JP6553769B2 - 色差映像復号化方法 - Google Patents

Description

本発明は、色差映像を復号化する方法に関し、より詳しくは、色差イントラ予測モードと変換ユニットのサイズによって色差予測ブロックと色差残差ブロックを生成する方法及び装置に関する。

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差分値が変換されて変換ブロックが生成され、量子化パラメータ及び複数個の予め決められた量子化マトリクスのうち一つの量子化マトリクスを利用して前記変換ブロックが量子化される。前記量子化ブロックの量子化係数は、予め決められたスキャンタイプによっ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整され、量子化パラメータ予測子として以前量子化パラメータを利用して符号化される。

一方、標準化が進行中であるＨＥＶＣでは、符号化効率を向上させるために、多様なサイズのコーディングユニットを使用する技術が紹介されている。コーディングユニットは、Ｈ．２６４のマクロブロックと類似の機能をする。

しかし、輝度及び色差量子化パラメータがコーディングユニット毎に調整されると、コーディングユニットのサイズが小さくなるほど送信しなければならない量子化パラメータの数が増加するようになる。したがって、輝度及び色差量子化パラメータをコーディングユニット毎に調整するようになると、量子化パラメータの符号化に所要される符号化ビット量が増加するようになって圧縮効率を劣化させるようになる。また、多様なサイズのコーディングユニットを使用するようになると、現在量子化パラメータと以前量子化パラメータの相関性がＨ．２６４より落ちるようになるため、多様なサイズのコーディングユニットに対応するための新たな量子化パラメータ符号化及び復号化方法が要求される。即ち、より効果的に輝度及び色差成分の映像を符号化及び復号化するための方法が要求される。

本発明が達成しようとする目的は、色差予測ブロックと色差残差ブロックを生成して色差復元ブロックを生成する方法を提供することである。

本発明による色差映像を復号化する方法は、予測ユニットの色差イントラ予測モードを誘導し、輝度変換サイズ情報を利用して現在色差ブロックのサイズを決定し、前記色差イントラ予測モードを利用して現在色差ブロックの色差予測ブロックを生成し、前記色差イントラ予測モード及び色差量子化パラメータを利用して現在色差ブロックの色差残差ブロックを生成し、前記色差予測ブロックと前記色差残差ブロックを加算して色差復元ブロックを生成することを特徴とする。
例えば、本願発明は以下の項目を提供する。
（項目１）
色差映像を復号化する方法において、
予測ユニットの色差イントラ予測モードを誘導するステップ；
輝度変換サイズ情報を利用して現在色差ブロックのサイズを決定するステップ；
前記色差イントラ予測モードを利用して現在色差ブロックの色差予測ブロックを生成するステップ；
前記色差イントラ予測モード及び色差量子化パラメータを利用して現在色差ブロックの色差残差ブロックを生成するステップ；及び、
前記色差予測ブロックと前記色差残差ブロックを加算して色差復元ブロックを生成するステップ；を含み、
前記色差量子化パラメータは、輝度量子化パラメータ及び前記輝度量子化パラメータと前記色差量子化パラメータとの間の関係を示す情報を利用して生成されることを特徴とする方法。
（項目２）
前記輝度量子化パラメータ予測子は、輝度量子化パラメータと輝度差分量子化パラメータを利用して生成され、前記輝度量子化パラメータは、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、１個又は２個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）
前記左側輝度量子化パラメータと前記上側輝度量子化パラメータが両方とも利用可能な場合、前記左側及び上側輝度量子化パラメータの平均値が前記輝度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４）
前記左側輝度量子化パラメータと前記上側輝度量子化パラメータのうち一つのみが利用可能な場合、前記利用可能な輝度量子化パラメータと以前量子化パラメータの平均値が前記輝度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）
前記輝度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、ピクチャ毎に調整されることを特徴とする項目２に記載の方法。
（項目６）
前記量子化ユニットの最小サイズは、前記量子化ユニットの最小サイズの深さ情報を特定するパラメータ及び最大コーディングユニットのサイズを利用して生成されることを特徴とする項目５に記載の方法。
（項目７）
前記差分量子化パラメータは、符号化された差分輝度量子化パラメータを算術復号化してビンストリング（ｂｉｎ ｓｔｒｉｎｇ）を生成し、前記ビンストリングに逆二進化を適用して復元されることを特徴とする項目２に記載の方法。

