JP7271675B2 - ビデオ復号の方法および装置、並びにプログラム - Google Patents
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Description
本出願は、2020年3月19日に出願され、「ビデオ符号化のための方法および装置」と題された、米国特許出願第16/824,440号の優先権の利益を主張し、当該出願は、2019年3月22日に出願され、「VPDU互換最大変換制御」と題された、米国仮出願第62/822,757号の優先権の利益を主張する。先行の出願の開示は、参照することによりその全体として本出願に組み込まれる。
図2は、本開示の一実施形態による通信システム(200)の簡略化されたブロック図を示す。通信システム(200)は、例えばネットワーク(250)を介して互いに通信可能な複数の端末装置を含む。例えば、通信システム(200)は、ネットワーク(250)を介して相互接続された第1の対の端末装置(210)および(220)を含む。図2の例では、第1の対の端末装置(210)および(220)は、データの単方向送信を実行する。例えば、端末装置(210)は、ネットワーク(250)を介して他方の端末装置(220)へ送信するためにビデオデータ(例えば、端末装置(210)によってキャプチャされたビデオピクチャのストリーム)を符号化し得る。エンコードされたビデオデータは、1つ以上の符号化されたビデオビットストリームの形態で送信されることができる。端末装置(220)は、ネットワーク(250)から符号化ビデオデータを受信し、符号化ビデオデータをデコードしてビデオピクチャを復元し、復元されたビデオデータに従ってビデオピクチャを表示することができる。単方向のデータ送信は、メディア供給アプリケーションなどで一般的であり得る。
1、四分木ブロック分割構造
ブロック分割構造は、符号化ツリーと呼ぶ。一部の実施形態では、四分木構造を使用することによって、符号化ツリーユニット(CTU)が符号化ユニット(CU)にスプリットされて、さまざまな局所特性に適応するようにする。インターピクチャ(時間的)またはイントラピクチャ(空間的)予測を用いてピクチャ領域を符号化するかどうかの決定は、CUレベルで行われる。各CUは、PUスプリッチングタイプに応じて、さらに1つ、2つ、または4つの予測ユニット(PU)にスプリットされることができる。1つのPU内で、同じ予測プロセスが適用され、関連情報がPUベースでデコーダに送信される。
一部の実施形態では、四分木プラス二分木(QTBT)構造が使用される。QTBT構造は、複数の分割タイプの概念(CU、PU、およびTUの概念)を排除し、CU分割形状のより高い柔軟性をサポートする。QTBTブロック構造では、CUは正方形または長方形のいずれかの形状にすることができる。
一部の実施形態では、マルチタイプツリー(MTT)構造は、ピクチャを分割するために使用される。MTT構造は、QTBT構造よりも柔軟なツリー構造である。MTTでは、四分木と二分木に加えて、それぞれ図9Aと図9Bに示す水平中央側三分木と垂直中央側三分木とが使用される。三分木分割は、四分木および二分木分割を補完することができる。例えば、三分木分割はブロック中心にあるオブジェクトをキャプチャできるが、四分木と二分木とはブロック中心を横切ってスプリットする。三分木による分割の幅と高さは2の累乗であり、追加の変換分割は必要とされない。
一部の実施形態では、4点、8点、16点、および32点DCT-2変換が一次変換として用いられる。図10A~10Dは、それぞれ4点、8点、16点、および32点DCT-2の変換コア行列を示す。これらの変換コア行列の要素が8ビット整数を用いて表されることができるため、これらの変換コア行列は8ビット変換コアと呼ぶ。示されているように、より小さいDCT-2の変換コア行列は、より大きいDCT-2の変換コア行列の一部である。
一部の実施形態では、上記の4点、8点、16点、および32点DCT-2変換に加えて、追加の2点および64点DCT-2が用いられる。図11A~11Eは、64点DCT-2変換の64×64の変換コア行列を示す。
一部の実施形態では、イントラサブパーティション(ISP)符号化モードが使用される。ISP符号化モードでは、ルマイントラ予測ブロックは、垂直または水平に2つまたは4つのサブパーティションに分割されることができる。サブパーティションの数は、ブロックのサイズによって異なることができる。図16は、ブロックサイズに応じたサブパーティションの数を示す。図17は、ブロックが2つのサブパーティションに分割されるシナリオを示す。図18は、ブロックが4つのサブパーティションに分割されるシナリオを示す。一例では、すべてのサブパーティションは少なくとも16個のサンプルを持つという条件を満たす。一例では、ISPはクロマ成分に適用されない。
一部の実施形態では、空間的変化変換(SVT)とも呼ぶサブブロック変換(SBT)が使用される。SBTは、インター予測残差に適用できる。例えば、符号化ブロックはサブブロックに分割されることができ、サブブロックの一部のみが残差ブロックで処理される。サブブロックの残りの部分については、ゼロ残差であると想定される。したがって、残差ブロックは符号化ブロックよりも小さく、SBTの変換サイズは符号化ブロックサイズよりも小さくなる。残差ブロックでカバーされていない領域については、変換処理は実行されない。
