JP7063416B2 - 動画像符号化装置、動画像符号化方法、及び動画像符号化プログラム、動画像復号装置、動画像復号方法及び動画像復号プログラム - Google Patents
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Description
実施の形態では、所定の大きさで符号化・復号処理対象画像を均等分割する。この単位をツリーブロックと定義する。図4では、ツリーブロックのサイズを128x128画素としているが、ツリーブロックのサイズはこれに限定されるものではなく、任意のサイズを設定してよい。処理対象(符号化処理においては符号化対象、復号処理においては復号対象に対応する。)のツリーブロックは、ラスタスキャン順、すなわち左から右、上から下の順序で切り替わる。各ツリーブロックの内部は、さらに再帰的な分割が可能である。ツリーブロックを再帰的に分割した後の、符号化・復号の対象となるブロックを符号化ブロックと定義する。また、ツリーブロック、符号化ブロックを総称してブロックと定義する。適切なブロック分割を行うことにより効率的な符号化が可能となる。ツリーブロックのサイズは、符号化装置と復号装置で予め取り決めた固定値とすることもできるし、符号化装置が決定したツリーブロックのサイズを復号装置に伝送するような構成をとることもできる。ここでは、ツリーブロックの最大サイズを128x128画素、ツリーブロックの最小サイズを16x16画素とする。また、符号化ブロックの最大サイズを64x64画素、符号化ブロックの最小サイズを4x4画素とする。
処理対象符号化ブロック単位で、処理対象画像の処理済み画像信号から予測を行うイントラ予測(MODE_INTRA)、及び処理済み画像の画像信号から予測を行うインター予測(MODE_INTER)を切り替える。
処理済み画像は、符号化処理においては符号化が完了した信号を復号した画像、画像信号、ツリーブロック、ブロック、符号化ブロック等に用いられ、復号処理においては復号が完了した画像、画像信号、ツリーブロック、ブロック、符号化ブロック等に用いられる。
このイントラ予測(MODE_INTRA)とインター予測(MODE_INTER)を識別するモードを予測モード(PredMode)と定義する。予測モード(PredMode)はイントラ予測(MODE_INTRA)、またはインター予測(MODE_INTER)を値として持つ。
イントラブロックコピー(Intra Block Copy)予測は、処理対象ピクチャにおける復号済みの画素を予測値として参照し、処理対象ブロックを符号化/復号する処理である。そして、処理対象ブロックから参照する画素までの距離は、ブロックベクトルで表す。ブロックベクトルは処理対象ピクチャを参照し、参照ピクチャは一意に定まるため、参照インデックスは不要である。ブロックベクトルと動きベクトルの違いは、参照するピクチャが処理対象ピクチャか処理済みピクチャかである。また、ブロックベクトルは、適応動きベクトル解像度(AMVR)を用いて、1画素精度または4画素精度を選択できる。
イントラブロックコピーでは、予測イントラブロックコピーモードと、マージイントラブロックコピーモードの2つのモードを選択可能である。
予測イントラブロックコピーモードは、処理済みの情報から導出する予測ブロックベクトルと、差分ブロックベクトルから、処理対象ブロックのブロックベクトルを決定するモードである。予測ブロックベクトルは、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロックと、予測ブロックベクトルを特定するためのインデックスから導出する。予測ブロックベクトルを特定するためのインデックス、差分ブロックベクトルはビットストリームで伝送する。
マージイントラブロックコピーモードは、差分動きベクトルを伝送せずに、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロックのイントラブロックコピー予測情報から、処理対象ブロックのイントラブロックコピー予測情報を導出するモードである。
処理済み画像の画像信号から予測を行うインター予測では、複数の処理済み画像を参照ピクチャとして用いることができる。複数の参照ピクチャを管理するため、L0(参照リスト0)とL1(参照リスト1)の2種類の参照リストを定義し、それぞれ参照インデックスを用いて参照ピクチャを特定する。PスライスではL0予測(Pred_L0)が利用可能である。BスライスではL0予測(Pred_L0)、L1予測(Pred_L1)、双予測(Pred_BI)が利用可能である。L0予測(Pred_L0)はL0で管理されている参照ピクチャを参照するインター予測であり、L1予測(Pred_L1)はL1で管理されている参照ピクチャを参照するインター予測である。双予測(Pred_BI)はL0予測とL1予測が共に行われ、L0とL1のそれぞれで管理されている1つずつの参照ピクチャを参照するインター予測である。L0予測、L1予測、双予測を特定する情報を、インター予測モードと定義する。以降の処理において出力に添え字LXが付いている定数、変数に関しては、L0、L1ごとに処理が行われることを前提とする。
予測動きベクトルモードは、予測動きベクトルを特定するためのインデックス、差分動きベクトル、インター予測モード、参照インデックスを伝送し、処理対象ブロックのインター予測情報を決定するモードである。予測動きベクトルは、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、または処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近(近傍)に位置するブロックから導出した予測動きベクトル候補と、予測動きベクトルを特定するためのインデックスから導出する。
マージモードは、差分動きベクトル、参照インデックスを伝送せずに、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、または処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近(近傍)に位置するブロックのインター予測情報から、処理対象ブロックのインター予測情報を導出するモードである。