予測ユニットの色差イントラ予測モードを誘導し、輝度変換サイズ情報を利用して現在色差ブロックのサイズを決定し、前記色差イントラ予測モードを利用して現在色差ブロックの色差予測ブロックを生成し、前記色差イントラ予測モード及び色差量子化パラメータを利用して現在色差ブロックの色差残差ブロックを生成し、前記色差量子化パラメータは、輝度量子化パラメータ及び輝度量子化パラメータと色差量子化パラメータとの間の関係を示す情報を利用して生成される。したがって、色差量子化パラメータをピクチャ毎に調整することによって圧縮効率が向上する。また、輝度量子化パラメータを隣接輝度量子化パラメータを利用して符号化することによって輝度及び色差量子化パラメータの送信に所要されるビット数を減らすことができる。

本発明による映像符号化装置を示すブロック図である。 本発明による映像復号化装置を示すブロック図である。 本発明による予測ブロックを生成する装置を示すブロック図である。 本発明によるイントラ予測モードを説明する概念図である。 本発明による残差ブロックを生成する装置を示すブロック図である。

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。

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、逆量子化部１５５、逆変換部１４５、後処理部１８０、ピクチャ格納部１９０、減算部１９２及び加算部１９４を含む。

ピクチャ分割部１１０は、ピクチャをスライスに分割し、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。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予測ユニットのサイズを決定する。ピクチャ、スライス及びコーディングユニットは、輝度成分のアレイ（輝度アレイ）と２個の色差成分のアレイ（色差アレイ）とで構成される。色差ブロックは、輝度ブロックの１／２の高さと１／２の幅を有する。ブロックは、ＬＣＵ、コーディングユニット又は予測ユニットである。以下、輝度コーディングユニット、輝度予測ユニット及び輝度変換ユニットは、各々、コーディングユニット、予測ユニット及び変換ユニットという。

一つのＬＣＵは、一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、コーディングユニットの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パラメータ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、一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）を利用して表現される。コーディングユニットは、２Ｎ×２Ｎのサイズを有する。

コーディングユニットは、一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、２Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ又はＮ×Ｎである。

コーディングユニットは、一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、一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。前記変換ユニットが４×４でない場合、色差変換ユニットは、前記変換ユニットの１／２の幅と１／２の高さを有する。前記色差変換ユニットの最小サイズは、４×４である。

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予測ブロックを生成する。予測ブロックは、変換ユニットと同じサイズを有する。

インター予測部１３０は、ピクチャ格納部１９０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、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、原本ブロックと予測ブロックを利用して生成される残差信号を変換して変換ブロックを生成する。残差信号は、変換ユニット単位に変換される。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。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。イントラ予測では、前記変換ユニットのサイズが予め決められたサイズより小さい場合、ＤＳＴベースの整数変換を使用し、そうでない場合、ＤＣＴベースの整数変換を使用する。前記予め決められたサイズは、８×８である。色差変換ユニットの変換タイプは、ＤＣＴベースの整数変換である。

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である。前記量子化パラメータは、輝度量子化パラメータを意味する。量子化パラメータは、量子化ユニット毎に決定される。前記基準サイズは、量子化ユニットの最小サイズである。量子化ユニットのサイズは、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量子化ユニットより大きい又は同じ場合、前記コーディングユニットが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量子化ユニットに含まれることもできる。前記最小量子化ユニットは、ピクチャ毎に決定され、前記最小量子化ユニットを特定するパラメータは、ピクチャパラメータセットに含まれる。各色差成分の色差量子化パラメータは、前記量子化パラメータにより決定される。前記量子化パラメータと色差量子化パラメータとの間のマッピング関係は、ピクチャ毎に決定されることができる。前記マッピング関係を示すパラメータ（ｃｈｒｏｍａ＿ｑｐ＿ｉｎｄｅｘ＿ｏｆｆｓｅｔ）がピクチャパラメータセットに送信される。前記マッピング関係は、スライス毎に変更されることができる。前記マッピング関係を変更するための他のパラメータがスライスヘッダに送信されることができる。

