JP5770378B2 - 係数の矩形ブロックを量子化及び逆量子化するための方法及び機器 - Google Patents
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Description
変換係数の矩形ブロックについて量子化を行うための方法は、ピクチャから生成される変換係数のWxHのブロックを受け取ることであって、Wは、ブロックの行幅でありHは、ブロックの列の高さであることと、変換係数のWxHのブロックに量子化処理を施し、ピクチャを再構築するために用いられるビットシーケンスを生成するために使用される量子化済み変換係数のブロックを生成することとを含む。量子化処理は、関数
一実施形態では、逆量子化ブロックは更に、第1の逆量子化アルゴリズムを適用する一方で、第1のマッピングテーブルを用いて1組の第1の定数を計算することであって、1組の第1の定数は量子化済み変換係数の第1のブロックから変換係数の第1のブロックを生成するために逆量子化関数内で使用されること;及び第2の逆量子化アルゴリズムを適用する一方で、第2のマッピングテーブルを用いて1組の第2の定数を計算することであって、1組の第2の定数は量子化済み変換係数の第1のブロックから変換係数の第1のブロックを生成するために逆量子化関数内で使用されることを行うように、構成される。代替的実施形態では、逆量子化ブロックは更に、第1の逆量子化アルゴリズムを適用する一方で、第1のマッピングテーブルを用いて1組の第1の定数を計算することであって、1組の第1の定数は量子化済み変換係数の第1のブロックから変換係数の第1のブロックを生成するために逆量子化関数内で使用されること、及び第2の逆量子化アルゴリズムを適用する一方で、シフトされた第1のマッピングテーブルを用いて1組の第2の定数を計算することであって、1組の第2の定数は量子化済み変換係数の第1のブロックから変換係数の第1のブロックを生成するために逆量子化関数内で使用されることを行うように、構成される。
次に図面、具体的には図1を参照し、一部の実施形態による係数の矩形ブロックを量子化及び逆量子化するための方法を実施する符号器の例示的簡略ブロック図が示されており、その全体を100で表示する。符号器100は、変換ブロック102、量子化ブロック104、エントロピ符号化ブロック106、逆量子化ブロック108、逆変換ブロック110、ループフィルタ112、空間予測ブロック114、基準バッファ116、時間予測ブロック118、及びスイッチ120を含む。
level=(coeff*Q+offset)>>Qbits (1)
として定義され、
ここでcoeffは、量子化関数(1)に入力されるWxHのブロックの変換係数からの所与の変換係数であり、
levelは、量子化関数(1)から出力される対応する量子化済み変換係数であり、
Qは、出力Mが整数値に等しい場合に第1のマッピングテーブルから得られる定数であり、さもなければQは第2のマッピングテーブルによって得られ、
Qbitsは、量子化関数内の除算演算に相当する右シフトを実行する際に使用される幾つかのビットを含む計算可能な定数であり、
offsetは、Qbitsの値を用いて得られる計算可能な定数である。
Q=f1(QP%6)、即ちモジュロ演算 (2)
として第1のマッピングテーブル(2)を用いて計算され、ここでf1(x=0,1,2,3,4,5)={26214,23302,20560,18396,16384,14564}である。従ってこの(WxH=X2が成立する)場合、変換係数のWxHのブロックを量子化する際に使用するために、この第1のマッピングテーブルに基づいて1組の第1の定数Qが求められる。
ここでDB=B−8(8ビット入力での内部ビット深度増加)であり、
IntegerM=Ceil(M)であり、ここでCeil(M)は、
ここで、WxH=X2についてはIntegerM=Mであり、又は
IntegerM=Mの場合、RoundingShift=0であり、さもなければRoundingShift=(QP%6+3)/6、ここで(HEVC実装では)IntegerM=M−0.5であり、
B=ソースビット幅(例えば8又は10)である。
上記のように、Qbits、Q1、及びoffsetが求められると、量子化器は、量子化関数(1)を用いて(210で)対応する第1の量子化済み変換係数を求める。量子化済み変換係数のブロックWxHが求められると、そのブロックは、エントロピ符号化され、記憶され又は復号器に与えられる最終的な圧縮ビットストリーム122が、214でもたらされる。HEVCに適合する一実施形態では、符号器がレート歪み最適化による量子化(RDOQ:Rate Distortion Optimized Quantization)と呼ばれる機能を使用する。RDOQが使用可能にされる場合、符号器は、levelを符号化するコストとlevelを符号化しないでおくコストとを比較することによって、各量子化済み変換係数をエントロピ符号化するか否か(212で)判定する。より具体的には、符号器は、値Q1及びQbitsを使用し(WxH=X2が成立する場合)、及び以下の関数(5)、(6)、(7)、(8)、及び(9)を使用し、第1の量子化済み変換係数levelのエントロピ符号化を行うか否か判定する。
