JP2015226316A - 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)において高速に変換量子化を行う変換量子化方法、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 performing transform quantization at high speed in HEVC (High Efficiency Video Coding) using a residual feature.
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でき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 has been announced that the bit rate can be 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。
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
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。
In
これに対し、非特許文献8では、ガウシアンモデルに基づいて算出された閾値と、ブロックのSAD(差分絶対値和)とを比較することにより、TU(変換単位処理ユニット)サイズを判定する手法が提案されている。非特許文献8ではガウシアンモデルを用いた閾値の算出を行っているが、閾値の算出に用いるモデルはガウス分布(ガウシアンモデル)に制限されるものではなく、ラプラス分布(ラプラシアンモデル)など他の分布モデルに従ってもよい。 On the other hand, in Non-Patent Document 8, there is a method for determining the TU (conversion unit processing unit) size by comparing the threshold calculated based on the Gaussian model and the SAD (sum of absolute differences) of the block. Proposed. In Non-Patent Document 8, the threshold value is calculated using the Gaussian model, but the model used for calculating the threshold value is not limited to the Gaussian distribution (Gaussian model), and other distributions such as the Laplace distribution (Laplacian model). You may follow the model.
しかしながら、非特許文献8によるラプラス分布やガウス分布に基づいた閾値によってTUサイズを判定する既存の手法は、主に二つの理由のために十分な演算量削減効果が得られないという問題がある。第一の理由は、非特許文献8で示す手順に基づいてTW(Temporary Worker:テンポラリワーカー)ブロックと判定されたブロックについて、TUサイズが事前に判定不可能と判定されたブロックとしていた。そして、現在のサイズ、および現在よりも小さなサイズ(たとえば、2N×2N、N×N、(N/2)×(N/2)の3サイズ)について、変換量子化演算を再帰的に実施するため、多くの冗長な演算が存在する。第二の理由は、ラプラス分布やガウス分布では、TWブロックと判定するための十分な精度を得ることができない。 However, the existing method of determining the TU size based on the threshold based on the Laplace distribution or the Gaussian distribution according to Non-Patent Document 8 has a problem that a sufficient amount of calculation reduction effect cannot be obtained mainly for two reasons. The first reason is that for a block determined to be a TW (Temporary Worker) block based on the procedure shown in Non-Patent Document 8, the TU size is determined to be unpredictable in advance. Then, the transform quantization operation is recursively performed for the current size and a size smaller than the current size (for example, 3 sizes of 2N × 2N, N × N, and (N / 2) × (N / 2)). Therefore, there are many redundant operations. The second reason is that the Laplace distribution or Gaussian distribution cannot provide sufficient accuracy for determining a TW block.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、残差特徴量を利用したHEVCにおいて高速に変換量子化を行う際に、十分に演算量を削減することができる変換量子化方法、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 a transform quantization method capable of sufficiently reducing the amount of computation when performing transform quantization at high speed in HEVC using residual feature amounts, An object of the present invention is to provide 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して変換量子化を行う変換量子化方法であって、得られた前記差分絶対値和と所定の閾値とを比較した結果に基づき、変換量子化対象ブロックが変換量子化演算を簡略化することができないTWブロックに該当するか否かを判定する判定ステップと、前記判定ステップの判定結果に基づき、前記TWブロックに該当すると判定された場合に、前記インター予測残差を出力し、全サイズ全深さの変換量子化を行い、前記TWブロックに該当しないと判定された場合に、前記インター予測残差とその差分絶対値和を出力し、TUサイズの決定およびMブロックであるかLブロックであるかの判定を行い、前記Mブロックと判定された場合に、決定した前記TUサイズに基づき、前記インター予測残差の変換量子化を行い、前記Lブロックと判定された場合に、量子化変換係数はすべてゼロとして変換量子化をスキップする変換量子化ステップとを有することを特徴とする。 The present invention is a transform quantization method for performing transform quantization by calculating a quantized transform coefficient from an inter prediction residual in image coding and a sum of absolute differences thereof, and the obtained difference absolute value sum and a predetermined value A determination step for determining whether or not the transform quantization target block corresponds to a TW block for which the transform quantization operation cannot be simplified, and a determination result of the determination step. When it is determined that the block corresponds to the TW block, the inter prediction residual is output, transform quantization of all the depths of all sizes is performed, and when it is determined that the block does not correspond to the TW block, the inter prediction is performed. Output the residual and the sum of absolute differences, determine the TU size, determine whether it is an M block or an L block, and determine if it is determined to be the M block Transform quantization of the inter prediction residual based on the TU size, and when it is determined to be the L block, the quantized transform coefficient is all zero and has a transform quantization step for skipping transform quantization It is characterized by.
