JP2017130982A - 固定小数点変換のためのビット深度調節を伴うビデオ符号化方法及びその装置、並びにビデオ復号化方法及びその装置 - Google Patents
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Abstract
Description
一実施形態による、前記変換係数を復元する段階は、前記逆量子化を行って生成された変換係数に対するクリッピング動作なしに、前記逆量子化後、前記第1ビット深度以下の変換係数を生成する段階を含み、前記第1データサイズは、前記逆量子化後に生成された変換係数が保存される第1ストレージの大きさでもある。
ここで、ストレージ35のデータサイズのビット深度がbqビットサイズであるならば、変換係数Cの最大絶対値MaxCは、2bq−1であり、変換係数Cは、{−2bq,…,2bq−1}の範囲内で出力される。
ここで、ストレージ37,39がbkビットサイズであるならば、逆変換されたデータCkの最大絶対値Maxkは、2bk−1であり、変換係数Cは、{−2bk,…,2bk−1}の最大範囲内で出力される。
ベクトルXは、逆変換に対するサイズNの入力データ、ベクトルYは、サイズNの出力データであり、TR_MATRIXは、サイズNxNの変換マトリックスである。ベクトルXのエレメントの最大絶対値を、max_abs_Xとし、変換マトリックスTR_MATRIXのi行目のエレメントの最大絶対値をmax_abs_TR_MATRIXiとするとき、出力データYiの最大絶対値と、ベクトルYのエレメントの最大絶対値max_abs_Yは、下記数式(4)のように決定されてもよい。
max_abs_Y=Max{max_abs_TR_MATRIXi}*max_abs_X; (4)
そのとき、Max{max_abs_TR_MATRIXi}値は、k番目変換の変換マトリックスのL1平均(L1−norm)、すなわち、L1_TR_MATRIX_kと呼ぶ。k番目一次元変換の最終過程は、逆スケーリングのためのビットシフト過程である。従って、k番目一次元変換の間に発生するビット深度の総増加量は、数式(5)によって決定される。
ここで、k番目逆スケーリングのためのオフセットoff_set_kは、2shift_k−1である。
max_abs_Y≦2bk−1; (6)
従って、数式(5)及び(6)を組み合わせれば、以下のような不等式が誘導される。
(L1_TR_MATRIX_k*max_abs_X+off_set_k)≦(2bk+shift_k−2shift_k);
max_abs_X≦(2bk+shift_k−2shift_k−2shift_k−1)/L1_TR_MATRIX_k; (7)
数式(7)の最後の不等式によって、逆変換の入力データの範囲が制限されるならば、逆変換の出力データのオーバーフローが防止される。
max_abs_X≦(Max_k*2shift_k−2shift_k−1)/L1_TR_MATRIX_k; (8)
すなわち、k番目逆変換の入力データの最大範囲は、ストレージサイズ(Max_k)、逆スケーリングのためのシフトビット数(shift_k)及び変換マトリックスのL1平均(L1_TR_MATRIX_k)に基づいて決定される。
変換係数Cの大きさが数式(1)のように、最大限界値MaxCに制限されるならば、逆量子化の入力データqCの最大範囲は、下記数式(10)によって決定される。
|qC|≦((MaxC<<iShift)−iAdd)>>bits(QP)/scale(QP); (10)
すなわち、逆量子化の入力データの最大範囲は、出力データの最大限界値(MaxC)と逆量子化変数とに基づいて決定される。
MaxC≦(Max_1*2shift_1−2shift_1−1)/L1_TR_MATRIX_1; (12)
|qC|≦((MaxC<<iShift)−iAdd)>>bits(QP)/scale(QP); (13)
数式(12)によれば、第1次一次元逆変換の出力データに対するクリッピング動作を省略するためには、逆量子化の出力データの最大絶対値が、第1次一次元逆変換の入力データの最大範囲より小さいか、あるいはそれと同一である必要がある。
bits(QP)=iQP/6+p−8; (14)
ここで、Sは、ブロックサイズを示し、QP及びiQPは、量子化パラメータ及び逆量子化パラメータ値を示す。
従って、ビデオ符号化装置10が出力する量子化された変換係数が、数式(15)の条件による最大範囲を満足し、ビデオ復号化装置20が、ビットストリームから、数式(15)の条件による最大範囲を満足する量子化された変換係数を復元して逆量子化する場合、逆量子化後のクリッピング動作を省略することができる。数式(15)によって、ビデオ符号化装置10が出力する量子化された変換係数の最大範囲は、逆量子化の出力データが保存されるバッファサイズMaxC、ブロックサイズS及び量子化パラメータQP,iQPによって決定される。
