JP7446988B2 - ビデオ圧縮のための変換を構成する方法および装置 - Google Patents
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Description
以下、添付の図面を参照して本発明の実施形態の構成およびその作用を説明し、図面により説明される本発明の構成および作用は、1つの実施形態として説明されるものであり、これにより本発明の技術的思想並びにその核心構成および作用が制限されるものではない。
および
のような2D行列は、列ベクトル(column vector)が変換基底(transform basis)をなすことを仮定する。
に対する順方向変換(forward transform)を適用するときは、
を求めて
を乗じてもよく、または、
をそのままにして
を乗じてもよい。また、
および
を適用するときは、
を成す基底ベクトル自体に符号反転(sign inversion)を適用するのではなく、次の数式6のように、各基底ベクトルおよび
に対する内積を求めるとき、
に符号反転(sign inversion)を適用して内積を求めてもよい。
を
のカーネル係数データとして表現して
を記憶するために必要なメモリをなくす方法を提示する。これに加えて、上記数式4の関係式をそのまま適用するのではなく、次の数式7のように
の代わりに
を使用するように構成することができる。
は、flipped DST7を示す。上記数式7のように
を使用すると、
の代わりに
に対して
を適用することと同様になり、上記数式5および6のように交互に符号反転(sign inversion)を適用する必要がない。上記数式5に対応する逆方向変換(backward (inverse) transform)の適用方法は、数式8と同一であり、上記数式7に対応する逆方向変換(backward (inverse) transform)の適用方法は、数式9と同一である。
に対する符号反転(sign inversion)を適切に取って
のカーネル係数データに対するいかなる修正もせずに上記数式11と同一の結果を得ることができる。
および
は、それぞれある指定された変換セット(transform set)に属する要素になり得る。例えば、次のように、
のための変換セット(transform set)である
と、
のための変換セット(transform set)である
と、が存在すると、次の数式17および数式18のように表現できる。
が同一の変換であり、
も同一の変換である場合は、通常の2D可分離変換(separable transform)になる。M=Nである場合に
と
とは、共通元素を有し得る。すなわち、空集合ではない共通集合を有することができる。
の例を列挙してみると、次の数式19ないし21の通りである。便宜上、本明細書では、これから
と
とをあわせて
と表記し、適用される方向(horizontalまたはvertical)や変換サイズ(M×MまたはN×N)は、コンテキストによって把握できると仮定する。
を有することができる。また、変換設定グループだけでなく、2Dブロックの各辺の長さによっても異なる
を有することができ、ブロック形状(block shape)によっても異なる
を有するように構成することができる。
が選択されたとすると、長さが8である場合は、
が適用され、長さ4である場合は、
が使用されることを意味し得る。例えば、図6においてG1における水平変換(horizontal transform)に対する
は、
になる。
は、それぞれ異なる
から選択されることもあり、同一の
から指定されることもある。
も同様である。上記数式22における表記法(notation)を活用して一般的な変換設定グループを構成するテーブルを示すと、図12の通りである。
としてDST7およびDST7の変形した形態を使用でき、全ての水平変換(horizontal transform)に対するタプル(tuple)(H(Gi,j))、垂直変換(vertical transform)に対するタプル(tuple)(V(Gi,j))に同一の
を適用することができる。ここで、変換セット
を構成する変換は、変換サイズ(4×4、8×8など)を区分せずに、状況に応じて当該サイズを選択するようにすることができる。関連して利用可能な変換セット
を列挙してみると、次の数式23の通りである。
のうちの1つを選択して全ての変換設定グループの候補を記述するか、上記数式24で提示した変換セット
のうちの1つを選択して全ての変換設定グループの候補を決定することができる。
を設定することができる。次の数式25は、変換カーネル係数データとして
のみを使用した例を示し、数式26は、
および
を使用した例を示す。
を利用して、図15または図16のような変換組合せを構成することができる。ブロックサイズまたはブロック形状によって変換設定グループが変わる場合は、ブロックサイズに対応する変換セット
