JP7285857B2 - リマインダをもつ均一なタイルスプリットを含むビデオコーディング - Google Patents
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Description
高効率ビデオコーディング(HEVC)、別名H.265は、時間予測と空間予測の両方を利用する、ITU-TおよびMPEGによって標準化されたブロックベースのビデオコーデックである。空間予測は、現在ピクチャ内からのイントラ(I)予測を使用して達成される。時間予測は、前に復号された参照ピクチャからのブロックレベルのインター(P)予測または双方向インター(B)予測を使用して達成される。残差(residual)と呼ばれる、元のピクセルデータと予測ピクセルデータとの間の差は、周波数領域に変換され、量子化され、次いで、予測モードおよび動きベクトルなど、同じくエントロピーコーディングされる必要な予測パラメータと一緒に送信される前に、エントロピーコーディングされる。変換された残差を量子化することによって、ビデオのビットレートと品質との間のトレードオフが制御され得る。量子化のレベルは量子化パラメータ(QP)によって決定される。デコーダは、残差を取得するために、エントロピー復号、逆量子化、および逆方向変換(inverse transformation)を実行する。デコーダは、次いで、ピクチャを再構成するためにイントラ予測またはインター予測に残差を加算する。
HEVCにおけるスライスの概念は、ピクチャを個々にコーディングされたスライスに分割し、ここで各スライスは、コーディングツリーユニット(CTU)のユニット中でラスタ走査順序で読み取られる。異なるコーディングタイプが同じピクチャのスライスのために使用され得、すなわち、スライスは、Iスライス、PスライスまたはBスライスのいずれかであり得る。スライスの主要な目的は、データ損失の場合に再同期を可能にすることである。
HEVCビデオコーディング規格は、ピクチャを矩形の空間的に独立した領域に分割する、タイルと呼ばれるツールを含む。タイルを使用すると、HEVCにおけるピクチャは、タイルが行と列との交差部である、サンプルの行と列とに区分され得る。HEVCにおけるタイルはCTU境界と常に整合させられる。
HEVCタイル区分では、すべてのタイル境界がCTUグリッドと整合させられる必要がある。そのことは、すべてのタイルが完全なCTUからなり、タイル中で許容される不完全なCTUのみが、ピクチャの右縁部または下縁部に位置するタイルであることを意味する。HEVCにおいて、1に等しいシンタックス要素uniform_spacing_flagは、タイル列境界、および同様にタイル行境界がピクチャにわたって均一に分配されることを指定する。しかしながら、この均一性はCTU細分性(granularity)によって制限される。HEVCにおいて、両端値を含む、0からnum_tile_columns_minus1にわたるiについてのリストcolWidth[i]は、コーディングツリーブロック(coding tree block)(CTB)のユニット中のi番目のタイル列の幅を指定し、以下の式(A)のように導出される。
JVET-K0155と、その後のJVET-L0359において導入されたフレキシブルタイルスプリッティングは、ピクチャを区分タイルにスプリットする機能を与え、ここで、各タイルの幅または高さは、CTUサイズよりも微細なユニットサイズの倍数である。フレキシブルタイルスプリッティングは、(ピクチャの右縁部および下縁部のみではなく)タイルごとの右縁部および下縁部における不完全なCTUの使用を許容する。図2A~図2Bは、タイルユニットサイズがCTUサイズの1/4である、JVET-L0359の場合と同様にフレキシブルタイルスプリッティングを使用する2×2タイルセグメンテーションについての例を与える。
次に、セグメントグループ、セグメント、およびユニットについて説明する。本開示におけるソリューションは、異なる種類のピクチャ区分方式に適用され得、HEVCおよびVVCドラフトから知られているタイルパーティションに限られないので、セグメントという用語は、タイルよりも一般的な用語として使用される。本開示において、タイルはセグメントの一実施形態であるが、セグメントの他の実施形態もあり得る。
の形態で2つの項を互いから減算することによって計算され、ここで、iは非負整数であり、kは、PicWidthInCtbsYに等しい分子と、num_tile_columns_minus1+1に等しい分母とをもつ有理数である。kが整数でないときの、そのような計算の出力は、kおよびiの値に応じて