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。２個以上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が量子化パラメータ予測子に設定され、一つの量子化パラメータのみ利用可能な場合は、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、前記左側及び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。前記平均値は、四捨五入した平均値である。

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、逆量子化部１５５とスキャニング部１６０に提供される。

スキャニング部１６０は、スキャンパターンを決定し、前記スキャンパターンを前記量子化ブロックに適用する。エントロピー符号化のために、ＣＡＢＡＣが使われる場合、前記スキャンパターンは、下記のように決定される。

イントラ予測において、スキャンパターンは、前記イントラ予測モード及び前記変換ユニットのサイズにより決定される。変換ユニットのサイズ、変換ブロックのサイズ及び量子化ブロックのサイズは、同じである。対角線スキャン（ｄｉａｇｏｎａｌ ｓｃａｎ）、垂直スキャン（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｓｃａｎ）及び水平スキャン（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｓｃａｎ）の中からスキャンパターンが決定される。量子化ブロックの量子化された変換係数は、重要フラグ（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ ｆｌａｇｓ）、係数符号（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｓｉｇｎｓ）及び係数レベル（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｌｅｖｅｌｓ）に分離される。前記スキャンパターンが重要フラグ、係数符号及び係数レベルに各々適用される。前記重要フラグは、対応する量子化変換係数が０であるか否かを示す。前記係数符号は、０でない量子化変換係数の符号を示す。前記係数レベルは、０でない量子化変換係数の絶対値を示す。

変換ユニットのサイズが第１のサイズより小さい又は同じ場合、垂直モード及び前記垂直モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは水平スキャンが選択され、水平モード及び前記水平モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは垂直スキャンが選択され、残りのイントラ予測モードでは対角線スキャンが選択される。変換ユニットのサイズが前記第１のサイズより大きい場合、対角線スキャンが利用される。前記第１のサイズは、８×８である。

インター予測では、変換ユニットのサイズに関係なく予め決められたスキャンパターンが使われる。ＣＡＢＡＣがエントロピー符号化に使われると、前記予め決められたスキャンパターンは、対角線スキャンである。

色差変換ユニットのスキャンパターンは、対応する輝度変換ユニットのスキャンパターンと同じである。色差変換ユニットの最小サイズは、４×４である。

変換ユニットのサイズが第２のサイズより大きい場合、前記量子化ブロックは、メインサブセットと複数個の残余サブセットに分割され、前記決定されたスキャンパター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各々前記決定されたスキャンパターンによってスキャンされる。メインサブセットは、ＤＣ係数を含み、残余サブセットは、前記メインサブセットがカバーする領域以外の領域をカバーする。前記第２のサイズは、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。色差サブセットも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。各サブセットの量子化された変換係数は、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（ｌａｓｔ ｎｏｎ−ｚｅｒｏ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）が符号化されて復号器に送信される。０でない最後の係数位置は、復号器で送信されるサブセットの数を決定するために使われる。０でない最後の係数位置は、変換ユニット内での０でない最後の量子化された変換係数の位置を示す。ノンゼロサブセットフラグ（ｎｏｎ−ｚｅｒｏ ｓｕｂｓｅｔ ｆｌａｇ）がメインサブセットと最後のサブセット以外の各サブセットに対して設定される。前記最後のサブセットは、０でない最後の係数をカバーする。ノンゼロサブセットフラグは、サブセットが０でない係数を含むかどうかを示す。

逆量子化部１５５は、量子化ブロックの量子化された変換係数を逆量子化する。

逆変換部１４５は、逆量子化ブロックを逆変換して空間領域が残差信号を生成する。

加算部１９４は、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。

後処理部１８０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１９０は、後処理部１８０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。

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１次元係数情報、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。

図２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、インター予測部２６０、後処理部２７０、ピクチャ格納部２８０、加算部２９０及びスイッチ２９５を含む。

エントロピー復号化部２１０は、受信されたビットストリームからイントラ予測情報、インター予測情報及び１次元係数情報を抽出する。エントロピー復号化部２１０は、インター予測情報をインター予測部２６０に送信し、イントラ予測情報をイントラ予測部２５０に送信し、前記係数情報を逆スキャニング部２２０に送信する。