を選択して使用すればよい。
はいずれの変換も含むことができる。例えば、次の数式27のように、
および
に関連する変換を全て含めて変換セット
を構成することができる。あるいは、数式28のように全ての種類のコサイン変換/サイン変換を含めて変換セット
を構成することもできる。あるいは、数式29のようにトレーニング(training)データから取得されたKLT(Karhunen Loeve Transform)またはSOT(Sparse Orthonormal Transform)を含めて変換セット
を構成することもできる。
は、非分離変換(non-separable transform)で構成することもでき、場合によっては、可分離変換(separable transform)と非分離変換(non-separable transform)との混合で構成することもできる。
と
との関係、
と
との関係を含めて次の数式32の関係式を導出することができる。
を、上記数式37のように構成することができる。上記数式35におけるスパンセットに対するべき集合間には重なる元素が存在するため、上記数式37で登場する
は、disjointしない可能性がある。
をスパンするためには2つの変換で十分であり、様々な組合せの1つとして
が可能である。
を含み、イントラ予測から生成された残差データには、大体
が効率的であると知られており、実施形態(2)のように
を
に代替できるとすると、図17のようにシード(seed)になる変換からスパン(span)できる最大の変換集合を生成することができる。
および
に対するスパンセット(span set)を、次の数式38のように、
および
により表現することができる。ここで、
および
は、上記数式4において定義されている。
の代わりに
を使用する例を提示したが、これは順方向変換(forward transform)
を適用したときに生成される係数の符号(sign)を反転せずに使用する効果をもたらす。同一の方式を上記数式38にも適用すると、順方向変換(forward transform)の一番前に乗じられる
DN
が脱落して次の数式39のように該当スパンセット(span set)が変更される。
と
とシード変換(seed transform)との線形関係式で表現することができる。以後、上記数式39のように順方向変換(forward transform)を算出し、一番前の
を除去すると、変換係数の符号を反転しない変換で構成されたスパンセット(span set)の導出が可能になる。このように取得されたスパンセット(span set)を利用して、上記数式37の関係式に基づいて希望する変換セット
を構成することができる。
というシード変換(seed transform)を中心に置いて前後に
および
を適切に乗じて変換をスパンすることが確認できる。前に乗じられる行列は、中心のシード変換(seed transform)を適用した後に得られた出力を後処理するものと見ることができる。そして、後に乗じられる行列は、中心のシード変換(seed transform)を適用する前に入力に対して前処理を行うものと見ることができる。
と
とを多様な組合せで何度も乗じたときに出る結果は、次の数式40のように整理することができる。
と
との組合せをそのまま使用し、出力後処理の方では、
のみを使用すればいいので、場合の数の総計は、8つに減少する。次の数式43において、該当例を見せる。
を構成することができる。
Claims (8)
- 適応マルチ変換(Adaptive Multiple Transforms;AMT)に基づいてビデオ信号をデコードする方法であって、
前記ビデオ信号からAMTフラグを取得するステップであって、前記AMTフラグは、前記AMTが行われるか否かを表すのに使用されるステップと、
前記AMTフラグに基づいて、前記ビデオ信号からAMTインデックスを取得するステップであって、
前記AMTインデックスは、変換設定グループ内の複数の変換組合せのいずれか1つを示し、
前記変換設定グループは、離散サイン変換タイプ7(Discrete Sine Transform type 7;DST7)および離散コサイン変換タイプ8(Discrete Cosine Transform type 8;DCT8)を有し、
前記AMTインデックスは、水平変換および垂直変換に関する2つのインデックス情報を有する1つの変換インデックスである、ステップと、
前記AMTインデックスに対応する変換組合せを導出するステップであって、
前記変換組合せは、水平変換および垂直変換で構成され、前記DST7および前記DCT8の少なくとも1つを有する、ステップと、
前記変換組合せに基づいて変換ユニットに対して逆変換を行うステップと、
前記変換ユニットに基づいて前記ビデオ信号を復元するステップと、を有し、
前記逆変換のための行列は、変換カーネルタイプと前記変換ユニットのサイズが32以下であることとに基づいて導出され、
