JP7804408B2 - Transmitting device, receiving device, transmitting method, and receiving method - Google Patents
Transmitting device, receiving device, transmitting method, and receiving methodInfo
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Description
本開示は、ビデオコーディングに関し、特に、動画像の符号化および復号におけるシステム、構成要素、ならびに方法などに関する。 This disclosure relates to video coding, and more particularly to systems, components, and methods for encoding and decoding moving images.
ビデオコーディング技術は、H.261およびMPEG-1から、H.264/AVC(Advanced Video Coding)、MPEG-LA、H.265/HEVC(High Efficiency Video Coding)、およびH.266/VVC(Versatile Video Codec)へ進歩している。この進歩に伴い、様々な用途において増え続けるデジタルビデオデータ量を処理するために、ビデオコーディング技術の改良および最適化を提供することが常に必要とされている。本開示は、ビデオコーディングにおけるさらなる進歩、改良および最適化に関する。 Video coding technology has progressed from H.261 and MPEG-1 to H.264/AVC (Advanced Video Coding), MPEG-LA, H.265/HEVC (High Efficiency Video Coding), and H.266/VVC (Versatile Video Codec). With this progress, there is a constant need to provide improvements and optimizations in video coding technology to handle the ever-increasing amounts of digital video data in various applications. This disclosure relates to further advances, improvements, and optimizations in video coding.
なお、非特許文献1は、上述されたビデオコーディング技術に関する従来の規格の一例に関する。 Note that Non-Patent Document 1 relates to an example of a conventional standard for the above-mentioned video coding technology.
上記のような符号化方式に関して、符号化効率の改善、画質の改善、処理量の削減、回路規模の削減、又は、フィルタ、ブロック、サイズ、動きベクトル、参照ピクチャ又は参照ブロック等の要素又は動作の適切な選択等のため、新たな方式の提案が望まれている。 Regarding the above-mentioned encoding methods, it is desirable to propose new methods to improve encoding efficiency, improve image quality, reduce processing volume, reduce circuit scale, or appropriately select elements or operations such as filters, block sizes, motion vectors, reference pictures or reference blocks.
本開示は、例えば、符号化効率の改善、画質の改善、処理量の削減、回路規模の削減、処理速度の改善、及び、要素又は動作の適切な選択等のうち1つ以上に貢献し得る構成又は方法を提供する。なお、本開示は、上記以外の利益に貢献し得る構成又は方法を含み得る。 The present disclosure provides configurations or methods that can contribute to one or more of the following: improved coding efficiency, improved image quality, reduced processing volume, reduced circuit size, improved processing speed, and appropriate selection of elements or operations. Note that the present disclosure may also include configurations or methods that can contribute to benefits other than those mentioned above.
例えば、本開示の一態様に係る送信装置は、回路と、前記回路に接続されたメモリとを備え、前記回路は、動作において、動画像に含まれるピクチャを垂直方向に複数の矩形スライスに分割し、前記複数の矩形スライスを符号化して符号化データを生成し、前記符号化データを送信し、前記複数の矩形スライスは、所定のライン数の第1のスライスと前記第1のスライスよりもライン数が少ない第2のスライスとを含み、前記ピクチャには、前記第1のスライスと前記第2のスライスとが交互に配置されており、前記第2のスライスのうち最も下に配置されるスライスである最下スライスのライン数と、前記第2のスライスのうち前記最下スライス以外のスライスのライン数との差が、前記第1のスライスのライン数と、前記第2のスライスのうち前記最下スライス以外のスライスのライン数との差よりも小さい。 For example, a transmitting device according to one aspect of the present disclosure includes a circuit and a memory connected to the circuit, and in operation, the circuit vertically divides a picture included in a moving image into a plurality of rectangular slices, encodes the plurality of rectangular slices to generate encoded data, and transmits the encoded data, the plurality of rectangular slices including a first slice having a predetermined number of lines and a second slice having a fewer number of lines than the first slice, the first slices and the second slices being arranged alternately in the picture, and the difference between the number of lines of the bottom slice, which is the slice arranged at the bottom of the second slices, and the number of lines of the second slices other than the bottom slice is smaller than the difference between the number of lines of the first slice and the number of lines of the second slices other than the bottom slice .
本開示における各実施の形態、またはその一部の構成もしくは方法のそれぞれは、例えば、符号化効率の改善、画質の改善、符号化/復号の処理量の削減、回路規模の削減、または、符号化/復号の処理速度の改善などのうちの、少なくともいずれか1つを可能にする。あるいは、本開示における各実施の形態、またはその一部の構成もしくは方法のそれぞれは、符号化および復号において、フィルタ、ブロック、サイズ、動きベクトル、参照ピクチャ、参照ブロックなどの構成要素/動作の適切な選択などを可能にする。なお、本開示は、上記以外の利益を提供し得る構成または方法の開示も含む。例えば、処理量の増加を抑えつつ、符号化効率を改善する構成または方法などである。 Each of the embodiments of the present disclosure, or a partial configuration or method thereof, enables at least one of, for example, improved encoding efficiency, improved image quality, reduced encoding/decoding processing volume, reduced circuit size, or improved encoding/decoding processing speed. Alternatively, each of the embodiments of the present disclosure, or a partial configuration or method thereof, enables appropriate selection of components/operations such as filters, blocks, sizes, motion vectors, reference pictures, and reference blocks during encoding and decoding. Note that the present disclosure also includes disclosure of configurations or methods that may provide benefits other than those described above. For example, a configuration or method that improves encoding efficiency while minimizing increases in processing volume.
本開示の一態様におけるさらなる利点および効果は、明細書および図面から明らかにされる。かかる利点および/または効果は、いくつかの実施の形態並びに明細書および図面に記載された特徴によってそれぞれ得られるが、1つまたはそれ以上の利点および/または効果を得るために必ずしも全てが提供される必要はない。 Further advantages and benefits of certain aspects of the present disclosure will become apparent from the specification and drawings. While such advantages and/or benefits may be achieved by several embodiments and features described in the specification and drawings, not all of them necessarily need to be provided to achieve one or more advantages and/or benefits.
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 These general or specific aspects may be realized as a system, integrated circuit, computer program, or computer-readable recording medium such as a CD-ROM, or as any combination of a system, method, integrated circuit, computer program, and recording medium.
本開示の一態様に係る構成又は方法は、例えば、符号化効率の改善、画質の改善、処理量の削減、回路規模の削減、処理速度の改善、及び、要素又は動作の適切な選択等のうち1つ以上に貢献し得る。なお、本開示の一態様に係る構成又は方法は、上記以外の利益に貢献してもよい。 A configuration or method according to one aspect of the present disclosure may contribute to one or more of the following: improved coding efficiency, improved image quality, reduced processing volume, reduced circuit size, improved processing speed, and appropriate selection of elements or operations. Note that a configuration or method according to one aspect of the present disclosure may also contribute to benefits other than those mentioned above.
[序論(Introduction)]
動画像の符号化及び復号では、動画像を構成する複数のピクチャのそれぞれが様々な領域に分割され、様々な領域毎に符号化及び復号が行われる。例えば、ピクチャは、複数のCTU(Coding Tree Unit)に分割されたり、複数のタイルに分割されたり、複数のスライスに分割されたり、複数のサブピクチャに分割されたりする。領域を複数のサブ領域に分割することは、領域に複数のサブ領域を割り当てることに対応する。
Introduction
In encoding and decoding of a moving image, each of a plurality of pictures constituting the moving image is divided into various regions, and encoding and decoding are performed for each of the various regions. For example, a picture may be divided into a plurality of coding tree units (CTUs), a plurality of tiles, a plurality of slices, or a plurality of sub-pictures. Dividing a region into a plurality of sub-regions corresponds to allocating a plurality of sub-regions to the region.
例えば、CTUは、固定サイズの正方形領域に対応する。タイルは、ピクチャ内の1つ以上の行、ピクチャ内の1つ以上の列、又は、その両方に従って定められる矩形領域である。スライスは、1つのパケットであるNALユニットに対応し、1つ以上のタイルに、又は、1つのタイルにおいて連続する1つ以上のCTUに対応する。サブピクチャは、1つ以上のスライスに対応する矩形領域である。 For example, a CTU corresponds to a square region of a fixed size. A tile is a rectangular region defined according to one or more rows in a picture, one or more columns in a picture, or both. A slice corresponds to a NAL unit, which is one packet, and corresponds to one or more tiles or one or more consecutive CTUs in a tile. A subpicture is a rectangular region corresponding to one or more slices.
しかしながら、動画像を構成する複数のピクチャのそれぞれが様々な領域に分割されることで、符号化及び復号の処理が複雑化する可能性がある。そして、これにより、処理量が増加し、回路規模が増大する可能性がある。 However, dividing each of the multiple pictures that make up a video into various regions can complicate the encoding and decoding processes. This can increase the amount of processing and the circuit size.
そこで、例えば、本開示の一態様に係る符号化装置は、回路と、前記回路に接続されたメモリとを備え、前記回路は、動作において、動画像を構成する複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当て、前記1つ以上の矩形スライスを符号化する。 For example, an encoding device according to one aspect of the present disclosure includes a circuit and a memory connected to the circuit, and the circuit, in operation, directly assigns one or more rectangular slices to each of a plurality of pictures constituting a moving image without assigning one or more subpictures to the picture, and encodes the one or more rectangular slices.
これにより、符号化装置は、ピクチャの内部にサブピクチャが含まれないようにピクチャの分割を制御することができる可能性があり、ピクチャの分割の構造を単純化することができる可能性がある。したがって、符号化装置は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 This may enable the encoding device to control picture division so that sub-pictures are not included within the picture, potentially simplifying the picture division structure. Therefore, the encoding device may be able to prevent pictures from being divided into complex sections, potentially reducing the amount of processing required. This may also make it possible to reduce the circuit scale.
また、例えば、前記回路は、前記複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに前記1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャに略均等な2個以上の領域であるN個の領域を割り当て、前記N個の領域のそれぞれに少なくとも1つの矩形スライスを割り当てる。 Furthermore, for example, when allocating the one or more rectangular slices to each of the plurality of pictures, the circuit allocates N regions, which are two or more substantially equal regions, to the picture, and allocates at least one rectangular slice to each of the N regions.
これにより、符号化装置は、各ピクチャを複数の矩形スライスに従って略均等な複数の領域に分割することができる可能性がある。そして、符号化装置は、複数の領域に対応する複数の処理を略均等な処理時間で行うことができる可能性がある。したがって、符号化装置は、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 This allows the encoding device to potentially divide each picture into multiple, approximately equal regions according to the multiple rectangular slices. The encoding device may then be able to perform multiple processes corresponding to the multiple regions in approximately equal processing time. Therefore, the encoding device may be able to perform multiple processes corresponding to the multiple regions in parallel while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、前記N個の領域は、略均等な4個の領域である。 Also, for example, the N regions are four regions that are approximately equal in size.
これにより、符号化装置は、略均等な複数の領域が多くなり過ぎることを抑制することができる可能性がある。したがって、符号化装置は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性がある。また、符号化装置は、無駄な待ち時間を抑制しながら、4並列又は2並列で複数の領域に対応する複数の処理を行うことができる可能性がある。 This may enable the encoding device to prevent an excessive number of roughly equal regions. Therefore, the encoding device may be able to prevent pictures from being divided into complex sections. Furthermore, the encoding device may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in four or two parallel systems while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、前記回路は、前記複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに前記1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャのサイズが第1閾値サイズよりも大きい場合、当該ピクチャに前記N個の領域を割り当て、前記N個の領域のそれぞれに前記少なくとも1つの矩形スライスを割り当て、当該ピクチャのサイズが前記第1閾値サイズよりも大きくない場合、当該ピクチャに前記N個の領域を割り当てずに、当該ピクチャに前記1つ以上の矩形スライスを割り当てる。 Furthermore, for example, when allocating the one or more rectangular slices to each of the plurality of pictures, if the size of the picture is larger than a first threshold size, the circuit allocates the N regions to the picture and assigns the at least one rectangular slice to each of the N regions; and if the size of the picture is not larger than the first threshold size, the circuit does not allocate the N regions to the picture and assigns the one or more rectangular slices to the picture.
これにより、符号化装置は、小さいピクチャに対し、大きいピクチャに比べて、ピクチャの分割を単純化することができる可能性がある。したがって、符号化装置は、N個の領域に分けて並列処理するまでもない小さいピクチャに対し、大きいピクチャに比べて、処理量を削減することができる可能性がある。 This allows the encoding device to potentially simplify picture division for small pictures compared to large pictures. Therefore, the encoding device may be able to reduce the amount of processing required for small pictures that do not require parallel processing by dividing them into N regions compared to large pictures.
そして、符号化装置は、大きいピクチャを略均等な複数の領域に分割することができる可能性がある。したがって、符号化装置は、大きいピクチャに対し、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 The encoding device may then be able to divide a large picture into multiple, approximately equal regions. Therefore, the encoding device may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in parallel for large pictures while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、前記回路は、前記複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに前記1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャのサイズが8Kサイズである場合、当該ピクチャに前記N個の領域を割り当て、前記N個の領域のそれぞれに前記少なくとも1つの矩形スライスを割り当て、当該ピクチャのサイズが8Kサイズでない場合、当該ピクチャに前記N個の領域を割り当てずに、当該ピクチャに前記1つ以上の矩形スライスを割り当てる。 Furthermore, for example, when allocating the one or more rectangular slices to each of the plurality of pictures, if the size of the picture is 8K, the circuit allocates the N regions to the picture and assigns the at least one rectangular slice to each of the N regions; if the size of the picture is not 8K, the circuit does not allocate the N regions to the picture and assigns the one or more rectangular slices to the picture.
これにより、符号化装置は、N個の領域に分けて並列処理するまでもない、8Kサイズでないピクチャに対し、8Kサイズのピクチャに比べて、ピクチャの分割を単純化することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。また、符号化装置は、8Kサイズのピクチャに対し、ピクチャを略均等な複数の領域に分割することができる可能性があり、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 As a result, for non-8K size pictures, which do not require dividing into N regions for parallel processing, the encoding device may be able to simplify picture division compared to 8K size pictures, potentially reducing the amount of processing. Furthermore, for 8K size pictures, the encoding device may be able to divide the picture into multiple, approximately equal regions, potentially enabling multiple processes corresponding to multiple regions to be performed in parallel while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、前記回路は、前記N個の領域のそれぞれのサイズを、前記N個の領域が割り当てられるピクチャを構成するブロックであるCTU(Coding Tree Unit)のサイズに従って決定する。 Furthermore, for example, the circuit determines the size of each of the N regions according to the size of a coding tree unit (CTU), which is a block that constitutes a picture to which the N regions are assigned.
これにより、符号化装置は、CTUのサイズに従って、各ピクチャをより均等なN個の領域に分割することができる可能性がある。したがって、符号化装置は、より効率的に無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 This may enable the encoding device to divide each picture into N more equal regions according to the CTU size. Therefore, the encoding device may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in parallel, more efficiently, while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、前記回路は、前記CTUのサイズに従って規定される複数のCTUの境界に前記N個の領域の境界が沿うように、前記N個の領域のそれぞれのサイズを決定する。 Also, for example, the circuit determines the size of each of the N regions so that the boundaries of the N regions align with the boundaries of multiple CTUs defined according to the size of the CTU.
これにより、符号化装置は、各領域に対応する処理をCTUの単位で効率的に行うことができる可能性がある。 This may enable the encoding device to efficiently perform processing corresponding to each region in units of CTUs.
また、例えば、前記回路は、前記CTUのサイズが第2閾値サイズよりも小さい場合、前記N個の領域のうち最も下の領域を除く複数の領域が同じサイズを有するように、前記N個の領域のそれぞれのサイズを決定し、前記CTUのサイズが前記第2閾値サイズよりも小さくない場合、前記N個の領域のうち、前記N個の領域が割り当てられる前記ピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる平均値よりも縦方向のサイズが大きい複数の領域と、前記N個の領域のうち、前記平均値よりも縦方向のサイズが小さい複数の領域とが、縦方向に交互に配置されるように、前記N個の領域のそれぞれのサイズを決定する。 Furthermore, for example, when the size of the CTU is smaller than the second threshold size, the circuit determines the size of each of the N regions so that multiple regions among the N regions, excluding the bottommost region, have the same size; and when the size of the CTU is not smaller than the second threshold size, the circuit determines the size of each of the N regions so that multiple regions among the N regions whose vertical size is larger than the average value obtained by dividing the vertical size of the picture to which the N regions are assigned by N and multiple regions among the N regions whose vertical size is smaller than the average value are arranged vertically alternately.
これにより、符号化装置は、CTUサイズが小さい場合において、処理を簡素化することができる可能性がある。また、符号化装置は、CTUサイズが大きい場合において、領域間のサイズの差異が大きくなることを抑制することができる可能性がある。 This may enable the encoding device to simplify processing when the CTU size is small. Furthermore, the encoding device may be able to prevent the size difference between regions from becoming too large when the CTU size is large.
また、例えば、前記N個の領域のうち、前記N個の領域が割り当てられるピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる平均値よりも縦方向のサイズが大きい1つ以上の領域の個数は、前記N個の領域のうち、前記平均値よりも縦方向のサイズが小さい1つ以上の領域の個数に等しい。 Furthermore, for example, the number of one or more areas among the N regions whose vertical size is larger than the average value obtained by dividing the vertical size of the picture to which the N regions are assigned by N is equal to the number of one or more areas among the N regions whose vertical size is smaller than the average value.
これにより、符号化装置は、N個の領域に関して、サイズの偏りを抑制することができる可能性があり、処理量の偏りを抑制することができる可能性がある。 This may enable the encoding device to reduce size bias among the N regions, potentially reducing bias in the amount of processing.
また、例えば、前記N個の領域のうち、前記N個の領域が割り当てられるピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる平均値よりも縦方向のサイズが大きい複数の領域と、前記N個の領域のうち、前記平均値よりも縦方向のサイズが小さい複数の領域とが、縦方向に交互に配置される。 Also, for example, among the N regions, a plurality of regions whose vertical size is larger than the average value obtained by dividing the vertical size of the picture to which the N regions are assigned by N, and a plurality of regions among the N regions whose vertical size is smaller than the average value, are arranged alternately in the vertical direction.
これにより、符号化装置は、N個の領域が順次処理される場合でも、サイズが大きく処理量が大きい複数の領域が連続しないため、処理量の偏りを抑制することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 As a result, even when N regions are processed sequentially, the encoding device may be able to reduce imbalances in the amount of processing because multiple large regions requiring a large amount of processing are not consecutive. This may also make it possible to reduce the circuit scale.
また、例えば、前記回路は、前記複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに、当該ピクチャの領域に等しい領域を有する1つのタイルを割り当てる。 Also, for example, the circuit assigns, for each of the plurality of pictures, one tile to that picture having an area equal to the area of that picture.
これにより、符号化装置は、タイルの割り当てをシンプルに行うことができる可能性がある。また、符号化装置は、ピクチャの内部にタイル境界が含まれないようにピクチャの分割を制御することができる可能性があり、ピクチャの分割の構造を単純化することができる可能性がある。したがって、符号化装置は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 This may enable the encoding device to simplify tile allocation. Furthermore, the encoding device may be able to control picture division so that tile boundaries are not included within the picture, potentially simplifying the picture division structure. Therefore, the encoding device may be able to prevent pictures from being divided into complex sections, potentially reducing the amount of processing. This may in turn enable a reduction in circuit size.
また、例えば、本開示の一態様に係る復号装置は、回路と、前記回路に接続されたメモリとを備え、前記回路は、動作において、動画像を構成する複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当て、前記1つ以上の矩形スライスを復号する。 Also, for example, a decoding device according to one aspect of the present disclosure includes a circuit and a memory connected to the circuit, and the circuit, in operation, directly assigns one or more rectangular slices to each of a plurality of pictures constituting a moving image without assigning one or more subpictures to the picture, and decodes the one or more rectangular slices.
これにより、復号装置は、ピクチャの内部にサブピクチャが含まれないようにピクチャの分割を制御することができる可能性があり、ピクチャの分割の構造を単純化することができる可能性がある。したがって、復号装置は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 This may enable the decoding device to control picture division so that sub-pictures are not included within the picture, potentially simplifying the picture division structure. Therefore, the decoding device may be able to prevent pictures from being divided into complex sections, potentially reducing the amount of processing required. This may also make it possible to reduce the circuit scale.
また、例えば、前記回路は、前記複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに前記1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャに略均等な2個以上の領域であるN個の領域を割り当て、前記N個の領域のそれぞれに少なくとも1つの矩形スライスを割り当てる。 Furthermore, for example, when allocating the one or more rectangular slices to each of the plurality of pictures, the circuit allocates N regions, which are two or more substantially equal regions, to the picture, and allocates at least one rectangular slice to each of the N regions.
これにより、復号装置は、各ピクチャを複数の矩形スライスに従って略均等な複数の領域に分割することができる可能性がある。そして、復号装置は、複数の領域に対応する複数の処理を略均等な処理時間で行うことができる可能性がある。したがって、復号装置は、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 This allows the decoding device to potentially divide each picture into multiple, approximately equal regions according to the multiple rectangular slices. The decoding device may then be able to perform multiple processes corresponding to the multiple regions in approximately equal processing time. Therefore, the decoding device may be able to perform multiple processes corresponding to the multiple regions in parallel while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、前記N個の領域は、略均等な4個の領域である。 Also, for example, the N regions are four regions that are approximately equal in size.
これにより、復号装置は、略均等な複数の領域が多くなり過ぎることを抑制することができる可能性がある。したがって、復号装置は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性がある。また、復号装置は、無駄な待ち時間を抑制しながら、4並列又は2並列で複数の領域に対応する複数の処理を行うことができる可能性がある。 This may enable the decoding device to prevent an excessive number of roughly equal regions. Therefore, the decoding device may be able to prevent pictures from being divided into complex sections. Furthermore, the decoding device may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in four or two parallel systems while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、前記回路は、前記複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに前記1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャのサイズが第1閾値サイズよりも大きい場合、当該ピクチャに前記N個の領域を割り当て、前記N個の領域のそれぞれに前記少なくとも1つの矩形スライスを割り当て、当該ピクチャのサイズが前記第1閾値サイズよりも大きくない場合、当該ピクチャに前記N個の領域を割り当てずに、当該ピクチャに前記1つ以上の矩形スライスを割り当てる。 Furthermore, for example, when allocating the one or more rectangular slices to each of the plurality of pictures, if the size of the picture is larger than a first threshold size, the circuit allocates the N regions to the picture and assigns the at least one rectangular slice to each of the N regions; and if the size of the picture is not larger than the first threshold size, the circuit does not allocate the N regions to the picture and assigns the one or more rectangular slices to the picture.
これにより、復号装置は、小さいピクチャに対し、大きいピクチャに比べて、ピクチャの分割を単純化することができる可能性がある。したがって、復号装置は、N個の領域に分けて並列処理するまでもない小さいピクチャに対し、大きいピクチャに比べて、処理量を削減することができる可能性がある。 This allows the decoding device to potentially simplify picture division for small pictures compared to large pictures. Therefore, the decoding device may be able to reduce the amount of processing required for small pictures that do not require parallel processing by dividing them into N regions compared to large pictures.
そして、復号装置は、大きいピクチャを略均等な複数の領域に分割することができる可能性がある。したがって、復号装置は、大きいピクチャに対し、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 The decoding device may then be able to divide a large picture into multiple, approximately equal regions. Therefore, the decoding device may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in parallel for large pictures while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、前記回路は、前記複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに前記1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャのサイズが8Kサイズである場合、当該ピクチャに前記N個の領域を割り当て、前記N個の領域のそれぞれに前記少なくとも1つの矩形スライスを割り当て、当該ピクチャのサイズが8Kサイズでない場合、当該ピクチャに前記N個の領域を割り当てずに、当該ピクチャに前記1つ以上の矩形スライスを割り当てる。 Furthermore, for example, when allocating the one or more rectangular slices to each of the plurality of pictures, if the size of the picture is 8K, the circuit allocates the N regions to the picture and assigns the at least one rectangular slice to each of the N regions; if the size of the picture is not 8K, the circuit does not allocate the N regions to the picture and assigns the one or more rectangular slices to the picture.
これにより、復号装置は、N個の領域に分けて並列処理するまでもない、8Kサイズでないピクチャに対し、8Kサイズのピクチャに比べて、ピクチャの分割を単純化することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。また、復号装置は、8Kサイズのピクチャに対し、ピクチャを略均等な複数の領域に分割することができる可能性があり、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 As a result, the decoding device may be able to simplify picture division for non-8K size pictures, which do not require dividing into N regions and processing in parallel, compared to 8K size pictures, potentially reducing the amount of processing. Furthermore, the decoding device may be able to divide 8K size pictures into multiple, approximately equal regions, potentially enabling multiple processes corresponding to multiple regions to be performed in parallel while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、前記回路は、前記N個の領域のそれぞれのサイズを、前記N個の領域が割り当てられるピクチャを構成するブロックであるCTU(Coding Tree Unit)のサイズに従って決定する。 Furthermore, for example, the circuit determines the size of each of the N regions according to the size of a coding tree unit (CTU), which is a block that constitutes a picture to which the N regions are assigned.
これにより、復号装置は、CTUのサイズに従って、各ピクチャをより均等なN個の領域に分割することができる可能性がある。したがって、復号装置は、より効率的に無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 This may enable the decoding device to divide each picture into N more equal regions according to the CTU size. Therefore, the decoding device may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in parallel, more efficiently, while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、前記回路は、前記CTUのサイズに従って規定される複数のCTUの境界に前記N個の領域の境界が沿うように、前記N個の領域のそれぞれのサイズを決定する。 Also, for example, the circuit determines the size of each of the N regions so that the boundaries of the N regions align with the boundaries of multiple CTUs defined according to the size of the CTU.
これにより、復号装置は、各領域に対応する処理をCTUの単位で効率的に行うことができる可能性がある。 This may enable the decoding device to efficiently perform processing corresponding to each region in units of CTUs.
また、例えば、前記回路は、前記CTUのサイズが第2閾値サイズよりも小さい場合、前記N個の領域のうち最も下の領域を除く複数の領域が同じサイズを有するように、前記N個の領域のそれぞれのサイズを決定し、前記CTUのサイズが前記第2閾値サイズよりも小さくない場合、前記N個の領域のうち、前記N個の領域が割り当てられる前記ピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる平均値よりも縦方向のサイズが大きい複数の領域と、前記N個の領域のうち、前記平均値よりも縦方向のサイズが小さい複数の領域とが、縦方向に交互に配置されるように、前記N個の領域のそれぞれのサイズを決定する。 Furthermore, for example, when the size of the CTU is smaller than the second threshold size, the circuit determines the size of each of the N regions so that multiple regions among the N regions, excluding the bottommost region, have the same size; and when the size of the CTU is not smaller than the second threshold size, the circuit determines the size of each of the N regions so that multiple regions among the N regions whose vertical size is larger than the average value obtained by dividing the vertical size of the picture to which the N regions are assigned by N and multiple regions among the N regions whose vertical size is smaller than the average value are arranged vertically alternately.
これにより、復号装置は、CTUサイズが小さい場合において、処理を簡素化することができる可能性がある。また、復号装置は、CTUサイズが大きい場合において、領域間のサイズの差異が大きくなることを抑制することができる可能性がある。 This may enable the decoding device to simplify processing when the CTU size is small. Furthermore, the decoding device may be able to prevent the size difference between regions from becoming too large when the CTU size is large.
また、例えば、前記N個の領域のうち、前記N個の領域が割り当てられるピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる平均値よりも縦方向のサイズが大きい1つ以上の領域の個数は、前記N個の領域のうち、前記平均値よりも縦方向のサイズが小さい1つ以上の領域の個数に等しい。 Furthermore, for example, the number of one or more areas among the N regions whose vertical size is larger than the average value obtained by dividing the vertical size of the picture to which the N regions are assigned by N is equal to the number of one or more areas among the N regions whose vertical size is smaller than the average value.
これにより、復号装置は、N個の領域に関して、サイズの偏りを抑制することができる可能性があり、処理量の偏りを抑制することができる可能性がある。 This may enable the decoding device to reduce size bias among the N regions, potentially reducing bias in the amount of processing required.
また、例えば、前記N個の領域のうち、前記N個の領域が割り当てられるピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる平均値よりも縦方向のサイズが大きい複数の領域と、前記N個の領域のうち、前記平均値よりも縦方向のサイズが小さい複数の領域とが、縦方向に交互に配置される。 Also, for example, among the N regions, a plurality of regions whose vertical size is larger than the average value obtained by dividing the vertical size of the picture to which the N regions are assigned by N, and a plurality of regions among the N regions whose vertical size is smaller than the average value, are arranged alternately in the vertical direction.
これにより、復号装置は、N個の領域が順次処理される場合でも、サイズが大きく処理量が大きい複数の領域が連続しないため、処理量の偏りを抑制することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 As a result, even when N regions are processed sequentially, the decoding device may be able to reduce imbalances in the amount of processing because multiple large regions requiring a large amount of processing are not consecutive. This may also make it possible to reduce the circuit scale.
また、例えば、前記回路は、前記複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに、当該ピクチャの領域に等しい領域を有する1つのタイルを割り当てる。 Also, for example, the circuit assigns, for each of the plurality of pictures, one tile to that picture having an area equal to the area of that picture.
これにより、復号装置は、タイルの割り当てをシンプルに行うことができる可能性がある。また、復号装置は、ピクチャの内部にタイル境界が含まれないようにピクチャの分割を制御することができる可能性があり、ピクチャの分割の構造を単純化することができる可能性がある。したがって、復号装置は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 This may enable the decoding device to simplify tile allocation. Furthermore, the decoding device may be able to control picture division so that tile boundaries are not included within the picture, potentially simplifying the picture division structure. Therefore, the decoding device may be able to prevent pictures from being divided into complex sections, potentially reducing the amount of processing. This may in turn enable a reduction in circuit size.
また、例えば、本開示の一態様に係る符号化方法は、動画像を構成する複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当て、前記1つ以上の矩形スライスを符号化する。 Furthermore, for example, an encoding method according to one aspect of the present disclosure directly assigns one or more rectangular slices to each of a plurality of pictures constituting a moving image, without assigning one or more subpictures to the picture, and encodes the one or more rectangular slices.
これにより、ピクチャの内部にサブピクチャが含まれないようにピクチャの分割を制御することが可能になる場合があり、ピクチャの分割の構造を単純化することが可能になる場合がある。したがって、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することが可能になる場合があり、処理量を削減することが可能になる場合がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 This may make it possible to control picture division so that sub-pictures are not included within a picture, and may simplify the picture division structure. Therefore, it may be possible to prevent pictures from being divided into complex parts, and may reduce the amount of processing. This may also make it possible to reduce the circuit scale.
また、例えば、本開示の一態様に係る復号方法は、動画像を構成する複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当て、前記1つ以上の矩形スライスを復号する。 Furthermore, for example, a decoding method according to one aspect of the present disclosure directly assigns one or more rectangular slices to each of a plurality of pictures constituting a moving image, without assigning one or more subpictures to the picture, and decodes the one or more rectangular slices.
これにより、ピクチャの内部にサブピクチャが含まれないようにピクチャの分割を制御することが可能になる場合があり、ピクチャの分割の構造を単純化することが可能になる場合がある。したがって、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することが可能になる場合があり、処理量を削減することが可能になる場合がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 This may make it possible to control picture division so that sub-pictures are not included within a picture, and may simplify the picture division structure. Therefore, it may be possible to prevent pictures from being divided into complex parts, and may reduce the amount of processing. This may also make it possible to reduce the circuit scale.
また、例えば、本開示の一態様に係る符号化装置は、入力部と、分割部と、イントラ予測部と、インター予測部と、ループフィルタ部と、変換部と、量子化部と、エントロピー符号化部と、出力部とを備える。 Also, for example, an encoding device according to one aspect of the present disclosure includes an input unit, a division unit, an intra prediction unit, an inter prediction unit, a loop filter unit, a transform unit, a quantization unit, an entropy encoding unit, and an output unit.
前記入力部には、カレントピクチャが入力される。前記分割部は、前記カレントピクチャを複数のブロックに分割する。 The input unit receives the current picture. The division unit divides the current picture into multiple blocks.
前記イントラ予測部は、前記カレントピクチャに含まれる参照画像を用いて、前記カレントピクチャに含まれるカレントブロックの予測信号を生成する。前記インター予測部は、前記カレントピクチャとは異なる参照ピクチャに含まれる参照画像を用いて、前記カレントピクチャに含まれるカレントブロックの予測信号を生成する。前記ループフィルタ部は、前記カレントピクチャに含まれるカレントブロックの再構成ブロックにフィルタを適用する。 The intra prediction unit generates a prediction signal for the current block included in the current picture using a reference image included in the current picture. The inter prediction unit generates a prediction signal for the current block included in the current picture using a reference image included in a reference picture other than the current picture. The loop filter unit applies a filter to a reconstructed block for the current block included in the current picture.
前記変換部は、前記カレントピクチャに含まれるカレントブロックの原信号と、前記イントラ予測部又は前記インター予測部によって生成された予測信号との予測誤差を変換して、変換係数を生成する。前記量子化部は、前記変換係数を量子化して、量子化係数を生成する。前記エントロピー符号化部は、前記量子化係数に対して可変長符号化を適用して、符号化ビットストリームを生成する。そして、前記出力部から、可変長符号化が適用された前記量子化係数と、制御情報とを含む前記符号化ビットストリームが出力される。 The transform unit transforms a prediction error between an original signal of a current block included in the current picture and a prediction signal generated by the intra prediction unit or the inter prediction unit to generate transform coefficients. The quantization unit quantizes the transform coefficients to generate quantized coefficients. The entropy coding unit applies variable-length coding to the quantized coefficients to generate an encoded bitstream. The output unit then outputs the encoded bitstream, which includes the quantized coefficients to which variable-length coding has been applied and control information.
また、例えば、前記エントロピー符号化部は、動作において、動画像を構成する複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当て、前記1つ以上の矩形スライスを符号化する。 Furthermore, for example, in operation, the entropy coding unit directly assigns one or more rectangular slices to each of a plurality of pictures constituting a moving image, without assigning one or more subpictures to the picture, and encodes the one or more rectangular slices.
また、例えば、本開示の一態様に係る復号装置は、入力部と、エントロピー復号部と、逆量子化部と、逆変換部と、イントラ予測部と、インター予測部と、ループフィルタ部と、出力部とを備える。 Also, for example, a decoding device according to one aspect of the present disclosure includes an input unit, an entropy decoding unit, an inverse quantization unit, an inverse transform unit, an intra prediction unit, an inter prediction unit, a loop filter unit, and an output unit.
前記入力部には、符号化ビットストリームが入力される。前記エントロピー復号部は、前記符号化ビットストリームに対して可変長復号を適用して、量子化係数を導出する。前記逆量子化部は、前記量子化係数を逆量子化して、変換係数を導出する。前記逆変換部は、前記変換係数を逆変換して、予測誤差を導出する。 An encoded bitstream is input to the input unit. The entropy decoding unit applies variable length decoding to the encoded bitstream to derive quantized coefficients. The inverse quantization unit inversely quantizes the quantized coefficients to derive transform coefficients. The inverse transform unit inversely transforms the transform coefficients to derive prediction errors.
前記イントラ予測部は、カレントピクチャに含まれる参照画像を用いて、前記カレントピクチャに含まれるカレントブロックの予測信号を生成する。前記インター予測部は、前記カレントピクチャとは異なる参照ピクチャに含まれる参照画像を用いて、前記カレントピクチャに含まれるカレントブロックの予測信号を生成する。 The intra prediction unit generates a prediction signal for the current block included in the current picture using a reference image included in the current picture. The inter prediction unit generates a prediction signal for the current block included in the current picture using a reference image included in a reference picture other than the current picture.
前記ループフィルタ部は、前記カレントピクチャに含まれるカレントブロックの再構成ブロックにフィルタを適用する。そして、前記出力部から、前記カレントピクチャが出力される。 The loop filter unit applies a filter to the reconstructed block of the current block included in the current picture. The current picture is then output from the output unit.
また、例えば、前記エントロピー復号部は、動作において、動画像を構成する複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当て、前記1つ以上の矩形スライスを復号する。 Furthermore, for example, in operation, the entropy decoding unit directly assigns one or more rectangular slices to each of a plurality of pictures constituting a moving image, without assigning one or more subpictures to the picture, and decodes the one or more rectangular slices.
さらに、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、又は、コンピュータ読み取り可能なCD-ROMなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラム、及び、記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 Furthermore, these comprehensive or specific aspects may be realized as a system, device, method, integrated circuit, computer program, or non-transitory recording medium such as a computer-readable CD-ROM, or as any combination of a system, device, method, integrated circuit, computer program, and recording medium.
[用語の定義]
各用語は一例として以下のような定義であってもよい。
[Definition of terms]
As an example, each term may be defined as follows:
(1)画像
画素の集合によって構成されたデータの単位であり、ピクチャやピクチャより小さいブロックからなり、動画の他、静止画も含む。
(1) Image: A unit of data made up of a set of pixels, consisting of pictures or blocks smaller than pictures, and includes both moving images and still images.
(2)ピクチャ
画素の集合によって構成される画像の処理単位であり、フレームやフィールドと呼ばれる場合もある。
(2) Picture: A processing unit of an image composed of a set of pixels, and is sometimes called a frame or field.
(3)ブロック
特定数の画素を含む集合の処理単位であり、以下の例に挙げる通り、名称は問わない。また、形状も問わず、例えば、M×N画素からなる長方形、M×M画素からなる正方形はもちろん、三角形、円形、その他の形状も含む。
(3) Block: A processing unit for a set containing a specific number of pixels, and can be named anything, as shown in the following examples. It can also be shaped anything, including, for example, a rectangle made up of M×N pixels, a square made up of M×M pixels, a triangle, a circle, or any other shape.
(ブロックの例)
・スライス/タイル/ブリック
・CTU/スーパーブロック/基本分割単位
・VPDU/ハードウェアの処理分割単位
・CU/処理ブロック単位/予測ブロック単位(PU)/直交変換ブロック単位(TU)/ユニット
・サブブロック
(Example of a block)
Slice/tile/brick CTU/superblock/basic division unit VPDU/hardware processing division unit CU/processing block unit/prediction block unit (PU)/orthogonal transform block unit (TU)/unit Sub-block
(4)画素/サンプル
画像を構成する最小単位の点であって、整数位置の画素のみならず整数位置の画素に基づいて生成された小数位置の画素も含む。
(4) Pixel/Sample A pixel/sample is a minimum unit point that constitutes an image, and includes not only pixels at integer positions but also pixels at decimal positions generated based on pixels at integer positions.
(5)画素値/サンプル値
画素が有する固有の値であって、輝度値、色差値、RGBの階調はもちろん、depth値、又は0、1の2値も含む。
(5) Pixel Value/Sample Value: A value inherent to a pixel, including not only brightness value, color difference value, and RGB gradation, but also depth value or binary values of 0 and 1.
(6)フラグ
1ビットの他、複数ビットの場合も含み、例えば、2ビット以上のパラメータやインデックスであってもよい。また、二進数を用いた2値のみならず、その他の進数を用いた多値であってもよい。
(6) Flags: In addition to one bit, flags may be multi-bit, for example, parameters or indexes of two or more bits. In addition, flags may be multi-valued using other bases as well as two values using binary numbers.
(7)信号
情報を伝達するために記号化、符号化したものであって、離散化されたデジタル信号の他、連続値を取るアナログ信号も含む。
(7) Signal: A signal that is symbolized or coded to transmit information, including discrete digital signals as well as analog signals that take continuous values.
(8)ストリーム/ビットストリーム
デジタルデータのデータ列又はデジタルデータの流れをいう。ストリーム/ビットストリームは、1本のストリームの他、複数の階層に分けられ複数のストリームにより構成されてもよい。また、単数の伝送路でシリアル通信により伝送される場合の他、複数の伝送路でパケット通信により伝送される場合も含む。
(8) Stream/Bitstream: A digital data string or flow. A stream/bitstream may consist of a single stream or multiple streams divided into multiple layers. It also includes transmission by serial communication over a single transmission path as well as transmission by packet communication over multiple transmission paths.
(9)差/差分
スカラー量の場合、単純差(x-y)の他、差の演算が含まれていれば足り、差の絶対値(|x-y|)、二乗差(x^2-y^2)、差の平方根(√(x-y))、重み付け差(ax-by:a、bは定数)、オフセット差(x-y+a:aはオフセット)を含む。
(9) Difference/Difference In the case of scalar quantities, in addition to simple difference (x-y), it is sufficient to include difference calculations, including absolute value of difference (|x-y|), squared difference (x^2-y^2), square root of difference (√(x-y)), weighted difference (ax-by: a, b are constants), and offset difference (x-y+a: a is an offset).
(10)和
スカラー量の場合、単純和(x+y)の他、和の演算が含まれていれば足り、和の絶対値(|x+y|)、二乗和(x^2+y^2)、和の平方根(√(x+y))、重み付け和(ax+by:a、bは定数)、オフセット和(x+y+a:aはオフセット)を含む。
(10) Sum In the case of a scalar quantity, in addition to simple sum (x + y), it is sufficient if a sum operation is included, including the absolute value of the sum (|x + y|), sum of squares (x^2 + y^2), square root of the sum (√(x + y)), weighted sum (ax + by: a, b are constants), and offset sum (x + y + a: a is an offset).
(11)基づいて(based on)
基づく対象となる要素以外を加味する場合も含む。また、直接結果を求める場合の他、中間的な結果を経由して結果を求める場合も含む。
(11) Based on
This also includes cases where factors other than the target element are taken into account. In addition to cases where a direct result is sought, it also includes cases where a result is sought via an intermediate result.
(12)用いて(used、using)
用いる対象となる要素以外を加味する場合も含む。また、直接結果を求める場合の他、中間的な結果を経由して結果を求める場合も含む。
(12) used, using
This includes cases where factors other than the target element are taken into account. It also includes cases where results are obtained directly or via intermediate results.
(13)禁止する(prohibit、forbid)
許されないと言い換えることができる。また、禁止していないこと又は許可されることは、必ずしも義務を意味するものではない。
(13) Prohibit (forbid)
This can be rephrased as "not permitted." Also, not prohibiting or being permitted does not necessarily mean obligation.
(14)制限する(limit、restriction/restrict/restricted)
許されないと言い換えることができる。また、禁止していないこと又は許可されることは、必ずしも義務を意味するものではない。さらに、量的又は質的に一部が禁止されていれば足り、全面的に禁止する場合も含まれる。
(14) Limit (limit, restriction/restrict/restricted)
This can be rephrased as "not permitted." Also, not being prohibited or being permitted does not necessarily mean that it is an obligation. Furthermore, it is sufficient if something is partially prohibited in terms of quantity or quality, and it also includes cases where it is completely prohibited.
(15)色差(chroma)
サンプル配列または単一のサンプルが、原色に関連する2つの色差(colour difference)信号の1つを表すことを指定する、記号CbおよびCrで表される形容詞である。chromaという用語の代わりに、chrominanceという用語を使用することもできる。
(15) Color difference (chroma)
It is an adjective, denoted by the symbols Cb and Cr, that specifies that a sample array or a single sample represents one of two color difference signals associated with a primary color. Instead of the term chroma, the term chrominance can also be used.
(16)輝度(luma)
サンプル配列または単一のサンプルが原色に関連するモノクロ信号を表すことを指定する、記号または下付きのYまたはLで表される形容詞である。lumaという用語の代わりに、luminanceという用語を使用することもできる。
(16) Luminance (luma)
It is an adjective, denoted by the symbol or subscript Y or L, that specifies that the sample array or single sample represents a monochrome signal associated with a primary color. Instead of the term luma, the term luminance can also be used.
[記載に関する解説]
図面において、同一の参照番号は同一または類似の構成要素を示す。また、図面における構成要素のサイズおよび相対位置は、必ずしも一定の縮尺で描かれていない。
[Explanation regarding the description]
In the drawings, the same reference numbers indicate the same or similar elements, and the sizes and relative positions of elements in the drawings are not necessarily drawn to scale.
以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの関係及び順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。 Embodiments will be described in detail below with reference to the drawings. Note that the embodiments described below are all comprehensive or specific examples. The numerical values, shapes, materials, components, component placement and connection, steps, and step relationships and order shown in the following embodiments are merely examples and are not intended to limit the scope of the claims.
以下では、符号化装置および復号化装置の実施の形態を説明する。実施の形態は、本開示の各態様で説明する処理および/または構成を適用可能な符号化装置および復号化装置の例である。処理および/または構成は、実施の形態とは異なる符号化装置および復号化装置においても実施可能である。例えば、実施の形態に対して適用される処理および/または構成に関して、例えば以下のいずれかを実施してもよい。 Embodiments of encoding devices and decoding devices are described below. The embodiments are examples of encoding devices and decoding devices to which the processes and/or configurations described in each aspect of the present disclosure can be applied. The processes and/or configurations can also be implemented in encoding devices and decoding devices that are different from the embodiments. For example, the processes and/or configurations applied to the embodiments may be implemented in any of the following ways:
(1)本開示の各態様で説明する実施の形態の符号化装置または復号装置の複数の構成要素のうちいずれかは、本開示の各態様のいずれかで説明する他の構成要素に置き換えまたは組み合わせられてもよい。 (1) Any of the multiple components of the encoding device or decoding device of the embodiments described in each aspect of the present disclosure may be replaced with or combined with other components described in any of the aspects of the present disclosure.
(2)実施の形態の符号化装置または復号装置において、当該符号化装置または復号装置の複数の構成要素のうち一部の構成要素によって行われる機能または処理に、機能または処理の追加、置き換え、削除などの任意の変更がなされてもよい。例えば、いずれかの機能または処理は、本開示の各態様のいずれかで説明する他の機能または処理に、置き換えまたは組み合わせられてもよい。 (2) In the encoding device or decoding device of the embodiments, any changes may be made to the functions or processes performed by some of the multiple components of the encoding device or decoding device, such as adding, replacing, or deleting functions or processes. For example, any function or process may be replaced with or combined with another function or process described in any of the aspects of the present disclosure.
(3)実施の形態の符号化装置または復号装置が実施する方法において、当該方法に含まれる複数の処理のうちの一部の処理について、追加、置き換えおよび削除などの任意の変更がなされてもよい。例えば、方法におけるいずれかの処理は、本開示の各態様のいずれかで説明する他の処理に、置き換えまたは組み合わせられてもよい。 (3) In the method implemented by the encoding device or decoding device of the embodiment, some of the multiple processes included in the method may be arbitrarily modified, such as by addition, replacement, or deletion. For example, any process in the method may be replaced with or combined with another process described in any of the aspects of the present disclosure.
(4)実施の形態の符号化装置または復号装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素は、本開示の各態様のいずれかで説明する構成要素と組み合わせられてもよいし、本開示の各態様のいずれかで説明する機能の一部を備える構成要素と組み合わせられてもよいし、本開示の各態様で説明する構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素と組み合わせられてもよい。 (4) Some of the components constituting the encoding device or decoding device of the embodiments may be combined with components described in any of the aspects of the present disclosure, may be combined with components having some of the functionality described in any of the aspects of the present disclosure, or may be combined with components that perform some of the processing performed by the components described in any of the aspects of the present disclosure.
(5)実施の形態の符号化装置または復号装置の機能の一部を備える構成要素、または、実施の形態の符号化装置または復号装置の処理の一部を実施する構成要素は、本開示の各態様いずれかで説明する構成要素と、本開示の各態様でいずれかで説明する機能の一部を備える構成要素と、または、本開示の各態様のいずれかで説明する処理の一部を実施する構成要素と組み合わせまたは置き換えられてもよい。 (5) Components having some of the functions of the encoding device or decoding device of the embodiments, or components that perform some of the processing of the encoding device or decoding device of the embodiments, may be combined or replaced with components described in any of the aspects of the present disclosure, components having some of the functions described in any of the aspects of the present disclosure, or components that perform some of the processing described in any of the aspects of the present disclosure.
(6)実施の形態の符号化装置または復号装置が実施する方法において、当該方法に含まれる複数の処理のいずれかは、本開示の各態様のいずれかで説明する処理に、または、同様のいずれかの処理に、置き換えまたは組み合わせられてもよい。 (6) In the method implemented by the encoding device or decoding device of the embodiment, any of the multiple processes included in the method may be replaced or combined with the process described in any of the aspects of the present disclosure or any similar process.
(7)実施の形態の符号化装置または復号装置が実施する方法に含まれる複数の処理のうちの一部の処理は、本開示の各態様のいずれかで説明する処理と組み合わせられてもよい。 (7) Some of the processes included in the method implemented by the encoding device or decoding device of the embodiment may be combined with the processes described in any of the aspects of the present disclosure.
(8)本開示の各態様で説明する処理および/または構成の実施の仕方は、実施の形態の符号化装置または復号装置に限定されるものではない。例えば、処理および/または構成は、実施の形態において開示する動画像符号化または動画像復号とは異なる目的で利用される装置において実施されてもよい。 (8) The manner in which the processes and/or configurations described in each aspect of the present disclosure are implemented is not limited to the encoding device or decoding device of the embodiments. For example, the processes and/or configurations may be implemented in a device used for a purpose other than the video encoding or video decoding disclosed in the embodiments.
[システム構成]
図1は、本実施の形態に係る伝送システムの構成の一例を示す概略図である。
[System configuration]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of the configuration of a transmission system according to this embodiment.
伝送システムTrsは、画像を符号化することによって生成されるストリームを伝送し、伝送されたストリームを復号するシステムである。このような伝送システムTrsは、例えば図1に示すように、符号化装置100、ネットワークNw、および復号装置200を含む。 The transmission system Trs is a system that transmits streams generated by encoding images and decodes the transmitted streams. Such a transmission system Trs includes, for example, an encoding device 100, a network Nw, and a decoding device 200, as shown in FIG. 1.
符号化装置100には画像が入力される。符号化装置100は、その入力された画像を符号化することによってストリームを生成し、そのストリームをネットワークNwに出力する。ストリームには、例えば、符号化された画像と、その符号化された画像を復号するための制御情報とが含まれている。この符号化によって画像は圧縮される。 An image is input to the encoding device 100. The encoding device 100 generates a stream by encoding the input image and outputs the stream to the network Nw. The stream contains, for example, the encoded image and control information for decoding the encoded image. The image is compressed by this encoding.
なお、符号化装置100に入力される、符号化される前の元の画像は、原画像、原信号、または原サンプルとも呼ばれる。また、画像は、動画像または静止画像であってもよい。また、画像は、シーケンス、ピクチャおよびブロックなどの上位概念であって、別途規定されない限り、空間的および時間的な領域の制限を受けない。また、画像は、画素または画素値の配列からなり、その画像を表す信号、または画素値は、サンプルとも呼ばれる。また、ストリームは、ビットストリーム、符号化ビットストリーム、圧縮ビットストリーム、または符号化信号と呼ばれてもよい。さらに、符号化装置は、画像符号化装置または動画像符号化装置と呼ばれてもよく、符号化装置100による符号化の方法は、符号化方法、画像符号化方法、または動画像符号化方法と呼ばれてもよい。 The original image input to the encoding device 100 before encoding is also called the original image, original signal, or original sample. The image may be a video or a still image. The image is a broader concept than sequences, pictures, and blocks, and is not limited in spatial or temporal domain unless otherwise specified. An image consists of an array of pixels or pixel values, and the signal representing the image, or the pixel values, is also called a sample. A stream may also be called a bitstream, coded bitstream, compressed bitstream, or coded signal. The encoding device may also be called an image encoding device or video encoding device, and the encoding method used by the encoding device 100 may also be called an encoding method, image coding method, or video coding method.
ネットワークNwは、符号化装置100が生成したストリームを復号装置200に伝送する。ネットワークNwは、インターネット、広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)、小規模ネットワーク(LAN:Local Area Network)、またはこれらの組み合わせであってもよい。ネットワークNwは、必ずしも双方向の通信網に限らず、地上デジタル放送、または衛星放送等の放送波を伝送する一方向の通信網であってもよい。また、ネットワークNwは、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blu-Ray Disc(登録商標))等のストリームを記録した記憶媒体によって代替されてもよい。 The network Nw transmits the stream generated by the encoding device 100 to the decoding device 200. The network Nw may be the Internet, a wide area network (WAN), a local area network (LAN), or a combination of these. The network Nw is not necessarily limited to a two-way communication network, but may also be a one-way communication network that transmits broadcast waves such as terrestrial digital broadcasting or satellite broadcasting. The network Nw may also be replaced by a storage medium on which streams are recorded, such as a DVD (Digital Versatile Disc) or a BD (Blu-Ray Disc (registered trademark)).
復号装置200は、ネットワークNwが伝送したストリームを復号することによって、例えば非圧縮の画像である復号画像を生成する。例えば、復号装置は、符号化装置100による符号化方法に対応する復号方法にしたがってストリームを復号する。 The decoding device 200 generates a decoded image, which is, for example, an uncompressed image, by decoding the stream transmitted over the network Nw. For example, the decoding device decodes the stream according to a decoding method that corresponds to the encoding method used by the encoding device 100.
なお、復号装置は、画像復号装置または動画像復号装置と呼ばれてもよく、復号装置200による復号の方法は、復号方法、画像復号方法、または動画像復号方法と呼ばれてもよい。 Note that the decoding device may also be called an image decoding device or a video decoding device, and the decoding method performed by the decoding device 200 may also be called a decoding method, an image decoding method, or a video decoding method.
[データ構造]
図2は、ストリームにおけるデータの階層構造の一例を示す図である。ストリームは、例えばビデオシーケンスを含む。このビデオシーケンスは、例えば図2の(a)に示すように、VPS(Video Parameter Set)と、SPS(Sequence Parameter Set)と、PPS(Picture Parameter Set)と、SEI(Supplemental Enhancement Information)と、複数のピクチャとを含む。
[Data Structure]
2 is a diagram showing an example of a hierarchical structure of data in a stream. The stream includes, for example, a video sequence. This video sequence includes, for example, a video parameter set (VPS), a sequence parameter set (SPS), a picture parameter set (PPS), supplemental enhancement information (SEI), and multiple pictures, as shown in (a) of FIG. 2.
VPSは、複数のレイヤから構成されている動画像において、複数のレイヤに共通する符号化パラメータと、動画像に含まれる複数のレイヤ、または個々のレイヤに関連する符号化パラメータとを含む。 For video images that are composed of multiple layers, the VPS includes coding parameters that are common to multiple layers, as well as coding parameters related to multiple layers or individual layers included in the video image.
SPSは、シーケンスに対して用いられるパラメータ、すなわち、シーケンスを復号するために復号装置200が参照する符号化パラメータを含む。例えば、その符号化パラメータは、ピクチャの幅または高さを示してもよい。なお、SPSは複数存在してもよい。 The SPS includes parameters used for the sequence, i.e., the encoding parameters that the decoding device 200 references to decode the sequence. For example, the encoding parameters may indicate the width or height of a picture. Note that there may be multiple SPSs.
PPSは、ピクチャに対して用いられるパラメータ、すなわち、シーケンス内の各ピクチャを復号するために復号装置200が参照する符号化パラメータを含む。例えば、その符号化パラメータは、ピクチャの復号に用いられる量子化幅の基準値と、重み付き予測の適用を示すフラグとを含んでもよい。なお、PPSは複数存在してもよい。また、SPSとPPSとは、単にパラメータセットと呼ばれる場合がある。 The PPS includes parameters used for a picture, i.e., encoding parameters referenced by the decoding device 200 to decode each picture in the sequence. For example, the encoding parameters may include a reference value for the quantization width used in decoding the picture and a flag indicating the application of weighted prediction. Note that there may be multiple PPSs. Furthermore, the SPS and PPS may sometimes simply be referred to as parameter sets.
ピクチャは、図2の(b)に示すように、ピクチャヘッダと、1つ以上のスライスを含んでいてもよい。ピクチャヘッダは、その1つ以上のスライスを復号するために復号装置200が参照する符号化パラメータを含む。 A picture may include a picture header and one or more slices, as shown in Figure 2(b). The picture header includes coding parameters that the decoding device 200 references to decode the one or more slices.
スライスは、図2の(c)に示すように、スライスヘッダと、1つ以上のブリックとを含む。スライスヘッダは、その1つ以上のブリックを復号するために復号装置200が参照する符号化パラメータを含む。 As shown in (c) of Figure 2, a slice includes a slice header and one or more bricks. The slice header includes coding parameters that the decoding device 200 references to decode the one or more bricks.
ブリックは、図2の(d)に示すように、1つ以上のCTU(Coding Tree Unit)を含む。 A brick contains one or more CTUs (Coding Tree Units), as shown in Figure 2(d).
なお、ピクチャは、スライスを含まず、そのスライスの代わりに、タイルグループを含んでいてもよい。この場合、タイルグループは、1つ以上のタイルを含む。また、ブリックにスライスが含まれていてもよい。 Note that a picture may not contain slices, but may instead contain tile groups. In this case, a tile group contains one or more tiles. Also, a brick may contain slices.
CTUは、スーパーブロックまたは基本分割単位とも呼ばれる。このようなCTUは、図2の(e)に示すように、CTUヘッダと、1つ以上のCU(Coding Unit)とを含む。CTUヘッダは、1つ以上のCUを復号するために復号装置200が参照する符号化パラメータを含む。 A CTU is also called a superblock or a basic division unit. As shown in (e) of Figure 2, such a CTU includes a CTU header and one or more CUs (Coding Units). The CTU header includes coding parameters that the decoding device 200 references to decode one or more CUs.
CUは、複数の小さいCUに分割されてもよい。また、CUは、図2の(f)に示すように、CUヘッダと、予測情報と、残差係数情報とを含む。予測情報は、そのCUを予測するための情報であって、残差係数情報は、後述の予測残差を示す情報である。なお、CUは、基本的にPU(Prediction Unit)およびTU(Transform Unit)と同一であるが、例えば後述のSBTでは、そのCUよりも小さい複数のTUを含んでいてもよい。また、CUは、そのCUを構成するVPDU(Virtual Pipeline Decoding Unit)ごとに処理されてもよい。VPDUは、例えば、ハードウェアにおいてパイプライン処理を行う際に、1ステージで処理できる固定的な単位である。 A CU may be divided into multiple smaller CUs. As shown in (f) of Figure 2, a CU includes a CU header, prediction information, and residual coefficient information. The prediction information is information for predicting the CU, and the residual coefficient information is information indicating the prediction residual, which will be described later. A CU is essentially the same as a PU (Prediction Unit) and a TU (Transform Unit), but may include multiple TUs smaller than the CU, for example, in an SBT, which will be described later. A CU may also be processed for each VPDU (Virtual Pipeline Decoding Unit) that makes up the CU. A VPDU is a fixed unit that can be processed in one stage, for example, when performing pipeline processing in hardware.
なお、ストリームは、図2に示す各階層のうちの何れか一部の階層を有していなくてもよい。また、これらの階層の順番は、入れ替えられてもよく、何れかの階層は他の階層に置き換えられてもよい。また、符号化装置100または復号装置200などの装置によって現時点で行われる処理の対象とされているピクチャを、カレントピクチャという。その処理が符号化であれば、カレントピクチャは、符号化対象ピクチャと同義であり、その処理が復号であれば、カレントピクチャは、復号対象ピクチャと同義である。また、符号化装置100または復号装置200などの装置によって現時点で行われる処理の対象とされている例えばCUまたはCUなどのブロックを、カレントブロックという。その処理が符号化であれば、カレントブロックは、符号化対象ブロックと同義であり、その処理が復号であれば、カレントブロックは、復号対象ブロックと同義である。 Note that a stream may not have some of the layers shown in FIG. 2. The order of these layers may be changed, or some layers may be replaced with other layers. The picture currently being processed by a device such as encoding device 100 or decoding device 200 is called the current picture. If the processing is encoding, the current picture is synonymous with the picture to be encoded, and if the processing is decoding, the current picture is synonymous with the picture to be decoded. The block currently being processed by a device such as encoding device 100 or decoding device 200, such as a CU or CU, is called the current block. If the processing is encoding, the current block is synonymous with the block to be encoded, and if the processing is decoding, the current block is synonymous with the block to be decoded.
[ピクチャの構成 スライス/タイル]
ピクチャを並列にデコードするために、ピクチャはスライス単位またはタイル単位で構成される場合がある。
[Picture Composition: Slices/Tiles]
In order to decode pictures in parallel, the pictures may be organized into slices or tiles.
スライスは、ピクチャを構成する基本的な符号化の単位である。ピクチャは、例えば1つ以上のスライスから構成される。また、スライスは、1つ以上の連続するCTUからなる。 A slice is the basic coding unit that makes up a picture. A picture, for example, consists of one or more slices. A slice, in turn, consists of one or more consecutive CTUs.
図3は、スライスの構成の一例を示す図である。例えば、ピクチャは、11×8個のCTUを含み、かつ、4つのスライス(スライス1-4)に分割される。スライス1は、例えば16個のCTUからなり、スライス2は、例えば21個のCTUからなり、スライス3は、例えば29個のCTUからなり、スライス4は、例えば22個のCTUからなる。ここで、ピクチャ内の各CTUは、いずれかのスライスに属する。スライスの形状は、ピクチャを水平方向に分割した形になる。スライスの境界は、画面端である必要はなく、画面内のCTUの境界のうちどこであってもよい。スライスの中のCTUの処理順(符号化順または復号順)は、例えばラスタ・スキャン順である。また、スライスは、スライスヘッダと符号化データを含む。スライスヘッダには、スライスの先頭のCTUアドレス、スライス・タイプなどそのスライスの特徴が記述されてもよい。 Figure 3 shows an example of the structure of a slice. For example, a picture contains 11 x 8 CTUs and is divided into four slices (slices 1-4). Slice 1 consists of, for example, 16 CTUs, slice 2 consists of, for example, 21 CTUs, slice 3 consists of, for example, 29 CTUs, and slice 4 consists of, for example, 22 CTUs. Here, each CTU in a picture belongs to one of the slices. The shape of a slice is obtained by dividing the picture horizontally. Slice boundaries do not need to be at the edges of the screen and can be anywhere among the CTU boundaries within the screen. The processing order (encoding order or decoding order) of CTUs within a slice is, for example, raster scan order. Furthermore, a slice includes a slice header and coded data. The slice header may describe the characteristics of the slice, such as the address of the CTU at the start of the slice and the slice type.
タイルは、ピクチャを構成する矩形領域の単位である。各タイルにはTileIdと呼ばれる番号がラスタ・スキャン順に割り振られてもよい。 A tile is a rectangular area that makes up a picture. Each tile may be assigned a number called a TileId in raster scan order.
図4は、タイルの構成の一例を示す図である。例えば、ピクチャは、11×8個のCTUを含み、かつ、4つの矩形領域のタイル(タイル1-4)に分割される。タイルが使用される場合、タイルが使用されない場合と比べてCTUの処理順が変更される。タイルが使用されない場合、ピクチャ内の複数のCTUは例えばラスタ・スキャン順に処理される。タイルが使用される場合には、複数のタイルのそれぞれにおいて、少なくとも1つのCTUが例えばラスタ・スキャン順に処理される。例えば、図4に示すように、タイル1に含まれる複数のCTUの処理順は、タイル1の1列目左端からタイル1の1列目右端まで向かい、次に、タイル1の2列目左端からタイル1の2列目右端まで向かう順である。 Figure 4 shows an example of a tile configuration. For example, a picture contains 11 x 8 CTUs and is divided into four rectangular tiles (tiles 1-4). When tiles are used, the processing order of the CTUs is changed compared to when tiles are not used. When tiles are not used, multiple CTUs in a picture are processed, for example, in raster scan order. When tiles are used, at least one CTU in each of multiple tiles is processed, for example, in raster scan order. For example, as shown in Figure 4, the processing order of the multiple CTUs included in tile 1 is from the left end of the first column of tile 1 to the right end of the first column of tile 1, and then from the left end of the second column of tile 1 to the right end of the second column of tile 1.
なお、1つのタイルは、1つ以上のスライスを含む場合があり、1つのスライスは、1つ以上のタイルを含む場合がある。 Note that one tile may contain one or more slices, and one slice may contain one or more tiles.
なお、ピクチャはタイルセット単位で構成されていてもよい。タイルセットは、1つ以上のタイルグループを含んでもよく、1つ以上のタイルを含んでもよい。ピクチャは、タイルセット、タイルグループ、およびタイルのうちのいずれか1つのみによって構成されていてもよい。例えば、タイルセットごとに複数のタイルをラスタ順に走査する順序を、タイルの基本符号化順序とする。各タイルセット内で基本符号化順序が連続する1つ以上のタイルの集まりをタイルグループとする。このようなピクチャは、後述の分割部102(図7参照)によって構成されてもよい。 Note that a picture may be composed of tile sets. A tile set may include one or more tile groups, and may include one or more tiles. A picture may be composed of only one of tile sets, tile groups, and tiles. For example, the order in which multiple tiles for each tile set are scanned in raster order is defined as the basic coding order for the tiles. A collection of one or more tiles in each tile set whose basic coding order is consecutive is defined as a tile group. Such a picture may be composed by the division unit 102 (see Figure 7), which will be described later.
[スケーラブル符号化]
図5および図6は、スケーラブルなストリームの構成の一例を示す図である。
[Scalable Coding]
5 and 6 are diagrams showing an example of the structure of a scalable stream.
符号化装置100は、図5に示すように、複数のピクチャのそれぞれを、複数のレイヤの何れかに分けて符号化することによって、時間的/空間的スケーラブルなストリームを生成してもよい。例えば、符号化装置100は、レイヤ毎にピクチャを符号化することによって、ベースレイヤの上位にエンハンスメントレイヤが存在するスケーラビリティを実現する。このような各ピクチャの符号化を、スケーラブル符号化という。これにより、復号装置200は、そのストリームを復号することによって表示される画像の画質を切り換えることができる。つまり、復号装置200は、自らの性能という内的要因と、通信帯域の状態などの外的要因とに応じて、どのレイヤまで復号するかを決定する。その結果、復号装置200は、同一のコンテンツを低解像度のコンテンツと高解像度のコンテンツとに自由に切り替えて復号できる。例えば、そのストリームの利用者は、移動中に、スマートフォンを用いて、そのストリームの動画像を途中まで視聴し、帰宅後に、インターネットTV等の機器を用いて、その動画像の続きを視聴する。なお、上述のスマートフォンおよび機器のそれぞれには、互いに性能が同一または異なる復号装置200が組み込まれている。この場合には、その機器がそのストリームのうちの上位レイヤまでを復号すれば、利用者は、帰宅後には高画質の動画像を視聴することができる。これにより、符号化装置100は、同一内容で画質の異なる複数のストリームを生成する必要がなく、処理負荷を低減することができる。 As shown in FIG. 5, the encoding device 100 may generate a temporally/spatially scalable stream by encoding each of multiple pictures into one of multiple layers. For example, the encoding device 100 may encode each picture layer by layer, achieving scalability with an enhancement layer above a base layer. This coding of each picture is called scalable coding. This allows the decoding device 200 to change the image quality of the image displayed by decoding the stream. That is, the decoding device 200 determines up to which layer to decode based on internal factors such as its own performance and external factors such as the state of the communication bandwidth. As a result, the decoding device 200 can freely switch between low-resolution and high-resolution content and decode the same content. For example, a user of the stream may watch part of a video stream on a smartphone while on the move, and then watch the rest of the video on a device such as an Internet TV after returning home. Note that the above-mentioned smartphone and device each incorporate a decoding device 200 with the same or different performance. In this case, if the device decodes up to the upper layers of the stream, the user will be able to watch high-quality video when they return home. This eliminates the need for the encoding device 100 to generate multiple streams with the same content but different image qualities, thereby reducing the processing load.
さらに、エンハンスメントレイヤは、画像の統計情報などに基づくメタ情報を含んでいてもよい。復号装置200は、メタ情報に基づきベースレイヤのピクチャを超解像することで高画質化された動画像を生成してもよい。超解像とは、同一解像度におけるSN(Signal-to-Noise)比の向上、および、解像度の拡大のいずれであってもよい。メタ情報は、超解像処理に用いる線形もしくは非線形のフィルタ係数を特定するため情報、または、超解像処理に用いるフィルタ処理、機械学習もしくは最小2乗演算におけるパラメータ値を特定する情報などを含んでいてもよい。 Furthermore, the enhancement layer may include meta-information based on image statistics, etc. The decoding device 200 may generate high-quality video by super-resolution of the base layer pictures based on the meta-information. Super-resolution may mean either improving the signal-to-noise (SN) ratio at the same resolution or increasing the resolution. The meta-information may include information for specifying linear or non-linear filter coefficients to be used in the super-resolution process, or information for specifying parameter values in the filter process, machine learning, or least-squares calculation to be used in the super-resolution process.
または、ピクチャ内の各オブジェクトなどの意味合いに応じて、そのピクチャはタイル等に分割されていてもよい。この場合、復号装置200は、復号の対象とされるタイルを選択することで、ピクチャのうちの一部の領域だけを復号してもよい。また、オブジェクトの属性(人物、車、ボールなど)と、ピクチャ内の位置(同一ピクチャにおける座標位置など)とが、メタ情報として格納されていてもよい。この場合、復号装置200は、メタ情報に基づいて所望のオブジェクトの位置を特定し、そのオブジェクトを含むタイルを決定できる。例えば、図6に示すように、メタ情報は、HEVCにおけるSEIなどの、画像データとは異なるデータ格納構造を用いて格納される。このメタ情報は、例えば、メインオブジェクトの位置、サイズ、または色彩などを示す。 Alternatively, the picture may be divided into tiles or the like depending on the meaning of each object in the picture. In this case, the decoding device 200 may decode only a portion of the picture by selecting tiles to be decoded. Furthermore, the attributes of the object (person, car, ball, etc.) and its position within the picture (coordinate position within the same picture, etc.) may be stored as meta information. In this case, the decoding device 200 can identify the position of the desired object based on the meta information and determine the tile containing that object. For example, as shown in Figure 6, the meta information is stored using a data storage structure different from that of image data, such as SEI in HEVC. This meta information indicates, for example, the position, size, or color of the main object.
また、ストリーム、シーケンスまたはランダムアクセス単位など、複数のピクチャから構成される単位でメタ情報が格納されてもよい。これにより、復号装置200は、特定人物が動画像内に出現する時刻などを取得でき、その時刻とピクチャ単位の情報とを用いることで、オブジェクトが存在するピクチャと、そのピクチャ内でのオブジェクトの位置とを特定できる。 Meta information may also be stored in units consisting of multiple pictures, such as streams, sequences, or random access units. This allows the decoding device 200 to obtain information such as the time at which a specific person appears in a video, and by using this time and picture-by-picture information, it can identify the picture in which the object exists and the position of the object within that picture.