図11は、予測動きベクトルモード、マージモードで、インター予測情報を導出するために参照する参照ブロックを説明する図である。A0,A1,A2,B0,B1,B2,B3は、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロックである。T0は、処理済み画像に属するブロックで、処理対象画像における処理対象ブロックと同一位置またはその付近(近傍)に位置するブロックである。
アフィン変換動き補償は、符号化ブロックを所定単位のサブブロックに分割し、分割された各サブブロックに対して個別に動きベクトルを決定して動き補償を行うものである。各サブブロックの動きベクトルは、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、または処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近(近傍)に位置するブロックのインター予測情報から導出する1つ以上の制御点に基づき導出する。本実施の形態では、サブブロックのサイズを4x4画素とするが、サブブロックのサイズはこれに限定されるものではないし、画素単位で動きベクトルを導出してもよい。
図15に、制御点が3つの場合のアフィン変換動き補償の例を示す。この場合、3つの制御点が水平方向成分、垂直方向成分の2つのパラメータを有する。このため、制御点が3つの場合のアフィン変換を、6パラメータアフィン変換と呼称する。図15のCP1、CP2、CP3が制御点である。
図12A、図12B、および図13を用いて、符号化ブロックの予測モードを表現するためのシンタックスを説明する。図12Aのpred_mode_flagは、インター予測か否かを示すフラグである。pred_mode_flagが0であればインター予測となり、pred_mode_flagが1であればイントラ予測となる。イントラ予測の場合には、イントラブロックコピー予測であるかを示すフラグであるpred_mode_ibc_flagを送る。イントラブロックコピー予測である場合(pred_mode_ibc_flag=1)は、merge_flagを送る。merge_flagは、マージイントラブロックコピーモードとするか、予測イントラブロックコピーモードとするかを示すフラグである。マージイントラブロックコピーモードである場合(merge_flag=1)は、マージインデックスmerge_idxを送る。イントラブロックコピー予測でない場合(pred_mode_ibc_flag=0)、通常イントラ予測とし、通常イントラ予測の情報intra_pred_modeを送る。
インター予測の場合にはmerge_flagを送る。merge_flagは、マージモードとするか、予測動きベクトルモードとするかを示すフラグである。予測動きベクトルモードの場合(merge_flag=0)、サブブロック予測動きベクトルモードを適用するか否かを示すフラグinter_affine_flagを送る。サブブロック予測動きベクトルモードを適用する場合(inter_affine_flag=1)、cu_affine_type_flagを送る。cu_affine_type_flagは、サブブロック予測動きベクトルモードにおいて、制御点の数を決定するためのフラグである。
一方、マージモードの場合(merge_flag=1)、図12Bのmerge_subblock_flagを送る。merge_subblock_flagは、サブブロックマージモードを適用するか否かを示すフラグである。サブブロックマージモードの場合(merge_subblock_flag=1)、マージインデックスmerge_subblock_idxを送る。一方、サブブロックマージモードでない場合(merge_subblock_flag=0)、三角マージモードを適用するか否かを示すフラグmerge_triangle_flagを送る。三角マージモードを適用する場合(merge_triangle_flag=1)、ブロックを分割する方向merge_triangle_split_dir、および分割された2つのパーティションごとにマージ三角インデックスmerge_triangle_idx0,merge_triangle_idx1を送る。一方、三角マージモードを適用しない場合(merge_triangle_flag=0)、マージインデックスmerge_idxを送る。
図13にインター予測の各シンタックスエレメントの値と、それに対応する予測モードを示す。merge_flag=0,inter_affine_flag=0は、通常予測動きベクトルモード(Inter Pred Mode)に対応する。merge_flag=0,inter_affine_flag=1は、サブブロック予測動きベクトルモード(Inter Affine Mode)に対応する。merge_flag=1,merge_subblock_flag=0,merge_trianlge_flag=0は、通常マージモード(Merge Mode)に対応する。merge_flag=1,merge_subblock_flag=0,merge_trianlge_flag=1は、三角マージモード(Triangle Merge Mode)に対応する。merge_flag=1,merge_subblock_flag=1は、サブブロックマージモード(Affine Merge Mode)に対応する。
POC(Picture Order Count)は符号化されるピクチャに関連付けられる変数であり、ピクチャの出力順序に応じた1ずつ増加する値が設定される。POCの値によって、同じピクチャであるかを判別したり、出力順序でのピクチャ間の前後関係を判別したり、ピクチャ間の距離を導出したりすることができる。例えば、2つのピクチャのPOCが同じ値を持つ場合、同一のピクチャであると判断できる。2つのピクチャのPOCが違う値を持つ場合、POCの値が小さいピクチャのほうが、先に出力されるピクチャであると判断でき、2つのピクチャのPOCの差が時間軸方向でのピクチャ間距離を示す。
本発明の第1の実施の形態に係る画像符号化装置100及び画像復号装置200について説明する。
実施の形態に係るイントラ予測方法は、図1の画像符号化装置100のイントラ予測部103および図2の画像復号装置200のイントラ予測部204において実施される。
