JP2017512439A - 色空間、色サンプリングレート、及び/又は色深度の適応切り替え - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、説明するイノベーションのうちのいくつかを実装することが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している。コンピューティングシステム(100)は、使用又は機能の範囲に関して限定を示唆するよう意図するものではない。なぜならば、本イノベーションは、多様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において実施することができるからである。
図2a及び図2bは、ビデオエンコーダ(220)及びビデオデコーダ(270)を含む例示的なネットワーク環境(201、202)を示している。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用いて、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み得る。
図3は、いくつかの説明する実施形態を協働して実装することができる例示的なエンコーダシステム(300)のブロック図である。エンコーダシステム(300)は、リアルタイム通信のための低遅延符号化モード、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のためのメディアを生成するためのより高遅延の符号化モード等の複数の符号化モードのうちのいずれかで動作することができる汎用符号化ツールであってもよいし、そのような1つの符号化モードのために適合された専用符号化ツールであってもよい。エンコーダシステム(300)は、特定のタイプのコンテンツ(例えば、スクリーンキャプチャコンテンツ)を符号化するよう適合されてもよいし、複数の異なるタイプのコンテンツ(例えば、スクリーンキャプチャコンテンツ及び自然ビデオ)のうちの任意のコンテンツを符号化するよう適合されてもよい。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、実装することができる。概して、エンコーダシステム(300)は、ビデオソース(310)から、一連のソースビデオフレーム(311)を受信し、チャネル(390)への出力として符号化データを生成する。チャネルに出力される符号化データは、色空間、色サンプリングレート、及び/又は色深度の適応切り替えにより符号化されたコンテンツを含み得る。
図4は、いくつかの説明する実施形態を協働して実装することができる例示的なデコーダシステム(400)のブロック図である。デコーダシステム(400)は、リアルタイム通信のための低遅延復号モード及びファイル又はストリームからのメディア再生のためのより高遅延の復号モード等の複数の復号モードのうちのいずれかで動作することができる汎用復号ツールであってもよいし、そのような1つの復号モードのために適合された専用復号ツールであってもよい。デコーダシステム(400)は、特定のタイプのコンテンツ(例えば、スクリーンキャプチャコンテンツ)を復号するよう適合されてもよいし、複数の異なるタイプのコンテンツ(例えば、スクリーンキャプチャコンテンツ及び自然ビデオ)のうちの任意のコンテンツを復号するよう適合されてもよい。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、実装することができる。概して、デコーダシステム(400)は、チャネル(410)から符号化データを受信し、出力先(490)への出力として再構成フレームを生成する。符号化データは、色空間、色サンプリングレート、及び/又は色深度の適応切り替えにより符号化されたコンテンツを含み得る。
図5a及び図5bは、いくつかの説明する実施形態を協働して実装することが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、現ピクチャを含む一連のビデオピクチャを、入力ビデオ信号(505)として受信し、符号化ビデオビットストリーム(595)内の符号化データを、出力として生成する。
図6は、いくつかの説明する実施形態を協働して実装することが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)内の符号化データを受信し、再構成ビデオ(695)のためのピクチャ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)のフォーマットは、H.265/HEVCフォーマットの変形又は拡張、Windows(登録商標) Media Videoフォーマット、VC−1フォーマット、MPEG−xフォーマット(例えば、MPEG−1、MPEG−2、又はMPEG−4)、H.26xフォーマット(例えば、H.261、H.262、H.263、H.264)、又は別のフォーマットであり得る。
