JP7307154B2 - 適応動きベクトル解像度による動きベクトルの変更 - Google Patents
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Description
パリ条約に基づく適用可能な特許法および/または規則に基づいて、本願は、2018年9月23日出願の国際特許出願第PCT/CN2018/107168号の優先権および利益を適時に主張することを目的とする。米国法に基づくすべての目的のために、上記出願の開示全体は、本明細書の開示の一部として参照により援用される。
映像符号化規格は、長年にわたって大幅に改善され、現在、部分的には、高いコーディング効率を実現し、より高い解像度をサポートする。HEVCおよびH.265などの最近の規格は、時間予測プラス変換コーディングが利用されるハイブリッド映像符号化構造に基づく。
各インター予測されたPU(予測ユニット)は、1つまたは2つの参照ピクチャリストのための動きパラメータを有する。いくつかの実施形態において、動きパラメータは、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを含む。他の実施例において、2つの参照ピクチャリストのうちの1つの参照ピクチャリストの使用は、inter_pred_idcを用いて通知されてもよい。さらに他の実施形態において、動きベクトルは、予測子に対するデルタ(delta)として明確にコーディングされてもよい。
マージモードを使用してPUを予測する場合、ビットストリームからマージ候補リストにおけるエントリを指すインデックスを構文解析し、これを使用して動き情報を検索する。このリストの構成は、以下のステップのシーケンスに基づいてまとめることができる。
ステップ1.1:空間的候補導出
ステップ1.2:空間的候補の冗長性チェック
ステップ1.3:時間的候補導出
ステップ2:追加候補挿入
ステップ2.1:双予測候補の作成
ステップ2.2:動きゼロ候補の挿入
空間的マージ候補の導出において、図2に示す位置にある候補の中から、最大4つのマージ候補を選択する。導出の順序はA1、B1、B0、A0、B2である。位置A1、B1、B0、A0のいずれかのPUが利用可能でない場合(例えば、別のスライスまたはタイルに属しているため)、またはイントラコーディングされた場合にのみ、位置B2が考慮される。位置A1の候補を加えた後、残りの候補を加えると、冗長性チェックを受け、それにより、同じ動き情報を有する候補を確実にリストから排除でき、コーディング効率を向上させることができる。
このステップにおいて、1つの候補のみがリストに追加される。具体的には、この時間的マージ候補の導出において、所与の参照ピクチャリストにおける現在のピクチャとの間に最小のPOC差を有するピクチャに属する同一位置PUに基づいて、スケーリングされた動きベクトルを導出する。スライスヘッダにおいて、同一位置PUの導出に用いられる参照ピクチャリストが明確に信号通知される。
時空間的マージ候補の他に、2つの追加のタイプのマージ候補、すなわち、結合双予測マージ候補およびゼロマージ候補がある。時空間的マージ候補を利用して、結合双予測マージ候補を生成する。結合双予測マージ候補は、Bスライスのみに使用される。最初の候補の第1の参照ピクチャリスト動きパラメータと別の候補の第2の参照ピクチャリスト動きパラメータとを組み合わせることで、結合双予測候補を生成する。これら2つのタプルが異なる動き仮説を提供する場合、これらのタプルは、新しい双予測候補を形成する。
エンコーディング処理を高速化するために、動き推定を並列に行うことができ、それによって、所与の領域内のすべての予測ユニットの動きベクトルを同時に導出する。1つの予測ユニットは、その関連する動き推定が完了するまで、隣接するPUから動きパラメータを導出することができないので、空間的近傍からのマージ候補の導出は、並列処理に干渉する可能性がある。コーディング効率と処理待ち時間との間のトレードオフを緩和するために、動き推定領域(MER)を規定することができる。「log2_parallel_merge_level_minus2」構文要素を使用して、ピクチャパラメータセット(PPS)においてMERのサイズを信号通知してもよい。1つのMERを規定するとき、同じ領域にあるマージ候補は使用不可としてマークされ、それゆえにリスト構築においては考慮されない。
