JP7250927B2 - フレーム内予測符号化方法、装置、電子デバイスおよびコンピュータプログラム - Google Patents

フレーム内予測符号化方法、装置、電子デバイスおよびコンピュータプログラム Download PDF

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Description

[関連出願への相互参照]
本願は、2019年4月11日に中国特許庁へ提出された、出願番号が201910290936.5であり、出願名称が「フレーム内予測符号化方法、装置、電子デバイスおよびコンピュータ記憶媒体」である中国特許出願の優先権を主張し、その全ての内容が参照することにより本願に組み込まれる。
[技術分野]
本願は、ビデオ符号化技術分野に関し、具体的に、本願は、フレーム内予測符号化方法、装置、電子デバイスおよびコンピュータ記憶媒体に関する。
HEVC(High Efficiency Video Coding、高効率ビデオ符号化)規格を使用して符号化を行うプロセスでは、多くのモード意思決定プロセスに関連している。その中で、RDO(Rate Distortion Optimization、レート歪み最適化)は、現在の業界で最も重要なビデオ符号化意思決定技術であり、ビデオ符号化の各段階のために最適な符号化モードを効果的に選択し、さらに、圧縮効率を向上させることができる。符号化プロセスでは、エンコーダは、可能なモードごとにそれぞれ符号化しようと試みて、そのモードに対応するレート歪みコストを計算し、そして、レート歪みコストが最小となるモードを最適モードとして選択し、最終的に、最適モードをコードストリームに符号化して書き込む。エンコーダは、各モードに対して符号化を試み、すべての符号化段階を完了する必要があるため、RDOに関連する計算量は、非常に膨大になり、特に、HEVC規格には多くの符号化モードが追加されているため、RDOの計算量が倍増することを直接的にもたらした。
現在、HEVCのリファレンスソフトウェアHM、および有名なオープンソースソフトウェアx265において、フレーム内予測符号化では、粗選択と精選択の2段階検索戦略が採用されている。x265において、粗選択段階では、可能性の高い最適モードを迅速に識別するするように、簡略化されたSATD(Sum of Absolute Transformed Differences、絶対値変換差分和)アルゴリズムが使用されている一方、精選択段階では、フレーム内予測符号化の圧縮効率を保証するように、精細化されたRDOアルゴリズムが使用されている。
しかしながら、本願の発明者は、具体的な実施の過程において、下記のことを発見し、即ち、x265の精選択段階でのレート歪み最適化コスト(RdoCost)では、無効に計算される情況が存在し、特に、候補リストの末尾にあるモードを最適モードとする確率は非常に低く、これらのモードのRdoCostを計算する利益が非常に低くて、したがって、符号化速度および符号化効率を全体的に低下させる。
本願の実施形態は、フレーム内予測符号化方法を提供し、エンコーダの計算量を効果的に低減させ、符号化速度および符号化効率を大幅に向上させることができる。
第1態様によれば、本願の実施形態は、フレーム内予測符号化方法を提供し、この方法は、
現在の符号化ブロックのN個(Nは正の整数である)の候補フレーム内予測モードを決定し、N個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存するステップと、
現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得し、空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを隣接モードリストに保存するステップと、
候補モードリストと、隣接モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するステップと、を含む。
第2態様によれば、本願の実施形態は、フレーム内予測符号化装置を提供し、この装置は、
現在の符号化ブロックのN個(Nは正の整数である)の候補フレーム内予測モードを決定し、N個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存する第1処理モジュールと、
現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得し、空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを隣接モードリストに保存する第2処理モジュールと、
候補モードリストと、隣接モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する決定モジュールと、を含む。
第3態様によれば、本願の実施形態は、メモリとプロセッサとを含む電子デバイスを提供し、前記メモリが、コンピュータプログラムを記憶し、前記プロセッサが、前記コンピュータプログラムを実行することで、上記のフレーム内予測符号化方法を実現する。
第4態様によれば、本願の実施形態は、コンピュータプログラムが記憶されているコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供し、前記コンピュータプログラムが、1つ以上のプロセッサにより実行される場合、上記のフレーム内予測符号化方法を実現する。
本願の実施形態によって提供されるフレーム内予測符号化方法は、現在の符号化ブロックのN個の候補フレーム内予測モードを保存する候補モードリストと、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを保存する隣接モードリストとによって、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定し、これにより、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードが十分に利用されることができ、これによって、エンコーダが現在の符号化ブロックのある符号化モードのRDO意思決定プロセスを適応的にスキップすることが支援され、エンコーダの計算量を効果的に低減させ、符号化速度および符号化効率を大幅に向上させる。
本願の付加的な態様および利点は、以下の説明において部分的に与えられ、これらは以下の説明から明らかになるか、または本願を実践することにより了解される。
本願の上記および/または付加的な態様および利点は、以下の図面を参照しながら実施形態を説明することにより明らかになり、かつ容易に理解するようになる。
本願の実施形態のフレーム内予測符号化方法の応用環境の模式図である。 本願の実施形態のフレーム内予測符号化方法の模式的フローチャートである。 本願の実施形態の空間隣接符号化ブロックおよび上層符号化ブロックの模式図である。 本願の実施形態の高効率ビデオ符号化HEVCの四分木分割の模式図である。 本願の実施形態のフレーム内予測符号化の過程の模式図である。 本願の実施形態による、フレーム内予測符号化方法を使用して現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することの模式図である。 本願の実施形態のフレーム内予測符号化装置の構造の模式図である。 本願の実施形態の別のフレーム内予測符号化装置の構造の模式図である。 本願の実施形態の電子デバイスの構造の模式図である。
以下、本願の実施形態を詳細に説明し、前記実施形態の示例が図面に示され、ここで、同一または類似の符号が、同一または類似の要素、あるいは同一または類似の機能を有する要素を始終に表す。以下に図面を参照しながら説明する実施形態は、本願を解釈するためにのみ使用されるものであり、本願を限定するものとして解釈することはできない。
当業者は、特に明記されていない限り、ここで使用される単数形「1」、「1つ」、「前記」および「該」も複数形を含むことができる、ということを理解できる。さらに理解すべきものとして、本願の明細書で使用される「含む」という用語は、説明された特徴、全体、ステップ、操作、要素および/またはコンポーネントが存在するが、1つ以上の他の特徴、全体、ステップ、操作、要素、コンポーネントおよび/またはそれらの組み合わせの存在または追加を排除しない、ということを指す。理解すべきものとして、要素が他の要素に「接続」または「結合」されていると記載される場合、それは、他の要素に直接的に接続または結合されてもよく、または中間要素が存在してもよい。また、ここで使用される「接続」または「結合」は、無線接続または無線結合を含むことができる。ここで使用される「および/または」という用語は、1つ以上の関連付けられたリスト項目のすべてまたはいずれかの組み合わせを含む。
本願の目的、技術的解決手段および利点をより明確にするために、以下、図面を参照しながら本願の実装形態をさらに詳細に説明する。
以下、本願の技術的解決手段、および本願の技術的解決手段が上記の技術的課題をどのように解決するかについて、具体的な実施形態を用いて詳細に説明する。以下のいくつかの具体的な実施形態は、互いに組み合わされてもよく、同一または類似の概念またはプロセスは、いくつかの実施形態では繰り返して説明されない可能性がある。本願の実施形態は、図面を参照しながら以下に説明される。
図1は、本願の実施形態のフレーム内予測符号化方法の適用環境の模式図である。図1に示すように、通信システム100は、ネットワーク12、例えば有線または無線ネットワークを介して接続された、1つ以上の端末デバイス10およびサーバ11を含み、本願の実施形態に係るフレーム内予測符号化方法を実行する。
図1の実施形態では、端末デバイス10は、データフレームにおける符号化ブロックを符号化して、符号化されたデータフレームを、ネットワーク12を介してサーバ11または他のデバイスに送信したり、またはサーバ11または他のデバイスから受信された、符号化されたデータフレームを復号したりすることができる。ここで、端末デバイス10は、携帯電話、タブレットコンピュータ、ノート型コンピュータ、またはパーソナルコンピュータ(PC:Personal Computer)、スマートテレビなどであってもよい。端末デバイス10には、クライアントがインストールされてもよく、このクライアントは、ビデオクライアント、ブラウザクライアントまたはインスタントメッセンジャークライアントなどであってもよい。サーバ11は、データフレームにおける符号化ブロックを符号化し、符号化されたデータフレームを、ネットワーク12を介して端末デバイス10または他のデバイスに送信したり、または端末デバイス10または他のデバイスから受信された、符号化されたデータフレームを復号したりすることができる。ここで、サーバ11は、単一のサーバであってもよく、複数のサーバからなるサーバクラスタであってもよいし、またはクラウドコンピューティングプラットフォームなどであってもよい。
