WO2019065487A1 - 値制限フィルタ装置、動画像符号化装置および動画像復号装置 - Google Patents
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Definitions
- the present disclosure relates to a value limiting filter device, and a moving image decoding device and a moving image encoding device provided with the value limiting filter device.
- a moving picture coding apparatus that generates coded data by coding a moving picture to efficiently transmit or record a moving picture, and a moving picture that generates a decoded picture by decoding the coded data.
- An image decoding device is used.
- HEVC High-Efficiency Video Coding
- an image (picture) constituting a moving picture is a slice obtained by dividing the image, a coding tree unit obtained by dividing the slice (CTU: Coding Tree Unit)
- a coding unit obtained by dividing a coding tree unit (sometimes called a coding unit (CU))
- a prediction unit which is a block obtained by dividing a coding unit It is managed by the hierarchical structure which consists of (PU) and a transform unit (TU), and is encoded / decoded per CU.
- a predicted picture is usually generated based on a locally decoded picture obtained by coding / decoding an input picture, and the predicted picture is generated from the input picture (original picture).
- the prediction residual obtained by subtraction (sometimes referred to as "difference image” or "residual image") is encoded.
- inter prediction inter prediction
- intra-screen prediction intra prediction
- Non-Patent Document 1 can be cited as a technology for moving picture encoding and decoding in recent years.
- each pixel value of Y, Cb and Cr in the predicted image and the local decoded image is defined by the maximum value and the minimum value of each pixel value of Y, Cb and Cr in the input image signal for each picture. Restrict to range. Thereby, if there is a pixel having a pixel value out of the above range, it is understood that an error has occurred in the pixel.
- the coding efficiency can be improved by correcting the pixel value of the pixel in which the error occurs.
- An aspect of the present disclosure is to provide a value limiting filter or the like capable of improving coding efficiency and reducing coding distortion.
- a value limiting filter device includes: a first conversion unit that converts an input image signal defined by a certain color space into an image signal of another color space; A limiting unit that performs processing for limiting pixel values on the image signal converted by the converting unit, and an image signal having a pixel value limited by the limiting unit to an image signal of the color space And a second conversion unit.
- the input image signal is converted by the first conversion unit into an image signal of another color space different from the original color space.
- the converted image signal is subjected to a process of limiting the pixel value by the limiting unit, and then converted to the image signal of the original color space.
- the value limiting filter device According to the value limiting filter device according to one aspect of the present disclosure, it is possible to realize a value limiting filter or the like that can improve encoding efficiency and reduce encoding distortion.
- FIG. 1 It is a figure which shows the hierarchical structure of the data of the coding stream which concerns on this embodiment. It is a figure which shows the pattern of PU split mode. (A) to (h) show the partition shapes when the PU division mode is 2Nx2N, 2NxN, 2NxnU, 2NxnD, Nx2N, nLx2N, nRx2N, and NxN, respectively. It is a block diagram showing composition of a loop filter concerning this embodiment. It is a block diagram which shows the structure of the image coding apparatus which concerns on this embodiment. It is the schematic which shows the structure of the image decoding apparatus which concerns on this embodiment.
- ITU-R BT It is a graph which shows the pixel value used in 8 bits of 709, and (a) is a relation between Cr and Y, (b) is a relation between Cb and Y, (c) is a relation between Cb and Cr. It is a graph which each shows.
- (A) is a data structure of syntax of SPS level information
- (b) is a data structure of syntax of slice header level information
- (c) is range information of loop filter information or coding parameter Is a data structure of the syntax of.
- (A) is a figure which shows the example of the data structure of the syntax of CTU
- (b) is a figure which shows the example of the data structure of the syntax of On / Off flag information of CTU level. It is a figure which shows the structure of the value limited filter process part of a luminance signal. It is a figure which shows the structure of the value restriction
- (A) is a data structure of SPS level information syntax, and (b) is a data structure of explicit color space information syntax.
- (A) is a data structure of a syntax of slice header level information, and (b) is a data structure of a syntax showing a case where only chrominance signals are clipped except for monochrome images.
- FIG. 1 It is a block diagram which shows the concrete structure of the color space boundary area quantization parameter information generation part 313 which concerns on this embodiment.
- A is a graph which shows the color space of luminance Y and color difference Cb.
- B is a graph which shows the color space of luminance Y and color difference Cr.
- C is a graph which shows the color space of color difference Cb and color difference Cr.
- FIG. 7 is a block diagram showing a specific configuration of a color space boundary determination unit according to a first specific example of the present embodiment. It is a flowchart figure explaining the implicit determination method of the border area by the color space border judgment part concerning the 1st example of this embodiment. It is a block diagram which shows the concrete structure of the color space boundary determination part which concerns on the 2nd specific example of this embodiment. It is a flowchart figure explaining the implicit determination method of the border area by the color space border judgment part concerning the 2nd example of this embodiment.
- the quantization parameter for the pixel value included in the area other than the border area and the quantization parameter for the pixel value included in the border area in the color space, which are referred to by the quantization parameter generation processing unit according to the present embodiment, are associated. Indicates a table. (A) to (d) are syntax tables showing syntaxes used by the color space boundary region quantization parameter information generation unit according to the present embodiment in the boundary region determination method and the quantization parameter setting method, respectively.
- FIG. 18 is a schematic view showing the configuration of the image transmission system 1 according to the present embodiment.
- the image transmission system 1 is a system that transmits a code obtained by coding an image to be coded, decodes the transmitted code, and displays the image.
- the image transmission system 1 is configured to include an image encoding device (moving image encoding device) 11, a network 21, an image decoding device (moving image decoding device) 31, and an image display device 41.
- An image T representing an image of a single layer or a plurality of layers is input to the image coding device 11.
- a layer is a concept used to distinguish a plurality of pictures when there is one or more pictures that constitute a certain time. For example, if the same picture is encoded by a plurality of layers having different image quality and resolution, it becomes scalable coding, and if a picture of different viewpoints is encoded by a plurality of layers, it becomes view scalable coding.
- prediction inter-layer prediction, inter-view prediction
- encoded data can be summarized.
- the network 21 transmits the encoded stream Te generated by the image encoding device 11 to the image decoding device 31.
- the network 21 is the Internet, a wide area network (WAN), a small area network (LAN), or a combination of these.
- the network 21 is not necessarily limited to a two-way communication network, and may be a one-way communication network for transmitting broadcast waves such as terrestrial digital broadcasting and satellite broadcasting.
- the network 21 may be replaced by a storage medium recording a coded stream Te such as a DVD (Digital Versatile Disc) or a BD (Blue-ray Disc).
- the image decoding apparatus 31 decodes each of the encoded streams Te transmitted by the network 21 and generates one or more decoded images Td which are respectively decoded.
- the image display device 41 displays all or a part of one or more decoded images Td generated by the image decoding device 31.
- the image display device 41 includes, for example, a display device such as a liquid crystal display or an organic EL (Electro-luminescence) display.
- a display device such as a liquid crystal display or an organic EL (Electro-luminescence) display.
- a display device such as a liquid crystal display or an organic EL (Electro-luminescence) display.
- SNR scalable coding when the image decoding device 31 and the image display device 41 have high processing capabilities, they display enhancement layer images with high image quality and have only lower processing capabilities.
- the base layer image which does not require the processing capability and the display capability as high as the enhancement layer.
- X? Y: z is a ternary operator that takes y if x is true (other than 0) and z if x is false (0).
- FIG. 1 is a diagram showing a hierarchical structure of data in a coded stream Te.
- the coded stream Te illustratively includes a sequence and a plurality of pictures forming the sequence.
- (A) to (f) in FIG. 1 respectively represent a coded video sequence defining the sequence SEQ, a coded picture defining the picture PICT, a coding slice defining the slice S, and a coding slice defining slice data.
- It is a figure which shows a coding tree unit contained in data, coding slice data, and a coding unit (Coding Unit; CU) contained in a coding tree unit.
- CU coding unit
- the encoded video sequence In the encoded video sequence, a set of data to which the image decoding device 31 refers in order to decode the sequence SEQ to be processed is defined.
- the sequence SEQ includes a video parameter set (Video Parameter Set), a sequence parameter set SPS (Sequence Parameter Set), a picture parameter set PPS (Picture Parameter Set), a picture PICT, and an addition. It includes supplemental information SEI (Supplemental Enhancement Information).
- SEI Supplemental Enhancement Information
- the value shown after # indicates a layer ID.
- FIG. 1 shows an example in which coded data of # 0 and # 1, that is, layer 0 and layer 1 exist, the type of layer and the number of layers do not depend on this.
- a video parameter set VPS is a set of coding parameters common to a plurality of moving pictures and a set of coding parameters related to the plurality of layers included in the moving picture and each layer in a moving picture composed of a plurality of layers.
- a set is defined.
- sequence parameter set SPS a set of coding parameters to be referred to by the image decoding device 31 for decoding the target sequence is defined.
- the width and height of the picture are defined.
- multiple SPS may exist. In that case, one of a plurality of SPSs is selected from PPS.
- a set of coding parameters to which the image decoding device 31 refers to to decode each picture in the target sequence is defined. For example, a reference value of quantization width (pic_init_qp_minus 26) used for decoding a picture and a flag (weighted_pred_flag) indicating application of weighted prediction are included.
- multiple PPS may exist. In that case, one of a plurality of PPSs is selected from each picture in the target sequence.
- the picture PICT includes slices S0 to SNS-1 (NS is the total number of slices included in the picture PICT), as shown in (b) of FIG.
- the slice S includes a slice header SH and slice data SDATA as shown in (c) of FIG.
- the slice header SH includes a coding parameter group to which the image decoding device 31 refers in order to determine the decoding method of the target slice.
- the slice type specification information (slice_type) for specifying a slice type is an example of a coding parameter included in the slice header SH.
- slice types that can be designated by slice type designation information, (1) I slice using only intra prediction at the time of encoding, (2) P slice using unidirectional prediction at the time of encoding or intra prediction, (3) B-slice using uni-directional prediction, bi-directional prediction, or intra prediction at the time of encoding.
- the slice header SH may include a reference (pic_parameter_set_id) to the picture parameter set PPS included in the encoded video sequence.
- the slice data SDATA includes a coding tree unit (CTU: Coding Tree Unit), as shown in (d) of FIG.
- the CTU is a block of a fixed size (for example, 64 ⁇ 64) that configures a slice, and may also be referred to as a largest coding unit (LCU: Largest Coding Unit).
- Encoding tree unit As shown in (e) of FIG. 1, a set of data to which the image decoding device 31 refers in order to decode a coding tree unit to be processed is defined.
- the coding tree unit is divided by recursive quadtree division.
- a tree-structured node obtained by recursive quadtree division is called a coding node (CN).
- the intermediate nodes of the quadtree are coding nodes, and the coding tree unit itself is also defined as the top coding node.
- the CTU includes a split flag (cu_split_flag), and when cu_split_flag is 1, the CTU is split into four coding nodes CN.
- the coding node CN is not split, and has one coding unit (CU: Coding Unit) as a node.
- the coding unit CU is an end node of the coding node and is not further divided.
- the coding unit CU is a basic unit of coding processing.
- the size of the coding unit can be 64x64 pixels, 32x32 pixels, 16x16 pixels, or 8x8 pixels.
- a set of data to which the image decoding device 31 refers in order to decode a coding unit to be processed is defined.
- the coding unit is composed of a prediction tree, a transformation tree, and a CU header CUH.
- a prediction mode, a division method (PU division mode), and the like are defined.
- prediction information (reference picture index, motion vector, etc.) of each prediction unit (PU) obtained by dividing the coding unit into one or more is defined.
- a prediction unit is one or more non-overlapping regions that make up a coding unit.
- the prediction tree includes one or more prediction units obtained by the above-mentioned division.
- segmented the prediction unit further is called a "subblock.”
- the sub block is composed of a plurality of pixels. If the size of the prediction unit and the subblock is equal, there is one subblock in the prediction unit. If the prediction unit is larger than the size of the subblock, the prediction unit is divided into subblocks. For example, when the prediction unit is 8x8 and the subblock is 4x4, the prediction unit is divided into four subblocks, which are horizontally divided into two and vertically divided into two.
- the prediction process may be performed for each prediction unit (sub block).
- Intra prediction is prediction in the same picture
- inter prediction refers to prediction processing performed between mutually different pictures (for example, between display times, between layer images).
- the division method is encoded according to PU division mode (part_mode) of encoded data, 2Nx2N (the same size as the encoding unit), 2NxN, 2NxnU, 2NxnD, Nx2N, nLx2N, nRx2N, and There are NxN etc.
- 2NxN and Nx2N indicate 1: 1 symmetric division, 2NxnU, 2NxnD and nLx2N, nRx2N show 1: 3, 3: 1 asymmetric division.
- the PUs included in the CU are expressed as PU0, PU1, PU2, PU3 in order.
- FIG. 2 specifically illustrate the shapes of partitions (positions of boundaries of PU division) in respective PU division modes.
- A) of FIG. 2 shows a 2Nx2N partition
- (b) and (c) and (d) show 2NxN, 2NxnU, and 2NxnD partitions (horizontally long partitions), respectively.
- (E), (f) and (g) show partitions (vertical partitions) in the case of Nx2N, nLx2N and nRx2N, respectively
- (h) shows a partition of NxN. Note that the horizontally long partition and the vertically long partition are collectively referred to as a rectangular partition, and 2Nx2N and NxN are collectively referred to as a square partition.
- the coding unit is divided into one or more transform units, and the position and size of each transform unit are defined.
- a transform unit is one or more non-overlapping regions that make up a coding unit.
- the transformation tree includes one or more transformation units obtained by the above-mentioned division.
- Partitions in the transform tree may be allocated as a transform unit a region of the same size as the encoding unit, or may be based on recursive quadtree partitioning as in the case of CU partitioning described above.
- a conversion process is performed for each conversion unit.
- FIG. 5 is a schematic view showing the configuration of the image decoding device 31 according to the present embodiment.
- the image decoding device 31 includes an entropy decoding unit 301, a prediction parameter decoding unit (predictive image decoding device) 302, a loop filter 305 (including a value limiting filter 3050 (value limiting filter device)), a reference picture memory 306, a prediction parameter memory 307
- the prediction image generation unit (prediction image generation device) 308, the inverse quantization / inverse conversion unit 311, and the addition unit 312 are included.
- the prediction parameter decoding unit 302 is configured to include an inter prediction parameter decoding unit 303 and an intra prediction parameter decoding unit 304.
- the predicted image generation unit 308 includes an inter predicted image generation unit 309 and an intra predicted image generation unit 310.
- the entropy decoding unit 301 performs entropy decoding on the encoded stream Te input from the outside to separate and decode individual codes (syntax elements).
- the separated codes include prediction information for generating a prediction image and residual information for generating a difference image.
- the entropy decoding unit 301 outputs a part of the separated code to the prediction parameter decoding unit 302.
- the part of the separated code is, for example, prediction mode predMode, PU division mode part_mode, merge flag merge_flag, merge index merge_idx, inter prediction identifier inter_pred_idc, reference picture index refIdxLX, prediction vector index mvp_LX_idx, difference vector mvdLX. Control of which code to decode is performed based on an instruction of the prediction parameter decoding unit 302.
- the entropy decoding unit 301 outputs the quantization coefficient to the inverse quantization / inverse transform unit 311.
- this quantization coefficient is applied to the residual signal by DCT (Discrete Cosine Transform, discrete cosine transform), DST (Discrete Sine Transform, discrete sine transform), KLT (Karyhnen Loeve Transform, Karhunen Loeve transform) Are coefficients obtained by performing frequency conversion such as.
- DCT Discrete Cosine Transform, discrete cosine transform
- DST Discrete Sine Transform, discrete sine transform
- KLT Karyhnen Loeve Transform, Karhunen Loeve transform
- the entropy decoding unit 301 transmits, to the loop filter 305, the range information and the On / Off flag information included in the coded stream Te.
- range information and On / Off flag information are included as part of loop filter information.
- the range information and the on / off flag information may be defined, for example, in units of slices, or may be defined in units of pictures. Further, the unit in which the range information and the on / off flag information are defined may be the same, and the range information may be larger than the on / off flag information. For example, range information may be defined in units of pictures, and On / Off flag information may be defined in units of slices.
- the inter prediction parameter decoding unit 303 decodes the inter prediction parameter with reference to the prediction parameter stored in the prediction parameter memory 307 based on the code input from the entropy decoding unit 301.
- the inter prediction parameter decoding unit 303 outputs the decoded inter prediction parameter to the prediction image generation unit 308, and stores the inter prediction parameter in the prediction parameter memory 307. Details of the inter prediction parameter decoding unit 303 will be described later.
- the intra prediction parameter decoding unit 304 decodes the intra prediction parameter with reference to the prediction parameter stored in the prediction parameter memory 307 based on the code input from the entropy decoding unit 301.
- the intra prediction parameter is a parameter used in a process of predicting a CU in one picture, for example, an intra prediction mode IntraPredMode.
- the intra prediction parameter decoding unit 304 outputs the decoded intra prediction parameter to the prediction image generation unit 308, and stores it in the prediction parameter memory 307.
- the intra prediction parameter decoding unit 304 may derive different intra prediction modes for luminance and chrominance.
- the intra prediction parameter decoding unit 304 decodes a luminance prediction mode IntraPredModeY as a luminance prediction parameter and a chrominance prediction mode IntraPredModeC as a chrominance prediction parameter.
- the luminance prediction mode IntraPredModeY is a 35 mode, which corresponds to planar prediction (0), DC prediction (1), and directional prediction (2 to 34).
- the color difference prediction mode IntraPredModeC uses one of planar prediction (0), DC prediction (1), direction prediction (2 to 34), and LM mode (35).
- the intra prediction parameter decoding unit 304 decodes a flag indicating whether IntraPredModeC is the same mode as the luminance mode, and if it indicates that the flag is the same mode as the luminance mode, IntraPredModeY is assigned to IntraPredModeC, and the flag indicates the luminance If intra mode is different from the mode, planar prediction (0), DC prediction (1), direction prediction (2 to 34), or LM mode (35) may be decoded as IntraPredModeC.
- the loop filter 305 applies a filter such as a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), or an adaptive loop filter (ALF) to the decoded image of the CU generated by the adding unit 312.
- a filter such as a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), or an adaptive loop filter (ALF)
- the value limiting filter 3050 in the loop filter 305 performs a process of limiting the pixel value on the decoded image after the above-described filter. Details of the value limiting filter 3050 will be described later.
- the reference picture memory 306 stores the decoded image of the CU generated by the adding unit 312 in a predetermined position for each picture and CU to be decoded.
- the prediction parameter memory 307 stores prediction parameters in a predetermined position for each picture to be decoded and each prediction unit (or sub block, fixed size block, pixel). Specifically, the prediction parameter memory 307 stores the inter prediction parameter decoded by the inter prediction parameter decoding unit 303, the intra prediction parameter decoded by the intra prediction parameter decoding unit 304, and the prediction mode predMode separated by the entropy decoding unit 301. .
- the inter prediction parameters to be stored include, for example, a prediction list use flag predFlagLX (inter prediction identifier inter_pred_idc), a reference picture index refIdxLX, and a motion vector mvLX.
- the prediction image generation unit 308 receives the prediction mode predMode input from the entropy decoding unit 301, and also receives a prediction parameter from the prediction parameter decoding unit 302. Further, the predicted image generation unit 308 reads the reference picture from the reference picture memory 306. The prediction image generation unit 308 generates a prediction image of a PU or a sub block using the input prediction parameter and the read reference picture (reference picture block) in the prediction mode indicated by the prediction mode predMode.
- the inter prediction image generation unit 309 performs inter prediction using the inter prediction parameter input from the inter prediction parameter decoding unit 303 and the read reference picture (reference picture block). Generates a predicted image of PU or subblock according to.
- the inter-predicted image generation unit 309 uses the reference picture index refIdxLX for the reference picture list (L0 list or L1 list) in which the prediction list use flag predFlagLX is 1, and the motion vector based on the PU to be decoded
- the reference picture block at the position indicated by mvLX is read out from the reference picture memory 306.
- the inter-prediction image generation unit 309 performs prediction based on the read reference picture block to generate a PU prediction image.
- the inter prediction image generation unit 309 outputs the generated prediction image of PU to the addition unit 312.
- the reference picture block is a set of pixels on the reference picture (usually referred to as a block because it is a rectangle), and is an area to be referenced to generate a predicted image of PU or sub block.
- the intra prediction image generation unit 310 When the prediction mode predMode indicates the intra prediction mode, the intra prediction image generation unit 310 performs intra prediction using the intra prediction parameter input from the intra prediction parameter decoding unit 304 and the read reference picture. Specifically, the intra predicted image generation unit 310 reads, from the reference picture memory 306, neighboring PUs which are pictures to be decoded and which are in a predetermined range from the PU to be decoded among PUs already decoded.
- the predetermined range is, for example, one of the left, upper left, upper, and upper right adjacent PUs when the decoding target PU sequentially moves in the so-called raster scan order, and varies depending on the intra prediction mode.
- the order of raster scan is an order of sequentially moving from the left end to the right end for each row from the top to the bottom in each picture.
- the intra prediction image generation unit 310 performs prediction in the prediction mode indicated by the intra prediction mode IntraPredMode based on the read adjacent PU, and generates a PU prediction image.
- the intra predicted image generation unit 310 outputs the generated predicted image of PU to the addition unit 312.
- the intra prediction image generation unit 310 determines planar prediction (0), DC prediction (1), direction according to the luminance prediction mode IntraPredMode Y.
- a prediction image of PU of luminance is generated by any of prediction (2 to 34), and planar prediction (0), DC prediction (1), direction prediction (2 to 34), LM mode according to color difference prediction mode IntraPredModeC.
- the prediction image of color difference PU is generated by any of (35).
- the inverse quantization / inverse transform unit 311 inversely quantizes the quantization coefficient input from the entropy decoding unit 301 to obtain a transform coefficient.
- the inverse quantization / inverse transform unit 311 performs inverse frequency transform such as inverse DCT, inverse DST, and inverse KLT on the obtained transform coefficient to calculate a residual signal.
- the inverse quantization / inverse transform unit 311 outputs the calculated residual signal to the addition unit 312.
- the addition unit 312 adds, for each pixel, the PU prediction image input from the inter prediction image generation unit 309 or the intra prediction image generation unit 310 and the residual signal input from the inverse quantization / inverse conversion unit 311, Generate a PU decoded image.
- the loop filter 305 performs loop filter processing such as deblocking filter processing, image restoration filter processing, and value limiting filter processing on the PU decoded image generated by the addition unit 312. Also, the loop filter 305 stores the result of the above processing in the reference picture memory 306, and externally outputs a decoded image Td in which the generated PU decoded image is integrated for each picture.
- loop filter processing such as deblocking filter processing, image restoration filter processing, and value limiting filter processing
- FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the value limiting filter 3050.
- the value limiting filter 3050 includes a switch unit 3051, a color space conversion unit 3052 (first conversion unit), a clipping processing unit 3053 (restriction unit), and a color space inverse conversion unit 3054 (first And the conversion unit 2).
- the switch unit 3051 switches whether to execute processing by the color space conversion unit 3052, the clipping processing unit 3053 and the color space inverse conversion unit 3054.
- the processing by the color space conversion unit 3052, the clipping processing unit 3053 and the color space inverse conversion unit 3054 may be referred to as value limit filter processing.
- the switch unit 3051 performs the above switching based on the On / Off flag transmitted from the entropy decoding unit 301. For example, if the On / Off flag is 1, the value limiting filter 3050 executes value limiting filter processing. On the other hand, if the On / Off flag is 0, the value limiting filter 3050 does not execute value limiting filter processing.
- a color space conversion unit 3052 converts an input image signal defined by a certain color space into an image signal of another color space (first conversion). The conversion of the image signal is performed based on the color space information described in the slice header level of the input image signal. For example, the input image signal is ITU-R BT. In the case according to 709, the color space conversion unit 3052 converts an input image signal in the YCbCr space into an image signal in the RGB space.
- the conversion equations used by the color space conversion unit 3052 in this embodiment are as follows.
- R 1.164 * (Y-16 * (BitDepth Y -8)) + 1.540 * (Cr-(1 ⁇ (BitDepth C -1)))
- G 1.164 * (Y-16 * (BitDepth Y -8))-0.183 * (Cb-(1 ⁇ (BitDepth C -1)))-0.459 * (Cr-(1 ⁇ (BitDepth C -1) )))
- B 1.164 * (Y-16 * (BitDepth Y -8)) + 1.816 * (Cb-(1 ⁇ (BitDepth C -1)))
- the color space conversion unit 3052 may use a conversion formula of YCgCo conversion capable of integer conversion.
- the clipping processing unit 3053 performs processing of limiting the pixel value on the image signal converted by the color space conversion unit 3052. Specifically, the clipping processing unit 3053 corrects the pixel value of the image signal to a range defined by the range information transmitted from the entropy decoding unit 301.
- the clipping processing unit 3053 performs the following process on the pixel value z based on the minimum value min_value and the maximum value max_value included in the range information. That is, when the pixel value z is smaller than the minimum value min_value, the clipping processing unit 3053 corrects the pixel value z to a value equal to the minimum value min_value. In addition, when the pixel value z is larger than the maximum value max_value, the clipping processing unit 3053 corrects the pixel value z to a value equal to the maximum value max_value. The clipping processing unit 3053 does not correct the pixel value z when the pixel value z is equal to or larger than the minimum value min_value and equal to or smaller than the maximum value max_value.
- the clipping processing unit 3053 performs the above processing on each color component (for example, R, G, B) of the color space. That is, each of R, G, and B is regarded as the pixel value z and processed.
- the range information min_value and max_value of each color component is different for each color component.
- FIG. 11C shows an example of transmission for each color component indicated by the color space index cIdx.
- the color space inverse conversion unit 3054 inversely converts the image signal having the pixel value limited by the clipping processing unit 3053 into the original color space image signal (second conversion). Similar to the conversion in the color space conversion unit 3052, the inverse conversion is performed based on color space information.
- the input image signal is ITU-R BT.
- the color space inverse conversion unit 3054 converts an image signal in RGB space into an image signal in YCbCr space.
- a specific color space inverse conversion equation in the color space inverse conversion unit 3054 is as follows.
- t 0.2126 * R + 0.7152 * G + 0.0722 *
- B Y t * 219.0 / 255.0 + 16 * (BitDepth Y -8)
- Cb 0.5389 * (B-Y) * 224.0 / 255.0 + (1 ⁇ (BitDepth C -1))
- Cr 0.6350 * (R-Y) * 224.0 / 255.0 + (1 ⁇ (BitDepth C -1))
- a specific color space inversion conversion equation used by the color space inverse conversion unit 3054 is as follows.
- the value limiting filter 3050 does not necessarily have to include the switch unit 3051.
- the value limiting filter processing is necessarily performed on the input image signal.
- the value limiting filter 3050 can switch whether to execute value limiting filter processing as necessary.
- the switch unit 3051 switches whether to execute value limiting filter processing based on the On / Off flag information as necessary, the error of the image signal output from the value limiting filter 3050 is It is preferable because it can be reduced.
- the input image signal input to the value limiting filter 3050 is an inter or intra predicted image signal.
- the range information and the on / off flag information are included in part of the coding parameter.
- FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the image coding apparatus 11 according to the present embodiment.
- the image coding device 11 includes a predicted image generation unit 101, a subtraction unit 102, a transform / quantization unit 103, an entropy coding unit 104, an inverse quantization / inverse transform unit 105, an addition unit 106, a loop filter 107 3050), prediction parameter memory (prediction parameter storage unit, frame memory) 108, reference picture memory (reference image storage unit, frame memory) 109, coding parameter determination unit 110, prediction parameter coding unit 111, and loop filter It comprises the setting part 114.
- the prediction parameter coding unit 111 includes an inter prediction parameter coding unit 112 and an intra prediction parameter coding unit 113.
- the prediction image generation unit 101 generates, for each picture of the image T, the prediction image P of the prediction unit PU for each coding unit CU, which is an area obtained by dividing the picture.
- the predicted image generation unit 101 reads a decoded block from the reference picture memory 109 based on the prediction parameter input from the prediction parameter coding unit 111.
- the prediction parameter input from the prediction parameter coding unit 111 is, for example, a motion vector in the case of inter prediction.
- the predicted image generation unit 101 reads a block at a position on the reference image indicated by the motion vector starting from the target PU.
- the prediction parameter is, for example, an intra prediction mode.
- the pixel value of the adjacent PU used in the intra prediction mode is read from the reference picture memory 109, and a PU predicted image P is generated.
- the prediction image generation unit 101 generates a PU prediction image P using one of a plurality of prediction methods for the read reference picture block.
- the prediction image generation unit 101 outputs the generated prediction image P of PU to the subtraction unit 102.
- FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of the inter predicted image generation unit 1011 included in the predicted image generation unit 101.
- the inter prediction image generation unit 1011 includes a motion compensation unit 10111 and a weight prediction unit 10112.
- the motion compensation unit 10111 and the weight prediction unit 10112 have the same configuration as that of the above-described motion compensation unit 3091 and weight prediction unit 3094, and therefore the description thereof is omitted here.
- the prediction image generation unit 101 generates a PU prediction image P based on the pixel value of the reference block read from the reference picture memory, using the parameter input from the prediction parameter coding unit.
- the predicted image generated by the predicted image generation unit 101 is output to the subtraction unit 102 and the addition unit 106.
- the subtraction unit 102 subtracts the signal value of the predicted image P of the PU input from the predicted image generation unit 101 from the pixel value of the corresponding PU of the image T to generate a residual signal.
- the subtraction unit 102 outputs the generated residual signal to the transformation / quantization unit 103.
- the transform / quantization unit 103 performs frequency transform on the residual signal input from the subtraction unit 102 to calculate transform coefficients.
- the transform / quantization unit 103 quantizes the calculated transform coefficient to obtain a quantization coefficient.
- Transform / quantization section 103 outputs the obtained quantization coefficient to entropy coding section 104 and inverse quantization / inverse transform section 105.
- the entropy coding unit 104 receives the quantization coefficient from the transform / quantization unit 103, and receives the coding parameter from the prediction parameter coding unit 111.
- the coding parameters to be input include, for example, codes such as a reference picture index refIdxLX, a prediction vector index mvp_LX_idx, a difference vector mvdLX, a prediction mode predMode, and a merge index merge_idx.
- the entropy coding unit 104 entropy codes the input quantization coefficient, coding parameters, and loop filter information (described later) generated by the loop filter setting unit 114 to generate a coded stream Te, and generates a generated code stream Te. Output stream Te to the outside.
- the inverse quantization / inverse transform unit 105 inversely quantizes the quantization coefficient input from the transform / quantization unit 103 to obtain a transform coefficient.
- the inverse quantization / inverse transform unit 105 performs inverse frequency transform on the obtained transform coefficient to calculate a residual signal.
