JP6449852B2 - 関心領域の符号化のための動き制限タイルセット - Google Patents
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Description
図1は、説明される幾つかの革新が実装され得る適切なコンピューティングシステム(100)の一般化された例を図示している。革新は多様な汎用又は専用のコンピューティングシステムにおいて実装され得るので、コンピューティングシステム(100)は、使用又は機能の範囲に関して如何なる限定も示唆するように意図されていない。
図2a及び図2bは、ビデオエンコーダ(220)及びビデオデコーダ(270)を含む例示のネットワーク環境(201、202)を示す。エンコーダ(220)及びデコーダ(270)は、適切な通信プロトコルを使用してネットワーク(250)を介して接続される。ネットワーク(250)は、インターネット又は別のコンピュータネットワークを含むことができる。
図3は、例示のエンコーダシステム(300)のブロック図であり、説明される幾つかの実施形態は、このエンコーダシステムとの関連で実装され得る。エンコーダシステム(300)は、リアルタイム通信用の低遅延符号化モード、トランスコードモード及びファイル若しくはストリームからのメディア再生のための通常の符号化モードといった、複数の符号化モードのうちのいずれかで動作する能力を有する汎用の符号化ツールとすることができ、あるいはそのような符号化モードの1つに対して適合される専用の符号化ツールとすることもできる。エンコーダシステム(300)を、オペレーティングシステムモジュールとして、アプリケーションライブラリの一部として、あるいはスタンドアロンのアプリケーションとして実装することができる。全体として、エンコーダシステム(300)は、ビデオソース(310)からソースビデオフレーム(311)のシーケンスを受け取り、チャネル(390)への出力として符号化データを生成する。チャネルへ出力される符号化データは、MCTS制御データ(例えばMCTSのためのSEIメッセージ)を含むことができる。
図4は、例示のデコーダシステム(400)のブロック図であり、説明される幾つかの実施形態は、このデコーダシステムとの関連で実装され得る。デコーダシステム(400)は、リアルタイム通信用の低遅延復号モード及びファイル若しくはストリームからのメディア再生のための通常の復号モードといった、複数の復号モードのうちのいずれかで動作する能力を有する汎用の復号ツールとすることができ、あるいはそのような復号モードの1つに対して適合される専用の復号ツールとすることもできる。デコーダシステム(400)を、オペレーティングシステムモジュールとして、アプリケーションライブラリの一部として、あるいはスタンドアロンのアプリケーションとして実装することができる。全体として、デコーダシステム(400)は、チャネル(410)から符号化データを受け取り、再構築されたフレームを、出力先(490)への出力として生成する。符号化データは、MCTS制御データを示すシンタックス要素を含むことができる。
図5a及び図5bは、一般的なビデオエンコーダ(500)のブロック図であり、記述した数例の実施形態は、このビデオエンコーダ(500)との関連で実装され得る。エンコーダ(500)は、入力ビデオ信号(505)として現在のピクチャを含むビデオピクチャのシーケンスを受け取り、出力として符号化データを符号化ビデオビットストリーム(595)内に生成する。
図6は、一般的なビデオデコーダ(600)のブロック図であり、記述した数例の実施形態は、このビデオデコーダ(600)との関連で実装され得る。デコーダ(600)は、符号化ビデオビットストリーム(605)内の符号化データを受け取り、再構築されるビデオ(695)用のピクチャを含む出力を生成する。符号化ビデオビットストリーム(605)のフォーマットは、HEVCフォーマット、Windows(登録商標)メディアビデオフォーマット、VC−1フォーマット、MPEG−xフォーマット(例えばMPEG−1、MPEG−2又はMPEG−4)、H.26xフォーマット(例えばH.261、H.262、H.263、H.264)又は別のフォーマットとすることができる。
このセクションは、動き制限タイルセット(MCTS)のための制御データの伝達と使用についての様々な革新を提示する。一般に、MCTS制御データは、タイルの1つ以上の指定されたセット(MCTS)内におけるインターピクチャ予測の処理が、特定の領域(例えば他のピクチャ内のタイルの各々対応するセット内の領域)のみを参照するよう制限されることを指示する。本革新は、デコーダが、各ピクチャのコンテンツ全体を復号する必要なく、符号化ビデオシーケンスのピクチャ内の指定されたMCTSを正しく復号することを可能にすることができる。符号化ビデオ内のインターピクチャ予測の依存性が、特定の境界(例えばタイルセットの境界)にわたって制限されるときを示す明示的な指示を提供することにより、MCTS制御データは、関心領域の復号及び表示のための複雑なスケーラブル性を促進し、簡単なトランスコーディングを可能にし、改善された損失のロバスト性を提供し、そして向上したデコーダの並行性を可能にすることができる。