[符号化装置]
次に、実施の形態に係る符号化装置100を説明する。図7は、実施の形態に係る符号化装置100の構成の一例を示すブロック図である。符号化装置100は、画像をブロック単位で符号化する。
[Encoding device]
Next, a description will be given of a coding device 100 according to an embodiment. Fig. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of the coding device 100 according to an embodiment. The coding device 100 codes an image in units of blocks.
図7に示すように、符号化装置100は、画像をブロック単位で符号化する装置であって、分割部102と、減算部104と、変換部106と、量子化部108と、エントロピー符号化部110と、逆量子化部112と、逆変換部114と、加算部116と、ブロックメモリ118と、ループフィルタ部120と、フレームメモリ122と、イントラ予測部124と、インター予測部126と、予測制御部128と、予測パラメータ生成部130とを備える。なお、イントラ予測部124およびインター予測部126のそれぞれは、予測処理部の一部として構成されている。 As shown in FIG. 7, the encoding device 100 is a device that encodes an image on a block-by-block basis, and includes a division unit 102, a subtraction unit 104, a transformation unit 106, a quantization unit 108, an entropy encoding unit 110, an inverse quantization unit 112, an inverse transformation unit 114, an addition unit 116, a block memory 118, a loop filter unit 120, a frame memory 122, an intra prediction unit 124, an inter prediction unit 126, a prediction control unit 128, and a prediction parameter generation unit 130. Note that the intra prediction unit 124 and the inter prediction unit 126 are each configured as part of a prediction processing unit.
[符号化装置の実装例]
図8は、符号化装置100の実装例を示すブロック図である。符号化装置100は、プロセッサa1およびメモリa2を備える。例えば、図7に示された符号化装置100の複数の構成要素は、図8に示されたプロセッサa1およびメモリa2によって実装される。
[Example of implementation of encoding device]
8 is a block diagram showing an example implementation of the encoding device 100. The encoding device 100 includes a processor a1 and a memory a2. For example, several components of the encoding device 100 shown in FIG. 7 are implemented by the processor a1 and the memory a2 shown in FIG. 8.
プロセッサa1は、情報処理を行う回路であり、メモリa2にアクセス可能な回路である。例えば、プロセッサa1は、画像を符号化する専用または汎用の電子回路である。プロセッサa1は、CPUのようなプロセッサであってもよい。また、プロセッサa1は、複数の電子回路の集合体であってもよい。また、例えば、プロセッサa1は、図7に示された符号化装置100の複数の構成要素のうち、情報を記憶するための構成要素を除く、複数の構成要素の役割を果たしてもよい。 Processor a1 is a circuit that processes information and can access memory a2. For example, processor a1 is a dedicated or general-purpose electronic circuit that encodes images. Processor a1 may be a processor such as a CPU. Processor a1 may also be a collection of multiple electronic circuits. For example, processor a1 may fulfill the roles of multiple components of the encoding device 100 shown in FIG. 7, excluding the component for storing information.
メモリa2は、プロセッサa1が画像を符号化するための情報が記憶される専用または汎用のメモリである。メモリa2は、電子回路であってもよく、プロセッサa1に接続されていてもよい。また、メモリa2は、プロセッサa1に含まれていてもよい。また、メモリa2は、複数の電子回路の集合体であってもよい。また、メモリa2は、磁気ディスクまたは光ディスク等であってもよいし、ストレージまたは記録媒体等と表現されてもよい。また、メモリa2は、不揮発性メモリでもよいし、揮発性メモリでもよい。 Memory a2 is a dedicated or general-purpose memory that stores information used by processor a1 to encode images. Memory a2 may be an electronic circuit and may be connected to processor a1. Memory a2 may also be included in processor a1. Memory a2 may also be a collection of multiple electronic circuits. Memory a2 may also be a magnetic disk, optical disk, etc., and may also be referred to as storage or recording medium, etc. Memory a2 may also be non-volatile memory or volatile memory.
例えば、メモリa2には、符号化される画像が記憶されてもよいし、符号化された画像に対応するストリームが記憶されてもよい。また、メモリa2には、プロセッサa1が画像を符号化するためのプログラムが記憶されていてもよい。 For example, memory a2 may store an image to be encoded, or a stream corresponding to the encoded image. Memory a2 may also store a program that processor a1 uses to encode the image.
また、例えば、メモリa2は、図7に示された符号化装置100の複数の構成要素のうち、情報を記憶するための構成要素の役割を果たしてもよい。具体的には、メモリa2は、図7に示されたブロックメモリ118およびフレームメモリ122の役割を果たしてもよい。より具体的には、メモリa2には、再構成画像(具体的には、再構成済みブロックまたは再構成済みピクチャ等)が記憶されてもよい。 Also, for example, memory a2 may serve as a component for storing information among the multiple components of encoding device 100 shown in FIG. 7. Specifically, memory a2 may serve as block memory 118 and frame memory 122 shown in FIG. 7. More specifically, memory a2 may store a reconstructed image (specifically, a reconstructed block or a reconstructed picture, etc.).
なお、符号化装置100において、図7に示された複数の構成要素の全てが実装されなくてもよいし、上述された複数の処理の全てが行われなくてもよい。図7に示された複数の構成要素の一部は、他の装置に含まれていてもよいし、上述された複数の処理の一部は、他の装置によって実行されてもよい。 Note that the encoding device 100 does not necessarily have to implement all of the components shown in FIG. 7, and does not necessarily have to perform all of the processes described above. Some of the components shown in FIG. 7 may be included in another device, and some of the processes described above may be performed by another device.
以下、符号化装置100の全体的な処理の流れを説明した後に、符号化装置100に含まれる各構成要素について説明する。 Below, we will explain the overall processing flow of the encoding device 100, and then explain each component included in the encoding device 100.
[符号化処理の全体フロー]
図9は、符号化装置100による全体的な符号化処理の一例を示すフローチャートである。
[Overall flow of encoding process]
FIG. 9 is a flowchart showing an example of the overall encoding process performed by the encoding device 100.
まず、符号化装置100の分割部102は、原画像に含まれるピクチャを複数の固定サイズのブロック(128×128画素)に分割する(ステップSa_1)。そして、分割部102は、その固定サイズのブロックに対して分割パターンを選択する(ステップSa_2)。つまり、分割部102は、固定サイズのブロックを、その選択された分割パターンを構成する複数のブロックに、さらに分割する。そして、符号化装置100は、その複数のブロックのそれぞれに対してステップSa_3~Sa_9の処理を行う。 First, the division unit 102 of the encoding device 100 divides the picture included in the original image into multiple fixed-size blocks (128 x 128 pixels) (step Sa_1). Then, the division unit 102 selects a division pattern for the fixed-size blocks (step Sa_2). In other words, the division unit 102 further divides the fixed-size blocks into multiple blocks that constitute the selected division pattern. Then, the encoding device 100 performs the processes of steps Sa_3 to Sa_9 for each of the multiple blocks.
イントラ予測部124およびインター予測部126からなる予測処理部と、予測制御部128とは、カレントブロックの予測画像を生成する(ステップSa_3)。なお、予測画像は、予測信号、予測ブロックまたは予測サンプルとも呼ばれる。 The prediction processing unit, consisting of the intra prediction unit 124 and the inter prediction unit 126, and the prediction control unit 128 generate a predicted image of the current block (step Sa_3). Note that the predicted image is also called a predicted signal, predicted block, or predicted sample.
次に、減算部104は、カレントブロックと予測画像との差分を予測残差として生成する(ステップSa_4)。なお、予測残差は、予測誤差とも呼ばれる。 Next, the subtraction unit 104 generates the difference between the current block and the predicted image as a prediction residual (step Sa_4). Note that the prediction residual is also called a prediction error.
次に、変換部106および量子化部108は、その予測画像に対して変換および量子化を行うことによって、複数の量子化係数を生成する(ステップSa_5)。 Next, the transform unit 106 and the quantization unit 108 transform and quantize the predicted image to generate multiple quantized coefficients (step Sa_5).
次に、エントロピー符号化部110は、その複数の量子化係数と、予測画像の生成に関する予測パラメータとに対して符号化(具体的にはエントロピー符号化)を行うことによって、ストリームを生成する(ステップSa_6)。 Next, the entropy coding unit 110 generates a stream by performing coding (specifically, entropy coding) on the multiple quantization coefficients and prediction parameters related to generating a predicted image (step Sa_6).
次に、逆量子化部112および逆変換部114は、複数の量子化係数に対して逆量子化および逆変換を行うことによって、予測残差を復元する(ステップSa_7)。 Next, the inverse quantization unit 112 and the inverse transform unit 114 perform inverse quantization and inverse transform on the multiple quantized coefficients to restore the prediction residual (step Sa_7).
次に、加算部116は、その復元された予測残差に予測画像を加算することによってカレントブロックを再構成する(ステップSa_8)。これにより、再構成画像が生成される。なお、再構成画像は、再構成ブロックとも呼ばれ、特に符号化装置100によって生成される再構成画像は、ローカル復号ブロックまたはローカル復号画像とも呼ばれる。 Next, the adder 116 reconstructs the current block by adding the predicted image to the restored prediction residual (step Sa_8). This generates a reconstructed image. Note that the reconstructed image is also called a reconstructed block, and in particular, the reconstructed image generated by the encoding device 100 is also called a locally decoded block or a locally decoded image.
この再構成画像が生成されると、ループフィルタ部120は、その再構成画像に対してフィルタリングを必要に応じて行う(ステップSa_9)。 Once this reconstructed image is generated, the loop filter unit 120 performs filtering on the reconstructed image as necessary (step Sa_9).
そして、符号化装置100は、ピクチャ全体の符号化が完了したか否かを判定し(ステップSa_10)、完了していないと判定する場合(ステップSa_10のNo)、ステップSa_2からの処理を繰り返し実行する。 Then, the encoding device 100 determines whether encoding of the entire picture is complete (step Sa_10), and if it determines that encoding is not complete (No in step Sa_10), it repeats the process from step Sa_2.
なお、上述の例では、符号化装置100は、固定サイズのブロックに対して1つの分割パターンを選択し、その分割パターンにしたがって各ブロックの符号化を行うが、複数の分割パターンのそれぞれにしたがって各ブロックの符号化を行ってもよい。この場合には、符号化装置100は、複数の分割パターンのそれぞれに対するコストを評価し、例えば最も小さいコストの分割パターンにしたがった符号化によって得られるストリームを、最終的に出力されるストリームとして選択してもよい。 In the above example, the encoding device 100 selects one division pattern for fixed-size blocks and encodes each block according to that division pattern, but it may also encode each block according to multiple division patterns. In this case, the encoding device 100 may evaluate the cost for each of the multiple division patterns and select, for example, the stream obtained by encoding according to the division pattern with the smallest cost as the final output stream.
また、これらのステップSa_1~Sa_10の処理は、符号化装置100によってシーケンシャルに行われてもよく、それらの処理のうちの一部の複数の処理が並列に行われてもよく、順番が入れ替えられてもよい。 Furthermore, the processing of these steps Sa_1 to Sa_10 may be performed sequentially by the encoding device 100, or some of these processes may be performed in parallel, or the order may be changed.
このような符号化装置100による符号化処理は、予測符号化と変換符号化とを用いたハイブリッド符号化である。また、予測符号化は、減算部104、変換部106、量子化部108、逆量子化部112、逆変換部114、加算部116、ループフィルタ部120、ブロックメモリ118、フレームメモリ122、イントラ予測部124、インター予測部126、および予測制御部128からなる符号化ループによって行われる。つまり、イントラ予測部124およびインター予測部126からなる予測処理部は、符号化ループの一部を構成する。 The encoding process performed by this encoding device 100 is hybrid encoding that combines predictive encoding and transform encoding. Furthermore, predictive encoding is performed by an encoding loop consisting of a subtraction unit 104, a transform unit 106, a quantization unit 108, an inverse quantization unit 112, an inverse transform unit 114, an addition unit 116, a loop filter unit 120, a block memory 118, a frame memory 122, an intra prediction unit 124, an inter prediction unit 126, and a prediction control unit 128. In other words, the prediction processing unit consisting of the intra prediction unit 124 and the inter prediction unit 126 forms part of the encoding loop.
[分割部]
分割部102は、原画像に含まれる各ピクチャを複数のブロックに分割し、各ブロックを減算部104に出力する。例えば、分割部102は、まず、ピクチャを固定サイズ(例えば128x128画素)のブロックに分割する。この固定サイズのブロックは、符号化ツリーユニット(CTU)と呼ばれることがある。そして、分割部102は、例えば再帰的な四分木(quadtree)および/または二分木(binary tree)ブロック分割に基づいて、固定サイズのブロックの各々を可変サイズ(例えば64x64画素以下)のブロックに分割する。すなわち、分割部102は、分割パターンを選択する。この可変サイズのブロックは、符号化ユニット(CU)、予測ユニット(PU)あるいは変換ユニット(TU)と呼ばれることがある。なお、種々の実装例では、CU、PUおよびTUは区別される必要はなく、ピクチャ内の一部またはすべてのブロックがCU、PU、またはTUの処理単位となってもよい。
[Divided part]
The partitioning unit 102 divides each picture included in the original image into multiple blocks and outputs each block to the subtraction unit 104. For example, the partitioning unit 102 first divides the picture into blocks of a fixed size (e.g., 128x128 pixels). These fixed-size blocks may be called coding tree units (CTUs). The partitioning unit 102 then divides each of the fixed-size blocks into blocks of a variable size (e.g., 64x64 pixels or less), for example, based on recursive quadtree and/or binary tree block partitioning. That is, the partitioning unit 102 selects a partitioning pattern. These variable-size blocks may be called coding units (CUs), prediction units (PUs), or transform units (TUs). Note that in various implementation examples, CUs, PUs, and TUs do not need to be distinguished, and some or all of the blocks in a picture may be the processing unit of a CU, PU, or TU.
図10は、実施の形態におけるブロック分割の一例を示す図である。図10において、実線は四分木ブロック分割によるブロック境界を表し、破線は二分木ブロック分割によるブロック境界を表す。 Figure 10 shows an example of block division in an embodiment. In Figure 10, solid lines represent block boundaries based on quadtree block division, and dashed lines represent block boundaries based on binary tree block division.
ここでは、ブロック10は、128x128画素の正方形ブロックである。このブロック10は、まず、4つの64x64画素の正方形ブロックに分割される(四分木ブロック分割)。 Here, block 10 is a square block of 128x128 pixels. This block 10 is first divided into four square blocks of 64x64 pixels (quadtree block division).
左上の64x64画素の正方形ブロックは、さらに、それぞれ32x64画素からなる2つの矩形ブロックに垂直に分割され、左の32x64画素の矩形ブロックは、さらに、それぞれ16x64画素からなる2つの矩形ブロックに垂直に分割される(二分木ブロック分割)。その結果、左上の64x64画素の正方形ブロックは、2つの16x64画素の矩形ブロック11および12と、32x64画素の矩形ブロック13とに分割される。 The upper left 64x64 pixel square block is further divided vertically into two rectangular blocks of 32x64 pixels each, and the left 32x64 pixel rectangular block is further divided vertically into two rectangular blocks of 16x64 pixels each (binary tree block division). As a result, the upper left 64x64 pixel square block is divided into two 16x64 pixel rectangular blocks 11 and 12, and a 32x64 pixel rectangular block 13.
右上の64x64画素の正方形ブロックは、それぞれ64x32画素からなる2つの矩形ブロック14および15に水平に分割される(二分木ブロック分割)。 The 64x64 pixel square block in the upper right corner is divided horizontally into two rectangular blocks 14 and 15, each consisting of 64x32 pixels (binary tree block division).
左下の64x64画素の正方形ブロックは、それぞれ32x32画素からなる4つの正方形ブロックに分割される(四分木ブロック分割)。それぞれ32x32画素からなる4つの正方形ブロックのうち左上のブロックおよび右下のブロックは、さらに分割される。左上の32x32画素の正方形ブロックは、それぞれ16x32画素からなる2つの矩形ブロックに垂直に分割され、右の16x32画素からなる矩形ブロックは、さらに、それぞれ16x16画素からなる2つの正方形ブロックに水平に分割される(二分木ブロック分割)。右下の32x32画素からなる正方形ブロックは、それぞれ32x16画素からなる2つの矩形ブロックに水平に分割される(二分木ブロック分割)。その結果、左下の64x64画素の正方形ブロックは、16x32画素の矩形ブロック16と、それぞれ16x16画素の2つの正方形ブロック17および18と、それぞれ32x32画素の2つの正方形ブロック19および20と、それぞれ32x16画素の2つの矩形ブロック21および22とに分割される。 The lower-left 64x64 square block is divided into four 32x32 pixel square blocks (quadtree block division). Of the four 32x32 pixel square blocks, the upper-left and lower-right blocks are further divided. The upper-left 32x32 pixel square block is divided vertically into two 16x32 pixel rectangular blocks, and the right 16x32 pixel rectangular block is further divided horizontally into two 16x16 pixel square blocks (binary tree block division). The lower-right 32x32 pixel square block is divided horizontally into two 32x16 pixel rectangular blocks (binary tree block division). As a result, the lower left 64x64 pixel square block is divided into a 16x32 pixel rectangular block 16, two 16x16 pixel square blocks 17 and 18, two 32x32 pixel square blocks 19 and 20, and two 32x16 pixel rectangular blocks 21 and 22.
右下の64x64画素からなるブロック23は分割されない。 The bottom right block 23, consisting of 64x64 pixels, is not divided.
以上のように、図10では、ブロック10は、再帰的な四分木および二分木ブロック分割に基づいて、13個の可変サイズのブロック11~23に分割される。このような分割は、QTBT(quad-tree plus binary tree)分割と呼ばれることがある。 As shown above, in Figure 10, block 10 is divided into 13 variable-sized blocks 11-23 based on recursive quad-tree and binary tree block division. This type of division is sometimes called QTBT (quad-tree plus binary tree) division.
なお、図10では、1つのブロックが4つまたは2つのブロックに分割されていたが(四分木または二分木ブロック分割)、分割はこれらに限定されない。例えば、1つのブロックが3つのブロックに分割されてもよい(三分木ブロック分割)。このような三分木ブロック分割を含む分割は、MBT(multi type tree)分割と呼ばれることがある。 Note that while Figure 10 shows one block divided into four or two blocks (quadtree or binary tree block division), division is not limited to this. For example, one block may be divided into three blocks (ternary tree block division). Divisions that include such ternary tree block division are sometimes called MBT (multi type tree) divisions.
図11は、分割部102の構成の一例を示す図である。図11に示すように、分割部102は、ブロック分割決定部102aを備えていてもよい。ブロック分割決定部102aは、一例として以下の処理を行ってもよい。 Figure 11 is a diagram showing an example of the configuration of the division unit 102. As shown in Figure 11, the division unit 102 may include a block division determination unit 102a. The block division determination unit 102a may perform the following processing, as an example.
ブロック分割決定部102aは、例えば、ブロックメモリ118またはフレームメモリ122からブロック情報を収集し、そのブロック情報に基づいて上述の分割パターンを決定する。分割部102は、その分割パターンにしたがって原画像を分割し、その分割によって得られる1つ以上のブロックを減算部104に出力する。 The block division determination unit 102a collects block information, for example, from the block memory 118 or the frame memory 122, and determines the above-mentioned division pattern based on that block information. The division unit 102 divides the original image according to that division pattern and outputs one or more blocks obtained by that division to the subtraction unit 104.
また、ブロック分割決定部102aは、例えば、上述の分割パターンを示すパラメータを変換部106、逆変換部114、イントラ予測部124、インター予測部126およびエントロピー符号化部110に出力する。変換部106は、そのパラメータに基づいて予測残差を変換してもよく、イントラ予測部124およびインター予測部126は、そのパラメータに基づいて予測画像を生成してもよい。また、エントロピー符号化部110は、そのパラメータに対してエントロピー符号化を行ってもよい。 The block partition determination unit 102a also outputs, for example, parameters indicating the above-mentioned partition pattern to the transform unit 106, the inverse transform unit 114, the intra prediction unit 124, the inter prediction unit 126, and the entropy coding unit 110. The transform unit 106 may transform the prediction residual based on the parameters, and the intra prediction unit 124 and the inter prediction unit 126 may generate a predicted image based on the parameters. The entropy coding unit 110 may also perform entropy coding on the parameters.
分割パターンに関するパラメータは、一例として以下のようにストリームに書き込まれてもよい。 For example, parameters related to the splitting pattern may be written to the stream as follows:
図12は、分割パターンの例を示す図である。分割パターンには、例えばブロックを水平方向および垂直方向のそれぞれに2つに分割するような4分割(QT)と、ブロックを1対2対1の比率で同じ方向に分割するような3分割(HTまたはVT)と、ブロックを1対1の比率で同じ方向に分割するような2分割(HBまたはVB)と、分割しない(NS)と、がある。 Figure 12 shows examples of division patterns. Examples of division patterns include quartering (QT), which divides a block into two parts horizontally and vertically; thirding (HT or VT), which divides a block in the same direction at a 1:2:1 ratio; bisection (HB or VB), which divides a block in the same direction at a 1:1 ratio; and no division (NS).
なお、4分割および分割しない場合には、分割パターンは、ブロック分割方向を持たず、2分割および3分割の場合には、分割パターンは、分割方向情報を持っている。 Note that in the case of 4-division and no division, the division pattern does not have a block division direction, but in the case of 2-division and 3-division, the division pattern has division direction information.
図13Aおよび図13Bは、分割パターンのシンタックスツリーの一例を示す図である。図13Aの例では、まず、はじめに、分割を行うか否かを示す情報(S:Splitフラグ)が存在し、次に、4分割を行うか否かを示す情報(QT:QTフラグ)が存在する。次に3分割を行うか2分割を行うかを示す情報(TT:TTフラグまたはBT:BTフラグ)が存在し、最後に分割方向を示す情報(Ver:VerticalフラグまたはHor:Horizontalフラグ)が存在している。なお、このような分割パターンによる分割によって得られる1つ以上のブロックのそれぞれに対し、さらに同様の処理で分割を繰り返し適用してもよい。すなわち、一例として、分割を行うか否か、4分割を行うか否か、分割方法は水平方向か垂直方向か、および3分割を行うか2分割を行うか、の判定を再帰的に実施し、実施した判定結果を図13Aに示すシンタックスツリーに開示した符号化順序に従ってストリームに符号化してもよい。 13A and 13B show examples of syntax trees for splitting patterns. In the example of FIG. 13A, first there is information indicating whether splitting is to be performed (S: Split flag), followed by information indicating whether splitting into four parts (QT: QT flag). Next there is information indicating whether splitting into three or two parts is to be performed (TT: TT flag or BT: BT flag), and finally there is information indicating the split direction (Ver: Vertical flag or Hor: Horizontal flag). Note that further splitting may be applied repeatedly using a similar process to each of one or more blocks obtained by splitting using such a splitting pattern. That is, as an example, it is possible to recursively determine whether splitting is to be performed, whether splitting into four parts is to be performed, whether the splitting method is horizontal or vertical, and whether splitting into three or two parts is to be performed, and then encode the results of these determinations into a stream according to the encoding order disclosed in the syntax tree shown in FIG. 13A.
また、図13Aに示すシンタックスツリーでは、S、QT、TT、Verの順でそれらの情報が配置されているが、S、QT、Ver、BTの順でそれらの情報が配置されていてもよい。つまり、図13Bの例では、まず、分割を行うか否かを示す情報(S:Splitフラグ)が存在し、次に、4分割を行うか否かを示す情報(QT:QTフラグ)が存在する。次に分割方向を示す情報(Ver:VerticalフラグまたはHor:Horizontalフラグ)が存在し、最後に2分割を行うか3分割を行うかを示す情報(BT:BTフラグまたはTT:TTフラグ)が存在している。 In addition, in the syntax tree shown in Figure 13A, the information is arranged in the order S, QT, TT, Ver, but the information may also be arranged in the order S, QT, Ver, BT. That is, in the example of Figure 13B, first there is information indicating whether or not splitting will be performed (S: Split flag), then there is information indicating whether or not splitting will be performed into four (QT: QT flag). Next there is information indicating the split direction (Ver: Vertical flag or Hor: Horizontal flag), and finally there is information indicating whether splitting will be performed into two or three (BT: BT flag or TT: TT flag).
なお、ここで説明した分割パターンは一例であり、説明した分割パターン以外のものを用いてもよく、説明した分割パターンの一部のみを用いてもよい。 Note that the division patterns described here are just examples, and division patterns other than those described may be used, or only some of the division patterns described may be used.
[減算部]
減算部104は、分割部102から入力され、分割部102によって分割されたブロック単位で、原画像から予測画像(予測制御部128から入力される予測画像)を減算する。つまり、減算部104は、カレントブロックの予測残差を算出する。そして、減算部104は、算出された予測残差を変換部106に出力する。
[Subtraction section]
The subtraction unit 104 subtracts the predicted image (the predicted image input from the prediction control unit 128) from the original image, input from the division unit 102, for each block divided by the division unit 102. That is, the subtraction unit 104 calculates the prediction residual of the current block. Then, the subtraction unit 104 outputs the calculated prediction residual to the conversion unit 106.
原画像は、符号化装置100の入力信号であり、例えば、動画像を構成する各ピクチャの画像を表す信号(例えば輝度(luma)信号および2つの色差(chroma)信号)である。 The original image is the input signal of the encoding device 100, and is, for example, a signal representing the image of each picture that makes up a moving image (e.g., a luminance (luma) signal and two color difference (chroma) signals).
[変換部]
変換部106は、空間領域の予測残差を周波数領域の変換係数に変換し、変換係数を量子化部108に出力する。具体的には、変換部106は、例えば空間領域の予測残差に対して予め定められた離散コサイン変換(DCT)または離散サイン変換(DST)を行う。
[Conversion section]
The transform unit 106 transforms the spatial domain prediction residual into frequency domain transform coefficients and outputs the transform coefficients to the quantization unit 108. Specifically, the transform unit 106 performs, for example, a predetermined discrete cosine transform (DCT) or discrete sine transform (DST) on the spatial domain prediction residual.
なお、変換部106は、複数の変換タイプの中から適応的に変換タイプを選択し、選択された変換タイプに対応する変換基底関数(transform basis function)を用いて、予測残差を変換係数に変換してもよい。このような変換は、EMT(explicit multiple core transform)またはAMT(adaptive multiple transform)と呼ばれることがある。また、変換基底関数は、単に基底と呼ばれることがある。 The transform unit 106 may adaptively select a transform type from among multiple transform types and convert the prediction residuals into transform coefficients using a transform basis function corresponding to the selected transform type. Such a transform is sometimes called an explicit multiple core transform (EMT) or an adaptive multiple transform (AMT). The transform basis function is sometimes simply called a basis.
複数の変換タイプは、例えば、DCT-II、DCT-V、DCT-VIII、DST-IおよびDST-VIIを含む。なお、これらの変換タイプは、DCT2、DCT5、DCT8、DST1およびDST7とそれぞれ表記されてもよい。図14は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。図14においてNは入力画素の数を示す。これらの複数の変換タイプの中からの変換タイプの選択は、例えば、予測の種類(イントラ予測およびインター予測など)に依存してもよいし、イントラ予測モードに依存してもよい。 The multiple transform types include, for example, DCT-II, DCT-V, DCT-VIII, DST-I, and DST-VII. These transform types may also be expressed as DCT2, DCT5, DCT8, DST1, and DST7, respectively. Figure 14 is a table showing the transform basis functions corresponding to each transform type. In Figure 14, N represents the number of input pixels. Selection of a transform type from among these multiple transform types may depend, for example, on the type of prediction (such as intra prediction or inter prediction) or on the intra prediction mode.
このようなEMTまたはAMTを適用するか否かを示す情報(例えばEMTフラグまたはAMTフラグと呼ばれる)と、選択された変換タイプを示す情報とは、通常、CUレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、CUレベルに限定される必要はなく、他のレベル(例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベルまたはCTUレベル)であってもよい。 Information indicating whether such EMT or AMT is applied (e.g., referred to as an EMT flag or an AMT flag) and information indicating the selected transformation type are typically signaled at the CU level. However, signaling of this information does not need to be limited to the CU level, and may also be at other levels (e.g., sequence level, picture level, slice level, brick level, or CTU level).
また、変換部106は、変換係数(すなわち変換結果)を再変換してもよい。このような再変換は、AST(adaptive secondary transform)またはNSST(non-separable secondary transform)と呼ばれることがある。例えば、変換部106は、イントラ予測残差に対応する変換係数のブロックに含まれるサブブロック(例えば4x4画素のサブブロック)ごとに再変換を行う。NSSTを適用するか否かを示す情報と、NSSTに用いられる変換行列に関する情報とは、通常、CUレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、CUレベルに限定される必要はなく、他のレベル(例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベルまたはCTUレベル)であってもよい。 The transform unit 106 may also retransform the transform coefficients (i.e., the transform results). Such retransformation is sometimes called adaptive secondary transform (AST) or non-separable secondary transform (NSST). For example, the transform unit 106 performs retransformation for each sub-block (e.g., a 4x4 pixel sub-block) included in a block of transform coefficients corresponding to intra-prediction residuals. Information indicating whether to apply NSST and information regarding the transform matrix used for NSST are typically signaled at the CU level. Note that signaling of this information does not need to be limited to the CU level and may also be at other levels (e.g., the sequence level, picture level, slice level, brick level, or CTU level).
変換部106には、Separableな変換と、Non-Separableな変換とが適用されてもよい。Separableな変換とは、入力の次元の数だけ方向ごとに分離して複数回変換を行う方式であり、Non-Separableな変換とは、入力が多次元であった際に2つ以上の次元をまとめて1次元とみなして、まとめて変換を行う方式である。 The transform unit 106 may apply both separable and non-separable transforms. A separable transform is a method in which the transform is performed multiple times, separating the input into directions equal to the number of dimensions. A non-separable transform is a method in which, when the input is multidimensional, two or more dimensions are treated as a single dimension and transformed together.
例えば、Non-Separableな変換の一例として、入力が4×4画素のブロックであった場合にはそれを16個の要素を持ったひとつの配列とみなし、その配列に対して16×16の変換行列で変換処理を行うようなものが挙げられる。 For example, one example of a non-separable transformation would be one in which, if the input is a 4x4 pixel block, it is treated as a single array with 16 elements, and a 16x16 transformation matrix is used to perform transformation processing on that array.
また、Non-Separableな変換のさらなる例では、4×4画素の入力ブロックを16個の要素を持ったひとつの配列とみなした後に、その配列に対してGivens回転を複数回行うような変換(Hypercube Givens Transform)が行われてもよい。 Another example of a non-separable transformation is to treat a 4x4 pixel input block as a single array with 16 elements, and then perform a transformation (Hypercube Givens Transform) on that array by performing Givens rotation multiple times.
変換部106での変換では、CU内の領域に応じて周波数領域に変換する変換基底関数の変換タイプを切替えることもできる。一例として、SVT(Spatially Varying Transform)がある。 The transformation performed by the transformation unit 106 can also switch the transformation type of the transformation basis function used to transform into the frequency domain depending on the region within the CU. One example is SVT (Spatially Varying Transform).
図15は、SVTの一例を示す図である。 Figure 15 shows an example of SVT.
SVTでは、図15に示すように、水平方向あるいは垂直方向にCUを2等分し、いずれか一方の領域のみ周波数領域への変換を行う。変換タイプは、領域毎に設定されてもよく、例えば、DST7とDCT8が用いられる。例えば、CUが垂直方向に2等分されることによって得られる2つの領域のうち、位置0の領域に対してはDST7およびDCT8が用いられ得る。または、その2つの領域のうち、位置1の領域に対してはDST7が用いられる。同様に、CUが水平方向に2等分されることによって得られる2つの領域のうち、位置0の領域に対してはDST7およびDCT8が用いられる。または、その2つの領域のうち、位置1の領域に対してはDST7が用いられる。このような図15に示す例では、CU内の2つの領域のうち、どちらか一方のみ変換が行われ、もう一方には変換が行われないが、2つの領域のそれぞれに対して変換を行ってもよい。また、分割方法には、2等分だけでなく、4等分もあってもよい。また、分割方法を示す情報を符号化してCU分割と同様にシグナリングするなど、より柔軟にすることもできる。なお、SVTは、SBT(Sub-block Transform)と呼ぶこともある。 In SVT, as shown in FIG. 15, a CU is divided into two equal parts horizontally or vertically, and only one of the two regions is transformed into the frequency domain. The transform type may be set for each region; for example, DST7 and DCT8 may be used. For example, of the two regions obtained by dividing a CU into two equal parts vertically, DST7 and DCT8 may be used for the region at position 0. Alternatively, DST7 may be used for the region at position 1. Similarly, of the two regions obtained by dividing a CU into two equal parts horizontally, DST7 and DCT8 may be used for the region at position 0. Alternatively, DST7 may be used for the region at position 1. In the example shown in FIG. 15, only one of the two regions within the CU is transformed, and the other is not, but transformation may also be performed on each of the two regions. Furthermore, the division method may be not only halving, but also quartering. It is also possible to make it more flexible by encoding information indicating the partitioning method and signaling it in the same way as CU partitioning. SVT is also sometimes called SBT (Sub-block Transform).
前述したAMTおよびEMTは、MTS(Multiple Transform Selection)と呼ばれてもよい。MTSを適用する場合は、DST7またはDCT8などの変換タイプを選択でき、選択された変換タイプを示す情報は、CU毎にインデックス情報として符号化されてもよい。一方で、CUの形状に基づいて、インデックス情報を符号化することなく直交変換に使用する変換タイプを選択する処理として、IMTS(Implicit MTS)と呼ばれる処理がある。IMTSを適用する場合は、例えばCUの形状が矩形であれば、矩形の短辺側はDST7、長辺側はDCT2を用いて、それぞれ直交変換する。また例えばCUの形状が正方形の場合は、シーケンス内でMTSが有効であればDCT2を用い、MTSが無効であればDST7を用いて直交変換を行う。DCT2およびDST7は一例であり、他の変換タイプを用いてもよいし、用いる変換タイプの組合せを異なる組合せとすることも可能である。IMTSは、イントラ予測のブロックでのみ使用可としてもよいし、イントラ予測のブロックおよびインター予測のブロック共に使用可としてもよい。 The aforementioned AMT and EMT may also be referred to as MTS (Multiple Transform Selection). When MTS is applied, a transform type such as DST7 or DCT8 can be selected, and information indicating the selected transform type may be encoded as index information for each CU. On the other hand, there is a process called IMTS (Implicit MTS), which selects the transform type to be used for orthogonal transform based on the shape of the CU without encoding index information. When IMTS is applied, for example, if the shape of the CU is rectangular, the short sides of the rectangle are orthogonally transformed using DST7, and the long sides are orthogonally transformed using DCT2. For example, if the shape of the CU is square, if MTS is enabled in the sequence, DCT2 is used, and if MTS is disabled, DST7 is used. DCT2 and DST7 are merely examples; other transform types may be used, and different combinations of transform types may also be used. IMTS may be available only for intra-predicted blocks, or for both intra-predicted and inter-predicted blocks.
以上では、直交変換に用いる変換タイプを選択的に切り替える選択処理として、MTS、SBT、およびIMTSの3つの処理について説明したが、3つの選択処理は全て有効としてもよいし、選択的に一部の選択処理のみを有効としてもよい。個々の選択処理を有効とするかどうかは、SPSなどヘッダ内のフラグ情報などで識別できる。例えば、3つの選択処理が全て有効であれば、CU単位で、3つの選択処理から1つを選択して直交変換を行う。なお、変換タイプを選択的に切り替える選択処理は、以下の4つの機能[1]~[4]の少なくとも1つの機能が実現できれば、上記3つの選択処理とは異なる選択処理を用いてもよく、上記3つの選択処理のそれぞれを別の処理に置き換えてもよい。機能[1]は、CU内の全範囲を直交変換して、変換に用いた変換タイプを示す情報を符号化する機能である。機能[2]は、CUの全範囲を直交変換して、変換タイプを示す情報は符号化せずに所定のルールに基づいて変換タイプを決定する機能である。機能[3]は、CUの一部分の領域を直交変換して、変換に用いた変換タイプを示す情報を符号化する機能である。機能[4]は、CUの一部分の領域を直交変換して、変換に用いた変換タイプを示す情報は符号化せずに所定のルールに基づいて変換タイプを決定する機能などである。 The above describes three selection processes—MTS, SBT, and IMTS—that selectively switch the transform type used for orthogonal transform. However, all three selection processes may be enabled, or only some of the selection processes may be selectively enabled. Whether an individual selection process is enabled can be identified by flag information in a header, such as SPS. For example, if all three selection processes are enabled, one of the three selection processes is selected for each CU to perform the orthogonal transform. Note that the selection process that selectively switches the transform type may use a selection process different from the three selection processes listed above, as long as it achieves at least one of the following four functions [1] to [4], or each of the three selection processes may be replaced with a different process. Function [1] is a function that performs an orthogonal transform on the entire range within a CU and encodes information indicating the transform type used for the transform. Function [2] is a function that performs an orthogonal transform on the entire range of a CU and determines the transform type based on a predetermined rule without encoding information indicating the transform type. Function [3] is a function that performs an orthogonal transform on a portion of a CU and encodes information indicating the transform type used for the transform. Function [4] is a function that performs an orthogonal transform on a portion of a CU and determines the transform type based on a predetermined rule without encoding information indicating the transform type used for the transform.
なお、MTS、IMTS、およびSBTのそれぞれの適用の有無は処理単位ごとに決定されてもよい。例えば、シーケンス単位、ピクチャ単位、ブリック単位、スライス単位、CTU単位、またはCU単位で適用の有無を決定してもよい。 Note that whether or not to apply MTS, IMTS, and SBT may be determined for each processing unit. For example, whether or not to apply may be determined for each sequence, picture, brick, slice, CTU, or CU.
なお、本開示における変換タイプを選択的に切り替えるツールは、変換処理に用いる基底を適応的に選択する方法、選択処理、または基底を選択するプロセスと言い換えてもよい。また、変換タイプを選択的に切り替えるツールは、変換タイプを適応的に選択するモードと言い換えてもよい。 Note that the tool for selectively switching transformation types in this disclosure may also be referred to as a method for adaptively selecting a basis to be used in a transformation process, a selection process, or a process for selecting a basis. Also, the tool for selectively switching transformation types may also be referred to as a mode for adaptively selecting a transformation type.
図16は、変換部106による処理の一例を示すフローチャートである。 Figure 16 is a flowchart showing an example of processing by the conversion unit 106.
例えば、変換部106は、直交変換を行うか否かを判定する(ステップSt_1)。ここで、変換部106は、直交変換を行うと判定すると(ステップSt_1のYes)、複数の変換タイプから、直交変換に用いる変換タイプを選択する(ステップSt_2)。次に、変換部106は、その選択した変換タイプをカレントブロックの予測残差に適用することによって直交変換を行う(ステップSt_3)。そして、変換部106は、その選択した変換タイプを示す情報をエントロピー符号化部110に出力することによって、その情報を符号化させる(ステップSt_4)。一方、変換部106は、直交変換を行わないと判定すると(ステップSt_1のNo)、直交変換を行わないことを示す情報をエントロピー符号化部110に出力することによって、その情報を符号化させる(ステップSt_5)。なお、ステップSt_1における直交変換を行うか否かの判定は、例えば、変換ブロックのサイズ、CUに適用された予測モードなどに基づいて判定されてもよい。また、直交変換に用いる変換タイプを示す情報は符号化されず、予め規定された変換タイプを用いて直交変換を行ってもよい。 For example, the transform unit 106 determines whether to perform an orthogonal transform (step St_1). If the transform unit 106 determines to perform an orthogonal transform (Yes in step St_1), it selects a transform type to be used for the orthogonal transform from among multiple transform types (step St_2). Next, the transform unit 106 performs an orthogonal transform by applying the selected transform type to the prediction residual of the current block (step St_3). The transform unit 106 then outputs information indicating the selected transform type to the entropy coding unit 110, thereby causing the entropy coding unit 110 to encode the information (step St_4). On the other hand, if the transform unit 106 determines not to perform an orthogonal transform (No in step St_1), it outputs information indicating that an orthogonal transform will not be performed to the entropy coding unit 110, thereby causing the entropy coding unit 110 to encode the information (step St_5). Note that the determination of whether to perform an orthogonal transform in step St_1 may be based on, for example, the size of the transform block, the prediction mode applied to the CU, etc. Alternatively, the information indicating the transform type used for the orthogonal transform may not be coded, and the orthogonal transform may be performed using a predefined transform type.
図17は、変換部106による処理の他の例を示すフローチャートである。なお、図17に示す例は、図16に示す例と同様、直交変換に用いる変換タイプを選択的に切り替える方法を適用する場合の直交変換の例である。 Figure 17 is a flowchart showing another example of processing by the transform unit 106. Note that, like the example shown in Figure 16, the example shown in Figure 17 is an example of orthogonal transform in which a method of selectively switching the transform type used for orthogonal transform is applied.
一例として、第1の変換タイプ群は、DCT2、DST7およびDCT8を含んでもよい。また一例として、第2の変換タイプ群はDCT2を含んでいてもよい。また、第1の変換タイプ群と第2の変換タイプ群とに含まれる変換タイプは、一部が重複していてもよいし、全て異なる変換タイプであってもよい。 As an example, the first group of transform types may include DCT2, DST7, and DCT8. Also, as another example, the second group of transform types may include DCT2. Furthermore, the transform types included in the first group of transform types and the second group of transform types may partially overlap, or may all be different transform types.
具体的には、変換部106は、変換サイズが所定値以下であるか否かを判定する(ステップSu_1)。ここで、所定値以下であると判定すると(ステップSu_1のYes)、変換部106は、第1の変換タイプ群に含まれる変換タイプを用いてカレントブロックの予測残差を直交変換する(ステップSu_2)。次に、変換部106は、第1の変換タイプ群に含まれる1つ以上の変換タイプのうち、いずれの変換タイプを用いるかを示す情報をエントロピー符号化部110に出力することによって、その情報を符号化させる(ステップSu_3)。一方、変換部106は、変換サイズが所定値以下ではないと判定すると(ステップSu_1のNo)、第2の変換タイプ群を用いてカレントブロックの予測残差を直交変換する(ステップSu_4)。 Specifically, the transform unit 106 determines whether the transform size is equal to or less than a predetermined value (step Su_1). If it is determined that the transform size is equal to or less than the predetermined value (Yes in step Su_1), the transform unit 106 performs an orthogonal transform on the prediction residual of the current block using a transform type included in the first transform type group (step Su_2). Next, the transform unit 106 outputs information indicating which transform type to use from one or more transform types included in the first transform type group to the entropy coding unit 110, thereby causing the information to be coded (step Su_3). On the other hand, if the transform unit 106 determines that the transform size is not equal to or less than the predetermined value (No in step Su_1), the transform unit 106 performs an orthogonal transform on the prediction residual of the current block using a second transform type group (step Su_4).
ステップSu_3において、直交変換に用いられる変換タイプを示す情報は、カレントブロックの垂直方向に適用する変換タイプおよび水平方向に適用する変換タイプの組合せを示す情報であってもよい。また、第1の変換タイプ群は1つの変換タイプのみを含んでいてもよく、直交変換に用いられる変換タイプを示す情報は符号化されなくともよい。第2の変換タイプ群が複数の変換タイプを含んでいてもよく、第2の変換タイプ群に含まれる1つ以上の変換タイプのうち、直交変換に用いられる変換タイプを示す情報が符号化されてもよい。 In step Su_3, the information indicating the transform type used for the orthogonal transform may be information indicating a combination of a transform type to be applied in the vertical direction and a transform type to be applied in the horizontal direction of the current block. Alternatively, the first transform type group may include only one transform type, and the information indicating the transform type to be used for the orthogonal transform may not be encoded. The second transform type group may include multiple transform types, and the information indicating the transform type to be used for the orthogonal transform, from among one or more transform types included in the second transform type group, may be encoded.
また、変換サイズのみに基づいて変換タイプが決定されてもよい。なお、変換サイズに基づいて、直交変換に用いる変換タイプを決定する処理であれば、変換サイズが所定値以下であるか否かの判定に限定されない。 Alternatively, the transform type may be determined based solely on the transform size. Note that as long as the process determines the transform type to be used for orthogonal transform based on the transform size, it is not limited to determining whether the transform size is equal to or smaller than a predetermined value.
[量子化部]
量子化部108は、変換部106から出力された変換係数を量子化する。具体的には、量子化部108は、カレントブロックの複数の変換係数を所定の走査順序で走査し、走査された変換係数に対応する量子化パラメータ(QP)に基づいて当該変換係数を量子化する。そして、量子化部108は、カレントブロックの量子化された複数の変換係数(以下、量子化係数という)をエントロピー符号化部110および逆量子化部112に出力する。
[Quantization section]
The quantization unit 108 quantizes the transform coefficients output from the transform unit 106. Specifically, the quantization unit 108 scans the multiple transform coefficients of the current block in a predetermined scanning order and quantizes the scanned transform coefficients based on quantization parameters (QPs) corresponding to the scanned transform coefficients. The quantization unit 108 then outputs the multiple quantized transform coefficients of the current block (hereinafter referred to as quantized coefficients) to the entropy coding unit 110 and the inverse quantization unit 112.
所定の走査順序は、変換係数の量子化/逆量子化のための順序である。例えば、所定の走査順序は、周波数の昇順(低周波から高周波の順)または降順(高周波から低周波の順)で定義される。 The predetermined scanning order is the order for quantizing/dequantizing the transform coefficients. For example, the predetermined scanning order is defined as ascending order of frequency (from low frequency to high frequency) or descending order (from high frequency to low frequency).
量子化パラメータ(QP)とは、量子化ステップ(量子化幅)を定義するパラメータである。例えば、量子化パラメータの値が増加すれば量子化ステップも増加する。つまり、量子化パラメータの値が増加すれば量子化係数の誤差(量子化誤差)が増大する。 The quantization parameter (QP) is a parameter that defines the quantization step (quantization width). For example, as the value of the quantization parameter increases, the quantization step also increases. In other words, as the value of the quantization parameter increases, the error in the quantized coefficient (quantization error) increases.
また、量子化には、量子化マトリックスが使用される場合がある。例えば、4x4および8x8などの周波数変換サイズと、イントラ予測およびインター予測などの予測モードと、輝度および色差などの画素成分とに対応して数種類の量子化マトリックスが使われる場合がある。なお、量子化とは、予め定められた間隔でサンプリングした値を予め定められたレベルに対応づけてデジタル化することをいい、この技術分野では、丸め、ラウンディング、またはスケーリングといった表現が用いられる場合もある。 Quantization may also involve the use of quantization matrices. For example, several types of quantization matrices may be used depending on frequency transform sizes such as 4x4 and 8x8, prediction modes such as intra-prediction and inter-prediction, and pixel components such as luma and chroma. Quantization refers to the process of digitizing values sampled at predetermined intervals by associating them with predetermined levels, and in this technical field, it may also be referred to as rounding, scaling, or other similar expressions.
量子化マトリックスを使用する方法として、符号化装置100側で直接設定された量子化マトリックスを使用する方法と、デフォルトの量子化マトリックス(デフォルトマトリックス)を使用する方法とがある。符号化装置100側では、量子化マトリックスを直接設定することにより、画像の特徴に応じた量子化マトリックスを設定することができる。しかし、この場合、量子化マトリックスの符号化によって、符号量が増加するというデメリットがある。なお、デフォルトの量子化マトリックスまたは符号化された量子化マトリックスをそのまま用いるのではなく、デフォルトの量子化マトリックスまたは符号化された量子化マトリックスに基づいてカレントブロックの量子化に用いる量子化マトリックスを生成してもよい。 There are two methods for using a quantization matrix: one is to use a quantization matrix that is set directly on the encoding device 100 side, and the other is to use a default quantization matrix (default matrix). By directly setting a quantization matrix on the encoding device 100 side, it is possible to set a quantization matrix that suits the characteristics of the image. However, this has the disadvantage that the amount of code increases when the quantization matrix is encoded. Note that instead of using the default quantization matrix or an encoded quantization matrix as is, a quantization matrix to be used for quantizing the current block may be generated based on the default quantization matrix or an encoded quantization matrix.
一方、量子化マトリックスを使用せず、高域成分の係数も低域成分の係数も同じように量子化する方法もある。なお、この方法は、係数が全て同じ値である量子化マトリックス(フラットなマトリックス)を用いる方法に等しい。 On the other hand, there is also a method that does not use a quantization matrix and quantizes the coefficients of both high-frequency and low-frequency components in the same way. Note that this method is equivalent to using a quantization matrix in which all coefficients have the same value (a flat matrix).
量子化マトリックスは、例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベルまたはCTUレベルで符号化されてもよい。 Quantization matrices may be coded, for example, at the sequence level, picture level, slice level, brick level, or CTU level.
量子化部108は、量子化マトリックスを用いる場合には、例えば、変換係数毎に、量子化パラメータなどから求まる量子化幅などを、量子化マトリックスの値を用いてスケーリングする。量子化マトリックスを用いずに行う量子化処理とは、量子化パラメータなどから求まる量子化幅に基づいて変換係数を量子化する処理であってもよい。なお、量子化マトリックスを用いずに行う量子化処理において、量子化幅に対して、ブロック内の全変換係数に対して共通となる所定の値を乗算してもよい。 When using a quantization matrix, the quantization unit 108 scales, for example, the quantization width calculated from the quantization parameter for each transform coefficient using the value of the quantization matrix. Quantization processing performed without using a quantization matrix may be processing in which the transform coefficients are quantized based on the quantization width calculated from the quantization parameter. Note that in quantization processing performed without using a quantization matrix, the quantization width may be multiplied by a predetermined value that is common to all transform coefficients in the block.
図18は、量子化部108の構成の一例を示すブロック図である。 Figure 18 is a block diagram showing an example of the configuration of the quantization unit 108.
量子化部108は、例えば、差分量子化パラメータ生成部108aと、予測量子化パラメータ生成部108bと、量子化パラメータ生成部108cと、量子化パラメータ記憶部108dと、量子化処理部108eとを備える。 The quantization unit 108 includes, for example, a differential quantization parameter generation unit 108a, a predicted quantization parameter generation unit 108b, a quantization parameter generation unit 108c, a quantization parameter storage unit 108d, and a quantization processing unit 108e.
図19は、量子化部108による量子化の一例を示すフローチャートである。 Figure 19 is a flowchart showing an example of quantization by the quantization unit 108.
一例として、量子化部108は、図19に示すフローチャートに基づいてCUごとに量子化を実施してもよい。具体的には、量子化パラメータ生成部108cは、量子化を行うか否かを判定する(ステップSv_1)。ここで、量子化を行うと判定すると(ステップSv_1のYes)、量子化パラメータ生成部108cは、カレントブロックの量子化パラメータを生成し(ステップSv_2)、その量子化パラメータを量子化パラメータ記憶部108dに格納する(ステップSv_3)。 As an example, the quantization unit 108 may perform quantization for each CU based on the flowchart shown in FIG. 19. Specifically, the quantization parameter generation unit 108c determines whether or not to perform quantization (step Sv_1). Here, if it is determined that quantization is to be performed (Yes in step Sv_1), the quantization parameter generation unit 108c generates a quantization parameter for the current block (step Sv_2) and stores the quantization parameter in the quantization parameter storage unit 108d (step Sv_3).
次に、量子化処理部108eは、ステップSv_2で生成された量子化パラメータを用いてカレントブロックの変換係数を量子化する(ステップSv_4)。そして、予測量子化パラメータ生成部108bは、カレントブロックとは異なる処理単位の量子化パラメータを量子化パラメータ記憶部108dから取得する(ステップSv_5)。予測量子化パラメータ生成部108bは、その取得した量子化パラメータに基づいて、カレントブロックの予測量子化パラメータを生成する(ステップSv_6)。差分量子化パラメータ生成部108aは、量子化パラメータ生成部108cによって生成された、カレントブロックの量子化パラメータと、予測量子化パラメータ生成部108bによって生成された、カレントブロックの予測量子化パラメータとの差分を算出する(ステップSv_7)。この差分の算出によって、差分量子化パラメータが生成される。差分量子化パラメータ生成部108aは、その差分量子化パラメータをエントロピー符号化部110に出力することによって、その差分量子化パラメータを符号化させる(ステップSv_8)。 Next, the quantization processing unit 108e quantizes the transform coefficients of the current block using the quantization parameter generated in step Sv_2 (step Sv_4). Then, the predicted quantization parameter generation unit 108b acquires a quantization parameter for a processing unit different from that of the current block from the quantization parameter storage unit 108d (step Sv_5). The predicted quantization parameter generation unit 108b generates a predicted quantization parameter for the current block based on the acquired quantization parameter (step Sv_6). The differential quantization parameter generation unit 108a calculates the difference between the quantization parameter for the current block generated by the quantization parameter generation unit 108c and the predicted quantization parameter for the current block generated by the predicted quantization parameter generation unit 108b (step Sv_7). A differential quantization parameter is generated by calculating this difference. The differential quantization parameter generation unit 108a outputs the differential quantization parameter to the entropy coding unit 110, causing the differential quantization parameter to be coded (step Sv_8).
なお、差分量子化パラメータは、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベルまたはCTUレベルで符号化されてもよい。また、量子化パラメータの初期値を、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベルまたはCTUレベルで符号化してもよい。このとき、量子化パラメータは量子化パラメータの初期値と差分量子化パラメータとを用いて生成されてもよい。 The differential quantization parameter may be coded at the sequence level, picture level, slice level, brick level, or CTU level. The initial value of the quantization parameter may also be coded at the sequence level, picture level, slice level, brick level, or CTU level. In this case, the quantization parameter may be generated using the initial value of the quantization parameter and the differential quantization parameter.
なお、量子化部108は、複数の量子化器を備えていてもよく、複数の量子化方法から選択した量子化方法を用いて変換係数を量子化するdependent quantizationを適用してもよい。 The quantization unit 108 may be equipped with multiple quantizers and may apply dependent quantization, which quantizes transform coefficients using a quantization method selected from multiple quantization methods.
[エントロピー符号化部]
図20は、エントロピー符号化部110の構成の一例を示すブロック図である。
[Entropy coding unit]
FIG. 20 is a block diagram showing an example of the configuration of the entropy coding unit 110.
エントロピー符号化部110は、量子化部108から入力された量子化係数と、予測パラメータ生成部130から入力された予測パラメータとに対してエントロピー符号化を行うことによってストリームを生成する。そのエントロピー符号化には、例えば、CABAC(Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding)が用いられる。具体的には、エントロピー符号化部110は、例えば、二値化部110aと、コンテキスト制御部110bと、二値算術符号化部110cとを備える。二値化部110aは、量子化係数および予測パラメータなどの多値信号を二値信号に変換する二値化を行う。二値化の方式には、例えば、Truncated Rice Binarization、Exponential Golomb codes、Fixed Length Binarizationなどがある。コンテキスト制御部110bは、シンタックス要素の特徴または周囲の状況に応じたコンテキスト値、すなわち二値信号の発生確率を導出する。このコンテキスト値の導出方法には、例えば、バイパス、シンタックス要素参照、上・左隣接ブロック参照、階層情報参照、および、その他などがある。二値算術符号化部110cは、その導出されたコンテキスト値を用いて二値化信号に対して算術符号化を行う。 The entropy coding unit 110 generates a stream by entropy coding the quantization coefficients input from the quantization unit 108 and the prediction parameters input from the prediction parameter generation unit 130. For this entropy coding, for example, CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding) is used. Specifically, the entropy coding unit 110 includes, for example, a binarization unit 110a, a context control unit 110b, and a binary arithmetic coding unit 110c. The binarization unit 110a performs binarization, converting multi-value signals such as the quantization coefficients and prediction parameters into binary signals. Examples of binarization methods include Truncated Rice Binarization, Exponential Golomb Codes, and Fixed Length Binarization. The context control unit 110b derives a context value, i.e., the probability of occurrence of a binary signal, based on the characteristics of the syntax element or the surrounding circumstances. Methods for deriving this context value include, for example, bypassing, referencing syntax elements, referencing upper and left adjacent blocks, referencing hierarchical information, and others. The binary arithmetic coding unit 110c performs arithmetic coding on the binarized signal using the derived context value.
図21は、エントロピー符号化部110におけるCABACの流れを示す図である。 Figure 21 shows the flow of CABAC in the entropy coding unit 110.
まず、エントロピー符号化部110におけるCABACでは、初期化が行われる。この初期化では、二値算術符号化部110cにおける初期化と、初期コンテキスト値の設定とが行われる。そして、二値化部110aおよび二値算術符号化部110cは、例えばCTUの複数の量子化係数のそれぞれに対して順に、二値化と算術符号化とを実行する。このとき、コンテキスト制御部110bは、算術符号化が行われるたびにコンテキスト値の更新を行う。そして、コンテキスト制御部110bは、後処理として、コンテキスト値を退避させる。この退避されたコンテキスト値は、例えば次のCTUに対するコンテキスト値の初期値のために用いられる。 First, initialization is performed in the CABAC in the entropy coding unit 110. This initialization involves initialization of the binary arithmetic coding unit 110c and setting of initial context values. Then, the binarization unit 110a and the binary arithmetic coding unit 110c perform binarization and arithmetic coding, for example, sequentially on each of the multiple quantized coefficients of a CTU. At this time, the context control unit 110b updates the context values each time arithmetic coding is performed. Then, as post-processing, the context control unit 110b saves the context values. This saved context value is used, for example, as the initial context value for the next CTU.
[逆量子化部]
逆量子化部112は、量子化部108から入力された量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部112は、カレントブロックの量子化係数を所定の走査順序で逆量子化する。そして、逆量子化部112は、カレントブロックの逆量子化された変換係数を逆変換部114に出力する。
[Dequantization section]
The inverse quantization unit 112 inverse quantizes the quantized coefficients input from the quantization unit 108. Specifically, the inverse quantization unit 112 inverse quantizes the quantized coefficients of the current block in a predetermined scanning order. The inverse quantization unit 112 then outputs the inverse quantized transform coefficients of the current block to the inverse transform unit 114.
[逆変換部]
逆変換部114は、逆量子化部112から入力された変換係数を逆変換することにより予測残差を復元する。具体的には、逆変換部114は、変換係数に対して、変換部106による変換に対応する逆変換を行うことにより、カレントブロックの予測残差を復元する。そして、逆変換部114は、復元された予測残差を加算部116に出力する。
[Inverse conversion section]
The inverse transform unit 114 reconstructs the prediction residual by inverse transforming the transform coefficients input from the inverse quantization unit 112. Specifically, the inverse transform unit 114 reconstructs the prediction residual of the current block by performing an inverse transform on the transform coefficients corresponding to the transform performed by the transform unit 106. Then, the inverse transform unit 114 outputs the reconstructed prediction residual to the adder 116.
なお、復元された予測残差は、通常、量子化により情報が失われているので、減算部104が算出した予測誤差と一致しない。すなわち、復元された予測残差には、通常、量子化誤差が含まれている。 Note that the restored prediction residual usually does not match the prediction error calculated by the subtraction unit 104 because information is lost due to quantization. In other words, the restored prediction residual usually contains quantization error.
[加算部]
加算部116は、逆変換部114から入力された予測残差と予測制御部128から入力された予測画像とを加算することによりカレントブロックを再構成する。その結果、再構成画像が生成される。そして、加算部116は、再構成画像をブロックメモリ118およびループフィルタ部120に出力する。
[Adder]
The adder 116 reconstructs the current block by adding the prediction residual input from the inverse transformer 114 and the predicted image input from the prediction control unit 128. As a result, a reconstructed image is generated. The adder 116 then outputs the reconstructed image to the block memory 118 and the loop filter unit 120.
[ブロックメモリ]
ブロックメモリ118は、例えば、イントラ予測で参照されるブロックであってカレントピクチャ内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ118は、加算部116から出力された再構成画像を格納する。
[Block memory]
The block memory 118 is a storage unit for storing, for example, blocks in the current picture that are referenced in intra prediction. Specifically, the block memory 118 stores the reconstructed image output from the adder 116.
[フレームメモリ]
フレームメモリ122は、例えば、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ122は、ループフィルタ部120によってフィルタされた再構成画像を格納する。
[Frame memory]
The frame memory 122 is a storage unit for storing, for example, reference pictures used in inter prediction, and is sometimes called a frame buffer. Specifically, the frame memory 122 stores the reconstructed image filtered by the loop filter unit 120.
[ループフィルタ部]
ループフィルタ部120は、加算部116から出力される再構成画像にループフィルタ処理を施し、そのフィルタ処理された再構成画像をフレームメモリ122に出力する。ループフィルタとは、符号化ループ内で用いられるフィルタ(インループフィルタ)であり、例えば、アダプティブループフィルタ(ALF)、デブロッキング・フィルタ(DFまたはDBF)、およびサンプルアダプティブオフセット(SAO)などを含む。
[Loop filter section]
The loop filter unit 120 performs loop filtering on the reconstructed image output from the adder 116, and outputs the filtered reconstructed image to the frame memory 122. The loop filter is a filter (in-loop filter) used within the encoding loop, and includes, for example, an adaptive loop filter (ALF), a deblocking filter (DF or DBF), and a sample adaptive offset (SAO).
図22は、ループフィルタ部120の構成の一例を示すブロック図である。 Figure 22 is a block diagram showing an example of the configuration of the loop filter unit 120.
ループフィルタ部120は、例えば図22に示すように、デブロッキング・フィルタ処理部120aと、SAO処理部120bと、ALF処理部120cとを備える。デブロッキング・フィルタ処理部120aは、再構成画像に対して上述のデブロッキング・フィルタ処理を施す。SAO処理部120bは、デブロッキング・フィルタ処理後の再構成画像に対して上述のSAO処理を施す。また、ALF処理部120cは、SAO処理後の再構成画像に対して上述のALF処理を適用する。ALFおよびデブロッキング・フィルタの詳細については、後述する。SAO処理は、リンギング(エッジ周辺で画素値が波打つように歪む現象)の低減と、画素値のずれの補正とによって、画質を改善する処理である。このSAO処理には、例えば、エッジ・オフセット処理およびバンド・オフセット処理などがある。なお、ループフィルタ部120は、図22に開示した全ての処理部を備えていなくてもよく、一部の処理部のみを備えていてもよい。また、ループフィルタ部120は、図22に開示した処理順とは異なる順番で上述の各処理を行う構成であってもよい。 As shown in FIG. 22, the loop filter unit 120 includes a deblocking filter processing unit 120a, an SAO processing unit 120b, and an ALF processing unit 120c. The deblocking filter processing unit 120a performs the deblocking filter processing described above on the reconstructed image. The SAO processing unit 120b performs the SAO processing described above on the reconstructed image after the deblocking filter processing. The ALF processing unit 120c applies the ALF processing described above to the reconstructed image after the SAO processing. Details of the ALF and deblocking filter will be described later. The SAO processing improves image quality by reducing ringing (a phenomenon in which pixel values around edges appear wavy) and correcting pixel value deviations. Examples of this SAO processing include edge offset processing and band offset processing. Note that the loop filter unit 120 does not need to include all of the processing units disclosed in FIG. 22, and may include only some of the processing units. Furthermore, the loop filter unit 120 may be configured to perform the above-described processes in an order different from the processing order disclosed in FIG. 22.
[ループフィルタ部 > アダプティブループフィルタ]
ALFでは、符号化歪みを除去するための最小二乗誤差フィルタが適用され、例えばカレントブロック内の2x2画素のサブブロックごとに、局所的な勾配(gradient)の方向および活性度(activity)に基づいて複数のフィルタの中から選択された1つのフィルタが適用される。
[Loop filter section > Adaptive loop filter]
In ALF, a least squared error filter is applied to remove coding artifacts, for example, for each 2x2 pixel sub-block in the current block, one filter selected from among multiple filters based on local gradient direction and activity is applied.
具体的には、まず、サブブロック(例えば2x2画素のサブブロック)が複数のクラス(例えば15または25クラス)に分類される。サブブロックの分類は、例えば、勾配の方向および活性度に基づいて行われる。具体的な例では、勾配の方向値D(例えば0~2または0~4)と勾配の活性値A(例えば0~4)とを用いて分類値C(例えばC=5D+A)が算出される。そして、分類値Cに基づいて、サブブロックが複数のクラスに分類される。 Specifically, first, subblocks (e.g., 2x2 pixel subblocks) are classified into multiple classes (e.g., 15 or 25 classes). Subblocks are classified, for example, based on the gradient direction and activity. In a specific example, a classification value C (e.g., C = 5D + A) is calculated using the gradient direction value D (e.g., 0 to 2 or 0 to 4) and the gradient activity value A (e.g., 0 to 4). Then, the subblocks are classified into multiple classes based on the classification value C.
勾配の方向値Dは、例えば、複数の方向(例えば水平、垂直および2つの対角方向)の勾配を比較することにより導出される。また、勾配の活性値Aは、例えば、複数の方向の勾配を加算し、加算結果を量子化することにより導出される。 The gradient direction value D is derived, for example, by comparing gradients in multiple directions (e.g., horizontal, vertical, and two diagonal directions). The gradient activity value A is derived, for example, by adding gradients in multiple directions and quantizing the result.
このような分類の結果に基づいて、複数のフィルタの中からサブブロックのためのフィルタが決定される。 Based on the results of this classification, a filter for the subblock is selected from multiple filters.
ALFで用いられるフィルタの形状としては例えば円対称形状が利用される。図23A~図23Cは、ALFで用いられるフィルタの形状の複数の例を示す図である。図23Aは、5x5ダイヤモンド形状フィルタを示し、図23Bは、7x7ダイヤモンド形状フィルタを示し、図23Cは、9x9ダイヤモンド形状フィルタを示す。フィルタの形状を示す情報は、通常、ピクチャレベルで信号化される。なお、フィルタの形状を示す情報の信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル(例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、ブリックレベル、CTUレベルまたはCUレベル)であってもよい。 The filter shape used in ALF is, for example, a circularly symmetrical shape. Figures 23A to 23C are diagrams showing several examples of filter shapes used in ALF. Figure 23A shows a 5x5 diamond-shaped filter, Figure 23B shows a 7x7 diamond-shaped filter, and Figure 23C shows a 9x9 diamond-shaped filter. Information indicating the filter shape is typically signaled at the picture level. Note that signaling of information indicating the filter shape does not need to be limited to the picture level, and may also be at other levels (e.g., sequence level, slice level, brick level, CTU level, or CU level).
ALFのオン/オフは、例えば、ピクチャレベルまたはCUレベルで決定されてもよい。例えば、輝度についてはCUレベルでALFを適用するか否かが決定されてもよく、色差についてはピクチャレベルでALFを適用するか否かが決定されてもよい。ALFのオン/オフを示す情報は、通常、ピクチャレベルまたはCUレベルで信号化される。なお、ALFのオン/オフを示す情報の信号化は、ピクチャレベルまたはCUレベルに限定される必要はなく、他のレベル(例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、ブリックレベルまたはCTUレベル)であってもよい。 Whether ALF is on or off may be determined, for example, at the picture level or CU level. For example, whether or not to apply ALF for luminance may be determined at the CU level, and whether or not to apply ALF for chrominance may be determined at the picture level. Information indicating whether ALF is on or off is typically signaled at the picture level or CU level. Note that signaling of information indicating whether ALF is on or off does not need to be limited to the picture level or CU level, and may also be at other levels (for example, the sequence level, slice level, brick level, or CTU level).
また、上述のように、複数のフィルタの中から1つのフィルタが選択されてサブブロックにALF処理が施される。その複数のフィルタ(例えば15または25までのフィルタ)のそれぞれについて、そのフィルタに用いられる複数の係数からなる係数セットは、通常、ピクチャレベルで信号化される。なお、係数セットの信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル(例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、ブリックレベル、CTUレベル、CUレベルまたはサブブロックレベル)であってもよい。 Also, as described above, one filter is selected from multiple filters to perform ALF processing on a subblock. For each of the multiple filters (e.g., up to 15 or 25 filters), a coefficient set consisting of multiple coefficients used in that filter is typically signaled at the picture level. Note that signaling of the coefficient set does not need to be limited to the picture level, and may also be at other levels (e.g., sequence level, slice level, brick level, CTU level, CU level, or subblock level).
[ループフィルタ > クロスコンポーネントアダプティブループフィルタ(Cross Component Adaptive Loop Filter)]
図23Dは、Yサンプル(第1成分)がCbのCCALFおよびCrのCCALF(第1成分とは異なる複数の成分)に使用される例を示す図である。図23Eは、ダイヤモンド形状フィルタを示す図である。
[Loop Filter > Cross Component Adaptive Loop Filter]
Fig. 23D shows an example where a Y sample (first component) is used for the Cb CCALF and the Cr CCALF (multiple components different from the first component), and Fig. 23E shows a diamond-shaped filter.
CC-ALFの1つの例は、線形のダイヤモンド形フィルタ(図23D、図23E)を各色差コンポーネントの輝度チャネルに適用することによって動作する。例えば、フィルタ係数はAPSで送信され、2^10のファクターでスケーリングされ、固定小数点表現のために丸められる。フィルタの適用は、可変ブロックサイズで制御され、サンプルのブロックごとに受信されるコンテキスト符号化済みのフラグで通知される。ブロックサイズとCC-ALF有効化フラグは、各色差コンポーネントのスライスレベルで受信される。CC-ALFのシンタックスとセマンティクスは、Appendixにおいて提供される。寄書では、(色差サンプルにおいて)16x16、32x32、64x64、128x128のブロックサイズがサポートされている。 One example of CC-ALF operates by applying a linear diamond-shaped filter (Figures 23D and 23E) to the luma channel of each chroma component. For example, the filter coefficients are transmitted in APS, scaled by a factor of 2^10, and rounded to a fixed-point representation. The application of the filter is controlled by variable block sizes and signaled by context-coded flags received for each block of samples. The block size and CC-ALF enable flag are received at the slice level for each chroma component. The syntax and semantics of CC-ALF are provided in the Appendix. Contributions support block sizes of 16x16, 32x32, 64x64, and 128x128 (for chroma samples).
[ループフィルタ > 結合色差クロスコンポーネントアダプティブループフィルタ(Joint Chroma Cross Component Adaptive Loop Filter)]
図23Fは、JC-CCALFの例を示す図である。図23Gは、JC-CCALFのweight_index候補の例を示す図である。
[Loop Filter > Joint Chroma Cross Component Adaptive Loop Filter]
Fig. 23F is a diagram showing an example of JC-CCALF, and Fig. 23G is a diagram showing an example of weight_index candidates of JC-CCALF.
