JP7405926B2 - 動画の符号化及び復号方法、装置、並びにコンピュータプログラム - Google Patents
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Description
本開示は、2018年4月26日に提出された米国仮出願第62/663,171「フレーム内ブロックコピーの改善のための方法」、および2018年11月29日に提出された米国出願第16/205,180「動画符号化/復号のための方法および装置」に対する優先権を主張し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本開示は、概して動画の符号化/復号に関連する実施形態を説明する。
動画の符号化および復号の1つの目的は、入力ビデオ信号における冗長情報を圧縮により低減することである。圧縮は、上記の帯域幅または記憶空間に対する要件を低減することを助けることができ、いくつかの場合では、二桁以上程度を低減することができる。無損失性および損失性の圧縮、ならびに両方の組み合わせは、いずれも使用されることができる。無損失性の圧縮とは、元の信号の正確なコピーを圧縮された元の信号から再構築することができる、という技術を指す。損失性の圧縮が使用される場合、再構築された信号は、元の信号と同一ではない可能性があるが、元の信号と再構築された信号との間の歪みが十分に小さいので、再構築された信号が予想されるアプリケーションに利用されることができる。動画の場合、損失性の圧縮が広く使われている。許容される歪みの量は、アプリケーションに依存し、例えば、あるストリーミングアプリケーションを消費するユーザは、テレビ配信アプリケーションのユーザより、高い歪みを許容することができる。実現可能な圧縮比は、より高い許可/許容可能な歪みがより高い圧縮比を生成することができる、ということを反映している。
動画符号化/復号技術は、フレーム内符号化として知られている技術を含むことができる。フレーム内符号化では、サンプル値は、以前に再構築された参照画像からのサンプルまたは他のデータを参照せずに表現される。いくつかのビデオコーデックでは、画像は空間的にサンプルブロックに細分される。すべてのサンプルブロックがフレーム内モードで符号化された場合、その画像はフレーム内画像とすることができる。独立したデコーダリフレッシュ画像などのようなフレーム内画像およびそれらの派生は、デコーダの状態をリセットするために使用されることができ、したがって、符号化されたビデオビットストリームおよびビデオセッション中の1番目の画像または静止画像として使用されることができる。フレーム内ブロックのサンプルは変換に用いられ、また、変換係数はエントロピー符号化の前に量子化されることができる。フレーム内予測は、プリ変換ドメインにおけるサンプル値を最小化する技術であることができる。いくつかの場合では、変換後のDC値が小さくなり、AC係数が小さくなるほど、エントロピー符号化後のブロックを表すために、与えられた量子化ステップサイズで必要なビットが少なくなる。
多くの異なる形態のフレーム内予測が存在することができる。与えられた動画符号化技術では、このような技術のうちの2つ以上を使用することができる場合、使用中の技術は、フレーム内予測モードで符号化を行うことができる。いくつかの場合では、モードは、サブモードおよび/またはパラメータを有してもよいし、これらのモードが、単独で符号化されてもよく、またはモードコードワードに含まれてもよい。どのコードワードを与えられたモード/サブモード/パラメータの組み合わせに使用するかは、フレーム内予測によって符号化効率利得に影響を及ぼすので、コードワードをビットストリームに変換するために使用されるエントロピー符号化技術には、このような場合もある。
いくつかの場合では、参照サンプルを計算するために、特に、方向が45度で均等に割り切れない場合、例えば、補間を通じて複数の参照サンプルの値を組み合わせることができる。
この時点で気付くことには、デコーダに存在する解析/エントロピー復号以外のいかなるデコーダ技術も、対応するエンコーダにおいて、実質的に同一の機能形式で必ず存在する必要がある。このため、開示された主題は、デコーダ動作に焦点を合わせる。エンコーダ技術の説明は、包括的に説明されたデコーダ技術の逆であるため、省略されることができる。特定の領域だけで、より詳細な説明が必要であり、以下で提供される。
コントローラ(650)は、ビデオエンコーダ(603)の動作を管理することができる。符号化において、コントローラ(650)は、各符号化された画像に、特定の符号化された画像タイプを割り当てることができ、これは、それぞれの画像に適用できる符号化技術に影響を与える可能性がある。例えば、画像は、以下の画像タイプのいずれかとして割り当てられることが多いし、即ち、
フレーム内画像(I画像)は、シーケンス内の他の画像を予測のソースとして使用せずに、符号化および復号されることができるものとし得る。いくつかのビデオコーデックは、独立したデコーダリフレッシュ(Independent Decoder Refresh、「IDR」)画像などの異なるタイプのフレーム内画像を許容する。当業者は、I画像の変種とそれらのアプリケーションおよび機能とを理解している。