に等しくなり得る。この固有の特徴は、タイル列幅サイズおよびタイル行高さサイズに1個のCTUほど大きい変動を引き起こす。本開示の文脈では、そのような変動はタイルサイズリップル(tile size ripple)と呼ばれる(いくつかの例について以下の表2参照)。このリップルのパターンは一定でなく、kの値を与える、CTUにおけるピクチャの幅ならびにタイル列およびタイル行の数と、iによって決定されるタイルグリッド上のタイルの配置とに依存する。1に等しいuniform_spacing_flagをもつHEVCタイル区分を使用するタイル列幅におけるリップルのいくつかの例が表2に示されている。同じ例はタイル行高さにも適用され得る。
- 各タイルの幅を規定するためのループにおいて、タイルの幅は、タイルにまだ割り振られていない行におけるユニットサイズの数を意味する、利用可能な残っているユニットサイズを使用して規定される。
- 残っているユニットサイズの数は、次いで、行における残っているタイルの数によって除算される。
- 得られたタイルサイズは、タイルの幅を整えるための所与のルールに従って、より大きいまたはより小さい整数(Ceil()関数またはFloor()関数)に向かって丸められる。
- 各タイルの幅を規定するためのループの繰り返しごとに、残っているユニットサイズ(たとえばCTU)の数を再計算するための随意の要素。
一実施形態では、行中のセグメントの幅または列中のセグメントの高さは、事前規定された走査方向に従う昇順でも決してなく、降順でも決してない。セグメントはピクチャ中のタイルであり得、したがって、タイルサイズは走査方向において単調である(決して上昇もせず、決して下降もしない)。たとえば、タイル幅が左から右の走査方向において決して上昇しないことは、タイルの幅が、第1のタイルの左側に空間的に位置する同じ行上の別のタイルの幅よりも決して大きくならないことを意味する。
タイル行高さについて同等に、以下の変更が提案されている。
a.以下のサブステップによって、タイルユニットの数におけるピクチャ幅およびセグメント列の数Cからセグメント列幅を導出する。
i.まだセグメント化されていないピクチャ幅(A)を値HSに等しく設定する。
ii.まだセグメント化されていないセグメント列の数(B)を値Cに等しく設定する。
iii.繰り返し当たり1つの幅値が導出され、まだセグメント化されていないセグメント列の数(B)とまだセグメント化されていないピクチャ幅(A)の両方が各繰り返し中に更新される、ループ中で列幅を導出する。繰り返しはC回実行され得る。
1.導出された列幅WはCeil(A÷B)に等しく設定され得る。
2.変数Aは、次いで、A-Wに更新され得、変数BはB-1に更新され得る。
b.以下のサブステップによって、タイルユニットの数におけるピクチャ高さおよびセグメント列の数Rからセグメント行高さを導出する。
i.まだセグメント化されていないピクチャ高さ(A)を値VSに等しく設定する。
ii.まだセグメント化されていないセグメント行の数(B)を値Rに等しく設定する。
iii.繰り返し当たり1つの高さ値が導出され、まだセグメント化されていないセグメント行の数(B)とまだセグメント化されていないピクチャ高さ(A)の両方が各繰り返し中に更新される、ループ中で行高さを導出する。繰り返しはR回実行され得る。
1.導出された行高さHはCeil(A÷B)に等しく設定され得る。
2.変数Aは、次いで、A-Hに更新され得、変数BはB-1に更新され得る。
第2の実施形態では、行中のセグメントの幅または列中のセグメントの高さは、指定された順序に従う。この指定された順序は、ビットのシーケンスの形態のテンプレートパターンを使用してビットストリーム中でシグナリングされ得る。セグメントはピクチャ中のタイルであり得、したがって、この実施形態では、タイルサイズに関する好ましいリップルの形状が指定される。たとえば、すべてのわずかに広いタイルはピクチャの左側にある。このことは、タイル幅(または高さ)を指定するためにタイルにわたるループの繰り返しごとにCeil()関数またはFloor()関数を指定する、ビットのシーケンスの形態で表現される、テンプレートパターンによって行われ得る。テンプレートビットシーケンス中で、関数Ceil()は1によって表され得、関数Floor()は0によって表され得る。例として、テンプレート110は、タイルサイズを指定するためのループの、最初の2つのタイル中でCeil()関数を指定し、第3の繰り返し中で関数Floor()を指定するであろう。タイルの数がテンプレートビットシーケンスの長さよりも大きい場合、パターンは周期的に繰り返され得る。
第3の実施形態では、セグメント幅または高さの明示的な順序付けをもつバイナリセグメントスプリットがピクチャの幅または高さに適用される。セグメントはピクチャ中のタイルであり得、したがって、ピクチャを均一なタイルサイズをもつ2n個のタイルに区分するために、バイナリ区分が使用される。(第2の実施形態の場合と同様の)事前規定されたリップルパターンが、この実施形態と組み合わせて使用され得る。バイナリ区分は、アルゴリズムが、指定された数のセグメントに到達するまで、または規定された数のステップまでのみ、階層的に継続し得、セグメント分割の残りは他の方法によって実行される。例として、合計サイズが第1のステップにおいて2によって除算され、そこで、より小さいまたはより大きいセグメントを左側または右側に割り当てるように指定される。後続のステップの各々において、左側セグメントと右側セグメントの各々は、次のバイナリ区分レベル、およびより小さいまたはより大きい可能性があるセグメントの位置についての指定されたルールを使用して、2つの部分に分割される。
