JP2021052425A - 画面内予測を利用した映像符号化/復号化方法および装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Video Coding)は次世代動映像符号化技術であって、既存にH.264/MPEG−4 AVCを開発したISO/IEC MPEGとITU−Tの映像符号化専門家グループ(Video Coding Experts Group)がJoint
Collaborative Team on Video Coding(JCT−VC)として2010年1月にチームを結成して標準化作業を進行し、次世代最終標準案として承認された。
復号化装置で遂行される画面内予測を利用した復号化方法は、ビットストリームを受信する段階;受信したビットストリームで復号化情報を獲得する段階;獲得した復号化情報を利用して復号化しようとする現在ブロックに対する予測ブロックを生成する段階;前記ビットストリームで獲得した残差ブロックと前記予測ブロックを加算して前記現在ブロックを復元する段階を含んでいる。
前記予測ブロックを生成する段階は、前記現在ブロックと隣接したブロックに属するか
または前記現在ブロックの少なくとも一つのサブブロックに属する復元画素のうち、選定された少なくとも一つの主参照画素を利用して前記現在ブロックの各画素に対する予測値を生成することによって、前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成する。
前記主参照画素は、前記復元画素のうち画面内予測方向上に位置した画素である。
前記予測ブロックを生成する段階は、前記画面内予測方向上に位置した主参照画素が二つ以上である場合、前記現在ブロック内に予測しようとする現在画素を基準として前記画面内予測方向の前後に前記現在画素と最も近い二つの主参照画素を利用して前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成する段階を含んでいる。
前記現在画素と最も近い二つの主参照画素を利用して前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成する段階は、前記二つの主参照画素の平均または前記二つの主参照画素に加重値をそれぞれ適用して足した値を前記現在画素に対する予測値として前記予測ブロックを生成する。
前記少なくとも一つのサブブロックは、クアッドツリー方式およびバイナリツリー方式のうち一つを利用して前記現在ブロックを分割することによって獲得されるか、前記クアッドツリー方式と前記バイナリツリー方式を混用して前記現在ブロックを分割することによって獲得される。
前記少なくとも一つのサブブロックは、前記現在ブロック内で横に偶数または奇数番目に位置した画素ラインで構成される。
前記少なくとも一つのサブブロックは、前記現在ブロック内で縦に偶数または奇数番目に位置した画素ラインで構成される。
前記少なくとも一つのサブブロックは、前記現在ブロック内の各画素座標(x、y)のxおよびy座標が偶数である座標で構成されるか、xおよびy座標のうち一つは偶数であり他の一つは奇数である座標で構成されるか、xおよびy座標が奇数である座標で構成される。
前記予測ブロックを生成する段階は、前記復元画素のうち前記主参照画素および前記現在ブロック内に予測しようとする現在画素の間の位置と画面内予測方向を基準として相応する位置にある両画素間の差分値を利用して前記主参照画素を補正する段階;および補正された主参照画素を利用して前記予測ブロックを生成する段階を含んでいる。
前記主参照画素を補正する段階は、前記差分値を前記主参照画素に足すか、前記差分値に加重値を適用した値を前記主参照画素に加算することによって前記主参照画素を補正する。
前記主参照画素を補正する段階は、前記現在画素のうち一定の範囲内に属する画素に対する予測時に限って前記主参照画素を補正する。
前記主参照画素を補正する段階は、前記差分値が二つ以上導き出される場合、二つ以上の差分値に対する平均または前記2つ以上の差分値のそれぞれに加重値を付与して導き出された値を利用して前記主参照画素を補正する。
画面内予測を利用した復号化装置において、前記復号化装置は、少なくとも一つのプロセッサ(processor);および
前記少なくとも一つのプロセッサが少なくとも一つの段階を遂行するように命令する命令語を保存するメモリー(memory)を含んでいる。
前記少なくとも一つの段階は、ビットストリームを受信する段階;受信したビットストリームで復号化情報を獲得する段階;
