JP6100847B2 - 統一された有意性マップ符号化方法および装置 - Google Patents
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Description
本願は、2010年5月12日出願の米国仮出願第61/333,808号の利益を主張するものである。
1.2値化。2値化ステップでは、所与の2値でないシンタックス要素を、ビン列(bin string)と呼ばれる2値シーケンスに一意的にマッピングする。このプロセスは、シンボルを可変長コードに変換するプロセスと同様であるが、2値符号値がさらに符号化される。
2.コンテキスト・モデル化。「コンテキスト・モデル」は、ビン列の1つまたは複数のビン(bin)の確率モデルであり、直近に符号化されたデータ・シンボルの統計値に応じて1組の利用可能なモデルから選択される。コンテキスト・モデルは、各ビンが「1」または「0」である確率を記憶したものであり、実際の符号化値に基づいて更新される。
3.2値算術符号化。算術符号化器が、選択した確率モデルに従って各ビンを符号化する。
MPEG−4 AVC規格による残差データのCABAC符号化では、シンタックス要素およびそれらに関連する符号化方式は、以下の明確な特徴によって特徴付けられる。
・1ビット・シンボルcoded_block_flagおよび2値有意性マップを使用して、所与のブロック中の非ゼロ変換係数(すなわち、有意係数)の発生および位置を示す。
・非ゼロ・レベルは、逆走査順序で符号化される。
・非ゼロ変換係数を符号化するためのコンテキスト・モデルは、逆走査経路内の以前に伝送された非ゼロ・レベルの数に基づいて選択される。
video coding experts group(VCEG)「key technical area」(KTA)ソフトウェアは、MPEG−4 AVC規格が完成した後のビデオ符号化の新たな進歩を統合する共通のプラットフォームを提供している。拡張ブロック・サイズおよび大きな変換を使用するという提案がKTAでは採用されている。現在のKTAソフトウェアでは、16×16画素より大きな動きパーティションが実施される。具体的には、既存のMPEG−4 AVC規格のパーティションサイズに加えて、64×64、64×32、32×64、32×32、32×16、16×32のサイズのマクロブロックが使用される。高精細度ビデオのさらに滑らかなコンテンツをより良質に取り込むために、それより大きなブロック変換も使用される。このようなさらに大きなブロック変換としては、16×16、16×8および8×16のサイズを有するブロック変換が挙げられる。コンテキスト・モデルの数を少なく抑えるために、8×16、16×8および16×16の変換は全て、significant_coeff_flagまたはlast_significant_coeff_flagに対して15個以下のコンテキスト・モデルを使用する。図2を参照すると、8×8ブロックのシンタックス要素significant_coeff_flagに対して15個のコンテキストを使用する一例の全体が、参照番号200で示してある。さらに詳細には、例200は、significant_coeff_flagに対して8×8変換を用いるときに、1つのブロック内の複数の変換係数位置が、どのようにして1つのコンテキスト・モデルを共有するかを示している。異なる各数字は、コンテキスト・モデルを表している。1つの数字が複数の位置で繰り返されているとき、この複数の位置が1つのコンテキスト・モデルを共有している。この手法では、複数の変換係数位置が1つのコンテキストをどのように共有するか、すなわちコンテキスト共有は、変換サイズごとに設計される。コンテキスト共有の正確なパターンを、コンテキスト共有マップと呼ぶ。
特定の従来技術の手法では、8×8およびそれより大きな変換サイズに対する新たなコンテキスト・モデル化手法が提案されていた。8×8ブロックのシンタックス要素significant_coeff_flagのコンテキストをモデル化するために、変換ブロックを2×2個のサンプルで構成される16個のサブブロックに分解し、これらのサブブロックをそれぞれ別個のコンテキストと関連付ける。それより大きな変換ブロック(例えば8×8より大きなブロック)のコンテキスト・モデルの選択は、既定の近傍(変換ブロック内)の既に符号化されている有意変換係数の数に基づく。last_significant_coeff_flagの符号化では、現在の走査位置から所与の変換ブロックの左上隅までの距離寸法に依存するコンテキスト・モデル化が設計されている。さらに詳細には、last_significant_coeff_flagを符号化するためのコンテキスト・モデルは、現在の走査位置を通る走査対角線に基づいて選択される(すなわち、xおよびyがそれぞれ変換ブロック内の走査位置の水平方向位置および垂直方向位置を表しているものとして、x+yに基づいて選択される)。過学習を避けるために、距離寸法x+yは、特定の方法で(例えばx+yを量子化することによって)縮小したコンテキスト・モデルのセットにマッピングされる。