本発明は、前記閾値は、ベータ分布によるフィッティングにより決定されたものを用いることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the threshold value is determined by fitting with a beta distribution.
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して変換量子化を行う変換量子化装置であって、得られた前記差分絶対値和と所定の閾値とを比較した結果に基づき、変換量子化対象ブロックが変換量子化演算を簡略化することができないTWブロックに該当するか否かを判定する判定手段と、前記判定手段の判定結果に基づき、前記TWブロックに該当すると判定された場合に、前記インター予測残差を出力し、全サイズ全深さの変換量子化を行い、前記TWブロックに該当しないと判定された場合に、前記インター予測残差とその差分絶対値和を出力し、TUサイズの決定およびMブロックであるかLブロックであるかの判定を行い、前記Mブロックと判定された場合に、決定した前記TUサイズに基づき、前記インター予測残差の変換量子化を行い、前記Lブロックと判定された場合に、量子化変換係数はすべてゼロとして変換量子化をスキップする変換量子化手段とを備えることを特徴とする。 The present invention is a transform quantization apparatus that performs transform quantization by calculating a quantized transform coefficient from an inter prediction residual in image coding and a sum of absolute differences thereof, and the obtained difference absolute value sum and a predetermined value Based on the result of the comparison with the threshold value, determination means for determining whether the transform quantization target block corresponds to a TW block that cannot simplify the transform quantization operation, and based on the determination result of the determination means When it is determined that the block corresponds to the TW block, the inter prediction residual is output, transform quantization of all the depths of all sizes is performed, and when it is determined that the block does not correspond to the TW block, the inter prediction is performed. The residual and the sum of absolute differences are output, the TU size is determined, whether the block is an M block or an L block, and when the block is determined to be the M block, the determined TU And transform quantization of the inter prediction residual based on noise, and when it is determined to be the L block, the quantized transform coefficients are all zero, and transform quantization means for skipping transform quantization is provided. And
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、残差特徴量を利用したHEVCにおいて高速に変換量子化を行う際に、十分に演算量を削減することができるという効果が得られる。 According to the present invention, it is possible to sufficiently reduce the amount of calculation when transform quantization is performed at high speed in HEVC using residual feature quantities.
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。図1は同実施形態の構成を示すブロック図である。図1は、本発明による変換量子化装置を含むHEVCインター符号化処理装置の構成を示す図である。図1において、符号1は、インター予測を行うインター予測部である。符号2は、TWブロックの判定を行うTW判定部である。符号3は、役割の割り当てを判定するAZB判定部である。
Hereinafter, a transform quantization apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the embodiment. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an HEVC inter coding processing apparatus including a transform quantization apparatus according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an inter prediction unit that performs inter prediction.
符号4は、予測TUサイズの整数変換量子化を行う予測TUサイズの整数変換量子化部である。符号5は、全サイズ全深さの整数変換量子化を行うトラバーサル整数変換量子化部である。符号6は、エントロピー符号化を行って出力ビットストリームを出力するエントロピー符号化部である。本実施形態ではAZB判定部3よりも前に、TW判定部2を配置していることが大きな特徴である。
Reference numeral 4 denotes an integer transform quantization unit with a predicted TU size that performs integer transform quantization with a predicted TU size.