本願の実施形態は、フレーム内予測符号化方法を提供し、該方法は、エンコーダにより実行され、ここで、エンコーダは、サーバに配置されてもよく、クライアントに配置されてもよく、他の可能な端末デバイスに配置されてもよいし、本願の実施形態はこれに対して制限しない。例えば、本願の実施形態によって提供されるフレーム内予測符号化方法は、図1に示す端末デバイスに応用されてもよい。図2に示すように、該フレーム内予測符号化方法は、ステップS110~ステップS130を含むことができ、即ち、
ステップS110で、現在の符号化ブロックのN個の候補フレーム内予測モードを決定し、N個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存し、ここで、Nは、正の整数である。
本願の実施形態では、エンコーダは、簡略化されたSATDアルゴリズムを使用して、現在の符号化ブロックのN個の候補フレーム内予測モードを決定することができる。エンコーダは、このN個の候補フレーム内予測モードを決定した後、このN個の候補フレーム内予測モードを対応するリストに保存し、後続で容易に区別できるように、該リストが候補モードリストとして記載され、即ち、エンコーダは、このN個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存し、これによって、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを後で決定するために保障が提供されている。
ステップS120で、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得し、前記空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを隣接モードリストに保存する。
本願の実施形態では、エンコーダは、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを決定した後、空間隣接符号化ブロックの最適符号化モードおよび上層符号化ブロックの最適符号化モードを所定の記憶スペースに記憶する。ここで、エンコーダは、該空間隣接符号化ブロックの最適符号化モードまたは上層符号化ブロックの最適符号化モードを決定するプロセスにおいて、該空間隣接符号化ブロックまたは上層符号化ブロックを現在の符号化ブロックとし、本願の実施形態の方法によりその最適符号化モードを決定することができる。この場合、該空間隣接符号化ブロックまたは上層符号化ブロックは、現在の符号化ブロックとされ、エンコーダによって現在の符号化ブロックの最適符号化モードが決定され、これによって、該空間隣接符号化ブロックまたは上層符号化ブロックの最適符号化モードが決定される。
本願の実施形態では、エンコーダは、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するプロセスにおいて、該空間隣接符号化ブロックの最適符号化モードおよび上層符号化ブロックの最適符号化モードを利用する必要がある場合、所定の記憶スペースから、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得することができる。空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得した後、空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードをリストに保存し、後続で容易に区別できるように、該リストが隣接モードリストとして記載され、即ち、空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを隣接モードリストに保存し、これによって、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを後で決定するために保障が提供されている。
ステップS130で、候補モードリスと、隣接モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する。
本願の実施形態では、エンコーダは、N個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存し、空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを隣接モードリストに保存した後、この候補モードリストおよびこの隣接モードリストに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定し、これにより、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードが十分に利用されることができ、これによって、エンコーダは、現在の符号化ブロックのある符号化モードのRDO意思決定プロセスを適応的にスキップし、エンコーダの計算量を減少させ、符号化速度および符号化効率を向上させる。
本願の実施形態によって提供されるフレーム内予測符号化方法は、現在の符号化ブロックのN個の候補フレーム内予測モードを保存する候補モードリストと、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを保存する隣接モードリストとによって、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定し、これにより、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードが十分に利用されることができ、これによって、エンコーダが現在の符号化ブロックのある符号化モードのRDO意思決定プロセスを適応的にスキップすることが支援され、エンコーダの計算量を効果的に低減させ、符号化速度および符号化効率を大幅に向上させる。
1つの可能な実装形態では、空間隣接符号化ブロックは、現在の符号化ブロックにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックの左側に位置する第1符号化ブロック、現在の符号化ブロックにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックの上側に位置する第2符号化ブロック、第1符号化ブロックにすぐ隣接してかつ第1符号化ブロックの上側に位置する第3符号化ブロック、第1符号化ブロックにすぐ隣接してかつ第1符号化ブロックの下側に位置する第4符号化ブロック、および第2符号化ブロックにすぐ隣接してかつ第2符号化ブロックの右側に位置する第5符号化ブロック、のうちの少なくとも1つを含む。
本願の実施形態では、図3は、空間隣接符号化ブロックおよび上層符号化ブロックの模式図を示し、図3の左側の模式図において、Cは、現在の符号化ブロックであり、Lは、現在の符号化ブロックCの空間隣接符号化ブロックであり、Aも、現在の符号化ブロックCの空間隣接符号化ブロックであり、Uは、現在の符号化ブロックCの四分木構造での上層符号化ブロックであり、Cは、Uのサブ符号化ブロックのうちの1つである。ここで、Lは、現在の符号化ブロックCにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックCの左側に位置し、容易に区別できるように、Lが第1符号化ブロックとして記載されてもよく、即ち、Lは、現在の符号化ブロックにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックの左側に位置する第1符号化ブロックであり、Aは、現在の符号化ブロックCにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックCの上側に位置し、容易に区別できるように、Aが第2符号化ブロックとして記載されてもよく、即ち、Aは、現在の符号化ブロックにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックの上側に位置する第2符号化ブロックである。勿論、空間隣接符号化ブロックは、図3の右側の模式図に示すように、上記の第1符号化ブロックおよび第2符号化ブロックに加えて、第3符号化ブロック、第4符号化ブロックおよび第5符号化ブロックを含んでもよい。図3の右側の模式図において、Cは、現在の符号化ブロックであり、Lは、第1符号化ブロックであり、Aは、第2符号化ブロックであり、Bは、第1符号化ブロックLにすぐ隣接してかつ第1符号化ブロックLの上側に位置する第3符号化ブロックであり、言い換えれば、Bは、第2符号化ブロックAにすぐ隣接してかつ第2符号化ブロックAの左側に位置する第3符号化ブロックであり、Dは、第1符号化ブロックLにすぐ隣接してかつ第1符号化ブロックLの下側に位置する第4符号化ブロックであり、Eは、第2符号化ブロックAにすぐ隣接してかつ第2符号化ブロックAの右側に位置する第5符号化ブロックである。
以下の全てでは、現在の符号化ブロックCの空間隣接ブロックには第1符号化ブロックLおよび第2符号化ブロックAが含まれることを例として、本願の実施形態を詳しく説明する。
本願の実施形態では、現在の符号化ブロックCの空間隣接ブロックが第1符号化ブロックLと第2符号化ブロックAを含むため、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックの最適符号化モードを取得することは、第1符号化ブロックの最適符号化モードおよび第2符号化ブロックの最適符号化モードを取得することに相当し、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得することは、第1符号化ブロックの最適符号化モード、第2符号化ブロックの最適符号化モードおよび上層符号化ブロックの最適符号化モードを取得することに相当する。
本願の実施形態では、第1符号化ブロックの最適符号化モード、第2符号化ブロックの最適符号化モードおよび上層符号化ブロックの最適符号化モードを取得した後、予め設定された順番(第2所定順番として記載される)に従って、第1符号化ブロックの最適符号化モード、第2符号化ブロックの最適符号化モードおよび上層符号化ブロックの最適符号化モードを順次に隣接モードリストに保存することができる。ここで、この第2所定順番は、下記のような順番であってよく、即ち、まず、第1符号化ブロックの最適符号化モードを隣接モードリストに保存し、次に、第2符号化ブロックの最適符号化モードを隣接モードリストに保存し、さらに上層符号化ブロックの最適符号化モードを隣接モードリストに保存し、勿論、他の書き込み順番であってもよいし、これについて本願の実施形態では制限されない。言い換えれば、第2所定順番に従って、第1符号化ブロックの最適符号化モード、第2符号化ブロックの最適符号化モードおよび上層符号化ブロックの最適符号化モードを順次に隣接モードリストに保存する。