獲得した復号化情報を利用して復号化しようとする現在ブロックに対する予測ブロックを生成する段階;および 前記ビットストリームで獲得した残差ブロックと前記予測ブロ
ックを加算して前記現在ブロックを復元する段階を含んでいる。
前記予測ブロックを生成する段階は、前記現在ブロックと隣接したブロックに属するかまたは前記現在ブロックの少なくとも一つのサブブロックに属する復元画素のうち、選定
された少なくとも一つの主参照画素を利用して前記現在ブロックの各画素に対する予測値を生成することによって、前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成する。
前記主参照画素は、前記復元画素のうち画面内予測方向上に位置した画素である。
前記予測ブロックを生成する段階は、前記画面内予測方向上に位置した主参照画素が二つ以上である場合、前記現在ブロック内に予測しようとする現在画素を基準として前記画面内予測方向の前後に前記現在画素と最も近い二つの主参照画素を利用して前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成する段階を含んでいる。
前記現在画素と最も近い二つの主参照画素を利用して前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成する段階は、前記二つの主参照画素の平均または前記二つの主参照画素に加重値をそれぞれ適用して足した値を前記現在画素に対する予測値として前記予測ブロックを生成する。
前記少なくとも一つのサブブロックは、クアッドツリー方式およびバイナリツリー方式のうち一つを利用して前記現在ブロックを分割することによって獲得されるか、前記クアッドツリー方式と前記バイナリツリー方式を混用して前記現在ブロックを分割することによって獲得される。
前記予測ブロックを生成する段階は、前記復元画素のうち前記主参照画素および前記現在ブロック内に予測しようとする現在画素の間の位置と画面内予測方向を基準として相応する位置にある両画素間の差分値を利用して前記主参照画素を補正する段階;および 補
正された主参照画素を利用して前記予測ブロックを生成する段階を含んでいる。
前記主参照画素を補正する段階は、前記差分値を前記主参照画素に足すか、前記差分値に加重値を適用した値を前記主参照画素に加算することによって前記主参照画素を補正する。
前記主参照画素を補正する段階は、前記現在画素のうち一定の範囲内に属する画素に対する予測時に限って前記主参照画素を補正する。
第1、第2、A、Bなどの用語は多様な構成要素の説明に使われ得るが、前記構成要素は前記用語によって限定されてはならない。前記用語は一つの構成要素を別の構成要素から区別する目的でのみ使われる。例えば、本発明の権利範囲を逸脱することなく、かつ第1構成要素は第2構成要素と命名され得、同様に第2構成要素も第1構成要素と命名され得る。「および/または」という用語は、複数の関連して記載された項目の組み合わせまたは複数の関連して記載された項目中のいずれかの項目を含む。
ある構成要素が別の構成要素に「連結されて」いるとか「接続されて」いると言及された時には、その他の構成要素に直接的に連結されているかまたは接続されていることもあり得るが、中間に他の構成要素が存在することもあり得ると理解されるべきである。反面、ある構成要素が他の構成要素に「直接連結されて」いるとか「直接接続されて」いると言及された時には、中間に他の構成要素が存在しないものと理解されるべきである。
本出願で使った用語は単に特定の実施例を説明するために使われたものであって、本発明を限定しようとする意図ではない。単数の表現は文脈上明白に異なることを意味しない限り、複数の表現を含む。本出願において、「含む」または「有する」などの用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものが存在することを指定するためのものであり、一つまたはそれ以上の別の特徴や数字、段階、動作、構成要素、部品またはこれらを組み合わせたものなどの存在または付加の可能性をあらかじめ排除しないものと理解されるべきである。
別途に定義されない限り、技術的又は科学的な用語を含んでここで使われるすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者によって一般に理解されることと同じ意味を有している。一般に使われる辞書に定義されているような用語は、関連技術の文脈上有する意味と一致する意味を有するものと解釈されるべきであり、本出願で明白に定義しない限り、理想的又は過度に形式的な意味に解釈されない。
