JP6005790B2 - マージモードを利用する映像復号化装置 - Google Patents

Description

本発明は、映像復号化方法に関し、より詳しくは、マージモードで動き情報を誘導し、予測ブロックと残差ブロックを生成して復元ブロックを生成する方法に関する。

Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣでは、一つのピクチャが複数個のマクロブロックに分割され、イントラ予測又はインター予測を利用して予測ブロックを生成することによって各々のマクロブロックを符号化する。原本ブロックと予測ブロックとの残差ブロックが変換されて変換ブロックを生成し、変換ブロックは、量子化パラメータと予め決められた量子化マトリクスを利用して量子化される。量子化ブロックの量子化係数は、スキャンパターンを利用してスキャンされてエントロピー符号化される。前記量子化パラメータは、マクロブロック毎に調節され、以前量子化パラメータを利用して予測符号化される。

インター予測では、連続されるピクチャ間の時間的重複性を除去するために動き予測が利用される。時間的重複性を検出するために、現在ブロックの動きを予測するために複数個の参照ピクチャが検査され、予測ブロックを生成するために動き情報を利用して動き補償が実行される。原本ブロックに相当類似のブロックが参照ピクチャの予め決められた範囲で検査される。原本ブロックと類似のブロックが検出されると、前記原本ブロックと検出されたブロックとの間の残差ブロックと動き情報が符号化されて復号器側に送信される。

動き情報は、少なくとも一つの参照ピクチャインデックスと少なくとも一つの動きベクトルを含む。動きベクトルは、予測符号化される。即ち、隣接ブロックの動きベクトルを利用して動きベクトル予測子が検出され、動きベクトルの符号化量を減らすために、前記動きベクトルと前記動きベクトル予測子との間の差分値が符号化される。Ｈ．２６４では左側、上側及び左上側動きベクトルの中間値（ｍｅｄｉａｎ）が動きベクトル予測子として利用される。

しかし、隣接ブロックの動きと現在ブロックの動きが異なる場合、Ｈ．２６４による動きベクトル符号化効率は落ちるようになる。また、動き情報と隣接ブロックのうち一つの動き情報が同じ場合、Ｈ．２６４の動きベクトル予測子もコーディング効率を落とすようになる。

さらに、多様なサイズのコーディングユニットがインター予測に使用される場合は、量子化パラメータをコーディングユニット毎に調節するようになると、量子化パラメータの符号化に所要されるビット量が増加するようになり、前記量子化パラメータと以前量子化パラメータの連関性がＨ．２６４より弱くなるようになる。

本発明が達成しようとする目的は、動き情報を誘導して復元ブロックを生成する方法を提供することである。

本発明による映像復号化方法は、利用可能な空間マージ候補と時間マージ候補を利用してマージ候補リストを生成し、マージインデックスとマージ候補リストを利用して動き情報を誘導し、前記動き情報を利用して予測ブロックを生成し、量子化パラメータと量子化マトリクスを利用して量子化ブロックを逆量子化し、前記逆量子化ブロックを逆変換して残差ブロックを生成し、前記残差ブロックと予測ブロックを利用して復元ブロックを生成することを特徴とする。
本発明はさらに、たとえば、以下を提供する。
（項目１）
マージモードにおける映像データを復号化する方法において、
利用可能な空間マージ候補と時間マージ候補を利用してマージ候補リストを生成するステップ；
マージインデックスとマージ候補リストを利用して動き情報を誘導するステップ；
前記動き情報を利用して予測ブロックを生成するステップ；
量子化パラメータと量子化マトリクスを利用して量子化ブロックを逆量子化し、前記逆量子化ブロックを逆変換して残差ブロックを生成するステップ；及び、
前記残差ブロックと予測ブロックを利用して復元ブロックを生成するステップ；を含み、
前記量子化パラメータは、量子化ユニット毎に生成され、前記量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に調節されることを特徴とする方法。
（項目２）
前記量子化パラメータは、差分量子化パラメータ及び左側量子化パラメータ、上側量子化パラメータ及び以前量子化パラメータのうち、利用可能な２個の量子化パラメータを利用して生成される量子化パラメータ予測子を利用して生成されることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目３）
前記量子化ユニットの最小サイズは、量子化ユニットの最小サイズと最大コーディングユニットのサイズとの間の深さを特定するパラメータを利用して誘導されることを特徴とする項目２に記載の方法。
（項目４）
前記左側量子化パラメータが利用可能でない場合、前記上側量子化パラメータ及び以前量子化パラメータの平均値が量子化パラメータ予測子に設定されることを特徴とする項目２に記載の方法。
（項目５）
前記空間マージ候補は、マージ候補ブロックの動き情報であり、左側ブロック、上側ブロック、右上側ブロック及び左下側ブロックのうち、利用可能なブロックが前記利用可能なマージ候補ブロックとして設定されることを特徴とする項目１に記載の方法。
（項目６）
前記左側ブロック、上側ブロック、右上側ブロック及び左下側ブロックのうち少なくとも一つが利用可能でない場合、利用可能な左上側ブロックがマージ候補ブロックとして設定されることを特徴とする項目５に記載の方法。