本願の実施形態では、HEVCは、柔軟な四分木符号化ブロック分割構造を採用し、最大の符号化ブロックは、CTU(Coding Tree Unit、符号化ツリーユニット)であり、そのサイズが、64×64画素である。図4に示すように、CTUは、より小さなCU(Coding Unit、符号化ユニット)に再帰的に分割し続けることができ、即ち、CTUは、4つの32×32のCUへと分割を続けることができ、各32×32のCUは、CUが8×8になり、分割し続けることができなくなるまで、4つの16×16のCUへと分割を続けることができる。このため、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得するプロセスは、下記のいくつかのケースを含み、即ち、
(1)現在の符号化ブロックCが画像の一番左側にある場合、現在の符号化ブロックCの左側に他の符号化ブロックが存在せず、即ち、現在の符号化ブロックCにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックCの左側に位置する符号化ブロックLは、画像境界を超えており、この場合、直流モードを符号化ブロックLの最適符号化モードとして使用することができ、即ち、隣接モードリストにおいて、第1符号化ブロックの最適符号化モードを直流モードに置き換える。
(2)現在の符号化ブロックCが画像の一番上側にある場合、現在の符号化ブロックCの上側に他の符号化ブロックが存在せず、即ち、現在の符号化ブロックCにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックCの上側に位置する符号化ブロックAは、画像境界を超えており、この場合、直流モードを符号化ブロックAの最適符号化モードとして使用することができ、即ち、隣接モードリストにおいて、第2符号化ブロックの最適符号化モードを直流モードに置き換える。
(3)現在の符号化ブロックCの大きさが32*32画素である場合、現在の符号化ブロックCは、最大のフレーム内予測符号化ブロックとなり、その四分木構造での上層符号化ブロックが存在せず、即ち、符号化ブロックCは、他の符号化ブロックのサブ符号化ブロックではなく、つまり、現在の符号化ブロックCの四分木構造での上層符号化ブロックUが、最大のフレーム内予測符号化ブロックの境界を超えており、この場合、直流モードを符号化ブロックUの最適符号化モードとして使用することができ、即ち、隣接モードリストにおいて、上層符号化ブロックの最適符号化モードを直流モードに置き換える。
(4)第1符号化ブロック、第2符号化ブロックおよび上層符号化ブロックのいずれかが画像境界を超えない場合、予め記憶された、画像境界を超えないこの符号化ブロックの最適符号化モードを取得する。
言い換えれば、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得するプロセスは、具体的に、第1符号化ブロックおよび/または第2符号化ブロックが画像境界を超えた場合、直流モードを、画像境界を超えた符号化ブロックの最適符号化モードとすることと、上層符号化ブロックが最大のフレーム内予測符号化ブロックの境界を超えた場合、直流モードを上層符号化ブロックの最適符号化モードとすることと、を含む。ここで、第1符号化ブロック、第2符号化ブロックは、符号化ツリーユニット境界またはslice(スライス)境界を超えることができ、ビデオ符号化規格における、空間隣接符号化ブロックの符号化情報を取得することに関する制約を受けない。
別の可能な実装形態では、現在の符号化ブロックのN個の候補フレーム内予測モードを決定するプロセスにおいて、Nの大きさ(即ち、候補モードリストの長さ)は、現在の符号化ブロックの大きさと、ユーザにより設定されたレート歪みレベルRdLevelとに依存し、表1に示すように、Nは、符号化ブロックの大きさの減少とともに増加し、RdLevelの増大とともに増大する。したがって、現在の符号化ブロックのN個の候補フレーム内予測モードを決定するプロセスにおいて、まず、ユーザにより設定されたRdLevelと、現在の符号化ブロックの大きさとに基づいて、現在の符号化ブロックの候補モードリストの長さNを計算する必要があり、ここで、現在の符号化ブロックの大きさは、エンコーダにとって既知なものである。
Figure 0007250927000001

本願の実施形態では、現在の符号化ブロックの候補モードリストの長さNが算出された後、複数の予め設定されたフレーム内予測モードのそれぞれに対応する、予め設定されたレート歪み最適化コスト値を計算し、ここで、予め設定されたレート歪み最適化コスト値は、絶対変換差分和コスト値(satdCostと記載されている)であってもよく、説明の便宜上、以下ではsatdCostという予め設定されたレート歪み最適化コスト値を使用して説明を行う。各予め設定されたフレーム内予測モードのそれぞれに対応する予め設定されたレート歪み最適化コスト値(satdCost)が算出された後、算出された各satdCostを、第1所定順番に従って並べ替え、並べ替え後のフレーム内予測モードのうちの前のN個を、現在の符号化ブロックの候補フレーム内予測モードとし、次に、このN個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存する。
ここで、上記の複数の予め設定されたフレーム内予測モードは、HEVC規格の35種類のフレーム内予測モードであり、このため、複数の予め設定されたフレーム内予測モードのそれぞれに対応するsatdCostを計算することは、35種類のフレーム内予測モードのそれぞれに対応するsatdCostを計算することに相当する。
本願の実施形態では、複数の予め設定されたフレーム内予測モードのそれぞれに対応するsatdCostを計算するプロセスにおいて、この35種類のフレーム内予測モードに、現在の符号化ブロックの予測値をそれぞれ計算し、次に、算出されたフレーム内予測モードのそれぞれに対応する予測値に基づいて、フレーム内予測モードのそれぞれに対応するsatd(絶対変換差分和)およびビット数bitsを計算し、次に、フレーム内予測モードのそれぞれに対応するsatd(絶対変換差分和)と、ビット数bitsとに基づいて、フレーム内予測モードのそれぞれに対応するsatdCostを計算する。
本願の実施形態では、上記第1所定順番は、昇順に従って配列される順番であってもよく、他の配列順番であってもよく、これについて本願の実施形態では制限されない。上記の第1所定順番が昇順に従って配列される順番である場合、予め設定されたフレーム内予測モードのそれぞれに対応するsatdCostが計算された後、各satdCostを昇順で並べ替え、次に、並べ替え後のフレーム内予測モードのうちの前のN個を、現在の符号化ブロックの候補フレーム内予測モードとし、即ち、35種類のフレーム内予測モードのそれぞれに対応するsatdCostから、satdCostが最小となるN個のフレーム内予測モードを選択して、現在の符号化ブロックの候補フレーム内予測モードとし、また、N個のsatdCostの昇順に従って、このN個のsatdCostに対応するフレーム内予測モードを候補モードリストに保存し、現在の符号化ブロックの候補フレーム内予測モードとする。実際の応用では、該候補モードリストがRdoCandListと記載されてもよい。
言い換えれば、本実装形態における、現在の符号化ブロックのN個の候補フレーム内予測モードを決定することは、次のように要約されてもよく、即ち、第1所定順番に従って、複数の予め設定されたフレーム内予測モードのそれぞれに対応する絶対変換差分和コスト値を並べ替え、並べ替え後のフレーム内予測モードのうちの前のN個を、現在の符号化ブロックの候補フレーム内予測モードとする。N個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存することは、次のように要約されてもよく、即ち、第1所定順番に従って、N個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに順次保存する。
別の可能な実装形態では、候補モードリストと隣接モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するプロセスにおいて、まず、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードまたは二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在するかどうかを決定し、次に、一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードまたは二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在する場合、Nを、一番目のインデックス値に第1所定数値を加算したものまたは二番目のインデックス値に第1所定数値を加算したものに更新し、更新後のNに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定し、次に、一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードおよび二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードのいずれもが隣接モードリストに存在しない場合、隣接モードリストに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する。
ここで、上記の第1所定数値は、1であってもよく、必要に応じて他の値に設定されてもよいし、これについて本願の実施形態では限定されず、以下、第1所定数値が1であることを例示として、本実装形態を詳細に説明する。
本願の実施形態では、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在する場合、Nを更新する。ここで、Nを更新する際に、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在する場合、Nを、この一番目のインデックス値に1(1が第1所定数値である)を加算したものに更新し、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在しなくて、かつ、二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在する場合、Nを、この二番目のインデックス値に1(1は第1所定数値である)を加算したものに更新する。Nの更新が完了した後、更新後のNに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することができる。
