JP7254681B2 - 複数の隣接する量子化パラメータから量子化パラメータ予測子を決定する方法及び装置 - Google Patents

複数の隣接する量子化パラメータから量子化パラメータ予測子を決定する方法及び装置 Download PDF

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Description

（関連出願のクロスリファレンス）
本出願は、２０１０年６月１０日に出願された米国仮出願第６１／３５３３６５号の利益を主張するものであり、当該米国仮出願の全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
本原理は、概して、ビデオ符号化及びビデオ復号に関し、更に詳しくは、複数の隣接する量子化パラメータから量子化パラメータ予測子を決定する方法及び装置に関する。
殆どのビデオ応用分野では、一組の所与のビット・レート制約条件に対して、最高限度の知覚品質が要求される。例えば、テレビ電話システムのような低ビット・レートの応用分野では、ビデオ符号器が、視覚的により目立ち、従って、より重要な関心領域（ｒｅｇｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｅｒｅｓｔ）に於ける強度の可視アーティファクトを除去することによって、より高い品質を提供し得る。他方、高ビット・レートの応用分野では、画像内の全ての箇所で視覚的に無損失の品質が期待され、ビデオ符号器もトランスペアレントな（利用者が損失等に気付くことなく利用できる）品質を実現すべきである。高ビット・レートの応用分野に於いてトランスペアレントな視覚的品質を得る際の１つの課題は、ディテールを保持することであり、特に、平滑領域（ｓｍｏｏｔｈ ｒｅｇｉｏｎｓ）では、ディテールの損失が、人間の視覚系のテクスチャ・マスキング特性によって、非平滑領域（ｎｏｎ－ｓｍｏｏｔｈ ｒｅｇｉｏｎｓ）よりも目立つ。
利用可能なビット・レートを増大することは、客観的、及び、主観的な品質を改善することに対する最も端的なアプローチの１つである。ビット・レートが与えられると、符号器は、自己のビット割り当てモジュールにより、最も視覚的な品質改善が得られ得る箇所に利用可能なビットを費やす。デジタル・ビデオ・ディスク（ＤＶＤ）オーサリングのような非リアル・タイムの応用分野では、ビデオ符号器によって、ある期間に亘って困難を伴って符号化されるコンテンツと容易に符号化されるコンテンツとの両方について、一定の品質でビデオを製作する可変ビット・レート（ＶＢＲ：Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）策定が容易になる。このような応用分野では、利用可能なビットが、相異なる各ビデオ・セグメントに適切に配分されて、一定の品質が得られる。これとは対照的に、固定ビット・レート（ＣＢＲ：Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｂｉｔ Ｒａｔｅ）システムでは、符号化が難しいにも拘わらず、同数のビットを１つ以上の画像の期間に割り当てて、ビデオ・コンテンツによって変化する視覚的品質を得ている。可変ビット・レート符号化システムと固定ビット・レート符号化システムとの両者とも、符号器が、画像内の知覚モデルに従って、ビットを割り当てることが出来る。人間の知覚の１つの特性はテクスチャ・マスキングであり、それ故、人間の目は、テクスチャード（ざらつきのある）領域よりも平滑領域に於いて、品質の損失に対して敏感になる。この特性を利用して、平滑領域に割り当てられるビットの数を増やして、より高い視覚的品質を得ることが出来る。
ビデオ符号器に於ける量子化処理が、符号化ビット数と品質を制御する。通常、量子化パラメータ（ＱＰ）を調節することによって、品質を調節する。量子化パラメータには、量子化ステップ・サイズ、丸めオフセット（ｒｏｕｎｄｉｎｇ ｏｆｆｓｅｔ）、及び、スケーリング・マトリクスが含まれ得る。国際標準化機構／国際電気標準会議（ＩＳＯ ／ＩＥＣ）ムービング・ピクチャー・エクスパーツ・グループ４（ＭＰＥＧ－４）第１０部アドバンスド・ビデオ・コーディング（ＡＶＣ）規格／国際電気通信連合電気通信部門（ＩＴＵ－Ｔ）Ｈ．２６４勧告（以下、「ＭＰＥＧ４ＡＶＣ規格」という）に於いて、量子化パラメータ値は、スライス・レベル、或いは、マクロブロック（ＭＢ）レベルで調節できる。符号器は、量子化パラメータを調節して、その調節を復号器に通知するフレキシビリティを有している。量子化パラメータのシグナリングには、オーバヘッド・コストが必要である。
ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於けるＱＰ符号化
ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於けるシンタックスによって、量子化パラメータは、スライス毎に、及び、マクロブロック（ＭＢ）毎に、異なることが可能になる。量子化パラメータの値は、整数であり、０から５１の範囲内にある。各々のスライスについての初期値は、シンタックス要素pic＿init＿qp＿minus26から導き出される。初期値は、slice＿qp＿deltaの非ゼロ値（ゼロ以外の値）が符号化される時にスライス・レイヤに於いて修正され、更に、マクロブロック・レイヤに於いてmb＿qp＿deltaの非ゼロ値が符号化される時に修正される。
数学的には、スライスについての初期の量子化パラメータは、次のように計算される。
SliceQPY ＝ 26 ＋ pic＿init＿qp＿minus26 ＋ slice＿qp＿delta， （1）
マクロブロック・レイヤに於いて、ＱＰの値は、次のように導き出される。
QPY ＝ QPY，PREV ＋ mb＿qp＿delta， （2）
ここで、QPY，PREVは、現在のスライスに於いての復号順序で前のマクロブロックの量子化パラメータである。
第１の従来技術方式に於ける量子化パラメータの符号化
第１の従来技術のアプローチに於いて（更に詳しく後述する第２の従来技術のアプローチに於いても同様に）、１６×１６画素より大きい動きパーティション（区画割り）が実施される。この第１の従来技術のアプローチを一例とすれば、既存のＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格のパーティショニング（区画割り）のサイズに加えて、６４×６４、６４×３２、３２×６４、３２×３２、３２×１６及び１６×３２のサイズの各マクロブロックが使用される。２つの新たなシンタックス要素mb64＿delta＿qpとmb32＿delta＿qpが導入されて、大きいブロックについての量子化パラメータが符号化される。
第１の従来技術のアプローチでは、ルミナンス量子化器のステップ・サイズは、次のように変更できる。１つの６４×６４ブロックが４つの個別の３２×３２ブロックに区画割りされる場合、各々の３２×３２ブロックは、それ自身の量子化パラメータを有することが出来る。更に、１つの３２×３２ブロックが４つの個別の１６×１６ブロックに区画割りされる場合、各々の１６×１６ブロックも、それ自身の量子化パラメータを有することが出来る。この情報は、delta＿qpのシンタックスを使用して復号器に通知される。６４×６４ブロックについて、mb64＿typeがＰ８×８でない（即ち、更なる区画割りを意味しない）場合、現在のブロックの左上側のブロックに関して、mb64＿delta＿qpが符号化されて、ルミナンス量子化器のステップ・サイズに於ける相対的な変更が通知される。当該ブロックは、６４×６４、３２×３２、或いは、１６×１６のサイズを有することが出来る。mb64＿qp＿deltaの復号値は、［－２６、２５］の範囲に限定される。mb64＿qp＿deltaの値は、ブロック（P＿SkipとB＿Skipブロック・タイプを含む）について存在していない場合、０に等しいと推測される。現在のブロックについてのルミナンス量子化の値QPYは、次のように導き出される。
QPY ＝ （QPY，PREV ＋ mb64＿qp＿delta ＋ 52） ％ 52， （3）
ここで、QPY，PREVは、現在のスライスに於ける復号順序で前の６４×６４ブロックのルミナンスＱＰである。スライス内の最初の６４×６４ブロックについては、QPY，PREVは、スライス・ヘッダ内の送信されたスライス量子化パラメータに等しく設定される。
mb64＿typeがＰ８×８である（即ち、６４×６４ブロックが４つの３２×３２ブロックに区画割りされることを意味する）場合、各々の３２×３２ブロックについて、同じ処理が繰り返される。即ち、mb32＿typeがＰ８×８でない（即ち、更なる区画割りを意味しない）場合、mb32＿delta＿qpが符号化される。mb32＿typeがＰ８×８である場合、各々の１６×１６マクロブロックについてのdelta＿qpが、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於ける復号器に送られる。尚、delta＿qpは、６４×６４、或いは、３２×３２のブロック・サイズで通知されると、動きパーティションの全てのブロックに適用できる。