- the inverse quantization / inverse transform unit 105 outputs the calculated residual signal to the addition unit 106.
- the addition unit 106 adds the signal value of the prediction image P of PU input from the prediction image generation unit 101 and the signal value of the residual signal input from the inverse quantization / inverse conversion unit 105 for each pixel, and decodes Generate an image.
- the addition unit 106 stores the generated decoded image in the reference picture memory 109.
- the loop filter 107 applies a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) to the decoded image generated by the adding unit 106. Also, the loop filter 107 includes a value limiting filter 3050. However, in the loop filter 107, the On / Off flag information and the range information are input from the loop filter setting unit 114.
- the loop filter setting unit 114 generates loop filter information used in the loop filter 107. Details of the loop filter setting unit 114 will be described later.
- the prediction parameter memory 108 stores the prediction parameter generated by the coding parameter determination unit 110 in a predetermined position for each picture and CU to be coded.
- the reference picture memory 109 stores the decoded image generated by the loop filter 107 in a predetermined position for each picture and CU to be encoded.
- the coding parameter determination unit 110 selects one of a plurality of sets of coding parameters.
- the coding parameter is a prediction parameter described above or a parameter to be coded that is generated in association with the prediction parameter.
- the prediction image generation unit 101 generates a PU prediction image P using each of these sets of coding parameters.
- the coding parameter determination unit 110 calculates, for each of the plurality of sets, a cost value indicating the size of the information amount and the coding error.
- the cost value is, for example, the sum of the code amount and a value obtained by multiplying the square error by the coefficient ⁇ .
- the code amount is the information amount of the coded stream Te obtained by entropy coding the quantization error and the coding parameter.
- the squared error is a sum between pixels with respect to the square value of the residual value of the residual signal calculated by the subtraction unit 102.
- the factor ⁇ is a real number greater than a preset zero.
- the coding parameter determination unit 110 selects a set of coding parameters that minimize the calculated cost value.
- the entropy coding unit 104 externally outputs the set of selected coding parameters as the coded stream Te, and does not output the set of non-selected coding parameters.
- the coding parameter determination unit 110 stores the determined coding parameters in the prediction parameter memory 108.
- the prediction parameter coding unit 111 derives a format for coding from the parameters input from the coding parameter determination unit 110, and outputs the format to the entropy coding unit 104. Derivation of a form for encoding is, for example, derivation of a difference vector from a motion vector and a prediction vector. Further, the prediction parameter coding unit 111 derives parameters necessary to generate a prediction image from the parameters input from the coding parameter determination unit 110, and outputs the parameters to the prediction image generation unit 101.
- the parameters required to generate a predicted image are, for example, motion vectors in units of subblocks.
- the inter prediction parameter coding unit 112 derives inter prediction parameters such as a difference vector based on the prediction parameters input from the coding parameter determination unit 110.
- the inter prediction parameter coding unit 112 derives the inter prediction parameter by the inter prediction parameter decoding unit 303 (refer to FIG. 5 and the like) as a configuration for deriving the parameters necessary for generating the prediction image to be output to the prediction image generation unit 101. Partially include the same configuration as the configuration. The configuration of the inter prediction parameter coding unit 112 will be described later.
- the intra prediction parameter coding unit 113 derives a format (for example, MPM_idx, rem_intra_luma_pred_mode, etc.) for coding from the intra prediction mode IntraPredMode input from the coding parameter determination unit 110.
- a format for example, MPM_idx, rem_intra_luma_pred_mode, etc.
- FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the loop filter setting unit 114. As shown in FIG. As shown in FIG. 7, the loop filter setting unit 114 includes a range information generation unit 1141 and an On / Off flag information generation unit 1142.
- An original image signal and color space information are input to the range information generation unit 1141 and the On / Off flag information generation unit 1142, respectively.
- the original image signal is a signal of the image T input to the image coding device 11. Also, the input image signal is input to the On / Off flag information generation unit 1142.
- FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of range information generation section 1141.
- the range information generation unit 1141 includes a color space conversion unit 11411 and a range information generation processing unit 11412.
- a color space conversion unit 11411 converts an original image signal defined by a certain color space into an image signal of another color space.
- the processing in the color space conversion unit 11411 is the same as the processing in the color space conversion unit 3052.
- the range information generation processing unit 11412 detects the maximum value and the minimum value of the pixel values in the image signal converted by the color space conversion unit 11411.
- FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the On / Off flag information generation unit 1142.
- the On / Off flag information generation unit 1142 includes a color space conversion unit 11421, a clipping processing unit 11422, a color space inverse conversion unit 11423, and an error comparison unit 11424.
- the processing in the color space conversion unit 11421, the clipping processing unit 11422, and the color space inverse conversion unit 11423 is the same as the processing in the color space conversion unit 3052, the clipping processing unit 3053, and the color space inverse conversion unit 3054, respectively.
- the error comparison unit 11424 compares the following two types of errors.
- the comparison unit 11424 compares an error when the processing in the color space conversion unit 11421, the clipping processing unit 11422, and the color space inverse conversion unit 11423 is performed with an error when the processing is not performed.
- the error comparison unit 11424 is an error when the processing in the color space conversion unit 3052, the clipping processing unit 3053, and the color space inverse conversion unit 3054 of the value limiting filter 3050 is not executed. Compare the errors.
- the error comparison unit 11424 determines the value of the On / Off flag based on the above comparison result of the error. If the error of (i) is equal to the error of (ii), or the error of (ii) is larger than the error of (i), the error comparison unit 11424 sets the On / Off flag. Set to 0. On the other hand, when the error of (ii) is smaller than the error of (i), the error comparison unit 11424 sets the On / Off flag to 1.
- the loop filter setting unit 114 generates loop filter information.
- the loop filter setting unit 114 transmits the generated loop filter information to the loop filter 107 and the entropy coding unit 104.
- the image encoding device 11 and a part of the image decoding device 31 in the embodiment described above for example, the entropy decoding unit 301, the prediction parameter decoding unit 302, the loop filter 305, the prediction image generation unit 308, the inverse quantization / inverse transform Unit 311, addition unit 312, predicted image generation unit 101, subtraction unit 102, transform / quantization unit 103, entropy coding unit 104, inverse quantization / inverse transform unit 105, loop filter 107, coding parameter determination unit 110,
- the prediction parameter coding unit 111 may be realized by a computer. In that case, a program for realizing the control function may be recorded in a computer readable recording medium, and the computer system may read and execute the program recorded in the recording medium.
- the “computer system” is a computer system built in any of the image encoding device 11 and the image decoding device 31, and includes an OS and hardware such as peripheral devices.
- the “computer-readable recording medium” means a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a storage device such as a hard disk built in a computer system.
- the “computer-readable recording medium” is one that holds a program dynamically for a short time, like a communication line in the case of transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
- a volatile memory in a computer system serving as a server or a client may be included, which holds a program for a predetermined time.
- the program may be for realizing a part of the functions described above, or may be realized in combination with the program already recorded in the computer system.
- the value limiting filter 3050 may be applied in the predicted image generation unit 101.
- the input image signal input to the value limiting filter 3050 is an inter or intra predicted image signal.
- the range information and the on / off flag information are treated as part of the coding parameter.
- FIG. 10 is an example of the YCbCr color space, ITU-R BT. It is a graph which shows the pixel value used in 8 bits of 709, and (a) is a relation between Cr and Y, (b) is a relation between Cb and Y, (c) is a relation between Cb and Cr. It is a graph which each shows. In (a) to (c) of FIG. 10, regions of combinations of pixel values to be used are indicated by hatching.
- each pixel value takes a value of 0 or more and 255 or less.
- the edge of the area is parallel or perpendicular to the axis. Therefore, in the RGB color space, if the pixel values are limited based on the maximum value and the minimum value of the respective pixel values, combinations of pixel values which are not actually used are not included in the pixel values after the limitation.
- the minimum value is not necessarily 0 and the maximum value is not necessarily 255 for each pixel value.
- the color space conversion unit 3052 may convert the input image signal into an image signal of an appropriate color space based on the maximum value and the minimum value of values used in the actual image.
- the color space inverse conversion unit 3054 may perform color space inverse conversion on the image signal of the appropriate color space to an image signal of the original color space. In this case, the conversion performed by the color space conversion unit 3052 and the color space inverse conversion unit 3054 is preferably linear conversion.
- (A) of FIG. 11 is a data structure of the syntax of SPS level information.
- the color_space_clipping_enabled_flag included in the SPS level information is a flag indicating whether or not the value limiting filter process is to be performed in the sequence.
- the error comparison unit 11424 sets the color_space_clipping_enabled_flag as the above-described On / Off flag to 0.
- the error comparison unit 11424 sets the color_space_clipping_enabled_flag to 1. The operation below the slice will be described later with reference to (b) of FIG.
- (B) of FIG. 11 shows a data structure of syntax of slice header level information.
- color space information is included in slice header level information.
- the switch unit 3051 refers to a flag slice_colour_space_clipping_luma_flag indicating whether to permit luminance value limit filtering at the slice level.
- slice_colour_space_clipping_luma_flag 1
- the switch unit 3051 permits luminance value limit filtering.
- slice_colour_space_clipping_luma_flag is 0, the switch unit 3051 prohibits the luminance value limiting filter process.
- the default value of slice_colour_space_clipping_luma_flag and slice_colour_space_clipping_chroma_flag is 0.
- the switch unit 3051 refers to a flag slice_colour_space_clipping_chroma_flag indicating whether to permit value limit filtering of the color difference signal.
- slice_colour_space_clipping_chroma_flag 1
- the switch unit 3051 permits chrominance value restriction filtering.
- slice_colour_space_clipping_chroma_flag 0
- the switch unit 3051 prohibits the color difference value limiting filter process.
- vui_information_use_flag is a flag indicating whether the color space conversion unit 3052 and the color space inverse conversion unit 3054 use color space information of VUI (Video Usability Information).
- VUI Video Usability Information
- the color space conversion unit 3052 and the color space inverse conversion unit 3054 use VUI color space information.
- the color space conversion unit 3052 and the color space inverse conversion unit 3054 use default color space information.
- the color space conversion unit 3052 and the color space inverse conversion unit 3054 each execute, for example, the above-described conversion to YCgCo and an inverse conversion.
- (C) of FIG. 11 is a data structure of syntax of loop filter information or range information of encoding parameter.
- range information the minimum value min_value [cIdx] and the maximum value min_value [cIdx] of pixel values when the original image signal in YcbCr color space detected by the range information generation unit 1141 is converted to RGB color space are described Ru.
- the value described in the range information may be a negative value.
- (A) of FIG. 12 is a figure which shows the example of the data structure of the syntax of CTU.
- slice_colour_space_clipping_luma_flag or slice_colour_space_clipping_chroma_flag which is a flag for value limiting filtering in units of slices, is 1, the On / Off flag for value limiting filter processing at CTU level Call colour_space_clipping_process to describe the information.
- FIG. 12 is a diagram showing an example of a data structure of syntax of color_space_clipping_process that describes On / Off flag information of value limit filtering at the CTU level.
- the color_space_clipping_process there is a flag csc_luma_flag which permits or does not perform value limit filter processing of the luminance signal Y, and a flag csc_chroma_flag which permits whether or not to perform value limit filter processing of the color difference signals Cb and Cr.
- all these flags are 1, value limit filter processing is permitted, and in the case of 0, value limit filter processing is prohibited.
- loop filters 305 and 107 execute processing in CTU units.
- coding distortion may take values in a range in which pixel values of the decoded image do not exist in the original image signal.
- the loop filter 305 of the present embodiment when the pixel value of the decoded image becomes a value in a range not present in the original image signal, the pixel value is corrected to the value in the range existing in the original image signal. , The quality of the decoded image can be improved.
- encoding distortion may take a value in a range in which the pixel value of the predicted image does not exist in the original image signal.
- the loop filter 107 of the present embodiment when the pixel value of the predicted image becomes a value in a range which does not exist in the original image signal, the pixel value is corrected to the value of the range which exists in the original image. The prediction efficiency can be improved.
- unnatural color blocks may occur if the encoded image can not be decoded correctly.
- the generation of the color block can be suppressed. That is, according to the loop filter 305 of this embodiment, it is possible to improve the error resilience in the case of decoding an image.
- Modification 1 In the present embodiment, an example is shown in which the value limiting filter is applied as a loop filter to an image coding apparatus and an image decoding apparatus, but the value limiting filter is not necessarily present inside the coding loop. It may be implemented as a filter. Specifically, the loop filters 107 and 305 are configured to be applied to the decoded image, not to the front stage of the reference picture memories 109 and 306.
- a part or all of the image encoding device 11 and the image decoding device 31 in the embodiment described above may be realized as an integrated circuit such as an LSI (Large Scale Integration).
- LSI Large Scale Integration
- Each functional block of the image encoding device 11 and the image decoding device 31 may be individually processorized, or part or all may be integrated and processorized.
- the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible. In the case where an integrated circuit technology comes out to replace LSI's as a result of the advancement of semiconductor technology, integrated circuits based on such technology may also be used.
- FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the value limiting filter processing unit 3050 a (value limiting filter device) of the luminance signal.
- the value limiting filter processing unit 3050a includes a switch unit 3051, a Cb / Cr signal upsampling processing unit 3055a (upsampling processing unit), a color space conversion unit 3052, a clipping processing unit 3053, And Y inverse transform unit 3054a (color space inverse transform unit 3054).
- the switch unit 3051 switches whether to perform value restriction clipping processing based on the On / Off flag information.
- the On / Off flag information corresponds to slice_colour_space_clipping_luma_flag and csc_luma_flag in terms of the syntax shown in FIGS. 11 and 12.
- the Cb and Cr signal upsampling processing unit 3055a performs upsampling processing on the color difference signals Cb and Cr so that the number of pixels of the color difference signals Cb and Cr matches the number of pixels of the luminance signal.
- a color space conversion unit 3052 performs color space conversion of the input Y, Cb, and Cr signals based on the color space information.
- the color space information is color space information by VUI indicated by vui_information_use_flag on the syntax of FIG. 11, or default color space information.
- the clipping processing unit 3053 performs clipping processing on the signal subjected to color conversion by the color space conversion unit 3052 based on the range information.
- the range information is defined as shown in (c) of FIG.
- the Y inverse conversion unit 3054a of the signals subjected to the clipping processing by the clipping processing unit 3053, only the luminance signal Y is subjected to color space inverse conversion, and is output as an output image signal together with the Cb and Cr signals of the input image signal.
- the contents of the color space inverse conversion are as described in the color space inverse conversion unit 3054.
- FIG. 14 is a diagram showing the configuration of the color difference signal value limiting filter processing unit 3050 b (value limiting filter device).
- the value limiting filter processing unit 3050b includes a switch unit 3051, a Y signal downsampling processing unit 3055b (downsampling processing unit), a color space conversion unit 3052, a clipping processing unit 3053 and Cb, And Cr inverse transformation unit 3054 b.
- the switch unit 3051 switches whether to perform value restriction clipping processing based on the On / Off flag information.
- the On / Off flag information corresponds to slice_colour_space_clipping_chroma_flag and csc_chroma_flag in terms of the syntax shown in FIGS. 11 and 12.
- the Y signal downsampling processing unit 3055b performs downsampling processing on the luminance signal Y to make the luminance signal equal to the number of pixels.
- a color space conversion unit 3052 performs color space conversion of the input Y, Cb, and Cr signals based on the color space information.
- the color space information is color space information by VUI indicated by vui_information_use_flag on the syntax of FIG. 11 or default color space information.
- the clipping processing unit 3053 performs clipping processing on the color-converted signal based on the range information.
- the range information is defined as shown in (c) of FIG.
- the Cb / Cr inverse conversion unit 3054b performs color space inverse conversion of the color difference signals Cb and Cr from the color space converted signal subjected to clipping processing, and outputs the result as an output image signal together with the Y signal of the input signal.
- the contents of the color space inverse conversion are as described in the color space inverse conversion unit 3054.
- FIG. 15 is a diagram showing the configuration of a value limiting filter processing unit 3050 c (value limiting filter device) for luminance and color difference signals.
- the value limiting filter processing unit 3050 c has common On / Off flag information between the luminance signal Y and the color difference signals Cb and Cr.
- the value limiting filter processing unit 3050c includes a switch unit 3051, a Cb, Cr signal upsampling processing unit 3055a, a Y signal downsampling processing unit 3055b, a color space conversion unit 3052, a clipping processing unit 3053, and a Y inverse conversion unit.
- the value limiting filter processing unit 3050 c sets the Y signal and the Cb and Cr signals subjected to the color space inverse conversion as output image signals.
- the contents of the color space inverse conversion are as described in the color space inverse conversion unit 3054.
- One form is to match the number of pixels of Y with the number of pixels of Cb and Cr by using linear up-sampling filters and down-sampling filters.
- Y signal down-sampling processing unit 3055 b applies low-pass filter processing to the pixels of each Y signal contained in the input image signal using pixels of Y signals spatially located in the periphery. By thinning out the pixels of the Y signal, the number of pixels of the Y signal is made to coincide with the number of pixels of the Cb and Cr signals.
- the Cb and Cr signal upsampling processing unit 3055a interpolates the Cb and Cr signals from the pixels of the Cb and Cr signals spatially located around the pixels of the Cb and Cr signals included in the input image signal. By increasing the number of pixels of the Cb and Cr signals, the number of pixels of the Cb and Cr signals is made to match the number of pixels of the Y signal.
- Another form is to use a median filter to match the number of pixels of the Y signal with the number of pixels of the Cb and Cr signals.
- the Y signal downsampling processing unit 3055b performs median filtering on pixels of each Y signal included in the input image signal using pixels of the Y signal that are spatially located in the periphery. By thinning out, the number of pixels of the Y signal is made to match the number of pixels of the Cb and Cr signals.
- the Cb and Cr signal upsampling processing unit 3055a interpolates the pixels of the Cb and Cr signals from the pixels spatially located in the periphery with respect to the pixels of the Cb and Cr signals included in the input image signal. To increase the number of pixels of the Cb and Cr signals to the number of pixels of the Y signal.
- the Y signal downsampling processing unit 3055b selects and thins out the pixels of a specific Y signal among the pixels included in the input image signal, thereby reducing the number of pixels of the Y signal to Cb, Match the number of pixels of the Cr signal.
- the Cb and Cr signal upsampling processor 3055a duplicates the Cb and Cr signal pixel having the same pixel value as that of the Cb and Cr signal pixel in each of the Cb and Cr signal pixels included in the input image signal. By increasing the number of pixels of the signal, the number of pixels of the Cb and Cr signals is made to match the number of pixels of the Y signal.
- the value limiting filter processing units 3050a, 3050b, and 3050c of the present embodiment include at least one of the Cb, Cr signal upsampling processing unit 3055a and the Y signal downsampling processing unit 3055b.
- the value limiting filter processing units 3050a, 3050b, and 3050c execute the value limiting filter processing even when the number of pixels of the luminance signal Y and the number of pixels of the color difference signals Cb and Cr differ in the input image signal. Can.
- Third Embodiment International standards such as BT. 709 and BT. 2100 generally used for color space conversion processing are defined by real values. However, operations using real numbers tend to be complicated. In addition, in the operation using a real number value, an operation error may occur due to the floating point. When an operation error occurs, the decoded image may not match between the image coding device and the image decoding device.
- color space conversion processing is defined by integers. Arithmetic operations can be simplified by defining them as integers. In addition, since floating point does not occur, it is possible to prevent an operation error caused by floating point.
- a predetermined color space for example, a color space based on VUI (Video Usability Information)
- VUI Video Usability Information
- FIG. 19 shows a configuration of the value limiting filter processing unit 3050 'in the present embodiment.
- FIG. 19 is a block diagram showing the configuration of the value limiting filter processing unit 3050 '.
- the value limiting filter processing unit 3050 ′ includes a switch unit 3051 ′, a color space integer conversion unit 3052 ′ (first conversion unit), a clipping processing unit 3053 ′ (restriction unit), and a color space inverse integer A conversion unit 3054 ′ (second conversion unit) and a switch unit 3055 ′ are provided.
- the switch unit 3051 ′ switches whether to execute processing by the color space integer conversion unit 3052 ′, the clipping processing unit 3053 ′, the color space inverse integer conversion unit 3054 ′, and the switch unit 3055 ′.
- the processing by the color space integer conversion unit 3052 ′, the clipping processing unit 3053 ′, the color space inverse integer conversion unit 3054 ′, and the switch unit 3055 ′ may be referred to as value limit filter processing.
- the switch unit 3051 ′ performs the above switching based on the On / Off flag transmitted from the entropy decoding unit 301.
- the switch unit 3051 ′ determines that at least one of “slice_colour_space_clipping_luma_flag”, “slice_colour_space_clipping_cb_flag” and “slice_colour_space_clipping_cr_flag”, which are slice level On / Off flags, is 1 (ON), the value limiting filter processing is performed.
- the unit 3050 executes value limiting filter processing. on the other hand, If both slice level On / Off flags are 0 (OFF), the value limiting filter processing unit 3050 ′ does not execute the value limiting filter processing. Therefore, in this case, the image input signal input to the value limiting filter processing unit 3050 ′ is output as it is.
- the color space integer conversion unit 3052 'converts an input image signal defined by a certain color space into an image signal of another color space using an integer coefficient (first conversion). The conversion of the image signal is performed based on the color space information described in the slice header level of the input image signal.
- the input image signal is ITU-R BT.
- the color space integer conversion unit 3052 'converts an input image signal in YCbCr space into an image signal in RGB space.
- the color space integer conversion unit 3052 'performs color space conversion according to the following equation.
- the color space integer conversion unit 3052 'aligns the bit lengths of pixel values in the color space according to the following equation.
- Y Y * (1 ⁇ (BitDepth-BitDepthY))
- Cb Cb * (1 ⁇ (BitDepth-BitDepthC))
- Cr Cb * (1 ⁇ (BitDepth-BitDepthC))
- YCbCr-RGB conversion is performed according to the following equation.
- R 1 to R 4 , G 1 to G 4 and B 1 to B 4 are integer coefficients represented by the following formulas.
- R 1 Round (t 1 )
- R 2 0
- R 3 Round (t 2 )
- R 4 Round ( ⁇ t 1 * (16 ⁇ (BitDepth-8))-t 2 * (1 ⁇ (BitDepth-1)))
- G 1 Round (t 1 )
- G 2 Round (t 3 )
- G 3 Round (t 4 )
- G 4 Round (-t 1 * (16 ⁇ (BitDepth-8)) - (t 3 + t 4) * (1 ⁇ (BitDepth-1)))
- B 1 Round (t 1 )
- B 2 Round (t 5 )
- B 3 0
- B 4 Round (-t 1 * (16 ⁇ (BitDepth-8)) - t 5 * (1 ⁇ (BitDepth-1)))
- Round (x) Sign (x) * Floor (Abs (x) +0.5).
- Sign (x) is a function that outputs the sign of x.
- the clipping processing unit 3053 ' performs processing of limiting the pixel value on the image signal converted by the color space integer conversion unit 3052'. That is, the clipping processing unit 3053 ′ corrects the pixel value of the image signal to a range defined by the range information transmitted from the entropy decoding unit 301.
- the clipping processing unit 3053 'performs the following processing on pixel values R, G, and B using the minimum values Rmin, Gmin, and Bmin and the maximum values Rmax, Gmax, and Bmax included in the range information. . if (R ⁇ Rmin
- the clipping processing unit 3053 ′ corrects the pixel value to a value equal to the minimum value.
- the clipping processing unit 3053 ' Correct the pixel value to a value equal to the maximum value. Then, when the pixel value is larger than the minimum value and smaller than the maximum value, the clipping processing unit 3053 ′ does not correct the pixel value.
- the color space inverse integer conversion unit 3054 inversely converts the image signal having the pixel value restricted by the clipping processing unit 3053' into the image signal of the original color space (second conversion). Similar to the conversion in the color space conversion unit 3052, the inverse conversion is performed based on color space information. For example, the input image signal is ITU-R BT. In the case according to 709, the color space inverse integer conversion unit 3054 'converts an image signal in RGB space into an image signal in YCbCr space.
- the color space inverse integer conversion unit 3054 ′ performs color space conversion according to the following equation.
- the switch unit 3055 switches whether to use the pixel value inversely converted by the color space inverse integer conversion unit 3054'. Then, in the case of using the inversely transformed pixel value, the pixel value subjected to the value limiting filter process is output instead of the inputted pixel value, and in the case where the inversely transformed pixel value is not used, the inputted pixel is used. Output the value as it is. Whether or not to use the inversely transformed pixel value is determined based on the On / Off flag transmitted from the entropy decoding unit 301.
- the switch unit 3055 ′ uses a pixel value inversely transformed with respect to the pixel value Y indicating luminance, and is 0 (OFF). In the case of, the input pixel value Y is used.
- a pixel value inversely converted with respect to a pixel value Cb indicating a color difference is used, and when 0 (OFF), the input pixel value Cb is used.
- FIG. 20 is a flowchart showing the flow of processing in the value limiting filter processing unit 3050 '.
- the switch unit 3051 ′ of the value limiting filter processing unit 3050 ′ is performed.
- the direction in which value limiting filter processing is performed that is, the input image signal is transmitted to the color space integer conversion unit 3052 '.
- the switch unit 3051 ′ outputs the direction in which value limiting filter processing is not performed, that is, the pixel value of the input image signal as it is ( S108) Send in the direction.
- the color space integer conversion unit 3052 performs color space integer conversion on the input image signal (S102). Then, the clipping processing unit 3053 'determines whether the pixel value of the image signal after color space conversion is within the range of the range (S103), and if it is out of the range of the range (YES in S103) A process is performed (S104). On the other hand, if it is within the range of the range (NO in S103), the process proceeds to step S108, and the pixel value of the input image signal is output as it is.
- the color space inverse integer conversion unit 3054 'performs color space inverse integer conversion of the clipped pixel values (S105).
- the switch unit 3055 ′ uses a value after inverse conversion as the pixel value, or It is determined whether to use the pixel value of the input image signal (S106). That is, if the value of the On / Off flag of the corresponding slice level is 1 (YES in S106), the pixel value after inverse conversion is output instead of the pixel value of the input image signal (S107). On the other hand, if the value of the On / Off flag of the corresponding slice level is 0 (NO in S106), the pixel value of the input image signal is output as it is (S108). Also in the case of NO at step S103, the pixel value of the input image signal is output as it is.
- the color space integer conversion unit 3052 ′ (first conversion unit) and the color space inverse integer conversion unit 3054 ′ (the first conversion unit) in the value limiting filter processing unit 3050 ′ (value limiting filter device) according to the present embodiment
- the conversion unit 2 calculates conversion processing at the time of converting a color space by integer multiplication, addition, and shift operation.
- FIG. 21A shows a data structure of syntax of SPS level information.
- vui_use_flag included in the SPS level information determines whether to use predetermined color space information.
- the predetermined color space information is not used, the information explicitly indicating the color space is transmitted. This configuration will be described later as the fourth embodiment, but the data structure of its syntax is as shown in (b) of FIG.
- FIG. 22 shows a data structure of syntax of slice header level information.
- processing of the switch unit 3051 ′ is switched according to the values of slice_colour_space_clipping_luma_flag, slice_colour_space_clipping_cb_flag, and slice_colour_space_clipping_cr_flag in slice header level information. That is, if one of the values of slice_colour_space_clipping_luma_flag, slice_colour_space_clipping_cb_flag, and slice_colour_space_clipping_cr_flag is 1, the switch unit 3051 ′ transmits the input image signal to the color space integer conversion unit 3052 ′. On the other hand, if all are 0, the switch unit 3051 ′ outputs the input image signal as it is.
- the clipping processing unit 3053 may clip only the color difference signal.
- a data structure of syntax of slice header level information is as shown in (b) of FIG.
- the clipping processing unit 3053 '(limiting unit) of the value limiting filter processing unit 3050' indicates an image indicating a color difference among the input image signals when the input image signal indicates other than a single color image. Processing may be performed to limit the pixel value of only the signal.
- the converting unit 3054 ′) is characterized in that conversion processing at the time of converting a color space is calculated by multiplication of integers, addition, and shift operation.
- color space conversion processing is calculated by integer multiplication, addition, and shift calculation, so that color space conversion processing can be defined as integers.
- calculation processing can be simplified, and since floating point does not occur as in the case of definition with real numbers, it is possible to prevent occurrence of calculation error associated with floating point.
- the restriction unit (clipping processing unit 3053 ′) is characterized in that the process of restricting the pixel value of only the image signal indicating the color difference among the input image signals is performed. There is.
- the process of limiting the pixel value is performed only on the image signal indicating the color difference, so that the process can be reduced.
- color space conversion processing is defined by integers
- color space information is explicitly defined
- the defined color space information is included in the encoded data.
- the color space conversion process is defined by integers, so that the calculation can be simplified.
- floating point since floating point does not occur, it is possible to prevent an operation error caused by floating point.
- color space information defined by the user can be used.
- the color space integer conversion unit 3052 performs color space conversion according to the following equation. First, the color space integer conversion unit 3052 'aligns the bit lengths of pixel values in the color space according to the following equation.
- YCbCr-RGB conversion may be performed according to the following equation.
- R ((YY K ) + (r Cb (Cb-Cb K ) + r Cr (Cr-Cr K ) + (1 ⁇ (SHIFT-1))))
- SHIFT G ((YY K ) + (g Cb (Cb-Cb K ) + g Cr (Cr-Cr K ) + (1 ⁇ (SHIFT-1))))
- SHIFT B ((YY K ) + (b Cb (Cb-Cb K ) + b Cr (Cr-Cr K ) + (1 ⁇ (SHIFT-1)))) >> SHIFT (Processing of clipping processing unit 3053 ')
- the clipping processing unit 3053 ′ performs the following processing on pixel values R, G, and B using the minimum values Rmin, Gmin, and Bmin and the maximum values Rmax, Gmax, and Bmax included in the range information
- R Clip 3 (Rmin, Rmax, R)
- G Clip 3 (Gmin, Gmax, G)
- the color space inverse integer conversion unit 3054 ′ performs inverse conversion of the color space according to the following conversion matrix and determinant.
- D 11 g Cb b Cr- g Cr b Cb
- D 21 r Cr b Cb -r Cb b Cr
- D 31 r Cb g Cr -r Cr g Cb
- D 12 g Cr b Y- g Y b Cr
- 22 r Y b Cr -r Cr b
- D 23 r Cb b Y -r Y b Cb
- D 33 r Y g Cb -r Cb g Y It is.
- >> (2 * SHIFT))) C 2 Round (D 22 / (
- >> (2 * SHIFT))) C 3 Round (D 32 / (
- >> (2 * SHIFT))) C 6 Round (D 23 / (
- ) Y 2 Round ((D 21 * (1 ⁇ SHIFT) /
- ) Y 3 Round ((D 31 * (1 ⁇ SHIFT) /
- ) Y 4 Y K >> (BitDepth-BitDepthY) It is.