逆スキャニング部２２０は、逆スキャンパターンを使用して量子化ブロックを生成する。ＣＡＢＡＣがエントロピー符号化方法として使われると、前記逆スキャンパターンは、下記のように決定される。

イントラ予測では、イントラ予測モード及び変換ユニットのサイズにより逆スキャンパターンが決定される。逆スキャンパターンは、対角線スキャン、垂直スキャン及び水平スキャンの中から選択される。前記選択された逆スキャンパターンが重要フラグ、係数符号及び係数レベルに各々適用されて量子化ブロックを生成する。色差変換ユニットの逆スキャンパターンは、対応する輝度変換ユニットのスキャンパターンと同じである。色差変換ユニットの最小サイズは、４×４である。

変換ユニットのサイズが前記第１のサイズより小さい又は同じ場合、垂直モード及び前記垂直モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは水平スキャンが選択され、水平モード及び前記水平モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは垂直スキャンが選択され、残りのイントラ予測モードでは対角線スキャンが選択される。前記変換ユニットのサイズが前記第１のサイズより大きい場合、対角線スキャンが利用される。前記第１のサイズは、８×８である。

インター予測では、対角線スキャンが使われる。

変換ユニットのサイズが第２のサイズより大きい場合、前記決定されたスキャンパターンによって、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が生成され、前記サブセットは、逆スキャンされて量子化ブロックを生成する。前記第２のサイズは、サブセットのサイズと同じである。サブセットは、１６個の変換係数を含む４×４ブロックである。色差サブセットも４×４ブロックである。したがって、色差変換ユニットが前記第２のサイズより大きい場合、サブセットが生成され、サブセットが逆スキャンされる。

各サブセットを生成するために使われる逆スキャンパターンは、量子化ブロックを生成するために使われる逆スキャンパターンと同じである。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でない最後の係数位置（ｌａｓｔ ｎｏｎ−ｚｅｒｏ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）及びノンゼロサブセットフラグが符号化器から受信される。０でない最後の係数位置及び前記逆スキャンパターンによって符号化されたサブセットの数が決定される。ノンゼロサブセットフラグは、生成されるサブセットを選択するために使われる。メインサブセットと最後のサブセットは、前記逆スキャンパターンによって生成される。

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、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による動作と同様な過程を介して生成される。その後、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が生成される。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。

前記量子化パラメータと色差量子化パラメータとの間のマッピング関係を示すパラメータがピクチャパラメータセットに含まれる。スライス毎に前記マッピング関係を変更させることが許容されると、スライスヘッダに追加のパラメータが含まれることができる。したがって、色差量子化パラメータは、前記量子化パラメータとピクチャパラメータセットの前記パラメータを利用し、又は前記量子化パラメータと前記２個のパラメータを利用して生成される。

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。例えば、インター予測では、ＤＣＴベースの整数変換が使われる。イントラ予測では、前記変換ユニットのサイズが予め決められたサイズより小さい場合、ＤＳＴベースの整数変換が使われ、そうでない場合、ＤＣＴベースの整数変換が使われる。色差変換ユニットの逆変換タイプは、ＤＣＴベースの整数変換である。

イントラ予測部２５０は、受信された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、受信された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３は、本発明によるイントラ予測モードでの色差予測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。

イントラ予測モードインデックスを利用して色差予測ユニットの色差イントラ予測モードを誘導する（Ｓ１１０）。色差イントラ予測モードグループは、ＤＣモード（ＤＣ ｍｏｄｅ）、プラナーモード（Ｐｌａｎａｒ ｍｏｄｅ）、垂直モード（Ｖｅｒｔｉｃａｌ ｍｏｄｅ）、水平モード（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｍｏｄｅ）、ＬＭモード（ＬＭ ｍｏｄｅ）及びＤＭモード（ＤＭ ｍｏｄｅ）を含む。ＤＭモードは、対応する輝度予測ユニットの輝度イントラ予測モードに設定される。輝度イントラ予測モードがＤＣモード、プラナーモード、垂直モード、水平モード及びＬＭモードのうち一つの場合、前記モードは、垂直方向右モード（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｒｉｇｈｔ ｍｏｄｅ）に代替される。

