JP7229355B2 - 残差符号化を制御する方法、装置およびコンピュータ・プログラム - Google Patents
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Description
本願は、2019年2月8日に出願された米国仮特許出願第62/803,244号、および2019年5月6日に米国特許商標庁に出願された米国特許出願第16/403,771号からの優先権を主張するものである。これらの出願は、ここに参照によりその全体において組み込まれる。
実施形態と整合する方法および装置は、ビデオ符号化に関し、より詳細には、変換スキップ・モードと複数変換選択との間の調和のための方法および装置に関する。
高効率ビデオ符号化(High Efficiency Video Coding、HEVC)では、主要変換は4点、8点、16点および32点DCT-2(離散コサイン変換)であり、変換コア行列は8ビット整数を使って表わされる、すなわち8ビット変換コアである。より小さなDCT-2の変換コア行列は、以下に示されるように、より大きなDCT-2の一部である。
4×4変換
テーブル1:N点入力についてのDCT-2、DST-7、DCT-8の変換基底関数
テーブル2:mts_idx[x][y][cIdx]に依存するtrTypeHorとtrTypeVerの指定
4点DST-7:
4点DCT-8:
7.3.4.11 変換単位(Transform unit)シンタックス
7.4.5.11 変換単位の意味内容
cu_mts_flag[x0][y0]が1に等しいことは、複数変換選択が、関連するルーマ変換ブロックの残差サンプルに適用されることを指定する。cu_mts_flag[x0][y0]が0に等しいことは、複数変換選択が、関連するルーマ変換ブロックの残差サンプルに適用されないことを指定する。配列インデックスx0,y0は、ピクチャーの左上ルーマ・サンプルに対する、考慮されている変換ブロックの左上ルーマ・サンプルの位置(x0,y0)を指定する。
cu_mts_flag[x0][y0]が存在しない場合は、0に等しいと推定される。
7.4.5.12 残差符号化の意味内容
transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]は、変換が、関連する変換ブロックに適用されるか否かを指定する。配列インデックスx0,y0は、ピクチャーの左上ルーマ・サンプルに対する、考慮されている変換ブロックの左上ルーマ・サンプルの位置(x0,y0)を指定する。配列インデックスcIdxは、色成分についてのインジケータを指定し、ルーマについては0に等しく、Cbについては1に等しく、Crについては2に等しい。transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]が1に等しいことは、現在の変換ブロックに変換が適用されないことを指定する。transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]が0に等しいことは、現在の変換ブロックに変換が適用されるか否かの決定が、他のシンタックス要素に依存することを指定する。transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]が存在しない場合は、0に等しいと推定される。
last_sig_coeff_x_prefixは、変換ブロック内のスキャン順で最後の有意な係数の列位置のプレフィックスを指定する。last_sig_coeff_x_prefixの値は、0から(log2TbWidth<<1)-1まで(両端含む)の範囲である。
last_sig_coeff_y_prefixは、変換ブロック内のスキャン順で最後の有意な係数の行位置のプレフィックスを指定する。last_sig_coeff_y_prefixの値は、0から(log2TbHeight<<1)-1まで(両端含む)の範囲である。
last_sig_coeff_x_suffixは、変換ブロック内のスキャン順で最後の有意な係数の列位置のサフィックスを指定する。
last_sig_coeff_x_suffixの値は、0から(1<<((last_sig_coeff_x_prefix>>1)-1))-1まで(両端含む)の範囲である。
変換ブロック内のスキャン順で最後の有意な係数の列位置LastSignificantCoeffXは、次のように導出される:
・last_sig_coeff_x_suffixが存在しない場合は、次が適用される:
LastSignificantCoeffX=last_sig_coeff_x_prefix
・それ以外の場合(last_sig_coeff_x_suffixが存在)、次が適用される:
LastSignificantCoeffX=(1<<((last_sig_coeff_x_prefix>>1)-1))*
(2+(last_sig_coeff_x_prefix & 1))+last_sig_coeff_x_suffix