- the limiting unit (clipping processing unit 3053 ′) in the value limiting filter device (value limiting filter processing unit 3050 ′) uses the first conversion unit (color space integer conversion unit 3052 ′). This limitation is performed based on whether or not the pixel value of the converted image signal is included in a color space formed using four points designated in advance.
- the restriction process can be performed using a color space generated using four points designated in advance.
- the color space formed by using the four points is characterized in that it is a parallelepiped.
- the above four points are points indicating black, red, green and blue.
- pixel values are limited to the maximum value and the minimum value in the YcbCr color space, but in the restriction by the maximum value and the minimum value in the YCbCr space, pixels not used in the RGB space There is a possibility that the value (the pixel value where the error occurred) can not be properly limited. Therefore, when there is a pixel value in which an error occurs in the RGB color space, the pixel value becomes a large error in the RGB color space used at the time of display, and the user who views the display of the image indicated by the color space There is a problem that the subjective evaluation will be greatly reduced.
- One aspect of the present invention is made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a technique for suppressing the deterioration of image quality caused by the presence of a pixel value in which an error occurs in a color space. It is.
- FIG. 23 is a block diagram showing the configuration of an image decoding apparatus 31 'according to this embodiment.
- FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of an image coding device 11 'according to the present embodiment.
- the image decoding device 31 'according to the present embodiment further includes a color space boundary region quantization parameter information generation unit 313.
- the image coding device 11 ′ according to the present embodiment further includes a color space boundary region quantization parameter information generation unit 114.
- the case of setting the quantization parameter with reference to the original image signal and the reference of the decoded image signal of the adjacent pixel There are cases of setting a quantization parameter and cases of setting a quantization parameter with reference to a predicted image signal.
- the parameter generation unit 313 (setting unit in claim) is an adjacent block (coding unit) of the target block generated by the addition unit 312. From the decoded image signal of (quantization unit), for example, CTU or CU, it is determined whether the pixel value of the target block is included in the boundary area. When it is included in the boundary area, using the color space boundary area quantization parameter information decoded by the entropy decoding unit 301, a quantum different from the quantization parameter (QP1) for the pixel value included in the area other than the boundary area Derive the optimization parameter (QP2).
- QP1 quantization parameter
- QP1 is a quantization parameter derived using pic_init_qp_minus26 notified by PPS, slice_qp_delta notified by slice header, cu_qp_delta_abs or cu_qp_delta_sign_flag notified by CU (color space boundary region quantization parameter information), etc.
- QP2 is a table in which a quantization parameter derived from QP1 and pps_colour_space_boundary_luma_qp_offset or color_space_boundary_luma_qp_offset (color space boundary region quantization parameter information) described later, or a quantization parameter Q1 and a quantization parameter Q2 are associated It is a quantization parameter derived by reference.
- the boundary area in this case will be described later. Further, it determines whether the target block is included in the boundary region and outputs the quantization parameter (QP 2) to the inverse quantization / inverse transform unit 311.
- the inverse quantization / inverse conversion unit 311 uses the quantization parameter (QP2) derived by the parameter generation unit 313. Dequantize. Otherwise, dequantize using the quantization parameter (QP1).
- the parameter generation unit 313 (setting unit in claim) is a predicted image signal (coding unit (quantization unit) of the target block generated by the predicted image generation unit 308 ), It is determined whether the pixel value of the target block is included in the boundary area, and if it is included in the boundary area, color space boundary area quantization parameter information decoded by the entropy decoding unit 301 is used. Deriving a quantization parameter (QP2) different from the quantization parameter (QP1) for pixel values included in a region other than the boundary region. Further, it determines whether the target block is included in the boundary region and outputs the quantization parameter (QP 2) to the inverse quantization / inverse transform unit 311. The operation of the inverse quantization / inverse transform unit 311 is the same as the case of referring to the decoded image signal.
- the parameter generation unit 114 (setting unit in claim) is a target block of the image T (coding unit (quantization unit)) From the above, it is determined whether the pixel value of the target block is included in the boundary region, and if it is included in the boundary region, a quantum different from the quantization parameter (QP1) for the pixel value included in the region other than the boundary region Derive the optimization parameter (QP2). Further, it determines whether the target block is included in the boundary area and outputs the color space boundary area quantization parameter information calculated from the quantization parameter (QP2) to the entropy coding unit 104. Further, it determines whether or not the target block is included in the boundary region, and outputs the quantization parameter (QP2) to the transform / quantization unit 103 and the inverse quantization / inverse transform unit 105.
- the parameter generation unit 114 (setting unit in claim) is a decoded image signal (coding unit (quantization unit) of the adjacent block of the handling block generated by the addition unit 106 Unit) determines whether the pixel value of the target block is included in the boundary area. When it is included in the boundary region, a quantization parameter (QP2) different from the quantization parameter (QP1) for the pixel values included in the region other than the boundary region is derived. Further, the color space boundary region quantization parameter information calculated from the quantization parameter (QP2) is output to the entropy coding unit 104. Further, it determines whether or not the target block is included in the boundary region, and outputs the quantization parameter (QP2) to the transform / quantization unit 103 and the inverse quantization / inverse transform unit 105.
- QP2 quantization parameter of the adjacent block of the handling block generated by the addition unit 106 Unit
- the parameter generation unit 114 (setting unit in claim) is a predicted image signal (coding unit (quantization unit) of the target block generated by the predicted image generation unit 101). From), it is determined whether the pixel value of the target block is included in the boundary area. When it is included in the boundary region, a quantization parameter (QP2) different from the quantization parameter (QP1) for the pixel values included in the region other than the boundary region is derived. Further, the color space boundary region quantization parameter information calculated from the quantization parameter (QP2) is output to the entropy coding unit 104. Further, it determines whether or not the target block is included in the boundary region, and outputs the quantization parameter (QP2) to the transform / quantization unit 103 and the inverse quantization / inverse transform unit 105.
- QP2 quantization parameter
- FIG. 25 is a block diagram showing a modification of the image decoding device 31 'of FIG.
- the entropy decoding unit 301 indicates whether the pixel value of the target block (coding unit (quantization unit)) is included in the boundary region in the color space. Boundary region information and color space boundary region quantization parameter information are decoded.
- the inverse quantization / inverse transform unit 311 refers to the boundary area information, and in the case where the target block is included in the boundary area, the inverse of the quantization parameter (QP2) derived from the color space boundary area quantization parameter information Perform quantization. Otherwise, inverse quantization is performed using the quantization parameter (QP1) for pixel values included in the color space region.
- FIG. 26 is a block diagram showing a specific configuration of the parameter generation unit 313. As shown in FIG. Since the parameter generation unit 114 has the same configuration as the parameter generation unit 313, in the following description, the description of the parameter generation unit 114 is omitted for simplification.
- the color space boundary determination unit 3131 is a decoded image signal of a block adjacent to the target block generated by the addition unit 312 or a predicted image signal of the target block generated by the predicted image generation unit 308 (in the case of the parameter generation unit 114, the target block It is determined whether or not the original image of (1) is included in the boundary area in the color space.
- the quantization parameter (QP2) different from the quantization parameter (QP1) for the pixel value included in the boundary region is To derive.
- FIG. 27 is a graph showing the color space of the luminance Y and the color difference Cb when the gradation of the pixel is 8-bit.
- (B) of FIG. 27 is a graph showing the color space of the luminance Y and the color difference Cr when the gradation of the pixel is 8-bit.
- (C) of FIG. 27 is a graph showing the color space of the color difference Cb and the color difference Cr when the gradation of the pixel is 8-bit.
- An area indicated by each P in (a) to (c) of FIG. 27 is an area having a value when the RGB space is converted to a YCbCr space, and a shaded portion in the periphery of the area indicates a boundary area.
- the boundary area corresponds to an area near the maximum value or the minimum value of the other element when one element of each graph is fixed. Therefore, when quantization or the like is performed on a pixel value in the boundary region, the pixel value is likely to be out of the region P, which causes an error (error). Therefore, the parameter generation unit 313 according to the present embodiment sets the quantization parameter for the pixel value included in the boundary area in the color space to a value different from the quantization parameter for the pixel value included in the area other than the boundary area. .
- the above example is an example in which the gradation of the pixel is 8-bit, but the gradation of the pixel is not limited to this, and 10-bit, 11-bit, 12-bit, 14-bit or 16-bit Etc.
- FIG. 28 is a flow chart for explaining the inverse quantization method by the image decoding apparatus 31 ′ when referring to the original image shown in FIG.
- the entropy decoding unit 301 decodes boundary area information indicating whether the target block is included in the boundary area in color space and color space boundary area quantization parameter information (step S0).
- the inverse quantization / inverse transform unit 311 determines whether the target block is included in the boundary area in the color space from the boundary area information decoded by the entropy decoding unit 301 (step S1). If the boundary area information indicates that the target block is included in the boundary area in color space (YES in step S1), the process advances to step S2, and the boundary area information includes the target block in the boundary area in color space If not (NO at step S1), the process proceeds to step S3.
- step S2 the inverse quantization / inverse transform unit 311 performs inverse quantization on the target block using (setting) the quantization parameter (QP2) derived using color space boundary region quantization parameter information. Do.
- step S3 the inverse quantization / inverse transform unit 311 performs (in setting) inverse quantization on the target block using a normal quantization parameter (QP1).
- QP1 normal quantization parameter
- the moving picture decoding apparatus (image decoding apparatus 31 ′) according to this specific example is boundary area information indicating whether the target block is included in the boundary area in color space and the color space boundary area quantization parameter.
- a boundary area information decoding unit (entropy decoding unit 301) for decoding information and the setting unit (inverse quantization / inverse conversion unit 311) is further included in the boundary area information. If the color space boundary region quantization parameter information is included, the quantization parameter (QP2) derived using the color space boundary region quantization parameter information is set and inverse quantization is performed.
- the above configuration it is possible to determine whether it is a boundary area or not based on boundary area information decoded from encoded data, and in the case where the target block is included in the boundary area, an appropriate quantization parameter is applied.
- By performing inverse quantization with high accuracy it is possible to prevent the pixel value from becoming an error (outside the color space region) and to reduce the possibility of being included in a range not existing in the original image. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality caused by the presence of the pixel value in which the error occurs in the color space.
- FIG. 29 is a flowchart for explaining the implicit determination method of the boundary area by the parameter generation unit 313 according to this specific example.
- the following example shows an example in which the boundary area in the color space of the pixel value of the target block is determined using the decoded image signal, but the same applies to the case where a predicted image signal is used.
- the entropy decoding unit 301 decodes color space boundary region quantization parameter information (step S09).
- the color space boundary determination unit 3131 of the parameter generation unit 313 determines whether the target block is included in the boundary area in the color space from the decoded image signal of the block adjacent to the target block generated by the addition unit 312 (Step S10). If the color space boundary determination unit 3131 determines that the target block is included in the boundary area in the color space, the process proceeds to step S11 (YES in step S10). If the color space boundary determination unit 3131 determines that the target block is not included in the boundary area in the color space, the process proceeds to step S13 (NO in step S10).
- step S11 the quantization parameter generation processing unit 3132 of the parameter generation unit 313 derives the quantization parameter (QP2) of the boundary region determined by the color space boundary determination unit 3131 using the color space boundary region quantization parameter information. Do.
- the inverse quantization / inverse transform unit 311 performs inverse quantization on the target block using the quantization parameter (QP2) set by the parameter generation processing unit 3132 (step S12).
- the inverse quantization / inverse transform unit 311 performs inverse quantization on the target block using the normal quantization parameter (QP1) (step S13).
- step 10 When using a predicted image signal, in step 10, not the decoded image signal of the block adjacent to the target block but the predicted image of the target block is used.
- the moving image decoding apparatus determines whether or not the target block is included in the boundary area in the color space (color space boundary determination section 3131). And the setting unit (quantization parameter generation processing unit 3132) determines that the block included in the boundary area is quantized when the determination unit determines that the target block is included in the boundary area in the color space.
- the parameter is set to a value different from the quantization parameter for the block included in the area other than the boundary area.
- the color space boundary determination unit 3131 decodes the decoded quantization unit (generated by the addition unit 312) around the target quantization unit (for example, CTU, CU, etc.) With reference to, it may be determined whether the quantization unit is included in the boundary region in the color space.
- the target quantization unit for example, CTU, CU, etc.
- the boundary area can be determined by referring to the decoded quantization unit around the target quantization unit, and the appropriate quantization parameter is applied to the boundary area.
- the color space boundary determination unit 3131 determines whether the prediction image of the quantization unit generated by the prediction image generation unit 308 is included in the boundary region in the color space. You may
- the pixel value becomes an error by applying the appropriate quantization parameter to the quantization unit of the boundary region in the color space of the predicted image and performing the inverse quantization with high accuracy. Can be prevented, and the possibility of being included in a range not present in the original image can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality caused by the presence of the pixel value in which the error occurs in the color space of the predicted image.
- the color space boundary determination unit 3131 first encodes and decodes the luminance signal among the pixel values of the target block, and then decodes the decoded image signal of the luminance signal. Whether or not the color difference signal is included in the boundary area in the color space may be determined from the color difference signal of the decoded image signal of the adjacent block or the predicted image of the block.
- the chrominance signal is a boundary area of the color space, using the luminance signal that has been encoded and decoded for the block. Then, by applying an appropriate quantization parameter to the color difference signal included in the determined boundary area and performing inverse quantization with high accuracy, these pixel values are prevented from becoming an error, and the original image is generated. The possibility of being included in the range not present in Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality caused by the presence of the pixel value in which the error occurs in the color space.
- FIG. 30 is a block diagram showing a specific configuration of the color space boundary determination unit 3131.
- the color space boundary determination unit 3131 is a Y signal average value calculation unit 31311, a Cb signal average value calculation unit 31312, a Cr signal average value calculation unit 31313, an RGB conversion unit 31314, and a boundary area determination processing unit It has 31315.
- the Y signal average value calculation unit 31311 calculates an average value of Y signals of the decoded image of the adjacent block generated by the addition unit 312.
- the Cb signal average value calculation unit 31312 calculates an average value of Cb signals of the decoded image of the adjacent block generated by the addition unit 312.
- the Cr signal average value calculation unit 31313 calculates an average value of Cr signals of the decoded image of the adjacent block generated by the addition unit 312.
- the RGB conversion unit 31314 calculates the average value of the Y signal calculated by the Y signal average value calculation unit 31311, the average value of the Cb signal calculated by the Cb signal average value calculation unit 31312, and the average value calculated by the Cr signal average value calculation unit 31313.
- the average value of the Cr signal is converted to an RGB signal.
- the boundary area determination processing unit 31315 is estimated from the decoded image of the adjacent block according to the magnitude relationship between the R signal, G signal and B signal converted by the RGB conversion unit 31314 and the respective threshold values of the R signal, G signal and B signal. It is determined whether the target block is included in the boundary area in the RGB color space.
- the color space boundary determination process may be performed using the predicted image of the target block generated by the predicted image generation unit 308 instead of the decoded image of the adjacent block.
- the average value of the target block is used in the present embodiment, a median value (median value) or a mode value having the same statistical properties may be used.
- FIG. 31 is a flowchart for explaining an implicit determination method of the border area by the color space border determination unit 3131 according to this specific example.
- the boundary area in the RGB color space of the decoded image of the adjacent block is determined, but the same applies to the predicted image of the target block.
- the Y signal average value calculation unit 31311, the Cb signal average value calculation unit 31312 and the Cr signal average value calculation unit 31313 respectively calculate the average values of Y, Cr, and Cb signals of the decoded image of the adjacent block generated by the addition unit 312. Calculate (step S20).
- the RGB conversion unit 31314 calculates the average value of the Y signals calculated by the Y signal average value calculation unit 31311, the average value of the Cb signals calculated by the Cb signal average value calculation unit 31312, and the Cr signal average value calculation unit 31313
- the average value of the Cr signal calculated by is converted into an RGB signal (step S21).
- the boundary region determination processing unit 31315 determines the decoded image of the adjacent block according to the magnitude relationship between the R signal, G signal and B signal converted by the RGB conversion unit 31314 and the respective threshold values of the R signal, G signal and B signal. It is determined whether the target block estimated from is included in the boundary area in the RGB color space (step S22). If the boundary area determination processing unit 31315 determines that the target block is included in the boundary area in the color space, the process proceeds to step S11 described above (YES in step S22). If the boundary area determination processing unit 31315 determines that the target block is not included in the boundary area in the color space, the process proceeds to step S13 described above (NO in step S22).
- the color space boundary determination process may be performed using the predicted image of the target block generated by the predicted image generation unit 308 instead of the decoded image of the adjacent block.
- FIG. 32 is a block diagram showing a specific configuration of the color space boundary determination unit 3133.
- the color space boundary determination unit 3133 includes a Y signal average value calculation unit 31311, a Cb signal average value calculation unit 31312 and a Cr signal average value calculation unit 31313.
- the Y signal limit value calculation unit 31331 the Cb signal limit value calculation unit 31332 and the Cr signal limit value calculation unit 31333.
- members having the same functions as the members included in the color space boundary determination unit 3131 described above are denoted by the same reference numerals, and the description will not be repeated.
- the Y signal limit value calculation unit 31331 calculates the maximum value and the minimum value of the Y signal of the decoded image of the adjacent block generated by the addition unit 312.
- the Cb signal limit value calculation unit 31332 calculates the maximum value and the minimum value of the Cb signal of the decoded image of the adjacent block generated by the addition unit 312.
- the Cr signal limit value calculation unit 31333 calculates the maximum value and the minimum value of the Cr signal of the decoded image of the adjacent block generated by the addition unit 312.
- the target block estimated from the decoded image of the adjacent block is included in the boundary area in the RGB color space.
- FIG. 33 is a flowchart for explaining an implicit determination method of the border area by the color space border determination unit 3133 according to this example.
- an example is shown in which the boundary area in the color space of the decoded image of the adjacent block is determined, but the same applies to the predicted image of the target block.
- the Y signal limit value calculation unit 31331, the Cb signal limit value calculation unit 31332 and the Cr signal limit value calculation unit 31333 calculate the maximum values of Y, Cr, and Cb signals of the decoded image of the adjacent block generated by the addition unit 312 and Each minimum value is calculated (step S30).
- the RGB conversion unit 31314 sets the maximum value and the minimum value of the Y signal calculated by the Y signal limit value calculation unit 31331, the maximum value and the minimum value of the Cb signal calculated by the Cb signal limit value calculation unit 31332, and Cr.
- the maximum value and the minimum value of the Cr signal calculated by the signal limit value calculation unit 31333 are converted into an RGB signal (step S31).
- the boundary region determination processing unit 31315 determines the decoded image of the adjacent block according to the magnitude relationship between the R signal, G signal and B signal converted by the RGB conversion unit 31314 and the respective threshold values of the R signal, G signal and B signal. It is determined whether the target block estimated from is included in the boundary area in the RGB color space (step S32). If the boundary area determination processing unit 31315 determines that the target block is included in the boundary area in the color space, the process proceeds to step S11 described above (YES in step S32). If the boundary area determination processing unit 31315 determines that the target block is not included in the boundary area in the color space, the process proceeds to step S13 described above (NO in step S32).
- the color space boundary determination process may be performed using the predicted image of the target block generated by the predicted image generation unit 308 instead of the decoded image of the adjacent block.
- the boundary area determination processing unit 31315 determines that the target block is a boundary area in the color space, but assuming that the bit lengths of the input R signal, G signal, and B signal are BitDepth bits, the minimum value is 0. And the maximum value is ((1 ⁇ BitDepth) -1).
- the boundary area determination processing unit 31315 provides the threshold value Th, and the difference between the input RGB signal and the maximum value of the RGB signal ((1 ⁇ BitDepth) -1) is less than the threshold value. In the case where the RGB signal is less than the threshold Th, it is determined that the target block is included in the boundary area in the RGB color space. The equation for the determination is shown below.
- the R signal, the G signal and the B signal in the above equations are values obtained from the respective average values of the Y signal, Cb signal and Cr signal of the block.
- the R signal, the G signal and the B signal in the above equations are values obtained from the respective average values of the Y signal, Cb signal and Cr signal of the block.
- the boundary region determination processing unit 31315 does not execute the above-described step S31, but in the above-described step S32, the average value of the Y signal, Cb signal and Cr signal of the decoded image of the adjacent block or A target block estimated from the decoded image of the adjacent block is included in the boundary region by the magnitude relationship between the maximum value and the minimum value, and the
- the boundary region determination processing unit 31315 is near the respective minimum values (Ymin, Cbmin, Crmax) or the respective maximum values (Ymax, Cbmax, Crmax) of the Y signal, Cb signal and Cr signal. If the difference between the average value or the minimum value (Y, Cb, Cr) of the decoded image of the adjacent block and (Ymin, Cbmin, Crmin) is less than the threshold value by setting the threshold value Th to the value of If the difference between Cbmax and Crmax) and the maximum value (Y, Cb, Cr) of the decoded image of the adjacent block is less than the threshold Th, it is determined that the difference is included in the boundary area.
- the equation for the determination is shown below.
- the boundary area determination processing unit 31315 determines whether or not the target block estimated from the decoded image of the adjacent block is included in the boundary area in the RGB color space.
- the color space boundary determination process may be performed using the predicted image of the target block generated by the predicted image generation unit 308 instead of the decoded image of the adjacent block.
- the video decoding apparatus (image decoding apparatus 31 ′) that executes the implicit determination method of the above-mentioned specific example (2) or specific example (3) is a decoded image of an adjacent block defined by the color space
- the image processing apparatus further includes a conversion unit (RGB conversion unit 31314) that converts the predicted image of the target block into another color space, and the determination unit (boundary area determination processing unit 31315) calculates the pixel value converted by the conversion unit. It is determined whether it is included in the border area in another color space.
- the target block it is possible to determine whether the target block is included in the boundary area or not by referring to the range in which the original image defined by another color space after conversion exists. If included, applying appropriate quantization parameters and performing inverse quantization with high accuracy prevents the target block from becoming an error and reduces the possibility of being included in the range not present in the original image. Can. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality due to the presence of the pixel value in which the error occurs in the other color space.
- the moving picture decoding apparatus (image decoding apparatus 31 ′) executing the implicit determination method of the above-mentioned specific example (2) or specific example (3) is a pixel value in the decoded image of the adjacent block Calculation unit (Y signal average value calculation unit 31311, Cb signal average value calculation unit 31312 and Cr signal average value calculation unit 31313, or Y signal limit value calculation unit 31331, Cb signal that calculates the maximum value, the minimum value, or the average value of Limit value calculation unit 31332 and Cr signal limit value calculation unit 31333) is further included, and the determination unit (boundary region determination processing unit 31315) determines whether the maximum value, the minimum value, or the average value is larger than the threshold. By doing this, it is determined whether the target block is included in the boundary area in the color space.
- the boundary area can be determined based on the threshold value corresponding to the calculated maximum value, minimum value or average value. Then, when these values are included in the boundary area, the pixel value is prevented from becoming an error by performing inverse quantization with high accuracy by applying an appropriate quantization parameter, and the pixel value is present in the original image. Can reduce the possibility of being included in the Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality caused by the presence of the pixel value in which the error occurs in the color space.
- the boundary area determination processing unit 31315 determines that the pixel value of the target block is the boundary area in the color space for each element of the Y signal, Cb signal, and Cr signal. It may be determined whether it is a pixel value included in. Below, the formula of the said structure is shown.
- the boundary region determination processing unit 31315 may reduce the value indicated by the Y signal by the minimum value of the Y signal if the value is smaller than the threshold or the Y signal When the difference value from the maximum value of the Y signal is smaller than the threshold value, it is determined that the pixel value is compared to the threshold value.
- the boundary region determination processing unit 31315 determines that the value obtained by subtracting the value indicated by the Cb signal by the minimum value of the Cb signal is smaller than the threshold, or the value indicated by the Cb signal is the Cb signal.
- the difference value from the maximum value of is smaller than the threshold value, it is determined that the pixel value is a pixel value included in the boundary area in the YCbCr color space.
- the boundary region determination processing unit 31315 generates a Cr signal when the value obtained by subtracting the value indicated by the Cr signal by the minimum value of the Cr signal is smaller than the threshold value.
- the difference value from the maximum value of is smaller than the threshold value, it is determined that the pixel value is a pixel value included in the boundary area in the YCbCr color space.
- the pixel value of the target block is the luminance, the first color difference (eg, Cb), and the second color difference (eg, Cr).
- the determination unit includes an element, and determines, for each of the components, whether the pixel value of the target block is a pixel value included in the boundary region in the color space.
- the boundary area can be determined for each element. Then, by applying an appropriate quantization parameter to each element of the pixel value included in the boundary area and performing inverse quantization with high accuracy, each element of the pixel value becomes an error. It is possible to prevent and reduce the possibility of being included in the range not present in the original image. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality caused by the presence of the pixel value in which the error occurs in the color space.
- the boundary area determination processing unit 31315 includes the pixel value of the target block in the boundary area in the color space for each element of the R signal, G signal and B signal converted by the RGB conversion unit 31314. It may be determined whether or not it is a pixel value. Below, the formula of the said structure is shown.
- the boundary region determination processing unit 31315 determines that the value indicated by the G signal is smaller than the threshold Th or the maximum value of the G signal indicated by the G signal ((1 ⁇ BitDepth) If the subtraction value is smaller than the threshold value from -1)), it is determined that the pixel value is a pixel value included in the boundary area in the RGB color space.
- the boundary region determination processing unit 31315 determines that the value indicated by the B signal is smaller than the threshold Th, or the maximum value of the B signal indicated by the B signal ((1 ⁇ BitDepth) If the subtraction value is smaller than the threshold value from -1)), it is determined that the pixel value is a pixel value included in the boundary area in the RGB color space.
- the moving picture decoding apparatus converts the pixel value of the target block defined by the color space into the pixel of the target block defined by another color space.
- the pixel value converted by the conversion unit further includes a conversion unit (RGB conversion unit 31314) for converting into a value, the first pixel value (for example, R), the second pixel value (for example, G), and the third pixel
- the determination unit (boundary area determination processing unit 31315) includes an element of a value (for example, B), and the pixel value of the target block is a pixel value included in the boundary area in the color space for each of the elements. Determine if
- the boundary area can be determined for each element of the pixel value after conversion. Then, by applying an appropriate quantization parameter to each element of the pixel value included in the boundary area and performing inverse quantization with high accuracy, each element of the pixel value becomes an error. It is possible to prevent and reduce the possibility of being included in the range not present in the original image. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality caused by the presence of the pixel value in which the error occurs in the color space.
- R (255.0 * BitDepth) / (219 * BitDepthY) * (Y- (16 ⁇ (BitDepthY-8))) + ((255.0 * BitDepth) / (112 * BitDepthC) * (1.0-Kr)) * (Cr- (1 ⁇ (BitDepthC-1)))
- G (255.0 * BitDepth) / (219 * BitDepthY) * (Y- (16 ⁇ (BitDepthY-8)) -((255.0 * BitDepth) / (112 * BitDepthC) * Kb * (1.0-Kb) / Kg) * (Cb- (1 ⁇ (BitDepthC-1))) -((255.0 * BitDe
- the quantization parameter generation processing unit 3132 determines that the quantization parameter for the block included in the boundary area determined by the color space boundary determination unit 3131 is different from the quantization parameter for the block included in the area other than the boundary area. Set to a value.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 performs the quantization parameter Q2 for the block included in the boundary area determined by the color space boundary determination unit 3131 with respect to the block included in the area other than the boundary area. It is set to a value smaller than the quantization parameter Q1.
- the inverse quantization / inverse transform unit 311 performs inverse quantization on the blocks included in the boundary region using the quantization parameter Q2 set by the quantization parameter generation processing unit 3132.
- the dequantization can be made finer and the quantization error can be made smaller.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 quantizes the quantization parameter Q2 for the block included in the boundary area determined by the color space boundary determination unit 3131 for the block included in the area other than the boundary area. It is set to a value obtained by subtracting the offset value qpOffset2 from the parameter Q1.
- the formula of the quantization parameter Q1 (qP) for the block included in the area other than the boundary area in the example and the formula of the quantization parameter Q2 (QPc) for the block included in the boundary area are shown.
- the moving picture decoding apparatus (image decoding apparatus 31 ′) according to this specific example further includes the offset value decoding unit (entropy decoding unit 301) that decodes the offset value, and the setting unit (quantization parameter generation process)
- the unit 3132) calculates the quantization parameter for the block included in the boundary area in the color space by subtracting the offset value from the quantization parameter for the block included in the area other than the boundary area.
- inverse quantization can be performed with high accuracy by applying the quantization parameter from which the offset value has been subtracted to the blocks included in the boundary region. This can prevent the pixel value from becoming an error and reduce the possibility of being included in a range that is not present in the original image. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality caused by the presence of the pixel value in which the error occurs in the color space.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 associates the quantization parameter Q1 for blocks included in a region other than the boundary region with the quantization parameter Q2 for blocks included in the boundary region in color space.
- the quantization parameter Q2 for the block included in the boundary area in the color space is set.
- FIG. 34 shows the table.
- qPi indicates a quantization parameter Q1 for a block included in a region other than the boundary region
- Qpc indicates a quantization parameter Q2 for a block included in the boundary region in the color space.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 refers to the table shown in FIG. 34 when the quantization parameter qPi for the block included in the area other than the boundary area is less than 30. Then, the quantization parameter Qpc for the block included in the boundary area in the color space is set to the same value as qPi.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 refers to the table shown in FIG.
- the quantization parameter Qpc for the block to be set is set to 29.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 refers to the table shown in FIG.
- the quantization parameter Qpc for the block to be set is set to 35.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 refers to the table shown in FIG. Set the quantization parameter Qpc for the included block to qPi-6.
- the setting unit determines the quantization parameter for blocks included in the area other than the boundary area.
- the quantization parameter for the block included in the boundary area in the color space is set with reference to a table in which the quantization parameter for the block included in the boundary area in the color space is associated.
- an appropriate quantum is referred to by referring to a table in which quantization parameters for blocks included in regions other than the boundary region are associated with quantization parameters for blocks included in the boundary region in the color space. Parameter can be set. Then, inverse quantization can be performed with high accuracy by applying the quantization parameter to a block included in the boundary region. This can prevent the pixel value from becoming an error and reduce the possibility of being included in a range that is not present in the original image. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality caused by the presence of the pixel value in which the error occurs in the color space.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 determines the quantization parameter QP2 for the block included in the boundary area in color space and the quantization parameter QP1 for the block included in the area other than the boundary area. It is set to a value equal to or less than a different predetermined threshold.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 provides an upper limit qpMax to the quantization parameter QP2 for the block included in the boundary region in the color space, and clips it to qpMax.