現在色差ブロックのサイズが輝度変換ユニットのサイズを特定する変換サイズ情報に基づいて決定される（Ｓ１２０）。

前記変換サイズ情報は、一つ以上のｓｐｌｉｔ＿ｔｕ＿ｆｌａｇである。したがって、現在色差ブロックは、色差変換ユニットのサイズを有する。色差予測ブロックの最小サイズは、４×４である。色差変換ユニットは、対応する輝度変換ユニットの幅と高さの１／２の大きさを有する。

色差変換ユニットが予測ユニットと同じサイズを有する場合、前記予測ユニットが現在ブロックに設定される。

前記色差変換ユニットが前記色差予測ユニットより小さい場合、前記予測ユニットは、変換ユニットのサイズを有する複数個のサブブロックで構成される。各サブブロックが現在色差ブロックとして設定される。この場合、Ｓ１３０及びＳ１４０が前記予測ユニットの１番目のサブブロックに対して実行される。その後、Ｓ１３０及びＳ１４０が復号化の順序通りに前記残りのサブブロックに対して繰り返して実行される。同じ色差イントラ予測モードが前記色差予測ユニット内の全ての色差サブブロックに利用される。

現在色差ブロックの一つ以上の参照画素が利用可能でない場合、参照画素が生成される（Ｓ１３０）。現在色差ブロックの参照画素は、（ｘ＝０，．．．，２Ｎ−１、ｙ＝−１）に位置する上側参照画素と、（ｘ＝−１、ｙ＝０，．．．，２Ｍ−１）に位置する左側参照画素と、（ｘ＝−１、ｙ＝−１）に位置するコーナー参照画素とで構成される。Ｎは、現在色差ブロックの横の長さであり、Ｍは、現在色差ブロックの縦の長さである。現在色差ブロックは、予測ユニット又は予測ユニットのサブブロックである。

全ての参照画素が利用可能でない場合、全ての参照画素が２^Ｌ−１に代替される。Ｌの値は、輝度画素の値を表現するのに使われるビットの数である。

利用可能な参照画素が利用可能でない参照画素の片側方向にのみ存在する場合、前記利用可能でない参照画素の値は、前記利用可能でない参照画素に最も近い位置の参照画素の値に代替される。

利用可能な参照画素が利用可能でない参照画素の両側方向に存在する場合、各方向の最も近い参照画素の平均値又は予め決められた方向に前記利用可能でない参照画素に最も近い位置の参照画素の値に代替される。

現在色差ブロックの参照画素は、色差イントラ予測モード及び色差変換ユニットのサイズに関係なくフィルタリングされない。

現在色差ブロックの予測ブロックが生成される（Ｓ１４０）。

色差ブロックは、色差イントラ予測モードを利用して生成される。色差ブロックは、輝度ブロックのＤＣモード、プラナーモード、垂直モード及び水平モードに対する予測ブロックの生成と同様な方法により生成される。

図４は、本発明による色差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。

符号化された残差信号をエントロピー復号化して量子化係数情報を生成する（Ｓ２１０）。エントロピーコーディングにＣＡＢＡＣが使われると、前記量子化された係数情報は、重要フラグ、係数符号及び係数レベルを含む。前記重要フラグは、対応する量子化変換係数が０であるか否かを示す。前記係数符号は、０でない量子化変換係数の符号を示し、前記係数レベルは、０でない量子化変換係数の絶対値を示す。

逆スキャンパターンを決定し、前記逆スキャンパターンによって量子化ブロックを生成する（Ｓ２２０）。

イントラ予測では、逆スキャンパターンが色差イントラ予測モードと色差変換ユニットのサイズによって決定される。前記逆スキャンパターンは、対角線スキャン、垂直スキャン及び水平スキャンの中から選択される。前記選択されたスキャンパターンが重要フラグ、係数符号及び係数レベルに各々適用されて量子化ブロックを生成する。色差変換ユニットの逆スキャンパターンは、対応する輝度変換ユニットの逆スキャンパターンと同じである。前記色差変換ユニットの最小サイズは、４×４である。

したがって、色差変換ユニットのサイズが４×４の場合、垂直モード及び前記垂直モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは水平スキャンが選択され、水平モード及び前記水平モードに隣接した予め決められた個数のイントラ予測モードでは垂直スキャンが選択され、残りのイントラ予測モードでは対角線スキャンが適用される。前記変換ユニットのサイズが４×４より大きい場合、対角線スキャンが利用される。