本発明による方法では、利用可能な空間マージ候補と時間マージ候補を利用してマージ候補リストを生成し、マージインデックスとマージ候補リストを利用して動き情報を誘導し、前記動き情報を利用して予測ブロックを生成し、量子化パラメータと量子化マトリクスを利用して量子化ブロックを逆量子化し、前記逆量子化ブロックを逆変換して残差ブロックを生成し、前記残差ブロックと予測ブロックを利用して復元ブロックを生成する。前記量子化パラメータは、量子化ユニット毎に生成され、前記量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に調節される。したがって、隣接したブロックと時間ブロックのうち一つを動き情報予測子に選択することによって動き情報の符号化効率が向上する。また、量子化パラメータを量子化ユニット毎に適応的に調節し、複数個の隣接量子化パラメータを利用して量子化パラメータ予測子を生成することによって残差ブロックの符号化効率も向上する。

本発明による映像符号化装置を示すブロック図である。 本発明による映像データを符号化する過程を説明するフローチャートである。 本発明によるマージモードにおける動き情報を符号化する方法を説明するフローチャートである。 本発明による空間マージ候補ブロックの位置を説明する概念図である。 本発明による時間マージ候補ブロックの位置を説明する概念図である。 本発明による映像復号化装置を示すブロック図である。 本発明によるインター予測モードにおける映像を復号化する方法を説明するフローチャートである。 本発明による動き情報を誘導する方法を説明するフローチャートである。 本発明によるインター予測モードにおける残差ブロックを生成する過程を説明するフローチャートである。 本発明による量子化パラメータを誘導する方法を説明するフローチャートである。

以下、本発明の多様な実施例を例示図面を参照して詳細に説明する。本発明は、多様な変更を加えることができ、多様な実施例を有することができ、本発明を特定の実施形態に対して限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変更、均等物乃至代替物を含むと理解しなければならない。各図面の説明において、類似の構成要素に対して類似の参照符号を使用した。

本発明による映像符号化装置及び映像復号化装置は、パソコン、個人携帯端末、移動マルチメディアプレーヤー、スマートフォン又は無線通信ターミナルなどのようにユーザターミナルである。前記映像符号化装置及び映像復号化装置は、多様な機器と通信する通信ユニットと映像を符号化又は復号化するために、多様なプログラムとデータを格納するためのメモリを具備する。

図１は、本発明による映像符号化装置１００を示すブロック図である。

図１を参照すると、本発明による映像符号化装置１００は、ピクチャ分割部１１０、イントラ予測部１２０、インター予測部１３０、変換部１４０、量子化部１５０、スキャニング部１６０、エントロピー符号化部１７０、逆量子化／逆変換部１８０、後処理部１９０及びピクチャ格納部１９５を含む。

ピクチャ分割部１１０は、ピクチャ又はスライスを複数個のＬＣＵ（Ｌａｒｇｅｓｔ Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ）に分割し、前記各々のＬＣＵを一つ以上のコーディングユニットに分割する。ＬＣＵのサイズは、３２×３２、６４×６４又は１２８×１２８である。ピクチャ分割部１１０は、各コーディングユニットの予測モード及び分割モード（ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ ｍｏｄｅ）を決定する。

一つのＬＣＵは、１個又は複数個のコーディングユニット（ｃｏｉｄｎｇ ｕｎｉｔ）を含む。前記ＬＣＵは、分割構造を示すために、再帰的クワッドツリー構造（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ｑｕａｄｔｒｅｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する。コーディングユニットの最大サイズ及び最小サイズを示す情報がシーケンスパラメータセット（ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｅｔ）に含まれる。前記分割構造は、１個又は複数個の分割コーディングユニットフラグ（ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｆｌａｇ）を利用して特定される。コーディングユニットは、２Ｎ×２Ｎのサイズを有する。ＬＣＵのサイズが６４×６４であり、且つ最小コーディングユニット（ＳＣＵ：ｓｍａｌｌｅｓｔ ｃｏｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）が８×８の場合、コーディングユニットは、６４×６４、３２×３２、１６ｘ１６又は８×８である。

コーディングユニットは、１個又は複数個の予測ユニット（ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）を含む。イントラ予測において、前記予測ユニットのサイズは、２Ｎ×２Ｎ又はＮ×Ｎである。インター予測において、前記予測ユニットのサイズは、前記分割モードにより特定される。コーディングユニットが対称に分割されると、分割モードは、２Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ及びＮ×Ｎのうち一つである。コーディングユニットが非対称に分割されると、分割モードは、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、ｎＬｘ２Ｎ及びｎＲｘ２Ｎのうち一つである。