従って、ビデオ符号化装置10が、数式(16)の条件による最大範囲を満足する量子化された変換係数を出力し、ビデオ復号化装置20が、ビットストリームから、数式(16)の条件による最大範囲を満足する量子化された変換係数を復元し、逆量子化及び逆変換を行う場合、逆量子化後及び第1次一次元逆変換後のクリッピング動作をいずれも省略することができる。数式(16)によって、ビデオ符号化装置10が出力する量子化された変換係数の最大範囲は、第1次一次元逆変換の出力データが保存されるバッファサイズMax_1、ブロックサイズS及び量子化パラメータQP,iQPによって決定される。
|qC|≦Max_1*2^(shift_1−7−iQP/6)/scale(QP);
MaxqC=Max_1*2^(shift_1−7−iQP/6)/scale(QP); (17)
そのように簡略化された最大範囲の条件によれば、ビデオ符号化装置10が出力し、ビデオ復号化装置20が受信する量子化された変換係数の最大絶対値MaxqCは、第1次一次元逆変換の出力データが保存されるバッファサイズMax_1、及び量子化パラメータQP,iQPによって決定される。量子化された変換係数の最大絶対値によって、最大範囲も決定される。
=max(MinTransformSize,RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)) (A)
現在符号化単位で可能な最小変換単位サイズ「CurrMinTuSize」と比較し、変換単位分割情報が0である場合の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、数式(A)によれば、「RootTuSize/(2^MaxTransformSizeIndex)」は、変換単位分割情報が0である場合の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、それらのうち小さい値が、現在現在符号化単位で可能な最小変換単位サイズ「CurrMinTuSize」でもある。
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、変換単位分割情報が0である場合の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。
受信されたビットストリームから、映像ブロック別に、量子化された変換係数をパージングして復元する段階と、
前記量子化された変換係数に対して逆量子化を行い、第1ビット深度以下の変換係数を復元する段階と、
前記変換係数に対して、一次元逆変換及び逆スケーリングを行い、第2ビット深度以下のサンプルを復元する段階と、を含むことを特徴とするビデオ復号化方法。
前記逆量子化を行って生成された変換係数に対するクリッピング動作なしに、前記逆量子化後、前記第1ビット深度以下の変換係数を生成する段階を含み、
前記第1データサイズは、前記逆量子化後に生成された変換係数が保存される第1ストレージの大きさであることを特徴とする(1)に記載のビデオ復号化方法。
前記一次元逆変換及び逆スケーリングを行って生成されたサンプルに対するクリッピング動作なしに、前記一次元逆変換及び逆スケーリング後、前記第2ビット深度以下のサンプルを生成する段階を含み、
前記第2データサイズは、前記逆変換及び逆スケーリング後に生成されたサンプルが保存される第2ストレージの大きさであることを特徴とする(1)に記載のビデオ復号化方法。
前記逆量子化後、前記第1ビット深度以下の変換係数が生成され、前記逆変換及び逆スケーリング後、前記第2ビット深度以下のサンプルが生成されるように、最大範囲が調整された前記量子化された変換係数をパージングして復元する段階を含むことを特徴とする(1)に記載のビデオ復号化方法。
映像ブロック別に、変換及び量子化を行い、量子化された変換係数を生成する段階と、
前記量子化された変換係数に対する逆量子化の出力データ及び/または変換係数に対する一次元逆変換及び逆スケーリングの出力データが、所定ビット深度以下になるための、前記量子化された変換係数の最大範囲を決定する段階と、
前記決定された最大範囲内に、前記量子化された変換係数の範囲を調整する段階と、を含むことを特徴とするビデオ符号化方法。
サンプル復元過程で前記逆量子化を行った後、クリッピング動作なしに、第1ビット深度以下の前記変換係数が生成されるように、前記第1ビット深度を利用して、前記量子化された変換係数の最大範囲を決定する段階を含み、
前記第1ビット深度は、前記変換係数が保存される第1ストレージの大きさであることを特徴とする(6)に記載のビデオ符号化方法。
サンプル復元過程で、前記一次元逆変換及び逆スケーリングを行った後、クリッピング動作なしに、前記第2ビット深度以下の前記サンプルが生成されるように、前記第2ビット深度を利用して、前記量子化された変換係数の最大範囲を決定する段階を含み、
