KR20130135358A - 영상 양자화 파라미터 부호화 방법 및 영상 양자화 파라미터 복호 방법 - Google Patents

영상 양자화 파라미터 부호화 방법 및 영상 양자화 파라미터 복호 방법 Download PDF

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히로후미 아오키
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닛본 덴끼 가부시끼가이샤
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Abstract

영상 양자화 파라미터 부호화기는, 과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 예측부(11)와, 양자화 파라미터 및 예측 양자화 파라미터로부터 차분 양자화 파라미터를 생성하는 연산부(12)와, 차분 양자화 파라미터가 유의한 경우, 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 비용장화된 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 부호화하는 양자화 파라미터 부호화부(13)를 구비한다.

Description

영상 양자화 파라미터 부호화 방법 및 영상 양자화 파라미터 복호 방법{IMAGE QUANTIZATION PARAMETER ENCODING METHOD AND IMAGE QUANTIZATION PARAMETER DECODING METHOD}
본 발명은, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화를 사용하는 영상 부호화의 영상 양자화 파라미터를 부호화하는 기술에 관한 것으로서, 예를 들면 영상 부호화 장치나 영상 복호 장치 등에 적합하게 적용 가능한 영상 양자화 파라미터 부호화 방법, 영상 양자화 파라미터 복호 방법, 영상 양자화 파라미터 부호화기, 영상 양자화 파라미터 복호기, 영상 양자화 파라미터 부호화 프로그램, 및 영상 양자화 파라미터 복호 프로그램에 관한 것이다.
비특허문헌 1 및 비특허문헌 2는, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화(CABAC : Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)를 사용하는 영상 부호화 기술을 개시하고 있다.
도 14는, CABAC를 사용하는 영상 부호화 기술에 있어서의, 영상 양자화 파라미터 부호화 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다. 도 14에 나타낸 영상 양자화 파라미터 부호화기(이후, 일반적인 영상 양자화 파라미터 부호화기라고 함)는, 예측기(101), 버퍼(102), 2치화기(1030), 적응 2치 산술 부호화기(104), 및 스위치(SW)(111)에 의해 구성된다.
일반적인 영상 양자화 파라미터 부호화기에 입력되는, 양자화 파라미터(QP : Quantization Parameter)는, 예측기(101)로부터 공급되는 예측 양자화 파라미터(PQP : Predicted QP)가 감해진다. PQP가 감해진 QP를 차분 양자화 파라미터(DQP : Delta QP)라고 부른다.
비특허문헌 1에 있어서, PQP는, 최후에 재구축된 화상 블록의 재구축 양자화 파라미터(LastRQP : Last Reconstructed QP)이다. 비특허문헌 2에 있어서, PQP는, 좌측에 인접하는 화상 블록의 재구축 양자화 파라미터(LeftRQP : Left Reconstructed QP) 또는 최후에 재구축된 화상 블록의 재구축 양자화 파라미터(LastRQP)이다.
DQP는, 이후의 양자화 파라미터 부호화를 위해, PQP가 더해져서 재구축 양자화 파라미터(RQP : Reconstructed QP)로서 버퍼(102)에 저장된다.
2치화기(1030)는, DQP를 바이너라이즈하여, bin string을 얻는다. bin string의 하나의 비트를 bin이라고 부른다. bin string에 있어서, 최초에 2치 산술 부호화하는 bin을 제1 bin(1st bin), 2번째로 2치 산술 부호화하는 bin을 제2 bin(2nd bin), n번째로 2치 산술 부호화하는 bin을 제n bin(nth bin)이라고 부른다. 또, bin 및 bin string은, 비특허문헌 1의 3.9 및 3.12에 있어서 정의되어 있다.
도 15는, 비특허문헌 1 및 비특허문헌 2에 있어서의, DQP(최우측열)와 Bin string(중앙열)의 대응표를 나타낸 설명도이다.
도 15의 최좌측열의 bin string index는, DQP값에 대응하는 bin string의 인덱스를 나타낸다. bin string index는, DQP가 0인 경우에 1, DQP가 0보다 큰 경우에 2*DQP-1, DQP가 0 미만인 경우에 -2*DQP+1이다(단, "*"은 곱셈을 나타낸다).
도 15에 있어서의 최하측열의 context index는, 대응하는 열의 bin의 2치 산술 부호화에 사용하는 컨텍스트의 인덱스를 나타낸다. 예를 들면, DQP = -1에 대응하는 bin string은 110이며, 제1 bin의 값은 1, 제2 bin의 값은 1, 제3 bin의 값은 0이 된다. 제1 bin의 2치 산술 부호화에 사용하는 context index는 0, 제2 bin의 2치 산술 부호화에 사용하는 context index는 2, 제3 bin의 2치 산술 부호화에 사용하는 context index는 3이다. 또, 여기에 언급한 컨텍스트는, bin의 우세 심볼(PS : Most Probable Symbol)과 그 발생 확률의 조합이다.