コーディングユニットは、１個又は複数個の変換ユニット（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｕｎｉｔ）を含む。変換ユニットは、分割構造を示すために、再帰的クワッドツリー構造（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅ ｑｕａｄｔｒｅｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する。分割構造は、１個又は複数個の分割変換ユニットフラグ（ｓｐｌｉｔ＿ｔｕ＿ｆｌａｇ）により表現される。変換ユニットの最大サイズ及び最小サイズを示すパラメータがシーケンスパラメータセットに含まれる。

イントラ予測部１２０は、現在予測ユニットのイントラ予測モードを決定し、前記イントラ予測モードを利用して１個又は複数個の予測ブロックを生成する。

インター予測部１３０は、ピクチャ格納部１９５に格納されている一つ以上の参照ピクチャを利用して現在予測ユニットの動き情報を決定し、前記予測ユニットの予測ブロックを生成する。前記動き情報は、参照ピクチャを示す一つ以上の参照ピクチャインデックスと一つ以上の動きベクトルを含む。

変換部１４０は、残差ブロックを変換して変換ブロックを生成する。前記残差ブロックは、変換ユニットのサイズを有する。予測ユニットが変換ユニットより大きい場合、現在ブロックと予測ブロックとの間の残差信号は、複数個の残差ブロックに分割される。

量子化部１５０は、前記変換ブロックを量子化するための量子化パラメータを決定する。量子化パラメータは、量子化ステップサイズを意味する。量子化パラメータは、量子化ユニット毎に決定される。量子化ユニットのサイズは、変更されることができ、コーディングユニットの許容可能なサイズのうち一つである。コーディングユニットのサイズが最小サイズより大きい又は同じ場合、前記コーディングユニットは、量子化ユニットになる。複数個のコーディングユニットが最小サイズの量子化ユニットに含まれることもできる。量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に決定され、量子化ユニットの最小サイズを特定するパラメータは、ピクチャパラメータセット（ｐｉｃｔｕｒｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒ ｓｅｔ）に含まれる。

量子化部１５０は、量子化パラメータ予測子を生成し、量子化パラメータから量子化パラメータ予測子を減算して差分量子化パラメータを生成する。前記差分量子化パラメータは、符号化される。

前記量子化パラメータ予測子は、隣接コーディングユニットの量子化パラメータ及び以前コーディングユニットの量子化パラメータを利用して下記のように生成される。

左側量子化パラメータ、上側量子化パラメータ及び以前量子化パラメータは、前記順序通りに検索される。少なくとも２個の量子化パラメータが利用可能な場合、前記順序に検索される最初の２個の利用可能な量子化パラメータの平均値を量子化パラメータ予測子に設定し、一つの量子化パラメータのみが利用可能な場合は、前記利用可能な量子化パラメータが量子化パラメータ予測子に設定される。即ち、前記上側及び左側量子化パラメータが利用可能な場合、前記上側及び左側量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記上側及び左側量子化パラメータのうち一つのみが利用可能な場合、前記利用可能な量子化パラメータと前記以前パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記上側及び左側量子化パラメータが両方とも利用可能でない場合、前記以前量子化パラメータが前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記平均値は、四捨五入した値である。

前記差分量子化パラメータは、二進化過程を介して前記差分量子化パラメータの絶対値を示すビン（ｂｉｎ）と前記差分量子化パラメータの符号を示すビンに変換され、前記ビンは、算術符号化される。ｄＱＰの絶対値が０の場合、符号を示すビンは省略されることができる。トランケーテッドユーナリ（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ ｕｎａｒｙ）方式が前記絶対値の二進化表現に使われる。

量子化部１５０は、量子化マトリクス及び量子化パラメータを利用して変換ブロックを量子化して量子化ブロックを生成する。量子化ブロックは、逆量子化／逆変換部１８０に提供される。

スキャニング部１６０は、量子化ブロックにスキャンパターンを適用する。インター予測では、エントロピー符号化のためにＣＡＢＡＣが使われると、対角線スキャンがスキャンパターンとして使われる。量子化ブロックの係数は、量子化係数成分に分離される。前記量子化係数成分は、重要フラグ（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆｌａｇｓ）、係数符号（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｉｇｎｓ）及び係数レベル（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ）である。対角線スキャンが前記係数成分の各々に適用される。重要フラグは、対応する量子化係数が０であるか否かを示す。係数符号は、０でない量子化係数の符号を示す。係数レベルは、０でない量子化係数の絶対値を示す。

変換ユニットのサイズが予め決められたサイズより大きい場合、前記量子化ブロックは、複数個のサブセットに分割され、対角線スキャンが各サブセットに適用される。各サブセットの重要フラグ、係数符号及び係数レベルが前記対角線スキャンによって各々スキャンされる。前記予め決められたサイズは、４×４である。前記サブセットは、１６個の変換係数を含む４×４ブロックである。

