JP2015057919A - 動き補償方法及び動き補償装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 補間フィルタ係数を決定して映像を補間する方法に係り、画素単位間に位置する少なくとも1つの副画素単位のピクセル値を生成するための補間フィルタにおいて、副画素単位の補間位置及び平滑度に基づいて、異なって補間フィルタを選択し、選択された補間フィルタを利用して、画素単位ピクセルのピクセル値を補間し、少なくとも1つの副画素単位のピクセル値を生成する平滑化を考慮した映像補間方法である。
【選択図】 図1
Description
副画素単位のピクセル値を生成するための画素単位ピクセルに係わる補間は、補間フィルタリングを介して具現されてもよい。補間フィルタリングを数学式で表現すれば、下記の通りである。
以下、補間部14が直交基底関数に基づいた変換及び逆変換を利用する補間フィルタリングについて説明する。特に、直交基底関数の一例として、離散コサイン変換を例として挙げて説明する。
一実施形態によって、ウィンドウ関数を利用して、補間フィルタ係数を平滑化する方式について説明する。
他の実施形態による平滑化補間フィルタは、2個のパラメータに基づいて、フィルタ係数の平滑度を決定することができる。変換及び逆変換に基づいた補間フィルタ係数と、平滑化マトリックスSとを合成した、副画素単位のための平滑化補間フィルタ係数は、数式(13)による。
一実施形態による映像補間装置10は、スプライン関数に基づいて、平滑化補間フィルタのフィルタ係数を決定することができる。
一実施形態による映像補間装置10は、多項式に基づいて、平滑化補間フィルタのフィルタ係数を決定することができる。
一実施形態による多様な平滑化補間フィルタ生成方法は、整数ではない浮動小数点数(floating point number)を生成する演算式に基づいて、フィルタ係数の絶対値は、ほぼ1より大きくない。特に、副画素単位の補間位置αによって、整数ではない実数の演算結果が発生することもある。
{fm(5/8)}={10,−35,117,196,−42,11}
すなわち、m=−2,−1,0であるときの{fm(3/8)}と、m=3,2,1であるときの{fm(5/8)}とが同一であり、m=3,2,1であるときの{fm(3/8)}と、m=−2,−1,0であるときの{fm(5/8)}とが同一であるということが確認される。従って、以下、図10ないし図12Cのテーブルでは、補間位置が1/2より小さいか、あるいはそれと同じである場合の補間フィルタ係数{fm(α)}だけが開示されているとしても、補間位置が1/2より大きい場合の残りの補間フィルタ係数{fm(α)}が決定されるということは、当業者であるならば、容易に理解することができるであろう。
図13Aは、一実施形態による平滑化補間フィルタを利用するビデオ符号化装置のブロック図を図示している。
効率的な映像補間のために、補間フィルタ係数を選択的に決定することができる。メモリにあらかじめ保存された補間フィルタ係数において、副画素単位の補間位置、平滑度、フィルタタップ数、ビット深、スケーリング比率、変換に基づいた補間フィルタリングの基底関数の種類、カラー成分などにより、所望の補間フィルタが選択され、副画素単位のピクセル値のための補間が行われる。メモリにあらかじめ保存された補間フィルタ係数を利用して補間されたピクセルを参照して動き補償が行われることにより、演算速度が増大する。
以下、図15ないし図27を参照して、一実施形態により、ツリー構造による符号化単位に基づいて、平滑化補間フィルタを利用するビデオ符号化装置及びビデオ復号化装置、並びにそれに相応するビデオ符号化方法及びビデオ復号化方法の実施形態について説明する。
=max(MinTransformSize,RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex))
現在符号化単位で可能な最小変換単位サイズ「CurrMinTuSize」と比べて、基礎変換単位サイズである「RootTuSize」は、システム上採択可能な最大変換単位サイズを示すことができる。すなわち、前記数式によれば、「RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)」は、基礎変換単位サイズである「RootTuSize」を最大変換単位分割情報に相応する回数ほど分割した変換単位サイズであり、「MinTransformSize」は、最小変換単位サイズであるので、これらのうち小さい値が、現在符号化単位で可能な最小変換単位サイズ「CurrMinTuSize」である。
すなわち、現在予測モードがインターモードであるならば、変換単位分割情報が0である場合の変換単位である基礎変換単位サイズである「RootTuSize」は、最大変換単位サイズ及び現在予測単位サイズのうち小さい値に設定される。
すなわち、現在予測モードがイントラモードであるならば、基礎変換単位サイズである「RootTuSize」は、最大変換単位サイズ及び現在パーティション単位サイズのうち小さい値に設定される。
以下、実施の形態により教示される手段を例示的に列挙する。
(付記1)
映像を補間する方法において、
画素単位間に位置する少なくとも1つの副画素単位のピクセル値を生成するための補間フィルタにおいて、前記副画素単位の補間位置及び平滑度に基づいて、異なって補間フィルタを選択する段階と、