적응 2치 산술 부호화기(104)는, 스위치(111)를 통하여 공급되는 bin string의 각 bin을 제1 bin에서 시작해서, 대응하는 Context index에 관련된 컨텍스트를 사용하여 2치 산술 부호화한다. 또한, 적응 2치 산술 부호화기(104)는, 이후의 2치 산술 부호화를 위해, 2치 산술 부호화한 bin의 값에 따라 Context index에 관련된 컨텍스트를 갱신한다. 또, 적응 2치 산술 부호화의 상세한 동작은 비특허문헌 1의 9.3.4에 기재되어 있다.
일반적인 양자화 파라미터 부호화기는, 상술한 동작에 의거하여, 입력되는 영상 양자화 파라미터를 부호화한다.
ISO/IEC 14496-10 Advanced Video Coding "WD3 : Working Draft 3 of High-Efficiency Video Coding", Document : JCTVC-E603, Joint Collaborative Team on Video Coding(JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 5th Meeting : Geneva, CH, 16-23 March, 2011
일반적인 양자화 파라미터 부호화기는, 도 15로부터 이해되는 바와 같이, 유의(有意)한 DQP의 양음(正負)에 관한 정보와 유의한 DQP의 절대값에 관한 정보를 구별하지 않고 2치화한다. 그러므로, 이하 3개의 요인에 기인하여, 유의한 DQP를 적합하게 부호화할 수 없는 과제가 있다.
제1 요인은, 제2 bin(2nd 열의 bin)과 그 이후의 bin(3rd 이후의 열의 bin)이, 1개의 bin으로는 표현할 수 없는 3개 이상의 상태에 관한 정보를 포함하기 때문에, 적절한 컨텍스트를 사용하여, bin을 2치 산술 부호화할 수 없는 것이었다. 1개의 bin으로 표현 가능한 정보는 어느 2개의 상태 중 어느 하나의 상태에 있는지의 정보이다. 그러나, 제2 bin과 그 이후의 bin은, 1개의 bin으로는 표현할 수 없는 3개 이상의 상태에 관한 정보를 포함하고 있다. 구체적으로는, 도 15를 참조하면, 제2 bin은, DQP의 양음의 정보, 및, 유의한 DQP의 절대값이 1 이상인지의 여부를 나타내는 정보를 포함하고 있다. 또한, 후속하는 제3 이후의 bin(3rd 이후의 열)은, DQP의 양음의 정보와 유의한 DQP의 절대값의 크기를 나타낸 정보를 포함하고 있다. 그러므로, 1개의 bin으로는 표현할 수 없는 3개 이상의 상태에 관한 정보를 포함하는 제2 bin과 그 이후의 bin은, 적절한 컨텍스트에 의해 2치 산술 부호화할 수 없다.
제2 요인은, DQP의 치역(値域)을 알고 있는 경우여도, 용장(冗長)인 bin을 효율적으로 줄일 수 없는 것이다. 예를 들면, 비특허문헌 1 및 비특허문헌 2에서 정해지는 DQP의 치역은 -26부터 25이며, DQP의 치역은 양음간에 비대칭이다. 도 15를 참조하면, DQP = -26을 부호화할 때, 전송하지 않는 DQP = 26의 bin string의 존재에 의해, 용장인 제52 및 제53의 bin을 줄이지 않고 부호화해야한다.
제3 요인은, 유의한 DQP의 양음의 정보와 유의한 DQP의 절대값을 독립적으로 2치화할 경우의 bin의 개수에 대하여, 일반적인 양자화 파라미터 부호화기가 취급하는 bin string에 포함되는 bin의 개수가 약 2배가 되는 것이다. bin의 개수가 많으면, 부호화 데이터의 양이 늘어나고, 또한, DQP의 부호화 처리 및 복호 처리의 스피드도 저하한다.
본 발명은, 상기의 각 요인을 해소하는 것에 의해, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화를 사용하는 영상 부호화의 영상 양자화 파라미터를 적합하게 부호화 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 부호화 방법은, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 부호화 처리를 위해, 양자화 파라미터를 부호화하는 영상 양자화 파라미터 부호화 방법으로서, 과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하고, 양자화 파라미터 및 예측 양자화 파라미터로부터 차분 양자화 파라미터를 생성하고, 차분 양자화 파라미터가 유의한 경우, 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 부호화하고, 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 줄이는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 복호 방법은, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 복호 처리를 위해, 양자화 파라미터를 복호하는 영상 양자화 파라미터 복호 방법으로서, 과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하고, 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 복호하고, 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 영상 부호화 처리에 있어서 줄여진 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 추정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 부호화기는, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 부호화 처리를 위해, 양자화 파라미터를 부호화하는 영상 양자화 파라미터 부호화기로서, 과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 예측 수단과, 양자화 파라미터 및 예측 양자화 파라미터로부터 차분 양자화 파라미터를 생성하는 연산 수단과, 차분 양자화 파라미터가 유의한 경우, 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 부호화하는 양자화 파라미터 부호화 수단과, 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 줄이는 용장 억제 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 복호기는, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 복호 처리를 위해, 양자화 파라미터를 복호하는 영상 양자화 파라미터 복호기로서, 과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 예측 수단과, 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 복호하는 양자화 파라미터 복호 수단과, 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 영상 부호화 처리에 있어서 줄여진 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 추정하는 추정 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 부호화 프로그램은, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 부호화 처리를 위해, 양자화 파라미터를 부호화하는 영상 양자화 파라미터 부호화기에 있어서의 컴퓨터에, 과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 처리와, 양자화 파라미터 및 예측 양자화 파라미터로부터 차분 양자화 파라미터를 생성하는 처리와, 차분 양자화 파라미터가 유의한 경우, 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 부호화하는 처리와, 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 줄이는 처리를 실행시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 복호 프로그램은, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 복호 처리를 위해, 양자화 파라미터를 복호하는 영상 양자화 파라미터 복호기에 있어서의 컴퓨터에, 과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 처리와, 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 복호하는 처리와, 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 영상 부호화 처리에 있어서 줄여진 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 추정하는 처리를 실행시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화를 사용하는 영상 부호화의 영상 양자화 파라미터를 적합하게 부호화할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태의 영상 양자화 파라미터 부호화기의 구성을 나타낸 블럭도.
