JP2021106309A - 動画像復号装置および動画像符号化装置 - Google Patents

動画像復号装置および動画像符号化装置 Download PDF

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Tianyang Zhou
天洋 周
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Tomonori Hashimoto
知典 橋本
瑛一 佐々木
Eiichi Sasaki
瑛一 佐々木
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Tomohiro Igai
知宏 猪飼
友子 青野
Tomoko Aono
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Abstract

【課題】符号化処理を削減しつつ符号化効率の低下を抑制することができる動画像符号化・復号技術を提供する。【解決手段】複数のパラメータを復号するパラメータ復号部と、対象ブロックに含まれる2つの非矩形予測単位毎に予測を行う予測部とを備える動画像復号装置であって、前記予測部は、前記パラメータ復号部によって復号された前記複数のパラメータのうちのパーティションインデックスの値と、パーティションインデックスと角度インデックスおよび距離インデックスのペアとを対応付けるテーブルとに少なくとも基づいて前記予測を行い、前記テーブルは距離インデックスに基づいてカテゴライズされる。【選択図】図26

Description

本発明の実施形態は、動画像復号装置および動画像符号化装置に関する。
動画像を効率的に伝送または記録するために、動画像を符号化することによって符号化データを生成する動画像符号化装置、および、当該符号化データを復号することによって復号画像を生成する動画像復号装置が用いられている。
具体的な動画像符号化方式としては、例えば、H.264/AVCやHEVC(High-Efficiency Video Coding)方式などが挙げられる。
このような動画像符号化方式においては、動画像を構成する画像(ピクチャ)は、画像を分割することにより得られるスライス、スライスを分割することにより得られる符号化ツリーユニット(CTU:Coding Tree Unit)、符号化ツリーユニットを分割することで得
られる符号化単位(符号化ユニット(Coding Unit:CU)と呼ばれることもある)、及び
、符号化単位を分割することより得られる変換ユニット(TU:Transform Unit)からなる階層構造により管理され、CU毎に符号化/復号される。
また、このような動画像符号化方式においては、通常、入力画像を符号化/復号することによって得られる局所復号画像に基づいて予測画像が生成され、当該予測画像を入力画像(原画像)から減算して得られる予測誤差(「差分画像」または「残差画像」と呼ぶこともある)が符号化される。予測画像の生成方法としては、画面間予測(インター予測)、および、画面内予測(イントラ予測)が挙げられる。
また、近年の動画像符号化及び復号の技術として非特許文献1が挙げられる。非特許文献1には、マージ予測が開示されている。さらに、マージ予測を拡張し、対象ブロックを矩形以外の形状に分割し、領域ごとに異なるインター予測を実施するGEO(geometric partition)予測も開示されている。このように対象ブロックを矩形以外の形状に分割することにより、複雑なテクスチャに対してもより正確に予測することができ、符号化効率が向上する。
"Simplified GEO without multiplication and minimum blending mask storage",JVET-P0884-WD, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11,16th Meeting: Geneva, CH, 1-11 October 2019
しかしながら非特許文献1に記載の方法では、GEO予測モードはモード数が多く、処理
が複雑になり、符号化時間も長くなるため、動画像符号化装置では処理が間に合わなくなる可能性があるという課題がある。また、シンタックスのオーバーヘッドが大きくなり、符号化効率が低下するという課題がある。
そこで、本発明の一態様は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、符号化処理量を削減するとともに符号化効率を向上させの低下を抑制することができる動画像復号装置および動画像符号化装置を提供することにある。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る動画像復号装置は、分割パターンの分割線の角度を示すシンタックス要素と、分割線の対象ブロックの中心からの距離を示すシンタックス要素を復号するパラメータ復号部と、2つの補間画像の分割パターンに応じた重み付けにより対象ブロックの予測画像を生成する予測部と、を備える動画像復号装置であって、前記距離を示すシンタックス要素は、距離インデックスが非0か否かを示す
距離フラグと、距離の差分値を示す距離差分値を含み、パラメータ復号部は、分割パターンの角度を示すシンタックス要素から角度インデックスを導出し、パラメータ復号部は、距離フラグが0の場合、距離インデックスを0にセットし、距離フラグが1の場合、距離差
分値を復号して距離インデックスを導出し、予測部は、前記角度インデックスおよび前記距離インデックスに少なくとも基づいて、前記予測を行うことを特徴とする。
本発明の一態様に係る動画像復号装置は、前記分割パターンの角度を示すシンタックス要素をTruncated binarizationを用いてバイパス復号し、前記距離フラグをコンテキストを用いて復号し、前記距離差分値をTruncated binarizationを用いてバイパス復号するエントロピー復号部をさらに備えることを特徴とする。
本発明の一態様に係る動画像復号装置は、前記距離インデックスが0の場合、分割線が
対象ブロックの中心を通ることを示し、前記距離インデックスが1および2の場合、分割線が対象ブロックの中心から最も離れた位置を通ることを特徴とする。
本発明の一態様に係る動画像符号化装置は、分割パターンの分割線の角度を示すシンタックス要素と、分割線の対象ブロックの中心からの距離を示すシンタックス要素を符号化するパラメータ符号化部と、2つの補間画像の分割パターンに応じた重み付けにより対象ブロックの予測画像を生成する予測部と、を備える動画像符号化装置であって、前記距離を示すシンタックス要素は、距離インデックスが非0か否かを示す距離フラグと、距離の
差分値を示す距離差分値を含み、パラメータ符号化部は、分割パターンの角度を示す角度インデックスからシンタックス要素を導出し、パラメータ符号化部は、距離インデックスが0の場合、距離フラグを0として符号化し、距離インデックスが0でない場合、0の距離フラグと距離差分値を符号化し、予測部は、前記角度インデックスおよび前記距離インデックスに少なくとも基づいて、前記予測を行うことを特徴とする。
本発明の一態様によれば、動画像符号化・復号処理において、符号化時間を短くするとともに符号化効率を向上させることができる。
本実施形態に係る画像伝送システムの構成を示す概略図である。 本実施形態に係る動画像符号化装置を搭載した送信装置、および、動画像復号装置を搭載した受信装置の構成について示した図である。(a)は動画像符号化装置を搭載した送信装置を示しており、(b)は動画像復号装置を搭載した受信装置を示している。 本実施形態に係る動画像符号化装置を搭載した記録装置、および、動画像復号装置を搭載した再生装置の構成について示した図である。(a)は動画像符号化装置を搭載した記録装置を示しており、(b)は動画像復号装置を搭載した再生装置を示している。 符号化ストリームのデータの階層構造を示す図である。 CTUの分割例を示す図である。 参照ピクチャおよび参照ピクチャリストの一例を示す概念図である。 動画像復号装置の構成を示す概略図である。 動画像復号装置の概略的動作を説明するフローチャートである。 インター予測パラメータ導出部の構成を示す概略図である。 マージ予測パラメータ導出部、および、AMVP予測パラメータ導出部の構成を示す概略図である。 インター予測画像生成部の構成を示す概略図である。 動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 インター予測パラメータ符号化部の構成を示す概略図である。 GEO予測を説明する図である。 GEO予測の符号化パラメータを説明するシンタックス図である。 GEO予測の符号化パラメータを説明するシンタックス図である。 GEO予測におけるwedge_partition_idxとangleIdxおよびdistanceIdxとの対応を示すGEO予測用テーブルの構造を示す図である。 GEO予測の処理の流れを示すフローチャートである。 本願のGEO予測におけるwedge_partition_idxとangleIdxおよびdistanceIdxとの対応を示すGEO予測用テーブルの構造を示す図である。 本願のGEO予測の符号化パラメータを説明するシンタックス図である。 本願のGEO予測を説明する図である。 本願のGEO予測の符号化パラメータを説明するシンタックス図である。 トランケーテッドバイナリゼーションとトランケーテッドライスバイナリゼーションの一例を示す図である。 本願のGEO予測の符号化パラメータを説明するシンタックス図である。 本願のGEO予測を説明する図である。 本願のGEO予測の符号化パラメータを説明するシンタックス図である。
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る画像伝送システム1の構成を示す概略図である。
画像伝送システム1は、対象画像を符号化した符号化ストリームを伝送し、伝送された符号化ストリームを復号し画像を表示するシステムである。画像伝送システム1は、動画像符号化装置(画像符号化装置)11、ネットワーク21、動画像復号装置(画像復号装置)31、及び動画像表示装置(画像表示装置)41を含んで構成される。
動画像符号化装置11には画像Tが入力される。
ネットワーク21は、動画像符号化装置11が生成した符号化ストリームTeを動画像復号装置31に伝送する。ネットワーク21は、インターネット(Internet)、広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)、小規模ネットワーク(LAN:Local Area Network)またはこれらの組み合わせである。ネットワーク21は、必ずしも双方向の通信網に限らず、地上デジタル放送、衛星放送等の放送波を伝送する一方向の通信網であっても良い。また、ネットワーク21は、DVD(Digital Versatile Disc:登録商標)、BD(Blue-ray Disc:登録商標)等の符号化ストリームTeを記録した記憶媒体で代替されても良い。
動画像復号装置31は、ネットワーク21が伝送した符号化ストリームTeのそれぞれを復号し、復号した1または複数の復号画像Tdを生成する。
動画像表示装置41は、動画像復号装置31が生成した1または複数の復号画像Tdの全部または一部を表示する。動画像表示装置41は、例えば、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro-luminescence)ディスプレイ等の表示デバイスを備える。ディスプレイの形態としては、据え置き、モバイル、HMD等が挙げられる。また、動画像復号装置31が高い処理能力を有する場合には、画質の高い画像を表示し、より低い処理能力しか有しない場合には、高い処理能力、表示能力を必要としない画像を表示する。
<演算子>
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。
>>は右ビットシフト、<<は左ビットシフト、&はビットワイズAND、|はビットワイズOR
、|=はOR代入演算子であり、||は論理和を示す。
x?y:zは、xが真(0以外)の場合にy、xが偽(0)の場合にzをとる3項演算子である。
Clip3(a,b,c)は、cをa以上b以下の値にクリップする関数であり、c<aの場合にはaを返
し、c>bの場合にはbを返し、その他の場合にはcを返す関数である(ただし、a<=b)。
abs(a)はaの絶対値を返す関数である。
Int(a)はaの整数値を返す関数である。
floor(a)はa以下の最大の整数を返す関数である。
ceil(a)はa以上の最小の整数を返す関数である。
a/dはdによるaの除算(小数点以下切り捨て)を表す。
<符号化ストリームTeの構造>
本実施形態に係る動画像符号化装置11および動画像復号装置31の詳細な説明に先立って、動画像符号化装置11によって生成され、動画像復号装置31によって復号される符号化ストリームTeのデータ構造について説明する。
図4は、符号化ストリームTeにおけるデータの階層構造を示す図である。符号化ストリ
ームTeは、例示的に、シーケンス、およびシーケンスを構成する複数のピクチャを含む。図4の(a)〜(f)は、それぞれ、シーケンスSEQを既定する符号化ビデオシーケンス、ピクチャPICTを規定する符号化ピクチャ、スライスSを規定する符号化スライス、スライスデータを規定する符号化スライスデータ、符号化スライスデータに含まれる符号化ツリーユニット、符号化ツリーユニットに含まれる符号化ユニットを示す図である。
(符号化ビデオシーケンス)
符号化ビデオシーケンスでは、処理対象のシーケンスSEQを復号するために動画像復号
装置31が参照するデータの集合が規定されている。シーケンスSEQは、図4に示すように、ビデオパラメータセット(Video Parameter Set)、シーケンスパラメータセットSPS(Sequence Parameter Set)、ピクチャパラメータセットPPS(Picture Parameter Set)、Adaptation Parameter Set(APS)、ピクチャPICT、及び、付加拡張情報SEI(Supplemental Enhancement Information)を含んでいる。
ビデオパラメータセットVPSは、複数のレイヤから構成されている動画像において、複
数の動画像に共通する符号化パラメータの集合および動画像に含まれる複数のレイヤおよび個々のレイヤに関連する符号化パラメータの集合が規定されている。
シーケンスパラメータセットSPSでは、対象シーケンスを復号するために動画像復号装
置31が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの幅や高さが規定される。なお、SPSは複数存在してもよい。その場合、PPSから複数のSPSの何れか
を選択する。
ピクチャパラメータセットPPSでは、対象シーケンス内の各ピクチャを復号するために
動画像復号装置31が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの復号に用いられる量子化幅の基準値(pic_init_qp_minus26)や重み付き予測の適用を示すフラグ(weighted_pred_flag)が含まれる。なお、PPSは複数存在してもよい。その場合、対象シーケンス内の各ピクチャから複数のPPSの何れかを選択する。
(符号化ピクチャ)
符号化ピクチャでは、処理対象のピクチャPICTを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。ピクチャPICTは、図4に示すように、スライス0〜スライスNS-1を含む(NSはピクチャPICTに含まれるスライスの総数)。
なお、以下、スライス0〜スライスNS-1のそれぞれを区別する必要が無い場合、符号の
添え字を省略して記述することがある。また、以下に説明する符号化ストリームTeに含まれるデータであって、添え字を付している他のデータについても同様である。
(符号化スライス)
符号化スライスでは、処理対象のスライスSを復号するために動画像復号装置31が参照
するデータの集合が規定されている。スライスは、図4に示すように、スライスヘッダ、
および、スライスデータを含んでいる。