CodedCost=codedError2・errScale+rateCost (6)
ここで、uncodedError=coeff×Q (7)
codedError=coeff×Q−(level<<Qbits) (8)
UncodedCost>CodedCostが成立する場合、levelは、符号化される。さもなければlevelは、符号化されないままである。
Q=f2(QP%6) (10)
として第2のマッピングテーブル(10)を用いて計算され、ここで、HEVCの実施形態ではf2(x=0,1,2,3,4,5)={18536,16477,14538,13007,11585,10298}である。従って、この(WxH≠X2が成立する)場合、変換係数のWxHのブロックを量子化する際に使用するために、この第2のマッピングテーブルに基づいて1組の第2の定数Qが求められる。方法200は、続けて上記のようにブロック208〜214の機能を実行し、変換係数のWxHのブロックに対応するビットシーケンスを生成する。
coeffQ=((levelxIQ<<(QP/6))+offset)>>IQbits (11)
levelは、逆量子化関数(11)に入力される、量子化済み変換係数のWxHのブロックからの第1の量子化済み変換係数であり、
coeffQは、逆量子化関数(11)から出力される対応する第1の変換係数であり、
IQは、出力Mが整数値に等しい場合に第1のマッピングテーブルから得られる定数であり、さもなければIQは、第2のマッピングテーブルから得られ、
QPは、復号された量子化パラメータであり、
IQbitsは、第1の関数内で右シフトを行う際に使用される幾つかのビットを含む計算可能な定数であり、
offsetは、IQBits又はWxHに由来する計算可能な定数である。
IQ=g1(QP%6)、即ちモジュロ演算 (12)
として第1のマッピングテーブル(12)を用いて計算され、ここでg1(x=0,1,2,3,4,5)={40,45,51,57,64,72}である。従って、この(WxH=X2が成立する)場合、量子化済み変換係数のWxHのブロックを逆量子化する際に使用するために、この第1のマッピングテーブルに基づいて1組の第1の定数IQが求められる。
ここでDB=B−8(8ビット入力での内部ビット深度増加)であり、
B=ソースビット幅であり、
IntegerM=Ceil(M)であり、ここでCeil(M)は
ここで、WxH=X2についてはIntegerM=Mであり、又は
IntegerM=Mの場合、RoundingShift=0であり、さもなければRoundingShift=(QP%6+3)/6、ここで(HEVC実装では)IntegerM=M−0.5である。
上記のように、IQbits、IQ、及びoffsetが求められると、逆量子化器は、逆量子化関数(11)を用いて(310で)対応する第1の変換係数を求める。一実施形態では、この逆量子化済み変換係数は、クリッピング(312)関数にかけられ、以下の関数(15)に従って(−32768,32768)の範囲まで縮められる。
314で、復号器は、逆量子化済み変換係数のブロックを用いて対応するピクチャを生成する。
IQ=g2(QP%6) (16)
として第2のマッピングテーブル(16)を用いて計算され、ここで、HEVCの実施形態ではg2(x=0,1,2,3,4,5)={56,63,72,80,90,101}である。従ってこの(WxH≠X2が成立する)場合、量子化済み変換係数のWxHのブロックを逆量子化する際に使用するために、この第2のマッピングテーブルに基づいて1組の第2の定数IQが求められる。方法300は、続けて上記のようにブロック308〜314の機能を実行し、変換係数のWxHのブロックに対応するピクチャを生成する。
Q=f1((QP+3)%6) (17)
を用いて計算され、ここで、f(x=0,1,2,3,4,5)={26214,23302,20560,18396,16384,14564}である。従ってこの(WxH≠X2が成立する)場合、変換係数のWxHのブロックを量子化する際に使用するために、シフトされた第1のマッピングテーブルに基づいて1組の第2の定数Qが求められる。
IQ=g1((QP+3)%6) (18)
ここでg1(x=0,1,2,3,4,5)={40,45,51,57,64,72}である。従ってこの(WxH≠X2が成立する)場合、量子化済み変換係数のWxHのブロックを逆量子化する際に使用するために、シフトされた第1のマッピングテーブルに基づいて1組の第2の定数IQが求められる。更に、HEVCの実施形態では、変換係数を求めるために使用されるoffsetは、以下のように関数(19)を用いて求められる。