第２の従来技術のアプローチに於ける量子化パラメータの符号化
第２の従来技術のアプローチに於いて、大きいブロックは、符号化単位の概念によってサポートされる。第２の従来技術のアプローチに於いて、符号化単位（ＣＵ）は、正方形の形状を有する基本単位として定義されている。これは、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於けるマクロブロックとサブマクロブロックに類似した役割を持っているが、主な違いは、符号化単位は様々なサイズを有することが出来、そのサイズに対応する区別がないことである。フレーム・ベースのループ・フィルタリング以外の全ての処理が、イントラ／インター予測、変換、量子化とエントロピ符号化を含めて、符号化単位毎に行なわれる。２つの特別な用語、即ち、最大符号化単位（ＬＣＵ）と最小符号化単位（ＳＣＵ）が定められている。利便性の高い実施については、ＬＣＵサイズとＳＣＵサイズが、２の累乗であり、且つ、８以上である値に限定される。
ピクチャが非重複のＬＣＵから成ると仮定している。符号化単位が正方形の形状に限定されている為、ＬＣＵ内での符号化単位構造は、ピクチャに適合させた再帰的ツリー表現で表すことが出来る。即ち、符号化単位は、最大符号化単位サイズと、符号化単位が属する最大符号化単位に於ける階層的な深度とによって特徴づけられる。
第２の従来技術のアプローチでは、符号化単位と共に、予測モードについての基本単位、即ち、予測単位（ＰＵ）が導入されている。尚、予測単位は最後の深度の符号化単位についてのみ定められ、そのサイズは符号化単位のサイズに限定される。従来規格と同様に、２つの相異なる用語、即ち、予測タイプと予測単位分割（ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ）が、予測方法を規定するために定められる。予測タイプは、予測方法の性質を概略的に表現するスキップ、イントラ及びインターの各意味のうちの１つである。次に、予測タイプに従って、可能な予測単位分割が定められる。符号化単位サイズが２Ｎ×２Ｎの場合、イントラについての予測単位には、２つの相異なる可能な分割、即ち、２Ｎ×２Ｎ（即ち、分割なし）とＮ×Ｎ（即ち、４分の１分割）とがある。インターについての予測単位には、８つの相異なる可能な分割、即ち、４つの対称的分割（２Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ）と４つの非対称的分割（２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、ｎＬ×２Ｎ、ｎＲ×２Ｎ）とがある。
符号化単位と予測単位とに加えて、変換と量子化とについての変換単位（ＴＵ）が、別に定められている。尚、変換単位のサイズは予測単位のサイズよりも大きいこともあり、これは以前のビデオ規格と異なっているが、変換単位は符号化単位のサイズを超えないこともある。しかしながら、変換単位のサイズは任意ではなく、一旦、予測単位構造がある符号化単位について定められると、可能な変換単位分割は２つだけになる。その結果、当該符号化単位に於ける変換単位のサイズは、transform＿unit＿size＿flagによって特定される。transform＿unit＿size＿flagが０に設定される場合、変換単位のサイズは、その変換単位が属する符号化単位のサイズと同じになる。それ以外の場合、変換単位のサイズは、予測単位の分割に従って、Ｎ×Ｎ、或いは、Ｎ／２×Ｎ／２として設定される。
大きい変換に対する量子化係数と逆量子化係数についての基本原理は、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に使用される基本原理、即ち、デッド・ゾーンを有するスカラ量子化器に使用される基本原理と同じである。全く同じ量子化パラメータ範囲と、それに対応する量子化ステップが、提案されたコーデックに於いて使用されている。その提案によれば、各々の符号化単位について、量子化パラメータの変更が可能である。現在のブロックについてのルミナンス量子化の値QPYは、次のように導き出される。
QPY ＝ SliceQPY ＋ qp＿delta， （4）
ここで、SliceQPYは、当該スライスについての量子化パラメータであり、qp＿deltaは、現在の符号化単位についての量子化パラメータと当該スライスとの差分である。同一の量子化パラメータが、符号化単位全体に適用される。
代表的なＱＰ符号化プロセス―１つのＱＰから得られるＱＰ予測子
図１を参照すると、ビデオ符号器に於ける従来の量子化パラメータ符号化プロセスの全体が、参照番号１００によって示されている。方法１００は、制御を機能ブロック１１０に移す開始ブロック１０５を含んでいる。機能ブロック１１０は、スライスについての量子化パラメータ（ＱＰ）をSliceQPYに設定して、SliceQPYをＱＰ予測子として記憶し、制御をループ・リミット・ブロック１１５に移す。ループ・リミット・ブロック１１５は、１から符号化単位数（＃）までの範囲を有する変数ｉを使用してループを開始し、制御を機能ブロック１２０に移す。機能ブロック１２０は、各々の符号化単位についてのＱＰをＱＰＣＵに設定し、制御を機能ブロック１２５に移す。機能ブロック１２５は、delta＿QP ＝ QPCU－ SliceQPYを符号化し、制御を機能ブロック１３０に移す。機能ブロック１３０は、符号化単位ｉを符号化し、制御をループ・リミット・ブロック１３５に移す。ループ・リミット・ブロック１３５は、符号化単位についてのループを終了し、制御を終了ブロックに１９９に移す。
このように、方法１００では、１つのＱＰ、即ち、スライスＱＰ（SliceQPY）が、符号化すべきＱＰについての予測子として使用される。機能ブロック１２０に関して、符号化単位についてのＱＰは、そのコンテンツ及び／又は前の符号化結果に基づいて調節される。例えば、平滑符号化単位は、ＱＰを下げて、知覚品質を改善する。もう１つの例では、前の符号化単位が、割り当てられたビットよりも多くのビットを使用している場合、現在の符号化単位は、ＱＰを増やして、元々割り当てられたものよりも少ないビットを使用する。この例に於ける現在の符号化単位（ＱＰＣＵ）とＱＰ予測子SliceQPYとの差分が、（機能ブロック１２５によって）符号化される。
図２を参照すると、ビデオ復号器に於ける従来の量子化パラメータ復号プロセスの全体が、参照番号２００によって示されている。方法２００は、制御を機能ブロック２１０に移す開始ブロック２０５を含んでいる。機能ブロック２１０は、SliceQPYを復号し、SliceQPYをＱＰ予測子として記憶し、制御をループ・リミット・ブロックに２１５に移す。ループ・リミット・ブロック２１５は、１から符号化単位数（＃）までの範囲を有する変数ｉを使用してループを開始し、制御を機能ブロック２２０に移す。機能ブロック２２０は、delta＿QPを復号して、制御を機能ブロック２２５に移す。機能ブロック２２５は、各々の符号化単位についてのＱＰをQPCU ＝ SliceQPY ＋ delta＿QPに設定し、制御を機能ブロック２３０に移す。機能ブロック２３０は、符号化単位ｉを復号して、制御をループ・リミット・ブロック２３５に移す。ループ・リミット・ブロック２３５は、符号化単位についてのループを終了し、制御を終了ブロック２９９に移す。機能ブロック２３０に関して、これによって、符号化単位は再構成される。
本原理は、従来技術の上述の、及び、その他の欠点と不利な点に取り組み、複数の隣接する量子化パラメータから量子化パラメータ予測子を決定する方法及び装置に関するものである。
本原理の一態様に従って、装置が提供される。この装置は、ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して画像映像データを符号化する符号器を有する。量子化パラメータ予測子は、前に符号化された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定される。現在の量子化パラメータと量子化パラメータ予測子との差分が符号化されて、対応する復号器にシグナリングされる。
本原理の他の態様に従って、ビデオ符号器における方法が提供される。この方法は、ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して画像データを符号化するステップを含む。量子化パラメータ予測子は、前に符号化された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定される。この方法は、現在の量子化パラメータと量子化パラメータ予測子との差分を符号化して、対応する復号器にシグナリングするステップを更に含む。
本原理の更に他の態様に従って、装置が提供される。この装置は、ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して画像データを復号する復号器を含む。量子化パラメータ予測子は、前に符号化された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定される。現在の量子化パラメータと量子化パラメータ予測子との差分が、復号されて、画像像データの復号に使用される。