- the quantization parameter in the configuration concerned The relational expression of QP2 (qp) and quantization parameter QP1 (qP) is shown.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 is configured to calculate the quantization parameter qp for the block included in the boundary region in the color space, qP (quantization parameter QP1 for the block not included in the boundary region) and qpMax By setting the smaller value of (predetermined threshold), the quantization parameter qp is set to a value equal to or smaller than the predetermined threshold.
- the quantization parameter it is possible to prevent the quantization parameter from becoming a value larger than the predetermined threshold, and apply the quantization parameter equal to or less than the predetermined threshold to the blocks included in the boundary region.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 preferably executes the above-described process only for a relatively large quantization unit. That is, the quantization parameter generation processing unit 3132 is a target block of a relatively large quantization unit (coding unit), and the quantization parameter QP2 for the block included in the boundary region in the color space is It is preferable to set the value different from the quantization parameter QP1 for blocks included in the region. CTU etc. are mentioned as an example of the said comparatively big quantization unit.
- the above configuration is preferable because the distortion of the color component at the time of display is perceived by the user when displayed with the pixel value of the large coding unit whose movement is relatively slow.
- the degree of the user's perception of the distortion is small.
- the quantization parameter generation processing unit 3132 executes the above-described process only on a specific element (for example, Y, Cb or Cr) of the pixel value. May be That is, among the specific elements of the target block, the quantization parameter generation processing unit 3132 includes the quantization parameter QPC2 for the specific element included in the boundary area in the color space in an area other than the boundary area It may be set to a value different from the quantization parameter QPC1 for.
- a specific element for example, Y, Cb or Cr
- control of the encoding and the image quality of the decoded image is performed by controlling the quantization parameter, but other parameters, for example, the lambda value itself which is the parameter of the optimum mode selection, A similar effect can be obtained by controlling the balance between the lambda value of the luminance signal and the lambda value of the color difference signal.
- syntax and semantics are syntax tables indicating syntaxes used by the parameter generation unit 313 and the parameter generation unit 114 according to the present embodiment in the boundary region determination method and the quantization parameter setting method described above, respectively. It is.
- the entropy encoding unit 104 of the image encoding device 11 ′ encodes the flag color_space_boundary_qp_offset_enabled_flag in the sequence parameter set SPS.
- the entropy decoding unit 301 of the image decoding device 31 ′ decodes the flag colour_space_boundary_qp_offset_enabled_flag included in the sequence parameter set SPS.
- the flag colour_space_boundary_qp_offset_enabled_flag is a flag indicating whether or not to apply an offset to the quantization parameter for the block included in the boundary area in the color space in the sequence.
- the entropy decoding unit 301 decodes the flag colour_space_boundary_qp_offset_enabled_flag, and the parameter generation unit 313 calculates the quantization parameter for the block whose flag colour_space_boundary_qp_offset_enabled_flag is included in the boundary area in the color space. If the flag is 1, it indicates that the offset is to be applied, and if the flag is 0, it indicates that the offset is not to be applied. When the flag indicates that the offset is to be applied, the parameter generation unit 313 executes the steps after step S10 described above.
- the entropy encoding unit 104 of the image encoding device 11 ′ applies an offset to the quantization parameter for the block included in the border area in the color space with the flag colour_space_boundary_qp_offset_enabled_flag. It is determined whether or not it is indicated.
- the entropy coding unit 104 indicates that the flag colour_space_boundary_qp_offset_enabled_flag applies an offset to the quantization parameter for the block included in the boundary region in the color space
- the following flags are encoded in the picture parameter set PPS Turn pps_colour_space_boundary_luma_qp_offset pps_colour_space_boundary_cb_qp_offset pps_colour_space_boundary_cr_qp_offset pps_slice_colour_space_boundary_qp_offsets_present_flag
- the entropy decoding unit 301 of the image decoding device 31 ′ decodes the above flags included in the picture parameter set PPS.
- pps_colour_space_boundary_luma_qp_offset indicates an offset value to be subtracted from the quantization parameter QPP_Y for the luminance Y of the picture.
- pps_colour_space_boundary_cb_qp_offset indicates an offset value to be subtracted from QPP_Cb, which is a quantization parameter for color difference Cb of a picture.
- pps_colour_space_boundary_cr_qp_offset indicates an offset value to be subtracted from QPP_Cr, which is a quantization parameter for color difference Cr of a picture.
- pps_colour_space_boundary_luma_qp_offset the value of pps_colour_space_boundary_cb_qp_offset and the value of pps_colour_space_boundary_cr_qp_offset may each be a value in the range of 0 to +12.
- the flags pps_slice_colour_space_boundary_qp_offsets_present_flag indicate whether slice_colour_space_boundary_luma_qp_offset and slice_colour_space_boundary_cb_qp_offset and slice_colour_space_boundary_cr_qp_offset exist in the slice header SH associated with the picture parameter set PPS.
- slice_colour_space_boundary_luma_qp_offset indicates an offset value to be subtracted from the quantization parameter QPS_Y for the luminance Y of the slice.
- slice_colour_space_boundary_cb_qp_offset indicates an offset value to be subtracted from QPS_Cb which is a quantization parameter for the color difference Cb of the slice.
- slice_colour_space_boundary_cr_qp_offset indicates an offset value to be subtracted from QPS_Cr which is a quantization parameter of color difference Cr of the slice.
- slice_colour_space_boundary_luma_qp_offset the value of slice_colour_space_boundary_cb_qp_offset and the value of slice_colour_space_boundary_cr_qp_offset may be in the range of 0 to +12.
- the entropy coding unit 104 of the image coding device 11 ′ codes the difference value slice_qp_delta of the quantization parameter as a coding parameter included in the slice header SH. Also, it is determined whether the flag pps_slice_colour_space_boundary_qp_offset_present_flag indicates that there is an offset with respect to a quantization parameter for a block included in the boundary area in the color space.
- the entropy coding unit 104 includes the following flags in the slice header SH: Encoding as a coding parameter.
- the entropy decoding unit 301 decodes the flag pps_slice_colour_space_boundary_qp_offsets_present_flag, and the flags are: slice_colour_space_boundary_luma_qp_offset and slice_colour_space_boundary_cb_qp_offset and sl_s It is judged whether it exists in the slice header SH related to PPS (If the flag is 1, it indicates that each offset value exists in the slice header SH, and if the flag is 0, each offset value is a slice Indicates that the header SH does not exist).
- the entropy decoding unit 301 can be used in the following manner. Offset value colour_space_boundary_cb_qp_offset, Decode the offset value colour_space_boundary_cr_qp_offset. Then, after the above-described step S10, in the above-described step S11, the quantization parameter generation processing unit 3132 determines the quantization parameter for the block included in the boundary area determined by the color space boundary determination unit 3131.
- QP1 is the above-mentioned QPP and QPS.
- the entropy coding unit 104 of the image coding device 11 ′ applies the quantization parameter of the block included in the boundary region in the color space of the CTU (quantization unit) flag to color_space_boundary_qp_offset_enabled_flag. To determine whether to apply the offset. Then, when the flag colour_space_boundary_qp_offset_enabled_flag indicates that the offset is applied to the quantization parameter, the entropy coding unit 104 codes the flag colour_space_boundary_flag as a coding parameter of the CTU.
- the flag color_space_boundary_flag is boundary area information indicating whether the pixel value of the target block is a block included in the boundary area in the color space.
- the entropy decoding unit 301 decodes the flag colour_space_boundary_flag.
- the inverse quantization / inverse transform unit 311 determines whether the flag indicated by the original image signal (CTU) is included in the boundary area in color space for the flag colour_space_boundary_flag decoded by the entropy decoding unit 301. Determine if Next, when the flag colour_space_boundary_flag indicates that the pixel value of the original target block is included in the boundary area in the color space, the inverse quantization / inverse transform unit 311 determines the block included in the boundary area.
- the inverse quantization is performed using a quantization parameter QP2 having a value different from the quantization parameter QP1 for the block included in the area of. More specifically, for example, when the flag colour_space_boundary_flag indicates 1, the inverse quantization / inverse transform unit 311 uses the quantization parameter QP2 from which the offset value defined in the picture parameter set PPS or the slice header SH has been subtracted. Perform inverse quantization.
- the moving picture decoding apparatus (image decoding apparatus 31 ′) according to the present embodiment is a moving picture decoding apparatus that performs inverse quantization on the target block based on the quantization parameter, and the above quantization parameter A setting unit (color space boundary region quantization parameter information generation unit 313) which is set for each quantization unit is provided, and the setting unit is a quantization parameter for a block included in a boundary region in color space among the target blocks. Is set to a value different from the quantization parameter for the block included in the area other than the boundary area.
- the inverse quantization is performed with high accuracy by applying an appropriate quantization parameter to the block included in the boundary region, thereby preventing the pixel value from becoming an error, and the original image
- the possibility of being included in the range not present in Therefore it is possible to suppress the deterioration of the image quality caused by the presence of the pixel value in which the error occurs in the color space.
- a moving picture coding apparatus (image coding apparatus 11 ′) is a moving picture coding apparatus that performs quantization or inverse quantization on a target block based on a quantization parameter, and A setting unit (color space boundary region quantization parameter information generating unit 114) for setting the quantization parameter for each quantization unit, the setting unit for the block included in the boundary region in the color space among the target blocks
- the quantization parameter is set to a value different from the quantization parameter for the block included in the area other than the boundary area.
- an appropriate quantization parameter is applied to the block included in the boundary region to perform quantization or inverse quantization with high accuracy, thereby preventing the pixel value from becoming an error.
- the possibility of being included in the range not present in the original image can be reduced. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the image quality caused by the presence of the pixel value in which the error occurs in the color space.
- the image encoding devices 11 and 11 ′ and the image decoding devices 31 and 31 ′ described above can be mounted and used in various devices that transmit, receive, record, and reproduce moving images.
- the moving image may be a natural moving image captured by a camera or the like, or an artificial moving image (including CG and GUI) generated by a computer or the like.
- FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a transmission device PROD_A on which the image coding devices 11 and 11 'are mounted.
- the transmission device PROD_A modulates a carrier wave with the coding unit PROD_A1 for obtaining coded data by coding a moving image, and the coding data obtained by the coding unit PROD_A1.
- the image coding devices 11 and 11 'described above are used as the coding unit PROD_A1.
- the transmission device PROD_A is a camera PROD_A4 for capturing a moving image, a recording medium PROD_A5 for recording the moving image, an input terminal PROD_A6 for externally inputting the moving image, and a transmission source of the moving image input to the encoding unit PROD_A1. , And may further include an image processing unit A7 that generates or processes an image.
- FIG. 16 exemplifies a configuration in which the transmission device PROD_A includes all of them, part of the configuration may be omitted.
- the recording medium PROD_A5 may be a recording of a non-coded moving image, or a moving image encoded by a recording encoding method different from the transmission encoding method. It may be one. In the latter case, it is preferable to interpose, between the recording medium PROD_A5 and the encoding unit PROD_A1, a decoding unit (not shown) that decodes the encoded data read from the recording medium PROD_A5 according to the encoding scheme for recording.
- FIG. 16 is a block diagram showing a configuration of a reception device PROD_B equipped with the image decoding devices 31 and 31 '.
- the reception device PROD_B receives the modulation signal, receives the modulation signal, and demodulates the modulation signal received by the reception unit PROD_B1, thereby obtaining the encoded data by the demodulation unit PROD_B2.
- a decoding unit PROD_B3 for obtaining a moving image by decoding encoded data obtained by the unit PROD_B2.
- the image decoding devices 31 and 31 'described above are used as the decoding unit PROD_B3.
- the receiving device PROD_B is a display PROD_B4 for displaying a moving image, a recording medium PROD_B5 for recording the moving image, and an output terminal for outputting the moving image to the outside as a supply destination of the moving image output by the decoding unit PROD_B3. It may further comprise PROD_B6. Although (b) of FIG. 16 exemplifies a configuration in which the receiving device PROD_B includes all of them, part of the configuration may be omitted.
- the recording medium PROD_B5 may be for recording a moving image which has not been encoded, or is encoded by a recording encoding method different from the transmission encoding method. May be In the latter case, an encoding unit (not shown) may be interposed between the decoding unit PROD_B3 and the recording medium PROD_B5 to encode the moving image acquired from the decoding unit PROD_B3 according to the encoding method for recording.
- the transmission medium for transmitting the modulation signal may be wireless or wired.
- the transmission mode for transmitting the modulation signal may be broadcast (here, a transmission mode in which the transmission destination is not specified in advance), or communication (in this case, transmission in which the transmission destination is specified in advance) (Refer to an aspect). That is, transmission of the modulation signal may be realized by any of wireless broadcast, wired broadcast, wireless communication, and wired communication.
- a broadcasting station (broadcasting facility etc.) / Receiving station (television receiver etc.) of terrestrial digital broadcasting is an example of a transmitting device PROD_A / receiving device PROD_B which transmits and receives a modulated signal by wireless broadcasting.
- a cable television broadcast station (broadcasting facility or the like) / receiving station (television receiver or the like) is an example of a transmitting device PROD_A / receiving device PROD_B which transmits and receives a modulated signal by cable broadcasting.
- a server such as a workstation
- client such as a VOD (Video On Demand) service or a video sharing service using the Internet
- PROD_A / receiving device PROD_B
- the personal computer includes a desktop PC, a laptop PC, and a tablet PC.
- the smartphone also includes a multifunctional mobile phone terminal.
- the client of the moving image sharing service has a function of encoding a moving image captured by a camera and uploading it to the server. That is, the client of the moving image sharing service functions as both the transmitting device PROD_A and the receiving device PROD_B.
- FIG. 17 is a block diagram showing a configuration of a recording device PROD_C on which the image coding devices 11 and 11 'described above are mounted.
- the recording device PROD_C uses the encoding unit PROD_C1, which obtains encoded data by encoding a moving image, and the encoded data obtained by the encoding unit PROD_C1, to the recording medium PROD_M.
- a writing unit PROD_C2 for writing.
- the image coding devices 11 and 11 'described above are used as the coding unit PROD_C1.
- the recording medium PROD_M may be (1) a type incorporated in the recording device PROD_C, such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD), or (2) an SD memory. It may be of a type connected to the recording device PROD_C, such as a card or a Universal Serial Bus (USB) flash memory, or (3) a DVD (Digital Versatile Disc) or a BD (Blu-ray Disc: Registration It may be loaded into a drive device (not shown) built in the recording device PROD_C, such as a trademark).
- a type incorporated in the recording device PROD_C such as a hard disk drive (HDD) or a solid state drive (SSD), or (2) an SD memory. It may be of a type connected to the recording device PROD_C, such as a card or a Universal Serial Bus (USB) flash memory, or (3) a DVD (Digital Versatile Disc) or a BD (Blu-ray Disc: Registration It may be loaded into
- the recording device PROD_C is a camera PROD_C3 for capturing a moving image as a supply source of the moving image input to the encoding unit PROD_C1, an input terminal PROD_C4 for inputting the moving image from the outside, and a reception for receiving the moving image
- the image processing unit PROD_C5 may further include an image processing unit PROD_C6 that generates or processes an image.
- FIG. 17A illustrates the configuration in which the recording apparatus PROD_C includes all of the above, a part of the configuration may be omitted.
- the receiving unit PROD_C5 may receive an uncoded moving image, and receives encoded data encoded by a transmission encoding scheme different from the recording encoding scheme. It may be In the latter case, it is preferable to interpose a transmission decoding unit (not shown) that decodes encoded data encoded by the transmission encoding scheme between the reception unit PROD_C5 and the encoding unit PROD_C1.
