JP2022511308A - オーバーラップブロック動き補償のためのブロック拡張を用いた映像符号化又は復号化 - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は映像圧縮の技術分野のものである。それは、圧縮効率を、既存の映像圧縮システムと比べて改善することを目的とする。
映像データの圧縮ために、映像ソース信号の異なるピクチャの間の時間冗長性を利用するためのインターピクチャ予測を用いて、又はソース信号の単一のピクチャ内の空間冗長性を利用するためのイントラピクチャ予測を用いて、ピクチャのブロック状領域が符号化される。この目的のために、用いられる圧縮規格に応じて、ピクチャ内の種々のブロックサイズが指定され得る。次に、予測残差が、それが量子化される前に残差の内部の相関を除去するための変換を用いてさらに圧縮され、最後に、エントロピー符号化を用いてなおいっそう圧縮され得る。
本開示の一態様によれば、ピクチャのブロックを符号化及び/又は復号化するための方法が開示される。このような方法は、符号化又は復号化されるべきピクチャの現在のブロックのために、隣接ブロックの少なくとも1つの部分に対応する拡張部分を取得することであって、少なくとも1つの部分が現在のブロックに隣り合っている、取得することと、現在のブロック及び拡張部分を用いて拡張ブロックを形成することと、拡張ブロックのための予測サンプルを決定するための予測を遂行することと、を含む。
説明を明瞭にするために、以下の説明は、例えば、HEVC、JEM、及び/又はH.266などの映像圧縮技術を伴う実施形態を参照して態様を説明することになる。しかし、説明される態様は、他の映像処理技術及び規格にも適用可能である。
- まず、現在のブロックの動きベクトルを用いて現在のブロックCを動き補償する(310)、
- 上方ブロック隣接者T0及びT1の動きベクトルを用いて現在のブロックCの上部バンドを動き補償する(320)、
- 左側ブロック隣接者Lの動きベクトルを用いて現在のブロックCの左側バンドを動き補償する(330)、
- 次に、最終的な動き補償ブロック予測を計算するために、(ブロックレベル又は画素レベルのいずれかにおける)重み付き合計を遂行する(340)。
- 最後に、現在のブロックのための再構成されたサンプルを取得するために、残差を予測サンプルに加算する(350)。
- (ブロック又はサブブロックのどちらかによる)動き補償MCのための段階510。
- 局部照明補償(Local Illumination compensation)LICのための段階520。この段階では、予測サンプル値が、例えば、線形適応を用いて変更される。
- 双方向予測オプティカルフロー(bi-prediction optical flow)BIOのための段階530。この段階では、予測サンプル値が、ブロックを再構成するために用いられる2つの参照ブロックの間のオプティカルフロー推定の結果を用いて変更される。別の変形例は、図5には示されていない、復号器側動きベクトル精密化(DMVR(decoder-side motion vector refinement))である。
- 一般化双方向予測(generalized bi-prediction)GBI(双方向予測合成重み付け(bi-prediction combination weighting)、BCWとしても知られる)のための段階540。この段階では、ブロックを再構成するために2つの参照ブロックの重み付き平均が用いられる。
- オーバーラップブロック動き補償OBMCのための段階550。この段階では、図4に示されるとおりの隣接ブロックからの異なる動きベクトルを用いて、動き補償ブロックの重み付き平均が算出される。
- 残差を再構成するための逆量子化及び変換(inverse quantization and transform)IQ/ITのための段階560。
- 周囲のサンプル値を用いてブロックのルマ及びクロマ成分を予測するためのイントラ予測のための段階570及び575。
- 予測サンプルの位置及び/又は隣接ブロックの符号化モードに応じた重み付き平均を用いていくつかの予測(通例、インター及びイントラ)を融合させる、多重仮説(複合イントラ-インター予測(CIIP(combination intra-inter prediction))としても知られる)のための段階580。また、いくつかのインター予測をブロックの内部で融合させることができる三角多重仮説(triangular multi-hypothesis)を用いることもできる。
- 線形モデルを用いて現在の成分を予測するために別のすでに再構成された成分を用いるクロスコンポーネント線形モデル(Cross Components Linear Model)CCLMのための段階590。
- CUの外縁は、キャッシュされたラインバッファを用いる、ここで提示されたOBMCプロセスに従い、その一方で、サブブロックの内部の内部境界は、(キャッシングを用いない)通常のOBMCプロセスに従う。
- 代替的に、CUの外縁は、キャッシュされたラインバッファを用いる、ここで提示されたOBMCプロセスに従い、その一方で、内部境界は同様のプロセスに従う(各サブブロックが拡張され、拡張部がキャッシュされる)。唯一の相違は、この場合には、拡張が(下側及び右側のみの代わりに)サブブロックの4つの縁上にあることである。