도 2는 제1 실시형태의 영상 양자화 파라미터 부호화기의 동작을 나타낸 플로우 차트.
도 3은 DQP와 Bin string의 대응표의 일례를 나타낸 설명도.
도 4는 DQP를 Bin string으로 변환하는 의사(pseudo) 프로그램을 나타낸 설명도.
도 5는 제2 실시형태의 영상 양자화 파라미터 복호기의 구성을 나타낸 블럭도.
도 6은 제2 실시형태의 영상 양자화 파라미터 복호기의 동작을 나타낸 플로우 차트.
도 7은 제3 실시형태의 영상 양자화 파라미터 부호화기의 구성을 나타낸 블럭도.
도 8은 제3 실시형태의 영상 양자화 파라미터 복호기의 구성을 나타낸 블럭도.
도 9는 DQP를 Bin string으로 변환하는 의사 프로그램을 나타낸 설명도.
도 10은 DQP와 Bin string의 대응표의 다른 예를 나타낸 설명도.
도 11은 본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 부호화기 및 영상 양자화 파라미터 복호기의 기능을 실현 가능한 정보 처리 시스템의 구성예를 나타낸 블럭도.
도 12는 본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 부호화기에 있어서의 특징적인 구성 요소를 나타낸 블럭도.
도 13은 본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 복호기에 있어서의 특징적인 구성 요소를 나타낸 블럭도.
도 14는 일반적인 영상 양자화 파라미터 부호화기의 구성을 나타낸 블럭도.
도 15는 DQP와 Bin string의 대응표의 일반적인 예를 나타낸 설명도.
이하, 본 발명의 실시형태를, 도면을 참조하여 설명한다.
실시형태 1.
도 1은, 본 발명의 제1 실시형태의 영상 양자화 파라미터 부호화기의 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 1에 나타낸 영상 양자화 파라미터 부호화기는, 예측기(101), 버퍼(102), 2치화기(1031), 적응 2치 산술 부호화기(104), 2치 산술 부호화기(105), 스위치(SW)(111) 및 스위치(SW)(112)를 포함한다.
영상 양자화 파라미터 부호화기에 입력되는 양자화 파라미터 QP는, 예측기(101)로부터 공급되는 예측 양자화 파라미터 PQP가 감해진다.
차분 양자화 파라미터 DQP(DQP = QP-PQP)는, 이후의 양자화 파라미터 부호화를 위해, PQP가 더해져서 재구축 양자화 파라미터 RQP(RQP = DQP+PQP)로서 버퍼(102)에 저장된다.
본 발명의 특징인 2치화기(1031)는, 최소 DQP(minDQP≤0)와 최대 DQP(maxDQP≥0)의 조합을 사용하여, DQP를 2치화한다. 구체적으로는, 2치화기(1031)는, 처음에, 이하의 식에서 DQP의 제1 bin, 및, DQP의 절대값에 관한 그 이후의 bin의 최대 개수 cMax(즉, minDQP 및 maxDQP의 큰 쪽의 절대값으로부터 제1 bin 만큼의 1을 감한 값)를 계산한다.
bin(1) = func1(DQP) …(1)
cMax = max(|minDQP|, |maxDQP))-1 …(2)
cMax≥1일 때, 2치화기(1031)는, 이하의 식에서 bin(n)(n = 2, …, min(1+|DQP|, 1+cMax))을 계산한다.
bin(n) = func2(n-2, cMax, |DQP|-1) …(3)
단, func2(a, b, c)는, b와 c가 같은 경우에 1을 반환하고, c가 b 미만이며, 또한 a가 c 미만인 경우에 1을 반환하고, 그 밖의 경우(c가 b 미만이며, 또한 a가 c와 같은 경우)에 0을 반환하는 함수이다. 또, 식(3)에 의해 얻어지는 DQP의 절대값에 관한 Bin string의 bin(신택스 요소값 |DQP|이라고 함)은, 비특허문헌 1의 9.3.2.2에 기재되어 있는 Truncated unary(TU) binarization process에 의해 얻어지는 Bin string의 bin과 같다.
