JP7128348B2 - サブブロックベースの時間動きベクトル予測を使用するビデオコーディング方法及び装置 - Google Patents

Description

[0001]本出願は、一般にビデオデータの符号化及び復号に関し、特に、サブブロックベースの時間動きベクトル予測を使用するビデオコーディング方法及びシステムに関する。

[0002]デジタルビデオは、デジタルテレビジョン、ラップトップ型又はデスクトップ型のコンピュータ、タブレット型コンピュータ、デジタルカメラ、デジタル記録デバイス、デジタルメディアプレーヤー、ビデオゲームコンソール、スマートフォン、ビデオ遠隔会議デバイス、ビデオストリーミングデバイスなどの種々の電子デバイスによってサポートされる。そのような電子デバイスは、ＭＰＥＧ－４、ＩＴＵ－Ｔ Ｈ．２６３、ＩＴＵ－Ｔ Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ－４ Ｐａｒｔ １０ ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）、ＨＥＶＣ（高能率映像符号化：Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）、ＶＶＣ（Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）規格などで定められたビデオ圧縮伸張規格を実装することにより、デジタルビデオデータの送信、受信、符号化、復号、及び／又は格納を行う。一般にビデオ圧縮は、空間（イントラフレーム）予測及び／又は時間（インターフレーム）予測を実行してビデオデータに固有の冗長を低減するか又は除去することを含む。ブロックベースのビデオコーディングについては、ビデオフレームが１つ以上のスライスへと分割され、各スライスが符号化ツリーユニット（ＣＴＵ：ｃｏｄｉｎｇ ｔｒｅｅ ｕｎｉｔ）とも称され得る複数のビデオブロックを有する。各ＣＴＵが１つの符号化ユニット（ＣＵ：ｃｏｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）を含有し得、又は所定の最小のＣＵサイズに達するまで、より小さいＣＵへと再帰的に分割され得る。各ＣＵ（リーフＣＵとも命名されている）が１つ以上の変換ユニット（ＴＵ：ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｕｎｉｔ）を含有しており、１つ以上の予測ユニット（ＰＵ：ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）も含む。各ＣＵは、イントラモード、インターモード又はＩＢＣモードのいずれかで符号化され得る。ビデオフレームにおけるイントラ符号化（Ｉ）スライス内のビデオブロックは、同じビデオフレームの内部の近隣のブロックにおける参照サンプルに対して空間予測を使用して符号化される。ビデオフレームにおけるインター符号化（Ｐ又はＢ）スライス内のビデオブロックは、同じビデオフレーム内の近隣のブロックにおける参照サンプルに対する空間予測を使用したものでもよいし、あるいは以前の他の参照ビデオフレーム及び／又は未来の他の参照ビデオフレームにおける参照サンプルに対する時間予測を使用したものでもよい。

[0003]たとえば近隣のブロックといった以前に符号化された参照ブロックに基づく空間予測又は時間予測は、符号化される現在のビデオブロックに関する予測ブロックをもたらす。参照ブロックを見いだすプロセスは、ブロックマッチングアルゴリズムによって達成され得る。符号化される現在のブロックと予測ブロックとの間の画素差分を表す残差データは、残差ブロック又は予測誤差と称される。インター符号化ブロックは、予測ブロックを形成する参照フレームにおける参照ブロックを指し示す動きベクトル及び残差ブロックに従って符号化される。動きベクトルを決定するプロセスは一般的には動き予測と称される。イントラ符号化ブロックは、イントラ予測モード及び残差ブロックに従って符号化される。さらなる圧縮のために、残差ブロックは、画素領域から、たとえば周波数領域といった変換領域に変換されて残差変換係数をもたらし、次いで量子化され得る。最初に２次元配列に配置される量子化された変換係数は、変換係数の１次元ベクトルを生成するために走査されてよく、次いで、さらにいっそうの圧縮を達成するためにビデオビットストリームへとエントロピー符号化される。

[0004]次いで、符号化ビデオビットストリームは、デジタルビデオ機能を伴う別の電子デバイスによってアクセスされるコンピュータ読み取り可能な記録媒体（たとえばフラッシュメモリ）に保存されるか、又は有線もしくは無線で電子デバイスに直接伝送される。次いで、電子デバイスは、たとえば符号化ビデオビットストリームを解析してビットストリームからシンタックス要素を取得し、ビットストリームから取得されたシンタックス要素に少なくとも部分的に基づいて、符号化ビデオビットストリームからのデジタルビデオデータを元のフォーマットに再構成することによってビデオ伸張（前述のビデオ圧縮とは逆の処理）を実行し、再構成されたデジタルビデオデータを電子デバイスのディスプレイに描画する。

[0005]デジタルビデオの品質がハイビジョン（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）から４Ｋ×２Ｋ又は８Ｋ×４Ｋに移行するにつれて、符号化／復号対象のビデオデータ量が指数関数的に増大する。これは、復号されるビデオデータの画質を維持しながらビデオデータがいかにより効率的に符号化／復号できるかという点での絶え間ない努力がある。

[0006]本出願はビデオデータの符号化及び復号に関連した実施形態を記述するものであり、より詳細には、サブブロックベースの時間動きベクトル予測を使用する、ビデオの符号化及び復号のシステム及び方法に関する。

[0007]本出願の第１の態様によれば、サブブロックベースの時間動きベクトル予測の方法は、１つ以上のプロセッサと、１つ以上のプロセッサによって実行される複数のプログラムを記憶するメモリとを有する演算装置において実行される。演算装置は、複数の符号化ピクチャに関連したデータを含むビデオビットストリームを取得する。演算装置は、ビデオビットストリームにおける現在のピクチャを復号する一方で、ビデオビットストリームで信号伝達されたシンタックス要素に従って、現在のピクチャのコロケーテッドピクチャとしての１つの参照ピクチャを選択し、一定の順序に従って、現在の符号化ユニット（ＣＵ）の空間的に近隣のブロックの動き情報から、コロケーテッドピクチャと現在のピクチャとの間の動きシフト量を決定する。次に、演算装置は、現在のＣＵを、各々が現在のピクチャのそれぞれのサブブロックに対応する複数のサブＣＵへと分割する。次いで、演算装置は、（ｉ）コロケーテッドピクチャと現在のピクチャとの間の動きシフト量、及び、（ｉｉ）現在のピクチャのそれぞれのサブブロックに対応するコロケーテッドピクチャ内のブロックの動き情報から、現在のＣＵの各サブＣＵに関する時間動きベクトル予測子を取得し、現在のＣＵの複数のサブＣＵの時間動きベクトル予測子に従って現在のＣＵを復号する。

[0008]本出願の第２の態様によれば、演算装置は、１つ以上のプロセッサ、メモリ、及びメモリに記憶された複数のプログラムを含む。プログラムが１つ以上のプロセッサによって実行されると、前述のように、演算装置が当該処理を実行する。

[0009]本出願の第３の態様によれば、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体が、１つ以上のプロセッサを有する演算装置によって実行するための複数のプログラムを記憶する。プログラムが１つ以上のプロセッサによって実行されると、前述のように、演算装置が当該処理を実行する。

[0010]実施形態のさらなる理解を提供するために含まれる添付図面は、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成し、記述された実施形態を図示して、記述とともに基本原理を説明するのに役立つものである。類似の参照数字は相当する部分を指す。

[0011]本開示のいくつかの実施形態による例示的ビデオ符号化及び復号システムを示すブロック図である。 [0012]本開示のいくつかの実施形態による例示的なビデオ符号化器を示すブロック図である。 [0013]本開示のいくつかの実施形態による例示的ビデオ復号器を示すブロック図である。 [0014]本開示のいくつかの実施形態によって、フレームが、サイズの異なる複数のビデオブロックへと再帰的に四分木分割される（ｑｕａｄ－ｔｒｅｅ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｅｄ）様子を示すブロック図である。 本開示のいくつかの実施形態によって、フレームが、サイズの異なる複数のビデオブロックへと再帰的に四分木分割される様子を示すブロック図である。 本開示のいくつかの実施形態によって、フレームが、サイズの異なる複数のビデオブロックへと再帰的に四分木分割される様子を示すブロック図である。 本開示のいくつかの実施形態によって、フレームが、サイズの異なる複数のビデオブロックへと再帰的に四分木分割される様子を示すブロック図である。 [0015]本開示のいくつかの実施形態によって符号化される、現在のＣＵにおける時間的に関連して配列する空間的に近隣のブロック位置を示すブロック図である。 [0016]本開示のいくつかの実施形態によって動きベクトル候補のリストが識別される例示的プロセスを示す流れ図である。 [0017]本開示のいくつかの実施形態によって現在のピクチャとコロケーテッドピクチャとの間でサブブロックベースの時間動きベクトル予測が実行される様子を示すブロック図である。 [0018]本開示のいくつかの実施形態によって、ビデオ復号器が、コロケーテッドピクチャの動き情報から現在のピクチャに関するサブブロックベースの時間動きベクトル予測を構成する技術を実施する例示的プロセスを示す流れ図である。

[0019]次に具体的な実施形態が詳細に参照され、それらの実施例が添付図面に示されている。以下の詳細な説明では、本明細書で提示される主題の理解を支援するために多くの非限定的かつ具体的な詳細が明らかにされる。しかし、特許請求の範囲から逸脱することなく様々な代替形態が使用され得、これらの具体的な詳細なしで主題が実施され得ることが、当業者には明らかであろう。たとえば、本明細書で提示された主題が、デジタルビデオ機能を伴う多くのタイプの電子デバイスにおいて実施され得ることは、当業者には明らかであろう。

[0020]図１は、本開示のいくつかの実施形態による、ビデオブロックの符号化と復号を並行して行うための例示的システム１０を示すブロック図である。図１に示されるように、システム１０は、後に送信先（デスティネーション）装置１４によって復号されるビデオデータを生成して符号化する情報源（ソース）装置１２を含む。情報源装置１２及び送信先装置１４は、デスクトップコンピュータ又はラップトップコンピュータ、タブレット型コンピュータ、スマートフォン、セットトップボックス、デジタルテレビ、カメラ、表示装置、デジタルメディアプレーヤー、ビデオゲームコンソール、ビデオストリーミングデバイス等を含む種々の電子デバイスのうち任意のものを備え得る。いくつかの実施形態では、情報源装置１２及び送信先装置１４は無線通信機能を装備している。

[0021]いくつかの実施形態では、送信先装置１４は、リンク１６を通じて、復号される符号化ビデオデータを受け取ってよい。リンク１６は、情報源装置１２から送信先装置１４に、符号化ビデオデータを転送することができる任意のタイプの通信媒体又は通信デバイスを備え得る。一例では、リンク１６は、情報源装置１２が送信先装置１４に、符号化ビデオデータをリアルタイムで直接伝送することを可能にするための通信媒体を備え得る。符号化ビデオデータは、無線通信プロトコルなどの通信規格に従って変調されて送信先装置１４に伝送され得る。通信媒体は、無線周波数（ＲＦ）スペクトルあるいは１つ以上の物理的伝送路などの任意の無線又は有線の通信媒体を備え得る。通信媒体は、ローカルエリアネットワーク、広域ネットワーク、又はインターネットなどのグローバネットワークなどのパケットベースのネットワークの一部を形成し得る。通信媒体は、ルータ、スイッチ、基地局、又は情報源装置１２から送信先装置１４への通信を容易にするのに役立つその他の機器を含み得る。