JC-CCALFの1つの例は、1つのCCALFフィルタのみを使用して、1つの色成分のみの色差調整信号として1つのCCALFフィルタ出力を生成し、同じ色差調整信号の適切に重み付けされたバージョンを他の色成分に適用する。このようにして、既存のCCALFの複雑さがおおよそ半分になる。 One example of JC-CCALF uses only one CCALF filter to generate a single CCALF filter output as a color difference adjustment signal for only one color component, and applies an appropriately weighted version of the same color difference adjustment signal to the other color component. In this way, the complexity of existing CCALFs is roughly halved.
重み値は、符号(sign)フラグ及び重みインデックスへ符号化される。重みインデックス(weight_indexと示す)は、3ビットに符号化され、JC-CCALFウェイトJcCcWeightの大きさを指定する。0と同じにすることはできない。JcCcWeightの大きさは次のように決定される。 The weight value is coded into a sign flag and a weight index. The weight index (denoted weight_index) is coded into 3 bits and specifies the magnitude of the JC-CCALF weight JcCcWeight. It cannot be equal to 0. The magnitude of JcCcWeight is determined as follows:
・weight_indexが4以下の場合、JcCcWeightはweight_index>>2と等しい。 -If weight_index is 4 or less, JcCcWeight is equal to weight_index >> 2.
・それ以外の場合、JcCcWeightは4/(weight_index-4)に等しい。 - Otherwise, JcCcWeight is equal to 4/(weight_index-4).
Cb及びCrのALFフィルタリングのブロックレベルのオン/オフ制御は別々である。これは、CCALFと同じであり、ブロックレベルのオン/オフ制御フラグの2つの個別のセットが符号化される。ここでは、CCALFとは異なり、Cb、Crのオン/オフ制御ブロックサイズは同じであるため、1つのブロックサイズ変数のみが符号化される。 There are separate block-level on/off controls for Cb and Cr ALF filtering. This is the same as CCALF, where two separate sets of block-level on/off control flags are coded. Here, unlike CCALF, the Cb and Cr on/off control block sizes are the same, so only one block size variable is coded.
[ループフィルタ部 > デブロッキング・フィルタ]
デブロッキング・フィルタ処理では、ループフィルタ部120は、再構成画像のブロック境界にフィルタ処理を行うことによって、そのブロック境界に生じる歪みを減少させる。
[Loop filter section > Deblocking filter]
In the deblocking filtering process, the loop filter unit 120 reduces distortion occurring at the block boundaries of the reconstructed image by filtering the block boundaries.
図24は、デブロッキング・フィルタ処理部120aの詳細な構成の一例を示すブロック図である。 Figure 24 is a block diagram showing an example of the detailed configuration of the deblocking filter processing unit 120a.
デブロッキング・フィルタ処理部120aは、例えば、境界判定部1201と、フィルタ判定部1203と、フィルタ処理部1205と、処理判定部1208と、フィルタ特性決定部1207と、スイッチ1202、1204および1206とを備える。 The deblocking filter processing unit 120a includes, for example, a boundary determination unit 1201, a filter determination unit 1203, a filter processing unit 1205, a processing determination unit 1208, a filter characteristics determination unit 1207, and switches 1202, 1204, and 1206.
境界判定部1201は、デブロッキング・フィルタ処理される画素(すなわち対象画素)がブロック境界付近に存在しているか否かを判定する。そして、境界判定部1201は、その判定結果をスイッチ1202および処理判定部1208に出力する。 The boundary determination unit 1201 determines whether the pixel to be deblocking filtered (i.e., the target pixel) is located near a block boundary. The boundary determination unit 1201 then outputs the determination result to the switch 1202 and the processing determination unit 1208.
スイッチ1202は、対象画素がブロック境界付近に存在していると境界判定部1201によって判定された場合には、フィルタ処理前の画像を、スイッチ1204に出力する。逆に、スイッチ1202は、境界判定部1201によって対象画素がブロック境界付近に存在していないと判定された場合には、フィルタ処理前の画像をスイッチ1206に出力する。なお、フィルタ処理前の画像は、対象画素と、その対象画素の周辺にある少なくとも1つの周辺画素からなる画像である。 If the boundary determination unit 1201 determines that the target pixel is located near a block boundary, the switch 1202 outputs the image before filtering to the switch 1204. Conversely, if the boundary determination unit 1201 determines that the target pixel is not located near a block boundary, the switch 1202 outputs the image before filtering to the switch 1206. Note that the image before filtering is an image consisting of the target pixel and at least one surrounding pixel located around the target pixel.
フィルタ判定部1203は、対象画素の周辺にある少なくとも1つの周辺画素の画素値に基づいて、対象画素に対してデブロッキング・フィルタ処理を行うか否かを判定する。そして、フィルタ判定部1203は、その判定結果をスイッチ1204および処理判定部1208に出力する。 The filter determination unit 1203 determines whether or not to perform deblocking filtering on the target pixel based on the pixel value of at least one surrounding pixel around the target pixel. The filter determination unit 1203 then outputs the result of this determination to the switch 1204 and the processing determination unit 1208.
スイッチ1204は、対象画素にデブロッキング・フィルタ処理を行うとフィルタ判定部1203によって判定された場合には、スイッチ1202を介して取得したフィルタ処理前の画像を、フィルタ処理部1205に出力する。逆に、スイッチ1204は、対象画素にデブロッキング・フィルタ処理を行わないとフィルタ判定部1203によって判定された場合には、スイッチ1202を介して取得したフィルタ処理前の画像をスイッチ1206に出力する。 When the filter determination unit 1203 determines that deblocking filtering is to be performed on the target pixel, the switch 1204 outputs the pre-filtering image acquired via the switch 1202 to the filter processing unit 1205. Conversely, when the filter determination unit 1203 determines that deblocking filtering is not to be performed on the target pixel, the switch 1204 outputs the pre-filtering image acquired via the switch 1202 to the switch 1206.
フィルタ処理部1205は、スイッチ1202および1204を介してフィルタ処理前の画像を取得した場合には、フィルタ特性決定部1207によって決定されたフィルタ特性を有するデブロッキング・フィルタ処理を、対象画素に対して実行する。そして、フィルタ処理部1205は、そのフィルタ処理後の画素をスイッチ1206に出力する。 When the filter processing unit 1205 acquires the pre-filtered image via the switches 1202 and 1204, it performs deblocking filtering on the target pixel using the filter characteristics determined by the filter characteristics determination unit 1207. The filter processing unit 1205 then outputs the filtered pixel to the switch 1206.
スイッチ1206は、処理判定部1208による制御に応じて、デブロッキング・フィルタ処理されていない画素と、フィルタ処理部1205によってデブロッキング・フィルタ処理された画素とを選択的に出力する。 The switch 1206 selectively outputs pixels that have not been deblocking filtered and pixels that have been deblocking filtered by the filter processing unit 1205, depending on the control of the processing determination unit 1208.
処理判定部1208は、境界判定部1201およびフィルタ判定部1203のそれぞれの判定結果に基づいて、スイッチ1206を制御する。つまり、処理判定部1208は、対象画素がブロック境界付近に存在していると境界判定部1201によって判定され、かつ、対象画素にデブロッキング・フィルタ処理を行うとフィルタ判定部1203によって判定された場合には、デブロッキング・フィルタ処理された画素をスイッチ1206から出力させる。また、上述の場合以外では、処理判定部1208は、デブロッキング・フィルタ処理されていない画素をスイッチ1206から出力させる。このような画素の出力が繰り返し行われることによって、フィルタ処理後の画像がスイッチ1206から出力される。なお、図24に示す構成は、デブロッキング・フィルタ処理部120aにおける構成の一例であって、デブロッキング・フィルタ処理部120aは、その他の構成を有していてもよい。 The processing determination unit 1208 controls the switch 1206 based on the determination results of the boundary determination unit 1201 and the filter determination unit 1203. That is, if the boundary determination unit 1201 determines that the target pixel is located near a block boundary and the filter determination unit 1203 determines that deblocking filtering should be performed on the target pixel, the processing determination unit 1208 causes the switch 1206 to output a pixel that has been deblocking filtered. In cases other than those described above, the processing determination unit 1208 causes the switch 1206 to output a pixel that has not been deblocking filtered. By repeatedly outputting pixels in this manner, the filtered image is output from the switch 1206. Note that the configuration shown in FIG. 24 is an example of the configuration of the deblocking filtering unit 120a, and the deblocking filtering unit 120a may have other configurations.
図25は、ブロック境界に対して対称なフィルタ特性を有するデブロッキング・フィルタの例を示す図である。 Figure 25 shows an example of a deblocking filter with filter characteristics that are symmetric with respect to block boundaries.
デブロッキング・フィルタ処理では、例えば、画素値と量子化パラメータを用いて、特性の異なる2つのデブロッキング・フィルタ、すなわちストロングフィルタおよびウィークフィルタのうちの何れか1つが選択される。ストロングフィルタでは、図25に示すように、ブロック境界を挟んで画素p0~p2と、画素q0~q2とが存在する場合、画素q0~q2のそれぞれの画素値は、以下の式に示す演算を行うことによって、画素値q’0~q’2に変更される。 In deblocking filtering, for example, pixel values and quantization parameters are used to select one of two deblocking filters with different characteristics: a strong filter and a weak filter. In the strong filter, as shown in Figure 25, when pixels p0-p2 and pixels q0-q2 exist on either side of a block boundary, the pixel values of pixels q0-q2 are changed to pixel values q'0-q'2 by performing the calculation shown in the following formula:
q’0=(p1+2×p0+2×q0+2×q1+q2+4)/8
q’1=(p0+q0+q1+q2+2)/4
q’2=(p0+q0+q1+3×q2+2×q3+4)/8
q'0=(p1+2×p0+2×q0+2×q1+q2+4)/8
q'1=(p0+q0+q1+q2+2)/4
q'2=(p0+q0+q1+3×q2+2×q3+4)/8
なお、上述の式において、p0~p2およびq0~q2は、画素p0~p2および画素q0~q2のそれぞれの画素値である。また、q3は、画素q2にブロック境界と反対側に隣接する画素q3の画素値である。また、上述の各式の右辺において、デブロッキング・フィルタ処理に用いられる各画素の画素値に乗算される係数が、フィルタ係数である。 In the above equations, p0 to p2 and q0 to q2 are the pixel values of pixels p0 to p2 and q0 to q2, respectively. q3 is the pixel value of pixel q3, which is adjacent to pixel q2 on the opposite side of the block boundary. On the right-hand side of each of the above equations, the coefficients used in the deblocking filter process by which the pixel values of each pixel are multiplied are the filter coefficients.
さらに、デブロッキング・フィルタ処理では、演算後の画素値が閾値を超えて変化しないように、クリップ処理が行われてもよい。このクリップ処理では、上述の式による演算後の画素値は、量子化パラメータから決定される閾値を用いて、「演算前の画素値±2×閾値」にクリップされる。これにより、過度な平滑化を防ぐことができる。 Furthermore, in the deblocking filter process, clipping may be performed to prevent the pixel value after calculation from changing beyond a threshold. In this clipping process, the pixel value after calculation using the above formula is clipped to "the pixel value before calculation ±2 × threshold" using a threshold determined from the quantization parameter. This prevents excessive smoothing.
図26は、デブロッキング・フィルタ処理が行われるブロック境界の一例を説明するための図である。図27は、BS値の一例を示す図である。 Figure 26 is a diagram illustrating an example of a block boundary where deblocking filtering is performed. Figure 27 is a diagram illustrating an example of a BS value.
デブロッキング・フィルタ処理が行われるブロック境界は、例えば、図26で示すような8×8画素のブロックのCU、PUまたはTUの境界である。デブロッキング・フィルタ処理は、例えば、4行または4列を単位に行われる。まず、図26に示すブロックPおよびブロックQに対して、図27のようにBs(Boundary Strength)値が決定される。 The block boundaries on which deblocking filtering is performed are, for example, the boundaries of CU, PU, or TU in 8x8 pixel blocks as shown in Figure 26. Deblocking filtering is performed, for example, in units of four rows or four columns. First, the Bs (Boundary Strength) values are determined for blocks P and Q shown in Figure 26, as shown in Figure 27.
図27のBs値にしたがい、同一の画像に属するブロック境界であっても、異なる強さのデブロッキング・フィルタ処理を行うか否かが決定されてもよい。色差信号に対するデブロッキング・フィルタ処理は、Bs値が2の場合に行われる。輝度信号に対するデブロッキング・フィルタ処理は、Bs値が1以上であって、所定の条件が満たされた場合に行われる。なお、Bs値の判定条件は図27に示したものに限定されず、他のパラメータに基づいて決定されてもよい。 Depending on the Bs value in Figure 27, it may be determined whether to perform deblocking filter processing of different strengths even on block boundaries belonging to the same image. Deblocking filter processing on color difference signals is performed when the Bs value is 2. Deblocking filter processing on luminance signals is performed when the Bs value is 1 or greater and certain conditions are met. Note that the conditions for determining the Bs value are not limited to those shown in Figure 27, and may be determined based on other parameters.
[予測部(イントラ予測部・インター予測部・予測制御部)]
図28は、符号化装置100の予測部で行われる処理の一例を示すフローチャートである。なお、一例として予測部は、イントラ予測部124、インター予測部126、および予測制御部128の全てまたは一部の構成要素からなる。予測処理部は、例えばイントラ予測部124およびインター予測部126を含む。
[Prediction unit (intra prediction unit, inter prediction unit, prediction control unit)]
28 is a flowchart showing an example of processing performed by the prediction unit of the encoding device 100. Note that, as an example, the prediction unit is made up of all or some of the components of the intra prediction unit 124, the inter prediction unit 126, and the prediction control unit 128. The prediction processing unit includes, for example, the intra prediction unit 124 and the inter prediction unit 126.
予測部は、カレントブロックの予測画像を生成する(ステップSb_1)。なお、予測画像には、例えばイントラ予測画像(イントラ予測信号)またはインター予測画像(インター予測信号)がある。具体的には、予測部は、他のブロックに対する予測画像の生成、予測残差の生成、量子化係数の生成、予測残差の復元、および予測画像の加算が行われることによって既に得られている再構成画像を用いて、カレントブロックの予測画像を生成する。 The prediction unit generates a predicted image of the current block (step Sb_1). The predicted image may be, for example, an intra-predicted image (intra-predicted signal) or an inter-predicted image (inter-predicted signal). Specifically, the prediction unit generates the predicted image of the current block using a reconstructed image that has already been obtained by generating predicted images for other blocks, generating prediction residuals, generating quantization coefficients, restoring the prediction residuals, and adding the predicted images.
再構成画像は、例えば、参照ピクチャの画像であってもよいし、カレントブロックを含むピクチャであるカレントピクチャ内の符号化済みのブロック(すなわち、上述の他のブロック)の画像であってもよい。カレントピクチャ内の符号化済みのブロックは、例えばカレントブロックの隣接ブロックである。 The reconstructed image may be, for example, an image of a reference picture, or an image of an already coded block (i.e., the other block mentioned above) in the current picture, which is a picture that includes the current block. The already coded block in the current picture is, for example, a neighboring block of the current block.
図29は、符号化装置100の予測部で行われる処理の他の例を示すフローチャートである。 Figure 29 is a flowchart showing another example of processing performed by the prediction unit of the encoding device 100.
予測部は、第1の方式で予測画像を生成し(ステップSc_1a)、第2の方式で予測画像を生成し(ステップSc_1b)、第3の方式で予測画像を生成する(ステップSc_1c)。第1の方式、第2の方式、および第3の方式は、予測画像を生成するための互いに異なる方式であって、それぞれ例えば、インター予測方式、イントラ予測方式、および、それら以外の予測方式であってもよい。これらの予測方式では、上述の再構成画像を用いてもよい。 The prediction unit generates a predicted image using a first method (step Sc_1a), a second method (step Sc_1b), and a third method (step Sc_1c). The first, second, and third methods are different methods for generating predicted images and may be, for example, an inter-prediction method, an intra-prediction method, or another prediction method. These prediction methods may use the reconstructed image described above.
次に、予測部は、ステップSc_1a、Sc_1b、およびSc_1cのそれぞれで生成された予測画像を評価する(ステップSc_2)。例えば、予測部は、ステップSc_1a、Sc_1b、およびSc_1cのそれぞれで生成された予測画像に対してコストCを算出し、それらの予測画像のコストCを比較することによって、それらの予測画像を評価する。なお、コストCは、R-D最適化モデルの式、例えば、C=D+λ×Rによって算出される。この式において、Dは、予測画像の符号化歪であって、例えば、カレントブロックの画素値と予測画像の画素値との差分絶対値和などによって表される。また、Rは、ストリームのビットレートである。また、λは、例えばラグランジュの未定乗数である。 Next, the prediction unit evaluates the predicted images generated in steps Sc_1a, Sc_1b, and Sc_1c (step Sc_2). For example, the prediction unit calculates a cost C for each predicted image generated in steps Sc_1a, Sc_1b, and Sc_1c, and evaluates the predicted images by comparing the costs C of these predicted images. Note that the cost C is calculated using an R-D optimization model formula, for example, C = D + λ × R. In this formula, D is the coding distortion of the predicted image and is expressed, for example, by the sum of absolute differences between pixel values of the current block and pixel values of the predicted image. Furthermore, R is the bit rate of the stream. Furthermore, λ is, for example, Lagrange's undetermined multiplier.
次に、予測部は、ステップSc_1a、Sc_1b、およびSc_1cのそれぞれで生成された予測画像のうちの何れか1つを選択する(ステップSc_3)。つまり、予測部は、最終的な予測画像を得るための方式またはモードを選択する。例えば、予測部は、それらの予測画像に対して算出されたコストCに基づき、最も小さいコストCの予測画像を選択する。または、ステップSc_2の評価およびステップSc_3における予測画像の選択は、符号化の処理に用いられるパラメータに基づいて行われてもよい。符号化装置100は、その選択された予測画像、方式またはモードを特定するための情報をストリームに信号化してもよい。その情報は、例えばフラグなどであってもよい。これにより、復号装置200は、その情報に基づいて、符号化装置100において選択された方式またはモードにしたがって予測画像を生成することができる。なお、図29に示す例では、予測部は、各方式で予測画像を生成した後に、何れかの予測画像を選択する。しかし、予測部は、それらの予測画像を生成する前に、上述の符号化の処理に用いられるパラメータに基づいて、方式またはモードを選択し、その方式またはモードにしたがって予測画像を生成してもよい。 Next, the prediction unit selects one of the predicted images generated in steps Sc_1a, Sc_1b, and Sc_1c (step Sc_3). That is, the prediction unit selects a method or mode for obtaining a final predicted image. For example, the prediction unit selects the predicted image with the smallest cost C based on the costs C calculated for those predicted images. Alternatively, the evaluation in step Sc_2 and the selection of the predicted image in step Sc_3 may be performed based on parameters used in the encoding process. The encoding device 100 may signal information identifying the selected predicted image, method, or mode in the stream. This information may be, for example, a flag. This allows the decoding device 200 to generate a predicted image according to the method or mode selected by the encoding device 100 based on that information. Note that in the example shown in FIG. 29, the prediction unit generates predicted images using each method and then selects one of the predicted images. However, the prediction unit may select a method or mode based on parameters used in the encoding process before generating those predicted images, and then generate a predicted image according to that method or mode.
例えば、第1の方式および第2の方式は、それぞれイントラ予測およびインター予測であって、予測部は、これらの予測方式にしたがって生成される予測画像から、カレントブロックに対する最終的な予測画像を選択してもよい。 For example, the first and second methods may be intra prediction and inter prediction, respectively, and the prediction unit may select a final predicted image for the current block from predicted images generated according to these prediction methods.
図30は、符号化装置100の予測部で行われる処理の他の例を示すフローチャートである。 Figure 30 is a flowchart showing another example of processing performed by the prediction unit of the encoding device 100.
まず、予測部は、イントラ予測によって予測画像を生成し(ステップSd_1a)、インター予測によって予測画像を生成する(ステップSd_1b)。なお、イントラ予測によって生成された予測画像を、イントラ予測画像ともいい、インター予測によって生成された予測画像を、インター予測画像ともいう。 First, the prediction unit generates a predicted image by intra prediction (step Sd_1a), and then generates a predicted image by inter prediction (step Sd_1b). Note that a predicted image generated by intra prediction is also called an intra predicted image, and a predicted image generated by inter prediction is also called an inter predicted image.
次に、予測部は、イントラ予測画像およびインター予測画像のそれぞれを評価する(ステップSd_2)。この評価には、上述のコストCが用いられてもよい。そして、予測部は、イントラ予測画像およびインター予測画像から、最も小さいコストCが算出された予測画像を、カレントブロックの最終的な予測画像として選択してもよい(ステップSd_3)。つまり、カレントブロックの予測画像を生成するための予測方式またはモードが選択される。 Next, the prediction unit evaluates each of the intra-predicted image and the inter-predicted image (step Sd_2). The above-mentioned cost C may be used for this evaluation. The prediction unit may then select, from the intra-predicted image and the inter-predicted image, the predicted image for which the smallest cost C has been calculated as the final predicted image for the current block (step Sd_3). In other words, a prediction method or mode for generating a predicted image for the current block is selected.
[イントラ予測部]
イントラ予測部124は、ブロックメモリ118に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してカレントブロックのイントラ予測(画面内予測ともいう)を行うことで、カレントブロックの予測画像(すなわちイントラ予測画像)を生成する。具体的には、イントラ予測部124は、カレントブロックに隣接するブロックの画素値(例えば輝度値、色差値)を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測画像を生成し、イントラ予測画像を予測制御部128に出力する。
[Intra prediction unit]
The intra prediction unit 124 generates a predicted image (i.e., an intra predicted image) of the current block by performing intra prediction (also referred to as intra-screen prediction) of the current block with reference to blocks in the current picture stored in the block memory 118. Specifically, the intra prediction unit 124 generates the intra predicted image by performing intra prediction with reference to pixel values (e.g., luminance values, chrominance values) of blocks adjacent to the current block, and outputs the intra predicted image to the prediction control unit 128.
例えば、イントラ予測部124は、予め規定された複数のイントラ予測モードのうちの1つを用いてイントラ予測を行う。複数のイントラ予測モードは、通常、1つ以上の非方向性予測モードと、複数の方向性予測モードと、を含む。 For example, the intra prediction unit 124 performs intra prediction using one of a plurality of predefined intra prediction modes. The plurality of intra prediction modes typically includes one or more non-directional prediction modes and a plurality of directional prediction modes.
1つ以上の非方向性予測モードは、例えばH.265/HEVC規格で規定されたPlanar予測モードおよびDC予測モードを含む。 The one or more non-directional prediction modes include, for example, the planar prediction mode and DC prediction mode specified in the H.265/HEVC standard.
複数の方向性予測モードは、例えばH.265/HEVC規格で規定された33方向の予測モードを含む。なお、複数の方向性予測モードは、33方向に加えてさらに32方向の予測モード(合計で65個の方向性予測モード)を含んでもよい。図31は、イントラ予測における全67個のイントラ予測モード(2個の非方向性予測モードおよび65個の方向性予測モード)を示す図である。実線矢印は、H.265/HEVC規格で規定された33方向を表し、破線矢印は、追加された32方向を表す(2個の非方向性予測モードは図31には図示されていない)。 The multiple directional prediction modes include, for example, the 33 prediction modes specified in the H.265/HEVC standard. The multiple directional prediction modes may also include 32 prediction modes in addition to the 33 (a total of 65 directional prediction modes). Figure 31 shows all 67 intra prediction modes (2 non-directional prediction modes and 65 directional prediction modes) for intra prediction. The solid arrows represent the 33 directions specified in the H.265/HEVC standard, and the dashed arrows represent the additional 32 directions (the two non-directional prediction modes are not shown in Figure 31).
種々の実装例では、色差ブロックのイントラ予測において、輝度ブロックが参照されてもよい。つまり、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分が予測されてもよい。このようなイントラ予測は、CCLM(cross-component linear model)予測と呼ばれることがある。このような輝度ブロックを参照する色差ブロックのイントラ予測モード(例えばCCLMモードと呼ばれる)は、色差ブロックのイントラ予測モードの1つとして加えられてもよい。 In various implementations, a luma block may be referenced in intra prediction of a chroma block. That is, the chroma component of the current block may be predicted based on the luma component of the current block. This type of intra prediction is sometimes called CCLM (cross-component linear model) prediction. The intra prediction mode of a chroma block that references such a luma block (e.g., called CCLM mode) may be added as one of the intra prediction modes for the chroma block.
イントラ予測部124は、水平/垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正してもよい。このような補正をともなうイントラ予測は、PDPC(position dependent intra prediction combination)と呼ばれることがある。PDPCの適用の有無を示す情報(例えばPDPCフラグと呼ばれる)は、通常、CUレベルで信号化される。なお、この情報の信号化は、CUレベルに限定される必要はなく、他のレベル(例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベルまたはCTUレベル)であってもよい。 The intra prediction unit 124 may correct pixel values after intra prediction based on the gradients of reference pixels in the horizontal and vertical directions. Intra prediction involving such correction is sometimes called PDPC (position dependent intra prediction combination). Information indicating whether PDPC is applied (e.g., called a PDPC flag) is typically signaled at the CU level. Note that signaling of this information does not need to be limited to the CU level, and may also be at other levels (e.g., the sequence level, picture level, slice level, brick level, or CTU level).
図32は、イントラ予測部124による処理の一例を示すフローチャートである。 Figure 32 is a flowchart showing an example of processing by the intra prediction unit 124.
イントラ予測部124は、複数のイントラ予測モードから1つのイントラ予測モードを選択する(ステップSw_1)。そして、イントラ予測部124は、選択したイントラ予測モードにしたがって予測画像を生成する(ステップSw_2)。次に、イントラ予測部124は、MPM(Most Probable Modes)を決定する(ステップSw_3)。MPMは、例えば6つのイントラ予測モードからなる。その6つのイントラ予測モードのうちの2つのモードは、Planar予測モードおよびDC予測モードであってもよく、残りの4つのモードは、方向性予測モードであってもよい。そして、イントラ予測部124は、ステップSw_1で選択したイントラ予測モードがMPMに含まれるか否かを判定する(ステップSw_4)。 The intra prediction unit 124 selects one intra prediction mode from multiple intra prediction modes (step Sw_1). Then, the intra prediction unit 124 generates a predicted image according to the selected intra prediction mode (step Sw_2). Next, the intra prediction unit 124 determines the MPM (Most Probable Modes) (step Sw_3). The MPM consists of, for example, six intra prediction modes. Two of the six intra prediction modes may be planar prediction mode and DC prediction mode, and the remaining four modes may be directional prediction modes. Then, the intra prediction unit 124 determines whether the intra prediction mode selected in step Sw_1 is included in the MPM (step Sw_4).
ここで、選択したイントラ予測モードがMPMに含まれると判定すると(ステップSw_4のYes)、イントラ予測部124は、MPMフラグを1に設定し(ステップSw_5)、MPMのうち、選択したイントラ予測モードを示す情報を生成する(ステップSw_6)。なお、1に設定されたMPMフラグと、そのイントラ予測モードを示す情報とはそれぞれ、予測パラメータとしてエントロピー符号化部110によって符号化される。 Here, if it is determined that the selected intra prediction mode is included in the MPM (Yes in step Sw_4), the intra prediction unit 124 sets the MPM flag to 1 (step Sw_5) and generates information indicating the selected intra prediction mode from the MPM (step Sw_6). Note that the MPM flag set to 1 and the information indicating the intra prediction mode are each coded by the entropy coding unit 110 as prediction parameters.
一方、選択したイントラ予測モードがMPMに含まれないと判定すると(ステップSw_4のNo)、イントラ予測部124は、MPMフラグを0に設定する(ステップSw_7)。または、イントラ予測部124は、MPMフラグを設定しない。そして、イントラ予測部124は、MPMに含まれない1つ以上のイントラ予測モードのうち、選択したイントラ予測モードを示す情報を生成する(ステップSw_8)。なお、0に設定されたMPMフラグと、そのイントラ予測モードを示す情報とはそれぞれ、予測パラメータとしてエントロピー符号化部110によって符号化される。そのイントラ予測モードを示す情報は、例えば0~60のうちの何れかの値を示す。 On the other hand, if it is determined that the selected intra prediction mode is not included in the MPM (No in step Sw_4), the intra prediction unit 124 sets the MPM flag to 0 (step Sw_7). Alternatively, the intra prediction unit 124 does not set the MPM flag. Then, the intra prediction unit 124 generates information indicating the selected intra prediction mode from among one or more intra prediction modes not included in the MPM (step Sw_8). Note that the MPM flag set to 0 and the information indicating the intra prediction mode are each coded by the entropy coding unit 110 as prediction parameters. The information indicating the intra prediction mode indicates, for example, any value between 0 and 60.
[インター予測部]
インター予測部126は、フレームメモリ122に格納された参照ピクチャであってカレントピクチャとは異なる参照ピクチャを参照してカレントブロックのインター予測(画面間予測ともいう)を行うことで、予測画像(インター予測画像)を生成する。インター予測は、カレントブロックまたはカレントブロック内のカレントサブブロックの単位で行われる。サブブロックはブロックに含まれていて、ブロックより小さい単位である。サブブロックのサイズは、4x4画素であっても、8x8画素であっても、それ以外のサイズであってもよい。サブブロックのサイズは、スライス、ブリック、またはピクチャなどの単位で切り替えられてもよい。
[Inter prediction section]
The inter prediction unit 126 generates a predicted image (inter predicted image) by performing inter prediction (also called inter prediction) on the current block with reference to a reference picture stored in the frame memory 122 that is different from the current picture. Inter prediction is performed in units of the current block or a current sub-block within the current block. A sub-block is included in a block and is a smaller unit than a block. The size of a sub-block may be 4x4 pixels, 8x8 pixels, or another size. The size of a sub-block may be switched in units such as a slice, a brick, or a picture.
例えば、インター予測部126は、カレントブロックまたはカレントサブブロックについて参照ピクチャ内で動き探索(motion estimation)を行い、そのカレントブロックまたはカレントサブブロックに最も一致する参照ブロックまたはサブブロックを見つける。そして、インター予測部126は、参照ブロックまたはサブブロックからカレントブロックまたはサブブロックへの動きまたは変化を補償する動き情報(例えば動きベクトル)を取得する。インター予測部126は、その動き情報に基づいて、動き補償(または動き予測)を行い、カレントブロックまたはサブブロックのインター予測画像を生成する。インター予測部126は、生成されたインター予測画像を予測制御部128に出力する。 For example, the inter prediction unit 126 performs motion estimation within a reference picture for the current block or current sub-block to find a reference block or sub-block that best matches the current block or current sub-block. The inter prediction unit 126 then obtains motion information (e.g., a motion vector) that compensates for the motion or change from the reference block or sub-block to the current block or sub-block. The inter prediction unit 126 performs motion compensation (or motion prediction) based on the motion information to generate an inter prediction image for the current block or sub-block. The inter prediction unit 126 outputs the generated inter prediction image to the prediction control unit 128.
動き補償に用いられた動き情報は、多様な形態でインター予測画像として信号化されてもよい。例えば、動きベクトルが信号化されてもよい。他の例として、動きベクトルと予測動きベクトル(motion vector predictor)との差分が信号化されてもよい。 Motion information used for motion compensation may be signaled as an inter-predicted image in various forms. For example, a motion vector may be signaled. As another example, the difference between a motion vector and a motion vector predictor may be signaled.
[参照ピクチャリスト]
図33は、各参照ピクチャの一例を示す図であり、図34は、参照ピクチャリストの一例を示す概念図である。参照ピクチャリストは、フレームメモリ122に記憶されている1つ以上の参照ピクチャを示すリストである。なお、図33において、矩形はピクチャを示し、矢印はピクチャの参照関係を示し、横軸は時間を示し、矩形中のI、PおよびBは各々、イントラ予測ピクチャ、単予測ピクチャおよび双予測ピクチャを示し、矩形中の数字は復号順を示す。図33に示すように、各ピクチャの復号順は、I0、P1、B2、B3、B4であり、各ピクチャの表示順は、I0、B3、B2、B4、P1である。図34に示すように、参照ピクチャリストは、参照ピクチャの候補を表すリストであり、例えば1つのピクチャ(またはスライス)が1つ以上の参照ピクチャリストを有してもよい。例えば、カレントピクチャが、単予測ピクチャであれば1つの参照ピクチャリストを用い、カレントピクチャが双予測ピクチャであれば2つの参照ピクチャリストを用いる。図33および図34の例では、カレントピクチャcurrPicであるピクチャB3は、L0リストおよびL1リストの2つの参照ピクチャリストを持つ。カレントピクチャcurrPicがピクチャB3の場合、そのカレントピクチャcurrPicの参照ピクチャの候補は、I0、P1およびB2であり、各参照ピクチャリスト(すなわちL0リストおよびL1リスト)はこれらのピクチャを示す。インター予測部126または予測制御部128は、各参照ピクチャリスト中のどのピクチャを実際に参照するか否かを参照ピクチャインデックスrefIdxLxによって指定する。図34では、参照ピクチャインデックスrefIdxL0およびrefIdxL1により参照ピクチャP1およびB2が指定されている。
[Reference Picture List]
FIG. 33 is a diagram showing an example of each reference picture, and FIG. 34 is a conceptual diagram showing an example of a reference picture list. The reference picture list is a list indicating one or more reference pictures stored in the frame memory 122. In FIG. 33, rectangles indicate pictures, arrows indicate the reference relationships between pictures, the horizontal axis indicates time, I, P, and B in the rectangles indicate intra-predicted pictures, uni-predicted pictures, and bi-predicted pictures, respectively, and the numbers in the rectangles indicate the decoding order. As shown in FIG. 33, the decoding order of each picture is I0, P1, B2, B3, and B4, and the display order of each picture is I0, B3, B2, B4, and P1. As shown in FIG. 34, the reference picture list is a list indicating candidate reference pictures; for example, one picture (or slice) may have one or more reference picture lists. For example, if the current picture is a uni-predicted picture, one reference picture list is used, and if the current picture is a bi-predicted picture, two reference picture lists are used. In the examples of Figures 33 and 34, picture B3, which is the current picture currPic, has two reference picture lists: an L0 list and an L1 list. When the current picture currPic is picture B3, the reference picture candidates for the current picture currPic are I0, P1, and B2, and each reference picture list (i.e., the L0 list and the L1 list) indicates these pictures. The inter predictor 126 or the prediction control unit 128 specifies which picture in each reference picture list is actually referenced using the reference picture index refIdxLx. In Figure 34, reference pictures P1 and B2 are specified by reference picture indexes refIdxL0 and refIdxL1.
このような参照ピクチャリストを、シーケンス単位、ピクチャ単位、スライス単位、ブリック単位、CTU単位、またはCU単位で生成してもよい。また、参照ピクチャリストに示される参照ピクチャのうち、インター予測において参照される参照ピクチャを示す参照ピクチャインデックスを、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベル、CTUレベル、またはCUレベルで符号化してもよい。また、複数のインター予測モードにおいて、共通の参照ピクチャリストを用いてもよい。 Such a reference picture list may be generated on a sequence-by-sequence, picture-by-picture, slice-by-brick, CTU-by-CTU, or CU-by-CU basis. Furthermore, reference picture indices indicating reference pictures referenced in inter prediction among the reference pictures indicated in the reference picture list may be coded at the sequence level, picture level, slice level, brick level, CTU level, or CU level. Furthermore, a common reference picture list may be used in multiple inter prediction modes.
[インター予測の基本フロー]
図35は、インター予測の基本的な流れを示すフローチャートである。
[Basic flow of inter prediction]
FIG. 35 is a flowchart showing the basic flow of inter prediction.
インター予測部126は、まず、予測画像を生成する(ステップSe_1~Se_3)。次に、減算部104は、カレントブロックと予測画像との差分を予測残差として生成する(ステップSe_4)。 The inter prediction unit 126 first generates a predicted image (steps Se_1 to Se_3). Next, the subtraction unit 104 generates the difference between the current block and the predicted image as a prediction residual (step Se_4).
ここで、インター予測部126は、予測画像の生成では、例えば、カレントブロックの動きベクトル(MV)の決定(ステップSe_1およびSe_2)と、動き補償(ステップSe_3)とを行うことによって、その予測画像を生成する。また、インター予測部126は、MVの決定では、例えば、候補動きベクトル(候補MV)の選択(ステップSe_1)と、MVの導出(ステップSe_2)とを行うことによって、そのMVを決定する。候補MVの選択は、例えば、インター予測部126が候補MVリストを生成し、候補MVリストから少なくとも1つの候補MVを選択することによって行われる。なお、候補MVリストには、過去に導出されたMVが候補MVとして追加されてもよい。また、MVの導出では、インター予測部126は、少なくとも1つの候補MVから、さらに少なくとも1つの候補MVを選択することによって、その選択された少なくとも1つの候補MVを、カレントブロックのMVとして決定してもよい。あるいは、インター予測部126は、その選択された少なくとも1つの候補MVのそれぞれについて、その候補MVで指示される参照ピクチャの領域を探索することによって、カレントブロックのMVを決定してもよい。なお、この参照ピクチャの領域を探索することを、動き探索(motion estimation)と称してもよい。 Here, when generating a predicted image, the inter prediction unit 126 generates the predicted image by, for example, determining a motion vector (MV) for the current block (steps Se_1 and Se_2) and performing motion compensation (step Se_3). When determining an MV, the inter prediction unit 126 determines the MV by, for example, selecting a candidate motion vector (candidate MV) (step Se_1) and deriving an MV (step Se_2). The selection of a candidate MV is performed, for example, by the inter prediction unit 126 generating a candidate MV list and selecting at least one candidate MV from the candidate MV list. Note that previously derived MVs may be added to the candidate MV list. When deriving an MV, the inter prediction unit 126 may select at least one candidate MV from the at least one candidate MV and determine the selected at least one candidate MV as the MV for the current block. Alternatively, the inter prediction unit 126 may determine the MV of the current block by searching the area of the reference picture indicated by each of the at least one selected candidate MV. Note that searching the area of the reference picture may also be referred to as motion estimation.
また、上述の例では、ステップSe_1~Se_3は、インター予測部126によって行われるが、例えばステップSe_1またはステップSe_2などの処理は、符号化装置100に含まれる他の構成要素によって行われてもよい。 Furthermore, in the above example, steps Se_1 to Se_3 are performed by the inter prediction unit 126, but processing such as step Se_1 or step Se_2 may also be performed by other components included in the encoding device 100.
なお、それぞれのインター予測モードにおける処理毎に候補MVリストを作成してもよいし、複数のインター予測モードにおいて共通の候補MVリストを用いてもよい。また、ステップSe_3およびSe_4の処理は、図9に示すステップSa_3およびSa_4の処理にそれぞれ相当する。また、ステップSe_3の処理は、図30のステップSd_1bの処理に相当する。 Note that a candidate MV list may be created for each inter prediction mode process, or a common candidate MV list may be used for multiple inter prediction modes. Furthermore, the processes of steps Se_3 and Se_4 correspond to the processes of steps Sa_3 and Sa_4, respectively, shown in Figure 9. Furthermore, the process of step Se_3 corresponds to the process of step Sd_1b in Figure 30.
[MV導出のフロー]
図36は、MV導出の一例を示すフローチャートである。
[MV derivation flow]
FIG. 36 is a flowchart showing an example of MV derivation.
インター予測部126は、動き情報(例えばMV)を符号化するモードで、カレントブロックのMVを導出してもよい。この場合、例えば動き情報が予測パラメータとして符号化されて、信号化されてもよい。つまり、符号化された動き情報がストリームに含まれる。 The inter prediction unit 126 may derive the motion vector (MV) of the current block in a mode in which motion information (e.g., MV) is coded. In this case, the motion information may be coded as a prediction parameter and signaled. In other words, the coded motion information is included in the stream.
あるいは、インター予測部126は、動き情報を符号化しないモードでMVを導出してもよい。この場合には、動き情報はストリームに含まれない。 Alternatively, the inter prediction unit 126 may derive MVs in a mode that does not encode motion information. In this case, motion information is not included in the stream.
ここで、MV導出のモードには、後述のノーマルインターモード、ノーマルマージモード、FRUCモードおよびアフィンモードなどがある。これらのモードのうち、動き情報を符号化するモードには、ノーマルインターモード、ノーマルマージモード、およびアフィンモード(具体的には、アフィンインターモードおよびアフィンマージモード)などがある。なお、動き情報には、MVだけでなく、後述の予測MV選択情報が含まれてもよい。また、動き情報を符号化しないモードには、FRUCモードなどがある。インター予測部126は、これらの複数のモードから、カレントブロックのMVを導出するためのモードを選択し、その選択されたモードを用いてカレントブロックのMVを導出する。 Here, MV derivation modes include normal inter mode, normal merge mode, FRUC mode, and affine mode, which will be described later. Of these modes, modes that encode motion information include normal inter mode, normal merge mode, and affine mode (specifically, affine inter mode and affine merge mode). Note that motion information may include not only MVs but also prediction MV selection information, which will be described later. Modes that do not encode motion information include FRUC mode. The inter prediction unit 126 selects a mode for deriving MVs for the current block from these multiple modes, and derives the MVs for the current block using the selected mode.
図37は、MV導出の他の例を示すフローチャートである。 Figure 37 is a flowchart showing another example of MV derivation.
インター予測部126は、差分MVを符号化するモードで、カレントブロックのMVを導出してもよい。この場合、例えば差分MVが予測パラメータとして符号化されて、信号化される。つまり、符号化された差分MVがストリームに含まれる。この差分MVは、カレントブロックのMVと、その予測MVとの差である。なお、予測MVは、予測動きベクトルである。 The inter prediction unit 126 may derive the MV of the current block in a mode that encodes the differential MV. In this case, for example, the differential MV is encoded as a prediction parameter and signaled. In other words, the encoded differential MV is included in the stream. This differential MV is the difference between the MV of the current block and its predicted MV. The predicted MV is a predicted motion vector.
あるいは、インター予測部126は、差分MVを符号化しないモードでMVを導出してもよい。この場合には、符号化された差分MVはストリームに含まれない。 Alternatively, the inter prediction unit 126 may derive the MV in a mode that does not encode the differential MV. In this case, the encoded differential MV is not included in the stream.
ここで、上述のようにMVの導出のモードには、後述のノーマルインター、ノーマルマージモード、FRUCモードおよびアフィンモードなどがある。これらのモードのうち、差分MVを符号化するモードには、ノーマルインターモードおよびアフィンモード(具体的には、アフィンインターモード)などがある。また、差分MVを符号化しないモードには、FRUCモード、ノーマルマージモードおよびアフィンモード(具体的には、アフィンマージモード)などがある。インター予測部126は、これらの複数のモードから、カレントブロックのMVを導出するためのモードを選択し、その選択されたモードを用いてカレントブロックのMVを導出する。 As mentioned above, MV derivation modes include normal inter, normal merge mode, FRUC mode, and affine mode, which will be described later. Of these modes, modes that encode differential MVs include normal inter mode and affine mode (specifically, affine inter mode). Modes that do not encode differential MVs include FRUC mode, normal merge mode, and affine mode (specifically, affine merge mode). The inter prediction unit 126 selects a mode for deriving MVs for the current block from these multiple modes, and derives the MVs for the current block using the selected mode.
[MV導出のモード]
図38Aおよび図38Bは、MV導出の各モードの分類の一例を示す図である。例えば図38Aに示すように、動き情報を符号化するか否か、および、差分MVを符号化するか否かに応じて、MV導出のモードは大きく3つのモードに分類される。3つのモードは、インターモード、マージモード、およびFRUC(frame rate up-conversion)モードである。インターモードは、動き探索を行うモードであって、動き情報および差分MVを符号化するモードである。例えば図38Bに示すように、インターモードは、アフィンインターモードおよびノーマルインターモードを含む。マージモードは、動き探索を行わないモードであって、周辺の符号化済みブロックからMVを選択し、そのMVを用いてカレントブロックのMVを導出するモードである。このマージモードは、基本的に、動き情報を符号化し、差分MVを符号化しないモードである。例えば図38Bに示すように、マージモードは、ノーマルマージモード(通常マージモードまたはレギュラーマージモードと呼ぶこともある)、MMVD(Merge with Motion Vector Difference)モード、CIIP(Combined inter merge/intra prediction)モード、トライアングルモード、ATMVPモード、およびアフィンマージモードを含む。ここで、マージモードに含まれる各モードのうちのMMVDモードでは、例外的に、差分MVが符号化される。なお、上述のアフィンマージモードおよびアフィンインターモードは、アフィンモードに含まれるモードである。アフィンモードは、アフィン変換を想定して、カレントブロックを構成する複数のサブブロックそれぞれのMVを、カレントブロックのMVとして導出するモードである。FRUCモードは、符号化済み領域間で探索を行うことによって、カレントブロックのMVを導出するモードであって、動き情報および差分MVの何れも符号化しないモードである。なお、これらの各モードの詳細については、後述する。
[Mode of MV derivation]
Figures 38A and 38B are diagrams showing an example of classification of each MV derivation mode. For example, as shown in Figure 38A, MV derivation modes are broadly classified into three modes depending on whether motion information is coded and whether a differential MV is coded. The three modes are inter mode, merge mode, and FRUC (frame rate up-conversion) mode. Inter mode is a mode in which motion estimation is performed and motion information and a differential MV are coded. For example, as shown in Figure 38B, inter mode includes affine inter mode and normal inter mode. Merge mode is a mode in which motion estimation is not performed and an MV is selected from a neighboring coded block and the MV of the current block is derived using that MV. This merge mode is basically a mode in which motion information is coded and a differential MV is not coded. For example, as shown in FIG. 38B , merge modes include normal merge mode (sometimes referred to as normal merge mode or regular merge mode), MMVD (Merge with Motion Vector Difference) mode, CIIP (Combined inter merge/intra prediction) mode, triangle mode, ATMVP mode, and affine merge mode. Among the merge modes, MMVD mode exceptionally encodes differential motion vectors. The above-mentioned affine merge mode and affine inter mode are modes included in affine mode. Affine mode is a mode in which, assuming affine transformation, the motion vectors of each of the multiple sub-blocks constituting the current block are derived as the motion vector of the current block. FRUC mode is a mode in which the motion vector of the current block is derived by searching between already-encoded regions, and neither motion information nor differential motion vectors are encoded. Each of these modes will be described in detail later.
なお、図38Aおよび図38Bに示す各モードの分類は一例であって、この限りではない。例えば、CIIPモードで差分MVが符号化される場合には、そのCIIPモードはインターモードに分類される。 Note that the classification of each mode shown in Figures 38A and 38B is an example and is not limited to this. For example, if a differential MV is encoded in CIIP mode, that CIIP mode is classified as an inter mode.
[MV導出 > ノーマルインターモード]
ノーマルインターモードは、候補MVによって示される参照ピクチャの領域から、カレントブロックの画像に類似するブロックを見つけ出すことによって、カレントブロックのMVを導出するインター予測モードである。また、このノーマルインターモードでは、差分MVが符号化される。
[MV Derivation > Normal Inter Mode]
The normal inter mode is an inter prediction mode in which the MV of the current block is derived by finding a block similar to the image of the current block from the region of the reference picture indicated by the candidate MV, and in this normal inter mode, the differential MV is coded.
図39は、ノーマルインターモードによるインター予測の例を示すフローチャートである。 Figure 39 is a flowchart showing an example of inter prediction in normal inter mode.
インター予測部126は、まず、時間的または空間的にカレントブロックの周囲にある複数の符号化済みブロックのMVなどの情報に基づいて、そのカレントブロックに対して複数の候補MVを取得する(ステップSg_1)。つまり、インター予測部126は、候補MVリストを作成する。 The inter prediction unit 126 first obtains multiple candidate MVs for the current block based on information such as the MVs of multiple coded blocks that temporally or spatially surround the current block (step Sg_1). In other words, the inter prediction unit 126 creates a candidate MV list.
次に、インター予測部126は、ステップSg_1で取得された複数の候補MVの中から、N個(Nは2以上の整数)の候補MVのそれぞれを予測MV候補として、予め決められた優先順位に従って抽出する(ステップSg_2)。なお、その優先順位は、N個の候補MVのそれぞれに対して予め定められている。 Next, the inter prediction unit 126 extracts N candidate MVs (N is an integer greater than or equal to 2) from the multiple candidate MVs obtained in step Sg_1 as prediction MV candidates according to a predetermined priority order (step Sg_2). Note that the priority order is predetermined for each of the N candidate MVs.
次に、インター予測部126は、そのN個の予測MV候補の中から1つの予測MV候補を、カレントブロックの予測MVとして選択する(ステップSg_3)。このとき、インター予測部126は、選択された予測MVを識別するための予測MV選択情報をストリームに符号化する。つまり、インター予測部126は、予測パラメータ生成部130を介して、予測MV選択情報を予測パラメータとしてエントロピー符号化部110に出力する。 Next, the inter prediction unit 126 selects one prediction MV candidate from the N prediction MV candidates as the prediction MV for the current block (step Sg_3). At this time, the inter prediction unit 126 encodes prediction MV selection information for identifying the selected prediction MV into the stream. That is, the inter prediction unit 126 outputs the prediction MV selection information as a prediction parameter to the entropy coding unit 110 via the prediction parameter generation unit 130.
次に、インター予測部126は、符号化済み参照ピクチャを参照し、カレントブロックのMVを導出する(ステップSg_4)。このとき、インター予測部126は、さらに、その導出されたMVと予測MVとの差分値を差分MVとしてストリームに符号化する。つまり、インター予測部126は、予測パラメータ生成部130を介して、差分MVを予測パラメータとしてエントロピー符号化部110に出力する。なお、符号化済み参照ピクチャは、符号化後に再構成された複数のブロックからなるピクチャである。 Next, the inter prediction unit 126 derives the MV of the current block by referring to the coded reference picture (step Sg_4). At this time, the inter prediction unit 126 further encodes the difference between the derived MV and the predicted MV as a differential MV into a stream. In other words, the inter prediction unit 126 outputs the differential MV as a prediction parameter to the entropy coding unit 110 via the prediction parameter generation unit 130. Note that the coded reference picture is a picture consisting of multiple blocks reconstructed after coding.
最後に、インター予測部126は、その導出されたMVと符号化済み参照ピクチャとを用いてカレントブロックに対して動き補償を行ことにより、そのカレントブロックの予測画像を生成する(ステップSg_5)。ステップSg_1~Sg_5の処理は、各ブロックに対して実行される。例えば、スライスに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSg_1~Sg_5の処理が実行されると、そのスライスに対するノーマルインターモードを用いたインター予測が終了する。また、ピクチャに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSg_1~Sg_5の処理が実行されると、そのピクチャに対するノーマルインターモードを用いたインター予測が終了する。なお、ステップSg_1~Sg_5の処理は、スライスに含まれる全てのブロックに対して実行されず、一部のブロックに対して実行されると、そのスライスに対するノーマルインターモードを用いたインター予測が終了してもよい。ステップSg_1~Sg_5の処理は、同様に、ピクチャに含まれる一部のブロックに対して実行されると、そのピクチャに対するノーマルインターモードを用いたインター予測が終了してもよい。 Finally, the inter prediction unit 126 generates a predicted image for the current block by performing motion compensation on the current block using the derived motion vector and the coded reference picture (step Sg_5). The processes of steps Sg_1 to Sg_5 are performed for each block. For example, when the processes of steps Sg_1 to Sg_5 have been performed for all blocks included in a slice, inter prediction using normal inter mode for that slice is completed. Furthermore, when the processes of steps Sg_1 to Sg_5 have been performed for all blocks included in a picture, inter prediction using normal inter mode for that picture is completed. Note that the processes of steps Sg_1 to Sg_5 do not have to be performed for all blocks included in a slice, and inter prediction using normal inter mode for that slice may be completed after being performed for some blocks. Similarly, the processes of steps Sg_1 to Sg_5 may be performed for some blocks included in a picture, and inter prediction using normal inter mode for that picture may be completed.
なお、予測画像は、上述のインター予測信号である。また、符号化信号に含められる、予測画像の生成に用いられたインター予測モード(上述の例ではノーマルインターモード)を示す情報は、例えば予測パラメータとして符号化される。 The predicted image is the inter-prediction signal described above. Furthermore, information included in the encoded signal indicating the inter-prediction mode used to generate the predicted image (normal inter-mode in the above example) is encoded as, for example, a prediction parameter.
なお、候補MVリストは、他のモードに用いられるリストと共通に用いられてもよい。また、候補MVリストに関する処理を、他のモードに用いられるリストに関する処理に適用してもよい。この候補MVリストに関する処理は、例えば、候補MVリストからの候補MVの抽出もしくは選択、候補MVの並び替え、または、候補MVの削除などである。 The candidate MV list may be shared with lists used in other modes. Processing related to the candidate MV list may also be applied to processing related to lists used in other modes. Examples of processing related to this candidate MV list include extracting or selecting candidate MVs from the candidate MV list, sorting candidate MVs, or deleting candidate MVs.
[MV導出 > ノーマルマージモード]
ノーマルマージモードは、候補MVリストから候補MVをカレントブロックのMVとして選択することによって、そのMVを導出するインター予測モードである。なお、ノーマルマージモードは、狭義のマージモードであって、単にマージモードと呼ばれることもある。本実施の形態では、ノーマルマージモードとマージモードとを区別し、マージモードを広義の意味で用いる。
[MV Derivation > Normal Merge Mode]
The normal merge mode is an inter-prediction mode in which a candidate MV is selected from a candidate MV list as the MV of the current block, thereby deriving the MV. Note that the normal merge mode is a merge mode in the narrow sense, and is sometimes simply referred to as a merge mode. In this embodiment, the normal merge mode and the merge mode are distinguished, and the term merge mode is used in a broad sense.
図40は、ノーマルマージモードによるインター予測の例を示すフローチャートである。 Figure 40 is a flowchart showing an example of inter prediction using normal merge mode.
インター予測部126は、まず、時間的または空間的にカレントブロックの周囲にある複数の符号化済みブロックのMVなどの情報に基づいて、そのカレントブロックに対して複数の候補MVを取得する(ステップSh_1)。つまり、インター予測部126は、候補MVリストを作成する。 The inter prediction unit 126 first obtains multiple candidate MVs for the current block based on information such as the MVs of multiple coded blocks that temporally or spatially surround the current block (step Sh_1). In other words, the inter prediction unit 126 creates a candidate MV list.
次に、インター予測部126は、ステップSh_1で取得された複数の候補MVの中から1つの候補MVを選択することによって、カレントブロックのMVを導出する(ステップSh_2)。このとき、インター予測部126は、選択された候補MVを識別するためのMV選択情報をストリームに符号化する。つまり、インター予測部126は、予測パラメータ生成部130を介して、MV選択情報を予測パラメータとしてエントロピー符号化部110に出力する。 Next, the inter prediction unit 126 derives the MV of the current block by selecting one candidate MV from the multiple candidate MVs obtained in step Sh_1 (step Sh_2). At this time, the inter prediction unit 126 encodes MV selection information for identifying the selected candidate MV into the stream. In other words, the inter prediction unit 126 outputs the MV selection information to the entropy coding unit 110 as a prediction parameter via the prediction parameter generation unit 130.
最後に、インター予測部126は、その導出されたMVと符号化済み参照ピクチャとを用いてカレントブロックに対して動き補償を行ことにより、そのカレントブロックの予測画像を生成する(ステップSh_3)。ステップSh_1~Sh_3の処理は例えば各ブロックに対して実行される。例えば、スライスに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSh_1~Sh_3の処理が実行されると、そのスライスに対するノーマルマージモードを用いたインター予測が終了する。また、ピクチャに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSh_1~Sh_3の処理が実行されると、そのピクチャに対するノーマルマージモードを用いたインター予測が終了する。なお、ステップSh_1~Sh_3の処理は、スライスに含まれる全てのブロックに対して実行されず、一部のブロックに対して実行されると、そのスライスに対するノーマルマージモードを用いたインター予測が終了してもよい。ステップSh_1~Sh_3の処理は、同様に、ピクチャに含まれる一部のブロックに対して実行されると、そのピクチャに対するノーマルマージモードを用いたインター予測が終了してもよい。 Finally, the inter prediction unit 126 generates a predicted image for the current block by performing motion compensation on the current block using the derived MV and the coded reference picture (step Sh_3). The processes of steps Sh_1 to Sh_3 are performed, for example, for each block. For example, when the processes of steps Sh_1 to Sh_3 have been performed for all blocks included in a slice, inter prediction using normal merge mode for that slice is completed. Furthermore, when the processes of steps Sh_1 to Sh_3 have been performed for all blocks included in a picture, inter prediction using normal merge mode for that picture is completed. Note that the processes of steps Sh_1 to Sh_3 do not necessarily have to be performed for all blocks included in a slice, and inter prediction using normal merge mode for that slice may be completed after being performed for some blocks. Similarly, the processes of steps Sh_1 to Sh_3 may be performed for some blocks included in a picture, and inter prediction using normal merge mode for that picture may be completed.
また、ストリームに含められる、予測画像の生成に用いられたインター予測モード(上述の例ではノーマルマージモード)を示す情報は、例えば予測パラメータとして符号化される。 In addition, information included in the stream indicating the inter prediction mode used to generate the predicted image (normal merge mode in the above example) is encoded as, for example, a prediction parameter.
図41は、ノーマルマージモードによるカレントピクチャのMV導出処理の一例を説明するための図である。 Figure 41 is a diagram illustrating an example of the MV derivation process for the current picture in normal merge mode.
まず、インター予測部126は、候補MVを登録した候補MVリストを生成する。候補MVとしては、カレントブロックの空間的に周辺に位置する複数の符号化済みブロックが持つMVである空間隣接候補MV、符号化済み参照ピクチャにおけるカレントブロックの位置を投影した近辺のブロックが持つMVである時間隣接候補MV、空間隣接候補MVと時間隣接候補MVのMV値を組み合わせて生成したMVである結合候補MV、および値がゼロのMVであるゼロ候補MV等がある。 First, the inter prediction unit 126 generates a candidate MV list in which candidate MVs are registered. Candidate MVs include spatially adjacent candidate MVs, which are MVs held by multiple coded blocks spatially surrounding the current block; temporally adjacent candidate MVs, which are MVs held by nearby blocks projected onto the position of the current block in a coded reference picture; combined candidate MVs, which are MVs generated by combining the MV values of spatially adjacent candidate MVs and temporally adjacent candidate MVs; and zero candidate MVs, which are MVs with a value of zero.
次に、インター予測部126は、候補MVリストに登録されている複数の候補MVの中から1つの候補MVを選択することで、その1つの候補MVをカレントブロックのMVとして決定する。 Next, the inter prediction unit 126 selects one candidate MV from the multiple candidate MVs registered in the candidate MV list and determines that one candidate MV as the MV for the current block.
さらに、エントロピー符号化部110は、どの候補MVを選択したかを示す信号であるmerge_idxをストリームに記述して符号化する。 Furthermore, the entropy coding unit 110 writes merge_idx, a signal indicating which candidate MV has been selected, into the stream and encodes it.
なお、図41で説明した候補MVリストに登録する候補MVは一例であり、図中の個数とは異なる個数であったり、図中の候補MVの一部の種類を含まない構成であったり、図中の候補MVの種類以外の候補MVを追加した構成であったりしてもよい。 Note that the candidate MVs registered in the candidate MV list described in Figure 41 are just an example, and the number may be different from the number shown in the figure, the configuration may not include some of the types of candidate MVs shown in the figure, or the configuration may include candidate MVs other than the types of candidate MVs shown in the figure.
ノーマルマージモードにより導出したカレントブロックのMVを用いて、後述するDMVR(dynamic motion vector refreshing)を行うことによって最終的なMVを決定してもよい。なお、ノーマルマージモードでは、差分MVは符号化されないが、MMVDモードでは、差分MVは符号化される。MMVDモードは、ノーマルマージモードと同様に候補MVリストから1つの候補MVを選択するが、差分MVを符号化する。このような、MMVDは、図38Bに示すように、ノーマルマージモードと共にマージモードに分類されてもよい。なお、MMVDモードでの差分MVは、インターモードで用いる差分MVと同じでなくてもよく、例えば、MMVDモードでの差分MVの導出は、インターモードでの差分MVの導出に比べて処理量が小さい処理であってもよい。 The final MV may be determined by performing dynamic motion vector refreshing (DMVR), described below, using the MV of the current block derived in normal merge mode. Note that in normal merge mode, the differential MV is not encoded, but in MMVD mode, the differential MV is encoded. Like normal merge mode, MMVD mode selects one candidate MV from the candidate MV list, but encodes the differential MV. Such MMVD may be classified as a merge mode along with normal merge mode, as shown in FIG. 38B. Note that the differential MV in MMVD mode does not have to be the same as the differential MV used in inter mode. For example, deriving the differential MV in MMVD mode may require less processing than deriving the differential MV in inter mode.
また、インター予測で生成した予測画像とイントラ予測で生成した予測画像とを重ね合わせて、カレントブロックの予測画像を生成するCIIP(Combined inter merge/intra prediction)モードを行ってもよい。 Alternatively, CIIP (Combined Inter Merge/Intra Prediction) mode may be used, in which a predicted image generated by inter prediction and a predicted image generated by intra prediction are combined to generate a predicted image for the current block.
なお、候補MVリストを、候補リストと称してもよい。また、merge_idxは、MV選択情報である。 The candidate MV list may also be referred to as a candidate list. Also, merge_idx is MV selection information.
[MV導出 > HMVPモード]
図42は、HMVPモードによるカレントピクチャのMV導出処理の一例について説明するための図である。
[MV derivation > HMVP mode]
FIG. 42 is a diagram illustrating an example of MV derivation processing for the current picture in HMVP mode.
ノーマルマージモードでは、符号化済みブロック(例えばCU)を参照して生成された候補MVリストの中から1つの候補MVを選択することによって、カレントブロックである例えばCUのMVを決定する。ここで、他の候補MVがその候補MVリストに登録されてもよい。このような他の候補MVが登録されるモードは、HMVPモードと呼ばれる。 In normal merge mode, the MV of the current block (e.g., CU) is determined by selecting one candidate MV from a candidate MV list generated by referencing a previously coded block (e.g., CU). Other candidate MVs may also be registered in the candidate MV list. A mode in which such other candidate MVs are registered is called HMVP mode.
HMVPモードでは、ノーマルマージモードの候補MVリストとは別に、HMVP用のFIFO(First-In First-Out)バッファを用いて候補MVを管理している。 In HMVP mode, candidate MVs are managed using a FIFO (First-In First-Out) buffer for HMVP, separate from the candidate MV list used in normal merge mode.
FIFOバッファには、過去に処理したブロックのMVなどの動き情報が新しいものから順に格納されている。このFIFOバッファの管理では、1つのブロックの処理が行われる度に、最も新しいブロック(すなわち直前に処理されたCU)のMVがFIFOバッファに格納され、代わりにFIFOバッファ内の最も古いCU(すなわち最も先に処理されたCU)のMVがFIFOバッファから削除される。図42に示す例では、HMVP1が最も新しいブロックのMVであって、HMVP5が最も古いブロックのMVである。 The FIFO buffer stores motion information such as MVs of previously processed blocks in reverse chronological order. When managing this FIFO buffer, each time a block is processed, the MV of the newest block (i.e., the CU processed immediately before) is stored in the FIFO buffer, and the MV of the oldest CU in the FIFO buffer (i.e., the CU processed first) is deleted from the FIFO buffer. In the example shown in Figure 42, HMVP1 is the MV of the newest block, and HMVP5 is the MV of the oldest block.
そして、例えば、インター予測部126は、FIFOバッファに管理されている各MVについて、HMVP1から順に、そのMVが、ノーマルマージモードの候補MVリストに既に登録されている全ての候補MVと異なるMVであるかどうかをチェックする。そして、インター予測部126は、全ての候補MVと異なると判断した場合に、そのFIFOバッファに管理されているMVを、ノーマルマージモードの候補MVリストに候補MVとして追加してもよい。このときFIFOバッファから登録される候補MVは1つでもよいし、複数個であってもよい。 Then, for example, the inter prediction unit 126 checks, for each MV managed in the FIFO buffer, starting from HMV P1, whether that MV is different from all candidate MVs already registered in the candidate MV list for normal merge mode. If the inter prediction unit 126 determines that the MV is different from all candidate MVs, it may add the MV managed in the FIFO buffer as a candidate MV to the candidate MV list for normal merge mode. In this case, the number of candidate MVs registered from the FIFO buffer may be one or multiple.
このようにHMVPモードを用いることによって、カレントブロックの空間的もしくは時間的に隣接するブロックのMVのみでなく、過去に処理されたブロックのMVも候補に加えることが可能となる。その結果、ノーマルマージモードの候補MVのバリエーションが広がることで符号化効率を向上させることができる可能性が高くなる。 By using HMVP mode in this way, it is possible to add not only MVs of blocks spatially or temporally adjacent to the current block, but also MVs of blocks processed in the past as candidates. As a result, the variety of candidate MVs for normal merge mode is expanded, which increases the likelihood of improving coding efficiency.
なお、上述のMVは、動き情報であってもよい。つまり、候補MVリストおよびFIFOバッファに格納される情報は、MVの値だけでなく、参照するピクチャの情報、参照する方向および枚数などを示す情報を含んでいてもよい。また、上述のブロックは、例えばCUである。 The above-mentioned MVs may be motion information. In other words, the information stored in the candidate MV list and the FIFO buffer may include not only MV values, but also information indicating the referenced pictures, the referenced direction, and the number of pictures. The above-mentioned blocks may be, for example, CUs.
なお、図42の候補MVリストおよびFIFOバッファは一例であり、候補MVリストおよびFIFOバッファは、図42とは異なるサイズのリストまたはバッファであったり、図42とは異なる順番で候補MVを登録する構成であったりしてもよい。また、ここで説明した処理は符号化装置100においても復号装置200においても共通である。 Note that the candidate MV list and FIFO buffer in Figure 42 are just examples, and the candidate MV list and FIFO buffer may be lists or buffers of different sizes than those shown in Figure 42, or may be configured to register candidate MVs in a different order than that shown in Figure 42. Furthermore, the processing described here is common to both the encoding device 100 and the decoding device 200.
なお、HMVPモードは、ノーマルマージモード以外のモードに対しても、適用しうる。例えば、FIFOバッファに、過去にアフィンモードで処理したブロックのMVなどの動き情報を新しいものから順に格納し、候補MVとして用いてもよい。HMVPモードをアフィンモードに適用したモードを、ヒストリーアフィンモードと呼んでもよい。 Note that HMVP mode can also be applied to modes other than normal merge mode. For example, motion information such as MVs of blocks previously processed in affine mode can be stored in a FIFO buffer in order of most recent to least recent, and used as candidate MVs. A mode in which HMVP mode is applied to affine mode can also be called history affine mode.
[MV導出 > FRUCモード]
動き情報は、符号化装置100側から信号化されずに、復号装置200側で導出されてもよい。例えば、復号装置200側で動き探索を行うことにより動き情報が導出されてもよい。この場合、復号装置200側では、カレントブロックの画素値を用いずに動き探索が行われる。このような復号装置200側で動き探索を行うモードには、FRUC(frame rate up-conversion)モードまたはPMMVD(pattern matched motion vector derivation)モードなどがある。
[MV derivation > FRUC mode]
The motion information may be derived on the decoding device 200 side without being signaled from the encoding device 100 side. For example, the motion information may be derived by performing motion estimation on the decoding device 200 side. In this case, the motion estimation is performed on the decoding device 200 side without using pixel values of the current block. Modes in which such motion estimation is performed on the decoding device 200 side include frame rate up-conversion (FRUC) mode and pattern matched motion vector derivation (PMMVD) mode.
FRUC処理の一例を図43に示す。まず、カレントブロックに空間的または時間的に隣接する各符号化済みブロックのMVを参照して、それらのMVを候補MVとして示すリスト(すなわち、候補MVリストであって、ノーマルマージモードの候補MVリストと共通であってもよい)が生成される(ステップSi_1)。次に、候補MVリストに登録されている複数の候補MVの中からベスト候補MVが選択される(ステップSi_2)。例えば、候補MVリストに含まれる各候補MVの評価値が算出され、その評価値に基づいて1つの候補MVがベスト候補MVとして選択される。そして、選択されたベスト候補MVに基づいて、カレントブロックのためのMVが導出される(ステップSi_4)。具体的には、例えば、選択されたベスト候補MVがそのままカレントブロックのためのMVとして導出される。また例えば、選択されたベスト候補MVに対応する参照ピクチャ内の位置の周辺領域において、パターンマッチングを行うことにより、カレントブロックのためのMVが導出されてもよい。すなわち、ベスト候補MVの周辺の領域に対して、参照ピクチャにおけるパターンマッチングおよび評価値を用いた探索を行い、さらに評価値が良い値となるMVがあった場合は、ベスト候補MVをそのMVに更新して、それをカレントブロックの最終的なMVとしてもよい。より良い評価値を有するMVへの更新を実施しなくてもよい。 An example of FRUC processing is shown in Figure 43. First, the motion vectors of each coded block spatially or temporally adjacent to the current block are referenced, and a list of these motion vectors as candidate motion vectors (i.e., a candidate motion vector list, which may be the same as the candidate motion vector list for normal merge mode) is generated (step Si_1). Next, a best candidate motion vector is selected from the multiple candidate motion vectors registered in the candidate motion vector list (step Si_2). For example, an evaluation value for each candidate motion vector included in the candidate motion vector list is calculated, and one candidate motion vector is selected as the best candidate motion vector based on the evaluation value. Then, a motion vector for the current block is derived based on the selected best candidate motion vector (step Si_4). Specifically, for example, the selected best candidate motion vector is directly derived as the motion vector for the current block. Alternatively, for example, a motion vector for the current block may be derived by performing pattern matching in the surrounding area of the position in the reference picture corresponding to the selected best candidate motion vector. That is, a search is performed on the area surrounding the best candidate MV using pattern matching and evaluation values in the reference picture, and if a MV with a better evaluation value is found, the best candidate MV can be updated to that MV and used as the final MV for the current block. It is not necessary to update to a MV with a better evaluation value.