別の例では、適応的な動きベクトル解像度が、動き補償で使用される。
別の方法では、ブロックがフレーム内ブロックコピーモードで符号化される場合、BVのための選択可能な解像度は、MVのための選択可能な解像度とは異なることができる。例えば、BVは、解像度を1整数画素、2整数画素、または4整数画素の間で切り換え、MVは、解像度を1/4画素、1整数画素、および4整数画素の間で切り換えることができる。BVのための選択可能な解像度の数がMVのための選択可能な解像度の数と同じである場合、2つタイプのベクトル(BVおよびMV)は、解像度を信号で示すためにIMVフラグを依然として共有することができる。但し、IMVフラグの二値化の意味は異なる。表3は、BVに対して1、2および4整数画素解像度を使用し、また、MVに対して1/4画素、1および4整数画素解像度を使用して、IMVフラグを二値化する例を示している。
本開示の別の態様によれば、マージモードが有効であり、かつ、時間的参照画像が使用されない場合、フレーム内ブロックコピーモードが推定される。従って、例えばフレーム内ブロックコピーのケースなどで、時間的参照画像が使用されない場合、スライス内のマージ候補の最大数は信号で示すことができる。
if predFlagLX equals to 1 {
derive (xR,
yR) which is a vector between the top-left sample of the referenced coding unit
in the reference picture refLX and the top left sample of the reference picture
refLX;
if yR is
larger than 0, avaiAboveRowRefLX is set to 1;
otherwise,
if yR is equal to or smaller than 0, avaiAboveRowRefLX is set to 0;
if xR is
larger than 0, avaiLeftColRefLX is set to 1;
otherwise,
if xR1 is equal to or smaller than 0, avaiLeftColRefLX is set to 0;
}
しかし、フレーム内ブロックコピーについて、参照ブロックは、現在ブロックと同じ画像から由来する。参照ブロックがフレーム内ブロックコピーの使用のために既に再構築されたという要件に加えて、このような参照ブロックの隣接する画素は、照明補償のパラメータ計算での可用性のためのいくつかの制約を満たす必要がある。
JEM:joint exploration model、共同探索モデル
VVC:versatile video coding、汎用ビデオ符号化
BMS:benchmark set、ベンチマークセット
MV:Motion Vector、モーションベクトル
HEVC:High Efficiency Video Coding、高効率ビデオ符号化/復号
SEI:Supplementary Enhancement Information、補足強化情報
VUI:Visual Usability Information、ビジュアルユーザビリティ情報
GOPs:Groups of Pictures、画像のグループ
TUs:Transform Units、変換ユニット
PUs:Prediction Units、予測ユニット
CTUs:Coding Tree Units、符号化ツリーユニット
CTBs:Coding Tree Blocks、符号化ツリーブロック
PBs:Prediction Blocks、予測ブロック
HRD:Hypothetical Reference Decoder、仮想参照デコーダ
SNR:Signal Noise Ratio、信号雑音比
CPUs:Central Processing Units、中央処理ユニット
GPUs:Graphics Processing Units、グラフィック処理ユニット
CRT:Cathode Ray Tube、陰極線管
LCD:Liquid-Crystal Display、液晶ディスプレイ
OLED:Organic Light-Emitting Diode、有機発光ダイオード
CD:Compact Disc、コンパクトディスク
DVD:Digital Video Disc、デジタルビデオディスク
ROM:Read-Only Memory、読み取り専用メモリ
RAM:Random Access Memory、ランダムアクセスメモリ
ASIC:Application-Specific Integrated Circuit、特定用途向け集積回路
PLD:Programmable Logic Device、プログラマブルロジックデバイス
LAN:Local Area Network、ローカルエリアネットワーク
GSM:Global System for Mobile communications、モバイル通信のグローバルシステム