前記選択された補間フィルタを利用して、画素単位ピクセルのピクセル値を補間し、前記少なくとも1つの副画素単位のピクセル値を生成する段階と、を含むことを特徴とする平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記2)
前記補間フィルタは、複数個の基底関数に基づいて、前記画素単位ピクセルを変換し、前記変換結果として生成された複数個の係数を逆変換するためのフィルタ係数から構成されたことを特徴とする付記1に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記3)
前記補間フィルタは、前記画素単位ピクセルと前記補間位置との距離に基づいて、前記平滑度が決定されるフィルタ係数から構成されたことを特徴とする付記1に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記4)
前記補間フィルタは、前記画素単位ピクセルのうち、前記補間位置に隣接するピクセルと前記補間位置との距離に基づいて、前記平滑度が決定されるフィルタ係数から構成されたことを特徴とする付記1に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記5)
前記補間フィルタは、前記画素単位ピクセルを空間ドメインで補間するために、前記複数個の基底関数を利用した変換及び逆変換のためのフィルタ及びウィンドウ関数を合成したフィルタ係数から構成され、
前記ウィンドウ関数は、前記補間位置を中心に対称的な形態であることを特徴とする付記2に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記6)
前記補間フィルタは、前記画素単位ピクセルを空間ドメインで補間するために、前記複数個の基底関数を利用した変換及び逆変換のためのフィルタに、平滑度パラメータを合成させたフィルタ係数から構成され、
前記平滑度パラメータは、前記平滑度の速度及び前記平滑度の範囲のうち少なくとも一つを制御することを特徴とする付記2に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記7)
前記補間フィルタは、スプライン関数である基底関数に基づいて、前記スプライン関数の境界条件によって、前記画素単位ピクセルの境界ピクセルで、最大に平滑化するためのフィルタ係数から構成されることを特徴とする付記2に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記8)
前記補間フィルタは、多項式である基底関数に基づいて、前記補間フィルタの低周波応答を最大化させるフィルタ係数から構成されたことを特徴とする付記2に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記9)
前記補間フィルタ選択段階は、前記補間フィルタにおいて、フィルタ係数が整数に拡大された補間フィルタを選択する段階を含み、
前記副画素単位のピクセル値生成段階は、前記選択された補間フィルタを利用して生成したピクセル値を、前記スケーリング比率に基づいて正規化する段階を含むことを特徴とする付記1に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記10)
前記補間フィルタ選択段階は、クロマ成分のピクセル補間のために、前記補間フィルタのうち、ルマ成分のピクセルのための補間フィルタより平滑度が高い補間フィルタを選択する段階を含み、
前記副画素単位のピクセル値生成段階は、前記クロマ成分のピクセル及びルマ成分のピクセル別に、それぞれ選択された互いに異なる補間フィルタを利用して、前記副画素単位のピクセル値を生成する段階を含むことを特徴とする付記1に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記11)
前記補間フィルタは、i)フィルタ係数{−1,4,−10,57,19,−7,3,−1}で構成された8タップ、スケーリング比率26、1/4画素単位の補間フィルタ、(ii)フィルタ係数{−1,4,−11,40,40,−11,4,−1}で構成された8タップ、スケーリング比率26、1/2画素単位の補間フィルタ、(iii)フィルタ係数{−3,60,8,−1}で構成された4タップ、スケーリング比率26、1/8画素単位の補間フィルタ、(iv)フィルタ係数{−4,54,16,−2}で構成された4タップ、スケーリング比率26、1/4画素単位の補間フィルタ、(v)フィルタ係数{−5,46,27,−4}で構成された4タップ、スケーリング比率26、3/8画素単位の補間フィルタ、(vi)フィルタ係数{−4,36,36,−4}で構成された4タップ、スケーリング比率26、1/2画素単位の補間フィルタのうち少なくとも一つを含むことを特徴とする付記1に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記12)
前記映像補間方法は、
ビデオエンコーダにより、入力ピクチャのブロック別に、前記ビデオエンコーダに保存された補間フィルタにおいて、前記副画素単位の補間位置及び平滑度に基づいて、異なって補間フィルタを選択し、前記選択された補間フィルタを利用して、画素単位ピクセルのピクセル値を補間し、前記少なくとも1つの副画素単位のピクセル値を生成して予測符号化を行い、前記予測符号化による予測結果について、変換及び量子化を行う段階と、