サブセットをスキャンするためのスキャンパターンは、前記各サブセットの量子化された変換係数をスキャンするためのスキャンパターンと同じである。各サブセットの重要フラグ、係数符号及び係数レベルは、逆方向にスキャンされる。前記サブセットも逆方向にスキャンされる。

０でない最後の係数位置を示すパラメータが符号化されて復号器に送信される。前記パラメータは、量子化ブロック内の０でない最後の量子化係数の位置を示す。ノンゼロサブセットフラグ（ｎｏｎ−ｚｅｒｏ ｓｕｂｓｅｔ ｆｌａｇｓ）が最初のサブセット及び最後のサブセット以外のサブセットに対して定義され、復号器側に送信される。前記最初のサブセットは、ＤＣ係数を含む。前記最後のサブセットは、０でない最後の量子化係数を含む。前記ノンゼロサブセットは、サブセットが０でない係数を含むかどうかを示す。

エントロピー符号化部１７０は、スキャニング部１６０から受信されるスキャンされた係数成分、イントラ予測部１２０から受信されるイントラ予測情報、インター予測部１３０から受信される動き情報などをエントロピー符号化する。

逆量子化／逆変換部１８０は、量子化ブロックの量子化された変換係数を逆量子化し、逆量子化ブロックを逆変換して残差ブロックを生成する。

後処理部１９０は、復元されたピクチャで発生するブロッキングアーチファクトを除去するためのデブロッキングフィルタリング過程を実行する。

ピクチャ格納部１９５は、後処理部１９０から後処理された映像を受信し、ピクチャ単位に前記映像を格納する。ピクチャは、フレーム又はフィールドである。

図２は、本発明による映像データを符号化する過程を説明するフローチャートである。

現在ブロックの動き情報が決定される（Ｓ１１０）。現在ブロックは、予測ユニットである。現在ブロックのサイズは、コーディングユニットのサイズ及び分割モードにより決定される。

動き情報は、予測タイプによって変わる。予測タイプが単方向予測の場合、前記動き情報は、参照リスト０のピクチャを特定する参照インデックスと、一つの動きベクトルとを含む。予測タイプが両方向予測の場合、前記動き情報は、参照リスト０のピクチャ及び参照リスト１のピクチャを特定する２個の参照インデックスと、リスト０動きベクトル及びリスト１動きベクトルとを含む。

前記動き情報を利用して現在ブロックの予測ブロックが生成される（Ｓ１２０）。動きベクトルが画素位置を示す場合、前記動きベクトルにより特定される参照ピクチャのブロックを複写して予測ブロックを生成する。前記動きベクトルがサブ画素位置を示す場合、予測ブロックは、参照ピクチャの画素を補間して生成される。

前記現在ブロックと予測ブロックを利用して残差ブロックが生成される（Ｓ１３０）。

前記残差ブロックが符号化される（Ｓ１４０）。残差ブロックは、変換ユニットと同じサイズを有する。予測ユニットが変換ユニットより大きい場合、現在ブロックと予測ブロックとの間の残差信号は、複数個の残差ブロックに分けられる。一つ以上の残差ブロックが図１の変換部１４０、量子化部１５０、スキャニング部１６０及びエントロピー符号化部１７０により符号化される。

前記動き情報が符号化される（Ｓ１５０）。動き情報は、現在ブロックの空間候補と時間候補を利用して予測符号化されることができる。動き情報は、スキップモード、マージモード又はＡＭＶＰモードに符号化される。スキップモードでは、予測ユニットがコーディングユニットのサイズを有し、動き情報は、マージモードと同様の方法により符号化される。

図３は、本発明によるマージモードにおける動き情報を符号化する方法を説明するフローチャートである。

空間マージ候補が誘導される（Ｓ２１０）。図４は、本発明による空間マージ候補ブロックの位置を説明する概念図である。

図４に示すように、現在ブロックの利用可能な左側ブロック（ブロックＡ）、利用可能な上側ブロック（ブロックＢ）、利用可能な右上側ブロック（ブロックＣ）及び利用可能な左下側ブロック（ブロックＤ）がマージ候補ブロックとして設定される。ブロックＡ、Ｂ、Ｃ及びＤのうち少なくとも一つが利用可能でない場合、利用可能な左上側ブロック（ブロックＥ）がマージ候補ブロックとして設定される。マージ候補ブロックの動き情報が空間マージ候補に設定される。

空間マージ候補ブロックがイントラ符号化され、又は存在しない、又は現在スライス以外の他のスライスに位置すると、前記空間マージ候補ブロックは、利用可能でないと設定される。