スライスヘッダには、対象スライスの復号方法を決定するために動画像復号装置31が参照する符号化パラメータ群が含まれる。スライスタイプを指定するスライスタイプ指定情報(slice_type)は、スライスヘッダに含まれる符号化パラメータの一例である。
スライスタイプ指定情報により指定可能なスライスタイプとしては、(1)符号化の際にイントラ予測のみを用いるIスライス、(2)符号化の際に単方向予測、または、イントラ予測を用いるPスライス、(3)符号化の際に単方向予測、双方向予測、または、イントラ予測を用いるBスライスなどが挙げられる。なお、インター予測は、単予測、双予測に限定されず、より多くの参照ピクチャを用いて予測画像を生成してもよい。以下、P
、Bスライスと呼ぶ場合には、インター予測を用いることができるブロックを含むスライ
スを指す。
なお、スライスヘッダは、ピクチャパラメータセットPPSへの参照(pic_parameter_set_id)を含んでいても良い。
(符号化スライスデータ)
符号化スライスデータでは、処理対象のスライスデータを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスデータは、図4(d)に示すように、CTUを含んでいる。CTUは、スライスを構成する固定サイズ(例えば64x64)のブロックであり、最大符号化単位(LCU:Largest Coding Unit)と呼ぶこともある。
(符号化ツリーユニット)
図4には、処理対象のCTUを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。CTUは、再帰的な4分木分割(QT(Quad Tree)分割)、2分木分割(BT(Binary Tree)分割)あるいは3分木分割(TT(Ternary Tree)分割)により、符号化
処理の基本的な単位である符号化ユニットCUに分割される。BT分割とTT分割を合わせてマ
ルチツリー分割(MT(Multi Tree)分割)と呼ぶ。再帰的な4分木分割により得られる木構造のノードのことを符号化ノード(Coding Node)と称する。4分木、2分木、及び3
分木の中間ノードは、符号化ノードであり、CTU自身も最上位の符号化ノードとして規定
される。
CTは、CT情報として、CT分割を行うか否かを示すCU分割フラグ(split_cu_flag)、QT分
割を行うか否かを示すQT分割フラグ(qt_split_cu_flag)、MT分割の分割方向を示すMT分割方向(mtt_split_cu_vertical_flag)、MT分割の分割タイプを示すMT分割タイプ(mtt_split_cu_binary_flag)を含む。split_cu_flag、qt_split_cu_flag、mtt_split_cu_vertical_flag、mtt_split_cu_binary_flagは符号化ノード毎に伝送される。
split_cu_flagが1かつqt_split_cu_flagが1の場合、符号化ノードは4つの符号化ノ
ードに分割される(図5(b))。
split_cu_flagが0の場合に符号化ノードは分割されず1つのCUをノードとして持つ(
図5(a))。CUは符号化ノードの末端ノードであり、これ以上分割されない。CUは、符号化処理の基本的な単位となる。
split_cu_flagが1かつqt_split_cu_flagが0の場合に符号化ノードは以下のようにMT
分割される。mtt_split_cu_binary_flagが1の時、mtt_split_cu_vertical_flagが0の場合に符号化ノードは2つの符号化ノードに水平分割され(図5(d))、mtt_split_cu_vertical_flagが1の場合に符号化ノードは2つの符号化ノードに垂直分割される(図5(c))。また、mtt_split_cu_binary_flagが0の時、mtt_split_cu_vertical_flagが0の場合に符号化ノードは3つの符号化ノードに水平分割され(図5(f))、mtt_split_cu_vertical_flagが1の場合に符号化ノードは3つの符号化ノードに垂直分割される(図5(e))。これらを図5(g)に示す。
また、CTUのサイズが64x64画素の場合には、CUのサイズは、64x64画素、64x32画素、32x64画素、32x32画素、64x16画素、16x64画素、32x16画素、16x32画素、16x16画素、64x8画素、8x64画素、32x8画素、8x32画素、16x8画素、8x16画素、8x8画素、64x4画素、4x64画素、32x4画素、4x32画素、16x4画素、4x16画素、8x4画素、4x8画素、及び、4x4画素の何れかをとり得る。
輝度と色差で異なるツリーを用いても良い。ツリーの種別をtreeTypeで示す。例えば、輝度(Y, cIdx=0)と色差(Cb/Cr, cIdx=1,2)で共通のツリーを用いる場合、共通単一ツリーをtreeType=SINGLE_TREEで示す。輝度と色差で異なる2つのツリー(DUALツリー)を用いる場合、輝度のツリーをtreeType= DUAL_TREE_LUMA、色差のツリーをtreeType=DUAL_TREE_CHROMAで示す。
(符号化ユニット)
図4は、処理対象の符号化ユニットを復号するために動画像復号装置31が参照するデー
タの集合が規定されている。具体的には、CUは、CUヘッダCUH、予測パラメータ、変換パ
ラメータ、量子化変換係数等から構成される。CUヘッダでは予測モード等が規定される。
予測処理は、CU単位で行われる場合と、CUをさらに分割したサブCU単位で行われる場合がある。CUとサブCUのサイズが等しい場合には、CU中のサブCUは1つである。CUがサブCUのサイズよりも大きい場合、CUはサブCUに分割される。たとえばCUが8x8、サブCUが4x4の場合、CUは水平2分割、垂直2分割からなる、4つのサブCUに分割される。
予測の種類(予測モード)は、イントラ予測と、インター予測の2つがある。イントラ
予測は、同一ピクチャ内の予測であり、インター予測は、互いに異なるピクチャ間(例えば、表示時刻間、レイヤ画像間)で行われる予測処理を指す。
変換・量子化処理はCU単位で行われるが、量子化変換係数は4x4等のサブブロック単位
でエントロピー符号化してもよい。
(予測パラメータ)
予測画像は、ブロックに付随する予測パラメータによって導出される。予測パラメータには、イントラ予測とインター予測の予測パラメータがある。
以下、インター予測の予測パラメータについて説明する。インター予測パラメータは、予測リスト利用フラグpredFlagL0とpredFlagL1、参照ピクチャインデックスrefIdxL0とrefIdxL1、動きベクトルmvL0とmvL1から構成される。predFlagL0、predFlagL1は、参照ピクチャリスト(L0リスト、L1リスト)が用いられるか否かを示すフラグであり、値が1の場合に対応する参照ピクチャリストが用いられる。なお、本明細書中「XXであるか否かを示すフラグ」と記す場合、フラグが0以外(たとえば1)をXXである場合、0をXXではない場合とし、論理否定、論理積などでは1を真、0を偽と扱う(以下同様)。但し、実際の装置や方法では真値、偽値として他の値を用いることもできる。
インター予測パラメータを導出するためのシンタックス要素には、例えば、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、AMVPモードで用いる参照ピクチャを選択
するためのインター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルを導出するための予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLX
がある。
(参照ピクチャリスト)
参照ピクチャリストは、参照ピクチャメモリ306に記憶された参照ピクチャからなるリ
ストである。図6は、参照ピクチャおよび参照ピクチャリストの一例を示す概念図である
。図6(a)において、矩形はピクチャ、矢印はピクチャの参照関係、横軸は時間、矩形中のI、P、Bは各々イントラピクチャ、単予測ピクチャ、双予測ピクチャ、矩形中の数字は復
号順を示す。図に示すように、ピクチャの復号順は、I0、P1、B2、B3、B4であり、表示順は、I0、B3、B2、B4、P1である。図6(b)に、ピクチャB3(対象ピクチャ)の参照ピクチャリストの例を示す。参照ピクチャリストは、参照ピクチャの候補を表すリストであり、1つのピクチャ(スライス)が1つ以上の参照ピクチャリストを有してもよい。図の例では、対象ピクチャB3は、L0リストRefPicList0およびL1リストRefPicList1の2つの参照ピクチャリストを持つ。個々のCUでは、参照ピクチャリストRefPicListX(X=0または1)中のどのピクチャを実際に参照するかをrefIdxLXで指定する。図は、refIdxL0=2、refIdxL1=0の例である。なお、LXは、L0予測とL1予測を区別しない場合に用いられる記述方法であり、以降では、LXをL0、L1に置き換えることでL0リストに対するパラメータとL1リストに対するパラメータを区別する。
(マージ予測とAMVP予測)
予測パラメータの復号(符号化)方法には、マージ予測(merge)モードとAMVP(Advanced Motion Vector Prediction、適応動きベクトル予測)モードがあり、merge_flagは、これらを識別するためのフラグである。マージ予測モードは、予測リスト利用フラグpredFlagLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めずに、既に処理した近傍ブロックの予測パラメータ等から導出するモードである。AMVPモードは、inter_pred_idc、refIdxLX、mvLXを符号化データに含めるモードである。なお、mvLXは、予測ベクトルmvpLXを識別するmvp_LX_idxと差分ベクトルmvdLXとして符号化される。
inter_pred_idcは、参照ピクチャの種類および数を示す値であり、PRED_L0、PRED_L1、PRED_BIの何れかの値をとる。PRED_L0、PRED_L1は、各々L0リスト、L1リストで管理され
た1枚の参照ピクチャを用いる単予測を示す。PRED_BIはL0リストとL1リストで管理され
た2枚の参照ピクチャを用いる双予測を示す。
merge_idxは、処理が完了したブロックから導出される予測パラメータ候補(マージ候
補)のうち、いずれの予測パラメータを対象ブロックの予測パラメータとして用いるかを示すインデックスである。
(動きベクトル)
mvLXは、異なる2つのピクチャ上のブロック間のシフト量を示す。mvLXに関する予測ベクトル、差分ベクトルを、それぞれmvpLX、mvdLXと呼ぶ。
(インター予測識別子inter_pred_idcと予測リスト利用フラグpredFlagLX)
inter_pred_idcと、predFlagL0、predFlagL1の関係は以下のとおりであり、相互に変換可能である。
inter_pred_idc = (predFlagL1<<1)+predFlagL0
predFlagL0 = inter_pred_idc & 1
predFlagL1 = inter_pred_idc >> 1
なお、インター予測パラメータは、予測リスト利用フラグを用いても良いし、インター予測識別子を用いてもよい。また、予測リスト利用フラグを用いた判定は、インター予測識別子を用いた判定に置き替えてもよい。逆に、インター予測識別子を用いた判定は、予測リスト利用フラグを用いた判定に置き替えてもよい。
(双予測biPredの判定)
双予測であるかのフラグbiPredは、2つの予測リスト利用フラグがともに1であるかによって導出できる。例えば以下の式で導出できる。
biPred = (predFlagL0==1 && predFlagL1==1)
あるいは、biPredは、インター予測識別子が2つの予測リスト(参照ピクチャ)を使うことを示す値であるか否かによっても導出できる。例えば以下の式で導出できる。
biPred = (inter_pred_idc==PRED_BI) ? 1 : 0
(動画像復号装置の構成)
本実施形態に係る動画像復号装置31(図7)の構成について説明する。
動画像復号装置31は、エントロピー復号部301、パラメータ復号部(予測画像復号装置
)302、ループフィルタ305、参照ピクチャメモリ306、予測パラメータメモリ307、予測画像生成部(予測画像生成装置)308、逆量子化・逆変換部311、及び加算部312、予測パラ
メータ導出部320を含んで構成される。なお、後述の動画像符号化装置11に合わせ、動画
像復号装置31にループフィルタ305が含まれない構成もある。
パラメータ復号部302は、さらに、ヘッダ復号部3020、CT情報復号部3021、及びCU復号
部3022(予測モード復号部)を備えており、CU復号部3022はさらにTU復号部3024を備えている。これらを総称して復号モジュールと呼んでもよい。ヘッダ復号部3020は、符号化データからVPS、SPS、PPS、APSなどのパラメータセット情報、スライスヘッダ(スライス情報)を復号する。CT情報復号部3021は、符号化データからCTを復号する。CU復号部3022は符号化データからCUを復号する。TU復号部3024は、TUに予測誤差が含まれている場合に、
符号化データからQP更新情報(量子化補正値)と量子化予測誤差(residual_coding)を
復号する。
TU復号部3024は、スキップモード以外(skip_mode==0)の場合に、符号化データからQP更新情報と量子化予測誤差を復号する。より具体的には、TU復号部3024は、skip_mode==0の場合に、対象ブロックに量子化予測誤差が含まれているか否かを示すフラグcu_cbpを復号し、cu_cbpが1の場合に量子化予測誤差を復号する。cu_cbpが符号化データに存在しない
場合は0と導出する。
予測画像生成部308は、インター予測画像生成部309(図9)及びイントラ予測画像生成
部を含んで構成される。
予測パラメータ導出部320は、インター予測パラメータ導出部303(図9)及びイントラ
予測パラメータ導出部を含んで構成される。
また、以降では処理の単位としてCTU、CUを使用した例を記載するが、この例に限らず
、サブCU単位で処理をしてもよい。あるいはCTU、CUをブロック、サブCUをサブブロック
と読み替え、ブロックあるいはサブブロック単位の処理としてもよい。
エントロピー復号部301は、外部から入力された符号化ストリームTeに対してエントロ
ピー復号を行って、個々の符号(シンタックス要素)を復号する。エントロピー符号化には、シンタックス要素の種類や周囲の状況に応じて適応的に選択したコンテキスト(確率モデル)を用いてシンタックス要素を可変長符号化する方式と、あらかじめ定められた表、あるいは計算式を用いてシンタックス要素を可変長符号化する方式がある。前者のCABAC(Context Adaptive Binary Arithmetic Coding)は、コンテキストのCABAC状態(優勢シンボルの種別(0 or 1)と確率を指定する確率状態インデックスpStateIdx)をメモリに格納する。エントロピー復号部301は、セグメント(タイル、CTU行、スライス)の先頭で全てのCABAC状態を初期化する。エントロピー復号部301は、シンタックス要素をバイナリ列(Bin String)に変換し、Bin Stringの各ビットを復号する。コンテキストを用いる場合には、シンタックス要素の各ビットに対してコンテキストインデックスctxIncを導出し、コンテキストを用いてビットを復号し、用いたコンテキストのCABAC状態を更新する。
コンテキストを用いないビットは、等確率(EP, bypass)で復号され、ctxInc導出やCABAC
状態は省略される。復号されたシンタックス要素には、予測画像を生成するための予測情報および、差分画像を生成するための予測誤差などがある。
エントロピー復号部301は、復号した符号をパラメータ復号部302に出力する。どの符号を復号するかの制御は、パラメータ復号部302の指示に基づいて行われる。
(基本フロー)
図8は、動画像復号装置31の概略的動作を説明するフローチャートである。
(S1100:パラメータセット情報復号)ヘッダ復号部3020は、符号化データからVPS、SPS、PPSなどのパラメータセット情報を復号する。
(S1200:スライス情報復号)ヘッダ復号部3020は、符号化データからスライスヘッダ