本原理のまた更に他の態様に従って、ビデオ復号器における方法が提供される。この方法は、ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して画像データを復号するステップを含む。量子化パラメータ予測子は、前に符号化された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定される。この方法は、現在の量子化パラメータと量子化パラメータ予測子との差分を復号して、画像データの復号に使用するステップを更に含む。
本原理の上述の、及び、その他の各形態、各特徴、及び、各利点は、添付図面を参照して理解されるべき、以下の各実施例の詳細な説明から明らかになるであろう。
本原理は、次の例示的な図に従って、より良く理解されるであろう。
従来技術による、ビデオ符号器に於ける従来の量子化パラメータ符号化プロセスを示す流れ図である。 従来技術による、ビデオ復号器に於ける従来の量子化パラメータ復号プロセスを示す流れ図である。 本原理の一実施形態による、本原理を適用できる例示的なビデオ符号器を示すブロック図である。 本原理の一実施形態による、本原理を適用できる例示的なビデオ復号器を示すブロック図である。 本原理の一実施形態による、ビデオ符号器に於ける例示的な量子化パラメータ符号化プロセスを示す流れ図である。 本原理の一実施形態による、ビデオ復号器に於ける例示的な量子化パラメータ復号プロセスを示す流れ図である。 本原理の一実施形態による、例示的な隣接する符号化単位を示す図である。 本原理の一実施形態による、ビデオ符号器に於ける他の例示的な量子化パラメータ符号化プロセスを示す流れ図である。 本原理の一実施形態による、ビデオ復号器に於ける他の例示的な量子化パラメータ復号プロセスを示す流れ図である。 本原理の一実施形態による、ビデオ符号器に於ける更に他の例示的な量子化パラメータ符号化プロセスを示す流れ図である。 本原理の一実施形態による、ビデオ復号器に於ける更に他の例示的な量子化パラメータ復号プロセスを示す流れ図である。
本原理は、複数の隣接する量子化パラメータから量子化パラメータ予測子を決定する方法及び装置に関するものである。
本説明は、本原理を例示するものである。従って、当業者であれば、ここに明示的に説明または示されていないが、本原理を具体化し、且つ、その意図と範囲内にある種々の構成を考案できるであろう。
ここに列挙する全ての例と条件を表す用語とは、本発明者が、技術の進歩のために提供した本原理と概念とを読み手が理解するための助けとなるべく教授目的のために意図されたものであり、本原理と概念が、そのように具体的に説明された例と条件には限定されないと解釈すべきである。
更に、本原理、本原理の態様、本原理の実施形態、並びに、それらの各具体例を列挙した全ての記載は、それらの構造的及び機能的均等物の両方を包含するように意図されている。更に、そのような均等物には、現在周知の均等物と、将来開発される均等物、即ち、構造に関わらず同一機能を果たすように開発された任意の要素とが含まれる。
従って、例えば、ここに提示した各ブロック図が本原理を具体化する回路例の概念的な図を表していることが当業者に理解されるであろう。同様に、任意のフロー・チャート、流れ図、状態遷移図、擬似コード等が、コンピュータ可読媒体に実質的に表されて、従って、コンピュータ或いはプロセッサによって（そのようなコンピュータ或いはプロセッサが明示されているか否かに関わらず）実行され得る種々のプロセスを表していることが理解されるであろう。
各図に示す種々の要素の各機能は、専用ハードウェアの使用や適切なソフトウェアと共同してソフトウェアを実行できるハードウェアの使用によって、提供できる。各機能がプロセッサによって提供される場合、１つの専用プロセッサ、１つの共用プロセッサ、或いは、複数の個別のプロセッサ（その一部は、共用されてもよい）によって、提供され得る。更に、「プロセッサ」或いは「コントローラ（制御器）」なる用語の明示的な使用は、ソフトウェアを実行できるハードウェアを専ら意味すると解釈すべきではなく、デジタル信号プロセッサ（「ＤＳＰ」）ハードウェア、ソフトウェアを記憶するリードオンリ・メモリ（「ＲＯＭ」）、ランダム・アクセス・メモリ（「ＲＡＭ」）、及び、不揮発性記憶装置を制限なく黙示的に含み得る。
その他の従来技術のハードウェア、及び／又は、オーダーメイドのハードウェアも含み得る。同様に、各図に示された任意のスイッチは、単に、概念的なものである。それらの機能は、プログラム論理の動作、専用論理、プログラム論理と専用論理とのインタラクション、或いは、手動によって行うことができ、また、個々の技術は実施者によって選択できることが、詳細な説明から更に具体的に理解できるであろう。
特許請求の範囲に於いて、特定の機能を果たす手段として表現された任意の要素は、例えば、ａ）当該機能を果たす各回路要素の組み合わせ、或いは、ｂ）任意の形態、従って、ファームウェア又はマイクロコード等を含む形態のソフトウェアであり、当該機能を果たす当該ソフトウェアを実行する適切な回路網と組み合わされるソフトウェアを含む機能を果たす任意のものを包含することが意図されている。このような特許請求の範囲によって規定された本原理は、種々の列挙された手段によって提供される機能が特許請求の範囲に記載された態様で組み合わされて統合されることにある。従って、それらの機能を提供できる任意の手段は、ここに記載の手段に等しいと考えられる。
本明細書に於いて、本原理の「一実施形態」或いは「実施形態」という表現、及び、その表現の異形は、当該実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造、及び、特性等が、本原理の少なくとも一実施形態に含まれていることを意味している。従って、「一実施形態に於いて」或いは「実施形態に於いて」という語句、及び、その語句の異形が記載されている場合は、必ずしも同一の実施形態を意味している訳ではない。
例えば、「Ａ／Ｂ」、「Ａ及び／又はＢ」、及び、「ＡとＢの少なくとも１つ」の場合の「／」、「及び／又は」、及び、「・・・の少なくとも１つ」の何れかの使用は、１番目に記載のオプション（Ａ）のみの選択、２番目に記載のオプション（Ｂ）のみの選択、或いは、両方のオプション（ＡとＢ）の選択を包含することを意図している。更なる例として、「Ａ、Ｂ、及び／又は、Ｃ」と「Ａ、Ｂ、及び、Ｃの少なくとも１つ」の場合、そのような記載は、１番目に記載のオプション（Ａ）のみの選択、２番目に記載のオプション（Ｂ）のみの選択、３番目に記載のオプション（Ｃ）のみの選択、１番目と２番目に記載のオプション（ＡとＢ）のみの選択、１番目と３番目に記載のオプション（ＡとＣ）のみの選択、２番目と３番目に記載のオプション（ＢとＣ）のみの選択、或いは、３つのオプション（ＡとＢとＣ）の選択を包含することを意図している。このことは、当業者に直ちに明らかなように、多数の項目が記載される場合にも拡張できる。
また、ここで使用されているように、「ピクチャ」という用語と「画像」という用語とは、互換可能に使用され、静止画、或いは、ビデオ・シーケンスから得られるピクチャを意味する。周知の如く、ピクチャは、フレーム又はフィールドであっても良い。
更に、ここで使用されているように、「符号化単位」（ＣＵ）という語句は、正方形の形状を有する基本単位を意味する。これは、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於けるマクロブロックとサブマクロブロックに類似した役割を持っているが、主な違いは、符号化単位は様々なサイズを有することが出来、そのサイズに対応する区別がないことである。フレーム・ベースのループ・フィルタリング以外の全ての処理が、イントラ／インター予測、変換、量子化とエントロピ符号化を含めて、符号化単位毎に行なわれる。
更に、ここで使用されているように、「予測単位」（ＰＵ）という語句は、予測モードに於ける基本単位を意味する。尚、ＰＵは最後の深度のＣＵについてのみ定められ、そのサイズはＣＵのサイズに限定される。予測に関する全ての情報は、ＰＵ毎に通知（シグナリング）される。
また、ここで使用されているように、「変換単位」（ＴＵ）という語句は、変換についての基本単位を意味する。尚、変換単位のサイズは予測単位のサイズよりも大きいこともあり、これは以前のビデオ規格と異なっているが、変換単位は符号化単位のサイズを超えないこともある。しかしながら、変換単位のサイズは任意ではなく、一旦、予測単位構造が、ある符号化単位について定められると、可能な変換単位分割は２つだけになる。その結果、当該符号化単位に於ける変換単位のサイズは、transform＿unit＿size＿flagによって特定される。transform＿unit＿size＿flagが０（ゼロ）に設定される場合、変換単位のサイズは、その変換単位が属する符号化単位のサイズと同じになる。それ以外の場合、変換単位のサイズは、予測単位の分割に従って、Ｎ×Ｎ、或いは、Ｎ／２×Ｎ／２として設定される。
更に、ここで使用されているように、「スキップ・モード」という語句は、動き情報が動きベクトル予測子から推測され、且つ、動き情報もテクスチャ情報も送信されない予測モードを意味する。