[0022]いくつかの他の実施形態では、符号化ビデオデータは、出力インタフェース２２から記録装置３２に伝送され得る。続いて、記録装置３２における符号化ビデオデータは、送信先装置１４によって入力インタフェース２８を介してアクセスされ得る。記録装置３２は、ハードディスク（ｈａｒｄ ｄｒｉｖｅ）、ブルーレイディスク、ＤＶＤ、ＣＤ－ＲＯＭ、フラッシュメモリ、揮発性もしくは不揮発性のメモリ、又は符号化ビデオデータを記憶するのに適する他のデジタル記録媒体など、種々の、分散された又は局所的にアクセスされるデータ記録媒体のうち任意のものを含み得る。さらなる例では、記録装置３２は、情報源装置１２によって生成された、符号化ビデオデータを保持し得る、ファイルサーバ又は別の中間記録装置に相当してよい。送信先装置１４は、記録装置３２からストリーミング又はダウンロードすることによって、記憶されたビデオデータにアクセスし得る。ファイルサーバは、符号化ビデオデータを記憶したり、符号化ビデオデータを送信先装置１４に伝送したりすることができる任意のタイプのコンピュータでよい。例示的ファイルサーバは、（たとえばウェブサイト用の）ウェブサーバ、ＦＴＰサーバ、ネットワーク接続ストレージ（ＮＡＳ：ｎｅｔｗｏｒｋ ａｔｔａｃｈｅｄ ｓｔｏｒａｇｅ）装置、又はローカルディスクドライブを含む。送信先装置１４は、ファイルサーバに記憶されている符号化ビデオデータにアクセスするのに適する無線チャンネル（たとえばＷｉ－Ｆｉ接続）、有線接続（たとえば、ＤＳＬやケーブルモデムなど）、又は両方の組合せを含む任意の標準的なデータ接続を通じて、符号化ビデオデータにアクセスし得る。記録装置３２からの符号化ビデオデータの伝送は、ストリーミング伝送、ダウンロード伝送、又は両方の組合せでよい。

[0023]図１に示されるように、情報源装置１２は、ビデオ源１８、ビデオ符号化器２０及び出力インタフェース２２を含む。ビデオ源１８は、たとえばビデオカメラ、以前に取り込まれたビデオを含むビデオアーカイブ、ビデオコンテンツプロバイダからビデオを受け取るためのビデオ供給インタフェース、及び／又はソースビデオとしてのコンピュータグラフィックスデータを生成するためのコンピュータグラフィックスシステム、あるいはそのようなソースの組合せといった、ビデオキャプチャーデバイスなどのソースを含み得る。一例として、ビデオ源１８がセキュリティ監視システムのビデオカメラである場合には、情報源装置１２及び送信先装置１４がカメラフォン又はビデオフォンを形成し得る。しかしながら、本出願に記述された実施形態は、一般にビデオコーディングに適用可能であり得、無線及び／又は有線の用途に適用され得る。

[0024]取り込まれた、前もって取り込まれた、又はコンピュータで生成されたビデオは、ビデオ符号化器２０によって符号化され得る。符号化ビデオデータは、情報源装置１２の出力インタフェース２２を通って送信先装置１４に直接伝送され得る。符号化ビデオデータは、復号及び／又は再生のために、送信先装置１４又は他のデバイスによる後のアクセス用に、記録装置３２にも（又は代わりに）記憶されてよい。出力インタフェース２２はモデム及び／又は送信器をさらに含み得る。

[0025]送信先装置１４は、入力インタフェース２８、ビデオ復号器３０、及び表示装置３４を含む。入力インタフェース２８は受信器及び／又はモデムを含み得、リンク１６を通じて、符号化ビデオデータを受け取る。リンク１６を通じて通信されるか又は記録装置３２で供給される符号化ビデオデータは、ビデオ復号器３０によってビデオデータを復号する際に使用される、ビデオ符号化器２０によって生成された種々のシンタックス要素を含み得る。そのようなシンタックス要素が含まれ得る符号化ビデオデータは、通信媒体で伝送され、記録媒体又はファイルサーバに記憶される。

[0026]いくつかの実施形態では、送信先装置１４が含み得る表示装置３４は、統合表示装置と、送信先装置１４と通信するように構成された外部表示装置とであり得る。表示装置３４は、復号ビデオデータをユーザーに表示し、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ：ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ）、プラズマディスプレイ、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、又は別タイプの表示装置などの種々の表示装置のうち任意のものを備え得る。

[0027]ビデオ符号化器２０及びビデオ復号器３０は、ＶＶＣ，ＨＥＶＣ，ＭＰＥＧ－４ Ｐａｒｔ １０ ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ），又はこれらの規格の拡張版など、知的所有物又は業界規格に基づいて動作し得る。本出願は特定のビデオ符号化／復号の規格に限定されず、他のビデオ符号化／復号の規格に適用可能であり得ることを理解されたい。一般に、情報源装置１２のビデオ符号化器２０は、これらの現在の規格又は将来の規格のいずれかに従ってビデオデータを符号化するように構成され得ることが企図されている。同様に、送信先装置１４のビデオ復号器３０は、これらの現在の規格又は将来の規格のいずれかに従ってビデオデータを復号するように構成され得ることも一般に企図されている。

[0028]ビデオ符号化器２０及びビデオ復号器３０は、それぞれ、１つ以上のマイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ：ｄｉｇｉｔａｌ ｓｉｇｎａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｓｐｅｃｉｆｉｃ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：ｆｉｅｌｄ ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ｇａｔｅ ａｒｒａｙ）、ディスクリートロジック（個別論理回路：ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｌｏｇｉｃ）、ソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア又はこれらの任意の組合せなどの種々の適切な符号化回路構成のうち任意のものとして実施され得る。電子デバイスは、部分的にソフトウェアで実施されるときには、ソフトウェアに関する命令を適切な非一時的コンピュータ可読媒体に記憶し、１つ以上のプロセッサを使用してハードウェアで命令を実行して、本開示で開示されたビデオ符号化／復号の処理を実行し得る。ビデオ符号化器２０及びビデオ復号器３０の各々が１つ以上の符号化器又は復号器に含まれ得、そのいずれかが、それぞれのデバイスにおいて組み合わされた符号化器／復号器（ＣＯＤＥＣ）の一部として一体化され得る。

[0029]図２は、本出願に記述されたいくつかの実施形態による例示的ビデオ符号化器２０を示すブロック図である。ビデオ符号化器２０は、ビデオフレームの内部のビデオブロックのイントラ予測符号化及びインター予測符号化を実行し得る。イントラ予測符号化は、所与のビデオフレーム又はピクチャの内部のビデオデータにおける空間冗長性を低減するか又は除去するために空間予測に頼る。インター予測符号化は、ビデオシーケンスの隣接したビデオフレーム又はピクチャの内部のビデオデータにおける時間冗長性を低減するか又は除去するために時間予測に頼る。

[0030]図２に示されるように、ビデオ符号化器２０は、ビデオデータメモリ４０、予測処理部４１、復号ピクチャバッファ（ＤＰＢ：ｄｅｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ ｂｕｆｆｅｒ）６４、加算器５０、変換処理部５２、量子化部５４、及びエントロピー符号化部５６を含む。予測処理部４１は、動き推定部４２、動き補償部４４、分割部４５、イントラ予測処理部４６、及びイントラブロックコピー（ＢＣ）部４８をさらに含む。いくつかの実施形態では、ビデオ符号化器２０は、ビデオブロックを再構成するための逆量子化部５８、逆変換処理部６０、及び加算器６２も含む。再構成されたビデオから、ブロック境界をフィルタリングしてブロック歪を除去するために、加算器６２とＤＰＢ６４との間にデブロッキングフィルタ（図示せず）が配置されてよい。デブロッキングフィルタに加えて、加算器６２の出力をフィルタリングするためにループ内フィルタ（図示せず）も使用され得る。ビデオ符号化器２０は、変更不能な又はプログラマブルなハードウェアユニットという形態を取ってよく、あるいは、１つ以上の変更不能な又はプログラマブルなハードウェアユニットのうちに分割されてもよい。

[0031]ビデオデータメモリ４０は、ビデオ符号化器２０の構成要素によって符号化されるビデオデータを記憶し得る。ビデオデータメモリ４０のビデオデータは、たとえばビデオ源１８から取得され得る。ＤＰＢ６４は、ビデオ符号化器２０によって（たとえばイントラ予測符号化モード又はインター予測符号化モードで）ビデオデータを符号化するのに用いる参照ビデオデータを記録するバッファーである。ビデオデータメモリ４０及びＤＰＢ６４は、様々な記録装置のうち任意のものによっても形成され得る。様々な例において、ビデオデータメモリ４０は、ビデオ符号化器２０の他の構成要素とともにオンチップでよく、又はそれらの構成要素に対してオフチップでもよい。

[0032]図２に示されるように、予測処理部４１の内部の分割部４５は、受け取ったビデオデータをビデオブロックへと分割する。この分割は、ビデオデータに関連づけられた四分木構造などの所定の分割構造に従って、ビデオフレームを、スライス、タイル、又は他のより大きい符号化ユニット（ＣＵ）へと分割することを含み得る。ビデオフレームは複数のビデオブロック（又は、タイルと称されるビデオブロックのセット）に分割され得る。予測処理部４１は、誤り結果（たとえば符号化レートや歪みのレベル）に基づいて現在のビデオブロック用に、複数のイントラ予測符号化モードのうちの１つ、又は複数のインター予測符号化モードのうちの１つなど、複数の可能な予測符号化モードのうちの１つを選択してよい。予測処理部４１は、結果として生じるイントラ予測符号化ブロック又はインター予測符号化ブロックを、加算器５０に供給して残差ブロックを生成してよく、また、この符号化ブロックを加算器６２に供給して、後に参照フレームの一部として使用するために再構成してよい。予測処理部４１は、また、エントロピー符号化部５６に、動きベクトル、イントラモードインジケータ、分割情報、及び他のそのようなシンタックス情報などのシンタックス要素を供給する。

[0033]現在のビデオブロック用に適切なイントラ予測符号化モードを選択するために、予測処理部４１の内部のイントラ予測処理部４６は、符号化される現在のブロックと同じフレームにおける１つ以上の近隣のブロックに関する現在のビデオブロックのイントラ予測符号化を実行して、空間予測をもたらし得る。予測処理部４１の内部の動き推定部４２及び動き補償部４４は、１つ以上の参照フレームにおける１つ以上の予測ブロックに関連して現在のビデオブロックのインター予測符号化を実行して時間予測をもたらす。ビデオ符号化器２０は、たとえばビデオデータの各ブロック用に適切な符号化モードを選択するために、複数の符号化パスを実行してよい。