インター予測では、対角線スキャンが利用される。

色差変換ユニットのサイズが第２のサイズより大きい場合、重要フラグ、係数符号及び係数レベルは、前記決定された逆スキャンパターンによってサブセット単位に逆スキャンされてサブセットを生成する。前記サブセットは、逆スキャンされて量子化ブロックを生成する。前記第２のサイズは、サブセットのサイズと同じである。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。

各サブセットを生成するための逆スキャンパターンと前記量子化ブロックを生成するための逆スキャンパターンは同じである。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（ｌａｓｔ ｎｏｎ−ｚｅｒｏ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）及びノンゼロサブセットフラグ（ｎｏｎ−ｚｅｒｏ ｓｕｂｓｅｔ ｆｌａｇ）が符号器から受信される。符号化されたサブセットの数は、前記０でない最後の係数位置及び前記逆スキャンパターンにより決定される。前記ノンゼロサブセットフラグは、生成されるサブセットの選択に使われる。メインサブセットと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。

前記量子化ブロックが色差量子化パラメータを利用して逆量子化される（Ｓ２３０）。各色差成分の色差量子化パラメータは、輝度量子化パラメータから誘導される。前記輝度量子化パラメータと前記色差量子化パラメータの関係を示すパラメータ（ｃｈｒｏｍａ＿ｑｐ＿ｉｎｄｅｘ＿ｏｆｆｓｅｔ）がピクチャパラメータセットから抽出される。スライス毎に前記関係が変更されると、スライスヘッダから追加のパラメータを抽出する。したがって、輝度量子化パラメータが生成され、ビットストリームから前記関係を示すパラメータが抽出されると、前記色差量子化パラメータが前記輝度量子化パラメータ及び前記関係を示すパラメータを利用して生成される。

図５は、本発明による輝度量子化パラメータを誘導する過程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（Ｓ２３１）。量子化ユニットの最小サイズは、ＬＣＵの又はＬＣＵのサブブロックのサイズを有する。量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に決定される。

量子化ユニットの最小サイズの深さを特定するパラメータ（ｃｕ＿ｑｐ＿ｄｅｌｔａ＿ｅｎａｂｌｅｄ＿ｉｎｆｏ）がピクチャパラメータセットから抽出される。量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に下記のように誘導される。

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

ここで、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。量子化ユニットの最小サイズを誘導するために、一つのパラメータのみが使われる。

現在コーディングユニットの差分量子化パラメータ（ｄＱＰ）が復元される（Ｓ２３２）。ｄＱＰは、量子化ユニット毎に復元される。例えば、現在コーディングユニットのサイズが前記量子化ユニットの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ｄＱＰが復元される。現在コーディングユニットが符号化されたｄＱＰを含まない場合、ｄＱＰは、０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、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符号化されたｄＱＰを含む。

前記符号化されたｄＱＰを算術復号化してビンストリング（ｂｉｎ ｓｔｒｉｎｇ）を生成する。前記ビンストリングは、ｄＱＰに変換される。前記ビンストリングは、ｄＱＰが０であるか否かを示すビンを含む。ｄＱＰが０でない場合、前記ビンストリングは、ｄＱＰの絶対値を示すビンストリングとｄＱＰの符号を示すビンを追加に含む。

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生成される（Ｓ２３３）。

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。前記以前量子化パラメータは、符号化順序上、直前のコーディングユニットの量子化パラメータである。前記平均値は、四捨五入した平均値である。

前記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、復号化順序上、１番目のコーディングユニットの輝度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。

ｄＱＰと前記輝度量子化パラメータ予測子を利用して輝度量子化パラメータが生成される（Ｓ２３４）。

一方、ユーザ定義の量子化マトリクスも復元される。前記ユーザ定義の量子化マトリクスがシーケンスパラメータセット又はピクチャパラメータセットを介して符号化装置から受信される。前記ユーザ定義の量子化マトリクスは、逆ＤＰＣＭ（ｉｎｖｅｒｓｅ ＤＰＣＭ）を利用して復元される。前記ＤＰＣＭ方式に対して対角線スキャン（ｄｉａｇｏｎａｌ ｓｃａｎ）が適用される。前記ユーザ定義の量子化マトリクスのサイズが８×８より大きい場合、受信された８×８量子化マトリクスをアップサンプリングすることによって前記ユーザ定義の量子化マトリクスの係数を復元する。前記ユーザ定義のマトリクスのＤＣ係数は、シーケンスパラメータセット又はピクチャパラメータセットから抽出される。例えば、前記ユーザ定義の量子化マトリクスのサイズが１６×１６の場合、受信された８×８量子化マトリクスを１：４アップサンプリングを利用して生成する。