実施の形態に係るイントラ予測方法について、図面を用いて説明する。イントラ予測方法は符号化ブロック単位で符号化及び復号の処理の何れでも実施される。
<符号化側のイントラ予測部103の説明>
図40は図1の画像符号化装置100のイントラ予測部103の詳細な構成を示す図である。通常イントラ予測部351は、処理対象の符号化ブロックに隣接する復号済み画素から、通常イントラ予測により予測画像信号を生成し、複数のイントラ予測モードの中から適したイントラ予測モードを選択し、選択されたイントラ予測モード、及び選択されたイントラ予測モードに応じた予測画像信号を予測方法決定部105に供給する。図10A及び図10Bにイントラ予測の例を示す。図10Aは、通常イントラ予測の予測方向とイントラ予測モード番号の対応を示したものである。例えば、イントラ予測モード50は、垂直方向に画素をコピーすることによりイントラ予測画像を生成する。イントラ予測モード1は、DCモードであり、処理対象ブロックのすべての画素値を参照画素の平均値とするモードである。イントラ予測モード0はPlanarモードであり、垂直方向・水平方向の参照画素から2次元的なイントラ予測画像を作成するモードである。図10Bは、イントラ予測モード40の場合のイントラ予測画像を生成する例である。処理対象ブロックの各画素に対し、イントラ予測モードの示す方向の参照画素の値をコピーする。イントラ予測モードの参照画素が整数位置でない場合には、周辺の整数位置の参照画素値から補間により参照画素値を決定する。
イントラブロックコピー予測部352は、復号画像メモリ104から処理対象の符号化ブロックと同一の画像信号の復号済み領域を取得し、イントラブロックコピー処理により、予測画像信号を生成し、予測方法決定部105に供給する。イントラブロックコピー予測部352の詳細な構成と処理については後述する。
<復号側のイントラ予測部204の説明>
図41は図2の画像復号装置200のイントラ予測部204の詳細な構成を示す図である。
通常イントラ予測部361は、処理対象の符号化ブロックに隣接する復号済み画素から、通常イントラ予測により予測画像信号を生成し、複数のイントラ予測モードの中から適したイントラ予測モードを選択し、選択されたイントラ予測モード、及び選択されたイントラ予測モードに応じた予測画像信号を得る。この予測画像信号がスイッチ364を経由して復号画像信号重畳部207に供給される。図41の通常イントラ予測部361の処理は、図40の通常イントラ予測部351に対応するものであるため、詳細の説明を省略する。
イントラブロックコピー予測部362は、復号画像メモリ208から処理対象の符号化ブロックと同一の画像信号の復号済み領域を取得し、イントラブロックコピー処理により、予測画像信号を得る。この予測画像信号がスイッチ364を経由して復号画像信号重畳部207に供給される。イントラブロックコピー予測部362の詳細な構成と処理については後述する。
実施の形態に係るインター予測方法は、図1の画像符号化装置のインター予測部102および図2の画像復号装置のインター予測部203において実施される。
図16は図1の画像符号化装置のインター予測部102の詳細な構成を示す図である。通常予測動きベクトルモード導出部301は、複数の通常予測動きベクトル候補を導出して予測動きベクトルを選択し、選択した予測動きベクトルと、検出された動きベクトルとの差分動きベクトルを算出する。検出されたインター予測モード、参照インデックス、動きベクトル、算出された差分動きベクトルが通常予測動きベクトルモードのインター予測情報となる。このインター予測情報がインター予測モード判定部305に供給される。通常予測動きベクトルモード導出部301の詳細な構成と処理については後述する。
図22は図2の画像復号装置のインター予測部203の詳細な構成を示す図である。
図17の通常予測動きベクトルモード導出部301は、空間予測動きベクトル候補導出部321、時間予測動きベクトル候補導出部322、履歴予測動きベクトル候補導出部323、予測動きベクトル候補補充部325、通常動きベクトル検出部326、予測動きベクトル候補選択部327、動きベクトル減算部328を含む。
図19を参照して符号化側の通常予測動きベクトルモード導出処理手順を説明する。図19の処理手順の説明において、図19に示した通常という言葉を省略することがある。
mvdLX = mvLX - mvpLX
としてLXの差分動きベクトルmvdLXを算出する(図19のステップS105)。
次に、図25を参照して復号側の通常予測動きベクトルモード処理手順を説明する。復号側では、空間予測動きベクトル候補導出部421、時間予測動きベクトル候補導出部422、履歴予測動きベクトル候補導出部423、予測動きベクトル候補補充部425で、通常予測動きベクトルモードのインター予測で用いる動きベクトルをL0,L1毎にそれぞれ算出する(図25のステップS201~S206)。具体的には処理対象ブロックの予測モードPredModeがインター予測(MODE_INTER)で、処理対象ブロックのインター予測モードがL0予測(Pred_L0)の場合、L0の予測動きベクトル候補リストmvpListL0を算出して、予測動きベクトルmvpL0を選択し、L0の動きベクトルmvL0を算出する。処理対象ブロックのインター予測モードがL1予測(Pred_L1)の場合、L1の予測動きベクトル候補リストmvpListL1を算出して、予測動きベクトルmvpL1を選択し、L1の動きベクトルmvL1を算出する。処理対象ブロックのインター予測モードが双予測(Pred_BI)の場合、L0予測とL1予測が共に行われ、L0の予測動きベクトル候補リストmvpListL0を算出して、L0の予測動きベクトルmvpL0を選択し、L0の動きベクトルmvL0を算出するとともに、L1の予測動きベクトル候補リストmvpListL1を算出して、L1の予測動きベクトルmvpL1を算出し、L1の動きベクトルmvL1をそれぞれ算出する。
mvLX = mvpLX + mvdLX
としてLXの動きベクトルmvLXを算出する(図25のステップS205)。
図20は本発明の実施の形態に係る画像符号化装置の通常予測動きベクトルモード導出部301及び画像復号装置の通常予測動きベクトルモード導出部401とで共通する機能を有する通常予測動きベクトルモード導出処理の処理手順を表すフローチャートである。