[0034]いくつかの実施形態では、動き推定部４２は、一連のビデオフレームの内部の所定のパターンに従って、参照ビデオフレームの内部の予測ブロックに対する現在のビデオフレームの内部のビデオブロックの予測ユニット（ＰＵ）の変位を示す動きベクトルを生成することにより、現在のビデオフレームに関するインター予測モードを決定する。動き推定部４２によって実行される動き予測は、ビデオブロックの動きを推定する動きベクトルを生成するプロセスである。動きベクトルは、たとえば、現在のフレーム内（又は他の符号化ユニット内）の符号化される現在のブロックに関連して、参照フレーム内（又は他の符号化ユニット）内の予測ブロックに対する現在のビデオフレーム又はピクチャの内部のビデオブロックのＰＵの変位を示し得る。所定のパターンは、ビデオフレームを、シーケンスにおけるＰフレーム又はＢフレームとして指定し得る。イントラＢＣ部４８は、インター予測用の動き推定部４２による動きベクトルの決定と同様のやり方で、イントラＢＣ符号化用の、たとえばブロックベクトルといったベクトルを決定してよく、又は動き推定部４２を利用してブロックベクトルを決定してもよい。

[0035]予測ブロックは、画素差分の観点から、符号化対象となるビデオブロックのＰＵと密接に対応するものとみなされる参照フレームのブロックであり、差分絶対値和（ＳＡＤ：ｓｕｍ ｏｆ ａｂｓｏｌｕｔｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、差分二乗和（ＳＳＤ：ｓｕｍ ｏｆ ｓｑｕａｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、又は他の差分基準量によって決定され得る。いくつかの実施形態では、ビデオ符号化器２０は、ＤＰＢ６４に記憶された参照フレームのサブ整数型画素位置の値を計算してよい。たとえば、ビデオ符号化器２０は、参照フレームの１／４画素位置、１／８画素位置、又は他の分数画素位置の値を補間してよい。したがって、動き推定部４２は、全体の画素位置及び分数画素位置に関する動き探索を実行して、分数画素精度を有する動きベクトルを出力し得る。

[0036]動き推定部４２は、インター予測符号化フレームのビデオブロックのＰＵに関して、第１の参照フレームリスト（リスト０）又は第２の参照フレームリスト（リスト１）から選択された参照フレームの予測ブロックの位置と当該ＰＵの位置とを比較することにより動きベクトルを計算する。ここで、第１の参照フレームリスト又は第２の参照フレームリストはそれぞれＤＰＢ６４に格納されている１つ以上の参照フレームを特定するものである。動き推定部４２は、計算された動きベクトルを動き補償部４４に送り、次いでエントロピー符号化部５６に送る。

[0037]動き補償部４４によって実行される動き補償は、動き推定部４２によって決定された動きベクトルに基づいて予測ブロックを取り込むこと又は生成することを包含し得る。動き補償部４４は、現在のビデオブロックのＰＵに関する動きベクトルを受け取ると、動きベクトルが参照フレームリストのうちの１つにおいて指し示す予測ブロックを捜し出し、ＤＰＢ６４から予測ブロックを取り出して、予測ブロックを加算器５０に転送する。次いで、加算器５０は、符号化される現在のビデオブロックの画素値から動き補償部４４によってもたらされた予測ブロックの画素値を差し引くことにより、画素差分値の残差ビデオブロックを形成する。残差ビデオブロックを形成する画素差分値は、輝度（ｌｕｍａ）差分成分もしくは色差（ｃｈｒｏｍａ）差分成分、又はこれらの両方を含み得る。動き補償部４４は、ビデオ復号器３０によって、ビデオフレームのビデオブロックを復号する際に使用されるビデオフレームのビデオブロックに関連したシンタックス要素も生成し得る。シンタックス要素は、たとえば、予測ブロックを特定するために使用される動きベクトルを定義するシンタックス要素、予測モードを指示する任意のフラグ、又は本明細書に記述されたその他のシンタックス情報を含み得る。なお、動き推定部４２と動き補償部４４はほとんど一体化され得るが、概念的な目的のために個別に示されている。

[0038]いくつかの実施形態では、イントラＢＣ部４８は、動き推定部４２及び動き補償部４４に関して上記に記述されたのと同様のやり方でベクトルを生成して予測ブロックを取り込み得るが、予測ブロックは符号化される現在のブロックと同じフレームにあり、ベクトルは動きベクトルと対照的にブロックベクトルと称される。詳細には、イントラＢＣ部４８は、現在のブロックを符号化するためにイントラ予測モードを使用するように決定してよい。いくつかの例において、イントラＢＣ部４８は、たとえば個別の符号化パス中に、様々なイントラ予測モードを使用して現在のブロックを符号化し、レート－歪み解析によってそれらイントラ予測モードの性能を分析してよい。次に、イントラＢＣ部４８は、試験された様々なイントラ予測モードの中で、イントラモードインジケータを生成するのに使用する適切なイントラ予測モードを選択してよい。たとえば、イントラＢＣ部４８は、レート－歪み解析を使用して、試験された様々なイントラ予測モードに関するレート－歪み値を計算し、試験されたモードの中で最善のレート－歪み特性を有するイントラ予測モードを、使用するのに適切なイントラ予測モードとして選択してよい。レート－歪み解析は、一般に、符号化ブロックと、当該符号化ブロックを生成するために符号化される符号化前の元のブロックとの間の歪み（又は誤差）量とともに、これら符号化ブロックを生成するために使用されたビットレート（すなわち、多数のビット）を決定する。イントラＢＣ部４８は、様々な符号化ブロックについて歪みとレートとの比率を計算して、そのブロックに関する最善のレート－歪み値を示すイントラ予測モードを決定してよい。

[0039]他の例では、イントラＢＣ部４８は、本明細書に記述された実施形態に従ってイントラＢＣ予測のためのそのような機能を実行するために、動き推定部４２及び動き補償部４４を全体的又は部分的に使用してよい。どちらの場合にも、イントラブロックコピーについては、予測ブロックは、画素差分の観点から、符号化対象となるブロックと密接に対応するものとみなされるブロックでよく、差分絶対値和（ＳＡＤ）、差分二乗和（ＳＳＤ）、又は他の差分基準量によって決定され得る。予測ブロックの特定には、サブ整数型画素位置の値の計算が含まれ得る。

[0040]予測ブロックがイントラ予測による同じフレームからのものであろうとインター予測による異なるフレームからのものであろうと、ビデオ符号化器２０は、符号化される現在のビデオブロックの画素値から予測ブロックの画素値を差し引くことによって残差ビデオブロックを形成してよく、画素差分値を形成する。残差ビデオブロックを形成する画素差分値は、輝度差分成分と色差差分成分の両方を含み得る。

[0041]イントラ予測処理部４６は、前述のように、動き推定部４２及び動き補償部４４によって実行されるインター予測、又はイントラＢＣ部４８によって実行されるイントラブロックコピー予測の代替として、現在のビデオブロックをイントラ予測してよい。詳細には、イントラ予測処理部４６は、現在のブロックを符号化するためにイントラ予測モードを使用するように決定してよい。そうするために、イントラ予測処理部４６は、たとえば個別の符号化パス中に様々なイントラ予測モードを使用して現在のブロックを符号化してよく、イントラ予測処理部４６（又はいくつかの例ではモード選択部）は、試験されたイントラ予測モードから、使用するべき適切なイントラ予測モードを選択してよい。イントラ予測処理部４６は、そのブロック向けに選択されたイントラ予測モードを表す情報をエントロピー符号化部５６に供給してよい。エントロピー符号化部５６は、ビットストリームにおける選択されたイントラ予測モードを指示する情報を符号化してよい。

[0042]予測処理部４１がインター予測又はイントラ予測のいずれかによって現在のビデオブロック用の予測ブロックを決定した後に、加算器５０が、現在のビデオブロックから予測ブロックを差し引くことによって残差ビデオブロックを生成する。残差ブロックにおける残差ビデオデータは１つ以上の変換ユニット（ＴＵ）に含まれ得、変換処理部５２に供給される。変換処理部５２は、離散コサイン変換（ＤＣＴ：ｄｉｓｃｒｅｔｅ ｃｏｓｉｎｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又は概念的に同様の変換などの変換を使用して残差ビデオデータを残差変換係数に変換する。

[0043]変換処理部５２は、結果として生じる変換係数を量子化部５４に送ってよい。量子化部５４は、変換係数を量子化してビットレートをさらに低下させる。量子化プロセスは、係数のうちのいくつか又はすべてに関連したビット深さも縮小し得る。量子化の程度は、量子化パラメータを調節することによって変更され得る。いくつかの例において、量子化部５４は、次いで、量子化された変換係数を含むマトリクスの走査を実行し得る。あるいはエントロピー符号化部５６が走査を実行してもよい。

[0044]量子化に続いて、エントロピー符号化部５６は、たとえば、コンテキスト適応型可変長符号化（ＣＡＶＬＣ：ｃｏｎｔｅｘｔ ａｄａｐｔｉｖｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｃｏｄｉｎｇ）、コンテキスト適応型２値算術符号化（ＣＡＢＡＣ：ｃｏｎｔｅｘｔ ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｉｎａｒｙ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｃｏｄｉｎｇ）、シンタックスベースコンテクスト適応型２値算術符号化（ＳＢＡＣ：ｓｙｎｔａｘ－ｂａｓｅｄ ｃｏｎｔｅｘｔ－ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｉｎａｒｙ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｃｏｄｉｎｇ）、確率区間区分エントロピー符号化（ＰＩＰＥ：ｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙ ｉｎｔｅｒｖａｌ ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ ｅｎｔｒｏｐｙ ｃｏｄｉｎｇ）、又は別のエントロピー符号化の技法もしくは技術を使用して、量子化された変換係数をビデオビットストリームへとエントロピー符号化する。次いで、符号化ビットストリームは、ビデオ復号器３０に伝送されるか、又は後にビデオ復号器３０へ伝送するため、もしくはビデオ復号器３０によって後に取り戻すために記録装置３２に記録され得る。エントロピー符号化部５６は、符号化される現在のビデオフレームに関する動きベクトル及び他のシンタックス要素もエントロピー符号化してよい。

[0045]他のビデオブロックを予測するための参照ブロックを生成するために、画素領域における残差ビデオブロックを再構成するのに、逆量子化部５８が逆量子化を適用し、逆変換処理部６０が逆変換を適用する。前述のように、動き補償部４４は、ＤＰＢ６４に記憶されたフレームの１つ以上の参照ブロックから、動き補償された予測ブロックを生成し得る。動き補償部４４はまた、予測ブロックに１つ以上の補間フィルタを適用して、動き予測に用いるサブ整数画素値を計算してよい。

[0046]加算器６２は、再構成された残差ブロックを、動き補償部４４によって生成された動き補償された予測ブロックに加えて、ＤＰＢ６４に記憶するための参照ブロックを生成する。次いで、参照ブロックは、イントラＢＣ部４８、動き推定部４２及び動き補償部４４によって、後続のビデオフレームにおける別のビデオブロックをインター予測するための予測ブロックとして使用され得る。

[0047]図３は、本出願のいくつかの実施形態による例示的なビデオ復号器３０を示すブロック図である。ビデオ復号器３０は、ビデオデータメモリ７９、エントロピー復号部８０、予測処理部８１、逆量子化部８６、逆変換処理部８８、加算器９０、及びＤＰＢ ９２を含む。予測処理部８１は、動き補償部８２、イントラ予測処理部８４、及びイントラＢＣ部８５をさらに含む。ビデオ復号器３０は、図２に関連してビデオ符号化器２０に関して記述された符号化プロセスとは全体的に逆の復号プロセスを実行し得る。たとえば、動き補償部８２は、エントロピー復号部８０から受け取られた動きベクトルに基づいて予測データを生成し得、一方、イントラ予測処理部８４は、エントロピー復号部８０から受け取られたイントラ予測モードインジケータに基づいて予測データを生成し得る。

