JP5396600B2 - 改善された予測を実施する画像符号化方法および装置と、対応する復号化方法および装置と、信号およびコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Description
本発明の分野は、一連の連続画像(successive images)により構成されている映像(video)ストリームを符号化および復号化することである。より具体的には、本発明は、ブロック変換を使用して画像圧縮または映像シーケンスの圧縮に適用されることができる。
多数の映像データ圧縮技術が既に知られている。これらの技術は、種々の映像符号化技術、たとえば、MPEG(MPEG−1、MPEG−2、MPEG−4パート2など)の機関、または、ITU−T(H.261、・・・、H.264/AVC)の機関に由来する映像圧縮規格を実施する技術を含み、映像シーケンスのブロック単位表現を使用する。よって、H.264技術によれば、各画像はスライスに細分化され、スライスは次にマクロブロックに細分化されることができる。各マクロブロックは、次に、いくつかのブロックに細分化される。1つのブロックは、画素の組によって構成される。
時間予測、すなわち、1つ以上の他の画像に属している参照ブロックへの参照、および/または、
現在の画像の隣接ブロックに応じての「空間」予測として知られている予測、
によって復号化されることができる。
ストリーム内のブロックまたは生成された信号の書き込みおよび読み取り走査の使用に依存するこれらの様々な予測技術の1つの欠点は、可能な予測参照が因果的領域に限定されることである。実際に、ある種の状況では、たとえば、非因果的領域に存在するブロックである予測基準を使用することは、ブロック間の類似性のため、より効率的である。
本発明は、画像がブロックに細分化されている画像データを符号化する方法の形式で、上記欠点をもたない新規な解決策を提案し、上記方法は、
参照ブロックとして知られている少なくとも1つの他の既に符号化済みのブロックに応じて、現在のブロックのデータを予測し、予測されたブロックを供給するステップと、
上記現在のブロックと上記予測されたブロックとの比較によって残差に関する情報を決定するステップと、
上記残差に関する情報を符号化するステップと、
各ブロックと関連付けられたデータの組からなるデータ信号であって、この信号の中に符号化されたブロックと関連付けられたデータの書き込みを走査するため所定の書き込み走査順序に従って上記残差に関する情報を含むデータ信号を送信および/または格納するステップと、
を備える。
現在のブロックと、上記現在のブロックと関連付けられた予測されたブロックを予め決定したときに基礎とした少なくとも1つの参照ブロックを関連付ける依存ツリーを構築するステップと、
上記依存ツリーを表す情報を各ブロックと関連付けられた上記データの組の中に挿入するステップと、
を備える。
参照ブロックとして知られている少なくとも1つの他の既に符号化済みのブロックに応じて、現在のブロックのデータを予測し、予測されたブロックを供給する手段と、
上記現在のブロックと上記予測されたブロックとの比較によって残差に関する情報を決定する手段と、
上記残差に関する情報を符号化する手段と、
各ブロックと関連付けられたデータの組からなるデータ信号であって、この信号の中に符号化されたブロックと関連付けられたデータのための所定の書き込み走査順序に従って上記残差に関する情報を含むデータ信号を送信および/または格納する手段と、
を備える。
現在のブロックと、上記現在のブロックと関連付けられた予測されたブロックを予め決定したときに基礎とした少なくとも1つの参照ブロックを関連付ける依存ツリーを構築する手段と、
上記依存ツリーを表す情報を各ブロックと関連付けられた上記データの組の中に挿入する手段と、
を備える。
上記現在のブロックと、上記現在のブロックと関連付けられた予測されたブロックが予め決定されたときに基礎とした少なくとも1つの参照ブロックとを関連付ける依存ツリーを表す複数のデータと、
上記現在のブロックと対応する予測されたブロックとの間の差に対応する残差に関する情報と、
を含むデータの組を備える画像データ信号にさらに関係する。
上記データの組から、現在のブロックと、上記現在のブロックと関連付けられた関連付け済みの予測されたブロックが予め決定されたときに基礎とした少なくとも1つの参照ブロックを関連付ける依存ツリーを表す情報を抽出するステップと、
上記依存ツリーの中で特定された1つ以上の参照ブロックが既に復号化されているときに上記ブロックを復号化するステップと、を備え
このステップは、
上記1つ以上の参照ブロックから予測されたブロックを予測するサブステップと、
上記予測されたブロックから、上記データの組の中に表された残差に関する情報に応じて、復号化済みのブロックを再構成するサブステップと、