AMVPは、動きパラメータの明確な伝送に使用される、動きベクトルの近傍のPUとの空間的-時間的相関を利用する。まず、左側、上側の時間的に近傍のPU位置の可用性をチェックし、冗長な候補を取り除き、ゼロベクトルを加えることで、候補リストの長さを一定にすることで、動きベクトル候補リストを構築する。次いで、エンコーダは、候補リストから最良の予測子を選択し、選択された候補を示す対応するインデックスを送信することができる。マージインデックスの信号通知と同様に、最良の動きベクトル候補のインデックスは、短縮された単項を使用してエンコードされる。この場合に符号化されるべき最大値は2である(図8参照)。以下の章では、動きベクトル予測候補の導出処理の詳細を説明する。
図8は、動きベクトル予測候補の導出処理をまとめたものであり、refidxを入力として、各参照ピクチャリストに対して実装されてもよい。
空間的動きベクトル候補の導出において、前回図2に示したような位置にあるPUから導出された5つの候補のうち、最大2つの候補を考慮され、それらの位置は動きマージの位置と同じである。現在のPUの左側のための導出の順序は、A0、A1、スケーリングされたA0、スケーリングされたA1として規定される。現在のPUの上側のための導出の順序は、B0、B1、B2、スケーリングされたB0、スケーリングされたB1、スケーリングされたB2として規定される。そのため、辺ごとに、動きベクトル候補として使用できる場合は4つ、すなわち空間的スケーリングを使用する必要がない2つの場合と、空間的スケーリングを使用する2つの場合とがある。4つの異なる場合をまとめると、以下のようになる。
(1)同じ参照ピクチャリスト、および同じ参照ピクチャインデックス(同じPOC)
(2)異なる参照ピクチャリストであるが、同じ参照ピクチャ(同じPOC)
--空間的スケーリング
(3)同じ参照ピクチャリストであるが、異なる参照ピクチャ(異なるPOC)
(4)異なる参照ピクチャリスト、および異なる参照ピクチャ(異なるPOC)
参照ピクチャインデックスを導出すること以外は、時間的マージ候補を導出するためのすべての処理は、空間的動きベクトル候補を導出するための処理と同じである(図6の例に示す)。いくつかの実施形態において、参照ピクチャインデックスはデコーダに信号通知される。
いくつかの実施形態において、将来の映像符号化技術は、Joint Exploration Model(JEM)[3][4]として知られる参照ソフトウェアを用いて検討される。JEMでは、サブブロックベースの予測は、アフィン予測、代替時間的動きベクトル予測(ATMVP)、空間的-時間的動きベクトル予測(STMVP)、双方向オプティカルフロー(BIO)、フレームレートアップ変換(FRUC)、ローカル適応動きベクトル解像度(LAMVR)、オーバーラップブロック動き補償(OBMC)、ローカル照明補償(LIC)、デコーダ側動きベクトル改良(DMVR)などの、いくつかの符号化ツールで適用されている。
4分木に2分木を加えたJEM(QTBT)において、各CUは、各予測方向に対して最大1つの動きパラメータのセットを有することができる。いくつかの実施形態において、エンコーダにおいて、ラージCUをサブCUに分割し、ラージCUのすべてのサブCUの動き情報を導出することにより、2つのサブCUレベルの動きベクトル予測方法を考慮する。代替的な時間的動きベクトル予測(ATMVP)方法により、各CUが、配列された参照ピクチャにおける現在のCUよりも小さい複数のブロックから複数の動き情報のセットをフェッチすることが可能となる。空間的-時間的動きベクトル予測(STMVP)法において、時間的動きベクトル予測子および空間的近傍動きベクトルを使用して、サブCUの動きベクトルを再帰的に導出する。いくつかの実施形態において、サブCU動き予測のためにより正確な動きフィールドを維持するために、参照フレームの動き圧縮は無効にされてもよい。
ATMVP法において、時間的動きベクトル予測(TMVP)法は、現在のCUより小さいブロックから複数セットの動き情報(動きベクトルおよび参照インデックスを含む)を取り出すことで修正される。