図18の通常マージモード導出部302は、空間マージ候補導出部341、時間マージ候補導出部342、平均マージ候補導出部344、履歴マージ候補導出部345、マージ候補補充部346、マージ候補選択部347を含む。
なお、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが、最大マージ候補数MaxNumMergeCandより小さい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが最大マージ候補数MaxNumMergeCandを上限として履歴マージ候補は導出されて、マージ候補リストmergeCandListに登録される。
なお、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが、最大マージ候補数MaxNumMergeCandより小さい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが最大マージ候補数MaxNumMergeCandを上限として平均マージ候補は導出されて、マージ候補リストmergeCandListに登録される。
ここで、平均マージ候補は、マージ候補リストmergeCandListに登録されている第1のマージ候補と第2のマージ候補の有する動きベクトルをL0予測及びL1予測毎に平均して得られる動きベクトルを有する新たなマージ候補である。
次に、符号化側の符号化情報格納メモリ111及び復号側の符号化情報格納メモリ205に備える履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの初期化方法および更新方法について詳細に説明する。図26は履歴予測動きベクトル候補リスト初期化・更新処理手順を説明するフローチャートである。
次に、符号化側の通常予測動きベクトルモード導出部301の履歴予測動きベクトル候補導出部323、復号側の通常予測動きベクトルモード導出部401の履歴予測動きベクトル候補導出部423で共通の処理である図20のステップS304の処理手順である履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListからの履歴予測動きベクトル候補の導出方法について詳細に説明する。図29は履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を説明するフローチャートである。
次に、符号化側の通常マージモード導出部302の履歴マージ候補導出部345、復号側の通常マージモード導出部402の履歴マージ候補導出部445で共通の処理である図21のステップS404の処理手順である履歴マージ候補リストHmvpCandListからの履歴マージ候補の導出方法について詳細に説明する。図30は履歴マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。
履歴予測動きベクトル候補リストのすべての要素の確認が完了するか、マージ候補リストのすべての要素にマージ候補が追加されたら、本履歴マージ候補の導出処理を完了する。
次に、符号化側の通常マージモード導出部302の平均マージ候補導出部344、復号側の通常マージモード導出部402の平均マージ候補導出部444で共通の処理である図21のステップS403の処理手順である平均マージ候補の導出方法について詳細に説明する。図38は平均マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。
動き補償予測部306は、符号化において現在予測処理の対象となっているブロックの位置およびサイズを取得する。また、動き補償予測部306は、インター予測情報をインター予測モード判定部305から取得する。取得したインター予測情報から参照インデックスおよび動きベクトルを導出し、復号画像メモリ104内の参照インデックスで特定される参照ピクチャを、動きベクトルの分だけ予測ブロックの画像信号と同一位置より移動させた位置の画像信号を取得した後に予測信号を生成する。
単一の参照ピクチャからの予測を行う処理を単予測と定義し、単予測の場合はL0予測またはL1予測という、参照リストL0、L1に登録された2つの参照ピクチャのいずれか一方を利用した予測を行う。
本発明の実施の形態では、動き補償予測の精度向上のために、動き補償予測において複数の参照ピクチャの中から最適な参照ピクチャを選択することを可能とする。そのため、動き補償予測で利用した参照ピクチャを参照インデックスとして利用するとともに、参照インデックスを差分動きベクトルとともにビットストリーム中に符号化する。
動き補償予測部306は、図16の符号化側におけるインター予測部102でも示されるように、インター予測モード判定部305において、通常予測動きベクトルモード導出部301によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部305から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部105に供給される。
動き補償予測部306は、図16の符号化側におけるインター予測部102でも示されるように、インター予測モード判定部305において、通常マージモード導出部302によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部305から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部105に供給される。
動き補償予測部306は、図16の符号化側におけるインター予測部102でも示されるように、インター予測モード判定部305において、サブブロック予測動きベクトルモード導出部303によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部305から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部105に供給される。
動き補償予測部306は、図16の符号化側におけるインター予測部102でも示されるように、インター予測モード判定部305において、サブブロックマージモード導出部304によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部305から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部105に供給される。