本願の実施形態では、更新後のNに基づいて現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する過程において、まず、更新後のNが第2所定数値に等しいかどうかを決定し、次に、更新後のNが第2所定数値に等しい場合、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードを現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定し、次に、更新後のNが第2所定数値に等しくない場合、この更新後のNに基づいて、候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する。ここで、上記の第2所定数値は、1であってもよく、必要に応じて他の値に設定されてもよいし、これについて本願の実施形態では限定されず、本願の実施形態では、第2所定数値は、必要に応じて1に設定される。
本願の実施形態では、候補モードリストの一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードおよび二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードのいずれもが隣接モードリストに存在しない場合、隣接モードリストと、候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する。
ここで、隣接モードリストと、候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するプロセスにおいて、まず、隣接モードリストの一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードと、この隣接モードリストの二番目のインデックス値に対応する最適符号化モードとが同じであるかどうかを決定し、次に、両方が同じであれば、即ち、隣接モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードと二番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが同じであれば、この一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの候補モードリストにおける候補インデックス値(nIdxと記載される)を決定し、該候補インデックス値と、候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定し、また、両方が同じでなければ、即ち、隣接モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードと二番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが同じでなければ、候補モードリストに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する。
本願の実施形態では、隣接モードリストの一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの候補モードリストにおける候補インデックス値を決定する過程において、まず、この一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが該候補モードリストに存在するかどうかを決定し、この一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが該候補モードリストに存在すれば、候補インデックス値を該候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの該候補モードリストにおけるインデックス値として決定し、即ち、この一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの候補モードリストにおけるインデックス値を候補インデックス値として決定する。この一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが該候補モードリストに存在しなければ、Nから第3所定数値を減算したものを、候補インデックス値として決定し、ここで、第3所定数値は、1であってもよく、必要に応じて他の値に設定されてもよいし、これについて本願の実施形態では限定されず、本願の実施形態では、第3所定数値は、必要に応じて1に設定され、即ち、候補インデックス値は、Nから1を減算したもの(即ちN-1)として決定される。
本願の実施形態では、候補インデックス値を決定し、候補インデックス値と、候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するプロセスにおいて、まず、Nを、決定された候補インデックス値(nIdx)に第4所定数値を加算したものに更新し、次に、更新後のNに基づいて、候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することができる。ここで、上記の第4所定数値は、1であってもよく、必要に応じて他の値に設定されてもよいし、これについて本願の実施形態では限定されず、本願の実施形態では、第4所定数値は、必要に応じて1に設定され、即ち、Nは、nIdx+1に更新される。
本願の実施形態では、候補モードリストに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する上記のプロセスにおいて、まず、候補モードリストに現在含まれている各候補フレーム内予測モードのそれぞれに対応するレート歪みコストを決定し、次に、各レート歪みコストのうちの最小値を決定して、該最小値に対応する候補フレーム内予測モードを、現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定する。
ここで、候補モードリストに現在含まれている各候補フレーム内予測モードのそれぞれに対応するレート歪みコストを決定するプロセスにおいて、いずれかの候補フレーム内予測モードについて、そのレート歪みコストの計算プロセスは、具体的に、下記のようにであってもよく、即ち、まず、該いずれかの候補フレーム内予測モードの所定予測値を決定し、次に、決定された所定予測値に基づいて、このいずれかの候補フレーム内予測モードの符号化歪み(例えば、二乗誤差和SSD歪み)と、このいずれかの候補フレーム内予測モードの符号化(例えば、エントロピー符号化)後のビット数と、を計算し、次に算出された符号化歪み(例えば、SSD歪み)とビット数とに基づいて、このいずれかの候補フレーム内予測モードのレート歪み最適化コスト値を計算する。
図5は、本願の実施形態のフレーム内予測符号化プロセスの模式図を示す。図5において、隣接符号化ブロックは、現在の符号化ブロックの左側の符号化ブロック(即ち、第1符号化ブロック)と上側の符号化ブロック(即ち、第2符号化ブロック)とを含み、候補モードリストはRdoCandList、隣接モードリストはnbModeList、絶対変換差分和コスト値はsatdCost、レート歪み最適化コスト値はRdoCost、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードはRdoCandList[0]、候補モードリストにおける二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードはRdoCandList[1]、隣接モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードはnbModeList[0]、隣接モードリストにおける二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードはnbModeList[1]として記載される。また、説明の便宜上、上記の第1所定数値、第2所定数値、第3所定数値、および第4所定数値は、すべて1として設定され、候補インデックス値は、nIdxとして記載される。
ここで、図5中のフローはエンコーダによって実行され、エンコーダは、サーバに配置されてもよく、クライアントに配置されてもよく、他の可能な端末デバイスに配置されてもよいし、これについて本願の実施形態では限定されず、図5のフローは、概して以下のステップとして説明されてもよい。
ステップS401で、候補モードリストRdoCandListの長さNを計算する。具体的に、ユーザによって設定されたRdLevelと、現在の符号化ブロックの大きさとに基づいて、現在の符号化ブロックの精選択段階での候補モードリストの長さNを計算する。
ステップS402で、35種類のフレーム内予測モードのsatdCostを計算する。具体的に、35種類のフレーム内予測モードに対して、各モードをそれぞれ使用して現在の符号化ブロックの予測値を計算し、SATD歪みを計算して、ビット数bitsを推定し、さらに、satdCostを算出する。
ステップS403で、satdCostが最小となるN種類のフレーム内予測モードを選択して、RdoCandListに保存する。具体的に、35種類のフレーム内予測モードのsatdCostから、satdCostが最小となるN個のフレーム内予測モードを候補フレーム内予測モードとして選択し、対応するsatdCostの昇順に従って、順次にRdoCandListに書き込む。
ステップS404で、隣接モードリストnbModeListを取得する。具体的に、現在の符号化ブロックの左側の符号化ブロックの最適フレーム内モードと、現在の符号化ブロックの上側の符号化ブロックの最適フレーム内モードと、現在の符号化ブロックの上層符号化ブロックの最適フレーム内モードとを取得し、順次に従ってnbModeListに書き込む。
ステップS405で、第1高速条件判別を実行し、即ち、RdoCandList[i]が隣接モードリストnbModeListに存在するかどうかを判断し、存在する場合、ステップS406を実行し、存在しない場合、ステップS409を実行し、ここで、i=0、1である。
ステップS406で、Nをi+1に等しくする。
ステップS407で、第2高速条件判別を実行し、即ち、Nが1に等しいかどうかを判断し、等しい場合、ステップS408を実行し、等しくない場合、ステップS412を実行する。