[0048]いくつかの例において、ビデオ復号器３０のユニットには、本出願の実施形態を実行するようにタスクが課されることがある。また、いくつかの例では、本開示の実施形態は、ビデオ復号器３０の１つ以上のユニットの間で分割されてもよい。たとえば、イントラＢＣ部８５は、本出願の実施形態を、単独で、又はビデオ復号器３０の動き補償部８２、イントラ予測処理部８４、及びエントロピー復号部８０などの他のユニットと組み合わせて実行し得る。いくつかの例では、ビデオ復号器３０はイントラＢＣ部８５を含まなくてよく、イントラＢＣ部８５の機能性は、動き補償部８２など、予測処理部８１の他の構成要素によって実行され得る。

[0049]ビデオデータメモリ７９は、ビデオ復号器３０の他の構成要素によって復号される符号化ビデオビットストリームなどのビデオデータを記憶し得る。ビデオデータメモリ７９に記憶されたビデオデータは、記録装置３２から、たとえばカメラなどのローカルなビデオ源から、ビデオデータの有線もしくは無線のネットワーク通信によって、又はたとえばフラッシュドライブもしくはハードディスクといった物理的データ記録媒体にアクセスすることによって取得され得る。ビデオデータメモリ７９は、符号化ビデオビットストリームからの符号化ビデオデータを記憶する、符号化ピクチャバッファ（ＣＰＢ：ｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ ｂｕｆｆｅｒ）を含み得る。ビデオ復号器３０の、復号ピクチャバッファ（ＤＰＢ）９２は、ビデオ復号器３０によって（たとえばイントラ予測符号化モード又はインター予測符号化モードで）ビデオデータを符号化するのに用いる参照ビデオデータを記憶する。ビデオデータメモリ７９及びＤＰＢ ９２は、シンクロナスＤＲＡＭ（ＳＤＲＡＭ：Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、磁気抵抗型ＲＡＭ（ＭＲＡＭ：Ｍａｇｎｅｔｏ－ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ＲＡＭ）、抵抗変化型ＲＡＭ（ＲＲＡＭ）、又は他のタイプのメモリデバイスを含む動的ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ：Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ ＲＡＭ）などの種々のメモリデバイスのうち任意のものによって形成され得る。例示のために、ビデオデータメモリ７９及びＤＰＢ ９２は、図３におけるビデオ復号器３０の２つの別個の構成要素として表されている。しかし、ビデオデータメモリ７９及びＤＰＢ９２は、同一のメモリデバイス又は個別のメモリデバイスによってもたらされ得ることが当業者には明らかであろう。いくつかの例では、ビデオデータメモリ７９は、ビデオ復号器３０の他の構成要素とともにオンチップでよく、又はそれらの構成要素に対してオフチップでもよい。

[0050]復号プロセス中に、ビデオ復号器３０は、符号化ビデオフレーム及び関連するシンタックス要素のビデオブロックを表す符号化ビデオビットストリームを受け取る。ビデオ復号器３０はビデオフレームレベル及び／又はビデオブロックレベルのシンタックス要素を受け取ってよい。ビデオ復号器３０のエントロピー復号部８０は、ビットストリームをエントロピー復号して、量子化係数、動きベクトル又はイントラ予測モードインジケータ、及び他のシンタックス要素を生成する。次いで、エントロピー復号部８０は、動きベクトル及び他のシンタックス要素を予測処理部８１に転送する。

[0051]ビデオフレームが、イントラ予測符号化（Ｉ）フレームとして、又は他のタイプのフレームにおけるイントラ符号化予測ブロック向けに符号化されるとき、予測処理部８１のイントラ予測処理部８４は、信号伝達されたイントラ予測モード及び現在のフレームの以前に復号されたブロックからの参照データに基づいて、現在のビデオフレームのビデオブロックに関する予測データを生成し得る。

[0052]ビデオフレームがインター予測符号化（すなわちＢ又はＰ）フレームとして符号化されるとき、予測処理部８１の動き補償部８２は、エントロピー復号部８０から受け取られた動きベクトル及び他のシンタックス要素に基づいて現在のビデオフレームのビデオブロックに関する１つ以上の予測ブロックを生成する。予測ブロックの各々が、参照フレームリストのうちの１つの内部の参照フレームから生成され得る。ビデオ復号器３０は、ＤＰＢ９２に記憶された参照フレームに基づくデフォルトの構成技術を使用して、たとえばリスト０及びリスト１といった参照フレームリストを構成し得る。

[0053]いくつかの例では、本明細書に記述されたイントラＢＣモードに従ってビデオブロックが符号化されるとき、予測処理部８１のイントラＢＣ部８５は、エントロピー復号部８０から受け取られたブロックベクトル及び他のシンタックス要素に基づいて現在のビデオブロックに関する予測ブロックを生成する。予測ブロックは、ビデオ符号化器２０によって定義された現在のビデオブロックと同一のピクチャの再構成された領域の内部にあり得る。

[0054]動き補償部８２及び／又はイントラＢＣ部８５は、動きベクトル及び他のシンタックス要素を解析することによって現在のビデオフレームのビデオブロックに関する予測情報を決定し、次いで、予測情報を使用して、復号される現在のビデオブロックに関する予測ブロックを生成する。たとえば、動き補償部８２は、受け取られたシンタックス要素のうちのいくつかを使用して、ビデオフレームのビデオブロックを符号化するのに使用される予測モード（たとえばイントラ予測又はインター予測）、インター予測フレームタイプ（たとえばＢ又はＰ）、フレームに関する参照フレームリストのうちの１つ以上の構成情報、フレームにおける各インター予測符号化ビデオブロックの動きベクトル、フレームの各インター予測符号化ビデオブロックのインター予測状態、及び現在のビデオフレームにおけるビデオブロックを復号するための他の情報を決定する。

[0055]同様に、イントラＢＣ部８５は、たとえばフラグといった受け取られたシンタックス要素のうちのいくつかを使用して、現在のビデオブロックはイントラＢＣモードを使用して予測されたものであること、再構成された領域の内部にあってＤＰＢ ９２に記憶されるべきフレームのビデオブロックの構成情報、フレームの各イントラＢＣ予測ビデオブロックのブロックベクトル、フレームの各イントラＢＣ予測ビデオブロックのイントラＢＣ予測状態、及び現在のビデオフレームにおけるビデオブロックを復号するための他の情報を決定し得る。

[0056]動き補償部８２はまた、ビデオ符号化器２０によってビデオブロックの符号化中に参照ブロックのサブ整数画素の補間値を計算するために使用されたような補間フィルターを使用して、補間を実行し得る。この場合、動き補償部８２は、受け取られたシンタックス要素から、ビデオ符号化器２０によって使用された補間フィルタを決定し、補間フィルターを使用して予測ブロックを生成し得る。

[0057]逆量子化部８６は、ビットストリームの中に与えられてエントロピー復号部８０によってエントロピー復号された量子化変換係数を、ビデオ符号化器２０によってビデオフレームにおける各ビデオブロックについて量子化の程度を決定するために計算されたものと同一の量子化パラメータを使用して逆量子化する。逆変換処理部８８は、画素領域における残差ブロックを再構成するために、変換係数に対して、たとえば逆ＤＣＴ、逆整数変換、又は概念的に類似の逆変換プロセスといった逆変換を適用する。

[0058]動き補償部８２又はイントラＢＣ部８５がベクトル及び他のシンタックス要素に基づいて現在のビデオブロックに関する予測ブロックを生成した後に、加算器９０は、逆変換処理部８８からの残差ブロックと、動き補償部８２及びイントラＢＣ部８５によって生成された対応する予測ブロックとを合計することによって、現在のビデオブロックに関する復号ビデオブロックを再構成する。復号ビデオブロックをさらに処理するために、加算器９０とＤＰＢ９２との間にインループフィルター（図示せず）が配置されてよい。次いで、所与のフレームにおける復号ビデオブロックは、次のビデオブロックの後続の動き補償に使用される参照フレームを記憶するＤＰＢ ９２に記憶される。ＤＰＢ９２又はＤＰＢ９２とは別個のメモリデバイスも、復号されたビデオを、後に図１の表示装置３４などの表示装置に提示するために記憶し得る。

[0059]一般的なビデオ符号化プロセスでは、ビデオシーケンスは、一般的にはフレーム又はピクチャの順序づけられたセットを含む。各フレームが、ＳＬ、ＳＣｂ、及びＳＣｒと表示される３つのサンプル配列を含み得る。ＳＬは、輝度（ｌｕｍａ）サンプルからなる２次元配列である。ＳＣｂは、Ｃｂ色差サンプルからなる２次元配列である。ＳＣｒは、Ｃｒ色差サンプルからなる２次元配列である。他の事例では、フレームは白黒でよく、したがって輝度サンプルの２次元配列を１つだけ含む。

[0060]図４Ａに示されるように、ビデオ符号化器２０（より具体的には分割部４５）は、最初にフレームを符号化ツリーユニット（ＣＴＵ）の集合に分割することによってフレームの符号化表現を生成する。ビデオフレームは、左から右及び上から下へのラスタスキャン順で連続的に順序づけられた整数個のＣＴＵを含み得る。各ＣＴＥＴは最大の論理符号化ユニットであり、ＣＴＵの幅及び高さは、シーケンスパラメータセットにおけるビデオ符号化器２０によって、ビデオシーケンスにおけるすべてのＣＴＵが１２８×１２８、６４×６４、３２×３２、及び１６×１６のうちの１つである同一のサイズを有するように信号伝達される。しかし、本出願は必ずしも特定のサイズに制限されるものではないことに留意されたい。図４Ｂに示されるように、各ＣＴＵは、輝度（ｌｕｍａ）サンプルからなる１つの符号化ツリーブロック（ＣＴＢ）と、対応する２つの色差サンプルからなる符号化ツリーブロックと、符号化ツリーブロックのサンプルを符号化するのに使用されるシンタックス要素とを含み得る。シンタックス要素は、画素の符号化ブロックの種々のタイプのユニットの特性と、インター予測又はイントラ予測、イントラ予測モード、動きベクトル、及び他のパラメータを含めて、ビデオ復号器３０にいてビデオシーケンスが再構成され得る様子とを記述するものである。白黒ピクチャ又は３つの個別のカラープレーンを有するピクチャでは、ＣＴＵは、単一の符号化ツリーブロックと、符号化ツリーブロックのサンプルを符号化するのに使用されるシンタックス要素とを含み得る。符号化ツリーブロックは、サンプルのＮ×Ｎのブロックでよい。