STMVP法において、サブCUの動きベクトルは、ラスタスキャンの順に沿って再帰的に導出される。図11は、4つのサブブロックおよび近傍のブロックを有する1つのCUの例を示す。4つの4×4個のサブCU、A(1101)、B(1102)、C(1103)、およびD(1104)を含む8×8個のCU1100を考える。現在のフレームにおける近傍の4×4ブロックを、a(1111)、b(1112)、c(1113)、d(1114)とラベルする。
いくつかの実施形態において、サブCUモードは追加のマージ候補として有効とされ、モードを信号通知するために追加の構文要素は必要とされない。ATMVPモードおよびSTMVPモードを表すように、各CUのマージ候補リストに2つの追加のマージ候補を加える。他の実施形態において、シーケンスパラメータセットがATMVPおよびSTMVPが有効であることを示す場合、7個までのマージ候補を使用してもよい。追加のマージ候補のエンコーディングロジックは、HMにおけるマージ候補の場合と同じであり、つまり、PまたはBスライスにおける各CUについて、2つの追加のマージ候補に対して2回以上のRDチェックが必要となる可能性がある。いくつかの実施形態において、例えばJEMのように、マージインデックスのすべての2値(bin)はコンテキストベースの適応型バイナリ算術コーディング(CABAC)によりコンテキストコーディングされる。他の実施形態、例えばHEVCにおいては、第1の2値のみがコンテキストコーディングされ、残りの2値はコンテキストバイパスコーディングされる。
本発明の実施例中において、use_integer_mv_flagがスライスヘッダにおいて0であるとき、4分の1輝度サンプルの単位で動きベクトルの差(MVD)(動きベクトルとPUの予測動きベクトルとの差)を信号通知される。JEMにおいて、ローカル適応動きベクトル解像度(LAMVR)が導入される。JEMにおいて、MVDは、1/4輝度サンプル、整数輝度サンプルまたは4つの輝度サンプルの単位でコーディングできる。MVD分解能はコーディングユニット(CU)レベルで制御され、MVD解像度フラグは、少なくとも1つのノンゼロMVDモジュールを有する各CUに対して条件付きで信号通知される。
HEVCにおいて、動きベクトルの精度は、1/4画素(4:2:0映像の場合、1/4輝度サンプルおよび1/8クロマサンプル)である。JEMにおいて、内部の動きベクトルの記憶およびマージ候補の精度は、1/16画素にまで向上する。スキップ/マージモードで符号化されたCUの動き補償インター予測には、より高い動きベクトル精度(1/16画素)が用いられる。通常のAMVPモードで符号化されたCUの場合、整数画素または1/4画素の動きのいずれかが使用される。
JEMにおいて、OBMCは、CUレベルの構文を使用してオン/オフを切り替えることができる。JEMにおいてOBMCを使用する場合、OBMCは、CUの右下の境界を除くすべての動き補償(MC)ブロック境界に対して実行される。また、輝度およびクロマ成分の両方に適用される。JEMにおいて、MCブロックは符号化ブロックに対応する。CUがサブCUモードで符号化された(サブCUマージ、アフィン、およびFRUCモードを含む)場合、CUの各サブブロックは1つのMCブロックである。均一にCU境界を処理するために、OBMCは、すべてのMCブロック境界に対してサブブロックレベルで実行され、ここで、サブブロックサイズは、図12A、12Bに示すように、4×4に等しく設定される。
LICは、倍率aおよびオフセットbを用いて、照明変化の線形モデルに基づく。そして、各インターモードコーディングユニット(CU)に対して適宜有効または無効とされる。
HEVCにおいて、動き補償予測(MCP)のために並進運動モデルのみが適用される。しかしながら、カメラおよび対象物は、様々な種類の動き、例えば、ズームイン/ズームアウト、回転、透視運動、および/または他の不規則な動きを有してもよい。一方、JEMは、簡易アフィン変換動き補償予測を適用する。図14は、2つの制御点動きベクトルV0およびV1によって記述されるブロック1400のアフィン動きフィールドの例を示す。ブロック1400の動きベクトルフィールド(MVF)は、以下の式で表すことができる。