- Examples of such a recording device PROD_C include a DVD recorder, a BD recorder, an HDD (Hard Disk Drive) recorder, etc.
- the input terminal PROD_C4 or the receiving unit PROD_C5 is a main supply source of moving images).
- a camcorder in this case, the camera PROD_C3 is the main supply source of moving images
- a personal computer in this case, the receiving unit PROD_C5 or the image processing unit C6 is the main supply source of moving images
- a smartphone this In this case, the camera PROD_C3 or the receiving unit PROD_C5 is a main supply source of moving images
- the like are also examples of such a recording device PROD_C.
- FIG. 17 is a block showing the configuration of the playback device PROD_D equipped with the above-described image decoding devices 31 and 31 '.
- the playback device PROD_D decodes the moving image by decoding the encoded data read by the reading unit PROD_D1 that reads the encoded data written to the recording medium PROD_M and the reading unit PROD_D1. And a decryption unit PROD_D2 to be obtained.
- the image decoding devices 31 and 31 'described above are used as the decoding unit PROD_D2.
- the recording medium PROD_M may be (1) a type incorporated in the playback device PROD_D such as an HDD or an SSD, or (2) such as an SD memory card or a USB flash memory. It may be of a type connected to the playback device PROD_D, or (3) it may be loaded into a drive device (not shown) built in the playback device PROD_D, such as DVD or BD. Good.
- the playback device PROD_D is a display PROD_D3 that displays a moving image as a supply destination of the moving image output by the decoding unit PROD_D2, an output terminal PROD_D4 that outputs the moving image to the outside, and a transmission unit that transmits the moving image. It may further comprise PROD_D5. Although (b) of FIG. 17 illustrates the configuration in which the playback device PROD_D includes all of these, a part may be omitted.
- the transmission unit PROD_D5 may transmit a non-encoded moving image, or transmit encoded data encoded by a transmission encoding method different from the recording encoding method. It may be In the latter case, an encoding unit (not shown) may be interposed between the decoding unit PROD_D2 and the transmission unit PROD_D5 for encoding moving pictures according to a transmission encoding scheme.
- a playback device PROD_D for example, a DVD player, a BD player, an HDD player, etc. may be mentioned (in this case, the output terminal PROD_D4 to which a television receiver etc. is connected is the main supply destination of moving images) .
- television receivers in this case, the display PROD_D3 is the main supply destination of moving images
- digital signage also referred to as an electronic signboard or an electronic bulletin board, etc.
- desktop type PC in this case, output terminal PROD_D4 or transmission unit PROD_D5 is the main supply destination of moving images
- laptop type or tablet type PC in this case, display PROD_D3 or transmission unit PROD_D5 is moving image
- the smartphone in this case, the display PROD_D3 or the transmission unit PROD_D5 is the main supply destination of the moving image
- the like are also examples of such a reproduction device PROD_D.
- each block of the image decoding devices 31 and 31 ′ and the image coding devices 11 and 11 ′ described above may be realized as hardware by a logic circuit formed on an integrated circuit (IC chip), It may be realized in software using a CPU (Central Processing Unit).
- IC chip integrated circuit
- CPU Central Processing Unit
- each of the devices described above includes a CPU that executes instructions of a program that implements each function, a read only memory (ROM) that stores the program, a random access memory (RAM) that develops the program, the program, and various data.
- a storage device such as a memory for storing the
- the object of the embodiment of the present invention is to record computer program readable program codes (execution format program, intermediate code program, source program) of control programs of the above-mentioned respective devices which are software for realizing the functions described above.
- the present invention can also be achieved by supplying a medium to each of the above-described devices, and a computer (or a CPU or an MPU) reading and executing a program code recorded on a recording medium.
- Examples of the recording medium include tapes such as magnetic tapes and cassette tapes, magnetic disks such as floppy (registered trademark) disks / hard disks, CDs (Compact Disc Read-Only Memory) / MO disks (Magneto-Optical disc).
- tapes such as magnetic tapes and cassette tapes
- magnetic disks such as floppy (registered trademark) disks / hard disks
- CDs Compact Disc Read-Only Memory
- MO disks Magnetic-Optical disc
- Disks including optical disks such as MD (Mini Disc) / DVD (Digital Versatile Disc) / CD-R (CD Recordable) / Blu-ray Disc (registered trademark), IC cards (including memory cards) Cards such as optical cards, mask ROMs / erasable programmable read-only memories (EPROMs) / electrically erasable and programmable read-only memories (EEPROMs) / semiconductor memories such as flash ROMs, or programmable logic devices (PLDs) And logic circuits such as FPGA (Field Programmable Gate Array) can be used.
- MD Mini Disc
- DVD Digital Versatile Disc
- CD-R Compact Disc
- Blu-ray Disc registered trademark
- IC cards including memory cards
- Cards such as optical cards
- EPROMs erasable programmable read-only memories
- EEPROMs electrically erasable and programmable read-only memories
- semiconductor memories such as flash ROMs, or programmable logic devices (PLD
- each device may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network.
- This communication network is not particularly limited as long as the program code can be transmitted.
- the Internet intranet, extranet, LAN (Local Area Network), ISDN (Integrated Services Digital Network), VAN (Value-Added Network), CATV (Community Antenna television / Cable Television) communication network, virtual private network (Virtual Private) Network), telephone network, mobile communication network, satellite communication network, etc.
- the transmission medium that constitutes this communication network may be any medium that can transmit the program code, and is not limited to a specific configuration or type.
- the embodiment of the present invention may also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave, in which the program code is embodied by electronic transmission.
- Embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. That is, an embodiment obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims is also included in the technical scope of the present invention.
- An embodiment of the present invention is suitably applied to an image decoding apparatus that decodes encoded data obtained by encoding image data, and an image encoding apparatus that generates encoded data obtained by encoding image data. it can.
Landscapes
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Abstract
値制限フィルタ(3050)は、ある色空間によって規定された入力画像信号を、他の色空間の画像信号に変換する色空間変換部(3052)と、変換された画像信号の画素値を制限する処理を行うクリッピング処理部(3053)と、制限された画素値を有する画像信号を元の色空間の画像信号に変換する色空間逆変換部(3054)とを備える。
Description
本開示は、値制限フィルタ装置、ならびに当該値制限フィルタ装置を備える動画像復号装置および動画像符号化装置に関する。
動画像を効率的に伝送または記録するために、動画像を符号化することによって符号化データを生成する動画像符号化装置、および、当該符号化データを復号することによって復号画像を生成する動画像復号装置が用いられている。
具体的な動画像符号化方式としては、例えば、H.264/AVCやHEVC(High-Efficiency Video Coding)にて提案されている方式などが挙げられる。
このような動画像符号化方式においては、動画像を構成する画像(ピクチャ)は、画像を分割することにより得られるスライス、スライスを分割することにより得られる符号化ツリーユニット(CTU:Coding Tree Unit)、符号化ツリーユニットを分割することで得られる符号化単位(符号化ユニット(Coding Unit:CU)と呼ばれることもある)、及び、符号化単位を分割することより得られるブロックである予測ユニット(PU)、変換ユニット(TU)からなる階層構造により管理され、CUごとに符号化/復号される。
また、このような動画像符号化方式においては、通常、入力画像を符号化/復号することによって得られる局所復号画像に基づいて予測画像が生成され、当該予測画像を入力画像(原画像)から減算して得られる予測残差(「差分画像」または「残差画像」と呼ぶこともある)が符号化される。予測画像の生成方法としては、画面間予測(インター予測)、および、画面内予測(イントラ予測)が挙げられる。
また、近年の動画像符号化及び復号の技術として非特許文献1が挙げられる。
ところで、近年の動画像符号化及び復号の、別の技術として、Adaptive Clipping Filterと称される技術が挙げられる。当該技術では、予測画像および局部復号画像におけるY、CbおよびCrのそれぞれの画素値を、ピクチャごとの入力画像信号におけるY、CbおよびCrのそれぞれの画素値の最大値および最小値により規定される範囲に制限する。これにより、仮に上記範囲外の画素値を有する画素が存在した場合、当該画素においてエラーが生じていることがわかる。Adaptive Clipping Filterを採用している動画像符号化装置および動画像復号装置においては、エラーが生じている画素の画素値を修正することで、符号化効率を向上させることができる。
"Algorithm Description of Joint Exploration Test Model 7", JVET-G1001, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 2017-08-19
しかし、YCbCr色空間において、実際には使用されない画素値の組み合わせであっても、個々の画素値は使用される画素値の範囲内である場合がある。このため、Adaptive Clipping Filterには、符号化効率にさらなる改善の余地がある。
本開示の一態様は、符号化効率を向上させ、符号化歪を低減することが可能な値制限フィルタなどを実現することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本開示の一態様に係る値制限フィルタ装置は、ある色空間によって規定された入力画像信号を、他の色空間の画像信号に変換する第1の変換部と、上記変換部によって変換された画像信号に対して、画素値を制限する処理を行う制限部と、上記制限部によって制限された画素値を有する画像信号を、上記ある色空間の画像信号に変換する第2の変換部とを備えている。
上記の構成によれば、入力画像信号は、第1の変換部により元の色空間とは異なる他の色空間の画像信号に変換される。変換された画像信号は、制限部により画素値を制限する処理を施された後、元の色空間の画像信号に変換される。
本開示の一態様に係る値制限フィルタ装置によれば、符号化効率を向上させ、符号化歪を低減させることが可能な値制限フィルタなどを実現することができる。
<第1の実施形態>
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図18は、本実施形態に係る画像伝送システム1の構成を示す概略図である。
画像伝送システム1は、符号化対象画像を符号化した符号を伝送し、伝送された符号を復号し画像を表示するシステムである。画像伝送システム1は、画像符号化装置(動画像符号化装置)11、ネットワーク21、画像復号装置(動画像復号装置)31及び画像表示装置41を含んで構成される。
画像符号化装置11には、単一レイヤもしくは複数レイヤの画像を示す画像Tが入力される。レイヤとは、ある時間を構成するピクチャが1つ以上ある場合に、複数のピクチャを区別するために用いられる概念である。たとえば、同一ピクチャを、画質や解像度の異なる複数のレイヤで符号化するとスケーラブル符号化になり、異なる視点のピクチャを複数のレイヤで符号化するとビュースケーラブル符号化となる。複数のレイヤのピクチャ間で予測(インターレイヤ予測、インタービュー予測)を行う場合には、符号化効率が大きく向上する。また予測を行わない場合(サイマルキャスト)の場合にも、符号化データをまとめることができる。
ネットワーク21は、画像符号化装置11が生成した符号化ストリームTeを画像復号装置31に伝送する。ネットワーク21は、インターネット(internet)、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る。ネットワーク21は、必ずしも双方向の通信網に限らず、地上デジタル放送、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良い。また、ネットワーク21は、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blue-ray Disc)等の符号化ストリームTeを記録した記憶媒体で代替されても良い。
画像復号装置31は、ネットワーク21が伝送した符号化ストリームTeのそれぞれを復号し、それぞれ復号した1または複数の復号画像Tdを生成する。
画像表示装置41は、画像復号装置31が生成した1または複数の復号画像Tdの全部または一部を表示する。画像表示装置41は、例えば、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro-luminescence)ディスプレイ等の表示デバイスを備える。また、空間スケーラブル符号化、SNRスケーラブル符号化では、画像復号装置31、画像表示装置41が高い処理能力を有する場合には、画質の高い拡張レイヤ画像を表示し、より低い処理能力しか有しない場合には、拡張レイヤほど高い処理能力、表示能力を必要としないベースレイヤ画像を表示する。
<演算子>
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。
>>は右ビットシフト、<<は左ビットシフト、&はビットワイズAND、|はビットワイズOR、|=はOR代入演算子である。
x ? y : zは、xが真(0以外)の場合にy、xが偽(0)の場合にzをとる3項演算子である。
Clip3(a, b, c) は、cをa以上b以下の値にクリップする関数であり、c<aの場合にはaを返し、c>bの場合にはbを返し、その他の場合にはcを返す関数である(ただし、a<=b)。
<符号化ストリームTeの構造>
本実施形態に係る画像符号化装置11および画像復号装置31の詳細な説明に先立って、画像符号化装置11によって生成され、画像復号装置31によって復号される符号化ストリームTeのデータ構造について説明する。
本実施形態に係る画像符号化装置11および画像復号装置31の詳細な説明に先立って、画像符号化装置11によって生成され、画像復号装置31によって復号される符号化ストリームTeのデータ構造について説明する。
図1は、符号化ストリームTeにおけるデータの階層構造を示す図である。符号化ストリームTeは、例示的に、シーケンス、およびシーケンスを構成する複数のピクチャを含む。図1の(a)~(f)は、それぞれ、シーケンスSEQを既定する符号化ビデオシーケンス、ピクチャPICTを規定する符号化ピクチャ、スライスSを規定する符号化スライス、スライスデータを規定する符号化スライスデータ、符号化スライスデータに含まれる符号化ツリーユニット、符号化ツリーユニットに含まれる符号化ユニット(Coding Unit;CU)を示す図である。
(符号化ビデオシーケンス)
符号化ビデオシーケンスでは、処理対象のシーケンスSEQを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。シーケンスSEQは、図1の(a)に示すように、ビデオパラメータセット(Video Parameter Set)、シーケンスパラメータセットSPS(Sequence Parameter Set)、ピクチャパラメータセットPPS(Picture Parameter Set)、ピクチャPICT、及び、付加拡張情報SEI(Supplemental Enhancement Information)を含んでいる。ここで#の後に示される値はレイヤIDを示す。図1では、#0と#1すなわちレイヤ0とレイヤ1の符号化データが存在する例を示すが、レイヤの種類およびレイヤの数はこれによらない。
符号化ビデオシーケンスでは、処理対象のシーケンスSEQを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。シーケンスSEQは、図1の(a)に示すように、ビデオパラメータセット(Video Parameter Set)、シーケンスパラメータセットSPS(Sequence Parameter Set)、ピクチャパラメータセットPPS(Picture Parameter Set)、ピクチャPICT、及び、付加拡張情報SEI(Supplemental Enhancement Information)を含んでいる。ここで#の後に示される値はレイヤIDを示す。図1では、#0と#1すなわちレイヤ0とレイヤ1の符号化データが存在する例を示すが、レイヤの種類およびレイヤの数はこれによらない。
ビデオパラメータセットVPSは、複数のレイヤから構成されている動画像において、複数の動画像に共通する符号化パラメータの集合および動画像に含まれる複数のレイヤおよび個々のレイヤに関連する符号化パラメータの集合が規定されている。
シーケンスパラメータセットSPSでは、対象シーケンスを復号するために画像復号装置31が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの幅や高さが規定される。なお、SPSは複数存在してもよい。その場合、PPSから複数のSPSの何れかを選択する。
ピクチャパラメータセットPPSでは、対象シーケンス内の各ピクチャを復号するために画像復号装置31が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの復号に用いられる量子化幅の基準値(pic_init_qp_minus26)や重み付き予測の適用を示すフラグ(weighted_pred_flag)が含まれる。なお、PPSは複数存在してもよい。その場合、対象シーケンス内の各ピクチャから複数のPPSの何れかを選択する。
(符号化ピクチャ)
符号化ピクチャでは、処理対象のピクチャPICTを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。ピクチャPICTは、図1の(b)に示すように、スライスS0~SNS-1を含んでいる(NSはピクチャPICTに含まれるスライスの総数)。
符号化ピクチャでは、処理対象のピクチャPICTを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。ピクチャPICTは、図1の(b)に示すように、スライスS0~SNS-1を含んでいる(NSはピクチャPICTに含まれるスライスの総数)。
なお、以下、スライスS0~SNS-1のそれぞれを区別する必要が無い場合、符号の添え字を省略して記述することがある。また、以下に説明する符号化ストリームTeに含まれるデータであって、添え字を付している他のデータについても同様である。
(符号化スライス)
符号化スライスでは、処理対象のスライスSを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスSは、図1の(c)に示すように、スライスヘッダSH、および、スライスデータSDATAを含んでいる。
符号化スライスでは、処理対象のスライスSを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスSは、図1の(c)に示すように、スライスヘッダSH、および、スライスデータSDATAを含んでいる。
スライスヘッダSHには、対象スライスの復号方法を決定するために画像復号装置31が参照する符号化パラメータ群が含まれる。スライスタイプを指定するスライスタイプ指定情報(slice_type)は、スライスヘッダSHに含まれる符号化パラメータの一例である。
スライスタイプ指定情報により指定可能なスライスタイプとしては、(1)符号化の際にイントラ予測のみを用いるIスライス、(2)符号化の際に単方向予測、または、イントラ予測を用いるPスライス、(3)符号化の際に単方向予測、双方向予測、または、イントラ予測を用いるBスライスなどが挙げられる。
なお、スライスヘッダSHには、上記符号化ビデオシーケンスに含まれる、ピクチャパラメータセットPPSへの参照(pic_parameter_set_id)を含んでいても良い。
(符号化スライスデータ)
符号化スライスデータでは、処理対象のスライスデータSDATAを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスデータSDATAは、図1の(d)に示すように、符号化ツリーユニット(CTU:Coding Tree Unit)を含んでいる。CTUは、スライスを構成する固定サイズ(例えば64x64)のブロックであり、最大符号化単位(LCU:Largest Coding Unit)と呼ぶこともある。
符号化スライスデータでは、処理対象のスライスデータSDATAを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスデータSDATAは、図1の(d)に示すように、符号化ツリーユニット(CTU:Coding Tree Unit)を含んでいる。CTUは、スライスを構成する固定サイズ(例えば64x64)のブロックであり、最大符号化単位(LCU:Largest Coding Unit)と呼ぶこともある。
(符号化ツリーユニット)
図1の(e)に示すように、処理対象の符号化ツリーユニットを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。符号化ツリーユニットは、再帰的な4分木分割により分割される。再帰的な4分木分割により得られる木構造のノードのことを符号化ノード(CN:Coding Node)と称する。4分木の中間ノードは、符号化ノードであり、符号化ツリーユニット自身も最上位の符号化ノードとして規定される。CTUは、分割フラグ(cu_split_flag)を含み、cu_split_flagが1の場合には、4つの符号化ノードCNに分割される。cu_split_flagが0の場合には、符号化ノードCNは分割されず、1つの符号化ユニット(CU:Coding Unit)をノードとして持つ。符号化ユニットCUは符号化ノードの末端ノードであり、これ以上分割されない。符号化ユニットCUは、符号化処理の基本的な単位となる。
図1の(e)に示すように、処理対象の符号化ツリーユニットを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。符号化ツリーユニットは、再帰的な4分木分割により分割される。再帰的な4分木分割により得られる木構造のノードのことを符号化ノード(CN:Coding Node)と称する。4分木の中間ノードは、符号化ノードであり、符号化ツリーユニット自身も最上位の符号化ノードとして規定される。CTUは、分割フラグ(cu_split_flag)を含み、cu_split_flagが1の場合には、4つの符号化ノードCNに分割される。cu_split_flagが0の場合には、符号化ノードCNは分割されず、1つの符号化ユニット(CU:Coding Unit)をノードとして持つ。符号化ユニットCUは符号化ノードの末端ノードであり、これ以上分割されない。符号化ユニットCUは、符号化処理の基本的な単位となる。
また、符号化ツリーユニットCTUのサイズが64x64画素の場合には、符号化ユニットのサイズは、64x64画素、32x32画素、16x16画素、および、8x8画素の何れかをとり得る。
(符号化ユニット)
図1の(f)に示すように、処理対象の符号化ユニットを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。具体的には、符号化ユニットは、予測ツリー、変換ツリー、CUヘッダCUHから構成される。CUヘッダでは予測モード、分割方法(PU分割モード)等が規定される。
図1の(f)に示すように、処理対象の符号化ユニットを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。具体的には、符号化ユニットは、予測ツリー、変換ツリー、CUヘッダCUHから構成される。CUヘッダでは予測モード、分割方法(PU分割モード)等が規定される。
予測ツリーでは、符号化ユニットを1または複数に分割した各予測ユニット(PU)の予測情報(参照ピクチャインデックス、動きベクトル等)が規定される。別の表現でいえば、予測ユニットは、符号化ユニットを構成する1または複数の重複しない領域である。また、予測ツリーは、上述の分割により得られた1または複数の予測ユニットを含む。なお、以下では、予測ユニットをさらに分割した予測単位を「サブブロック」と呼ぶ。サブブロックは、複数の画素によって構成されている。予測ユニットとサブブロックのサイズが等しい場合には、予測ユニット中のサブブロックは1つである。予測ユニットがサブブロックのサイズよりも大きい場合には、予測ユニットは、サブブロックに分割される。たとえば予測ユニットが8x8、サブブロックが4x4の場合には、予測ユニットは水平に2分割、垂直に2分割からなる、4つのサブブロックに分割される。
予測処理は、この予測ユニット(サブブロック)ごとに行ってもよい。
予測ツリーにおける分割の種類は、大まかにいえば、イントラ予測の場合と、インター予測の場合との2つがある。イントラ予測とは、同一ピクチャ内の予測であり、インター予測とは、互いに異なるピクチャ間(例えば、表示時刻間、レイヤ画像間)で行われる予測処理を指す。
イントラ予測の場合、分割方法は、2Nx2N(符号化ユニットと同一サイズ)と、NxNとがある。
また、インター予測の場合、分割方法は、符号化データのPU分割モード(part_mode)により符号化され、2Nx2N(符号化ユニットと同一サイズ)、2NxN、2NxnU、2NxnD、Nx2N、nLx2N、nRx2N、および、NxNなどがある。なお、2NxN、Nx2Nは1:1の対称分割を示し、
2NxnU、2NxnDおよびnLx2N、nRx2Nは、1:3、3:1の非対称分割を示す。CUに含まれるPUを順にPU0、PU1、PU2、PU3と表現する。
2NxnU、2NxnDおよびnLx2N、nRx2Nは、1:3、3:1の非対称分割を示す。CUに含まれるPUを順にPU0、PU1、PU2、PU3と表現する。
図2の(a)~(h)に、それぞれのPU分割モードにおけるパーティションの形状(PU分割の境界の位置)を具体的に図示している。図2の(a)は、2Nx2Nのパーティションを示し、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、2NxN、2NxnU、および、2NxnDのパーティション(横長パーティション)を示す。(e)、(f)、(g)は、それぞれ、Nx2N、nLx2N、nRx2Nである場合のパーティション(縦長パーティション)を示し、(h)は、NxNのパーティションを示す。なお、横長パーティションと縦長パーティションを総称して長方形パーティション、2Nx2N、NxNを総称して正方形パーティションと呼ぶ。
また、変換ツリーにおいては、符号化ユニットが1または複数の変換ユニットに分割され、各変換ユニットの位置とサイズとが規定される。別の表現でいえば、変換ユニットは、符号化ユニットを構成する1または複数の重複しない領域のことである。また、変換ツリーは、上述の分割より得られた1または複数の変換ユニットを含む。
変換ツリーにおける分割には、符号化ユニットと同一のサイズの領域を変換ユニットとして割り付けるものと、上述したCUの分割と同様、再帰的な4分木分割によるものがある。
変換処理は、この変換ユニットごとに行われる。
(画像復号装置の構成)
次に、本実施形態に係る画像復号装置31の構成について説明する。図5は、本実施形態に係る画像復号装置31の構成を示す概略図である。画像復号装置31は、エントロピー復号部301、予測パラメータ復号部(予測画像復号装置)302、ループフィルタ305(値制限フィルタ3050(値制限フィルタ装置)を含む)、参照ピクチャメモリ306、予測パラメータメモリ307、予測画像生成部(予測画像生成装置)308、逆量子化・逆変換部311、及び加算部312を含んで構成される。
次に、本実施形態に係る画像復号装置31の構成について説明する。図5は、本実施形態に係る画像復号装置31の構成を示す概略図である。画像復号装置31は、エントロピー復号部301、予測パラメータ復号部(予測画像復号装置)302、ループフィルタ305(値制限フィルタ3050(値制限フィルタ装置)を含む)、参照ピクチャメモリ306、予測パラメータメモリ307、予測画像生成部(予測画像生成装置)308、逆量子化・逆変換部311、及び加算部312を含んで構成される。
また、予測パラメータ復号部302は、インター予測パラメータ復号部303及びイントラ予測パラメータ復号部304を含んで構成される。予測画像生成部308は、インター予測画像生成部309及びイントラ予測画像生成部310を含んで構成される。
エントロピー復号部301は、外部から入力された符号化ストリームTeに対してエントロピー復号を行って、個々の符号(シンタックス要素)を分離し復号する。分離された符号には、予測画像を生成するための予測情報および、差分画像を生成するための残差情報などがある。
エントロピー復号部301は、分離した符号の一部を予測パラメータ復号部302に出力する。分離した符号の一部とは、例えば、予測モードpredMode、PU分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXである。どの符号を復号するかの制御は、予測パラメータ復号部302の指示に基づいて行われる。エントロピー復号部301は、量子化係数を逆量子化・逆変換部311に出力する。この量子化係数は、符号化処理において、残差信号に対してDCT(Discrete Cosine Transform、離散コサイン変換)、DST(Discrete Sine Transform、離散サイン変換)、KLT(Karyhnen Loeve Transform、カルーネンレーベ変換)等の周波数変換を行い量子化して得られる係数である。
また、エントロピー復号部301は、符号化ストリームTeに含まれるレンジ情報およびOn/Offフラグ情報を、ループフィルタ305へ送信する。本実施の形態においては、ループフィルタ情報の一部として、レンジ情報およびOn/Offフラグ情報を含むものとする。
レンジ情報およびOn/Offフラグ情報は、例えばスライス単位で規定されてもよく、ピクチャ単位で規定されてもよい。また、レンジ情報およびOn/Offフラグ情報が規定される単位は、同じであってもよく、レンジ情報の方がOn/Offフラグ情報よりも大きくてもよい。例えばレンジ情報がピクチャ単位で規定され、On/Offフラグ情報がスライス単位で規定されてもよい。
インター予測パラメータ復号部303は、エントロピー復号部301から入力された符号に基づいて、予測パラメータメモリ307に記憶された予測パラメータを参照してインター予測パラメータを復号する。
インター予測パラメータ復号部303は、復号したインター予測パラメータを予測画像生成部308に出力し、また予測パラメータメモリ307に記憶する。インター予測パラメータ復号部303の詳細については後述する。
イントラ予測パラメータ復号部304は、エントロピー復号部301から入力された符号に基づいて、予測パラメータメモリ307に記憶された予測パラメータを参照してイントラ予測パラメータを復号する。イントラ予測パラメータとは、CUを1つのピクチャ内で予測する処理で用いるパラメータ、例えば、イントラ予測モードIntraPredModeである。イントラ予測パラメータ復号部304は、復号したイントラ予測パラメータを予測画像生成部308に出力し、また予測パラメータメモリ307に記憶する。
イントラ予測パラメータ復号部304は、輝度と色差で異なるイントラ予測モードを導出しても良い。この場合、イントラ予測パラメータ復号部304は、輝度の予測パラメータとして輝度予測モードIntraPredModeY、色差の予測パラメータとして、色差予測モードIntraPredModeCを復号する。輝度予測モードIntraPredModeYは、35モードであり、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2~34)が対応する。色差予測モードIntraPredModeCは、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2~34)、LMモード(35)の何れかを用いるものである。イントラ予測パラメータ復号部304は、IntraPredModeCは輝度モードと同じモードであるか否かを示すフラグを復号し、フラグが輝度モードと同じモードであることを示せば、IntraPredModeCにIntraPredModeYを割り当て、フラグが輝度モードと異なるモードであることを示せば、IntraPredModeCとして、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2~34)、LMモード(35)を復号しても良い。
ループフィルタ305は、加算部312が生成したCUの復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット(SAO)、適応ループフィルタ(ALF)等のフィルタを施す。また、ループフィルタ305内の値制限フィルタ3050は、上記のフィルタを施された後の復号画像に対し、画素値を制限する処理を行う。値制限フィルタ3050の詳細については後述する。
参照ピクチャメモリ306は、加算部312が生成したCUの復号画像を、復号対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
予測パラメータメモリ307は、予測パラメータを、復号対象のピクチャ及び予測ユニット(もしくはサブブロック、固定サイズブロック、ピクセル)毎に予め定めた位置に記憶する。具体的には、予測パラメータメモリ307は、インター予測パラメータ復号部303が復号したインター予測パラメータ、イントラ予測パラメータ復号部304が復号したイントラ予測パラメータ及びエントロピー復号部301が分離した予測モードpredModeを記憶する。記憶されるインター予測パラメータには、例えば、予測リスト利用フラグpredFlagLX(インター予測識別子inter_pred_idc)、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXがある。