또, 식(3)으로부터 분명한 바와 같이, 식(3)에 의해 얻어지는 DQP의 절대값에 관한 Bin string의 bin은, DQP의 치역(최소 DQP와 최대 DQP의 절대값의 최대값)에 의거하여 비용장화된 Bin string의 bin이 된다.
2치화기(1031)는, 유의한 DQP가 양인지 음인지를 나타내는 정보를 이하의 식에서 부호 bin(Signbin)에 대응시켜서 2치화한다.
Signbin = func3(DQP) …(4)
단, func3(a, b)은, a가 b 미만이면 1을, 그렇지 않으면 0을 반환하는 함수이고, func3(a)은 a가 양이면 0을, 양이 아니면 1을 반환하는 함수이다. 또, 식(2), 식(3) 및 (4)로부터 분명한 바와 같이, DQP가 유의한 값인 경우에만, bin(n)(n = 2, 3, …)은 부호화된다(또, Signbin이 최후의 bin임).
적응 2치 산술 부호화기(104)는, 스위치(111)를 통하여 공급되는 bin string의 Signbin 이외의 각 bin(bin(n):n = 1, 2, …, min(1+|DQP|, 1+cMax))을 그 bin에 대응하는 Context index에 관련된 컨텍스트를 사용하여 2치 산술 부호화하고, 스위치(112)를 통하여 그 부호화 데이터를 출력한다. 또한, 적응 2치 산술 부호화기(104)는, 이후의 2치 산술 부호화를 위해, 2치 산술 부호화한 bin의 값에 따라, Context index에 관련된 컨텍스트를 갱신한다.
2치 산술 부호화기(105)는, 등확률로, 스위치(111)를 통하여 공급되는 bin string의 Signbin을 2치 산술 부호화하고, 스위치(112)를 통하여 그 부호화 데이터를 출력한다.
이상으로, 본 실시형태의 영상 양자화 파라미터 부호화기의 구성 설명을 종료한다.
다음으로, 도 2의 플로우 차트를 사용하여, 본 실시형태의 영상 양자화 파라미터 부호화기의 특징인, 2치화기(1031), 적응 2치 산술 부호화기(104), 및 2치 산술 부호화기(105)의 동작을 설명한다.
적응 2치 산술 부호화기(104)는, 초기값 파라미터 n을 2로 설정하여 처리를 개시한다.
스텝 S101에서는, 2치화기(1031)는, DQP가 유의한지의 여부를 나타내는 정보를 제1 bin에 대응시키고, DQP의 절대값을 나타낸 정보를 제2 bin과 그 이후의 bin에 대응시켜서, 유의한 DQP가 양인지의 여부를 나타내는 정보를 Signbin에 대응시켜서 DQP를 2치화한다.
스텝 S102에서는, 적응 2치 산술 부호화기(104)는, bin(1)을 적응 2치 산술 부호화한다.
스텝 S103에서는, 2치 산술 부호화기(105)는, DQP가 유의한지의 여부를 판단한다. DQP가 유의이면 스텝 S104로 진행된다. 그렇지 않으면 처리를 종료한다.
스텝 S104에서는, 적응 2치 산술 부호화기(104)는, bin(n)을 적응 2치 산술 부호화한다.
스텝 S105에서는, 적응 2치 산술 부호화기(104)는, bin string의 모든 bin을 부호화했는지의 여부를 판단한다. 모든 bin을 부호화했을 경우 스텝 S106으로 진행된다. 그렇지 않을 경우, 적응 2치 산술 부호화기(104)는, 후속하는 bin(n)을 적응 2치 산술 부호화하기 위해서, n을 인크리먼트하여 스텝 S104로 진행된다.
스텝 S106에서는, 2치 산술 부호화기(105)는, Signbin을 2치 산술 부호화한다. 이후, 처리를 종료한다.
이상으로, 본 실시형태의 영상 양자화 파라미터 부호화기의 특징인, 2치화기(1031), 적응 2치 산술 부호화기(104), 및, 2치 산술 부호화기(105)의 동작 설명을 종료한다.
도 3은, 본 발명에 있어서의, |DQP|(최좌측열)와 Bin string(중앙열)의 대응표의 일례를 나타낸 설명도이다.
도 3에 있어서, bin string의 Signbin열의 X는, DQP가 양인지의 여부, 즉, DQP의 양음을 나타내는 1비트의 정보를 나타낸다. X = 0을 양, X = 1을 음이라고 한다. 그러면, 예를 들면, DQP = 1의 bin string은 100, DQP = -1의 bin string은 101이 된다. 또한, context index의 행에 있어서의 na는, 컨텍스트를 사용하지 않는 것(즉, 우세 심볼과 그 발생 확률이 고정인 것)을 나타낸다.