非サブブロックモード
通常のモード(ブロック全体のために1つの動きベクトルのみ又は動きベクトルの対)では、ブロック拡張部を用いた動き補償は簡単である:拡張部分はブロック全体と同じ動き補償を受ける。
サブブロック生成動きベクトルの場合には(通例、アフィン又はATMVPの場合)、ブロックの拡張は動き場の拡張も必要とする。2つの場合が可能である:
- アフィンの場合については、PU全体のアフィン動きモデルを用いて拡張部の内部の動きベクトルを計算することが常に可能である。同様に、ATMVPについては、拡張部分の内部の動きベクトルが、平行移動させられた位置において時間的動きバッファ内で利用可能であるときには、これらのベクトルが用いられる。
- 拡張部分内で利用できない動きベクトルについては、動きベクトルは、PUの内部の隣接サブブロックから単にコピーされる。
LIC段階の際には、それが画素単位のプロセスであるため、現在のブロックの場合と同じプロセスが下側及び右側バンド上で適用される。
双方向予測の場合には、BIOの目標は、2つの参照ピクチャ間の直線変位を仮定し、及びオプティカルフローのエルミート補間に基づいて、サンプルごとの動きを精緻化することである(“Bi-directional optical flow for future video codec,” A. Alshin and E. Alshina, 2016 Data Compression Conference、参照)。
GBI(双方向予測重み付け)プロセスは、OBMCモードにおける下側及び右側ブロックのための再構成された予測を改善するために、追加された下側及び右側バンドに対して適用される。同じ重みが、追加されたバンドに対して適用される。
多重仮説プロセスは再構成プロセスの一番最後に行われる。拡大ブロックのために、プロセスは同じに維持される:
- 各仮説が拡大ブロック(すなわち、拡張ブロック)に対して遂行される、
- 最終拡大ブロックを形成するために2つの仮説が融合させられる。
- イントラ仮説については、追加バンド内のイントラ予測は、単純に、PUの縁上におけるイントラ予測のパディングである。それは、イントラ予測が、あたかもPUサイズが不変のままとどまるように計算されることを意味する。
- 一変形例では、イントラ予測プロセスは、図12に示されるように、拡大ブロックサイズに適応させられる。2つの場合が生じ得る:図の左部分に示される第1のものでは、イントラ予測角度は、それが、参照サンプルバッファ内ですでに利用可能な参照サンプルへのアクセスを必要とするなどするというものである。この場合には、通例のイントラ予測プロセスが、追加バンド内の画素を再構成するために適用される(再構成プロセスは、PDPC、広角イントラ予測等であることができる。さらなる情報は、JVET-G1001(J. Chen, E. Alshina, G. J. Sullivan, J.-R. Ohm, J. Boyce, “Algorithm Description of Joint Exploration Test Model 7 (JEM 7)”. In JVET document JVET-G1001、参照)、及びJVET-K1002(“Algorithm description for Versatile Video Coding and Test Model 2 (VTM 2)”, JVET-K1002.、参照)において入手可能である)。図の右部分に示される第2の場合には、参照サンプルが参照サンプルバッファ内で利用可能でない場合ときには、追加バンド内の画素は、拡張バンド内のブロックCの縁の画素を複製することによって再構成される。
追加バンドの画素を構築する際には、OBMCプロセスの重み付き平均を改善し、ひいては圧縮効率を改善するために、最高精度が維持される。例えば、GBIモード又は多重仮説モードでは、予測は以下のように計算される:
Pgbi=(αP0+(β-α)P1)/β (式1)
ここで、P0及びP1は第1及び第2の予測又は仮説であり、βは、通常、整数除算を回避するために、2のべき乗である。最高精度を維持するために、βによる最後の正規化が追加バンドのために除去され、OBMCプロセスへ転送される。追加バンド内の予測は以下のように変換される:
Pgbi=(αP0+(β-α)P1)
Pobmc=(γPcurrent+(δ-γ)Pneighbor)/δ
ここでPcurrent及びPneighborは、現在のブロック予測パラメータを用いた予測ブロック、及び隣接する予測パラメータ(ここでは追加バンド内でアクセスされる)によってもたらされる予測である。隣接者上でのGBIモードを仮定すると、次に、OBMC予測は以下のように変換される:
Pobmc=(γβPcurrent+(δ-γ)(αP0+(β-α)P1))/(δβ) (式2)
ここで、β正規化はOBMCプロセスのδ正規化と同時に適用される。ここで、我々は、Pcurrentは現在のブロックの予測(ブロックが双方向予測される場合には、P0及びP1の平均をすでに包含する)であると仮定することに留意されたい。ここで、P0及びP1は隣接者のモードに関連する。