図22は、一部の実施形態で使用される異なるYUVフォーマット(例えば、4:4:4、4:2:2、4:1:1、および4:2:0)を示す。一例では、クロス成分線形モデルイントラ予測(cross component linear model intra prediction)は4:2:0フォーマットに用いられる。図22に示すように、6タップ補間フィルタを適用して、クロマサンプルに対応するダウンサンプリングされたルマサンプルを取得することができる。公式的に、ダウンサンプリングされたルマサンプルRec’L[x,y]は、近くの再構成されたルマサンプル(RecL[x,y]で表される)から次の方法で計算されてもよい。
仮想パイプラインデータユニット(VPDU)は、ピクチャ内で非重複ユニットとして定義される。ハードウェアデコーダでは、連続するVPDUは複数のパイプラインステージによって同時に処理される。VPDUサイズは、ほとんどのパイプラインステージでバッファサイズにほぼ比例する。VPDUを特定のサイズ(例えば、64×64以下)に維持することが望ましい。最大変換ブロック(TB)のサイズは、一部のハードウェアデコーダによって必要とされるVPDUサイズに一致するように、ビデオ符号化規格で指定されてもよい。しかし、一部の例では、三分木(TT)および二分木(BT)分割を特定の制限なしで使用すると、結果の変換ブロックは、意図された最大変換ブロックサイズ(例えば、64×64)またはVPDUサイズと整合しないことがある。
- TTスプリットは、幅または高さのいずれか、または幅と高さの両方が128に等しいCUでは許容されない。
- N≦64(すなわち、幅が128に等しく、高さが128より小さい)の128×NのCUの場合、水平BTは許容されない。
- N≦64(すなわち、高さが128に等しく、幅が128より小さい)のN×128のCUの場合、垂直BTは許容されない。
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一部の実施形態では、一定の最大許容変換ユニット(TU)サイズ(例えば、64×64ピクチャまたはサンプル)が使用される。例えば、ツリー構造に基づく分割を実行することにより、ピクチャまたはスライスを符号化ブロックに分割して、イントラまたはインター予測処理を行うことができる。変換処理について、符号化ブロックが最大許容TUサイズよりも大きい場合(例えば、辺の長さが64サンプルよりも大きい場合、または幅と高さの両方が64サンプルよりも大きい場合)、結果のサブブロックのサイズが最大許容TUサイズと一致するように、符号化ブロックをさらにサブブロックに分割することができる。
一例では、最大許容TUサイズは、Mサンプル(例えば、M×Mサンプルのサイズ)に設定される。VPDUサイズはKサンプル(例えば、K×Kサンプルのサイズ)に設定される。符号化ブロック(またはCU)の幅はWサンプル、高さはHサンプルである。符号化ブロックは、VPDUサイズKと最大許容TUサイズMとに基づいて、次の方法で分割されてもよい。まず、W×Hサンプルのサイズの符号化ブロックはサブ処理ユニット(SPU)と呼ぶ複数のサブブロックに分割されることができ、各サブブロックのサイズはMin(W,K)×Min(H,K)サンプルである。次に、各SPUは、M×Mサンプルのサイズを持つ変換ブロック(またはTU)にさらに分割される。それらの変換ブロックは、サブTUと呼ぶことがある。
図24は、W=128、およびH=64であるW×Hサンプルのサイズを有する符号化ブロック(またはCU)(2410)を示す。M=32サンプルの最大許容TUサイズは、エンコーダからデコーダにシグナリングされる。VPDUサイズはK=64サンプルとして指定される。変換ブロックをVPDUと整合させるために、符号化ブロック(2410)は最初に左側の64×64のSPU(2420)と右側の64×64のSPU(2430)とにスプリットされる。次に、左側のSPU(2420)と右側のSPU(2430)とは、それぞれ32×32サンプルのサイズを有するサブTU(0から7のラベルが付けられる)にさらに分割されることができる。0、1、2、および3でラベル付けされたサブTUは、第1のSPU(2420)に含まれ、4、5、6、および7でラベル付けされたサブTUは、第2のSPU(2430)に含まれる。
図25は、W=128、およびH=32であるW×Hサンプルのサイズを有する符号化ブロック(2510)を示す。M=16サンプルの最大許容TUサイズは、エンコーダからデコーダにシグナリングされる。VPDUサイズはK=64サンプルとして指定される。WとKの小さい方は64で、HとKの小さい方は32である。したがって、変換ブロックをVPDUと整合させるために、SPUのサイズを64×32サンプルと決定することができる。符号化ブロック(2510)は、それぞれ64×32サンプルのサイズを有する左側のSPU(2520)および右側のSPU(2530)に分割されることができる。2つのSPU(2520)と(2530)は、左から右の順序で処理できる。