通常予測動きベクトルモード、および通常マージモードでは、以下のフラグに基づいてアフィンモデルによる動き補償が利用できる。以下のフラグは、符号化処理においてインター予測モード判定部305により決定されるインター予測の条件に基づいて以下のフラグに反映され、ビットストリーム中に符号化される。復号処理においては、ビットストリーム中の以下のフラグに基づいてアフィンモデルによる動き補償を行うか否かを特定する。
図39を参照してイントラブロックコピーの有効参照領域を説明する。図39Aは符号化ツリーブロック単位をイントラブロックコピー基準ブロックとして、有効参照領域を決定する場合の例である。図39Aの500、501、502、503、504は符号化ツリーブロックであり、504が処理対象の符号化ツリーブロックである。505は、処理対象符号化ブロックである。符号化ツリーブロックの処理順は、500、501、502、503、504の順とする。この場合、処理対象符号化ブロック505を含む符号化ツリーブロック504の直前に処理された3つの符号化ツリーブロック501、502、503を処理対象符号化ブロック505の有効参照領域とする。符号化ツリーブロック501より前に処理された符号化ツリーブロック、及び処理対象符号化ブロック505より前に処理が完了しているか否かに関わらず、処理対象符号化ブロック505を含む符号化ツリーブロック504に含まれる領域はすべて無効参照領域とする。
図44を参照して符号化側の予測イントラブロックコピー処理手順を説明する。
まず、ブロックベクトル検出部375でブロックベクトルmvLを検出する(図44のステップS4500)。 続いて、IBC空間ブロックベクトル候補導出部371、IBC履歴予測ブロックベクトル候補導出部372、IBC予測ブロックベクトル候補補充部373、IBC予測ブロックベクトル候補選択部376、ブロックベクトル減算部378で、予測ブロックベクトルモードで用いるブロックベクトルの差分ブロックベクトルを算出する(図44のステップS4501~S4503)。
mvdL = mvL - mvpL
として差分ブロックベクトルmvdLを算出する(図44のステップS4503)。
次に、図45を参照して復号側の予測ブロックベクトルモード処理手順を説明する。復号側では、IBC空間予測ブロックベクトル候補導出部471、IBC履歴ブロックベクトル候補導出部472、IBC予測ブロックベクトル補充部473で、予測ブロックベクトルモードで用いるブロックベクトルを算出する(図45のステップS4600~S4602)。具体的には予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを算出して、予測ブロックベクトルmvpLを選択し、ブロックベクトルmvLを算出する。
mvL = mvpL + mvdL
としてブロックベクトルmvLを算出する(図45のステップS4602)。
図47は本発明の実施の形態に係る動画像符号化装置のイントラブロックコピー予測部352及び動画像復号装置のイントラブロックコピー予測部362とで共通する機能を有する予測イントラブロックコピーモード導出処理の処理手順を表すフローチャートである。
図42のイントラブロックコピー予測部352は、IBC空間ブロックベクトル候補導出部371、IBC履歴ブロックベクトル候補導出部372、IBCブロックベクトル補充部373、参照位置補正部380、IBCマージ候補選択部374、IBC予測モード判定部377を含む。
mvC = ( ( mvL >> ( 3 + 2 ) ) * 32
となる。上式により、mvCのx,y成分それぞれが処理される。
なお、補正された輝度のブロックベクトルが動画像符号化装置の符号化情報格納メモリ111または動画像復号装置の符号化情報格納メモリ205に格納される。
図48は、参照位置補正部380及び参照位置補正部480の処理を説明するフローチャートである。いま、イントラブロックコピー基準ブロックの単位は符号化ツリーブロック(CTU)であり、その大きさは128x128画素でないものとする。
( xRefTL, yRefTL ) = ( xCb + ( mvL[ 0 ] >> 4 ), yCb + ( mvL[ 1 ] >> 4 ) )
( xRefBR, yRefBR ) = ( xRefTL + cbWidth - 1, yRefTL + cbHeight - 1 )
となる。ここで、処理対象符号化ブロックの位置を(xCb,yCb)、ブロックベクトルを(mvL[0],mvL[1])とし、処理対象符号化ブロックの幅はcbWidth、高さはcbHeightとする。
次に、CTUの大きさが128x128画素か否かを判定する(S6002)。いま、その大きさは128x128画素でないので(S6002:NO)、参照可能領域の左上および右下の位置を算出する(S6003)。参照可能領域の左上を( xAvlTL, yAvlTL )、右下を( xAvlBR, yAvlBR )とすると、
NL = Min( 1, 7 - CtbLog2SizeY ) - ( 1 << ((7 - CtbLog2SizeY) << 1) )
( xAvlTL, yAvlTL ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) + NL) << CtbLog2SizeY,
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1,
(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 )
となる。ここで、CTUのサイズはCtbLog2SizeYとする。
一方、上記のすべての条件を満たした場合(S6004:YES)、ステップS6005に進む。ここで、ブロックベクトルが(0,0)を示す場合、すなわち、処理対象符号化対象ブロックと同一の位置を指し示す場合は、参照ブロックの左上位置、右下位置、および、参照可能領域の左上位置、右下位置を求めるまでもなく、参照ブロックが参照可能領域に収まらないことが確定する。従って、ブロックベクトルが(0,0)を示す場合は、それを持って参照ブロックが参照可能領域に収まらないと判定することもできる。