を備える。
上記依存ツリーの中で特定された1つ以上の参照ブロックが既に復号化されている場合、上記現在のブロックを直ちに復号化するステップと、
そうではない場合、上記現在のブロックの中のデータの組を待機中スタックに挿入するステップと、
上記書き込み走査順序に従って後のブロックを処理するステップと、
を備える。
上記データの組から、現在のブロックと、上記現在のブロックと関連付けられた関連付け済みの予測されたブロックが予め決定されたときに基礎とした少なくとも1つの参照ブロックを関連付ける依存ツリーを表す情報を抽出する手段と、
上記依存ツリーの中で特定された1つ以上の参照ブロックが既に復号化されているときに、上記データの組の中に存在する残差に関する情報に応じて上記ブロックを復号化する手段と、
を備える。
本発明の他の特徴および利点は、例示的かつ非限定的な実施例の目的のためだけに与えられた以下の実施形態の説明と、添付図面とからよりはっきりと明らかになる。
本発明は、したがって、所定のブロックに対する空間予測の可能性を広げる技術を提案する。これらの予測は、ブロックのテクスチャ情報に適用可能であり、同様に、動き情報に適用可能である。
ストリームの圧縮の改善と、
複雑さの増大がデコーダに制限されることと、
エンコーダにおいて制御することができる複雑さの増大と、
の利点を提供する。
現在のブロックは、予測をセットアップするために1つ以上の参照ブロックを使用する。現在のブロックと予測、すなわち、予測されたブロックとの間の差、または、残差は、次に、符号化され、送信される(および/または、アプリケーションに依存して格納される)。復号化の時点で、受信された差はブロックを再構成するために予測に加算される。
本出願において、本発明は、H.264/AVCエンコーダで使用される予測を拡張することを提案する。実際に、ブロックの非因果的領域の使用は、符号化されるブロックの予測を構築するために、右ブロック、右下ブロック、下ブロック、左下ブロックの追加を可能にする。
各ブロックのための付加フラグを導入する。予測のタイプは、各ブロックに対しH.264/AVCエンコーダのシンタックスの中に既に存在する。フラグの値と関連付けられた予測のタイプの値は、予測のタイプの方向を指し示すことになる。値0はH.264/AVCエンコーダの方向を指し示し、一方、値1は新しい方向を指し示すことになる。
新しい予測のタイプを導入する。予測のタイプは、各ブロックに対しH.264/AVCエンコーダのシンタックスの中に既に存在する。予測のタイプを表すシンタックス要素は、そのとき、0から17まで変化する値をとることになり、0〜8は、H.264/AVCエンコーダによって使用される予測のタイプであり、9〜17は新しい予測のタイプである。
本発明の方法は、H.264/AVC技術に比較して動きの予測を広げるためにも使用することができる。ブロックの非因果的領域の使用は、符号化されるブロックの動きベクトルの予測を構築するために、右ブロック、右下ブロック、下ブロック、左下ブロックの追加を可能にする。
使用された予測ベクトルを指定するインデックスidxと、
動きベクトルの残差dviおよびdvjと、
ブロックテクスチャの残差resと、
を含む。
本発明は、非因果的領域で再構築されたブロックの使用を許可する際に、H.264/AVC規格のシフトされたイントラ予測モードを拡張するためにも使用できる。動きベクトルを用いて行われるシグナリングは変化しない。
予測のため使用される参照ブロックの数。
各参照ブロック、予測の方向に対して、動きベクトル。
各参照ブロックに対して、予測のため使用される画像(符号化される画像自体、または、時間予測の場合における別の画像)。
使用される参照ブロックの数N。
各参照ブロック811〜81Nに対する動きベクトル残差dvi、dvj。動きベクトルは、符号化されるブロックの因果的領域に位置している既に符号化済みのブロックのベクトルに対して相対的に予測によって符号化することができる。この場合、残差だけがヘッダ内に符号化される。
変換され量子化されたブロックの残差の係数res。
インター:シーケンスの1つ以上の符号化済み/復号化済みの画像に対して相対的に予測によって符号化される。
イントラ:符号化される画像のブロックに対して相対的に予測によって符号化される。
使用される参照ブロックの数Nと、
各参照ブロック911〜91Nに対し、動きベクトル残差dvi、dvjと、
各参照ブロック911〜91Nに対し、このブロックが属する画像のインデックスrefと、
を指し示す。
依存ツリーは、現在のブロックの予測のため特定された参照ブロックから始めて現在のブロックのためセットアップすることができる。ブロックの復号化は、ブロックが未だ再構成されていないブロックを使用する場合、まず始めにブロックの1つずつの依存ツリーをセットアップする際にこれらのブロックを再構成することが必要であるので再帰的でもよい。