ステップS408で、RdoCandList[0]が現在の符号化ブロックの最適符号化モードであると判別し、フローを終了する。
ステップS409で、第3高速条件判別を実行し、即ち、nbModeList[0]がnbModeList[1]に等しいかどうかを判断し、等しい場合、ステップS410を実行し、等しくない場合、ステップS412を実行する。
ステップS410で、nbModeList[0]のRdoCandListにおけるインデックスnIdxを計算する。具体的に、nbModeList[0]がRdoCandListに存在する場合、nIdxは、nbModeList[0]のRdoCandListにおけるインデックスであり、存在しない場合、nIdxをN-1とする。
ステップS411で、NをnIdx+1に等しくする。
ステップS412で、RdoCandListにおける候補フレーム内予測モードのRdoCostを計算する。具体的に、RdoCandListにおける前のN種類の候補フレーム内予測モードをそれぞれ使用して現在の符号化ブロックの予測値を計算し、算出された各予測値に基づいて、現在の符号化ブロックの符号化歪み(例えば、SSD歪み)と、符号化(例えば、エントロピー符号化)後のビット数bitsとをそれぞれ計算し、次に、算出された符号化歪み(例えば、SSD歪み)と符号化(例えば、エントロピー符号化)後のビット数bitsとに基づいて、各候補フレーム内予測モードに対応するRdoCostをそれぞれ計算する。
ステップS413で、RdoCostが最小となる候補フレーム内予測モードを現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして選択し、フローを終了する。
また、x265では、本願の実施形態のフレーム内予測符号化方法をテストした結果、テストデータによると、該方法は、平均的に符号化時間を約30%節約することができ、符号化速度を42%向上させることに相当し、一方、BD-rateが0.8%しか増加していない。ここから分かるように、該方法は、符号化の複雑さを著しく低減するとともに、圧縮効率にほぼ影響を及ぼさない。ここで、テストデータは表2に示されるように、テスト条件は、具体的に以下に示されるようにする。
(1)プロセッサIntel(R) Xeon(R) CPU E5-2670 v3 @ 2.30GHz 48コア、メモリ128GB;
(2)HEVC規格テストシーケンス;
(3)x265:フルIフレーム構成、presetはslowであり、固定QP(Quantization Parameter、量子化パラメータ);
(4)テスト点:QPは22、27、32、37である。
Figure 0007250927000002
図6は、本願の実施形態による、フレーム内予測符号化方法を利用して現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することの模式図を示す。図6は、空間隣接符号化ブロックが現在の符号化ブロックの左側の符号化ブロック(即ち、第1符号化ブロック)と、上側の符号化ブロック(即ち、第2符号化ブロック)とを含むことを例として説明を行って、第1所定数値、第2所定数値、第3所定数値および第4所定数値のいずれもが1であると仮定する。図6の隣接モードリストにおいて、nbEM_1は、第1符号化ブロックの最適符号化モード、nbEM_2は、第2符号化ブロックの最適符号化モード、nbEM_3は、現在の符号化ブロックの上層符号化ブロックの最適符号化モードを表す。図6の候補モードリストにおいて、CandEM_1は、候補モードリストの一番目のインデックスに対応するフレーム内予測モード、CandEM_2は、候補モードリストの二番目のインデックスに対応するフレーム内予測モードを表し、このように類推して、CandEM_Nは、候補モードリストのN番目のインデックスに対応するフレーム内予測モードを表す。
図6において、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するプロセスは、エンコーダによって実行され、ここで、エンコーダは、サーバに配置されてもよく、クライアントに配置されてもよく、他の可能な端末デバイスに配置されてもよいし、これについて本願の実施形態では限定されず、該プロセスは、具体的に、下記のようにしてもよく、即ち、
まず、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードまたは二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在するかどうかを判断し、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在する場合、Nを、一番目のインデックス値に1を加算したものに更新して、更新後のNが1に等しいかどうかを判断し、1に等しい場合、この一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードを現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定し、例えば、CandEM_1を現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定し、1に等しくない場合、この更新後のNに基づいて、候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定し、例えば、CandEM_3を現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定する。
次に、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在しなくて、かつ、二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在する場合、Nを、二番目のインデックス値に1を加算したものに更新して、更新後のNが1に等しいかどうかを判断し、1に等しい場合、この二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードを現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定し、たとえば、CandEM_2を符号化ブロックの最適符号化モードとして決定し、1に等しくない場合、この更新後のNに基づいて、候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定し、例えば、CandEM_3を現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定する。
次に、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードおよび候補モードリストにおける二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードのいずれもが隣接モードリストに存在しない場合、隣接モードリストと、候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する。ここで、候補インデックス値と、候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することは、具体的に、下記のようにしてもよく、即ち、隣接モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードと、二番目のインデックス値に対応する最適符号化モードとが同じであるかどうかを判断し、同じである場合、この一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの候補モードリストにおける候補インデックス値(nIdxとして記載される)を決定し、Nを、候補インデックス値に1を加算したもの(N=nIdx+1として記載される)に更新して、更新後のNに基づいて、候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定し、同じではない場合、候補モードリストに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する。
本願の実施形態では、一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの候補モードリストにおける候補インデックス値を決定するプロセスは、具体的に、下記のようにしてもよく、即ち、一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが候補モードリストに存在する場合、該候補インデックス値を、この一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの候補モードリストにおけるインデックス値として決定し、一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが候補モードリストに存在しない場合、候補インデックス値を、Nから1を減算したものとして決定する。
本願の実施形態では、候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する上記のプロセスは、具体的に、下記のようにしてもよく、即ち、候補モードリストにおける候補フレーム内予測モードのレート歪みコスト値(RdoCostとして記載される)を計算し、RdoCostが最小となる候補フレーム内予測モードを現在の符号化ブロックの最終的な最適モードとして選択し、例えば、CandEM_3を現在の符号化ブロックの最終的な最適モードとして選択する。ここで、候補モードリストにおける候補フレーム内予測モードのレート歪みコスト値を計算することは、具体的に、下記のようにしてもよく、即ち、候補モードリストにおける前のN種類の候補フレーム内予測モードをそれぞれ使用して現在の符号化ブロックの予測値を計算し、算出された各予測値に基づいて、現在の符号化ブロックの符号化歪み(例えば、SSD歪み)と、符号化(例えば、エントロピー符号化)後のビット数bitsとをそれぞれ計算し、次に、算出された符号化歪み(例えば、SSD歪み)と符号化(例えば、エントロピー符号化)後のビット数bitsに基づいて、各候補フレーム内予測モードに対応するRdoCostをそれぞれ計算する。
本願の実施形態では、現在の符号化ブロックの空間隣接ブロックおよび上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを利用することにより、エンコーダが現在の符号化ブロックのある符号化モードのRDO意思決定プロセスを適応的にスキップすることが支援され、エンコーダの計算量を効果的に低減させ、符号化速度および符号化効率を大幅に向上させる。