第4の実施形態では、ピクチャの行中のセグメントの幅または列中のセグメントの高さは、セグメントの幅または高さのための指定されたデフォルト順序に従う。セグメントはピクチャ中のタイルであり得、したがって、セグメントサイズにおけるリップルを管理するためのデフォルトの好ましい順序付けが規定される。デフォルトリップルパターンはビットストリーム中でシグナリングされ得る。この実施形態の変形態では、デフォルトパターンは上書きされ得る。この実施形態の別の変形態では、フラグは、デフォルト順序付けが使用されているか、または別の指定された順序付けが使用されているかを指定することができる。
第5の実施形態では、目的は、均一間隔方法を使用することによって、多くの大きい等しいサイズのタイルとして達成することである。
a.まだセグメント化されていないピクチャ幅(A)を値HSに等しく設定する。
b.変数iを値0に等しく設定する。
c.まだセグメント化されていないピクチャ幅(A)が値TileWidthよりも大きい限り、以下のサブステップを繰り返し実行する。
i.i番目のセグメント列の列幅をTileWidthに設定する。
ii.値Aから値TileWidthを減算する。
iii.変数iの値を1だけ増加させる。
d.i番目のセグメント列の列幅を値Aに設定する。
e.変数num_tile_columns_minus1を変数iの値に等しく設定するか、または代替的に、ピクチャ中のタイル列の数を表す変数を変数iの値+1に等しく設定する。
a.まだセグメント化されていないピクチャ高さ(A)を値VSに等しく設定する。
b.変数iを値0に等しく設定する。
c.まだセグメント化されていないピクチャ高さ(A)が値TileHeightよりも大きい限り、以下のサブステップを繰り返し実行する。
i.i番目のセグメント行の行高さをTileHeightに設定する。
ii.値Aから値TileHeightを減算する。
iii.変数iの値を1だけ増加させる。
d.i番目のセグメント行の行高さを値Aに設定する。
e.変数num_tile_rows_minus1を変数iの値に等しく設定するか、または代替的に、ピクチャ中のタイル行の数を表す変数を変数iの値+1に等しく設定する。
第6の実施形態では、均一なタイル区分のための複数の方法のうちの1つが使用され得る。一実施形態では、複数の方法のうちのどの方法を使用すべきかを示す1つまたは複数のシンタックス要素がある。1つまたは複数のシンタックス要素は、2つの方法のうちのどちらが使用されるかを指定するフラグであり得る。1つまたは複数のシンタックス要素は、ピクチャパラメータセットなど、パラメータセット中に存在し得るが、この実施形態はそのロケーションのみに制約されない。複数の方法のセットは、本明細書で開示する任意の方法、ならびにHEVCv5規格およびドラフトVVC規格に記載されている方法など、当技術分野で知られている方法を含み得る。
本開示において上記で説明した実施形態5~6では、タイルは、フルサイズのタイルがピクチャのタイル構造中の左側および上部に位置するように順序付けされている。
第8の実施形態では、タイルのサイズは、前述の実施形態のいずれかに従って順序付けされるが、各タイルグループが、タイル高さ/幅リマインダに等しいタイル幅/高さをもつタイルの行/列を含んでいることがある、タイルグループに、タイルがグループ化されることが追加される。
A=PicWidthInTileUnits
B=NumberOfSegmentColumns
for(i=0;i<NumberOfSegmentColumns;i++){
Sizes[i]=Round(A÷B)
A=A-Sizes[i]
B=B-1
}
としてリストSizes[]を導出することを含み、
ここで、NumberOfSegmentColumnsはセグメント列の数であり、PicWidthInTileUnitsはタイルユニットにおけるピクチャの幅であり、Round()はFloor()関数またはCeil()関数のいずれかであり、÷は切り捨てまたは丸めなしの除算である。
A=PicHeightInTileUnits
B=NumberOfSegmentRows
for(i=0;i<NumberOfSegmentRows;i++){
Sizes[i]=Round(A÷B)
A=A-Sizes[i]
B=B-1
}
としてリストSizes[]を導出することを含み、
ここで、NumberOfSegmentRowsはセグメント行の数であり、PicHeightInTileUnitsはタイルユニットにおけるピクチャの高さであり、Round()はFloor()関数またはCeil()関数のいずれかであり、÷は切り捨てまたは丸めなしの除算である。