(スライス情報)を復号する。
以下、動画像復号装置31は、対象ピクチャに含まれる各CTUについて、S1300からS5000
の処理を繰り返すことにより各CTUの復号画像を導出する。
(S1300:CTU情報復号)CT情報復号部3021は、符号化データからCTUを復号する。
(S1400:CT情報復号)CT情報復号部3021は、符号化データからCTを復号する。
(S1500:CU復号)CU復号部3022はS1510、S1520を実施して、符号化データからCUを復
号する。
(S1510:CU情報復号)CU復号部3022は、符号化データからCU情報、予測情報、TU分割
フラグsplit_transform_flag、CU残差フラグcbf_cb、cbf_cr、cbf_luma等を復号する。
(S1520:TU情報復号)TU復号部3024は、TUに予測誤差が含まれている場合に、符号化
データからQP更新情報と量子化予測誤差等を復号する。なお、QP更新情報は、量子化パラメータQPの予測値である量子化パラメータ予測値qPpredからの差分値である。
(S2000:予測画像生成)予測画像生成部308は、対象CUに含まれる各ブロックについて、予測情報に基づいて予測画像を生成する。
(S3000:逆量子化・逆変換)逆量子化・逆変換部311は、対象CUに含まれる各TUについて、逆量子化・逆変換処理を実行する。
(S4000:復号画像生成)加算部312は、予測画像生成部308より供給される予測画像と
、逆量子化・逆変換部311より供給される予測誤差とを加算することによって、対象CUの
復号画像を生成する。
(S5000:ループフィルタ)ループフィルタ305は、復号画像にデブロッキングフィルタ、SAO、ALFなどのループフィルタをかけ、復号画像を生成する。
(インター予測パラメータ導出部の構成)
インター予測パラメータ導出部303は、パラメータ復号部302から入力されたシンタックス要素に基づいて、予測パラメータメモリ307に記憶された予測パラメータを参照してイ
ンター予測パラメータを導出する。また、インター予測パラメータをインター予測画像生成部309、予測パラメータメモリ307に出力する。インター予測パラメータ導出部303及び
その内部の要素であるAMVP予測パラメータ導出部3032、マージ予測パラメータ導出部3036、アフィン予測部30372、MMVD予測部30373、GEO予測部30377、DMVR部30537、MV加算部3038は、動画像符号化装置、動画像復号装置で共通する手段であるので、これらを総称して動きベクトル導出部(動きベクトル導出装置)と称してもよい。
WedgeMergeModeが1、すなわち、GEO予測がオンの場合、GEO予測部30377はGEO予測パラメータを導出する。WedgeMergeModeの詳細は後述する。
merge_flagが1、すなわち、マージ予測モードを示す場合、merge_idxを導出し、マー
ジ予測パラメータ導出部3036に出力する。
merge_flagが0、すなわち、AMVP予測モードを示す場合、AMVP予測パラメータ導出部3032はinter_pred_idc、refIdxLXかmvp_LX_idxからmvpLXを導出する。
(MV加算部)
MV加算部3038では導出されたmvpLXとmvdLXを加算し、mvLXを導出する。
(マージ予測)
図10(a)は、本実施形態に係るマージ予測パラメータ導出部3036の構成を示す概略図で
ある。マージ予測パラメータ導出部3036は、マージ候補導出部30361、マージ候補選択部30362を備える。なお、マージ候補は、予測パラメータ(predFlagLX、mvLX、refIdxLX)を含んで構成され、マージ候補リストに格納される。マージ候補リストに格納されたマージ候補には、所定の規則に従ってインデックスが割り当てられる。
マージ候補導出部30361は、復号済の隣接ブロックの動きベクトルとrefIdxLXをそのま
ま用いてマージ候補を導出する。それ以外に、マージ候補導出部30361は、後述する空間
マージ候補導出処理、時間マージ候補導出処理、ペアワイズマージ候補導出処理、およびゼロマージ候補導出処理を適用してもよい。
空間マージ候補導出処理として、マージ候補導出部30361は、所定の規則に従って、予
測パラメータメモリ307が記憶している予測パラメータを読み出し、マージ候補に設定す
る。参照ピクチャの指定方法は、例えば、対象ブロックから予め定めた範囲内にある隣接ブロック(例えば、対象ブロックの左A1、右B1、右上B0、左下A0、左上B2にそれぞれ接するブロックの全部または一部)のそれぞれに係る予測パラメータである。各々のマージ候補をA1,B1,B0,A0,B2と呼ぶ。ここで、A1,B1,B0,A0,B2は各々、下記の座標を含むブロックから導出される動き情報である。
A1: (xCb - 1, yCb + cbHeight - 1)
B1: (xCb + cbWidth - 1, yCb - 1)
B0: (xCb + cbWidth, yCb - 1)
A0: (xCb - 1, yCb + cbHeight)
B2: (xCb - 1, yCb - 1)
対象ブロックの左上座標を(xCb, yCb)、幅cbWidth、高さcbHeightとする。
時間マージ導出処理として、マージ候補導出部30361は、対象ブロックの右下CBR、あるいは、中央の座標を含む参照画像中のブロックCの予測パラメータを、予測パラメータメ
モリ307から読み出してマージ候補Colとし、マージ候補リストmergeCandList[]に格納す
る。
ペアワイズ候補導出部は、mergeCandListに格納済みの2つのマージ候補(p0Cand, p1Cand)の平均からペアワイズ候補avgKを導出し、mergeCandList[]に格納する。
mvLXavgK[0] = (mvLXp0Cand[0]+mvLXp1Cand[0])/2
mvLXavgK[1] = (mvLXp0Cand[1]+mvLXp1Cand[1])/2
マージ候補導出部30361は、refIdxLXが0…Mであり、mvLXのX成分、Y成分が共に0であ
るゼロマージ候補Z0,…, ZMを導出しマージ候補リストに格納する。
mergeCandList[]に格納する順番は、例えば、空間マージ候補(A1,B1,B0,A0,B2)、時間
マージ候補Col、ペアワイズ候補avgK、ゼロマージ候補ZKである。なお、利用可能でない
(ブロックがイントラ予測等)参照ブロックはマージ候補リストに格納しない。
i = 0
if( availableFlagA1 )
mergeCandList[ i++ ] = A1
if( availableFlagB1 )
mergeCandList[ i++ ] = B1
if( availableFlagB0 )
mergeCandList[ i++ ] = B0
if( availableFlagA0 )
mergeCandList[ i++ ] = A0
if( availableFlagB2 )
mergeCandList[ i++ ] = B2
if( availableFlagCol )
mergeCandList[ i++ ] = Col
if( availableFlagAvgK )
mergeCandList[ i++ ] = avgK
if( i < MaxNumMergeCand )
mergeCandList[ i++ ] = ZK
マージ候補選択部30362は、マージ候補リストに含まれるマージ候補のうち、merge_idxが示すマージ候補Nを以下の式で選択する。
N = mergeCandList[merge_idx]
ここでNは、マージ候補を示すラベルであり、A1,B1,B0,A0,B2,Col,avgK,ZKなどをとる
。ラベルNで示されるマージ候補の動き情報は(mvLXN[0], mvLXN[0])、predFlagLXN, refIdxLXNで示される。
選択された(mvLXN[0], mvLXN[0])、predFlagLXN, refIdxLXNを対象ブロックのインター予測パラメータとして選択する。マージ候補選択部30362は選択したマージ候補のインター予測パラメータを予測パラメータメモリ307に記憶するとともに、インター予測画像生成部309に出力する。
(GEO予測)
続いてGEO予測について説明する。図14(a)に示すように、GEO予測では、直線分を境界
として、対象CUが多様な2つの非矩形の予測単位に分割される。
対象CUをまたがる直線分は、図14(b)に示すように、角度インデックスangleIdxと、距
離インデックスdistanceIdxと、によって規定される。angleIdxは、垂直方向の直線と当
該直線分とがなす角度φを示す。distanceIdxは、対象CUの中心から当該直線分までの距
離ρを示す。角度に関しては、図14(c)に示すように、15度ごとに1個の角度モード(角度インデックス)が割り当てられる。図では0〜23の番号が付された24個の角度モードが使
用されている。距離に関しては、例えば、距離モード(距離インデックス)として、図14(d)に示すdistanceIdx=0〜3が使用される。
GEO予測画像は、非矩形予測単位に対応する「非矩形の」予測画像を導出するのではな
く、非矩形予測単位を含む「矩形の」予測画像を2つ導出し、非矩形予測単位の形状に応じた重み付けを行うことで導出される。つまり、動き補償部3091が対象CUの一時予測画像を2つ導出し、GEO合成部30952が、上記2つの一時予測画像の各画素に、画素の位置に応じた重み付けマスク処理を施すことで予測画像を導出する。予測画像の適応的な重み付け処理は、2つの非矩形の予測単位に分割するための直線分をはさんだ双方の領域に対して適用される。そして、2つの予測画像を用いた適応的重み付け処理により対象CU(矩形ブロック)の1つの予測画像が導出される。この処理を、GEO合成処理と呼ぶ。予測以外の
処理(例えば変換(逆変換)及び量子化(逆量子化))は対象CUの全体に対して適用される。なお、GEO予測は、マージ予測モードの場合にのみ適用される。
GEO予測部30377は、GEO予測に用いられる2つの非矩形領域の予測パラメータを導出し
、インター予測画像生成部309に供給する。GEO予測では処理の簡略化のために、双予測を用いない構成でもよい。この場合、1つの非矩形領域において単方向予測のインター予測パラメータを導出する。なお、2つの予測画像の導出及び予測画像を用いた合成は、動き補償部3091(図11)およびGEO合成部30952(図11)によって行われる。
(GEO予測におけるシンタックスの復号)
GEO予測のオン/オフ、およびGEO予測がオンである場合のパラメータは、符号化データで以下のように通知される。
図15(a)に示すように、sps_wedge_enabled_flagは、SPSで通知され、対象シーケンスにおいて、GEO予測モードが用いられるか否かを示す。sps_wedge_enabled_flagが0である場合、対象シーケンスにおいて、GEO予測モードが用いられないことを示す。sps_wedge_enabled_flagが1である場合、対象シーケンスにおいて、GEO予測モードが用いられることを
示す。本実施例では、対象シーケンスにおいて、選択可能な分割パターン(分割タイプ)数がNumGeoFull個であるGEO予測モードが用いられることを示す。なお、sps_wedge_enabled_flagは、SPSに限定されず、PPSやピクチャヘッダ、スライスヘッダで伝送されてもよ
い。
図15(b)はPPSで通知されるシンタックスの一部であり、図15(c)はスライスヘッダで通
知されるシンタックスの一部であり、図16はmerge_dataで通知されるシンタックスの一部である。パラメータ復号部302は、符号化データ中のシンタックス要素を復号し、GEO予測部30377(インター予測パラメータ導出部303)は、以下の規則に従ってGEO予測のパラメ
ータを導出する。
PPSでは、pps_max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_cand_minus1が通知される。pps_max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_cand_minus1は、スライスヘッダでmax_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_candが通知されるか否かを示すフラグである。pps_max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_cand_minus1=0は、スライスヘッダでmax_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_candが通知されることを示す。pps_max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_cand_minus1が0でない場合、スライスヘッダではmax_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_candは通知されない。
pps_max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_cand_minus1は、0からMaxNumMergeCand-1の範囲の値をとる。
図15(c)は、sps_wedge_enabled_flagが1であり、かつ、pps_max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_cand_minus1が0である場合に、スライスヘッダでmax_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_candが通知される例を示す。
max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_candは、GEO予測の候補数の最大値MaxNumWedgeMergeCandの導出に使用されるパラメータである。GEO予測部30377は、MaxNumWedgeMergeCandを下式で導出する。
MaxNumWedgeMergeCand = MaxNumMergeCand - max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_cand
上式において、MaxNumMergeCandはマージ予測の候補数の最大値である。max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_candがスライスヘッダで通知されず、かつ、sps_wedge_enabled_flagが1であり、かつ、MaxNumMergeCand>=2である場合、GEO予測部30377は、下式でmax_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_candを設定する。
max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_cand = pps_max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_cand_minus1 + 1
max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_candがスライスヘッダで通知される場合、MaxNumWedgeMergeCandは、2以上MaxNumMergeCand以下でなければならない。
max_num_merge_cand_minus_max_num_wedge_candがスライスヘッダで通知されず、かつ
、sps_wedge_enabled_flagが0である、または、MaxNumMergeCand<2である場合、GEO予測
部30377は、MaxNumWedgeMergeCand=0に設定する。そして、MaxNumWedgeMergeCandが0の場合、対象スライスではGEO予測は禁止される。
図16は、対象ブロックにおいてマージ予測がオン(general_merge_flag==1)の場合にmerge_data()で通知されるシンタックス例である。general_merge_flagは、対象ブロック