予測画像生成部308には、エントロピー復号部301から入力された予測モードpredModeが入力され、また予測パラメータ復号部302から予測パラメータが入力される。また、予測画像生成部308は、参照ピクチャメモリ306から参照ピクチャを読み出す。予測画像生成部308は、予測モードpredModeが示す予測モードで、入力された予測パラメータと読み出した参照ピクチャ(参照ピクチャブロック)を用いてPUもしくはサブブロックの予測画像を生成する。
ここで、予測モードpredModeがインター予測モードを示す場合、インター予測画像生成部309は、インター予測パラメータ復号部303から入力されたインター予測パラメータと読み出した参照ピクチャ(参照ピクチャブロック)を用いてインター予測によりPUもしくはサブブロックの予測画像を生成する。
インター予測画像生成部309は、予測リスト利用フラグpredFlagLXが1である参照ピクチャリスト(L0リスト、もしくはL1リスト)に対し、参照ピクチャインデックスrefIdxLXで示される参照ピクチャから、復号対象PUを基準として動きベクトルmvLXが示す位置にある参照ピクチャブロックを参照ピクチャメモリ306から読み出す。インター予測画像生成部309は、読み出した参照ピクチャブロックをもとに予測を行ってPUの予測画像を生成する。インター予測画像生成部309は、生成したPUの予測画像を加算部312に出力する。ここで、参照ピクチャブロックとは、参照ピクチャ上の画素の集合(通常矩形であるのでブロックと呼ぶ)であり、PUもしくはサブブロックの予測画像を生成するために参照する領域である。
予測モードpredModeがイントラ予測モードを示す場合、イントラ予測画像生成部310は、イントラ予測パラメータ復号部304から入力されたイントラ予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてイントラ予測を行う。具体的には、イントラ予測画像生成部310は、復号対象のピクチャであって、既に復号されたPUのうち、復号対象PUから予め定めた範囲にある隣接PUを参照ピクチャメモリ306から読み出す。予め定めた範囲とは、復号対象PUがいわゆるラスタースキャンの順序で順次移動する場合、例えば、左、左上、上、右上の隣接PUのうちのいずれかであり、イントラ予測モードによって異なる。ラスタースキャンの順序とは、各ピクチャにおいて、上端から下端まで各行について、順次左端から右端まで移動させる順序である。
イントラ予測画像生成部310は、読み出した隣接PUに基づいてイントラ予測モードIntraPredModeが示す予測モードで予測を行ってPUの予測画像を生成する。イントラ予測画像生成部310は、生成したPUの予測画像を加算部312に出力する。
イントラ予測パラメータ復号部304において、輝度と色差で異なるイントラ予測モードを導出する場合、イントラ予測画像生成部310は、輝度予測モードIntraPredModeYに応じて、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2~34)の何れかによって輝度のPUの予測画像を生成し、色差予測モードIntraPredModeCに応じて、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2~34)、LMモード(35)の何れかによって色差のPUの予測画像を生成する。
逆量子化・逆変換部311は、エントロピー復号部301から入力された量子化係数を逆量子化して変換係数を求める。逆量子化・逆変換部311は、求めた変換係数について逆DCT、逆DST、逆KLT等の逆周波数変換を行い、残差信号を算出する。逆量子化・逆変換部311は、算出した残差信号を加算部312に出力する。
加算部312は、インター予測画像生成部309またはイントラ予測画像生成部310から入力されたPUの予測画像と逆量子化・逆変換部311から入力された残差信号を画素毎に加算して、PUの復号画像を生成する。
ループフィルタ305は、加算部312で生成されたPUの復号画像に、デブロッキングフィルタ処理、画像復元フィルタ処理、および値制限フィルタ処理等のループフィルタ処理を行う。またループフィルタ305は、上記の処理の結果を参照ピクチャメモリ306に記憶し、生成したPUの復号画像をピクチャ毎に統合した復号画像Tdを外部に出力する。
次に、ループフィルタ305の一部である値制限フィルタ3050の詳細について、以下に説明する。
図3は、値制限フィルタ3050の構成を示すブロック図である。図3に示すように、値制限フィルタ3050は、スイッチ部3051と、色空間変換部3052(第1の変換部)と、クリッピング処理部3053(制限部)と、色空間逆変換部3054(第2の変換部)とを備える。
スイッチ部3051は、色空間変換部3052、クリッピング処理部3053、および色空間逆変換部3054による処理を実行するか否かの切り換えを行う。以下の説明では、色空間変換部3052、クリッピング処理部3053、および色空間逆変換部3054による処理を、値制限フィルタ処理と称することもある。スイッチ部3051は、エントロピー復号部301から送信されるOn/Offフラグに基づいて、上記の切り換えを行う。例えばOn/Offフラグが1であれば、値制限フィルタ3050は、値制限フィルタ処理を実行する。一方、On/Offフラグが0であれば、値制限フィルタ3050は、値制限フィルタ処理を実行しない。
色空間変換部3052は、ある色空間によって規定された入力画像信号を、他の色空間の画像信号に変換する(第1の変換)。画像信号の変換は、入力画像信号のスライスヘッダレベルに記述されている色空間情報に基づいて実行される。例えば入力画像信号がITU-R BT.709に従ったものである場合、色空間変換部3052は、YCbCr空間の入力画像信号を、RGB空間の画像信号に変換する。
本実施形態において色空間変換部3052が用いる変換式は以下の通りである。
R = 1.164 * (Y - 16 * (BitDepthY- 8)) + 1.540 * (Cr - (1 << (BitDepthC - 1)))
G = 1.164 * (Y - 16 * (BitDepthY- 8)) - 0.183 * (Cb - (1 << (BitDepthC - 1))) - 0.459 * (Cr - (1 << (BitDepthC - 1)))
B = 1.164 * (Y - 16 * (BitDepthY- 8)) + 1.816 * (Cb - (1 << (BitDepthC - 1)))
また、色空間変換部3052は、整数変換が可能なYCgCo変換の変換式を用いてもよい。この場合、色空間変換部3052が用いる具体的な変換式は以下の通りである。
t = Y - (Cb - (1 << (BitDepthC- 1)))
G = Y + (Cb - (1 << (BitDepthC- 1)))
B = t - (Cr - (1 << (BitDepthC- 1)))
R = t + (Cr - (1 << (BitDepthC- 1)))
なお、入力画像信号とは、(i)予測画像生成部308が生成した予測画像Pと、(ii)逆量子化・逆変換部311が算出した残差信号と、の和である。このため、入力画像信号は、画像符号化装置11に入力される画像Tの信号(原画像信号)そのものではない。
R = 1.164 * (Y - 16 * (BitDepthY- 8)) + 1.540 * (Cr - (1 << (BitDepthC - 1)))
G = 1.164 * (Y - 16 * (BitDepthY- 8)) - 0.183 * (Cb - (1 << (BitDepthC - 1))) - 0.459 * (Cr - (1 << (BitDepthC - 1)))
B = 1.164 * (Y - 16 * (BitDepthY- 8)) + 1.816 * (Cb - (1 << (BitDepthC - 1)))
また、色空間変換部3052は、整数変換が可能なYCgCo変換の変換式を用いてもよい。この場合、色空間変換部3052が用いる具体的な変換式は以下の通りである。
t = Y - (Cb - (1 << (BitDepthC- 1)))
G = Y + (Cb - (1 << (BitDepthC- 1)))
B = t - (Cr - (1 << (BitDepthC- 1)))
R = t + (Cr - (1 << (BitDepthC- 1)))
なお、入力画像信号とは、(i)予測画像生成部308が生成した予測画像Pと、(ii)逆量子化・逆変換部311が算出した残差信号と、の和である。このため、入力画像信号は、画像符号化装置11に入力される画像Tの信号(原画像信号)そのものではない。
クリッピング処理部3053は、色空間変換部3052によって変換された画像信号に対して、画素値を制限する処理を行う。具体的には、クリッピング処理部3053は、上記画像信号の画素値を、エントロピー復号部301から送信されるレンジ情報に規定される範囲内に修正する。
具体的には、クリッピング処理部3053は、レンジ情報に含まれる最小値min_valueおよび最大値max_valueを基に、画素値zについて以下の処理を行う。
すなわち、クリッピング処理部3053は、画素値zが最小値min_valueよりも小さい場合には、画素値zを最小値min_valueと等しい値に修正する。また、クリッピング処理部3053は、画素値zが最大値max_valueより大きい場合には、画素値zを最大値max_valueと等しい値に修正する。クリッピング処理部3053は、画素値zが最小値min_value以上、かつ最大値max_value以下である場合には、画素値zを修正しない。
クリッピング処理部3053は、色空間の各色成分(例えばR、G、B)の各々に対して上記処理を行う。すなわち、R、G、Bの各々を画素値zとみなして処理する。また各色成分のレンジ情報min_value、max_valueは、色成分ごとに異なる。例えば、図11の(c)では、色空間インデックスcIdxで示される色成分ごとに伝送する例を示している。
色空間逆変換部3054は、クリッピング処理部3053によって制限された画素値を有する画像信号を、もとの色空間の画像信号に逆変換する(第2の変換)。逆変換は、色空間変換部3052における変換と同様、色空間情報に基づいて実行される。例えば入力画像信号がITU-R BT.709に従ったものである場合、色空間逆変換部3054は、RGB空間の画像信号を、YCbCr空間の画像信号に変換する。
色空間逆変換部3054における具体的な色空間逆変換式は以下の通りである。
t = 0.2126 * R + 0.7152 * G + 0.0722 * B
Y = t * 219.0 / 255.0 + 16 * (BitDepthY- 8)
Cb = 0.5389 * (B - Y) * 224.0 / 255.0 + (1 << (BitDepthC - 1))
Cr = 0.6350 * (R - Y) * 224.0 / 255.0 + (1 << (BitDepthC - 1))
また、整数変換が可能なYCgCo変換の変換式を色空間変換部3052が用いる場合には、色空間逆変換部3054が用いる具体的な色空間逆変換式は以下の通りである。
Y = 0.5 * G + 0.25 * (R + B)
Cb = 0.5 * G - 0.25 * (R + B) + (1 << (BitDepthC - 1))
Cr = 0.5 * (R - B) + (1 << (BitDepthC- 1))
なお、値制限フィルタ3050は、必ずしもスイッチ部3051を備える必要はない。値制限フィルタ3050は、スイッチ部3051を備えない場合、入力画像信号に対して、値制限フィルタ処理を必ず実行することになる。
t = 0.2126 * R + 0.7152 * G + 0.0722 * B
Y = t * 219.0 / 255.0 + 16 * (BitDepthY- 8)
Cb = 0.5389 * (B - Y) * 224.0 / 255.0 + (1 << (BitDepthC - 1))
Cr = 0.6350 * (R - Y) * 224.0 / 255.0 + (1 << (BitDepthC - 1))
また、整数変換が可能なYCgCo変換の変換式を色空間変換部3052が用いる場合には、色空間逆変換部3054が用いる具体的な色空間逆変換式は以下の通りである。
Y = 0.5 * G + 0.25 * (R + B)
Cb = 0.5 * G - 0.25 * (R + B) + (1 << (BitDepthC - 1))
Cr = 0.5 * (R - B) + (1 << (BitDepthC- 1))
なお、値制限フィルタ3050は、必ずしもスイッチ部3051を備える必要はない。値制限フィルタ3050は、スイッチ部3051を備えない場合、入力画像信号に対して、値制限フィルタ処理を必ず実行することになる。
ただし、スイッチ部3051を備えることで、値制限フィルタ3050は、値制限フィルタ処理を実行するか否かを必要に応じて切り換えることができる。特に、上述したように、スイッチ部3051がOn/Offフラグ情報に基づいて値制限フィルタ処理を実行するか否かを必要に応じて切り換える場合、値制限フィルタ3050から出力される画像信号の誤差を低減できるため好ましい。
本実施の形態の画像復号装置31においては、ループフィルタ305に値制限フィルタ3050を適用する例を示したが、予測画像生成部308のインター予測画像生成部309およびイントラ予測画像生成部310に適用してもよい。この場合、値制限フィルタ3050に入力される入力画像信号は、インターもしくはイントラ予測画像信号である。また、レンジ情報およびOn/Offフラグ情報は、符号化パラメータの一部に含まれるものとする。
(画像符号化装置の構成)
次に、本実施形態に係る画像符号化装置11の構成について説明する。図4は、本実施形態に係る画像符号化装置11の構成を示すブロック図である。画像符号化装置11は、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆変換部105、加算部106、ループフィルタ107(値制限フィルタ3050を含む)、予測パラメータメモリ(予測パラメータ記憶部、フレームメモリ)108、参照ピクチャメモリ(参照画像記憶部、フレームメモリ)109、符号化パラメータ決定部110、予測パラメータ符号化部111、およびループフィルタ設定部114を含んで構成される。予測パラメータ符号化部111は、インター予測パラメータ符号化部112及びイントラ予測パラメータ符号化部113を含んで構成される。
次に、本実施形態に係る画像符号化装置11の構成について説明する。図4は、本実施形態に係る画像符号化装置11の構成を示すブロック図である。画像符号化装置11は、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆変換部105、加算部106、ループフィルタ107(値制限フィルタ3050を含む)、予測パラメータメモリ(予測パラメータ記憶部、フレームメモリ)108、参照ピクチャメモリ(参照画像記憶部、フレームメモリ)109、符号化パラメータ決定部110、予測パラメータ符号化部111、およびループフィルタ設定部114を含んで構成される。予測パラメータ符号化部111は、インター予測パラメータ符号化部112及びイントラ予測パラメータ符号化部113を含んで構成される。
予測画像生成部101は画像Tの各ピクチャについて、そのピクチャを分割した領域である符号化ユニットCU毎に予測ユニットPUの予測画像Pを生成する。ここで、予測画像生成部101は、予測パラメータ符号化部111から入力された予測パラメータに基づいて参照ピクチャメモリ109から復号済のブロックを読み出す。予測パラメータ符号化部111から入力された予測パラメータとは、例えばインター予測の場合、動きベクトルである。予測画像生成部101は、対象PUを起点として動きベクトルが示す参照画像上の位置にあるブロックを読み出す。またイントラ予測の場合、予測パラメータとは例えばイントラ予測モードである。イントラ予測モードで使用する隣接PUの画素値を参照ピクチャメモリ109から読み出し、PUの予測画像Pを生成する。予測画像生成部101は、読み出した参照ピクチャブロックについて複数の予測方式のうちの1つの予測方式を用いてPUの予測画像Pを生成する。予測画像生成部101は、生成したPUの予測画像Pを減算部102に出力する。
なお、予測画像生成部101は、既に説明した予測画像生成部308と同じ動作である。例えば、図6は、予測画像生成部101に含まれるインター予測画像生成部1011の構成を示す概略図である。インター予測画像生成部1011は、動き補償部10111、重み予測部10112を含んで構成される。動き補償部10111および重み予測部10112については、上述の動き補償部3091、重み予測部3094のそれぞれと同様の構成であるためここでの説明を省略する。
予測画像生成部101は、予測パラメータ符号化部から入力されたパラメータを用いて、参照ピクチャメモリから読み出した参照ブロックの画素値をもとにPUの予測画像Pを生成する。予測画像生成部101で生成した予測画像は減算部102、加算部106に出力される。
減算部102は、予測画像生成部101から入力されたPUの予測画像Pの信号値を、画像Tの対応するPUの画素値から減算して、残差信号を生成する。減算部102は、生成した残差信号を変換・量子化部103に出力する。
変換・量子化部103は、減算部102から入力された残差信号について周波数変換を行い、変換係数を算出する。変換・量子化部103は、算出した変換係数を量子化して量子化係数を求める。変換・量子化部103は、求めた量子化係数をエントロピー符号化部104及び逆量子化・逆変換部105に出力する。
エントロピー符号化部104には、変換・量子化部103から量子化係数が入力され、予測パラメータ符号化部111から符号化パラメータが入力される。入力される符号化パラメータには、例えば、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLX、予測モードpredMode、及びマージインデックスmerge_idx等の符号がある。
エントロピー符号化部104は、入力された量子化係数、符号化パラメータ、及びループフィルタ設定部114が生成したループフィルタ情報(後述)をエントロピー符号化して符号化ストリームTeを生成し、生成した符号化ストリームTeを外部に出力する。
逆量子化・逆変換部105は、変換・量子化部103から入力された量子化係数を逆量子化して変換係数を求める。逆量子化・逆変換部105は、求めた変換係数について逆周波数変換を行い、残差信号を算出する。逆量子化・逆変換部105は、算出した残差信号を加算部106に出力する。
加算部106は、予測画像生成部101から入力されたPUの予測画像Pの信号値と逆量子化・逆変換部105から入力された残差信号の信号値を画素毎に加算して、復号画像を生成する。加算部106は、生成した復号画像を参照ピクチャメモリ109に記憶する。
ループフィルタ107は加算部106が生成した復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット(SAO)、適応ループフィルタ(ALF)を施す。また、ループフィルタ107は、値制限フィルタ3050を含む。ただし、ループフィルタ107においては、On/Offフラグ情報およびレンジ情報は、ループフィルタ設定部114から入力される。
ループフィルタ設定部114は、ループフィルタ107において用いられるループフィルタ情報を生成する。ループフィルタ設定部114の詳細については後述する。
予測パラメータメモリ108は、符号化パラメータ決定部110が生成した予測パラメータを、符号化対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
参照ピクチャメモリ109は、ループフィルタ107が生成した復号画像を、符号化対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
符号化パラメータ決定部110は、符号化パラメータの複数のセットのうち、1つのセットを選択する。符号化パラメータとは、上述した予測パラメータやこの予測パラメータに関連して生成される符号化の対象となるパラメータである。予測画像生成部101は、これらの符号化パラメータのセットの各々を用いてPUの予測画像Pを生成する。
符号化パラメータ決定部110は、複数のセットの各々について情報量の大きさと符号化誤差を示すコスト値を算出する。コスト値は、例えば、符号量と二乗誤差に係数λを乗じた値との和である。符号量は、量子化誤差と符号化パラメータをエントロピー符号化して得られる符号化ストリームTeの情報量である。二乗誤差は、減算部102において算出された残差信号の残差値の二乗値についての画素間の総和である。係数λは、予め設定されたゼロよりも大きい実数である。符号化パラメータ決定部110は、算出したコスト値が最小となる符号化パラメータのセットを選択する。これにより、エントロピー符号化部104は、選択した符号化パラメータのセットを符号化ストリームTeとして外部に出力し、選択されなかった符号化パラメータのセットを出力しない。符号化パラメータ決定部110は決定した符号化パラメータを予測パラメータメモリ108に記憶する。
予測パラメータ符号化部111は、符号化パラメータ決定部110から入力されたパラメータから、符号化するための形式を導出し、エントロピー符号化部104に出力する。符号化するための形式の導出とは、例えば動きベクトルと予測ベクトルから差分ベクトルを導出することである。また予測パラメータ符号化部111は、符号化パラメータ決定部110から入力されたパラメータから予測画像を生成するために必要なパラメータを導出し、予測画像生成部101に出力する。予測画像を生成するために必要なパラメータとは、例えばサブブロック単位の動きベクトルである。
インター予測パラメータ符号化部112は、符号化パラメータ決定部110から入力された予測パラメータに基づいて、差分ベクトルのようなインター予測パラメータを導出する。インター予測パラメータ符号化部112は、予測画像生成部101に出力する予測画像の生成に必要なパラメータを導出する構成として、インター予測パラメータ復号部303(図5等、参照)がインター予測パラメータを導出する構成と一部同一の構成を含む。インター予測パラメータ符号化部112の構成については、後述する。
イントラ予測パラメータ符号化部113は、符号化パラメータ決定部110から入力されたイントラ予測モードIntraPredModeから、符号化するための形式(例えばMPM_idx、rem_intra_luma_pred_mode等)を導出する。
次に、ループフィルタ設定部114の詳細について、以下に説明する。
図7は、ループフィルタ設定部114の構成を示すブロック図である。図7に示すように、ループフィルタ設定部114は、レンジ情報生成部1141と、On/Offフラグ情報生成部1142とを備える。
レンジ情報生成部1141およびOn/Offフラグ情報生成部1142のそれぞれに、原画像信号および色空間情報が入力される。原画像信号は、画像符号化装置11に入力される画像Tの信号である。また、On/Offフラグ情報生成部1142に、入力画像信号が入力される。
図8は、レンジ情報生成部1141の構成を示すブロック図である。図8に示すように、レンジ情報生成部1141は、色空間変換部11411と、レンジ情報生成処理部11412とを備える。
色空間変換部11411は、ある色空間によって規定された原画像信号を、他の色空間の画像信号に変換する。色空間変換部11411における処理は、色空間変換部3052における処理と同様である。
レンジ情報生成処理部11412は、色空間変換部11411によって変換された画像信号における画素値の最大値および最小値を検出する。
図9は、On/Offフラグ情報生成部1142の構成を示すブロック図である。図9に示すように、On/Offフラグ情報生成部1142は、色空間変換部11421と、クリッピング処理部11422と、色空間逆変換部11423と、誤差比較部11424とを備える。色空間変換部11421、クリッピング処理部11422、および色空間逆変換部11423における処理は、それぞれ色空間変換部3052、クリッピング処理部3053、および色空間逆変換部3054における処理と同じである。
誤差比較部11424は、以下の2種類の誤差を比較する。
(i)原画像信号と入力画像信号との誤差
(ii)原画像信号と色空間変換部11421、クリッピング処理部11422、および色空間逆変換部11423における処理後の画像信号との誤差
すなわち、誤差比較部11424は、色空間変換部11421、クリッピング処理部11422、および色空間逆変換部11423における処理を実行した場合の誤差と、実行しなかった場合との誤差を比較する。換言すれば、誤差比較部11424は、値制限フィルタ3050の色空間変換部3052、クリッピング処理部3053、および色空間逆変換部3054における処理を実行した場合の誤差と、実行しなかった場合との誤差を比較する。
(ii)原画像信号と色空間変換部11421、クリッピング処理部11422、および色空間逆変換部11423における処理後の画像信号との誤差
すなわち、誤差比較部11424は、色空間変換部11421、クリッピング処理部11422、および色空間逆変換部11423における処理を実行した場合の誤差と、実行しなかった場合との誤差を比較する。換言すれば、誤差比較部11424は、値制限フィルタ3050の色空間変換部3052、クリッピング処理部3053、および色空間逆変換部3054における処理を実行した場合の誤差と、実行しなかった場合との誤差を比較する。
さらに誤差比較部11424は、上記の誤差の比較結果に基づいて、On/Offフラグの値を決定する。上記(i)の誤差と上記(ii)の誤差とが等しいか、または上記(i)の誤差よりも上記(ii)の誤差の方が大きい場合、誤差比較部11424は、On/Offフラグを0にする。一方、上記(i)の誤差よりも上記(ii)の誤差の方が小さい場合、誤差比較部11424は、On/Offフラグを1にする。
以上の処理により、ループフィルタ設定部114は、ループフィルタ情報を生成する。ループフィルタ設定部114は、生成したループフィルタ情報を、ループフィルタ107およびエントロピー符号化部104へ送信する。
なお、上述した実施形態における画像符号化装置11、画像復号装置31の一部、例えば、エントロピー復号部301、予測パラメータ復号部302、ループフィルタ305、予測画像生成部308、逆量子化・逆変換部311、加算部312、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆変換部105、ループフィルタ107、符号化パラメータ決定部110、予測パラメータ符号化部111をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、画像符号化装置11、画像復号装置31のいずれかに内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
この実施の形態では、ループフィルタ305において値制限フィルタ3050を実施する例を示したが、予測画像生成部101において値制限フィルタ3050を適用してもよい。この場合、値制限フィルタ3050に入力される入力画像信号は、インターもしくはイントラ予測画像信号である。また、レンジ情報およびOn/Offフラグ情報は、符号化パラメータの一部として扱われる。
図10は、YCbCr色空間の一例である、ITU-R BT.709の8ビットにおいて使用される画素値を示すグラフであって、(a)はCrとYとの関係、(b)はCbとYとの関係、(c)はCbとCrとの関係をそれぞれ示すグラフである。図10の(a)~(c)においては、使用される画素値の組み合わせの領域が網掛けで示されている。
図10の(a)~(c)に示すように、YCbCr色空間において、使用される画素値の組み合わせの領域の縁は、軸に対して傾斜している。このため、個々の画素値の最大値および最小値のみに基づいて画素値を制限した場合、実際には使用されない画素値の組み合わせが制限後の画素値に含まれることとなる。
一方、RGB色空間においては、それぞれの画素値が0以上255以下の値をとる。このため、使用される画素値の組み合わせの領域をグラフにした場合、当該領域の縁は軸に平行または垂直である。したがって、RGB色空間においては、それぞれの画素値の最大値および最小値に基づいて画素値を制限すれば、実際には使用されない画素値の組み合わせが制限後の画素値に含まれることはない。
なお、実際の画像においては、必ずしもそれぞれの画素値について、最小値が0となり、最大値が255となるとは限らない。色空間変換部3052は、実際の画像で使用される値の最大値および最小値に基づいて、入力画像信号を適切な色空間の画像信号に変換してもよい。また、色空間逆変換部3054は、上記適切な色空間の画像信号を、元の色空間の画像信号に色空間逆変換してもよい。この場合、色空間変換部3052および色空間逆変換部3054が実行する変換は、線形変換であることが好ましい。
図11の(a)は、SPSレベル情報のシンタックスのデータ構造である。本実施の形態では、SPSレベル情報に含まれるcolour_space_clipping_enabled_flagは、当該シーケンスで値制限フィルタ処理を実施するか否かのフラグである。当該シーケンスでの値制限フィルタ処理を禁止し、スイッチ部3051を常にオフにする場合、誤差比較部11424は、上述したOn/Offフラグとしてのcolour_space_clipping_enabled_flagを0とする。一方、スライス以下でスイッチ部3051のOn/Offの処理を動作させる場合、誤差比較部11424は、colour_space_clipping_enabled_flagを1とする。スライス以下での動作については、図11の(b)を参照して後述する。
図11の(b)は、スライスヘッダレベル情報のシンタックスのデータ構造である。本実施形態では、色空間情報は、スライスヘッダレベル情報に含まれている。SPSレベル情報でのcolour_space_clipping_enabled_flagが1の場合、スイッチ部3051はスライスレベルで輝度の値制限フィルタ処理を許可するか否かを示すフラグslice_colour_space_clipping_luma_flagを参照する。slice_colour_space_clipping_luma_flagが1の場合、スイッチ部3051は、輝度の値制限フィルタ処理を許可する。一方、slice_colour_space_clipping_luma_flagが0の場合、スイッチ部3051は、輝度の値制限フィルタ処理を禁止する。なお、slice_colour_space_clipping_luma_flag及びslice_colour_space_clipping_chroma_flagのデフォルトの値は、0とする。
また、ChromaArrayTypeが0でない場合、つまり、画像信号がモノクロフォーマットではない場合、スイッチ部3051は、色差信号の値制限フィルタ処理を許可するか否かを示すフラグslice_colour_space_clipping_chroma_flagを参照する。slice_colour_space_clipping_chroma_flagが1の場合、スイッチ部3051は色差の値制限フィルタ処理を許可する。一方、slice_colour_space_clipping_chroma_flagが0の場合、スイッチ部3051は色差の値制限フィルタ処理を禁止する。
また、vui_information_use_flagは、色空間変換部3052および色空間逆変換部3054がVUI(Video Usability Information)の色空間情報を用いるか否かを示すフラグである。vui_information_use_flagが1の場合、色空間変換部3052および色空間逆変換部3054は、VUIの色空間情報を用いる。vui_information_use_flagが0の場合、色空間変換部3052および色空間逆変換部3054は、デフォルトの色空間情報を用いる。デフォルトの色空間情報を用いる場合には、色空間変換部3052および色空間逆変換部3054はそれぞれ、例えば上述したYCgCoへの変換および逆変換を実行する。
なお、本実施の形態では、色空間情報については、VUIとデフォルトの色空間情報とを用いる方法を示したが、色空間変換、逆変換の変換係数情報をシーケンス単位、ピクチャ単位、スライス単位などの単位で明示的に色空間の変換情報として送ってもよい。
図11の(c)は、ループフィルタ情報または符号化パラメータのレンジ情報のシンタックスのデータ構造である。レンジ情報には、レンジ情報生成部1141が検出した、YcbCr色空間の原画像信号をRGB色空間に変換した場合における、画素値の最小値min_value[cIdx]および最大値min_value[cIdx]が記述される。レンジ情報に記述される値は、負の値であってもよい。
図12の(a)は、CTUのシンタックスのデータ構造の例を示す図である。図12の(a)に示す例では、スライス単位での値制限フィルタリングのフラグである、slice_colour_space_clipping_luma_flag、または、slice_colour_space_clipping_chroma_flagのいずれかが1であれば、CTUレベルでの値制限フィルタ処理のOn/Offフラグ情報を記述するcolour_space_clipping_processを呼び出す。
図12の(b)は、CTUレベルでの値制限フィルタ処理のOn/Offフラグ情報を記述するcolour_space_clipping_processのシンタックスのデータ構造の例を示す図である。colour_space_clipping_processでは、輝度信号Yの値制限フィルタ処理を行うか否かを許可するフラグcsc_luma_flagと色差信号Cb,Crの値制限フィルタ処理を行うか否かを許可するフラグcsc_chroma_flagが存在する。これらのフラグはいずれも1の時、値制限フィルタ処理を許可し、0の場合、値制限フィルタ処理を禁止する。この場合、ループフィルタ305および107は、CTU単位で処理を実行する。
動画像符号化装置、および動画像復号装置において一般的に使われている画像フォーマットである4:2:0および4:2:2フォーマットでは、輝度信号Yの画素数と色差信号Cb,Crの画素数とが異なる。そのため、色空間変換、色空間逆変換のためには、輝度と色差とで画素数を一致させる必要がある。そのため、輝度信号と色差信号とで別々の処理を行う。このような値制限フィルタ処理については、実施形態2で改めて説明する。
(効果)
符号化された画像を復号する場合、符号化歪によって、復号画像の画素値が原画像信号に存在しない範囲の値をとることがある。本実施形態のループフィルタ305によれば、復号画像の画素値が原画像信号に存在しない範囲の値になった場合に、原画像信号に存在する範囲の値に当該画素値を修正することで、復号画像の画質を改善することができる。
符号化された画像を復号する場合、符号化歪によって、復号画像の画素値が原画像信号に存在しない範囲の値をとることがある。本実施形態のループフィルタ305によれば、復号画像の画素値が原画像信号に存在しない範囲の値になった場合に、原画像信号に存在する範囲の値に当該画素値を修正することで、復号画像の画質を改善することができる。
また、画像を符号化する場合、符号化歪によって、予測画像の画素値が原画像信号に存在しない範囲の値をとることがある。本実施形態のループフィルタ107によれば、予測画像の画素値が原画像信号に存在しない範囲の値になった場合に、原画像に存在する範囲の値に当該画素値を修正することで、予測効率を改善することができる。
また一般に、符号化された画像を正しく復号できない場合に、不自然な色ブロックが発生する場合がある。本実施形態のループフィルタ305によれば、当該色ブロックの発生を抑制することができる。すなわち、本実施形態のループフィルタ305によれば、画像を復号する場合における誤り耐性を向上させることができる。
(変形例1)
本実施形態では、値制限フィルタをループフィルタとして画像符号化装置、画像復号装置に、適用した例を示したが、値制限フィルタは、必ずしも、符号化ループの内側に存在する必然性はなく、ポストフィルタとして実施してもよい。具体的には、ループフィルタ107、305は、参照ピクチャメモリ109、306の前段ではなく、復号画像に対して適用される構成となる。
本実施形態では、値制限フィルタをループフィルタとして画像符号化装置、画像復号装置に、適用した例を示したが、値制限フィルタは、必ずしも、符号化ループの内側に存在する必然性はなく、ポストフィルタとして実施してもよい。具体的には、ループフィルタ107、305は、参照ピクチャメモリ109、306の前段ではなく、復号画像に対して適用される構成となる。
(変形例2)
上述した実施形態における画像符号化装置11、画像復号装置31の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現しても良い。画像符号化装置11、画像復号装置31の各機能ブロックは個別にプロセッサ化しても良いし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
上述した実施形態における画像符号化装置11、画像復号装置31の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現しても良い。画像符号化装置11、画像復号装置31の各機能ブロックは個別にプロセッサ化しても良いし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
<第2の実施形態>
以下、図面を参照しながら本発明の別実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。本実施形態では、輝度信号と色差信号で別々に処理を行う値制限フィルタ処理部について説明する。
以下、図面を参照しながら本発明の別実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。本実施形態では、輝度信号と色差信号で別々に処理を行う値制限フィルタ処理部について説明する。
(実施例1)
図13は、輝度信号の値制限フィルタ処理部3050a(値制限フィルタ装置)の構成を示す図である。図13に示すように、値制限フィルタ処理部3050aは、スイッチ部3051と、Cb,Cr信号アップサンプリング処理部3055a(アップサンプリング処理部)と、色空間変換部3052と、クリッピング処理部3053と、Y逆変換部3054a(色空間逆変換部3054)とを備える。
図13は、輝度信号の値制限フィルタ処理部3050a(値制限フィルタ装置)の構成を示す図である。図13に示すように、値制限フィルタ処理部3050aは、スイッチ部3051と、Cb,Cr信号アップサンプリング処理部3055a(アップサンプリング処理部)と、色空間変換部3052と、クリッピング処理部3053と、Y逆変換部3054a(色空間逆変換部3054)とを備える。
スイッチ部3051では、On/Offフラグ情報に基づいて、値制限クリッピング処理を行うか否かを切り替える。On/Offフラグ情報は、図11および図12に示したシンタックスで言えば、slice_colour_space_clipping_luma_flagおよびcsc_luma_flagに相当する。
Cb,Cr信号アップサンプリング処理部3055aでは、色差信号Cb,Crについてアップサンプリング処理を行い、色差信号Cb,Crの画素数を輝度信号の画素数と一致させる。色空間変換部3052では、色空間情報に基づいて、入力されたY,Cb,Crの信号の色空間変換を行う。ここで、色空間情報は、図11のシンタックス上のvui_information_use_flagで示されるVUIによる色空間情報、または、デフォルトの色空間情報である。クリッピング処理部3053では、レンジ情報に基づいて、色空間変換部3052が色変換した信号に対してクリッピング処理を行う。レンジ情報は、図11の(c)に示すように定義されている。Y逆変換部3054aでは、クリッピング処理部3053がクリッピング処理をした信号のうち、輝度信号Yのみを色空間逆変換して、入力画像信号のCb、Cr信号とともに出力画像信号として出力する。色空間逆変換の内容は、色空間逆変換部3054で説明したとおりである。
(実施例2)
図14は、色差信号の値制限フィルタ処理部3050b(値制限フィルタ装置)の構成を示す図である。図14に示すように、値制限フィルタ処理部3050bは、スイッチ部3051と、Y信号ダウンサンプリング処理部3055b(ダウンサンプリング処理部)と、色空間変換部3052と、クリッピング処理部3053と、Cb,Cr逆変換部3054bとを備える。
図14は、色差信号の値制限フィルタ処理部3050b(値制限フィルタ装置)の構成を示す図である。図14に示すように、値制限フィルタ処理部3050bは、スイッチ部3051と、Y信号ダウンサンプリング処理部3055b(ダウンサンプリング処理部)と、色空間変換部3052と、クリッピング処理部3053と、Cb,Cr逆変換部3054bとを備える。
スイッチ部3051では、On/Offフラグ情報に基づいて、値制限クリッピング処理を行うか否かを切り替える。On/Offフラグ情報は、図11および図12に示したシンタックスで言えば、slice_colour_space_clipping_chroma_flagとcsc_chroma_flagに相当する。
Y信号ダウンサンプリング処理部3055bでは、輝度信号Yについてダウンサンプリング処理を行い、輝度信号と画素数とを一致させる。色空間変換部3052では、色空間情報に基づいて、入力されたY,Cb,Crの信号の色空間変換を行う。ここで、色空間情報は、図11のシンタックス上のvui_information_use_flagで示されるVUIによる色空間情報もしくは、デフォルトの色空間情報である。次に、クリッピング処理部3053では、色変換した信号をレンジ情報に基づいて、クリッピング処理を行う。レンジ情報は、図11の(c)に示すように定義されている。最後にCb,Cr逆変換部3054bでは、クリッピング処理をした色空間変換した信号から、色差信号Cb,Crを色空間逆変換して、入力信号のY信号とともに出力画像信号として出力する。色空間逆変換の内容は、色空間逆変換部3054で説明したとおりである。
(実施例3)
図15は、輝度、色差信号の値制限フィルタ処理部3050c(値制限フィルタ装置)の構成を示す図である。値制限フィルタ処理部3050cは、値制限フィルタ処理部3050aおよび値制限フィルタ処理部3050bとは異なり、On/Offフラグ情報が、輝度信号Yと色差信号Cb,Crとで共通である。値制限フィルタ処理部3050cは、スイッチ部3051と、Cb,Cr信号アップサンプリング処理部3055aと、Y信号ダウンサンプリング処理部3055bと、色空間変換部3052と、クリッピング処理部3053と、Y逆変換部3054aと、Cb,Cr逆変換部3054bとを備える。各構成の動作は、図13または図14を参照して上述したとおりである。値制限フィルタ処理部3050cは、クリッピング処理を行った後、色空間逆変換を行ったY信号およびCb,Cr信号を出力画像信号とする。色空間逆変換の内容は、色空間逆変換部3054で説明したとおりである。
図15は、輝度、色差信号の値制限フィルタ処理部3050c(値制限フィルタ装置)の構成を示す図である。値制限フィルタ処理部3050cは、値制限フィルタ処理部3050aおよび値制限フィルタ処理部3050bとは異なり、On/Offフラグ情報が、輝度信号Yと色差信号Cb,Crとで共通である。値制限フィルタ処理部3050cは、スイッチ部3051と、Cb,Cr信号アップサンプリング処理部3055aと、Y信号ダウンサンプリング処理部3055bと、色空間変換部3052と、クリッピング処理部3053と、Y逆変換部3054aと、Cb,Cr逆変換部3054bとを備える。各構成の動作は、図13または図14を参照して上述したとおりである。値制限フィルタ処理部3050cは、クリッピング処理を行った後、色空間逆変換を行ったY信号およびCb,Cr信号を出力画像信号とする。色空間逆変換の内容は、色空間逆変換部3054で説明したとおりである。