……
coeff_sign_flag[n]は、スキャン位置nについての変換係数レベルの符号を次のように指定する:
・coeff_sign_flag[n]が0に等しい場合、対応する変換係数レベルは正の値をもつ。
・それ以外の場合(coeff_sign_flag[n]が1に等しい)、対応する変換係数レベルは負の値をもつ。
coeff_sign_flag[n]が存在しない場合は、0に等しいと推定される。
mts_idx[x0][y0]は、現在の変換ブロックの水平方向と垂直方向に沿った諸ルーマ残差サンプルにどの変換カーネルが適用されるかを指定する。配列インデックスx0,y0は、ピクチャーの左上ルーマ・サンプルに対する、考慮されている変換ブロックの左上ルーマ・サンプルの位置(x0,y0)を指定する。
mts_idx[x0][y0]が存在しない場合は、-1に等しいと推定される。
(a)予測:変化なし。
(b)変換:スキップされる。その代わり、変換スキップTUについて、単純なスケーリング・プロセスが使用される。変換スキップ係数が他の変換係数と同様の大きさをもつようにするために、スケールダウン・プロセスが実行され、スケーリング因子は同じサイズの他の変換(ノルム1の標準的な浮動小数点変換に対して)に関連するスケーリングと同じである。
(c)エントロピー符号化:変換がバイパスされたか否かを示すためにフラグが信号伝達される。
(d)ブロック化解除、SAO、およびALF:変化なし。
(e)シーケンスパラメータセット(SPS)内のフラグが、変換スキップが有効にされているか否かを示す。
7.3.4.13 残差符号化シンタックス
transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]は、関連する変換ブロックに変換が適用されるか否かを指定する。配列インデックスx0,y0は、ピクチャーの左上のルーマ・サンプルに対する、考慮されている変換ブロックの左上のルーマ・サンプルの位置(x0,y0)を指定する。配列インデックスcIdxは、色成分についてのインジケータを指定し、ルーマについては0に等しく、Cbについては1に等しく、Crについては2に等しい。transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]が1に等しいことは、現在の変換ブロックに変換が適用されないことを指定する。transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]が0に等しいことは、現在の変換ブロックに変換が適用されるか否かの決定は、他のシンタックス要素に依存することを指定する。transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]が存在しない場合は、0に等しいと推定される。
last_sig_coeff_x_prefixは、変換ブロック内のスキャン順で最後の有意な係数の列位置のプレフィックスを指定する。last_sig_coeff_x_prefixの値は、0から(log2TbWidth<<1)-1まで(両端含む)の範囲である。
8.5.2 スケーリングおよび変換のプロセス
このプロセスへの入力は以下の通りである:
・現在のピクチャーの左上のルーマ・サンプルに対して現在のルーマ変換ブロックの左上のサンプルを指定するルーマ位置(xTbY,yTbY)、
・現在のブロックの色成分を指定する変数cIdx、
・変換ブロック幅を指定する変数nTbW、
・変換ブロック高さを指定する変数nTbH。
このプロセスの出力は、残差サンプルの(nTbW)×(nTbH)配列resSamples[x][y]である。ここで、x=0…nTbW-1、y=0…nTbH-1である。
変数bitDepth、bdShiftおよびtsShiftは、次のように導出される:
bitDepth=(cIdx==0) ? BitDepthY:BitDepthC
bdShift=Max(22-bitDepth,0)
tsShift=5+((Log2(nTbW)+Log2(nTbH))/2)
残差サンプルresSampleの(nTbW)×(nTbH)配列は次のように導出される:
1.8.5.3項において指定される変換係数についてのスケーリング・プロセスが、変換ブロック位置(xTbY,yTbY)、変換幅nTbWおよび変換高さnTbH、色成分変数cIdxおよび現在の色成分のビット深さbitDepthを入力として呼び出され、出力はスケーリングされた変換係数dの(nTbW)×(nTbH)配列である。
2.残差サンプルrの(nTbW)×(nTbH)配列は次のように導出される:
・transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]が1に等しい場合、x=0…nTbW-1、y=0…nTbH-1の残差サンプル配列値r[x][y]は次のように導出される:
r[x][y]=d[x][y]<<tsShift
