JP2017507554A - 非対称パーティション並びにエンコーダ側の検索パターン、検索範囲、及び分割のためのアプローチを使用するイントラブロックコピー予測 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、記載された革新技術のいくつかを実装できる適切なコンピューティングシステム(100)の一般化された例を示す。それらの革新技術は、さまざまな汎用コンピューティングシステム又は専用コンピューティングシステムで実装できるため、コンピューティングシステム(100)は、使用範囲又は機能に関するどのような制限も示唆することを意図していない。
図2a及び2bは、ビデオエンコーダ(220)及びビデオデコーダ(270)を含むネットワーク環境(201、202)の例を示す。エンコーダ(220)及びデコーダ(270)は、適切な通信プロトコルを使用してネットワーク(250)を介して接続される。ネットワーク(250)は、インターネット又は別のコンピュータネットワークを含むことができる。
図3は、記載された一部の実施形態と併せて実装できるエンコーダシステム(300)の例のブロック図である。エンコーダシステム(300)は、リアルタイム通信用の低レイテンシエンコーディングモード、トランスコーディングモード、及びファイル又はストリームからの再生用の媒体を製造するための高レイテンシエンコーディングモードなど、複数のエンコーディングモードのいずれでも動作できる汎用エンコーディングツールにするか、又はそのようなエンコーディングモードのいずれかに適した専用エンコーディングツールにすることができる。エンコーダシステム(300)は、特定の種類のコンテンツ(例えば、スクリーンキャプチャコンテンツ)のエンコーディングに適応させることができる。エンコーダシステム(300)は、オペレーティングシステムモジュールとして、アプリケーションライブラリの一部として、又はスタンドアロンアプリケーションとして実装できる。全体として、エンコーダシステム(300)は、一連のソースビデオフレーム(311)をビデオソース(310)から受信し、チャネル(390)への出力としてエンコード済みデータを生成する。チャネルへのエンコード済みデータ出力は、イントラBC予測モードを使用してエンコードされたコンテンツを含むことができる。
図4は、記載された一部の実施形態と併せて実装できるデコーダシステムの例(400)のブロック図である。デコーダシステム(400)は、リアルタイム通信用の低レイテンシデコーディングモード及びファイル又はストリームからの媒体再生用の高レイテンシデコーディングモードなど、複数のデコーディングモードのいずれでも動作できる汎用デコーディングツールにするか、又はそのようなデコーディングモードのいずれかに適した専用デコーディングツールにすることができる。デコーダシステム(400)は、オペレーティングシステムモジュールとして、アプリケーションライブラリの一部として、又はスタンドアロンアプリケーションとして実装できる。全体として、デコーダシステム(400)は、符号化データをチャネル(410)から受信し、再構成されたフレームを出力先(490)への出力として生成する。
図5a及び5bは、記載された一部の実施形態と併せて実装できる、一般化されたビデオエンコーダ(500)のブロック図である。エンコーダ(500)は、現在の画像を含む一連のビデオ画像を入力ビデオ信号(505)として受信し、エンコード済みデータを符号化ビデオビットストリーム(595)内に出力として生成する。
図6は、記載された一部の実施形態と併せて実装できる、一般化されたデコーダ(600)のブロック図である。デコーダ(600)は、符号化ビデオビットストリーム(605)においてエンコード済みデータを受信し、再構成済みビデオ(695)の画像を含む出力を生成する。符号化ビデオビットストリーム(605)の形式は、HEVC形式の変形又は拡張、Windows Media Video形式、VC−1形式、MPEG−x形式(例えば、MPEG−1、MPEG−2、又はMPEG−4)、H.26x形式(例えば、H.261、H.262、H.263、H.264)、又は別の形式にすることができる。
このセクションでは、イントラBC予測対象のブロックの非対称パーティションの例を示す。非対称パーティションを使用すると、エンコーダは、ブロック内の明確に定義されているが不規則な画像パターンにパーティションを適応させることができる。そのような不規則な画像パターンは、スクリーンキャプチャビデオ及びその他の人工的に作成されたビデオのテキスト、Webページ、及びその他の部分では一般的である。
イントラBC予測では、画像の現在のブロックのサンプル値は、同じ画像内のサンプル値を使用して予測される。BV値は、現在のブロックから、予測に使用されるサンプル値を含む画像の領域(「参照領域」)までの変位を示す。参照領域は、現在のブロックに対する予測値を提供する。予測に使用されるサンプル値は、以前に再構成されたサンプル値であり、そのためエンコード時にエンコーダで使用することができ、デコード時にデコーダで使用することができる。BV値はビットストリーム内で信号伝達され、デコーダはBV値を使用して、予測に使用するための画像の参照領域を決定できる。この参照領域は、デコーダでも再構成される。イントラBC予測は、イントラ画像予測の一形態である。画像のブロックに対するイントラBC予測は、同じ画像内のサンプル値以外のサンプル値を使用しない。