上記の明細書で特定の実施形態について説明してきた。但し、添付の特許請求の範囲に記載する本発明の範囲から逸脱することなしに、様々な修正及び変更を加えても良いことを当業者なら理解されよう。従って、本明細書及び図面は限定的な意味ではなく例示的な意味として考えるべきであり、そのようなあらゆる修正形態は本教示の範囲に含まれることを意図する。
Claims (20)
- 量子化済み変換係数の矩形ブロックについて逆量子化を行うための方法であって、前記方法は、
復号器が、量子化済み変換係数のWxHのブロックを受け取ることであって、Wは、前記ブロックの行幅であり、Hは、前記ブロックの列の高さであることと;
前記復号器が、前記量子化済み変換係数のWxHのブロックに逆量子化処理を施し、前記量子化済み変換係数のWxHのブロックに対応するピクチャを生成するために使用される変換係数のブロックを生成することであって、前記逆量子化処理は、関数
を含む、方法。 - 前記第1の逆量子化アルゴリズムを適用することは、前記変換係数のブロックを生成するために使用される1組の第1の定数を計算するために第1のマッピングテーブルを使用することを含み、
前記第2の逆量子化アルゴリズムを適用することは、前記変換係数のブロックを生成するために使用される1組の第2の定数を計算するために第2のマッピングテーブルを使用することを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記変換係数のブロックは、逆量子化関数
coeffQ=((levelxIQ<<(QP/6))+offset)>>IQbitsを使用して生成され、
levelは、前記逆量子化関数に入力される、前記量子化済み変換係数のWxHのブロックからの量子化済み変換係数であり、
coeffQは、前記逆量子化関数から出力される対応する変換係数であり、
IQは、前記出力Mが前記整数値に等しい場合に前記第1のマッピングテーブルから得られる定数であり、さもなければIQは、前記第2のマッピングテーブルから得られ、
QPは、復号された量子化パラメータであり、
IQbitsは、前記逆量子化関数内で右シフトを行う際に使用される幾つかのビットを含む計算可能な定数であり、
offsetは、IQBitsに由来する計算可能な定数である、
請求項2に記載の方法。 - 前記第1のマッピングテーブルは、IQ=g1(QP%6)を含み、
g1(x=0,1,2,3,4,5)={40,45,51,57,64,72}であり、
前記第2のマッピングテーブルは、IQ=g2(QP%6)を含み、
g2(x=0,1,2,3,4,5)={56,63,72,80,90,101}である、
請求項3に記載の方法。 - 前記第1の逆量子化アルゴリズムを適用することは、前記変換係数のブロックを生成するために使用される1組の第1の定数を計算するために第1のマッピングテーブルを使用することを含み、
前記第2の逆量子化アルゴリズムを適用することは、前記変換係数のブロックを生成するために使用される1組の第2の定数を計算するために、シフトされた第1のマッピングテーブルを使用することを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記第1のマッピングテーブルは、IQ=g(QP%6)を含み、
g(x=0,1,2,3,4,5)={40,45,51,57,64,72}であり、
前記シフトされた第1のマッピングテーブルは、IQ=g((QP+3)%6)を含み、
g(x=0,1,2,3,4,5)={40,45,51,57,64,72}であり、
QPは、復号された量子化パラメータである、
請求項5に記載の方法。 - 前記第2の逆量子化アルゴリズムは、WxH=2X2が成立する場合に適用される、
請求項1に記載の方法。 - 変換係数の矩形ブロックについて量子化を行うための方法であって、前記方法は、
符号器が、ピクチャから生成される変換係数のWxHのブロックを受け取ることであって、Wは、前記ブロックの行幅でありHは前記ブロックの列の高さであることと;
前記符号器が、前記変換係数のWxHのブロックに量子化処理を施し、前記ピクチャを再構築するために用いられるビットシーケンスを生成するために使用される量子化済み変換係数のブロックを生成することと
を含み、
前記量子化処理は、関数
- 前記第1の量子化アルゴリズムを適用することは、前記量子化済み変換係数のブロックを生成するために使用される1組の第1の定数を計算するために第1のマッピングテーブルを使用することを含み、
前記第2の量子化アルゴリズムを適用することは、前記量子化済み変換係数のブロックを生成するために使用される1組の第2の定数を計算するために第2のマッピングテーブルを使用することを含む、
請求項8に記載の方法。 - 前記量子化済み変換係数のブロックは、量子化関数
level=(coeffxQ+offset)>>Qbitsを使用して生成され、
coeffは、前記量子化関数に入力される前記WxHのブロックの変換係数からの変換係数であり、
levelは、前記量子化関数から出力される対応する量子化済み変換係数であり、
Qは、前記出力Mが整数値に等しい場合に前記第1のマッピングテーブルから得られる定数であり、さもなければQは、前記第2のマッピングテーブルから得られ、