更に、正しく理解されるべき点として、説明を簡単に、且つ、明確にする目的で、第２の従来技術のアプローチによって定められた基本事項から説明を開始して、第２の従来技術のアプローチに対する改良として、新たな変数、原理、シンタックス等を定めることにする。しかしながら、当業者には明らかである点として、本発明に関連してここに開示し説明する原理と概念とは、任意の新たな、或いは、改良された規格、又は、プロプライエタリ・システムにも適用でき、単に第２の従来技術のアプローチに対する改良のみには決して拘束されない。同様に、第１の従来技術のアプローチ、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格、或いは、その他のどのような方式または規格にも拘束されない。
図３を参照すると、本原理を適用できる例示的なビデオ符号器の全体が、参照番号３００によって示されている。ビデオ符号器３００にはフレーム順序付けバッファ３１０が含まれており、その出力部は結合器３８５の非反転入力部に信号通信可能に接続されている。結合器３８５の出力部が、（複数の予測子を使用する）変換器及び量子化器３２５の第１の入力部に信号通信可能に接続されている。変換器及び量子化器（複数の予測子を使用する）３２５の出力部が、エントロピ符号器３４５の第１の入力部と、（複数の予測子を使用する）逆変換器及び逆量子化器３５０の第１の入力部とに信号通信可能に接続されている。エントロピ符号器３４５の出力部が、結合器３９０の第１の非反転入力部に信号通信可能に接続されている。結合器３９０の出力部が、出力バッファ３３５の第１の入力部に信号通信可能に接続されている。
符号器制御装置３０５の第１の出力部が、フレーム順序付けバッファ３１０の第２の入力部と、（複数の予測子を使用する）逆変換器及び逆量子化器３５０の第２の入力部と、ピクチャ・タイプ決定モジュール３１５の入力部と、マクロブロック・タイプ（ＭＢタイプ）決定モジュール３２０の第１の入力部と、イントラ予測モジュール３６０の第２の入力部と、デブロッキング・フィルタ３６５の第２の入力部と、動き補償器３７０の第１の入力部と、動き推定器３７５の第１の入力部と、参照ピクチャ・バッファ３８０の第２の入力部とに信号通信可能に接続されている。
符号器制御装置３０５の第２の出力部が、補足拡張情報（ＳＥＩ：Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ Ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）挿入器３３０の第１の入力部と、（複数の予測子を使用する）変換器及び量子化器３２５の第２の入力部と、エントロピ符号器３４５の第２の入力部と、出力バッファ３３５の第２の入力部と、シーケンス・パラメータ・セット（ＳＰＳ：Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）及びピクチャ・パラメータ・セット（ＰＰＳ：Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）挿入器３４０の入力部とに信号通信可能に接続されている。
ＳＥＩ挿入器３３０の出力部が、結合器３９０の第２の非反転入力部に信号通信可能に接続されている。
ピクチャ・タイプ決定モジュール３１５の第１の出力が、フレーム順序付けバッファ３１０の第３の入力部に信号通信可能に接続されている。ピクチャ・タイプ決定モジュール３１５の第２の出力部が、マクロブロック・タイプ決定モジュール３２０の第２の入力部に信号通信可能に接続されている。
シーケンス・パラメータ・セット（ＳＰＳ）及びピクチャ・パラメータ・セット（ＰＰＳ）挿入器３４０の出力部が、結合器３９０の第３の非反転入力部に信号通信可能に接続されている。
（複数の予測子を使用する）逆変換器及び逆量子化器３５０の出力部が、結合器３１９の第１の非反転入力部に信号通信可能に接続されている。結合器３１９の出力部が、イントラ予測モジュール３６０の第１の入力と、デブロッキング・フィルタ３６５の第１の入力部とに信号通信可能に接続されている。デブロッキング・フィルタ３６５の出力部が、参照ピクチャ・バッファ３８０の第１の入力部に信号通信可能に接続されている。参照ピクチャ・バッファ３８０の出力部が、動き推定器３７５の第２の入力部と、動き補償器３７０の第３の入力部とに信号通信可能に接続されている。動き推定器３７５の第１の出力部が、動き補償器３７０の第２の入力部に信号通信可能に接続されている。動き推定器３７５の第２の出力部が、エントロピ符号器３４５の第３の入力部に信号通信可能に接続されている。
動き補償器３７０の出力部が、スイッチ３９７の第１の入力部に信号通信可能に接続されている。イントラ予測モジュール３６０の出力部が、スイッチ３９７の第２の入力部に信号通信可能に接続されている。マクロブロック・タイプ決定モジュール３２０の出力部が、スイッチ３９７の第３の入力部に信号通信可能に接続されている。スイッチ３９７の第３の入力によって、スイッチの「データ」入力（制御入力、即ち、第３の入力と対比される）が動き補償器３７０、或いは、イントラ予測モジュール３６０によって提供されるべきか否かが決定される。スイッチ３９７の出力部が、結合器３１９の第２の非反転入力部と、結合器３８５の反転入力部とに信号通信可能に接続されている。
フレーム順序付けバッファ３１０の第１の入力部と符号器制御装置３０５の入力部とが、入力画像を受信するための、符号器１００の入力部として利用可能である。更に、補足拡張情報（ＳＥＩ）挿入器３３０の第２の入力部が、メタデータを受信するための、符号器３００の入力部として利用可能である。出力バッファ３３５の出力部が、ビットストリームを出力するための、符号器３００の出力部として利用可能である。
図４を参照すると、本原理を適用できる例示的なビデオ復号器の全体が、参照番号４００によって示されている。ビデオ復号器４００には、入力バッファ４１０が含まれており、その出力部がエントロピ復号器４４５の第１の入力部に信号通信可能に接続されている。エントロピ復号器４４５の第１の出力部が、（複数の予測子を使用する）逆変換器及び逆量子化器４５０の第１の入力部に信号通信可能に接続されている。（複数の予測子を使用する）逆変換器及び逆量子化器４５０の出力部が、結合器４２５の第２の非反転入力部に信号通信可能に接続されている。結合器４２５の出力部が、デブロッキング・フィルタ４６５の第２の入力部と、イントラ予測モジュール４６０の第１の入力部とに信号通信可能に接続されている。デブロッキング・フィルタ４６５の第２の出力部が、参照ピクチャ・バッファ４８０の第１の入力部に信号通信可能に接続されている。参照ピクチャ・バッファ４８０の出力部が、動き補償器４７０の第２の入力部に信号通信可能に接続されている。
エントロピ復号器４４５の第２の出力部が、動き補償器４７０の第３の入力部と、デブロッキング・フィルタ４６５の第１の入力部と、イントラ予測器４６０の第３の入力部とに信号通信可能に接続されている。エントロピ復号器４４５の第３の出力部が、復号器制御装置４０５の入力部に信号通信可能に接続されている。復号器制御装置４０５の第１の出力部が、エントロピ復号器４４５の第２の入力部に信号通信可能に接続されている。復号器制御装置４０５の第２の出力部が、（複数の予測子を使用する）逆変換器及び逆量子化器４５０の第２の入力部に信号通信可能に接続されている。復号器制御装置４０５の第３の出力部が、デブロッキング・フィルタ４６５の第３の入力部に信号通信可能に接続されている。復号器制御装置４０５の第４の出力部が、イントラ予測モジュール４６０の第２の入力部と、動き補償器４７０の第１の入力部と、参照ピクチャ・バッファ４８０の第２の入力部とに信号通信可能に接続されている。
動き補償器４７０の出力部が、スイッチ４９７の第１の入力部に信号通信可能に接続されている。イントラ予測モジュール４６０の出力部が、スイッチ４９７の第２の入力部に信号通信可能に接続されている。スイッチ４９７の出力部が、結合器４２５の第１の非反転入力部に信号通信可能に接続されている。
入力バッファ４１０の入力部が、入力ビットストリームを受信するための、復号器４００の入力部として利用可能である。デブロッキング・フィルタ４６５の第１の出力部が、出力画像を出力するための、復号器４００の出力部として利用可能である。
前述の如く、本原理は、複数の隣接する量子化パラメータから量子化パラメータ予測子を決定する方法及び装置に関するものである。
前述の第１と第２の従来技術のアプローチでは、ブロック・レベルでの量子化パラメータの調節が行われ、当該ブロックは、（第１の従来技術のアプローチに於けるように）マクロブロック、即ち大きいブロック、或いは、（第２の従来技術のアプローチに於けるように）符号化単位の場合がある。量子化パラメータ値は、異なる態様で符号化される。ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格と第１の従来技術のアプローチとでは、現在のスライスに於ける符号化順序の前のブロックの量子化パラメータが予測子として使用される。第２の従来技術のアプローチでは、スライス量子化パラメータが予測子として使用される。