2.6.1 AF_INTERモードの実施形態
アフィンモードのいくつかの実施形態において、2つまたは3つの制御点のMVは、一緒に判定される必要がある。複数のMVをまとめて直接検索することは、計算が複雑である。一例において、高速アフィンMEアルゴリズム[6]が提案され、VTM/BMSに採用される。
AF_MERGEモードにおいてCUを適用する場合、CUは、有効な近傍の再構築ブロックから、アフィンモードで符号化された第1のブロックを得る。図18Aは、現在のCU1800のための候補ブロックの選択順序の例を示す。図18Aに示すように、選択順序は、現在のCU1800の左(1801)、上(1802)、右(1803)、左下(1804)、左上(1805)の順とすることができる。図18Bは、AF_MERGEモードにおける現在のCU1800の候補ブロックの別の例を示す。近傍の左下ブロック1801がアフィンモードで符号化されている場合、図18Bに示すように、サブブロック1801を含むCUの左上隅、右上隅、左下隅の動きベクトルv2、v3、v4が導出される。v2、v3、v4に基づいて、現在のCU1800における左上隅の動きベクトルv0を算出する。従って、現在のCUの右上の動きベクトルv1を算出することができる。
PMMVDモードは、フレームレートアップ変換(FRUC)法に基づく特殊マージモードである。このモードでは、ブロックの動き情報は信号通知されず、デコーダ側で導出される。
双予測を用いる。
それ以外の場合、cost0<=cost1
list0からの単一予測を用いる。
そうでない場合、
list1からの単一予測を用いる。
いくつかの既存の実装形態において、MV/MV差(MVD)をアフィン符号化ブロックのための1組の複数のMV/MVD精度のセットから選択することができる場合、より正確な動きベクトルをどのようにして取得することができるかは、依然として不確定である。
本開示の技術の実施形態は、既存の実装の欠点を克服し、それにより、より高い符号化効率を有する映像符号化を提供する。開示された技術に基づいて、適応動きベクトル解像度(AMVR)を有するアフィンモード用の動きベクトル予測子を導出し、信号通知することにより、既存のおよび将来の映像符号化規格の両方を向上させることができ、様々な実装形態に対して説明する以下の例で明らかにする。以下に提供される開示される技術の例は、一般的な概念を説明するものであり、限定するものと解釈されるべきではない。一例において、明確に反対の指示がない限り、これらの例に記載されている様々な特徴を組み合わせることができる。
(a)一例において、最終MV精度は、1/16画素または1/8画素に設定されてもよい。
(b)一例において、信号通知されたMVDは、まずスケーリングされ、次にMVPに加えられ、1つのブロックのための最終MVを形成する。
(a)代替的に、MVPの修正を適用するかどうか、およびどのように適用するかは、Precの異なる値ごとに異なってもよい。
(b)一例において、Precが1よりも大きい(すなわち、MVDが分数精度である)場合、近傍のMVの精度は変更されず、スケーリングは実行されない。
(c)一例において、Precが1に等しい(すなわち、MVDが1画素の精度を有する)場合、MV予測子(すなわち、近傍のブロックのMV)をスケーリングする必要がある。
(d)一例において、Precが1よりも小さい(すなわち、MVDが4画素精度である)場合、MV予測子(すなわち、近傍のブロックのMV)をスケーリングする必要がある。
(a)一例において、0、1、および2に等しい構文要素は、それぞれ、1/4画素、1/16画素、および1画素のMV精度を示す。
(b)あるいは、アフィンモードにおいて、0、1、および2に等しい構文要素は、それぞれ1/4画素、1画素、および1/16画素のMV精度を示す。
(c)あるいは、アフィンモードにおいて、0、1、および2に等しい構文要素は、それぞれ1/16画素、1/4画素、および1画素のMV精度を示す。
(a)選択されたMVD精度の指示は、各符号化ツリーユニット(CTU)および/または各領域に信号通知されてもよい。
(b)許容されるMV/MVD精度のセットは、現在のブロックの符号化モード(例えば、アフィンまたは非アフィン)に依存し得る。