図6を参照すると、有意性マップを符号化する従来の方法の全体が、参照番号600で示してある。方法600は、制御を機能ブロック620に渡す開始ブロック610を含む。機能ブロック620では、変換の既定のコンテキスト共有マップを読み取り、制御を機能ブロック630に渡す。機能ブロック630では、有意性マップを符号化し、制御を終了ブロック699に渡す。コンテキスト共有マップは、様々な変換について予め規定されており、共有パターンは、significant_coeff_flagまたはlast_significant_coeff_flagで異なることがある。
KTAソフトウェアでは、32×32および64×64のマクロブロック・サイズがサポートされる。32×32ブロックでは、既存のMPEG−4 AVC規格の動きパーティションサイズ(16×16、16×8、8×16、8×8、8×4、4×8および4×4)に加えて、32×32、32×16および16×32個のパーティションを用いたインター符号化も使用可能である。変換が大きい方が、高精細度ビデオのより滑らかなコンテンツをより良質に捕捉することができる。インター・ピクチャでは、輝度成分の4×4変換および8×8変換に加えて、16×16変換、16×8変換および8×16変換が使用される。具体的には、サイズ16×16、16×8および8×16の各動きパーティションについて、4×4変換および8×8変換に加えて、サイズ16×16、16×8および8×16の変換を使用することができる。16×16より大きな動きパーティションについては、4×4変換および8×8変換に加えて、16×16変換が使用される。
本発明の原理の一実施形態では、コンテキスト共有マップを生成する規則は、シーケンス、ピクチャ解像度、量子化パラメータなどによって変わってもよい。例えば、発明者等は、F(x)を以下のように変形させることができる。
発明者等が提案する方法は、例えばシーケンス・パラメータ・セット(SPS)またはピクチャ・パラメータ・セット(PPS)を介してコンテキスト共有マップを生成する規則を選択する柔軟性をもたらす。表1は、本発明の原理の一実施形態による、ピクチャ・パラメータ・セットで使用される例示的なシンタックスを示している。シーケンス・パラメータ・セットなど(ただしこれに限定されない)、その他のシンタックス・レベルでも同様のシンタックスを適用することができる。
significance_map_context_ruleは、有意性マップを符号化するためのコンテキスト共有マップを生成するために適用される特定の規則を指定する。
以下に本発明の他の実施形態を例示する。
[付記1] 複数の変換を用いて得られる、ピクチャの少なくとも一部分の複数の変換係数を符号化するビデオ符号化器(400)であって、統一された規則に基づいて前記変換係数に対して1つまたは複数のコンテキスト共有マップを生成し、前記1つまたは複数のコンテキスト共有マップが、前記複数の変換のうちの少なくとも2つの異なる変換から得られる前記変換係数のうちの少なくとも一部の間で共有される少なくとも1つのコンテキストを提供する、前記ビデオ符号化器(400)を備える装置。
[付記2] 前記変換係数が、2次元変換係数であり、前記統一された規則が、走査順序に従った前記2次元変換係数の1次元配列へのマッピング、および前記変換係数のうちの最初のN個の係数の別個のコンテキストへの割り当てを指定する、付記1に記載の装置。
[付記3] 前記変換係数のうちの残りの係数が、単一のコンテキストに割り当てられる、付記2に記載の装置。
[付記4] 前記走査順序が、ジグザグの走査順序である、付記2に記載の装置。
[付記5] 前記変換係数が、1つの結果ビットストリームに符号化され、複数の規則が前記統一された規則の候補として用いられ、前記統一された規則が、前記結果ビットストリーム中で示される、付記1に記載の装置。
[付記6] 前記統一された規則が、前記変換係数が対応するビデオ・シーケンス、ピク
チャ解像度および量子化パラメータによって変わる少なくとも2つの統一された規則を含
む、付記1に記載の装置。
[付記7] ビデオ符号化器における方法であって、
複数の変換を用いて得られる、ピクチャの少なくとも一部分の複数の変換係数を符号化するステップであって、統一された規則に基づいて前記変換係数に対して1つまたは複数のコンテキスト共有マップを生成し、前記1つまたは複数のコンテキスト共有マップが、前記複数の変換のうちの少なくとも2つの異なる変換から得られる前記変換係数のうちの少なくとも一部の間で共有される少なくとも1つのコンテキストを提供する、前記ステップ(800、1000)を含む、前記方法。