(Y信号のダウンサンプリング及びCb,Cr信号のアップサンプリング)
Y信号ダウンサンプリング処理部3055bによるY信号のダウンサンプリング、及びCb,Cr信号アップサンプリング処理部3055aによるCb,Cr信号のアップサンプリングについては、幾つかの方法を適用することが可能である。
Y信号ダウンサンプリング処理部3055bによるY信号のダウンサンプリング、及びCb,Cr信号アップサンプリング処理部3055aによるCb,Cr信号のアップサンプリングについては、幾つかの方法を適用することが可能である。
一つの形態としては、線形のアップサンプリングフィルタとダウンサンプリングフィルタを用いて、Yの画素数とCb,Crの画素数とを一致させることが挙げられる。具体的には、Y信号ダウンサンプリング処理部3055bは、入力画像信号に含まれるそれぞれのY信号の画素について、空間的に周囲に位置するY信号の画素を用いてローパスフィルタ処理をかけた上で、Y信号の画素を間引くことで、Y信号の画素数をCb,Cr信号の画素数に一致させる。また、Cb,Cr信号アップサンプリング処理部3055aは、入力画像信号に含まれるそれぞれのCb,Cr信号の画素について、空間的に周囲に位置するCb,Cr信号の画素からCb,Cr信号を補間してCb,Cr信号の画素数を増やすことで、Cb,Cr信号の画素数をY信号の画素数に一致させる。
別の形態としては、メディアンフィルタを用いて、Y信号の画素数とCb,Cr信号の画素数とを一致させることが挙げられる。具体的には、Y信号ダウンサンプリング処理部3055bは、入力画像信号に含まれるそれぞれのY信号の画素について、空間的に周囲に位置するY信号の画素を用いたメディアンフィルタ処理でY信号の画素を間引くことで、Y信号の画素数をCb,Cr信号の画素数に一致させる。また、Cb,Cr信号アップサンプリング処理部3055aは、入力画像信号に含まれるそれぞれのCb,Cr信号の画素について、空間的に周囲に位置する画素からCb,Cr信号の画素を補間して画素数を増やすことで、Cb,Cr信号の画素数をY信号の画素数に一致させる。
さらに別の実施の形態としては、Y信号ダウンサンプリング処理部3055bは、入力画像信号に含まれる画素のうち、特定のY信号の画素を選択して間引くことで、Y信号の画素数をCb,Cr信号の画素数に一致させる。また、Cb,Cr信号アップサンプリング処理部3055aは、入力画像信号に含まれるCb,Cr信号の画素のそれぞれについて、当該画素と同じ画素値を持つCb,Cr信号の画素を複製してCb,Cr信号の画素数を増やすことで、Cb,Cr信号の画素数をY信号の画素数に一致させる。
(効果)
以上のとおり、本実施形態の値制限フィルタ処理部3050a、3050b、および3050cは、Cb,Cr信号アップサンプリング処理部3055aと、Y信号ダウンサンプリング処理部3055bと、の少なくとも一方を備える。これにより、値制限フィルタ処理部3050a、3050b、および3050cは、入力画像信号において輝度信号Yの画素数と色差信号Cb,Crの画素数とが異なる場合においても、値制限フィルタ処理を実行することができる。
以上のとおり、本実施形態の値制限フィルタ処理部3050a、3050b、および3050cは、Cb,Cr信号アップサンプリング処理部3055aと、Y信号ダウンサンプリング処理部3055bと、の少なくとも一方を備える。これにより、値制限フィルタ処理部3050a、3050b、および3050cは、入力画像信号において輝度信号Yの画素数と色差信号Cb,Crの画素数とが異なる場合においても、値制限フィルタ処理を実行することができる。
<第3の実施形態>
色空間変換処理に一般的に用いられているBT.709やBT.2100などの国際標準は、実数値で定義されている。しかし、実数値を用いた演算は、複雑になりやすい。また、実数値を
用いた演算では、浮動小数点に伴う演算誤差が生じる可能性がある。演算誤差が生じた場合、画像符号化装置と画像復号装置とで復号画像が一致しなくなる場合がある。
色空間変換処理に一般的に用いられているBT.709やBT.2100などの国際標準は、実数値で定義されている。しかし、実数値を用いた演算は、複雑になりやすい。また、実数値を
用いた演算では、浮動小数点に伴う演算誤差が生じる可能性がある。演算誤差が生じた場合、画像符号化装置と画像復号装置とで復号画像が一致しなくなる場合がある。
そこで、本実施形態では、色空間変換処理を整数で定義している。整数で定義することにより、演算を簡易化することができる。また、浮動小数点が生じないため、浮動小数点に伴う演算誤差が生じてしまうことを防止することができる。
なお、本実施形態では、色空間情報として既定の色空間(例えば、VUI(Video Usability Information)に基づく色空間)を用いることを想定している。
まず、図19に、本実施形態における値制限フィルタ処理部3050’の構成を示す。図19は、値制限フィルタ処理部3050’の構成を示すブロック図である。図19に示すように、値制限フィルタ処理部3050’は、スイッチ部3051’、色空間整数変換部3052’(第1の変換部)、クリッピング処理部3053’(制限部)、色空間逆整数変換部3054’(第2の変換部)、およびスイッチ部3055’を備える。
スイッチ部3051’は、色空間整数変換部3052’、クリッピング処理部3053’、色空間逆整数変換部3054’、およびスイッチ部3055’による処理を実行するか否かの切り換えを行う。以下の説明では、色空間整数変換部3052’、クリッピング処理部3053’、色空間逆整数変換部3054’、およびスイッチ部3055’による処理を、値制限フィルタ処理と称することもある。スイッチ部3051’は、エントロピー復号部301から送信されるOn/Offフラグに基づいて、上記の切り換えを行う。より詳細には、スイッチ部3051’は、スライスレベルのOn/Offフラグである“slice_colour_space_clipping_luma_flag”、“slice_colour_space_clipping_cb_flag”、および“slice_colour_space_clipping_cr_flag”の少なくとも何れかが1(ON)と判定すれば、値制限フィルタ処理部3050’は、値制限フィルタ処理を実行する。一方、
スライスレベルのOn/Offフラグのいずれもが0(OFF)であれば、値制限フィルタ処理部3050’は、値制限フィルタ処理を実行しない。よって、この場合、値制限フィ
ルタ処理部3050’に入力された画像入力信号は、そのまま出力される。
スライスレベルのOn/Offフラグのいずれもが0(OFF)であれば、値制限フィルタ処理部3050’は、値制限フィルタ処理を実行しない。よって、この場合、値制限フィ
ルタ処理部3050’に入力された画像入力信号は、そのまま出力される。
色空間整数変換部3052’は、ある色空間によって規定された入力画像信号を、整数係数を用いて、他の色空間の画像信号に変換する(第1の変換)。画像信号の変換は、入力画像信号のスライスヘッダレベルに記述されている色空間情報に基づいて実行される。例えば入力画像信号がITU-R BT.709に従ったものである場合、色空間整数変換部3052’は、YCbCr空間の入力画像信号を、RGB空間の画像信号に変換する。
本実施形態では、色空間整数変換部3052’は、以下の式に従って色空間変換を行う。
まず、色空間整数変換部3052’は、以下の式により、色空間の画素値のビット長をそろえる。
Y=Y*(1<<(BitDepth-BitDepthY))
Cb=Cb*(1<<(BitDepth-BitDepthC))
Cr=Cb*(1<<(BitDepth-BitDepthC))
次に、以下の式により、YCbCr-RGB変換を行う。
R=(R1*Y+R2*Cb+R3*Cr+R4+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
G=(G1*Y+G2*Cb+G3*Cr+G4+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
B=(B1*Y+B2*Cb+B3*Cr+B4+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
ここで、BitDepth = max(BitDepthY, BitDepthC)であり、BitDepthYは、輝度信号の画素ビット長(8以上16ビット以下)であり、BitDepthCは、色差信号の画素ビット長(8以上16ビット以下)である。また、SHIFT = 14-max(0, BitDepth-12)である。
Y=Y*(1<<(BitDepth-BitDepthY))
Cb=Cb*(1<<(BitDepth-BitDepthC))
Cr=Cb*(1<<(BitDepth-BitDepthC))
次に、以下の式により、YCbCr-RGB変換を行う。
R=(R1*Y+R2*Cb+R3*Cr+R4+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
G=(G1*Y+G2*Cb+G3*Cr+G4+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
B=(B1*Y+B2*Cb+B3*Cr+B4+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
ここで、BitDepth = max(BitDepthY, BitDepthC)であり、BitDepthYは、輝度信号の画素ビット長(8以上16ビット以下)であり、BitDepthCは、色差信号の画素ビット長(8以上16ビット以下)である。また、SHIFT = 14-max(0, BitDepth-12)である。
また、R1~R4、G1~G4、B1~B4は、以下の式で示される整数係数である。
R1=Round(t1)
R2=0
R3=Round(t2)
R4=Round(-t1*(16<<(BitDepth-8))-t2*(1<<(BitDepth-1)))
G1=Round(t1)
G2=Round(t3)
G3=Round(t4)
G4=Round(-t1*(16<<(BitDepth-8))-(t3+ t4)*(1<<(BitDepth-1)))
B1=Round(t1)
B2=Round(t5)
B3=0
B4=Round(-t1*(16<<(BitDepth-8))-t5*(1<<(BitDepth-1)))
ここで、t1, t2, t3, t4 t5は実数の変数であり、以下の式で表される値である。
t1=(255*(1<<SHIFT))/219
t2=(255*(1<<SHIFT))*(1-Kr)/112
t3=-(255*(1<<SHIFT))*Kb*(1-Kb)/(112*Kg)
t4=-(255*(1<<SHIFT))*Kr*(1-Kr)/(112*Kg)
t5=(255*(1<<SHIFT))*(1-Kb)/112
ITU-R BT.709の場合、Kr=0.2126, Kg=0.7152, Kb=0.0722であり、BT.2100の場合、 Kr=0.2627, Kg=0.6780, Kb=0.0593である。
R1=Round(t1)
R2=0
R3=Round(t2)
R4=Round(-t1*(16<<(BitDepth-8))-t2*(1<<(BitDepth-1)))
G1=Round(t1)
G2=Round(t3)
G3=Round(t4)
G4=Round(-t1*(16<<(BitDepth-8))-(t3+ t4)*(1<<(BitDepth-1)))
B1=Round(t1)
B2=Round(t5)
B3=0
B4=Round(-t1*(16<<(BitDepth-8))-t5*(1<<(BitDepth-1)))
ここで、t1, t2, t3, t4 t5は実数の変数であり、以下の式で表される値である。
t1=(255*(1<<SHIFT))/219
t2=(255*(1<<SHIFT))*(1-Kr)/112
t3=-(255*(1<<SHIFT))*Kb*(1-Kb)/(112*Kg)
t4=-(255*(1<<SHIFT))*Kr*(1-Kr)/(112*Kg)
t5=(255*(1<<SHIFT))*(1-Kb)/112
ITU-R BT.709の場合、Kr=0.2126, Kg=0.7152, Kb=0.0722であり、BT.2100の場合、 Kr=0.2627, Kg=0.6780, Kb=0.0593である。
また、Round( x ) = Sign( x ) * Floor( Abs( x ) + 0.5 )の丸め関数である。ここで、Sign(x)はxの符号を出力する関数である。
クリッピング処理部3053’は、色空間整数変換部3052’によって変換された画像信号に対して、画素値を制限する処理を行う。すなわち、クリッピング処理部3053’は、上記画像信号の画素値を、エントロピー復号部301から送信されるレンジ情報に規定される範囲内に修正する。
具体的には、クリッピング処理部3053’は、レンジ情報に含まれる最小値Rmin、Gmin、Bmin、および最大値Rmax、Gmax、Bmaxを用いて、画素値R、G、Bについて以下の処理を行う。
if ( R<Rmin || R>Rmax || G<Gmin || G>Gmax || B<Bmin || B>Bmax)
{
R=Clip3(Rmin, Rmax, R)
G=Clip3(Gmin, Gmax, G)
B=Clip3(Bmin, Bmax, B)
}
ここで、
Rmin=0, Gmin=0, Bmin=0
Rmax=(1<<BitDepth) -1, Gmax=(1<<BitDepth) -1, Bmax=(1<<BitDepth) -1
である。
if ( R<Rmin || R>Rmax || G<Gmin || G>Gmax || B<Bmin || B>Bmax)
{
R=Clip3(Rmin, Rmax, R)
G=Clip3(Gmin, Gmax, G)
B=Clip3(Bmin, Bmax, B)
}
ここで、
Rmin=0, Gmin=0, Bmin=0
Rmax=(1<<BitDepth) -1, Gmax=(1<<BitDepth) -1, Bmax=(1<<BitDepth) -1
である。
すなわち、クリッピング処理部3053’は、画素値(R、G、B)が最小値(Rmin、Gmin、Bmin)よりも小さい場合には、画素値を最小値と等しい値に修正する。また、クリッピング処理部3053’は、画素値が最大値(Rmax、Gmax、Bmax)より大きい場合には、
画素値を最大値と等しい値に修正する。そして、クリッピング処理部3053’は、画素値が最小値より大きく、かつ最大値より小さい場合には、画素値を修正しない。
画素値を最大値と等しい値に修正する。そして、クリッピング処理部3053’は、画素値が最小値より大きく、かつ最大値より小さい場合には、画素値を修正しない。
色空間逆整数変換部3054’は、クリッピング処理部3053’によって制限された画素値を有する画像信号を、もとの色空間の画像信号に逆変換する(第2の変換)。逆変換は、色空間変換部3052における変換と同様、色空間情報に基づいて実行される。例えば入力画像信号がITU-R BT.709に従ったものである場合、色空間逆整数変換部3054’は、RGB空間の画像信号を、YCbCr空間の画像信号に変換する。
本実施形態では、色空間逆整数変換部3054’は、以下の式に従って色空間変換を行う。
Cb=(C1*R+C2*G+C3*B+(1<<(SHIFT+BitDepth-BitDepthC-1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthC)+C4
Cr=(C5*R+C6*G+C7*B+(1<<(SHIFT+BitDepth-BitDepthC -1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthC)+C8
Y=(Y1*R+Y2*G+Y3*B+(1<<(SHIFT+BitDepth-BitDepthY -1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthY)+Y4
ここで、
C1=Round(((-Kr*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kb)*255)))
C2=Round(((-Kg*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kb)*255))
C3=Round((((1-Kb)*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kb)*255))
C4=1<<(BitDepthC-1)
C5=Round((((1-Kr)*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kr)*255)))
C6=Round(((-Kg*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kr)*255))
C7=Round(((-Kb*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kr)*255))
C8=1<<(BitDepthC-1)
Y1=Round((-Kr*219)*(1<<SHIFT)/255)
Y2=Round((-Kg*219)*(1<<SHIFT)/255)
Y3=Round((-Kb*219)*(1<<SHIFT)/255)
Y4=16<<((BitDepthY-8)
である。
Cb=(C1*R+C2*G+C3*B+(1<<(SHIFT+BitDepth-BitDepthC-1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthC)+C4
Cr=(C5*R+C6*G+C7*B+(1<<(SHIFT+BitDepth-BitDepthC -1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthC)+C8
Y=(Y1*R+Y2*G+Y3*B+(1<<(SHIFT+BitDepth-BitDepthY -1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthY)+Y4
ここで、
C1=Round(((-Kr*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kb)*255)))
C2=Round(((-Kg*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kb)*255))
C3=Round((((1-Kb)*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kb)*255))
C4=1<<(BitDepthC-1)
C5=Round((((1-Kr)*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kr)*255)))
C6=Round(((-Kg*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kr)*255))
C7=Round(((-Kb*112)*(1<<SHIFT))/((1-Kr)*255))
C8=1<<(BitDepthC-1)
Y1=Round((-Kr*219)*(1<<SHIFT)/255)
Y2=Round((-Kg*219)*(1<<SHIFT)/255)
Y3=Round((-Kb*219)*(1<<SHIFT)/255)
Y4=16<<((BitDepthY-8)
である。
スイッチ部3055’は、色空間逆整数変換部3054’によって逆変換された画素値を用いるか否かを切り替える。そして、逆変換された画素値を用いる場合は、入力された画素値に代えて値制限フィルタ処理がされた画素値を出力し、逆変換された画素値を用いない場合は、入力された画素値をそのまま出力する。逆変換された画素値を用いるか否かは、エントロピー復号部301から送信されるOn/Offフラグに基づいて判断する。
具体的には、スイッチ部3055’は、スライスレベルのOn/Offフラグである“slice_colour_space_clipping_luma_flag”が1(ON)の場合、輝度を示す画素値Yについて逆変換した画素値を用い、0(OFF)の場合、入力された画素値Yを用いる。同様に、“slice_colour_space_clipping_cb_flag” が1(ON)の場合、色差を示す画素値Cbについて逆変換した画素値を用い、0(OFF)の場合、入力された画素値Cbを用いる。また、“slice_colour_space_clipping_cr_flag”が1(ON)の場合、色差を示す画素値Crについて
逆変換した画素値を用い、0(OFF)の場合、入力された画素値Crを用いる。
逆変換した画素値を用い、0(OFF)の場合、入力された画素値Crを用いる。
次に、図20を参照して、値制限フィルタ処理部3050’における処理の流れについて説明する。図20は、値制限フィルタ処理部3050’における処理の流れを示すフローチャートである。
図20に示すように、スライスレベルのOn/Offフラグの少なくとも何れかがOnの場合(ステップ101でYES)、値制限フィルタ処理部3050’のスイッチ部3051’
は、値制限フィルタ処理を施す方向、すなわち、入力された画像信号を色空間整数変換部3052’に送信する。一方、スライスレベルのOn/Offフラグの全てがOffの場合(S101でNO)、スイッチ部3051’は、値制限フィルタ処理を施さない方向、すなわち入力された画像信号の画素値をそのまま出力する(S108)方向に送信する。
は、値制限フィルタ処理を施す方向、すなわち、入力された画像信号を色空間整数変換部3052’に送信する。一方、スライスレベルのOn/Offフラグの全てがOffの場合(S101でNO)、スイッチ部3051’は、値制限フィルタ処理を施さない方向、すなわち入力された画像信号の画素値をそのまま出力する(S108)方向に送信する。
次に、色空間整数変換部3052’は、入力された画像信号に対し色空間整数変換を行う(S102)。そして、クリッピング処理部3053’は、色空間変換後の画像信号の画素値がレンジの範囲内にあるか否かを判定し(S103)、レンジの範囲外であれば(S103でYES)、クリップ処理を行う(S104)。一方、レンジの範囲内であれば(S103でNO)、ステップS108に進み、入力された画像信号の画素値をそのまま出力する。
次に、色空間逆整数変換部3054’は、クリップ処理された画素値の色空間逆整数変換を行う(S105)。
次に、スイッチ部3055’は、変換後の各画素値(Y、Cb、Cr)に対応するスライスレベルのOn/Offフラグの値に基づいて、画素値として逆変換後の値を用いるか、入力された画像信号の画素値を用いるかを判定する(S106)。すなわち、対応するスライス
レベルのOn/Offフラグの値が1であれば(S106でYES)、入力された画像信号の画素値に代えて、逆変換後の画素値を出力する(S107)。一方、対応するスライスレ
ベルのOn/Offフラグの値が0であれば(S106でNO)、入力された画像信号の画素値をそのまま出力する(S108)。なお、ステップS103でNOの場合も、入力され
た画像信号の画素値をそのまま出力する。
レベルのOn/Offフラグの値が1であれば(S106でYES)、入力された画像信号の画素値に代えて、逆変換後の画素値を出力する(S107)。一方、対応するスライスレ
ベルのOn/Offフラグの値が0であれば(S106でNO)、入力された画像信号の画素値をそのまま出力する(S108)。なお、ステップS103でNOの場合も、入力され
た画像信号の画素値をそのまま出力する。
以上のように、本実施形態に係る値制限フィルタ処理部3050’(値制限フィルタ装置)における色空間整数変換部3052’(第1の変換部)、および色空間逆整数変換部3054’(第2の変換部)は、色空間を変換する際の変換処理を、整数の掛け算、足し算、及びシフト演算によって演算している。
図21の(a)は、SPSレベル情報のシンタックスのデータ構造である。本実施の形態では、SPSレベル情報に含まれるvui_use_flagによって、既定の色空間情報を用いるか否かが決定される。なお、既定の色空間情報を用いない場合、色空間を明示的に示す情報を送信する。この構成については、実施形態4として後述するが、そのシンタックスのデータ構造は図21の(b)に示すようになる。
図22の(a)は、スライスヘッダレベル情報のシンタックスのデータ構造である。本実施形態では、スライスヘッダレベル情報でのslice_colour_space_clipping_luma_flag、slice_colour_space_clipping_cb_flag、およびslice_colour_space_clipping_cr_flagの値によって、スイッチ部3051’の処理が切り替えられる。すなわち、slice_colour_space_clipping_luma_flag、slice_colour_space_clipping_cb_flag、およびslice_colour_space_clipping_cr_flagの値の何れかが1であれば、スイッチ部3051’は、入力された画像信号を色空間整数変換部3052’に送信する。一方、何れも0であれば、ス
イッチ部3051’は、入力された画像信号をそのまま出力する。
イッチ部3051’は、入力された画像信号をそのまま出力する。
なお、クリッピング処理部3053’は、入力された画像信号が単色(モノクロ)画像以外の場合、色差信号のみをクリッピングするものであってもよい。この場合、スライスヘッダレベル情報のシンタックスのデータ構造は、図22の(b)に示すようになる。
すなわち、値制限フィルタ処理部3050’(値制限フィルタ装置)のクリッピング処理部3053’(制限部)は、入力画像信号が単色画像以外を示している場合、入力画像信号のうち、色差を示す画像信号のみ画素値を制限する処理を行ってもよい。
以上のように、本実施形態に係る値制限フィルタ装置(値制限フィルタ処理部3050’)における第1の変換部(色空間整数変換部3052’)、および第2の変換部(色空間逆整数変換部3054’)は、色空間を変換する際の変換処理を、整数の掛け算、足し算、及びシフト演算によって演算することを特徴としている。
これにより、整数の掛け算、足し算、及びシフト演算によって色空間の変換処理を演算するので、色空間の変換処理を整数で定義することができる。これにより、演算処理を簡易化できるとともに、実数で定義した場合のように浮動小数点が生じないため、浮動小数点に伴う演算誤差が生じてしまうことを防止することができる。
また、入力画像信号が単色画像以外を示している場合、制限部(クリッピング処理部3053’)は、入力画像信号のうち、色差を示す画像信号のみ画素値を制限する処理を行うことを特徴としている。
これにより、単色画像以外の場合、画素値を制限する処理を色差を示す画像信号のみとするので、処理を減らすことができる。
<第4の実施形態>
本実施形態では、色空間変換処理を整数で定義するとともに、色空間情報を明示的に定義し、定義された色空間情報を符号化データに含める。これにより、上記第3の実施形態と同様、色空間変換処理が整数で定義されるので、演算を簡易化することができる。また、浮動小数点が生じないため、浮動小数点に伴う演算誤差が生じてしまうことを防止することができる。また、ユーザが定義した色空間情報を用いることができる。
本実施形態では、色空間変換処理を整数で定義するとともに、色空間情報を明示的に定義し、定義された色空間情報を符号化データに含める。これにより、上記第3の実施形態と同様、色空間変換処理が整数で定義されるので、演算を簡易化することができる。また、浮動小数点が生じないため、浮動小数点に伴う演算誤差が生じてしまうことを防止することができる。また、ユーザが定義した色空間情報を用いることができる。
なお、本実施形態では、色空間情報としてYCbCrの色空間を用いることを想定している。また、本実施形態における値制限フィルタ処理部3050’の構成および処理の流れは、上述した第3の実施形態と同様であるので、当該実施形態の説明で用いた図19および図20を用いて、本実施形態も説明する。
(色空間整数変換部3052’の処理)
本実施形態では、色空間整数変換部3052’は、以下の式に従って色空間変換を行う。まず、色空間整数変換部3052’は、以下の式により、色空間の画素値のビット長をそろえる。
BitDepth = max(BitDepthY, BitDepthC)
Y=Y*(1<<(BitDepth-BitDepthY))
Cb=Cb*(1<<(BitDepth-BitDepthC))
Cr=Cb*(1<<(BitDepth-BitDepthC))
YK=YK*(1<<(BitDepth-8))
CbK=CbK*(1<<(BitDepth-8))
CrK=CbK*(1<<(BitDepth-8))
YR=YR*(1<<(BitDepth-8))
CbR=CbR*(1<<(BitDepth-8))
CrR=CbR*(1<<(BitDepth-8))
YG=YG*(1<<(BitDepth-8))
CbG=CbG*(1<<(BitDepth-8))
CrG=CbG*(1<<(BitDepth-8))
YB=YB*(1<<(BitDepth-8))
CbB=CbB*(1<<(BitDepth-8))
CrB=CbB*(1<<(BitDepth-8))
次に、YCbCr空間の以下の4点(黒、赤、緑、青)から、色空間を定義する。
黒:K(YK, CbK, CrK)
赤:R(YR, CbR, CrR)
緑:G(YG, CbG, CrG)
青:B(YB, CbB, CrB)
まず、上記の4点から3本のベクトルを以下の式により求める。
RK=(YR-YK, CbR-CbK, CrR-CrK)
GK=(YG-YK, CbG-CbK, CrG-CrK)
BK=(YB-YK, CbB-CbK, CrB-CrK)
次に、上記の3本のベクトルから3つの法線ベクトルを以下の式により求める。なお、「×」は外積を示す。
GK×BK=(rY, rCb, rCr)= ((CbG-CbK)(CrB-CrK)-(CbB-CbK)(CrG-CrK), -(YG-YK)(CrB-CrK)+(YB-YK)(CrG-CrK), (YG-YK)(CbB-CbK)-(YB-YK)(CbG-CbK))
BK×RK= (gY, gCb, gCr) =((CbB-CbK)(CrR-CrK)-(CbR-CbK)(CrB-CrK), -(YB-YK)(CrR-CrK)+(YR-YK)(CrB-CrK), (YB-YK)(CbR-CbK)-(YR-YK)(CbB-CbK))
RK×GK=(bY, bCb, bCr)=((CbR-CbK)(CrG-CrK)-(CbG-CbK)(CrR-CrK), -(YR-YK)(CrG-CrK)+(YG-YK)(CrR-CrK), (YR-YK)(CbG-CbK)-(YG-YK)(CbR-CbK))
次に、以下の式により、YCbCr-RGB変換を行う。
R=(rY(Y-YK)+rCb(Cb-CbK)+rCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
G=(gY(Y-YK)+gCb(Cb-CbK)+gCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
B=(bY(Y-YK)+bCb(Cb-CbK)+bCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
ここで、
rY= Round(rY*(1<<SHIFT)/rY)
rCb= Round(rCr*(1<<SHIFT)/rY)
rCr= Round(rCr*(1<<SHIFT)/rY)
gY= Round(gY*(1<<SHIFT)/gY)
gCb= Round(gCr*(1<<SHIFT)/gY)
gCr= Round(gCr*(1<<SHIFT)/gY)
bY= Round(bY*(1<<SHIFT)/bY)
bCb= Round(bCr*(1<<SHIFT)/bY)
bCr= Round(bCr*(1<<SHIFT)/bY)
である。
本実施形態では、色空間整数変換部3052’は、以下の式に従って色空間変換を行う。まず、色空間整数変換部3052’は、以下の式により、色空間の画素値のビット長をそろえる。
BitDepth = max(BitDepthY, BitDepthC)
Y=Y*(1<<(BitDepth-BitDepthY))
Cb=Cb*(1<<(BitDepth-BitDepthC))
Cr=Cb*(1<<(BitDepth-BitDepthC))
YK=YK*(1<<(BitDepth-8))
CbK=CbK*(1<<(BitDepth-8))
CrK=CbK*(1<<(BitDepth-8))
YR=YR*(1<<(BitDepth-8))
CbR=CbR*(1<<(BitDepth-8))
CrR=CbR*(1<<(BitDepth-8))
YG=YG*(1<<(BitDepth-8))
CbG=CbG*(1<<(BitDepth-8))
CrG=CbG*(1<<(BitDepth-8))
YB=YB*(1<<(BitDepth-8))
CbB=CbB*(1<<(BitDepth-8))
CrB=CbB*(1<<(BitDepth-8))
次に、YCbCr空間の以下の4点(黒、赤、緑、青)から、色空間を定義する。
黒:K(YK, CbK, CrK)
赤:R(YR, CbR, CrR)
緑:G(YG, CbG, CrG)
青:B(YB, CbB, CrB)
まず、上記の4点から3本のベクトルを以下の式により求める。
RK=(YR-YK, CbR-CbK, CrR-CrK)
GK=(YG-YK, CbG-CbK, CrG-CrK)
BK=(YB-YK, CbB-CbK, CrB-CrK)
次に、上記の3本のベクトルから3つの法線ベクトルを以下の式により求める。なお、「×」は外積を示す。
GK×BK=(rY, rCb, rCr)= ((CbG-CbK)(CrB-CrK)-(CbB-CbK)(CrG-CrK), -(YG-YK)(CrB-CrK)+(YB-YK)(CrG-CrK), (YG-YK)(CbB-CbK)-(YB-YK)(CbG-CbK))
BK×RK= (gY, gCb, gCr) =((CbB-CbK)(CrR-CrK)-(CbR-CbK)(CrB-CrK), -(YB-YK)(CrR-CrK)+(YR-YK)(CrB-CrK), (YB-YK)(CbR-CbK)-(YR-YK)(CbB-CbK))
RK×GK=(bY, bCb, bCr)=((CbR-CbK)(CrG-CrK)-(CbG-CbK)(CrR-CrK), -(YR-YK)(CrG-CrK)+(YG-YK)(CrR-CrK), (YR-YK)(CbG-CbK)-(YG-YK)(CbR-CbK))
次に、以下の式により、YCbCr-RGB変換を行う。
R=(rY(Y-YK)+rCb(Cb-CbK)+rCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
G=(gY(Y-YK)+gCb(Cb-CbK)+gCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
B=(bY(Y-YK)+bCb(Cb-CbK)+bCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
ここで、
rY= Round(rY*(1<<SHIFT)/rY)
rCb= Round(rCr*(1<<SHIFT)/rY)
rCr= Round(rCr*(1<<SHIFT)/rY)
gY= Round(gY*(1<<SHIFT)/gY)
gCb= Round(gCr*(1<<SHIFT)/gY)
gCr= Round(gCr*(1<<SHIFT)/gY)
bY= Round(bY*(1<<SHIFT)/bY)
bCb= Round(bCr*(1<<SHIFT)/bY)
bCr= Round(bCr*(1<<SHIFT)/bY)
である。
なお、以下の式により、YCbCr-RGB変換を行ってもよい。
R=((Y-YK)+(rCb(Cb-CbK)+rCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1))))>>SHIFT
G=((Y-YK)+(gCb(Cb-CbK)+gCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1))))>>SHIFT
B=((Y-YK)+(bCb(Cb-CbK)+bCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1))))>>SHIFT
(クリッピング処理部3053’の処理)
本実施形態では、クリッピング処理部3053’は、レンジ情報に含まれる最小値Rmin、Gmin、Bmin、および最大値Rmax、Gmax、Bmaxを用いて、画素値R、G、Bについて以下の処理を行う。
if ( R<Rmin || R>Rmax || G<Gmin || G>Gmax || B<Bmin || B>Bmax)
{
R=Clip3(Rmin, Rmax, R)
G=Clip3(Gmin, Gmax, G)
B=Clip3(Bmin, Bmax, B)
}
ここで、
Rmin=0, Gmin=0, Bmin=0
Rmax=(rY(YR-YK)+rCb(CbR-CbK)+rCr(CrR-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
Gmax=(gY(Y-YK)+gCb(Cb-CbK)+gCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
Bmax=(bY(Y-YK)+bCb(Cb-CbK)+bCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
である。
R=((Y-YK)+(rCb(Cb-CbK)+rCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1))))>>SHIFT
G=((Y-YK)+(gCb(Cb-CbK)+gCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1))))>>SHIFT
B=((Y-YK)+(bCb(Cb-CbK)+bCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1))))>>SHIFT
(クリッピング処理部3053’の処理)
本実施形態では、クリッピング処理部3053’は、レンジ情報に含まれる最小値Rmin、Gmin、Bmin、および最大値Rmax、Gmax、Bmaxを用いて、画素値R、G、Bについて以下の処理を行う。
if ( R<Rmin || R>Rmax || G<Gmin || G>Gmax || B<Bmin || B>Bmax)
{
R=Clip3(Rmin, Rmax, R)
G=Clip3(Gmin, Gmax, G)
B=Clip3(Bmin, Bmax, B)
}
ここで、
Rmin=0, Gmin=0, Bmin=0
Rmax=(rY(YR-YK)+rCb(CbR-CbK)+rCr(CrR-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
Gmax=(gY(Y-YK)+gCb(Cb-CbK)+gCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
Bmax=(bY(Y-YK)+bCb(Cb-CbK)+bCr(Cr-CrK)+(1<<(SHIFT-1)))>>SHIFT
である。
(色空間逆整数変換部3054’の処理)
また、本実施形態では、色空間逆整数変換部3054’は、以下の変換行列、行列式に従って色空間の逆変換を行う。
ここで、
D11=gCbbCr-gCrbCb
D21=rCrbCb-rCbbCr
D31=rCbgCr-rCrgCb
D12=gCrbY-gYbCr
D22=rYbCr-rCrbY
D32=rCrgY-rYgCr
D13=gYbCb-gCbbY
D23=rCbbY-rYbCb
D33=rYgCb-rCbgY
である。
また、本実施形態では、色空間逆整数変換部3054’は、以下の変換行列、行列式に従って色空間の逆変換を行う。
D11=gCbbCr-gCrbCb
D21=rCrbCb-rCbbCr
D31=rCbgCr-rCrgCb
D12=gCrbY-gYbCr
D22=rYbCr-rCrbY
D32=rCrgY-rYgCr
D13=gYbCb-gCbbY
D23=rCbbY-rYbCb
D33=rYgCb-rCbgY
である。
すなわち、色差Cb、Crは以下の式により逆変換される。
Cb=(C1*R+C2*G+C3*B+(1<<(SHIFT-1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthC)+C4
Cr=(C5*R+C6*G+C7*B+(1<<(SHIFT-1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthC)+C8
ここで、
C1=Round(D12/(|D|>>(2*SHIFT)))
C2=Round(D22/(|D|>>(2*SHIFT)))
C3=Round(D32/(|D|>>(2*SHIFT)))
C4=CbK>>(BitDepth-BitDepthC)
C5=Round(D13/(|D|>>(2*SHIFT)))
C6=Round(D23/(|D|>>(2*SHIFT)))
C7=Round(D33/(|D|>>(2*SHIFT)))
C8=CrK>>(BitDepth-BitDepthC)
である。
Cb=(C1*R+C2*G+C3*B+(1<<(SHIFT-1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthC)+C4
Cr=(C5*R+C6*G+C7*B+(1<<(SHIFT-1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthC)+C8
ここで、
C1=Round(D12/(|D|>>(2*SHIFT)))
C2=Round(D22/(|D|>>(2*SHIFT)))
C3=Round(D32/(|D|>>(2*SHIFT)))
C4=CbK>>(BitDepth-BitDepthC)
C5=Round(D13/(|D|>>(2*SHIFT)))
C6=Round(D23/(|D|>>(2*SHIFT)))
C7=Round(D33/(|D|>>(2*SHIFT)))
C8=CrK>>(BitDepth-BitDepthC)
である。
また、輝度Yは以下の式により逆変換される。
Y=(Y1*R+Y2*G+Y3*B+(1<<(SHIFT-1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthY)+Y4
ここで、
Y1=Round((D11*(1<<SHIFT)/|D|)
Y2=Round((D21*(1<<SHIFT)/|D|)
Y3=Round((D31*(1<<SHIFT)/|D|)
Y4=YK>>(BitDepth-BitDepthY)
である。
Y=(Y1*R+Y2*G+Y3*B+(1<<(SHIFT-1)))>>(SHIFT+BitDepth-BitDepthY)+Y4
ここで、
Y1=Round((D11*(1<<SHIFT)/|D|)
Y2=Round((D21*(1<<SHIFT)/|D|)
Y3=Round((D31*(1<<SHIFT)/|D|)
Y4=YK>>(BitDepth-BitDepthY)
である。
図21の(b)に、SPSレベル情報のシンタックスのデータ構造を示す。図21の(b)には、SPSレベル情報に含まれるvui_use_flag=0の場合に生成される色空間を明示的に示す情報が示されている。