最後に、インター予測部126は、その導出されたMVと符号化済み参照ピクチャとを用いてカレントブロックに対して動き補償を行ことにより、そのカレントブロックの予測画像を生成する(ステップSi_5)。ステップSi_1~Si_5の処理は例えば各ブロックに対して実行される。例えば、スライスに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSi_1~Si_5の処理が実行されると、そのスライスに対するFRUCモードを用いたインター予測が終了する。また、ピクチャに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSi_1~Si_5の処理が実行されると、そのピクチャに対するFRUCモードを用いたインター予測が終了する。なお、ステップSi_1~Si_5の処理は、スライスに含まれる全てのブロックに対して実行されず、一部のブロックに対して実行されると、そのスライスに対するFRUCモードを用いたインター予測が終了してもよい。ステップSi_1~Si_5の処理は、同様に、ピクチャに含まれる一部のブロックに対して実行されると、そのピクチャに対するFRUCモードを用いたインター予測が終了してもよい。 Finally, the inter prediction unit 126 generates a predicted image of the current block by performing motion compensation on the current block using the derived MV and the coded reference picture (step Si_5). The processes of steps Si_1 to Si_5 are performed, for example, for each block. For example, when the processes of steps Si_1 to Si_5 have been performed for all blocks included in a slice, inter prediction using FRUC mode for that slice is completed. Furthermore, when the processes of steps Si_1 to Si_5 have been performed for all blocks included in a picture, inter prediction using FRUC mode for that picture is completed. Note that the processes of steps Si_1 to Si_5 do not have to be performed for all blocks included in a slice, and inter prediction using FRUC mode for that slice may be completed after being performed for some blocks. Similarly, the processes of steps Si_1 to Si_5 may be performed for some blocks included in a picture, and inter prediction using FRUC mode for that picture may be completed.
サブブロック単位でも上述のブロック単位と同様に処理されてもよい。 Subblock units may also be processed in the same way as block units described above.
評価値は、種々の方法によって算出されてもよい。例えば、MVに対応する参照ピクチャ内の領域の再構成画像と、所定の領域(その領域は、例えば、以下に示すように、他の参照ピクチャの領域またはカレントピクチャの隣接ブロックの領域であってもよい)の再構成画像とを比較する。そして、2つの再構成画像の画素値の差分を算出して、MVの評価値に用いてもよい。なお、差分値に加えてそれ以外の情報を用いて評価値を算出してもよい。 The evaluation value may be calculated using various methods. For example, a reconstructed image of an area in a reference picture corresponding to the MV is compared with a reconstructed image of a predetermined area (which may be, for example, an area in another reference picture or an area in an adjacent block of the current picture, as shown below). The difference in pixel values between the two reconstructed images may then be calculated and used as the evaluation value for the MV. Note that the evaluation value may also be calculated using other information in addition to the difference value.
次に、パターンマッチングについて詳細に説明する。まず、候補MVリスト(マージリストともいう)に含まれる1つの候補MVが、パターンマッチングによる探索のスタートポイントとして選択される。パターンマッチングとしては、第1パターンマッチングまたは第2パターンマッチングが用いられてもよい。第1パターンマッチングおよび第2パターンマッチングは、それぞれ、バイラテラルマッチング(bilateral matching)およびテンプレートマッチング(template matching)と呼ばれることがある。 Next, pattern matching will be explained in detail. First, one candidate MV included in the candidate MV list (also called a merge list) is selected as the starting point for the pattern matching search. As the pattern matching, first pattern matching or second pattern matching may be used. First pattern matching and second pattern matching are sometimes called bilateral matching and template matching, respectively.
[MV導出 > FRUC > バイラテラルマッチング]
第1パターンマッチングでは、異なる2つの参照ピクチャ内の2つのブロックであってカレントブロックの動き軌道(motion trajectory)に沿う2つのブロックの間でパターンマッチングが行われる。したがって、第1パターンマッチングでは、上述した候補MVの評価値の算出のための所定の領域として、カレントブロックの動き軌道に沿う他の参照ピクチャ内の領域が用いられる。
[MV derivation > FRUC > Bilateral matching]
In the first pattern matching, pattern matching is performed between two blocks in two different reference pictures that are along the motion trajectory of the current block, and therefore, in the first pattern matching, an area in another reference picture that is along the motion trajectory of the current block is used as a predetermined area for calculating the evaluation value of the candidate MV.
図44は、動き軌道に沿う2つの参照ピクチャにおける2つのブロック間での第1パターンマッチング(バイラテラルマッチング)の一例を説明するための図である。図44に示すように、第1パターンマッチングでは、カレントブロック(Cur block)の動き軌道に沿う2つのブロックであって異なる2つの参照ピクチャ(Ref0、Ref1)内の2つのブロックのペアの中で最もマッチするペアを探索することにより2つのMV(MV0、MV1)が導出される。具体的には、カレントブロックに対して、候補MVで指定された第1の符号化済み参照ピクチャ(Ref0)内の指定位置における再構成画像と、その候補MVを表示時間間隔でスケーリングした対称MVで指定された第2の符号化済み参照ピクチャ(Ref1)内の指定位置における再構成画像との差分が導出され、得られた差分値を用いて評価値が算出される。複数の候補MVの中で最も評価値が良い値となる候補MVがベスト候補MVとして選択されるとよい。 Figure 44 is a diagram illustrating an example of first pattern matching (bilateral matching) between two blocks in two reference pictures along a motion trajectory. As shown in Figure 44, in first pattern matching, two MVs (MV0, MV1) are derived by searching for the most closely matched pair of two blocks in two different reference pictures (Ref0, Ref1) along the motion trajectory of the current block (Cur block). Specifically, for the current block, the difference between a reconstructed image at a specified position in a first coded reference picture (Ref0) specified by a candidate MV and a reconstructed image at a specified position in a second coded reference picture (Ref1) specified by a symmetric MV obtained by scaling the candidate MV by the display time interval is derived, and an evaluation value is calculated using the obtained difference value. The candidate MV with the best evaluation value among multiple candidate MVs is preferably selected as the best candidate MV.
連続的な動き軌道の仮定の下では、2つの参照ブロックを指し示すMV(MV0、MV1)は、カレントピクチャ(Cur Pic)と2つの参照ピクチャ(Ref0、Ref1)との間の時間的な距離(TD0、TD1)に対して比例する。例えば、カレントピクチャが時間的に2つの参照ピクチャの間に位置し、カレントピクチャから2つの参照ピクチャへの時間的な距離が等しい場合、第1パターンマッチングでは、鏡映対称な双方向のMVが導出される。 Under the assumption of continuous motion trajectories, MVs (MV0, MV1) pointing to two reference blocks are proportional to the temporal distance (TD0, TD1) between the current picture (Cur Pic) and the two reference pictures (Ref0, Ref1). For example, if the current picture is located temporally between two reference pictures and the temporal distances from the current picture to the two reference pictures are equal, the first pattern matching derives bidirectional MVs that are mirror-symmetric.
[MV導出 > FRUC > テンプレートマッチング]
第2パターンマッチング(テンプレートマッチング)では、カレントピクチャ内のテンプレート(カレントピクチャ内でカレントブロックに隣接するブロック(例えば上および/または左隣接ブロック))と参照ピクチャ内のブロックとの間でパターンマッチングが行われる。したがって、第2パターンマッチングでは、上述した候補MVの評価値の算出のための所定の領域として、カレントピクチャ内のカレントブロックに隣接するブロックが用いられる。
[MV derivation > FRUC > template matching]
In the second pattern matching (template matching), pattern matching is performed between a template in the current picture (a block adjacent to the current block in the current picture (e.g., an upper and/or left adjacent block)) and a block in the reference picture. Therefore, in the second pattern matching, the block adjacent to the current block in the current picture is used as a predetermined area for calculating the evaluation value of the candidate MV described above.
図45は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング(テンプレートマッチング)の一例を説明するための図である。図45に示すように、第2パターンマッチングでは、カレントピクチャ(Cur Pic)内でカレントブロック(Cur block)に隣接するブロックと最もマッチするブロックを参照ピクチャ(Ref0)内で探索することによりカレントブロックのMVが導出される。具体的には、カレントブロックに対して、左隣接および上隣接の両方もしくはどちらか一方の符号化済み領域の再構成画像と、候補MVで指定された符号化済み参照ピクチャ(Ref0)内の同等位置における再構成画像との差分が導出され、得られた差分値を用いて評価値が算出される。複数の候補MVの中で最も評価値が良い値となる候補MVがベスト候補MVとして選択されるとよい。 Figure 45 is a diagram illustrating an example of pattern matching (template matching) between a template in a current picture and a block in a reference picture. As shown in Figure 45, in the second pattern matching, the MV of the current block is derived by searching the reference picture (Ref0) for a block that best matches a block adjacent to the current block (Cur block) in the current picture (Cur Pic). Specifically, the difference between the reconstructed image of the coded area adjacent to the left and/or above the current block and the reconstructed image at the same position in the coded reference picture (Ref0) specified by the candidate MV is derived, and an evaluation value is calculated using the obtained difference value. The candidate MV with the best evaluation value among multiple candidate MVs is preferably selected as the best candidate MV.
このようなFRUCモードを適用するか否かを示す情報(例えばFRUCフラグと呼ばれる)は、CUレベルで信号化されてもよい。また、FRUCモードが適用される場合(例えばFRUCフラグが真の場合)、適用可能なパターンマッチングの方法(第1パターンマッチングまたは第2パターンマッチング)を示す情報がCUレベルで信号化されてもよい。なお、これらの情報の信号化は、CUレベルに限定される必要はなく、他のレベル(例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベル、CTUレベルまたはサブブロックレベル)であってもよい。 Information indicating whether such a FRUC mode is applied (e.g., referred to as a FRUC flag) may be signaled at the CU level. Furthermore, if the FRUC mode is applied (e.g., if the FRUC flag is true), information indicating the applicable pattern matching method (first pattern matching or second pattern matching) may be signaled at the CU level. Note that signaling of this information does not need to be limited to the CU level, and may also be at other levels (e.g., sequence level, picture level, slice level, brick level, CTU level, or sub-block level).
[MV導出 > アフィンモード]
アフィンモードは、affine変換を用いてMVを生成するモードであり、例えば、複数の隣接ブロックのMVに基づいてサブブロック単位でMVを導出してもよい。このモードは、アフィン動き補償予測(affine motion compensation prediction)モードと呼ばれることがある。
[MV derivation > Affine mode]
The affine mode is a mode in which motion vectors are generated using an affine transformation, and may derive motion vectors for each sub-block based on motion vectors of multiple neighboring blocks. This mode is sometimes called an affine motion compensation prediction mode.
図46Aは、複数の隣接ブロックのMVに基づくサブブロック単位のMVの導出の一例を説明するための図である。図46Aにおいて、カレントブロックは、例えば、16個の4x4画素からなるサブブロックを含む。ここでは、隣接ブロックのMVに基づいてカレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0が導出され、同様に、隣接サブブロックのMVに基づいてカレントブロックの右上角制御ポイントの動きベクトルv1が導出される。そして、以下の式(1A)により、2つの動きベクトルv0およびv1を投影して、カレントブロック内の各サブブロックの動きベクトル(vx,vy)が導出される。 FIG. 46A is a diagram illustrating an example of deriving motion vectors for each sub-block based on motion vectors of multiple adjacent blocks. In FIG. 46A , the current block includes, for example, 16 sub-blocks each consisting of 4x4 pixels. Here, a motion vector v0 for the upper-left corner control point of the current block is derived based on the motion vectors of the adjacent blocks. Similarly, a motion vector v1 for the upper-right corner control point of the current block is derived based on the motion vectors of the adjacent sub-blocks. Then, the two motion vectors v0 and v1 are projected using the following equation (1A) to derive motion vectors ( vx , vy ) for each sub-block within the current block.
ここで、xおよびyは、それぞれ、サブブロックの水平位置および垂直位置を示し、wは、予め定められた重み係数を示す。 Here, x and y indicate the horizontal and vertical positions of the subblock, respectively, and w indicates a predetermined weighting coefficient.
このようなアフィンモードを示す情報(例えばアフィンフラグと呼ばれる)は、CUレベルで信号化されてもよい。なお、このアフィンモードを示す情報の信号化は、CUレベルに限定される必要はなく、他のレベル(例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベル、CTUレベルまたはサブブロックレベル)であってもよい。 Such information indicating the affine mode (e.g., called an affine flag) may be signaled at the CU level. Note that signaling of this information indicating the affine mode does not need to be limited to the CU level, but may also be at other levels (e.g., sequence level, picture level, slice level, brick level, CTU level, or sub-block level).
また、このようなアフィンモードは、左上および右上角制御ポイントのMVの導出方法が異なるいくつかのモードを含んでもよい。例えば、アフィンモードには、アフィンインター(アフィンノーマルインターともいう)モードと、アフィンマージモードの2つのモードがある。 Furthermore, such affine modes may include several modes that differ in the method of deriving the MVs of the top-left and top-right corner control points. For example, there are two affine modes: affine inter (also called affine normal inter) mode and affine merge mode.
図46Bは、3つの制御ポイントを用いるアフィンモードにおけるサブブロック単位のMVの導出の一例を説明するための図である。図46Bにおいて、カレントブロックは、例えば、16個の4x4画素からなるサブブロックを含む。ここでは、隣接ブロックのMVに基づいてカレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0が導出される。同様に、隣接ブロックのMVに基づいてカレントブロックの右上角制御ポイントの動きベクトルv1が導出され、隣接ブロックのMVに基づいてカレントブロックの左下角制御ポイントの動きベクトルv2が導出される。そして、以下の式(1B)により、3つの動きベクトルv0、v1およびv2を投影して、カレントブロック内の各サブブロックの動きベクトル(vx,vy)が導出される。 FIG. 46B is a diagram illustrating an example of derivation of motion vectors for each subblock in affine mode using three control points. In FIG. 46B, the current block includes, for example, 16 subblocks each consisting of 4x4 pixels. Here, a motion vector v0 for the upper left corner control point of the current block is derived based on the motion vectors of adjacent blocks. Similarly, a motion vector v1 for the upper right corner control point of the current block is derived based on the motion vectors of the adjacent blocks, and a motion vector v2 for the lower left corner control point of the current block is derived based on the motion vectors of the adjacent blocks. Then, the three motion vectors v0 , v1 , and v2 are projected using the following equation (1B) to derive motion vectors ( vx , vy ) for each subblock within the current block.
ここで、xおよびyは、それぞれ、サブブロック中心の水平位置および垂直位置を示し、wおよびhは、予め定められた重み係数を示す。wは、カレントブロックの幅、hは、カレントブロックの高さを示してもよい。 Here, x and y indicate the horizontal and vertical positions of the sub-block center, respectively, and w and h indicate predetermined weighting coefficients. w may indicate the width of the current block, and h may indicate the height of the current block.
互いに異なる制御ポイント数(例えば、2つと3つ)を用いるアフィンモードは、CUレベルで切り替えて信号化されてもよい。なお、CUレベルで使用しているアフィンモードの制御ポイント数を示す情報を、他のレベル(例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベル、CTUレベルまたはサブブロックレベル)で信号化してもよい。 Affine modes using different numbers of control points (e.g., two and three) may be switched and signaled at the CU level. Note that information indicating the number of control points of the affine mode used at the CU level may also be signaled at other levels (e.g., sequence level, picture level, slice level, brick level, CTU level, or sub-block level).
また、このような3つの制御ポイントを有するアフィンモードは、左上、右上および左下角制御ポイントのMVの導出方法が異なるいくつかのモードを含んでもよい。例えば、3つの制御ポイントを有するアフィンモードには、上述の2つの制御ポイントを有するアフィンモードと同様、アフィンインターモードと、アフィンマージモードの2つのモードがある。 Furthermore, such an affine mode with three control points may include several modes that differ in the method of deriving the MVs of the top-left, top-right, and bottom-left corner control points. For example, an affine mode with three control points includes two modes, affine inter mode and affine merge mode, similar to the affine mode with two control points described above.
なお、アフィンモードにおいて、カレントブロックに含まれる各サブブロックのサイズは、4x4画素に限定されず、他の大きさでもよい。例えば、各サブブロックのサイズは、8×8画素であってもよい。 Note that in affine mode, the size of each sub-block included in the current block is not limited to 4x4 pixels and may be other sizes. For example, the size of each sub-block may be 8x8 pixels.
[MV導出 > アフィンモード > 制御ポイント]
図47A,図47Bおよび図47Cは、アフィンモードにおける制御ポイントのMV導出の一例を説明するための概念図である。
[MV Derivation > Affine Mode > Control Points]
47A, 47B, and 47C are conceptual diagrams for explaining an example of MV derivation of a control point in affine mode.
アフィンモードでは、図47Aに示すように、例えば、カレントブロックに隣接する符号化済みブロックA(左)、ブロックB(上)、ブロックC(右上)、ブロックD(左下)およびブロックE(左上)のうち、アフィンモードで符号化されたブロックに対応する複数のMVに基づいて、カレントブロックの制御ポイントのそれぞれの予測MVが算出される。具体的には、符号化済みブロックA(左)、ブロックB(上)、ブロックC(右上)、ブロックD(左下)およびブロックE(左上)の順序でこれらのブロックが検査され、アフィンモードで符号化された最初の有効なブロックが特定される。この特定されたブロックに対応する複数のMVに基づいて、カレントブロックの制御ポイントのMVが算出される。 In affine mode, as shown in Figure 47A, predicted MVs for each control point of the current block are calculated based on multiple MVs corresponding to blocks coded in affine mode, for example, among coded blocks A (left), B (top), C (top right), D (bottom left), and E (top left) adjacent to the current block. Specifically, coded blocks A (left), B (top), C (top right), D (bottom left), and E (top left) are examined in this order, and the first valid block coded in affine mode is identified. MVs for the control points of the current block are calculated based on multiple MVs corresponding to this identified block.
例えば、図47Bに示すように、カレントブロックの左に隣接するブロックAが2つの制御ポイントを有するアフィンモードで符号化されている場合は、ブロックAを含む符号化済みブロックの左上角および右上角の位置に投影した動きベクトルv3およびv4が導出される。そして、導出された動きベクトルv3およびv4から、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0と、右上角制御ポイントの動きベクトルv1とが算出される。 For example, as shown in Figure 47B, if block A, which is adjacent to the left of the current block, is coded in affine mode with two control points, motion vectors v3 and v4 are derived by projecting them onto the positions of the upper left and upper right corners of a coded block that includes block A. Then, from the derived motion vectors v3 and v4 , motion vector v0 for the upper left corner control point and motion vector v1 for the upper right corner control point of the current block are calculated.
例えば、図47Cに示すように、カレントブロックの左に隣接するブロックAが3つの制御ポイントを有するアフィンモードで符号化されている場合は、ブロックAを含む符号化済みブロックの左上角、右上角および左下角の位置に投影した動きベクトルv3、v4およびv5が導出される。そして、導出された動きベクトルv3、v4およびv5から、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0と、右上角制御ポイントの動きベクトルv1と、左下角制御ポイントの動きベクトルv2とが算出される。 For example, as shown in Figure 47C, if block A, which is adjacent to the left of the current block, is coded in affine mode with three control points, motion vectors v3 , v4 , and v5 are derived by projecting them onto the positions of the upper left, upper right, and lower left corners of a coded block that includes block A. Then, from the derived motion vectors v3 , v4 , and v5 , motion vector v0 of the upper left corner control point, motion vector v1 of the upper right corner control point, and motion vector v2 of the lower left corner control point of the current block are calculated.
なお、図47A~図47Cに示すMVの導出方法は、後述の図50に示すステップSk_1におけるカレントブロックの各制御ポイントのMVの導出に用いられてもよいし、後述の図51に示すステップSj_1におけるカレントブロックの各制御ポイントの予測MVの導出に用いられてもよい。 The MV derivation method shown in Figures 47A to 47C may be used to derive MVs for each control point of the current block in step Sk_1 shown in Figure 50, which will be described later, or to derive predicted MVs for each control point of the current block in step Sj_1 shown in Figure 51, which will be described later.
図48Aおよび図48Bは、アフィンモードにおける制御ポイントMVの導出の他の一例を説明するための概念図である。 Figures 48A and 48B are conceptual diagrams illustrating another example of derivation of control points MV in affine mode.
図48Aは、2つの制御ポイントを有するアフィンモードを説明するための図である。 Figure 48A is a diagram illustrating an affine mode with two control points.
このアフィンモードでは、図48Aに示すように、カレントブロックに隣接する符号化済みブロックA、ブロックBおよびブロックCのそれぞれのMVから選択されたMVが、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0として用いられる。同様に、カレントブロックに隣接する符号化済みブロックDおよびブロックEのそれぞれのMVから選択されたMVが、カレントブロックの右上角制御ポイントの動きベクトルv1として用いられる。 In this affine mode, as shown in Figure 48A, a motion vector selected from the motion vectors of coded blocks A, B, and C adjacent to the current block is used as the motion vector v0 for the upper left corner control point of the current block. Similarly, a motion vector selected from the motion vectors of coded blocks D and E adjacent to the current block is used as the motion vector v1 for the upper right corner control point of the current block.
図48Bは、3つの制御ポイントを有するアフィンモードを説明するための図である。 Figure 48B is a diagram illustrating an affine mode with three control points.
このアフィンモードでは、図48Bに示すように、カレントブロックに隣接する符号化済みブロックA、ブロックBおよびブロックCのそれぞれのMVから選択されたMVが、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0として用いられる。同様に、カレントブロックに隣接する符号化済みブロックDおよびブロックEのそれぞれのMVから選択されたMVが、カレントブロックの右上角制御ポイントの動きベクトルv1として用いられる。さらに、カレントブロックに隣接する符号化済みブロックFおよびブロックGのそれぞれのMVから選択されたMVが、カレントブロックの左下角制御ポイントの動きベクトルv2として用いられる。 In this affine mode, as shown in Figure 48B, a motion vector selected from the motion vectors of coded blocks A, B, and C adjacent to the current block is used as the motion vector v0 for the upper-left corner control point of the current block. Similarly, a motion vector selected from the motion vectors of coded blocks D and E adjacent to the current block is used as the motion vector v1 for the upper-right corner control point of the current block. Furthermore, a motion vector selected from the motion vectors of coded blocks F and G adjacent to the current block is used as the motion vector v2 for the lower-left corner control point of the current block.
なお、図48Aおよび図48Bに示すMVの導出方法は、後述の図50に示すステップSk_1におけるカレントブロックの各制御ポイントのMVの導出に用いられてもよいし、後述の図51のステップSj_1におけるカレントブロックの各制御ポイントの予測MVの導出に用いられてもよい。 The MV derivation method shown in Figures 48A and 48B may be used to derive MVs for each control point of the current block in step Sk_1 shown in Figure 50 (described below), or to derive predicted MVs for each control point of the current block in step Sj_1 shown in Figure 51 (described below).
ここで、例えば、異なる制御ポイント数(例えば、2つと3つ)のアフィンモードをCUレベルで切り替えて信号化する場合などにおいて、符号化済みブロックとカレントブロックで制御ポイントの数が異なる場合がある。 Here, for example, when affine modes with different numbers of control points (e.g., two and three) are switched and signaled at the CU level, the number of control points may differ between the coded block and the current block.
図49Aおよび図49Bは、符号化済みブロックとカレントブロックで制御ポイントの数が異なる場合の、制御ポイントのMV導出方法の一例を説明するための概念図である。 Figures 49A and 49B are conceptual diagrams illustrating an example of a method for deriving MVs of control points when the number of control points differs between an encoded block and a current block.
例えば、図49Aに示すように、カレントブロックが左上角、右上角および左下角の3つの制御ポイントを有し、カレントブロックの左に隣接するブロックAが2つの制御ポイントを有するアフィンモードで符号化されている。この場合は、ブロックAを含む符号化済みブロックの左上角および右上角の位置に投影した動きベクトルv3およびv4が導出される。そして、導出された動きベクトルv3およびv4から、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0と、右上角制御ポイントの動きベクトルv1が算出される。更に、導出された動きベクトルv0およびv1から、左下角制御ポイントの動きベクトルv2が算出される。 For example, as shown in Figure 49A, if the current block has three control points (top left, top right, and bottom left), and block A, which is adjacent to the left of the current block, is coded in affine mode with two control points, motion vectors v3 and v4 are derived by projecting them onto the positions of the top left and top right corners of a coded block that includes block A. Then, from the derived motion vectors v3 and v4 , motion vector v0 for the top left corner control point of the current block and motion vector v1 for the top right corner control point are calculated. Furthermore, from the derived motion vectors v0 and v1 , motion vector v2 for the bottom left corner control point is calculated.
例えば、図49Bに示すように、カレントブロックが左上角および右上角の2つの制御ポイントを有し、カレントブロックの左に隣接するブロックAが3つの制御ポイントを有するアフィンモードで符号化されている。この場合は、ブロックAを含む符号化済みブロックの左上角、右上角および左下角の位置に投影した動きベクトルv3、v4およびv5が導出される。そして、導出された動きベクトルv3、v4およびv5から、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0と、右上角制御ポイントの動きベクトルv1とが算出される。 For example, as shown in Figure 49B, if the current block has two control points, the upper left and upper right corners, and block A, which is adjacent to the left of the current block, is coded in affine mode with three control points, motion vectors v3 , v4 , and v5 are derived by projecting them onto the positions of the upper left, upper right, and lower left corners of a coded block that includes block A. Then, from the derived motion vectors v3 , v4 , and v5 , motion vector v0 for the upper left corner control point and motion vector v1 for the upper right corner control point of the current block are calculated.
なお、図49Aおよび図49Bに示すMVの導出方法は、後述の図50に示すステップSk_1におけるカレントブロックの各制御ポイントのMVの導出に用いられてもよいし、後述の図51のステップSj_1におけるカレントブロックの各制御ポイントの予測MVの導出に用いられてもよい。 The MV derivation method shown in Figures 49A and 49B may be used to derive MVs for each control point of the current block in step Sk_1 shown in Figure 50 (described below), or may be used to derive predicted MVs for each control point of the current block in step Sj_1 shown in Figure 51 (described below).
[MV導出 > アフィンモード > アフィンマージモード]
図50は、アフィンマージモードの一例を示すフローチャートである。
[MV Derivation > Affine Mode > Affine Merge Mode]
FIG. 50 is a flowchart showing an example of the affine merge mode.
アフィンマージモードでは、まず、インター予測部126は、カレントブロックの制御ポイントのそれぞれのMVを導出する(ステップSk_1)。制御ポイントは、図46Aに示すように、カレントブロックの左上角および右上角のポイント、或いは図46Bに示すように、カレントブロックの左上角、右上角および左下角のポイントである。このとき、インター予測部126は、導出された2つまたは3つのMVを識別するためのMV選択情報をストリームに符号化してもよい。 In affine merge mode, the inter prediction unit 126 first derives MVs for each control point of the current block (step Sk_1). The control points are the upper left and upper right corners of the current block, as shown in Figure 46A, or the upper left, upper right, and lower left corners of the current block, as shown in Figure 46B. At this time, the inter prediction unit 126 may encode MV selection information for identifying the two or three derived MVs into the stream.
例えば、図47A~図47Cに示すMVの導出方法を用いる場合、インター予測部126は、図47Aに示すように、符号化済みブロックA(左)、ブロックB(上)、ブロックC(右上)、ブロックD(左下)およびブロックE(左上)の順序にこれらのブロックを検査し、アフィンモードで符号化された最初の有効なブロックを特定する。 For example, when using the MV derivation method shown in Figures 47A to 47C, the inter prediction unit 126 examines the coded blocks in the order of block A (left), block B (top), block C (top right), block D (bottom left), and block E (top left), as shown in Figure 47A, and identifies the first valid block coded in affine mode.
インター予測部126は、特定されたアフィンモードで符号化された最初の有効なブロックを用いて、制御ポイントのMVを導出する。例えば、ブロックAが特定され、ブロックAが2つの制御ポイントを有する場合、図47Bに示すように、インター予測部126は、ブロックAを含む符号化済みブロックの左上角および右上角の動きベクトルv3およびv4から、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0と、右上角制御ポイントの動きベクトルv1とを算出する。例えば、インター予測部126は、符号化済みブロックの左上角および右上角の動きベクトルv3およびv4を、カレントブロックに投影することによって、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0と、右上角制御ポイントの動きベクトルv1とを算出する。 The inter predictor 126 derives the motion vectors of the control points using the first valid block coded in the identified affine mode. For example, if block A is identified and block A has two control points, as shown in Figure 47B, the inter predictor 126 calculates the motion vector v0 of the upper-left corner control point and the motion vector v1 of the upper-right corner control point of the current block from the motion vectors v3 and v4 of the upper-left corner and the upper-right corner of the coded block including block A. For example, the inter predictor 126 calculates the motion vector v0 of the upper-left corner control point and the motion vector v1 of the upper-right corner control point of the current block by projecting the motion vectors v3 and v4 of the upper-left corner and the upper- right corner of the coded block onto the current block.
或いは、ブロックAが特定され、ブロックAが3つの制御ポイントを有する場合、図47Cに示すように、インター予測部126は、ブロックAを含む符号化済みブロックの左上角、右上角および左下角の動きベクトルv3、v4およびv5から、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0と、右上角制御ポイントの動きベクトルv1と、左下角制御ポイントの動きベクトルv2とを算出する。例えば、インター予測部126は、符号化済みブロックの左上角、右上角および左下角の動きベクトルv3、v4およびv5を、カレントブロックに投影することによって、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0と、右上角制御ポイントの動きベクトルv1と、左下角制御ポイントの動きベクトルv2とを算出する。 Alternatively, when block A is identified and has three control points, as shown in Figure 47C, the inter predictor 126 calculates the motion vector v0 of the upper-left corner control point, the motion vector v1 of the upper-right corner control point, and the motion vector v2 of the lower-left corner control point of the current block from the motion vectors v3, v4 , and v5 of the upper-left corner, upper-right corner, and lower-left corner of the coded block including block A. For example, the inter predictor 126 calculates the motion vector v0 of the upper-left corner control point, the motion vector v1 of the upper-right corner control point, and the motion vector v2 of the lower-left corner control point of the current block by projecting the motion vectors v3 , v4 , and v5 of the upper-left corner, upper-right corner, and lower-left corner of the coded block onto the current block .
なお、上述の図49Aに示すように、ブロックAが特定され、ブロックAが2つの制御ポイントを有する場合に、3つの制御ポイントのMVを算出してもよく、上述の図49Bに示すように、ブロックAが特定され、ブロックAが3つの制御ポイントを有する場合に、2つの制御ポイントのMVを算出してもよい。 As shown in Figure 49A above, when block A is identified and block A has two control points, the MVs of three control points may be calculated, and as shown in Figure 49B above, when block A is identified and block A has three control points, the MVs of two control points may be calculated.
次に、インター予測部126は、カレントブロックに含まれる複数のサブブロックのそれぞれについて、動き補償を行う。すなわち、インター予測部126は、その複数のサブブロックのそれぞれについて、2つの動きベクトルv0およびv1と上述の式(1A)とを用いて、或いは3つの動きベクトルv0、v1およびv2と上述の式(1B)とを用いて、そのサブブロックのMVをアフィンMVとして算出する(ステップSk_2)。そして、インター予測部126は、それらのアフィンMVおよび符号化済み参照ピクチャを用いてそのサブブロックに対して動き補償を行う(ステップSk_3)。カレントブロックに含まれる全てのサブブロックのそれぞれに対してステップSk_2およびSk_3の処理が実行されると、そのカレントブロックに対するアフィンマージモードを用いた予測画像の生成の処理が終了する。つまり、カレントブロックに対して動き補償が行われ、そのカレントブロックの予測画像が生成される。 Next, the inter prediction unit 126 performs motion compensation on each of the multiple sub-blocks included in the current block. That is, for each of the multiple sub-blocks, the inter prediction unit 126 calculates the motion vectors of the sub-block as affine motion vectors using two motion vectors v0 and v1 and the above-mentioned formula (1A), or using three motion vectors v0 , v1 , and v2 and the above-mentioned formula (1B) (step Sk_2). Then, the inter prediction unit 126 performs motion compensation on the sub-block using the affine motion vectors and the coded reference picture (step Sk_3). When the processes of steps Sk_2 and Sk_3 have been performed on each of all sub-blocks included in the current block, the process of generating a predicted image using the affine merge mode for the current block is completed. That is, motion compensation is performed on the current block, and a predicted image of the current block is generated.
なお、ステップSk_1では、上述の候補MVリストが生成されてもよい。候補MVリストは、例えば、各制御ポイントに対して複数のMV導出方法を用いて導出した候補MVを含むリストであってもよい。複数のMV導出方法は、図47A~図47Cに示すMVの導出方法、図48Aおよび図48Bに示すMVの導出方法、図49Aおよび図49Bに示すMVの導出方法、および、その他のMVの導出方法の任意の組合せであってもよい。 In step Sk_1, the candidate MV list described above may be generated. The candidate MV list may be, for example, a list containing candidate MVs derived using multiple MV derivation methods for each control point. The multiple MV derivation methods may be any combination of the MV derivation methods shown in Figures 47A to 47C, the MV derivation methods shown in Figures 48A and 48B, the MV derivation methods shown in Figures 49A and 49B, and other MV derivation methods.
なお、候補MVリストは、アフィンモード以外の、サブブロック単位で予測を行うモードの候補MVを含んでもよい。 Note that the candidate MV list may also include candidate MVs for modes other than affine mode that perform prediction on a sub-block basis.
なお、候補MVリストとして、例えば、2つの制御ポイントを有するアフィンマージモードの候補MVと、3つの制御ポイントを有するアフィンマージモードの候補MVとを含む候補MVリストを生成してもよい。または、2つの制御ポイントを有するアフィンマージモードの候補MVを含む候補MVリストと、3つの制御ポイントを有するアフィンマージモードの候補MVを含む候補MVリストとをそれぞれ生成してもよい。または、2つの制御ポイントを有するアフィンマージモードと、3つの制御ポイントを有するアフィンマージモードとのうちの一方のモードの候補MVを含む候補MVリストを生成してもよい。候補MVは、例えば、符号化済みブロックA(左)、ブロックB(上)、ブロックC(右上)、ブロックD(左下)およびブロックE(左上)のMVであってもよく、それらのブロックのうちの有効なブロックのMVであってもよい。 Note that, for example, a candidate MV list may be generated that includes candidate MVs for affine merge mode with two control points and candidate MVs for affine merge mode with three control points. Alternatively, a candidate MV list including candidate MVs for affine merge mode with two control points and a candidate MV list including candidate MVs for affine merge mode with three control points may be generated. Alternatively, a candidate MV list including candidate MVs for one of affine merge mode with two control points and affine merge mode with three control points may be generated. The candidate MVs may be, for example, MVs for coded block A (left), block B (top), block C (top right), block D (bottom left), and block E (top left), or MVs for valid blocks among these blocks.
なお、MV選択情報として、候補MVリストのいずれの候補MVかを示すインデックスを送ってもよい。 In addition, the MV selection information may also include an index indicating which candidate MV from the candidate MV list is being sent.
[MV導出 > アフィンモード > アフィンインターモード]
図51は、アフィンインターモードの一例を示すフローチャートである。
[MV Derivation > Affine Mode > Affine Intermode]
FIG. 51 is a flowchart showing an example of the affine inter mode.
アフィンインターモードでは、まず、インター予測部126は、カレントブロックの2つまたは3つの制御ポイントのそれぞれの予測MV(v0,v1)または(v0,v1,v2)を導出する(ステップSj_1)。制御ポイントは、図46Aまたは図46Bに示すように、カレントブロックの左上角、右上角或いは左下角のポイントである。 In the affine inter mode, the inter prediction unit 126 first derives predicted MVs ( v0 , v1 ) or ( v0 , v1 , v2 ) for each of two or three control points of the current block (step Sj_1). The control points are the upper left, upper right, or lower left corners of the current block, as shown in Figure 46A or 46B.
例えば、図48Aおよび図48Bに示すMVの導出方法を用いる場合、インター予測部126は、図48Aまたは図48Bに示すカレントブロックの各制御ポイント近傍の符号化済みブロックのうちの何れかのブロックのMVを選択することによって、カレントブロックの制御ポイントの予測MV(v0,v1)または(v0,v1,v2)を導出する。このとき、インター予測部126は、選択された2つまたは3つの予測MVを識別するための予測MV選択情報をストリームに符号化する。 For example, when using the MV derivation methods shown in Figures 48A and 48B, the inter prediction unit 126 derives the predicted MV (v0, v1) or ( v0 , v1 , v2) of the control point of the current block by selecting the MV of any of the coded blocks near each control point of the current block shown in Figure 48A or 48B . At this time, the inter prediction unit 126 encodes prediction MV selection information for identifying the selected two or three prediction MVs into the stream.
例えば、インター予測部126は、カレントブロックに隣接する符号化済みブロックからどのブロックのMVを制御ポイントの予測MVとして選択するかを、コスト評価等を用いて決定し、どの予測MVを選択したかを示すフラグをビットストリームに記述してもよい。つまり、インター予測部126は、予測パラメータ生成部130を介して、フラグなどの予測MV選択情報を予測パラメータとしてエントロピー符号化部110に出力する。 For example, the inter prediction unit 126 may use cost evaluation or the like to determine which block's MV to select as the prediction MV for the control point from among the coded blocks adjacent to the current block, and write a flag indicating which prediction MV has been selected into the bitstream. In other words, the inter prediction unit 126 outputs prediction MV selection information such as a flag as a prediction parameter to the entropy coding unit 110 via the prediction parameter generation unit 130.
次に、インター予測部126は、ステップSj_1で選択または導出された予測MVをそれぞれ更新しながら(ステップSj_2)、動き探索を行う(ステップSj_3およびSj_4)。つまり、インター予測部126は、更新される予測MVに対応する各サブブロックのMVをアフィンMVとして、上述の式(1A)または式(1B)を用いて算出する(ステップSj_3)。そして、インター予測部126は、それらのアフィンMVおよび符号化済み参照ピクチャを用いて各サブブロックに対して動き補償を行う(ステップSj_4)。ステップSj_3およびSj_4の処理は、ステップSj_2で予測MVが更新されるごとに、カレントブロック内の全てのブロックに対して実行される。その結果、インター予測部126は、動き探索ループにおいて、例えば最も小さいコストが得られる予測MVを、制御ポイントのMVとして決定する(ステップSj_5)。このとき、インター予測部126は、さらに、その決定されたMVと予測MVとの差分値を差分MVとしてストリームに符号化する。つまり、インター予測部126は、予測パラメータ生成部130を介して、差分MVを予測パラメータとしてエントロピー符号化部110に出力する。 Next, the inter prediction unit 126 performs motion estimation (steps Sj_3 and Sj_4) while updating the prediction MV selected or derived in step Sj_1 (step Sj_2). Specifically, the inter prediction unit 126 calculates the affine MV of each subblock corresponding to the updated prediction MV using the above-mentioned formula (1A) or (1B) (step Sj_3). The inter prediction unit 126 then performs motion compensation for each subblock using the affine MV and the coded reference picture (step Sj_4). The processes of steps Sj_3 and Sj_4 are performed for all blocks within the current block each time the prediction MV is updated in step Sj_2. As a result, the inter prediction unit 126 determines, for example, the prediction MV that provides the smallest cost in the motion estimation loop as the MV of the control point (step Sj_5). At this time, the inter prediction unit 126 further encodes the difference between the determined MV and the prediction MV into the stream as a differential MV. In other words, the inter prediction unit 126 outputs the differential MV as a prediction parameter to the entropy coding unit 110 via the prediction parameter generation unit 130.
最後に、インター予測部126は、その決定されたMVと符号化済み参照ピクチャとを用いてカレントブロックに対して動き補償を行ことにより、そのカレントブロックの予測画像を生成する(ステップSj_6)。 Finally, the inter prediction unit 126 generates a predicted image for the current block by performing motion compensation on the current block using the determined MV and the encoded reference picture (step Sj_6).
なお、ステップSj_1では、上述の候補MVリストが生成されてもよい。候補MVリストは、例えば、各制御ポイントに対して複数のMV導出方法を用いて導出した候補MVを含むリストであってもよい。複数のMV導出方法は、図47A~図47Cに示すMVの導出方法、図48Aおよび図48Bに示すMVの導出方法、図49Aおよび図49Bに示すMVの導出方法、および、その他のMVの導出方法の任意の組合せであってもよい。 In addition, in step Sj_1, the above-mentioned candidate MV list may be generated. The candidate MV list may be, for example, a list including candidate MVs derived using multiple MV derivation methods for each control point. The multiple MV derivation methods may be any combination of the MV derivation methods shown in Figures 47A to 47C, the MV derivation methods shown in Figures 48A and 48B, the MV derivation methods shown in Figures 49A and 49B, and other MV derivation methods.
なお、候補MVリストは、アフィンモード以外の、サブブロック単位で予測を行うモードの候補MVを含んでもよい。 Note that the candidate MV list may also include candidate MVs for modes other than affine mode that perform prediction on a sub-block basis.
なお、候補MVリストとして、2つの制御ポイントを有するアフィンインターモードの候補MVと、3つの制御ポイントを有するアフィンインターモードの候補MVとを含む候補MVリストを生成してもよい。または、2つの制御ポイントを有するアフィンインターモードの候補MVを含む候補MVリストと、3つの制御ポイントを有するアフィンインターモードの候補MVを含む候補MVリストとをそれぞれ生成してもよい。または、2つの制御ポイントを有するアフィンインターモードと、3つの制御ポイントを有するアフィンインターモードとのうちの一方のモードの候補MVを含む候補MVリストを生成してもよい。候補MVは、例えば、符号化済みブロックA(左)、ブロックB(上)、ブロックC(右上)、ブロックD(左下)およびブロックE(左上)のMVであってもよく、それらのブロックのうちの有効なブロックのMVであってもよい。 Note that a candidate MV list may be generated that includes candidate MVs for affine inter modes with two control points and candidate MVs for affine inter modes with three control points. Alternatively, a candidate MV list may be generated that includes candidate MVs for affine inter modes with two control points and a candidate MV list that includes candidate MVs for affine inter modes with three control points. Alternatively, a candidate MV list may be generated that includes candidate MVs for one of affine inter modes with two control points and affine inter modes with three control points. The candidate MVs may be, for example, MVs for coded block A (left), block B (top), block C (top right), block D (bottom left), and block E (top left), or MVs for valid blocks among these blocks.
なお、予測MV選択情報として、候補MVリストのいずれの候補MVかを示すインデックスを送ってもよい。 In addition, as predicted MV selection information, an index indicating which candidate MV from the candidate MV list is sent.
[MV導出 > トライアングルモード]
インター予測部126は、上述の例では、矩形のカレントブロックに対して1つの矩形の予測画像を生成する。しかし、インター予測部126は、その矩形のカレントブロックに対して矩形と異なる形状の複数の予測画像を生成し、それらの複数の予測画像を結合することによって、最終的な矩形の予測画像を生成してもよい。矩形と異なる形状は、例えば三角形であってもよい。
[MV derivation > Triangle mode]
In the above example, the inter prediction unit 126 generates one rectangular predicted image for the rectangular current block. However, the inter prediction unit 126 may generate multiple predicted images of shapes other than a rectangle for the rectangular current block and combine these multiple predicted images to generate a final rectangular predicted image. The shape other than a rectangle may be, for example, a triangle.
図52Aは、2つの三角形の予測画像の生成を説明するための図である。 Figure 52A is a diagram illustrating the generation of predicted images of two triangles.
インター予測部126は、カレントブロック内の三角形の第1パーティションに対して、その第1パーティションの第1MVを用いて動き補償を行うことによって、三角形の予測画像を生成する。同様に、インター予測部126は、カレントブロック内の三角形の第2パーティションに対して、その第2パーティションの第2MVを用いて動き補償を行うことによって、三角形の予測画像を生成する。そして、インター予測部126は、これらの予測画像を結合することによって、カレントブロックと同じ矩形の予測画像を生成する。 The inter prediction unit 126 generates a predicted image of a triangle by performing motion compensation on a first partition of a triangle in the current block using the first MV of that first partition. Similarly, the inter prediction unit 126 generates a predicted image of a triangle by performing motion compensation on a second partition of a triangle in the current block using the second MV of that second partition. The inter prediction unit 126 then combines these predicted images to generate a predicted image that is the same rectangle as the current block.
なお、第1パーティションの予測画像として、第1MVを用いてカレントブロックに対応する矩形の第1予測画像を生成してもよい。また、第2パーティションの予測画像として、第2MVを用いてカレントブロックに対応する矩形の第2予測画像を生成してもよい。第1予測画像と第2予測画像とを重み付け加算することにより、カレントブロックの予測画像を生成してもよい。なお、重み付け加算する部位は、第1パーティションと第2パーティションの境界を挟む一部の領域のみであってもよい。 Note that, as the predicted image for the first partition, a rectangular first predicted image corresponding to the current block may be generated using the first MV. Also, as the predicted image for the second partition, a rectangular second predicted image corresponding to the current block may be generated using the second MV. A predicted image for the current block may be generated by performing weighted addition of the first predicted image and the second predicted image. Note that the portion subjected to weighted addition may be limited to a partial area sandwiching the boundary between the first and second partitions.
図52Bは、第2パーティションと重なる第1パーティションの第1部分、並びに、補正処理の一部として重み付けされ得る第1サンプルセット及び第2サンプルセットの例を示す概念図である。第1部分は、例えば、第1パーティションの幅又は高さの4分の1であってもよい。別の例において、第1部分は、第1パーティションの縁に隣接するN個のサンプルに対応する幅を有していてもよい。ここで、Nは、ゼロより大きい整数であり、例えば、Nは、整数2であってもよい。図52Bは、第1パーティションの幅の4分の1の幅の矩形部分を有する矩形パーティションを示す。ここで、第1サンプルセットは、第1部分の外側のサンプルと第1部分の内側のサンプルとを含み、第2サンプルセットは、第1部分内のサンプルを含む。図52Bの中央の例は、第1パーティションの高さの4分の1の高さの矩形部分を有する矩形パーティションを示す。ここで、第1サンプルセットは、第1部分の外側のサンプルと第1部分の内側のサンプルとを含み、第2サンプルセットは、第1部分内のサンプルを含む。図52Bの右の例は、2つのサンプルに対応する高さの多角形部分を有する三角形パーティションを示す。ここで、第1サンプルセットは、第1部分の外側のサンプルと第1部分の内側のサンプルとを含み、第2サンプルセットは、第1部分内のサンプルを含む。 Figure 52B is a conceptual diagram illustrating an example of a first portion of a first partition that overlaps a second partition, as well as first and second sample sets that may be weighted as part of the correction process. The first portion may be, for example, one-quarter the width or height of the first partition. In another example, the first portion may have a width corresponding to N samples adjacent to the edge of the first partition, where N is an integer greater than zero, e.g., N may be the integer 2. Figure 52B illustrates a rectangular partition having a rectangular portion that is one-quarter the width of the first partition. Here, the first sample set includes samples outside and inside the first portion, and the second sample set includes samples within the first portion. The example in the center of Figure 52B illustrates a rectangular partition having a rectangular portion that is one-quarter the height of the first partition. Here, the first sample set includes samples outside and inside the first portion, and the second sample set includes samples within the first portion. The example on the right in Figure 52B shows a triangular partition with polygonal portions of height corresponding to two samples, where the first sample set includes samples outside the first portion and samples inside the first portion, and the second sample set includes samples within the first portion.
第1部分は、隣接パーティションと重なる第1パーティションの部分であってもよい。図52Cは、隣接パーティションの一部と重なる第1パーティションの一部である第1パーティションの第1部分を示す概念図である。説明を簡単にするために、空間的に隣接する矩形パーティションと重なる部分を有する矩形パーティションが示されている。三角形パーティションなどの他の形状を有するパーティションが用いられてもよいし、重なる部分は、空間的に又は時間的に隣接するパーティションと重なっていてもよい。 The first portion may be a portion of the first partition that overlaps with an adjacent partition. Figure 52C is a conceptual diagram illustrating a first portion of a first partition that is a portion of the first partition that overlaps with a portion of an adjacent partition. For ease of explanation, a rectangular partition is shown having an overlapping portion with a spatially adjacent rectangular partition. Partitions having other shapes, such as triangular partitions, may also be used, and the overlapping portion may overlap with a spatially or temporally adjacent partition.
また、インター予測を用いて2つのパーティションのそれぞれに対して予測画像を生成する例が示されているが、イントラ予測を用いて少なくとも1つのパーティションに対して予測画像が生成されてもよい。 Furthermore, although an example is shown in which a predicted image is generated for each of two partitions using inter prediction, a predicted image may also be generated for at least one partition using intra prediction.
図53は、トライアングルモードの一例を示すフローチャートである。 Figure 53 is a flowchart showing an example of triangle mode.
トライアングルモードでは、まず、インター予測部126は、カレントブロックを第1パーティションと第2パーティションとに分割する(ステップSx_1)。このとき、インター予測部126は、各パーティションへの分割に関する情報であるパーティション情報を予測パラメータとしてストリームに符号化してもよい。つまり、インター予測部126は、予測パラメータ生成部130を介して、パーティション情報を予測パラメータとしてエントロピー符号化部110に出力してもよい。 In triangle mode, first, the inter prediction unit 126 divides the current block into a first partition and a second partition (step Sx_1). At this time, the inter prediction unit 126 may encode partition information, which is information about the division into each partition, into the stream as prediction parameters. In other words, the inter prediction unit 126 may output the partition information as prediction parameters to the entropy coding unit 110 via the prediction parameter generation unit 130.
次に、インター予測部126は、まず、時間的または空間的にカレントブロックの周囲にある複数の符号化済みブロックのMVなどの情報に基づいて、そのカレントブロックに対して複数の候補MVを取得する(ステップSx_2)。つまり、インター予測部126は、候補MVリストを作成する。 Next, the inter prediction unit 126 first obtains multiple candidate MVs for the current block based on information such as the MVs of multiple coded blocks that temporally or spatially surround the current block (step Sx_2). In other words, the inter prediction unit 126 creates a candidate MV list.
そして、インター予測部126は、ステップSx_2で取得された複数の候補MVの中から、第1パーティションの候補MVおよび第2パーティションの候補MVを、第1MVおよび第2MVとしてそれぞれ選択する(ステップSx_3)。このとき、インター予測部126は、選択された候補MVを識別するためのMV選択情報を予測パラメータとしてストリームに符号化してもよい。つまり、インター予測部126は、予測パラメータ生成部130を介して、MV選択情報を予測パラメータとしてエントロピー符号化部110に出力してもよい。 Then, the inter prediction unit 126 selects the candidate MV for the first partition and the candidate MV for the second partition as the first MV and the second MV, respectively, from the multiple candidate MVs obtained in step Sx_2 (step Sx_3). At this time, the inter prediction unit 126 may encode MV selection information for identifying the selected candidate MVs into the stream as a prediction parameter. In other words, the inter prediction unit 126 may output the MV selection information as a prediction parameter to the entropy coding unit 110 via the prediction parameter generation unit 130.
次に、インター予測部126は、その選択された第1MVと符号化済み参照ピクチャとを用いて動き補償を行ことにより、第1予測画像を生成する(ステップSx_4)。同様に、インター予測部126は、選択された第2MVと符号化済み参照ピクチャとを用いて動き補償を行ことにより、第2予測画像を生成する(ステップSx_5)。 Next, the inter prediction unit 126 generates a first predicted image by performing motion compensation using the selected first MV and a coded reference picture (step Sx_4). Similarly, the inter prediction unit 126 generates a second predicted image by performing motion compensation using the selected second MV and a coded reference picture (step Sx_5).
最後に、インター予測部126は、第1予測画像と第2予測画像とを重み付け加算することによって、カレントブロックの予測画像を生成する(ステップSx_6)。 Finally, the inter prediction unit 126 generates a predicted image for the current block by weighting and adding the first predicted image and the second predicted image (step Sx_6).
なお、図52Aに示す例では、第1パーティションおよび第2パーティションはそれぞれ三角形であるが、台形であってもよく、それぞれ互いに異なる形状であってもよい。さらに、図52Aに示す例では、カレントブロックが2つのパーティションから構成されているが、3つ以上のパーティションから構成されていてもよい。 In the example shown in FIG. 52A, the first partition and the second partition are each triangular, but they may also be trapezoidal, or may have different shapes. Furthermore, in the example shown in FIG. 52A, the current block is made up of two partitions, but it may also be made up of three or more partitions.
また、第1パーティションおよび第2パーティションは重複していてもよい。すなわち、第1パーティションおよび第2パーティションは同じ画素領域を含んでいてもよい。この場合、第1パーティションにおける予測画像と第2パーティションにおける予測画像とを用いてカレントブロックの予測画像を生成してもよい。 Also, the first partition and the second partition may overlap. That is, the first partition and the second partition may include the same pixel area. In this case, the predicted image of the current block may be generated using the predicted image of the first partition and the predicted image of the second partition.
また、この例では2つのパーティションともにインター予測で予測画像が生成される例を示したが、少なくとも1つのパーティションについてイントラ予測によって予測画像を生成してもよい。 Furthermore, while this example shows an example in which predicted images are generated using inter prediction for both partitions, predicted images may also be generated using intra prediction for at least one partition.
なお、第1MVを選択するための候補MVリストと第2MVを選択するための候補MVリストは異なっていてもよいし、同じ候補MVリストであってもよい。 Note that the candidate MV list for selecting the first MV and the candidate MV list for selecting the second MV may be different, or they may be the same candidate MV list.
なお、パーティション情報は、少なくともカレントブロックを複数のパーティションに分割する分割方向を示すインデックスを含んでいてもよい。MV選択情報は、選択された第1MVを示すインデックスおよび選択された第2MVを示すインデックスを含んでいてもよい。1つのインデックスが複数の情報を示してもよい。例えば、パーティション情報の一部または全体と、MV選択情報の一部または全体とをまとめて示す1つのインデックスが符号化されてもよい。 The partition information may include at least an index indicating the division direction for dividing the current block into multiple partitions. The MV selection information may include an index indicating the selected first MV and an index indicating the selected second MV. One index may indicate multiple pieces of information. For example, one index may be encoded that collectively indicates part or all of the partition information and part or all of the MV selection information.
[MV導出 > ATMVPモード]
図54は、サブブロック単位にMVが導出されるATMVPモードの一例を示す図である。
[MV derivation > ATMVP mode]
FIG. 54 shows an example of an ATMVP mode in which MVs are derived for each subblock.
ATMVPモードは、マージモードに分類されるモードである。例えば、ATMVPモードでは、ノーマルマージモードに用いられる候補MVリストに、サブブロック単位の候補MVが登録される。 ATMVP mode is a mode classified as a merge mode. For example, in ATMVP mode, candidate MVs are registered on a sub-block basis in the candidate MV list used in normal merge mode.
具体的には、ATMVPモードでは、まず、図54に示すように、カレントブロックの左下に隣接するブロックのMV(MV0)によって指定される符号化済みの参照ピクチャにおいて、そのカレントブロックに対応付けられた時間MV参照ブロックが特定される。次に、カレントブロック内における各サブブロックについて、その時間MV参照ブロック内のそのサブブロックに対応する領域の符号化時に用いられたMVを特定する。このように特定されたMVが、カレントブロックのサブブロックの候補MVとして候補MVリストに含まれる。このような各サブブロックの候補MVが候補MVリストから選択される場合には、その候補MVをサブブロックのMVとして用いた動き補償がそのサブブロックに対して実行される。これにより、各サブブロックの予測画像が生成される。 Specifically, in ATMVP mode, as shown in Figure 54, first, the temporal MV reference block associated with the current block is identified in the coded reference picture specified by the MV (MV0) of the block adjacent to the lower left of the current block. Next, for each sub-block within the current block, the MV used when coding the area corresponding to that sub-block within that temporal MV reference block is identified. The MVs identified in this way are included in the candidate MV list as candidate MVs for the sub-blocks of the current block. When such a candidate MV for each sub-block is selected from the candidate MV list, motion compensation is performed on that sub-block using that candidate MV as the MV for that sub-block. This generates a predicted image for each sub-block.
なお、図54に示す例では、周辺MV参照ブロックとして、カレントブロックの左下に隣接するブロックを用いたが、それ以外のブロックを用いてもよい。また、サブブロックのサイズは、4x4画素であっても、8x8画素であっても、それ以外のサイズであってもよい。サブブロックのサイズは、スライス、ブリック、またはピクチャなどの単位で切り替えられてもよい。 In the example shown in Figure 54, the block adjacent to the lower left of the current block is used as the surrounding MV reference block, but other blocks may also be used. Furthermore, the size of the sub-block may be 4x4 pixels, 8x8 pixels, or some other size. The size of the sub-block may be switched in units such as slice, brick, or picture.
[動き探索 > DMVR]
図55は、マージモードおよびDMVRの関係を示す図である。
[Motion Search > DMVR]
FIG. 55 is a diagram showing the relationship between merge mode and DMVR.
インター予測部126は、マージモードでカレントブロックのMVを導出する(ステップSl_1)。次に、インター予測部126は、MVの探索、すなわち動き探索を行うか否かを判定する(ステップSl_2)。ここで、インター予測部126は、動き探索を行わないと判定すると(ステップSl_2のNo)、ステップSl_1で導出されたMVを、カレントブロックに対する最終のMVとして決定する(ステップSl_4)。すなわち、この場合には、マージモードでカレントブロックのMVが決定される。 The inter prediction unit 126 derives the motion vectors of the current block in merge mode (step Sl_1). Next, the inter prediction unit 126 determines whether to perform motion vector search, i.e., motion search (step Sl_2). Here, if the inter prediction unit 126 determines not to perform motion search (No in step Sl_2), it determines the motion vectors derived in step Sl_1 as the final motion vectors for the current block (step Sl_4). That is, in this case, the motion vectors of the current block are determined in merge mode.
一方、ステップSl_1で動き探索を行うと判定すると(ステップSl_2のYes)、インター予測部126は、ステップSl_1で導出されたMVによって示される参照ピクチャの周辺領域を探索することによって、カレントブロックに対して最終のMVを導出する(ステップSl_3)。すなわち、この場合には、DMVRでカレントブロックのMVが決定される。 On the other hand, if it is determined in step Sl_1 that motion estimation is to be performed (Yes in step Sl_2), the inter prediction unit 126 derives the final MV for the current block by searching the surrounding area of the reference picture indicated by the MV derived in step Sl_1 (step Sl_3). That is, in this case, the MV for the current block is determined by DMVR.
図56は、MVを決定するためのDMVRの一例を説明するための概念図である。 Figure 56 is a conceptual diagram illustrating an example of a DMVR for determining an MV.
まず、例えばマージモードにおいて、カレントブロックに対して候補MV(L0およびL1)を選択する。そして、候補MV(L0)に従って、L0リストの符号化済みピクチャである第1参照ピクチャ(L0)から参照画素を特定する。同様に、候補MV(L1)に従って、L1リストの符号化済みピクチャである第2参照ピクチャ(L1)から参照画素を特定する。これらの参照画素の平均をとることでテンプレートを生成する。 First, for example in merge mode, candidate MVs (L0 and L1) are selected for the current block. Then, according to the candidate MV (L0), reference pixels are identified from the first reference picture (L0), which is an encoded picture in the L0 list. Similarly, according to the candidate MV (L1), reference pixels are identified from the second reference picture (L1), which is an encoded picture in the L1 list. A template is generated by averaging these reference pixels.
次に、そのテンプレートを用いて、第1参照ピクチャ(L0)および第2参照ピクチャ(L1)の候補MVの周辺領域をそれぞれ探索し、コストが最小となるMVを、カレントブロックの最終的なMVとして決定する。なお、コストは、例えば、テンプレートの各画素値と探索領域の各画素値との差分値および候補MV値等を用いて算出してもよい。 Next, using that template, the surrounding areas of the candidate MVs in the first reference picture (L0) and the second reference picture (L1) are searched, and the MV with the smallest cost is determined as the final MV for the current block. Note that the cost may be calculated using, for example, the difference between each pixel value of the template and each pixel value of the search area, the candidate MV value, etc.
ここで説明した処理そのものでなくても、候補MVの周辺を探索して最終的なMVを導出することができる処理であれば、どのような処理を用いてもよい。 Any process that can search the area around the candidate MVs and derive the final MV can be used, not just the process described here.
図57は、MVを決定するためのDMVRの他の一例を説明するための概念図である。図57に示す本例は、図56に示すDMVRの一例とは異なり、テンプレートを生成せずにコストが算出される。 Figure 57 is a conceptual diagram illustrating another example of a DMVR for determining an MV. Unlike the example of a DMVR shown in Figure 56, this example shown in Figure 57 calculates costs without generating a template.
まず、インター予測部126は、候補MVリストから取得した候補MVである初期MVに基づいて、L0リストとL1リストのそれぞれの参照ピクチャに含まれる参照ブロック周辺を探索する。例えば、図57に示すように、L0リストの参照ブロックに対応する初期MVは、InitMV_L0であり、L1リストの参照ブロックに対応する初期MVは、InitMV_L1である。インター予測部126は、動き探索では、まず、L0リストの参照ピクチャに対する探索位置を設定する。その設定される探索位置を示す差分ベクトル、具体的には、初期MV(すなわちInitMV_L0)によって示される位置からその探索位置への差分ベクトルは、MVd_L0である。そして、インター予測部126は、L1リストの参照ピクチャにおける探索位置を決定する。この探索位置は、初期MV(すなわちInitMV_L1)によって示される位置からその探索位置への差分ベクトルによって示される。具体的には、インター予測部126は、MVd_L0のミラーリングによってその差分ベクトルをMVd_L1として決定する。つまり、インター予測部126は、L0リストとL1リストのそれぞれの参照ピクチャにおいて、初期MVが示す位置から対称となる位置を探索位置とする。インター予測部126は、探索位置ごとに、その探索位置におけるブロック内の画素値の差分絶対値の総和(SAD)などをコストとして算出し、そのコストが最小となる探索位置を見つけ出す。 First, the inter prediction unit 126 searches around the reference blocks included in the reference pictures in the L0 list and the L1 list based on the initial MV, which is a candidate MV obtained from the candidate MV list. For example, as shown in Figure 57, the initial MV corresponding to the reference block in the L0 list is InitMV_L0, and the initial MV corresponding to the reference block in the L1 list is InitMV_L1. In motion estimation, the inter prediction unit 126 first sets a search position for the reference picture in the L0 list. The difference vector indicating this search position, specifically, the difference vector from the position indicated by the initial MV (i.e., InitMV_L0) to that search position, is MVd_L0. Then, the inter prediction unit 126 determines a search position in the reference picture in the L1 list. This search position is indicated by the difference vector from the position indicated by the initial MV (i.e., InitMV_L1) to that search position. Specifically, the inter prediction unit 126 mirrors MVd_L0 and determines the difference vector as MVd_L1. That is, the inter prediction unit 126 determines, as the search position, a position symmetrical to the position indicated by the initial MV in each of the reference pictures in the L0 list and the L1 list. For each search position, the inter prediction unit 126 calculates a cost such as the sum of absolute differences (SAD) of pixel values within the block at that search position, and finds the search position that minimizes this cost.
図58Aは、DMVRにおける動き探索の一例を示す図であり、図58Bは、その動き探索の一例を示すフローチャートである。 Figure 58A is a diagram showing an example of motion estimation in a DMVR, and Figure 58B is a flowchart showing an example of that motion estimation.
まず、インター予測部126は、Step1で、初期MVが示す探索位置(開始点ともいう)と、その周囲にある8つの探索位置とにおけるコストを算出する。そして、インター予測部126は、開始点以外の探索位置のコストが最小か否かを判定する。ここで、インター予測部126は、開始点以外の探索位置のコストが最小と判定すると、コストが最小となる探索位置に移動して、Step2の処理を行う。一方、インター予測部126は、開始点のコストが最小であれば、Step2の処理をスキップしてStep3の処理を行う。 First, in Step 1, the inter prediction unit 126 calculates the costs at the search position (also called the starting point) indicated by the initial MV and the eight search positions surrounding it. The inter prediction unit 126 then determines whether the cost of a search position other than the starting point is the smallest. If the inter prediction unit 126 determines that the cost of a search position other than the starting point is the smallest, it moves to the search position with the smallest cost and performs the processing of Step 2. On the other hand, if the cost of the starting point is the smallest, the inter prediction unit 126 skips the processing of Step 2 and performs the processing of Step 3.
Step2では、インター予測部126は、Step1の処理結果に応じて移動した探索位置を新たな開始点として、Step1の処理と同様の探索を行う。そして、インター予測部126は、その開始点以外の探索位置のコストが最小か否かを判定する。ここで、インター予測部126は、開始点以外の探索位置のコストが最小であれば、Step4の処理を行う。一方、インター予測部126は、開始点のコストが最小であれば、Step3の処理を行う。 In Step 2, the inter prediction unit 126 performs a search similar to that of Step 1, using the search position moved in accordance with the processing result of Step 1 as a new starting point. The inter prediction unit 126 then determines whether the cost of a search position other than the starting point is the smallest. If the cost of a search position other than the starting point is the smallest, the inter prediction unit 126 performs the processing of Step 4. On the other hand, if the cost of the starting point is the smallest, the inter prediction unit 126 performs the processing of Step 3.
Step4では、インター予測部126は、その開始点の探索位置を最終探索位置として扱い、初期MVが示す位置とその最終探索位置との差分を差分ベクトルとして決定する。 In Step 4, the inter prediction unit 126 treats the search position of the starting point as the final search position, and determines the difference between the position indicated by the initial MV and that final search position as the difference vector.
Step3では、インター予測部126は、Step1またはStep2の開始点の上下左右にある4点におけるコストに基づき、コストが最小となる小数精度の画素位置を決定し、その画素位置を最終探索位置とする。その小数精度の画素位置は、上下左右にある4点のベクトル((0,1),(0,-1),(-1,0),(1,0))を、その4点のそれぞれの探索位置におけるコストを重みとして重み付け加算することで決定される。そして、インター予測部126は、初期MVが示す位置とその最終探索位置との差分を差分ベクトルとして決定する。 In Step 3, the inter prediction unit 126 determines the decimal precision pixel position with the smallest cost based on the costs at four points above, below, left, and right of the starting point of Step 1 or Step 2, and sets that pixel position as the final search position. This decimal precision pixel position is determined by weighting and adding the vectors of the four points ((0,1), (0,-1), (-1,0), (1,0)) located above, below, left, and right, using the cost at each of the four search positions as weights. The inter prediction unit 126 then determines the difference between the position indicated by the initial MV and that final search position as the difference vector.
[動き補償 > BIO/OBMC/LIC]
動き補償では、予測画像を生成し、その予測画像を補正するモードがある。そのモードは、例えば、後述のBIO、OBMC、およびLICである。
[Motion Compensation > BIO/OBMC/LIC]
Motion compensation includes modes in which a predicted image is generated and the predicted image is corrected, such as BIO, OBMC, and LIC, which will be described later.
図59は、予測画像の生成の一例を示すフローチャートである。 Figure 59 is a flowchart showing an example of generating a predicted image.
インター予測部126は、予測画像を生成し(ステップSm_1)、上述の何れかのモードによってその予測画像を補正する(ステップSm_2)。 The inter prediction unit 126 generates a predicted image (step Sm_1) and corrects the predicted image using one of the modes described above (step Sm_2).
図60は、予測画像の生成の他の例を示すフローチャートである。 Figure 60 is a flowchart showing another example of generating a predicted image.
インター予測部126は、カレントブロックのMVを導出する(ステップSn_1)。次に、インター予測部126は、そのMVを用いて予測画像を生成し(ステップSn_2)、補正処理を行うか否かを判定する(ステップSn_3)。ここで、インター予測部126は、補正処理を行うと判定すると(ステップSn_3のYes)、その予測画像を補正することによって最終的な予測画像を生成する(ステップSn_4)。なお、後述のLICでは、ステップSn_4において、輝度および色差が補正されてもよい。一方、インター予測部126は、補正処理を行わないと判定すると(ステップSn_3のNo)、その予測画像を補正することなく最終的な予測画像として出力する(ステップSn_5)。 The inter prediction unit 126 derives the motion vectors (MVs) of the current block (step Sn_1). Next, the inter prediction unit 126 generates a predicted image using the MVs (step Sn_2) and determines whether or not to perform correction processing (step Sn_3). If the inter prediction unit 126 determines that correction processing is to be performed (Yes in step Sn_3), it corrects the predicted image to generate a final predicted image (step Sn_4). Note that in the LIC described below, luminance and chrominance may be corrected in step Sn_4. On the other hand, if the inter prediction unit 126 determines that correction processing is not to be performed (No in step Sn_3), it outputs the predicted image as the final predicted image without correction (step Sn_5).
[動き補償 > OBMC]
動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測画像が生成されてもよい。具体的には、(参照ピクチャ内の)動き探索により得られた動き情報に基づく予測画像と、(カレントピクチャ内の)隣接ブロックの動き情報に基づく予測画像と、を重み付け加算することにより、カレントブロック内のサブブロック単位でインター予測画像が生成されてもよい。このようなインター予測(動き補償)は、OBMC(ovulerlapped block motion compensation)またはOBMCモードと呼ばれることがある。
[Motion Compensation > OBMC]
An inter-predicted image may be generated using not only the motion information of the current block obtained by motion estimation, but also the motion information of neighboring blocks. Specifically, an inter-predicted image may be generated for each sub-block in the current block by weighting and adding a predicted image based on the motion information obtained by motion estimation (in the reference picture) and a predicted image based on the motion information of neighboring blocks (in the current picture). Such inter-prediction (motion compensation) may be called OBMC (overlapped block motion compensation) or OBMC mode.
OBMCモードでは、OBMCのためのサブブロックのサイズを示す情報(例えばOBMCブロックサイズと呼ばれる)は、シーケンスレベルで信号化されてもよい。さらに、OBMCモードを適用するか否かを示す情報(例えばOBMCフラグと呼ばれる)は、CUレベルで信号化されてもよい。なお、これらの情報の信号化のレベルは、シーケンスレベルおよびCUレベルに限定される必要はなく、他のレベル(例えばピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベル、CTUレベルまたはサブブロックレベル)であってもよい。 In the OBMC mode, information indicating the size of the sub-block for OBMC (e.g., called the OBMC block size) may be signaled at the sequence level. Furthermore, information indicating whether the OBMC mode is applied (e.g., called the OBMC flag) may be signaled at the CU level. Note that the signaling level of this information does not need to be limited to the sequence level and CU level, and may be at other levels (e.g., the picture level, slice level, brick level, CTU level, or sub-block level).
OBMCモードについて、より具体的に説明する。図61および図62は、OBMCによる予測画像補正処理の概要を説明するためのフローチャートおよび概念図である。 The OBMC mode will now be explained in more detail. Figures 61 and 62 are a flowchart and conceptual diagram outlining the predictive image correction process using OBMC.