がスキップモードでない場合に通知される、予測パラメータが対象CUの隣接CUから導出されるか否かを示すフラグである。スキップモードの場合、インター予測パラメータ導出部303は、general_merge_flag=1に設定する。merge_data()はマージ予測のパラメータを通
知するシンタックスである。図の例では、ciip_flagが0である場合に、GEO予測はオンと
判定される。そして、GEO予測のシンタックス要素wedge_partition_idx、merge_wedge_idx0、およびmerge_wedge_idx1が通知される。wedge_partition_idxは、GEO予測モードの分割パターンを示すインデックス(パーティションインデックス)である。具体的には、対象ブロックを2つの非矩形領域に分割にするための、対象ブロックをまたがる直線分を特定するangleIdxおよびdistanceIdxの組み合わせを示す。merge_wedge_idx0およびmerge_wedge_idx1はそれぞれ、2つの非矩形領域の動き情報を示すインデックスである。2つの非矩形領域の動き情報には、マージ候補を用いる。merge_wedge_idx0およびmerge_wedge_idx1は、マージ候補リスト中のマージ候補のインデックスである。sps_wedge_enabled_flagが1である場合、パーティションインデックスの選択肢の候補数は、NumGEOFull(例えば、82,54,40,26等)であり、wedge_partition_idxは、0〜NumGEOFull-1(=81,53,39,25
等)のうちのいずれかの整数値をとる。パーティションインデックスの選択肢の数は、本明細書において分割パターン数と呼ばれることもある。
WedgeMergeModeは、Bスライスにおいて、対象ブロックでGEO予測を実施するか否かを示すフラグである。以下の条件(GEO判定条件)がすべて満たされる場合には、GEO予測部30377は、WedgeMergeMode=1(GEO予測オン)に設定し、そうでない場合には、GEO予測部30377は、WedgeMergeMode=0に設定する。
・sps_wedge_enabled_flag=1(対象SPSにおいてGEO予測が利用可能)
・slice_typeはBスライス
・general_merge_flag=1(マージ予測がオン、対象ブロックのインター予測パラメータは近傍のインター予測ブロックから推定する)
・MaxNumWedgeMergeCand>=2(GEO予測の候補数の最大値が2以上)
・cbWidth>=8かつcbHeight>=8
・regular_merge_flag=0(基本的なマージ予測またはMMVD予測がオフ)
・merge_subblock_flag=0(サブブロック単位のインター予測がオフ)
・ciip_flag=0(イントラ予測画像とインター予測画像との合成処理がオフ)
GEO予測部30377は、WedgeMergeMode=1の場合に、以下の手順で予測画像生成に必要なパラメータを導出し、GEO合成部30952に出力する。
なお、以下で参照される各種テーブルの内容は、動画像復号装置31に含まれるテーブル記憶部(例えば、メモリ)に予め記憶されている。
(GEO予測における動き情報導出処理)
GEO予測部30377は、以下のように、2つの非矩形領域の動き情報を示すシンタックスmerge_wedge_idx0およびmerge_wedge_idx1からマージインデックスmおよびnを導出する。
m = merge_wedge_idx0
n = merge_wedge_idx1 + (merge_wedge_idx1 >= m) ? 1 : 0
以下では、マージインデックスmが指すマージ候補がMとして示され、マージインデックスnが指すマージ候補がNとして示される。
マージ予測パラメータ導出部3036は、(マージ予測)に記載された方法でマージ候補M
およびNの動き情報(mvLXM、mvLXN、refIdxLXM、refIdxLXN、predFlagLXM、predFlagLXN
、bcwIdx、mergeCandList等)を導出する。GEO予測部30377は、これらの動き情報を用い
て、以下のように、merge_wedge_idx0およびmerge_wedge_idx1の動きベクトルmvAおよびmvB、参照インデックスrefIdxAおよびrefIdxB、ならびに、予測リストフラグpredListFlagAおよびpredListFlagBを設定する。
mvA[0] = mvLXM[0]
mvA[1] = mvLXM[1]
refIdxA = refIdxLXM
predListFlagA = X
ここで、GEO予測部30377は、Xにmの下位1bitを設定する(m & 0x01)。なお、predFlagLXMが0である場合、GEO予測部30377は、Xを(1-X)に設定する。
mvB[0] = mvLXN[0]
mvB[1] = mvLXN[1]
refIdxB = refIdxLXN
predListFlagB = X
ここで、GEO予測部30377は、Xにnの下位1bitを設定する(n & 0x01)。なお、predFlagLXNが0である場合、GEO予測部30377は、Xを(1-X)に設定する。
これらの動き情報は、2つの非矩形領域の予測画像を生成するために参照される。
(GEO予測における重み係数導出処理)
GEO予測部30377は、2つの非矩形領域に対して適用される重み予測の係数sampleWeightを以下の手順で導出する。ここで、nCbW=cbWidth、nCbH=cbHeightである。まず、GEO予測における重み係数導出処理および後述する動きベクトル格納処理のための前処理について説明する。
図14(c)、(d)に示す24個の角度モードと4個の距離モードに対応するテーブル(図17(a))に従って、angleIdxおよびdistanceIdxを設定する。図は、GEO予測において24個の角度モードが使用される場合のwedge_partition_idxとangleIdxおよびdistanceIdxとの対応を示すパーティションインデックステーブルであり、NumGEOFull=82の一例である。
cIdxが0である場合、GEO予測部30377は、bitDepthを、輝度画素ビット数BitDepthYに設定する。また、nWおよびnHをそれぞれ、nCbWおよびnCbHに設定し、subWおよびsubHを両方とも1に設定する。
cIdxが0でない場合、GEO予測部30377は、bitDepthを、色差画素ビット数BitDepthCに設定する。また、nWおよびnHをそれぞれ、nCbW x SubWidthCおよびnCbH x SubHeightCに設
定する。ここで、SubWidthCおよびSubHeightCは、色差フォーマットに応じて予め定めら
れた値である。また、subWおよびsubHをそれぞれ、SubWidthCおよびSubHeightCに設定す
る。
GEO予測部30377は、ブロックの縦横比hwRatioの値をnH/nWに設定する。
GEO予測部30377は、displacementXの値をangleIdxに設定する。
GEO予測部30377は、displacementYの値を(displacementX + 6)%24に設定する。
GEO予測部30377は、図17(b)に示すDisルックアップテーブルを用いて、rhoの値を、(Dis[displacementX] << 8) + (Dis[displacementY] << 8)に設定する。Disは、displacementX、displacementYと距離の関係を示すテーブルである。
以下の条件のうちの1つが満たされる場合には、GEO予測部30377は、shiftHorを0に設
定し、そうでない場合には、GEO予測部30377は、shiftHorを1に設定する。
・angleIdx%12が6である
・angleIdx%12が0でなく、かつ、hwRatio>=1である
shiftHorが0である場合、GEO予測部30377は、以下のように、offsetXおよびoffsetYを
導出する。
offsetX = (256 - nW) >> 1 (GEOW-01)
offsetY = (256 - nH) >> 1 + angleIdx < 12 ? (distanceIdx * nH) >> 3 : -((distanceIdx * nH) >> 3)
shiftHorが1である場合、GEO予測部30377は、以下のように、offsetXおよびoffsetYを
導出する。
offsetX = (256 - nW) >> 1 + angleIdx < 12 ? (distanceIdx * nW) >> 3 : -((distanceIdx * nW) >> 3) (GEOW-02)
offsetY = (256 - nH) >> 1
GEO予測部30377は、以下のステップに従って、sampleWeightを導出する。
GEO予測部30377は、Disを用いて、以下のように、weightIdxおよびweightIdxAbsを算出する。
weightIdx = (((x * subW + offsetX) << 1) + 1) * Dis[displacementX] + (((y * subH + offsetY) << 1) + 1)) * Dis[displacementY] - rho
weightIdxAbs = Clip3(0, 26, abs(weightIdx))
GEO予測部30377は、図17(c)に示すテーブルに従って、以下のように、sampleWeightの
値を導出する。図に示すテーブルは、displacementX、displacementYと重みの関係を示すテーブルである。
sampleWeight = weightIdx <= 0 ? WedgeFilter[weightIdxAbs] : 8 - WedgeFilter[weightIdxAbs]
(GEO予測における動きベクトル格納処理)
GEO予測部30377は、後続の処理で参照できるように、以下の手順で、非矩形領域Aおよ
びBの動きベクトルを4*4サブブロック単位でメモリに格納する。
numSbXおよびnumSbYはそれぞれ、対象ブロックの水平および垂直方向の4*4サブブロッ
クの個数であり、GEO予測部30377は、numSbX = cbWidth >> 2、numSbY = cbHeight >> 2
に設定する。GEO予測部30377は、displacementXをangleIdxに設定し、displacementYを(displacementX + 6)%24に設定し、hwRatioをnCbH/nCbWに設定する。
以下の条件のうちの少なくとも1つが満たされる場合には、GEO予測部30377は、shiftHorを0に設定し、そうでない場合には、GEO予測部30377は、shiftHorを1に設定する。
・angleIdx%12が8である
・angleIdx%12が0でなく、かつ、hwRatio>=1である
GEO予測部30377は、partIdxを以下のように導出する。
(angleIdx >= 10 && angleIdx <= 20) ? 1 : 0 (GEOW-03)
shiftHorが0である場合、GEO予測部30377は、以下のように、offsetXおよびoffsetYを
導出する。
offsetX = (64 - numSbX) >> 1 (GEOW-04)
offsetY = (64 - numSbY) >> 1 + (angleIdx < 12) ? (distanceIdx * nCbH) >> 5 : -((distanceIdx * nCbH) >> 5)
shiftHorが1である場合、GEO予測部30377は、以下のように、offsetXおよびoffsetYを
導出する。
offsetX = (64 - numSbX) >> 1 + (angleIdx < 12) ? (distanceIdx * nCbW) >> 5 : -((distanceIdx * nCbW) >> 5) (GEOW-05)
offsetY = (64 - numSbY) >> 1
GEO予測部30377は、以下の式と図17(b)に示すDisとに従って、rhoの値を導出する。
rho = (Dis[displacementX] << 8) + (Dis[displacementY] << 8)
GEO予測部30377は、Disを用いて、motionOffsetを、3 * Dis[displacementX] + 3 * Dis[displacementY]に設定する。
GEO予測部30377は、xSbIdx = 0..numSbX-1、ySbIdx = 0..numSbY-1である4*4サブブロ
ックの位置(xSbIdx,ySbIdx)毎に、以下の処理を実行する。
GEO予測部30377は、Disを用いて、以下のように、motionIdxを算出する。
motionIdx = (((xSbIdx + offsetX) <<3) + 1) * Dis[displacementX] + (((xSbIdx + offsetY << 3) + 1)) * Dis[displacementY] - rho + motionOffset
GEO予測部30377は、以下のように、sTypeを導出する。
sType = (abs(motionIdx) < 32) ? 2 : ((motionIdx <= 0) ? partIdx : 1 - partIdx)
sTypeが0である場合、GEO予測部30377は、以下を実施する。
非矩形領域Aの予測リストフラグが0である(predListFlagA==0)場合、GEO予測部30377は、単方向予測としてL0にAの動きベクトルを格納する。Aの予測リストフラグが0で
ない(predListFlagA!=0)場合、GEO予測部30377は、単方向予測としてL1にAの動きベク
トルを格納する。
predFlagL0 = (predListFlagA == 0) ? 1 : 0
predFlagL1 = (predListFlagA == 0) ? 0 : 1
refIdxL0 = (predListFlagA == 0) ? refIdxA : -1
refIdxL1 = (predListFlagA == 0) ? -1 : refIdxA
mvL0[0] = (predListFlagA == 0) ? mvA[0] : 0
mvL0[1] = (predListFlagA == 0) ? mvA[1] : 0
mvL1[0] = (predListFlagA == 0) ? 0 : mvA[0]
mvL1[1] = (predListFlagA == 0) ? 0 : mvA[1]
そうではなく、sTypeが1である、または、sTypeが2でありかつpredListFlagA+predListFlagBが1でない場合、GEO予測部30377は、以下を実施する。ここで、predListFlagA+predListFlagBが1でないことは、AおよびBの参照ピクチャリストが同じであることを表す。
Bの予測リストフラグが0である(predListFlagB==0)場合、GEO予測部30377は、単方向予測としてL0にBの動きベクトルを格納する。Bの予測リストフラグが0でない(predListFlagB!=0)場合、GEO予測部30377は、単方向予測としてL1にBの動きベクトルを格納する。
predFlagL0 = (predListFlagB == 0) ? 1 : 0
predFlagL1 = (predListFlagB == 0) ? 0 : 1
refIdxL0 = (predListFlagB == 0) ? refIdxB : -1
refIdxL1 = (predListFlagB == 0) ? -1 : refIdxB
mvL0[0] = (predListFlagB == 0) ? mvB[0] : 0
mvL0[1] = (predListFlagB == 0) ? mvB[1] : 0
mvL1[0] = (predListFlagB == 0) ? 0 : mvB[0]
mvL1[1] = (predListFlagB == 0) ? 0 : mvB[1]
そうでない場合(sTypeが2でありかつpredListFlagA+predListFlagBが1である場合)、GEO予測部30377は、以下を実施する。ここで、predListFlagA+predListFlagBが1であることは、AおよびBの参照ピクチャリストが異なることを表す。