以下、本発明に係る好ましい実施例を添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施例に係る映像符号化および復号化システムの概念図である。
Serial Bus)等のような多様な通信インターフェースを通じて映像復号化装
置100に伝送され、映像復号化装置100で復号化されて映像に復元され再生され得る。また、映像符号化装置105によりビットストリームに符号化された映像は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体を通じて映像符号化装置105から映像復号化装置100に伝達され得る。
Quantization)、量子化加重値マトリックス(Quantization
weighted matrix)またはこれを改良した技法を使用することができる。
ックは復号化ピクチャバッファ240に保存されてブロック単位またはピクチャ単位で累積されて予測部200に伝達されて、次のブロックまたは次のピクチャなどで参照されて使用され得る。
グ(blocking)現象を除去するためにデブロッキングフィルタを適用してもよく、前記復号化過程の前後に他のループフィルタをビデオ品質を向上させるために使用してもよい。
による分割を遂行し、そのうちのクアッドツリー方式)を使用することができ、同一の分割許容深度の深さを使用することができる。または、予測ブロックと変換ブロックにおいて異なる分割方式(本例において、予測ブロックはインデックス選択による分割を遂行し、変換ブロックはツリー構造による分割を遂行し、そのうちのクアッドツリー方式)を使用することができ、異なる階層的分割方式(本例において、予測ブロックは単一の階層内でインデックス選択による分割を遂行し、変換ブロックは分割深度が1以上である多重階層でツリー構造による分割を遂行)を使用することができる。または符号化ブロックと変換ブロックにおいて異なる分割方式(本例において、ツリー構造による分割を遂行し、符号化ブロックはクアッドツリー方式とバイナリツリー方式であり、変換ブロックはクアッドツリー方式である)を使用することができ、同一の分割許容深度の深さを使用することができる。
トに従って各ブロックの長さが比例する設定)を、バイナリツリー方式の場合、64×64〜4×4範囲(本例において、これに同一の輝度成分での範囲は128×128〜8×8、4:2:0での仮定)での分割を支援することができる。
ックの大きさ、許容可能な深度、予測ブロックの形態、予測ブロックの分割方式などによって決定され得る。
てもよい。これに伴い、予測ブロックの分割形態は制限的に支援され得る。
可能な深度4を支援することができる。
れる変換形態は正方形の形態とまたは長方形の形態の変換であり得る。
支援される変換技法はDCT−I、DCT−II、DCT−III、DST−I、DST−IIであり得、Interの場合に支援される変換技法はDCT−I、DCT−II、DST−IIであり得る。
ルタ長、一つ以上のフィルタ係数)はブロックの大きさおよび形態により適応的に決定され得る。
を加算して画素を復元することができる。
画面内予測が遂行され得る。この時も前述した方法と同様に、現在画素20−1および現在ブロックと隣接した復元画素20−3の位置と画面内予測モードの方向(垂直モードの場合)を基準として相応する位置にある両画素の差分値d1、d3を現在ブロックと隣接した復元画素20−3に付加することによって、現在画素20−1の予測値を生成することができる。この時、d1を利用するかd3を利用するかはいずれを利用した予測結果が現在画素20−1と近いのかにより決定され得、加重値がd1やd3に適用されてもよい。
程で、主参照画素は画面内予測方向上に復元されたサブブロックがないため、現在ブロックと隣接したブロックに属する画素であり得る。
Leftのようなモード(本例において、左側の上で開始点を有し、右側の下方向にコピーされるモードと仮定)は、参照できる第2主参照画素が存在しないこともある。第1主参照画素を基本参照画素として設定することができ、追加的な参照画素(本例において、第2主参照画素)を予測値の生成に使用することができる。第1主参照画素と第2主参照画素を使用できるすべてのモードに対して、第1主参照画素と追加的な主参照画素を使用して予測値を生成してもよく、一部のモードに対してのみ適用され得、これはブロックの大きさおよび形態、予測モードなどにより定められ得る。
測を遂行することもできる。また、予測方向の開始点に位置した第1サブブロックに属する画素が一部の予測方向に対しては存在しないこともあるが、この時は29bでのように第1サブブロックに属する画素を予測方向上にコピーしたり、現在ブロックと隣接したブロックに属する画素を利用して予測を遂行することができる。