まず、図62に示すように、カレントブロックに割り当てられたMVを用いて通常の動き補償による予測画像(Pred)を取得する。図62において、矢印“MV”は参照ピクチャを指し、予測画像を得るためにカレントピクチャのカレントブロックが何を参照しているかを示している。 First, as shown in Figure 62, a predicted image (Pred) is obtained using normal motion compensation using the MV assigned to the current block. In Figure 62, the arrow "MV" points to the reference picture, indicating what the current block of the current picture is referencing to obtain the predicted image.
次に、符号化済みの左隣接ブロックに対して既に導出されたMV(MV_L)をカレントブロックに適用(再利用)して予測画像(Pred_L)を取得する。MV(MV_L)は、カレントブロックから参照ピクチャを指す矢印“MV_L”によって示される。そして、2つの予測画像PredとPred_Lとを重ね合わせることで予測画像の1回目の補正を行う。これは、隣接ブロック間の境界を混ぜ合わせる効果を有する。 Next, the MV (MV_L) already derived for the coded left-neighboring block is applied (reused) to the current block to obtain a predicted image (Pred_L). The MV (MV_L) is indicated by the arrow "MV_L" pointing from the current block to the reference picture. The first correction of the predicted image is then performed by superimposing the two predicted images Pred and Pred_L. This has the effect of blending the boundaries between the neighboring blocks.
同様に、符号化済みの上隣接ブロックに対して既に導出されたMV(MV_U)をカレントブロックに適用(再利用)して予測画像(Pred_U)を取得する。MV(MV_U)は、カレントブロックから参照ピクチャを指す矢印“MV_U”によって示される。そして、予測画像Pred_Uを1回目の補正を行った予測画像(例えば、PredとPred_L)に重ね合わせることで予測画像の2回目の補正を行う。これは、隣接ブロック間の境界を混ぜ合わせる効果を有する。2回目の補正によって得られた予測画像は、隣接ブロックとの境界が混ぜ合わされた(スムージングされた)、カレントブロックの最終的な予測画像である。 Similarly, the MV (MV_U) already derived for the coded adjacent block above is applied (reused) to the current block to obtain a predicted image (Pred_U). The MV (MV_U) is indicated by the arrow "MV_U" pointing from the current block to the reference picture. The predicted image is then corrected a second time by superimposing the predicted image Pred_U on the predicted image (e.g., Pred and Pred_L) that was corrected the first time. This has the effect of blending the boundaries between adjacent blocks. The predicted image obtained by the second correction is the final predicted image for the current block, with the boundaries with the adjacent blocks blended (smoothed).
なお、上述の例は、左隣接および上隣接のブロックを用いた2パスの補正方法であるが、その補正方法は、右隣接および/または下隣接のブロックも用いた3パスまたはそれ以上のパスの補正方法であってもよい。 Note that while the above example is a two-pass correction method using the left-adjacent and above-adjacent blocks, the correction method may also be a three-pass or more-pass correction method using the right-adjacent and/or below-adjacent blocks.
なお、重ね合わせを行う領域はブロック全体の画素領域ではなく、ブロック境界近傍の一部の領域のみであってもよい。 Note that the area to be overlaid does not have to be the entire pixel area of the block, but may be only a portion of the area near the block boundary.
なお、ここでは1枚の参照ピクチャから、追加的な予測画像Pred_LおよびPred_Uを重ね合わせることで1枚の予測画像Predを得るためのOBMCの予測画像補正処理について説明した。しかし、複数の参照画像に基づいて予測画像が補正される場合には、同様の処理が複数の参照ピクチャのそれぞれに適用されてもよい。このような場合、複数の参照ピクチャに基づくOBMCの画像補正を行うことによって、各々の参照ピクチャから、補正された予測画像を取得した後に、その取得された複数の補正予測画像をさらに重ね合わせることで最終的な予測画像を取得する。 Note that the above describes the OBMC predicted image correction process for obtaining a single predicted image Pred by overlaying additional predicted images Pred_L and Pred_U from a single reference picture. However, if a predicted image is corrected based on multiple reference images, a similar process may be applied to each of the multiple reference pictures. In such a case, OBMC image correction is performed based on multiple reference pictures to obtain a corrected predicted image from each reference picture, and then the multiple corrected predicted images obtained are further overlaid to obtain the final predicted image.
なお、OBMCでは、カレントブロックの単位は、PU単位であっても、PUをさらに分割したサブブロック単位であってもよい。 In OBMC, the current block unit may be a PU unit or a sub-block unit obtained by further dividing a PU.
OBMCを適用するかどうかの判定の方法として、例えば、OBMCを適用するかどうかを示す信号であるobmc_flagを用いる方法がある。具体的な一例としては、符号化装置100は、カレントブロックが動きの複雑な領域に属しているかどうかを判定してもよい。符号化装置100は、動きの複雑な領域に属している場合は、obmc_flagとして値1を設定してOBMCを適用して符号化を行い、動きの複雑な領域に属していない場合は、obmc_flagとして値0を設定してOBMCを適用せずにブロックの符号化を行う。一方、復号装置200では、ストリームに記述されたobmc_flagを復号することで、その値に応じてOBMCを適用するかどうかを切替えて復号を行う。 One method for determining whether to apply OBMC is to use obmc_flag, a signal that indicates whether to apply OBMC. As a specific example, encoding device 100 may determine whether the current block belongs to an area with complex motion. If the current block belongs to an area with complex motion, encoding device 100 sets obmc_flag to a value of 1 and applies OBMC to perform encoding; if the current block does not belong to an area with complex motion, encoding device 100 sets obmc_flag to a value of 0 and performs encoding of the block without applying OBMC. Meanwhile, decoding device 200 decodes obmc_flag described in the stream, and switches whether to apply OBMC depending on the value to perform decoding.
[動き補償 > BIO]
次に、MVを導出する方法について説明する。まず、等速直線運動を仮定したモデルに基づいてMVを導出するモードについて説明する。このモードは、BIO(bi-directional optical flow)モードと呼ばれることがある。また、このbi-directional optical flowは、BIOの代わりに、BDOFと表記されてもよい。
[Motion Compensation > BIO]
Next, a method for deriving MV will be described. First, a mode for deriving MV based on a model assuming uniform linear motion will be described. This mode is sometimes called BIO (bi-directional optical flow) mode. Furthermore, this bi-directional optical flow may be expressed as BDOF instead of BIO.
図63は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。図63において、(vx,vy)は、速度ベクトルを示し、τ0、τ1は、それぞれ、カレントピクチャ(Cur Pic)と2つの参照ピクチャ(Ref0,Ref1)との間の時間的な距離を示す。(MVx0,MVy0)は、参照ピクチャRef0に対応するMVを示し、(MVx1、MVy1)は、参照ピクチャRef1に対応するMVを示す。 Figure 63 is a diagram illustrating a model that assumes uniform linear motion. In Figure 63, (vx, vy) indicates a velocity vector, and τ0 and τ1 indicate the temporal distance between the current picture (Cur Pic) and two reference pictures (Ref0, Ref1), respectively. (MVx0, MVy0) indicates the MV corresponding to reference picture Ref0, and (MVx1, MVy1) indicates the MV corresponding to reference picture Ref1.
このとき速度ベクトル(vx,vy)の等速直線運動の仮定の下では、(MVx0,MVy0)および(MVx1,MVy1)は、それぞれ、(vxτ0,vyτ0)および(-vxτ1,-vyτ1)と表され、以下のオプティカルフロー等式(2)が成り立つ。 In this case, under the assumption of uniform linear motion of the velocity vector (vx, vy), (MVx0, MVy0) and (MVx1, MVy1) are expressed as (vxτ0, vyτ0) and (-vxτ1, -vyτ1), respectively, and the following optical flow equation (2) holds.
ここで、I(k)は、動き補償後の参照画像k(k=0,1)の輝度値を示す。このオプティカルフロー等式は、(i)輝度値の時間微分と、(ii)水平方向の速度および参照画像の空間勾配の水平成分の積と、(iii)垂直方向の速度および参照画像の空間勾配の垂直成分の積と、の和が、ゼロと等しいことを示す。このオプティカルフロー等式とエルミート補間(Hermite interpolation)との組み合わせに基づいて、候補MVリスト等から得られるブロック単位の動きベクトルが画素単位で補正されてもよい。 Here, I(k) denotes the luminance value of reference image k (k = 0, 1) after motion compensation. This optical flow equation indicates that the sum of (i) the time derivative of the luminance value, (ii) the product of the horizontal component of the horizontal velocity and the spatial gradient of the reference image, and (iii) the product of the vertical velocity and the vertical component of the spatial gradient of the reference image is equal to zero. Based on a combination of this optical flow equation and Hermite interpolation, block-based motion vectors obtained from a candidate MV list, etc., may be corrected pixel-by-pixel.
なお、等速直線運動を仮定したモデルに基づく動きベクトルの導出とは異なる方法で、復号装置200側でMVが導出されてもよい。例えば、複数の隣接ブロックのMVに基づいてサブブロック単位で動きベクトルが導出されてもよい。 Note that the MV may be derived on the decoding device 200 side using a method other than deriving a motion vector based on a model that assumes uniform linear motion. For example, a motion vector may be derived on a sub-block basis based on the MVs of multiple adjacent blocks.
図64は、BIOにしたがったインター予測の一例を示すフローチャートである。また、図65は、そのBIOにしたがったインター予測を行うインター予測部126の構成の一例を示す図である。 Figure 64 is a flowchart showing an example of inter prediction according to BIO. Figure 65 is a diagram showing an example of the configuration of the inter prediction unit 126 that performs inter prediction according to BIO.
図65に示すように、インター予測部126は、例えば、メモリ126aと、補間画像導出部126bと、勾配画像導出部126cと、オプティカルフロー導出部126dと、補正値導出部126eと、予測画像補正部126fとを備える。なお、メモリ126aは、フレームメモリ122であってもよい。 As shown in FIG. 65, the inter prediction unit 126 includes, for example, a memory 126a, an interpolated image derivation unit 126b, a gradient image derivation unit 126c, an optical flow derivation unit 126d, a correction value derivation unit 126e, and a predicted image correction unit 126f. Note that the memory 126a may be the frame memory 122.
インター予測部126は、カレントブロックを含むピクチャ(Cur Pic)と異なる2枚の参照ピクチャ(Ref0,Ref1)を用いて、2つの動きベクトル(M0,M1)を導出する。そして、インター予測部126は、その2つの動きベクトル(M0,M1)を用いてカレントブロックの予測画像を導出する(ステップSy_1)。なお、動きベクトルM0は、参照ピクチャRef0に対応する動きベクトル(MVx0,MVy0)であり、動きベクトルM1は、参照ピクチャRef1に対応する動きベクトル(MVx1,MVy1)である。 The inter prediction unit 126 derives two motion vectors (M0, M1) using two reference pictures (Ref0, Ref1) that are different from the picture containing the current block (Cur Pic). The inter prediction unit 126 then derives a predicted image for the current block using these two motion vectors (M0, M1) (step Sy_1). Note that motion vector M0 is the motion vector (MVx0, MVy0) corresponding to reference picture Ref0, and motion vector M1 is the motion vector (MVx1, MVy1) corresponding to reference picture Ref1.
次に、補間画像導出部126bは、メモリ126aを参照し、動きベクトルM0および参照ピクチャL0を用いてカレントブロックの補間画像I0を導出する。また、補間画像導出部126bは、メモリ126aを参照し、動きベクトルM1および参照ピクチャL1を用いてカレントブロックの補間画像I1を導出する(ステップSy_2)。ここで、補間画像I0は、カレントブロックに対して導出される、参照ピクチャRef0に含まれる画像であって、補間画像I1は、カレントブロックに対して導出される、参照ピクチャRef1に含まれる画像である。補間画像I0および補間画像I1はそれぞれ、カレントブロックと同じサイズであってもよい。または、補間画像I0および補間画像I1はそれぞれ、後述の勾配画像を適切に導出するために、カレントブロックよりも大きな画像であってもよい。さらに、補間画像I0およびI1は、動きベクトル(M0,M1)および参照ピクチャ(L0,L1)と、動き補償フィルタとを適用して導出された予測画像を含んでいてもよい。 Next, the interpolated image derivation unit 126b references the memory 126a and derives an interpolated image I0 of the current block using the motion vector M0 and the reference picture L0. The interpolated image derivation unit 126b also references the memory 126a and derives an interpolated image I1 of the current block using the motion vector M1 and the reference picture L1 (step Sy_2). Here, the interpolated image I0 is an image derived for the current block and included in the reference picture Ref0, and the interpolated image I1 is an image derived for the current block and included in the reference picture Ref1. The interpolated images I0 and I1 may each be the same size as the current block. Alternatively, the interpolated images I0 and I1 may each be larger than the current block in order to properly derive a gradient image, which will be described later. Furthermore, the interpolated images I0 and I1 may include a predicted image derived by applying a motion vector (M0, M1) and a reference picture (L0, L1) and a motion compensation filter.
また、勾配画像導出部126cは、補間画像I0および補間画像I1から、カレントブロックの勾配画像(Ix0,Ix1,Iy0,Iy1)を導出する(ステップSy_3)。なお、水平方向の勾配画像は、(Ix0,Ix1)であり、垂直方向の勾配画像は、(Iy0,Iy1)である。勾配画像導出部126cは、例えば、補間画像に対して勾配フィルタを適用することによって、その勾配画像を導出してもよい。勾配画像は、水平方向または垂直方向に沿った画素値の空間的な変化量を示すものであればよい。 The gradient image derivation unit 126c also derives a gradient image ( Ix0 , Ix1 , Iy0 , Iy1 ) of the current block from the interpolated images I0 and I1 (step Sy_3). The horizontal gradient image is ( Ix0 , Ix1 ), and the vertical gradient image is ( Iy0 , Iy1 ). The gradient image derivation unit 126c may derive the gradient image by, for example, applying a gradient filter to the interpolated image. The gradient image may indicate the spatial variation of pixel values along the horizontal or vertical direction.
次に、オプティカルフロー導出部126dは、カレントブロックを構成する複数のサブブロック単位で、補間画像(I0,I1)および勾配画像(Ix0,Ix1,Iy0,Iy1)を用いて上述の速度ベクトルであるオプティカルフロー(vx,vy)を導出する(ステップSy_4)。オプティカルフローは、画素の空間的な移動量を補正する係数であり、局所動き推定値、補正動きベクトル、または補正重みベクトルと呼ばれてもよい。一例として、サブブロックは、4x4画素のサブCUであってもよい。なお、オプティカルフローの導出は、サブブロック単位でなく、画素単位などの他の単位で行われてもよい。 Next, the optical flow derivation unit 126d derives the optical flow (vx, vy), which is the velocity vector, for each of the sub-blocks constituting the current block using the interpolated image ( I0 , I1 ) and the gradient image ( Ix0 , Ix1 , Iy0 , Iy1 ) (step Sy_4). The optical flow is a coefficient that corrects the spatial movement amount of pixels, and may also be called a local motion estimate, a correction motion vector, or a correction weight vector. As an example, the sub-block may be a 4x4 pixel sub-CU. Note that the optical flow may be derived in units other than sub-blocks, such as in units of pixels.
次に、インター予測部126は、オプティカルフロー(vx,vy)を用いてカレントブロックの予測画像を補正する。例えば、補正値導出部126eは、オプティカルフロー(vx,vy)を用いてカレントブロックに含まれる画素の値の補正値を導出する(ステップSy_5)。そして、予測画像補正部126fは、補正値を用いてカレントブロックの予測画像を補正してもよい(ステップSy_6)。なお、補正値は各画素単位で導出されてもよいし、複数の画素単位またはサブブロック単位で導出されてもよい。 Next, the inter prediction unit 126 corrects the predicted image of the current block using the optical flow (vx, vy). For example, the correction value derivation unit 126e derives correction values for the values of pixels included in the current block using the optical flow (vx, vy) (step Sy_5). Then, the predicted image correction unit 126f may correct the predicted image of the current block using the correction values (step Sy_6). Note that the correction values may be derived for each pixel, or for multiple pixels or sub-blocks.
なお、BIOの処理フローは、図64に開示した処理に限定されない。図64に開示した処理の一部の処理のみを実施してもよいし、異なる処理を追加または置換してもよいし、異なる処理順で実行してもよい。 Note that the BIO processing flow is not limited to the processing disclosed in Figure 64. Only some of the processing disclosed in Figure 64 may be performed, different processing may be added or replaced, or the processing may be performed in a different order.
[動き補償 > LIC]
次に、LIC(local illumination compensation)を用いて予測画像(予測)を生成するモードの一例について説明する。
[Motion Compensation > LIC]
Next, an example of a mode in which a predicted image (prediction) is generated using LIC (local illumination compensation) will be described.
図66Aは、LICによる輝度補正処理を用いた予測画像生成方法の一例を説明するための図である。また、図66Bは、そのLICを用いた予測画像生成方法の一例を示すフローチャートである。 Figure 66A is a diagram illustrating an example of a method for generating a predicted image using luminance correction processing by LIC. Figure 66B is a flowchart showing an example of a method for generating a predicted image using LIC.
まず、インター予測部126は、符号化済みの参照ピクチャからMVを導出して、カレントブロックに対応する参照画像を取得する(ステップSz_1)。 First, the inter prediction unit 126 derives MVs from an already-encoded reference picture to obtain a reference image corresponding to the current block (step Sz_1).
次に、インター予測部126は、カレントブロックに対して、参照ピクチャとカレントピクチャとで輝度値がどのように変化したかを示す情報を抽出する(ステップSz_2)。この抽出は、カレントピクチャにおける符号化済み左隣接参照領域(周辺参照領域)および符号化済み上隣参照領域(周辺参照領域)の輝度画素値と、導出されたMVで指定された参照ピクチャ内の同等位置における輝度画素値とに基づいて行われる。そして、インター予測部126は、輝度値がどのように変化したかを示す情報を用いて、輝度補正パラメータを算出する(ステップSz_3)。 Next, the inter prediction unit 126 extracts information indicating how the luminance values of the current block have changed between the reference picture and the current picture (step Sz_2). This extraction is performed based on the luminance pixel values of the coded left-adjacent reference area (peripheral reference area) and coded upper-adjacent reference area (peripheral reference area) in the current picture, and the luminance pixel values at the equivalent positions in the reference picture specified by the derived MV. The inter prediction unit 126 then calculates luminance correction parameters using the information indicating how the luminance values have changed (step Sz_3).
インター予測部126は、MVで指定された参照ピクチャ内の参照画像に対してその輝度補正パラメータを適用する輝度補正処理を行うことで、カレントブロックに対する予測画像を生成する(ステップSz_4)。つまり、MVで指定された参照ピクチャ内の参照画像である予測画像に対して、輝度補正パラメータに基づく補正が行われる。この補正では、輝度が補正されてもよく、色差が補正されてもよい。即ち、色差がどのように変化したかを示す情報を用いて色差の補正パラメータが算出され、色差の補正処理が行われてもよい。 The inter prediction unit 126 generates a predicted image for the current block by performing luminance correction processing, applying the luminance correction parameters to a reference image in the reference picture specified by the MV (step Sz_4). That is, correction based on the luminance correction parameters is performed on the predicted image, which is a reference image in the reference picture specified by the MV. This correction may involve correction of luminance or chrominance. That is, chrominance correction parameters may be calculated using information indicating how chrominance has changed, and chrominance correction processing may be performed.
なお、図66Aにおける周辺参照領域の形状は一例であり、これ以外の形状を用いてもよい。 Note that the shape of the peripheral reference area in Figure 66A is just an example, and other shapes may also be used.
また、ここでは1枚の参照ピクチャから予測画像を生成する処理について説明したが、複数枚の参照ピクチャから予測画像を生成する場合も同様であり、各々の参照ピクチャから取得した参照画像に、上述と同様の方法で輝度補正処理を行ってから予測画像を生成してもよい。 Furthermore, while the process of generating a predicted image from one reference picture has been described here, the same applies when generating a predicted image from multiple reference pictures; the reference images obtained from each reference picture may be subjected to brightness correction processing in the same manner as described above before generating a predicted image.
LICを適用するかどうかの判定の方法として、例えば、LICを適用するかどうかを示す信号であるlic_flagを用いる方法がある。具体的な一例としては、符号化装置100において、カレントブロックが、輝度変化が発生している領域に属しているかどうかを判定し、輝度変化が発生している領域に属している場合はlic_flagとして値1を設定してLICを適用して符号化を行い、輝度変化が発生している領域に属していない場合はlic_flagとして値0を設定してLICを適用せずに符号化を行う。一方、復号装置200では、ストリームに記述されたlic_flagを復号することで、その値に応じてLICを適用するかどうかを切替えて復号を行ってもよい。 One method for determining whether to apply LIC is to use lic_flag, a signal that indicates whether to apply LIC. As a specific example, the encoding device 100 determines whether the current block belongs to an area where a luminance change has occurred, and if it does, sets the value of lic_flag to 1 and applies LIC to perform encoding. If it does not belong to an area where a luminance change has occurred, sets the value of lic_flag to 0 and performs encoding without applying LIC. On the other hand, the decoding device 200 may decode the lic_flag described in the stream, and switch whether to apply LIC depending on the value to perform decoding.
LICを適用するかどうかの判定の別の方法として、例えば、周辺ブロックでLICを適用したかどうかに従って判定する方法もある。具体的な一例としては、カレントブロックがマージモードで処理されている場合、インター予測部126は、マージモードにおけるMVの導出の際に選択した周辺の符号化済みブロックがLICを適用して符号化されたかどうかを判定する。インター予測部126は、その結果に応じてLICを適用するかどうかを切替えて符号化を行う。なお、この例の場合でも、同じ処理が復号装置200側の処理に適用される。 Another method for determining whether to apply LIC is to make the determination based on whether LIC has been applied to surrounding blocks. As a specific example, when the current block is processed in merge mode, the inter prediction unit 126 determines whether the surrounding coded blocks selected when deriving MV in merge mode have been coded using LIC. Depending on the result, the inter prediction unit 126 switches whether to apply LIC and then performs coding. Note that even in this example, the same processing is applied to the processing on the decoding device 200 side.
LIC(輝度補正処理)について図66Aおよび図66Bを用いて説明したが、以下、その詳細を説明する。 LIC (brightness correction processing) was explained using Figures 66A and 66B, and will be explained in more detail below.
まず、インター予測部126は、符号化済みピクチャである参照ピクチャからカレントブロックに対応する参照画像を取得するためのMVを導出する。 First, the inter prediction unit 126 derives an MV for obtaining a reference image corresponding to the current block from a reference picture, which is an encoded picture.
次に、インター予測部126は、カレントブロックに対して、左隣接および上隣接の符号化済み周辺参照領域の輝度画素値と、MVで指定された参照ピクチャ内の同等位置における輝度画素値とを用いて、参照ピクチャとカレントピクチャとで輝度値がどのように変化したかを示す情報を抽出して輝度補正パラメータを算出する。例えば、カレントピクチャ内の周辺参照領域内のある画素の輝度画素値をp0とし、当該画素と同等位置の、参照ピクチャ内の周辺参照領域内の画素の輝度画素値をp1とする。インター予測部126は、周辺参照領域内の複数の画素に対して、A×p1+B=p0を最適化する係数AおよびBを輝度補正パラメータとして算出する。 Next, the inter prediction unit 126 calculates luminance correction parameters for the current block by extracting information indicating how luminance values have changed between the reference picture and the current picture using the luminance pixel values of the coded surrounding reference areas adjacent to the left and above and the luminance pixel values at equivalent positions in the reference picture specified by the MV. For example, the luminance pixel value of a pixel in the surrounding reference area in the current picture is set to p0, and the luminance pixel value of a pixel in the surrounding reference area in the reference picture at the equivalent position to that pixel is set to p1. The inter prediction unit 126 calculates coefficients A and B that optimize A x p1 + B = p0 as luminance correction parameters for multiple pixels in the surrounding reference areas.
次に、インター予測部126は、MVで指定された参照ピクチャ内の参照画像に対して輝度補正パラメータを用いて輝度補正処理を行うことで、カレントブロックに対する予測画像を生成する。例えば、参照画像内の輝度画素値をp2とし、輝度補正処理後の予測画像の輝度画素値をp3とする。インター予測部126は、参照画像内の各画素に対して、A×p2+B=p3を算出することで輝度補正処理後の予測画像を生成する。 Next, the inter prediction unit 126 generates a predicted image for the current block by performing luminance correction processing on the reference image in the reference picture specified by the MV using the luminance correction parameters. For example, the luminance pixel value in the reference image is set to p2, and the luminance pixel value of the predicted image after the luminance correction processing is set to p3. The inter prediction unit 126 generates a predicted image after the luminance correction processing by calculating A x p2 + B = p3 for each pixel in the reference image.
なお、図66Aに示す周辺参照領域の一部が用いられてもよい。例えば、上隣接画素および左隣接画素のそれぞれから間引いた所定数の画素を含む領域を周辺参照領域として用いてもよい。また、周辺参照領域は、カレントブロックに隣接する領域に限らず、カレントブロックに隣接しない領域であってもよい。また、図66Aに示す例では、参照ピクチャ内の周辺参照領域は、カレントピクチャ内の周辺参照領域から、カレントピクチャのMVで指定される領域であるが、他のMVで指定される領域であってもよい。例えば、当該他のMVは、カレントピクチャ内の周辺参照領域のMVであってもよい。 Note that a portion of the surrounding reference area shown in Figure 66A may be used. For example, an area including a predetermined number of pixels thinned out from each of the upper adjacent pixels and the left adjacent pixels may be used as the surrounding reference area. Furthermore, the surrounding reference area is not limited to an area adjacent to the current block, but may also be an area not adjacent to the current block. Furthermore, in the example shown in Figure 66A, the surrounding reference area in the reference picture is an area specified by the MV of the current picture from the surrounding reference area in the current picture, but it may also be an area specified by another MV. For example, the other MV may be the MV of the surrounding reference area in the current picture.
なお、ここでは、符号化装置100における動作を説明したが、復号装置200における動作も同様である。 Note that while the operation of the encoding device 100 has been described here, the operation of the decoding device 200 is similar.
なお、LICは輝度のみではなく、色差に適用してもよい。このとき、Y、Cb、およびCrのそれぞれに対して個別に補正パラメータを導出してもよいし、いずれかに対して共通の補正パラメータを用いてもよい。 Note that LIC may be applied not only to luminance but also to color difference. In this case, correction parameters may be derived separately for Y, Cb, and Cr, or a common correction parameter may be used for all of them.
また、LIC処理はサブブロック単位で適用してもよい。例えば、カレントサブブロックの周辺参照領域と、カレントサブブロックのMVで指定された参照ピクチャ内の参照サブブロックの周辺参照領域を用いて補正パラメータを導出してもよい。 The LIC process may also be applied on a sub-block basis. For example, correction parameters may be derived using the surrounding reference area of the current sub-block and the surrounding reference area of a reference sub-block in a reference picture specified by the MV of the current sub-block.
[予測制御部]
予測制御部128は、イントラ予測画像(イントラ予測部124から出力される画像または信号)およびインター予測画像(インター予測部126から出力される画像または信号)のいずれかを選択し、選択した予測画像を減算部104および加算部116に出力する。
[Predictive control unit]
The prediction control unit 128 selects either an intra-predicted image (an image or signal output from the intra-prediction unit 124) or an inter-predicted image (an image or signal output from the inter-prediction unit 126), and outputs the selected predicted image to the subtraction unit 104 and the addition unit 116.
[予測パラメータ生成部]
予測パラメータ生成部130は、イントラ予測、インター予測、および予測制御部128における予測画像の選択などに関する情報を予測パラメータとしてエントロピー符号化部110に出力してもよい。エントロピー符号化部110は、予測パラメータ生成部130から入力されるその予測パラメータ、量子化部108から入力される量子化係数に基づいて、ストリームを生成してもよい。予測パラメータは復号装置200に使用されてもよい。復号装置200は、ストリームを受信して復号し、イントラ予測部124、インター予測部126および予測制御部128において行われる予測処理と同じ処理を行ってもよい。予測パラメータは、選択予測信号(例えば、MV、予測タイプ、または、イントラ予測部124またはインター予測部126で用いられた予測モード)、または、イントラ予測部124、インター予測部126および予測制御部128において行われる予測処理に基づく、あるいはその予測処理を示す、任意のインデックス、フラグ、もしくは値を含んでいてもよい。
[Prediction parameter generation unit]
The prediction parameter generation unit 130 may output information related to intra prediction, inter prediction, and selection of a predicted image by the prediction control unit 128 as prediction parameters to the entropy coding unit 110. The entropy coding unit 110 may generate a stream based on the prediction parameters input from the prediction parameter generation unit 130 and the quantization coefficients input from the quantization unit 108. The prediction parameters may be used by the decoding device 200. The decoding device 200 may receive and decode the stream and perform the same prediction processing as that performed by the intra prediction unit 124, the inter prediction unit 126, and the prediction control unit 128. The prediction parameters may include a selected prediction signal (e.g., MV, prediction type, or prediction mode used by the intra prediction unit 124 or the inter prediction unit 126), or any index, flag, or value based on or indicating the prediction processing performed by the intra prediction unit 124, the inter prediction unit 126, and the prediction control unit 128.
[復号装置]
次に、上記の符号化装置100から出力されたストリームを復号可能な復号装置200について説明する。図67は、実施の形態に係る復号装置200の構成の一例を示すブロック図である。復号装置200は、符号化された画像であるストリームをブロック単位で復号する装置である。
[Decoding device]
Next, a description will be given of a decoding device 200 capable of decoding the stream output from the above-described encoding device 100. Fig. 67 is a block diagram showing an example of the configuration of the decoding device 200 according to an embodiment. The decoding device 200 is a device that decodes a stream, which is an encoded image, in units of blocks.
図67に示すように、復号装置200は、エントロピー復号部202と、逆量子化部204と、逆変換部206と、加算部208と、ブロックメモリ210と、ループフィルタ部212と、フレームメモリ214と、イントラ予測部216と、インター予測部218と、予測制御部220と、予測パラメータ生成部222と、分割決定部224とを備える。なお、イントラ予測部216およびインター予測部218のそれぞれは、予測処理部の一部として構成されている。 As shown in FIG. 67, the decoding device 200 includes an entropy decoding unit 202, an inverse quantization unit 204, an inverse transform unit 206, an adder unit 208, a block memory 210, a loop filter unit 212, a frame memory 214, an intra prediction unit 216, an inter prediction unit 218, a prediction control unit 220, a prediction parameter generation unit 222, and a partition determination unit 224. Note that the intra prediction unit 216 and the inter prediction unit 218 are each configured as part of a prediction processing unit.
[復号装置の実装例]
図68は、復号装置200の実装例を示すブロック図である。復号装置200は、プロセッサb1およびメモリb2を備える。例えば、図67に示された復号装置200の複数の構成要素は、図68に示されたプロセッサb1およびメモリb2によって実装される。
[Implementation example of a decoding device]
Fig. 68 is a block diagram showing an implementation example of the decoding device 200. The decoding device 200 includes a processor b1 and a memory b2. For example, several components of the decoding device 200 shown in Fig. 67 are implemented by the processor b1 and memory b2 shown in Fig. 68.
プロセッサb1は、情報処理を行う回路であり、メモリb2にアクセス可能な回路である。例えば、プロセッサb1は、ストリームを復号する専用または汎用の電子回路である。プロセッサb1は、CPUのようなプロセッサであってもよい。また、プロセッサb1は、複数の電子回路の集合体であってもよい。また、例えば、プロセッサb1は、図67等に示された復号装置200の複数の構成要素のうち、情報を記憶するための構成要素を除く、複数の構成要素の役割を果たしてもよい。 Processor b1 is a circuit that performs information processing and is a circuit that can access memory b2. For example, processor b1 is a dedicated or general-purpose electronic circuit that decodes streams. Processor b1 may be a processor such as a CPU. Processor b1 may also be a collection of multiple electronic circuits. For example, processor b1 may fulfill the roles of multiple components of the decoding device 200 shown in Figure 67, etc., excluding the component for storing information.
メモリb2は、プロセッサb1がストリームを復号するための情報が記憶される専用または汎用のメモリである。メモリb2は、電子回路であってもよく、プロセッサb1に接続されていてもよい。また、メモリb2は、プロセッサb1に含まれていてもよい。また、メモリb2は、複数の電子回路の集合体であってもよい。また、メモリb2は、磁気ディスクまたは光ディスク等であってもよいし、ストレージまたは記録媒体等と表現されてもよい。また、メモリb2は、不揮発性メモリでもよいし、揮発性メモリでもよい。 Memory b2 is a dedicated or general-purpose memory that stores information used by processor b1 to decode the stream. Memory b2 may be an electronic circuit and may be connected to processor b1. Memory b2 may also be included in processor b1. Memory b2 may also be a collection of multiple electronic circuits. Memory b2 may also be a magnetic disk, an optical disk, or the like, and may also be referred to as storage or recording medium. Memory b2 may also be non-volatile memory or volatile memory.
例えば、メモリb2には、画像が記憶されてもよいし、ストリームが記憶されてもよい。また、メモリb2には、プロセッサb1がストリームを復号するためのプログラムが記憶されていてもよい。 For example, memory b2 may store an image or a stream. Memory b2 may also store a program that processor b1 uses to decode the stream.
また、例えば、メモリb2は、図67等に示された復号装置200の複数の構成要素のうち、情報を記憶するための構成要素の役割を果たしてもよい。具体的には、メモリb2は、図67に示されたブロックメモリ210およびフレームメモリ214の役割を果たしてもよい。より具体的には、メモリb2には、再構成画像(具体的には、再構成済みブロックまたは再構成済みピクチャ等)が記憶されてもよい。 Also, for example, memory b2 may serve as a component for storing information among the multiple components of decoding device 200 shown in FIG. 67, etc. Specifically, memory b2 may serve as the block memory 210 and frame memory 214 shown in FIG. 67. More specifically, memory b2 may store a reconstructed image (specifically, a reconstructed block or a reconstructed picture, etc.).
なお、復号装置200において、図67等に示された複数の構成要素の全てが実装されなくてもよいし、上述された複数の処理の全てが行われなくてもよい。図67等に示された複数の構成要素の一部は、他の装置に含まれていてもよいし、上述された複数の処理の一部は、他の装置によって実行されてもよい。 Note that the decoding device 200 does not necessarily have to implement all of the components shown in Figure 67, etc., or perform all of the processes described above. Some of the components shown in Figure 67, etc., may be included in another device, and some of the processes described above may be performed by another device.
以下、復号装置200の全体的な処理の流れを説明した後に、復号装置200に含まれる各構成要素について説明する。なお、復号装置200に含まれる各構成要素のうち、符号化装置100に含まれる構成要素と同様の処理を行うものについては、詳細な説明を省略する。例えば、復号装置200に含まれる、逆量子化部204、逆変換部206、加算部208、ブロックメモリ210、フレームメモリ214、イントラ予測部216、インター予測部218、予測制御部220、およびループフィルタ部212は、符号化装置100に含まれる、逆量子化部112、逆変換部114、加算部116、ブロックメモリ118、フレームメモリ122、イントラ予測部124、インター予測部126、予測制御部128、およびループフィルタ部120と、それぞれ同様の処理を行う。 Below, the overall processing flow of the decoding device 200 will be explained, followed by a description of each component included in the decoding device 200. Note that detailed description of the components included in the decoding device 200 that perform the same processing as the components included in the encoding device 100 will be omitted. For example, the inverse quantization unit 204, inverse transform unit 206, adder unit 208, block memory 210, frame memory 214, intra prediction unit 216, inter prediction unit 218, prediction control unit 220, and loop filter unit 212 included in the decoding device 200 perform the same processing as the inverse quantization unit 112, inverse transform unit 114, adder unit 116, block memory 118, frame memory 122, intra prediction unit 124, inter prediction unit 126, prediction control unit 128, and loop filter unit 120 included in the encoding device 100, respectively.
[復号処理の全体フロー]
図69は、復号装置200による全体的な復号処理の一例を示すフローチャートである。
[Overall flow of decryption process]
FIG. 69 is a flowchart showing an example of the overall decoding process by the decoding device 200.
まず、復号装置200の分割決定部224は、エントロピー復号部202から入力されるパラメータに基づいて、ピクチャに含まれる複数の固定サイズのブロック(128×128画素)のそれぞれの分割パターンを決定する(ステップSp_1)。この分割パターンは、符号化装置100によって選択された分割パターンである。そして、復号装置200は、その分割パターンを構成する複数のブロックのそれぞれに対してステップSp_2~Sp_6の処理を行う。 First, the partitioning determination unit 224 of the decoding device 200 determines a partitioning pattern for each of the multiple fixed-size blocks (128 x 128 pixels) included in the picture based on parameters input from the entropy decoding unit 202 (step Sp_1). This partitioning pattern is the partitioning pattern selected by the encoding device 100. The decoding device 200 then performs the processes of steps Sp_2 to Sp_6 on each of the multiple blocks that make up that partitioning pattern.
エントロピー復号部202は、カレントブロックの符号化された量子化係数および予測パラメータを復号(具体的にはエントロピー復号)する(ステップSp_2)。 The entropy decoding unit 202 decodes (specifically, entropy decodes) the coded quantized coefficients and prediction parameters of the current block (step Sp_2).
次に、逆量子化部204および逆変換部206は、複数の量子化係数に対して逆量子化および逆変換を行うことによって、そのカレントブロックの予測残差を復元する(ステップSp_3)。 Next, the inverse quantization unit 204 and the inverse transform unit 206 perform inverse quantization and inverse transform on the multiple quantized coefficients to reconstruct the prediction residuals of the current block (step Sp_3).
次に、イントラ予測部216、インター予測部218および予測制御部220からなる予測処理部は、カレントブロックの予測画像を生成する(ステップSp_4)。 Next, the prediction processing unit consisting of the intra prediction unit 216, inter prediction unit 218, and prediction control unit 220 generates a predicted image of the current block (step Sp_4).
次に、加算部208は、予測残差に予測画像を加算することによってカレントブロックを再構成画像(復号画像ブロックともいう)に再構成する(ステップSp_5)。 Next, the adder 208 reconstructs the current block into a reconstructed image (also called a decoded image block) by adding the predicted image to the prediction residual (step Sp_5).
そして、この再構成画像が生成されると、ループフィルタ部212は、その再構成画像に対してフィルタリングを行う(ステップSp_6)。 Once this reconstructed image is generated, the loop filter unit 212 performs filtering on the reconstructed image (step Sp_6).
そして、復号装置200は、ピクチャ全体の復号が完了したか否かを判定し(ステップSp_7)、完了していないと判定する場合(ステップSp_7のNo)、ステップSp_1からの処理を繰り返し実行する。 The decoding device 200 then determines whether decoding of the entire picture has been completed (step Sp_7), and if it determines that decoding has not been completed (No in step Sp_7), it repeats the process from step Sp_1.
なお、これらのステップSp_1~Sp_7の処理は、復号装置200によってシーケンシャルに行われてもよく、それらの処理のうちの一部の複数の処理が並列に行われてもよく、順番が入れ替えられてもよい。 The processes of steps Sp_1 to Sp_7 may be performed sequentially by the decoding device 200, or some of these processes may be performed in parallel, or the order may be changed.
[分割決定部]
図70は、分割決定部224と他の構成要素との関係を示す図である。分割決定部224は、一例として以下の処理を行ってもよい。
[Division determination unit]
70 is a diagram showing the relationship between the division determination unit 224 and other components. The division determination unit 224 may perform the following process, for example.
分割決定部224は、例えば、ブロックメモリ210またはフレームメモリ214からブロック情報を収集し、さらに、エントロピー復号部202からパラメータを取得する。そして、分割決定部224は、そのブロック情報およびパラメータに基づいて固定サイズのブロックの分割パターンを決定してもよい。そして、分割決定部224は、その決定された分割パターンを示す情報を逆変換部206、イントラ予測部216およびインター予測部218に出力してもよい。逆変換部206は、分割決定部224からの情報によって示される分割パターンに基づいて変換係数に対して逆変換を行ってもよい。イントラ予測部216およびインター予測部218は、分割決定部224からの情報によって示される分割パターンに基づいて予測画像を生成してもよい。 The partition determination unit 224 may, for example, collect block information from the block memory 210 or the frame memory 214, and further acquire parameters from the entropy decoding unit 202. The partition determination unit 224 may then determine a partitioning pattern for fixed-size blocks based on the block information and parameters. The partition determination unit 224 may then output information indicating the determined partitioning pattern to the inverse transform unit 206, the intra prediction unit 216, and the inter prediction unit 218. The inverse transform unit 206 may perform an inverse transform on the transform coefficients based on the partitioning pattern indicated by the information from the partition determination unit 224. The intra prediction unit 216 and the inter prediction unit 218 may generate a predicted image based on the partitioning pattern indicated by the information from the partition determination unit 224.
[エントロピー復号部]
図71は、エントロピー復号部202の構成の一例を示すブロック図である。
[Entropy Decoding Unit]
FIG. 71 is a block diagram showing an example of the configuration of the entropy decoding unit 202.
エントロピー復号部202は、ストリームをエントロピー復号することによって、量子化係数、予測パラメータ、および分割パターンに関するパラメータなどを生成する。そのエントロピー復号には、例えば、CABACが用いられる。具体的には、エントロピー復号部202は、例えば、二値算術復号部202aと、コンテキスト制御部202bと、多値化部202cとを備える。二値算術復号部202aは、コンテキスト制御部202bによって導出されたコンテキスト値を用いてストリームを二値信号に算術復号する。コンテキスト制御部202bは、符号化装置100のコンテキスト制御部110bと同様、シンタックス要素の特徴または周囲の状況に応じたコンテキスト値、すなわち二値信号の発生確率を導出する。多値化部202cは、二値算術復号部202aから出力される二値信号を、上述の量子化係数などを示す多値信号に変換する多値化(debinarize)を行う。この多値化は、上述の二値化の方式にしたがって行われる。 The entropy decoding unit 202 entropy decodes the stream to generate quantization coefficients, prediction parameters, and parameters related to the division pattern. For example, CABAC is used for this entropy decoding. Specifically, the entropy decoding unit 202 includes, for example, a binary arithmetic decoding unit 202a, a context control unit 202b, and a multi-value conversion unit 202c. The binary arithmetic decoding unit 202a arithmetically decodes the stream into a binary signal using the context value derived by the context control unit 202b. Similar to the context control unit 110b of the encoding device 100, the context control unit 202b derives a context value, i.e., the probability of occurrence of a binary signal, based on the characteristics of a syntax element or the surrounding circumstances. The multi-value conversion unit 202c converts the binary signal output from the binary arithmetic decoding unit 202a into a multi-value signal indicating the above-mentioned quantization coefficients, etc. (debinarization). This multi-value conversion is performed according to the binarization method described above.
エントロピー復号部202は、ブロック単位で量子化係数を逆量子化部204に出力する。エントロピー復号部202は、イントラ予測部216、インター予測部218および予測制御部220に、ストリーム(図1参照)に含まれている予測パラメータを出力してもよい。イントラ予測部216、インター予測部218および予測制御部220は、符号化装置100側におけるイントラ予測部124、インター予測部126および予測制御部128で行われる処理と同じ予測処理を実行することができる。 The entropy decoding unit 202 outputs the quantized coefficients to the inverse quantization unit 204 on a block-by-block basis. The entropy decoding unit 202 may output prediction parameters included in the stream (see FIG. 1) to the intra prediction unit 216, inter prediction unit 218, and prediction control unit 220. The intra prediction unit 216, inter prediction unit 218, and prediction control unit 220 can perform the same prediction processing as the processing performed by the intra prediction unit 124, inter prediction unit 126, and prediction control unit 128 on the encoding device 100 side.
[エントロピー復号部]
図72は、エントロピー復号部202におけるCABACの流れを示す図である。
[Entropy Decoding Unit]
FIG. 72 is a diagram showing the flow of CABAC in the entropy decoding unit 202.
まず、エントロピー復号部202におけるCABACでは、初期化が行われる。この初期化では、二値算術復号部202aにおける初期化と、初期コンテキスト値の設定とが行われる。そして、二値算術復号部202aおよび多値化部202cは、例えばCTUの符号化データに対して、算術復号と多値化とを実行する。このとき、コンテキスト制御部202bは、算術復号が行われるたびにコンテキスト値の更新を行う。そして、コンテキスト制御部202bは、後処理として、コンテキスト値を退避させる。この退避されたコンテキスト値は、例えば次のCTUに対するコンテキスト値の初期値のために用いられる。 First, CABAC in the entropy decoding unit 202 is initialized. This initialization involves initialization of the binary arithmetic decoding unit 202a and setting of initial context values. Then, the binary arithmetic decoding unit 202a and the multi-value conversion unit 202c perform arithmetic decoding and multi-value conversion on, for example, the encoded data of a CTU. At this time, the context control unit 202b updates the context values each time arithmetic decoding is performed. Then, as post-processing, the context control unit 202b saves the context values. This saved context value is used, for example, as the initial context value for the next CTU.
[逆量子化部]
逆量子化部204は、エントロピー復号部202からの入力であるカレントブロックの量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部204は、カレントブロックの量子化係数の各々について、当該量子化係数に対応する量子化パラメータに基づいて当該量子化係数を逆量子化する。そして、逆量子化部204は、カレントブロックの逆量子化された量子化係数(つまり変換係数)を逆変換部206に出力する。
[Dequantization section]
The inverse quantization unit 204 inverse quantizes the quantized coefficients of the current block that are input from the entropy decoding unit 202. Specifically, the inverse quantization unit 204 inverse quantizes each quantized coefficient of the current block based on a quantization parameter corresponding to the quantized coefficient. The inverse quantization unit 204 then outputs the inverse quantized coefficients (i.e., transform coefficients) of the current block to the inverse transform unit 206.
図73は、逆量子化部204の構成の一例を示すブロック図である。 Figure 73 is a block diagram showing an example of the configuration of the inverse quantization unit 204.
逆量子化部204は、例えば、量子化パラメータ生成部204aと、予測量子化パラメータ生成部204bと、量子化パラメータ記憶部204dと、逆量子化処理部204eとを備える。 The inverse quantization unit 204 includes, for example, a quantization parameter generation unit 204a, a predicted quantization parameter generation unit 204b, a quantization parameter storage unit 204d, and an inverse quantization processing unit 204e.
図74は、逆量子化部204による逆量子化の一例を示すフローチャートである。 Figure 74 is a flowchart showing an example of inverse quantization by the inverse quantization unit 204.
逆量子化部204は、一例として、図74に示すフローに基づいてCUごとに逆量子化処理を実施してもよい。具体的には、量子化パラメータ生成部204aは、逆量子化を行うか否かを判定する(ステップSv_11)。ここで、逆量子化を行うと判定すると(ステップSv_11のYes)、量子化パラメータ生成部204aは、カレントブロックの差分量子化パラメータをエントロピー復号部202から取得する(ステップSv_12)。 As an example, the inverse quantization unit 204 may perform inverse quantization processing for each CU based on the flow shown in FIG. 74. Specifically, the quantization parameter generation unit 204a determines whether to perform inverse quantization (step Sv_11). Here, if it is determined that inverse quantization is to be performed (Yes in step Sv_11), the quantization parameter generation unit 204a obtains the differential quantization parameter of the current block from the entropy decoding unit 202 (step Sv_12).
次に、予測量子化パラメータ生成部204bは、カレントブロックとは異なる処理単位の量子化パラメータを量子化パラメータ記憶部204dから取得する(ステップSv_13)。予測量子化パラメータ生成部204bは、その取得した量子化パラメータに基づいて、カレントブロックの予測量子化パラメータを生成する(ステップSv_14)。 Next, the predicted quantization parameter generation unit 204b obtains a quantization parameter for a processing unit different from that of the current block from the quantization parameter storage unit 204d (step Sv_13). The predicted quantization parameter generation unit 204b generates a predicted quantization parameter for the current block based on the obtained quantization parameter (step Sv_14).
そして、量子化パラメータ生成部204aは、エントロピー復号部202から取得された、カレントブロックの差分量子化パラメータと、予測量子化パラメータ生成部204bによって生成された、カレントブロックの予測量子化パラメータとを加算する(ステップSv_15)。この加算によって、カレントブロックの量子化パラメータが生成される。また、量子化パラメータ生成部204aは、そのカレントブロックの量子化パラメータを量子化パラメータ記憶部204dに格納する(ステップSv_16)。 The quantization parameter generation unit 204a then adds the differential quantization parameter of the current block acquired from the entropy decoding unit 202 to the predicted quantization parameter of the current block generated by the predicted quantization parameter generation unit 204b (step Sv_15). This addition generates a quantization parameter for the current block. The quantization parameter generation unit 204a also stores the quantization parameter of the current block in the quantization parameter storage unit 204d (step Sv_16).
次に、逆量子化処理部204eは、ステップSv_15で生成された量子化パラメータを用いてカレントブロックの量子化係数を変換係数に逆量子化する(ステップSv_17)。 Next, the inverse quantization processing unit 204e inversely quantizes the quantized coefficients of the current block into transform coefficients using the quantization parameters generated in step Sv_15 (step Sv_17).
なお、差分量子化パラメータは、ビットシーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベルまたはCTUレベルで復号されてもよい。また、量子化パラメータの初期値を、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、ブリックレベルまたはCTUレベルで復号してもよい。このとき、量子化パラメータは量子化パラメータの初期値と差分量子化パラメータとを用いて生成されてもよい。 Note that the differential quantization parameter may be decoded at the bit sequence level, picture level, slice level, brick level, or CTU level. Also, the initial value of the quantization parameter may be decoded at the sequence level, picture level, slice level, brick level, or CTU level. In this case, the quantization parameter may be generated using the initial value of the quantization parameter and the differential quantization parameter.
なお、逆量子化部204は複数の逆量子化器を備えていてもよく、複数の逆量子化方法から選択した逆量子化方法を用いて量子化係数を逆量子化してもよい。 Note that the inverse quantization unit 204 may be equipped with multiple inverse quantizers, and may inverse quantize the quantized coefficients using an inverse quantization method selected from multiple inverse quantization methods.
[逆変換部]
逆変換部206は、逆量子化部204からの入力である変換係数を逆変換することにより予測残差を復元する。
[Inverse conversion section]
The inverse transform unit 206 restores the prediction residual by inverse transforming the transform coefficients input from the inverse quantization unit 204 .
例えばストリームから読み解かれた情報がEMTまたはAMTを適用することを示す場合(例えばAMTフラグが真)、逆変換部206は、読み解かれた変換タイプを示す情報に基づいてカレントブロックの変換係数を逆変換する。 For example, if the information interpreted from the stream indicates that EMT or AMT is to be applied (e.g., the AMT flag is true), the inverse transform unit 206 inverse transforms the transform coefficients of the current block based on the interpreted information indicating the transform type.
また例えば、ストリームから読み解かれた情報がNSSTを適用することを示す場合、逆変換部206は、変換係数に逆再変換を適用する。 Also, for example, if the information interpreted from the stream indicates that NSST should be applied, the inverse transform unit 206 applies an inverse retransform to the transform coefficients.
図75は、逆変換部206による処理の一例を示すフローチャートである。 Figure 75 is a flowchart showing an example of processing by the inverse conversion unit 206.
例えば、逆変換部206は、直交変換を行わないことを示す情報がストリームに存在するか否かを判定する(ステップSt_11)。ここで、その情報が存在しないと判定すると(ステップSt_11のNo)、逆変換部206は、エントロピー復号部202によって復号された、変換タイプを示す情報を取得する(ステップSt_12)。次に、逆変換部206は、その情報に基づいて、符号化装置100の直交変換に用いられた変換タイプを決定する(ステップSt_13)。そして、逆変換部206は、その決定した変換タイプを用いて逆直交変換を行う(ステップSt_14)。 For example, the inverse transform unit 206 determines whether information indicating that an orthogonal transform is not to be performed is present in the stream (step St_11). If it is determined that such information is not present (No in step St_11), the inverse transform unit 206 acquires information indicating the transform type decoded by the entropy decoding unit 202 (step St_12). Next, the inverse transform unit 206 determines the transform type used in the orthogonal transform of the encoding device 100 based on the information (step St_13). The inverse transform unit 206 then performs an inverse orthogonal transform using the determined transform type (step St_14).
図76は、逆変換部206による処理の他の例を示すフローチャートである。 Figure 76 is a flowchart showing another example of processing by the inverse conversion unit 206.
例えば、逆変換部206は、変換サイズが所定値以下であるか否かを判定する(ステップSu_11)。ここで、所定値以下であると判定すると(ステップSu_11のYes)、逆変換部206は、第1の変換タイプ群に含まれる1つ以上の変換タイプのうち、いずれの変換タイプが符号化装置100によって用いられたかを示す情報をエントロピー復号部202から取得する(ステップSu_12)。なお、このような情報は、エントロピー復号部202によって復号されて逆変換部206に出力される。 For example, the inverse transform unit 206 determines whether the transform size is equal to or less than a predetermined value (step Su_11). If it is determined that the transform size is equal to or less than the predetermined value (Yes in step Su_11), the inverse transform unit 206 acquires information indicating which of the one or more transform types included in the first transform type group was used by the encoding device 100 from the entropy decoding unit 202 (step Su_12). Note that this information is decoded by the entropy decoding unit 202 and output to the inverse transform unit 206.
逆変換部206は、その情報に基づいて、符号化装置100における直交変換に用いられた変換タイプを決定する(ステップSu_13)。そして、逆変換部206は、その決定した変換タイプを用いてカレントブロックの変換係数を逆直交変換する(ステップSu_14)。一方、逆変換部206は、ステップSu_11において、変換サイズが所定値以下でないと判定すると(ステップSu_11のNo)、第2の変換タイプ群を用いてカレントブロックの変換係数を逆直交変換する(ステップSu_15)。 Based on this information, the inverse transform unit 206 determines the transform type used for the orthogonal transform in the encoding device 100 (step Su_13). The inverse transform unit 206 then performs an inverse orthogonal transform on the transform coefficients of the current block using the determined transform type (step Su_14). On the other hand, if the inverse transform unit 206 determines in step Su_11 that the transform size is not equal to or less than the predetermined value (No in step Su_11), it performs an inverse orthogonal transform on the transform coefficients of the current block using the second transform type group (step Su_15).
なお、逆変換部206による逆直交変換は、一例としてTUごとに図75または図76に示すフローに従って実施されてもよい。また、直交変換に用いた変換タイプを示す情報を復号せず、予め規定された変換タイプを用いて逆直交変換を行ってもよい。また、変換タイプは、具体的にはDST7またはDCT8などであって、逆直交変換では、その変換タイプに対応する逆変換基底関数が用いられる。 Note that the inverse orthogonal transform by the inverse transform unit 206 may be performed for each TU according to the flow shown in Figure 75 or Figure 76, for example. Furthermore, the inverse orthogonal transform may be performed using a pre-defined transform type without decoding information indicating the transform type used for the orthogonal transform. Specifically, the transform type may be DST7 or DCT8, and the inverse orthogonal transform uses an inverse transform basis function corresponding to that transform type.
[加算部]
加算部208は、逆変換部206からの入力である予測残差と予測制御部220からの入力である予測画像とを加算することによりカレントブロックを再構成する。つまり、カレントブロックの再構成画像が生成される。そして、加算部208は、カレントブロックの再構成画像をブロックメモリ210およびループフィルタ部212に出力する。
[Adder]
The adder 208 reconstructs the current block by adding the prediction residual input from the inverse transformer 206 and the predicted image input from the prediction control unit 220. In other words, a reconstructed image of the current block is generated. The adder 208 then outputs the reconstructed image of the current block to the block memory 210 and the loop filter unit 212.
[ブロックメモリ]
ブロックメモリ210は、イントラ予測で参照されるブロックであって、カレントピクチャ内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ210は、加算部208から出力された再構成画像を格納する。
[Block memory]
The block memory 210 is a storage unit for storing blocks in the current picture that are referenced in intra prediction. Specifically, the block memory 210 stores the reconstructed image output from the adder 208.
[ループフィルタ部]
ループフィルタ部212は、加算部208によって生成された再構成画像にループフィルタを施し、フィルタが施された再構成画像をフレームメモリ214および表示装置等に出力する。
[Loop filter section]
The loop filter unit 212 applies a loop filter to the reconstructed image generated by the adder unit 208, and outputs the filtered reconstructed image to a frame memory 214, a display device, or the like.
ストリームから読み解かれたALFのオン/オフを示す情報がALFのオンを示す場合、局所的な勾配の方向および活性度に基づいて複数のフィルタの中から1つのフィルタが選択され、選択されたフィルタが再構成画像に適用される。 If the information interpreted from the stream indicating ALF on/off indicates ALF on, one filter is selected from multiple filters based on the local gradient direction and activity, and the selected filter is applied to the reconstructed image.
図77は、ループフィルタ部212の構成の一例を示すブロック図である。なお、ループフィルタ部212は、符号化装置100のループフィルタ部120と同様の構成を有する。 Figure 77 is a block diagram showing an example of the configuration of the loop filter unit 212. Note that the loop filter unit 212 has a configuration similar to that of the loop filter unit 120 of the encoding device 100.
ループフィルタ部212は、例えば図77に示すように、デブロッキング・フィルタ処理部212aと、SAO処理部212bと、ALF処理部212cとを備える。デブロッキング・フィルタ処理部212aは、再構成画像に対して上述のデブロッキング・フィルタ処理を施す。SAO処理部212bは、デブロッキング・フィルタ処理後の再構成画像に対して上述のSAO処理を施す。また、ALF処理部212cは、SAO処理後の再構成画像に対して上述のALF処理を適用する。なお、ループフィルタ部212は、図77に開示した全ての処理部を備えていなくてもよく、一部の処理部のみを備えていてもよい。また、ループフィルタ部212は、図77に開示した処理順とは異なる順番で上述の各処理を行う構成であってもよい。 As shown in FIG. 77, for example, the loop filter unit 212 includes a deblocking filter processing unit 212a, an SAO processing unit 212b, and an ALF processing unit 212c. The deblocking filter processing unit 212a performs the above-described deblocking filter processing on the reconstructed image. The SAO processing unit 212b performs the above-described SAO processing on the reconstructed image after the deblocking filter processing. The ALF processing unit 212c applies the above-described ALF processing to the reconstructed image after the SAO processing. Note that the loop filter unit 212 does not have to include all of the processing units disclosed in FIG. 77, and may include only some of the processing units. The loop filter unit 212 may also be configured to perform the above-described processes in an order different from the processing order disclosed in FIG. 77.
[フレームメモリ]
フレームメモリ214は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ214は、ループフィルタ部212によってフィルタが施された再構成画像を格納する。
[Frame memory]
The frame memory 214 is a storage unit for storing reference pictures used in inter prediction, and is also called a frame buffer. Specifically, the frame memory 214 stores the reconstructed image filtered by the loop filter unit 212.
[予測部(イントラ予測部・インター予測部・予測制御部)]
図78は、復号装置200の予測部で行われる処理の一例を示すフローチャートである。なお、一例として予測部は、イントラ予測部216、インター予測部218、および予測制御部220の全てまたは一部の構成要素からなる。予測処理部は、例えばイントラ予測部216およびインター予測部218を含む。
[Prediction unit (intra prediction unit, inter prediction unit, prediction control unit)]
78 is a flowchart showing an example of processing performed by the prediction unit of the decoding device 200. Note that, as an example, the prediction unit is made up of all or some of the components of the intra prediction unit 216, the inter prediction unit 218, and the prediction control unit 220. The prediction processing unit includes, for example, the intra prediction unit 216 and the inter prediction unit 218.
予測部は、カレントブロックの予測画像を生成する(ステップSq_1)。この予測画像は、予測信号または予測ブロックともいう。なお、予測信号には、例えばイントラ予測信号またはインター予測信号がある。具体的には、予測部は、他のブロックに対する予測画像の生成、予測残差の復元、および予測画像の加算が行われることによって既に得られている再構成画像を用いて、カレントブロックの予測画像を生成する。復号装置200の予測部は、符号化装置100の予測部によって生成される予測画像と同一の予測画像を生成する。つまり、それらの予測部に用いられる予測画像の生成方法は、互いに共通または対応している。 The prediction unit generates a predicted image of the current block (step Sq_1). This predicted image is also called a predicted signal or predicted block. The predicted signal may be, for example, an intra-prediction signal or an inter-prediction signal. Specifically, the prediction unit generates a predicted image of the current block using a reconstructed image that has already been obtained by generating predicted images for other blocks, restoring prediction residuals, and adding the predicted images. The prediction unit of the decoding device 200 generates a predicted image that is the same as the predicted image generated by the prediction unit of the encoding device 100. In other words, the prediction image generation methods used by these prediction units are common or correspond to each other.
再構成画像は、例えば、参照ピクチャの画像であってもよいし、カレントブロックを含むピクチャであるカレントピクチャ内の復号済みのブロック(すなわち、上述の他のブロック)の画像であってもよい。カレントピクチャ内の復号済みのブロックは、例えばカレントブロックの隣接ブロックである。 The reconstructed image may be, for example, an image of a reference picture, or an image of a decoded block (i.e., the other block mentioned above) in the current picture, which is a picture that includes the current block. The decoded block in the current picture is, for example, a neighboring block of the current block.
図79は、復号装置200の予測部で行われる処理の他の例を示すフローチャートである。 Figure 79 is a flowchart showing another example of processing performed by the prediction unit of the decoding device 200.
予測部は、予測画像を生成するための方式またはモードを判定する(ステップSr_1)。例えば、この方式またはモードは、例えば予測パラメータなどに基づいて判定されてもよい。 The prediction unit determines a method or mode for generating a predicted image (step Sr_1). For example, this method or mode may be determined based on prediction parameters, etc.
予測部は、予測画像を生成するためのモードとして第1の方式を判定した場合には、その第1の方式にしたがって予測画像を生成する(ステップSr_2a)。また、予測部は、予測画像を生成するためのモードとして第2の方式を判定した場合には、その第2の方式にしたがって予測画像を生成する(ステップSr_2b)。また、予測部は、予測画像を生成するためのモードとして第3の方式を判定した場合には、その第3の方式にしたがって予測画像を生成する(ステップSr_2c)。 If the prediction unit determines that the first method is the mode for generating a predicted image, it generates the predicted image according to the first method (step Sr_2a). If the prediction unit determines that the second method is the mode for generating a predicted image, it generates the predicted image according to the second method (step Sr_2b). If the prediction unit determines that the third method is the mode for generating a predicted image, it generates the predicted image according to the third method (step Sr_2c).
第1の方式、第2の方式、および第3の方式は、予測画像を生成するための互いに異なる方式であって、それぞれ例えば、インター予測方式、イントラ予測方式、および、それら以外の予測方式であってもよい。これらの予測方式では、上述の再構成画像を用いてもよい。 The first, second, and third methods are different methods for generating predicted images, and may be, for example, inter-prediction, intra-prediction, or other prediction methods, respectively. These prediction methods may use the reconstructed image described above.
図80A及び図80Bは、復号装置200の予測部で行われる処理の他の例を示すフローチャートである。 Figures 80A and 80B are flowcharts showing another example of processing performed by the prediction unit of the decoding device 200.
予測部は、一例として図80A及び図80Bに示すフローに従って予測処理を行ってもよい。なお、図80A及び図80Bに示すイントラブロックコピーは、インター予測に属する1つのモードであって、カレントピクチャに含まれるブロックが参照画像または参照ブロックとして参照されるモードである。つまり、イントラブロックコピーでは、カレントピクチャと異なるピクチャは参照されない。また、図80Aに示すPCMモードは、イントラ予測に属する1つのモードであって、変換および量子化が行われないモードである。 The prediction unit may perform prediction processing according to the flow shown in Figures 80A and 80B, as an example. Note that the intra block copy shown in Figures 80A and 80B is a mode belonging to inter prediction, in which a block included in the current picture is referenced as a reference image or reference block. In other words, in intra block copy, a picture other than the current picture is not referenced. Also, the PCM mode shown in Figure 80A is a mode belonging to intra prediction, in which transformation and quantization are not performed.
[イントラ予測部]
イントラ予測部216は、ストリームから読み解かれたイントラ予測モードに基づいて、ブロックメモリ210に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してイントラ予測を行うことで、カレントブロックの予測画像(すなわちイントラ予測画像)を生成する。具体的には、イントラ予測部216は、カレントブロックに隣接するブロックの画素値(例えば輝度値、色差値)を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測画像を生成し、イントラ予測画像を予測制御部220に出力する。
[Intra prediction unit]
The intra prediction unit 216 generates a predicted image of the current block (i.e., an intra predicted image) by performing intra prediction based on the intra prediction mode interpreted from the stream, by referring to blocks in the current picture stored in the block memory 210. Specifically, the intra prediction unit 216 generates an intra predicted image by performing intra prediction with reference to pixel values (e.g., luminance values, chrominance values) of blocks adjacent to the current block, and outputs the intra predicted image to the prediction control unit 220.
なお、色差ブロックのイントラ予測において輝度ブロックを参照するイントラ予測モードが選択されている場合は、イントラ予測部216は、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分を予測してもよい。 Note that if an intra prediction mode that references a luminance block is selected for intra prediction of a chrominance block, the intra prediction unit 216 may predict the chrominance component of the current block based on the luminance component of the current block.
また、ストリームから読み解かれた情報がPDPCの適用を示す場合、イントラ予測部216は、水平/垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正する。 Furthermore, if the information interpreted from the stream indicates the application of PDPC, the intra prediction unit 216 corrects the pixel values after intra prediction based on the gradient of the reference pixels in the horizontal and vertical directions.
図81は、復号装置200のイントラ予測部216による処理の一例を示す図である。 Figure 81 shows an example of processing by the intra prediction unit 216 of the decoding device 200.
イントラ予測部216は、まず、1を示すMPMフラグがストリームに存在するか否かを判定する(ステップSw_11)。ここで、1を示すMPMフラグが存在すると判定すると(ステップSw_11のYes)、イントラ予測部216は、MPMのうち、符号化装置100において選択されたイントラ予測モードを示す情報をエントロピー復号部202から取得する(ステップSw_12)。なお、その情報は、エントロピー復号部202によって復号されてイントラ予測部216に出力される。次に、イントラ予測部216は、MPMを決定する(ステップSw_13)。MPMは、例えば6つのイントラ予測モードからなる。そして、イントラ予測部216は、そのMPMに含まれる複数のイントラ予測モードの中から、ステップSw_12で取得された情報によって示されるイントラ予測モードを決定する(ステップSw_14)。 The intra prediction unit 216 first determines whether an MPM flag indicating 1 is present in the stream (step Sw_11). If it is determined that an MPM flag indicating 1 is present (Yes in step Sw_11), the intra prediction unit 216 acquires information indicating the intra prediction mode selected by the encoding device 100 from the entropy decoding unit 202 (step Sw_12). Note that this information is decoded by the entropy decoding unit 202 and output to the intra prediction unit 216. Next, the intra prediction unit 216 determines an MPM (step Sw_13). The MPM consists of, for example, six intra prediction modes. The intra prediction unit 216 then determines the intra prediction mode indicated by the information acquired in step Sw_12 from the multiple intra prediction modes included in the MPM (step Sw_14).
一方、イントラ予測部216は、ステップSw_11において、1を示すMPMフラグがストリームに存在しないと判定すると(ステップSw_11のNo)、符号化装置100において選択されたイントラ予測モードを示す情報を取得する(ステップSw_15)。つまり、イントラ予測部216は、MPMに含まれない1つ以上のイントラ予測モードのうち、符号化装置100において選択されたイントラ予測モードを示す情報をエントロピー復号部202から取得する。なお、その情報は、エントロピー復号部202によって復号されてイントラ予測部216に出力される。そして、イントラ予測部216は、そのMPMに含まれていない1つ以上のイントラ予測モードの中から、ステップSw_15で取得された情報によって示されるイントラ予測モードを決定する(ステップSw_17)。 On the other hand, if the intra prediction unit 216 determines in step Sw_11 that the stream does not contain an MPM flag indicating 1 (No in step Sw_11), it acquires information indicating the intra prediction mode selected by the encoding device 100 (step Sw_15). That is, the intra prediction unit 216 acquires information indicating the intra prediction mode selected by the encoding device 100 from the one or more intra prediction modes not included in the MPM from the entropy decoding unit 202. Note that this information is decoded by the entropy decoding unit 202 and output to the intra prediction unit 216. Then, the intra prediction unit 216 determines the intra prediction mode indicated by the information acquired in step Sw_15 from the one or more intra prediction modes not included in the MPM (step Sw_17).
イントラ予測部216は、ステップSw_14またはステップSw_17において決定されたイントラ予測モードにしたがって予測画像を生成する(ステップSw_18)。 The intra prediction unit 216 generates a predicted image according to the intra prediction mode determined in step Sw_14 or step Sw_17 (step Sw_18).
[インター予測部]
インター予測部218は、フレームメモリ214に格納された参照ピクチャを参照して、カレントブロックを予測する。予測は、カレントブロックまたはカレントブロック内のサブブロックの単位で行われる。なお、サブブロックはブロックに含まれていて、ブロックより小さい単位である。サブブロックのサイズは、4x4画素であっても、8x8画素であっても、それ以外のサイズであってもよい。サブブロックのサイズは、スライス、ブリック、またはピクチャなどの単位で切り替えられてもよい。
[Inter prediction section]
The inter prediction unit 218 predicts the current block by referring to a reference picture stored in the frame memory 214. Prediction is performed in units of the current block or sub-blocks within the current block. Note that a sub-block is included in a block and is a smaller unit than a block. The size of a sub-block may be 4x4 pixels, 8x8 pixels, or another size. The size of a sub-block may be switched in units such as a slice, a brick, or a picture.
例えば、インター予測部218は、ストリーム(例えば、エントロピー復号部202から出力される予測パラメータ)から読み解かれた動き情報(例えばMV)を用いて動き補償を行うことでカレントブロックまたはサブブロックのインター予測画像を生成し、インター予測画像を予測制御部220に出力する。 For example, the inter prediction unit 218 generates an inter prediction image of the current block or sub-block by performing motion compensation using motion information (e.g., MV) interpreted from the stream (e.g., prediction parameters output from the entropy decoding unit 202), and outputs the inter prediction image to the prediction control unit 220.
ストリームから読み解かれた情報がOBMCモードを適用することを示す場合、インター予測部218は、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測画像を生成する。 If the information interpreted from the stream indicates that OBMC mode is to be applied, the inter prediction unit 218 generates an inter prediction image using not only the motion information of the current block obtained by motion estimation, but also the motion information of neighboring blocks.