Aの予測リストフラグが0である(predListFlagA==0)の場合、GEO予測部30377は、L0にAの動きベクトルを格納し、L1にBの動きベクトルを格納した双方向予測に設定する。Aの予測リストフラグが0でない(predListFlagA!=0)場合、GEO予測部30377は、L0にBの動きベクトルを格納し、L1にAの動きベクトルを格納した双方向予測に設定する。
predFlagL0 = 1
predFlagL1 = 1
refIdxL0 = (predListFlagA == 0) ? refIdxA : refIdxB
refIdxL1 = (predListFlagA == 0) ? refIdxB : refIdxA
mvL0[0] = (predListFlagA == 0) ? mvA[0] : mvB[0]
mvL0[1] = (predListFlagA == 0) ? mvA[1] : mvB[1]
mvL1[0] = (predListFlagA == 0) ? mvB[0] : mvA[0]
mvL1[1] = (predListFlagA == 0) ? mvB[1] : mvA[1]
(GEO予測の処理の流れ)
図18はGEO予測の処理の流れを示すフローチャートである。以下では、上記のようにWedgeMergeMode=1(GEO予測オン)として設定される条件がすべて満たされるという前提で、GEO予測の処理の流れを説明する。
S3501において、パラメータ復号部302は、例えば図8に示すように、SPS、PPS、スライ
スヘッダ、マージデータ等で通知された各種のシンタックス要素を適宜復号し、これらのシンタックス要素をインター予測パラメータ導出部303(マージ予測パラメータ導出部3036、GEO予測部30377等)に出力する。
S3502において、GEO予測部30377は、sps_wedge_enabled_flagが1であるか否かを判定する。
S3502において、sps_wedge_enabled_flagが1でない場合、S3506において、GEO予測部30377は、GEO予測をオフにして、処理を終了する。
S3502において、sps_wedge_enabled_flagが1である場合、GEO予測部30377は、S3503〜S3505において、GEO予測処理を実施する。
S3503において、GEO予測部30377は、上記の(GEO予測における動き情報導出処理)に記載された方法で、動き情報を導出する。
S3504において、GEO予測部30377は、上記の(GEO予測における重み係数導出処理)に記載された方法で、重み係数を導出する。
より具体的には、GEO予測部30377は、図17(a)に示すテーブルに従って、wedge_partition_idxに対応するangleIdxおよびdistanceIdxを導出する。さらに、GEO予測部30377は、angleIdxおよびdistanceIdx等に基づいて、重み係数を導出する。
S3505において、GEO予測部30377は、上記の(GEO予測における動きベクトル格納処理)に記載された方法で、動きベクトルをメモリに格納する。
(GEO予測の変形例1:wedge_partition_idxの制限)
総数NumGeoFull個のwedge_partition_idxを全て試して1つのインデックスを導出する
処理は、動画像符号化装置にとって負荷が大きい。本変形例では、符号化効率の犠牲を最小限としながら、一部の分割パターン(wedge_partition_idx)のみを探索することで処
理量を小さくする動画像符号化装置のために、wedge_partition_idxとdistanceIdx、angleIdxの対応関係を変更する。具体的には、特定のdistanceIdxに対応するwedge_partition_idxに小さい番号を割り当てる。そして全インデックスの中からwedge_partition_idxを選択するモード(フルモード)であるか、一部のインデックスからwedge_partition_idxを選択するモード(簡略化モード)であるかを示すパラメータを通知する。動画像符号化装置は、一部のインデックスからwedge_partition_idxを選択したか否かを、このパラメータによって動画像復号装置に通知することができる。
図19(a)は、対象CUの中心からの距離を参照してwedge_partition_idxに番号を付けた一例である。図19(b)は、簡略化モードにおいて、先頭の10個のインデックス(distanceIdx=0)を探索対象とする一例である。
図20(a)は探索対象を示すパラメータをSPSで通知する一例である。図中sps_wedge_constraint_flagは、wedge_partition_idxを全インデックスから選択したか否かを示すパラメータである。sps_wedge_constraint_flagが1の場合、wedge_partition_idxは一部のイン
デックスから選択されたことを示す。sps_wedge_constraint_flagが0の場合、wedge_partition_idxは全インデックスから選択されたことを示す。
なお、このパラメータはSPSで通知する以外に、PPSやpicture headerやスライスヘッダで通知してもよい。
あるいは、インデックス数を制限するか否かを示す通知は2段階ではなく、3段階などとしてもよい。
図20(b)は、探索対象を示すパラメータをSPSで通知する別の一例である。図中sps_wedge_distance_numはwedge_partition_idxを選択するために使用するdistanceIdxを示すパラメータである。sps_wedge_distance_num=0の場合、distanceIdxを制限せず、distanceIdx=0, 1, 2, 3から選択できる。つまり、distanceIdxとangleIdxを導出するために復号するwedge_partition_idxは全インデックスから選択されることを示す。sps_wedge_distance_num=N (N!=0)の場合、wedge_partition_idxはdistanceIdx=N-1の距離インデックスから選択されることを示す。例えば、sps_wedge_distance_num=4の場合、wedge_partition_idxはdistanceIdx=3の距離インデックスから選択されることを示す(図19(c))。sps_wedge_distance_num=0の場合、wedge_partition_idxとdistanceIdx、angleIdxの対応関係は図19(a)と同じである。つまりGEO予測部30377は、図19(a)に示すテーブルに従ってwedge_partition_idxからdistanceIdx、angleIdxを導出する。sps_wedge_distance_num!=0の場合、wedge_partition_idxとdistanceIdx、angleIdxの対応関係は下記で示される。
distanceIdx = sps_wedge_distance_num - 1
k = wedge_partition_idx
angleIdx = (k<=4) ? k + 1 : k + 2 (if sps_wedge_distance_num==1)
angleIdx = (k - 10) % 24 (if sps_wedge_distance_num>1)
sps_wedge_constraint_flag=1、あるいは、sps_wedge_distance_num!=0の場合は、通知するインデックスの取りうる値が限られる。従って、エントロピー復号部301は、wedge_partition_idxを通知するためのTBで用いるcMaxをNumGeoFull-1ではなく、以下のように設定してもよい。
cMax = NumGeoFull - 1 (sps_wedge_constraint_flag=0、あるいは、sps_wedge_distance_num==0)
cMax = 9 (sps_wedge_constraint_flag=1、あるいは、sps_wedge_distance_num==1)
cMax = 24 (sps_wedge_distance_num>=1)
なお、図25(a)に示すdistanceIdxと距離ρの対応関係を用いてもよい。図のdistanceIdx=0は、図14(d)と同じく、対象CUの中心を通る線分を示す。しかしdistanceIdx=1は、対象CUの中心から最も離れた線分を示す。つまり、本対応関係では、中心からの距離ρが大きい場合に小さなdistanceIdxを付すことで、ρ=0 (distanceIdx=0)とρ=R3 (distanceIdx=1)の両方でdistaneIdxのビット長を短くすることができる。従って、符号化効率が向上する場合がある。
以上のように、一部のインデックスのみを探索してwedge_partition_idxを導出する場
合でも、処理量を削減しつつ、符号化効率の低下を抑えることができる。
(GEO予測の変形例2:angleIdxとdistanceIdx)
本変形例では、対象CUの中心からの直線分の距離と角度を、上記実施例と異なる方法で、distanceIdxとangleIdxに対応付ける。
図14(b)に示される距離を、図21(a)で示すようにdistanceIdxと対応付ける。distanceIdx=0は対象の中心を通る直線分であり、対象の中心からの距離は0である。distanceIdx=1と2は、対象の中心から距離R1だけ離れた直線分である。distanceIdx=1は対象CUの中心より下方向、distanceIdx=2は対象の中心より上方向に直線分が存在する。同様に、distanceIdx=3と4は、対象の中心から距離R2だけ離れた直線分、distanceIdx=5と6は、対象の中
心から距離R3だけ離れた直線分である。
あるいは、図25(b)に示すdistanceIdxと距離ρの対応関係を用いてもよい。図のdistanceIdx=0は、図21(a)と同じく、対象CUの中心を通る線分を示す。しかしdistanceIdx=1は、対象CUの中心から最も離れた線分を示す。つまり、本対応関係では、中心からの距離ρが大きい場合に小さなdistanceIdxを付すことで、ρ=0 (distanceIdx=0)とρ=R3 (distanceIdx=1,2)の両方でdistaneIdxのビット長を短くすることができる。従って、符号化効率が向上する場合がある。
図14(b)に示される角度を、図21(b)で示すようにangleIdxと対応付ける。angleIdxは15°刻みの角度であり、0〜11までの範囲で180°の角度をカバーする。
本変形例では、distanceIdxにより直線分が対象CUの上側にあるか、下側にあるかを判
定することができる。そのため、以降の実施例のように、距離と角度を直接通知する場合
にフレキシブルな符号化が可能である。
(GEO予測の変形例3:angleIdxとdistanceIdxの通知方法)
図16ではGEO予測の分割パターンを示す1つのシンタックス要素wedge_partition_idxを通知し、図17(a)のテーブルを用いてwedge_partition_idxからangleIdxとdistanceIdxを
導出した。変形例2では、GEO予測の分割パターンを示す角度と距離(angleIdxとdistanceIdx)を独立したシンタックス要素を用いて通知する。図22(a)は本変形例のmerge_data()のシンタックスを示す。図では、wedge_angle_idxとwedge_distance_idxが通知される。angleIdxとdistanceIdxは各々wedge_angle_idxとwedge_distance_idxから導出される。そ
して、7種類のdistanceIdxと12種類のangleIdxを組み合わせてNumGeoFull個のモードが作られる。
具体的には、パラメータ復号部302(CU復号部3022)は、wedge_angle_idx、wedge_distance_idx、merge_wedge_idx0、merge_wedge_idx1を復号する。パラメータ復号部302(CU復号部3022)は、ciip_flag[x0][y0]が0(CIIPがオフ)の場合に、wedge_angle_idx、wedge_distance_idx、merge_wedge_idx0を復号し、MaxNumWedgeMergeCandが2より大きい場合にmerge_wedge_idx1を復号してもよい。パラメータ復号部302(CU復号部3022)は、エントロピー復号部301を用いて、cMaxを用いたトランケーテッドバイナリゼーション(TB:Truncated Binarization)により、シンタックス要素のバイナリゼーション(2進数表現)を行ってもよい。cMaxはシンタックス要素の取りうる最大値である。あるいはcMaxとcRiceParamを用いたトランケーテッドライスバイナリゼーション(TR:Truncated Rice Binarization)により、シンタックス要素のバイナリゼーションを行ってもよい。cRiceParamはライスパラメータである。
図23(a)にcMax=11のTBの例、図23(b)にcMax=6、cRiceParam=0のTRの例を示す。
図22(b)は、各シンタックス要素のバイナリゼーション処理と入力パラメータcMax、cRiceParamの一例を示す。図ではwedge_angle_idxをTBで、wedge_distance_idx、merge_wedge_idx0、merge_wedge_idx1をTRでバイナライズする。図22(c)は、各シンタックス要素のbinIdxのコンテキストの一例を示す。図中、bypassは"0"と"1"の出現確率が等しい、つまりコンテキストを用いないバイパス符号化(復号)である。また、図中の数値(例えば"0")はコンテキストを表わす。図の例において、wedge_angle_idxはcMax=11のTBで、全ビンをバイパス符号化(復号)する。wedge_distance_idxは、cMax=6、cRiceparam=0のTRで、1bin目はコンテキストを用いた符号化、2bin目以降はバイパス符号化(復号)する。
図14(b)、(c)の定義に従って導出されたdistanceIdxとangleIdは、図22に示すwedge_angle_idxとwedge_distance_idxとして別々に通知される。パラメータ復号部302は、復号したwedge_angle_idxとwedge_distance_idxを、そのままangleIdxとdistanceIdxに設定してもよい。この場合、通知方法が2つのシンタックス要素に分離されるだけで、後段の処理の変更はない。
あるいは、図21(a)、(b)の定義に従って導出されたdistanceIdxとangleIdは、図22に示すwedge_angle_idxとwedge_distance_idxとして別々に通知される。パラメータ復号部302は、復号したwedge_angle_idxとwedge_distance_idxから、図14(b)、(c)の定義に従い、下
式によってangleIdxとdistanceIdxを算出してもよい。
angleIdx = wedge_angle_idx (GEOW-06)
if (distanceIdx%2!=0)
angleIdx += 12
distanceIdx = (wedge_distance_idx + 1) >> 1
この場合も、後段の処理の変更はない。
wedge_distance_idxのバイナリゼーションは上記に限定されず、wedge_distance_idx=0であるか否かを1ビットのコンテキストを用いて符号化(復号)し、wedge_distance_idx!=0の場合を等長もしくはほぼ等長のバイナリを用いて符号化(復号)してもよい。図24(a)〜(c)に本変形例のmerge_data()のシンタックス、各シンタックス要素のバイナリゼーション処理と入力パラメータcMax、cRiceParam、各シンタックス要素のbinIdxのコンテキストの別の一例を示す。図24(c)に、wedge_distance_idxにおいて、先頭の1ビットをコンテキストを用いて符号化(復号)し、それ以外のビットをcMax=5のTBでバイナライズする例を示す。またwedge_distance_idxを2つのシンタックスに分離し、1ビットのコンテキストで符号化、復号されるwedge_distance_nonzero_flagとTB(例えばcMax=5)もしくは固定長で符号化(復号)されるwedge_distanec_rem_idxに分離して通知してもよい。関係式を以下に示す。