図26は、W=128、およびH=32であるW×Hサンプルのサイズを有する符号化ブロック(2610)を示す。M=16サンプルの最大許容TUサイズは、エンコーダからデコーダにシグナリングされる。VPDUサイズはK=64サンプルとして指定される。図25の例と同様の方法で、符号化ブロック(2610)は、2つのSPU(2620)および(2630)に分割されることができ、それぞれのSPUは、0から15までのラベルが付けられたサブTUにさらに分割されることができる。SPU(2620)および(2630)は、図25と同じ順序で左から右に処理されることができる。しかしながら、図25の例とは異なり、各SPU(2620)および(2630)内のサブTUは、ジグザグスキャン順序で処理される。
図27は、本開示の一実施形態による、変換ブロック分割および処理プロセス(2700)を概説するフローチャートを示す。プロセス(2700)は、イントラモードまたはインターモードで符号化されたブロックの再構成に使用される。さまざまな実施形態では、プロセス(2700)は、端末デバイス(210)、(220)、(230)、および(240)の処理回路、ビデオデコーダ(310)の機能を実行する処理回路、ビデオデコーダ(410)の機能を実行する処理回路などの処理回路によって実行される。一部の実施形態では、プロセス(2700)はソフトウェア命令で実装され、したがって、処理回路がソフトウェア命令を実行すると、処理回路はプロセス(2700)を実行する。プロセスは(S2701)から始まり、(S2710)に進む。
以上で説明された技術は、コンピュータ読取可能な命令を用いるコンピュータソフトウェアとして実現され、1つ以上のコンピュータ読取可能な媒体に物理的に記憶されることができる。例えば、図28は、開示された主題のある実施形態を実施することに適したコンピュータシステム(2800)を示す。
ASIC:特定用途向け集積回路
BMS:ベンチマークセット
CANBus:コントローラエリアネットワークバス
CBF:符号化されたブロックフラグ
CD:コンパクトディスク
CPU:中央処理装置
CRT:陰極線管
CTB:符号化ツリーブロック
CTU:符号化ツリーユニット
CU:符号化ユニット
DVD:デジタルビデオディスク
FPGA:フィールドプログラマブルゲートエリア
GOP:ピクチャグループ
GPU:グラフィックス処理装置
GSM:グローバルモバイル通信システム
HEVC:高効率ビデオ符号化
HRD:仮想参照デコーダ
ISP:イントラサブパーティション
IC:集積回路
JEM:共同探索モデル
LAN:ローカルエリアネットワーク
LCD:液晶ディスプレイ
LTE:長期的な進化
MPM:最も可能性の高いモード
MV:動きベクトル
OLED:有機発光ダイオード
PB:予測ブロック
PCI:周辺構成要素相互接続
PLD:プログラマブルロジックデバイス
PU:予測ユニット
RAM:ランダムアクセスメモリ
ROM:読み取り専用メモリ
SBT:サブブロック変換
SEI:補助強化情報
SNR:信号対雑音比
SSD:ソリッドステートドライブ
TU:変換ユニット
USB:ユニバーサルシリアルバス
VPDU:仮想パイプラインデータユニット
VUI:ビデオユーザビリティ情報
VVC:多用途ビデオ符号化
210 端末装置
220 端末装置
230 端末装置
240 端末装置
250 通信ネットワーク
Claims (8)
- ビデオデコーダにおけるビデオ復号の方法であって、
Wピクセルの幅、及びHピクセルの高さを有する符号化ブロックを受信するステップと、
前記符号化ブロックをサブ処理ユニット(SPU)に分割するステップであって、各サブ処理ユニットは、WまたはKピクセルのうちの小さい方の幅、及びHまたはKピクセルのうちの小さい方の高さを有し、Kは、K×Kピクセルのエリアを有する仮想パイプラインデータユニット(VPDU)のディメンションである、ステップと、
各SPUを変換ユニットに分割するステップであって、各変換ユニットはMピクセルの最大許容変換ユニットサイズを有し、MはKよりも小さい、ステップと、
Mピクセルの前記最大許容変換ユニットサイズを示すビットストリームにおける構文要素を受信するステップであって、前記最大許容変換ユニットサイズは制御可能である、ステップと、
を含む方法。 - SPU処理順序に従って前記SPUの変換ユニットを処理するステップ、をさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記SPUを処理するための前記SPU処理順序は、ラスタースキャン順序、垂直スキャン順序、ジグザグ順序、または対角スキャン順序のうちの1つである、
請求項2に記載の方法。 - 各SPU内の前記変換ユニットを処理するための順序は、ラスタースキャン順序、垂直スキャン順序、ジグザグ順序、または対角スキャン順序のうちの1つである、
請求項2に記載の方法。 - 前記SPU処理順序、及び各SPU内の前記変換ユニットを処理するための順序は両方ともラスタースキャン順序である、
請求項2に記載の方法。 - Kは64であり、Mは32である、
請求項1~5のいずれか1項に記載の方法。 - 回路を備えるビデオ復号の装置であって、
前記回路は、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法を実行するように構成される装置。 - コンピュータに、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法を実行させるためのプログラム。
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