また、ストリームから読み解かれた情報がFRUCモードを適用することを示す場合、インター予測部218は、ストリームから読み解かれたパターンマッチングの方法(バイラテラルマッチングまたはテンプレートマッチング)に従って動き探索を行うことにより動き情報を導出する。そして、インター予測部218は、導出された動き情報を用いて動き補償(予測)を行う。 Furthermore, if the information interpreted from the stream indicates that FRUC mode should be applied, the inter prediction unit 218 derives motion information by performing motion search according to the pattern matching method (bilateral matching or template matching) interpreted from the stream. The inter prediction unit 218 then performs motion compensation (prediction) using the derived motion information.
また、インター予測部218は、BIOモードが適用される場合に、等速直線運動を仮定したモデルに基づいてMVを導出する。また、ストリームから読み解かれた情報がアフィンモードを適用することを示す場合には、インター予測部218は、複数の隣接ブロックのMVに基づいてサブブロック単位でMVを導出する。 Furthermore, when BIO mode is applied, the inter prediction unit 218 derives MVs based on a model that assumes uniform linear motion. Furthermore, when information interpreted from the stream indicates that affine mode is to be applied, the inter prediction unit 218 derives MVs on a sub-block basis based on the MVs of multiple adjacent blocks.
[MV導出のフロー]
図82は、復号装置200におけるMV導出の一例を示すフローチャートである。
[MV derivation flow]
FIG. 82 is a flowchart showing an example of MV derivation in the decoding device 200.
インター予測部218は、例えば、動き情報(例えばMV)を復号するか否かを判定する。例えば、インター予測部218は、ストリームに含まれる予測モードに応じて判定してもよく、ストリームに含まれるその他の情報に基づいて判定してもよい。ここで、インター予測部218は、動き情報を復号すると判定すると、その動き情報を復号するモードで、カレントブロックのMVを導出する。一方、インター予測部218は、動き情報を復号しないと判定すると、動き情報を復号しないモードでMVを導出する。 The inter prediction unit 218 determines, for example, whether to decode motion information (e.g., MV). For example, the inter prediction unit 218 may make the determination based on the prediction mode included in the stream, or may make the determination based on other information included in the stream. Here, if the inter prediction unit 218 determines to decode the motion information, it derives the MV of the current block in a mode for decoding that motion information. On the other hand, if the inter prediction unit 218 determines not to decode the motion information, it derives the MV in a mode for not decoding motion information.
ここで、MV導出のモードには、後述のノーマルインターモード、ノーマルマージモード、FRUCモードおよびアフィンモードなどがある。これらのモードのうち、動き情報を復号するモードには、ノーマルインターモード、ノーマルマージモード、およびアフィンモード(具体的には、アフィンインターモードおよびアフィンマージモード)などがある。なお、動き情報には、MVだけでなく、後述の予測MV選択情報が含まれてもよい。また、動き情報を復号しないモードには、FRUCモードなどがある。インター予測部218は、これらの複数のモードから、カレントブロックのMVを導出するためのモードを選択し、その選択されたモードを用いてカレントブロックのMVを導出する。 Here, MV derivation modes include normal inter mode, normal merge mode, FRUC mode, and affine mode, which will be described later. Of these modes, modes that decode motion information include normal inter mode, normal merge mode, and affine mode (specifically, affine inter mode and affine merge mode). Note that motion information may include not only MVs but also prediction MV selection information, which will be described later. Modes that do not decode motion information include FRUC mode. The inter prediction unit 218 selects a mode for deriving MVs for the current block from these multiple modes, and derives the MVs for the current block using the selected mode.
図83は、復号装置200におけるMV導出の他の例を示すフローチャートである。 Figure 83 is a flowchart showing another example of MV derivation in the decoding device 200.
インター予測部218は、例えば、差分MVを復号するか否かを判定する、例えば、インター予測部218は、ストリームに含まれる予測モードに応じて判定してもよく、ストリームに含まれるその他の情報に基づいて判定してもよい。ここで、インター予測部218は、差分MVを復号すると判定すると、差分MVを復号するモードで、カレントブロックのMVを導出してもよい。この場合、例えばストリームに含まれる差分MVが予測パラメータとして復号される。 The inter prediction unit 218, for example, determines whether or not to decode the differential MV. For example, the inter prediction unit 218 may make this determination based on the prediction mode included in the stream, or may make this determination based on other information included in the stream. Here, if the inter prediction unit 218 determines to decode the differential MV, it may derive the MV of the current block in a mode for decoding the differential MV. In this case, for example, the differential MV included in the stream is decoded as a prediction parameter.
一方、インター予測部218は、差分MVを復号しないと判定すると、差分MVを復号しないモードでMVを導出する。この場合には、符号化された差分MVはストリームに含まれない。 On the other hand, if the inter prediction unit 218 determines not to decode the differential MV, it derives the MV in a mode that does not decode the differential MV. In this case, the encoded differential MV is not included in the stream.
ここで、上述のようにMVの導出のモードには、後述のノーマルインター、ノーマルマージモード、FRUCモードおよびアフィンモードなどがある。これらのモードのうち、差分MVを符号化するモードには、ノーマルインターモードおよびアフィンモード(具体的には、アフィンインターモード)などがある。また、差分MVを符号化しないモードには、FRUCモード、ノーマルマージモードおよびアフィンモード(具体的には、アフィンマージモード)などがある。インター予測部218は、これらの複数のモードから、カレントブロックのMVを導出するためのモードを選択し、その選択されたモードを用いてカレントブロックのMVを導出する。 As mentioned above, MV derivation modes include normal inter, normal merge mode, FRUC mode, and affine mode, which will be described later. Of these modes, modes that encode differential MVs include normal inter mode and affine mode (specifically, affine inter mode). Modes that do not encode differential MVs include FRUC mode, normal merge mode, and affine mode (specifically, affine merge mode). The inter prediction unit 218 selects a mode for deriving MVs for the current block from these multiple modes, and derives the MVs for the current block using the selected mode.
[MV導出 > ノーマルインターモード]
例えば、ストリームから読み解かれた情報がノーマルインターモードを適用することを示す場合、インター予測部218は、ストリームから読み解かれた情報に基づいて、ノーマルマージモードでMVを導出し、そのMVを用いて動き補償(予測)を行う。
[MV Derivation > Normal Inter Mode]
For example, if the information interpreted from the stream indicates that normal inter mode should be applied, the inter prediction unit 218 derives MVs in normal merge mode based on the information interpreted from the stream, and performs motion compensation (prediction) using the MVs.
図84は、復号装置200におけるノーマルインターモードによるインター予測の例を示すフローチャートである。 Figure 84 is a flowchart showing an example of inter prediction in normal inter mode in the decoding device 200.
復号装置200のインター予測部218は、ブロックごとに、そのブロックに対して動き補償を行う。このときには、インター予測部218は、まず、時間的または空間的にカレントブロックの周囲にある複数の復号済みブロックのMVなどの情報に基づいて、そのカレントブロックに対して複数の候補MVを取得する(ステップSg_11)。つまり、インター予測部218は、候補MVリストを作成する。 The inter prediction unit 218 of the decoding device 200 performs motion compensation on each block. To do this, the inter prediction unit 218 first obtains multiple candidate MVs for the current block based on information such as the MVs of multiple decoded blocks that temporally or spatially surround the current block (step Sg_11). In other words, the inter prediction unit 218 creates a candidate MV list.
次に、インター予測部218は、ステップSg_11で取得された複数の候補MVの中から、N個(Nは2以上の整数)の候補MVのそれぞれを予測動きベクトル候補(予測MV候補ともいう)として、予め決められた優先順位に従って抽出する(ステップSg_12)。なお、その優先順位は、N個の予測MV候補のそれぞれに対して予め定められている。 Next, the inter prediction unit 218 extracts N candidate MVs (N is an integer greater than or equal to 2) from the multiple candidate MVs obtained in step Sg_11 as motion vector predictor candidates (also called prediction MV candidates) according to a predetermined priority order (step Sg_12). Note that the priority order is predetermined for each of the N prediction MV candidates.
次に、インター予測部218は、入力されたストリームから予測MV選択情報を復号し、その復号された予測MV選択情報を用いて、そのN個の予測MV候補の中から1つの予測MV候補を、カレントブロックの予測MVとして選択する(ステップSg_13)。 Next, the inter prediction unit 218 decodes the prediction MV selection information from the input stream and uses the decoded prediction MV selection information to select one prediction MV candidate from the N prediction MV candidates as the prediction MV for the current block (step Sg_13).
次に、インター予測部218は、入力されたストリームから差分MVを復号し、その復号された差分MVである差分値と、選択された予測MVとを加算することによって、カレントブロックのMVを導出する(ステップSg_14)。 Next, the inter prediction unit 218 decodes the differential MV from the input stream and derives the MV of the current block by adding the differential value of the decoded differential MV to the selected prediction MV (step Sg_14).
最後に、インター予測部218は、その導出されたMVと復号済み参照ピクチャとを用いてカレントブロックに対して動き補償を行ことにより、そのカレントブロックの予測画像を生成する(ステップSg_15)。ステップSg_11~Sg_15の処理は、各ブロックに対して実行される。例えば、スライスに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSg_11~Sg_15の処理が実行されると、そのスライスに対するノーマルインターモードを用いたインター予測が終了する。また、ピクチャに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSg_11~Sg_15の処理が実行されると、そのピクチャに対するノーマルインターモードを用いたインター予測が終了する。なお、ステップSg_11~Sg_15の処理は、スライスに含まれる全てのブロックに対して実行されず、一部のブロックに対して実行されると、そのスライスに対するノーマルインターモードを用いたインター予測が終了してもよい。ステップSg_11~Sg_15の処理は、同様に、ピクチャに含まれる一部のブロックに対して実行されると、そのピクチャに対するノーマルインターモードを用いたインター予測が終了してもよい。 Finally, the inter prediction unit 218 generates a predicted image for the current block by performing motion compensation on the current block using the derived MV and the decoded reference picture (step Sg_15). The processes of steps Sg_11 to Sg_15 are performed for each block. For example, when the processes of steps Sg_11 to Sg_15 have been performed for all blocks included in a slice, inter prediction using normal inter mode for that slice is completed. Furthermore, when the processes of steps Sg_11 to Sg_15 have been performed for all blocks included in a picture, inter prediction using normal inter mode for that picture is completed. Note that the processes of steps Sg_11 to Sg_15 do not have to be performed for all blocks included in a slice, and inter prediction using normal inter mode for that slice may be completed when they are performed for some blocks. Similarly, the processes of steps Sg_11 to Sg_15 may be performed for some blocks included in a picture, and inter prediction using normal inter mode for that picture may be completed.
[MV導出 > ノーマルマージモード]
例えば、ストリームから読み解かれた情報がノーマルマージモードの適用を示す場合、インター予測部218は、ノーマルマージモードでMVを導出し、そのMVを用いて動き補償(予測)を行う。
[MV Derivation > Normal Merge Mode]
For example, if the information interpreted from the stream indicates that the normal merge mode is to be applied, the inter prediction unit 218 derives motion vectors in the normal merge mode and performs motion compensation (prediction) using the MVs.
図85は、復号装置200におけるノーマルマージモードによるインター予測の例を示すフローチャートである。 Figure 85 is a flowchart showing an example of inter prediction in normal merge mode in the decoding device 200.
インター予測部218は、まず、時間的または空間的にカレントブロックの周囲にある複数の復号済みブロックのMVなどの情報に基づいて、そのカレントブロックに対して複数の候補MVを取得する(ステップSh_11)。つまり、インター予測部218は、候補MVリストを作成する。 The inter prediction unit 218 first obtains multiple candidate MVs for the current block based on information such as the MVs of multiple decoded blocks that temporally or spatially surround the current block (step Sh_11). In other words, the inter prediction unit 218 creates a candidate MV list.
次に、インター予測部218は、ステップSh_11で取得された複数の候補MVの中から1つの候補MVを選択することによって、カレントブロックのMVを導出する(ステップSh_12)。具体的には、インター予測部218は、例えばストリームに予測パラメータとして含まれるMV選択情報を取得し、そのMV選択情報によって識別される候補MVを、カレントブロックのMVとして選択する。 Next, the inter prediction unit 218 derives the MV for the current block by selecting one candidate MV from the multiple candidate MVs obtained in step Sh_11 (step Sh_12). Specifically, the inter prediction unit 218 obtains, for example, MV selection information included in the stream as prediction parameters, and selects the candidate MV identified by the MV selection information as the MV for the current block.
最後に、インター予測部218は、その導出されたMVと復号済み参照ピクチャとを用いてカレントブロックに対して動き補償を行ことにより、そのカレントブロックの予測画像を生成する(ステップSh_13)。ステップSh_11~Sh_13の処理は例えば各ブロックに対して実行される。例えば、スライスに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSh_11~Sh_13の処理が実行されると、そのスライスに対するノーマルマージモードを用いたインター予測が終了する。また、ピクチャに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSh_11~Sh_13の処理が実行されると、そのピクチャに対するノーマルマージモードを用いたインター予測が終了する。なお、ステップSh_11~Sh_13の処理は、スライスに含まれる全てのブロックに対して実行されず、一部のブロックに対して実行されると、そのスライスに対するノーマルマージモードを用いたインター予測が終了してもよい。ステップSh_11~Sh_13の処理は、同様に、ピクチャに含まれる一部のブロックに対して実行されると、そのピクチャに対するノーマルマージモードを用いたインター予測が終了してもよい。 Finally, the inter prediction unit 218 generates a predicted image for the current block by performing motion compensation on the current block using the derived MV and the decoded reference picture (step Sh_13). The processes of steps Sh_11 to Sh_13 are performed, for example, for each block. For example, when the processes of steps Sh_11 to Sh_13 have been performed for all blocks included in a slice, inter prediction using normal merge mode for that slice is completed. Furthermore, when the processes of steps Sh_11 to Sh_13 have been performed for all blocks included in a picture, inter prediction using normal merge mode for that picture is completed. Note that the processes of steps Sh_11 to Sh_13 do not necessarily have to be performed for all blocks included in a slice, and inter prediction using normal merge mode for that slice may be completed after being performed for some blocks. Similarly, the processes of steps Sh_11 to Sh_13 may be performed for some blocks included in a picture, and inter prediction using normal merge mode for that picture may be completed.
[MV導出 > FRUCモード]
例えば、ストリームから読み解かれた情報がFRUCモードの適用を示す場合、インター予測部218は、FRUCモードでMVを導出し、そのMVを用いて動き補償(予測)を行う。この場合、動き情報は、符号化装置100側から信号化されずに、復号装置200側で導出される。例えば、復号装置200は、動き探索を行うことにより動き情報を導出してもよい。この場合、復号装置200は、カレントブロックの画素値を用いずに動き探索を行う。
[MV derivation > FRUC mode]
For example, if information interpreted from the stream indicates the application of FRUC mode, the inter prediction unit 218 derives motion vectors in FRUC mode and performs motion compensation (prediction) using the motion vectors. In this case, the motion information is not signaled from the encoding device 100 side, but is derived on the decoding device 200 side. For example, the decoding device 200 may derive the motion information by performing motion estimation. In this case, the decoding device 200 performs motion estimation without using pixel values of the current block.
図86は、復号装置200におけるFRUCモードによるインター予測の例を示すフローチャートである。 Figure 86 is a flowchart showing an example of inter prediction in FRUC mode in the decoding device 200.
まず、インター予測部218は、カレントブロックに空間的または時間的に隣接する各復号済みブロックのMVを参照して、それらのMVを候補MVとして示すリスト(すなわち、候補MVリストであって、ノーマルマージモードの候補MVリストと共通であってもよい)を生成する(ステップSi_11)。次に、インター予測部218は、候補MVリストに登録されている複数の候補MVの中からベスト候補MVを選択する(ステップSi_12)。例えば、インター予測部218は、候補MVリストに含まれる各候補MVの評価値を算出し、その評価値に基づいて1つの候補MVをベスト候補MVとして選択する。そして、インター予測部218は、選択されたベスト候補MVに基づいて、カレントブロックのためのMVを導出する(ステップSi_14)。具体的には、例えば、選択されたベスト候補MVがそのままカレントブロックのためのMVとして導出される。また例えば、選択されたベスト候補MVに対応する参照ピクチャ内の位置の周辺領域において、パターンマッチングを行うことにより、カレントブロックのためのMVが導出されてもよい。すなわち、ベスト候補MVの周辺の領域に対して、参照ピクチャにおけるパターンマッチングおよび評価値を用いた探索を行い、さらに評価値が良い値となるMVがあった場合は、ベスト候補MVをそのMVに更新して、それをカレントブロックの最終的なMVとしてもよい。より良い評価値を有するMVへの更新を実施しなくてもよい。 First, the inter prediction unit 218 references the motion vectors of each decoded block spatially or temporally adjacent to the current block and generates a list (i.e., a candidate motion vector list, which may be the same as the candidate motion vector list for normal merge mode) indicating these motion vectors as candidate motion vectors (step Si_11). Next, the inter prediction unit 218 selects a best candidate motion vector from among the multiple candidate motion vectors registered in the candidate motion vector list (step Si_12). For example, the inter prediction unit 218 calculates an evaluation value for each candidate motion vector included in the candidate motion vector list and selects one candidate motion vector as the best candidate motion vector based on the evaluation value. The inter prediction unit 218 then derives a motion vector for the current block based on the selected best candidate motion vector (step Si_14). Specifically, for example, the selected best candidate motion vector is directly derived as the motion vector for the current block. Alternatively, for example, the motion vector for the current block may be derived by performing pattern matching in the surrounding area of the position in the reference picture corresponding to the selected best candidate motion vector. That is, a search is performed on the area surrounding the best candidate MV using pattern matching and evaluation values in the reference picture, and if a MV with a better evaluation value is found, the best candidate MV can be updated to that MV and used as the final MV for the current block. It is not necessary to update to a MV with a better evaluation value.
最後に、インター予測部218は、その導出されたMVと復号済み参照ピクチャとを用いてカレントブロックに対して動き補償を行ことにより、そのカレントブロックの予測画像を生成する(ステップSi_15)。ステップSi_11~Si_15の処理は例えば各ブロックに対して実行される。例えば、スライスに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSi_11~Si_15の処理が実行されると、そのスライスに対するFRUCモードを用いたインター予測が終了する。また、ピクチャに含まれる全てのブロックのそれぞれに対してステップSi_11~Si_15の処理が実行されると、そのピクチャに対するFRUCモードを用いたインター予測が終了する。サブブロック単位でも上述のブロック単位と同様に処理されてもよい。 Finally, the inter prediction unit 218 generates a predicted image for the current block by performing motion compensation on the current block using the derived MV and the decoded reference picture (step Si_15). The processes of steps Si_11 to Si_15 are performed, for example, for each block. For example, when the processes of steps Si_11 to Si_15 have been performed for all blocks included in a slice, inter prediction using FRUC mode for that slice is completed. Furthermore, when the processes of steps Si_11 to Si_15 have been performed for all blocks included in a picture, inter prediction using FRUC mode for that picture is completed. Processing may also be performed on a sub-block basis in the same way as for a block basis described above.
[MV導出 > アフィンマージモード]
例えば、ストリームから読み解かれた情報がアフィンマージモードの適用を示す場合、インター予測部218は、アフィンマージモードでMVを導出し、そのMVを用いて動き補償(予測)を行う。
[MV derivation > Affine merge mode]
For example, if the information interpreted from the stream indicates the application of the affine merge mode, the inter prediction unit 218 derives MVs in the affine merge mode and performs motion compensation (prediction) using the MVs.
図87は、復号装置200におけるアフィンマージモードによるインター予測の例を示すフローチャートである。 Figure 87 is a flowchart showing an example of inter prediction in affine merge mode in the decoding device 200.
アフィンマージモードでは、まず、インター予測部218は、カレントブロックの制御ポイントのそれぞれのMVを導出する(ステップSk_11)。制御ポイントは、図46Aに示すように、カレントブロックの左上角および右上角のポイント、或いは図46Bに示すように、カレントブロックの左上角、右上角および左下角のポイントである。 In affine merge mode, the inter prediction unit 218 first derives MVs for each control point of the current block (step Sk_11). The control points are the upper left and upper right corners of the current block, as shown in Figure 46A, or the upper left, upper right, and lower left corners of the current block, as shown in Figure 46B.
例えば、図47A~図47Cに示すMVの導出方法を用いる場合、インター予測部218は、図47Aに示すように、復号済みブロックA(左)、ブロックB(上)、ブロックC(右上)、ブロックD(左下)およびブロックE(左上)の順序にこれらのブロックを検査し、アフィンモードで復号された最初の有効なブロックを特定する。 For example, when using the MV derivation method shown in Figures 47A to 47C, the inter prediction unit 218 examines the decoded blocks in the order of block A (left), block B (top), block C (top right), block D (bottom left), and block E (top left), as shown in Figure 47A, and identifies the first valid block decoded in affine mode.
インター予測部218は、特定されたアフィンモードで復号された最初の有効なブロックを用いて、制御ポイントのMVを導出する。例えば、ブロックAが特定され、ブロックAが2つの制御ポイントを有する場合、図47Bに示すように、インター予測部218は、ブロックAを含む復号済みブロックの左上角および右上角の動きベクトルv3およびv4をカレントブロックに投影することによって、カレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルv0と、右上角制御ポイントの動きベクトルv1とを算出する。これにより、各制御ポイントのMVが導出される。 The inter prediction unit 218 derives the motion vectors of the control points using the first valid block decoded in the identified affine mode. For example, if block A is identified and block A has two control points, as shown in Figure 47B, the inter prediction unit 218 calculates the motion vector v0 of the upper left corner control point and the motion vector v1 of the upper right corner control point of the current block by projecting the motion vectors v3 and v4 of the upper left corner and the upper right corner of the decoded block including block A onto the current block. This derives the motion vectors of each control point.
なお、図49Aに示すように、ブロックAが特定され、ブロックAが2つの制御ポイントを有する場合に、3つの制御ポイントのMVを算出してもよく、図49Bに示すように、ブロックAが特定され、ブロックAが3つの制御ポイントを有する場合に、2つの制御ポイントのMVを算出してもよい。 As shown in Figure 49A, when block A is identified and block A has two control points, the MVs of three control points may be calculated, and as shown in Figure 49B, when block A is identified and block A has three control points, the MVs of two control points may be calculated.
また、ストリームに予測パラメータとしてMV選択情報が含まれている場合には、インター予測部218は、そのMV選択情報を用いてカレントブロックの各制御ポイントのMVを導出してもよい。 Furthermore, if the stream includes MV selection information as a prediction parameter, the inter prediction unit 218 may use that MV selection information to derive the MVs of each control point of the current block.
次に、インター予測部218は、カレントブロックに含まれる複数のサブブロックのそれぞれについて、動き補償を行う。すなわち、インター予測部218は、その複数のサブブロックのそれぞれについて、2つの動きベクトルv0およびv1と上述の式(1A)とを用いて、或いは3つの動きベクトルv0、v1およびv2と上述の式(1B)とを用いて、そのサブブロックのMVをアフィンMVとして算出する(ステップSk_12)。そして、インター予測部218は、それらのアフィンMVおよび復号済み参照ピクチャを用いてそのサブブロックに対して動き補償を行う(ステップSk_13)。カレントブロックに含まれる全てのサブブロックのそれぞれに対してステップSk_12およびSk_13の処理が実行されると、そのカレントブロックに対するアフィンマージモードを用いたインター予測が終了する。つまり、カレントブロックに対して動き補償が行われ、そのカレントブロックの予測画像が生成される。 Next, the inter prediction unit 218 performs motion compensation on each of the multiple sub-blocks included in the current block. That is, for each of the multiple sub-blocks, the inter prediction unit 218 calculates the motion vectors of the sub-block as affine motion vectors using two motion vectors v0 and v1 and the above-mentioned formula (1A), or using three motion vectors v0 , v1 , and v2 and the above-mentioned formula (1B) (step Sk_12). Then, the inter prediction unit 218 performs motion compensation on the sub-block using the affine motion vectors and the decoded reference picture (step Sk_13). When the processes of steps Sk_12 and Sk_13 have been performed on all sub-blocks included in the current block, inter prediction using the affine merge mode for the current block is completed. That is, motion compensation is performed on the current block, and a predicted image of the current block is generated.
なお、ステップSk_11では、上述の候補MVリストが生成されてもよい。候補MVリストは、例えば、各制御ポイントに対して複数のMV導出方法を用いて導出した候補MVを含むリストであってもよい。複数のMV導出方法は、図47A~図47Cに示すMVの導出方法、図48Aおよび図48Bに示すMVの導出方法、図49Aおよび図49Bに示すMVの導出方法、および、その他のMVの導出方法の任意の組合せであってもよい。 In step Sk_11, the candidate MV list described above may be generated. The candidate MV list may be, for example, a list containing candidate MVs derived using multiple MV derivation methods for each control point. The multiple MV derivation methods may be any combination of the MV derivation methods shown in Figures 47A to 47C, the MV derivation methods shown in Figures 48A and 48B, the MV derivation methods shown in Figures 49A and 49B, and other MV derivation methods.
なお、候補MVリストは、アフィンモード以外の、サブブロック単位で予測を行うモードの候補MVを含んでもよい。 Note that the candidate MV list may also include candidate MVs for modes other than affine mode that perform prediction on a sub-block basis.
なお、候補MVリストとして、例えば、2つの制御ポイントを有するアフィンマージモードの候補MVと、3つの制御ポイントを有するアフィンマージモードの候補MVとを含む候補MVリストを生成してもよい。または、2つの制御ポイントを有するアフィンマージモードの候補MVを含む候補MVリストと、3つの制御ポイントを有するアフィンマージモードの候補MVを含む候補MVリストとをそれぞれ生成してもよい。または、2つの制御ポイントを有するアフィンマージモードと、3つの制御ポイントを有するアフィンマージモードとのうちの一方のモードの候補MVを含む候補MVリストを生成してもよい。 In addition, as the candidate MV list, for example, a candidate MV list including candidate MVs for affine merge mode with two control points and candidate MVs for affine merge mode with three control points may be generated. Alternatively, a candidate MV list including candidate MVs for affine merge mode with two control points and a candidate MV list including candidate MVs for affine merge mode with three control points may be generated. Alternatively, a candidate MV list including candidate MVs for one of the affine merge mode with two control points and the affine merge mode with three control points may be generated.
[MV導出 > アフィンインターモード]
例えば、ストリームから読み解かれた情報がアフィンインターモードの適用を示す場合、インター予測部218は、アフィンインターモードでMVを導出し、そのMVを用いて動き補償(予測)を行う。
[MV derivation > Affine intermode]
For example, if the information interpreted from the stream indicates the application of the affine inter mode, the inter prediction unit 218 derives MVs in the affine inter mode and performs motion compensation (prediction) using the MVs.
図88は、復号装置200におけるアフィンインターモードによるインター予測の例を示すフローチャートである。 Figure 88 is a flowchart showing an example of inter prediction in affine inter mode in the decoding device 200.
アフィンインターモードでは、まず、インター予測部218は、カレントブロックの2つまたは3つの制御ポイントのそれぞれの予測MV(v0,v1)または(v0,v1,v2)を導出する(ステップSj_11)。制御ポイントは、例えば図46Aまたは図46Bに示すように、カレントブロックの左上角、右上角或いは左下角のポイントである。 In the affine inter mode, the inter prediction unit 218 first derives predicted MVs ( v0 , v1 ) or ( v0 , v1 , v2 ) for each of two or three control points of the current block (step Sj_11). The control points are, for example, the upper left, upper right, or lower left corner points of the current block, as shown in Figure 46A or 46B.
インター予測部218は、ストリームに予測パラメータとして含まれる予測MV選択情報を取得し、その予測MV選択情報によって識別されるMVを用いて、カレントブロックの各制御ポイントの予測MVを導出する。例えば、図48Aおよび図48Bに示すMVの導出方法を用いる場合、インター予測部218は、図48Aまたは図48Bに示すカレントブロックの各制御ポイント近傍の復号済みブロックのうち、予測MV選択情報によって識別されるブロックのMVを選択することによって、カレントブロックの制御ポイントの予測MV(v0,v1)または(v0,v1,v2)を導出する。 The inter prediction unit 218 obtains prediction MV selection information included in the stream as prediction parameters, and derives prediction MVs for each control point of the current block using MVs identified by the prediction MV selection information. For example, when using the MV derivation method shown in Figures 48A and 48B, the inter prediction unit 218 derives prediction MVs (v0, v1) or ( v0 , v1, v2 ) for the control points of the current block by selecting MVs of blocks identified by the prediction MV selection information from among decoded blocks near each control point of the current block shown in Figures 48A or 48B .
次に、インター予測部218は、例えば、ストリームに予測パラメータとして含まれる各差分MVを取得し、カレントブロックの各制御ポイントの予測MVと、その予測MVに対応する差分MVとを加算する(ステップSj_12)。これにより、カレントブロックの各制御ポイントのMVが導出される。 Next, the inter prediction unit 218, for example, obtains each differential MV included in the stream as a prediction parameter, and adds the predicted MV of each control point of the current block to the differential MV corresponding to that predicted MV (step Sj_12). This derives the MV of each control point of the current block.
次に、インター予測部218は、カレントブロックに含まれる複数のサブブロックのそれぞれについて、動き補償を行う。すなわち、インター予測部218は、その複数のサブブロックのそれぞれについて、2つの動きベクトルv0およびv1と上述の式(1A)とを用いて、或いは3つの動きベクトルv0、v1およびv2と上述の式(1B)とを用いて、そのサブブロックのMVをアフィンMVとして算出する(ステップSj_13)。そして、インター予測部218は、それらのアフィンMVおよび復号済み参照ピクチャを用いてそのサブブロックに対して動き補償を行う(ステップSj_14)。カレントブロックに含まれる全てのサブブロックのそれぞれに対してステップSj_13およびSj_14の処理が実行されると、そのカレントブロックに対するアフィンマージモードを用いたインター予測が終了する。つまり、カレントブロックに対して動き補償が行われ、そのカレントブロックの予測画像が生成される。 Next, the inter prediction unit 218 performs motion compensation on each of the multiple sub-blocks included in the current block. That is, for each of the multiple sub-blocks, the inter prediction unit 218 calculates the motion vectors of the sub-block as affine motion vectors using two motion vectors v0 and v1 and the above-mentioned equation (1A), or using three motion vectors v0 , v1 , and v2 and the above-mentioned equation (1B) (step Sj_13). Then, the inter prediction unit 218 performs motion compensation on the sub-block using the affine motion vectors and the decoded reference picture (step Sj_14). When the processes of steps Sj_13 and Sj_14 have been performed on all sub-blocks included in the current block, inter prediction using the affine merge mode for the current block is completed. That is, motion compensation is performed on the current block, and a predicted image of the current block is generated.
なお、ステップSj_11では、ステップSk_11と同様、上述の候補MVリストが生成されてもよい。 Note that in step Sj_11, the candidate MV list described above may be generated, similar to step Sk_11.
[MV導出 > トライアングルモード]
例えば、ストリームから読み解かれた情報がトライアングルモードの適用を示す場合、インター予測部218は、トライアングルモードでMVを導出し、そのMVを用いて動き補償(予測)を行う。
[MV derivation > Triangle mode]
For example, if the information interpreted from the stream indicates the application of triangle mode, the inter prediction unit 218 derives MVs in triangle mode and performs motion compensation (prediction) using the MVs.
図89は、復号装置200におけるトライアングルモードによるインター予測の例を示すフローチャートである。 Figure 89 is a flowchart showing an example of inter prediction in triangle mode in the decoding device 200.
トライアングルモードでは、まず、インター予測部218は、カレントブロックを第1パーティションと第2パーティションとに分割する(ステップSx_11)。このとき、インター予測部218は、各パーティションへの分割に関する情報であるパーティション情報を予測パラメータとしてストリームから取得してもよい。そして、インター予測部218は、そのパーティション情報に応じて、カレントブロックを第1パーティションと第2パーティションとに分割してもよい。 In triangle mode, first, the inter prediction unit 218 divides the current block into a first partition and a second partition (step Sx_11). At this time, the inter prediction unit 218 may obtain partition information, which is information about the division into each partition, from the stream as a prediction parameter. Then, the inter prediction unit 218 may divide the current block into the first partition and the second partition according to the partition information.
次に、インター予測部218は、まず、時間的または空間的にカレントブロックの周囲にある複数の復号済みブロックのMVなどの情報に基づいて、そのカレントブロックに対して複数の候補MVを取得する(ステップSx_12)。つまり、インター予測部218は、候補MVリストを作成する。 Next, the inter prediction unit 218 first obtains multiple candidate MVs for the current block based on information such as the MVs of multiple decoded blocks that temporally or spatially surround the current block (step Sx_12). In other words, the inter prediction unit 218 creates a candidate MV list.
そして、インター予測部218は、ステップSx_11で取得された複数の候補MVの中から、第1パーティションの候補MVおよび第2パーティションの候補MVを、第1MVおよび第2MVとしてそれぞれ選択する(ステップSx_13)。このとき、インター予測部218は、選択された候補MVを識別するためのMV選択情報を予測パラメータとしてストリームから取得してもよい。そして、インター予測部218は、そのMV選択情報に応じて第1MVおよび第2MVを選択してもよい。 Then, the inter prediction unit 218 selects the candidate MV for the first partition and the candidate MV for the second partition as the first MV and the second MV, respectively, from the multiple candidate MVs obtained in step Sx_11 (step Sx_13). At this time, the inter prediction unit 218 may obtain MV selection information for identifying the selected candidate MVs from the stream as a prediction parameter. Then, the inter prediction unit 218 may select the first MV and the second MV according to the MV selection information.
次に、インター予測部218は、その選択された第1MVと復号済み参照ピクチャとを用いて動き補償を行ことにより、第1予測画像を生成する(ステップSx_14)。同様に、インター予測部218は、選択された第2MVと復号済み参照ピクチャとを用いて動き補償を行ことにより、第2予測画像を生成する(ステップSx_15)。 Next, the inter prediction unit 218 generates a first predicted image by performing motion compensation using the selected first MV and a decoded reference picture (step Sx_14). Similarly, the inter prediction unit 218 generates a second predicted image by performing motion compensation using the selected second MV and a decoded reference picture (step Sx_15).
最後に、インター予測部218は、第1予測画像と第2予測画像とを重み付け加算することによって、カレントブロックの予測画像を生成する(ステップSx_16)。 Finally, the inter prediction unit 218 generates a predicted image for the current block by weighting and adding the first predicted image and the second predicted image (step Sx_16).
[動き探索 > DMVR]
例えば、ストリームから読み解かれた情報がDMVRの適用を示す場合、インター予測部218は、DMVRで動き探索を行う。
[Motion Search > DMVR]
For example, if the information interpreted from the stream indicates the application of DMVR, the inter prediction unit 218 performs motion estimation using DMVR.
図90は、復号装置200におけるDMVRによる動き探索の例を示すフローチャートである。 Figure 90 is a flowchart showing an example of motion estimation using DMVR in the decoding device 200.
インター予測部218は、まず、マージモードでカレントブロックのMVを導出する(ステップSl_11)。次に、インター予測部218は、ステップSl_11で導出されたMVによって示される参照ピクチャの周辺領域を探索することによって、カレントブロックに対して最終のMVを導出する(ステップSl_12)。すなわち、DMVRによってカレントブロックのMVが決定される。 The inter prediction unit 218 first derives the MV of the current block in merge mode (step S1_11). Next, the inter prediction unit 218 derives the final MV for the current block by searching the surrounding area of the reference picture indicated by the MV derived in step S1_11 (step S1_12). In other words, the MV of the current block is determined by the DMVR.
図91は、復号装置200におけるDMVRによる動き探索の詳細な一例を示すフローチャートである。 Figure 91 is a flowchart showing a detailed example of motion estimation using DMVR in the decoding device 200.
まず、インター予測部218は、図58Aに示すStep1で、初期MVが示す探索位置(開始点ともいう)と、その周囲にある8つの探索位置とにおけるコストを算出する。そして、インター予測部218は、開始点以外の探索位置のコストが最小か否かを判定する。ここで、インター予測部218は、開始点以外の探索位置のコストが最小と判定すると、コストが最小となる探索位置に移動して、図58Aに示すStep2の処理を行う。一方、インター予測部218は、開始点のコストが最小であれば、図58Aに示すStep2の処理をスキップしてStep3の処理を行う。 First, in Step 1 shown in Figure 58A, the inter prediction unit 218 calculates the costs at the search position (also called the starting point) indicated by the initial MV and the eight search positions surrounding it. Then, the inter prediction unit 218 determines whether the cost of the search positions other than the starting point is the smallest. Here, if the inter prediction unit 218 determines that the cost of the search positions other than the starting point is the smallest, it moves to the search position with the smallest cost and performs the processing of Step 2 shown in Figure 58A. On the other hand, if the cost of the starting point is the smallest, the inter prediction unit 218 skips the processing of Step 2 shown in Figure 58A and performs the processing of Step 3.
図58Aに示すStep2では、インター予測部218は、Step1の処理結果に応じて移動した探索位置を新たな開始点として、Step1の処理と同様の探索を行う。そして、インター予測部218は、その開始点以外の探索位置のコストが最小か否かを判定する。ここで、インター予測部218は、開始点以外の探索位置のコストが最小であれば、Step4の処理を行う。一方、インター予測部218は、開始点のコストが最小であれば、Step3の処理を行う。 In Step 2 shown in FIG. 58A, the inter prediction unit 218 performs a search similar to that of Step 1, using the search position moved in accordance with the processing result of Step 1 as a new starting point. The inter prediction unit 218 then determines whether the cost of a search position other than the starting point is the smallest. Here, if the cost of a search position other than the starting point is the smallest, the inter prediction unit 218 performs the processing of Step 4. On the other hand, if the cost of the starting point is the smallest, the inter prediction unit 218 performs the processing of Step 3.
Step4では、インター予測部218は、その開始点の探索位置を最終探索位置として扱い、初期MVが示す位置とその最終探索位置との差分を差分ベクトルとして決定する。 In Step 4, the inter prediction unit 218 treats the search position of the starting point as the final search position, and determines the difference between the position indicated by the initial MV and that final search position as the difference vector.
図58Aに示すStep3では、インター予測部218は、Step1またはStep2の開始点の上下左右にある4点におけるコストに基づき、コストが最小となる小数精度の画素位置を決定し、その画素位置を最終探索位置とする。その小数精度の画素位置は、上下左右にある4点のベクトル((0,1),(0,-1),(-1,0),(1,0))を、その4点のそれぞれの探索位置におけるコストを重みとして重み付け加算することで決定される。そして、インター予測部218は、初期MVが示す位置とその最終探索位置との差分を差分ベクトルとして決定する。 In Step 3 shown in Figure 58A, the inter prediction unit 218 determines the decimal precision pixel position with the smallest cost based on the costs at four points above, below, left, and right of the starting point of Step 1 or Step 2, and sets that pixel position as the final search position. This decimal precision pixel position is determined by weighting and adding the vectors of the four points above, below, left, and right ((0,1), (0,-1), (-1,0), (1,0)), using the cost at each of the four search positions as weights. The inter prediction unit 218 then determines the difference between the position indicated by the initial MV and that final search position as the difference vector.
[動き補償 > BIO/OBMC/LIC]
例えば、ストリームから読み解かれた情報が予測画像の補正の適用を示す場合、インター予測部218は、予測画像を生成すると、その補正のモードにしたがって予測画像を補正する。そのモードは、例えば、上述のBIO、OBMC、およびLICなどである。
[Motion Compensation > BIO/OBMC/LIC]
For example, if the information interpreted from the stream indicates the application of correction to the predicted image, the inter prediction unit 218 generates a predicted image and then corrects the predicted image according to the correction mode, such as the above-mentioned BIO, OBMC, and LIC.
図92は、復号装置200における予測画像の生成の一例を示すフローチャートである。 Figure 92 is a flowchart showing an example of generating a predicted image in the decoding device 200.
インター予測部218は、予測画像を生成し(ステップSm_11)、上述の何れかのモードによってその予測画像を補正する(ステップSm_12)。 The inter prediction unit 218 generates a predicted image (step Sm_11) and corrects the predicted image using one of the modes described above (step Sm_12).
図93は、復号装置200における予測画像の生成の他の例を示すフローチャートである。 Figure 93 is a flowchart showing another example of generating a predicted image in the decoding device 200.
インター予測部218は、カレントブロックのMVを導出する(ステップSn_11)。次に、インター予測部218は、そのMVを用いて予測画像を生成し(ステップSn_12)、補正処理を行うか否かを判定する(ステップSn_13)。例えば、インター予測部218は、ストリームに含まれる予測パラメータを取得し、その予測パラメータに基づいて、補正処理を行うか否かを判定する。この予測パラメータは、例えば、上述の各モードを適用するか否かを示すフラグである。ここで、インター予測部218は、補正処理を行うと判定すると(ステップSn_13のYes)、その予測画像を補正することによって最終的な予測画像を生成する(ステップSn_14)。なお、LICでは、ステップSn_14において、予測画像の輝度および色差が補正されてもよい。一方、インター予測部218は、補正処理を行わないと判定すると(ステップSn_13のNo)、その予測画像を補正することなく最終的な予測画像として出力する(ステップSn_15)。 The inter prediction unit 218 derives the motion vectors (MVs) of the current block (step Sn_11). Next, the inter prediction unit 218 generates a predicted image using the motion vectors (step Sn_12) and determines whether to perform correction processing (step Sn_13). For example, the inter prediction unit 218 obtains prediction parameters included in the stream and determines whether to perform correction processing based on the prediction parameters. The prediction parameters are, for example, flags indicating whether to apply each of the above-mentioned modes. Here, if the inter prediction unit 218 determines to perform correction processing (Yes in step Sn_13), it generates a final predicted image by correcting the predicted image (step Sn_14). Note that in LIC, the luminance and chrominance of the predicted image may be corrected in step Sn_14. On the other hand, if the inter prediction unit 218 determines not to perform correction processing (No in step Sn_13), it outputs the predicted image as the final predicted image without correction (step Sn_15).
[動き補償 > OBMC]
例えば、ストリームから読み解かれた情報がOBMCの適用を示す場合、インター予測部218は、予測画像を生成すると、OBMCにしたがって予測画像を補正する。
[Motion Compensation > OBMC]
For example, if the information interpreted from the stream indicates the application of OBMC, the inter prediction unit 218 generates a predicted image and then corrects the predicted image in accordance with OBMC.
図94は、復号装置200におけるOBMCによる予測画像の補正の例を示すフローチャートである。なお、図94のフローチャートは、図62に示すカレントピクチャおよび参照ピクチャを用いた予測画像の補正の流れを示す。 Figure 94 is a flowchart showing an example of correction of a predicted image using OBMC in the decoding device 200. Note that the flowchart in Figure 94 shows the flow of correction of a predicted image using the current picture and reference picture shown in Figure 62.
まず、インター予測部218は、図62に示すように、カレントブロックに割り当てられたMVを用いて通常の動き補償による予測画像(Pred)を取得する。 First, the inter prediction unit 218 obtains a predicted image (Pred) using normal motion compensation using the MVs assigned to the current block, as shown in Figure 62.
次に、インター予測部218は、復号済みの左隣接ブロックに対して既に導出されたMV(MV_L)をカレントブロックに適用(再利用)して予測画像(Pred_L)を取得する。そして、インター予測部218は、2つの予測画像PredとPred_Lとを重ね合わせることで予測画像の1回目の補正を行う。これは、隣接ブロック間の境界を混ぜ合わせる効果を有する。 Next, the inter prediction unit 218 applies (reuses) the MV (MV_L) already derived for the decoded left-adjacent block to the current block to obtain a predicted image (Pred_L). The inter prediction unit 218 then performs a first correction of the predicted image by overlaying the two predicted images Pred and Pred_L. This has the effect of blending the boundaries between adjacent blocks.
同様に、インター予測部218は、復号済みの上隣接ブロックに対して既に導出されたMV(MV_U)をカレントブロックに適用(再利用)して予測画像(Pred_U)を取得する。そして、インター予測部218は、予測画像Pred_Uを1回目の補正を行った予測画像(例えば、PredとPred_L)に重ね合わせることで予測画像の2回目の補正を行う。これは、隣接ブロック間の境界を混ぜ合わせる効果を有する。2回目の補正によって得られた予測画像は、隣接ブロックとの境界が混ぜ合わされた(スムージングされた)、カレントブロックの最終的な予測画像である。 Similarly, the inter prediction unit 218 applies (reuses) the MV (MV_U) already derived for the decoded adjacent block above to the current block to obtain a predicted image (Pred_U). The inter prediction unit 218 then performs a second correction of the predicted image by overlaying the predicted image Pred_U on the predicted image (e.g., Pred and Pred_L) that has been corrected the first time. This has the effect of blending the boundaries between adjacent blocks. The predicted image obtained by the second correction is the final predicted image of the current block in which the boundaries with the adjacent blocks have been blended (smoothed).
[動き補償 > BIO]
例えば、ストリームから読み解かれた情報がBIOの適用を示す場合、インター予測部218は、予測画像を生成すると、BIOにしたがって予測画像を補正する。
[Motion Compensation > BIO]
For example, if the information interpreted from the stream indicates the application of BIO, the inter prediction unit 218 generates a predicted image and then corrects the predicted image in accordance with BIO.
図95は、復号装置200におけるBIOによる予測画像の補正の例を示すフローチャートである。 Figure 95 is a flowchart showing an example of correction of a predicted image using BIO in the decoding device 200.
インター予測部218は、図63に示すように、カレントブロックを含むピクチャ(Cur Pic)と異なる2枚の参照ピクチャ(Ref0,Ref1)を用いて、2つの動きベクトル(M0,M1)を導出する。そして、インター予測部218は、その2つの動きベクトル(M0,M1)を用いてカレントブロックの予測画像を導出する(ステップSy_11)。なお、動きベクトルM0は、参照ピクチャRef0に対応する動きベクトル(MVx0,MVy0)であり、動きベクトルM1は、参照ピクチャRef1に対応する動きベクトル(MVx1,MVy1)である。 As shown in Figure 63, the inter prediction unit 218 derives two motion vectors (M0, M1) using two reference pictures (Ref0, Ref1) that are different from the picture containing the current block (Cur Pic). The inter prediction unit 218 then derives a predicted image for the current block using these two motion vectors (M0, M1) (step Sy_11). Note that motion vector M0 is the motion vector (MVx0, MVy0) corresponding to reference picture Ref0, and motion vector M1 is the motion vector (MVx1, MVy1) corresponding to reference picture Ref1.
次に、インター予測部218は、動きベクトルM0および参照ピクチャL0を用いてカレントブロックの補間画像I0を導出する。また、インター予測部218は、動きベクトルM1および参照ピクチャL1を用いてカレントブロックの補間画像I1を導出する(ステップSy_12)。ここで、補間画像I0は、カレントブロックに対して導出される、参照ピクチャRef0に含まれる画像であって、補間画像I1は、カレントブロックに対して導出される、参照ピクチャRef1に含まれる画像である。補間画像I0および補間画像I1はそれぞれ、カレントブロックと同じサイズであってもよい。または、補間画像I0および補間画像I1はそれぞれ、後述の勾配画像を適切に導出するために、カレントブロックよりも大きな画像であってもよい。さらに、補間画像I0およびI1は、動きベクトル(M0,M1)および参照ピクチャ(L0,L1)と、動き補償フィルタとを適用して導出された予測画像を含んでいてもよい。 Next, the inter prediction unit 218 derives an interpolated image I0 of the current block using the motion vector M0 and the reference picture L0. The inter prediction unit 218 also derives an interpolated image I1 of the current block using the motion vector M1 and the reference picture L1 (step Sy_12). Here, the interpolated image I0 is an image derived for the current block and included in the reference picture Ref0, and the interpolated image I1 is an image derived for the current block and included in the reference picture Ref1. The interpolated images I0 and I1 may each be the same size as the current block. Alternatively, the interpolated images I0 and I1 may each be larger than the current block in order to properly derive a gradient image, which will be described later. Furthermore, the interpolated images I0 and I1 may include predicted images derived by applying a motion vector (M0, M1), a reference picture (L0, L1), and a motion compensation filter.
また、インター予測部218は、補間画像I0および補間画像I1から、カレントブロックの勾配画像(Ix0,Ix1,Iy0,Iy1)を導出する(ステップSy_13)。なお、水平方向の勾配画像は、(Ix0,Ix1)であり、垂直方向の勾配画像は、(Iy0,Iy1)である。インター予測部218は、例えば、補間画像に対して勾配フィルタを適用することによって、その勾配画像を導出してもよい。勾配画像は、水平方向または垂直方向に沿った画素値の空間的な変化量を示すものであればよい。 Furthermore, the inter prediction unit 218 derives a gradient image ( Ix0 , Ix1 , Iy0 , Iy1 ) of the current block from the interpolated image I0 and the interpolated image I1 (step Sy_13). Note that the horizontal gradient image is ( Ix0 , Ix1 ), and the vertical gradient image is ( Iy0 , Iy1 ). The inter prediction unit 218 may derive the gradient image by, for example, applying a gradient filter to the interpolated image. The gradient image may indicate the spatial change in pixel values along the horizontal or vertical direction.
次に、インター予測部218は、カレントブロックを構成する複数のサブブロック単位で、補間画像(I0,I1)および勾配画像(Ix0,Ix1,Iy0,Iy1)を用いて上述の速度ベクトルであるオプティカルフロー(vx,vy)を導出する(ステップSy_14)。一例として、サブブロックは、4x4画素のサブCUであってもよい。 Next, the inter prediction unit 218 derives the optical flow ( vx , vy ), which is the velocity vector, for each of the sub-blocks constituting the current block, using the interpolated image ( I0 , I1) and the gradient image (Ix0, Ix1 , Iy0 , Iy1 ) (step Sy_14). As an example, the sub-block may be a 4x4 pixel sub-CU.
次に、インター予測部218は、オプティカルフロー(vx,vy)を用いてカレントブロックの予測画像を補正する。例えば、インター予測部218は、オプティカルフロー(vx,vy)を用いてカレントブロックに含まれる画素の値の補正値を導出する(ステップSy_15)。そして、インター予測部218は、補正値を用いてカレントブロックの予測画像を補正してもよい(ステップSy_16)。なお、補正値は各画素単位で導出されてもよいし、複数の画素単位またはサブブロック単位で導出されてもよい。 Next, the inter prediction unit 218 corrects the predicted image of the current block using the optical flow (vx, vy). For example, the inter prediction unit 218 derives correction values for the values of pixels included in the current block using the optical flow (vx, vy) (step Sy_15). The inter prediction unit 218 may then correct the predicted image of the current block using the correction values (step Sy_16). Note that the correction values may be derived for each pixel, or for multiple pixels or sub-blocks.
なお、BIOの処理フローは、図95に開示した処理に限定されない。図95に開示した処理の一部の処理のみを実施してもよいし、異なる処理を追加または置換してもよいし、異なる処理順で実行してもよい。 Note that the BIO processing flow is not limited to the processing disclosed in Figure 95. Only some of the processing disclosed in Figure 95 may be performed, different processing may be added or replaced, or the processing may be performed in a different order.
[動き補償 > LIC]
例えば、ストリームから読み解かれた情報がLICの適用を示す場合、インター予測部218は、予測画像を生成すると、LICにしたがって予測画像を補正する。
[Motion Compensation > LIC]
For example, if the information interpreted from the stream indicates the application of LIC, the inter prediction unit 218 generates a predicted image and then corrects the predicted image in accordance with the LIC.
図96は、復号装置200におけるLICによる予測画像の補正の例を示すフローチャートである。 Figure 96 is a flowchart showing an example of correction of a predicted image using LIC in the decoding device 200.
まず、インター予測部218は、MVを用いて、復号済みの参照ピクチャからカレントブロックに対応する参照画像を取得する(ステップSz_11)。 First, the inter prediction unit 218 uses the MV to obtain a reference image corresponding to the current block from a decoded reference picture (step Sz_11).
次に、インター予測部218は、カレントブロックに対して、参照ピクチャとカレントピクチャとで輝度値がどのように変化したかを示す情報を抽出する(ステップSz_12)。この抽出は、図66Aに示すように、カレントピクチャにおける復号済み左隣接参照領域(周辺参照領域)および復号済み上隣参照領域(周辺参照領域)の輝度画素値と、導出されたMVで指定された参照ピクチャ内の同等位置における輝度画素値とに基づいて行われる。そして、インター予測部218は、輝度値がどのように変化したかを示す情報を用いて、輝度補正パラメータを算出する(ステップSz_13)。 Next, the inter prediction unit 218 extracts information indicating how the luminance values of the current block have changed between the reference picture and the current picture (step Sz_12). As shown in Figure 66A, this extraction is performed based on the luminance pixel values of the decoded left-adjacent reference area (peripheral reference area) and the decoded upper-adjacent reference area (peripheral reference area) in the current picture, and the luminance pixel values at the equivalent positions in the reference picture specified by the derived MV. The inter prediction unit 218 then calculates luminance correction parameters using the information indicating how the luminance values have changed (step Sz_13).
インター予測部218は、MVで指定された参照ピクチャ内の参照画像に対してその輝度補正パラメータを適用する輝度補正処理を行うことで、カレントブロックに対する予測画像を生成する(ステップSz_14)。つまり、MVで指定された参照ピクチャ内の参照画像である予測画像に対して、輝度補正パラメータに基づく補正が行われる。この補正では、輝度が補正されてもよく、色差が補正されてもよい。 The inter prediction unit 218 generates a predicted image for the current block by performing luminance correction processing, applying the luminance correction parameters to the reference image in the reference picture specified by the MV (step Sz_14). In other words, correction based on the luminance correction parameters is performed on the predicted image, which is the reference image in the reference picture specified by the MV. This correction may involve luminance correction or chrominance correction.
[予測制御部]
予測制御部220は、イントラ予測画像およびインター予測画像のいずれかを選択し、選択した予測画像を加算部208に出力する。全体的に、復号装置200側の予測制御部220、イントラ予測部216およびインター予測部218の構成、機能、および処理は、符号化装置100側の予測制御部128、イントラ予測部124およびインター予測部126の構成、機能、および処理と対応していてもよい。
[Predictive control unit]
The prediction control unit 220 selects either an intra-predicted image or an inter-predicted image, and outputs the selected predicted image to the addition unit 208. Overall, the configurations, functions, and processing of the prediction control unit 220, the intra-prediction unit 216, and the inter-prediction unit 218 on the decoding device 200 side may correspond to the configurations, functions, and processing of the prediction control unit 128, the intra-prediction unit 124, and the inter-prediction unit 126 on the encoding device 100 side.
[ピクチャの分割方法について]
図97は、サブピクチャとスライスとタイルとの関係を示す概念図である。ここでは、サブピクチャとスライスとタイルとを用いて分割されるピクチャの分割方法の例が示されている。具体的には、図97の例において、ピクチャが、複数のタイル、複数のスライス、及び、複数のサブピクチャに分割されている。
[How to divide a picture]
Figure 97 is a conceptual diagram showing the relationship between subpictures, slices, and tiles. Here, an example of a picture division method using subpictures, slices, and tiles is shown. Specifically, in the example of Figure 97, a picture is divided into multiple tiles, multiple slices, and multiple subpictures.
タイルは、ピクチャを横方向及び縦方向に分割することで得られる。図97の例では、ピクチャが、横方向に2分割され、縦方向に2分割されることで、合計4つのタイルに分割されている。 Tiles are obtained by dividing a picture horizontally and vertically. In the example in Figure 97, the picture is divided into two parts horizontally and two parts vertically, resulting in a total of four tiles.
さらに図97の例では、各タイルが1つ以上のスライスに区分されている。具体的には、左上タイルは1つのスライスに区分され、右上タイルは4つのスライスに区分され、左下タイルは2つのスライスに区分され、右下タイルは3つのスライスに区分されている。この場合、各々のスライスは、矩形となるため、矩形スライス(Rectangular Slice)と呼ばれる。矩形スライスは、矩形領域を構成する複数のタイルで構成されていてもよいし、1つのタイル内の1つ以上のCTU行で構成されていてもよい。 Furthermore, in the example of Figure 97, each tile is divided into one or more slices. Specifically, the upper left tile is divided into one slice, the upper right tile is divided into four slices, the lower left tile is divided into two slices, and the lower right tile is divided into three slices. In this case, each slice is rectangular, and therefore is called a rectangular slice. A rectangular slice may be composed of multiple tiles that form a rectangular area, or may be composed of one or more CTU rows within a single tile.
さらに図97の例では、それぞれが1つ以上のスライスもしくは1つ以上のタイルをまとめた単位である複数のサブピクチャにピクチャが分割されている。 Furthermore, in the example of Figure 97, the picture is divided into multiple subpictures, each of which is a unit that groups together one or more slices or one or more tiles.
サブピクチャは、例えば、次のような目的で使用される。すなわち、サブピクチャの単位でストリームからサブピクチャが抽出され、抽出したサブピクチャのみが、ストリームとして伝送されてもよいし、復号されてもよい。また、抽出したサブピクチャが、他のストリームのサブピクチャと結合され、1つのストリームとして再構成されてもよい。 Subpictures are used, for example, for the following purposes: Subpictures are extracted from a stream in units of subpictures, and only the extracted subpictures may be transmitted as a stream or decoded. Extracted subpictures may also be combined with subpictures from other streams to reconstruct a single stream.
図98は、タイルとスライスとの関係を示す概念図である。図98の例では、ピクチャが複数のタイル及び複数のスライスに分割されている。具体的には、ピクチャが、横方向に4分割され、縦方向に4分割されることで、合計16個のタイルに分割されている。 Figure 98 is a conceptual diagram showing the relationship between tiles and slices. In the example of Figure 98, a picture is divided into multiple tiles and multiple slices. Specifically, the picture is divided into four sections horizontally and four sections vertically, resulting in a total of 16 tiles.
さらに、図98の例では、複数のタイルが1つのスライスを構成し、スライス(1)は5つのタイルで構成され、スライス(2)は5つのタイルで構成され、スライス(3)は6つのタイルで構成されている。このとき各スライスは、ラスタ・スキャン順で連続する複数のタイルをまとめて1つのスライスとして定められるため、ラスタスキャンスライス(Raster-Scan Slice)と呼ばれる。 Furthermore, in the example of Figure 98, multiple tiles make up one slice, with slice (1) consisting of five tiles, slice (2) consisting of five tiles, and slice (3) consisting of six tiles. In this case, each slice is defined as a collection of multiple consecutive tiles in raster scan order, so it is called a raster-scan slice.
[ピクチャの分割制御の第1の例]
図97及び図98を用いて説明したように、H.266/VVCではピクチャの様々な分割方法が適用可能である。例えば、符号化装置100において、様々な分割方法のうちの任意の分割方法が適用され得る。そのため、復号装置200には、様々な分割方法に応じた様々な処理方法が実装される。すなわち、様々な分割方法は、ハードウェアの回路構成が複雑になってしまう原因となり得る。
[First Example of Picture Division Control]
As described with reference to Figures 97 and 98, various picture division methods are applicable to H.266/VVC. For example, any of the various division methods may be applied to the encoding device 100. Therefore, various processing methods corresponding to the various division methods are implemented in the decoding device 200. In other words, various division methods may cause the hardware circuit configuration to become complicated.
一方、例えば、放送用のストリームのように、ストリームをそのまま復号して画面に表示するというシンプルなユースケースでは、できる限りストリームの構成が単純化され、受信機(復号装置200)のハードウェアの回路構成が単純化された方がよい。そこで、ピクチャの分割制御の第1の例では、図99の例のような処理フローを用いてピクチャの分割が行われる。 On the other hand, in simple use cases where the stream is simply decoded and displayed on the screen, such as a broadcast stream, it is best to simplify the stream configuration as much as possible and the hardware circuit configuration of the receiver (decoding device 200). Therefore, in the first example of picture division control, pictures are divided using a processing flow such as the example in Figure 99.
図99は、ピクチャの分割制御の第1の例における処理を示すフローチャートである。符号化装置100が、図99に示された処理を行ってもよいし、復号装置200が、図99に示された処理を行ってもよい。 Figure 99 is a flowchart showing the processing in the first example of picture division control. The encoding device 100 may perform the processing shown in Figure 99, or the decoding device 200 may perform the processing shown in Figure 99.
まず、サブピクチャが使用されないように、サブピクチャ分割が禁止される(S101)。ここで、サブピクチャ分割は、ピクチャを1つ以上のサブピクチャに分割することを意味する。また、ピクチャを1つ以上のサブピクチャに分割することは、ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てることに対応する。 First, subpicture division is prohibited so that subpictures are not used (S101). Here, subpicture division means dividing a picture into one or more subpictures. Also, dividing a picture into one or more subpictures corresponds to assigning one or more subpictures to a picture.
さらに、タイルに関する分割方法として、横方向に1分割、かつ、縦方向に1分割の分割方法が用いられる。ここで、1分割は、分割後の領域数が1であることを意味し、実際には分割を行わないことを意味する。つまり、ピクチャが1つのタイルのみで構成されるようにタイルを設定する。さらに、言い換えれば、タイル数が1に設定される(S102)。これにより、ピクチャの領域と同じ領域を有する1つのタイルがピクチャに割り当てられる。 Furthermore, the division method used for tiles is one division horizontally and one division vertically. Here, one division means that the number of areas after division is one, and that no division is actually performed. In other words, the tiles are set so that the picture is composed of only one tile. Furthermore, in other words, the number of tiles is set to one (S102). As a result, one tile with the same area as the picture is assigned to the picture.
そして、タイルが1つ以上の矩形スライスに分割される(S103)。ここで、タイルを1つ以上の矩形スライスに分割することは、タイルに1つ以上の矩形スライスを割り当てることに対応する。また、ピクチャにおけるタイル数が1であるため、タイルの領域は、ピクチャの領域に一致している。したがって、タイル及びピクチャは、適宜、相互に読み替えられ得る。 Then, the tile is divided into one or more rectangular slices (S103). Here, dividing the tile into one or more rectangular slices corresponds to assigning one or more rectangular slices to the tile. Also, since there is one tile in the picture, the area of the tile matches the area of the picture. Therefore, the terms tile and picture can be interpreted as interchangeable as appropriate.
また、上記の例では、タイルが用いられているが、必ずしもタイルが用いられなくてもよい。つまり、タイルが設定されなくてもよい。 Also, while tiles are used in the above example, they do not necessarily have to be used. In other words, tiles do not necessarily have to be set.
図100は、ピクチャの分割制御の第1の例に対応するピクチャ分割の例を示す図である。つまり、図100は、図99で説明した処理フローを用いてピクチャ分割を行った場合のピクチャ分割の例を示す。ここで、ピクチャ分割は、ピクチャを複数のサブピクチャ、複数のタイル及び複数のスライス等に分割することを意味する。 Figure 100 is a diagram showing an example of picture division corresponding to the first example of picture division control. In other words, Figure 100 shows an example of picture division when picture division is performed using the processing flow described in Figure 99. Here, picture division means dividing a picture into multiple subpictures, multiple tiles, multiple slices, etc.
図100の例の通り、ピクチャの分割制御の第1の例では、サブピクチャ、ピクチャ内部のタイル境界、及び、ラスタスキャンスライスが用いられない。そして、常に、ピクチャが1つ以上の矩形スライスで分割されるだけのシンプルなピクチャ分割が用いられる。 As shown in the example in Figure 100, the first example of picture partitioning control does not use subpictures, tile boundaries within the picture, or raster scan slices. Instead, a simple picture partitioning is always used, where the picture is simply divided into one or more rectangular slices.
これにより、復号装置200において、処理の制御が単純化され、回路規模の縮小の実現可能性が高くなる。 This simplifies processing control in the decoding device 200, increasing the feasibility of reducing circuit scale.
なお、ここで説明した処理フローは一例である。例えば、一部の処理が省略又は変更されてもよいし、ここに記載されていない処理が追加されてもよい。 Note that the processing flow described here is an example. For example, some processing may be omitted or modified, or processing not described here may be added.
また、ここで説明した処理は、符号化処理にも復号処理にも適用可能である。つまり、処理に用いられる信号をストリームに符号化するか、ストリームから復号するかが異なるが、ここで説明した処理は符号化処理及び復号処理において基本的に共通(つまり同じ)である。 The process described here can be applied to both encoding and decoding processes. In other words, although the difference is whether the signal used in the process is encoded into a stream or decoded from a stream, the process described here is basically the same for both encoding and decoding processes.
図101は、ピクチャの分割制御の第1の例によって設定されるシンタックス要素の値の例を説明するための図である。 Figure 101 is a diagram illustrating example values of syntax elements set by the first example of picture split control.
まず、SPS(シーケンスパラメータセット)に符号化されるsps_subpic_info_present_flagは、0に設定される。これにより、サブピクチャの使用を禁止することが明示的に指定される。 First, the sps_subpic_info_present_flag coded in the SPS (Sequence Parameter Set) is set to 0. This explicitly specifies that the use of subpictures is prohibited.
なお、sps_subpic_info_present_flagは、サブピクチャ情報が存在するか否かを示すフラグである。sps_subpic_info_present_flagが1である場合、サブピクチャ情報が存在する。sps_subpic_info_present_flagが0である場合、サブピクチャ情報が存在しない。 Note that sps_subpic_info_present_flag is a flag indicating whether subpicture information is present. If sps_subpic_info_present_flag is 1, subpicture information is present. If sps_subpic_info_present_flag is 0, subpicture information is not present.
次に、PPS(ピクチャパラメータセット)に符号化されるpps_subpic_id_mapping_present_flagが、0に設定される。サブピクチャの使用が禁止されるため、サブピクチャのIDに関する信号は不要である。したがって、このフラグを0に設定することで無駄な信号を符号化することが回避され得る。 Next, the pps_subpic_id_mapping_present_flag, which is coded into the PPS (Picture Parameter Set), is set to 0. Because the use of subpictures is prohibited, signals related to the subpicture ID are unnecessary. Therefore, by setting this flag to 0, it is possible to avoid coding unnecessary signals.
なお、pps_subpic_id_mapping_present_flagは、サブピクチャIDのマッピングがPPSで通知されるか否かを示すフラグである。pps_subpic_id_mapping_present_flagが1である場合、サブピクチャIDのマッピングがPPSで通知される。pps_subpic_id_mapping_present_flagが0である場合、サブピクチャIDのマッピングがPPSで通知されない。 Note that pps_subpic_id_mapping_present_flag is a flag indicating whether subpicture ID mapping is notified in the PPS. If pps_subpic_id_mapping_present_flag is 1, subpicture ID mapping is notified in the PPS. If pps_subpic_id_mapping_present_flag is 0, subpicture ID mapping is not notified in the PPS.
次に、PPSに符号化されるpps_num_exp_tile_columns_minus1及びpps_num_exp_tile_rows_minus1のそれぞれが0に設定される。これにより、タイルに関する分割方法として、横方向に1分割、かつ、縦方向に1分割の分割方法が指定される。つまり、ピクチャが1つのタイルのみで構成されることが指定される。 Next, the pps_num_exp_tile_columns_minus1 and pps_num_exp_tile_rows_minus1 variables coded into the PPS are set to 0. This specifies that the tile division method is one division horizontally and one division vertically. In other words, it specifies that the picture is composed of only one tile.
なお、pps_num_exp_tile_columns_minus1は、タイル列数を示すパラメータであって、pps_num_exp_tile_columns_minus1に1を加えることで得られる値が、タイル列数に等しい。また、pps_num_exp_tile_rows_minus1は、タイル行数を示すパラメータであって、pps_num_exp_tile_rows_minus1に1を加えることで得られる値が、タイル行数に等しい。 Note that pps_num_exp_tile_columns_minus1 is a parameter that indicates the number of tile columns; the value obtained by adding 1 to pps_num_exp_tile_columns_minus1 is equal to the number of tile columns. Also, pps_num_exp_tile_rows_minus1 is a parameter that indicates the number of tile rows; the value obtained by adding 1 to pps_num_exp_tile_rows_minus1 is equal to the number of tile rows.
次に、PPSに符号化されるpps_rect_slice_flagが1に設定される。これにより、スライスに関する分割方法に矩形スライスが適用されることが指定される。なお、タイル数が1である場合、このフラグの符号化が省略されてもよい。そして、このフラグの符号化が省略される場合、常に、このフラグが1であるとみなされてもよい。 Next, the pps_rect_slice_flag coded in the PPS is set to 1. This specifies that rectangular slices are used as the division method for the slice. Note that if the number of tiles is 1, coding of this flag may be omitted. Furthermore, if coding of this flag is omitted, it may be assumed that this flag is always 1.
なお、pps_rect_slice_flagは、矩形スライスが用いられるかラスタスキャンスライスが用いられるかを示すフラグである。pps_rect_slice_flagが1である場合、矩形スライスが用いられる。pps_rect_slice_flagが0である場合、ラスタスキャンスライスが用いられる。 Note that pps_rect_slice_flag is a flag indicating whether rectangular slices or raster scan slices are used. If pps_rect_slice_flag is 1, rectangular slices are used. If pps_rect_slice_flag is 0, raster scan slices are used.
次に、PPSに符号化されるpps_num_slices_in_pic_minus1が、0以上の任意の値に設定される。ここで設定された値に1を加えることで得られる値が、ピクチャを分割することで得られる矩形スライス数に等しい。 Next, pps_num_slices_in_pic_minus1, which is encoded into the PPS, is set to any value greater than or equal to 0. The value obtained by adding 1 to the value set here is equal to the number of rectangular slices obtained by dividing the picture.
なお、pps_num_slices_in_pic_minus1は、ピクチャ内の矩形スライス数を示すパラメータである。具体的には、pps_num_slices_in_pic_minus1に1を加えることで得られる値が、ピクチャ内の矩形スライス数に等しく、上述した通り、ピクチャを分割することで得られる矩形スライス数に等しい。 Note that pps_num_slices_in_pic_minus1 is a parameter that indicates the number of rectangular slices in a picture. Specifically, the value obtained by adding 1 to pps_num_slices_in_pic_minus1 is equal to the number of rectangular slices in a picture, which, as described above, is equal to the number of rectangular slices obtained by dividing a picture.
次に、PPSに符号化されるpps_tile_idx_delta_present_flagが0に設定される。タイル数が1であるため、タイルインデックスに関する信号は不要である。したがって、このフラグを0に設定することで無駄な信号を符号化することが回避可能になる。 Next, the pps_tile_idx_delta_present_flag, which is encoded into the PPS, is set to 0. Since there is only one tile, no signal related to the tile index is necessary. Therefore, setting this flag to 0 makes it possible to avoid encoding unnecessary signals.