ここで、ブロックベクトルが(0,0)を示す場合、すなわち、処理対象符号化対象ブロックと同一の位置を指し示す場合は、参照ブロックの左上位置、右下位置、および、参照可能領域の左上位置、右下位置を求めるまでもなく、参照ブロックが参照可能領域に収まらないことが確定する。従って、ブロックベクトルが(0,0)を示す場合は、それを持って参照ブロックが参照可能領域に収まらないと判定することもできる。
ステップS6004で、参照ブロックが参照可能領域に収まると判定した場合は、参照ブロックの参照位置を補正する(S6005)。今、処理対象のCTUの位置を(xCtb, yCtb)とする。このとき、参照ブロックの参照位置の値に関わらず、
(xRefTL, yRefTL ) = ( xCtb - (1 << CtbLog2SizeY), yCtb )
により、参照ブロックの参照位置を補正する。
mvL[0] = - ((xCb - xCtb) + (1 << CtbLog2SizeY))
mvL[1] = - (yCb - yCtb)
と補正する。
本発明は、補正後の参照位置を、処理対象CTUの直前のCTUの左上位置とする構成に限定されない。図49Bは、処理対象CTUの直前のCTUの右上位置を補正後の参照位置とする場合の例である。図50Bにおいては、6005が補正後の参照ブロックr'に相当する。このとき、補正後の参照ブロックの位置は、
(xRefTL, yRefTL ) = ( xCtb - cbWidth, yCtb )
により決定する。参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正してもよい。すなわち、
mvL[0] = - (xCb - xCtb)
mvL[1] = - (yCb - yCtb)
と補正する。
図49Cは、処理対象CTUの直前のCTUの左下位置を補正後の参照位置とする場合の例である。図49Cにおいては、6006が補正後の参照ブロックr'に相当する。このとき、補正後の参照ブロックの位置は、
(xRefTL=xAvlTL, yRefTL ) = ( xCtb - (1 << CtbLog2SizeY), yCtb + (1 << CtbLog2SizeY) - cbHeight)
により決定する。参位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正してもよい。すなわち、
mvL[0] = - ((xCb - xCtb) + (1 << CtbLog2SizeY))
mvL[1] = - (yCb - yCtb) + (1 << CtbLog2SizeY) - yCb
と補正する。
図49Dは、処理対象CTUの直前のCTUの右下位置を補正後の参照位置とする場合の例である。図49Dにおいては、6007が補正後の参照ブロックr'に相当する。このとき、補正後の参照ブロックの位置は、
(xRefTL, yRefTL ) = ( xCtb - cbWidth, yCtb + (1 << CtbLog2SizeY) - cbHeight )
により決定する。参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正してもよい。すなわち、
mvL[0] = - (xCb - xCtb)
mvL[1] = - (yCb - yCtb) + (1 << CtbLog2SizeY) - yCb
と補正する。
図49のAからDのいずれにおいても、補正前の参照ブロックの参照位置の値に寄らず、参照ブロックの参照位置を補正する点において共通である。
また、本発明は、補正後の参照位置をこれに限定するものではなく、例えば、図50Aに記載の通り、補正後の参照ブロックの参照位置を、CTUの中心に取るようなこともできる。図50Aの6008は、処理対象CTUの直前のCTUの中心位置を補正後の参照ブロックとした場合の例である。このとき、補正後の参照ブロックの位置は、
(xRefTL, yRefTL ) = ( xCtb -(1<<(CtbLog2SizeY-1) - cbWidth/2, yCtb + (1<<(CtbLog2SizeY-1)) - cbHeight/2)
により決定する。同様に、図50Bのように、直前のCTUに含まれない位置を、補正後の参照ブロックの参照位置とすることも可能である。図50Bの6009から6012は、処理対象CTUの2つ前のCTUを補正後の参照位置とする場合の例である。
( xAvlTLA, yAvlTLA ) = (((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - (1 << (CtbLog2SizeY-1)),
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
( xAvlBRA, yAvlBLA ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY - 1 ,
((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1 ) << CtbLog2SizeY) - 1 )
( xAvlTLB, yAvlTLB ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) - 1) << CtbLog2SizeY,
((yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) + (1 << (CtbLog2SizeY-1)) )
( xAvlBRB, yAvlBLB ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY - 1,
((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1 ) << CtbLog2SizeY) - 1 )
となる。同様に図51Bの場合は、
( xAvlTLA, yAvlTLA ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) - 1) << CtbLog2SizeY,
((yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) + (1 << (CtbLog2SizeY-1)) )
( xAvlBRA, yAvlBLA ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY - 1,
((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1 ) << CtbLog2SizeY) - 1 )
( xAvlTLB, yAvlTLB ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY,
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
( xAvlBRB, yAvlBLB ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) + (1 << (CtbLog2SizeY-1)) - 1,
((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1 ) << CtbLog2SizeY) - 1 )
となる。同様に図51Cの場合は、
( xAvlTLA, yAvlTLA ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - (1 << (CtbLog2SizeY-1)),
((yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) + (1 << (CtbLog2SizeY-1)) )
( xAvlBRA, yAvlBLA ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY - 1,
((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1 ) << CtbLog2SizeY) - 1 )
( xAvlTLB, yAvlTLB ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY,
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
( xAvlBRB, yAvlBLB ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) + 1 ) << CtbLog2SizeY) - 1,
((yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) + (1 << (CtbLog2SizeY-1)) - 1)
となる。同様に図51Dの場合は、
( xAvlTLA, yAvlTLA ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY,
(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
となる。
一方、上記のすべての条件を満たした場合(S6004:YES)、ステップS6005へ進む。ここで、ブロックベクトルが(0,0)を示す場合、すなわち、処理対象符号化対象ブロックと同一の位置を指し示す場合は、参照ブロックの左上位置、右下位置、および、参照可能領域の左上位置、右下位置を求めるまでもなく、参照ブロックが参照可能領域に収まらないことが確定する。従って、ブロックベクトルが(0,0)を示す場合は、それを持って参照ブロックが参照可能領域に収まらないと判定することもできる。
ステップS6004で、参照ブロックが参照可能領域に収まると判定した場合は、参照ブロックの参照位置を補正する。今、処理対象のCTUの位置を(xCtb, yCtb)とする。このとき、参照ブロックの参照位置の値に関わらず、
(xRefTL, yRefTL ) = ( ((xCb >> (CtbLog2SizeY-1)) << (CtbLog2SizeY-1)) -(1 << (CtbLog2SizeY-1)), (yCb >> (CtbLog2SizeY-1)) << (CtbLog2SizeY-1)) )
により、参照ブロックの参照位置を補正する。
図52Bは、図51Bの場合において、参照位置を補正する様子を示す図である。いま、参照ブロックが処理対象符号化ブロックと同一の位置6102に位置していたとすると、補正後の参照ブロックr'(6108)は、参照ブロック6103の左上位置となる。本発明は、補正後の参照位置を6108の位置とする構成に限定されない。図52Bの6108の代わりに、参照ブロック6104の左上位置である6109、または参照ブロック6105の左上位置である6110を補正後の参照位置とすることも可能である。さらに、図50と同様、参照ブロック6103、6104、6105いずれかの中心位置を取るような構成も可能である。
図52Cは、図51Cの場合において、参照位置を補正する様子を示す図である。いま、参照ブロックが処理対象符号化ブロックと同一の位置6102に位置していたとすると、補正後の参照ブロックr'(6108)は、参照ブロック6103の左上位置となる。本発明は、補正後の参照位置を6108の位置とする構成に限定されない。図52Cの6108の代わりに、参照ブロック6104の左上位置である6109、または参照ブロック6105の左上位置である6110を補正後の参照位置とすることも可能である。さらに、図50と同様、参照ブロック6103、6104、6105いずれかの中心位置を取るような構成も可能である。
図52Dは、図51Dの場合において、参照位置を補正する様子を示す図である。いま、参照ブロックが処理対象符号化ブロックと同一の位置6102に位置していたとすると、補正後の参照ブロックr'(6108)は、参照ブロック6103の左上位置となる。本発明は、補正後の参照位置を6108の位置とする構成に限定されない。図52Dの6108の代わりに、参照ブロック6104の左上位置である6109、または参照ブロック6105の左上位置である6110を補正後の参照位置とすることも可能である。さらに、図50と同様、参照ブロック6103、6104、6105いずれかの中心位置を取るような構成も可能である。