時間マージ候補が誘導される（Ｓ２２０）。時間マージ候補は、参照ピクチャインデックスと動きベクトルを含む。

時間マージ候補の参照ピクチャインデックスは、隣接ブロックの一つ以上の参照ピクチャインデックスを利用して誘導されることができる。例えば、左側隣接ブロック、上側隣接ブロック及びコーナー隣接ブロックの参照ピクチャインデックスのうち一つが時間マージ候補の参照ピクチャインデックスとして設定される。コーナー隣接ブロックは、右上側隣接ブロック、左下側隣接ブロック及び左上側隣接ブロックのうち一つである。または、複雑度減少のために時間マージ候補の参照ピクチャインデックスを０に設定することができる。

時間マージ候補の動きベクトルは、下記のように誘導される。

まず、時間マージ候補ピクチャが決定される。時間マージ候補ピクチャは、時間マージ候補ブロックを含む。スライス内で一つのマージ候補ピクチャが使われる。時間マージ候補ピクチャの参照ピクチャインデックスは、０に設定されることもできる。

現在スライスがＰスライスの場合、参照ピクチャリスト０の参照ピクチャのうち一つが時間マージ候補ピクチャとして設定される。現在スライスがＢスライスの場合、参照ピクチャリスト０と１の参照ピクチャのうち一つが時間マージ候補ピクチャとして設定される。現在スライスがＢスライスの場合、時間マージ候補ピクチャが参照ピクチャリスト０に属するか、又は１に属するかを示すリスト指示子がスライスヘッダに含まれる。時間マージ候補ピクチャを特定する参照ピクチャインデックスがスライスヘッダに含まれることができる。

次に、時間マージ候補ブロックが決定される。時間マージ候補ブロックは、第１の候補ブロック及び第２の候補ブロックのうち一つである。第１の候補ブロックが利用可能な場合、第１の候補ブロックが時間マージ候補ブロックとして設定される。第１の候補ブロックが利用可能でない場合、第２の候補ブロックが時間マージ候補ブロックとして設定される。第２の候補ブロックが利用可能でない場合、時間候補ブロックは、利用可能でないと設定される。

図５は、本発明による時間マージ候補ブロックの位置を説明する概念図である。図５に示すように、第１のマージ候補ブロックは、ブロックＣの右下側コーナーブロック（ブロックＨ）である。ブロックＣは、現在ブロックと同じサイズを有して同じ位置に存在し、前記時間マージ候補ピクチャに位置する。第２のマージ候補ブロックは、ブロックＣのセンターの右下側画素を含むブロックである。

時間マージ候補ブロックが決定されると、時間マージ候補ブロックの動きベクトルが前記時間マージ候補の動きベクトルとして設定される。

マージ候補リストが構成される（Ｓ２３０）。利用可能な空間候補及び時間候補が予め決められた順序にリストされる。空間マージ候補は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ及びＥの順序に４個まで含まれることができる。時間マージ候補は、ＢとＣとの間又は空間候補の後に位置することができる。

一つ以上のマージ候補が生成されるべきであるかどうかを判断する（Ｓ２４０）。前記決定は、前記マージ候補リスト上のマージ候補の数と予め決められた数を比較して実行される。前記予め決められた数は、ピクチャ又はスライス毎に決定されることができる。

マージ候補リスト上のマージ候補の数が前記予め決められた数より小さい場合、一つ以上のマージ候補が生成される（Ｓ２５０）。生成されたマージ候補は、最後の位置のマージ候補の後に位置する。

利用可能なマージ候補の数が２より大きい又は同じであり、それらのうち一つがリスト０動き情報を有し、他の一つがリスト１動き情報を有する場合、リスト０動き情報とリスト１動き情報を結合してマージ候補を生成することができる。複数個の組合せが存在する場合、複数個の候補が生成されることができる。

一つ以上のゼロマージ候補がリストに追加されることもできる。スライスタイプがＰの場合、前記ゼロマージ候補は、リスト０動き情報のみを有する。スライスタイプがＢの場合、前記ゼロマージ候補は、リスト０動き情報とリスト１動き情報を有する。

前記マージ候補リストのマージ候補の中からマージ予測子が選択され、前記マージ予測子を特定するマージインデックスが符号化される（Ｓ２６０）。

図６は、本発明による映像復号化装置２００を示すブロック図である。

本発明による映像復号化装置２００は、エントロピー復号化部２１０、逆スキャニング部２２０、逆量子化部２３０、逆変換部２４０、イントラ予測部２５０及びインター予測部２６０、後処理部２７０、ピクチャ格納部２８０及び加算部２９０を含む。

エントロピー復号化部２１０は、ＣＡＢＡＤ（ｃｏｎｔｅｘｔ−ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｉｎａｒｙ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）方法を利用して受信されたビットストリームでイントラ予測情報、インター予測情報及び量子化係数成分を抽出する。

逆スキャニング部２２０は、逆スキャンパターンを量子化係数成分に適用して量子化ブロックを生成する。インター予測では、逆スキャンパターンが対角線スキャンである。量子化係数成分は、重要フラグ、係数符号及び係数レベルを含む。

