JP7825447B2 - 符号化装置、プログラム、及びモデル生成方法 - Google Patents
符号化装置、プログラム、及びモデル生成方法Info
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Description
実施形態に係る符号化装置は、原画像と予測画像との差分を表す残差信号に対して変換処理を行って得られる変換係数に対して量子化を行う量子化部と、前記変換係数のためのシンタックス要素値を当該シンタックス要素値のコンテキスト値を用いてエントロピー符号化するエントロピー符号化部と、を備える。前記量子化部は、量子化前の前記変換係数と、量子化後の前記変換係数と、前記シンタックス要素値及び前記コンテキスト値と、をニューラルネットワークモデルに入力して得られる出力に応じて当該量子化後の前記変換係数を調整することにより、最適量子化後の前記変換係数を出力する。
(1)符号化装置の構成
まず、本実施形態に係る符号化装置の構成について説明する。本実施形態に係る符号化装置は、MPEGに代表される動画像の符号化を行う。図1は、本実施形態に係る符号化装置1の構成を示す図である。符号化装置1は、画像を分割して得たブロック単位で符号化を行う装置である。
次に、本実施形態に係る量子化処理について説明する。
図3は、本実施形態に係る量子化処理の概要を説明するための図である。図3に示すように、本実施形態に係る量子化部122は、RDOQ処理部122Aと、最適化処理部122Bとを有する。
図4は、本実施形態に係るRDOQ処理部122Aの構成例を示す図である。RDOQ処理部122Aは、量子化前の変換係数、具体的には、実数で表されるスケール後変換係数を、丸め処理により整数に変換(量子化)して量子化後の変換係数を出力する。
・last_sig_coeff_x_prefix
・last_sig_coeff_y_prefix
・last_sig_coeff_x_suffix
・last_sig_coeff_y_suffix
・coded_sub_block_flag
・sig_coeff_flag
・coeff_abs_level_greater1_flag
・coeff_abs_level_greater2_flag
・coeff_abs_level_remaining
・coeff_sign_flag
が存在する。
図6は、本実施形態に係る最適化処理部122Bの構成例を示す図である。上述のように、最適化処理部122Bには、DCTやDSTなどの変換処理を施した変換係数に対して量子化パラメータQPから算出されるQstepにより除算した実数で表される量子化前の変換係数と、当該量子化前の変換係数をHEVC方式やVVC方式のテストモデルであるHMやVTMなどで量子化した量子化後の変換係数と、当該量子化を行う際に算出した変換係数用のシンタックス要素値及びコンテキスト値と、が入力される。ここで、量子化前の変換係数及び量子化後の変換係数のそれぞれは、2次元に配列されており、例えば8×8の変換係数からなる形状を有する。最適化処理部122Bは、入力された量子化後の変換係数を最適化する最適量子化を行い、最適量子化後の変換係数を出力する。
図7は、本実施形態に係る最適化処理部122Bの構成の変更例を示す図である。以下では、ニューラルネットワークのモデルとして1次元のニューラルネットワークであるLSTMを用いるものとし、第1に、入力された量子化前の変換係数、量子化後の変換係数、変換係数のシンタックス要素値及びコンテキスト値を2次元から1次元に変換する。エントロピー符号化順序を表す変換係数のスキャン順に応じて2次元から1次元に変換することで、ニューラルネットワークがエントロピー符号化順序を考慮することが可能となる。
図8は、本実施形態に係るニューラルネットワークモデルの一例を示す図である。上述のように、本実施形態に係るニューラルネットワークモデルは、入力が、符号を取り除いた量子化前の変換係数、符号を取り除いた量子化後の変換係数、シンタックス要素値及びコンテキスト値である。これらをニューラルネットワークモデルへ入力すると、量子化後の変換係数に対する-1又は±0の調整値が出力される。
・transform_cofficient: 量子化前の変換係数
・quantized_cofficient: HMのRDOQ処理により量子化した変換係数
・last_sig_coeff_x: 最後の非ゼロとなる係数の位置のx座標
・last_sig_coeff_y: 最後の非ゼロとなる係数の位置のy座標
・coeff_abs_level_remaining: 量子化係数の絶対値から3を減算した値
・last_sig_coeff_x_prefix_ctx: last_sig_coeff_x_prefixのコンテキスト値
・last_sig_coeff_y_prefix_ctx: last_sig_coeff_y_prefixのコンテキスト値
・coded_sub_block_flag: サブブロック内の非ゼロの係数の有無を表すフラグ