[付記8] 前記変換係数が、2次元変換係数であり、前記統一された規則が、走査順序に従った前記2次元変換係数の1次元配列へのマッピング、および前記変換係数のうちの最初のN個の係数の別個のコンテキストへの割り当てを指定する(820)、付記7に記載の方法。
[付記9] 前記変換係数のうちの残りの係数が、単一のコンテキストに割り当てられる(820)、付記8に記載の方法。
[付記10] 前記走査順序が、ジグザグの走査順序である(820)、付記8に記載の方法。
[付記11] 前記変換係数が、1つの結果ビットストリームに符号化され、複数の規則が前記統一された規則の候補として用いられ、前記統一された規則が、前記結果ビットストリーム中で示される(1020)、付記7に記載の方法。
[付記12] 前記統一された規則が、前記変換係数が対応するビデオ・シーケンス、ピクチャ解像度および量子化パラメータによって変わる少なくとも2つの統一された規則を含む(1020)、付記7に記載の方法。
[付記13] 複数の変換を用いて得られる、ピクチャの少なくとも一部分の複数の変換係数を復号するビデオ復号器であって、統一された規則に基づいて前記変換係数に対して1つまたは複数のコンテキスト共有マップを生成し、前記1つまたは複数のコンテキスト共有マップが、前記複数の変換のうちの少なくとも2つの異なる変換から得られる前記変換係数のうちの少なくとも一部の間で共有される少なくとも1つのコンテキストを提供する、前記ビデオ復号器(500)を備える装置。
[付記14] 前記変換係数が、2次元変換係数であり、前記統一された規則が、走査順序に従った前記2次元変換係数の1次元配列へのマッピング、および前記変換係数のうちの最初のN個の係数の別個のコンテキストへの割り当てを指定する、付記13に記載の装置。
[付記15] 前記変換係数のうちの残りの係数が、単一のコンテキストに割り当てられる、付記14に記載の装置。
[付記16] 前記走査順序が、ジグザグの走査順序である、付記14に記載の装置。
[付記17] 前記変換係数が、1つのビットストリームから復号され、複数の規則が前記統一された規則の候補として用いられ、前記統一された規則が、前記ビットストリームから決定される、付記13に記載の装置。
[付記18] 前記統一された規則が、前記変換係数が対応するビデオ・シーケンス、ピクチャ解像度および量子化パラメータによって変わる少なくとも2つの統一された規則を含む、付記13に記載の装置。
[付記19] ビデオ復号器における方法であって、
複数の変換を用いて得られる、ピクチャの少なくとも一部分の複数の変換係数を復号するステップであって、統一された規則に基づいて前記変換係数に対して1つまたは複数のコンテキスト共有マップを生成し、前記1つまたは複数のコンテキスト共有マップが、前記複数の変換のうちの少なくとも2つの異なる変換から得られる前記変換係数のうちの少なくとも一部の間で共有される少なくとも1つのコンテキストを提供する、前記ステップ(900、1100)を含む、前記方法。
[付記20] 前記変換係数が、2次元変換係数であり、前記統一された規則が、走査順序に従った前記2次元変換係数の1次元配列へのマッピング、および前記変換係数のうちの最初のN個の係数の別個のコンテキストへの割り当てを指定する(920)、付記19に記載の方法。
[付記21] 前記変換係数のうちの残りの係数が、単一のコンテキストに割り当てられる(920)、付記20に記載の方法。
[付記22] 前記走査順序が、ジグザグの走査順序である(920)、付記20に記載の方法。
[付記23] 前記変換係数が、1つのビットストリームから復号され、複数の規則が前記統一された規則の候補として用いられ、前記統一された規則が、前記ビットストリームから決定される(1120)、付記19に記載の方法。
[付記24] 前記統一された規則が、前記変換係数が対応するビデオ・シーケンス、ピクチャ解像度および量子化パラメータによって変わる少なくとも2つの統一された規則を含む(1120)、付記19に記載の方法。
[付記25] 符号化されたビデオ信号データを有するコンピュータ可読記憶媒体であって、
複数の変換を用いて得られる、ピクチャの少なくとも一部分についての符号化された複数の変換係数であって、統一された規則に基づいて前記変換係数に対して1つまたは複数のコンテキスト共有マップが生成され、前記1つまたは複数のコンテキスト共有マップが、前記複数の変換のうちの少なくとも2つの異なる変換から得られる前記変換係数のうちの少なくとも一部の間で共有される少なくとも1つのコンテキストを提供する、前記変換係数を含む、前記コンピュータ可読記憶媒体。
Claims (5)