[0061]より優れた性能を達成するために、ビデオ符号化器２０は、ＣＴＵの符号化ツリーブロックに対して、二分木（ｂｉｎａｒｙ－ｔｒｅｅ）分割、四分木（ｑｕａｄ－ｔｒｅｅ）分割、又は両方の組合せなどの木分割を再帰的に実行して、ＣＴＵをより小さい符号化ユニット（ＣＵ）に分割し得る。図４Ｃに表されるように、６４×６４のＣＴＵ４００が、最初に、それぞれが３２×３２のブロックサイズを有する４つのより小さいＣＵに分割される。４つのより小さいＣＵの中で、ＣＵ４１０及びＣＵ４２０が、それぞれ１６×１６のブロックサイズで４つのＣＵに分割される。２つの１６×１６のＣＵである４３０及び４４０が、それぞれ８×８のブロックサイズで４つのＣＵにさらに分割される。図４Ｄは、図４Ｃに表されたようなＣＴＵ４００の分割プロセスの最終結果を示す四分木データ構造を表すものであり、四分木の各リーフノードが３２×３２～８×８の範囲のそれぞれのサイズの１つのＣＵに対応する。各ＣＵは、図４Ｂに表されたＣＴＵに類似して、輝度サンプルの符号化ブロック（ＣＢ）と、同じサイズのフレームの色差サンプルの２つの対応する符号化ブロックと、符号化ブロックのサンプルを符号化するのに使用されるシンタックス要素とを含み得る。白黒ピクチャ又は３つの個別のカラープレーンを有するピクチャでは、ＣＵは、単一の符号化ブロックと、符号化ブロックのサンプルを符号化するのに使用されるシンタックス構造とを含み得る。

[0062]いくつかの実施形態では、ビデオ符号化器２０は、ＣＵの符号化ブロックを１つ以上のＭ×Ｎの予測ブロック（ＰＢ）へとさらに分割し得る。予測ブロックは、同一の（インター又はイントラ）予測が適用されるサンプルの矩形状（正方形又は非正方形）のブロックである。ＣＵの予測ユニット（ＰＵ）は、輝度サンプルの予測ブロックと、色差サンプルの２つの対応する予測ブロックと、予測ブロックを予測するのに使用されるシンタックス要素とを含み得る。白黒ピクチャ又は３つの個別のカラープレーンを有するピクチャでは、ＰＵは、単一の予測ブロックと、予測ブロックを予測するのに使用されるシンタックス構造とを含み得る。ビデオ符号化器２０は、予測輝度、Ｃｂ、及び輝度に関するＣｒブロック、Ｃｂ、及びＣＵの各ＰＵのＣｒ予測ブロックを生成し得る。

[0063]ビデオ符号化器２０は、ＰＵに関する予測ブロックを生成するためにイントラ予測又はインター予測を使用してよい。ビデオ符号化器２０がイントラ予測を使用してＰＵの予測ブロックを生成する場合には、ビデオ符号化器２０はＰＵに関連したフレームの復号サンプルに基づいてＰＵの予測ブロックを生成し得る。ビデオ符号化器２０がインター予測を使用してＰＵの予測ブロックを生成する場合には、ビデオ符号化器２０はＰＵに関連したフレーム以外の１つ以上のフレームの復号サンプルに基づいてＰＵの予測ブロックを生成し得る。

[0064]ビデオ符号化器２０は、ＣＵにおける１つ以上のＰＵに関する予測輝度ブロック、予測Ｃｂブロック及び予測Ｃｒブロックを生成した後に、ＣＵの輝度残差ブロックにおける各サンプルがＣＵの予測輝度ブロックのうちの１つにおける輝度サンプルとＣＵの元の輝度符号化ブロックにおける対応するサンプルとの間の差分を示すように、ＣＵの元の輝度符号化ブロックからＣＵの予測輝度ブロックを差し引くことによって、ＣＵに関する輝度残差ブロックを生成し得る。同様に、ビデオ符号化器２０は、ＣＵのＣｂ残差ブロックにおける各サンプルが、ＣＵの予測Ｃｂブロックのうちの１つにおけるＣｂサンプルとＣＵの元のＣｂ符号化ブロックにおける対応するサンプルとの間の差分を示すように、ＣＵのＣｂ残差ブロック及びＣｒ残差ブロックをそれぞれ生成してよく、ＣＵのＣｒ残差ブロックにおける各サンプルが、ＣＵの予測Ｃｒブロックのうちの１つにおけるＣｒサンプルとＣＵの元のＣｒ符号化ブロックにおける対応するサンプルとの間の差分を示し得る。

[0065]その上、図４Ｃに示されるように、ビデオ符号化器２０は、四分木分割を使用して、ＣＵの輝度、Ｃｂ及びＣｒの残差ブロックを、１つ以上の輝度、Ｃｂ及びＣｒの変換ブロックへと分解する。変換ブロックは、同一の変換が適用されるサンプルの矩形（正方形又は非正方形）のブロックである。ＣＵの変換ユニット（ＴＵ）は、輝度サンプルの変換ブロックと、色差サンプルの２つの対応する変換ブロックと、変換ブロックサンプルを予測するのに使用されるシンタックス要素とを含み得る。したがって、ＣＵの各ＴＵは、輝度変換ブロック、Ｃｂ変換ブロック、及びＣｒ変換ブロックに関連づけられ得る。いくつかの例では、ＴＵに関連した輝度変換ブロックはＣＵの輝度残差ブロックのサブブロックであり得る。Ｃｂ変換ブロックは、ＣＵのＣｂ残差ブロックのサブブロックであり得る。Ｃｒ変換ブロックは、ＣＵのＣｒ残差ブロックのサブブロックであり得る。白黒ピクチャ又は３つの個別のカラープレーンを有するピクチャでは、ＴＵは、単一の変換ブロックと、変換ブロックのサンプルを変換するのに使用されるシンタックス構造とを含み得る。

[0066]ビデオ符号化器２０は、ＴＵの輝度変換ブロックに１つ以上の変換を適用してＴＵ用の輝度係数ブロックを生成し得る。係数ブロックは変換係数の２次元配列であり得る。変換係数はスカラー量であり得る。ビデオ符号化器２０は、ＴＵのＣｂ変換ブロックに１つ以上の変換を適用してＴＵ用のＣｂ係数ブロックを生成し得る。ビデオ符号化器２０は、ＴＵのＣｒ変換ブロックに１つ以上の変換を適用してＴＵ用のＣｒ係数ブロックを生成し得る。

[0067]ビデオ符号化器２０は、係数ブロック（たとえば輝度係数ブロック、Ｃｂ係数ブロック又はＣｒ係数ブロック）を生成した後に係数ブロックを量子化し得る。量子化は、一般に、変換係数を表すために使用されるデータ量をどうにかして低減するために変換係数が量子化されるプロセスを指すものであり、さらなる圧縮をもたらす。ビデオ符号化器２０は、係数ブロックを量子化した後に、量子化された変換係数を示すシンタックス要素をエントロピー符号化し得る。たとえば、ビデオ符号化器２０は量子化された変換係数を示すシンタックス要素に対してコンテキスト適応型２値算術符号化（ＣＡＢＡＣ）を実行し得る。最終的に、ビデオ符号化器２０は、符号化フレーム及び関連するデータの表現を形成する一連のビットを含むビットストリームを出力し得、これは記録装置３２に保存されるか又は送信先装置１４に伝送される。

[0068]ビデオ復号器３０は、ビデオ符号化器２０によって生成されたビットストリームを受け取った後に、ビットストリームを解析して、ビットストリームからシンタックス要素を取得し得る。ビデオ復号器３０は、ビットストリームから取得されたシンタックス要素に少なくとも部分的に基づいてビデオデータのフレームを再構成し得る。ビデオデータを再構成するプロセスは、一般にビデオ符号化器２０によって実行された符号化プロセスの逆のである。たとえば、ビデオ復号器３０は、現在のＣＵのＴＵに関連した係数ブロックに対する逆変換を実行して、現在のＣＵのＴＵに関連した残差ブロックを再構成し得る。ビデオ復号器３０はまた、現在のＣＵのＰＵに関する予測ブロックのサンプルを、対応する現在のＣＵのＴＵの変換ブロックのサンプルに加算することによって現在のＣＵの符号化ブロックを再構成する。ビデオ復号器３０は、フレームの各ＣＵに関する符号化ブロックを再構成した後にフレームを再構成し得る。

[0069]前述のように、ビデオ符号化は、主としてイントラフレーム予測（すなわちイントラ予測）及びインターフレーム予測（すなわちインター予測）の２つのモードを使用してビデオ圧縮を達成するものである。ＩＢＣは、イントラフレーム予測又は第３のモードのいずれかと見なされ得ることが留意される。これら２つのモードの間で、インターフレーム予測は参照ビデオブロックから現在のビデオブロックを予測するのに動きベクトルを使用するので、イントラフレーム予測よりも符号化効率に大きく寄与する。

[0070]しかし、ビデオデータにおける詳細を保存するためのビデオデータ取込み技術の絶え間ない改善及びより精密なビデオブロックサイズのせいで、現在のフレームの動きベクトルを表すために必要なデータ量もかなり増加する。この課題を克服するやり方の１つには、空間領域と時間領域の両方における近隣のＣＵのグループが、予測する目的のための類似のビデオデータを有するばかりでなく、これら近隣のＣＵの間の動きベクトルも類似であるという事実から利益を得るものがある。したがって、空間的に近隣のＣＵ及び／又は時間的に関連して配列するＣＵの動き情報を、これらのＣＵの空間相関関係及び時間相関関係を探し出すことによって現在のＣＵのおおよその動き情報（たとえば動きベクトル）として使用することが可能である。これは、現在のＣＵの「動きベクトル予測子（ＭＶＰ：ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）」とも称される。

[0071]図２に関して記述されたように動き推定部４２によって決定された現在のＣＵの実際の動きベクトルをビデオビットストリームへと符号化するのではなく、現在のＣＵの動きベクトル予測子が現在のＣＵの実際の動きベクトルから減算されて、現在のＣＵに関する動きベクトル差分（ＭＶＤ：ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を生成する。そうすることにより、フレームの各ＣＵについて動き推定部４２によって決定された実際の動きベクトルをビデオビットストリームへと符号化する必要がなくなって、ビデオビットストリームにおいて動き情報を表現するために使用されるデータ量が大幅に低減され得る。

[0072]符号ブロックのインターフレーム予測中に参照フレームにおける予測ブロックを選択するプロセスと同様に、現在のＣＵの空間的に近隣のＣＵ及び／又は時間的に関連して配列するＣＵに関連した、可能性のある候補の動きベクトルを使用して現在のＣＵに関する動きベクトル候補のリストを構成し、次いで、現在のＣＵに関する動きベクトル予測子として動きベクトル候補のリストから１つの要素を選択するために、ビデオ符号化器２０とビデオ復号器３０の両方によってルールのセットが採用される必要がある。そうすることにより、ビデオ符号化器２０とビデオ復号器３０との間で動きベクトル候補のリスト自体を伝送する必要がなくなり、動きベクトル候補のリストの内部で選択された動きベクトル予測子のインデックスは、ビデオ符号化器２０及びビデオ復号器３０が現在のＣＵの符号化及び復号のために動きベクトル候補のリストの内部の同一の動きベクトル予測子を使用するのに十分なものである。

[0073]いくつかの実施形態では、各インター予測ＣＵは、動きベクトル候補のリストを構成するために、インター予測モード（「拡張型動きベクトル予測」（ＡＭＶＰ）モードとも称される）、スキップ予測モード、及びマージ予測モードを含む３つの動きベクトル予測モードを有する。各モードの下で、以下で説明されるアルゴリズムに従って、動きベクトル候補のリストに１つ以上の動きベクトル候補が追加され得る。最終的に、候補のリストの中の動きベクトル候補のうち１つが、ビデオ符号化器２０によってビデオビットストリームへと符号化される、又はビデオ復号器３０によってビデオビットストリームから復号される、インター予測ＣＵの、最善の動きベクトル予測子として使用される。候補のリストから最善の動きベクトル予測子を見いだすために、空間動きベクトル候補及び時間動きベクトル候補を含む動きベクトルの所与の候補セットすなわち動きベクトル候補のリストから動きベクトルを選択するのに、動きベクトル競合（ＭＶＣ）方式が導入される。