図9に、一部の実装例におけるイントラBC予測のブロックのパーティションの例(900)を示す。2N×2Nブロックが、イントラBC予測を使用してエンコードされる。例えば、2N×2Nブロックは、64×64ブロック、32×32ブロック、16×16ブロック、又は8×8ブロックである。2N×2Nブロックには、分割を行わないイントラBC予測を適用できる。又は、2N×2Nブロックは、図9に示すように、さまざまな方法で分割できる。
図10は、非対称パーティションを使用するイントラBC予測を含むエンコーディングのための一般化手法(1000)を示す。図3又は図5a〜5bを参照して説明されているような画像エンコーダ又はビデオエンコーダは、手法(1000)を実行できる。図11は、非対称パーティションを使用するイントラBC予測を含むデコーディングのための一般化手法(1100)を示す。図4又は図6を参照して説明されているような画像エンコーダ又はビデオエンコーダは、手法(1100)を実行できる。
このセクションでは、動き推定時又はブロックベクトル推定時(イントラBC予測の場合)にパーティションを識別するためのエンコーダ側のさまざまなアプローチを示す。
動き推定では、現在の画像の現在のブロックのサンプル値は、参照画像と呼ばれる別の画像のサンプル値を使用して予測される。動きベクトル(motion vector:MV)値は、参照画像内の現在のブロックの位置から、予測に使用されるサンプル値を含む参照画像の領域(「参照領域」)までの変位を示す。参照領域は、現在のブロックに対する予測値を提供する。予測に使用されるサンプル値は、以前に再構成されたサンプル値であり、そのためエンコード時にエンコーダで使用することができ、デコード時にデコーダで使用することができる。MV値はビットストリーム内で信号伝達され、デコーダはMV値を使用して、予測に使用するための参照画像の参照領域を決定できる。この参照領域は、デコーダでも再構成される。複数の参照画像を使用できる場合、ビットストリームは、どの参照画像を参照領域の検索に使用するかの指示を含むこともできる。
本明細書に記載された例の多くにおいて、BV値は整数のサンプル精度を持つ。そのようなBV値は、整数のサンプルオフセットを示す。イントラBC予測は、人工的に作成されたビデオ(スクリーンコンテンツビデオ)をエンコードする場合にしばしば使用される。そのような場合、分数のサンプルの変位はまれであるため、BV値には整数のサンプル精度で十分である。或いは、BV値は分数のサンプルオフセットを示すことができる。例えば、1/2のサンプル精度を持つBV値は、1/2のサンプルオフセット(1.5サンプル、2.5サンプルなど)を使用して水平及び/又は垂直変位を示すことができる。又は、1/4のサンプル精度を持つBV値は、1/4、1/2、又は3/4のサンプルオフセットを使用して水平及び/又は垂直変位を示すことができる。又は、1/8のサンプル精度を持つBV値は、1/8、1/4、3/8、1/2、5/8、3/4、又は7/8のサンプルオフセットを使用して水平及び/又は垂直変位を示すことができる。又は、BV値は、その他の精度を持つことができる。
一般に、エンコーダは、動き推定時又はBV推定時(イントラBC予測の場合)にパーティションを識別する場合、トップダウンアプローチ又はボトムアップアプローチを使用できる。ボトムアップアプローチは、最初に最小サイズのパーティションのオプションを評価し、その後、その初期評価の結果を使用して、連続的にサイズが大きいパーティションのオプションを評価する。ボトムアップアプローチは、計算コストが高くなる可能性がある。一方、トップダウンアプローチは、より大きいサイズのパーティションのオプションを最初に評価し、その後、その初期評価の結果を使用して、連続的にサイズが小さいパーティションのオプションを評価する。トップダウンアプローチは、ブロックを分割するための最適な方法を識別する可能性が低いが、通常はボトムアップアプローチよりも計算が単純である。
エンコーダは、BV推定時(イントラBC予測の場合)又は動き推定時に現在のブロックのパーティションを識別する際に、トップダウンアプローチを使用できる。現在のブロックは、PUのPB又はその他の種類のブロックにすることができる。図13は、イントラBC予測対象のブロックを分割するためのトップダウンアプローチを説明するフローチャート及びそれに付随する図である。図3又は図5a〜5bを参照して説明されているような画像エンコーダ又はビデオエンコーダは、アプローチ(1300)を使用できる。図13に示されている例では、エンコーダは、非対称分割を使用してイントラBC予測対象の2N×2Nブロックの少なくとも一部のパーティションを識別する。