- 複数の変換サイズを用いて得られる、ピクチャの少なくとも一部分に対する複数の変換係数を符号化するビデオ符号化器を備える装置であって、該ビデオ符号化器は、
コンテキスト共有マップを生成するための規則を決定する決定発生器であって、前記コンテキスト共有マップが、複数の異なる変換係数位置の間で共有される所与の2値でないシンタックス要素を一意的にマッピングすることによって作成された2値シーケンスの1つまたは複数のビンに対する確率モデルを示すマップとして定義される、前記決定発生器と、
前記決定された規則を示すビットストリーム・シンタックスを供給するビットストリーム発生器と、
前記決定された規則に基づいて前記ピクチャの変換された部分に対するコンテキスト共有マップを生成するマップ発生器と、を含み、
前記ピクチャの変換された部分に対して使用される前記決定された規則に基づいて前記変換係数に対して1つまたは複数のコンテキスト共有マップが生成される、前記装置。 - ビデオ符号化器における方法であって、
複数の変換サイズを用いて得られる、ピクチャの少なくとも一部分に対する複数の変換係数を符号化するステップを含み、該符号化するステップは、
コンテキスト共有マップを生成するための規則を決定するステップであって、前記コンテキスト共有マップが、複数の異なる変換係数位置の間で共有される所与の2値でないシンタックス要素を一意的にマッピングすることによって作成された2値シーケンスの1つまたは複数のビンに対する確率モデルを示すマップとして定義される、前記ステップと、
前記決定された規則を示すビットストリーム・シンタックスを供給するステップと、
前記決定された規則に基づいて前記ピクチャの変換された部分に対するコンテキスト共有マップを生成するステップと、を含み、
前記ピクチャの変換された部分に対して使用される前記決定された規則に基づいて前記変換係数に対して1つまたは複数のコンテキスト共有マップが生成される、前記方法。 - 複数の変換サイズを用いて得られる、ピクチャの少なくとも一部分に対する複数の変換係数を復号するビデオ復号器を備える装置であって、該ビデオ復号器は、
コンテキスト共有マップを生成するための規則を決定する決定発生器であって、前記コンテキスト共有マップが、複数の異なる変換係数位置の間で共有される所与の2値でないシンタックス要素を一意的にマッピングすることによって作成された2値シーケンスの1つまたは複数のビンに対する確率モデルを示すマップとして定義される、前記決定発生器と、
前記決定された規則を示すビットストリーム・シンタックスを見つけるビットストリーム解析器と、
前記決定された規則に基づいて前記ピクチャの変換された部分に対するコンテキスト共有マップを生成するマップ発生器と、を含み、
前記ピクチャの変換された部分に対して使用される前記決定された規則に基づいて前記変換係数に対して1つまたは複数のコンテキスト共有マップが生成される、前記装置。 - ビデオ復号器における方法であって、
複数の変換サイズを用いて得られる、ピクチャの少なくとも一部分に対する複数の変換係数を復号するステップを含み、該復号するステップは、
コンテキスト共有マップを生成するための規則を決定するステップであって、前記コンテキスト共有マップが、複数の異なる変換係数位置の間で共有される所与の2値でないシンタックス要素を一意的にマッピングすることによって作成された2値シーケンスの1つまたは複数のビンに対する確率モデルを示すマップとして定義される、前記ステップと、
前記決定された規則を示すビットストリーム・シンタックスを見つけるステップと、
前記決定された規則に基づいて前記ピクチャの変換された部分に対するコンテキスト共有マップを生成するステップと、を含み、
前記ピクチャの変換された部分に対して使用される前記決定された規則に基づいて前記変換係数に対して1つまたは複数のコンテキスト共有マップが生成される、前記方法。 - 符号化されたビデオ信号データを有するコンピュータ可読記憶媒体であって、
複数の変換サイズを用いて得られる、ピクチャの少なくとも一部分に対する符号化された複数の変換係数と、
コンテキスト共有マップを生成するための規則を示すビットストリーム・シンタックスであって、前記コンテキスト共有マップが、複数の異なる変換係数位置の間で共有される所与の2値でないシンタックス要素を一意的にマッピングすることによって作成された2値シーケンスの1つまたは複数のビンの確率モデルを示すマップとして定義される、前記ビットストリーム・シンタックスと、を含み、
前記ピクチャの変換された部分に対して使用される前記規則に基づいて前記変換係数に対して1つまたは複数のコンテキスト共有マップが生成される、前記コンピュータ可読記憶媒体。
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