一般に、タイルは、ピクチャの矩形の領域である。タイルは、タイル列とタイル行に応じてピクチャ内で配置される。したがって、タイルは、ピクチャ内の水平及び垂直境界を定義する。ピクチャ内のタイルを、均一にサイズ調整することができ、あるいは、ピクチャ内のタイルはサイズが異なっていてもよい。
動き制限タイルセット(MCTS)は、インターピクチャ予測の依存性が、特定の1つの領域又は複数の領域に限定されるタイルセットである。多くの場合、特定の領域は、ピクチャごとに同じタイルセット内である。しかしながら、他の場合には、特定の領域は、別のタイルセット内であるか、インターピクチャ予測に使用される参照ピクチャの何らかの他の1つ又は複数の領域である。一般に、MCTSの外部の他のタイルセット又は領域の復号とは独立に、所与のMCTSについて動き補償を実行することが可能である。これが可能であるのは、インターピクチャ予測が、参照ピクチャ内のMCTSの外部(すなわち、参照ピクチャ内の配置されたタイルセットの外部)の領域を参照しないように制限されるためである。
このセクションは、並行符号化及び復号、関心領域の復号及び表示、簡単なトランスコーディング及び損失の回復を含め、MCTS及びMCTS制御データの様々な使用を説明する。MCTS制御データは、通常のビデオ符号化/復号のための有益な機能を可能にし、複雑なスケーラブル性のためのスケーラブルな拡張としても見ることができる。
エンコーダは、多くの符号化操作のために、別個のMCTSを並行に符号化することができる。エンコーダは、その符号化処理を、タイルセットによって定義される領域について領域固有の方法で分割する。MCTS制御データを使用して、対応するデコーダは、多くの復号操作のために、別個のMCTSを並行に復号することができる。デコーダは、その復号処理を、タイルセットによって定義される領域について領域固有の方法で分割する。特に、所与のタイルセットの動き補償について、エンコーダ(又はデコーダ)は、その所与のタイルセットの外側の領域について、参照ピクチャのサンプル値にアクセスする必要がない。したがって、参照ピクチャの全体の再構築を待つ必要なく、異なるMCTSを並行に符号化又は復号することができる。
タイルセット境界に対するインターピクチャ予測が制限されるとき、関心領域(ROI)の復号及び表示とは独立に、タイルセットを復号して表示することができる。デコーダは、1つ以上の選択されたタイルセットのROI復号及び表示のためにMCTS制御データを使用することができる。この場合、ピクチャ全体の代わりに、タイルセットによって指定されたタイルのサブセットのみが復号されて表示される。例えばデコーダは、完全なピクチャの符号化データをデコードする代わりに、選択されたタイルセットの符号化データを含む符号化ビデオビットストリームのサブセットを復号する。
一部の場合において、トランスコーダは、簡単な低遅延トランスコーディング操作を実行して、より大きなピクチャサイズを有するビデオのための符号化ビデオビットストリームから、1つ以上の選択されたタイルセットの符号化データを抽出し、より小さいピクチャサイズを有するビデオのための新たな符号化ビデオビットストリームを生成する。例えばHEVCトランスコーディングでは、MCTSが矩形のエリアであるとき、トランスコーダは、高レベルのシンタックス要素のみを修正することにより、(符号化ツリーのユニットレベル及びそれ以下のデータのような)低レベルのデータを完全に符号化及び再復号する必要なく、MCTSのための新たな符号化ビデオストリームを生成することができる。
MCTS制御データの伝達及び使用は、データ損失に対するロバスト性及びデータ損失からの回復を改善することもできる。デコーダに、復号されるピクチャ内の領域ごとの依存関係の明示的な指示を提供することにより、デコーダは、幾つかの領域(タイルセット)の復号を、他の領域(タイルセット)についての符号化データが破損されるか他の方法で失われたときに完了することができる。
エンコーダは、一部の実装において、MCTS制御データを使用して漸進的デコーダリフレッシュ機能を実装することができる。例えばあるタイルが(図7gの例のように)複数のタイルセットの一部であり得るとき、タイルの1番上の行が1つのMCTSを定義するとともに、タイルの上2行が第2のMCTSを定義し、タイルの上3行が第3のMCTSを定義すること等ができる。エンコーダは、漸進的デコーダリフレッシュ機能のためにそのようなMCTSを使用することができる。
このセクションは、MCTS制御データのシンタックス及びセマンティクスの例を説明する。
図14aは、ある例示の実装におけるMCTS SEIメッセージのシンタックス(1401)を示している。図14aでは、motion_constrained_tile_setのSEIメッセージは、左ビットの先頭(left bit first)((ue(v))を有する符号なし整数のゼロ次 Exp−Golomb符号化を使用して符号化される様々なシンタックス要素、並びにフラグとして伝達される幾つかのシンタックス要素を含む。MCTS SEIメッセージのシンタックス(1401)は、HEVC規格と互換性があり、このセクションは、HEVC規格で定義される様々なシンタックス要素への参照を含む。