도 4는, minDQP = -(26+QpBdOffsetY/2), MaxDQP = (25+QpBdOffsetY/2)로 할 경우의, 어느 값 synVal의 DQP에 대응하는 Bin string을 생성하는 의사 프로그램을 나타낸 설명도이다. 식(2)에 의해, cMax = max(|26+QpBdOffsetY/2|, |25+QpBdOffsetY/2|)-1 = 26+QpBdOffsetY/2-1 = 25+QpBdOffsetY/2가 되는 것을 알 수 있다. 단, 의사 프로그램에 사용되고 있는 산술 연산의 정의는, 비특허문헌 2의 "5 Conventions"의 정의를 따른다.
본 발명에 의한 2치화(바이너라이제이션) 처리에 의해, 상술한 과제를 야기하는 3개의 요인은 이하와 같이 해소된다.
제1 요인은, 제2 bin과 그 이후의 bin이 적절한 컨텍스트에 의해 2치 산술 부호화되는 것에 의해 해소된다. 도 3을 참조하면, 제2 bin은, DQP의 절대값이 1보다 큰지의 여부의 정보, 즉, 어느 2개의 상태 중 어느 하나의 상태에 있는지의 정보만을 나타낸다. 마찬가지로, 제2 bin과 같이, 제3 bin과 그 이후의 bin에 대해서도, DQP의 절대값이 주어진 값보다 큰지의 여부의 정보, 즉, 어느 2개의 상태 중 어느 하나의 상태에 있는지의 정보만을 나타낸다. Signbin은, DQP의 양음의 정보, 즉, 어느 2개의 상태 중 어느 하나의 상태에 있는지의 정보만을 나타낸다. 따라서, 제2 bin 및 Signbin은 적절한 컨텍스트에 의해 2치 산술 부호화된다.
제2 요인은, DQP의 치역을 사용하여, 부호화기가 용장인 bin을 효율적으로 줄이는 것이 가능해짐으로써 해소된다. 구체적으로는, 도 3을 참조하면, DQP = -26을 부호화할 때에, DQP의 최소값이 -26이므로, 제26 bin이 1이 된 시점에서 복호기가 DQP = -26인 것을 확인할 수 있기 때문에, 용장인 제27 bin을 부호화하지 않아도 된다.
도 15에 나타낸 대응표와 도 3에 나타낸 대응표를 비교하면 분명해지는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제3 요인은, bin string에 포함되는 bin의 개수가, 유의한 DQP의 양음의 정보와 유의한 DQP의 절대값을 독립적으로 2치화할 경우의 bin의 개수와 같아지는 것에 의해 해소된다.
실시형태 2.
도 5는, 제1 실시형태의 영상 양자화 파라미터 부호화기에 대응하는, 영상 양자화 파라미터 복호기의 구성을 나타낸 블럭도이다. 도 5에 나타낸 영상 양자화 파라미터 복호기는, 예측기(201), 버퍼(202), 2치화 해제기(2031), 적응 2치 산술 복호기(204), 2치 산술 복호기(205), 스위치(SW)(211) 및 스위치(SW)(212)를 포함한다.
2치화 해제기(2031)는, minDQP, maxDQP에 의거하여, 이하의 식에서 cMax를 계산한다.
cMax = max(|minDQP|, |maxDQP|)-1 …(5)
적응 2치 산술 복호기(204)는, 스위치(212)를 통하여 공급되는 부호화 데이터로부터, bin(1)을 2치 산술 복호해서 스위치(211)를 통하여 2치화 해제기(2031)에 공급한다. 또한, 적응 2치 산술 복호기(204)는, 이후의 2치 산술 복호를 위해, 2치 산술 복호한 bin의 값에 따라, 제1 bin에 대응하는 Context index에 관련된 컨텍스트를 갱신한다.
bin(1)이 1인 경우, 적응 2치 산술 복호기(204)는, 스위치(212)를 통하여 공급되는 부호화 데이터로부터, 값이 0인 bin을 복호할 때까지, 혹은, cMax개의 bin을 복호할 때까지, 혹은, 값이 0인 bin을 복호하고 또한 cMax개의 bin을 복호할 때까지 bin(n)(n = 2, 3, …, k, 여기서 k≤1+cMax)을 2치 산술 복호한다. 적응 2치 산술 복호기(204)는 복호한 데이터를 스위치 SW(201)를 통하여 2치화 해제기(2031)에 공급한다. 적응 2치 산술 복호기(204)는, 이후의 2치 산술 복호를 위해, 2치 산술 복호한 bin의 값에 따라, 제n bin에 대응하는 Context index에 관련된 컨텍스트를 갱신한다.
또한, bin(1)이 1인 경우, 2치 산술 복호기(205)는, 스위치(212)를 통하여 공급되는 부호화 데이터로부터, Signbin을 2치 산술 복호해서 스위치(211)를 통하여 2치화 해제기(2031)에 공급한다.
2치화 해제기(2031)는, bin string이 0인 경우(n = 1인 경우), 값이 0인 DQP를 출력한다. n = 1+cMax의 경우, 이하의 계산식으로 얻어지는 값의 DQP를 출력한다.
DQP = (1-2*Signbin)*(1+cMax) …(6)
단, 식(6)에 있어서의 "*"은 곱셈을 나타낸다. 그 밖의 경우, 2치화 해제기(2031)는 이하의 계산식으로 얻어지는 값의 DQP를 출력한다.