A1.ピクチャを復号するための方法であって、本方法は、ビットストリーム中の1つまたは複数のシンタックス要素に基づいて、ピクチャが2つ以上のセグメントに区分されるという情報を復号することと、ビットストリーム中の1つまたは複数のシンタックス要素に基づいて、空間セグメンテーションが均一であるという情報を復号することと、1つまたは複数のシンタックス要素に基づいて、または事前規定されたセグメントユニットサイズに基づいて、セグメントユニットサイズを決定することと、ビットストリーム中の1つまたは複数のコードワードから、セグメント幅を示す第1の値を復号することと、ビットストリーム中の1つまたは複数のコードワードから、セグメント高さを示す第2の値を復号することと、セグメントユニットの数におけるピクチャ幅および第1の値に基づいてセグメント列幅を導出することと、セグメントユニットの数におけるピクチャ高さおよび第2の値に基づいてセグメント行高さを導出することと、導出されたセグメント列幅および導出されたセグメント行高さに基づいて、現在ブロックについての空間ロケーションを導出することと、導出された空間ロケーションに基づいて現在ブロックを復号することとを含む、方法。
変数(A)を残っている幅値に設定することと、
TileWidthが第1の値に等しい、(A-TileWidth)に等しい値がTileWidthよりも小さいかどうかを決定することと
を含む、実施形態A1からA10のいずれか1つに記載の方法。
第1の列幅変数をTileWidthに等しく設定するステップと、
(A-(2×TileWidth))に等しい値がTileWidthよりも小さいかどうかを決定するステップと
を実行する、実施形態A11に記載の方法。
Aを(A-TileWidth)に等しく設定することと、
AをTileWidthと比較することと
を含む、実施形態A11またはA12に記載の方法。
1)変数(A)を残っている幅値に設定することと、
2)変数(i)を初期値に設定することと、
3)TileWidthが第1の値に等しい、(A-(i×TileWidth))に等しい値がTileWidthよりも小さいかどうかを決定することと、
4)(A-(i×TileWidth))に等しい値がTileWidthよりも小さくないことが決定された場合、変数col_width[i]をTileWidthに等しく設定するステップと、iを増分するステップと、ステップ3)およびステップ4)を繰り返すステップとを実行することと
を含む、実施形態A1からA10のいずれか1つに記載の方法。
Claims (14)
- ピクチャ(10)を復号するための方法(1500)であって、前記方法は、
ビットストリーム中の1つまたは複数のシンタックス要素に基づいて、前記ピクチャが2つ以上のセグメントに区分されるという情報を復号すること(1502)と、
前記ビットストリーム中の前記1つまたは複数のシンタックス要素に基づいて、空間セグメンテーションが均一であるという情報を復号すること(1504)と、
前記1つまたは複数のシンタックス要素に基づいて、または事前規定されたセグメントユニットサイズに基づいて、セグメントユニットサイズを決定すること(1506)と、
前記ビットストリーム中の1つまたは複数のコードワードから、セグメント幅を示す第1の値を復号すること(1508)と、
前記ビットストリーム中の前記1つまたは複数のコードワードから、セグメント高さを示す第2の値を復号すること(1510)と、
セグメントユニットの数におけるピクチャ幅および前記第1の値に基づいてセグメント列幅を導出すること(1512)であって、セグメント列幅を導出することが、
1つの列を除く、前記ピクチャ中のすべてのセグメント列の列幅値を前記第1の値に等しく設定することと、
前記1つの残っているセグメント列の列幅値を、前記ピクチャ幅マイナス前記1つのセグメント列を除くすべてのセグメント列の前記列幅値の和に等しく設定することと、
前記セグメント列の数に基づいてタイル列の数を表す変数を設定することと、を含み、
1つの列を除く、前記ピクチャ中のすべてのセグメント列の列幅値を前記第1の値に等しく設定することは、まだセグメント化されていないピクチャ幅を示す第1の変数値が前記第1の値より大きい間、各セグメント列の列幅値を前記第1の値に等しく設定し、前記まだセグメント化されていないピクチャ幅を示す第1の変数値から前記第1の値を減算する処理を繰り返すことを含む、
ことと、
セグメントユニットの数におけるピクチャ高さおよび前記第2の値に基づいてセグメント行高さを導出すること(1514)であって、セグメント行高さを導出することが、
1つの行を除く、前記ピクチャ中のすべてのセグメント行の行高さ値を前記第2の値に等しく設定することと、
前記1つの残っているセグメント行の行高さ値を、前記ピクチャ高さマイナス前記1つのセグメント行を除くすべてのセグメント行の前記行高さ値の和に等しく設定することと、