本原理に従って、本発明者等は、隣接する符号化ブロックの複数の量子化パラメータを使用して量子化パラメータ予測子を決定する方法及び装置を提供する。量子化パラメータ予測子の計算は１つの規則によって定められ、その規則は、符号器と復号器の双方に認知されている。従来の手法に比べて本手法の優れた点の１つは、復号器に量子化パラメータを通知するのに必要なオーバヘッドを低減できることである。
量子化パラメータは、しばしば、目標ビット・レートに適合するように、或いは、コンテンツに順応するように調節され、それによって視覚的な品質が改善される。これによって、各符号化単位間でＱＰの変動が生じる。本原理を説明する為に、符号化単位という用語は、ブロック、マクロブロック、スーパーブロック、スーパーマクロブロック、サブマイクロブロック、サブブロック、画像区画、画像幾何学的区画、画像領域、予測単位、及び、変換単位を含むが、これらには限定されない、広義の画像区画及び画像領域を含むことを意図している。ＱＰの差分を通知する際のオーバヘッド・コストを低減する為に、本発明者等は、ＱＰ予測子のパフォーマンスを改善する方法及び装置を開示し、説明する。ＱＰ予測子は、符号器と復号器の双方で同じ方法を使用して、前に符号化／復号されている符号化単位の隣接ブロックから得られる複数のＱＰによって形成され、これによって、必要な通知オーバヘッドが低減される。
図５を参照すると、ビデオ符号器に於ける例示的な量子化パラメータ符号化プロセスの全体が、参照番号５００によって示されている。方法５００は、制御をループ・リミット・ブロック５１０に移す開始ブロック５０５を含んでいる。ループ・リミット・ブロック５１０は、１から符号化単位数（＃）までの範囲を有する変数ｉを使用してループを開始し、制御を機能ブロック５１５に移す。機能ブロック５１５は、前に符号化された符号化単位の複数のＱＰを使用してＱＰ予測子（ＱＰＰＲＥＤ）を形成し、制御を機能ブロック５２０に移す。機能ブロック５２０は、各々の符号化単位についてのＱＰをＱＰＣＵに設定し、制御を機能ブロック５２５に移す。機能ブロック５２５は、delta＿QP ＝ QPCU－ QPPREDを符号化し、制御を機能ブロック５３０に移す。機能ブロック５３０は、符号化単位ｉを符号化して、制御をループ・リミット・ブロック５３５に移す。ループ・リミット・ブロック５３５は、符号化単位についてのループを終了して、制御を終了ブロック５９９に移す。機能ブロック５１５に関し、動きベクトル予測について使用される同じ符号化単位を使用して予測子ＱＰＰＲＥＤを形成できる。例えば、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於けるメジアン（中央値）動きベクトルを形成するのに使用される符号化単位、或いは、動きベクトル競合に使用される符号化単位を使用できる。
図６を参照すると、ビデオ復号器に於ける例示的な量子化パラメータ復号プロセスの全体が、参照番号６００によって示されている。方法６００は、制御をループ・リミット・ブロック６１０に移す開始ブロック６０５を含んでいる。ループ・リミット・ブロック６１０は、１から符号化単位数（＃）までの範囲を有する変数ｉを使用してループを開始し、制御を機能ブロック６１５に移す。機能ブロック６１５は、前に復号された符号化単位の複数のＱＰを使用してＱＰ予測子（ＱＰＰＲＥＤ）を形成し、制御を機能ブロック６２０に移す。機能ブロック６２０は、delta＿QPを復号し、制御を機能ブロック６２５に移す。機能ブロック６２５は、各々の符号化単位についてのＱＰをQPCU ＝ delta＿QP ＋ QPPREDに設定し、制御を機能ブロック６３０に移す。機能ブロック６３０は、符号化単位ｉを復号し、制御をループ・リミット・ブロック６３５に移す。ループ・リミット・ブロック６３５は、符号化単位についてのループを終了し、制御を終了ブロック６９９に移す。機能ブロック６１５に関し、動きベクトル予測について使用される同じ符号化単位を使用して予測子ＱＰＰＲＥＤを形成できる。例えば、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於けるメジアン（中央値）動きベクトルを形成するのに使用される符号化単位、或いは、動きベクトル競合に使用される符号化単位を使用できる。
ＱＰ予測子（ＱＰ ＰＲＥＤ ）の導出
次に、ＱＰ予測子を形成するための手法を開示し、説明する。同期性（synchrony）を得る為に、同一の方法が、符号器と復号器の双方で使用される。
関心領域に高い知覚品質を提供することは、全体的な知覚品質に顕著な影響を与える。それ故、ＱＰ調節に於ける一般的なガイドラインは、関心領域には、より低いＱＰを割り当てて知覚品質を向上させ、その他の領域には、より高いＱＰを割り当ててビット数を低減することである。ピクチャ・コンテンツは連続性が高いので、隣接する符号化単位についての各ＱＰは、互いに相関していることが多い。従来技術に於いては、現在のＱＰと前に符号化されたブロックのＱＰとの相関関係が利用される。ＱＰがその他の隣接するブロックから得られるＱＰに対しても相関し得るので、より多くのＱＰを考慮に入れることによって、ＱＰ予測子を改善できる。図７を参照すると、例示的な隣接する符号化単位の全体が、参照番号７００によって示されている。隣接する符号化単位７００には、Ａによって示されている左隣接符号化単位と、Ｂによって示されている上段隣接符号化単位と、Ｃによって示されている上段右隣接符号化単位と、Ｄによって示されている上段左隣接符号化単位とが含まれている。隣接符号化単位ＡからＤを使用して、Ｅによって示されている現在の符号化単位についてのＱＰ予測子が形成される。１つの例に於いて、Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤの定義は、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格の動きベクトル予測子について使用されるブロックと同じである。ＱＰ予測子を得るために、その他の隣接する符号化単位から得られるより多くのＱＰも含めることが出来る。
ＱＰ予測子は、符号器と復号器の双方に認知されている規則に従って、形成される。符号化単位Ａ、Ｂ及びＣに於けるＱＰを用いて、次のような若干の例示的な規則を提示する。
・規則１： QPPRED＝ 中央値（QPA、QPB、QPC）
・規則２： QPPRED＝ 最小値（QPA、QPB、QPC）
・規則３： QPPRED＝ 最大値（QPA、QPB、QPC）
・規則４： QPPRED＝ 平均値（QPA、QPB、QPC）
符号化単位（Ａ、Ｂ、Ｃ）が、全てではなく（部分的に）、利用できる場合、それらのＱＰの代わりにSliceQPYを使用して、或いは、利用可能なＱＰのみを使用して予測子を形成できる。例えば、符号化単位Ａが利用できない場合、規則２は、QPPRED＝ 最小値（QPB、QPC）になる。他の例では、符号化単位の全てではなく（部分的に）、利用できる場合、欠けているＱＰの代わりに、他のブロックのＱＰを使用できる。例えば、ブロックＣの代わりにブロックＤを使用できる。
ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於ける動きベクトル予測は、隣接する動きベクトルの中央値ベクトルを使用して動きベクトル予測子を生成するという同様の思想を共有している。動きベクトルと動きベクトル予測子との差分が、符号化されて、ビットストリームに入れられて送信される。動きベクトルとＱＰの双方について予測プロセスを統一するために、一実施形態に於いて、ブロックがインター・モードで符号化される場合、同じ隣接符号化単位を使用して動きベクトルとＱＰの双方を予測する。
ＶＣＥＧの「key technical area」（ＫＴＡ）ソフトウェア（ＫＴＡソフトウェア バージョンＫＴＡ２．６）は、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格の確定後に、ビデオ符号化に於ける新たな進歩を統合するための共通プラットフォームを提供している。動きベクトル競合を使用する提案が、ＫＴＡに採用された。動きベクトル競合の手法に於いて、符号化ブロックは、空間的に、或いは、時間的に隣接するブロックの動きベクトルを含む一組の動きベクトル予測子候補を有している。最良の動きベクトル予測子が、レート歪み最適化に基づいて、上記の候補の組から選択される。上記の組が複数の候補を有する場合、上記の組に於ける動きベクトル予測子のインデックスが、復号器に明示的に送信される。動きベクトルとＱＰの双方について予測プロセスを統一するために、一実施形態に於いて、ブロックがインター・モードで符号化される場合、同じ隣接符号化単位を使用して動きベクトルとＱＰの双方を予測する。動きベクトル予測子のインデックスが、動きベクトル競合について、既に送信されているので、ＱＰ予測子について、追加のオーバヘッドは必要ない。
バリエーション１の実施形態－予測単位に於けるＱＰ調節
符号化単位は１２８×１２８の大きさであり得る。これは、ピクチャ内では、非常に少ない符号化単位となる。目標ビット・レートを正確に達成するためには、符号化単位相互間のＱＰ変分が大きくなることがある。ＱＰ変分を平滑化する１つの解決手段は、ＱＰ調節を、符号化単位の代わりに予測単位に適用することである。予測単位がスキップ・モードでない場合、ＱＰ差分を送信するだけで良い。