DQP = (1-2*Signbin)*(n-1) …(7)
식(6)으로부터 분명한 바와 같이, 2치화 해제기(2031)는, DQP의 치역(최소 DQP와 최대 DQP의 절대값의 최대값)을 사용하여, 영상 부호화 처리에 있어서 줄여진 용장인 bin을 추정할 수 있다. 즉, 2치화 해제기(2031)는, DQP의 치역(최소 DQP와 최대 DQP의 절대값의 최대값)을 사용하여, 비용장화된 Bin string의 bin을 2치화 해제할 수 있다.
2치화 해제기(2031)로부터 공급되는 DQP에, 예측기(201)로부터 공급되는 PQP가 더해져, RQP가 얻어진다.
또한, RQP는, 이후의 양자화 파라미터 복호를 위해, 버퍼(202)에 저장된다.
이상으로, 본 실시형태의 영상 양자화 파라미터 복호기의 구성 설명을 종료한다.
다음으로, 도 6의 플로우 차트를 사용하여, 본 실시형태의 영상 양자화 파라미터 복호기의 특징인, 2치화 해제기(2031), 적응 2치 산술 복호기(204), 및, 2치 산술 복호기(205)의 동작을 설명한다.
적응 2치 산술 복호기(204)는, 초기값 파라미터 n을 2로 설정하여 처리를 개시한다.
스텝 S301에서는, 적응 2치 산술 복호기(204)는, bin(1)을 적응 2치 산술 복호한다.
스텝 S302에서는, 2치 산술 복호기(205)는, bin(1)의 값이 1인지의 여부를 판단한다. bin(1)의 값이 1이면 스텝 S303으로 진행된다. 그렇지 않으면, 스텝 S307로 진행된다.
스텝 S303에서는, 2치화 해제기(2031)는, minDQP, maxDQP에 의거하여 cMax를 계산한다.
스텝 S304에서는, 적응 2치 산술 복호기(204)는, bin(n)을 적응 2치 산술 복호한다.
스텝 S305에서는, 적응 2치 산술 복호기(204)는, |DQP|에 관한 모든 bin을 복호했는지의 여부를 판단한다. 모든 bin을 복호한 조건은, bin(n)의 값이 0이거나, 혹은, n의 값이 cMax와 같거나, 또는 이들 두 조건을 충족하는 경우이다. |DQP|에 관한 모든 bin을 복호했을 경우에는 스텝 S306으로 진행된다. 그렇지 않을 경우, 적응 2치 산술 복호기(204)는, 후속하는 bin(n)을 적응 2치 산술 복호하기 위해서, n을 인크리먼트 하여 스텝 S304로 진행된다.
스텝 S306에서는, 2치 산술 복호기(205)는 Signbin을 2치 산술 복호한다.
스텝307에서는, 2치화 해제기(2031)는, 복호한 bin string의 2치화를 해제하여 DQP를 결정한다.
이상으로 본 실시형태의 영상 양자화 파라미터 복호기의 특징인, 2치화 해제기(2031), 적응 2치 산술 복호기(204), 및 2치 산술 복호기(205)의 동작 설명을 종료한다.
실시형태 3.
또한, 상술한 도 1 및 도 5에 나타낸 영상 양자화 파라미터 부호화기 및 영상 양자화 파라미터 복호기에 있어서, minDQP 및 maxDQP를, 양자화 파라미터의 치역(최소 QP와 최대 QP의 조합)과 예측 양자화 파라미터 PQP로부터 생성하는 것도 가능하다.
도 7 및 도 8은, 최소 QP(minQP)와 최대 QP(maxQP)의 조합 및 PQP에 의거하여 minDQP 및 maxDQP를 생성하는, 개량된 영상 양자화 파라미터 부호화기 및 영상 양자화 파라미터 복호기의 구성을 나타낸 블럭도이다.
도 1 및 도 5와 비교하면, 도 7에 나타낸 영상 양자화 파라미터 부호화기는 치역 결정기(106)를 더 구비하고, 도 8에 나타낸 영상 양자화 파라미터 복호기는 치역 결정기(206)를 더 구비하는 것을 알 수 있다. 치역 결정기(106, 206)는, 각각 이하의 식으로 minDQP와 maxDQP를 계산한다.
minDQP = minQP-PQP …(8)
maxDQP = maxQP-PQP …(9)
치역 결정기(106, 206)를 구비하는 것에 의해, 부호화 대상의 QP가 minQP 또는 maxQP에 가까운 값을 취할수록, 보다 효과적으로 용장인 bin을 줄이는 것이 가능하다.
도 9는, 본 실시형태에 있어서, 어느 값 synVal의 DQP에 대응하는 Bin string을 생성하는 의사 프로그램을 나타낸 설명도이다(단, 의사 프로그램에서는, PQP를 QPY , PREV로 표기하고 있다).