LTE:Long-Term Evolution、長期的な進化
CANBus:Controller Area Network Bus、コントローラエリアネットワークバス
USB:Universal Serial Bus、汎用シリアルバス
PCI:Peripheral Component Interconnect、外部コントローラインターフェース
FPGA:Field Programmable Gate Arrays、フィールドプログラマブルゲートアレイ
SSD:solid-state drive、ソリッドステートドライブ
IC:Integrated Circuit、集積回路
CU:Coding Unit、符号化ユニット
IMV:Integer Motion Vector、整数動きベクトル
Claims (9)
- デコーダが実行する動画の復号方法であって、
符号化されたビデオビットストリームから現在ブロックの予測情報を復号するステップであって、前記予測情報がフレーム内ブロックコピーモード又はフレーム間予測モードを示す、ステップと、
解像度構文要素の第1部分を決定するステップであって、
前記予測情報が前記フレーム間予測モードを示す場合に、前記第1部分が所定の第1の値であることは、選択可能な解像度が非整数画素解像度であることを示し、
前記予測情報が前記フレーム内ブロックコピーモードを示す場合に、前記第1部分が所定の第2の値として決定され、
現在ブロックについて、前記フレーム内ブロックコピーモードにおけるブロックベクトルおよびフレーム間予測モードにおける動きベクトルにおいて、前記解像度構文要素が同じセマンティクスを有して共用される、ステップと、
前記符号化されたビデオビットストリームから、前記解像度構文要素の第2部分を決定するステップと、
前記第1部分と前記第2部分の組み合わせによって示されるターゲット解像度に基づいて、前記ブロックベクトル又は前記動きベクトルを決定するステップと、
前記ブロックベクトル又は前記動きベクトルに基づいて、前記現在ブロックの少なくとも1つのサンプルを再構築するステップと、
を含む方法。 - 前記予測情報が前記フレーム間予測モードを示す場合に前記第1部分が前記所定の第1の値であることは、選択可能な解像度が1/4画素解像度であることを示す、請求項1に記載の方法。
- 前記所定の第1の値はバイナリの0である、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記予測情報が前記フレーム内ブロックコピーモードを示す場合に、前記第1部分が前記所定の第2の値として決定されることは、前記第1部分が、常にバイナリの1であるとして推定されることを有する、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記予測情報が前記フレーム内ブロックコピーモードを示す場合、前記解像度構文要素の前記第1部分がバイナリの1であることは、選択可能な解像度が整数画素解像度であることを指し示す、請求項4に記載の方法。
- 前記選択可能な解像度が分数画素解像度のサブセット及び整数画素解像度のサブセットを含み、前記ブロックベクトルの選択可能な解像度のセットは、前記動きベクトルの選択可能な解像度のサブセットである、請求項1に記載の方法。
- 動画を復号する装置であって、
符号化されたビデオビットストリームから現在ブロックの予測情報を復号するように構成された解析モジュールであり、前記予測情報はフレーム内ブロックコピーモード又はフレーム間予測モードを示す、解析モジュールと、
解像度構文要素の第1部分を決定するように構成された第1決定モジュールであり、
前記予測情報が前記フレーム間予測モードを示す場合に、前記第1部分が所定の第1の値であることは、選択可能な解像度が非整数画素解像度であることを示し、
前記予測情報が前記フレーム内ブロックコピーモードを示す場合に、前記第1部分が所定の第2の値として決定され、
現在ブロックについて、前記フレーム内ブロックコピーモードにおけるブロックベクトルおよびフレーム間予測モードにおける動きベクトルにおいて、前記解像度構文要素が同じセマンティクスを有して共用される、第1決定モジュールと、
前記符号化されたビデオビットストリームから前記解像度構文要素の第2部分を決定するように構成された第2決定モジュールと、
前記第1部分と前記第2部分の組み合わせによって示されるターゲット解像度に基づいて前記ブロックベクトル又は前記動きベクトルを決定するように構成された解像度決定モジュールと、
前記ブロックベクトル又は前記動きベクトルに基づいて前記現在ブロックの少なくとも1つのサンプルを再構築するように構成された再構築モジュールと、
を含む装置。 - 動画を復号する装置であって、請求項1乃至6の何れか一項に記載の方法を実行させるように構成された処理回路を含む装置。
- コンピュータに、請求項1乃至6の何れか一項に記載の方法を実行させるコンピュータプログラム。
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