのSAD(差分絶対値和)は、変換・量子化の計算が必要とされているか否かを判定するために、AZB判定部2に送られる。SADの値は、AZB判定部2で再計算する必要をなくすために、インター予測部1から送られる。AZB判定部2においてAZB判定方法に従い、ブロックがAZBとして判定されると、変換・量子化行列qijを直接0に設定し、エントロピー符号化部4に送信することができる。QP(量子化パラメータ)の値は、インター予測部1、AZB判定部2、整数変換量子化部3及びエントロピー符号化部4に入力される。 FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an encoding processing unit of HEVC according to the embodiment. The encoding processing unit includes an inter prediction unit 1, an AZB determination unit 2, an integer transform quantization unit 3, and an entropy coding unit 4. After the inter prediction is processed, the residual r ij and its SAD (sum of absolute differences) are sent to the AZB determination unit 2 in order to determine whether or not conversion / quantization calculation is required. The SAD value is sent from the inter prediction unit 1 to eliminate the need for recalculation by the AZB determination unit 2. If the block is determined as AZB in the AZB determination unit 2 according to the AZB determination method, the transform / quantization matrix q ij can be directly set to 0 and transmitted to the entropy encoding unit 4. The value of QP (quantization parameter) is input to the inter prediction unit 1, the AZB determination unit 2, the integer transform quantization unit 3, and the entropy coding unit 4.
次に、AZB判定処理について説明する。始めに、図2を参照して、従来手法によるAZB判定処理を説明する。図2は、従来技術によるAZB判定処理を示す図である。図2に示すように、従来手法では、ある特定のブロックサイズ(図では4×4ブロック)について、閾値計算を行い(ステップS1)、SADの値が閾値以下か否かを判定(ステップS2)することによって、オールゼロブロックか否かを判定している。 Next, the AZB determination process will be described. First, the AZB determination process according to the conventional method will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram illustrating an AZB determination process according to the prior art. As shown in FIG. 2, in the conventional method, threshold calculation is performed for a specific block size (4 × 4 blocks in the figure) (step S1), and it is determined whether or not the value of SAD is equal to or less than the threshold (step S2). By doing so, it is determined whether or not it is an all-zero block.
次に、図3を参照して、本実施形態による手法を説明する。図3は、本実施形態によるAZB判定処理を示す図である。この手法は、大きなサイズから小さなサイズに向けて連続的に閾値の判定を行うことで、複数のブロックサイズが候補となるHEVC符号化においても効率的なAZB判定を行うことができる。 Next, the method according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating AZB determination processing according to the present embodiment. This method can perform efficient AZB determination even in HEVC encoding in which a plurality of block sizes are candidates by continuously performing threshold determination from a large size to a small size.
変換量子化サイズ(N)とQP値(QP)を入力として、ビット深度(Bit depth)を出力することができる閾値表をそれぞれ参照(ステップS11、S12、S13)して、入力の変換量子化サイズ(N)とQP値(QP)に対する閾値(ビット深度)を求める。閾値表の例を表1、表2に示す。表1、表2に示す閾値は事前に計算されているものとする。
インター予測処理では、SADは、1つのコーディングユニット(CU)を対象とし、その動き推定によって計算される。現在入力されている残差のブロックサイズにおけるSADの値と、対応する閾値とを比較し(ステップS14)、SADがしきい値よりも小さい場合には、現在の残差ブロック(例えば、2N×2N)は、すべてゼロのブロック(2N×2N)として認識される。条件が満たされない場合、残差ブロックはさらに小さいサイズに分割されて繰り返し判定を行う(ステップS14、S15)。 In the inter prediction process, the SAD is calculated by motion estimation for one coding unit (CU). The SAD value in the currently input residual block size is compared with the corresponding threshold value (step S14). If the SAD is smaller than the threshold value, the current residual block (for example, 2N × 2N) is recognized as an all zero block (2N × 2N). If the condition is not satisfied, the residual block is further divided into smaller sizes and repeatedly determined (steps S14 and S15).