또, minDQP = -26, maxDQP = 25로 하는, 영상 양자화 파라미터 부호화기 및 영상 양자화 파라미터 복호기에 있어서는, 식(8) 및 (9)를, 이하의 식(8)' 및 (9)'로 해도 된다.
minDQP = max(-26, minQP-PQP) …(8)'
maxDQP = min(25, maxQP-PQP) …(9)'
또한, 상술한 발명의 영상 양자화 파라미터 부호화기 및 영상 양자화 파라미터 복호기에 있어서, 도 3에 나타낸 예를 사용하지 않고, 도 10에 나타낸 바와 같이 소정의 열 이후의 bin의 Context index의 값이 고정된 대응표에 의거하여 동작하도록 해도 된다.
도 10에 나타낸 대응표에서는, 제3 열과 그 이후의 열의 bin에 있어서, Context index의 값은 3으로 고정되어 있다. 도 10에 있어서는, 제1 bin은, DQP가 유의한지의 여부의 정보, 즉, 어느 2개의 상태 중 어느 하나의 상태에 있는지의 정보만을 나타낸다. 제2 bin은, DQP의 절대값이 1보다 큰지의 여부의 정보, 즉, 어느 2개의 상태 중 어느 하나의 상태에 있는지의 정보만을 나타낸다. 제3 bin과 그 이후의 bin에 대해서는, bin string이 종단하는지의 여부의 정보, 즉 2개의 상태 중 어느 하나의 상태에 있는지의 정보만을 나타낸다.
즉, 발명의 영상 양자화 파라미터 부호화기는, DQP가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, DQP의 절대값이 1보다 큰지의 여부를 나타내는 제3 bin, bin string이 종단하는지의 여부를 나타내는 bin, DQP의 양음의 부호를 나타내는 Signbin을 2치 산술 부호화하는 것도 가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명은, 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 정보를 제1 bin에 대응시키고, 유의한 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타낸 정보를 제2 bin과 그 이후의 bin에 대응시키고, 유의한 차분 양자화 파라미터가 양인지 음인지를 나타낸 정보를 sign bin에 대응시켜서 2치화하는 처리에 있어서, 규격 등에서 정해진 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 용장인 그 밖의 bin을 줄이는 수단을 구비하는 것에 의해, 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화를 사용하는 영상 부호화의 영상 양자화 파라미터를 적합하게 부호화 가능하게 한다.
상기의 적합한 부호화는, 본 발명에서는, 차분 양자화 파라미터의 각 bin에 적절한 컨텍스트가 할당되는 것, 차분 양자화 파라미터의 용장인 bin을 줄일 수 있는 것, 및, 차분 양자화 파라미터의 bin string에 포함되는 bin의 개수를 삭감하는 것의, 3가지 특징에 의해 달성된다.
또한, 상기의 각 실시형태를, 하드웨어로 구성하는 것도 가능하지만, 컴퓨터 프로그램에 의해 실현하는 것도 가능하다.
도 11에 나타낸 정보 처리 시스템은, 프로세서(1001), 프로그램 메모리(1002), 영상 데이터를 저장하기 위한 기억 매체(1003) 및 비트 스트림을 저장하기 위한 기억 매체(1004)를 구비한다. 기억 매체(1003)와 기억 매체(1004)는, 별개의 기억 매체여도 되며, 동일한 기억 매체로 이루어지는 기억 영역이어도 된다. 기억 매체로서, 하드디스크 등의 자기 기억 매체를 사용할 수 있다.
도 11에 나타낸 정보 처리 시스템에 있어서, 프로그램 메모리(1002)에는, 도 1, 도 5, 도 7, 도 8의 각각에 나타낸 각 블록(버퍼의 블록을 제외함)의 기능을 실현하기 위한 프로그램이 저장된다. 그리고, 프로세서(1001)는, 프로그램 메모리(1002)에 저장되어 있는 프로그램에 따라 처리를 실행하는 것에 의해, 도 1, 도 5, 도 7, 도 8의 각각에 나타낸 영상 양자화 파라미터 부호화기 또는 영상 양자화 파라미터 복호기의 기능을 실현한다.
도 12는, 본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 부호화기에 있어서의 특징적인 구성 요소를 나타낸 블럭도이다. 도 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 부호화기는, 과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 예측부(11)와, 양자화 파라미터 및 예측 양자화 파라미터로부터 차분 양자화 파라미터를 생성하는 연산부(12)와, 차분 양자화 파라미터가 유의한 경우, 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 부호화하는 양자화 파라미터 부호화부(13)와, 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 줄이는 용장 억제부(14)를 구비한다.
도 13은, 본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 복호기에 있어서의 특징적인 구성 요소를 나타낸 블럭도이다. 도 13에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 의한 영상 양자화 파라미터 복호기는, 과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 예측부(21)와, 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 복호하는 양자화 파라미터 복호부(22)와, 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 영상 부호화 처리에 있어서 줄여진 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 추정하는 추정부(23)를 구비한다.
이상, 실시형태 및 실시예를 참조하여 본원 발명을 설명했지만, 본원 발명은 상기 실시형태 및 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본원 발명의 구성이나 상세에는, 본원 발명의 범위 내에서 당업자가 이해할 수 있는 다양한 변경을 할 수 있다.