図８を参照すると、ビデオ符号器に於ける他の例示的な量子化パラメータ符号化プロセスの全体が、参照番号８００によって示されている。尚、理解すべき点として、方法８００は予測単位に於けるＱＰ調節を伴う。方法８００は、制御をループ・リミット・ブロック８１０に移す開始ブロック８０５を含んでいる。ループ・リミット・ブロック８１０は、１から予測単位数（＃）までの範囲を有する変数ｉを使用してループを開始し、制御を機能ブロック８１５に移す。機能ブロック８１５は、前に符号化された予測単位の複数のＱＰを使用してＱＰ予測子（ＱＰＰＲＥＤ）を形成し、制御を機能ブロック８２０に移す。機能ブロック８２０は、各々の予測単位についてのＱＰをＱＰＰＵに設定し、制御を機能ブロック８２５に移す。機能ブロック８２５は、delta＿QP ＝QPＰU － QPPREDを符号化し、制御を機能ブロック８３０に移す。機能ブロック８３０は、予測単位ｉがスキップ・モードにない場合、予測単位ｉを符号化して、制御をループ・リミット・ブロック８３５に移す。ループ・リミット・ブロック８３５は、予測単位についてのループを終了し、制御を終了ブロック８９９に移す。機能ブロック８１５に関し、動きベクトル予測について使用される同じ予測単位を使用して予測子ＱＰＰＲＥＤを形成できる。例えば、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於けるメジアン（中央値）動きベクトルを形成するのに使用される予測単位、或いは、動きベクトル競合に使用される予測単位を使用できる。
図９を参照すると、ビデオ復号器に於ける他の例示的な量子化パラメータ復号プロセスの全体が、参照番号９００によって示されている。尚、理解すべき点として、方法９００は予測単位に於けるＱＰ調節を伴う。方法９００は、制御をループ・リミット・ブロック９１０に移す開始ブロック９０５を含んでいる。ループ・リミット・ブロック９１０は、１から予測単位数（＃）までの範囲を有する変数ｉを使用してループを開始し、制御を機能ブロック９１５に移す。機能ブロック９１５は、前に復号された予測単位の複数のＱＰを使用してＱＰ予測子（ＱＰＰＲＥＤ）を形成し、制御を機能ブロック９２０に移す。機能ブロック９２０は、delta＿QPを復号し、制御を機能ブロック９２５に移す。機能ブロック９２５は、各々の予測単位についてのＱＰをQPPU ＝ delta＿QP ＋ QPPREDに設定し、制御を機能ブロック９３０に移す。機能ブロック９３０は、予測単位ｉがスキップ・モードにない場合、予測単位ｉを復号して、制御をループ・リミット・ブロック９３５に移す。ループ・リミット・ブロック９３５は、予測単位についてのループを終了し、制御を終了ブロック９９９に移す。機能ブロック９１５に関し、動きベクトル予測について使用される同じ予測単位を使用して予測子ＱＰＰＲＥＤを形成できる。例えば、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於けるメジアン（中央値）動きベクトルを形成するのに使用される予測単位、或いは、動きベクトル競合に使用される予測単位を使用できる。
バリエーション２の実施形態－変換単位に於けるＱＰ調節
バリエーション１と同様に、変換単位に於いてＱＰ調節を適用できる。変換単位にゼロ以外の変換係数がある場合、ＱＰ差分を送信するだけで良い。
図１０を参照すると、ビデオ符号器に於ける更に他の例示的な量子化パラメータ符号化プロセスの全体が、参照番号１０００によって示されている。尚、理解すべき点として、方法１０００は変換単位に於けるＱＰ調節を伴う。方法１０００は、制御をループ・リミット・ブロック１０１０に移す開始ブロック１００５を含んでいる。ループ・リミット・ブロック１０１０は、１から変換単位数（＃）までの範囲を有する変数ｉを使用してループを開始し、制御を機能ブロック１０１５に移す。機能ブロック１０１５は、前に符号化された変換単位の複数のＱＰを使用してＱＰ予測子（ＱＰＰＲＥＤ）を形成し、制御を機能ブロック１０２０に移す。機能ブロック１０２０は、各々の変換単位についてのＱＰをＱＰＴＵに設定し、制御を機能ブロック１０２５に移す。機能ブロック１０２５は、delta＿QP ＝ QPＴU － QPPREDを符号化し、制御を機能ブロック１０３０に移す。機能ブロック１０３０は、変換単位ｉが非ゼロの係数を有する場合、変換単位ｉを符号化し、制御をループ・リミット・ブロック１０３５に移す。ループ・リミット・ブロック１０３５は、変換単位についてのループを終了し、制御を終了ブロック１０９９に移す。機能ブロック１０１５に関し、動きベクトル予測について使用される同じ変換単位を使用して予測子ＱＰＰＲＥＤを形成できる。例えば、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於けるメジアン（中央値）動きベクトルを形成するのに使用される変換単位、或いは、動きベクトル競合に使用される変換単位を使用できる。
図１１を参照すると、ビデオ復号器に於ける更に他の例示的な量子化パラメータ復号プロセスの全体が、参照番号１１００によって示されている。尚、理解すべき点として、方法１１００は変換単位に於けるＱＰ調節を伴う。方法１１００は、制御をループ・リミット・ブロック１１１０に移す開始ブロック１１０５を含んでいる。ループ・リミット・ブロック１１１０は、１から変換単位数（＃）までの範囲を有する変数ｉを使用してループを開始し、制御を機能ブロック１１１５に移す。機能ブロック１１１５は、前に復号された変換単位の複数のＱＰを使用してＱＰ予測子（ＱＰＰＲＥＤ）を形成し、制御を機能ブロック１１２０に移す。機能ブロック１１２０は、delta＿QPを復号し、制御を機能ブロック１１２５に移す。機能ブロック１１２５は、各々の変換単位についてのＱＰをQPTU ＝ delta＿QP ＋ QPPREDに設定し、制御を機能ブロック１１３０に移す。機能ブロック１１３０は、変換単位ｉが非ゼロの係数を有する場合、変換単位ｉを復号して、制御をループ・リミット・ブロック１１３５に移す。ループ・リミット・ブロック１１３５は、変換単位についてのループを終了し、制御を終了ブロック１１９９に移す。機能ブロック１１１５に関し、動きベクトル予測について使用される同じ変換単位を使用して予測子ＱＰＰＲＥＤを形成できる。例えば、ＭＰＥＧ－４ＡＶＣ規格に於けるメジアン（中央値）動きベクトルを形成するのに使用される変換単位、或いは、動きベクトル競合に使用される変換単位を使用できる。
シンタックス
一例として変換単位に於けるＱＰ調節を用いて、本原理に適用するシンタックスをどのように策定するかを説明する。シンタックス要素TU＿delta＿QPを使用して現在の変換単位についてのＱＰとＱＰ予測子とのＱＰ差分を規定する。ＱＰ差分は、予測単位、或いは、符号化単位に於いても規定できる。表１には、本原理の一実施形態に従う、変換単位に於ける例示的なシンタックスが示されている。
Figure 0007254681000001
表１に示されているシンタックス要素TU＿delta＿QPのセマンティックスは、次の通りである。
TU＿delta＿QPは、現在の変換単位（QPTU）についてのＱＰとＱＰ予測子（QPPRED）とのＱＰ差分の値を規定する。変換単位（QPTU）についてのＱＰは、QPTU ＝ QPPRED ＋ TU＿delta＿QPとして導き出される。TU＿delta＿QPは、変換単位に非ゼロの係数がある（即ち、code＿block＿flagがゼロでない）場合にのみ、必要となる。
本発明に伴う多数の利点／特徴の一部は既に説明したが、次に、その他の一部を説明する。例えば、ある利点／特徴は、ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して画像データを符号化する符号器であって、量子化パラメータ予測子は、前に符号化された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定される、上記符号器を有し、現在の量子化パラメータと量子化パラメータ予測子との差分が符号化され、対応する復号器にシグナリングされる装置である。
別の利点／特徴は、量子化パラメータ予測子が、符号器と復号器の双方に認知されている規則に基づいて黙示的に導き出される、上記の符号器を有する装置である。
更に別の利点／特徴は、量子化パラメータ予測子が、符号器と復号器の双方に認知されている規則に基づいて黙示的に導き出される、上記の符号器を有する装置であって、規則が、複数の量子化パラメータの中から得られる最小値を有する量子化パラメータ、複数の量子化パラメータの中から得られる最大値を有する量子化パラメータ、複数の量子化パラメータの少なくとも一部の中央値から計算される量子化パラメータ、及び、複数の量子化パラメータの少なくとも一部の平均値から計算される量子化パラメータのうちの少なくとも１つに応じて、量子化パラメータ予測子を決定すること、及び、選択することの少なくとも一方に関するものである、装置である。