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（Ｓ１４４０）。逆変換タイプは、決められたものであってもよい。水平及び垂直変換にＤＣＴベースの整数変換が使われる。

前記色差予測ブロックと色差残差ブロックを加えて復元色差ブロックが生成される。

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。

１０４ 量子化部

Claims (3)

1. 色差映像を復号化する方法であって、前記方法は、
   予測ユニットの色差イントラ予測モードを誘導することと、
   輝度変換サイズ情報を利用して現在色差ブロックのサイズを決定することと、
   前記色差イントラ予測モードを利用して前記現在色差ブロックの色差予測ブロックを生成することと、
   前記色差イントラ予測モード及び色差量子化パラメータを利用して前記現在色差ブロックの色差残差ブロックを生成することと、
   前記色差予測ブロックと前記色差残差ブロックを加算して色差復元ブロックを生成することと
   を含み、
   前記色差量子化パラメータは、量子化ユニット毎に決定される輝度量子化パラメータ及び前記輝度量子化パラメータと前記色差量子化パラメータとの間の関係を示す情報を利用して生成され、
   前記量子化ユニットのサイズは、コーディングユニットの許容可能なサイズのうちの一つであり、
   前記量子化ユニットの最小サイズは、ピクチャ毎に決定され、前記量子化ユニットの前記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に含まれ、
   前記コーディングユニットのサイズが前記量子化ユニットの前記最小サイズと同じであるか又は前記量子化ユニットの前記最小サイズより大きい場合、前記コーディングユニットが前記量子化ユニットになり、
   前記輝度量子化パラメータと前記色差量子化パラメータとの間の関係を示す前記情報は、前記ピクチャパラメータセット又はスライスヘッダにおいて送信され、
   前記輝度量子化パラメータは、輝度量子化パラメータ予測子と輝度差分量子化パラメータを利用して生成され、前記輝度量子化パラメータ予測子は、左側輝度量子化パラメータ、上側輝度量子化パラメータ及び以前輝度量子化パラメータのうちの少なくとも二つが利用可能な場合、二つの量子化パラメータを利用して生成され、
   前記輝度量子化パラメータ予測子を生成するために利用される前記二つの量子化パラメータは、前記左側輝度量子化パラメータ、前記上側輝度量子化パラメータ及び前記以前輝度量子化パラメータの順序で決定され、
   前記左側輝度量子化パラメータと前記上側輝度量子化パラメータの両方が利用可能な場合、前記左側輝度量子化パラメータ及び前記上側輝度量子化パラメータの平均が前記輝度量子化パラメータ予測子として設定され、
   前記左側輝度量子化パラメータと前記上側輝度量子化パラメータのうちの一つのみが利用可能な場合、前記利用可能な輝度量子化パラメータと前記以前輝度量子化パラメータの平均が前記輝度量子化パラメータ予測子として設定され、
   前記左側輝度量子化パラメータと前記上側輝度量子化パラメータの両方が利用可能でない場合、前記以前輝度量子化パラメータが前記輝度量子化パラメータ予測子として設定され、
   前記輝度差分量子化パラメータは、符号化された輝度差分量子化パラメータを算術復号化してビンストリングを生成することと、前記ビンストリングに逆二進化を適用することとにより、復元され、
   前記ビンストリングは、前記輝度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輝度差分量子化パラメータの符号を示すビンを含む、方法。
2. 前記量子化ユニットの前記最小サイズは、ピクチャ毎に調整される、請求項１に記載の方法。
3. 前記量子化ユニットの前記最小サイズは、前記量子化ユニットの前記最小サイズの深さを特定するパラメータ及び最大コーディングユニットのサイズを利用して誘導される、請求項２に記載の方法。