이 출원은, 2011년 7월 12일에 출원된 일본 특허출원 2011-153427을 기초로 하는 우선권을 주장하며, 그 개시의 전부를 여기에 포함한다.
11 : 예측부
12 : 연산부
13 : 양자화 파라미터 부호화부
14 : 용장 억제부
21 : 예측부
22 : 양자화 파라미터 복호부
23 : 추정부
101 : 예측기
102 : 버퍼
1031, 1032 : 2치화기
104 : 적응 2치 산술 부호화기
105 : 2치 산술 부호화기
106 : 치역 결정부
111 : 스위치
112 : 스위치
201 : 예측기
202 : 버퍼
2031, 2032 : 2치화 해제기
204 : 적응 2치 산술 복호기
205 : 2치 산술 복호기
206 : 치역 결정부
211 : 스위치
212 : 스위치

Claims (10)

  1. 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 부호화 처리를 위해, 양자화 파라미터를 부호화하는 영상 양자화 파라미터 부호화 방법으로서,
    과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하고,
    양자화 파라미터 및 상기 예측 양자화 파라미터로부터 차분 양자화 파라미터를 생성하고,
    상기 차분 양자화 파라미터가 유의(有意)한 경우, 상기 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 상기 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 상기 차분 양자화 파라미터의 양음(正負)을 나타내는 bin을 2치 산술 부호화하고,
    차분 양자화 파라미터의 치역(値域)을 사용하여, 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 줄이는
    것을 특징으로 하는 영상 양자화 파라미터 부호화 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 치역을 규격(standards)에서 정해진 치역으로 하는
    영상 양자화 파라미터 부호화 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 치역을 재구축 양자화 파라미터의 치역과 예측 양자화 파라미터의 값으로부터 생성하는
    영상 양자화 파라미터 부호화 방법.
  4. 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 복호 처리를 위해, 양자화 파라미터를 복호하는 영상 양자화 파라미터 복호 방법으로서,
    과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하고,
    차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 상기 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 상기 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 복호하고,
    상기 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 영상 부호화 처리에 있어서 줄여진 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 추정하는
    것을 특징으로 하는 영상 양자화 파라미터 복호 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 치역을 규격에서 정해진 치역으로 하는
    영상 양자화 파라미터 복호 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 치역을 재구축 양자화 파라미터의 치역과 예측 양자화 파라미터의 값으로부터 생성하는
    영상 양자화 파라미터 복호 방법.
  7. 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 부호화 처리를 위해, 양자화 파라미터를 부호화하는 영상 양자화 파라미터 부호화기로서,
    과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 예측 수단과,
    양자화 파라미터 및 상기 예측 양자화 파라미터로부터 차분 양자화 파라미터를 생성하는 연산 수단과,
    상기 차분 양자화 파라미터가 유의한 경우, 상기 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 상기 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 상기 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 부호화하는 양자화 파라미터 부호화 수단과,
    차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 줄이는 용장 억제 수단을 구비하는
    것을 특징으로 하는 영상 양자화 파라미터 부호화기.
  8. 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 복호 처리를 위해, 양자화 파라미터를 복호하는 영상 양자화 파라미터 복호기로서,
    과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 예측 수단과,
    차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 상기 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 상기 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 복호하는 양자화 파라미터 복호 수단과,
    상기 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 영상 부호화 처리에 있어서 줄여진 상기 그 밖의 bin의 용장인 bin을 추정하는 추정 수단을 구비하는
    것을 특징으로 하는 영상 양자화 파라미터 복호기.
  9. 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 부호화 처리를 위해, 양자화 파라미터를 부호화하는 영상 양자화 파라미터 부호화기에 있어서의 컴퓨터에,
    과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 처리와,
    양자화 파라미터 및 상기 예측 양자화 파라미터로부터 차분 양자화 파라미터를 생성하는 처리와,
    상기 차분 양자화 파라미터가 유의한 경우, 상기 차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 상기 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 상기 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 부호화하는 처리와,
    차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 줄이는 처리를 실행시키기 위한
    영상 양자화 파라미터 부호화 프로그램.
  10. 컨텍스트 베이스 적응 2치 산술 부호화에 의거한 영상 복호 처리를 위해, 양자화 파라미터를 복호하는 영상 양자화 파라미터 복호기에 있어서의 컴퓨터에,
    과거의 재구축 양자화 파라미터로부터 예측 양자화 파라미터를 생성하는 처리와,
    차분 양자화 파라미터가 유의한지의 여부를 나타내는 제1 bin, 상기 차분 양자화 파라미터의 절대값을 나타내는 그 밖의 bin, 및, 상기 차분 양자화 파라미터의 양음을 나타내는 bin을 2치 산술 복호하는 처리와,
    상기 차분 양자화 파라미터의 치역을 사용하여, 영상 부호화 처리에 있어서 줄여진 상기 그 밖의 bin의 하나 이상을 추정하는 처리를 실행시키기 위한
    영상 양자화 파라미터 복호 프로그램.
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