(c)許容されるMV/MVD精度のセットは、スライスタイプ/時間層インデックス/低遅延チェックフラグに依存し得る。
(d)許容されるMV/MVD精度のセットは、現在のブロックまたは近傍のブロックのブロックサイズおよび/またはブロック形状に依存し得る。
(e)許容されるMV/MVD精度のセットは、復号化ピクチャバッファに記憶されるべきMVの精度に依存し得る。
図24は、映像処理装置2400のブロック図である。装置2400は、本明細書で説明される方法の1つ以上を実装するために使用してもよい。装置2400は、スマートフォン、タブレット、コンピュータ、モノのインターネット(IoT)受信機等に実施されてもよい。装置2400は、1つ以上の処理装置2402と、1つ以上のメモリ2404と、映像処理ハードウェア2406と、を含んでもよい。処理装置2402は、本明細書に記載の1つ以上の方法(方法2200および2300を含むが、これらに限定されない)を実装するように構成されてもよい。メモリ(メモリ)2404は、本明細書で説明される方法および技術を実装するために使用されるデータおよびコードを記憶するために使用してもよい。映像処理ハードウェア2406は、本明細書に記載される技術をハードウェア回路にて実装するために使用してもよい。
Claims (16)
- 現在の映像ブロックの信号通知された動きベクトル差(MVD)について、精度セットから第1の精度を判定することと、前記精度セットは1/16画素精度、1/4画素精度および1画素精度から構成され、
前記第1の精度に基づいて、予め定義された第2の精度を有する動きベクトルを取得することと、前記第2の精度はブロックを予測するために記憶された動きベクトルの精度と同じであり、前記動きベクトルは前記動きベクトル差(MVD)に動きベクトル予測子(MVP)を加えることに基づいており、前記記憶された動きベクトルの精度は1/16画素精度の固定値であり、
前記動きベクトルに基づいて、前記現在の映像ブロックをコーディングすることと、を含み、
前記第1の精度に基づいて、予め定義された第2の精度を有する動きベクトルを取得することは、
前記MVPを前記MVDに加える前に前記MVDをスケーリングすることと、
前記第1の精度に基づいて、前記MVPを前記MVDに加える前に前記MVPを修正することと、
前記修正された前記MVP及び前記スケーリングされたMVDに基づいて、前記予め定義された第2の精度を有する前記動きベクトルを取得することと、を含む、映像処理方法。 - 前記第2の精度は1/16画素の精度である、請求項1に記載の方法。
- 前記MVPを修正するかどうかおよびどのように修正するかは前記第1の精度に基づく、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の精度が1画素精度よりも低いまたは1画素精度に等しいと判定されると前記MVPをスケーリングすることをさらに含む、請求項3に記載の方法。
- 前記MVPは空間的に近傍のブロックまたは時間的に近傍のブロックのうちの少なくとも1つから導出されるかまたはデフォルトMVPである、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の精度はビットストリームで示される、請求項1に記載の方法。
- 前記現在の映像ブロックはアフィンインターモードでコーディングされる、請求項1に記載の方法。
- 前記第1の精度は適応型動きベクトル解像度(AMVR)ツールを使用して判定される、請求項1に記載の方法。
- 前記コーディングは前記現在の映像ブロックをビットストリーム表現に符号化することを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記コーディングはビットストリーム表現から前記現在の映像ブロックを復号化することを含む、請求項1に記載の方法。
- 処理装置と命令が記憶された非一時的メモリとを備える映像処理装置であって、前記命令が前記処理装置によって実行されると、前記処理装置に、
現在の映像ブロックの信号通知された動きベクトル差(MVD)について、精度セットから第1の精度を判定することと、前記精度セットは1/16画素精度、1/4画素精度および1画素精度から構成され、