きる。第1主参照画素および第2主参照画素をすべて利用する場合、両画素の平均または両画素のそれぞれに加重値を付与して足した値を第1サブブロック内の各画素に対する予測値として決定することができる。
ロックに対して縦に奇数番目に位置した画素ラインで構成され得る。ここで、予測しようとする現在画素の予測方向の前後にすでに復元された第1サブブロックの画素または現在ブロックと隣接したブロックに属する復元された画素が存在するので、予測方向の前後にある両画素をそれぞれ主参照画素とし、第2サブブロックに対する予測が遂行され得る。具体的には、現在画素の予測方向の前と後にある両画素の平均または両画素のそれぞれに加重値を付与して足した値を現在画素の予測値として決定することができる。
flag)の設定に対する例を表す。35aの(大きいブロックが2N×2Nであるとした場合)左側の上のブロックN×Nと右側の上のブロックN×Nは変換ブロックの分割を支援せず、符号化ブロックが決定されたときに共に変換ブロックの大きさおよび形態が決定されたブロックの例であり得る。すなわち、符号化ブロックで変換ブロックの大きさおよび形態についての情報を支援しないブロックであり得る。
たブロックの符号化係数の有無についての情報が必要となり得る。この時、cbfの情報により下位単位に分割された変換ブロックに追加的なcbf情報の生成を決定することができる。本例では各カラー成分に対するcbf情報が0であり、分割された変換ブロックには各成分の符号化係数が発生しないので、cbf情報を追加に生成しない。
b、crの場合、N×Nの分割形態(符号化ブロックと同一大きさおよび形態)であるため、cbf_cb、cbf_crを追加的に生成しない場合であり得る。前記設定はスライスタイプ、ブロックの大きさおよび形態などに条件により独立的な分割を支援するか依存的な分割を支援するかが決定され得る。
化モードにより前記シンタックスに対する設定が変わり得る。例えば、第1サブブロックでは各coeff_abs_level_greater1_flag(符号化係数の絶対値が1より大きいかを表すフラグ)、coeff_abs_level_greater2_flag(符号化係数の絶対値が2より大きいかを表すフラグ)を最大a、b個まで支援するのであれば、第2サブブロックには各シンタックスを最大c、d個まで支援することができ、aはcより大きいか同じであり得、bはdより大きいか同じであり得、このとき第1サブブロックの大きさは第2サブブロックより大きくてもよい。他の例として、符号化モードがIntraの場合に、coeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flagを最大a、b個まで支援するのであれば、Interの場合に最大c、d個まで支援することができ、aとcは同じであるか異なり得、bとdは同じであるか異なり得る。
coeff_abs_level_remaningの値の符号化時のkとして使用することができる。k値は一度のアップデート過程で最大1だけの増加が可能であり、前記において設定された最大値(4)まで増加してcoeff_abs_level_remainingのコードワードの割り当てに関与することができる。また、kはアップデート過程で変動がないか増加する性質を有することができる。これはスキャン順の方向が進行されるほど一般的な符号化環境(損失)では周波数ドメインに変換後に量子化を遂行するので、DC成分(残差ブロックの左側の上)で絶対値が大きい係数が多く発生し、右側の下(高周波領域)に位置するほど絶対値が小さい係数が発生する特性を考慮したためである。k値に対するアップデート条件は変換ブロック単位で他の設定を有することができる。また、符号化設定(本例においては、量子化パラメーター、画面内予測方法<ブロック単位の予測/画素単位の予測>)により他の設定を有することができる。例えば、予測および符号化過程で現在ブロックと隣接したブロックに属する参照画素を通じて、予測および符号化されたブロックと現在ブロックと隣接したブロックに属する画素だけでなく、現在ブロック内にすでに復元されたサブブロック内の画素を追加に参照して予測および符号化されたブロックの場合、異なるk値アップデート条件を適用することができる。後者の場合、正確な予測ブロック生成による変換および量子化過程後の符号化係数(量子化された変換係数列または予測後の差分画素列)の特性が異なり得るためである。これは画面内予測方式により異なるアップデート条件を有する例と連結され得るが、ブロック基盤の予測と画素基盤の予測方法によりそれによる符号化係数の特性が異なり得るためである。他の例として、無損失圧縮の場合、損失圧縮の場合は異なる符号化係数特性を有するため、他のアップデート条件を適用することができる。