次に、図1に示すHEVCインター符号化処理装置の処理動作を説明する。まず、入力原画像を入力したインター予測部1は、インター予測を処理した後、インター予測の結果として、符号化対象画像と予測画像との残差とそのSAD(差分絶対値和)を出力する。インター予測部1は、符号化対象画像と予測画像との残差及びそのSAD(差分絶対値和)の値を、HEVCのコーディングユニット(CU)単位にTW判定部2に対して出力する。
Next, the processing operation of the HEVC inter coding processing apparatus shown in FIG. 1 will be described. First, the inter prediction unit 1 that has input the input original image processes the inter prediction, and then outputs the residual between the encoding target image and the predicted image and the SAD (sum of absolute differences) as a result of the inter prediction. . The inter prediction unit 1 outputs the residual between the encoding target image and the prediction image and the value of the SAD (sum of absolute differences) to the
ここで、図2を参照して、図1に示すTW判定部2の処理動作を説明する。図2は、図1に示すTW判定部2の処理動作を示す図である。TW判定部2は、SAD値を、後述する手順に基づいて算出した閾値THbeta(QP)と比較する(ステップS1)。比較結果が偽(N)の場合、TW判定部2は、このCUはTWブロック、すなわち、TUサイズが事前には判定できないブロックと判定する。
Here, the processing operation of the
そして、TW判定部2は、残差rijをトラバーサル整数変換量子化部5に出力する。そして、現在のサイズ、および現在よりも小さなサイズ(すなわち、2N×2N、N×N、(N/2)×(N/2)の3サイズ)について、変換量子化演算を再帰的に実施する。一方、比較結果が真(Y)の場合、TW判定部2は、このCUはTWブロックではないと判定し、SADおよび残差rijをAZB判定部3に出力する。
Then, the
次に、図3を参照して、図1に示すAZB判定部3におけるTUサイズ判定処理の動作を説明する。図3は、図1に示すAZB判定部3におけるTUサイズ判定処理の動作を示す図である。変換量子化サイズ(N)、QP値(QP)、ビット深度(Bit depth)それぞれの閾値テーブルは、表1、表2に示すように、事前に計算されて内部に記憶されている。閾値テーブルは、変換量子化サイズ(N)とビット深度(Bit depth)とQP値(QP)それぞれの組み合わせについて閾値が定義されたテーブルである。
まず、AZB判定部3は、残差rij、SAD、QPを入力する(ステップS11)。そして、AZB判定部3は、SAD2N×2N<TH2N×2N(QP)を満たすか否かを判定する(ステップS12)。この判定の結果、SAD2N×2N<TH2N×2N(QP)を満たせば、AZB判定部3は、2N×2N、Lブロック(Leader:リーダーブロック)、qij=0を出力する(ステップS17)。Lブロックとは、オールゼロブロックと判定されるブロックを意味し、変換・量子化行列qijをすべて直接0に設定し、変換量子化演算処理をスキップできるブロックである。
First, the
一方、SAD2N×2N<TH2N×2N(QP)を満たさなければ、AZB判定部3は、SAD2N×2N<TH’2N×2N(QP)を満たすか否かを判定する(ステップS13)。この判定の結果、SAD2N×2N<TH’2N×2N(QP)を満たせば、AZB判定部3は、2N×2N、Mブロック(Member:メンバーブロック)を出力する(ステップS18)。Mブロックとは、変換・量子化サイズが決定された状態で、変換・量子化演算を行うブロックを意味し、Mブロック(2N×2N)では、変換量子化サイズを2N×2Nに決定した状態で変換・量子化演算を行い、N×Nや(N/2)×(N/2)の変換・量子化ブロックの演算はスキップできる。
On the other hand, if SAD 2N × 2N <TH 2N × 2N (QP) is not satisfied, the
次に、SAD2N×2N<TH’2N×2N(QP)を満たさなければ、AZB判定部3は、SADN×N<THN×N(QP)を満たすか否かを判定する(ステップS14)。この判定の結果、SADN×N<THN×N(QP)を満たせば、AZB判定部3は、N×N、Lブロック、qij=0を出力する(ステップS19)。
Next, if SAD 2N × 2N <TH ′ 2N × 2N (QP) is not satisfied, the
一方、SADN×N<THN×N(QP)を満たさなければ、AZB判定部3は、SADN×N<TH’N×N(QP)を満たすか否かを判定する(ステップS15)。この判定の結果、SADN×N<TH’N×N(QP)を満たせば、AZB判定部3は、N×N、Mブロックを出力する(ステップS20)。
On the other hand, if SAD N × N <TH N × N (QP) is not satisfied, the
次に、SADN×N<TH’N×N(QP)を満たさなければ、AZB判定部3は、SADN/2×N/2<THN/2×N/2(QP)を満たすか否かを判定する(ステップS16)。この判定の結果、SADN/2×N/2<THN/2×N/2(QP)を満たせば、AZB判定部3は、N/2×N/2、Lブロック、qij=0を出力する(ステップS21)。
Next, if SAD N × N <TH ′ N × N (QP) is not satisfied, the
一方、SADN/2×N/2<THN/2×N/2(QP)を満たさなければ、AZB判定部3は、N/2×N/2、Mブロックを出力する(ステップS22)。
On the other hand, if SAD N / 2 × N / 2 <TH N / 2 × N / 2 (QP) is not satisfied, the
インター予測部1によ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、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っていく。 In the inter prediction process by the inter prediction unit 1, the SAD is calculated by motion estimation for one coding unit (CU). When the SAD value in the block size of the currently input residual is compared with the corresponding threshold value and 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 divided into smaller sizes and repeated determination is performed.