・それ以外の場合(transform_skip_flag[xTbY][yTbY][cIdx]が0に等しい)、変換ブロック位置(xTbY,yTbY)、変換幅nTbWおよび変換高さnTbH、色成分変数cIdxおよびスケーリングされた変換係数dの(nTbW)×(nTbH)配列を入力として、スケーリングされた変換係数についての変換プロセスが呼び出され、出力は残差サンプルrの(nTbW)×(nTbH)配列である。
3.x=0…nTbW-1、y=0…nTbH-1としての残差サンプルresSamples[x][y]は次のように導出される:
resSamples[x][y]=(r[x][y]+(1<<(bdShift-1)))>>bdShift
8.5.3 変換係数についてのスケーリング・プロセス
このプロセスへの入力は以下の通りである:
・現在のピクチャーの左上のルーマ・サンプルに対して現在のルーマ変換ブロックの左上のサンプルを指定するルーマ位置(xTbY,yTbY)、
・変換ブロック幅を指定する変数nTbW、
・変換ブロック高さを指定する変数nTbH、
・現在のブロックの色成分を指定する変数cIdx、
・現在の色成分のビット深さを指定する変数bitDepth。
このプロセスの出力は、要素d[x][y]をもつスケーリングされた変換係数の(nTbW)×(nTbH)配列dである。
量子化パラメータqPは次のように導出される:
・cIdxが0に等しい場合、次が適用される:
qP=Qp'Y
・そうではなく、cIdxが1に等しい場合、次が適用される:
qP=Qp'Cb
・それ以外の場合(cIdxが2に等しい)、次が適用される:
qP=Qp'Cr
変数bdShift、rectNormおよびbdOffsetは次のように導出される:
bdShift=bitDepth+(((Log2(nTbW)+Log2(nTbH))&1)*8+
(Log2(nTbW)+Log2(nTbH))/2)-5+dep_quant_enabled_flag
rectNorm=((Log2( nTbW)+Log2(nTbH)) & 1)==1 ? 181:1
bdOffset=(1<<bdShift)>>1
リストLevelScale[]は、LevelScale[k]={40,45,51,57,64,72} として指定される。ここで、k=0…5。
x=0…nTbW-1、y=0…nTbH-1としてスケーリングされた変換係数d[x][y]の導出のためには、次が適用される:
・中間スケーリング因子m[x][y]が16に設定される。
・スケーリング因子ls[x][y]は次のように導出される:
・dep_quant_enabled_flagが1に等しい場合、次が適用される:
ls[x][y]=(m[x][y]*levelScale[(qP+1)%6])<<((qP+1)/6)
・それ以外の場合(dep_quant_enabled_flagが0に等しい)、次が適用される:
ls[x][y]=(m[x][y]*levelScale[qP%6])<<(qP/6)
・値dnc[x][y]は次のように導出される:
dnc[x][y] =
(TransCoeffLevel[xTbY][yTbY][cIdx][x][y]*ls[x][y]*rectNorm
+bdOffset)>>bdShift
・スケーリングされた変換係数d[x][y]は次のように導出される:
d[x][y]=Clip3(CoeffMin,CoeffMax,dnc[x][y])
テーブル3:ブロック・サイズに依存したサブパーティション数
Claims (11)
- ビデオ・シーケンスのエンコードのための残差符号化を制御する方法であって、当該方法は少なくとも1つのプロセッサによって実行され、当該方法は:
複数変換選択(MTS)インデックスが前記ビデオ・シーケンスの符号化ブロックについて変換スキップ・モードが有効にされることを示すことに基づいて、水平変換および垂直変換のそれぞれとして恒等変換を同定する段階と;
前記MTSインデックスが前記符号化ブロックについて変換スキップ・モードが有効にされないことを示すことに基づいて、水平変換および垂直変換の一方または両方として、離散コサイン変換(DCT)、離散サイン変換(DST)、アダマール変換およびハール変換のうちの1つを同定する段階と;
同定された水平変換および同定された垂直変換を使用して、前記符号化ブロックの残差符号化を実行する段階とを含み、
当該方法はさらに、
条件のうち任意の1つまたは任意の組み合わせが満たされているかどうかを判定する段階であって、該条件は、前記符号化ブロックの近傍ブロックが前記恒等変換によって符号化されるかどうか、前記符号化ブロックがイントラ予測モードによって符号化されるかどうか、前記符号化ブロックがイントラブロックコピーによって符号化されるかどうか、前記符号化ブロックの成分がルーマであるかクロマであるか、前記符号化ブロックがサブブロックマージモードによって符号化されるかどうか、および前記符号化ブロックがイントラサブパーティションモードによって符号化されるかどうかを含む、段階と;