図3に示す例では、処理順序が大きなサイズから小さなサイズに向けて行うようになっているので、より大きなサイズのブロックが、より事前にチェックされる。これによって、本実施形態による手法では、より大きなサイズでAZBと判定されてしまう影響がある。それはAZBがより小さいTUサイズで発生したときが最適解であっても、それが無視されてしまうことを意味する。この欠陥を克服するために、重み付けしきい値(W2NTH(QP)2N×2N、WNTH(QP)N×N、WN/2TH(QP)N/2×N/2)を適用する。W2N、WNおよびWN/2はそれぞれ(2N×2N、N×N、(N/2)×(N/2))に対応する残差のブロックサイズの重みを表す。TH(QP)2N×2N、TH(QP)N×NとTH(QP)N/2×N/2は、それぞれ対応する残差のブロックサイズのしきい値(2N×2N、N×N、(N/2)×(N/2))を表している。 In the example shown in FIG. 3, the processing order is performed from a large size to a small size, so that a block of a larger size is checked in advance. As a result, the method according to the present embodiment has an effect of determining AZB with a larger size. That means that even when the AZB occurs with a smaller TU size, it is ignored even if it is the optimal solution. In order to overcome this deficiency, the weighting threshold values (W 2N TH (QP) 2N × 2N , W N TH (QP) N × N , W N / 2 TH (QP) N / 2 × N / 2 ) are used. Apply. W 2N , W N and W N / 2 represent the block size weights of the residuals corresponding to (2N × 2N, N × N, (N / 2) × (N / 2)), respectively. TH (QP) 2N × 2N , TH (QP) N × N and TH (QP) N / 2 × N / 2 are respectively the corresponding residual block size thresholds (2N × 2N, N × N, (N / 2) × (N / 2)).
以上より、図1に示す本実施形態による手法と従来手法との差は以下のように要約することができる。
(1)判定処理を高速に行うために、各TUサイズに対応する閾値テーブルを事前に計算して使用する。
(2)重みづけ調整は、より大きなサイズでAZBが判定される影響をなくすために追加される。
From the above, the difference between the method according to the present embodiment shown in FIG. 1 and the conventional method can be summarized as follows.
(1) A threshold table corresponding to each TU size is calculated and used in advance in order to perform the determination process at high speed.
(2) Weighting adjustment is added to eliminate the effect of determining AZB at a larger size.
次に、AZBしきい値の詳細な導出について説明する。始めに、異なるブロックサイズのAZBしきい値の導出について説明する。図4は、変換量子化計算のプロセスを示す図である。図4に示すように、しきい値の導出は変換量子化の計算プロセスを逆にしたものに従う。すなわち、残差から変換を行った後に、量子化を行って係数を得る。 Next, detailed derivation of the AZB threshold will be described. First, derivation of AZB threshold values for different block sizes will be described. FIG. 4 is a diagram illustrating a process of transform quantization calculation. As shown in FIG. 4, the derivation of the threshold follows a reverse of the transform quantization calculation process. That is, after transforming from the residual, quantization is performed to obtain a coefficient.
図5は、AZB閾値の導出過程を表す図である。量子化された変換係数(量子化変換係数qij)すべての絶対値が1より小さい場合、そのブロックはAZBになる。この場合、量子化前の変換係数(変換係数dij)は、量子化パラメータ(QP)の分布する範囲に制限される。さらに、入力される残差信号の値と、変換係数との関係を、ガウス分布としてモデル化する。入力される残差信号のガウス分布と、変換係数のガウス分布との差異を計算することによって、差分絶対値和(SAD)とAZB閾値との関係を構築する。 FIG. 5 is a diagram illustrating the derivation process of the AZB threshold value. If the absolute values of all quantized transform coefficients (quantized transform coefficients q ij ) are less than 1, the block is AZB. In this case, the transform coefficient before the quantization (transform coefficient d ij ) is limited to a range in which the quantization parameter (QP) is distributed. Further, the relationship between the value of the input residual signal and the transformation coefficient is modeled as a Gaussian distribution. By calculating the difference between the Gaussian distribution of the input residual signal and the Gaussian distribution of the transform coefficients, the relationship between the sum of absolute differences (SAD) and the AZB threshold is constructed.