できる。
ることによって現在ブロックに対する予測ブロックを生成することができる。
Claims (6)
- 復号化装置で遂行される画面内予測を利用した復号化方法において、
ビットストリームを受信する段階;
受信したビットストリームから獲得した復号化情報を利用して、復号化装置で予め定義された利用可能な画面内予測モードから現在ブロックの画面内予測モードを獲得する段階;
獲得した画面内予測モードを利用して、前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成する段階;および
前記ビットストリームで獲得した残差ブロックと前記予測ブロックを加算して前記現在ブロックを復元する段階を含み、
前記利用可能な画面内予測モードは、左下対角予測モードと左上対角予測モードとの間の第1方向予測モードと、左上対角予測モードと右上対角予測モードとの間の第2方向予測モードとを含み、
前記現在ブロックの幅が前記現在ブロックの高さより大きい場合、第1方向予測モードの数は第2の方向予測モードの数より小さく、
前記現在ブロックの幅が前記現在ブロックの高さより小さい場合、第1方向予測モードの数は第2方向予測モードの数よりも大きい、復号化方法。 - クアッドツリー方式またはバイナリツリー方式の少なくとも一つに基づいて、第1の符号化ブロックを複数の第2の符号化ブロックに分割する段階;をさらに含む、請求項1に記載の復号化方法。
- 前記現在ブロックは前記第2の符号化ブロックの1つである、請求項2に記載の復号化方法。
- 前記第1の符号化ブロックの大きさが予め定義されたしきい値よりも大きい場合に、前記クアッドツリー方式のみ利用され、第1の符号化ブロックの大きさが前記予め定義されたしきい値以下の場合は、前記クアッドツリー方式と前記バイナリツリー方式の両方が利用される、請求項2に記載の復号化方法。
- 符号化装置で遂行される画面内予測を利用した符号化方法において、
現在ブロックに対する予測ブロックを生成する段階;
前記現在ブロックのオリジナルブロックから前記予測ブロックを減算して前記現在ブロックに対する残差ブロックを生成する段階;および
前記残差ブロックを符号化してビットストリームを生成する段階を含み
前記予測ブロックは、前記符号化装置で予め定義された利用可能な画面内予測モードの1つを利用して生成され、
前記利用可能な画面内予測モードは、左下対角予測モードと左上対角予測モードとの間の第1方向予測モードと、左上対角予測モードと右上対角予測モードとの間の第2方向予測モードとを含み、
前記現在ブロックの幅が前記現在ブロックの高さより大きい場合、第1方向予測モードの数は第2の方向予測モードの数より小さく、
前記現在ブロックの幅が前記現在ブロックの高さより小さい場合、第1方向予測モードの数は第2方向予測モードの数よりも大きい、符号化方法。 - プロセッサによって実行されたとき復号化方法を遂行する保存されたインストラクションを有する非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体において、前記復号化方法は、
ビットストリームを受信する段階;
受信したビットストリームから獲得した復号化情報を利用して、復号化装置で予め定義された利用可能な画面内予測モードから現在ブロックの画面内予測モードを獲得する段階;
獲得した画面内予測モードを利用して、前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成する段階;および
前記ビットストリームで獲得した残差ブロックと前記予測ブロックを加算して前記現在ブロックを復元する段階を含み、
前記利用可能な画面内予測モードは、左下対角予測モードと左上対角予測モードとの間の第1方向予測モードと、左上対角予測モードと右上対角予測モードとの間の第2方向予測モードとを含み、
前記現在ブロックの幅が前記現在ブロックの高さより大きい場合、第1方向予測モードの数は第2の方向予測モードの数より小さく、
前記現在ブロックの幅が前記現在ブロックの高さより小さい場合、第1方向予測モードの数は第2方向予測モードの数よりも大きい、非一時的なコンピュータ読み取り可能な媒体。
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