前記方法は、0でない変換係数の個数が閾値より小さいか否かを確認するステップをさらに有し、
前記0でない変換係数の個数が前記閾値より小さい場合、前記AMTインデックスは取得されず、
前記閾値は、前記変換ユニットのサイズに基づいて異なるように決定される、方法。 - 前記変換組合せは、前記変換ユニットの予測モード、サイズおよび形状の少なくとも1つに基づいて選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記AMTフラグに基づいてAMTが行われることに基づいて、0でない変換係数の個数が閾値より大きいか否かを確認するステップをさらに有し、
前記AMTインデックスは、前記0でない変換係数の個数が前記閾値より大きいことに基づいて取得される、請求項1に記載の方法。 - 前記逆変換を行うステップは、
前記垂直変換または前記水平変換が前記DST7または前記DCT8である場合、前記DST7の逆変換または前記DCT8の逆変換を列ごとに適用した後、行ごとに適用することを有する、請求項1に記載の方法。 - 前記垂直変換に関する異なる変換が各列に適用される、または、前記水平変換に関する異なる変換が各行に適用される、請求項1に記載の方法。
- 前記AMTフラグまたは前記AMTインデックスは、シーケンス、ピクチャ、スライス、ブロック、コーディングユニット、変換ユニットおよび予測ユニットの少なくとも1つのレベルにおいて定義される、請求項1に記載の方法。
- 適応マルチ変換(Adaptive Multiple Transforms;AMT)に基づいてビデオ信号をエンコードする方法であって、
変換ユニットに適用される変換組合せを導出するステップであって、前記変換組合せは、水平変換および垂直変換で構成され、離散サイン変換タイプ7(Discrete Sine Transform type 7;DST7)および離散コサイン変換タイプ8(Discrete Cosine Transform type 8;DCT8)の少なくとも1つを有する、ステップと、
前記変換組合せに基づいて、前記変換ユニットに対して変換を行うステップと、
AMTフラグを生成するステップであって、前記AMTフラグは、前記AMTが行われるか否かを表すのに使用されるステップと、
前記変換組合せに対応するAMTインデックスを生成するステップと、を有し、
前記AMTインデックスは、複数の変換組合せのいずれか1つを示し、
前記AMTインデックスは、水平変換および垂直変換に関する2つのインデックス情報を有する1つの変換インデックスであり、
前記変換に関する行列は、変換カーネルタイプと前記変換ユニットのサイズが32以下であることとに基づいて導出され、
前記方法は、0でない変換係数の個数が閾値より小さいか否かを確認するステップをさらに有し、
前記0でない変換係数の個数が前記閾値より小さい場合、前記AMTインデックスはエンコードされず、
前記閾値は、前記変換ユニットのサイズに基づいて異なるように決定される、方法。 - 画像に関するビットストリームを有するデータに関する送信方法であって、
前記画像に関する前記ビットストリームを取得するステップであって、前記ビットストリームは、
変換ユニットに適用される変換組合せを導出するステップであって、前記変換組合せは、水平変換および垂直変換で構成され、離散サイン変換タイプ7(Discrete Sine Transform type 7;DST7)および離散コサイン変換タイプ8(Discrete Cosine Transform type 8;DCT8)の少なくとも1つを有する、ステップと、
前記変換組合せに基づいて、前記変換ユニットに対して変換を行うステップと、
適応マルチ変換(Adaptive Multiple Transforms;AMT)フラグを生成するステップであって、前記AMTフラグは、前記AMTが行われるか否かを表すのに使用されるステップと、
前記変換組合せに対応するAMTインデックスを生成するステップと、によって生成される、ステップと、
前記ビットストリームを有する前記データを送信するステップと、を有し、
前記AMTインデックスは、複数の変換組合せのいずれか1つを示し、
前記AMTインデックスは、水平変換および垂直変換に関する2つのインデックス情報を有する1つの変換インデックスであり、
前記変換に関する行列は、変換カーネルタイプと前記変換ユニットのサイズが32以下であることとに基づいて導出され、
前記方法は、0でない変換係数の個数が閾値より小さいか否かを確認するステップをさらに有し、
前記0でない変換係数の個数が前記閾値より小さい場合、前記AMTインデックスはエンコードされず、
前記閾値は、前記変換ユニットのサイズに基づいて異なるように決定される、方法。
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