図52AからDのいずれにおいても、補正前の参照ブロックの参照位置の値に寄らず、参照ブロックの参照位置を補正する点において共通である。
従って、本発明の構成により、参照可能領域が矩形でない場合においても、参照ブロックの位置に依存せず、一意に補正後の参照位置を決定することができるため、簡便な処理により、参照ブロックの位置を補正することができる。
本実施例では、CTUの大きさが128x128画素か否かを判定し(S6002)、処理を切り替えている。これは、イントラブロックコピー基準ブロックが、符号化ツリーブロックを4分割した単位か否かを判定するようにしても良いし、CTUの大きさが符号化ブロックの最大サイズより大きいか否かを判定するようにしても良い。
Claims (6)
- イントラブロックコピー基準ブロックを一つ以上のブロックに分割する画像符号化装置であって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出部と、
前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択部と、
前記選択ブロックベクトルが指し示す参照ブロックが参照可能領域に収まらない場合に、前記処理対象ブロックが含まれるイントラブロックコピー基準ブロックの直前のイントラブロックコピー基準ブロックの所定位置を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正部とを備え、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測画像とする
ことを特徴とする画像符号化装置。 - イントラブロックコピー基準ブロックを一つ以上のブロックに分割する画像符号化方法であって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出ステップと、
前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
前記選択ブロックベクトルが指し示す参照ブロックが参照可能領域に収まらない場合に、前記処理対象ブロックが含まれるイントラブロックコピー基準ブロックの直前のイントラブロックコピー基準ブロックの所定位置を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップとを備え、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測画像とする
ことを特徴とする画像符号化方法。 - イントラブロックコピー基準ブロックを一つ以上のブロックに分割する画像符号化プログラムであって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出ステップと、
前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
前記選択ブロックベクトルが指し示す参照ブロックが参照可能領域に収まらない場合に、前記処理対象ブロックが含まれるイントラブロックコピー基準ブロックの直前のイントラブロックコピー基準ブロックの所定位置を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップとをコンピュータに実行させ、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測画像とする
ことを特徴とする画像符号化プログラム。 - イントラブロックコピー基準ブロックを一つ以上のブロックに分割する画像復号装置であって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出部と、
前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択部と、
前記選択ブロックベクトルが指し示す参照ブロックが参照可能領域に収まらない場合に、前記処理対象ブロックが含まれるイントラブロックコピー基準ブロックの直前のイントラブロックコピー基準ブロックの所定位置を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正部とを備え、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測画像とする
ことを特徴とする画像復号装置。 - イントラブロックコピー基準ブロックを一つ以上のブロックに分割する画像復号方法であって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出ステップと、
前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
前記選択ブロックベクトルが指し示す参照ブロックが参照可能領域に収まらない場合に、前記処理対象ブロックが含まれるイントラブロックコピー基準ブロックの直前のイントラブロックコピー基準ブロックの所定位置を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップとを備え、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測画像とする
ことを特徴とする画像復号方法。 - イントラブロックコピー基準ブロックを一つ以上のブロックに分割する画像復号プログラムであって、
符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出ステップと、
前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
前記選択ブロックベクトルが指し示す参照ブロックが参照可能領域に収まらない場合に、前記処理対象ブロックが含まれるイントラブロックコピー基準ブロックの直前のイントラブロックコピー基準ブロックの所定位置を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップとをコンピュータに実行させ、
前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測画像とする
ことを特徴とする画像復号プログラム。
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