符号化中、エンコーダは、様々な点(例えば、符号化モードのより多くのオプション、潜在的により低い量子化ステップサイズ)で、セカンダリ色成分よりも慎重にプライマリ色成分を扱い得る。また、エンコーダは、セカンダリ色成分をサブサンプリングすることにより、相対的により多くのビット(したがって品質)を、プライマリ色成分に割り当てることができる。
一般に、スクリーンキャプチャビデオは、コンピュータスクリーン又は他のディスプレイの出力を表す。図7は、スクリーンキャプチャのための入力を提供することができる、コンテンツを含むコンピュータデスクトップ環境(710)を示している。例えば、スクリーンキャプチャビデオは、コンピュータデスクトップ(711)全体の一連の画像を表すことができる。あるいは、スクリーンキャプチャビデオは、ゲームコンテンツを含むアプリケーションウィンドウ(713)、ウェブページコンテンツを含むブラウザウィンドウ(712)、又はワードプロセッサコンテンツを含むウィンドウ(714)等の、コンピュータデスクトップ環境のウィンドウのうちの1つのウィンドウについての一連の画像を表すことができる。
色空間の適応切り替えに関して、シーケンス内のビデオの異なるユニットは、異なる色空間で符号化される。例えば、これらのユニットのうちのいくつかは、YUVタイプの色空間(例えば、YCbCr、YCoCg)で符号化され、他のユニットは、RGBタイプの色空間(例えば、RGB、BGR、GBR)で符号化される。この場合、エンコーダ又はデコーダは、適切なときに、サンプル値に対して色空間変換演算を実行して、YUVタイプの色空間とRGBタイプの色空間との間で切り替える。通常、色空間変換演算は、位置ごとに実行される行列乗算演算として表され得、第1の色空間におけるある位置についてのn個のサンプル値が、n×n行列で乗算されて、第2の色空間におけるその位置についてのn個のサンプル値が生成される。実際には、色空間変換演算は、他の算術を用いて実施されてもよい。
図12は、符号化中に、色空間、色サンプリングレート、及び/又は色深度を適応的に切り替えるための一般化された技術(1200)を示している。図3若しくは図5a〜図5bを参照して説明したエンコーダ等の画像エンコーダ又はビデオエンコーダが、技術(1200)を実行することができる。
図14は、復号中に、色空間、色サンプリングレート、及び/又は色深度を適応的に切り替えるための一般化された技術(1400)を示している。図4又は図6を参照して説明したデコーダ等の画像デコーダ又はビデオデコーダが、技術(1400)を実行することができる。
このセクションでは、シーケンス内のビデオの少なくともいくつかのユニットの間で、色空間、色サンプリングレート、及び/又は色深度がどのように切り替わるかを示す信号の例が説明される。一般に、ビットストリーム内の信号は、ユニットを符号化/復号する2以上のオプション間の選択を示す。色空間適応に関して、信号は、ユニットを符号化/復号するときに使用される2以上の色空間の間の選択を示す。色サンプリングレート適応に関して、信号は、ユニットを符号化/復号するときに使用される2以上の色サンプリングレートの間の選択を示す。色深度適応に関して、信号は、ユニットを符号化/復号するときに使用される2以上の色深度の間の選択を示す。異なる色深度が、ユニットの異なる色成分についてシグナリングされ得る。
符号化中又は復号中、エンコーダ又はデコーダは、以前に再構成されたコンテンツのサンプル値のセットに少なくとも部分的に基づいて、現ピクチャ内の現ブロックのサンプル値を予測することができる。イントラピクチャ予測に関して、以前に再構成されたコンテンツのサンプル値のセットは、現ピクチャの一部である(例えば、イントラ空間予測に関しては、空間的に隣接する位置におけるサンプル値である、又は、イントラBC予測に関しては、以前のブロックの再構成されたサンプル値である)。インターピクチャ予測に関して、以前に再構成されたコンテンツのサンプル値のセットは、参照ピクチャの一部である。現ブロックのサンプル値と、以前に再構成されたコンテンツのサンプル値のセットと、が、異なるフォーマットである場合、エンコーダ又はデコーダは、変換演算を実行して、現ブロックのサンプル値の予測を容易にする。
PsR、PsG、及びPsB
であり、現色深度が、
bit_depthcurrent
であると仮定する。最小サンプル値は、0であり、最大サンプル値は、
(1<<bit_depthcurrent)-1
(例えば、8ビットサンプル値については255)である。Co及びCgのダイナミックレンジを調整するために、項