HM6.3(HEVC試験モデルのバージョン6.3)でのスケーリングおよび量子化の定義に基づいて、特定のN×Nブロックに対する量子化された変換係数qijは、((i,j=0...N−1)、量子化前の変換係数dij(i,j=0...N−1)を使って、以下のように計算される。
つまり
ゆえに、
以下、THTR[QP]ijを変換係数閾値と呼ぶことにする。インター予測残差である残差サンプルrij(i,j=0...N−1)と量子化前変換係数dijは、ガウス分布としてモデル化しているので、dijの分布は(−nσ,nσ)で表される。nはゼロ以上の実数である。n=3の場合、dijがこの範囲になる確率は約99%である。そして、変換係数の分布σT(u,v)と、インター予測残差の分布σrをガウス分布とした場合の当該2つの分布の分散間で成立する関係(近似式)を導出すると、次の関係が成り立つ。
なお、[A]u,uは行列Aの(u,u)番目のコンポーネントである。そして残差は以下のようにガウス分布としてモデル化される。
(11)式で最大の値は、DC成分で発生しているので、
8×8ブロックの場合におけるSADと変換係数閾値の関係をインター予測残差の分布の分散がSADを用いた式で近似できることから不等式として導出すると、
N=8の場合、
If N = 8,
他のサイズのAZBしきい値の導出も、同じ手順に従って以下のように計算できる。
次に、ブロックの異なる深さに対するしきい値の調整について説明する。前述したしきい値((15)式ないし(18)式の右辺のこと、以下、残差閾値)の中で、nはAZBの検出率を制御する、重要な要因である。nを小さく設定することで、より多くのブロックで変換量子化がスキップされるが、その反面、より多くの誤検出が発生する可能性がある。ここでは、異なるサイズの変換量子化のために、より適切なnを設定するためのテクニックを説明する。図5から、1つのTUの処理は大きいサイズから小さいサイズの順に計算されることがわかる。HMに記述された元のプロセスは、全体の候補となる変換量子化を計算し、RD最適化の基準に基づいて最適なソリューションを選択する。この処理は、図6に示すように周波数ドメインでも説明することができる。図6に示す3つのグラフは、同じTUを異なる変換サイズで計算した後のエネルギーを示している。これらの比較から、より小さいサイズの変換において、AZBブロックの発生割合が大きいことがわかる。大きいサイズで終了してしまう影響を修正するために、前述した残差閾値を、次のように調整する。
次に、本実施形態によって生じる効果について説明する。始めに、符号化効率について説明する。符号化効率を比較するには一般的に、発生したビット量(bitRate)と原画像との歪み(Distortion)とを2次元グラフ化したRD曲線を使用するが、本実施形態においてはRD曲線の差がわずかでわかりにくくなることを避ける目的で、ビデオ圧縮性能比較のため、参考文献「G. Bjontegard, ''Calculation of average PSNR differences between RD-curves,'' ITU-T VCEG-M33, 2001.」に記載のBDBRを採用する。 Next, effects produced by this embodiment will be described. First, encoding efficiency will be described. In order to compare the coding efficiency, generally, an RD curve in which a generated bit amount (bitRate) and distortion (distortion) of an original image are two-dimensionally graphed is used. For the purpose of avoiding the slight difference and obscure, the reference `` G. Bjontegard, '' Calculation of average PSNR differences between RD-curves, '' ITU-T VCEG-M33, 2001. The BDBR described in the above is adopted.