変換ユニットのサイズが予め決められたサイズより大きい場合、サブセット単位に重要フラグ、係数符号及び係数レベルが前記対角線スキャンによって各々逆スキャンされてサブセットを生成し、前記サブセットが前記対角線スキャンによって逆スキャンされて量子化ブロックを生成する。前記予め決められたサイズは、４×４である。前記サブセットは、１６個の変換係数を含む４×４ブロックである。重要フラグ、係数符号及び係数レベルは、逆方向にスキャンされる。前記サブセットも逆方向にスキャンされる。

０でない最後の係数位置を示すパラメータ及びノンゼロサブセットフラグがビットストリームから抽出される。符号化されたサブセットの数が前記０でない最後の係数位置を示すパラメータに基づいて決定される。ノンゼロサブセットフラグは、対応サブセットが少なくとも一つの０でない係数を有するかどうかを決定するのに利用される。ノンゼロサブセットフラグが１の場合、サブセットが対角線スキャンを利用して生成される。最初及び最後のサブセットも前記逆スキャンパターンを使用して生成される。

逆量子化部２３０は、エントロピー復号化部２１０から差分量子化パラメータを受信し、コーディングユニットの量子化パラメータ予測子を生成する。量子化パラメータ予測子は、図１の量子化部１５０による動作と同様の過程を介して生成される。そして、前記差分量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子を加えて現在コーディングユニットの量子化パラメータを生成する。現在コーディングユニットの差分量子化パラメータが符号器から受信されない場合、前記差分量子化パラメータは、０に設定される。

逆量子化部２３０は、量子化ブロックを逆量子化する。

逆変換部２４０は、前記逆量子化されたブロックを逆変換して残差ブロックを復元する。逆変換タイプは、予測モード及び変換ユニットのサイズによって決定される。逆変換タイプは、ＤＣＴベースの整数変換又はＤＳＴベースの整数変換である。インター予測では、ＤＣＴベースの整数変換が使われる。

イントラ予測部２５０は、イントラ予測情報を利用して現在予測ユニットのイントラ予測モードを復元し、前記復元されたイントラ予測モードに応じて予測ブロックを生成する。

インター予測部２６０は、インター予測情報を利用して現在予測ユニットの動き情報を復元し、前記動き情報を利用して予測ブロックを生成する。

後処理部２７０は、図１の後処理部１８０と同様に動作する。

ピクチャ格納部２８０は、後処理部２７０から後処理された映像を受信し、ピクチャ単位に前記映像を格納する。ピクチャは、フレーム又はフィールドである。

加算部２９０は、復元された残差ブロックと予測ブロックを加えて復元ブロックを生成する。

図７は、本発明によるインター予測モードにおける映像復号化方法を説明するフローチャートである。

現在ブロックの動き情報が誘導される（Ｓ３１０）。現在ブロックは、予測ユニットである。現在ブロックのサイズは、コーディングユニットのサイズ及び分割モードによって決定される。

動き情報は、予測タイプによって変わる。予測タイプが単方向予測の場合、前記動き情報は、参照リスト０のピクチャを特定する参照インデックスと、一つの動きベクトルとを含む。予測タイプが両方向予測の場合、前記動き情報は、参照リスト０のピクチャ及び参照リスト１のピクチャを特定する２個の参照インデックスと、リスト０動きベクトル及びリスト１動きベクトルをと含む。

動き情報は、符号化モードによって適応的に復号化される。動き情報の符号化モードは、スキップフラグとマージフラグにより決定される。スキップフラグが１の場合、マージフラグが存在せず、符号化モードは、スキップモードである。スキップフラグが０であり、且つマージフラグが１の場合、符号化モードは、マージモードである。スキップフラグ及びマージフラグが０の場合、符号化モードは、ＡＭＶＰモードである。

前記動き情報を利用して現在ブロックの予測ブロックが生成される（Ｓ３２０）。

動きベクトルが画素位置を示す場合、予測ブロックは、前記動きベクトルにより特定される参照ピクチャのブロックを複写して生成される。動きベクトルがサブ画素位置を示す場合、予測ブロックは、参照ピクチャの画素を補間して生成される。

残差ブロックが生成される（Ｓ３３０）。残差ブロックは、図６のエントロピー復号化部２１０、逆スキャニング部２２０、逆量子化部２３０及び逆変換部２４０により生成される。

前記予測ブロックと残差ブロックを利用して復元ブロックが生成される（Ｓ３４０）。

予測ブロックは、予測ユニットと同じサイズを有し、残差ブロックは、変換ユニットと同じサイズを有する。したがって、同じサイズの残差信号と予測信号が加えられて復元信号が生成される。