本実施形態においてはTWブロックか否かはすでにTW判定部2において判定されているため、図3に示す処理動作では、TWブロックか否かを判定する分岐条件が省略されている。
In the present embodiment, whether or not the block is a TW block has already been determined by the
前述したように、図3に示す処理動作に従って、TUブロックサイズおよび、MブロックかLブロックかの判定が行われる。Lブロックと判定されたブロックについては、変換量子化後の係数がゼロであると判定されるブロックであるので、決定したTUサイズに基づき、係数はすべてゼロとして変換量子化をスキップする。Mブロックと判定されたブロックについては、決定したTUサイズに基づき、予測TUサイズの整数変換量子化部4において、残差が変換量子化される。この処理結果は、エントロピー符号化部5においてエントロピー符号化され、出力ビットストリームとして出力される。
As described above, according to the processing operation shown in FIG. 3, the TU block size and the determination of the M block or the L block are performed. Since the block determined to be the L block is a block for which the coefficient after transform quantization is determined to be zero, all the coefficients are set to zero based on the determined TU size, and the transform quantization is skipped. For a block determined to be an M block, the residual is subjected to transform quantization in the integer transform quantization unit 4 having the predicted TU size based on the determined TU size. This processing result is entropy-encoded in the
次に、図1に示すTW判定部2において閾値THbeta(QP)を決定する方法について説明する。以下の説明では、TW判定部2における閾値設定の例として、ベータ分布を基にした計算方法を説明する。図4は、実際に観測されたSADの値(x)に対する確率密度関数(f(x))に対して、3つの確率分布モデル(ベータ分布、ラプラス分布、ノーマル(ガウス)分布)によるフィッティングを示した図である。
Next, a method for determining the threshold value THbeta (QP) in the
具体的には、1920×1080画素からなるHDTV映像における、32×32ピクセルからなるインターCUブロックの残差について観測した、SAD値の確率密度分布とそのフィッティングである。横軸は、SAD値を表し、縦軸は確率密度を表す。符号C1で示す線、符号C2で示す線はラプラス分布とノーマル(ガウス)分布に基づくフィッティングを表す。符号C3で示す線はベータ分布に基づくフィッティングを表す。 Specifically, it is the probability density distribution of SAD values and its fitting observed for the residual of an inter-CU block of 32 × 32 pixels in an HDTV video composed of 1920 × 1080 pixels. The horizontal axis represents the SAD value, and the vertical axis represents the probability density. A line denoted by reference numeral C1 and a line denoted by reference numeral C2 represent fitting based on a Laplace distribution and a normal (Gaussian) distribution. The line indicated by the symbol C3 represents the fitting based on the beta distribution.
ここで、フィッティングとは、インターCUブロックの残差分布に対してモデリングすることをいい、例えば残差分析や残差モデリングなどのような従来手法を用いるとよい。この図から、ベータ分布は、以前のラプラスまたはノーマル(ガウス)分布に基づくフィッティングよりもよく近似したフィッティングが可能なことがわかる。これは、残差SADブロックのサンプルの74%が、SADが0から10000の範囲に集中するためである。これは、非特許文献8に基づいたノーマル(ガウス)分布や、ラプラス分布によるフィッティングのみで求めた閾値に基づいたTUサイズ判定が非効率であることを示している。 Here, the fitting means modeling with respect to the residual distribution of the inter-CU block, and it is preferable to use a conventional method such as residual analysis or residual modeling. From this figure, it can be seen that the beta distribution can be fitted more closely than the fitting based on the previous Laplace or normal (Gaussian) distribution. This is because 74% of the samples in the residual SAD block are concentrated in the range of SAD from 0 to 10,000. This indicates that the TU size determination based on a threshold obtained only by fitting with a normal (Gaussian) distribution based on Non-Patent Document 8 or a Laplace distribution is inefficient.
図5は、それぞれの確率分布モデルによるフィッティング値と、実際に観測された分布との差を表したものである。横軸は図4と同様に、32×32ブロックのSAD値を表す。縦軸はそれぞれの確率分布モデルによるフィッティング値と、実際に観測された分布との差を表している。縦軸が0から離れるほど、フィッティングによる値と実際の分布とが異なることを示す。 FIG. 5 shows the difference between the fitting value by each probability distribution model and the actually observed distribution. The horizontal axis represents the SAD value of 32 × 32 blocks, as in FIG. The vertical axis represents the difference between the fitting value by each probability distribution model and the actually observed distribution. It shows that the value by fitting and an actual distribution differ, so that a vertical axis | shaft leaves | separates from 0.