なお、pps_tile_idx_delta_present_flagは、矩形スライス間のタイルインデックスの差を示す情報が存在するか否かを示すフラグである。pps_tile_idx_delta_present_flagが1である場合、タイルインデックスの差を示す情報が存在する。pps_tile_idx_delta_present_flagが0である場合、タイルインデックスの差を示す情報が存在しない。 Note that pps_tile_idx_delta_present_flag is a flag indicating whether or not information indicating the difference in tile index between rectangular slices is present. If pps_tile_idx_delta_present_flag is 1, information indicating the difference in tile index is present. If pps_tile_idx_delta_present_flag is 0, information indicating the difference in tile index is not present.
また、タイル数が1である場合、pps_tile_idx_delta_present_flagの符号化が省略されてもよい。そして、pps_tile_idx_delta_present_flagの符号化が省略される場合、常にpps_tile_idx_delta_present_flagが0であるとみなされてもよい。 Also, if the number of tiles is 1, the encoding of pps_tile_idx_delta_present_flag may be omitted. And, if the encoding of pps_tile_idx_delta_present_flag is omitted, pps_tile_idx_delta_present_flag may always be considered to be 0.
次に、PPSに符号化されるpps_num_exp_slices_in_tile[0]が、pps_num_slices_in_pic_minus1に1を加えることで得られる値に設定される。ここで設定された値は、タイル内の矩形スライス数と等しいが、ピクチャ内のタイル数が1であるため、常にピクチャ内の矩形スライス数とも等しい。 Next, pps_num_exp_slices_in_tile[0], which is encoded into the PPS, is set to the value obtained by adding 1 to pps_num_slices_in_pic_minus1. The value set here is equal to the number of rectangular slices in the tile, but since the number of tiles in a picture is 1, it is always equal to the number of rectangular slices in the picture.
なお、pps_num_exp_slices_in_tile[i]は、i番目のスライスを含むタイル内のスライス数を示すパラメータであり、i番目のスライスを含むタイル内のスライス数に等しい。また、上記の通り、pps_num_slices_in_pic_minus1は、ピクチャ内の矩形スライス数を示すパラメータである。具体的には、pps_num_slices_in_pic_minus1に1を加えることで得られる値が、ピクチャ内の矩形スライス数に等しい。 Note that pps_num_exp_slices_in_tile[i] is a parameter that indicates the number of slices in the tile that contains the i-th slice, and is equal to the number of slices in the tile that contains the i-th slice. Also, as mentioned above, pps_num_slices_in_pic_minus1 is a parameter that indicates the number of rectangular slices in a picture. Specifically, the value obtained by adding 1 to pps_num_slices_in_pic_minus1 is equal to the number of rectangular slices in a picture.
次に、PPSに符号化されるpps_exp_slice_height_in_ctus_minus1が、任意の値に設定される。この値は、ピクチャ内の矩形スライスの縦方向のサイズをCTU単位で示し、矩形スライス数分だけ符号化される。 Next, pps_exp_slice_height_in_ctus_minus1, which is coded into the PPS, is set to an arbitrary value. This value indicates the vertical size of a rectangular slice in a picture in CTU units, and is coded for the number of rectangular slices.
具体的には、pps_exp_slice_height_in_ctus_minus1[i][j]は、i番目のスライスを含むタイルのj番目の矩形スライスの高さをCTU数で示す。pps_exp_slice_height_in_ctus_minus1[i][j]に1を加えることで得られる値は、i番目のスライスを含むタイルのj番目の矩形スライスの縦方向のCTU数に等しい。 Specifically, pps_exp_slice_height_in_ctus_minus1[i][j] indicates the height of the jth rectangular slice in the tile containing the ith slice, expressed in CTUs. The value obtained by adding 1 to pps_exp_slice_height_in_ctus_minus1[i][j] is equal to the number of CTUs in the vertical direction of the jth rectangular slice in the tile containing the ith slice.
なお、タイル内の最後の矩形スライスについて、タイル内の残りの領域がそのまま割り当てられる。そのため、タイル内の最後の矩形スライスのサイズを示す値の符号化が省略されてもよい。 Note that for the last rectangular slice in a tile, the remaining area in the tile is allocated as is. Therefore, encoding the value indicating the size of the last rectangular slice in the tile may be omitted.
上述されたシンタックス要素及び値は一例である。他のシンタックス要素で同じような役割が指定されてもよいし、上記で説明した値とは異なる値を用いて制御が行われてもよいし、同じ意味を有する異なる名前のシンタックス要素が符号化されてもよい。また、説明中で記載されたSPS及びPPSとは異なるヘッダ領域に、上記のシンタックス要素、又は、上記のシンタックス要素に対応するシンタックス要素が符号化されてもよい。 The syntax elements and values described above are examples. Similar roles may be specified by other syntax elements, control may be performed using values different from those described above, or syntax elements with different names having the same meaning may be coded. Furthermore, the above syntax elements, or syntax elements corresponding to the above syntax elements, may be coded in header areas different from the SPS and PPS described in the description.
なお、ここでは、主に符号化処理について説明したが、ここで説明した処理は、復号処理にも適用可能である。処理に用いられるシンタックス要素等をストリームに符号化するか、ストリームから復号するかが異なるが、ここで説明した処理は符号化処理及び復号処理において基本的に共通である。 Note that while the encoding process has been mainly described here, the process described here can also be applied to the decoding process. The difference is whether the syntax elements used in the process are encoded into a stream or decoded from a stream, but the process described here is basically the same for both the encoding process and the decoding process.
[ピクチャの分割制御の第1の例の効果]
図99~図101を用いて説明した構成により、ピクチャ分割の構成、及び、ストリームの構成が単純化される。したがって、符号化装置100及び復号装置200における処理の制御が単純化され、回路規模の縮小の実現可能性が高くなる。
[Effects of the first example of picture division control]
99 to 101 simplify the picture division configuration and the stream configuration, which simplifies the control of processing in the encoding device 100 and the decoding device 200, increasing the possibility of reducing the circuit scale.
[ピクチャの分割制御の第2の例]
図102は、ピクチャの分割制御の第2の例における処理を示すフローチャートである。符号化装置100が、図102に示された処理を行ってもよいし、復号装置200が、図102に示された処理を行ってもよい。図99を用いて説明した処理フローとの違いは、タイルを分割する際に、後述する均等4分割境界制御を用いてタイルを4つ以上の矩形スライスに分割する点(S103a)である。その他は、図99の処理フローと同じである。
[Second Example of Picture Division Control]
Figure 102 is a flowchart showing processing in a second example of picture partition control. The encoding device 100 may perform the processing shown in Figure 102, or the decoding device 200 may perform the processing shown in Figure 102. The difference from the processing flow described using Figure 99 is that when dividing a tile, the tile is divided into four or more rectangular slices using equal quad boundary control, which will be described later (S103a). The rest of the processing is the same as the processing flow in Figure 99.
なお、ピクチャの分割制御の第1の例と同様に、タイルの領域は、ピクチャの領域に一致している。したがって、タイル及びピクチャは、適宜、相互に読み替えられ得る。 As with the first example of picture division control, the area of a tile corresponds to the area of a picture. Therefore, tiles and pictures can be interpreted interchangeably as appropriate.
図103は、ピクチャの分割制御の第2の例に対応するピクチャ分割の例を示す図である。つまり、図103は、均等4分割境界制御を用いてタイルが4つ以上の矩形スライスに分割される場合のピクチャ分割の例を示す。 Figure 103 shows an example of picture division corresponding to the second example of picture division control. That is, Figure 103 shows an example of picture division when a tile is divided into four or more rectangular slices using equal quad boundary control.
分割制御の第1の例と同様に、分割制御の第2の例でも、サブピクチャ、ピクチャ内部のタイル境界、及び、ラスタスキャンスライスが用いられない。分割制御の第2の例では、常に、ピクチャが4つ以上の矩形スライスに分割されるだけのシンプルなピクチャ分割が用いられる。また、分割制御の第1の例とは異なり、分割制御の第2の例では、均等4分割境界の各境界位置に矩形スライスの境界が重なるようにタイルが分割される。 Like the first example of partitioning control, the second example of partitioning control does not use subpictures, tile boundaries within the picture, or raster scan slices. The second example of partitioning control always uses a simple picture partition in which the picture is simply divided into four or more rectangular slices. Also, unlike the first example of partitioning control, the second example of partitioning control divides tiles so that the boundaries of rectangular slices overlap each boundary position of the equal-quadrant boundaries.
より具体的には、均等4分割境界は、ピクチャを縦方向に対して略均等に4分割した場合のCTU境界の位置に設定される。そして4分割によって得られる領域毎に、1つ以上の矩形スライスが割り当てられるようにスライス分割を行う。 More specifically, the equal quadrant boundaries are set at the positions of the CTU boundaries when the picture is divided into four equal parts vertically. The slice division is then performed so that one or more rectangular slices are assigned to each area obtained by dividing the picture into four parts.
ここで、スライス分割は、各種領域を1つ以上のスライスに分割することを意味する。また、各種領域を1つ以上のスライスに分割することは、各種領域に1つ以上のスライスを割り当てることに対応する。また、略均等は、正確な均等と比較して誤差が許容されることを意味する。例えば、ピクチャを縦方向に対して略均等に4分割する際に、縦方向にCTUサイズ以下の誤差が許容されてもよいし、縦方向に1画素サイズ以下の誤差が許容されてもよい。 Here, "slice division" means dividing various regions into one or more slices. Dividing various regions into one or more slices corresponds to assigning one or more slices to various regions. Furthermore, "approximately even" means that an error is allowed compared to exact equality. For example, when dividing a picture into four parts approximately evenly in the vertical direction, an error of less than the CTU size in the vertical direction may be allowed, or an error of less than one pixel size in the vertical direction may be allowed.
言い換えれば、略均等は、正確に均等な割合に対応する平均値から所定の範囲の誤差を含み得る。この所定の範囲は、効率的な並列処理が可能な範囲であってもよい。この所定の範囲が小さいほど、より効率的な並列処理が可能になると想定される。具体的には、この所定の範囲は、平均値から±10%の範囲であってもよい。例えば、ハードウェアは、10%程度の余力を持たせて設計される。したがって、10%程度の誤差であれば、処理遅延のカバーが可能である。 In other words, "approximately equal" can include a predetermined range of error from the average value corresponding to an exactly equal ratio. This predetermined range may be a range within which efficient parallel processing is possible. It is expected that the smaller this predetermined range, the more efficient parallel processing will be possible. Specifically, this predetermined range may be within a range of ±10% from the average value. For example, hardware is designed with a margin of error of around 10%. Therefore, an error of around 10% can cover processing delays.
ピクチャを略均等に分割することは、上記の所定の範囲内でCTUの境界に沿ってピクチャを分割することであってもよい。 Splitting the picture approximately equally may mean splitting the picture along the boundaries of the CTU within the above-mentioned specified range.
図103の例では、均等4分割境界によってタイルが4つの領域に分割される。そして、4つの領域のうち、上から1つ目の領域は2つの矩形スライスに分割され、2つ目の領域は1つの矩形スライスに分割され、3つ目の領域は3つの矩形スライスに分割され、4つ目の領域は2つの矩形スライスに分割される。 In the example in Figure 103, the tile is divided into four regions by equal quadrant boundaries. Of the four regions, the first region from the top is divided into two rectangular slices, the second region is divided into one rectangular slice, the third region is divided into three rectangular slices, and the fourth region is divided into two rectangular slices.
例えば、符号化装置100のプロセッサa1(又は復号装置200のプロセッサb1)が4つのハードウェアコアで構成されている場合がある。このような場合、符号化装置100(又は復号装置200)は、均等4分割境界制御を用いてピクチャを分割することで、各領域に属する矩形スライスを当該領域に対応するハードウェアコアに割り当てて符号化処理(又は復号処理)を行うことができる。 For example, processor a1 of encoding device 100 (or processor b1 of decoding device 200) may be configured with four hardware cores. In such a case, encoding device 100 (or decoding device 200) can divide the picture using equal quad boundary control, assigning rectangular slices belonging to each region to the hardware core corresponding to that region for encoding (or decoding) processing.
したがって、4つの領域に対して略均等な処理時間での並列処理が可能になり、無駄な待ち時間の削減が可能になる。ただし、プロセッサa1(又はプロセッサb1)は、マルチコアプロセッサに限られず、マルチプロセッサであってもよい。 This enables parallel processing with approximately equal processing times for the four areas, reducing unnecessary waiting time. However, processor a1 (or processor b1) is not limited to a multi-core processor and may also be a multi-processor.
なお、ここで説明した処理フローは一例である。例えば、一部の処理が省略又は変更されてもよいし、ここに記載されていない処理が追加されてもよい。 Note that the processing flow described here is an example. For example, some processing may be omitted or modified, or processing not described here may be added.
また、ここで説明した処理は、符号化処理にも復号処理にも適用可能である。つまり、処理に用いられる信号をストリームに符号化するか、ストリームから復号するかが異なるが、ここで説明した処理は符号化処理及び復号処理において基本的に共通である。 The process described here can be applied to both encoding and decoding processes. In other words, the difference is whether the signal used in the process is encoded into a stream or decoded from a stream, but the process described here is basically the same for both encoding and decoding processes.
図104は、ピクチャの分割制御の第2の例によって設定されるシンタックス要素の値の例を説明するための図である。pps_num_slices_in_pic_minus1及びpps_exp_slice_height_in_ctus_minus1以外のシンタックス要素の値は、図101のシンタックス要素の値と同じであるため、ここでは説明を省略する。 Figure 104 is a diagram illustrating example values of syntax elements set by the second example of picture split control. The values of syntax elements other than pps_num_slices_in_pic_minus1 and pps_exp_slice_height_in_ctus_minus1 are the same as the values of the syntax elements in Figure 101, so their explanation is omitted here.
PPSに符号化されるpps_num_slices_in_pic_minus1は、3以上の任意の値に設定される。ここで設定された値に1を加えることで得られる値が、ピクチャを分割することで得られる矩形スライス数に等しい。このとき3以上の任意の値とすることで、均等4分割境界制御によって得られる4つの領域のそれぞれに少なくとも1つの矩形スライスを割り当てることが可能になる。 The pps_num_slices_in_pic_minus1 value coded into the PPS is set to any value greater than or equal to 3. The value obtained by adding 1 to the value set here is equal to the number of rectangular slices obtained by dividing the picture. By setting this to any value greater than or equal to 3, it is possible to assign at least one rectangular slice to each of the four regions obtained by equal quad boundary control.
さらに、PPSに符号化されるpps_exp_slice_height_in_ctus_minus1は、矩形スライスの境界の位置が均等4分割境界の位置に重なるような値に設定される。この値は、ピクチャ内の矩形スライスの縦方向のサイズをCTU単位で示し、矩形スライス数分だけ符号化される。なお、タイル内の最後の矩形スライスについて、タイル内の残りの領域がそのまま割り当てられるため、サイズを示す値の符号化が省略されてもよい。 Furthermore, pps_exp_slice_height_in_ctus_minus1, which is coded into the PPS, is set to a value that causes the boundary of the rectangular slice to overlap the boundary of the equal quadrant. This value indicates the vertical size of the rectangular slice in the picture in CTU units, and is coded for the number of rectangular slices. Note that for the last rectangular slice in a tile, the remaining area in the tile is allocated as is, so coding of the value indicating the size may be omitted.
均等4分割境界の位置は、符号化装置100及び復号装置200において決定される。符号化装置100及び復号装置200は、均等4分割境界の位置を算出することで、均等4分割境界の位置を決定してもよいし、外部から入力される情報に従って均等4分割境界の位置を決定してもよい。符号化装置100は、均等4分割境界の位置を示す情報を符号化してもよいし、復号装置200は、均等4分割境界の位置を示す情報を復号してもよい。 The positions of the equal quadrant boundaries are determined by the encoding device 100 and the decoding device 200. The encoding device 100 and the decoding device 200 may determine the positions of the equal quadrant boundaries by calculating the positions of the equal quadrant boundaries, or may determine the positions of the equal quadrant boundaries according to information input from outside. The encoding device 100 may encode information indicating the positions of the equal quadrant boundaries, and the decoding device 200 may decode information indicating the positions of the equal quadrant boundaries.
図105は、ピクチャの分割制御の第2の例における均等4分割境界の位置の例を説明するための図である。ここでは、ピクチャサイズが7680×4320画素である場合の例が説明される。 Figure 105 is a diagram illustrating an example of the position of the equal-quadrant boundaries in the second example of picture division control. Here, an example is shown in which the picture size is 7680 x 4320 pixels.
ピクチャの下端以外の各領域の縦方向のサイズは、CTUの縦方向のサイズに対応するCTUサイズの倍数である。そのため、CTUサイズが64画素である場合、第1領域、第2領域及び第3領域のそれぞれの縦方向のサイズは1088画素に設定される。第4領域の縦方向のサイズは、残りの領域の縦方向のサイズである1056画素に設定される。 The vertical size of each area other than the bottom edge of the picture is a multiple of the CTU size, which corresponds to the vertical size of the CTU. Therefore, if the CTU size is 64 pixels, the vertical size of the first, second, and third areas is set to 1088 pixels. The vertical size of the fourth area is set to 1056 pixels, which is the vertical size of the remaining areas.
そして、上記の場合において、第1領域、第2領域及び第3領域のそれぞれは縦方向に17個分のCTUで構成される。また、第4領域は、縦方向に、64画素サイズの16個分のCTUと、32画素サイズの余りの1個分のCTUとの合計17個分のCTUで構成される。なお、CTUは、固定サイズの正方形領域に対応するが、ピクチャの右端又は下端においてサイズが通常よりも小さくなる場合がある。 In the above case, each of the first, second, and third regions is made up of 17 CTUs in the vertical direction. The fourth region is made up of a total of 17 CTUs in the vertical direction, consisting of 16 CTUs of 64 pixels each and one remaining CTU of 32 pixels each. Note that a CTU corresponds to a square region of a fixed size, but the size may be smaller than normal at the right or bottom edge of the picture.
上記のように、CTUサイズが64画素である場合、CTU単位で割り切れない部分が1つの領域(図105の例では第4領域)に偏って配分されるが、他の領域との差は小さい。なお、CTUサイズが64画素よりも小さい場合、境界位置はCTUサイズが64画素である場合と同じであってもよい。そして、この場合、縦方向のCTU数のみが変更されてもよい。 As mentioned above, when the CTU size is 64 pixels, the portion that cannot be divided by the CTU unit is distributed unevenly to one area (the fourth area in the example of Figure 105), but the difference with other areas is small. Note that when the CTU size is smaller than 64 pixels, the boundary position may be the same as when the CTU size is 64 pixels. In this case, only the number of CTUs in the vertical direction may be changed.
一方、CTUサイズが128画素である場合、縦方向のCTU数をきれいに4分割できなくなる。そこで、例えば、ピクチャの縦方向のサイズを4で割ることで平均値が導出される。そして、それぞれが平均値よりも大きい値を縦方向のサイズとして有する2つの領域と、それぞれが平均値よりも小さい値を縦方向のサイズとして有する2つの領域との4つ領域にピクチャが分割される。 On the other hand, if the CTU size is 128 pixels, the number of CTUs in the vertical direction cannot be neatly divided into four. Therefore, for example, the average value is derived by dividing the vertical size of the picture by 4. The picture is then divided into four regions: two regions each having a vertical size value greater than the average value, and two regions each having a vertical size value smaller than the average value.
具体的には、図105の右側のように、ピクチャの縦方向のサイズである4320画素を4で割ることで得られる1080画素よりも大きいサイズの領域と、1080画素よりも小さいサイズの領域とが2つずつになるようにピクチャが分割される。 Specifically, as shown on the right side of Figure 105, the picture is divided so that there are two areas larger than 1080 pixels (obtained by dividing the vertical size of the picture, 4320 pixels, by 4), and two areas smaller than 1080 pixels.
より具体的には、第1領域の縦方向のサイズは、1152画素であり、128画素サイズの9個分のCTUに対応する。第2領域の縦方向のサイズは、1024画素であり、128画素サイズの8個分のCTUに対応する。第3領域の縦方向のサイズは、1152画素であり、128画素サイズの9個分のCTUに対応する。第4領域の縦方向のサイズは、残りの992画素であり、128画素サイズの7個分のCTUと96画素サイズの余りの1個分のCTUとの合計8個分のCTUに対応する。 More specifically, the vertical size of the first region is 1152 pixels, corresponding to nine 128-pixel CTUs. The vertical size of the second region is 1024 pixels, corresponding to eight 128-pixel CTUs. The vertical size of the third region is 1152 pixels, corresponding to nine 128-pixel CTUs. The vertical size of the fourth region is the remaining 992 pixels, corresponding to a total of eight CTUs: seven 128-pixel CTUs and one remaining 96-pixel CTU.
このような分割方法によって、CTU単位で綺麗に割り切れない部分が特定の領域に偏ることを回避することが可能になる。符号化装置100(又は復号装置200)は、4つの領域をそれぞれ4つのハードウェアコアに割り当てて符号化処理(又は復号処理)を行った場合でも、略均等な処理時間での並列処理が可能になり、無駄な待ち時間の削減が可能になる。 This division method makes it possible to prevent portions that cannot be neatly divided into CTU units from concentrating in a specific area. Even when the encoding device 100 (or decoding device 200) assigns four areas to four hardware cores respectively to perform encoding (or decoding) processing, parallel processing with approximately equal processing times is possible, reducing unnecessary waiting time.
なお、図105の例のように、動画像を符号化する際に設定されたCTUサイズによって均等4分割境界の位置が切り替えられてもよい。あるいは、CTUサイズがどのようなサイズであっても、均等4分割境界の位置が、常に、128画素のCTUサイズに対して規定される均等4分割境界の位置と同じ位置に固定されてもよい。 As in the example of Figure 105, the position of the equal-quadrant boundary may be changed depending on the CTU size set when encoding the video. Alternatively, regardless of the CTU size, the position of the equal-quadrant boundary may always be fixed at the same position as the position of the equal-quadrant boundary specified for a CTU size of 128 pixels.
図106は、ピクチャの分割制御の第2の例における均等4分割境界の位置の別の例を説明するための図である。図106の例において、CTUサイズが64画素である場合の均等4分割境界の位置は図105の例と同じである。一方、CTUサイズが128画素である場合の均等4分割境界の位置が図105の例とは異なっている。 Figure 106 is a diagram illustrating another example of the position of the equal-quadrant boundaries in the second example of picture division control. In the example of Figure 106, the position of the equal-quadrant boundaries when the CTU size is 64 pixels is the same as in the example of Figure 105. On the other hand, the position of the equal-quadrant boundaries when the CTU size is 128 pixels is different from that in the example of Figure 105.
図106の右側の例では、第1領域の縦方向のサイズは、1152画素であり、128画素サイズの9個分のCTUに対応する。第2領域の縦方向のサイズは、1024画素であり、128画素サイズの8個分のCTUに対応する。第3領域の縦方向のサイズは、1024画素であり、128画素サイズの8個分のCTUに対応する。第4領域の縦方向のサイズは、残りの1120画素であり、128画素サイズの8個分のCTUと、余りの92画素サイズの1個分のCTUとの合計9個分のCTUに対応する。 In the example on the right side of Figure 106, the vertical size of the first region is 1152 pixels, corresponding to nine CTUs of 128 pixels each. The vertical size of the second region is 1024 pixels, corresponding to eight CTUs of 128 pixels each. The vertical size of the third region is 1024 pixels, corresponding to eight CTUs of 128 pixels each. The vertical size of the fourth region is the remaining 1120 pixels, corresponding to a total of nine CTUs: eight CTUs of 128 pixels each and one remaining CTU of 92 pixels each.
このような分割方法によって、図105の例よりもさらに4つの領域の大きさのばらつきが小さくなる。 This division method reduces the variation in size of the four regions even more than in the example in Figure 105.
図107は、ピクチャの分割制御の第2の例における均等4分割境界の位置のさらに別の例を説明するための図である。図106の例と同様に、図107の例において、CTUサイズが64画素である場合の均等4分割境界の位置は図105の例と同じである。一方、CTUサイズが128画素である場合の均等4分割境界の位置が図105の例とは異なっている。 Figure 107 is a diagram illustrating yet another example of the position of the equal quadrant boundary in the second example of picture division control. As with the example of Figure 106, in the example of Figure 107, the position of the equal quadrant boundary when the CTU size is 64 pixels is the same as in the example of Figure 105. On the other hand, the position of the equal quadrant boundary when the CTU size is 128 pixels is different from the example of Figure 105.
図107の右側の例では、第1領域の縦方向のサイズは、1024画素であり、128画素サイズの8個分のCTUに対応する。第2領域の縦方向のサイズは、1152画素であり、128画素サイズの9個分のCTUに対応する。第3領域の縦方向のサイズは、1024画素であり、128画素サイズの8個分のCTUに対応する。第4領域の縦方向のサイズは、残りの1120画素であり、128画素サイズの8個分のCTUと、余りの92画素サイズの1個分のCTUとの合計9個分のCTUに対応する。 In the example on the right side of Figure 107, the vertical size of the first region is 1024 pixels, corresponding to eight CTUs of 128 pixels each. The vertical size of the second region is 1152 pixels, corresponding to nine CTUs of 128 pixels each. The vertical size of the third region is 1024 pixels, corresponding to eight CTUs of 128 pixels each. The vertical size of the fourth region is the remaining 1120 pixels, corresponding to a total of nine CTUs: eight CTUs of 128 pixels each and one remaining CTU of 92 pixels each.
このような分割方法によって、図105の例よりもさらに4つの領域の大きさのばらつきが小さくなる。また、図105の例と同様にサイズの小さな領域と大きな領域とが交互に発生するようにピクチャが分割される。これにより、4つの領域が順次処理される場合でも、サイズが大きく処理量が大きい領域が連続することが抑制されることで、処理量の偏りが軽減され、回路規模の縮小の実現可能性が高くなる。 This division method reduces the variation in size of the four regions even more than in the example of Figure 105. Also, as in the example of Figure 105, the picture is divided so that small and large regions alternate. This prevents successive large regions requiring a large amount of processing, even when the four regions are processed sequentially, thereby reducing the imbalance in processing volume and increasing the feasibility of reducing the circuit scale.
なお、上記において、4分割の均等分割境界の例が説明されている。しかし、4分割以外の均等分割境界が設定されてもよい。つまり、2以上であるNについて、N分割の均等分割境界が設定されてもよい。具体的には、例えば、8分割の均等分割境界が設定されてもよい。これにより、ハードウェアコア数が8である場合において、無駄な待ち時間を削減して、8並列処理が可能になる。さらに、ハードウェアコア数が4である場合にも、無駄な待ち時間を削減して、4並列処理が可能になる。 Note that the above describes an example of a 4-part equal division boundary. However, an equal division boundary other than a 4-part division may be set. That is, an N-part equal division boundary may be set where N is 2 or greater. Specifically, for example, an 8-part equal division boundary may be set. This reduces unnecessary waiting time when there are 8 hardware cores, enabling 8-part parallel processing. Furthermore, when there are 4 hardware cores, it reduces unnecessary waiting time and enables 4-part parallel processing.
また、上記において、タイル数を1に設定して縦方向に4つの均等分割領域にピクチャが分割されている。この代わりに、タイル数を2に設定してピクチャを左右に均等に2分割し、さらに上下に2つの均等分割領域にピクチャを分割することで、合計4つの均等分割領域にピクチャが分割されてもよい。この場合、ピクチャの内部にタイル境界が含まれるため制御が複雑になる。 In the above example, the number of tiles is set to 1 and the picture is divided vertically into four equal regions. Alternatively, the number of tiles can be set to 2 and the picture can be divided equally into two horizontally, and then further divided into two equal regions vertically, resulting in a total of four equal regions. In this case, the picture will contain tile boundaries, making control more complex.
しかし、ピクチャが、左右に2分割され、上下に2分割される場合、各領域の横幅のサイズがピクチャの横幅のサイズの半分になる。そのため、横幅のサイズに連動して各コアに実装されるラインメモリの容量を削減することが可能になり、回路規模を小さくすることが可能になる。 However, if a picture is divided into two parts, left and right, and then into two parts top and bottom, the width of each area will be half the width of the picture. This means that the line memory capacity implemented in each core can be reduced in line with the width size, making it possible to reduce the circuit scale.
同様に、タイル数を4に設定してピクチャを左右に均等に4分割することで、上下に分割する均等分割境界を設定せずに、4つの均等分割領域にピクチャが分割されてもよい。これにより、さらに、ラインメモリの容量の削減することが可能になり、回路規模を小さくすることが可能になる。 Similarly, by setting the number of tiles to four and dividing the picture equally into four regions horizontally, the picture can be divided into four equally divided regions without setting equal division boundaries for dividing the picture vertically. This further reduces the line memory capacity and makes it possible to reduce the circuit scale.
また、ピクチャの分割制御の第1の例と第2の例とが組み合わせて用いられてもよい。具体的には、処理対象のピクチャについて、ピクチャサイズが小さい場合にピクチャの分割制御の第1の例が行われ、ピクチャサイズが大きい場合にピクチャの分割制御の第2の例が行われてもよい。 The first and second examples of picture division control may also be used in combination. Specifically, for a picture to be processed, the first example of picture division control may be performed when the picture size is small, and the second example of picture division control may be performed when the picture size is large.
これにより、ピクチャサイズが小さい場合、1つのハードウェアコアのみを用いて符号化処理(又は復号処理)を行い、ピクチャサイズが大きい場合、4つのハードウェアコアを並列に用いて符号化処理(又は復号処理)を行うことが可能になる。 This means that when the picture size is small, the encoding (or decoding) process can be performed using only one hardware core, and when the picture size is large, the encoding (or decoding) process can be performed using four hardware cores in parallel.
より具体的には、ピクチャサイズが4Kサイズ以下である場合(例えばピクチャサイズが3840×2160画素以下である場合)、ピクチャの分割制御の第1の例が行われてもよい。そして、ピクチャサイズが4Kサイズよりも大きい場合(例えばピクチャサイズが8Kサイズに対応する7680×4320画素である場合)、ピクチャの分割制御の第2の例が行われてもよい。 More specifically, if the picture size is 4K or smaller (for example, if the picture size is 3840 x 2160 pixels or smaller), a first example of picture split control may be performed. If the picture size is larger than 4K (for example, if the picture size is 7680 x 4320 pixels, which corresponds to 8K), a second example of picture split control may be performed.
また、ここで示されたシンタックス要素及び値は一例である。他のシンタックス要素で同じような役割が指定されてもよいし、上記で説明した値とは異なる値を用いて制御が行われてもよいし、同じ意味を有する異なる名前のシンタックス要素が符号化されてもよい。また、説明中で記載されたSPS及びPPSとは異なるヘッダ領域に、上記のシンタックス要素が符号化されてもよい。 The syntax elements and values shown here are merely examples. Similar roles may be specified by other syntax elements, control may be performed using values different from those described above, or syntax elements with different names having the same meaning may be coded. Furthermore, the above syntax elements may be coded in header areas different from the SPS and PPS described in the description.
なお、ここで説明した処理は符号化処理にも復号処理にも適用可能である。つまり、処理に用いられるシンタックス要素等をストリームに符号化するか、ストリームから復号するかが異なるが、ここで説明した処理は符号化処理及び復号処理において基本的に共通である。 The process described here can be applied to both encoding and decoding processes. In other words, the difference is whether the syntax elements used in the process are encoded into a stream or decoded from a stream, but the process described here is basically the same for both encoding and decoding processes.
[ピクチャの分割制御の第2の例の効果]
図102~図107を用いて説明した構成により、ピクチャ分割の構成、及び、ストリームの構成が単純化される。したがって、符号化装置100及び復号装置200の制御が単純化される。また、さらに、複数のハードウェアコアで並列処理が行われる場合、無駄な待ち時間を削減することが可能になり、効率よく並列処理を実行することが可能になる。つまり、回路規模の縮小、及び、処理時間の抑制の実現可能性が高くなる。
[Effect of the second example of picture division control]
The configurations described using Figures 102 to 107 simplify the picture division configuration and stream configuration. Therefore, the control of the encoding device 100 and the decoding device 200 is simplified. Furthermore, when parallel processing is performed by multiple hardware cores, it is possible to reduce unnecessary waiting time, enabling parallel processing to be performed efficiently. In other words, it is more likely that the circuit scale can be reduced and processing time can be reduced.
[補足]
なお、「サブピクチャ分割を禁止し、タイル数を1に設定し、タイルを1つ以上の矩形スライスに分割する」という上記の制限は、任意の単位で設定され得る。例えば、サービス、配信事業者、サーバ、Webページ、映像撮影機器の品番、又は、ビットストリームを提供する際に準拠する仕様等の任意の単位で上記の制限が設定され得る。
[supplement]
The above restrictions, "subpicture division is prohibited, the number of tiles is set to 1, and tiles are divided into one or more rectangular slices," can be set in any unit, such as a service, a distribution company, a server, a web page, a model number of a video capture device, or a specification to be complied with when providing a bitstream.
以下では、一例として、地上波、衛星又はケーブル等の媒体で提供される放送サービス、あるいは、通信を介して提供される配信サービス等のサービス単位で上記の制限を行うか否かが設定されている場合について説明する。この場合、再生装置又は受信機等に対応する復号装置200は、動画像を再生するためのサービスの種類に応じて、図99又は図102に対応する復号処理で動作するか、従来の復号処理で動作するかを切り替えてもよい。 The following describes, as an example, a case in which whether or not to impose the above restrictions is set on a service-by-service basis, such as a broadcasting service provided via terrestrial, satellite, or cable media, or a distribution service provided via communications. In this case, the decoding device 200 corresponding to a playback device or receiver may switch between operating using the decoding process corresponding to Figure 99 or Figure 102 or operating using conventional decoding process, depending on the type of service used to play back moving images.
具体的には、標準化団体等によって策定される仕様に従って配信又は送信される映像符号化データに対して、「サブピクチャ分割を禁止し、タイル数を1に設定し、タイルを1つ以上の矩形スライスに分割する」という制限が規定される場合を説明する。 Specifically, this section describes a case where restrictions are specified for video encoding data distributed or transmitted in accordance with specifications established by a standards organization, etc., such as "prohibiting subpicture division, setting the number of tiles to 1, and dividing tiles into one or more rectangular slices."
例えば、上記の仕様は、Association of Radio Industries and Businesses(ARIB)、Advanced Television Systems Committee(ATSC)、又は、European Telecommunications Standards Institute(ETSI)等の標準化団体で策定される任意の仕様であってもよい。 For example, the above specification may be any specification developed by a standards organization such as the Association of Radio Industries and Businesses (ARIB), the Advanced Television Systems Committee (ATSC), or the European Telecommunications Standards Institute (ETSI).
あるいは、上記の仕様は、Digital Video Broadcasting(DVB)、又は、Digital Terrestrial Multimedia Broadcast(DTMB)等であってもよい。 Alternatively, the above specifications may be Digital Video Broadcasting (DVB) or Digital Terrestrial Multimedia Broadcast (DTMB), etc.
これらの場合、符号化装置100は、上記の仕様に従って提供される放送サービス用の映像データに対して、上記の「サブピクチャ分割を禁止し、タイル数を1に設定し、タイルを1つ以上の矩形スライスに分割する」という制限に基づいて符号化を行う。そして、符号化装置100は、映像符号化データとして生成されたビットストリームを送信する。 In these cases, the encoding device 100 encodes the video data for broadcast services provided in accordance with the above specifications, based on the above restrictions of "prohibiting subpicture division, setting the number of tiles to 1, and dividing tiles into one or more rectangular slices." The encoding device 100 then transmits the bitstream generated as video encoding data.
また、例えば、放送波を受信して復調するテレビ等の受信機は、ユーザの操作によって、上記の制限を含む仕様に従う放送サービス等で提供されるビットストリームを受信するモードに設定されると、図99又は図102に対応する復号処理を実施する。 Furthermore, for example, when a receiver such as a television that receives and demodulates broadcast waves is set by a user to a mode for receiving bitstreams provided by broadcast services that comply with specifications including the above-mentioned restrictions, it performs decoding processing corresponding to Figure 99 or Figure 102.
なお、上述したサービスに応じて図99又は図102に対応する復号処理と従来の復号処理とを切り替えることは、あくまで復号装置200の構成の一例である。復号装置200の構成は、このような切り替えを有する構成に限定されない。例えば、上記の制限に基づいて生成されたビットストリームのみを復号する復号装置200であれば、常に図99又は図102に対応する復号処理を実施してもよい。 Note that switching between the decoding process corresponding to FIG. 99 or FIG. 102 and conventional decoding process depending on the service described above is merely one example of the configuration of the decoding device 200. The configuration of the decoding device 200 is not limited to a configuration that includes such switching. For example, a decoding device 200 that decodes only bitstreams generated based on the above restrictions may always perform the decoding process corresponding to FIG. 99 or FIG. 102.
また、復号装置200は、上記の制限を含むサービスで提供されるビットストリームに対して、従来の復号処理を実施することによっても、ビットストリームから映像データを復号することができる。そのため、例えば、図99又は図102に対応する復号処理と従来の復号処理との切り替えを行おうとすると処理が煩雑になる場合、復号装置200は、常に従来の復号処理を実施してもよい。 In addition, the decoding device 200 can also decode video data from a bitstream provided by a service that includes the above-mentioned restrictions by performing conventional decoding processing on the bitstream. Therefore, for example, if switching between the decoding processing corresponding to Figure 99 or Figure 102 and conventional decoding processing would result in complicated processing, the decoding device 200 may always perform conventional decoding processing.
上記の制限によって、ピクチャ分割の構成及びストリームの構成を単純化することが可能である。一方で、上記の制限は、サービス提供対象機器の中に、常に従来の復号処理を実施する機器が含まれていても悪影響を与えない。また、上記の制限によって、復号装置200において、図99又は図102に対応する復号処理と従来の復号処理とを切り替えることが可能になる。したがって、処理負荷の低減及びメモリ容量の削減の実現可能性が高くなる。 The above restrictions make it possible to simplify the picture division configuration and stream configuration. At the same time, the above restrictions do not have any adverse effects even if the devices to which the service is provided always perform conventional decoding processing. Furthermore, the above restrictions make it possible for the decoding device 200 to switch between the decoding processing corresponding to Figure 99 or Figure 102 and conventional decoding processing. This increases the possibility of reducing the processing load and memory capacity.
上記で説明した放送サービスは、地上波、衛星及びケーブル等の媒体に応じて、上記の制限を行うか否かを異ならせてもよい。 The above-described broadcasting services may impose different restrictions depending on the medium, such as terrestrial, satellite, or cable.
また、上記の説明では、特定の媒体を介して特定の仕様に準拠してコンテンツを提供することが1つの放送サービスの単位として扱われている。しかし、サービスの単位はこのような単位に限られない。例えば、同一の媒体で同一の仕様に従ってコンテンツを提供する複数の放送局のそれぞれが別のサービスとして扱われてもよい。また、放送局ではなく、周波数チャネル、又は、送信データに付与されるIPアドレス等の固有の識別子が1つのサービスの単位として扱われてもよい。 Furthermore, in the above explanation, the provision of content in accordance with specific specifications via a specific medium is treated as a unit of one broadcast service. However, the unit of service is not limited to this. For example, multiple broadcast stations that provide content in accordance with the same specifications via the same medium may each be treated as a separate service. Furthermore, instead of a broadcast station, a frequency channel or a unique identifier such as an IP address assigned to transmitted data may be treated as a unit of one service.
また、放送において、準拠する仕様等に応じて上記の制限を適用するか否かが設定されてもよい。また、インターネットを介した映像配信サービスにおいて、配信事業者毎に上記の制限を適用するか否かが設定されていてもよい。また、インターネットを介した映像配信に関して、サービスが配信事業者毎に異なると扱われてもよいし、1つの配信事業者が複数のサービスを提供していてもよい。 In addition, in broadcasting, whether or not to apply the above restrictions may be set depending on the specifications to which they are compliant. In addition, in video distribution services via the Internet, whether or not to apply the above restrictions may be set for each distribution provider. Regarding video distribution via the Internet, services may be treated as different for each distribution provider, or one distribution provider may provide multiple services.
また、上記の説明では、サービス単位で上記の制限を適用するか否かを設定する場合の例が説明されている。しかし、配信事業者、サーバ、Webページ、映像撮影機器の品番、又は、ビットストリームを提供する際に準拠する仕様、又は、これらの組み合わせ等の任意の単位で、上記の制限を適用するか否かが設定されてもよい。 The above explanation also describes an example in which whether or not to apply the above restrictions is set on a service-by-service basis. However, whether or not to apply the above restrictions may also be set on any basis, such as by distribution provider, server, web page, model number of video recording equipment, specifications to be complied with when providing a bitstream, or a combination of these.
次に、テレビ又はスマートフォン等のような受信機又は再生装置が、VVC/H.266規格に準拠したビットストリームを復号可能な復号装置200を含んでいる場合について説明する。 Next, we will explain the case where a receiver or playback device such as a television or smartphone includes a decoding device 200 that can decode bitstreams that comply with the VVC/H.266 standard.
例えば、この場合、復号装置200は、復号装置200の動作を制御するソフトウェアから制御情報を取得する。そして、復号装置200は、制御情報により、「サブピクチャ分割を禁止し、タイル数を1に設定し、タイルを1つ以上の矩形スライスに分割する」という制限が課されることが指定又は通知された場合、図99又は図102に対応する復号処理を実施するよう設定される。 For example, in this case, the decoding device 200 acquires control information from software that controls the operation of the decoding device 200. Then, when the control information specifies or notifies that restrictions are imposed, such as "prohibiting subpicture division, setting the number of tiles to 1, and dividing tiles into one or more rectangular slices," the decoding device 200 is configured to perform the decoding process corresponding to Figure 99 or Figure 102.
また、復号装置200は、制御情報により、「サブピクチャ分割を禁止し、タイル数を1に設定し、タイルを1つ以上の矩形スライスに分割する」という制限が課されない場合、従来の復号処理を実施するよう設定される。また、復号装置200は、制御情報により、「サブピクチャ分割を禁止し、タイル数を1に設定し、タイルを1つ以上の矩形スライスに分割する」という制限が課されるか否かが不明である場合も、従来の復号処理を実施するよう設定される。 The decoding device 200 is also configured to perform conventional decoding processing when the control information does not impose the restrictions of "prohibiting subpicture division, setting the number of tiles to 1, and dividing tiles into one or more rectangular slices." The decoding device 200 is also configured to perform conventional decoding processing when it is unclear whether the control information imposes the restrictions of "prohibiting subpicture division, setting the number of tiles to 1, and dividing tiles into one or more rectangular slices."
上記の復号装置200に対する動作の切り替えは、例えば、オペレーティングシステム(OS:Operating system)等のソフトウェアの処理により行われる。復号装置200を含む受信機又は再生装置は、例えば、サービス単位で上記の制限が課されるか否かの情報を予め保持しておいて、その情報に基づいて復号装置200の動作の切り替えを行ってもよい。また、受信機又は再生装置は、例えば、ユーザの操作により切り替えられた動作モードに応じて復号装置200の動作の切り替えを行ってもよい。 The switching of the operation of the decoding device 200 described above is performed, for example, by software processing such as an operating system (OS). A receiver or playback device including the decoding device 200 may, for example, store in advance information on whether the above restrictions are imposed on a service-by-service basis, and switch the operation of the decoding device 200 based on that information. Furthermore, the receiver or playback device may, for example, switch the operation of the decoding device 200 in accordance with the operating mode switched by user operation.
また、アプリケーションソフトウェアごとに図99又は図102に対応する復号処理を行うか、従来の復号処理を行うかが予め指定されていてもよい。そして、受信機又は再生装置は、ビットストリームを復号するため起動されたアプリケーションソフトウェアによって復号装置200の動作を切り替えてもよい。 In addition, it may be specified in advance for each application software whether to perform the decoding process corresponding to Figure 99 or Figure 102, or conventional decoding process. The receiver or playback device may then switch the operation of the decoding device 200 depending on the application software launched to decode the bitstream.
また、「サブピクチャ分割を禁止し、タイル数を1に設定し、タイルを1つ以上の矩形スライスに分割する」という制限が課されるか否かを示す情報が外部から提供されてもよい。あるいは、図99又は図102に対応する復号処理を行うか、従来の復号処理を行うかを示す情報が外部から提供されてもよい。受信機又は再生装置は、外部から提供された情報に基づいて、復号装置200の動作を切り替えてもよい。 In addition, information indicating whether the following restrictions are imposed: "subpicture division is prohibited, the number of tiles is set to 1, and tiles are divided into one or more rectangular slices" may be provided externally. Alternatively, information indicating whether to perform the decoding process corresponding to Figure 99 or Figure 102 or the conventional decoding process may be provided externally. The receiver or playback device may switch the operation of the decoding device 200 based on the information provided externally.
上記の場合において、外部から提供される情報は、例えば、放送における制御情報として提供されてもよい。あるいは、外部から提供される情報は、ビットストリームを格納したファイルの制御情報として提供されてもよい。あるいは、外部から提供される情報は、Dynamic Adaptive Streaming over HTTP(DASH)におけるMPDファイル等のような、ストリーミングサービスのマニフェストファイルで提供されてもよい。 In the above cases, the information provided from outside may be provided, for example, as control information for broadcasting. Alternatively, the information provided from outside may be provided as control information for a file storing a bitstream. Alternatively, the information provided from outside may be provided in a manifest file for a streaming service, such as an MPD file in Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH).
また、外部から提供される情報は、例えば、復号装置200がビットストリームの復号を開始する前に受信機又は再生装置が復号装置200の動作の切り替えを行うことを可能にする情報であり、どのような形式で提供されてもよい。 In addition, the information provided from outside is, for example, information that allows the receiver or playback device to switch the operation of the decoding device 200 before the decoding device 200 starts decoding the bitstream, and may be provided in any format.
また、従来の復号処理と図99又は図102に関連する復号処理との切り替えに限らず、図99に関連する復号処理と図102に関連する復号処理とが、前述した動作により切り替えられてもよい。例えば、処理対象ピクチャのピクチャサイズを示す情報に基づいて、ピクチャサイズが小さい場合には第1の例で説明したピクチャの分割制御が行われ、ピクチャサイズが大きい場合には第2の例で説明したピクチャの分割制御が行われてもよい。 Furthermore, switching between the conventional decoding process and the decoding process associated with Figure 99 or Figure 102 is not limited to switching between the decoding process associated with Figure 99 and the decoding process associated with Figure 102, and the operation described above may also be used to switch between them. For example, based on information indicating the picture size of the picture to be processed, the picture division control described in the first example may be performed if the picture size is small, and the picture division control described in the second example may be performed if the picture size is large.
また、例えば、ユーザの操作によって切り替えられた動作モードに対応して第1の例の制御と第2の例の制御とが切り替えられてもよい。また、それぞれの実施例において、(i)サブピクチャ分割を禁止する制限と、(ii)タイル数を1に設定する制限と、(iii)タイルを1つ以上の矩形スライスに分割する制限とが独立して制御されてもよい。あるいは、これらの3つの制限のうちの任意の2つが適宜組み合わされて制御されてもよい。 Also, for example, the control of the first example and the control of the second example may be switched in response to the operating mode switched by a user operation. Furthermore, in each embodiment, (i) the restriction prohibiting subpicture division, (ii) the restriction setting the number of tiles to 1, and (iii) the restriction dividing tiles into one or more rectangular slices may be controlled independently. Alternatively, any two of these three restrictions may be controlled in an appropriate combination.
また、0等の特定の固定値が設定されるフラグ又はインデックスについて、フラグ又はインデックスに特定の固定値を設定する動作の代わりに、フラグ又はインデックスをビットストリームに符号化しない動作が実施されてもよい。この場合に符号化されないフラグ又はインデックスの値は、当該特定の固定値であるとみなされてもよい。 Furthermore, for flags or indexes that are set to a specific fixed value such as 0, instead of setting the specific fixed value to the flag or index, an operation may be performed in which the flag or index is not coded into the bitstream. In this case, the value of the flag or index that is not coded may be considered to be the specific fixed value.
H.266/VVCでは、多様なシステム、プロファイル又はサービスに対応するビットストリームをサポートするため、パラメータの様々な設定、及び、ピクチャの様々な分割方法がサポートされる。具体的には、図97及び図98に示すように、タイル、スライス及びサブピクチャが任意の階層構造で組み合わされ、ピクチャが分割される。 H.266/VVC supports various parameter settings and various picture division methods to support bitstreams compatible with a variety of systems, profiles, and services. Specifically, as shown in Figures 97 and 98, tiles, slices, and subpictures are combined in an arbitrary hierarchical structure to divide a picture.
上記の構成により、例えば、ビットストリームから、ピクチャに含まれる一部の単位のみを抽出して、サブビットストリームを生成することが可能になる。そして、異なるタイプの情報を含むビットストリームを自在に設計し、そのビットストリームから必要なサブビットストリームのみを抽出して再生するというユースケースに対応することが可能になる。また、並列処理の適用可能性が大きくなる。 The above configuration makes it possible, for example, to extract only some of the units contained in a picture from a bitstream and generate a sub-bitstream. This makes it possible to freely design bitstreams containing different types of information, and to support use cases where only the necessary sub-bitstreams are extracted from that bitstream and played back. It also increases the applicability of parallel processing.
言い換えれば、従来のシンタックス要素の値を特定の値に固定することによって、ピクチャの分割方法及び並列処理が制限され、対象となるサービスに対して最適なピクチャ構造を設計することが困難になる。つまり、従来のシンタックス要素の値を特定の値に固定する構成は、不合理な構成であるかもしれない。 In other words, fixing the values of conventional syntax elements to specific values limits picture division methods and parallel processing, making it difficult to design an optimal picture structure for the target service. In other words, fixing the values of conventional syntax elements to specific values may be an unreasonable configuration.
しかしながら、一例として放送ストリーム及びストリーミングサービス等のユースケースであって、復号装置200が単にビットストリームを受信、復号、再生及び表示するユースケースでは、分割方法及び並列処理の柔軟性が制限されてもよい。 However, in use cases such as broadcast streams and streaming services, where the decoding device 200 simply receives, decodes, plays, and displays bitstreams, the flexibility of the division method and parallel processing may be limited.
上記のようなユースケースに対して、ピクチャを多様で複雑な単位に分割することが可能な方式が適用されても、ほとんどのピクチャ分割方法が、処理対象のビットストリームに対して採用されない、又は、採用される頻度が極めて低い。一方で、多くのピクチャ分割方法に対応するため、復号装置200の回路構成が複雑化する。また、ピクチャの分割方法を特定するための処理量が増大する。 Even if a method capable of dividing pictures into diverse and complex units is applied to the above use cases, most picture division methods are not adopted for the bitstream to be processed, or are adopted very infrequently. On the other hand, supporting many picture division methods complicates the circuit configuration of the decoding device 200. Furthermore, the amount of processing required to identify the picture division method increases.
したがって、本開示のシンタックス要素、符号化処理及び復号処理を上記のようなユースケースに適用することで、ユースケースに対して最適なピクチャ構造が適用され得る。また、復号装置200の回路構成が単純化され得る。 Therefore, by applying the syntax elements, encoding process, and decoding process of the present disclosure to the above-described use cases, it is possible to apply the optimal picture structure for the use cases. Furthermore, the circuit configuration of the decoding device 200 can be simplified.
[構成及び処理の代表例]
上記に示された符号化装置100及び復号装置200の構成及び処理の代表例を以下に示す。
[Typical examples of configuration and processing]
A typical example of the configuration and processing of the encoding device 100 and decoding device 200 shown above will be shown below.
図108は、符号化装置100が行う動作を示すフローチャートである。例えば、符号化装置100は、回路、及び、回路に接続されたメモリを備える。符号化装置100が備える回路及びメモリは、図8に示されるプロセッサa1及びメモリa2に対応していてもよい。符号化装置100の回路は、動作において、以下を行う。 Figure 108 is a flowchart showing the operations performed by the encoding device 100. For example, the encoding device 100 includes a circuit and a memory connected to the circuit. The circuit and memory included in the encoding device 100 may correspond to the processor a1 and memory a2 shown in Figure 8. In operation, the circuit of the encoding device 100 performs the following:
例えば、符号化装置100の回路は、動画像を構成する各ピクチャについて、当該ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当てる(S201)。ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当てることは、ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てず、かつ、ピクチャに複数のタイルを割り当てずに(つまりピクチャを複数のタイルに分割せずに)、ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当てることであってもよい。そして、符号化装置100の回路は、1つ以上の矩形スライスを符号化する(S202)。 For example, for each picture constituting a moving image, the circuit of the encoding device 100 directly assigns one or more rectangular slices to the picture without assigning one or more subpictures to the picture (S201). Directly assigning one or more rectangular slices to a picture may mean assigning one or more rectangular slices to the picture without assigning one or more subpictures to the picture and without assigning multiple tiles to the picture (i.e., without dividing the picture into multiple tiles). Then, the circuit of the encoding device 100 encodes the one or more rectangular slices (S202).
これにより、符号化装置100は、ピクチャの内部にサブピクチャが含まれないようにピクチャの分割を制御することができる可能性があり、ピクチャの分割の構造を単純化することができる可能性がある。したがって、符号化装置100は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 As a result, the encoding device 100 may be able to control picture division so that sub-pictures are not included within the picture, and may be able to simplify the picture division structure. Therefore, the encoding device 100 may be able to prevent pictures from being divided into complex parts, and may be able to reduce the amount of processing. This may in turn make it possible to reduce the circuit scale.
また、例えば、符号化装置100の回路は、各ピクチャについて、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャに略均等な2個以上の領域であるN個の領域を割り当ててもよい。そして、符号化装置100の回路は、N個の領域のそれぞれに少なくとも1つの矩形スライスを割り当ててもよい。 Also, for example, when allocating one or more rectangular slices to each picture, the circuitry of encoding device 100 may allocate N regions, which are two or more regions that are approximately equal in size, to the picture. Then, the circuitry of encoding device 100 may allocate at least one rectangular slice to each of the N regions.
これにより、符号化装置100は、各ピクチャを複数の矩形スライスに従って略均等な複数の領域に分割することができる可能性がある。そして、符号化装置100は、複数の領域に対応する複数の処理を略均等な処理時間で行うことができる可能性がある。したがって、符号化装置100は、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 As a result, the encoding device 100 may be able to divide each picture into multiple, approximately equal regions according to the multiple rectangular slices. The encoding device 100 may then be able to perform multiple processes corresponding to the multiple regions in approximately equal processing times. Therefore, the encoding device 100 may be able to perform multiple processes corresponding to the multiple regions in parallel while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、N個の領域は、略均等な4個の領域であってもよい。これにより、符号化装置100は、略均等な複数の領域が多くなり過ぎることを抑制することができる可能性がある。したがって、符号化装置100は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性がある。また、符号化装置100は、無駄な待ち時間を抑制しながら、4並列又は2並列で複数の領域に対応する複数の処理を行うことができる可能性がある。 Furthermore, for example, the N regions may be four regions that are approximately equal in size. This may enable the encoding device 100 to prevent the number of multiple, approximately equal regions from becoming too large. Therefore, the encoding device 100 may be able to prevent pictures from being divided into complex sections. Furthermore, the encoding device 100 may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in four or two parallel systems while reducing unnecessary waiting time.
また、例えば、符号化装置100の回路は、各ピクチャについて、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャのサイズが第1閾値サイズよりも大きいか否かによって、動作を切り替えてもよい。 Furthermore, for example, the circuitry of the encoding device 100 may switch its operation for each picture when allocating one or more rectangular slices to that picture depending on whether the size of the picture is larger than a first threshold size.
具体的には、当該ピクチャのサイズが第1閾値サイズよりも大きい場合、符号化装置100の回路は、当該ピクチャにN個の領域を割り当ててもよい。そして、符号化装置100の回路は、N個の領域のそれぞれに少なくとも1つの矩形スライスを割り当ててもよい。一方、当該ピクチャのサイズが第1閾値サイズよりも大きくない場合、符号化装置100の回路は、当該ピクチャにN個の領域を割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当ててもよい。 Specifically, if the size of the picture is larger than the first threshold size, the circuit of the encoding device 100 may allocate N regions to the picture. Then, the circuit of the encoding device 100 may allocate at least one rectangular slice to each of the N regions. On the other hand, if the size of the picture is not larger than the first threshold size, the circuit of the encoding device 100 may allocate one or more rectangular slices to the picture without allocating N regions to the picture.
これにより、符号化装置100は、小さいピクチャに対し、大きいピクチャに比べて、ピクチャの分割を単純化することができる可能性がある。したがって、符号化装置100は、N個の領域に分けて並列処理するまでもない小さいピクチャに対し、大きいピクチャに比べて、処理量を削減することができる可能性がある。 As a result, the encoding device 100 may be able to simplify picture division for small pictures compared to large pictures. Therefore, the encoding device 100 may be able to reduce the amount of processing for small pictures that do not require division into N regions for parallel processing compared to large pictures.
そして、符号化装置100は、大きいピクチャを略均等な複数の領域に分割することができる可能性がある。したがって、符号化装置100は、大きいピクチャに対し、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 The encoding device 100 may be able to divide a large picture into multiple, approximately equal regions. Therefore, the encoding device 100 may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in parallel for a large picture while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、符号化装置100の回路は、各ピクチャについて、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャのサイズが8Kサイズであるか否かによって、動作を切り替えてもよい。 Furthermore, for example, when allocating one or more rectangular slices to each picture, the circuitry of the encoding device 100 may switch its operation depending on whether the size of the picture is 8K or not.
具体的には、当該ピクチャのサイズが8Kサイズである場合、符号化装置100の回路は、当該ピクチャにN個の領域を割り当ててもよい。そして、符号化装置100の回路は、N個の領域のそれぞれに少なくとも1つの矩形スライスを割り当ててもよい。一方、当該ピクチャのサイズが8Kサイズでない場合、符号化装置100の回路は、当該ピクチャにN個の領域を割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当ててもよい。 Specifically, if the size of the picture is 8K, the circuit of the encoding device 100 may allocate N regions to the picture. The circuit of the encoding device 100 may then allocate at least one rectangular slice to each of the N regions. On the other hand, if the size of the picture is not 8K, the circuit of the encoding device 100 may not allocate N regions to the picture, but may instead allocate one or more rectangular slices to the picture.
これにより、符号化装置100は、N個の領域に分けて並列処理するまでもない、8Kサイズでないピクチャに対し、8Kサイズのピクチャに比べて、ピクチャの分割を単純化することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。また、符号化装置100は、8Kサイズのピクチャに対し、ピクチャを略均等な複数の領域に分割することができる可能性があり、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 As a result, for non-8K size pictures, which do not require dividing into N regions for parallel processing, the encoding device 100 may be able to simplify picture division compared to 8K size pictures, potentially reducing the amount of processing. Furthermore, for 8K size pictures, the encoding device 100 may be able to divide the picture into multiple, approximately equal regions, potentially enabling multiple processes corresponding to multiple regions to be performed in parallel while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、符号化装置100の回路は、N個の領域のそれぞれのサイズを、N個の領域が割り当てられるピクチャを構成するブロックであるCTUのサイズに従って決定してもよい。これにより、符号化装置100は、CTUのサイズに従って、各ピクチャをより均等なN個の領域に分割することができる可能性がある。したがって、符号化装置100は、より効率的に無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 Also, for example, the circuitry of the encoding device 100 may determine the size of each of the N regions according to the size of the CTU, which is a block that constitutes a picture to which the N regions are assigned. This may enable the encoding device 100 to divide each picture into N regions more evenly according to the size of the CTU. Therefore, the encoding device 100 may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in parallel more efficiently while reducing unnecessary waiting time.
また、例えば、符号化装置100の回路は、CTUのサイズに従って規定される複数のCTUの境界にN個の領域の境界が沿うように、N個の領域のそれぞれのサイズを決定してもよい。これにより、符号化装置100は、各領域に対応する処理をCTUの単位で効率的に行うことができる可能性がある。 Furthermore, for example, the circuitry of the encoding device 100 may determine the size of each of the N regions so that the boundaries of the N regions align with the boundaries of multiple CTUs defined according to the size of the CTU. This may enable the encoding device 100 to efficiently perform processing corresponding to each region in units of CTUs.
また、例えば、符号化装置100の回路は、CTUのサイズが第2閾値サイズよりも小さい場合、N個の領域のうち最も下の領域を除く複数の領域が同じサイズを有するように、N個の領域のそれぞれのサイズを決定してもよい。そして、符号化装置100の回路は、CTUのサイズが第2閾値サイズよりも小さくない場合、N個の領域のうち大きい複数の領域と、N個の領域のうち小さい複数の領域とが、縦方向に交互に配置されるように、N個の領域のそれぞれのサイズを決定してもよい。 Furthermore, for example, when the size of the CTU is smaller than the second threshold size, the circuit of the encoding device 100 may determine the size of each of the N regions so that multiple regions among the N regions, excluding the bottommost region, have the same size. And, when the size of the CTU is not smaller than the second threshold size, the circuit of the encoding device 100 may determine the size of each of the N regions so that multiple larger regions among the N regions and multiple smaller regions among the N regions are arranged alternately in the vertical direction.
ここで、大きい複数の領域は、N個の領域が割り当てられるピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる平均値よりも縦方向のサイズが大きい複数の領域である。小さい複数の領域は、平均値よりも縦方向のサイズが小さい複数の領域である。 Here, large regions are regions whose vertical size is larger than the average value obtained by dividing the vertical size of the picture to which N regions are assigned by N. Small regions are regions whose vertical size is smaller than the average value.
これにより、符号化装置100は、CTUサイズが小さい場合において、処理を簡素化することができる可能性がある。また、符号化装置100は、CTUサイズが大きい場合において、領域間のサイズの差異が大きくなることを抑制することができる可能性がある。 As a result, the encoding device 100 may be able to simplify processing when the CTU size is small. Furthermore, the encoding device 100 may be able to prevent the size difference between regions from becoming too large when the CTU size is large.
また、例えば、N個の領域のうち、平均値よりも縦方向のサイズが大きい1つ以上の領域の個数は、N個の領域のうち、平均値よりも縦方向のサイズが小さい1つ以上の領域の個数に等しくてもよい。ここで、平均値は、N個の領域が割り当てられるピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる値である。 Also, for example, the number of one or more regions among the N regions whose vertical size is larger than the average value may be equal to the number of one or more regions among the N regions whose vertical size is smaller than the average value. Here, the average value is a value obtained by dividing the vertical size of the picture to which the N regions are assigned by N.
これにより、符号化装置100は、N個の領域に関して、サイズの偏りを抑制することができる可能性があり、処理量の偏りを抑制することができる可能性がある。 This allows the encoding device 100 to potentially reduce size bias among the N regions, potentially reducing bias in the amount of processing.
また、例えば、N個の領域のうち、平均値よりも縦方向のサイズが大きい複数の領域と、N個の領域のうち、平均値よりも縦方向のサイズが小さい複数の領域とが交互に配置されてもよい。ここで、平均値は、N個の領域が割り当てられるピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる値である。 Also, for example, among the N regions, a plurality of regions whose vertical size is larger than the average value may be arranged alternately with a plurality of regions whose vertical size is smaller than the average value. Here, the average value is a value obtained by dividing the vertical size of the picture to which the N regions are assigned by N.
これにより、符号化装置100は、N個の領域が順次処理される場合でも、サイズが大きく処理量が大きい複数の領域が連続しないため、処理量の偏りを抑制することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 As a result, even when N regions are processed sequentially, the encoding device 100 may be able to suppress imbalances in the amount of processing because multiple large-sized regions requiring a large amount of processing are not consecutive. This may also make it possible to reduce the circuit scale.
また、例えば、符号化装置100の回路は、各ピクチャについて、当該ピクチャに、当該ピクチャの領域に等しい領域を有する1つのタイルを割り当てる。 Also, for example, the circuitry of the encoding device 100 assigns, for each picture, one tile to that picture whose area is equal to the area of that picture.
これにより、符号化装置100は、タイルの割り当てをシンプルに行うことができる可能性がある。また、符号化装置100は、ピクチャの内部にタイル境界が含まれないようにピクチャの分割を制御することができる可能性があり、ピクチャの分割の構造を単純化することができる可能性がある。したがって、符号化装置100は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 This may enable the encoding device 100 to simplify tile allocation. Furthermore, the encoding device 100 may be able to control picture division so that tile boundaries are not included within the picture, potentially simplifying the picture division structure. Therefore, the encoding device 100 may be able to prevent pictures from being divided into complex parts, potentially reducing the amount of processing required. This may in turn enable a reduction in circuit size.
また、例えば、符号化装置100のエントロピー符号化部110が、符号化装置100の回路として、上述された動作を行ってもよい。また、エントロピー符号化部110は、他の構成要素と協働して、上述された動作を行ってもよい。例えば、分割部102が、分割の処理を行ってもよいし、ブロック分割決定部102aが、分割の処理を行ってもよい。 Furthermore, for example, the entropy coding unit 110 of the encoding device 100 may perform the above-described operations as a circuit of the encoding device 100. Furthermore, the entropy coding unit 110 may perform the above-described operations in cooperation with other components. For example, the division unit 102 may perform the division processing, or the block division determination unit 102a may perform the division processing.
図109は、復号装置200が行う動作を示すフローチャートである。例えば、復号装置200は、回路、及び、回路に接続されたメモリを備える。復号装置200が備える回路及びメモリは、図68に示されるプロセッサb1及びメモリb2に対応していてもよい。復号装置200の回路は、動作において、以下を行う。 Figure 109 is a flowchart showing the operations performed by the decoding device 200. For example, the decoding device 200 includes a circuit and a memory connected to the circuit. The circuit and memory included in the decoding device 200 may correspond to the processor b1 and memory b2 shown in Figure 68. In operation, the circuit of the decoding device 200 performs the following:
例えば、復号装置200の回路は、動画像を構成する各ピクチャについて、当該ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当てる(S301)。ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当てることは、ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てず、かつ、ピクチャに複数のタイルを割り当てずに(つまりピクチャを複数のタイルに分割せずに)、ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当てることであってもよい。そして、復号装置200の回路は、1つ以上の矩形スライスを復号する(S302)。 For example, for each picture constituting a moving image, the circuit of the decoding device 200 directly assigns one or more rectangular slices to the picture without assigning one or more subpictures to the picture (S301). Directly assigning one or more rectangular slices to a picture may mean assigning one or more rectangular slices to the picture without assigning one or more subpictures to the picture and without assigning multiple tiles to the picture (i.e., without dividing the picture into multiple tiles). Then, the circuit of the decoding device 200 decodes the one or more rectangular slices (S302).
これにより、復号装置200は、ピクチャの内部にサブピクチャが含まれないようにピクチャの分割を制御することができる可能性があり、ピクチャの分割の構造を単純化することができる可能性がある。したがって、復号装置200は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 As a result, the decoding device 200 may be able to control picture division so that sub-pictures are not included within the picture, and may be able to simplify the picture division structure. Therefore, the decoding device 200 may be able to prevent pictures from being divided into complex parts, and may be able to reduce the amount of processing. This may in turn make it possible to reduce the circuit scale.
また、例えば、復号装置200の回路は、各ピクチャについて、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャに略均等な2個以上の領域であるN個の領域を割り当ててもよい。そして、復号装置200の回路は、N個の領域のそれぞれに少なくとも1つの矩形スライスを割り当ててもよい。 Also, for example, when allocating one or more rectangular slices to each picture, the circuitry of decoding device 200 may allocate N regions, which are two or more regions spaced approximately equally apart, to the picture. Then, the circuitry of decoding device 200 may allocate at least one rectangular slice to each of the N regions.
これにより、復号装置200は、各ピクチャを複数の矩形スライスに従って略均等な複数の領域に分割することができる可能性がある。そして、復号装置200は、複数の領域に対応する複数の処理を略均等な処理時間で行うことができる可能性がある。したがって、復号装置200は、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 As a result, the decoding device 200 may be able to divide each picture into multiple, approximately equal regions according to the multiple rectangular slices. The decoding device 200 may then be able to perform multiple processes corresponding to the multiple regions in approximately equal processing times. Therefore, the decoding device 200 may be able to perform multiple processes corresponding to the multiple regions in parallel while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、N個の領域は、略均等な4個の領域であってもよい。これにより、復号装置200は、略均等な複数の領域が多くなり過ぎることを抑制することができる可能性がある。したがって、復号装置200は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性がある。また、復号装置200は、無駄な待ち時間を抑制しながら、4並列又は2並列で複数の領域に対応する複数の処理を行うことができる可能性がある。 Furthermore, for example, the N regions may be four regions that are approximately equal in size. This may enable the decoding device 200 to prevent the number of multiple regions that are approximately equal in size from becoming too large. Therefore, the decoding device 200 may be able to prevent pictures from being divided into complex sections. Furthermore, the decoding device 200 may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in four or two parallel systems while reducing unnecessary waiting time.
また、例えば、復号装置200の回路は、各ピクチャについて、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャのサイズが第1閾値サイズよりも大きいか否かによって、動作を切り替えてもよい。 Furthermore, for example, the circuitry of the decoding device 200 may switch its operation for each picture when allocating one or more rectangular slices to that picture depending on whether the size of the picture is larger than a first threshold size.
具体的には、当該ピクチャのサイズが第1閾値サイズよりも大きい場合、復号装置200の回路は、当該ピクチャにN個の領域を割り当ててもよい。そして、復号装置200の回路は、N個の領域のそれぞれに少なくとも1つの矩形スライスを割り当ててもよい。一方、当該ピクチャのサイズが第1閾値サイズよりも大きくない場合、復号装置200の回路は、当該ピクチャにN個の領域を割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当ててもよい。 Specifically, if the size of the picture is larger than the first threshold size, the circuit of the decoding device 200 may allocate N regions to the picture. Then, the circuit of the decoding device 200 may allocate at least one rectangular slice to each of the N regions. On the other hand, if the size of the picture is not larger than the first threshold size, the circuit of the decoding device 200 may allocate one or more rectangular slices to the picture without allocating N regions to the picture.
これにより、復号装置200は、小さいピクチャに対し、大きいピクチャに比べて、ピクチャの分割を単純化することができる可能性がある。したがって、復号装置200は、N個の領域に分けて並列処理するまでもない小さいピクチャに対し、大きいピクチャに比べて、処理量を削減することができる可能性がある。 As a result, the decoding device 200 may be able to simplify picture division for small pictures compared to large pictures. Therefore, the decoding device 200 may be able to reduce the amount of processing for small pictures that do not require division into N regions for parallel processing compared to large pictures.