Pobmc=(2γPcurrent+(δ-γ)(P0+P1))/(2δ)
一実施形態では、CTU間の依存性を低減するために、上述のプロセスはCTUの内部のCUのためにのみ活動化され得る。すなわち、バンドがCTUの外側にあるときには、バンドは追加されない。図13の左側部分に示される例では、CU Aは上述のプロセスを用い、CU Bは下側バンドのためにのみプロセスを用い、CU Cはプロセスを用いない。
Claims (16)
- 符号化又は復号化されるべきピクチャの現在のブロックのために、隣接ブロックの少なくとも1つの部分に対応する拡張部分を取得することであって、前記少なくとも1つの部分が前記現在のブロックに隣り合っている、取得することと、
前記現在のブロック及び前記拡張部分を用いて拡張ブロックを形成することと、
前記拡張ブロックのための予測サンプルを決定するための予測を遂行することと、
を含む、方法。 - 1つ以上のプロセッサを備える装置であって、前記1つ以上のプロセッサが、
符号化又は復号化されるべきピクチャの現在のブロックのために、隣接ブロックの少なくとも1つの部分に対応する拡張部分を取得することであって、前記少なくとも1つの部分が前記現在のブロックに隣り合っている、取得することと、
前記現在のブロック及び前記拡張部分を用いて拡張ブロックを形成することと、
前記拡張ブロックのための予測サンプルを決定するための予測を遂行することと、
を行うように構成されている、装置。 - 前記拡張部分のために決定された予測サンプルを1つ以上のバッファメモリ内に記憶することをさらに含む、請求項1に記載の方法、又は請求項2に記載の装置。
- 前記拡張ブロックのための前記予測を遂行することが、前記現在のブロックのための動き情報に基づく、動き補償予測を含む、請求項1若しくは3に記載の方法、又は請求項2若しくは3に記載の装置。
- 1つ以上のバッファから、前記ピクチャの少なくとも1つの以前に処理されたブロックの拡張部分の記憶された予測サンプルを取得することと、
前記現在のブロックの前記予測サンプル、及び前記少なくとも1つの以前に処理されたブロックの前記拡張部分の前記記憶された予測サンプルに基づいて、前記現在のブロックのためのオーバーラップブロック動き補償を遂行することと、
をさらに含む、請求項4に記載の方法又は装置。 - 前記現在のブロックのための前記オーバーラップブロック動き補償を遂行した後に、前記少なくとも1つの以前に処理されたブロックの前記拡張部分の前記記憶された予測サンプルが、前記1つ以上のバッファ内において前記現在のブロックの前記拡張部分の予測サンプルによって上書きされる、請求項5に記載の方法又は装置。
- 前記拡張部分が下側拡張部及び右側拡張部のうちの一方又は両方に対応し、前記下側拡張部が下方隣接ブロックの上部分に対応し、前記右側拡張部が右側隣接ブロックの左部分に対応する、請求項1及び3~6のいずれか一項に記載の方法、又は請求項2~6のいずれか一項に記載の装置。
- 前記オーバーラップブロック動き補償を遂行することが、前記現在のブロックの動き補償予測サンプル、並びに以前に処理された上側隣接ブロックの下側拡張部及び以前に処理された左側隣接ブロックの右側拡張部のうちの一方又は両方の前記記憶された予測サンプルの重み付き平均を取得することを含む、請求項7に記載の方法又は装置。
- 前記拡張ブロックのための前記オーバーラップブロック動き補償を遂行することが、前記動き補償予測の後に、前記現在のブロックのためのパラメータに基づく、前記拡張ブロックに対して遂行される、1つ以上のさらなる処理ステップを含む、請求項7又は8に記載の方法又は装置。
- 前記1つ以上のさらなる処理ステップが、局部照明補償、双方向予測オプティカルフロー、及び一般化双方向予測のうちの少なくとも1つである、請求項9に記載の方法又は装置。
- 前記現在のブロックの前記拡張部分のために、中間予測サンプルの正規化が前記1つ以上のさらなる処理ステップの最中には適用されず、前記オーバーラップブロック動き補償の最中に適用される、請求項9又は10に記載の方法又は装置。
- 前記1つ以上のバッファメモリがラインバッファである、請求項1及び3~11のいずれか一項に記載の方法、又は請求項2~11のいずれか一項に記載の装置。
- 前記下側拡張部の前記予測サンプルが第1のラインバッファ内に記憶され、前記右側拡張部の前記予測サンプルが記憶された第2のラインバッファである、請求項12に記載の方法又は装置。
- 前記ピクチャが、符号化ユニットにさらに分けられる符号化ツリーユニットに分割され、前記現在のブロックが符号化ユニット又は予測ユニットに対応する、請求項1及び3~13のいずれか一項に記載の方法、又は請求項2~13のいずれか一項に記載の装置。
- 前記拡張部分が、前記現在のブロックが対応する前記符号化ツリーユニット内にある場合にのみ、拡張ブロックが現在のブロックのために形成される、請求項14に記載の方法又は装置。
- コンピュータによって実行されたときに、前記コンピュータに、請求項1~15のいずれか一項に記載の方法を実施させる命令を含む、コンピュータプログラム製品。
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