図7は、本願の実施形態によって提供されるフレーム内予測符号化装置の構造の模式図である。図7に示すように、該装置60は、第1処理モジュール61と、第2処理モジュール62と、決定モジュール63とを含み、ここで、
第1処理モジュール61が、現在の符号化ブロックのN個(Nは正の整数である)の候補フレーム内予測モードを決定し、N個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存することに使用され、
第2処理モジュール62が、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得し、空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを隣接モードリストに保存することに使用され用いられ、
決定モジュール63が、候補モードリストと、隣接モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用される。
本願の実施形態によって提供される装置は、現在の符号化ブロックのN個の候補フレーム内予測モードを保存する候補モードリストと、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを保存する隣接モードリストとによって、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定し、これにより、現在の符号化ブロックの空間隣接ブロックおよび上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードが十分に利用されることができ、これによって、現在の符号化ブロックのある符号化モードのRDO意思決定プロセスが適応的にスキップされ、エンコーダの計算量を効果的に低減させ、符号化速度および符号化効率を大幅に向上させる。
図8は、本願の実施形態によって提供されるフレーム内予測符号化装置の別の構造の模式図である。図8に示すように、該装置70は、第1処理モジュール71と、第2処理モジュール72と、決定モジュール73とを含み、ここで、図8における第1処理モジュール71により実現される機能は、図7における第1処理モジュール61と同じであり、図8における第2処理モジュール72により実現される機能は、図7における第2処理モジュール62と同じであり、図8における決定モジュール73により実現される機能は、図7における決定モジュール63と同じであり、ここでは詳しく説明しない。以下、図8に示すフレーム内予測符号化装置を詳細に説明し、即ち、
本願の実施形態では、空間隣接符号化ブロックは、現在の符号化ブロックにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックの左側に位置する第1符号化ブロック、現在の符号化ブロックにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックの上側に位置する第2符号化ブロック、第1符号化ブロックにすぐ隣接してかつ第1符号化ブロックの上側に位置する第3符号化ブロック、第1符号化ブロックにブロックかつ第1符号化ブロックの下側に位置する第4符号化ブロック、および第2符号化ブロックにすぐ隣接してかつ第2符号化ブロックの右側に位置する第5符号化ブロック、のうちの少なくとも1つを含む。
第2処理モジュール72は、具体的に、第1符号化ブロック、第2符号化ブロック、第3符号化ブロック、第4符号化ブロックおよび第5符号化ブロックのうちの少なくとも1つの最適符号化モードと、上層符号化ブロックの最適符号化モードとを取得することに使用される。
本願の実施形態では、第1処理モジュール71は、具体的に、第1所定順番に従って、複数の予め設定されたフレーム内予測モードのそれぞれに対応する予め設定されたレート歪み最適化コスト値を並べ替え、並べ替え後のフレーム内予測モードのうちの前のN個を現在の符号化ブロックの候補フレーム内予測モードすること、および第1所定順番に従って、N個の候補フレーム内予測モードを順次に候補モードリストに保存することに使用され、
第2処理モジュール72は、具体的に、第2所定順番に従って、第1符号化ブロック、第2符号化ブロック、第3符号化ブロック、第4符号化ブロックおよび第5符号化ブロックのうちの少なくとも1つの最適符号化モードと、上層符号化ブロックの最適符号化モードとを、順次に隣接モードリストに保存することに使用される。
本願の実施形態では、第2処理モジュール72は、具体的に、第1符号化ブロック、第2符号化ブロック、第3符号化ブロック、第4符号化ブロックおよび第5符号化ブロックのいずれかが画像境界を超えない場合、予め記憶された、画像境界を超えないこの符号化ブロックの最適符号化モードを取得すること、第1符号化ブロック、第2符号化ブロック、第3符号化ブロック、第4符号化ブロックおよび第5符号化ブロックのいずれかが画像境界を超えた場合、直流モードを、画像境界を超えた符号化ブロックの最適符号化モードとすること、上層符号化ブロック画像境界を超えない場合、予め記憶された、この上層符号化ブロックの最適符号化モードを取得すること、および上層符号化ブロックが最大のフレーム内予測符号化ブロック境界を超えた場合、直流モードを上層符号化ブロックの最適符号化モードとすることに使用される。
本願の実施形態では、決定モジュール73は、第1決定サブモジュール731と、第1モード決定サブモジュール732と、第2モード決定サブモジュール733と、第3モード決定サブモジュール734とを含み、ここで、
第1決定サブモジュール731は、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードまたは二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在するかどうかを決定することに使用され、
第1モード決定サブモジュール732は、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在する場合、Nを、一番目のインデックス値に第1所定数値を加算したものに更新し、更新後のNに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用され、
第2モード決定サブモジュール733は、候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在しなくて、かつ、候補モードリストにおける二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが隣接モードリストに存在する場合、Nを、二番目のインデックス値に第1所定数値を加算したものに更新し、更新後のNに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用され、
第3モード決定サブモジュール734は、一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードおよび二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードのいずれもが隣接モードリストに存在しない場合、隣接モードリストと、候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用される。
本願の実施形態では、第1モード決定サブモジュール732は、具体的に、更新後のNが第2所定数値に等しい場合、一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードを現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定すること、および更新後のNが第2所定数値に等しくない場合、この更新後のNに基づいて、候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用される。
本願の実施形態では、第2モード決定サブモジュール733は、具体的に、隣接モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードと二番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが同じである場合、一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの候補モードリストにおける候補インデックス値を決定し、候補インデックス値と、候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定すること、および隣接モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードと二番目のインデックス値に対応する最適符号化モードとが同じではない場合、候補モードリストに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用される。
本願の実施形態では、第2モード決定サブモジュール733は、具体的に、一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが候補モードリストに存在する場合、一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの候補モードリストにおけるインデックス値を候補インデックス値として決定すること、および一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが候補モードリストに存在しない場合、Nから第3所定数値を減算したものを、候補インデックス値として決定することに使用される。
本願の実施形態では、第2モード決定サブモジュール733は、具体的に、Nを、候補インデックス値に第4所定数値を加算したものに更新し、更新後のNに基づいて、候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用される。
本願の実施形態では、決定モジュール73は、コスト値決定サブモジュール735と、符号化モード決定サブモジュール736とを含み、
コスト値決定サブモジュール735は、候補モードリストに現在含まれている各候補フレーム内予測モードのそれぞれに対応するレート歪みコスト値を決定することに使用され、
符号化モード決定サブモジュール736は、各レート歪みコストのうちの最小値を決定して、該最小値に対応する候補フレーム内予測モードを現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定することに使用される。