図14bは、別の例示の実装のMCTS SEIメッセージのシンタックス(1402)を示している。図14aのように、motion_constrained_tile_group_setのSEIメッセージは、ue(v)符号化を使用して符号化される様々なシンタックス要素、並びにフラグとして伝達される幾つかのシンタックス要素を含む。MCTS SEIメッセージのシンタックス(1402)は、HEVS規格と互換性があり、このセクションは、HEVS規格で定義される様々なシンタックス要素への参照を含む。
・top_left[i]は、bottom_right[i]以下である;
・bottom_right[i]は、PicSizeInCtbsY未満である;
・(top_left[i]%PicWidthInCtbsY)は、(top_left[i]%PicWidthInCtbsY )の値以下である;
・top_left[i]及びbottom_right[i]によって指定される矩形は、1つ以上の完全なタイルを含む。
図14cは、別の例示の実装におけるMCTS SEIメッセージのシンタックス(1403)を示す。MCTS SEIメッセージの存在は、それぞれの識別されたタイルセットの外部のサンプル値と、識別されたタイルセットの外部の1つ以上のサンプル値を使用して導出される部分的なサンプル位置にあるサンプル値とが、識別されたタイルセット内のいずれのサンプルのインター予測にも使用されないように、インター予測処理が制限されることを示す。このセクションで示されることを除いて、図14cに示されるMCTS SEIメッセージのシンタックス(1403)は、図14aに示されるMCTS SEIメッセージのシンタックス(1401)と同じである。
2つの先行するセクションでは、1つのMCTS SEIメッセージが1つのMCTSを指定し、このMCTS内のタイル(1つ又は複数)を識別する。このアプローチでは、単一の符号化ビデオシーケンスについて複数のMCTSが存在するとき、MCTS制御データについて複数のSEIメッセージが存在する可能性があり、各MCTS SEIメッセージは、同じ符号化ビデオシーケンス内の異なるMCTSを指定する。
図15は、MCTS制御データを伝達するための一般化した方法(1500)を示している。図3又は図5に関連して上述したようなビデオエンコーダ又は他のツールが方法(1500)を実行する。
Claims (12)
- コンピュータシステムにおいて、
符号化データを生成するよう、複数のピクチャを符号化するステップであって、前記複数のピクチャの各々が複数のタイルに分割される、ステップと、
特定の境界を越えるインターピクチャ予測の依存性が前記複数のタイルのうちの1つ以上のタイルの所与のタイルセットについて制限されることを示す制御データとともに、前記符号化データを出力するステップであって、前記所与のタイルセットは、前記複数のタイルのうちの前記1つ以上のタイルを覆う1つ以上のタイル領域として前記制御データ内でパラメータ化され、前記制御データは、タイルセット境界を越えるインターピクチャ予測の依存性が前記所与のタイルセットについて制限されることを示す、補足エンハンスメント情報(SEI)メッセージであり、前記SEIメッセージは、前記所与のタイルセットのみを復号するときに前記所与のタイルセットの品質が不利な影響を受け得るかどうかを評価するためにデコーダによって使用可能なシンタックス要素を含む、ステップと、
を含み、
前記シンタックス要素は、(a)前記所与のタイルセットの外側にある部分が復号されない場合に前記所与のタイルセットについて再構築されるサンプル値が、(b)前記所与のタイルセットの外側にある前記部分の全てが復号される場合に前記所与のタイルセットについて再構築されるサンプル値と正確に一致するよう制限されるかどうかを示すフラグであり、
前記1つ以上のタイル領域は、1つ以上のタイル矩形であり、前記SEIメッセージは、前記所与のタイルセット内の前記1つ以上のタイル矩形のうちの所与のタイル矩形について、前記所与のタイル矩形の2つの角を特定するシンタックス要素を更に含む、方法。 - 特定の境界を越えるインターピクチャ予測の依存性が前記所与のタイルセットについて制限されるべきかどうかを決定するステップと、
制限されるべき場合、特定の境界を越えるインターピクチャ予測の依存性が、前記所与のタイルセットについて回避されるように、前記の符号化における動き推定を制限するステップと、
を更に含む、請求項1に記載の方法。 - 前記制御データは更に、特定の境界を越えるインターピクチャ予測の依存性が、前記複数のタイルのうちの1つ以上の他のタイルセットの各々について制限されることを示し、前記の符号化するステップは、(1)前記所与のタイルセット及び前記1つ以上の他のタイルセットの符号化の少なくとも一部の段階について、並行処理を使用するか、又は(2)漸進的デコーダリフレッシュ機能を提供するよう、前記所与のタイルセット及び1つ以上の他のタイルセットを構成する、
請求項1に記載の方法。 - コンピュータシステムにおいて、