Qbitsは、前記量子化関数内の除算演算に相当する右シフトを実行する際に使用される幾つかのビットを含む計算可能な定数であり、
offsetは、Qbitsを用いて得られる計算可能な定数である、
請求項9に記載の方法。 - 前記第1のマッピングテーブルは、Q1=f1(QP%6)を含み、
f1(x=0,1,2,3,4,5)={26214,23302,20560,18396,16384,14564}であり、
前記第2のマッピングテーブルは、Q2=f2(QP%6)を含み、
f2(x=0,1,2,3,4,5)={18536,16477,14538,13007,11585,10298}であり、
QPは、所定の量子化パラメータである、
請求項10に記載の方法。 - 前記方法は更に、前記符号器が、前記出力Mが前記整数値に等しい場合に前記1組の第1の定数を使用して前記量子化済み変換係数のエントロピ符号化を実行するか否か判定することを、さもなければ前記1組の第2の定数を使用して前記量子化済み変換係数のエントロピ符号化を実行するか否か判定することを含む、
請求項10に記載の方法。 - 前記第1の量子化アルゴリズムを適用することは、前記量子化済み変換係数のブロックを生成するために使用される1組の第1の定数を計算するために第1のマッピングテーブルを使用することを含み、
前記第2の量子化アルゴリズムを適用することは、前記量子化済み変換係数のブロックを生成するために使用される1組の第2の定数を計算するために、シフトされた第1のマッピングテーブルを使用することを含む、
請求項8に記載の方法。 - 前記第1のマッピングテーブルは、Q1=f(QP%6)を含み、
f(x=0,1,2,3,4,5)={26214,23302,20560,18396,16384,14564}であり、
前記シフトされた第1のマッピングテーブルは、Q2=f((QP+3)%6)を含み、
f(x=0,1,2,3,4,5)={26214,23302,20560,18396,16384,14564}であり、
QPは、選択された量子化パラメータである、
請求項13に記載の方法。 - 前記第2の量子化アルゴリズムは、WxH=2X2が成立する場合に適用される、
請求項8に記載の方法。 - 逆量子化ブロックを有する復号器を備えるシステムであって、
前記復号器は、
量子化済み変換係数の第1のWxHのブロックを受け取ることであって、Wは前記ブロックの行幅でありHは前記ブロックの列の高さであることと;
前記量子化済み変換係数の第1のブロックに逆量子化処理を施し、前記量子化済み変換係数の第1のWxHのブロックに対応する第1のピクチャを生成するために使用される変換係数の第1のブロックを生成することと
を行うように構成され、
前記逆量子化処理は、関数
- 前記逆量子化ブロックは更に、
前記第1の逆量子化アルゴリズムを適用する一方で、第1のマッピングテーブルを用いて1組の第1の定数を計算することであって、前記1組の第1の定数は前記量子化済み変換係数の第1のブロックから前記変換係数の第1のブロックを生成するために逆量子化関数内で使用されることと;
前記第2の逆量子化アルゴリズムを適用する一方で、第2のマッピングテーブルを用いて1組の第2の定数を計算することであって、前記1組の第2の定数は前記量子化済み変換係数の第1のブロックから前記変換係数の第1のブロックを生成するために前記逆量子化関数内で使用されることと
を行うように構成される、
請求項16に記載のシステム。 - 前記逆量子化ブロックは更に、
前記第1の逆量子化アルゴリズムを適用する一方で、第1のマッピングテーブルを用いて1組の第1の定数を計算することであって、前記1組の第1の定数は前記量子化済み変換係数の第1のブロックから前記変換係数の第1のブロックを生成するために逆量子化関数内で使用されることと;
前記第2の逆量子化アルゴリズムを適用する一方で、シフトされた第1のマッピングテーブルを用いて1組の第2の定数を計算することであって、前記1組の第2の定数は前記量子化済み変換係数の第1のブロックから前記変換係数の第1のブロックを生成するために前記逆量子化関数内で使用されることと
を行うように構成される、
請求項16に記載のシステム。 - 前記システムは更に、量子化ブロックを有する符号器を備え、
前記符号器は、
第2のピクチャから生成される変換係数のWxHの第2のブロックを受け取ることであって、Wは前記変換係数の第2のブロックの行幅でありHは前記変換係数の第2のブロックの列の高さであることと;
前記変換係数の第2のブロックに量子化処理を施し、前記第2のピクチャを再構築するために用いられるビットシーケンスを生成するために使用される量子化済み変換係数の第2のブロックを生成することと
を行うように構成され、
前記量子化処理は、前記関数
請求項16に記載のシステム。 - 前記復号器は、高効率映像符号化規格に従って動作するように構成される、
請求項16に記載のシステム。
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