・coded_sub_block_flag_ctx: coded_sub_block_flagのコンテキスト値
・sig_coeff_flag: 量子化係数の絶対値が1以上であることを表すフラグ
・sig_coeff_flag_ctx: sig_coeff_flagのコンテキスト値
・coeff_abs_level_greater1_flag: 量子化係数の絶対値が2以上であることを表すフラグ
・coeff_abs_level_greater1_flag_ctx: coeff_abs_level_greater1_flagのコンテキスト値
・coeff_abs_level_greater2_flag: 量子化係数の絶対値が3以上であることを表すフラグ
・coeff_abs_level_greater2_flag_ctx: coeff_abs_level_greater2_flagのコンテキスト値
・coeff_sign_flag: 量子化係数の正負を表すフラグ
・adjustments: RDOQ処理により量子化した変換係数と最適量子化後の変換係数の差分である調整値
である。形状変換部122B4においてシンタックス要素値及びコンテキスト値を変換係数と同一形状に変換しているため、入力はそれぞれバッチサイズ×64×1の形状で表される。
次に、本実施形態に係るモデル生成方法について説明する。本実施形態に係るモデル生成方法は、符号化のための学習済みモデルとして、上述のニューラルネットワークモデルを生成するための方法である。このモデル生成方法は、符号化装置1と異なるコンピュータにより実行されてもよいし、符号化装置1により実行されてもよい。以下において、モデル生成方法を実行する装置をモデル生成方法装置と呼ぶ。図9は、本実施形態に係るモデル生成方法を示す図である。
上述の実施形態において、符号化対象ブロックのサイズ(すなわち、2次元の変換係数のサイズ)が8×8である一例について説明したが、ブロックサイズは8×8に限らず、任意のサイズとしてもよい。また、ブロックの形状(すなわち、2次元の変換係数の形状)は非正方形の形状であってもよい。
100 :ブロック分割部
110 :減算部
120 :変換・量子化部
121 :変換部
122 :量子化部
122A :RDOQ処理部
122A1 :SQ処理部
122A2 :LE処理部
122A3 :AZ処理部
122A4 :LAST処理部
122A5 :SBH処理部
122B :最適化処理部
122B1 :シリアライズ部
122B2 :符号取得部
122B3 :符号除去部
122B4 :形状変換部
122B5 :シリアライズ部
122B6 :調整値取得部
122B7 :調整値適用部
122B8 :デシリアライズ部
130 :エントロピー符号化部
140 :逆変換部
141 :逆量子化部
142 :逆変換部
150 :合成部
160 :メモリ
170 :予測部
Claims (7)
- 原画像と予測画像との差分を表す残差信号に対して変換処理を行って得られる変換係数に対して量子化を行う量子化部と、
前記変換係数のためのシンタックス要素値を当該シンタックス要素値のコンテキスト値を用いてエントロピー符号化するエントロピー符号化部と、を備える符号化装置であって、
前記量子化部は、量子化前の前記変換係数と、量子化後の前記変換係数と、前記シンタックス要素値及び前記コンテキスト値と、をニューラルネットワークモデルに入力して得られる出力に応じて当該量子化後の前記変換係数を調整することにより、最適量子化後の前記変換係数を出力することを特徴とする符号化装置。 - 前記量子化部は、
量子化前の前記変換係数及び量子化後の前記変換係数のいずれかの正負符号を取得する符号取得部と、
量子化前の前記変換係数及び量子化後の前記変換係数のそれぞれの正負符号を除去する符号除去部と、
前記正負符号が除去された量子化前の前記変換係数と、前記正負符号が除去された量子化後の前記変換係数と、前記シンタックス要素値及び前記コンテキスト値と、を前記ニューラルネットワークモデルに入力し、前記ニューラルネットワークモデルから出力される調整値を取得する調整値取得部と、
前記正負符号が除去された量子化後の前記変換係数に対して、前記調整値取得部が取得した前記調整値と、前記符号取得部が取得した正負符号とを適用することにより、前記最適量子化後の変換係数を出力する調整値適用部と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の符号化装置。 - 前記変換係数は、m×n(m、n:1以上の整数)の変換係数からなる2次元の形状を有し、
前記量子化部は、前記シンタックス要素値及び前記コンテキスト値のそれぞれを前記変換係数と同一形状に変換する形状変換部をさらに備え、
前記調整値取得部は、前記形状変換部による変換後の前記シンタックス要素値及び前記コンテキスト値を前記ニューラルネットワークモデルに入力することを特徴とする請求項2に記載の符号化装置。 - 前記エントロピー符号化部は、量子化後の2次元の前記変換係数をスキャン順に応じて1次元に変換したうえでエントロピー符号化を行っており、