非特許文献8に示された、本実施形態においてはAZB判定部3で実施される判定は、オールゼロブロック(AZB)、すなわち整数変換量子化結果がオールゼロになるか否かを事前予測判定する性質のものである。そのため、残差がゼロに近いブロック、すなわちSAD値が小さいブロックには高い判定精度を発揮する反面、残差が大きいブロック、すなわちSAD値が大きいブロックの判定が困難である特徴がある。
The determination performed by the
そこで、本実施形態では、ベータ分布に基づくフィッティングと実際の分布との差が、SADの大きな領域で正方向に乖離してゆく開始点である、SAD=10000を、閾値として設定する。この閾値の設定は、一例であり、閾値は実際の符号化効率と計算時間削減量をもとに、実験的に求めるようにしてもよい。 Therefore, in this embodiment, SAD = 10000, which is the starting point at which the difference between the fitting based on the beta distribution and the actual distribution deviates in the positive direction in a large SAD region, is set as the threshold value. This setting of the threshold value is an example, and the threshold value may be obtained experimentally based on the actual encoding efficiency and the amount of calculation time reduction.
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分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1に記載のBDBRを採用する。
参考文献1「G. Bjontegard, "Calculation of average PSNR differences between RD-curves,"ITU-T VCEG-M33, 2001.」
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. The BDBR described in Reference 1 is used for video compression performance comparison in order to avoid the difference being slightly confusing.
Reference 1 “G. Bjontegard,“ Calculation of average PSNR differences between RD-curves, ”ITU-T VCEG-M33, 2001.”
これは、本実施形態に基づく処理と、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3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TU=CU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TU=CU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、TU=CUをオンにした第3の方法IIIに分類される。 The HEVC's new coding tool rate distortion optimization based on quantization (RDOQ) and TU = CU are combined and evaluated in a random access setup. The results are classified as first method I with RDO and TU = CU turned off, second method II with RDOQ turned on, and third method III with TU = CU turned on.
また、変換量子化の時間の削減を表4に示す。ここでは、(1)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HM12.1によって消費される変換量子化時間である。TIMEproposalは前述した処理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。前述した処理方法は、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、前述した処理方法は全体のエンコーダを加速する効果がある。 TIME HM is the transform quantization time consumed by HM12.1. TIME proposal is the transform quantization time of the processing described above. It achieved a time reduction of 51% to 42% with RDOQ and NSQT. The processing method described above is described in H.C. Compared to H.264 conventional methods, it plays a more important role not only in transform quantization but also in saving total encoding time. By adding a quadtree structure for traverse calculation and large size transform quantization, the processing method described above has the effect of accelerating the entire encoder, using the AZB method.
このように、本実施形態におけるTUサイズの決定方法では、TWブロックか否かを予め決定するようにした。TWブロックか否かを決定する処理は、非特許文献8に基づくTUサイズ判定処理より前に実行する。この判定の閾値は、例えば、ベータ分布に基づく確率密度に従って設定されるものである。TWブロックを事前に判定することにより、計算の冗長性が削減され、より多くの時間短縮を図ることができる。 As described above, in the TU size determination method according to the present embodiment, it is determined in advance whether or not the block is a TW block. The process of determining whether or not the block is a TW block is executed before the TU size determination process based on Non-Patent Document 8. The threshold for this determination is set according to the probability density based on the beta distribution, for example. By determining the TW block in advance, the calculation redundancy is reduced and more time can be reduced.
以上説明したように、インター予測残差の差分絶対値和を用いて、変換量子化対象ブロックが変換量子化演算を簡略化することができないブロック(TWブロック)に該当するか否かを先に判定することにより、計算の冗長性を削減し、演算効率を向上させることができる。これは、さまざまなブロックサイズのTWブロック判定手段を、所定の方法で計算された閾値と、残差の値を比較することによって実現したため、符号化計算時間を削減することができるものである。 As described above, whether or not the transform quantization target block corresponds to a block (TW block) that cannot simplify the transform quantization operation is first determined using the sum of absolute differences of inter prediction residuals. By determining, the calculation redundancy can be reduced and the calculation efficiency can be improved. This is because the TW block determination means of various block sizes are realized by comparing the threshold value calculated by a predetermined method with the value of the residual, so that the encoding calculation time can be reduced.