[0074]動きベクトルの所与の候補セットの内部で１つのＭＶＰ候補が現在のＣＵ向けに選択された後に、ビデオ符号化器２０は、対応するＭＶＰ候補に関する１つ以上のシンタックス要素を生成して、ビデオ復号器３０がこのシンタックス要素を使用してビデオビットストリームからＭＶＰ候補を取り出すことができるように、このシンタックス要素をビデオビットストリームへと符号化してよい。異なるモード（たとえばＡＭＶＰモード、マージモード、スキップモードなど）は、動きベクトルの候補セットを構成するために使用される特定のモードに依拠してシンタックス要素の異なるセットを有する。ＡＭＶＰモードについては、シンタックス要素は、インター予測インジケータ（たとえばリスト０、リスト１、又は双方向予測）、参照インデックス、動きベクトル候補インデックス、動きベクトル差分及び予測残差信号などを含む。スキップモード及びマージモードについては、現在のＣＵが、符号化されたマージインデックスによって参照される近隣のＣＵから、インター予測インジケータ、参照インデックス、及び動きベクトルを含む他のシンタックス要素を継承するので、ビットストリームへと符号化されるのはマージインデックスのみである。スキップ符号化されたＣＵの場合には、動きベクトル予測残差信号も省略される。

[0075]図５Ａは、本開示のいくつかの実施形態によって符号化／復号される、現在のＣＵにおける時間的に関連して配列する空間的に近隣のブロック位置を示すブロック図である。所与のモード（たとえばＡＭＶＰモード、マージモード、又はスキップモード）については、動きベクトルの予測（ＭＶＰ）候補リストは、最初に、空間的に左（Ａ０、Ａ１）及び上（Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２）の近隣のブロック位置に関連した動きベクトルの有効性、及び時間的に関連して配列するブロック位置に関連した動きベクトルの有効性を検査することによって構成される。ＭＶＰ候補のリストを構成するプロセス中に、冗長なＭＶＰ候補が候補リストから除去され、必要に応じて、候補リストに固定長を与えるためにゼロ値の動きベクトルが追加される（異なるモードが異なる固定長を有し得ることに留意されたい）。ＭＶＰ候補のリストを構成した後に、ビデオ符号化器２０は、候補リストから最善の動きベクトル予測子を選択して、選択された候補を示す対応インデックスをビデオビットストリーム内に符号化することができる。

[0076]図５Ａを一例として使用し、候補リストが２つの固定長を有すると想定して、図５Ｂは本開示のいくつかの実施形態によって動きベクトル候補のリストが識別される例示的プロセスを示す流れ図である。詳細には、現在のＣＵに関する動きベクトル予測子（ＭＶＰ）候補のリストは、図５Ｂに表されるようなＡＭＶＰモードの下で以下のステップを実行することによって構成され得る。
１）ステップ５０５：５つの空間的に近隣のＣＵから２つのＭＶＰ候補を選択する、
ａ）Ａ０からＡ１までの空間的に左方の２つの近隣のＣＵのうちの１つから、スケーリングされていないＭＶＰ候補を１つ導出する、
ｂ）以前のステップにおいてスケーリングされていない有効なＭＶＰ候補が左方にない場合、Ａ０からＡ１までの空間的に左方の２つの近隣のＣＵのうちの１つから、スケーリングされたＭＶＰ候補を１つ導出する、
ｃ）Ｂ０から順に、Ｂ１、Ｂ２と、空間的に上方の３つの近隣のＣＵのうちの１つから、スケーリングされていないＭＶＰ候補を１つ導出する、
ｄ）Ａ０もＡ１も有効でない場合、又は両方がイントラモードで符号化されている場合、Ｂ０から順に、Ｂ１、Ｂ２と、空間的に上方の３つの近隣のＣＵのうちの１つから、スケーリングされたＭＶＰ候補を１つ導出する、
２）ステップ５１０：時間的に関連して配列する２つのＣＵから１つのＭＶＰ候補を選択する、
３）ステップ５１５：ＭＶＰ候補リストから以前のステップで見つかった重複するＭＶＰ候補を除去する、
４）ステップ５２０：２つまでの、ゼロ値を有するＭＶＰを、ＭＶＰ候補リストに追加する、
５）ステップ５２５：インデックスが１よりも大きいＭＶＰ候補をＭＶＰ候補リストから除去する、
６）ステップ５３０：現在のＣＵに関するＭＶＰ候補リストにおける２つのＭＶＰ候補を最終決定する。

[0077]上記で構成したＡＭＶＰモードのＭＶＰ候補リストでは候補が２つしかないので、バイナリーフラグのような関連したシンタックス要素は、現在のＣＵを復号するために候補リストの内部の２つのＭＶＰ候補のうちどちらが使用されるのかを指示するように、ビットストリームへと符号化される。

[0078]いくつかの実施形態では、現在のＣＵを符号化／復号するために時間動きベクトル予測子を選択するプロセスは、復号ピクチャの精度を改善するようにサブＣＵレベルで実行される。このプロセスは、最初に現在のＣＵを含む現在のピクチャに関するコロケーテッドピクチャを特定し、次いで時間ベクトル（本出願では「動きシフト量」としても知られている）を決定する。次に、このプロセスは、現在のＣＵを複数のサブＣＵへと分割し、「サブブロックベースの時間動きベクトル予測（ＳｂＴＭＶＰ：ｓｕｂｂｌｏｃｋ－ｂａｓｅｄ ｔｅｍｐｏｒａｌ ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）」とも称される所定のアルゴリズムに従って、時間ベクトルによって特定されたコロケーテッドピクチャにおける対応ブロックからサブＣＵの各々に関する動き情報を導出する。

[0079]図５Ｃは、本開示のいくつかの実施形態によって現在のピクチャとコロケーテッドピクチャとの間でサブブロックベースの時間動きベクトル予測が実行される様子を示すブロック図である。この例では、現在のＣＵ５３５－１は６４×６４の符号ブロックであって８×８のサブＣＵに分割され、各サブＣＵは８×８の符号ブロックである。各サブＣＵに関する動き情報を導出するために、ＳｂＴＭＶＰプロセスは次の２つの主ステップに分割される。
・ステップ１：現在のピクチャ５３５とコロケーテッドピクチャ５４０との間のいわゆる「時間ベクトル」を使用して、コロケーテッドピクチャ５４０における対応ブロック５４０－１を特定する。
・ステップ２：現在のＣＵ５３５－１を複数のサブＣＵへと分割して、コロケーテッドピクチャ５４０における対応ブロックから、サブＣＵに関する動きベクトルを含む動き情報と、各サブＣＵ５３５－３の参照インデックス（デフォルトでゼロである）とを取得する。

[0080]前述のように、ＳｂＴＭＶＰプロセスの実行前に現在のピクチャ５３５に関するコロケーテッドピクチャ５４０は既知であると想定されている。たとえば、コロケーテッドピクチャは、一般的には、現在のピクチャの、たとえばリスト０、リスト１といった２つの参照ピクチャリストのうちの１つから選択された、現在のピクチャの１つの参照ピクチャである。いくつかの実施形態では、対応ブロックは、現在のピクチャにおける現在のＣＵと、コロケーテッドピクチャにおいて同一の相対位置にあるものである。いくつかの他の実施形態（たとえば図５Ｃ）では、対応ブロックは、必ずしも、現在のピクチャにおける現在のＣＵ５３５－１と、コロケーテッドピクチャにおいて同一の相対位置にあるものではない。代わりに、現在のピクチャにおける現在のＣＵ５３５－１の中心をコロケーテッドピクチャ５４０における対応ブロック５４０－１の中心に関連づける時間ベクトルが存在する。

[0081]いくつかの実施形態では、ＳｂＴＭＶＰプロセスは、ビデオ符号化中に現在のＣＵに関して前述された動きベクトル候補のリストを構成するプロセスの一部として実施される。言い換えれば、現在のＣＵはＳｂＴＭＶＰを使用して処理されるべきであると決定された場合には、それに応じて、動きベクトル候補のリストにＳｂＴＭＶＰに対応するパラメータが追加される。いくつかの他の実施形態では、ＳｂＴＭＶＰプロセスは、ビデオ符号化中に現在のＣＵに関して前述された動きベクトル候補のリストを構成するプロセスから独立して実施される。言い換えれば、ＳｂＴＭＶＰは、前述のインター予測モードのように個別のインター予測モードとして扱われる。符号化プロセスと復号プロセスは性質が対称であるので、これ以降は、現在のＣＵの復号を使用して、現在のＣＵの時間動きベクトルを予測するためにＳｂＴＭＶＰプロセスが採用される様子を示す。

[0082]図６は、本開示のいくつかの実施形態によって、ビデオ復号器が、コロケーテッドピクチャの動き情報から現在のピクチャに関するサブブロックベースの時間動きベクトル予測を構成する技術を実施する、例示的復号プロセスを示す流れ図である。

[0083]最初に、ビデオ復号器３０は、複数の符号化ピクチャに関連したデータを含む符号化ビデオビットストリームを取得する（６１０）。図４Ａ及び図４Ｃに表されるように、各ピクチャが符号化ツリーユニット（ＣＴＵ）の複数の行を含み、各ＣＴＵが１つ以上の符号化ユニット（ＣＵ）を含む。ビデオ復号器３０は、シンタックス要素及び画素値などのビデオビットストリームから別々の情報部分を抽出して、一行ずつピクチャを再構成する。

[0084]この例では、ビデオ復号器３０は、図５Ｃに表された現在のピクチャ５３５、より具体的には現在のピクチャ５３５における現在のＣＵ５３５－１を復号する（６３０）と想定されている。前述のように、現在のピクチャ５３５は複数の参照ピクチャ（たとえばリスト０及び／又はリスト１）を有する。時間動きベクトルを予測するために、参照ピクチャのうちの１つは、図５Ｃに表されるような現在のピクチャ５３５のいわゆる「コロケーテッドピクチャ」５４０である。したがって、ビデオ復号器３０は、最初に、ビデオビットストリームにおいて所定の順番で示されたシンタックス要素に従って、参照ピクチャのうちの１つを現在のピクチャのコロケーテッドピクチャとして決定する（６３０－１）。たとえば、時間動きベクトル候補の導出では、コロケーテッドピクチャがたとえばリスト０又はリスト１から選択されたものであるかどうか指示するために、最初に、スライスヘッダにおける明示的フラグ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿ｌ０＿ｆｌａｇ）がビデオ復号器３０に送られる。コロケーテッド参照インデックス（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｒｅｆ＿ｉｄｘ）がビデオ復号器３０にさらに送られて、そのリストの中のどの参照ピクチャが時間動きベクトル候補を導出するためのコロケーテッドピクチャとして選択されているかを指示する。