また更に別の利点／特徴は、量子化パラメータ予測子が、動きベクトル予測について使用されるピクチャの部分と同じピクチャの部分に対応する１つ以上の量子化パラメータから選択され、その１つ以上の量子化パラメータは複数の量子化パラメータに含まれているものである、上記の符号器を有する装置である。
また更に別の利点／特徴は、量子化パラメータ予測子が、動きベクトル予測について使用されるピクチャの部分と同じピクチャの部分に対応する１つ以上の量子化パラメータから選択され、その１つ以上の量子化パラメータは複数の量子化パラメータに含まれているものである、上記の符号器を有する装置であって、動きベクトル競合を使用して動きベクトル予測子を決定する、装置である。
また更に別の利点／特徴は、画像データが、符号化単位、予測単位、及び、変換単位のうちの１つである、上述の符号器を有する装置である。
また更に別の利点／特徴は、画像データが、符号化単位、予測単位、及び、変換単位のうちの１つである、上記の符号器を有する装置であって、画像データが予測単位であり、現在の量子化パラメータと量子化パラメータ予測子との差分が、予測単位が非スキップ・モードにある場合にのみ、符号化されて、対応する復号器に通知される、装置である。
また更に別の利点／特徴は、画像データが変換単位であり、現在の量子化パラメータと量子化パラメータ予測子との差分が、変換単位が非ゼロの係数を含む場合にのみ、符号化されて、対応する復号器に通知される、上述の符号器を有する装置である。
当業者であれば、ここに記載された開示事項から、本原理の上述の特徴と利点、及び、その他の特徴と利点を容易に把握できるであろう。また、本原理の開示事項が、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特定用途のプロセッサ、或いは、それらの各組み合わせの種々の形態で実施できることも理解できるであろう。
最も望ましくは、本発明の開示事項は、ハードウェアとソフトウェアの組み合わせとして実施される。更に、そのソフトウェアは、プログラム記憶装置に具体的に組み入れられるアプリケーション・プログラムとして実施できる。そのアプリケーション・プログラムは、任意の適当なアーキテクチャから成るマシンにアップロードされて、実行されてもよい。望ましくは、そのマシンは、１つ以上の中央処理装置（ＣＰＵ）、ランダム・アクセス・メモリ（ＲＡＭ）、及び、入力／出力（Ｉ／Ｏ）インタフェースのようなハードウェアを有するコンピュータ・プラットフォーム上で実施される。このコンピュータ・プラットフォームには、オペレーティング・システムとマイクロ命令コードも含まれてもよい。ここで説明した種々のプロセスと機能は、ＣＰＵによって実行され得るマイクロ命令コードの一部、或いは、アプリケーション・プログラムの一部、或いは、それらの任意の組み合わせであってもよい。更に、種々の他の周辺装置、例えば、追加のデータ記憶装置や印刷装置等をコンピュータ・プラットフォームに接続してもよい。
更に、添付図面に描写された各システム構成要素及び各方法の一部はソフトウェアで実施されることが望ましいので、各システム構成要素、或いは、各処理機能ブロックの相互間の実際の接続関係は、本原理がプログラムされる様態に従って異なる場合がある。当業者であれば、ここに記載された開示事項から、本原理のこれらの実施形態或いは構成と同様の実施形態或いは構成とを考案できるであろう。
また、添付図面を参照して、各実施例を説明したが、本原理は、これらの厳密な実施例に限定される訳ではなく、当業者であれば、本原理の範囲とから逸脱することなく、種々の変更と修正を行うことが出来るであろう。そのような全ての変更と修正は、特許請求の範囲に記載した本原理の範囲内に含まれるものである。
（付記１）
ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して前記画像データを符号化する符号器（３００）であって、前記量子化パラメータ予測子は、前に符号化された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定される、前記符号器を有し、
前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との差分が符号化され、対応する復号器にシグナリングされる、装置。
（付記２）
前記量子化パラメータ予測子は、前記符号器と前記復号器の双方に認知されている規則に基づいて黙示的に導き出される、付記１に記載の装置。
（付記３）
前記規則は、前記複数の量子化パラメータの中から得られる最小値を有する量子化パラメータ、前記複数の量子化パラメータの中から得られる最大値を有する量子化パラメータ、前記複数の量子化パラメータの少なくとも一部の中央値から計算される量子化パラメータ、及び、前記複数の量子化パラメータの少なくとも一部の平均値から計算される量子化パラメータのうちの少なくとも１つに応じて、前記量子化パラメータ予測子を決定すること、及び、選択することの少なくとも一方に関するものである、付記２に記載の装置。
（付記４）
前記量子化パラメータ予測子は、動きベクトル予測について使用されるピクチャの部分と同じピクチャの部分に対応する１つ以上の量子化パラメータから選択され、該１つ以上の量子化パラメータは前記複数の量子化パラメータに含まれているものである、付記１に記載の装置。
（付記５）
動きベクトル競合を使用して動きベクトル予測子を決定する、付記４に記載の装置。
（付記６）
前記画像データは、符号化単位、予測単位、及び、変換単位のうちの１つである、付記１に記載の装置。
（付記７）
前記画像データは前記予測単位であり、前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との前記差分は、前記予測単位が非スキップ・モードにある場合にのみ、符号化されて、前記対応する復号器にシグナリングされる、付記６に記載の装置。
（付記８）
前記画像データは前記変換単位であり、前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との前記差分は、前記変換単位が非ゼロの係数を含む場合にのみ、符号化されて、前記対応する復号器にシグナリングされる、付記１に記載の装置。
（付記９）
ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して前記画像データを符号化するステップ（５３０，８３０，１０３０）であって、前記量子化パラメータ予測子は、前に符号化された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定される（５１５，８１５，１０１５）、前記ステップと、
前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との差分を符号化して（５２５，８２５，１０２５）、対応する復号器にシグナリングするステップと、
を有する、ビデオ符号器における方法。
（付記１０）
前記量子化パラメータ予測子は、前記符号器と前記復号器の双方に認知されている規則に基づいて黙示的に導き出される、付記９に記載の方法。
（付記１１）
前記規則は、前記複数の量子化パラメータの中から得られる最小値を有する量子化パラメータ、前記複数の量子化パラメータの中から得られる最大値を有する量子化パラメータ、前記複数の量子化パラメータの少なくとも一部の中央値から計算される量子化パラメータ、及び、前記複数の量子化パラメータの少なくとも一部の平均値から計算される量子化パラメータのうちの少なくとも１つに応じて、前記量子化パラメータ予測子を決定すること、及び、選択することの少なくとも一方に関するものである、付記１０に記載の方法。
（付記１２）
前記量子化パラメータ予測子は、動きベクトル予測について使用されるピクチャの部分と同じピクチャの部分に対応する１つ以上の量子化パラメータから選択され、該１つ以上の量子化パラメータは前記複数の量子化パラメータに含まれているものである（５１５，８１５，１０１５）、付記９に記載の方法。
（付記１３）
動きベクトル競合を使用して動きベクトル予測子を決定する（５１５，８１５，１０１５）、付記１２に記載の方法。
（付記１４）
前記画像データは、符号化単位（５００）、予測単位（８００）、及び、変換単位（１０００）のうちの１つである、付記９に記載の方法。
（付記１５）
前記画像データは前記予測単位であり、前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との前記差分は、前記予測単位が非スキップ・モードにある場合にのみ、符号化されて、前記対応する復号器にシグナリングされる（８３０）、付記１４に記載の方法。
（付記１６）
前記画像データは前記変換単位であり、前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との前記差分は、前記変換単位が非ゼロの係数を含む場合にのみ、符号化されて、前記対応する復号器にシグナリングされる（１０３０）、付記９に記載の方法。
（付記１７）
ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して前記画像データを復号する復号器（４００）であって、前記量子化パラメータ予測子は、前に符号化された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定される、前記復号器を有し、