wedge_distance_idx = wedge_distance_nonzero_flag + wedge_distanec_rem_idx
また、wedge_distance_idxを、wedge_distance_zero_flagと、TBもしくは固定長で符号化(復号)されるwedge_distanec_rem_idxに分離してもよい。
wedge_distance_idx = wedge_distance_zero_flag ? 0 : wedge_distanec_rem_idx + 1
あるいは、図21(a)、(b)の定義に基づくwedge_angle_idxとwedge_distance_idxを、angleIdxとdistanceIdxとしてそのままセットしてもよい。そして、(GEO予測における動き情報導出処理)で説明したoffsetX、offsetYの導出方法(GEOW-01)と(GEOW-02)、および、(GEO予測における動きベクトル格納処理)で説明したpartIdx、offsetXとoffsetYの導出方法(GEOW-03)、(GEOW-04)と(GEOW-05)を以下のように変更してもよい。
(GEO予測における動き情報導出処理)において、shiftHorが0である場合、GEO予測部30377は、以下のように、offsetXおよびoffsetYを導出する。
offsetX = (256 - nW) >> 1 (GEOW-01')
offsetY = (256 - nH) >> 1 + (distanceIdx%2==0) ? ((distanceIdx>>1) * nH) >> 3 : -(((distanceIdx>>1) * nH) >> 3)
shiftHorが1である場合、GEO予測部30377は、以下のように、offsetXおよびoffsetYを
導出する。
offsetX = (256 - nW) >> 1 + (distanceIdx%2==0) ? ((distanceIdx>>1) * nW) >> 3 : -(((distanceIdx>>1) * nW) >> 3) (GEOW-02')
offsetY = (256 - nH) >> 1
(GEO予測における動きベクトル格納処理)において、GEO予測部30377は、partIdxを以下のように導出する。
(distanceIdx%2==0) ? 1 : 0 (GEOW-03')
(GEO予測における動きベクトル格納処理)において、shiftHorが0である場合、GEO予測
部30377は、以下のように、offsetXおよびoffsetYを導出する。
offsetX = (64 - numSbX) >> 1 (GEOW-04')
offsetY = (64 - numSbY) >> 1 + (distanceIdx%2==0) ? ((distanceIdx>>1) * nCbH) >> 5 : -(((distanceIdx>>1) * nCbH) >> 5)
shiftHorが1である場合、GEO予測部30377は、以下のように、offsetXおよびoffsetYを
導出する。
offsetX = (64 - numSbX) >> 1 + (distanceIdx%2==0) ? ((distanceIdx>>1) * nCbW)
>> 5 : -(((distanceIdx>>1) * nCbW) >> 5) (GEOW-05')
offsetY = (64 - numSbY) >> 1
以上のように、GEO予測の分割パターンを示す角度と距離で独立したシンタックス要素
で符号化、復号することにより、一部の角度、距離だけを用いるような場合の符号化効率の低減を防ぐことができる。具体的には、wedge_angle_idxとwedge_distance_idxを直接
符号化、復号することにより、wedge_distance_idx=0のみを探索する場合や、wedge_angle_idx < 13を探索するようなフレキシブルな符号化(復号)が可能である。また、wedge_distance_idxでは、1bit目をコンテキスト符号化することにより、さらにビット数を削減することも可能である。特に一部の距離を用いる場合には、コンテキスト符号化(復号)による効果が大きい。
(GEO予測の変形例4:angleIdxとdistanceIdxの通知方法)
wedge_distance_idxのバイナリゼーションは、図24(a)〜(c)を用いて説明したように、wedge_distance_idx=0であるか否かを1ビットのコンテキストを用いて符号化(復号)し、wedge_distance_idx!=0の場合を等長もしくはほぼ等長のバイナリを用いて符号化(復号)してもよい。
(GEO予測の変形例5:angleIdxとdistanceIdxの通知方法)
wedge_distance_idx=0であるか否かを1ビットのコンテキストを用いて符号化(復号)する方法の一つとして、wedge_distance_idxの通知方法の別の例を図26(a)に示す。図で
はwedge_distance_idxをwedge_distance_nonzero_flagとwedge_distance_remainderに分
けて通知する。wedge_distance_nonzero_flagは、distanceIdxが0でないか否かを示すフ
ラグである。wedge_distance_nonzero_flagが0の場合、distanceIdxは0である。wedge_distance_nonzero_flagが1の場合、distanceIdxはwedge_distance_remainder+1で導出される。wedge_distance_nonzero_flagが通知されない場合、wedge_distance_nonzero_flagは0と推定される。wedge_distance_remainderは、distanceIdxが0以外の時にdistanceIdxから1を引いた値である。
図26(b)、(c)に示すように、wedge_distance_nonzero_flagは1ビットのフラグで、コンテキストを用いて符号化、復号される。wedge_distance_remainderは、TB(例えばcMax=5)で符号化、復号され、コンテキストは用いない(バイパス符号化、復号する)。
パラメータ復号部302はwedge_angle_idxとwedge_distance_idxを復号する。パラメータ復号部302はwedge_angle_idxをangleIdxに設定する。パラメータ復号部302はwedge_distance_idxをdistanceIdxに設定する。
distanceIdx = (wedge_distance_nonzero_flag==0) ? 0 : wedge_distance_remainder + 1
angleIdx = wedge_angle_idx
あるいは(GEO予測の変形例3)の(GEOW-06)に対応する処理の場合、下式で設定する。
distanceIdx = (wedge_distance_nonzero_flag==0) ? 0 : wedge_distance_remainder + 1
angleIdx = wedge_angle_idx
if (distanceIdx%2!=0)
angleIdx += 12
distanceIdx = (distanceIdx + 1) >> 1
なお、distanceIdxは、図14(d)や図21(a)のように短い距離ρに小さいdistanceIdxを対応させてもよいし、図25のように長い距離ρに小さいdistanceIdxを対応させてもよい。
上記以外の処理は、本発明の実施の形態あるいは変形例のいずれかの方法と同じであり、説明を省略する。
(AMVP予測)
図10(b)は、本実施形態に係るAMVP予測パラメータ導出部3032の構成を示す概略図であ
る。AMVP予測パラメータ導出部3032は、ベクトル候補導出部3033とベクトル候補選択部3034を備える。ベクトル候補導出部3033は、refIdxLXに基づいて予測パラメータメモリ307が記憶する復号済みの隣接ブロックの動きベクトルから予測ベクトル候補を導出し、予測ベクトル候補リストmvpListLX[]に格納する。
ベクトル候補選択部3034は、mvpListLX[]の予測ベクトル候補のうち、mvp_LX_idxが示
す動きベクトルmvpListLX[mvp_LX_idx]をmvpLXとして選択する。ベクトル候補選択部3034は選択したmvpLXをMV加算部3038に出力する。
(MV加算部)
MV加算部3038は、AMVP予測パラメータ導出部3032から入力されたmvpLXと復号したmvdLXを加算してmvLXを算出する。加算部3038は、算出したmvLXをインター予測画像生成部309
および予測パラメータメモリ307に出力する。
mvLX[0] = mvpLX[0]+mvdLX[0]
mvLX[1] = mvpLX[1]+mvdLX[1]
(イントラ予測パラメータ導出部の構成)
イントラ予測パラメータ導出部は、パラメータ復号部302からの入力に基づいて、予測
パラメータメモリ307に記憶された予測パラメータを参照してイントラ予測パラメータ、
例えば、イントラ予測モードIntraPredModeを導出する。イントラ予測パラメータ導出部
は、イントラ予測パラメータを予測画像生成部308に出力し、また予測パラメータメモリ307に記憶する。イントラ予測パラメータ導出部は、輝度と色差で異なるイントラ予測モードを導出しても良い。
ループフィルタ305は、符号化ループ内に設けたフィルタで、ブロック歪やリンギング
歪を除去し、画質を改善するフィルタである。ループフィルタ305は、加算部312が生成したCUの復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット(SAO)、適
応ループフィルタ(ALF)等のフィルタを施す。
参照ピクチャメモリ306は、CUの復号画像を、対象ピクチャ及び対象CU毎に予め定めた
位置に記憶する。
予測パラメータメモリ307は、CTUあるいはCU毎に予め定めた位置に予測パラメータを記憶する。具体的には、予測パラメータメモリ307は、パラメータ復号部302が復号したパラメータ及び予測パラメータ導出部320が導出したパラメータ等を記憶する。
予測画像生成部308には予測パラメータ導出部320が導出したパラメータが入力される。また、予測画像生成部308は、参照ピクチャメモリ306から参照ピクチャを読み出す。予測画像生成部308は、predModeが示す予測モードで、パラメータと参照ピクチャ(参照ピク
チャブロック)を用いてブロックもしくはサブブロックの予測画像を生成する。ここで、参照ピクチャブロックとは、参照ピクチャ上の画素の集合(通常矩形であるのでブロックと呼ぶ)であり、予測画像を生成するために参照する領域である。
(インター予測画像生成部309)
predModeがインター予測モードを示す場合、インター予測画像生成部309は、インター
予測パラメータ導出部303から入力されたインター予測パラメータと参照ピクチャを用い
てインター予測によりブロックもしくはサブブロックの予測画像を生成する。
図11は、本実施形態に係る予測画像生成部308に含まれるインター予測画像生成部309の構成を示す概略図である。インター予測画像生成部309は、動き補償部(予測画像生成装
置)3091、合成部3095を含んで構成される。合成部3095は、IntraInter合成部30951、GEO合成部30952、BIO部30954、重み予測部3094を含んで構成される。
(動き補償)
動き補償部3091(補間画像生成部3091)は、インター予測パラメータ導出部303から入
力された、インター予測パラメータ(predFlagLX、refIdxLX、mvLX)に基づいて、参照ピクチャメモリ306から参照ブロックを読み出すことによって補間画像(動き補償画像)を
生成する。参照ブロックは、refIdxLXで指定された参照ピクチャRefPicLX上で、対象ブロックの位置からmvLXシフトした位置のブロックである。ここで、mvLXが整数精度でない場合には、動き補償フィルタと呼ばれる小数位置の画素を生成するためのフィルタを施して、補間画像を生成する。
動き補償部3091は、まず、予測ブロック内座標(x,y)に対応する整数位置(xInt,yInt)および位相(xFrac,yFrac)を以下の式で導出する。
xInt = xPb+(mvLX[0]>>(log2(MVPREC)))+x
xFrac = mvLX[0]&(MVPREC-1)
yInt = yPb+(mvLX[1]>>(log2(MVPREC)))+y
yFrac = mvLX[1]&(MVPREC-1)
ここで、(xPb,yPb)は、bW*bHサイズのブロックの左上座標、x=0…bW-1、y=0…bH-1であり、MVPRECは、mvLXの精度(1/MVPREC画素精度)を示す。例えばMVPREC=16である。
動き補償部3091は、参照ピクチャrefImgに補間フィルタを用いて水平補間処理を行うことで、一時的画像temp[][]を導出する。以下のΣはk=0..NTAP-1のkに関する和、shift1は値のレンジを調整する正規化パラメータ、offset1=1<<(shift1-1)である。
temp[x][y] = (ΣmcFilter[xFrac][k]*refImg[xInt+k-NTAP/2+1][yInt]+offset1)>>shift1
続いて、動き補償部3091は、一時的画像temp[][]を垂直補間処理により、補間画像Pred[][]を導出する。以下のΣはk=0..NTAP-1のkに関する和、shift2は値のレンジを調整する正規化パラメータ、offset2=1<<(shift2-1)である。
Pred[x][y] = (ΣmcFilter[yFrac][k]*temp[x][y+k-NTAP/2+1]+offset2)>>shift2
なお、双予測の場合、上記のPred[][]をL0リスト、L1リスト毎に導出し(補間画像PredL0[][]とPredL1[][]と呼ぶ)、PredL0[][]とPredL1[][]から補間画像Pred[][]を生成する。
合成部3095は、IntraInter合成部30951、GEO合成部30952、重み予測部3094、BIO部30954を備えている。
(GEO合成処理)
GEO合成部30952は、上述したGEO予測を用いた予測画像を生成する。
WedgeMergeModeが1である場合、GEO合成部30952は予測画像predSamplesを生成する。
以下では、predSamplesはcbWidth*cbHeightサイズの予測ブロックである。predSamplesLAおよびpredSamplesLBは、動き補償部3091が非矩形領域AおよびBの動き情報を用いて生
成した予測画像である。
GEO合成部30952は、(GEO予測における重み係数導出処理)において導出したsampleWeightを用いて、以下のように、predSamplesを生成する。
pbSamples[x][y] = Clip3(0, (1 << bitDepth) - 1, (predSamplesLPART1[x][y] * (8 - sampleWeight) + predSamplesLPART2[x][y] * sampleWeight + offset1) >> shift1)
ここで、PART1およびPART2の値は、partIdxが1ならば、各々AおよびBであり、そうでない場合、各々BおよびAである。また、shift1 = Max(5, 17 - bitDepth)、offset1 = 1 << (shift1 - 1)である(「angleIdx」および「bitDepth」については「GEO予測における重み係数導出処理」を参照されたい)。
(イントラ予測画像生成部)
predModeがイントラ予測モードを示す場合、イントラ予測画像生成部は、イントラ予測パラメータ導出部から入力されたイントラ予測パラメータと参照ピクチャメモリ306から
読み出した参照画素を用いてイントラ予測を行う。