[0085]どちらの場合にも、現在のピクチャの参照ピクチャがコロケーテッドピクチャとして特定された後に、ビデオ復号器３０は、現在のＣＵ５３５－１の空間的に近隣のブロックの動き情報から、一定の順序に従って、コロケーテッドピクチャと現在のピクチャとの間の動きシフト量（「時間ベクトル」としても知られている）（たとえば図５Ｃに表された時間ベクトル５３７を参照されたい）を決定する（６３０－３）。前述のように、各ＣＴＵ（１つ以上のＣＵを含む）は、Ａ０、Ａ１、Ｂ０、Ｂ１、Ｂ２などのような複数の空間的に近隣のブロックを有する。空間的に近隣のブロックの各々が、現在のＣＵのそれぞれの参照ピクチャの内部の対応ブロックを示す動きベクトルを有し得る。いくつかの実施形態では、ビデオ復号器３０は、コロケーテッドピクチャと同一のものが１つ見つかるまで、対応する１つの空間的に近隣のブロックに関連した各参照ピクチャを検査する。検査する順序は適応性がある。いくつかの実施形態では、検査する順序は、低遅延条件（ＬＤＣ）及びシンタックス要素「ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ＿ｆｒｏｍ＿１０＿ｆｌａｇ」に従って、リスト０及びリスト１のうち１つから始まる。ＬＤＣは、すべての参照ピクチャが現在のピクチャよりも小さいピクチャ順番カウント（ＰＯＣ：Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｏｒｄｅｒ Ｃｏｕｎｔ）を有するかどうかを示すブール変数である。たとえば、リスト０は時間において現在のピクチャに先行する少なくとも１つの参照ピクチャを含み得、任意選択で、時間において現在のピクチャに後続する１つ以上の参照ピクチャを含み得る。リスト１は、時間において現在のピクチャに後続する少なくとも１つの参照ピクチャ、又は時間において現在のピクチャに先行する参照ピクチャのみを含み得る。ビデオ復号器３０は、現在のＣＵの特定の空間的に近隣のブロックに関連した参照ピクチャを特定した後に、空間的に近隣のブロックの動き情報を決定して、これをコロケーテッドピクチャと現在のピクチャとの間の動きシフト量として使用する。動きシフト量を使用すると、コロケーテッドピクチャの内部のブロックが現在のＣＵに対応するものとして特定され得る。ビデオ復号器３０は、図５Ｃに表されるように現在のＣＵ５３５－１と対応するブロック５４０－１との間のマッピング関係を確立した後に、現在のＣＵ５３５－１の各サブブロックに関して時間動きベクトル予測を構成し始めることができる。

[0086]なお、ビデオ符号化器２０は、ビデオ復号器３０によって受け取られたビデオビットストリームの生成中に、現在のＣＵ５３５－１を複数のサブＣＵへと分割したと想定されている。したがって、ビデオ復号器３０は、現在のＣＵ５３５－１を複数のサブＣＵへと分割する（６３０－５）ために、ビデオビットストリームからのシンタックス要素の同一のセットを使用することができる。図５Ｃに表されるように、現在のピクチャ５３５における各サブＣＵ５３５－３は、コロケーテッドピクチャ５４０における同一の相対位置に、対応するサブブロックを有する。ビデオ復号器３０は、各サブＣＵについて、ビデオ符号化器２０がＳｂＴＭＶＰプロセスに従ってサブＣＵをビデオビットストリームへと符号化するときのものと同一の時間動きベクトル予測を再構成する責任がある。

[0087]いくつかの実施形態では、ビデオ復号器３０は、コロケーテッドピクチャと現在のピクチャとの間の動きシフト量と、現在のピクチャのそれぞれのサブブロックに対応するコロケーテッドピクチャ内のブロックの動き情報との２つの情報に基づいて、現在のＣＵの各サブＣＵについて時間動きベクトル予測子を取得する（６３０－７）。たとえば、ビデオ復号器３０は、現在のピクチャ５３５における各サブＣＵについて、コロケーテッドピクチャと現在のピクチャとの間の動きシフト量に従って、現在のピクチャにおけるサブＣＵのサブブロックと同一の相対位置にあるコロケーテッドピクチャにおけるブロックを特定する。次に、ビデオ復号器３０は、コロケーテッドピクチャにおける特定されたブロックの動き情報を決定し、特定されたブロックの決定された動き情報から動きベクトルならびに参照インデックスを選択して、現在のピクチャとその参照ピクチャとの間のＰＯＣ差と、コロケーテッドピクチャと対応ブロックの参照ピクチャとの間のＰＯＣ差との比に従って、サブＣＵの時間動きベクトル予測子を導出する。

[0088]他方では、コロケーテッドピクチャ５４０における対応ブロック５４０－１は、異なるＣＵ、ＣＴＵさらには異なるスライス又はタイルなどに属し得る。対応ブロック５４０－１におけるサブブロックのうちいくつかが動きベクトルを全く有し得ないように、対応ブロック５４０－１における異なるサブブロックが異なる予測モードを有し得ることが可能である。いくつかの実施形態では、ビデオ復号器３０は、対応ブロック５４０－１の内部の特定のサブブロックを検査して、特定のサブブロックが動き情報を有するかどうかを判定することによってこの状況に対処する。特定のサブブロックが動き情報を有する場合、サブＣＵのコロケーテッドピクチャ内の対応ブロックに動き情報がないときには、ビデオ復号器３０は、現在のＣＵの別のサブＣＵに関するデフォルトの時間動きベクトル予測子として特定のサブブロックのものを使用してよい。たとえば、ビデオ復号器３０は、現在のＣＵにおけるいずれかのサブＣＵを処理する前に、最初に対応ブロック５４０－１の中心又は中心近傍のブロック（又はサンプル）（たとえば対応ブロック５４０－１の中心の真下の右にあるもの）の対応ブロックを調べて、このブロックが動き情報を有するかどうかを検査してよい。このブロックが動き情報を有しない場合、ビデオ復号器３０は、次いで、ＳｂＴＭＶＰプロセスが現在のＣＵに適応しないと想定して、現在のピクチャにおける別のマージ候補の処理にとりかかる。しかし、このブロックが動き情報を有する場合、ビデオ復号器３０は、ＳｂＴＭＶＰプロセスが現在のＣＵに適応すると想定して、現在のＣＵの、コロケーテッドピクチャの同一の相対位置における対応ブロックが、サブＣＵの時間動きベクトル予測子を構成するための動き情報を有しないときには、この動き情報を、現在のＣＵの任意のサブＣＵに関するデフォルトの時間動きベクトル予測子として使用する。ビデオ復号器３０は、ＳｂＴＭＶＰプロセスが現在のＣＵに適応すると想定し、それに応じて、現在のＣＵの複数のサブＣＵ向けに取得された時間動きベクトル予測子を使用して現在のＣＵを復号する（６３０－９）。

[0089]前述のように、イントラブロックコピー（ＩＢＣ）は、スクリーンコンテンツ材料の符号化効率を大幅に改善することができる。ＩＢＣモードがブロックレベル符号化モードとして実施されるので、各ＣＵについて最善のブロックベクトルを見いだすために、ビデオ符号化器２０においてブロックマッチング（ＢＭ）が実行される。ここで、現在のブロックから、現在のピクチャの内部で既に再構成されている参照ブロックまでの変位を示すためのブロックベクトルが使用される。ＩＢＣ符号化されたＣＵは、イントラ予測モード又はインター予測モード以外の第３の予測モードとして扱われる。

[0090]ＣＵレベルでは、ＩＢＣモードは、以下のようにＩＢＣ・ＡＭＶＰモード又はＩＢＣスキップ／マージモードとして信号伝達され得る。
－ ＩＢＣ・ＡＭＶＰモード：ＣＵの実際のブロックベクトルとＣＵのブロックベクトル候補から選択されたＣＵのブロックベクトル予測子との間のブロックベクトル差分（ＢＶＤ：ｂｌｏｃｋ ｖｅｃｔｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）が、前述のＡＭＶＰモード下で動きベクトル差分が符号化されるのと同じやり方で符号化される。ブロックベクトル予測法は、予測子として、左の近隣のブロックベクトル候補及び上の近隣のブロックベクトル候補の２つを使用する（ＩＢＣ符号化されている場合）。どちらの近隣のブロックベクトル候補も有効でないときには、ブロックベクトル予測子としてデフォルトのブロックベクトルが使用されることになる。ブロックベクトル予測子のインデックスを示すためのバイナリーフラグが信号伝達される。
－ ＩＢＣスキップ／マージモード：現在のブロックに関するブロックベクトルを予測するために、近隣のＩＢＣ符号化ブロックからのマージ候補リストにおけるブロックベクトル候補のうちのどれが使用されるかを示すためのマージ候補インデックスが使用される。

[0091]ビデオコーダは、現在の波面（ｗａｖｅｆｒｏｎｔ）のコンテキスト適応型２値算術符号化（ＣＡＢＡＣ）を実行するために、上の波面の最初の２つのブロックのデータ、ならびに現在の波面の最初の符号ブロックを含むスライスのスライスヘッダの１つ以上の要素に基づいて、現在の波面に関するコンテキストを初期化してよい。ビデオコーダは、後続のＣＴＵ行の上のＣＴＵ行の２つのＣＴＵを符号化した後に、コンテキスト状態を使用して、後続の波面（又はＣＴＵ行）のＣＡＢＡＣ初期化を実行してよい。言い換えれば、ビデオコーダは、現在の波面はピクチャのＣＴＵの一番上の行ではないと想定して、現在の波面の符号化を開始する前に、現在の波面の上の波面の少なくとも２つのブロックを符号化し得る。次いで、ビデオコーダは、現在の波面の上の波面の少なくとも２つのブロックを符号化した後に、現在の波面に関するＣＡＢＡＣコンテキストを初期化してよい。

[0092]１つ又は複数の例では、記述された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの任意の組合せで実現され得る。この機能は、ソフトウェアで実現される場合には、１つ以上の命令又はコードとしてコンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されるか又は伝送されてよく、ハードウェアベースの処理ユニットによって実行され得る。コンピュータ可読媒体は、データ記録媒体などの有形の媒体に対応するコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又は、たとえば通信プロトコルによる、ある位置から別の位置へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信メディアを含み得る。このように、コンピュータ読み取り可能な媒体は、一般に（１）非一時的な有形のコンピュータ読み取り可能な記録媒体、又は（２）信号もしくは搬送波などの通信媒体に相当し得るものである。データ記録媒体は、１つ以上のコンピュータ又は１つ以上のプロセッサによって、本出願に記述された実施形態を実現するための命令、コード及び／又はデータ構造を取り出すためにアクセスされ得る、任意の利用可能な媒体でよい。コンピュータプログラム製品はコンピュータ可読媒体を含み得る。

[0093]本明細書の実施形態の記述において使用される専門用語は、特定の実施形態のみを記述するためのものであり、特許請求の範囲を制限するようには意図されていない。実施形態及び添付の特許請求の範囲の記述で用いられるように、単数形「１つの（ａ）」、「１つの（ａｎ）」、及び「その（ｔｈｅ）」は、文脈がはっきりと別様に示さなければ、複数形も含むように意図されている。本明細書で使用されるような「及び／又は」という用語は、関連する列挙された項目のうちの１つ又は複数の、ありとあらゆる可能な組合せを指し、かつ包含することも理解されよう。「備える」及び／又は「備えている」という用語は、本明細書で使用されたとき、明示された特徴、要素、及び／又は構成要素の存在を指定するが、１つ以上の他の特徴、要素、構成要素、及び／又はこれらのグループの存在もしくは追加を排除するものではないがさらに理解されよう。