add_value
が、1<<(bit_depthcurrent-1)
(例えば、8ビットサンプル値については128)として定義される。YCoCg空間におけるその位置についてのサンプル値
PsY、PsCo、及びPsCg
は、
PsY=(PsR+(2*PsG)+PsB)>>2
PsCo=((PsR-PsB)>>1)+add_value
PsCg=(((2*PsG)-PsR-PsB)>>2)+add_value
により算出され得る。
PsY、PsCo、及びPsCg
は、最小サンプル値と最大サンプル値とによって規定されるレンジ内にクリップされる。
CC_matrix1_to_2
は、
[ c00, c01, c02
c10, c11, c12
c20, c21, c22 ]
として定義され得る。
CC_offsets1_to_2
の行列が使用され得る。オフセット
CC_offsets1_to_2
は、
[ o0,
o1,
o2 ]
として定義され得る。
PsCC1=[Ps00, Ps01, Ps02]T
であると仮定する。第2の色空間におけるその位置についてのサンプル値
PsCC2
は、
PsCC2=CC_matrix1_to_2*PsCC1+CC_offsets1_to_2
として算出され得る。
PsCC2
は、適切なレンジにクリップされる。
width x height
である。色サンプリングレート変換の後、YUV4:2:0ビデオの空間解像度は、Y成分については、
width x height
であり、U成分及びV成分については、
(width/2) x (height/2)
である。
0≦i<width
であり、
0≦j<height
である各位置
(i, j)
について、エンコーダ又はデコーダは、YUV4:2:0ビデオについてのサンプル値を、
Y420[i][j]=Y444[i][j]
U420[i][j]=(U444[2*i][2*j]+U444[2*i+1[2*j]+U444[2*i][2*j+1]+
U444[2*i+1][2*j+1])>>2
V420[i][j]=(V444[2*i][2*j]+V444[2*i+1[2*j]+V444[2*i][2*j+1]+
V444[2*i+1][2*j+1])>>2
として算出することができる。
bit_depthref
から、現ブロックのサンプル値の色深度
bit_depthcurrent
に、以前に再構成されたコンテンツのサンプル値のセットPを変更する。
bit_depthref>bit_depthcurrentである場合
shift=bit_depthref-bit_depthcurrent
add=1<<(shift-1)
P=(P+add)>>shift
bit_depthref<bit_depthcurrentである場合
shift=bit_depthcurrent-bit_depthref
P<<=shift
RsY、RsCo、及びRsCg
であり、現色深度が、
bit_depthcurrent
であると仮定する。ダイナミックレンジを調整するために、項
add_value
が、
1<<(bit_depthcurrent-1)
(例えば、8ビットサンプル値については128)として定義される。RGB色空間におけるその位置についてのサンプル値
RsR、RsG、及びRsB
は、
RsCo-=add_value
RsCg-=add_value
RsR=RsY+RsCo-RsCg
RsG=RsY+RsCg
RsB=RsY-RsCo-RsCg
により算出され得る。
RsR、RsG、及びRsB
は、最小サンプル値と最大サンプル値とにより規定されるレンジ内にクリップされる。
CC_matrix2_to_1
は、
[ c'00, c'01, c'02
c'10, c'11, c'12
c'20, c'21, c'22 ]
として定義され得る。
CC_offsets2_to_1
の行列が使用され得る。オフセット
CC_offsets2_to_1
は、
[ o'0,
o'1,
o'2 ]
として定義され得る。
RsCC2=[Rs00, Rs01, Rs02]T
であると仮定する。第1の色空間におけるその位置についてのサンプル値
RsCC1
は、
RsCC1=CC_matrix2_to_1*(RsCC2+CC_offsets2_to_1)
として算出され得る。
RsCC1
は、適切なレンジにクリップされる。
bit_depthcurrent
から、再構成されたコンテンツのサンプル値の色深度
bit_depthref
に、現ブロックの再構成されたサンプル値Rを変更する。
bit_depthref>bit_depthcurrentである場合
shift=bit_depthref-bit_depthcurrent
R<<=shift