前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との差分が、復号され、前記画像データの復号に使用される、装置。
（付記１８）
前記量子化パラメータ予測子は、前記復号器と、対応する符号器との双方に認知されている規則に基づいて黙示的に導き出される、付記１７に記載の装置。
（付記１９）
前記規則は、前記複数の量子化パラメータの中から得られる最小値を有する量子化パラメータ、前記複数の量子化パラメータの中から得られる最大値を有する量子化パラメータ、前記複数の量子化パラメータの少なくとも一部の中央値から計算される量子化パラメータ、及び、前記複数の量子化パラメータの少なくとも一部の平均値から計算される量子化パラメータのうちの少なくとも１つに応じて、前記量子化パラメータ予測子を決定すること、及び、選択することの少なくとも一方に関するものである、付記１８に記載の装置。
（付記２０）
前記量子化パラメータ予測子は、動きベクトル予測について使用されるピクチャの部分と同じピクチャの部分に対応する１つ以上の量子化パラメータから選択され、該１つ以上の量子化パラメータは前記複数の量子化パラメータに含まれているものである、付記１７に記載の装置。
（付記２１）
動きベクトル競合を使用して動きベクトル予測子を決定する、付記２０に記載の装置。
（付記２２）
前記画像データは、符号化単位、予測単位、及び、変換単位のうちの１つである、付記１７に記載の装置。
（付記２３）
前記画像データは前記予測単位であり、前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との前記差分は、前記予測単位が非スキップ・モードにある場合にのみ、復号される、付記２２に記載の装置。
（付記２４）
前記画像データは前記変換単位であり、前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との前記差分は、前記変換単位が非ゼロの係数を含む場合にのみ、復号される、付記１７に記載の装置。
（付記２５）
ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して前記画像データを復号するステップ（６３０，９３０，１１３０）であって、前記量子化パラメータ予測子は、前に符号化された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定される（６１５，９１５，１１１５）、前記ステップと、
前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との差分を復号して（６２０，９２０，１１２０）、前記画像データの復号に使用するステップと、
を有する、ビデオ復号器における方法。
（付記２６）
前記量子化パラメータ予測子は、前記復号器と、対応する符号器との双方に認知されている規則に基づいて黙示的に導き出される、付記２５に記載の方法。
（付記２７）
前記規則は、前記複数の量子化パラメータの中から得られる最小値を有する量子化パラメータ、前記複数の量子化パラメータの中から得られる最大値を有する量子化パラメータ、前記複数の量子化パラメータの少なくとも一部の中央値から計算される量子化パラメータ、及び、前記複数の量子化パラメータの少なくとも一部の平均値から計算される量子化パラメータのうちの少なくとも１つに応じて、前記量子化パラメータ予測子を決定すること、及び、選択することの少なくとも一方に関するものである、付記２６に記載の方法。
（付記２８）
前記量子化パラメータ予測子は、動きベクトル予測について使用されるピクチャの部分と同じピクチャの部分に対応する１つ以上の量子化パラメータから選択され、該１つ以上の量子化パラメータは前記複数の量子化パラメータに含まれているものである（６１５，９１５，１１１５）、付記２５に記載の方法。
（付記２９）
動きベクトル競合を使用して動きベクトル予測子を決定する（６１５，９１５，１１１５）、付記２８に記載の方法。
（付記３０）
前記画像データは、符号化単位（６００）、予測単位（９００）、及び、変換単位（１１００）のうちの１つである、付記２５に記載の方法。
（付記３１）
前記画像データは前記予測単位であり、前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との前記差分は、前記予測単位が非スキップ・モードにある場合にのみ、復号される（９３０）、付記３０に記載の方法。
（付記３２）
前記画像データは前記変換単位であり、前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との前記差分は、前記変換単位が非ゼロの係数を含む場合にのみ、復号される（１１３０）、付記２５に記載の方法。
（付記３３）
ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して符号化された前記画像データであって、前記量子化パラメータ予測子は、前に符号化された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定されたものである、前記画像データを有し、
前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との差分が、対応する復号器にシグナリングされるように符号化されている、符号化されたビデオ信号データを有するコンピュータ可読記憶媒体。

Claims (8)

  1. プロセッサに、
    ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して前記画像データを復号することであって、前記量子化パラメータ予測子は、前に復号された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定されたものである、復号することと、
    前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との差分を復号して、対応する復号器にシグナリングすることと、を実行させるプログラムであって、
    前記量子化パラメータ予測子は、
    現在復号されている部分の左側及び上側の前記前に復号された隣接部分が利用可能であるとき、これら隣接部分の前記量子化パラメータの平均を見つけることによって決定され、
    前記隣接部分のうち少なくとも１つが利用可能でない場合、前記量子化パラメータ予測子は、現在のスライスのための量子化パラメータに基づく、
    プログラム。
  2. 前記量子化パラメータ予測子は、動きベクトル予測について使用されるピクチャの部分と同じピクチャの部分に対応する１つ以上の量子化パラメータから選択され、該１つ以上の量子化パラメータは前記複数の量子化パラメータに含まれているものである、請求項１に記載のプログラム。
  3. 一組の動きベクトル予測子候補からの動きベクトル競合を使用して動きベクトル予測子を決定する、請求項２に記載のプログラム。
  4. 前記画像データは変換単位であり、前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との前記差分は、前記変換単位が非ゼロの係数を含む場合にのみ、復号される、請求項１に記載のプログラム。
  5. ピクチャの少なくとも一部分についての画像データに適用すべき現在の量子化パラメータの代わりに量子化パラメータ予測子を使用して前記画像データを復号するステップであって、前記量子化パラメータ予測子は、前に復号された隣接部分から得られる複数の量子化パラメータを使用して決定される、前記ステップと、
    前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との差分を復号して、前記画像データの復号に使用するステップと、を有し、
    前記量子化パラメータ予測子は、
    現在復号されている部分の左側及び上側の前記前に復号された隣接部分が利用可能であるとき、これら隣接部分の前記量子化パラメータの平均を見つけることによって決定され、
    前記隣接部分のうち少なくとも１つが利用可能でない場合、前記量子化パラメータ予測子は、現在のスライスのための量子化パラメータに基づく、
    ビデオ復号器における方法。
  6. 前記量子化パラメータ予測子は、動きベクトル予測について使用されるピクチャの部分と同じピクチャの部分に対応する１つ以上の量子化パラメータから選択され、該１つ以上の量子化パラメータは前記複数の量子化パラメータに含まれているものである、請求項５に記載の方法。
  7. 一組の動きベクトル予測子候補からの動きベクトル競合を使用して動きベクトル予測子を決定する、請求項６に記載の方法。
  8. 前記画像データは変換単位であり、前記現在の量子化パラメータと前記量子化パラメータ予測子との前記差分は、前記変換単位が非ゼロの係数を含む場合にのみ、復号される、請求項５に記載の方法。
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