図８は、本発明によるマージモードにおける動き情報を誘導する方法を説明するフローチャートである。

マージインデックスがビットストリームから抽出される（Ｓ４１０）。マージインデックスが存在しない場合、マージ候補の数は、１に設定される。

空間マージ候補が誘導される（Ｓ４２０）。空間マージ候補は、図３のＳ２１０に記述された内容と同じである。

時間マージ候補が誘導される（Ｓ４３０）。時間マージ候補は、参照ピクチャインデックスと動きベクトルを含む。時間マージ候補の参照ピクチャインデックス及び動きベクトルは、図３のＳ２２０に記述された内容と同じである。

マージ候補リストが構築される（Ｓ４４０）。マージ候補リストは、図３のＳ２３０に記述された内容と同じである。

一つ以上のマージ候補が生成されるかどうかを決定する（Ｓ４５０）。前記決定は、マージ候補リスト上のマージ候補の数と予め決められた数を比較して行われる。予め決められた数は、ピクチャ又はスライス毎に決定されることができる。

マージ候補リスト上のマージ候補の数が前記予め決められた数より小さい場合、一つ以上のマージ候補が生成される（Ｓ４６０）。生成されたマージ候補は、利用可能な最後のマージ候補の後に位置するようになる。マージ候補は、図３のＳ２５０に記述されたものと同様の方法により生成される。

マージインデックスにより特定されるマージ候補を現在ブロックの動き情報に設定する（Ｓ４７０）。

図９は、本発明によるインター予測モードにおける残差ブロックを生成する過程を説明するフローチャートである。

量子化係数成分がエントロピー復号化されて生成される（Ｓ５１０）。

量子化ブロックは、対角線スキャンによって前記量子化係数成分を逆スキャンして生成する（Ｓ５２０）。量子化係数成分は、重要フラグ、係数符号及び係数レベルを含む。

変換ユニットのサイズが予め決められたサイズより大きい場合、対角線スキャンによって重要フラグ、係数符号及び係数レベルがサブセット単位に逆スキャンされてサブセットを生成し、前記サブセットは、対角線スキャンによって逆スキャンされて量子化ブロックを生成する。前記予め決められたサイズは、サブセットのサイズと同じである。サブセットは、１６個の係数を含む４×４ブロックである。重要フラグ、係数符号及び係数レベルは、逆方向に逆スキャンされる。サブセットも逆方向に逆スキャンされる。

０でない量子化係数の位置を示すパラメータ及びノンゼロサブセットフラグがビットストリームから抽出される。符号化されたサブセットの数は、前記パラメータに基づいて決定される。ノンゼロサブセットフラグは、対応サブセットが０でない係数を少なくとも一つ含むかどうかを決定するために使われる。ノンゼロサブセットフラグが１の場合、サブセットは、対角線スキャンを使用して生成される。最初及び最後のサブセットは、逆スキャンパターンを利用して生成される。

逆量子化マトリクス及び量子化パラメータを利用して量子化ブロックが逆量子化される（Ｓ５３０）。

図１０は、本発明による量子化パラメータを誘導する方法を説明するフローチャートである。

量子化ユニットの最小サイズが誘導される（Ｓ５３１）。前記最小サイズを特定するパラメータ（ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｉｎｆｏ）がＰＰＳから抽出され、量子化ユニットの最小サイズは、下記のように誘導される。

Ｌｏｇ２（ＭｉｎＱＵＳｉｚｅ）＝Ｌｏｇ２（ＭａｘＣＵＳｉｚｅ）−ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｉｎｆｏ

ＭｉｎＱＵＳｉｚｅは、量子化ユニットの最小サイズである。ＭａｘＣＵＳｉｚｅは、ＬＣＵのサイズである。ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｉｎｆｏは、ピクチャパラメータセットから抽出される。量子化ユニットのサイズは、許容可能なコーディングユニットのサイズのうち一つである。

現在コーディングユニットの差分量子化パラメータ（ｄＱＰ）が誘導される（Ｓ５３２）。差分量子化パラメータは、量子化ユニット毎に含まれる。したがって、現在コーディングユニットのサイズが前記最小サイズより大きい又は同じ場合、現在コーディングユニットに対して差分量子化パラメータが復元される。差分量子化パラメータが存在しない場合、差分量子化パラメータは、０に設定される。最小サイズの量子化ユニットが複数個のコーディングユニットを含む場合、復号化の順序上、０でない係数を少なくとも一つ有する最初のコーディングユニットが差分量子化パラメータを含む。

前記符号化された差分量子化パラメータは、算術復号化されて差分量子化パラメータの絶対値を示すビンストリング（ｂｉｎ ｓｔｒｉｎｇ）と差分量子化パラメータの符号を示すビンが生成される。前記ビンストリングは、トランケーテッドユーナリ（ｔｒｕｎｃａｔｅｄ ｕｎａｒｙ）方式に二進化されたビンストリングである。前記差分量子化パラメータの絶対値が０の場合、前記符号を示すビンは存在しない。前記絶対値を示すビンストリングと前記符号を示すビンを利用して前記差分量子化パラメータが誘導される。