複数のピクチャについての符号化データを受信するステップであって、前記複数のピクチャの各々が複数のタイルに分割されている、ステップと、
特定の境界を越えるインターピクチャ予測の依存性が前記複数のタイルのうちの1つ以上のタイルの所与のタイルセットについて制限されることを示す、制御データを受け取るステップであって、前記所与のタイルセットは、前記複数のタイルのうちの前記1つ以上のタイルを覆う1つ以上のタイル領域として前記制御データ内でパラメータ化され、前記制御データは、タイルセット境界を越えるインターピクチャ予測の依存性が前記所与のタイルセットについて制限されることを示す、補足エンハンスメント情報(SEI)メッセージであり、前記SEIメッセージは、前記所与のタイルセットのみを復号するときに前記所与のタイルセットの品質が不利な影響を受け得るかどうかを評価するためにデコーダによって使用可能なシンタックス要素を含む、ステップと、
前記符号化データを処理するステップと、
を含み、
前記シンタックス要素は、(a)前記所与のタイルセットの外側にある部分が復号されない場合に前記所与のタイルセットについて再構築されるサンプル値が、(b)前記所与のタイルセットの外側にある前記部分の全てが復号される場合に前記所与のタイルセットについて再構築されるサンプル値と正確に一致するよう制限されるかどうかを示すフラグであり、
前記1つ以上のタイル領域は、1つ以上のタイル矩形であり、前記SEIメッセージは、前記所与のタイルセット内の前記1つ以上のタイル矩形のうちの所与のタイル矩形について、前記所与のタイル矩形の2つの角を特定するシンタックス要素を更に含む、方法。 - 前記の処理するステップは、
前記所与のタイルセットの外側にある前記複数のピクチャの部分の復号を行うことなく、前記所与のタイルセットを前記複数のピクチャ内の関心領域として復号するステップと;
前記符号化データをトランスコードするステップであって、該トランスコードが:
前記所与のタイルセットの外側にある前記複数のピクチャの部分についての符号化データを除外することと、
前記所与のタイルセットについての符号化データを新たなビットストリームとして編成することと、
を含む、前記符号化データをトランスコードするステップと;
前記所与のタイルセット及び前記複数のタイルのうちの1つ以上の他のタイルセットの復号の少なくとも一部の段階について、並行処理を使用する復号ステップであって、前記制御データは更に、特定の境界を越えるインターピクチャ予測の依存性が、前記複数のタイルのうちの前記1つ以上の他のタイルセットの各々について制限されることを示す、復号ステップと;
のうちのいずれか1つを含む、請求項4に記載の方法。 - 前記所与のタイルセットの外側にある前記部分が復号されず、前記所与のタイルセットの前記境界が、復号する目的のためにピクチャ境界として扱われるとき、
前記フラグが0に等しい場合、(a)前記所与のタイルセットについて再構築されるサンプル値は、(b)前記所与のタイルセットの外側にある前記部分の全てが復号される場合に前記所与のタイルセットについて再構築されるサンプル値と同じであるよう制限されず、
前記フラグが1に等しい場合、(a)前記所与のタイルセットについて再構築されるサンプル値は、(b)前記所与のタイルセットの外側にある前記部分の全てが復号される場合に前記所与のタイルセットについて再構築されるサンプル値と同じであるよう制限される、
請求項4に記載の方法。 - 前記制御データは更に、
前記所与のタイルセットの識別子と、
前記所与のタイルセット内のタイル矩形の数を示すカウントパラメータと、
を含む、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記2つの角は、前記所与のタイル矩形の左上の角と、前記所与のタイル矩形の右下の角である、
請求項5に記載の方法。 - 前記制御データは更に、特定の境界を超えるインターピクチャ予測の依存性が、前記複数のタイルのうちの1つ以上の他のタイルセットの各々について制限されることを示し、前記制御データは更に、
タイルセットの数を示すパラメータと、
前記所与のタイルセット及び1つ以上の他のタイルセットの各々について、当該タイルセットの識別子と、
を含む、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。 - 前記複数のタイルは、ピクチャ境界を用いて、前記複数のピクチャ内における前記複数のタイルの水平境界と垂直境界を定義する、タイル行及びタイル列に従って編成される、
請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。 - プログラムされるとき、コンピュータシステムに請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム。
- 請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法を実行するよう適合されるコンピュータシステム。
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