そして、復号装置200は、大きいピクチャを略均等な複数の領域に分割することができる可能性がある。したがって、復号装置200は、大きいピクチャに対し、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 The decoding device 200 may be able to divide a large picture into multiple, approximately equal regions. Therefore, the decoding device 200 may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in parallel for a large picture while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、復号装置200の回路は、各ピクチャについて、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当てる際、当該ピクチャのサイズが8Kサイズであるか否かによって、動作を切り替えてもよい。 Furthermore, for example, when allocating one or more rectangular slices to each picture, the circuitry of the decoding device 200 may switch its operation depending on whether the size of the picture is 8K or not.
具体的には、当該ピクチャのサイズが8Kサイズである場合、復号装置200の回路は、当該ピクチャにN個の領域を割り当ててもよい。そして、復号装置200の回路は、N個の領域のそれぞれに少なくとも1つの矩形スライスを割り当ててもよい。一方、当該ピクチャのサイズが8Kサイズでない場合、復号装置200の回路は、当該ピクチャにN個の領域を割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを割り当ててもよい。 Specifically, if the size of the picture is 8K, the circuit of the decoding device 200 may allocate N regions to the picture. The circuit of the decoding device 200 may then allocate at least one rectangular slice to each of the N regions. On the other hand, if the size of the picture is not 8K, the circuit of the decoding device 200 may not allocate N regions to the picture, but may instead allocate one or more rectangular slices to the picture.
これにより、復号装置200は、N個の領域に分けて並列処理するまでもない、8Kサイズでないピクチャに対し、8Kサイズのピクチャに比べて、ピクチャの分割を単純化することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。また、復号装置200は、8Kサイズのピクチャに対し、ピクチャを略均等な複数の領域に分割することができる可能性があり、無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 As a result, for non-8K size pictures, which do not require dividing into N regions for parallel processing, the decoding device 200 may be able to simplify picture division compared to 8K size pictures, potentially reducing the amount of processing. Furthermore, for 8K size pictures, the decoding device 200 may be able to divide the picture into multiple, approximately equal regions, potentially enabling multiple processes corresponding to multiple regions to be performed in parallel while minimizing unnecessary waiting time.
また、例えば、復号装置200の回路は、N個の領域のそれぞれのサイズを、N個の領域が割り当てられるピクチャを構成するブロックであるCTUのサイズに従って決定してもよい。これにより、復号装置200は、CTUのサイズに従って、各ピクチャをより均等なN個の領域に分割することができる可能性がある。したがって、復号装置200は、より効率的に無駄な待ち時間を抑制しながら、複数の領域に対応する複数の処理を並列に行うことができる可能性がある。 Furthermore, for example, the circuitry of the decoding device 200 may determine the size of each of the N regions according to the size of the CTU, which is a block that constitutes a picture to which the N regions are assigned. This may enable the decoding device 200 to divide each picture into N regions more evenly according to the size of the CTU. Therefore, the decoding device 200 may be able to perform multiple processes corresponding to multiple regions in parallel more efficiently while reducing unnecessary waiting time.
また、例えば、復号装置200の回路は、CTUのサイズに従って規定される複数のCTUの境界にN個の領域の境界が沿うように、N個の領域のそれぞれのサイズを決定してもよい。これにより、復号装置200は、各領域に対応する処理をCTUの単位で効率的に行うことができる可能性がある。 Furthermore, for example, the circuitry of the decoding device 200 may determine the size of each of the N regions so that the boundaries of the N regions align with the boundaries of multiple CTUs defined according to the size of the CTU. This may enable the decoding device 200 to efficiently perform processing corresponding to each region in units of CTUs.
また、例えば、復号装置200の回路は、CTUのサイズが第2閾値サイズよりも小さい場合、N個の領域のうち最も下の領域を除く複数の領域が同じサイズを有するように、N個の領域のそれぞれのサイズを決定してもよい。そして、復号装置200の回路は、CTUのサイズが第2閾値サイズよりも小さくない場合、N個の領域のうち大きい複数の領域と、N個の領域のうち小さい複数の領域とが、縦方向に交互に配置されるように、N個の領域のそれぞれのサイズを決定してもよい。 Furthermore, for example, when the size of the CTU is smaller than the second threshold size, the circuit of the decoding device 200 may determine the size of each of the N regions so that multiple regions among the N regions, excluding the bottommost region, have the same size. And, when the size of the CTU is not smaller than the second threshold size, the circuit of the decoding device 200 may determine the size of each of the N regions so that multiple larger regions among the N regions and multiple smaller regions among the N regions are arranged alternately in the vertical direction.
ここで、大きい複数の領域は、N個の領域が割り当てられるピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる平均値よりも縦方向のサイズが大きい複数の領域である。小さい複数の領域は、平均値よりも縦方向のサイズが小さい複数の領域である。 Here, large regions are regions whose vertical size is larger than the average value obtained by dividing the vertical size of the picture to which N regions are assigned by N. Small regions are regions whose vertical size is smaller than the average value.
これにより、復号装置200は、CTUサイズが小さい場合において、処理を簡素化することができる可能性がある。また、復号装置200は、CTUサイズが大きい場合において、領域間のサイズの差異が大きくなることを抑制することができる可能性がある。 As a result, the decoding device 200 may be able to simplify processing when the CTU size is small. Furthermore, the decoding device 200 may be able to prevent the size difference between regions from becoming too large when the CTU size is large.
また、例えば、N個の領域のうち、平均値よりも縦方向のサイズが大きい1つ以上の領域の個数は、N個の領域のうち、平均値よりも縦方向のサイズが小さい1つ以上の領域の個数に等しくてもよい。ここで、平均値は、N個の領域が割り当てられるピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる値である。 Also, for example, the number of one or more regions among the N regions whose vertical size is larger than the average value may be equal to the number of one or more regions among the N regions whose vertical size is smaller than the average value. Here, the average value is a value obtained by dividing the vertical size of the picture to which the N regions are assigned by N.
これにより、復号装置200は、N個の領域に関して、サイズの偏りを抑制することができる可能性があり、処理量の偏りを抑制することができる可能性がある。 As a result, the decoding device 200 may be able to reduce the size imbalance among the N regions, and may be able to reduce the imbalance in processing volume.
また、例えば、N個の領域のうち、平均値よりも縦方向のサイズが大きい複数の領域と、N個の領域のうち、平均値よりも縦方向のサイズが小さい複数の領域とが交互に配置されてもよい。ここで、平均値は、N個の領域が割り当てられるピクチャの縦方向のサイズをNで割ることにより得られる値である。 Also, for example, among the N regions, a plurality of regions whose vertical size is larger than the average value may be arranged alternately with a plurality of regions whose vertical size is smaller than the average value. Here, the average value is a value obtained by dividing the vertical size of the picture to which the N regions are assigned by N.
これにより、復号装置200は、N個の領域が順次処理される場合でも、サイズが大きく処理量が大きい複数の領域が連続しないため、処理量の偏りを抑制することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 As a result, even when N regions are processed sequentially, the decoding device 200 may be able to suppress imbalances in the amount of processing because multiple large-sized regions requiring a large amount of processing are not consecutive. This may also make it possible to reduce the circuit scale.
また、例えば、復号装置200の回路は、各ピクチャについて、当該ピクチャに、当該ピクチャの領域に等しい領域を有する1つのタイルを割り当てる。 Also, for example, the circuitry of the decoding device 200 assigns, for each picture, one tile to that picture whose area is equal to the area of that picture.
これにより、復号装置200は、タイルの割り当てをシンプルに行うことができる可能性がある。また、復号装置200は、ピクチャの内部にタイル境界が含まれないようにピクチャの分割を制御することができる可能性があり、ピクチャの分割の構造を単純化することができる可能性がある。したがって、復号装置200は、ピクチャが複雑に分割されることを抑制することができる可能性があり、処理量を削減することができる可能性がある。そして、これにより、回路規模の縮小が可能になる場合がある。 This may enable the decoding device 200 to simplify tile allocation. Furthermore, the decoding device 200 may be able to control picture division so that tile boundaries are not included within the picture, and may be able to simplify the picture division structure. Therefore, the decoding device 200 may be able to prevent pictures from being divided into complex parts, and may be able to reduce the amount of processing. This may in turn enable a reduction in circuit size.
また、例えば、復号装置200のエントロピー復号部202が、復号装置200の回路として、上述された動作を行ってもよい。また、エントロピー復号部202は、他の構成要素と協働して、上述された動作を行ってもよい。例えば、分割決定部224が、分割の処理を行ってもよい。 Furthermore, for example, the entropy decoding unit 202 of the decoding device 200 may perform the above-described operations as a circuit of the decoding device 200. Furthermore, the entropy decoding unit 202 may perform the above-described operations in cooperation with other components. For example, the division determination unit 224 may perform the division process.
なお、ピクチャ等の分割は、ピクチャ等の枠組みの分割を意味していてもよく、復号前であってもピクチャ等の分割は可能である。同様に、復号前であっても各種領域等の割り当ては可能である。 Note that dividing a picture, etc. may also mean dividing the picture, etc.'s framework, and pictures, etc. can be divided even before decoding. Similarly, various areas, etc. can be allocated even before decoding.
[その他の例]
上述された各例における符号化装置100及び復号装置200は、それぞれ、画像符号化装置及び画像復号装置として利用されてもよいし、動画像符号化装置及び動画像復号装置として利用されてもよい。
[Other examples]
The encoding device 100 and the decoding device 200 in each of the above-described examples may be used as an image encoding device and an image decoding device, or as a video encoding device and a video decoding device, respectively.
あるいは、符号化装置100及び復号装置200は、それぞれ、エントロピー符号化装置及びエントロピー復号装置として利用されてもよい。すなわち、符号化装置100及び復号装置200は、それぞれ、エントロピー符号化部110及びエントロピー復号部202のみに対応していてもよい。そして、他の構成要素は、他の装置に含まれていてもよい。 Alternatively, the encoding device 100 and the decoding device 200 may be used as an entropy encoding device and an entropy decoding device, respectively. That is, the encoding device 100 and the decoding device 200 may correspond only to the entropy encoding unit 110 and the entropy decoding unit 202, respectively. The other components may then be included in other devices.
また、符号化装置100は、入力部及び出力部を備えていてもよい。例えば、符号化装置100の入力部へ1つ以上のピクチャが入力され、符号化装置100の出力部から符号化ビットストリームが出力される。復号装置200も、入力部及び出力部を備えていてもよい。例えば、復号装置200の入力部へ符号化ビットストリームが入力され、復号装置200の出力部から1つ以上のピクチャが出力される。符号化ビットストリームは、可変長符号化が適用された量子化係数と、制御情報とを含んでいてもよい。 The encoding device 100 may also include an input unit and an output unit. For example, one or more pictures are input to the input unit of the encoding device 100, and an encoded bitstream is output from the output unit of the encoding device 100. The decoding device 200 may also include an input unit and an output unit. For example, an encoded bitstream is input to the input unit of the decoding device 200, and one or more pictures are output from the output unit of the decoding device 200. The encoded bitstream may include quantized coefficients to which variable-length coding has been applied, and control information.
また、符号化するという表現は、格納する、含める、書き込む、記述する、信号化する、送り出す、通知する、又は、保存する等の表現に置き換えられてもよい。例えば、情報を符号化することは、ビットストリームに情報を含めることであってもよい。また、復号するという表現は、読み出す、読み解く、読み取る、読み込む、導出する、取得する、受け取る、抽出する、又は、復元する等の表現に置き換えられてもよい。例えば、情報を復号することは、ビットストリームから情報を取得することであってもよい。 The term "encode" may also be replaced with terms such as "store," "include," "write," "write," "signal," "send," "notify," or "preserve." For example, encoding information may mean including information in a bitstream. The term "decode" may also be replaced with terms such as "read," "decode," "read," "load," "derive," "obtain," "receive," "extract," or "restore." For example, decoding information may mean obtaining information from a bitstream.
また、各種領域を1つ以上のサブ領域に分割することは、各種領域に1つ以上のサブ領域を割り当てることに対応し、各種領域を1つ以上のサブ領域に区分すると表現されてもよい。各種領域を1つ以上のサブ領域に分割すること、各種領域に1つ以上のサブ領域を割り当てること、及び、各種領域を1つ以上のサブ領域に区分することは、相互に読み替えられ得る。 Furthermore, dividing various regions into one or more subregions corresponds to assigning one or more subregions to various regions, and may be expressed as dividing various regions into one or more subregions. Dividing various regions into one or more subregions, assigning one or more subregions to various regions, and dividing various regions into one or more subregions may be interpreted interchangeably.
また、上述された各例の少なくとも一部が、符号化方法として利用されてもよいし、復号方法として利用されてもよいし、エントロピー符号化方法として利用されてもよいし、エントロピー復号方法として利用されてもよいし、その他の方法として利用されてもよい。 Furthermore, at least some of the above examples may be used as encoding methods, decoding methods, entropy encoding methods, entropy decoding methods, or other methods.
また、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、CPU又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又は半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。 Furthermore, each component may be configured with dedicated hardware, or may be realized by executing a software program appropriate for that component. Each component may also be realized by a program execution unit such as a CPU or processor reading and executing a software program recorded on a recording medium such as a hard disk or semiconductor memory.
具体的には、符号化装置100及び復号装置200のそれぞれは、処理回路(Processing Circuitry)と、当該処理回路に電気的に接続された、当該処理回路からアクセス可能な記憶装置(Storage)とを備えていてもよい。例えば、処理回路はプロセッサa1又はb1に対応し、記憶装置はメモリa2又はb2に対応する。 Specifically, each of the encoding device 100 and the decoding device 200 may include a processing circuit and storage electrically connected to and accessible from the processing circuit. For example, the processing circuit corresponds to processor a1 or b1, and the storage corresponds to memory a2 or b2.
処理回路は、専用のハードウェア及びプログラム実行部の少なくとも一方を含み、記憶装置を用いて処理を実行する。また、記憶装置は、処理回路がプログラム実行部を含む場合には、当該プログラム実行部により実行されるソフトウェアプログラムを記憶する。 The processing circuit includes at least one of dedicated hardware and a program execution unit, and executes processing using a storage device. Furthermore, if the processing circuit includes a program execution unit, the storage device stores the software program executed by the program execution unit.
ここで、上述された符号化装置100又は復号装置200などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。 Here, the software that realizes the above-mentioned encoding device 100 or decoding device 200 is the following program.
例えば、このプログラムは、コンピュータに、動画像を構成する複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当て、前記1つ以上の矩形スライスを符号化する符号化方法を実行させてもよい。 For example, this program may cause a computer to execute an encoding method in which, for each of a plurality of pictures constituting a moving image, one or more rectangular slices are directly assigned to the picture without assigning one or more subpictures to the picture, and the one or more rectangular slices are encoded.
また、例えば、このプログラムは、コンピュータに、動画像を構成する複数のピクチャのそれぞれについて、当該ピクチャに1つ以上のサブピクチャを割り当てずに、当該ピクチャに1つ以上の矩形スライスを直接割り当て、前記1つ以上の矩形スライスを復号する復号方法を実行させてもよい。 Also, for example, this program may cause the computer to execute a decoding method in which, for each of a plurality of pictures constituting a moving image, one or more rectangular slices are directly assigned to the picture without assigning one or more subpictures to the picture, and the one or more rectangular slices are decoded.
また、各構成要素は、上述の通り、回路であってもよい。これらの回路は、全体として1つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路であってもよい。また、各構成要素は、汎用的なプロセッサで実現されてもよいし、専用のプロセッサで実現されてもよい。 Furthermore, as described above, each component may be a circuit. These circuits may form a single circuit as a whole, or each may be a separate circuit. Furthermore, each component may be implemented using a general-purpose processor or a dedicated processor.
また、特定の構成要素が実行する処理を別の構成要素が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、符号化復号装置が、符号化装置100及び復号装置200を備えていてもよい。 Furthermore, the processing performed by a specific component may be performed by another component. The order in which the processing is performed may be changed, or multiple processing operations may be performed in parallel. Furthermore, the encoding/decoding device may include the encoding device 100 and the decoding device 200.
また、説明に用いられた第1及び第2等の序数は、適宜、付け替えられてもよい。また、構成要素などに対して、序数が新たに与えられてもよいし、取り除かれてもよい。また、これらの序数は、要素を識別するため、要素に付けられる場合があり、意味のある順序に対応しない場合がある。 Also, the ordinal numbers such as first and second used in the description may be changed as appropriate. Furthermore, new ordinal numbers may be assigned to components, etc., or removed. Furthermore, these ordinal numbers may be assigned to elements in order to identify them, and may not correspond to any meaningful order.
また、閾値以上という表現と、閾値よりも大きいという表現とが、相互に読み替えられてもよい。また、閾値以下という表現と、閾値よりも小さいという表現とが、相互に読み替えられてもよい。 Furthermore, the expressions "above threshold" and "greater than threshold" may be interpreted interchangeably. Furthermore, the expressions "below threshold" and "smaller than threshold" may be interpreted interchangeably.
以上、符号化装置100及び復号装置200の態様について、複数の例に基づいて説明したが、符号化装置100及び復号装置200の態様は、これらの例に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を各例に施したものや、異なる例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、符号化装置100及び復号装置200の態様の範囲内に含まれてもよい。 Aspects of the encoding device 100 and the decoding device 200 have been described above based on several examples, but the aspects of the encoding device 100 and the decoding device 200 are not limited to these examples. Various modifications that would occur to those skilled in the art to each example, or configurations constructed by combining components from different examples, may also be included within the scope of the aspects of the encoding device 100 and the decoding device 200, as long as they do not deviate from the spirit of this disclosure.
ここで開示された1以上の態様を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、ここで開示された1以上の態様のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。 One or more aspects disclosed herein may be implemented in combination with at least some of the other aspects of the present disclosure. Furthermore, some of the processes, device configurations, and syntax described in the flowcharts of one or more aspects disclosed herein may be implemented in combination with other aspects.
[実施及び応用]
以上の各実施の形態において、機能的又は作用的なブロックの各々は、通常、MPU(micro proccessing unit)及びメモリ等によって実現可能である。また、機能ブロックの各々による処理は、ROM等の記録媒体に記録されたソフトウェア(プログラム)を読み出して実行するプロセッサなどのプログラム実行部として実現されてもよい。当該ソフトウェアは、配布されてもよい。当該ソフトウェアは、半導体メモリなどの様々な記録媒体に記録されてもよい。なお、各機能ブロックをハードウェア(専用回路)によって実現することも可能である。
[Implementation and Application]
In each of the above embodiments, each functional or operational block can typically be realized by an MPU (micro processing unit), memory, etc. Furthermore, the processing by each functional block may be realized as a program execution unit, such as a processor, that reads and executes software (programs) recorded on a recording medium, such as a ROM. The software may be distributed. The software may be recorded on various recording media, such as semiconductor memory. It is also possible to realize each functional block by hardware (dedicated circuits).
各実施の形態において説明した処理は、単一の装置(システム)を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するプロセッサは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。 The processing described in each embodiment may be realized by centralized processing using a single device (system), or by distributed processing using multiple devices. Furthermore, the processor that executes the above program may be single or multiple. In other words, centralized processing or distributed processing may be performed.
本開示の態様は、以上の実施例に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本開示の態様の範囲内に包含される。 The aspects of the present disclosure are not limited to the above examples, and various modifications are possible, all of which are within the scope of the aspects of the present disclosure.
さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法(画像符号化方法)又は動画像復号化方法(画像復号方法)の応用例、及び、その応用例を実施する種々のシステムを説明する。このようなシステムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、画像復号方法を用いた画像復号装置、又は、両方を備える画像符号化復号装置を有することを特徴としてもよい。このようなシステムの他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。 Furthermore, we will now describe application examples of the video encoding method (image encoding method) or video decoding method (image decoding method) shown in each of the above embodiments, as well as various systems that implement these application examples. Such systems may be characterized by having an image encoding device that uses the image encoding method, an image decoding device that uses the image decoding method, or an image encoding/decoding device that includes both. Other configurations of such systems can be modified as appropriate depending on the situation.
[使用例]
図110は、コンテンツ配信サービスを実現する適切なコンテンツ供給システムex100の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ、図示された例における固定無線局である基地局ex106、ex107、ex108、ex109、ex110が設置されている。
[Example of use]
Fig. 110 shows the overall configuration of an appropriate content supply system ex100 that realizes a content distribution service. The area where communication services are provided is divided into cells of a desired size, and base stations ex106, ex107, ex108, ex109, and ex110, which are fixed wireless stations in the illustrated example, are installed in each cell.
このコンテンツ供給システムex100では、インターネットex101に、インターネットサービスプロバイダex102又は通信網ex104、及び基地局ex106~ex110を介して、コンピュータex111、ゲーム機ex112、カメラex113、家電ex114、及びスマートフォンex115などの各機器が接続される。当該コンテンツ供給システムex100は、上記のいずれかの装置を組合せて接続するようにしてもよい。種々の実施において、基地局ex106~ex110を介さずに、各機器が電話網又は近距離無線等を介して直接的又は間接的に相互に接続されていてもよい。さらに、ストリーミングサーバex103は、インターネットex101等を介して、コンピュータex111、ゲーム機ex112、カメラex113、家電ex114、及びスマートフォンex115などの各機器と接続されてもよい。また、ストリーミングサーバex103は、衛星ex116を介して、飛行機ex117内のホットスポット内の端末等と接続されてもよい。 In this content supply system ex100, devices such as a computer ex111, a game console ex112, a camera ex113, a home appliance ex114, and a smartphone ex115 are connected to the Internet ex101 via an Internet service provider ex102 or a communications network ex104 and base stations ex106-ex110. The content supply system ex100 may also connect a combination of any of the above devices. In various implementations, the devices may be connected to each other directly or indirectly via a telephone network or short-range wireless communication, etc., without going through the base stations ex106-ex110. Furthermore, the streaming server ex103 may be connected to devices such as a computer ex111, a game console ex112, a camera ex113, a home appliance ex114, and a smartphone ex115 via the Internet ex101, etc. Additionally, the streaming server ex103 may be connected to a terminal in a hotspot on an airplane ex117 via a satellite ex116.
なお、基地局ex106~ex110の代わりに、無線アクセスポイント又はホットスポット等が用いられてもよい。また、ストリーミングサーバex103は、インターネットex101又はインターネットサービスプロバイダex102を介さずに直接通信網ex104と接続されてもよいし、衛星ex116を介さず直接飛行機ex117と接続されてもよい。 Instead of base stations ex106-ex110, wireless access points or hotspots may be used. Also, streaming server ex103 may be connected directly to communication network ex104 without going through the Internet ex101 or Internet service provider ex102, or may be connected directly to airplane ex117 without going through satellite ex116.
カメラex113はデジタルカメラ等の静止画撮影、及び動画撮影が可能な機器である。また、スマートフォンex115は、2G、3G、3.9G、4G、そして今後は5Gと呼ばれる移動通信システムの方式に対応したスマートフォン機、携帯電話機、又はPHS(Personal Handyphone System)等である。 Camera ex113 is a device such as a digital camera that can take still images and record video. Smartphone ex115 is a smartphone, mobile phone, or PHS (Personal Handyphone System) that supports mobile communication systems such as 2G, 3G, 3.9G, 4G, and, in the future, 5G.
家電ex114は、冷蔵庫、又は家庭用燃料電池コージェネレーションシステムに含まれる機器等である。 Home appliance ex114 is a refrigerator or equipment included in a home fuel cell cogeneration system.
コンテンツ供給システムex100では、撮影機能を有する端末が基地局ex106等を通じてストリーミングサーバex103に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、端末(コンピュータex111、ゲーム機ex112、カメラex113、家電ex114、スマートフォンex115、及び飛行機ex117内の端末等)は、ユーザが当該端末を用いて撮影した静止画又は動画コンテンツに対して上記各実施の形態で説明した符号化処理を行ってもよく、符号化により得られた映像データと、映像に対応する音を符号化した音データと多重化してもよく、得られたデータをストリーミングサーバex103に送信してもよい。即ち、各端末は、本開示の一態様に係る画像符号化装置として機能する。 In the content supply system ex100, a terminal with a photographing function connects to a streaming server ex103 via a base station ex106 or the like, enabling live streaming and the like. In live streaming, a terminal (such as a computer ex111, a game console ex112, a camera ex113, a home appliance ex114, a smartphone ex115, or a terminal on an airplane ex117) may perform the encoding process described in each of the above embodiments on still image or video content captured by a user using the terminal, may multiplex the video data obtained by encoding with audio data obtained by encoding the sound corresponding to the video, and may transmit the obtained data to the streaming server ex103. In other words, each terminal functions as an image encoding device according to one aspect of the present disclosure.
一方、ストリーミングサーバex103は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントは、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex111、ゲーム機ex112、カメラex113、家電ex114、スマートフォンex115、又は飛行機ex117内の端末等である。配信されたデータを受信した各機器は、受信したデータを復号化処理して再生する。即ち、各機器は、本開示の一態様に係る画像復号装置として機能してもよい。 Meanwhile, the streaming server ex103 streams the transmitted content data to the requesting client. The client is a computer ex111, a game console ex112, a camera ex113, a home appliance ex114, a smartphone ex115, or a terminal on an airplane ex117, which is capable of decoding the encoded data. Each device that receives the distributed data decodes and plays back the received data. In other words, each device may function as an image decoding device according to one aspect of the present disclosure.
[分散処理]
また、ストリーミングサーバex103は複数のサーバ又は複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。例えば、ストリーミングサーバex103は、CDN(Contents Delivery Network)により実現され、世界中に分散された多数のエッジサーバとエッジサーバ間をつなぐネットワークによりコンテンツ配信が実現されていてもよい。CDNでは、クライアントに応じて物理的に近いエッジサーバが動的に割り当てられる。そして、当該エッジサーバにコンテンツがキャッシュ及び配信されることで遅延を減らすことができる。また、いくつかのタイプのエラーが発生した場合又はトラフィックの増加などにより通信状態が変わる場合に複数のエッジサーバで処理を分散したり、他のエッジサーバに配信主体を切り替えたり、障害が生じたネットワークの部分を迂回して配信を続けることができるので、高速かつ安定した配信が実現できる。
[Distributed processing]
The streaming server ex103 may also be multiple servers or multiple computers that process, record, and distribute data in a distributed manner. For example, the streaming server ex103 may be implemented as a CDN (Content Delivery Network), where content distribution is achieved through a network connecting numerous edge servers distributed around the world. In a CDN, a physically nearby edge server is dynamically assigned depending on the client. Content is then cached and distributed to that edge server, thereby reducing delays. Furthermore, when certain types of errors occur or communication conditions change due to increased traffic, processing can be distributed among multiple edge servers, the distribution entity can be switched to another edge server, or distribution can be continued by bypassing the failed part of the network, thereby achieving high-speed and stable distribution.
また、配信自体の分散処理にとどまらず、撮影したデータの符号化処理を各端末で行ってもよいし、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、一般に符号化処理では、処理ループが2度行われる。1度目のループでフレーム又はシーン単位での画像の複雑さ、又は、符号量が検出される。また、2度目のループでは画質を維持して符号化効率を向上させる処理が行われる。例えば、端末が1度目の符号化処理を行い、コンテンツを受け取ったサーバ側が2度目の符号化処理を行うことで、各端末での処理負荷を減らしつつもコンテンツの質と効率を向上させることができる。この場合、ほぼリアルタイムで受信して復号する要求があれば、端末が行った一度目の符号化済みデータを他の端末で受信して再生することもできるので、より柔軟なリアルタイム配信も可能になる。 In addition to the distributed processing of the distribution itself, the encoding of the captured data can be performed on each terminal, on the server side, or shared among terminals. As an example, encoding generally involves two processing loops. The first loop detects the complexity of the image on a frame or scene basis, or the amount of code. The second loop maintains image quality while improving encoding efficiency. For example, a terminal can perform the first encoding process, and the server that receives the content can perform the second encoding process, thereby improving content quality and efficiency while reducing the processing load on each terminal. In this case, if there is a request to receive and decode the data in near real time, the data encoded the first time by a terminal can be received and played back on another terminal, enabling more flexible real-time distribution.
他の例として、カメラex113等は、画像から特徴量抽出を行い、特徴量に関するデータをメタデータとして圧縮してサーバに送信する。サーバは、例えば特徴量からオブジェクトの重要性を判断して量子化精度を切り替えるなど、画像の意味(又は内容の重要性)に応じた圧縮を行う。特徴量データはサーバでの再度の圧縮時の動きベクトル予測の精度及び効率向上に特に有効である。また、端末でVLC(可変長符号化)などの簡易的な符号化を行い、サーバでCABAC(コンテキスト適応型二値算術符号化方式)など処理負荷の大きな符号化を行ってもよい。 As another example, a camera ex113 or the like extracts features from an image, compresses the data related to the features as metadata, and transmits it to the server. The server performs compression according to the meaning of the image (or the importance of the content), for example by determining the importance of an object from the features and switching the quantization precision accordingly. The feature data is particularly effective in improving the accuracy and efficiency of motion vector prediction when the server re-compresses. Alternatively, the terminal may perform simple encoding such as VLC (variable length coding), and the server may perform encoding with a higher processing load such as CABAC (context-adaptive binary arithmetic coding).
さらに他の例として、スタジアム、ショッピングモール、又は工場などにおいては、複数の端末によりほぼ同一のシーンが撮影された複数の映像データが存在する場合がある。この場合には、撮影を行った複数の端末と、必要に応じて撮影をしていない他の端末及びサーバを用いて、例えばGOP(Group of Picture)単位、ピクチャ単位、又はピクチャを分割したタイル単位などで符号化処理をそれぞれ割り当てて分散処理を行う。これにより、遅延を減らし、よりリアルタイム性を実現できる。 As another example, in stadiums, shopping malls, factories, etc., there may be multiple pieces of video data that have been shot using multiple devices, each capturing nearly the same scene. In this case, the multiple devices that shot the footage, and, as necessary, other devices and servers that did not shoot the footage, are used to perform distributed processing, assigning encoding processes to each device, for example, on a GOP (Group of Picture) basis, a picture basis, or a tile basis into which a picture is divided. This reduces delays and enables greater real-time performance.
複数の映像データはほぼ同一シーンであるため、各端末で撮影された映像データを互いに参照し合えるように、サーバで管理及び/又は指示をしてもよい。また、各端末からの符号化済みデータを、サーバが受信し複数のデータ間で参照関係を変更、又はピクチャ自体を補正或いは差し替えて符号化しなおしてもよい。これにより、一つ一つのデータの質と効率を高めたストリームを生成できる。 Since the multiple video data are of nearly the same scene, the server may manage and/or instruct the video data shot on each terminal to be mutually referenced. The server may also receive encoded data from each terminal and change the reference relationships between the multiple data, or correct or replace the pictures themselves and re-encode them. This allows for the generation of a stream that improves the quality and efficiency of each piece of data.
さらに、サーバは、映像データの符号化方式を変更するトランスコードを行ったうえで映像データを配信してもよい。例えば、サーバは、MPEG系の符号化方式をVP系(例えばVP9)に変換してもよいし、H.264をH.265に変換してもよい。 Furthermore, the server may perform transcoding to change the encoding method of the video data before distributing it. For example, the server may convert an MPEG-based encoding method to a VP-based encoding method (e.g., VP9), or convert H.264 to H.265.
このように、符号化処理は、端末、又は1以上のサーバにより行うことが可能である。よって、以下では、処理を行う主体として「サーバ」又は「端末」等の記載を用いるが、サーバで行われる処理の一部又は全てが端末で行われてもよいし、端末で行われる処理の一部又は全てがサーバで行われてもよい。また、これらに関しては、復号処理についても同様である。 In this way, the encoding process can be performed by a terminal or one or more servers. Therefore, although the following uses terms such as "server" or "terminal" to refer to the entity performing the processing, some or all of the processing performed by a server may be performed by a terminal, and some or all of the processing performed by a terminal may be performed by a server. The same applies to the decoding process.
[3D、マルチアングル]
互いにほぼ同期した複数のカメラex113及び/又はスマートフォンex115などの端末により撮影された異なるシーン、又は、同一シーンを異なるアングルから撮影した画像或いは映像を統合して利用することが増えてきている。各端末で撮影した映像は、別途取得した端末間の相対的な位置関係、又は、映像に含まれる特徴点が一致する領域などに基づいて統合される。
[3D, multi-angle]
There has been an increase in the use of images or videos of different scenes or the same scene taken from different angles by multiple devices such as cameras ex113 and/or smartphones ex115 that are approximately synchronized with each other. The videos taken by each device are integrated based on the relative positional relationship between the devices obtained separately, or on areas where feature points included in the videos match.
サーバは、2次元の動画像を符号化するだけでなく、動画像のシーン解析などに基づいて自動的に、又は、ユーザが指定した時刻において、静止画を符号化し、受信端末に送信してもよい。サーバは、さらに、撮影端末間の相対的な位置関係を取得できる場合には、2次元の動画像だけでなく、同一シーンが異なるアングルから撮影された映像に基づき、当該シーンの3次元形状を生成できる。サーバは、ポイントクラウドなどにより生成した3次元のデータを別途符号化してもよいし、3次元データを用いて人物又はオブジェクトを認識或いは追跡した結果に基づいて、受信端末に送信する映像を、複数の端末で撮影した映像から、選択、又は、再構成して生成してもよい。 In addition to encoding two-dimensional video, the server may also encode still images automatically or at a time specified by the user based on scene analysis of the video and transmit them to the receiving terminal. Furthermore, if the server can obtain the relative positional relationship between the capturing terminals, it can generate a three-dimensional shape of the scene based not only on two-dimensional video, but also on video of the same scene captured from different angles. The server may separately encode three-dimensional data generated using point clouds, or may select or reconstruct video to be transmitted to the receiving terminal from video captured by multiple terminals based on the results of recognizing or tracking people or objects using the three-dimensional data.
このようにして、ユーザは、各撮影端末に対応する各映像を任意に選択してシーンを楽しむこともできるし、複数画像又は映像を用いて再構成された3次元データから選択視点の映像を切り出したコンテンツを楽しむこともできる。さらに、映像と共に、音も複数の相異なるアングルから収音され、サーバは、特定のアングル又は空間からの音を対応する映像と多重化して、多重化された映像と音とを送信してもよい。 In this way, users can enjoy scenes by selecting the images corresponding to each camera device, or they can enjoy content in which an image from a selected viewpoint is extracted from 3D data reconstructed using multiple images or images. Furthermore, along with the images, sound can also be collected from multiple different angles, and the server can multiplex the sound from a specific angle or space with the corresponding image and transmit the multiplexed image and sound.
また、近年ではVirtual Reality(VR)及びAugmented Reality(AR)など、現実世界と仮想世界とを対応付けたコンテンツも普及してきている。VRの画像の場合、サーバは、右目用及び左目用の視点画像をそれぞれ作成し、Multi-View Coding(MVC)などにより各視点映像間で参照を許容する符号化を行ってもよいし、互いに参照せずに別ストリームとして符号化してもよい。別ストリームの復号時には、ユーザの視点に応じて仮想的な3次元空間が再現されるように互いに同期させて再生するとよい。 In recent years, content that links the real world with a virtual world, such as Virtual Reality (VR) and Augmented Reality (AR), has also become popular. In the case of VR images, the server creates separate viewpoint images for the right and left eyes, and may encode them using techniques such as Multi-View Coding (MVC) to allow reference between each viewpoint, or they may be encoded as separate streams without mutual reference. When decoding the separate streams, they should be played back in sync with each other so that a virtual three-dimensional space is recreated according to the user's viewpoint.
ARの画像の場合には、サーバは、現実空間のカメラ情報に、仮想空間上の仮想物体情報を、3次元的位置又はユーザの視点の動きに基づいて重畳する。復号装置は、仮想物体情報及び3次元データを取得又は保持し、ユーザの視点の動きに応じて2次元画像を生成し、スムーズにつなげることで重畳データを作成してもよい。または、復号装置は仮想物体情報の依頼に加えてユーザの視点の動きをサーバに送信してもよい。サーバは、サーバに保持される3次元データから受信した視点の動きに合わせて重畳データを作成し、重畳データを符号化して復号装置に配信してもよい。なお、重畳データは、RGB以外に透過度を示すα値を有し、サーバは、3次元データから作成されたオブジェクト以外の部分のα値が0などに設定し、当該部分が透過する状態で、符号化してもよい。もしくは、サーバは、クロマキーのように所定の値のRGB値を背景に設定し、オブジェクト以外の部分は背景色にしたデータを生成してもよい。 In the case of AR images, the server superimposes virtual object information in virtual space onto camera information in real space based on the 3D position or movement of the user's viewpoint. The decoding device may acquire or store virtual object information and 3D data, generate a 2D image according to the user's viewpoint movement, and smoothly connect the images to create superimposed data. Alternatively, the decoding device may send the user's viewpoint movement to the server in addition to a request for virtual object information. The server may create superimposed data based on the viewpoint movement received from the 3D data stored on the server, encode the superimposed data, and distribute it to the decoding device. Note that the superimposed data also has an α value indicating transparency in addition to RGB. The server may set the α value of parts other than objects created from the 3D data to 0, for example, to encode the parts in a transparent state. Alternatively, the server may generate data by setting a predetermined RGB value to the background, like a chromakey, and using the background color for parts other than the objects.
同様に配信されたデータの復号処理はクライアントである各端末で行っても、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、ある端末が、一旦サーバに受信リクエストを送り、そのリクエストに応じたコンテンツを他の端末で受信し復号処理を行い、ディスプレイを有する装置に復号済みの信号が送信されてもよい。通信可能な端末自体の性能によらず処理を分散して適切なコンテンツを選択することで画質のよいデータを再生することができる。また、他の例として大きなサイズの画像データをTV等で受信しつつ、鑑賞者の個人端末にピクチャが分割されたタイルなど一部の領域が復号されて表示されてもよい。これにより、全体像を共有化しつつ、自身の担当分野又はより詳細に確認したい領域を手元で確認することができる。 Similarly, the decoding of distributed data may be performed by each client terminal, by the server, or by a shared process. As an example, one terminal may first send a reception request to the server, and then other terminals may receive and decode the content corresponding to that request, and then send the decoded signal to a device with a display. By distributing the processing and selecting appropriate content regardless of the performance of the communication terminals themselves, it is possible to play back data with high image quality. As another example, large-sized image data may be received on a TV or the like, and only a portion of the picture, such as tiles into which the picture is divided, may be decoded and displayed on the viewer's personal device. This allows the viewer to share the overall picture while checking their own area of responsibility or areas they wish to view in more detail at their fingertips.
屋内外の近距離、中距離、又は長距離の無線通信が複数使用可能な状況下で、MPEG-DASH(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)などの配信システム規格を利用して、シームレスにコンテンツを受信することが可能かもしれない。ユーザは、ユーザの端末、屋内外に配置されたディスプレイなどの復号装置又は表示装置を自由に選択しながらリアルタイムで切り替えてもよい。また、自身の位置情報などを用いて、復号する端末及び表示する端末を切り替えながら復号を行うことができる。これにより、ユーザが目的地へ移動している間に、表示可能なデバイスが埋め込まれた隣の建物の壁面又は地面の一部に情報をマップ及び表示することが可能になる。また、符号化データが受信端末から短時間でアクセスできるサーバにキャッシュされている、又は、コンテンツ・デリバリー・サービスにおけるエッジサーバにコピーされている、などの、ネットワーク上での符号化データへのアクセス容易性に基づいて、受信データのビットレートを切り替えることも可能である。 In situations where multiple short-, medium-, or long-range wireless communications are available indoors or outdoors, it may be possible to receive content seamlessly using distribution system standards such as MPEG-DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP). Users may freely select and switch in real time between decoding and display devices, such as their own terminals and indoor or outdoor displays. Decoding can also be performed by switching between decoding and display devices using information such as the user's location. This makes it possible to map and display information on a part of the wall or ground of a neighboring building with an embedded display device while the user is traveling to their destination. It is also possible to switch the bit rate of received data based on the ease of access to the encoded data on the network, such as if the encoded data is cached on a server that can be quickly accessed from the receiving terminal or copied to an edge server in a content delivery service.
[Webページの最適化]
図111は、コンピュータex111等におけるwebページの表示画面例を示す図である。図112は、スマートフォンex115等におけるwebページの表示画面例を示す図である。図111及び図112に示すようにwebページが、画像コンテンツへのリンクであるリンク画像を複数含む場合があり、閲覧するデバイスによってその見え方は異なる。画面上に複数のリンク画像が見える場合には、ユーザが明示的にリンク画像を選択するまで、又は画面の中央付近にリンク画像が近付く或いはリンク画像の全体が画面内に入るまで、表示装置(復号装置)は、リンク画像として各コンテンツが有する静止画又はIピクチャを表示してもよいし、複数の静止画又はIピクチャ等でgifアニメのような映像を表示してもよいし、ベースレイヤのみを受信し、映像を復号及び表示してもよい。
[Web page optimization]
FIG. 111 is a diagram showing an example of a display screen of a web page on a computer ex111 or the like. FIG. 112 is a diagram showing an example of a display screen of a web page on a smartphone ex115 or the like. As shown in FIGS. 111 and 112 , a web page may include multiple link images that are links to image content, and the appearance of the link images may differ depending on the device used to view the page. When multiple link images are visible on the screen, the display device (decoding device) may display a still image or I-picture contained in each content as a link image until the user explicitly selects the link image, or until the link image approaches the center of the screen or the entire link image is within the screen. The display device (decoding device) may also display a video such as a GIF animation using multiple still images or I-pictures, or may receive only the base layer and decode and display the video.
ユーザによりリンク画像が選択された場合、表示装置は、ベースレイヤを最優先にしつつ復号を行う。なお、webページを構成するHTML(HyperText Markup Language)にスケーラブルなコンテンツであることを示す情報があれば、表示装置は、エンハンスメントレイヤまで復号してもよい。さらに、リアルタイム性を担保するために、選択される前又は通信帯域が非常に厳しい場合には、表示装置は、前方参照のピクチャ(Iピクチャ、Pピクチャ、前方参照のみのBピクチャ)のみを復号及び表示することで、先頭ピクチャの復号時刻と表示時刻との間の遅延(コンテンツの復号開始から表示開始までの遅延)を低減できる。またさらに、表示装置は、ピクチャの参照関係を敢えて無視して、全てのBピクチャ及びPピクチャを前方参照にして粗く復号し、時間が経ち受信したピクチャが増えるにつれて正常の復号を行ってもよい。 When a link image is selected by the user, the display device performs decoding while prioritizing the base layer. Note that if the HTML (HyperText Markup Language) that makes up the web page contains information indicating that the content is scalable, the display device may also decode up to the enhancement layer. Furthermore, to ensure real-time performance, before selection or when communication bandwidth is very limited, the display device may decode and display only forward-referenced pictures (I pictures, P pictures, and forward-reference-only B pictures), thereby reducing the delay between the decoding time of the first picture and the display time (the delay from the start of content decoding to the start of display). Furthermore, the display device may intentionally ignore picture reference relationships and roughly decode all B and P pictures using forward reference, and then perform normal decoding as more pictures are received over time.
[自動走行]
また、車の自動走行又は走行支援のため2次元又は3次元の地図情報などのような静止画又は映像データを送受信する場合、受信端末は、1以上のレイヤに属する画像データに加えて、メタ情報として天候又は工事の情報なども受信し、これらを対応付けて復号してもよい。なお、メタ情報は、レイヤに属してもよいし、単に画像データと多重化されてもよい。
[Autonomous Driving]
Furthermore, when transmitting and receiving still image or video data such as two-dimensional or three-dimensional map information for automatic vehicle driving or driving assistance, the receiving terminal may receive weather or construction information as meta information in addition to image data belonging to one or more layers, and may associate and decode these. Note that the meta information may belong to a layer, or may simply be multiplexed with the image data.
この場合、受信端末を含む車、ドローン又は飛行機などが移動するため、受信端末は、当該受信端末の位置情報を送信することで、基地局ex106~ex110を切り替えながらシームレスな受信及び復号の実行を実現できる。また、受信端末は、ユーザの選択、ユーザの状況及び/又は通信帯域の状態に応じて、メタ情報をどの程度受信するか、又は地図情報をどの程度更新していくかを動的に切り替えることが可能になる。 In this case, as the receiving terminal, including the vehicle, drone, or airplane, moves, the receiving terminal transmits its location information, enabling seamless reception and decoding while switching between base stations ex106-ex110. Furthermore, the receiving terminal can dynamically switch how much meta information to receive or how much to update map information, depending on the user's selection, user situation, and/or communication bandwidth conditions.
コンテンツ供給システムex100では、ユーザが送信した符号化された情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号し、再生することができる。 In the content supply system ex100, the client can receive, decode, and play back encoded information sent by the user in real time.
[個人コンテンツの配信]
また、コンテンツ供給システムex100では、映像配信業者による高画質で長時間のコンテンツのみならず、個人による低画質で短時間のコンテンツのユニキャスト、又はマルチキャスト配信が可能である。このような個人のコンテンツは今後も増加していくと考えられる。個人コンテンツをより優れたコンテンツにするために、サーバは、編集処理を行ってから符号化処理を行ってもよい。これは、例えば、以下のような構成を用いて実現できる。
[Personal Content Distribution]
Furthermore, the content supply system ex100 allows not only high-quality, long-duration content from video distribution companies, but also low-quality, short-duration content from individuals via unicast or multicast. It is expected that such personal content will continue to increase in the future. To improve the quality of personal content, the server may perform editing before encoding. This can be achieved, for example, using the following configuration.
撮影時にリアルタイム又は蓄積して撮影後に、サーバは、原画データ又は符号化済みデータから撮影エラー、シーン探索、意味の解析、及びオブジェクト検出などの認識処理を行う。そして、サーバは、認識結果に基づいて手動又は自動で、ピントずれ又は手ブレなどを補正したり、明度が他のピクチャに比べて低い又は焦点が合っていないシーンなどの重要性の低いシーンを削除したり、オブジェクトのエッジを強調したり、色合いを変化させるなどの編集を行う。サーバは、編集結果に基づいて編集後のデータを符号化する。また撮影時刻が長すぎると視聴率が下がることも知られており、サーバは、撮影時間に応じて特定の時間範囲内のコンテンツになるように上記のように重要性が低いシーンのみならず動きが少ないシーンなどを、画像処理結果に基づき自動でクリップしてもよい。または、サーバは、シーンの意味解析の結果に基づいてダイジェストを生成して符号化してもよい。 During shooting, either in real time or after accumulating the footage, the server performs recognition processing such as detecting shooting errors, scene search, semantic analysis, and object detection from the original image data or encoded data. Based on the recognition results, the server then manually or automatically corrects for out-of-focus or camera shake, deletes less important scenes such as those that are lower in brightness or out of focus compared to other pictures, emphasizes object edges, or changes color. The server then encodes the edited data based on the editing results. It is also known that viewing rates decrease if the shooting time is too long. Therefore, the server may automatically clip not only less important scenes as described above, but also scenes with little movement, based on the image processing results, so that the content falls within a specific time range depending on the shooting time. Alternatively, the server may generate and encode a digest based on the results of the scene's semantic analysis.
個人コンテンツには、そのままでは著作権、著作者人格権、又は肖像権等の侵害となるものが写り込んでいるケースもあり、共有する範囲が意図した範囲を超えてしまうなど個人にとって不都合な場合もある。よって、例えば、サーバは、画面の周辺部の人の顔、又は家の中などを敢えて焦点が合わない画像に変更して符号化してもよい。さらに、サーバは、符号化対象画像内に、予め登録した人物とは異なる人物の顔が映っているかどうかを認識し、映っている場合には、顔の部分にモザイクをかけるなどの処理を行ってもよい。または、符号化の前処理又は後処理として、著作権などの観点からユーザが画像を加工したい人物又は背景領域を指定してもよい。サーバは、指定された領域を別の映像に置き換える、又は焦点をぼかすなどの処理を行ってもよい。人物であれば、動画像において人物をトラッキングして、人物の顔の部分の映像を置き換えることができる。 In some cases, personal content may contain content that infringes copyright, moral rights, or portrait rights, or may be inconvenient for individuals, such as extending the scope of sharing beyond the intended scope. Therefore, for example, the server may deliberately change the image to defocus, such as the faces of people on the periphery of the screen or the interior of a house, before encoding. Furthermore, the server may recognize whether the image to be encoded contains the face of a person other than a pre-registered person, and if so, perform processing such as blurring the face. Alternatively, as pre- or post-processing before encoding, the user may specify a person or background area they wish to modify in the image for copyright or other reasons. The server may then replace the specified area with another image or blur the focus. If the image contains a person, the server can track the person in the video and replace the image of the person's face.
データ量の小さい個人コンテンツの視聴はリアルタイム性の要求が強いため、帯域幅にもよるが、復号装置は、まずベースレイヤを最優先で受信して復号及び再生を行う。復号装置は、この間にエンハンスメントレイヤを受信し、再生がループされる場合など2回以上再生される場合に、エンハンスメントレイヤも含めて高画質の映像を再生してもよい。このようにスケーラブルな符号化が行われているストリームであれば、未選択時又は見始めた段階では粗い動画だが、徐々にストリームがスマートになり画像がよくなるような体験を提供することができる。スケーラブル符号化以外にも、1回目に再生される粗いストリームと、1回目の動画を参照して符号化される2回目のストリームとが1つのストリームとして構成されていても同様の体験を提供できる。 Because viewing personal content with small data volumes requires real-time performance, the decoding device will first receive the base layer as a top priority, and then decode and play it, depending on the bandwidth. The decoding device may also receive the enhancement layer during this time, and if the content is played more than once, such as when playback is looped, it may play high-quality video including the enhancement layer. Streams that have been scalably encoded in this way provide an experience in which the video appears rough when not selected or when viewing begins, but the stream gradually becomes smarter and the image quality improves. In addition to scalable encoding, a similar experience can be provided if a coarse stream played the first time and a second stream encoded with reference to the first video are configured as a single stream.
[その他の実施応用例]
また、これらの符号化又は復号処理は、一般的に各端末が有するLSIex500において処理される。LSI(large scale integration circuitry)ex500(図110参照)は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化又は復号用のソフトウェアをコンピュータex111等で読み取り可能な何らかの記録メディア(CD-ROM、フレキシブルディスク、又はハードディスクなど)に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化又は復号処理を行ってもよい。さらに、スマートフォンex115がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データはスマートフォンex115が有するLSIex500で符号化処理されたデータである。
[Other practical application examples]
Furthermore, these encoding and decoding processes are generally performed by the LSIex500 possessed by each terminal. The LSI (large scale integration circuitry) ex500 (see FIG. 110) may be a single-chip or multi-chip configuration. Furthermore, video encoding or decoding software may be embedded in some kind of recording medium (such as a CD-ROM, flexible disk, or hard disk) readable by the computer ex111, and the encoding or decoding process may be performed using that software. Furthermore, if the smartphone ex115 is equipped with a camera, video data captured by the camera may be transmitted. This video data is data encoded and processed by the LSIex500 possessed by the smartphone ex115.
なお、LSIex500は、アプリケーションソフトをダウンロードしてアクティベートする構成であってもよい。この場合、端末は、まず、当該端末がコンテンツの符号化方式に対応しているか、又は、特定サービスの実行能力を有するかを判定する。端末がコンテンツの符号化方式に対応していない場合、又は、特定サービスの実行能力を有さない場合、端末は、コーデック又はアプリケーションソフトをダウンロードし、その後、コンテンツ取得及び再生する。 The LSIex500 may also be configured to download and activate application software. In this case, the terminal first determines whether it supports the content encoding method or has the capability to execute a specific service. If the terminal does not support the content encoding method or does not have the capability to execute a specific service, the terminal downloads the codec or application software, and then acquires and plays the content.
また、インターネットex101を介したコンテンツ供給システムex100に限らず、デジタル放送用システムにも上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置(画像符号化装置)又は動画像復号化装置(画像復号装置)のいずれかを組み込むことができる。衛星などを利用して放送用の電波に映像と音が多重化された多重化データを載せて送受信するため、コンテンツ供給システムex100のユニキャストがし易い構成に対してマルチキャスト向きであるという違いがあるが符号化処理及び復号処理に関しては同様の応用が可能である。 Furthermore, at least one of the video encoding device (image encoding device) or video decoding device (image decoding device) of each of the above embodiments can be incorporated into a digital broadcasting system, not just a content supply system ex100 via the Internet ex101. Since multiplexed data in which video and audio are multiplexed is transmitted and received over broadcast radio waves using a satellite or the like, the difference is that the content supply system ex100 is more suited to multicast than the unicast configuration of the content supply system ex100, but similar applications are possible with regard to encoding and decoding processes.
[ハードウェア構成]
図113は、図110に示されたスマートフォンex115のさらに詳細を示す図である。また、図114は、スマートフォンex115の構成例を示す図である。スマートフォンex115は、基地局ex110との間で電波を送受信するためのアンテナex450と、映像及び静止画を撮ることが可能なカメラ部ex465と、カメラ部ex465で撮像した映像、及びアンテナex450で受信した映像等が復号されたデータを表示する表示部ex458とを備える。スマートフォンex115は、さらに、タッチパネル等である操作部ex466と、音声又は音響を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex457と、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex456と、撮影した映像或いは静止画、録音した音声、受信した映像或いは静止画、メール等の符号化されたデータ、又は、復号化されたデータを保存可能なメモリ部ex467と、ユーザを特定し、ネットワークをはじめ各種データへのアクセスの認証をするためのSIM(Subscriber Identity Module)ex468とのインタフェース部であるスロット部ex464とを備える。なお、メモリ部ex467の代わりに外付けメモリが用いられてもよい。
[Hardware configuration]
Fig. 113 is a diagram showing further details of the smartphone ex115 shown in Fig. 110. Fig. 114 is a diagram showing an example configuration of the smartphone ex115. The smartphone ex115 includes an antenna ex450 for transmitting and receiving radio waves to and from the base station ex110, a camera unit ex465 capable of capturing video and still images, and a display unit ex458 for displaying video captured by the camera unit ex465 and decoded data of the video and the like received by the antenna ex450. The smartphone ex115 further includes an operation unit ex466 such as a touch panel, an audio output unit ex457 such as a speaker for outputting voice or sound, an audio input unit ex456 such as a microphone for inputting voice, a memory unit ex467 capable of storing captured video or still images, recorded voice, received video or still images, encoded data such as email, or decoded data, and a slot unit ex464 that is an interface with a SIM (Subscriber Identity Module) ex468 for identifying a user and authenticating access to various data including the network. Note that an external memory may be used instead of the memory unit ex467.
表示部ex458及び操作部ex466等を統括的に制御する主制御部ex460と、電源回路部ex461、操作入力制御部ex462、映像信号処理部ex455、カメラインタフェース部ex463、ディスプレイ制御部ex459、変調/復調部ex452、多重/分離部ex453、音声信号処理部ex454、スロット部ex464、及びメモリ部ex467とが同期バスex470を介して接続されている。 The main control unit ex460, which provides overall control of the display unit ex458 and operation unit ex466, etc., is connected to the power supply circuit unit ex461, operation input control unit ex462, video signal processing unit ex455, camera interface unit ex463, display control unit ex459, modulation/demodulation unit ex452, multiplexing/separation unit ex453, audio signal processing unit ex454, slot unit ex464, and memory unit ex467 via a synchronization bus ex470.
電源回路部ex461は、ユーザの操作により電源キーがオン状態にされると、スマートフォンex115を動作可能な状態に起動し、バッテリパックから各部に対して電力を供給する。 When the power key is turned on by the user, the power supply circuit unit ex461 starts up the smartphone ex115 into an operational state and supplies power to each component from the battery pack.
スマートフォンex115は、CPU、ROM及びRAM等を有する主制御部ex460の制御に基づいて、通話及データ通信等の処理を行う。通話時は、音声入力部ex456で収音した音声信号を音声信号処理部ex454でデジタル音声信号に変換し、変調/復調部ex452でスペクトラム拡散処理を施し、送信/受信部ex451でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施し、その結果の信号を、アンテナex450を介して送信する。また受信データを増幅して周波数変換処理及びアナログデジタル変換処理を施し、変調/復調部ex452でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex454でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex457から出力する。データ通信モード時は、本体部の操作部ex466等の操作に基づいてテキスト、静止画、又は映像データが操作入力制御部ex462を介して主制御部ex460に送出される。同様の送受信処理が行われる。データ通信モード時に映像、静止画、又は映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex455は、メモリ部ex467に保存されている映像信号又はカメラ部ex465から入力された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し、符号化された映像データを多重/分離部ex453に送出する。音声信号処理部ex454は、映像又は静止画をカメラ部ex465で撮像中に音声入力部ex456で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重/分離部ex453に送出する。多重/分離部ex453は、符号化済み映像データと符号化済み音声データを所定の方式で多重化し、変調/復調部(変調/復調回路部)ex452、及び送信/受信部ex451で変調処理及び変換処理を施してアンテナex450を介して送信する。 The smartphone ex115 processes calls, data communications, and other communications under the control of the main control unit ex460, which includes a CPU, ROM, RAM, and other components. During calls, the audio signal collected by the audio input unit ex456 is converted to a digital audio signal by the audio signal processing unit ex454, subjected to spectrum spread processing by the modulation/demodulation unit ex452, and subjected to digital-to-analog conversion and frequency conversion processing by the transmission/reception unit ex451. The resulting signal is transmitted via the antenna ex450. The received data is also amplified and subjected to frequency conversion and analog-to-digital conversion processing, subjected to spectrum despread processing by the modulation/demodulation unit ex452, and converted to an analog audio signal by the audio signal processing unit ex454, which is then output from the audio output unit ex457. During data communication mode, text, still images, or video data is sent to the main control unit ex460 via the operation input control unit ex462 based on operations on the main unit's operation unit ex466, etc. Similar transmission and reception processing is performed. When transmitting video, still images, or video and audio in data communication mode, the video signal processing unit ex455 compresses and encodes the video signal stored in the memory unit ex467 or the video signal input from the camera unit ex465 using the video encoding method described in each of the above embodiments, and sends the encoded video data to the multiplexing/demultiplexing unit ex453. The audio signal processing unit ex454 encodes the audio signal picked up by the audio input unit ex456 while the camera unit ex465 is capturing video or still images, and sends the encoded audio data to the multiplexing/demultiplexing unit ex453. The multiplexing/demultiplexing unit ex453 multiplexes the encoded video data and encoded audio data using a predetermined method, and the modulation/demodulation unit (modulation/demodulation circuit unit) ex452 and the transmission/reception unit ex451 perform modulation and conversion processing on the multiplexed video data and audio data before transmitting it via the antenna ex450.
電子メール又はチャットに添付された映像、又はウェブページにリンクされた映像を受信した場合等において、アンテナex450を介して受信された多重化データを復号するために、多重/分離部ex453は、多重化データを分離することにより、多重化データを映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex470を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex455に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex454に供給する。映像信号処理部ex455は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって映像信号を復号し、ディスプレイ制御部ex459を介して表示部ex458から、リンクされた動画像ファイルに含まれる映像又は静止画が表示される。音声信号処理部ex454は、音声信号を復号し、音声出力部ex457から音声が出力される。リアルタイムストリーミングがますます普及しだしているため、ユーザの状況によっては音声の再生が社会的にふさわしくないこともあり得る。そのため、初期値としては、音声信号は再生せず映像データのみを再生する構成の方が望ましく、ユーザが映像データをクリックするなど操作を行った場合にのみ音声を同期して再生してもよい。 When receiving video attached to an email or chat, or video linked to a web page, for example, the multiplexed data received via the antenna ex450 is decoded by the multiplexing/separation unit ex453, which separates the multiplexed data into a video data bitstream and an audio data bitstream. The multiplexing/separation unit ex453 then supplies the encoded video data to the video signal processing unit ex455 via the synchronization bus ex470, and supplies the encoded audio data to the audio signal processing unit ex454. The video signal processing unit ex455 decodes the video signal using a video decoding method corresponding to the video encoding method described in each of the above embodiments, and the video or still image contained in the linked video file is displayed on the display unit ex458 via the display control unit ex459. The audio signal processing unit ex454 decodes the audio signal, and audio is output from the audio output unit ex457. As real-time streaming becomes increasingly common, audio playback may be socially inappropriate depending on the user's circumstances. Therefore, it is preferable to initially configure the system to play only the video data without playing the audio signal, and to play the audio in sync only when the user performs an operation such as clicking on the video data.
またここではスマートフォンex115を例に説明したが、端末としては符号化器及び復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみを有する送信端末、及び、復号化器のみを有する受信端末という3通りの他の実装形式が考えられる。デジタル放送用システムにおいて、映像データに音声データが多重化された多重化データを受信又は送信するとして説明した。ただし、多重化データには、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されてもよい。また、多重化データではなく映像データ自体が受信又は送信されてもよい。 Although the smartphone ex115 has been used as an example here, three other implementation formats are possible: a transmitting/receiving terminal with both an encoder and a decoder, a transmitting terminal with only an encoder, and a receiving terminal with only a decoder. In the digital broadcasting system, multiplexed data in which audio data is multiplexed onto video data is received or transmitted. However, in addition to audio data, text data related to the video may also be multiplexed into the multiplexed data. Furthermore, video data itself may be received or transmitted instead of multiplexed data.
なお、CPUを含む主制御部ex460が符号化又は復号処理を制御するとして説明したが、種々の端末はGPU(Graphics Processing Unit)を備えることも多い。よって、CPUとGPUで共通化されたメモリ、又は共通に使用できるようにアドレスが管理されているメモリにより、GPUの性能を活かして広い領域を一括して処理する構成でもよい。これにより符号化時間を短縮でき、リアルタイム性を確保し、低遅延を実現できる。特に動き探索、デブロックフィルタ、SAO(Sample Adaptive Offset)、及び変換・量子化の処理を、CPUではなく、GPUでピクチャなどの単位で一括して行うと効率的である。 Although the main control unit ex460, which includes a CPU, has been described as controlling the encoding or decoding process, various terminals often also include a GPU (Graphics Processing Unit). Therefore, a configuration is possible in which a memory shared by the CPU and GPU, or a memory whose addresses are managed for common use, is used to take advantage of the GPU's performance and process a large area in one go. This shortens the encoding time, ensures real-time performance, and achieves low latency. It is particularly efficient to perform motion estimation, deblocking filtering, SAO (Sample Adaptive Offset), and transformation/quantization processes in one go, such as by picture, on the GPU rather than the CPU.
本開示は、例えば、テレビジョン受像機、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、テレビ会議システム、又は、電子ミラー等に利用可能である。 This disclosure can be used, for example, in television receivers, digital video recorders, car navigation systems, mobile phones, digital cameras, digital video cameras, video conferencing systems, or electronic mirrors.
100 符号化装置
102 分割部
102a ブロック分割決定部
104 減算部
106 変換部
108 量子化部
108a 差分量子化パラメータ生成部
108b、204b 予測量子化パラメータ生成部
108c、204a 量子化パラメータ生成部
108d、204d 量子化パラメータ記憶部
108e 量子化処理部
110 エントロピー符号化部
110a 二値化部
110b、202b コンテキスト制御部
110c 二値算術符号化部
112、204 逆量子化部
114、206 逆変換部
116、208 加算部
118、210 ブロックメモリ
120、212 ループフィルタ部
120a、212a デブロッキング・フィルタ処理部
120b、212b SAO処理部
120c、212c ALF処理部
122、214 フレームメモリ
124、216 イントラ予測部
126、218 インター予測部
126a、a2、b2 メモリ
126b 補間画像導出部
126c 勾配画像導出部
126d オプティカルフロー導出部
126e 補正値導出部
126f 予測画像補正部
128、220 予測制御部
130、222 予測パラメータ生成部
200 復号装置
202 エントロピー復号部
202a 二値算術復号部
202c 多値化部
204e 逆量子化処理部
224 分割決定部
1201 境界判定部
1202、1204、1206 スイッチ
1203 フィルタ判定部
1205 フィルタ処理部
1207 フィルタ特性決定部
1208 処理判定部
a1、b1 プロセッサ
100 Encoding device 102 Division unit 102a Block division determination unit 104 Subtraction unit 106 Transformation unit 108 Quantization unit 108a Differential quantization parameter generation unit 108b, 204b Predicted quantization parameter generation unit 108c, 204a Quantization parameter generation unit 108d, 204d Quantization parameter storage unit 108e Quantization processing unit 110 Entropy coding unit 110a Binarization unit 110b, 202b Context control unit 110c Binary arithmetic coding unit 112, 204 Inverse quantization unit 114, 206 Inverse transformation unit 116, 208 Addition unit 118, 210 Block memory 120, 212 Loop filter unit 120a, 212a Deblocking filter processing unit 120b, 212b SAO processing unit 120c, 212c ALF processing unit 122, 214 Frame memory 124, 216 Intra prediction unit 126, 218 Inter prediction unit 126a, a2, b2 Memory 126b Interpolated image derivation unit 126c Gradient image derivation unit 126d Optical flow derivation unit 126e Correction value derivation unit 126f Prediction image correction unit 128, 220 Prediction control unit 130, 222 Prediction parameter generation unit 200 Decoding device 202 Entropy decoding unit 202a Binary arithmetic decoding unit 202c Multi-value conversion unit 204e Inverse quantization processing unit 224 Partition determination unit 1201 Boundary determination unit 1202, 1204, 1206 Switch 1203 Filter determination unit 1205 Filter processing unit 1207 Filter characteristic determination unit 1208 Processing determination unit a1, b1 Processor
Claims (4)
前記回路に接続されたメモリとを備え、
前記回路は、動作において、
動画像に含まれるピクチャを垂直方向に複数の矩形スライスに分割し、
前記複数の矩形スライスを符号化して符号化データを生成し、
前記符号化データを送信し、
前記複数の矩形スライスは、所定のライン数の第1のスライスと前記第1のスライスよりもライン数が少ない第2のスライスとを含み、
前記ピクチャには、前記第1のスライスと前記第2のスライスとが交互に配置されており、
前記第2のスライスのうち最も下に配置されるスライスである最下スライスのライン数と、前記第2のスライスのうち前記最下スライス以外のスライスのライン数との差が、前記第1のスライスのライン数と、前記第2のスライスのうち前記最下スライス以外のスライスのライン数との差よりも小さい
送信装置。 The circuit and
a memory connected to the circuit;
The circuit, in operation,
Dividing a picture included in a video into a plurality of rectangular slices in the vertical direction ;
encoding the plurality of rectangular slices to generate encoded data;
transmitting the encoded data;
the plurality of rectangular slices include a first slice having a predetermined number of lines and a second slice having a number of lines less than that of the first slice;
the first slices and the second slices are arranged alternately in the picture;
The difference between the number of lines of a bottom slice, which is the slice arranged at the bottom among the second slices, and the number of lines of the slices other than the bottom slice among the second slices is smaller than the difference between the number of lines of the first slice and the number of lines of the slices other than the bottom slice among the second slices.
Transmitting device.
前記回路に接続されたメモリとを備え、
前記回路は、動作において、
符号化データを受信し、前記符号化データは、動画像に含まれるピクチャを垂直方向に複数の矩形スライスに分割して符号化されており、
前記複数の矩形スライスを復号し、
前記複数の矩形スライスは、所定のライン数の第1のスライスと前記第1のスライスよりもライン数が少ない第2のスライスとを含み、
前記ピクチャには、前記第1のスライスと前記第2のスライスとが交互に配置されており、
前記第2のスライスのうち最も下に配置されるスライスである最下スライスのライン数と、前記第2のスライスのうち前記最下スライス以外のスライスのライン数との差が、前記第1のスライスのライン数と、前記第2のスライスのうち前記最下スライス以外のスライスのライン数との差よりも小さい
受信装置。 The circuit and
a memory connected to the circuit;
The circuit, in operation,
receiving encoded data, the encoded data being encoded by dividing a picture included in a moving image into a plurality of rectangular slices in a vertical direction ;
decoding the plurality of rectangular slices ;
the plurality of rectangular slices include a first slice having a predetermined number of lines and a second slice having a number of lines less than that of the first slice;
the first slices and the second slices are arranged alternately in the picture;
The difference between the number of lines of a bottom slice, which is the slice arranged at the bottom among the second slices, and the number of lines of the slices other than the bottom slice among the second slices is smaller than the difference between the number of lines of the first slice and the number of lines of the slices other than the bottom slice among the second slices.
Receiving device.
前記複数の矩形スライスを符号化して符号化データを生成し、
前記符号化データを送信し、
前記複数の矩形スライスは、所定のライン数の第1のスライスと前記第1のスライスよりもライン数が少ない第2のスライスとを含み、
前記ピクチャには、前記第1のスライスと前記第2のスライスとが交互に配置されており、
前記第2のスライスのうち最も下に配置されるスライスである最下スライスのライン数と、前記第2のスライスのうち前記最下スライス以外のスライスのライン数との差が、前記第1のスライスのライン数と、前記第2のスライスのうち前記最下スライス以外のスライスのライン数との差よりも小さい
送信方法。 Dividing a picture included in a video into a plurality of rectangular slices in the vertical direction ;
encoding the plurality of rectangular slices to generate encoded data;
transmitting the encoded data;
the plurality of rectangular slices include a first slice having a predetermined number of lines and a second slice having a number of lines less than that of the first slice;
the first slices and the second slices are arranged alternately in the picture;
The difference between the number of lines of a bottom slice, which is the slice arranged at the bottom among the second slices, and the number of lines of the slices other than the bottom slice among the second slices is smaller than the difference between the number of lines of the first slice and the number of lines of the slices other than the bottom slice among the second slices.
Sending method.
前記複数の矩形スライスを復号し、
前記複数の矩形スライスは、所定のライン数の第1のスライスと前記第1のスライスよりもライン数が少ない第2のスライスとを含み、
前記ピクチャには、前記第1のスライスと前記第2のスライスとが交互に配置されており、
前記第2のスライスのうち最も下に配置されるスライスである最下スライスのライン数と、前記第2のスライスのうち前記最下スライス以外のスライスのライン数との差が、前記第1のスライスのライン数と、前記第2のスライスのうち前記最下スライス以外のスライスのライン数との差よりも小さい
受信方法。 receiving encoded data, the encoded data being encoded by dividing a picture included in a moving image into a plurality of rectangular slices in a vertical direction ;
decoding the plurality of rectangular slices ;
the plurality of rectangular slices include a first slice having a predetermined number of lines and a second slice having a number of lines less than that of the first slice;
the first slices and the second slices are arranged alternately in the picture;
The difference between the number of lines of a bottom slice, which is the slice arranged at the bottom among the second slices, and the number of lines of the slices other than the bottom slice among the second slices is smaller than the difference between the number of lines of the first slice and the number of lines of the slices other than the bottom slice among the second slices.
Receiving method.
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