前記第1の精度に基づいて、予め定義された第2の精度を有する動きベクトルを取得することと、前記第2の精度はブロックを予測するために記憶された動きベクトルの精度と同じであり、前記動きベクトルは前記動きベクトル差(MVD)に動きベクトル予測子(MVP)を加えることに基づいており、前記記憶された動きベクトルの精度は1/16画素精度の固定値であり、
前記動きベクトルに基づいて、前記現在の映像ブロックをコーディングすることと、を行わせ、
前記第1の精度に基づいて、予め定義された第2の精度を有する動きベクトルを取得するステップを行う際、前記命令が前記処理装置によって実行されると、前記処理装置に、
前記MVPを前記MVDに加える前に前記MVDをスケーリングすることと、
前記第1の精度に基づいて、前記MVPを前記MVDに加える前に前記MVPを修正することと、
前記修正された前記MVP及び前記スケーリングされたMVDに基づいて、前記予め定義された第2の精度を有する前記動きベクトルを取得することと、を行わせる、映像処理装置。 - 前記第2の精度は1/16画素の精度である、請求項11に記載の装置。
- 前記MVPを修正するかどうかおよびどのように修正するかは前記第1の精度に基づく、請求項11に記載の装置。
- 前記第1の精度はビットストリームで示される、請求項11に記載の装置。
- 非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、処理装置に、
現在の映像ブロックの信号通知された動きベクトル差(MVD)について、精度セットから第1の精度を判定することと、前記精度セットは1/16画素精度、1/4画素精度および1画素精度から構成され、
前記第1の精度に基づいて、予め定義された第2の精度を有する動きベクトルを取得することと、前記第2の精度はブロックを予測するために記憶された動きベクトルの精度と同じであり、前記動きベクトルは前記動きベクトル差(MVD)に動きベクトル予測子(MVP)を加えることに基づいており、前記記憶された動きベクトルの精度は1/16画素精度の固定値であり、
前記動きベクトルに基づいて、前記現在の映像ブロックをコーディングすることと、を行わせる命令を記憶しており、
前記第1の精度に基づいて、予め定義された第2の精度を有する動きベクトルを取得するステップを行う際、前記命令が前記処理装置にさらに、
前記MVPを前記MVDに加える前に前記MVDをスケーリングすることと、
前記第1の精度に基づいて、前記MVPを前記MVDに加える前に前記MVPを修正することと、
前記修正された前記MVP及び前記スケーリングされたMVDに基づいて、前記予め定義された第2の精度を有する前記動きベクトルを取得することと、を行わせる、非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 映像のビットストリームを記憶する方法であって、
現在の映像ブロックの信号通知された動きベクトル差(MVD)について、精度セットから第1の精度を判定することと、前記精度セットは1/16画素精度、1/4画素精度および1画素精度から構成され、
前記第1の精度に基づいて、予め定義された第2の精度を有する動きベクトルを取得することと、前記第2の精度はブロックを予測するために記憶された動きベクトルの精度と同じであり、前記動きベクトルは前記動きベクトル差(MVD)に動きベクトル予測子(MVP)を加えることに基づいており、前記記憶された動きベクトルの精度は1/16画素精度の固定値であり、
前記動きベクトルに基づいて、前記ビットストリームを生成することと、
非一時的なコンピュータ可読記録媒体に前記ビットストリームを記憶することと、を含み、
前記第1の精度に基づいて、予め定義された第2の精度を有する動きベクトルを取得することは、
前記MVPを前記MVDに加える前に前記MVDをスケーリングすることと、
前記第1の精度に基づいて、前記MVPを前記MVDに加える前に前記MVPを修正することと、
前記修正された前記MVP及び前記スケーリングされたMVDに基づいて、前記予め定義された第2の精度を有する前記動きベクトルを取得することと、を含む、方法。
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