本願の実施形態では、コスト値決定サブモジュール735は、具体的に、いずれかの候補フレーム内予測モードの所定予測値を決定すること、所定予測値に基づいて、いずれかの候補フレーム内予測モードの符号化歪みと、いずれかの候補フレーム内予測モードの符号化後のビット数とを計算すること、および符号化歪みとビット数とに基づいて、いずれかの候補フレーム内予測モードのレート歪み最適化コスト値を計算することに使用される。
本願の実施形態は、電子デバイスを提供し、図9に示すように、図9に示す電子デバイス800は、プロセッサ801と、メモリ803とを含む。プロセッサ801とメモリ803は接続されており、例えば、バス802を介して接続されている。さらに、電子デバイス800は、トランシーバ804をさらに含んでもよい。実際の応用では、トランシーバ804は、1つに制限されなくてもよく、該電子デバイス800の構造は、本願の実施形態への限定を構成するものではない。
ここで、プロセッサ801は、本願の実施形態に応用されており、図7および図8に示す第1処理モジュール、第2処理モジュールおよび決定モジュールの機能を実現するために使用されている。
プロセッサ801は、CPU、汎用プロセッサ、DSP、ASIC、FPGAまたは他のプログラマブルロジックデバイス、トランジスタロジックデバイス、ハードウェアコンポーネントやこれらの任意の組み合わせであってもよい。これは、本願で開示されている内容を参照しながら説明した各種類の例示的な論理ブロック、モジュール、および回路を実現または実行することができる。プロセッサ801は、計算機能を実現するための組み合わせであってもよく、例えば、1つ以上のマイクロプロセッサの組み合わせ、DSPとマイクロプロセッサとの組み合わせなどを含むことができる。
バス802は、上記のコンポーネントの間で情報を伝送するためのチャンネルを含んでもよい。バス802は、PCIバスやEISAバスなどであってもよい。バス802は、アドレスバス、データバス、制御バスなどに分けられてもよい。示しやすいために、図9では、一本の太線だけで示されているが、バスが1つだけであることやバスの種類が1つだけであることを意味ではない。
メモリ803は、ROMまたは静的情報や命令を記憶することができる他のタイプの静的記憶デバイス、RAMまたは情報や命令を記憶することができる他のタイプの動的記憶デバイスであってもよく、EEPROM、CD-ROMまたは他の光ディスク記憶装置(コンパクトディスク、レーザディスク、光ディスク、デジタル汎用光ディスク、ブルーレイディスクなどを含む)、磁気ディスク記憶媒体または他の磁気記憶デバイス、または命令またはデータ構造の形式を有する所望のプログラムコードを搬送または記憶するために使用されることができ、かつ、コンピュータによってアクセスされることができる他の任意の媒体であってもよいが、これらに制限されない。
メモリ803は、本願の技術案を実行するアプリケーションプログラムコードを記憶することに使用され、プロセッサ801によって実行が制御される。プロセッサ801は、メモリ803に記憶されているアプリケーションプログラムコードを実行することにより、図7または図8に示す実施形態によって提供されるフレーム内予測符号化装置の機能を実現することに使用される。
本願の実施形態提によって提供される別の電子デバイスは、メモリとプロセッサとを含み、該メモリには、プロセッサ上で実行可能なコンピュータプログラムが記憶されており、該プロセッサは、このコンピュータプログラムを実行する場合、上記実施形態で説明されたフレーム内予測符号化方法を実現することができる。
本願の実施形態は、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供し、該コンピュータ読み取り可能な記憶媒体には、コンピュータプログラムが記憶されており、該コンピュータプログラムは、1つ以上のプロセッサによって実行される場合、上記実施形態で説明されたフレーム内予測符号化方法を実現する。現在の符号化ブロックのN個の候補フレーム内予測モードを保存するための候補モードリストと、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを保存するための隣接モードリストとによって、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定し、これにより、現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードが十分に利用されることができ、これによって、エンコーダが現在の符号化ブロックのある符号化モードのRDO意思決定プロセスを適応的にスキップすることが支援され、エンコーダの計算量を効果的に低減させ、符号化速度および符号化効率を大幅に向上させる。
本願の実施形態によって提供されるコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、上記方法のいずれかの実施形態に適用されることができる。
理解すべきものとして、図面のフローチャートにおける各ステップは、矢印の指示に従って順次に表示されているが、これらのステップは必ずしも矢印で示される順序に従って順次に実行されるわけではない。本明細書に明示的に説明されていない限り、これらのステップの実行は厳密な順序制限がなく、他の順序で実行されてもよい。さらに、図面のフローチャートにおける各ステップのうちの少なくとも一部は、複数のサブステップまたは複数の段階を含むことができ、これらのサブステップまたは段階は、必ずしも同じ時点で実行されるものではなく、異なる時点で実行されてもよいし、その実行順序も必ずしも順次ではなく、他のステップまたは他のステップのサブステップや段階のうちの少なくとも一部と順次にまたは交互に実行されてもよい。
上記は、本願の一部の実装形態にすぎず、指摘すべきものとして、当業者にとっては、本願の原理を逸脱しない前提で、若干の改良および変更を行うことができ、これらの改良および変更も本願の保護範囲と見なすべきである。

Claims (13)

  1. エンコーダにより実行されるフレーム内予測符号化方法であって、
    現在の符号化ブロックのN個(Nは正の整数である)の候補フレーム内予測モードを決定し、前記N個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存するステップと、
    現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得し、前記空間隣接符号化ブロックと前記上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを隣接モードリストに保存するステップと、
    前記候補モードリストと、前記隣接モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するステップと、
    を含み、
    前記候補モードリストと、前記隣接モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するステップは、
    前記候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードまたは二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが前記隣接モードリストに存在するかどうかを決定するステップと、
    前記候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが前記隣接モードリストに存在する場合、前記Nを、前記一番目のインデックス値に第1所定数値を加算したものに更新し、更新後のNに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するステップと、
    前記候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが前記隣接モードリストに存在しなくて、かつ、前記候補モードリストにおける二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが前記隣接モードリストに存在する場合、前記Nを、前記二番目のインデックス値に第1所定数値を加算したものに更新し、更新後のNに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するステップと、
    前記候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードおよび前記候補モードリストにおける二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードのいずれもが前記隣接モードリストに存在しない場合、前記隣接モードリストと、前記候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するステップと、を含む、
    ことを特徴とするフレーム内予測符号化方法。
  2. 前記空間隣接符号化ブロックは、現在の符号化ブロックにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックの左側に位置する第1符号化ブロック、現在の符号化ブロックにすぐ隣接してかつ現在の符号化ブロックの上側に位置する第2符号化ブロック、前記第1符号化ブロックにすぐ隣接してかつ前記第1符号化ブロックの上側に位置する第3符号化ブロック、前記第1符号化ブロックにすぐ隣接してかつ前記第1符号化ブロックの下側に位置する第4符号化ブロック、および前記第2符号化ブロックにすぐ隣接してかつ前記第2符号化ブロックの右側に位置する第5符号化ブロックのうちの少なくとも1つを含み、
    現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得する前記ステップは、
    前記第1符号化ブロック、前記第2符号化ブロック、前記第3符号化ブロック、前記第4符号化ブロックおよび前記第5符号化ブロックのうちの少なくとも1つの最適符号化モードと、前記上層符号化ブロックの最適符号化モードとを取得するステップを含む、
    ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
  3. 現在の符号化ブロックのN個の候補フレーム内予測モードを決定する前記ステップは、
    第1所定順番に従って、複数の予め設定されたフレーム内予測モードのそれぞれに対応する予め設定されたレート歪み最適化コスト値を並べ替え、並べ替え後のフレーム内予測モードのうちの前のN個を現在の符号化ブロックの候補フレーム内予測モードとするステップを含み、