前述した実施形態におけるHEVCインター符号化処理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 HEVC inter coding processing 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.
残差特徴量を利用したHEVCにおいて高速に変換量子化を行う際に、十分に演算量を削減することが不可欠な用途に適用できる。 When transform quantization is performed at high speed in HEVC using the residual feature amount, it can be applied to an application in which it is indispensable to sufficiently reduce the calculation amount.
1・・・インター処理部、2・・・TW判定部、3・・・AZB判定部、4・・・予測TUサイズの整数変換量子化部、5・・・トラバーサル整数変換量子化部、6・・・エントリピー符号化部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Inter process part, 2 ... TW determination part, 3 ... AZB determination part, 4 ... Integer conversion quantization part of prediction TU size, 5 ... Traversal integer conversion quantization part, 6 ... Entry pea coding unit
Claims (4)
得られた前記差分絶対値和と所定の閾値とを比較した結果に基づき、変換量子化対象ブロックが変換量子化演算を簡略化することができないTWブロックに該当するか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップの判定結果に基づき、前記TWブロックに該当すると判定された場合に、前記インター予測残差を出力し、全サイズ全深さの変換量子化を行い、前記TWブロックに該当しないと判定された場合に、前記インター予測残差とその差分絶対値和を出力し、TUサイズの決定およびMブロックであるかLブロックであるかの判定を行い、前記Mブロックと判定された場合に、決定した前記TUサイズに基づき、前記インター予測残差の変換量子化を行い、前記Lブロックと判定された場合に、量子化変換係数はすべてゼロとして変換量子化をスキップする変換量子化ステップと
を有することを特徴とする変換量子化方法。 A transform quantization method that performs transform quantization by calculating a quantized transform coefficient from an inter prediction residual in image coding and a sum of absolute differences thereof,
A determination step of determining whether or not the transform quantization target block corresponds to a TW block that cannot simplify the transform quantization operation, based on a result of comparing the obtained difference absolute value sum and a predetermined threshold. When,
Based on the determination result of the determination step, when it is determined that the block corresponds to the TW block, the inter prediction residual is output, transform quantization of all sizes and depths is performed, and it is determined that the block does not correspond to the TW block The inter prediction residual and its sum of absolute differences are output, the TU size is determined and whether the block is an M block or an L block, and when the block is determined to be the M block, Based on the determined TU size, transform quantization of the inter prediction residual is performed, and when it is determined as the L block, a transform quantization step of skipping transform quantization with all quantized transform coefficients being zero A transform quantization method comprising:
得られた前記差分絶対値和と所定の閾値とを比較した結果に基づき、変換量子化対象ブロックが変換量子化演算を簡略化することができないTWブロックに該当するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づき、前記TWブロックに該当すると判定された場合に、前記インター予測残差を出力し、全サイズ全深さの変換量子化を行い、前記TWブロックに該当しないと判定された場合に、前記インター予測残差とその差分絶対値和を出力し、TUサイズの決定およびMブロックであるかLブロックであるかの判定を行い、前記Mブロックと判定された場合に、決定した前記TUサイズに基づき、前記インター予測残差の変換量子化を行い、前記Lブロックと判定された場合に、量子化変換係数はすべてゼロとして変換量子化をスキップする変換量子化手段と
を備えることを特徴とする変換量子化装置。 A transform quantization apparatus that performs transform quantization by calculating a quantized transform coefficient from an inter prediction residual in image coding and a sum of absolute differences thereof,
Determining means for determining whether or not the transform quantization target block corresponds to a TW block that cannot simplify the transform quantization operation, based on a result of comparing the obtained difference absolute value sum and a predetermined threshold value When,
Based on the determination result of the determination unit, when it is determined that the block corresponds to the TW block, the inter prediction residual is output, transform quantization of all sizes and depths is performed, and it is determined that the block does not correspond to the TW block The inter prediction residual and its sum of absolute differences are output, the TU size is determined and whether the block is an M block or an L block, and when the block is determined to be the M block, Based on the determined TU size, transform quantization of the inter prediction residual is performed, and when it is determined as the L block, the transform transform means for skipping transform quantization with all quantized transform coefficients set to zero, and A transform quantization apparatus comprising:
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JIA SU ET AL.: "Residue role assignment based transform partition predetermination on HEVC", 2013 20TH IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON IMAGE PROCESSING (ICIP), JPN6017020607, 15 September 2013 (2013-09-15), pages 2019 - 2023, XP032565452, DOI: doi:10.1109/ICIP.2013.6738416 * |
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