逆量子化・逆変換部311は、パラメータ復号部302から入力された量子化変換係数を逆量子化して変換係数を求める。
加算部312は、予測画像生成部308から入力されたブロックの予測画像と逆量子化・逆変換部311から入力された予測誤差を画素毎に加算して、ブロックの復号画像を生成する。
加算部312はブロックの復号画像を参照ピクチャメモリ306に記憶し、また、ループフィルタ305に出力する。
(動画像符号化装置の構成)
次に、本実施形態に係る動画像符号化装置11の構成について説明する。図12は、本実施形態に係る動画像符号化装置11の構成を示すブロック図である。動画像符号化装置11は、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、逆量子化・逆変換部105、加算部106、ループフィルタ107、予測パラメータメモリ(予測パラメータ記憶部、フレームメモリ)108、参照ピクチャメモリ(参照画像記憶部、フレームメモリ)109、符号化パラメータ決定部110、パラメータ符号化部111、予測パラメータ導出部120、エントロピー符号化部104を含んで構成される。
予測画像生成部101はCU毎に予測画像を生成する。予測画像生成部101は既に説明したインター予測画像生成部309とイントラ予測画像生成部を含んでおり、説明を省略する。
減算部102は、予測画像生成部101から入力されたブロックの予測画像の画素値を、画像Tの画素値から減算して予測誤差を生成する。減算部102は予測誤差を変換・量子化部103に出力する。
変換・量子化部103は、減算部102から入力された予測誤差に対し、周波数変換によって変換係数を算出し、量子化によって量子化変換係数を導出する。変換・量子化部103は、
量子化変換係数をパラメータ符号化部111及び逆量子化・逆変換部105に出力する。
逆量子化・逆変換部105は、動画像復号装置31における逆量子化・逆変換部311(図77)と同じであり、説明を省略する。算出した予測誤差は加算部106に出力される。
パラメータ符号化部111は、ヘッダ符号化部1110、CT情報符号化部1111、CU符号化部1112(予測モード符号化部)を備えている。CU符号化部1112はさらにTU符号化部1114を備えている。以下、各モジュールの概略動作を説明する。
ヘッダ符号化部1110はヘッダ情報、分割情報、予測情報、量子化変換係数等のパラメータの符号化処理を行う。
CT情報符号化部1111は、QT、MT(BT、TT)分割情報等を符号化する。
CU符号化部1112はCU情報、予測情報、分割情報等を符号化する。
TU符号化部1114は、TUに予測誤差が含まれている場合に、QP更新情報と量子化予測誤差を符号化する。
CT情報符号化部1111、CU符号化部1112は、インター予測パラメータ(predMode、merge_flag、merge_idx、inter_pred_idc、refIdxLX、mvp_LX_idx、mvdLX)、イントラ予測パラメータ(intra_luma_mpm_flag、intra_luma_mpm_idx、intra_luma_mpm_reminder、intra_chroma_pred_mode)、量子化変換係数等のシンタックス要素をパラメータ符号化部111に供給する。
エントロピー符号化部104には、パラメータ符号化部111から量子化変換係数と符号化パラメータ(分割情報、予測パラメータ)が入力される。エントロピー符号化部104はこれ
らをエントロピー符号化して符号化ストリームTeを生成し、出力する。
予測パラメータ導出部120は、インター予測パラメータ符号化部112、イントラ予測パラメータ符号化部を含む手段であり、符号化パラメータ決定部110から入力されたパラメー
タからイントラ予測パラメータ及びイントラ予測パラメータを導出する。導出されたイントラ予測パラメータ及びイントラ予測パラメータは、パラメータ符号化部111に出力され
る。
(インター予測パラメータ符号化部の構成)
インター予測パラメータ符号化部112は図13に示すように、パラメータ符号化制御部1121、インター予測パラメータ導出部303を含んで構成される。インター予測パラメータ導出部303は動画像復号装置と共通の構成である。ただし、動画像復号装置と異なり、インター予測パラメータ導出部303への入力は符号化パラメータ決定部110、予測パラメータメモリ108であり、パラメータ符号化部111に出力する。パラメータ符号化制御部1121は、マージインデックス導出部11211とベクトル候補インデックス導出部11212を含む。
マージインデックス導出部11211は、マージ候補等を導出し、インター予測パラメータ
導出部303に出力する。ベクトル候補インデックス導出部11212は予測ベクトル候補等を導出し、インター予測パラメータ導出部303とパラメータ符号化部111に出力する。
加算部106は、予測画像生成部101から入力された予測ブロックの画素値と逆量子化・逆変換部105から入力された予測誤差を画素毎に加算して復号画像を生成する。加算部106は生成した復号画像を参照ピクチャメモリ109に記憶する。
ループフィルタ107は加算部106が生成した復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、SAO、ALFを施す。なお、ループフィルタ107は、必ずしも上記3種類のフィルタを含まな
くてもよく、例えばデブロッキングフィルタのみの構成であってもよい。
予測パラメータメモリ108は、符号化パラメータ決定部110が生成した予測パラメータを、対象ピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
参照ピクチャメモリ109は、ループフィルタ107が生成した復号画像を対象ピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
符号化パラメータ決定部110は、符号化パラメータの複数のセットのうち、1つのセッ
トを選択する。符号化パラメータとは、上述したQT、BTあるいはTT分割情報、予測パラメータ、あるいはこれらに関連して生成される符号化の対象となるパラメータである。予測画像生成部101は、これらの符号化パラメータを用いて予測画像を生成する。
符号化パラメータ決定部110は、複数のセットの各々について情報量の大きさと符号化
誤差を示すRDコスト値を算出する。RDコスト値は、例えば、符号量と二乗誤差に係数λを乗じた値との和である。符号量は、量子化誤差と符号化パラメータをエントロピー符号化して得られる符号化ストリームTeの情報量である。二乗誤差は、減算部102において算出
された予測誤差の二乗和である。係数λは、予め設定されたゼロよりも大きい実数である。符号化パラメータ決定部110は、算出したコスト値が最小となる符号化パラメータのセットを選択する。符号化パラメータ決定部110は決定した符号化パラメータをパラメータ符号化部111と予測パラメータ導出部120に出力する。
なお、上述した実施形態における動画像符号化装置11、動画像復号装置31の一部、例えば、エントロピー復号部301、パラメータ復号部302、ループフィルタ305、予測画像生成
部308、逆量子化・逆変換部311、加算部312、予測パラメータ導出部320、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆変換部105、ループフィルタ107、符号化パラメータ決定部110、パラメータ符号化部111、予測パラメータ導出部120をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御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良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、動画像符号化装置11、動画像復号装置31のいずれかに内蔵されたコンピュータシステムであって、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、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良い。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良い。
また、上述した実施形態における動画像符号化装置11、動画像復号装置31の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現しても良い。動画像符号化装置11、動画像復号装置31の各機能ブロックは個別にプロセッサ化しても良いし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な
構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
本発明の一態様に係る動画像復号装置は、複数のパラメータを復号するパラメータ復号部と、対象ブロックに含まれる2つの非矩形予測単位毎に予測を行う予測部とを備える動画像復号装置であって、前記予測部は、前記パラメータ復号部によって復号された前記複数のパラメータのうちのパーティションインデックスの値と、パーティションインデックスと角度インデックスおよび距離インデックスのペアとを対応付けるテーブルとに少なくとも基づいて前記予測を行い、前記テーブルは距離インデックスに基づいてカテゴライズされることを特徴とする。
本発明の一態様に係る動画像復号装置において、前記パラメータ復号部は、前記テーブルの全インデックスを候補としてパーティションインデックスが選択されたか、一部のインデックスを候補としてパーティションインデックスが選択されたかを示すパラメータを復号し、前記一部のインデックスは所定の距離インデックスに対応することを特徴とする。
本発明の一態様に係る動画像復号装置において、前記パラメータ復号部は、前記テーブルの全インデックスを候補としてパーティションインデックスが選択されたか、一部のインデックスを候補としてパーティションインデックスが選択されたかを示すパラメータを復号し、前記パラメータは距離インデックスの通知により一部のインデックスの選択を示すことを特徴とする。
本発明の一態様に係る動画像復号装置は、複数のパラメータを復号するパラメータ復号部と、対象ブロックに含まれる2つの非矩形予測単位毎に予測を行う予測部とを備える動画像復号装置であって、前記パラメータ復号部は、対象ブロックを2つの非矩形予測単位に分割する直線分の対象ブロックの中心からの距離に関する距離インデックスと、前記直線分の角度に関する角度インデックスを各々復号し、前記予測部は、前記パラメータ復号部によって復号された前記複数のパラメータのうちの、角度インデックスおよび距離インデックスに基づいて、前記予測を行うことを特徴とする。
本発明の一態様に係る動画像復号装置において、前記角度インデックスはTruncated binarizationを用いて可変長復号され、前記距離インデックスはTruncated Rice Binarizationを用いて可変長復号され、前記距離インデックスの先頭ビットはコンテキストを用いて復号され、2ビット目以降はコンテキストを用いずに復号されることを特徴とする。
本発明の一態様に係る動画像復号装置において、前記距離インデックスの先頭1ビット
はコンテキストを用いて復号され、それ以外のビットはcMax=5のTruncated binarizationを用いて可変長復号されることを特徴とする。
本発明の一態様に係る動画像符号化装置は、対象ブロックに含まれる2つの非矩形予測単位毎に予測を行う予測部と、複数のパラメータを符号化するパラメータ符号化部とを備える動画像符号化装置であって、前記予測部は、前記複数のパラメータのうちのパーティションインデックスの値と、パーティションインデックスと角度インデックスおよび距離インデックスのペアとを対応付けるテーブルとに少なくとも基づいて、前記予測を行い、前記テーブルは距離インデックスに基づいてカテゴライズされることを特徴とする。
本発明の一態様に係る動画像符号化装置は、対象ブロックに含まれる2つの非矩形予測単位毎に予測を行う予測部と、複数のパラメータを符号化するパラメータ符号化部とを備える動画像符号化装置であって、前記予測部は、前記複数のパラメータのうちの、角度イ
ンデックスおよび距離インデックスに基づいて前記予測を行い、前記パラメータ符号化部は、対象ブロックを2つの非矩形予測単位に分割する直線分の対象ブロックの中心からの距離に関する距離インデックスと、前記直線分の角度に関する角度インデックスを符号化することを特徴とする。
〔応用例〕
上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31は、動画像の送信、受信、記録、再生を行う各種装置に搭載して利用することができる。なお、動画像は、カメラ等により撮像された自然動画像であってもよいし、コンピュータ等により生成された人工動画像(CGおよびGUIを含む)であってもよい。
まず、上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31を、動画像の送信及び受信に利用できることを、図2を参照して説明する。
図2(a)は、動画像符号化装置11を搭載した送信装置PROD_Aの構成を示したブロック図である。図に示すように、送信装置PROD_Aは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_A1と、符号化部PROD_A1が得た符号化データで搬送波を変調することによって変調信号を得る変調部PROD_A2と、変調部PROD_A2が得た変調信号を送信する送信部PROD_A3と、を備えている。上述した動画像符号化装置11は、この符号化部PROD_A1として利用される。
送信装置PROD_Aは、符号化部PROD_A1に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像
するカメラPROD_A4、動画像を記録した記録媒体PROD_A5、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_A6、及び、画像を生成または加工する画像処理部A7を更に備えていて
もよい。図においては、これら全てを送信装置PROD_Aが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、記録媒体PROD_A5は、符号化されていない動画像を記録したものであってもよい
し、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化された動画像を記録したものであってもよい。後者の場合、記録媒体PROD_A5と符号化部PROD_A1との間に、記録媒体PROD_A5から読み出した符号化データを記録用の符号化方式に従って復号する復号部(
不図示)を介在させるとよい。
図2(b)は、動画像復号装置31を搭載した受信装置PROD_Bの構成を示したブロック図である。図に示すように、受信装置PROD_Bは、変調信号を受信する受信部PROD_B1と、受信部PROD_B1が受信した変調信号を復調することによって符号化データを得る復調部PROD_B2と
、復調部PROD_B2が得た符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_B3と、を備えている。上述した動画像復号装置31は、この復号部PROD_B3として利用される
受信装置PROD_Bは、復号部PROD_B3が出力する動画像の供給先として、動画像を表示す
るディスプレイPROD_B4、動画像を記録するための記録媒体PROD_B5、及び、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_B6を更に備えていてもよい。図においては、これら全て
を受信装置PROD_Bが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、記録媒体PROD_B5は、符号化されていない動画像を記録するためのものであって
もよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化されたものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_B3と記録媒体PROD_B5との間に、復号部PROD_B3から