エンコーダは、トップダウンアプローチを使用する代わりに、BV推定時(イントラBC予測の場合)又は動き推定時に現在のブロックのパーティションを識別する際に、ボトムアップアプローチを使用できる。図14は、分割のためのボトムアップアプローチを使用するための一般化手法を説明するフローチャートである。図3又は図5a〜5bを参照して説明されているような画像エンコーダ又はビデオエンコーダは、手法(1400)を実行できる。
このセクションでは、動き推定又はイントラBC予測で使用できるさまざまな検索パターンを示す。具体的には、検索パターンは、スクリーンキャプチャビデオ又はその他の人工的に作成されたビデオ内の一般的な種類の動きを利用する。そのようなビデオでは、ブロックの動きは、多くの場合、純粋に水平な動き又は純粋に垂直な動きである(例えば、コンピュータデスクトップ環境におけるWebページのコンテンツ又はアプリケーションのコンテンツのスクロール、或いは混合コンテンツビデオ内のティッカーグラフィックのスクロール)。このような意味において、検索パターンは、スクリーンキャプチャビデオ又はその他の人工的に作成されたビデオに適しているが、自然なビデオをエンコードする場合にも使用できる。
一部の実装例では、エンコーダはBV推定で完全な検索範囲を使用する。現在のブロックに対するBV値を識別するために、再構成済みサンプル値の領域全体が検索される。完全な検索範囲の使用は、イントラBC予測で使用するための最適なBV値の識別に役立つ場合があるが、BV推定の複雑さを増す可能性もある。
・ B V[0] ≧ −((X0 % CTBsizeY) + CTBsizeY)
・ BV[1] ≧ −(y0 % CTBsizeY)
・ 位置(x0、y0)、(x0+BV[0]、y0+BV[1])、及び(x0+BV[0]+m−1、y0+BV[1]+n−1)でのサンプル値は、同じスライス内に存在しなければならない。
・ 位置(x0、y0)、(x0+BV[0]、y0+BV[1])、及び(x0+BV[0]+m−1、y0+BV[1]+n−1)でのサンプル値は、同じタイル内に存在しなければならない。
本明細書に記載された多くの例において、イントラBC予測及び動き補償は別々のコンポーネント又は処理で実装され、BV推定及び動き推定は別々のコンポーネント又は処理で実装される。或いは、イントラBC予測を動き補償の特殊ケースとして実装することができ、BV推定を動き推定の特殊ケースとして実装することができ、その場合、現在の画像が参照画像として使用される。そのような実装では、BV値はMV値として信号伝達できるが、インター画像予測ではなく(現在の画像内の)イントラBC予測に使用される。本明細書で使用されているように、「イントラBC予測」という用語は、イントラ画像予測モジュール、動き補償モジュール、又はその他のモジュールのどれが使用されて予測が提供されるかにかかわらず、現在の画像内での予測を示す。同様に、BV値を、MV値を使用して、又は異なる種類のパラメータ又は構文要素を使用して表現することができ、BV推定を、イントラ画像推定モジュール、動き推定モジュール、又はその他のモジュールを使用して提供できる。
Claims (15)
- 画像又はビデオのエンコーダを実装するコンピューティングデバイスにおいて、
画像又はビデオをエンコードしてエンコード済みデータを生成するステップであって、イントラブロックコピー(BC)予測のために非対称に分割された現在のブロックに対してイントラBC予測を実行するステップを含む、エンコードするステップと、
前記エンコード済みデータをビットストリームの一部として出力するステップと、
を含む方法。 - 前記エンコードするステップが、イントラBC予測のために対称に分割された他のブロックに対して前記イントラBC予測を実行するステップをさらに含み、前記他のブロックが2N×2Nブロックであり、前記他のブロックが(1)2つの2N×Nブロック、(2)2つのN×2Nブロック、又は(3)4つのN×Nブロックに分割され、これらのブロックをそれぞれ、2つのN×N/2ブロック、2つのN/2×Nブロック、又は4つのN/2×N/2ブロックにさらに分割できる、請求項1に記載の方法。
- 画像又はビデオのデコーダを実装するコンピューティングデバイスにおいて、
エンコード済みデータをビットストリームの一部として受信するステップと、
前記エンコード済みデータをデコードして画像又はビデオを再構成するステップであって、イントラブロックコピー(BC)予測のために非対称に分割された現在のブロックに対して前記イントラBC予測を実行するステップを含む、デコードするステップと、
を含む方法。 - 前記デコードするステップが、イントラBC予測のために対称に分割された他のブロックに対して前記イントラBC予測を実行するステップをさらに含み、前記他のブロックが2N×2Nブロックであり、前記他のブロックが(1)2つの2N×Nブロック、(2)2つのN×2Nブロック、又は(3)4つのN×Nブロックに分割され、これらのブロックをそれぞれ、2つのN×N/2ブロック、2つのN/2×Nブロック、又は4つのN/2×N/2ブロックにさらに分割できる、請求項3に記載の方法。