これは、本実施形態にもとづくアルゴリズムと、従来のHM(以降、デフォルトHMと称する)の性能との間のビットレートの平均差であり、表4に示すように、ビデオの品質を測定するものである。BDBRにおける+はビットレートの利得を表す。HEVCの新しいコーディングツールレート歪み最適化に基づいた量子化処理(RDOQ)と非正方形の4分木変換(NSQT)の両方を組み合わせて、ランダムアクセスの設定で評価する。結果は、RDOとNSQTをオフにした第1の方法I、RDOQをオンにした第2の方法II、NSQTをオンにした第3の方法IIIに分類される。
また、変換量子化の時間の削減を表5に示す。ここでは、(19)式に基づいて変換量子化の時間の節約が計算される。TIMEHMはHM6.3によって消費される変換量子化時間である。TIMEproposalは前述したアルゴリズムの変換量子化時間である。それはRDOQとNSQTで51%から42%の時間短縮を達成した。前述したアルゴリズムは、H.264の従来の方法に比べ、変換量子化だけでなく、総エンコード時間の節約でより重要な役割を果たしている。トラバース計算と大きいサイズ変換量子化の四分木構造を追加することによって、それがAZB法を用いて、前述したアルゴリズムは全体のエンコーダを加速する効果がある。
次に、AZBの検出率について説明する。AZB検出精度を比較するため、2つのテストクラス列の検出率を図7に示す。ここで、横軸はQP値を表し、縦軸はAZBの検出率(DR)を表す。AZB DRの次のように計算される。
以上説明したように、さまざまなブロックサイズのオールゼロブロックの検出は、残差のガウシアン・モデリングと変換された係数によって導出することができる。また、大きいブロックサイズ決定の影響を克服するために、重み調整は残差の対応する大きさの変換周波数解析することによって行うことができる。 As described above, detection of all-zero blocks of various block sizes can be derived by Gaussian modeling of residuals and transformed coefficients. Also, in order to overcome the influence of large block size determination, the weight adjustment can be performed by analyzing the conversion frequency of the corresponding magnitude of the residual.
前述した実施形態における変換量子化装置をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、PLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。 The transform quantization apparatus in the above-described embodiment may be realized by a computer. In that case, a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read into a computer system and executed. Here, the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a flexible medium, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM and a CD-ROM, and a hard disk incorporated in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” dynamically holds a program for a short time like a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. In this case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client in that case may be included and a program held for a certain period of time. Further, the program may be for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in the computer system. It may be realized using hardware such as PLD (Programmable Logic Device) or FPGA (Field Programmable Gate Array).
以上、図面を参照して本発明の実施の形態を説明してきたが、上記実施の形態は本発明の例示に過ぎず、本発明が上記実施の形態に限定されるものではないことは明らかである。したがって、本発明の技術思想及び範囲を逸脱しない範囲で構成要素の追加、省略、置換、その他の変更を行ってもよい。 As mentioned above, although embodiment of this invention has been described with reference to drawings, the said embodiment is only the illustration of this invention, and it is clear that this invention is not limited to the said embodiment. is there. Therefore, additions, omissions, substitutions, and other modifications of the components may be made without departing from the technical idea and scope of the present invention.
さまざまなブロックサイズに対してAZBを検出できるようにするとともに、異なるサイズの変換ユニットに対して重みづけによる調整を可能にすることが不可欠な用途も適用できる。 In addition to being able to detect AZB for various block sizes, it is also possible to apply applications where it is essential to enable adjustment by weighting for different size transform units.