前記セグメント行の数に基づいてタイル行の数を表す変数を設定することと、を含み、
1つの行を除く、前記ピクチャ中のすべてのセグメント行の行高さ値を前記第2の値に等しく設定することは、まだセグメント化されていないピクチャ高さを示す第2の変数値が前記第2の値より大きい間、各セグメント行の行高さ値を前記第2の値に等しく設定し、前記まだセグメント化されていないピクチャ高さを示す第2の変数値から前記第2の値を減算する処理を繰り返すことを含む、
ことと、
前記導出されたセグメント列幅および前記導出されたセグメント行高さに基づいて、現在ブロックについての空間ロケーションを導出すること(1516)と、
前記導出された空間ロケーションに基づいて前記現在ブロックを復号すること(1518)と
を含む、方法(1500)。 - 前記1つまたは複数のシンタックス要素がピクチャパラメータセット中に位置する、請求項1に記載の方法。
- 前記1つまたは複数のシンタックス要素は、前記空間セグメンテーションが均一であるかどうかを指定する1ビットフラグを含む、請求項1または2に記載の方法。
- セグメントユニットがコーディングツリーユニットまたはコーディングツリーブロックである、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- セグメントユニットの数における前記ピクチャのサイズを計算することをさらに含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の方法。
- セグメントユニットの数における前記ピクチャの前記サイズを計算することが、前記ピクチャセグメントのサイズを高さについて計算することと、前記ピクチャセグメントのサイズを幅について計算することとを含む、請求項5に記載の方法。
- 前記第1の値がセグメントユニットにおけるタイル幅を表し、前記第2の値がセグメントユニットにおけるタイル高さを表す、請求項1から6のいずれか一項に記載の方法。
- 前記ビットストリーム中の1つまたは複数のコードワードから前記第1の値を復号することが、前記ビットストリーム中の特定のコードワードの値を復号することと、前記復号された値に1を加算することとからなる、および/または
前記ビットストリーム中の1つまたは複数のコードワードから前記第2の値を復号することが、前記ビットストリーム中の第2の特定のコードワードの値を復号することと、前記復号された値に1を加算することとからなる、
請求項1から7のいずれか一項に記載の方法。 - セグメント列幅を導出することが、(A-TileWidth)に等しい値をTileWidthと比較することを含み、TileWidthが前記第1の値に等しく、Aが残っている幅値に等しく、
(A-TileWidth)の前記値がTileWidthよりも大きいことが決定された場合、
セグメント列幅変数をTileWidthに等しく設定し、
Aを(A-TileWidth)に等しく設定し、かつ/または
セグメント行高さを導出することが、(A-TileHeight)に等しい値をTileHeightと比較することを含み、TileHeightが前記第2の値に等しく、Aが残っている高さ値に等しく、
(A-TileHeight)の前記値がTileHeightよりも大きいことが決定された場合、
セグメント行高さ変数をTileHeightに等しく設定し、
Aを(A-TileHeight)に等しく設定する、
請求項1から8のいずれか一項に記載の方法。 - 前記残っている幅値が前記ピクチャ幅に等しい、および/または
前記残っている高さ値が前記ピクチャ高さに等しい、
請求項9に記載の方法。 - 命令(1144)を含むコンピュータプログラム(1143)であって、前記命令(1144)が処理回路(1102)によって実行されたとき、前記処理回路(1102)に請求項1から10のいずれか一項に記載の方法を実行させる、コンピュータプログラム(1143)。
- 請求項11に記載のコンピュータプログラムを含んでいるコンピュータ可読記憶媒体(1142)。
- ピクチャ(10)を復号するための復号装置(1100)であって、前記復号装置(1100)は、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法を実行するように設定された、復号装置(1100)。
- ピクチャ(10)を復号するための復号装置(1100)であって、前記復号装置(1100)は、
コンピュータ可読記憶媒体(1142)と、
前記コンピュータ可読記憶媒体に結合された処理回路(1102)であって、前記処理回路が、前記復号装置(1100)に請求項1から10のいずれか一項に記載の方法を実行させるように設定された、処理回路(1102)と
を備える、復号装置(1100)。
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