[0094]様々な要素を説明するために、本明細書では第１、第２などの用語が用いられることがあるが、これらの要素は、これらの用語によって限定されるべきでないことも理解されよう。これらの用語は、単に１つの要素を別のものと区別するのに用いられる。たとえば、実施形態の範囲から逸脱することなく、第１の電極が第２の電極と称され得て、同様に、第２の電極が第１の電極と称され得る。第１の電極と第２の電極は、どちらも電極であるが同一の電極ではない。

[0095]本出願の記述は解説及び説明のために提示されており、網羅的であること又は開示された形態の発明に限定されることは意図されていない。多くの修正形態、変形形態、及び代替の実施形態が、先の記述及び関連する図面において提示された教示内容の利益を有する当業者には明らかなはずである。実施形態は、本発明の原理や実際の用途について最も良く説明するため、他の当業者が様々な実施形態に関して本発明を理解することを可能にするため、また、基本原理と、企図された特定の使用法に適するものとしての様々な修正形態を伴う様々な実施形態とを最も良く利用するために、選択して記述されたものである。したがって、特許請求の範囲は、開示された実施形態の特定の実施例及びその修正形態に限定されず、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれるように他の実施形態が意図されていることを理解されたい。

Claims (14)

1. サブブロックベースの時間動きベクトル予測の方法であって、
   各々が複数の符号化ユニット（ＣＵ）を含む複数の符号化ピクチャに関連したデータを含むビデオビットストリームを取得するステップ
   を備えるとともに、
   前記ビデオビットストリームにおける複数の参照ピクチャを有する現在のピクチャを復号する間に、
   前記ビデオビットストリームで信号伝達されたシンタックス要素に従って、前記現在のピクチャのコロケーテッドピクチャとして前記参照ピクチャのうちの１つを選択するステップと、
   前記コロケーテッドピクチャと前記現在のピクチャとの間の時間ベクトルを決定するステップと、
   前記現在のピクチャにおける現在のＣＵを、各々が前記現在のピクチャのそれぞれのサブブロックに対応する複数のサブＣＵに分割するステップと、
   （ｉ）前記コロケーテッドピクチャと前記現在のピクチャとの間の当該時間ベクトル、及び、（ｉｉ）前記現在のピクチャの当該それぞれのサブブロックに対応する当該コロケーテッドピクチャ内のブロックの動き情報から、前記現在のＣＵの各サブＣＵに関する時間動きベクトル予測子を取得するステップと、
   前記現在のＣＵの前記複数のサブＣＵの前記時間動きベクトル予測子に従って前記現在のＣＵを復号するステップと
   を備え、
   前記時間ベクトルを決定する上記ステップは、
   前記現在のピクチャにおける現在のＣＵの１つの空間的に近隣のブロックに関連した複数の参照ピクチャのうち前記コロケーテッドピクチャと同一の参照ピクチャが１つ見つかるまで、一定の順序に従って、前記１つの空間的に近隣のブロックに関連した参照ピクチャを検査するステップと、
   当該検査された参照ピクチャを指定する前記１つの空間的に近隣のブロックの動きベクトルを前記時間ベクトルとして選択するステップと
   を含む、方法。
2. 請求項１に記載の方法であって、前記複数の参照ピクチャは、複数の参照ピクチャからなる第１のリストと、前記第１のリストとは異なる、複数の参照ピクチャからなる第２のリストとを含み、前記第１のリストは、時間において前記現在のピクチャに先行する少なくとも１つの参照ピクチャを含み、前記第２のリストは、時間において前記現在のピクチャに後続する少なくとも１つの参照ピクチャを含む、方法。
3. 請求項１に記載の方法であって、前記複数の参照ピクチャは、複数の参照ピクチャからなる第１のリストと、複数の参照ピクチャからなる第２のリストとを含み、前記一定の順序は、前記複数の参照ピクチャの所定の順序であり、前記所定の順序は、複数の参照ピクチャからなる前記第２のリストを処理する前に、複数の参照ピクチャからなる前記第１のリストを処理するためのものである、方法。
4. 請求項１に記載の方法であって、前記複数の参照ピクチャは、複数の参照ピクチャからなる第１のリストと、複数の参照ピクチャからなる第２のリストとを含み、前記一定の順序は、前記複数の参照ピクチャの所定の順序であり、前記所定の順序は、複数の参照ピクチャからなる前記第１のリストを処理する前に、複数の参照ピクチャからなる前記第２のリストを処理するためのものである、方法。
5. 請求項１に記載の方法であって、
   前記現在のＣＵの各サブＣＵに関する時間動きベクトル予測子を取得する上記ステップは、
   前記コロケーテッドピクチャと前記現在のピクチャとの間の前記時間ベクトルに従って、前記現在のピクチャにおける前記サブＣＵの前記サブブロックと同一の相対位置にある前記コロケーテッドピクチャにおけるブロックを特定するステップと、
   前記コロケーテッドピクチャにおける当該特定されたブロックの動き情報を決定するステップと、
   前記サブＣＵの前記時間動きベクトル予測子として、当該特定されたブロックの当該決定された動き情報から動きベクトルを導出するステップと
   をさらに備える方法。
6. 請求項１に記載の方法であって、
   前記現在のＣＵの各サブＣＵに関する時間動きベクトル予測子を取得する上記ステップは、
   前記現在のピクチャにおける前記現在のＣＵの中心又は中心近傍のサブＣＵのサブブロックに対応する、前記コロケーテッドピクチャにおけるブロックを特定するステップと、
   前記コロケーテッドピクチャにおける当該特定されたブロックの動き情報を決定するステップと、
   前記コロケーテッドピクチャにおいて前記現在のＣＵのいずれかのサブＣＵの対応ブロックが動き情報を有しないとき、当該いずれかのサブＣＵのデフォルトの時間動きベクトル予測子として、当該特定されたブロックの当該決定された動き情報から動きベクトルを導出するステップと
   をさらに備える方法。
7. １つ以上のプロセッサと、
   前記１つ以上のプロセッサに接続されたメモリと、
   前記メモリに記憶された複数のプログラムと
   を備える演算装置であって、前記複数のプログラムは、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、
   各々が複数の符号化ユニット（ＣＵ）を含む複数の符号化ピクチャに関連したデータを含むビデオビットストリームを取得するステップと、
   前記ビデオビットストリームにおける複数の参照ピクチャを有する現在のピクチャを復号する間に、
   前記ビデオビットストリームで信号伝達されたシンタックス要素に従って、前記現在のピクチャのコロケーテッドピクチャとして前記参照ピクチャのうちの１つを選択するステップと、
   前記コロケーテッドピクチャと前記現在のピクチャとの間の時間ベクトルを決定するステップと、
   前記現在のピクチャにおける現在のＣＵを、各々が前記現在のピクチャのそれぞれのサブブロックに対応する複数のサブＣＵに分割するステップと、
   （ｉ）前記コロケーテッドピクチャと前記現在のピクチャとの間の当該時間ベクトル、及び、（ｉｉ）前記現在のピクチャの当該それぞれのサブブロックに対応する当該コロケーテッドピクチャ内のブロックの動き情報から、前記現在のＣＵの各サブＣＵに関する時間動きベクトル予測子を取得するステップと、
   前記現在のＣＵの前記複数のサブＣＵの前記時間動きベクトル予測子に従って前記現在のＣＵを復号するステップと
   を含む処理を前記演算装置に実行させ、
   前記時間ベクトルを決定する上記ステップは、
   前記現在のピクチャにおける現在のＣＵの１つの空間的に近隣のブロックに関連した複数の参照ピクチャのうち前記コロケーテッドピクチャと同一の参照ピクチャが１つ見つかるまで、一定の順序に従って、前記１つの空間的に近隣のブロックに関連した参照ピクチャを検査するステップと、
   当該検査された参照ピクチャを指定する前記１つの空間的に近隣のブロックの動きベクトルを前記時間ベクトルとして選択するステップと
   を含む、演算装置。
8. 請求項７に記載の演算装置であって、前記複数の参照ピクチャは、複数の参照ピクチャからなる第１のリストと、前記第１のリストとは異なる、複数の参照ピクチャからなる第２のリストとを含み、前記第１のリストは、時間において前記現在のピクチャに先行する少なくとも１つの参照ピクチャを含み、前記第２のリストは、時間において前記現在のピクチャに後続する少なくとも１つの参照ピクチャを含む、演算装置。
9. 請求項７に記載の演算装置であって、前記複数の参照ピクチャは、複数の参照ピクチャからなる第１のリストと、複数の参照ピクチャからなる第２のリストとを含み、前記一定の順序は、前記複数の参照ピクチャの所定の順序であり、前記所定の順序は、複数の参照ピクチャからなる前記第２のリストを処理する前に、複数の参照ピクチャからなる前記第１のリストを処理するためのものである、演算装置。
10. 請求項７に記載の演算装置であって、前記複数の参照ピクチャは、複数の参照ピクチャからなる第１のリストと、複数の参照ピクチャからなる第２のリストとを含み、前記一定の順序は、前記複数の参照ピクチャの所定の順序であり、前記所定の順序は、複数の参照ピクチャからなる前記第１のリストを処理する前に、複数の参照ピクチャからなる前記第２のリストを処理するためのものである、演算装置。
11. 請求項７に記載の演算装置であって、
    前記現在のＣＵの各サブＣＵに関する時間動きベクトル予測子を取得する上記ステップは、
    前記コロケーテッドピクチャと前記現在のピクチャとの間の前記時間ベクトルに従って、前記現在のピクチャにおける前記サブＣＵの前記サブブロックと同一の相対位置にある前記コロケーテッドピクチャにおけるブロックを特定するステップと、
    前記コロケーテッドピクチャにおける当該特定されたブロックの動き情報を決定するステップと、
    前記サブＣＵの前記時間動きベクトル予測子として、当該特定されたブロックの当該決定された動き情報から動きベクトルを導出するステップと
    をさらに含む、演算装置。
12. 請求項７に記載の演算装置であって、
    前記現在のＣＵの各サブＣＵに関する時間動きベクトル予測子を取得する上記ステップは、
    前記現在のピクチャにおける前記現在のＣＵの中心又は中心近傍のサブＣＵのサブブロックに対応する、前記コロケーテッドピクチャにおけるブロックを特定するステップと、
    前記コロケーテッドピクチャにおける当該特定されたブロックの動き情報を決定するステップと、
    前記コロケーテッドピクチャにおいて前記現在のＣＵのいずれかのサブＣＵの対応ブロックが動き情報を有しないとき、当該いずれかのサブＣＵのデフォルトの時間動きベクトル予測子として、当該特定されたブロックの当該決定された動き情報から動きベクトルを導出するステップと
    をさらに含む、演算装置。
13. １つ以上のプロセッサを有する演算装置によって実行するための複数のプログラムを記憶している非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、
    前記複数のプログラムは、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の方法のステップを前記演算装置に実施させる、非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
14. １つ以上のプロセッサを有する演算装置による実行のためのコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記１つ以上のプロセッサによって実行されると、請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の方法のステップを前記演算装置に実施させる、コンピュータプログラム。
    

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