1・・・インター予測部、2・・・AZB判定部、3・・・整数変換量子化部、4・・・エントロピー符号化部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inter prediction part, 2 ... AZB determination part, 3 ... Integer transform quantization part, 4 ... Entropy encoding part
Claims (4)
変換量子化サイズ、QP値、ビット深度と変換係数閾値の関係を示す変換係数閾値表から画像符号化対象であるN×Nサイズのブロック(N=2n,nは3以上の整数)の変換量子化サイズN、入力されたQP値及びビット深度に対応する変換係数閾値を求める変換係数閾値特定ステップと、
前記変換量子化サイズに対して定まる調整係数を前記変換係数閾値に掛けた結果を差分絶対値和上限値とする差分絶対値和上限値算出ステップと、
前記差分絶対値和と前記差分絶対値和上限値とを比較するAZB判定ステップと、
前記AZB判定ステップにより差分絶対値和の方が前記差分絶対値和上限値より小さいと判定された場合には、量子化変換係数をゼロとする量子化変換係数決定ステップと、
前記AZB判定ステップにより差分絶対値和の方が前記差分絶対値和上限値より大きいか等しいと判定された場合には、前記N×Nサイズのブロックを4つの(N/2)×(N/2)サイズのブロックに分割して再度前記AZB判定ステップを実行する分割ステップと
を有することを特徴とする変換量子化方法。 A transform quantization method for calculating a quantized transform coefficient from an inter prediction residual in image coding and a sum of absolute differences thereof,
Transformation of N × N size block (N = 2 n , where n is an integer of 3 or more) that is the object of image coding from a transformation coefficient threshold table showing the relationship between transformation quantization size, QP value, bit depth and transformation coefficient threshold A transform coefficient threshold specifying step for obtaining a transform coefficient threshold corresponding to the quantization size N, the input QP value, and the bit depth;
A difference absolute value sum upper limit calculation step in which a result obtained by multiplying the transform coefficient threshold by an adjustment coefficient determined for the transform quantization size is a difference absolute value sum upper limit value;
An AZB determination step of comparing the difference absolute value sum and the difference absolute value sum upper limit value;
When the difference absolute value sum is determined to be smaller than the difference absolute value sum upper limit value by the AZB determination step, a quantization transform coefficient determination step that sets the quantization transform coefficient to zero;
If it is determined in the AZB determination step that the difference absolute value sum is greater than or equal to the difference absolute value sum upper limit value, the block of N × N size is divided into four (N / 2) × (N / And 2) a division step of dividing the block into sizes and executing the AZB determination step again.
変換量子化サイズ、QP値、ビット深度と変換係数閾値の関係を示す変換係数閾値表から画像符号化対象であるN×Nサイズのブロック(N=2n,nは3以上の整数)の変換量子化サイズN、入力されたQP値及びビット深度に対応する変換係数閾値を求める変換係数閾値特定手段と、
前記変換量子化サイズに対して定まる調整係数を前記変換係数閾値に掛けた結果を差分絶対値和上限値とする差分絶対値和上限値算出手段と、
前記差分絶対値和と前記差分絶対値和上限値とを比較するAZB判定手段と、
前記AZB判定手段により差分絶対値和の方が前記差分絶対値和上限値より小さいと判定された場合には、量子化変換係数をゼロとする量子化変換係数決定手段と、
前記AZB判定手段により差分絶対値和の方が前記差分絶対値和上限値より大きいか等しいと判定された場合には、前記N×Nサイズのブロックを4つの(N/2)×(N/2)サイズのブロックに分割して再度前記AZB判定手段による判定を実行する分割手段と
を備えることを特徴とする変換量子化装置。 A transform quantization apparatus for calculating a quantized transform coefficient from an inter prediction residual in image coding and a sum of absolute differences thereof,
Transformation of N × N size block (N = 2 n , where n is an integer of 3 or more) that is the object of image coding from a transformation coefficient threshold table showing the relationship between transformation quantization size, QP value, bit depth and transformation coefficient threshold Transform coefficient threshold specifying means for obtaining a transform coefficient threshold corresponding to the quantization size N, the input QP value, and the bit depth;
A difference absolute value sum upper limit calculating means that sets a result obtained by multiplying the transform coefficient threshold by an adjustment coefficient determined for the transform quantization size as a difference absolute value sum upper limit value;
AZB determination means for comparing the difference absolute value sum and the difference absolute value sum upper limit value;
When the difference absolute value sum is determined to be smaller than the difference absolute value sum upper limit value by the AZB determination unit, a quantization transform coefficient determination unit that sets the quantization transform coefficient to zero,
If it is determined by the AZB determination means that the sum of absolute differences is greater than or equal to the upper limit of absolute differences, the four blocks of (N / 2) × (N / 2) Dividing means that divides the block into size blocks and executes the determination by the AZB determining means again.
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