2が1および6に依存すること、
6が5に依存すること、
5が1に依存すること、
1が0に依存すること、
によって与えられる。
マクロブロック(またはブロック)の符号化は、各マクロブロックのためいくつかの可能な符号化モードを競合させることによって行うことができる。現在のマクロブロック毎に、予測候補のリストが現在のマクロブロックに対し(空間的および時間的な)既に符号化されている隣接マクロブロックに応じて確立される。所定の性能の基準に依存する予測、たとえば、マクロブロックまたはブロックのフローレート(flowrate)と歪みとの間の最良の妥協点が選択される。
6.5.1 ストリームの復号化の第1の実施形態
復号化は、ブロックと関連付けられた情報の読み取りと、ブロックの再構築との2つの主要な段階を備える。
図13に示された第2の実施形態によれば、復号化方法は、最大インデックスを有するブロックのインデックスに応じたブロックの優先順位を用いて、ブロック待ち時間の取捨選択リストを実施する。
現在のブロックと関連付けられた依存ツリーに応じて現在のブロックの依存関係を特定され(132)、
現在のブロックに対し、関連付けられた符号化のモードおよび予測に従って、直ちに復号化可能であるか、または、復号化可能ではない状態を決定し(133)、
ブロックが復号化可能である場合、
復号化し(134)、そして、
待機スタック内の復号化可能なブロックをスタックから取り出し(135)、
ブロックが復号化可能ではない場合、
136:ブロックを待機リストに追加し、
次のブロックへ渡し(137)、
最後のブロックが処理されている場合(138)、処理を終了し(139)、そうでない場合、ステップ132へ戻る。
待機リストのすべてのブロックを走査し(140)、
リストの中の現在のブロックが復号化できる場合(すなわち、現在のブロックが依存するすべてのブロックが既に復号化済みである場合)(141)、
現在のブロックは待機リストまたはスタックから取り除かれ(142)、
現在のブロックは復号化され(143)、
すべてのブロックが考慮された場合(走査の終わり)(144)、
待機リストの処理を終了し(145)、
そうでなければ、演算は次のブロックへ進み(146)、処理はステップ141で再開される。
Claims (12)
- 参照ブロックとして知られている少なくとも1つの他の既に符号化済みのブロックに応じて、現在のブロックのデータを予測し、予測されたブロックを供給するステップと、
前記現在のブロックと前記予測されたブロックとの比較によって残差に関する情報を決定するステップと、
前記残差に関する情報を符号化するステップと、
前記残差に関する情報を含む、各ブロックと関連付けられたデータの組を含むデータ信号を、該信号の中に符号化される前記ブロックと関連付けられたデータの書き込み走査の所定の書き込み走査順序に従って、送信および/または格納するステップと、
を含む、画像がブロックに細分化されている画像データの符号化方法であって、
前記予測ステップは、前記書き込み走査順序に沿って未だ考慮されていないブロックを含む、前記現在のブロックの近傍である符号化済みのブロックの組を考慮し、
現在のブロックと、該現在のブロックと関連付けられた前記予測されたブロックを予め決定したときに基礎とした少なくとも1つの参照ブロックと、を関連付ける依存ツリーを構築するステップと、
前記依存ツリーを表す情報を、各ブロックと関連付けられた前記データの組の中に挿入するステップと、
を含むことを特徴とする、符号化方法。 - 前記予測ステップが、別個の予測走査順序に従って、ソースブロックのうちの少なくとも1つに対して、少なくとも2つの予測パスを有し、
所定の効率の基準に従って前記予測走査順序のうちの1つを選択するステップを含むことを特徴とする、請求項1に記載の符号化方法。 - 参照ブロックとして知られている少なくとも1つの他の既に符号化済みのブロックに応じて、現在のブロックのデータを予測し、予測されたブロックを供給する手段と、
前記現在のブロックと前記予測されたブロックとの比較によって残差に関する情報を決定する手段と、
前記残差に関する情報を符号化する手段と、
前記残差に関する情報を含む、各ブロックと関連付けられたデータの組を含むデータ信号を、該信号の中に符号化される前記ブロックと関連付けられたデータの所定の書き込み走査順序に従って、送信および/または格納する手段と、
を備える、画像がソースブロックに細分化されている画像データの符号化装置であって、
前記予測手段は、前記書き込み走査順序に沿って未だ考慮されていないブロックを含む、前記現在のブロックの近傍である符号化済みのブロックの組を考慮し、