- 前記現在のブロックが2N×2Nブロックであり、前記現在のブロックが(1)2N×N/2ブロック及び2N×3N/2ブロック、又は(2)2N×3N/2ブロック及び2N×N/2ブロックに分割される、請求項1又は3に記載の方法。
- 前記現在のブロックが2N×2Nブロックであり、前記現在のブロックが(1)N/2×2Nブロック及び3N/2×2Nブロック、又は(2)3N/2×2Nブロック及びN/2×2Nブロックに分割される、請求項1又は3に記載の方法。
- 前記現在のブロックが64×64ブロック、32×32ブロック、16×16ブロック、又は8×8ブロックである、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ビデオが人工的に作成されたビデオである、請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。
- コンピュータ実行可能命令によってプログラムされたコンピューティングデバイスに方法を実行させるための前記コンピュータ実行可能命令を格納する1つ又は複数のコンピュータ可読媒体であって、前記方法が、
画像又はビデオをエンコードしてエンコード済みデータを生成するステップであって、現在の画像の現在のブロックに対して予測を計算するステップを含み、前記予測を計算するステップがボトムアップアプローチを使用して前記現在のブロックのパーティションを識別する、ステップと、
前記エンコード済みデータをビットストリームの一部として出力するステップと、
を含む、1つ又は複数のコンピュータ可読媒体。 - 前記予測が動き推定の一部であるか、又はイントラブロックコピー予測のためのブロックベクトル推定の一部である、請求項9に記載の1つ又は複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記現在のブロックの前記パーティションが異なる大きさを持つ2つのパーティションである、請求項9に記載の1つ又は複数のコンピュータ可読媒体。
- 前記現在のブロックが2N×2Nブロックであり、前記ボトムアップアプローチが、
前記2N×2NブロックのN×Nブロックごとにモードをチェックするステップと、
前記2N×2Nブロックの前記N×Nブロックそれぞれに対して最適なモードを選択するステップと、
前記2N×2Nブロックの前記N×Nブロックそれぞれのベクトル値をキャッシュするステップと、
前記2N×2Nブロックに対して2Nの大きさを使用するモードをチェックするステップであって、前記キャッシュされたベクトル値を使用するステップを含む、ステップと、
前記2N×2Nブロックに対して2Nの大きさを使用する最適なモードを選択するステップと、
前記2N×2Nブロックに対して2Nの大きさを使用する前記最適なモードと前記2N×2Nブロックの前記N×Nブロックそれぞれに対して選択された前記最適なモードとの間で選択するステップとを含む、請求項9又は10に記載の1つ又は複数のコンピュータ可読媒体。 - 前記現在のブロックが2N×2Nブロックであり、前記ボトムアップアプローチが、
前記2N×2NブロックのN×Nブロックごとにモードのサブセットをチェックするステップと、
前記2N×2Nブロックの前記N×Nブロックそれぞれのベクトル値をキャッシュするステップと、
前記2N×2Nブロックに対して2Nの大きさを使用するモードのサブセットをチェックするステップであって、前記キャッシュされたベクトル値を使用するステップを含む、ステップと、
前記2N×2Nブロックに対して2Nの大きさを使用する最適なモードを選択するステップと、前記2N×2Nブロックに対して2Nの大きさを使用する前記最適なモードと前記2N×2Nブロックの前記N×Nブロックそれぞれに対する最適なモードとの間で選択するステップとを含む、請求項9又は10に記載の1つ又は複数のコンピュータ可読媒体。 - N×Nブロックごとのモードの前記サブセットが2つのN×N/2ブロックを使用するモードであり、2Nの大きさを使用するモードの前記サブセットが2N×2Nブロックを使用するモード、2つの2N×Nブロックを使用するモード、2N×N/2ブロックと2N×3N/2ブロックを使用するモード、及び2N×3N/2ブロックと2N×N/2ブロックを使用するモードである、請求項13に記載の1つ又は複数のコンピュータ可読媒体。
- N×Nブロックごとのモードの前記サブセットが2つのN/2×Nブロックを使用するモードであり、2Nの大きさを使用するモードの前記サブセットが2N×2Nブロックを使用するモード、2つのN×2Nブロックを使用するモード、N/2×2Nブロックと3N/2×2Nブロックを使用するモード、及び3N/2×2NブロックとN/2×2Nブロックを使用するモードである、請求項13に記載の1つ又は複数のコンピュータ可読媒体。
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