前記第2ビット深度は、前記サンプルが保存される第2ストレージの大きさであることを特徴とする(6)に記載のビデオ符号化方法。
前記逆スケーリング後に生成された前記サンプルに対するクリッピング動作なしに、前記一次元逆変換後に生成されたデータを、所定ビット数ほどビットシフトし、前記第2ビット深度以下のサンプルを生成するために、前記所定ビット数を利用して、前記量子化された変換係数の最大範囲を決定する段階を含むことを特徴とする(8)に記載のビデオ符号化方法。
前記量子化された変換係数の範囲を、前記決定された最大範囲内にクリッピングする段階を含むことを特徴とする(6)に記載のビデオ符号化方法。
受信されたビットストリームから、ブロックごとに量子化された変換係数をパージングして復元する受信部と、
前記量子化された変換係数に対して逆量子化を行い、第1ビット深度以下の変換係数を復元する逆量子化部と、
前記変換係数に対して、一次元逆変換及び逆スケーリングを行い、第2ビット深度以下のサンプルを復元する逆変換部と、
前記ブロックごとに復元された前記サンプルを利用して、映像を復元する映像復元部と、を含むことを特徴とするビデオ復号化装置。
映像ブロック別に、変換及び量子化を行い、量子化された変換係数を生成する変換量子化部と、
前記量子化された変換係数に対する逆量子化の出力データ及び/または変換係数に対する一次元逆変換及び逆スケーリングを介して生成された出力データが、所定ビット深度以下になるための前記量子化された変換係数の最大範囲を決定する最大範囲決定部と、
前記決定された最大範囲内に前記量子化された変換係数を調整し、ビットストリームを出力する出力部と、を含むことを特徴とするビデオ符号化装置。
Claims (4)
- 符号化されたピクチャを含むビットストリームからブロックの変換係数を獲得するステップと、
前記変換係数に対して逆量子化及び第1クリッピングを行って逆量子化された変換係数を生成するステップと、
前記逆量子化された変換係数に対して垂直方向の逆変換を行って逆変換された係数を生成するステップと、
前記逆変換された係数に対してスケーリング及び第2クリッピングを行って中間サンプル値を生成するステップと、
前記中間サンプル値に対して水平方向の逆変換を行って前記ブロックのレジデュアル値を生成するステップとを含み、
前記スケーリングは7ビットほど右側ビットシフトを行うものであり、前記第2クリッピングの前に行われ、
前記第1クリッピングは、前記逆量子化された変換係数を第1ビット深度の範囲に制限するためのものであり、
前記第2クリッピングは、前記中間サンプル値を第2ビット深度の範囲に制限するためのものであり、
前記ピクチャは、複数の最大符号化単位で分割され、前記最大符号化単位は分割情報によって現在深度及び下位深度のうち少なくとも一つを含む深度の符号化単位で階層的に分割され、
前記ブロックは、前記現在深度及び下位深度のうち少なくとも一つを含む深度の符号化単位のうち一つの符号化単位に含まれ、
前記逆量子化は、前記ブロックの大きさに基づいて右側ビットシフトを行うことを含む、ビデオ復号化方法。 - 前記第1ビット深度の範囲に制限された前記逆量子化された変換係数は、16ビットのビット深度のサイズを有することを特徴とする請求項1に記載のビデオ復号化方法。
- 前記第2ビット深度の範囲に制限された前記中間サンプル値は、16ビットのビット深度のサイズを有することを特徴とする請求項1に記載のビデオ復号化方法。
- 符号化されたピクチャを含むビットストリームからブロックの変換係数を獲得する受信部と、
前記変換係数に対して逆量子化及び第1クリッピングを行って逆量子化された変換係数を生成する逆量子化部と、
前記逆量子化された変換係数に対して垂直方向の逆変換を行って逆変換された係数を生成し、前記逆変換された係数に対してスケーリング及び第2クリッピングを行って中間サンプル値を生成し、前記中間サンプル値に対して水平方向の逆変換を行って前記ブロックのレジデュアル値を生成する逆変換部とを備え、
前記スケーリングは7ビットほど右側ビットシフトを行うものであり、前記第2クリッピングの前に行われ、
前記第1クリッピングは前記逆量子化された変換係数を第1ビット深度の範囲に制限するためのものであり、
前記第2クリッピングは前記中間サンプル値を第2ビット深度の範囲に制限するためのものであり、
前記ピクチャは、複数の最大符号化単位で分割され、前記最大符号化単位は分割情報によって現在深度及び下位深度のうち少なくとも一つを含む深度の符号化単位で階層的に分割され、
前記ブロックは、前記現在深度及び下位深度のうち少なくとも一つを含む深度の符号化単位のうち一つの符号化単位に含まれ、
前記逆量子化は、前記ブロックの大きさに基づいて右側ビットシフトを行うことを含む、ビデオ復号化装置。
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