前記量子化部は、量子化前の2次元の前記変換係数と、量子化後の2次元の前記変換係数と、2次元の前記シンタックス要素値と、2次元の前記コンテキスト値と、のそれぞれを前記スキャン順に応じて1次元に変換するシリアライズ部をさらに備え、
前記調整値取得部は、量子化前の1次元の前記変換係数と、量子化後の1次元の前記変換係数と、1次元の前記シンタックス要素値と、1次元の前記コンテキスト値と、を前記ニューラルネットワークモデルに入力することを特徴とする請求項3に記載の符号化装置。 - 前記エントロピー符号化部は、予め定められた複数のスキャン順の中から選択されたスキャン順に応じて2次元の量子化後変換係数を1次元に変換し、
前記調整値取得部は、前記複数のスキャン順に対応する複数のニューラルネットワークモデルのうち、前記選択されたスキャン順に対応するニューラルネットワークモデルを特定し、当該特定したニューラルネットワークモデルを用いて前記調整値を取得することを特徴とする請求項2乃至3のいずれか1項に記載の符号化装置。 - コンピュータを請求項1乃至5のいずれか1項に記載の符号化装置として機能させることを特徴とするプログラム。
- 符号化のための学習済みニューラルネットワークモデルを生成するモデル生成方法であって、
量子化前の変換係数と、量子化後の当該変換係数と、当該変換係数のためのシンタックス要素値と、当該シンタックス要素値のコンテキスト値と、全探索又は貪欲法を用いて導出された最適量子化後の当該変換係数とを教師データとして取得するステップと、
前記教師データを用いた機械学習を行うステップと、
量子化前の変換係数と、量子化後の当該変換係数と、当該変換係数のためのシンタックス要素値と、当該シンタックス要素値のコンテキスト値とを入力とし、かつ、当該量子化後の当該変換係数を最適化するよう調整するための調整値を出力とするニューラルネットワークモデルを生成するステップと、を有する
モデル生成方法。
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|---|---|---|---|---|
| JP2007110618A (ja) | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 画像改善装置 |
| JP2010118729A (ja) | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Sony Corp | 画像復号化装置と画像復号化方法およびコンピュータ・プログラム |
| JP2020088740A (ja) | 2018-11-29 | 2020-06-04 | ピクシブ株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム |
| WO2021211270A1 (en) | 2020-04-17 | 2021-10-21 | Qualcomm Incorporated | Parallelized rate-distortion optimized quantization using deep learning |
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2022
- 2022-02-14 JP JP2022020537A patent/JP7825447B2/ja active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007110618A (ja) | 2005-10-17 | 2007-04-26 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 画像改善装置 |
| JP2010118729A (ja) | 2008-11-11 | 2010-05-27 | Sony Corp | 画像復号化装置と画像復号化方法およびコンピュータ・プログラム |
| JP2020088740A (ja) | 2018-11-29 | 2020-06-04 | ピクシブ株式会社 | 画像処理装置、画像処理方法及び画像処理プログラム |
| WO2021211270A1 (en) | 2020-04-17 | 2021-10-21 | Qualcomm Incorporated | Parallelized rate-distortion optimized quantization using deep learning |
| JP2023522575A (ja) | 2020-04-17 | 2023-05-31 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 深層学習を使用する並列化されたレートひずみ最適量子化 |
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