現在コーディングユニットの前記量子化パラメータ予測子が誘導される（Ｓ５３３）。前記量子化パラメータ予測子は、隣接コーディングユニットの量子化パラメータと以前コーディングユニットの量子化パラメータを利用して生成される。

左側量子化パラメータ、上側量子化パラメータ及び以前量子化パラメータは、前記順序通りに検索される。少なくとも２個の量子化パラメータが利用可能な場合、前記順序に検索される最初の２個の利用可能な量子化パラメータの平均値を量子化パラメータ予測子に設定し、一つの量子化パラメータのみが利用可能な場合は、前記利用可能な量子化パラメータが量子化パラメータ予測子に設定される。即ち、前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータが両方とも利用可能な場合、前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータのうち一つのみが利用可能な場合、前記利用可能な量子化パラメータと前記以前量子化パラメータの平均値が前記量子化パラメータ予測子に設定される。前記左側量子化パラメータ及び前記上側量子化パラメータが両方とも利用可能でない場合、前記以前量子化パラメータが前記量子化パラメータ予測子に設定される。

量子化ユニットが複数個のコーディングユニットを含む場合、復号化の順序上、最初のコーディングユニットの量子化パラメータ予測子が生成され、前記生成された量子化パラメータ予測子が前記量子化ユニット内の全てのコーディングユニットに使われる。

前記差分量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子を利用して量子化パラメータが生成される（Ｓ５３４）。

前記逆量子化ブロックを逆変換して残差ブロックを生成する（Ｓ５４０）。１次元の水平及び垂直逆ＤＣＴベースの変換が使われる。

以上、実施例を参照して説明したが、該当技術分野の熟練された当業者は、特許請求の範囲に記載された本発明の思想及び領域から外れない範囲内で本発明を多様に修正及び変更可能であることを理解することができる。

１３０ インター予測部

Claims (7)

1. 映像復号化装置において、
   利用可能な空間マージ候補と時間マージ候補を利用してマージ候補リストを生成し、マージインデックスと前記マージ候補リストを利用して動き情報を復元する動き情報復元部；
   前記動き情報を利用して予測ブロックを生成する予測ブロック生成部；
   量子化パラメータと量子化マトリクスを利用して量子化ブロックを逆量子化し、前記逆量子化されたブロックを逆変換して残差ブロックを生成する残差ブロック生成部；及び、
   前記残差ブロックと予測ブロックを利用して復元ブロックを生成する復元ブロック生成部；を含み、
   前記量子化パラメータは、量子化ユニット毎に生成され、前記量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に調節され、
   前記量子化パラメータは、量子化パラメータ予測子及び差分量子化パラメータを利用して生成され、
   左側及び上側量子化パラメータが両方とも利用可能な場合、前記量子化パラメータ予測子は、前記左側及び上側量子化パラメータを利用して生成され、前記左側及び上側量子化パラメータのうち一つのみが利用可能な場合、前記量子化パラメータ予測子は、前記利用可能な一つの量子化パラメータと以前量子化パラメータを利用して生成され、
   前記時間マージ候補の動きベクトルは、時間マージ候補ピクチャ内の時間マージ候補ブロックの動きベクトルであり、前記時間マージ候補ブロックは、第１の候補ブロック及び第２の候補ブロックのうち一つであり、
   前記時間マージ候補の参照ピクチャインデックスは０に設定されることを特徴とする装置。
2. 前記空間マージ候補は、マージ候補ブロックの動き情報であり、左側ブロック、上側ブロック、右上側ブロック及び左下側ブロックのうち、利用可能なブロックが前記利用可能なマージ候補ブロックとして設定されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記左側ブロック、上側ブロック、右上側ブロック及び左下側ブロックのうち少なくとも一つが利用可能でない場合、利用可能な左上側ブロックがマージ候補ブロックとして設定されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記差分量子化パラメータは、前記差分量子化パラメータの絶対値を示すビンストリングと、前記差分量子化パラメータの符号を示すビンを復元して生成されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
5. 前記左側及び上側量子化パラメータが両方とも利用可能でない場合、前記以前量子化パラメータが前記量子化パラメータ予測子に設定されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記第１の候補ブロックは、現在ブロックの右下側コーナーブロックに対応する前記時間マージ候補ピクチャ内のブロックであり、前記第２の候補ブロックは、前記現在ブロックの左上側ピクセルを含むブロックに対応する前記時間マージ候補ピクチャ内のブロックであることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記第１の候補ブロックが利用可能な場合、前記時間マージ候補ブロックは、前記第１の候補ブロックとして設定され、前記第１の候補ブロックが利用可能でなく、且つ前記第２の候補ブロックが利用可能な場合、前記時間マージ候補ブロックは、前記第２の候補ブロックとして設定されることを特徴とする請求項６に記載の装置。
   

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