現在のブロックと、該現在のブロックと関連付けられた前記予測されたブロックを予め決定したときに基礎とした少なくとも1つの参照ブロックと、を関連付ける依存ツリーを構築する手段と、
前記依存ツリーを表す情報を、各ブロックと関連付けられた前記データの組の中に挿入する手段と、
を備えていることを特徴とする、符号化装置。 - 通信ネットワークからダウンロード可能であり、および/または、コンピュータ読み取り可能な担体に記憶され、および/または、マイクロプロセッサによって実行可能であるコンピュータ・プログラムであって、
コンピュータ上で実行されるときに請求項1または2のいずれか一項に記載の符号化方法の前記ステップを実行するプログラムコード命令を備えていることを特徴とするコンピュータ・プログラム。 - 画像がブロックに細分化され、書き込み走査順序に従って各組が前記ブロックのうちの1つと関連付けられた一連のデータの組を有する画像データ信号の復号化方法であって、前記データの組は前記書き込み走査順序に従って読み出され、
前記復号化方法は、現在のブロックに対して、
現在のブロックと、該現在のブロックと関連付けられた関連付け済みの予測されたブロックが予め決定されたときに基礎とした少なくとも1つの参照ブロックと、を関連付ける依存ツリーを表す情報を前記データの組から抽出するステップと、
前記依存ツリーの中で特定された1つ以上の前記参照ブロックが既に復号化されているときに前記ブロックを復号化するステップと、
を含み、前記復号化するステップが、
前記1つ以上の参照ブロックから予測されたブロックを予測するサブステップと、
前記予測されたブロックから、そして、前記データの組の中に表現された残差に関する情報に応じて、復号化済みのブロックを再構成するサブステップと、
を含むことを特徴とする復号化方法。 - 現在のブロックに対して、
前記依存ツリーの中で特定された前記1つ以上の参照ブロックが既に復号化されている場合、前記現在のブロックを直ちに復号化するステップと、
そうではない場合、前記現在のブロックの前記データの組を待機中スタックに挿入するステップと、
前記書き込み走査順序に従って後のブロックを処理するステップと、
を含むことを特徴とする、請求項5に記載の復号化方法。 - 待機中ブロックを復号化するために必要である参照ブロックを格納するステップを含み、前記待機中ブロックは、必要なすべての参照ブロックが利用可能になると直ちに復号化されることを特徴とする、請求項6に記載の復号化方法。
- 復号化は、前記書き込み走査順序に従って連続パスにおいて行われ、前記参照ブロックのすべてが利用できる場合、現在のブロックは前記パスのうちの1回の間に復号化されることを特徴とする、請求項6に記載の復号化方法。
- 少なくとも1つの現在のブロックに対して、前記予測サブステップは、各参照ブロックに重み付け値が割り当てられている少なくとも2つの参照ブロックを考慮することを特徴とする、請求項5に記載の復号化方法。
- 少なくとも1つの現在のブロックに対して、前記予測サブステップは、少なくとも2つのソースブロックで重なり合う少なくとも1つの参照ブロックを考慮することを特徴とする、請求項5に記載の復号化方法。
- 通信ネットワークからダウンロード可能であり、および/または、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶され、および/または、マイクロプロセッサによって実行可能であるコンピュータ・プログラムであって、コンピュータ上で実行されるときに、請求項5乃至10のうちのいずれか一項に記載の復号化方法の前記ステップを実行するプログラムコード命令を備えていることを特徴とするコンピュータ・プログラム。
- 画像がブロックに細分化され、書き込み走査順序に従って各組が前記ブロックのうちの1つと関連付けられた一連のデータの組を有する画像データ信号の復号化装置であって、前記データの組は前記書き込み走査順序に従って読み出され、
前記ブロックのうちの少なくとも1つに対し、前記書き込み走査順序とは別個の復号化順序で復号化を行う復号化手段を実装していることを特徴とし、
前記復号化装置は、現在のブロックの復号化のため、
現在のブロックと、該現在のブロックと関連付けられた関連付け済みの予測されたブロックが予め決定されたときに基礎とした少なくとも1つの参照ブロックと、を関連付ける依存ツリーを表す情報を、前記データの組から抽出する手段と、
前記依存ツリーの中で特定された1つ以上の前記参照ブロックが既に復号化されているときに前記データの組の中に存在する残差に関する情報に応じて前記ブロックを復号化する手段と、
をさらに備えていることを特徴とする、復号化装置。
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