bit_depthref<bit_depthcurrentである場合
shift=bit_depthcurrent-bit_depthref
add=1<<(shift-1)
R=(R+add)>>shift
符号化中又は復号中、エンコーダ又はデコーダは、1以上のルールに従って、以前に再構成されたコンテンツについて適応ループ内デブロッキングを実行することができる。いくつかの場合において、デブロッキングは、異なる色空間で符号化された2つのブロック間の境界にわたって適用され得る。
Claims (34)
- ビデオエンコーダ又は画像エンコーダを有するコンピューティングデバイスにおける方法であって、
シーケンス内のビデオを符号化する符号化ステップであって、前記符号化ステップ中に、前記シーケンス内の前記ビデオの少なくともいくつかのユニットの間で、色空間、色サンプリングレート、及び/又は色深度を、空間的且つ/又は時間的に切り替える切り替えステップを含む符号化ステップと、
ビットストリーム内に符号化されたデータを出力する出力ステップであって、前記符号化されたデータは、前記シーケンス内の前記ビデオの前記少なくともいくつかのユニットの間で、前記色空間、前記色サンプリングレート、及び/又は前記色深度がどのように切り替わるかを示す1以上の信号を含む、出力ステップと、
を含む方法。 - ビデオデコーダ又は画像デコーダを有するコンピューティングデバイスにおける方法であって、
ビットストリーム内の符号化されたデータを受信する受信ステップであって、前記符号化されたデータは、シーケンス内のビデオの少なくともいくつかのユニットの間で、色空間、色サンプリングレート、及び/又は色深度がどのように切り替わるかを示す1以上の信号を含む、受信ステップと、
前記符号化されたデータを復号する復号ステップであって、前記復号ステップ中に、前記シーケンス内の前記ビデオの前記少なくともいくつかのユニットの間で、前記色空間、前記色サンプリングレート、及び/又は前記色深度を、空間的且つ/又は時間的に切り替える切り替えステップを含む復号ステップと、
を含む方法。 - 前記ビデオの前記ユニットは、前記シーケンスのピクチャである、請求項1又は2記載の方法。
- 前記ビデオの前記ユニットは、前記シーケンスの所与のピクチャのスライスである、請求項1又は2記載の方法。
- 前記ビデオの前記ユニットは、前記シーケンスの所与のピクチャのブロックである、請求項1又は2記載の方法。
- 前記切り替えステップは、色空間変換演算を用いて、前記色空間のうちの2つの色空間の間で変更するステップを含む、請求項1乃至5いずれか一項記載の方法。
- 前記色空間は、少なくとも1つのYUVタイプの色空間と、少なくとも1つのRGBタイプの色空間と、を含む、請求項6記載の方法。
- 前記切り替えステップは、色空間並べ替え演算を用いて、前記色空間のうちの2つの色空間の間で変更するステップを含む、請求項1乃至5いずれか一項記載の方法。
- 前記色空間は、複数のRGBタイプの色空間を含む、請求項8記載の方法。
- 前記符号化されたデータは、前記色空間を識別又は規定する情報をさらに含む、請求項1乃至5いずれか一項記載の方法。
- 前記情報は、前記色空間のうちの2つの色空間の間の色空間変換演算のために使用可能な値の行列を含む、請求項10記載の方法。
- 前記切り替えステップは、前記色サンプリングレートのうちの2つの色サンプリングレートの間で変更するステップを含む、請求項1乃至11いずれか一項記載の方法。
- 前記色サンプリングレートは、4:4:4、4:2:2、4:2:0、及び4:0:0のうちの2以上を含む、請求項12記載の方法。
- 前記切り替えステップは、前記色深度のうちの2つの色深度の間で変更するステップを含む、請求項1乃至13いずれか一項記載の方法。
- 前記色深度は、1サンプル当たり12ビット、1サンプル当たり10ビット、及び1サンプル当たり8ビットのうちの2以上を含む、請求項14記載の方法。
- 前記ビデオの前記ユニットのうちの所与のユニットの異なる色成分は、異なる色深度を有する、請求項14記載の方法。
- 前記1以上の信号は、前記ビデオの前記ユニットのうちの所与のユニットについてのフラグ値を含み、前記フラグ値は、前記色空間、前記色サンプリングレート、又は前記色深度についての2つのオプション間の選択を示す、請求項1乃至16いずれか一項記載の方法。
- 前記1以上の信号は、前記ビデオの前記ユニットのうちの所与のユニットについてのシンタックス要素を含み、前記シンタックス要素は、前記色空間、前記色サンプリングレート、又は前記色深度についての3以上のオプション間の選択を示す、請求項1乃至16いずれか一項記載の方法。