前記MTSインデックスが、前記符号化ブロックについて変換スキップ・モードが有効にされないことを示し、前記条件のうちの前記任意の1つまたは任意の組み合わせが満たされていると判定されることに基づいて、前記恒等変換を水平変換および垂直変換のそれぞれとして同定する段階とを含む、
方法。 - 前記水平変換および垂直変換の一方または両方として、DCT、DST、アダマール変換およびハール変換のうちの1つを同定することは、前記MTSインデックスが前記符号化ブロックについて変換スキップ・モードが有効にされないことを示し、第1の値を示すことに基づいて:
前記恒等変換を水平変換として同定し;
DCT-2、DST-7、アダマール変換およびハール変換のうちの一つを垂直変換として同定することを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記水平変換および垂直変換の一方または両方として、DCT、DST、アダマール変換およびハール変換のうちの1つを同定することは、前記MTSインデックスが前記符号化ブロックについて変換スキップ・モードが有効にされないことを示し、前記第1の値とは異なる第2の値を示すことに基づいて:
DCT-2、DST-7、アダマール変換およびハール変換のうちの一つを水平変換として同定し;
前記恒等変換を垂直変換として同定することを含む、
請求項2に記載の方法。 - 前記符号化ブロックのサイズが所定の閾値よりも大きいかどうかを判定する段階であって、該サイズは、面積、高さ、および幅のうちの1つである、段階と;
前記MTSインデックスが、前記符号化ブロックについて変換スキップ・モードが有効にされないことを示し、前記条件のうちの前記任意の1つまたは任意の組み合わせが満たされていると判定され、前記符号化ブロックのサイズが前記所定の閾値より大きいと判定されることに基づいて、水平変換および垂直変換のそれぞれとして前記恒等変換を同定する段階とをさらに含む、
請求項1ないし3のうちいずれか一項に記載の方法。 - ビデオ・シーケンスのエンコードのための残差符号化を制御する方法であって、当該方法は少なくとも1つのプロセッサによって実行され、当該方法は:
複数変換選択(MTS)インデックスが前記ビデオ・シーケンスの符号化ブロックについて変換スキップ・モードが有効にされることを示すことに基づいて、水平変換および垂直変換のそれぞれとして恒等変換を同定する段階と;
前記MTSインデックスが前記符号化ブロックについて変換スキップ・モードが有効にされないことを示すことに基づいて、水平変換および垂直変換の一方または両方として、離散コサイン変換(DCT)、離散サイン変換(DST)、アダマール変換およびハール変換のうちの1つを同定する段階と;
同定された水平変換および同定された垂直変換を使用して、前記符号化ブロックの残差符号化を実行する段階とを含み、
当該方法は、
前記符号化ブロックのサイズが所定の閾値よりも大きいかどうかを判定する段階をさらに含み、該サイズは、面積、高さ、および幅のうちの1つであり、
水平変換および垂直変換のそれぞれとして前記恒等変換を同定することは、前記MTSインデックスが、前記符号化ブロックについて変換スキップ・モードが有効にされることを示し、前記符号化ブロックのサイズが前記所定の閾値より大きいと判定されることに基づいて、水平変換および垂直変換のそれぞれとして前記恒等変換を同定することを含む、
方法。 - DCT、DST、およびアダマール変換のうちの1つを前記符号化ブロックの残差ブロックに対して適用して変換係数ブロックを生成する段階と;
前記変換係数ブロックに基づいて変換差分絶対値和を決定する段階と;
前記残差ブロックに基づいて差分絶対値和を決定する段階と;
前記変換差分絶対値和および前記差分絶対値和に基づいて、前記符号化ブロックについての候補予測モードの最終的なコストを決定する段階と;
前記候補予測モードの最終的なコストに基づいて、変換スキップ・モードが有効にされることを示すよう前記MTSインデックスを設定する段階とをさらに含む、
請求項1ないし5のうちいずれか一項に記載の方法。 - 前記候補予測モードの最終的なコストは、前記変換差分絶対値和および前記差分絶対値和のうちの最小値である、請求項6に記載の方法。
- 前記候補予測モードの最終的なコストは、前記変換差分絶対値和と前記差分絶対値和の加重和である、請求項6に記載の方法。
- 前記恒等変換は、対角位置に沿ってのみ0でない要素を有するN×Nの変換コアを用いた線形変換プロセスである、請求項1ないし8のうちいずれか一項に記載の方法。
- 請求項1ないし9のうちいずれか一項に記載の方法を実行するように構成された、ビデオ・シーケンスのエンコードのための残差符号化を制御するための装置。
- 少なくとも1つのプロセッサに請求項1ないし9のうちいずれか一項に記載の方法を実行させるためのコンピュータ・プログラム。
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