    N個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存する前記ステップは、
    前記第1所定順番に従って、前記N個の候補フレーム内予測モードを、順次に前記候補モードリストに保存するステップを含み、
    前記空間隣接符号化ブロックと前記上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを隣接モードリストに保存する前記ステップは、
    第2所定順番に従って、前記第1符号化ブロック、前記第2符号化ブロック、前記第3符号化ブロック、前記第4符号化ブロックおよび前記第5符号化ブロックのうちの少なくとも1つの最適符号化モードと、前記上層符号化ブロックの最適符号化モードとを、順次に前記隣接モードリストに保存するステップを含む、
    ことを特徴とする請求項2に記載の方法。
  4. 前記第1符号化ブロック、前記第2符号化ブロック、前記第3符号化ブロック、前記第4符号化ブロックおよび前記第5符号化ブロックのうちの少なくとも1つの最適符号化モードと、前記上層符号化ブロックの最適符号化モードとを取得する前記ステップは、
    前記第1符号化ブロック、前記第2符号化ブロック、前記第3符号化ブロック、前記第4符号化ブロックおよび前記第5符号化ブロックのいずれかが画像境界を超えない場合、予め記憶された、画像境界を超えないこの符号化ブロックの最適符号化モードを取得するステップと、
    前記第1符号化ブロック、前記第2符号化ブロック、前記第3符号化ブロック、前記第4符号化ブロックおよび前記第5符号化ブロックのいずれかが画像境界を超えた場合、直流モードを、前記画像境界を超えた符号化ブロックの最適符号化モードとするステップと、
    前記上層符号化ブロックが画像境界を超えない場合、予め記憶されたこの上層符号化ブロックの最適符号化モードを取得するステップと、
    前記上層符号化ブロックが、最大のフレーム内予測符号化ブロック境界を超えた場合、直流モードを前記上層符号化ブロックの最適符号化モードとするステップとを含む、
    ことを特徴とする請求項2または3に記載の方法。
  5. 更新後のNに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する前記ステップは、
    更新後のNが第2所定数値に等しい場合、前記一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードを現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定するステップと、
    更新後のNが第2所定数値に等しくない場合、この更新後のNに基づいて、前記候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するステップと、を含む、
    ことを特徴とする請求項に記載の方法。
  6. 前記隣接モードリストと、前記候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する前記ステップは、
    前記隣接モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードと二番目のインデックス値に対応する最適符号化モードとが同じである場合、前記一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの前記候補モードリストにおける候補インデックス値を決定し、前記候補インデックス値と、前記候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するステップと、
    前記隣接モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードと二番目のインデックス値に対応する最適符号化モードとが同じではない場合、前記候補モードリストに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するステップと、を含む、
    ことを特徴とする請求項に記載の方法。
  7. 前記一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの前記候補モードリストにおける候補インデックス値を決定する前記ステップは、
    前記一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが前記候補モードリストに存在する場合、前記一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードの前記候補モードリストにおけるインデックス値を前記候補インデックス値として決定するステップと、
    前記一番目のインデックス値に対応する最適符号化モードが前記候補モードリストに存在しない場合、前記Nから第3所定数値を減算したものを、前記候補インデックス値として決定するステップと、を含む、
    ことを特徴とする請求項に記載の方法。
  8. 前記候補インデックス値と、前記候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する前記ステップは、
    前記Nを、前記候補インデックス値に第4所定数値を加算したものに更新し、更新後のNに基づいて、前記候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定するステップ、を含む、
    ことを特徴とする請求項に記載の方法。
  9. 前記候補モードリストに従って、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定する前記ステップは、
    前記候補モードリストに現在含まれている各候補フレーム内予測モードのそれぞれに対応するレート歪みコスト値を決定するステップと、
    各レート歪みコスト値のうちの最小値を決定して、該最小値に対応する候補フレーム内予測モードを現在の符号化ブロックの最適符号化モードとして決定するステップと、を含む、
    ことを特徴とする請求項のいずれか1項に記載の方法。
  10. 前記候補モードリストに現在含まれている各候補フレーム内予測モードのそれぞれに対応するレート歪みコスト値を決定する前記ステップは、
    候補フレーム内予測モードの所定予測値を決定するステップと、
    前記所定予測値に基づいて、前記候補フレーム内予測モードの符号化歪みと、前記候補フレーム内予測モードの符号化後のビット数とを計算するステップと、
    前記符号化歪みと、前記ビット数とに基づいて、前記候補フレーム内予測モードのレート歪み最適化コスト値を計算するステップと、を含む、
    ことを特徴とする請求項に記載の方法。
  11. フレーム内予測符号化装置であって、
    現在の符号化ブロックのN個(Nは正の整数である)の候補フレーム内予測モードを決定し、前記N個の候補フレーム内予測モードを候補モードリストに保存することに使用される第1処理モジュールと、
    現在の符号化ブロックの空間隣接符号化ブロックと上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを取得し、前記空間隣接符号化ブロックと前記上層符号化ブロックのそれぞれに対応する最適符号化モードを隣接モードリストに保存することに使用される第2処理モジュールと、
    前記候補モードリストと、前記隣接モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用される決定モジュールと、
    を含み、
    前記決定モジュールは、第1決定サブモジュールと、第1モード決定サブモジュールと、第2モード決定サブモジュールと、第3モード決定サブモジュールとを含み、
    前記第1決定サブモジュールは、前記候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードまたは二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが前記隣接モードリストに存在するかどうかを決定することに使用され、
    前記第1モード決定サブモジュールは、前記候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが前記隣接モードリストに存在する場合、前記Nを、前記一番目のインデックス値に第1所定数値を加算したものに更新し、更新後のNに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用され、
    前記第2モード決定サブモジュールは、前記候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが前記隣接モードリストに存在しなくて、かつ、前記候補モードリストにおける二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードが前記隣接モードリストに存在する場合、前記Nを、前記二番目のインデックス値に第1所定数値を加算したものに更新し、更新後のNに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用され、
    前記第3モード決定サブモジュールは、前記候補モードリストにおける一番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードおよび前記候補モードリスト中の二番目のインデックス値に対応する候補フレーム内予測モードのいずれもが前記隣接モードリストに存在しない場合、前記隣接モードリストと、前記候補モードリストとに基づいて、現在の符号化ブロックの最適符号化モードを決定することに使用される、
    ことを特徴とするフレーム内予測符号化装置。
  12. メモリとプロセッサとを含む電子デバイスであって、
    前記メモリは、コンピュータプログラムを記憶し、前記プロセッサは、前記コンピュータプログラムを実行することで、請求項1~10のいずれか1項に記載のフレーム内予測符号化方法を実現する、
    ことを特徴とする電子デバイス。
  13. コンピュータプログラムであって、
    請求項1~10のいずれか1項に記載のフレーム内予測符号化方法を電子デバイスに実行させる、
    ことを特徴とするコンピュータプログラム。
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