- 前記1以上の信号は、前記ビデオの前記ユニットのうちの所与のユニットについてのパラメータの差分値を含み、前記差分値は、前記パラメータの実際の値と前記パラメータの予測因子との差を表す、請求項1乃至16いずれか一項記載の方法。
- 前記予測因子は、シーケンスレイヤパラメータである、請求項19記載の方法。
- 前記予測因子は、前記ビデオの前記ユニットの中の1以上の以前のユニットについての前記パラメータの1以上の実際の値に基づく、請求項19記載の方法。
- 前記符号化ステップ又は前記復号ステップは、以前に再構成されたコンテンツのサンプル値のセットに少なくとも部分的に基づいて、現ピクチャ内の現ブロックのサンプル値を予測する予測ステップであって、前記以前に再構成されたコンテンツの前記サンプル値のセットは、第1のフォーマットで記憶されており、前記現ブロックの前記サンプル値は、前記第1のフォーマットとは異なる第2のフォーマットで符号化されている、予測ステップを含む、請求項1乃至21いずれか一項記載の方法。
- 前記予測ステップは、
前記第1のフォーマットから前記第2のフォーマットに、前記以前に再構成されたコンテンツの前記サンプル値のセットを変換するステップと、
前記以前に再構成されたコンテンツの前記の変換されたサンプル値のセットを使用して、前記現ブロックの前記サンプル値を予測するステップと、
前記現ブロックの前記の予測されたサンプル値に少なくとも部分的に基づいて、前記現ブロックの前記サンプル値を再構成するステップと、
を含む、請求項22記載の方法。 - 前記第1のフォーマットから前記第2のフォーマットに変換することは、前記色空間のうちの2つの色空間の間で変換すること、前記色サンプリングレートのうちの2つの色空間の間で変換すること、又は、前記色深度のうちの2つの色深度の間で変換すること、を含む、請求項23記載の方法。
- 前記予測ステップは、
前記以前に再構成されたコンテンツの前記サンプル値のセットを使用して、前記現ブロックの前記サンプル値を予測するステップと、
前記第1のフォーマットから前記第2のフォーマットに、前記現ブロックの前記の予測されたサンプル値を変換するステップと、
前記現ブロックの前記の変換された予測されたサンプル値に少なくとも部分的に基づいて、前記現ブロックの前記サンプル値を再構成するステップと、
を含む、請求項22記載の方法。 - 前記予測ステップの後に、
前記第2のフォーマットから前記第1のフォーマットに、前記現ブロックの前記の再構成されたサンプル値を変換するステップと、
前記以前に再構成されたコンテンツの一部として、前記現ブロックの前記の変換された再構成されたサンプル値を記憶するステップと、
をさらに含む、請求項23乃至25いずれか一項記載の方法。 - 前記予測は、イントラピクチャ予測であり、前記以前に再構成されたコンテンツの前記サンプル値のセットは、前記現ピクチャの一部である、請求項22乃至26いずれか一項記載の方法。
- 前記予測は、インターピクチャ予測であり、前記以前に再構成されたコンテンツの前記サンプル値のセットは、参照ピクチャの一部である、請求項22乃至26いずれか一項記載の方法。
- 前記符号化ステップ又は前記復号ステップは、以前に再構成されたコンテンツのサンプル値のセットに少なくとも部分的に基づいて、現ピクチャ内の現ブロックのサンプル値を予測する予測ステップであって、前記以前に再構成されたコンテンツの前記サンプル値のセットと、前記現ブロックの前記サンプル値と、が、異なるフォーマットであるかどうかを評価するステップを含む予測ステップを含む、請求項1乃至21いずれか一項記載の方法。
- 前記符号化ステップ又は前記復号ステップは、1以上のルールに従って、以前に再構成されたコンテンツをデブロックするデブロッキングステップを含む、請求項1乃至21いずれか一項記載の方法。
- 前記デブロッキングステップは、2つの隣接ブロックのプライマリ成分がゼロでない残差値を有するかどうかに応じて、デブロッキングフィルタの強度を調整するステップを含む、請求項30記載の方法。
- 前記1以上のルールは、前記以前に再構成されたコンテンツ内の2つの隣接ブロックの異なる色空間を考慮し、前記デブロッキングステップは、前記2つの隣接ブロックの対応する成分がゼロでない残差値を有するかどうかに応じて、デブロッキングフィルタの強度を調整するステップを含む、請求項30記載の方法。
- 請求項1乃至32いずれか一項記載の方法を実行するよう適合されているコンピューティングデバイス。
- コンピューティングデバイスに請求項1乃至32いずれか一項記載の方法を実行させるコンピュータ実行可能な命令を記憶した1以上のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
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