前記量子化された変換係数及び符号化情報について、エントロピ符号化を行って生成されたビットストリームを出力する段階と、を含む特徴とする付記1に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記13)
前記映像補間方法は、
ビデオデコーダにより、ビデオの符号化されたビットストリームを受信し、エントロピ復号化を行ってパージングし、符号化情報と、前記ビデオピクチャの符号化されたデータとを抽出する段階と、
前記ピクチャのうち現在ブロックの符号化されたデータのうち、量子化された変換係数について逆量子化及び逆変換を行い、前記ビデオデコーダに保存された補間フィルタにおいて、前記副画素単位の補間位置及び平滑度に基づいて、異なって補間フィルタを選択し、前記選択された補間フィルタを利用して、画素単位ピクセルのピクセル値を補間し、前記少なくとも1つの副画素単位のピクセル値を生成して予測復号化を行い、前記ピクチャを復元する段階と、を含むことを特徴とする付記1に記載の平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記14)
映像補間装置において、
画素単位間に位置する少なくとも1つの副画素単位のピクセル値を生成するための補間フィルタにおいて、前記副画素単位の補間位置及び平滑度に基づいて、異なって補間フィルタを選択するフィルタ選択部と、
前記選択された補間フィルタを利用して、画素単位ピクセルのピクセル値を補間し、前記少なくとも1つの副画素単位のピクセル値を生成する補間部と、を含むことを特徴とする平滑化を考慮した映像補間方法。
(付記15)
付記1に記載の映像補間方法を電算的に具現するためのプログラムが記録されたコンピュータで読み取り可能な記録媒体。
Claims (4)
- 動き補償方法において、
現在ブロックの予測のために副画素単位の参照位置を指すルマ動きベクトル及びクロマ動きベクトルを獲得する段階と、
前記現在ブロックがルマブロックである場合、ルマ参照ピクチャのための1/4画素単位の位置を決定し、前記ルマ参照ピクチャの整数画素単位のルマサンプルに対して8タップの補間フィルタを適用して2/4-画素位置のルマサンプルを生成する段階と、
前記現在ブロックがクロマブロックの時、クロマ参照ピクチャのための1/8画素単位の位置を決定し、前記クロマ参照ピクチャの整数画素単位のクロマサンプルに対して4タップの補間フィルタを適用して2/8-画素位置または4/8-画素位置のクロマサンプルを生成する段階と、
ルマ参照ピクチャ及びクロマ参照ピクチャのうち一つに前記ルマ動きベクトル及び前記クロマ動きベクトルのいうち一つを適用して前記現在ブロックの予測ブロックを生成する段階とを含み、
前記8タップの補間フィルタは8つのフィルタ係数を含み、
前記4タップの補間フィルタは4つのフィルタ係数を含むことを特徴とする動き補償方法。 - 前記ルマサンプルを生成する段階は、前記8タップの補間フィルタのフィルタ係数の総和が1になるように決定されたルマスケーリング率を用いて、前記8タップの補間フィルタを適用して生成されたサンプルをスケーリングする段階を含み、
前記クロマサンプルを生成する段階は、前記4タップの補間フィルタのフィルタ係数の総和が1になるように決定されたクロマスケーリング率を用いて、前記4タップの補間フィルタを適用して生成されたサンプルをスケーリングする段階を含み、
前記ルマスケーリング率が64であり、前記クロマスケーリング率が64であることを特徴とする請求項1に記載の動き補償方法。 - 前記ルマサンプルを生成する段階は、前記8タップの補間フィルタを用いて水平方向及び垂直方向のうち少なくとも一方向にフィルタリングを行う段階を含み、
前記クロマサンプルを生成する段階は、前記4タップの補間フィルタを用いて垂直方向及び垂直方向のうち少なくとも一方向にフィルタリングを行う段階を含むことを特徴とする請求項1に記載の動き補償方法。 - 動き補償装置において、
現在ブロックの予測のために副画素単位の参照位置を指す動きベクトルを獲得する動きベクトル獲得部と、
前記現在ブロックがルマブロックである場合、ルマ参照ピクチャのための1/4画素単位の位置を決定し、前記ルマ参照ピクチャの整数画素単位のルマサンプルに対して8タップの補間フィルタを適用して2/4-画素位置のルマサンプルを生成するルマ補間フィルタリング部と、
前記現在ブロックがクロマブロックの時、クロマ参照ピクチャのための1/8画素単位の位置を決定し、前記クロマ参照ピクチャの整数画素単位のクロマサンプルに対して4タップの補間フィルタを適用して2/8-画素位置または4/8-画素位置のクロマサンプルを生成するクロマ補間フィルタリング部と、
ルマ参照ピクチャ及びクロマ参照ピクチャのうち一つに前記ルマ動きベクトル及び前記クロマ動きベクトルのうち一つを適用して、前記現在ブロックの予測ブロックを生成する予測ブロック生成部を備え、
前記8タップの補間フィルタは8つのフィルタ係数を含み、
前記4タップの補間フィルタは4つのフィルタ係数を含むことを特徴とする動き補償装置。
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