取得した動画像を記録用の符号化方式に従って符号化する符号化部(不図示)を介在させるとよい。
なお、変調信号を伝送する伝送媒体は、無線であってもよいし、有線であってもよい。また、変調信号を伝送する伝送態様は、放送(ここでは、送信先が予め特定されていない送信態様を指す)であってもよいし、通信(ここでは、送信先が予め特定されている送信態様を指す)であってもよい。すなわち、変調信号の伝送は、無線放送、有線放送、無線通信、及び有線通信の何れによって実現してもよい。
例えば、地上デジタル放送の放送局(放送設備など)/受信局(テレビジョン受像機など)は、変調信号を無線放送で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である。また、ケーブルテレビ放送の放送局(放送設備など)/受信局(テレビジョン受像機など)は、変調信号を有線放送で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である。
また、インターネットを用いたVOD(Video On Demand)サービスや動画共有サービスなどのサーバ(ワークステーションなど)/クライアント(テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなど)は、変調信号を通信で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である(通常、LANにおいては伝送媒体として無線または有線の何れかが用いられ、WANにおいては伝送媒体として有線が用いられる)。ここで、パーソナルコンピュータには、デスクトップ型PC、ラップトップ型PC、及びタブレット型PCが含まれる。また、スマートフォンには、多機能携帯電話端末も含まれる。
なお、動画共有サービスのクライアントは、サーバからダウンロードした符号化データを復号してディスプレイに表示する機能に加え、カメラで撮像した動画像を符号化してサーバにアップロードする機能を有している。すなわち、動画共有サービスのクライアントは、送信装置PROD_A及び受信装置PROD_Bの双方として機能する。
次に、上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31を、動画像の記録及び再生に利用できることを、図3を参照して説明する。
図3(a)は、上述した動画像符号化装置11を搭載した記録装置PROD_Cの構成を示したブロック図である。図に示すように、記録装置PROD_Cは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_C1と、符号化部PROD_C1が得た符号化データを記録媒体PROD_Mに書き込む書込部PROD_C2と、を備えている。上述した動画像符号化装置11は、この符号化部PROD_C1として利用される。
なお、記録媒体PROD_Mは、(1)HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されるタイプのものであってもよいし、(2)SDメモリカードやUSB(Universal Serial Bus)フラッシュメモリなどのように、記録装置PROD_Cに接続されるタイプのものであってもよいし、(3)DVD(Digital Versatile Disc:登録商標)やBD(Blu-ray Disc:登録商標)などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されたドライブ装置(不図示)に装填されるものであってもよい。
また、記録装置PROD_Cは、符号化部PROD_C1に入力する動画像の供給源として、動画像
を撮像するカメラPROD_C3、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_C4、動画像を受信するための受信部PROD_C5、及び、画像を生成または加工する画像処理部PROD_C6を更に備えていてもよい。図においては、これら全てを記録装置PROD_Cが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、受信部PROD_C5は、符号化されていない動画像を受信するものであってもよいし
、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを受信
するものであってもよい。後者の場合、受信部PROD_C5と符号化部PROD_C1との間に、伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを復号する伝送用復号部(不図示)を介在させるとよい。
このような記録装置PROD_Cとしては、例えば、DVDレコーダ、BDレコーダ、HDD(Hard Disk Drive)レコーダなどが挙げられる(この場合、入力端子PROD_C4または受信部PROD_C5が動画像の主な供給源となる)。また、カムコーダ(この場合、カメラPROD_C3が動画像の主な供給源となる)、パーソナルコンピュータ(この場合、受信部PROD_C5または画像
処理部C6が動画像の主な供給源となる)、スマートフォン(この場合、カメラPROD_C3
または受信部PROD_C5が動画像の主な供給源となる)なども、このような記録装置PROD_C
の一例である。
図3(b)は、上述した動画像復号装置31を搭載した再生装置PROD_Dの構成を示したブロックである。図に示すように、再生装置PROD_Dは、記録媒体PROD_Mに書き込まれた符号化データを読み出す読出部PROD_D1と、読出部PROD_D1が読み出した符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_D2と、を備えている。上述した動画像復号装置31は、この復号部PROD_D2として利用される。
なお、記録媒体PROD_Mは、(1)HDDやSSDなどのように、再生装置PROD_Dに内蔵されるタイプのものであってもよいし、(2)SDメモリカードやUSBフラッシュメモリなどのよ
うに、再生装置PROD_Dに接続されるタイプのものであってもよいし、(3)DVDやBDなど
のように、再生装置PROD_Dに内蔵されたドライブ装置(不図示)に装填されるものであってもよい。
また、再生装置PROD_Dは、復号部PROD_D2が出力する動画像の供給先として、動画像を
表示するディスプレイPROD_D3、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_D4、及び、動画像を送信する送信部PROD_D5を更に備えていてもよい。図においては、これら全てを
再生装置PROD_Dが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、送信部PROD_D5は、符号化されていない動画像を送信するものであってもよいし
、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを送信するものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_D2と送信部PROD_D5との間に、動画像を伝送用の符号化方式で符号化する符号化部(不図示)を介在させるとよい。
このような再生装置PROD_Dとしては、例えば、DVDプレイヤ、BDプレイヤ、HDDプレイヤなどが挙げられる(この場合、テレビジョン受像機等が接続される出力端子PROD_D4が動
画像の主な供給先となる)。また、テレビジョン受像機(この場合、ディスプレイPROD_D3が動画像の主な供給先となる)、デジタルサイネージ(電子看板や電子掲示板等とも称され、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、デスクトップ型PC(この場合、出力端子PROD_D4または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、ラップトップ型またはタブレット型PC(この場合、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、スマートフォン(この場合、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)なども、このような再生装置PROD_Dの一例である。
(ハードウェア的実現およびソフトウェア的実現)
また、上述した動画像復号装置31および動画像符号化装置11の各ブロックは、集積回路(ICチップ)上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPU
(Central Processing Unit)を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
後者の場合、上記各装置は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するCPU、上記
プログラムを格納したROM(Read Only Memory)、上記プログラムを展開するRAM(Random
Access Memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の実施形態の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである上記各装置の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記各装置に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory)/MOディスク(Magneto-Optical disc)/MD(Mini Disc)/DVD(Digital Versatile Disc:登録商標)/CD-R(CD Recordable)/ブルーレイディスク(Blu-ray Disc:登録商標)等の光ディスクを含むディスク類、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード類、マスクROM/EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)/EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory:登録商標)/フラッシュROM等の半導体メモリ類、あるいはPLD(Programmable logic device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の論理回路類などを用いることができる。
また、上記各装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN(Local Area Network)、ISDN(Integrated Services Digital Network)、VAN(Value-Added Network)、CATV(Community Antenna television/Cable Television)通信網、仮想専用網(Virtual Private Network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)回線等の有線でも、IrDA(Infrared Data Association)やリモコンのような赤外線、BlueTooth(登録商標)、IEEE802.11無線、HDR(High Data Rate)、NFC(Near Field Communication)、DLNA(Digital Living Network Alliance:登録商標)、携帯電話網、衛星回線、地上デジタル放送網等の無線でも利用可能である。なお、本発明の実施形態は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
本発明の実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明の実施形態は、画像データが符号化された符号化データを復号する動画像復号装置、および、画像データが符号化された符号化データを生成する動画像符号化装置に好適に適用することができる。また、動画像符号化装置によって生成され、動画像復号装置によって参照される符号化データのデータ構造に好適に適用することができる。
31 画像復号装置
301 エントロピー復号部
302 パラメータ復号部
303 インター予測パラメータ導出部
30377 GEO予測部
305、107 ループフィルタ
306、109 参照ピクチャメモリ
307、108 予測パラメータメモリ
308、101 予測画像生成部
309 インター予測画像生成部
30952 GEO合成部
311、105 逆量子化・逆変換部
312、106 加算部
320 予測パラメータ導出部
11 画像符号化装置
102 減算部
103 変換・量子化部
104 エントロピー符号化部
110 符号化パラメータ決定部
111 パラメータ符号化部
112 インター予測パラメータ符号化部
120 予測パラメータ導出部

Claims (4)

  1. 分割パターンの分割線の角度を示すシンタックス要素と、分割線の対象ブロックの中心からの距離を示すシンタックス要素を復号するパラメータ復号部と、
    2つの補間画像の分割パターンに応じた重み付けにより対象ブロックの予測画像を生成する予測部と、
    を備える動画像復号装置であって、
    前記距離を示すシンタックス要素は、距離インデックスが非0か否かを示す距離フラグ
    と、距離の差分値を示す距離差分値を含み、
    パラメータ復号部は、分割パターンの角度を示すシンタックス要素から角度インデックスを導出し、
    パラメータ復号部は、距離フラグが0の場合、距離インデックスを0にセットし、距離フラグが1の場合、距離差分値を復号して距離インデックスを導出し、
    予測部は、前記角度インデックスおよび前記距離インデックスに少なくとも基づいて、前記予測を行うことを特徴とする動画像復号装置。
  2. 前記分割パターンの角度を示すシンタックス要素をTruncated binarizationを用いてバイパス復号し、
    前記距離フラグをコンテキストを用いて復号し、
    前記距離差分値をTruncated binarizationを用いてバイパス復号するエントロピー復号部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の動画像復号装置。
  3. 前記距離インデックスが0の場合、分割線が対象ブロックの中心を通ることを示し、前
    記距離インデックスが1および2の場合、分割線が対象ブロックの中心から最も離れた位置を通ることを特徴とする請求項1および2に記載の動画像復号装置。
  4. 分割パターンの分割線の角度を示すシンタックス要素と、分割線の対象ブロックの中心からの距離を示すシンタックス要素を符号化するパラメータ符号化部と、
    2つの補間画像の分割パターンに応じた重み付けにより対象ブロックの予測画像を生成する予測部と、
    を備える動画像符号化装置であって、
    前記距離を示すシンタックス要素は、距離インデックスが非0か否かを示す距離フラグ
    と、距離の差分値を示す距離差分値を含み、
    パラメータ符号化部は、分割パターンの角度を示す角度インデックスからシンタックス要素を導出し、
    パラメータ符号化部は、距離インデックスが0の場合、距離フラグを0として符号化し、距離インデックスが0でない場合、0の距離フラグと距離差分値を符号化し、
    予測部は、前記角度インデックスおよび前記距離インデックスに少なくとも基づいて、前記予測を行うことを特徴とする動画像符号化装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023199783A1 (ja) * 2022-04-13 2023-10-19 パナソニック インテレクチュアル プロパティ コーポレーション オブ アメリカ 復号方法、符号化方法、復号装置及び符号化装置

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