以上のように、本実施形態に係る値制限フィルタ装置(値制限フィルタ処理部3050’)における制限部(クリッピング処理部3053’)は、第1の変換部(色空間整数変換部3052’)によって変換された画像信号の画素値が、予め指定された4点を用いて形成された色空間に含まれるか否かに基づいて上記制限を行うことを特徴としている。
これにより、予め指定された4点を用いて生成された色空間を用いて、制限処理を行うことができる。
また、上記4点を用いて形成された上記色空間は平行六面体であることを特徴としている。
また、上記4点は、黒、赤、緑、および青を示す点である。
<第5の実施形態>
上述のように、Adaptive Clipping Filterでは、画素値をYcbCr色空間で最大値と最小値とを制限するが、YCbCr空間上の最大値と最小値とによる制限では、RGB空間では使われていない画素値(エラーが生じた画素値)が存在し、適切な画素値の制限が
できない可能性がある。そのため、RGB色空間においてエラーが生じた画素値が存在する場合、表示時に用いられるRGB色空間において当該画素値が大きな誤差になってしまい、当該色空間が示す画像の表示を見た使用者の主観評価を大きく落とすことになるという問題がある。
上述のように、Adaptive Clipping Filterでは、画素値をYcbCr色空間で最大値と最小値とを制限するが、YCbCr空間上の最大値と最小値とによる制限では、RGB空間では使われていない画素値(エラーが生じた画素値)が存在し、適切な画素値の制限が
できない可能性がある。そのため、RGB色空間においてエラーが生じた画素値が存在する場合、表示時に用いられるRGB色空間において当該画素値が大きな誤差になってしまい、当該色空間が示す画像の表示を見た使用者の主観評価を大きく落とすことになるという問題がある。
本発明の一態様は、上記の課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制する技術を提供することである。
本発明の第5の実施形態について、図面に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、その説明を省略する。
まず、本実施形態に係る画像符号化装置11’及び画像復号装置31’の構成について説明する。図23は、本実施形態に係る画像復号装置31’の構成を示すブロック図である。図24は、本実施形態に係る画像符号化装置11’の構成を示すブロック図である。図23が示すように、本実施形態に係る画像復号装置31’は、図5が示す画像復号装置31の構成に加えて、色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部313をさらに備えている。また、図24が示すように、本実施形態に係る画像符号化装置11’は、図4が示す画像符号化装置11の構成に加えて、色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部114をさらに備えている。
(色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部)
以下で、本実施形態に係る色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部313(以下、パラメータ生成部313)及び色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部114(以下、パラメータ生成部114)について、図23及び24を参照して説明する。
以下で、本実施形態に係る色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部313(以下、パラメータ生成部313)及び色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部114(以下、パラメータ生成部114)について、図23及び24を参照して説明する。
パラメータ生成部313及びパラメータ生成部114がそれぞれ実行する量子化パラメータ設定方法のパターンとしては、原画像信号を参照して量子化パラメータを設定する場合と、隣接する画素の復号画像信号を参照して量子化パラメータを設定する場合と、予測画像信号を参照して量子化パラメータを設定する場合とが存在する。
図23が示すように、復号画像信号を参照する場合(図23の矢印A)、パラメータ生成部313(請求項における設定部)は、加算部312が生成した対象ブロックの隣接ブロック(符号化単位(量子化単位)、例えばCTUやCU等)の復号画像信号から、対象ブロックの画素値が境界領域に含まれるか否かを判定する。境界領域に含まれる場合には、エント
ロピー復号部301で復号された色空間境界領域量子化パラメータ情報を用いて、当該境界領域以外の領域に含まれる画素値に対する量子化パラメータ(QP1)と異なる量子化パラメータ(QP2)を導出する。
ロピー復号部301で復号された色空間境界領域量子化パラメータ情報を用いて、当該境界領域以外の領域に含まれる画素値に対する量子化パラメータ(QP1)と異なる量子化パラメータ(QP2)を導出する。
ここで、QP1は、PPSで通知されるpic_init_qp_minus26、スライスヘッダで通知されるslice_qp_delta、CUで通知されるcu_qp_delta_abs又はcu_qp_delta_sign_flag等(色空間境界領域量子化パラメータ情報)を用いて導出した量子化パラメータである。また、QP2は、QP1と、後述のpps_colour_space_boundary_luma_qp_offset若しくはcolour_space_boundary_luma_qp_offset(色空間境界領域量子化パラメータ情報)とから導出した量子化パラメータ、又は、量子化パラメータQ1と量子化パラメータQ2とが対応付けられたテーブ
ルを参照して導出した量子化パラメータである。
ここにおける境界領域については後述する。また、対象ブロックが境界領域に含まれるか否かの判定と量子化パラメータ(QP2)を逆量子化・逆変換部311に出力する。逆量子化・逆変換部311は、パラメータ生成部313により、対象ブロックの画素値が境界領
域に含まれると判定された場合、パラメータ生成部313で導出された量子化パラメータ(QP2)を用いて逆量子化する。そうでない場合は、量子化パラメータ(QP1)を用いて逆量子化する。
ルを参照して導出した量子化パラメータである。
ここにおける境界領域については後述する。また、対象ブロックが境界領域に含まれるか否かの判定と量子化パラメータ(QP2)を逆量子化・逆変換部311に出力する。逆量子化・逆変換部311は、パラメータ生成部313により、対象ブロックの画素値が境界領
域に含まれると判定された場合、パラメータ生成部313で導出された量子化パラメータ(QP2)を用いて逆量子化する。そうでない場合は、量子化パラメータ(QP1)を用いて逆量子化する。
予測画像信号を参照する場合(図23の矢印B)、パラメータ生成部313(請求項における設定部)は、予測画像生成部308が生成した対象ブロックの予測画像信号(符号化単位(量子化単位))から、対象ブロックの画素値が境界領域に含まれるか否かを判定し、境界領域に含まれる場合には、エントロピー復号部301で復号された色空間境界領域量子化パラメータ情報を用いて、当該境界領域以外の領域に含まれる画素値に対する量子化パラメータ(QP1)と異なる量子化パラメータ(QP2)を導出する。また、対象ブロックが境界領域に含まれるか否かの判定と量子化パラメータ(QP2)を逆量子化・逆変換部311に出力する。逆量子化・逆変換部311の動作は復号画像信号を参照する場合と同じ
である。
である。
図24が示すように、原画像信号を参照する場合(図24の矢印C)、パラメータ生成部114(請求項における設定部)は、画像Tの対象ブロック(符号化単位(量子化単位))から、対象ブロックの画素値が境界領域に含まれるか否かを判定し、境界領域に含まれる場合には、当該境界領域以外の領域に含まれる画素値に対する量子化パラメータ(QP1)と異なる量子化パラメータ(QP2)を導出する。また、対象ブロックが境界領域に含まれるか否かの判定と量子化パラメータ(QP2)から算出した色空間境界領域量子化パラメータ情報をエントロピー符号化部104に出力する。また、対象ブロックが境界領域に含まれるか否かの判定と量子化パラメータ(QP2)を変換・量子化部103と逆量子化・逆変換部105に出力する。
復号画像信号を参照する場合(図24の矢印D)、パラメータ生成部114(請求項における設定部)は、加算部106が生成した対処ブロックの隣接ブロックの復号画像信号(符号化単位(量子化単位))から、対象ブロックの画素値が境界領域に含まれるか否かを判定する。境界領域に含まれる場合には、当該境界領域以外の領域に含まれる画素値に対する量子化パラメータ(QP1)と異なる量子化パラメータ(QP2)を導出する。また、量子化パラメータ(QP2)から算出した色空間境界領域量子化パラメータ情報をエントロピー符号化部104に出力する。また、対象ブロックが境界領域に含まれるか否かの判定と量子化パラメータ(QP2)を変換・量子化部103と逆量子化・逆変換部105に出力する。
予測画像信号を参照する場合(図24の矢印E)、パラメータ生成部114(請求項における設定部)は、予測画像生成部101が生成した対象ブロックの予測画像信号(符号化単位(量子化単位))から、対象ブロックの画素値が境界領域に含まれるか否かを判定する。境界領域に含まれる場合には、当該境界領域以外の領域に含まれる画素値に対する量子化パラメータ(QP1)と異なる量子化パラメータ(QP2)を導出する。また、量子化パラメータ(QP2)から算出した色空間境界領域量子化パラメータ情報をエントロピー符号化部104に出力する。また、対象ブロックが境界領域に含まれるか否かの判定と量子化パラメータ(QP2)を変換・量子化部103と逆量子化・逆変換部105に出力する。
図25は、図23の画像復号装置31’の変形例を示すブロック図である。図25が示すように、原画像信号を参照する場合、エントロピー復号部301は、対象ブロック(符号化単位(量子化単位))の画素値が色空間における境界領域に含まれるか否かを示す境界領域情報と色空間境界領域量子化パラメータ情報とを復号する。また、逆量子化・逆変換部311は、当該境界領域情報を参照して、対象ブロックが境界領域に含まれる場合、色空間境界領域量子化パラメータ情報から導出した量子化パラメータ(QP2)で逆量子化を行う。それ以外は、色空間領域に含まれる画素値に対する量子化パラメータ(QP1)を用いて逆量子化を行う。
(色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部の具体的な構成)
以下で、パラメータ生成部313の具体的な構成について図26を参照して説明する。図26は、パラメータ生成部313の具体的な構成を示すブロック図である。なお、パラメータ生成部114は、パラメータ生成部313と同様の構成を有するため、以降の説明では、簡略化のため、パラメータ生成部114の説明を省略する。
以下で、パラメータ生成部313の具体的な構成について図26を参照して説明する。図26は、パラメータ生成部313の具体的な構成を示すブロック図である。なお、パラメータ生成部114は、パラメータ生成部313と同様の構成を有するため、以降の説明では、簡略化のため、パラメータ生成部114の説明を省略する。
色空間境界判定部3131は、加算部312が生成した対象ブロックに隣接するブロックの復号画像信号、又は予測画像生成部308が生成した対象ブロックの予測画像信号(パラメータ生成部114の場合、対象ブロックの原画像も対象)が、色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する。
量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間境界判定部3131が境界領域に含まれると判定した場合、境界領域に含まれる画素値に対する量子化パラメータ(QP1)とは異なる量子化パラメータ(QP2)を導出する。
(境界領域)
以下で、本実施形態に係るパラメータ生成部313の色空間境界判定部3131が判定する、色空間における境界領域について、図27を参照して説明する。図27の(a)は、画素の階調が8-bitの場合の、輝度Yと色差Cbとの色空間を示すグラフである。図27の(b)は、画素の階調が8-bitの場合の、輝度Yと色差Crとの色空間を示すグラフである。図27の(c)は、画素の階調が8-bitの場合の、色差Cbと色差Crとの色空間を示すグラフである。図27の(a)~(c)の各Pが示す領域が、RGB空間をYCbCr空間
に変換した場合に値を有する領域であり、当該領域の周辺部の網掛け箇所が境界領域を示す。
以下で、本実施形態に係るパラメータ生成部313の色空間境界判定部3131が判定する、色空間における境界領域について、図27を参照して説明する。図27の(a)は、画素の階調が8-bitの場合の、輝度Yと色差Cbとの色空間を示すグラフである。図27の(b)は、画素の階調が8-bitの場合の、輝度Yと色差Crとの色空間を示すグラフである。図27の(c)は、画素の階調が8-bitの場合の、色差Cbと色差Crとの色空間を示すグラフである。図27の(a)~(c)の各Pが示す領域が、RGB空間をYCbCr空間
に変換した場合に値を有する領域であり、当該領域の周辺部の網掛け箇所が境界領域を示す。
図27の(a)~(c)が示すように、境界領域は、各グラフの一方の要素を固定した場合における、他方の要素の最大値又は最小値の近傍の領域に相当する。そのため、境界領域における画素値に対して量子化等を行った場合、当該画素値は、領域Pから外れやすく、誤差(エラー)となってしまうという問題がある。そこで、本実施形態に係るパラメータ生成部313は、色空間における境界領域に含まれる画素値に対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれる画素値に対する量子化パラメータと異なる値に設定する。上記の例は、画素の階調が8-bitの例であったが、画素の階調は、これに限らず、10-bit、11-bit、12-bit、14-bit又は16-bit等でもよい。
(境界領域の明示的判定の具体例)
以下で、本実施形態に係る画像復号装置31’による境界領域の明示的判定方法の具体例について、図28を参照して説明する。図28は、図6が示す、原画像を参照する場合の画像復号装置31’による逆量子化方法を説明するフローチャート図である。
以下で、本実施形態に係る画像復号装置31’による境界領域の明示的判定方法の具体例について、図28を参照して説明する。図28は、図6が示す、原画像を参照する場合の画像復号装置31’による逆量子化方法を説明するフローチャート図である。
まず、エントロピー復号部301は、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれるか否かを示す境界領域情報と色空間境界領域量子化パラメータ情報とを復号する(ステップS0)。
次に、逆量子化・逆変換部311は、エントロピー復号部301が復号した境界領域情報から、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する(ステップS1)。境界領域情報が、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれることを示している場合(ステップS1のYES)、ステップS2に進み、境界領域情報が、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれることを示していない場合(ステップS1のNO)、ステップS3に進む。
ステップS2において、逆量子化・逆変換部311は、対象ブロックに対し、色空間境界領域量子化パラメータ情報を用いて導出した量子化パラメータ(QP2)を用いて(設定して)逆量子化を行う。
ステップS3において、逆量子化・逆変換部311は、対象ブロックに対し、通常の量子化パラメータ(QP1)を用いて(設定して)逆量子化を行う。
以上のように、本具体例に係る動画像復号装置(画像復号装置31’)は、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれるか否かを示す境界領域情報と色空間境界領域量子化パラメータ情報とを復号する境界領域情報復号部(エントロピー復号部301)をさらに備え、設定部(逆量子化・逆変換部311)は、上記境界領域情報が、上記対象ブロックが上記色空間における境界領域に含まれることを示している場合、色空間境界領域量子化パラメータ情報を用いて導出した量子化パラメータ(QP2)に設定し、逆量子化する。
上記の構成によれば、符号化データから復号した境界領域情報に基づいて境界領域か否かを判定することができ、対象ブロックが境界領域に含まれる場合、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、当該画素値が、エラー(色空間領域外)になることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
(境界領域の暗黙的判定方法の具体例)
以下で、本実施形態に係るパラメータ生成部313による境界領域の暗黙的判定方法の具体例について、図29を参照して説明する。図29は、本具体例に係るパラメータ生成部313による境界領域の暗黙的判定方法を説明するフローチャート図である。なお、下記の例では、復号画像信号を用いて対象ブロックの画素値の色空間における境界領域を判定する例を示すが、予測画像信号を用いた場合も同様である。
以下で、本実施形態に係るパラメータ生成部313による境界領域の暗黙的判定方法の具体例について、図29を参照して説明する。図29は、本具体例に係るパラメータ生成部313による境界領域の暗黙的判定方法を説明するフローチャート図である。なお、下記の例では、復号画像信号を用いて対象ブロックの画素値の色空間における境界領域を判定する例を示すが、予測画像信号を用いた場合も同様である。
まず、エントロピー復号部301は、色空間境界領域量子化パラメータ情報を復号する(ステップS09)。
次に、パラメータ生成部313の色空間境界判定部3131は、加算部312が生成した対象ブロックに隣接するブロックの復号画像信号から、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する(ステップS10)。色空間境界判定部3131が、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれると判定した場合、ステップS11に進む(ステップS10のYES)。色空間境界判定部3131が、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれないと判定した場合、ステップS13に進む(ステップS10のNO)。
ステップS11において、パラメータ生成部313の量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間境界領域量子化パラメータ情報を用いて、色空間境界判定部3131が判定した境界領域の量子化パラメータ(QP2)を導出する。
次に、逆量子化・逆変換部311は、対象ブロックに対して、パラメータ生成処理部3132が設定した量子化パラメータ(QP2)を用いて逆量子化を行う(ステップS12)。
また、逆量子化・逆変換部311は、対象ブロックに対して、通常の量子化パラメータ(QP1)を用いて逆量子化を行う(ステップS13)。
予測画像信号を用いる場合、ステップ10では対象ブロックに隣接するブロックの復号画像信号ではなく、対象ブロックの予測画像を用いる。
以上のように、本具体例に係る動画像復号装置(画像復号装置31’)は、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する判定部(色空間境界判定部3131)をさらに備え、設定部(量子化パラメータ生成処理部3132)は、上記判定部が、上記対象ブロックが上記色空間における境界領域に含まれると判定した場合、当該境界領域に含まれるブロックの量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと異なる値に設定する。
上記の構成によれば、判定した境界領域に含まれる画素値に対して、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、当該画素値が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
また、より具体的には、上述のステップS10において、色空間境界判定部3131は、対象の量子化単位(例えば、CTUやCU等)周辺の復号済の量子化単位(加算部312が生成)を参照して、当該量子化単位が色空間における境界領域に含まれるか否かを判定し
てもよい。
てもよい。
上記の構成によれば、対象の量子化単位周辺の復号済の量子化単位を参照することで境界領域を判定することができ、当該境界領域に対して、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、当該画素値が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
また、別の例では、上述のステップS10において、色空間境界判定部3131は、予測画像生成部308が生成した量子化単位の予測画像が、色空間における境界領域に含まれるか否かを判定してもよい。
上記の構成によれば、予測画像の色空間における境界領域の量子化単位に対して、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、当該画素値が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、予測画像の色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
また、別の例では、上述のステップS10において、色空間境界判定部3131は、対象ブロックの画素値のうち、まず、輝度信号に符号化、復号を行い、次にこの輝度信号の復号画像信号と、隣接ブロックの復号画像信号或いは、当該ブロックの予測画像のうち色差信号から、色差信号が上記色空間における境界領域に含まれるか否かを判定してもよい。
上記の構成によれば、当該ブロックの符号化、復号化済みの輝度信号を用いて、色差信号が色空間の境界領域であるか否かを判定することができる。そして、判定した境界領域に含まれる色差信号に対して、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、これらの画素値が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
(色空間境界判定部の具体的な構成)
以下で、色空間境界判定部3131の具体的な構成について図30を参照して説明する。図30は、色空間境界判定部3131の具体的な構成を示すブロック図である。図30が示すように、色空間境界判定部3131は、Y信号平均値算出部31311、Cb信号平均値算出部31312、Cr信号平均値算出部31313、RGB変換部31314、及び境界領域判定処理部31315を備えている。
以下で、色空間境界判定部3131の具体的な構成について図30を参照して説明する。図30は、色空間境界判定部3131の具体的な構成を示すブロック図である。図30が示すように、色空間境界判定部3131は、Y信号平均値算出部31311、Cb信号平均値算出部31312、Cr信号平均値算出部31313、RGB変換部31314、及び境界領域判定処理部31315を備えている。
Y信号平均値算出部31311は、加算部312が生成した隣接ブロックの復号画像のY信号の平均値を算出する。
Cb信号平均値算出部31312は、加算部312が生成した隣接ブロックの復号画像のCb信号の平均値を算出する。
Cr信号平均値算出部31313は、加算部312が生成した隣接ブロックの復号画像のCr信号の平均値を算出する。
RGB変換部31314は、Y信号平均値算出部31311が算出したY信号の平均値と、Cb信号平均値算出部31312が算出したCb信号の平均値と、Cr信号平均値算出部31313が算出したCr信号の平均値とを、RGB信号に変換する。
境界領域判定処理部31315は、RGB変換部31314が変換したR信号、G信号及びB信号と、R信号、G信号及びB信号の各閾値との大小関係により、隣接ブロックの復号画像から推定される対象ブロックがRGB色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する。
上記の例において、隣接ブロックの復号画像の代わりに、予測画像生成部308が生成した対象ブロックの予測画像を用いて、色空間境界判定処理を実施してもよい。
なお、本実施の形態では、対象ブロックの平均値を用いるが、統計的に同様の性質を持つ、メディアン値(中央値)や、最頻値を用いてもよい。
(境界領域の暗黙的判定方法の具体例(2))
以下で、本実施形態に係る色空間境界判定部3131による境界領域の暗黙的判定方法の第2の具体例について、図31を参照して説明する。図31は、本具体例に係る色空間境界判定部3131による境界領域の暗黙的判定方法を説明するフローチャート図である。なお、下記の例では、隣接ブロックの復号画像のRGB色空間における境界領域を判定する例を示すが、対象ブロックの予測画像についても同様である。
以下で、本実施形態に係る色空間境界判定部3131による境界領域の暗黙的判定方法の第2の具体例について、図31を参照して説明する。図31は、本具体例に係る色空間境界判定部3131による境界領域の暗黙的判定方法を説明するフローチャート図である。なお、下記の例では、隣接ブロックの復号画像のRGB色空間における境界領域を判定する例を示すが、対象ブロックの予測画像についても同様である。
まず、Y信号平均値算出部31311、Cb信号平均値算出部31312及びCr信号平均値算出部31313は、加算部312が生成した隣接ブロックの復号画像のY、Cr、Cb信号の各平均値を算出する(ステップS20)。
次に、RGB変換部31314は、Y信号平均値算出部31311が算出したY信号の平均値と、Cb信号平均値算出部31312が算出したCb信号の平均値と、Cr信号平均値算出部31313が算出したCr信号の平均値とを、RGB信号に変換する(ステップS21)。
次に、境界領域判定処理部31315は、RGB変換部31314が変換したR信号、G信号及びB信号と、R信号、G信号及びB信号の各閾値との大小関係により、隣接ブロックの復号画像から推定される対象ブロックが、RGB色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する(ステップS22)。境界領域判定処理部31315が、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれると判定した場合、上述のステップS11に進む(ステップS22のYES)。境界領域判定処理部31315が、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれないと判定した場合、上述のステップS13に進む(ステップS22のNO)。
上記の例において、隣接ブロックの復号画像の代わりに、予測画像生成部308が生成した対象ブロックの予測画像を用いて、色空間境界判定処理を実施してもよい。
(色空間境界判定部の具体的な構成(2))
以下で、色空間境界判定部3131の別の態様に係る色空間境界判定部3133の構成について図32を参照して説明する。図32は、色空間境界判定部3133の具体的な構成を示すブロック図である。図32が示すように、色空間境界判定部3133は、上述の色空間境界判定部3131の構成において、Y信号平均値算出部31311、Cb信号平均値算出部31312及びCr信号平均値算出部31313の代わりに、Y信号極限値算出部31331、Cb信号極限値算出部31332及びCr信号極限値算出部31333を備えている。なお、以下では、上述の色空間境界判定部3131が備えている部材と同様の機能を有する部材には同じ符号を付し説明を繰り返さない。
以下で、色空間境界判定部3131の別の態様に係る色空間境界判定部3133の構成について図32を参照して説明する。図32は、色空間境界判定部3133の具体的な構成を示すブロック図である。図32が示すように、色空間境界判定部3133は、上述の色空間境界判定部3131の構成において、Y信号平均値算出部31311、Cb信号平均値算出部31312及びCr信号平均値算出部31313の代わりに、Y信号極限値算出部31331、Cb信号極限値算出部31332及びCr信号極限値算出部31333を備えている。なお、以下では、上述の色空間境界判定部3131が備えている部材と同様の機能を有する部材には同じ符号を付し説明を繰り返さない。
Y信号極限値算出部31331は、加算部312が生成した隣接ブロックの復号画像のY信号の最大値及び最小値を算出する。
Cb信号極限値算出部31332は、加算部312が生成した隣接ブロックの復号画像のCb信号の最大値及び最小値を算出する。
Cr信号極限値算出部31333は、加算部312が生成した隣接ブロックの復号画像のCr信号の最大値及び最小値を算出する。
上記により、隣接ブロックの復号画像から推定される対象ブロックが、RGB色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する。
(境界領域の暗黙的判定方法の具体例(3))
以下で、本実施形態に係る色空間境界判定部3133による境界領域の暗黙的判定方法の第3の具体例について、図33を参照して説明する。図33は、本具体例に係る色空間境界判定部3133による境界領域の暗黙的判定方法を説明するフローチャート図である。なお、下記の例では、隣接ブロックの復号画像の色空間における境界領域を判定する例を示すが、対象ブロックの予測画像についても同様である。
以下で、本実施形態に係る色空間境界判定部3133による境界領域の暗黙的判定方法の第3の具体例について、図33を参照して説明する。図33は、本具体例に係る色空間境界判定部3133による境界領域の暗黙的判定方法を説明するフローチャート図である。なお、下記の例では、隣接ブロックの復号画像の色空間における境界領域を判定する例を示すが、対象ブロックの予測画像についても同様である。
まず、Y信号極限値算出部31331、Cb信号極限値算出部31332及びCr信号極限値算出部31333は、加算部312が生成した隣接ブロックの復号画像のY、Cr、Cb信号の各最大値及び各最小値を算出する(ステップS30)。
次に、RGB変換部31314は、Y信号極限値算出部31331が算出したY信号の最大値及び最小値と、Cb信号極限値算出部31332が算出したCb信号の最大値及び最小値と、Cr信号極限値算出部31333が算出したCr信号の最大値及び最小値とを、RGB信号に変換する(ステップS31)。
次に、境界領域判定処理部31315は、RGB変換部31314が変換したR信号、G信号及びB信号と、R信号、G信号及びB信号の各閾値との大小関係により、隣接ブロックの復号画像から推定される対象ブロックが、RGB色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する(ステップS32)。境界領域判定処理部31315が、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれると判定した場合、上述のステップS11に進む(ステップS32のYES)。境界領域判定処理部31315が、対象ブロックが色空間における境界領域に含まれないと判定した場合、上述のステップS13に進む(ステップS32のNO)。
上記の例において、隣接ブロックの復号画像の代わりに、予測画像生成部308が生成した対象ブロックの予測画像を用いて、色空間境界判定処理を実施してもよい。
ここで、境界領域判定処理部31315は、対象ブロックが色空間における境界領域を判定するが、入力されるR信号、G信号及びB信号のビット長が、BitDepthビットとすると、最小値は、0となり、最大値は、((1<<BitDepth)-1)となる。上述のステップS32において、境界領域判定処理部31315は、閾値Thを設けて、入力されたRGB信号が、RGB信号の最大値((1<<BitDepth)-1)との差分が当該閾値未満の場合、又は、RGB信号が閾値Th未満の場合、対象ブロックはRGB色空間における境界領域に含まれると判定する。以下に当該判定の式を示す。
if ( R < Th || ((1<<BitDepth)-1)- R < Th || G < Th || ((1<<BitDepth)-1)-G < Th || B <Th || ((1<<BitDepth)-1)-B < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
上記の式のR信号、G信号及びB信号は、図31の実施の形態の場合、ブロックのY信号、Cb信号及びCr信号のそれぞれの平均値から求めた値である。図33の実施の形態の場合は、ブロックのY信号、Cb信号及びCr信号のそれぞれの最大値から求めたRmax、Gmax及びBmaxとそれぞれの最小値から求めたRmin、Gmin及びBminとを用いて、以下のような判定式を用いてもよい。
if ( Rmin < Th || ((1<<BitDepth)-1)- Rmax < Th || Gmin < Th || ((1<<BitDepth)-1) -Gmax < Th || Bmin <Th || ((1<<BitDepth)-1)-Bmax < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
また、別の例では、上述のステップS31を実行せずに、上述のステップS32において、境界領域判定処理部31315は、隣接ブロックの復号画像のY信号、Cb信号及びCr信号の平均値または、最大値及び最小値と、色空間の規格上のY信号、Cb信号及びCr信号の最大値又は最小値との大小関係により、隣接ブロックの復号画像から推定される対象ブロックが、境界領域に含まれるか否かを判定する。例えば、BT.709では、Y信号の画素ビット長をBitDepthYビットとすると、Y信号の最小値は、(16<<(BitDepthY-8)))であり、最大値は、(235<<(BitDepthY))となり、Cb信号及びCr信号の
画素ビット長をBitDepthCビットとすると、Cb信号及びCr信号の最小値は、 (16<<(BitDepthC-8)))であり、最大値は、(240<<(BitDepthC))となる。より詳細には、上
述のステップS32において、境界領域判定処理部31315は、Y信号、Cb信号及びCr信号の各最小値(Ymin、Cbmin、Crmax)又は各最大値(Ymax、Cbmax、Crmax)近傍の値に閾値Thを設けて、隣接ブロックの復号画像の平均値または最小値(Y、Cb、Cr)と(Ymin、Cbmin、Crmin)との差分が当該閾値未満の場合、あるいは、(Ymax、Cbmax、Crmax)と隣接ブロックの復号画像の最大値(Y、Cb、Cr)との差分が当該閾値Th未満の場合、境界領域に含まれると判定する。以下に当該判定の式を示す。
if ( Y - Ymin < Th || Ymax-Y < Th || Cb -Cbmin < Th || Cbmax-Cb < Th || Cr - Crmin < Th || Crmax - Cr < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
上記にように、境界領域判定処理部31315は隣接ブロックの復号画像から推定される対象ブロックが、RGB色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する。
if ( R < Th || ((1<<BitDepth)-1)- R < Th || G < Th || ((1<<BitDepth)-1)-G < Th || B <Th || ((1<<BitDepth)-1)-B < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
上記の式のR信号、G信号及びB信号は、図31の実施の形態の場合、ブロックのY信号、Cb信号及びCr信号のそれぞれの平均値から求めた値である。図33の実施の形態の場合は、ブロックのY信号、Cb信号及びCr信号のそれぞれの最大値から求めたRmax、Gmax及びBmaxとそれぞれの最小値から求めたRmin、Gmin及びBminとを用いて、以下のような判定式を用いてもよい。
if ( Rmin < Th || ((1<<BitDepth)-1)- Rmax < Th || Gmin < Th || ((1<<BitDepth)-1) -Gmax < Th || Bmin <Th || ((1<<BitDepth)-1)-Bmax < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
また、別の例では、上述のステップS31を実行せずに、上述のステップS32において、境界領域判定処理部31315は、隣接ブロックの復号画像のY信号、Cb信号及びCr信号の平均値または、最大値及び最小値と、色空間の規格上のY信号、Cb信号及びCr信号の最大値又は最小値との大小関係により、隣接ブロックの復号画像から推定される対象ブロックが、境界領域に含まれるか否かを判定する。例えば、BT.709では、Y信号の画素ビット長をBitDepthYビットとすると、Y信号の最小値は、(16<<(BitDepthY-8)))であり、最大値は、(235<<(BitDepthY))となり、Cb信号及びCr信号の
画素ビット長をBitDepthCビットとすると、Cb信号及びCr信号の最小値は、 (16<<(BitDepthC-8)))であり、最大値は、(240<<(BitDepthC))となる。より詳細には、上
述のステップS32において、境界領域判定処理部31315は、Y信号、Cb信号及びCr信号の各最小値(Ymin、Cbmin、Crmax)又は各最大値(Ymax、Cbmax、Crmax)近傍の値に閾値Thを設けて、隣接ブロックの復号画像の平均値または最小値(Y、Cb、Cr)と(Ymin、Cbmin、Crmin)との差分が当該閾値未満の場合、あるいは、(Ymax、Cbmax、Crmax)と隣接ブロックの復号画像の最大値(Y、Cb、Cr)との差分が当該閾値Th未満の場合、境界領域に含まれると判定する。以下に当該判定の式を示す。
if ( Y - Ymin < Th || Ymax-Y < Th || Cb -Cbmin < Th || Cbmax-Cb < Th || Cr - Crmin < Th || Crmax - Cr < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
上記にように、境界領域判定処理部31315は隣接ブロックの復号画像から推定される対象ブロックが、RGB色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する。
なお、上記の例において、隣接ブロックの復号画像の代わりに、予測画像生成部308が生成した対象ブロックの予測画像を用いて、色空間境界判定処理を実施してもよい。
以上のように、上述の具体例(2)又は具体例(3)の暗黙的判定方法を実行する動画像復号装置(画像復号装置31’)は、色空間によって規定された隣接ブロックの復号画像又は対象ブロックの予測画像を、別の色空間に変換する変換部(RGB変換部31314)をさらに備え、判定部(境界領域判定処理部31315)は、上記変換部が変換した画素値が、上記別の色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する。
上記の構成によれば、変換後の別の色空間によって規定された原画の存在する範囲を参照することで、対象ブロックが境界領域に含まれるか否かを判定することができ、境界領域に含まれる場合、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、対象ブロックが、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、当該別の色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
また、上述の具体例(2)又は具体例(3)の暗黙的判定方法を実行する動画像復号装置(画像復号装置31’)は、隣接ブロックの復号画像又は対象ブロックの予測画像における画素値の最大値、最小値又は平均値を算出する算出部(Y信号平均値算出部31311、Cb信号平均値算出部31312及びCr信号平均値算出部31313、又はY信号極限値算出部31331、Cb信号極限値算出部31332及びCr信号極限値算出部31333)をさらに備え、判定部(境界領域判定処理部31315)は、上記最大値、最小値又は平均値が上記閾値よりも大きいか否かを判定することにより、上記対象ブロックが色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する。
上記の構成によれば、算出した最大値、最小値又は平均値に応じた閾値に基づいて境界領域を判定することができる。そして、これらの値が当該境界領域に含まれる場合、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、当該画素値が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
(境界領域の暗黙的判定方法の変形例(1))
以下で、本実施形態に係る色空間境界判定部3131又は色空間境界判定部3133による境界領域の暗黙的判定方法の変形例について説明する。
以下で、本実施形態に係る色空間境界判定部3131又は色空間境界判定部3133による境界領域の暗黙的判定方法の変形例について説明する。
例えば、上述のステップS31を実行せずに、上述のステップS32において、境界領域判定処理部31315は、Y信号、Cb信号及びCr信号の要素毎に、対象ブロックの画素値が色空間における境界領域に含まれる画素値であるか否かを判定してもよい。以下に、当該構成の式を示す。
// Yの判定
if (Y - Ymin < Th || Ymax-Y < Th) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
// Cbの判定
if (Cb- Cbmin < Th || Cbmax-Cb < Th) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
// Crの判定
if (Cr - Crmin < Th || Crmax-Y < Th) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
上記の式が示すように、例えば、Y信号に関し、境界領域判定処理部31315は、Y信号が示す値を、Y信号の最小値で減算した値が閾値よりも小さい場合、又は、Y信号が示す値がY信号の最大値からの差分値が、閾値よりも小さい場合、当該画素値がYCbCr色空間における境界領域に含まれる画素値であると判定する。
// Yの判定
if (Y - Ymin < Th || Ymax-Y < Th) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
// Cbの判定
if (Cb- Cbmin < Th || Cbmax-Cb < Th) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
// Crの判定
if (Cr - Crmin < Th || Crmax-Y < Th) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
上記の式が示すように、例えば、Y信号に関し、境界領域判定処理部31315は、Y信号が示す値を、Y信号の最小値で減算した値が閾値よりも小さい場合、又は、Y信号が示す値がY信号の最大値からの差分値が、閾値よりも小さい場合、当該画素値がYCbCr色空間における境界領域に含まれる画素値であると判定する。
また、一方で、Cb信号に関し、境界領域判定処理部31315は、Cb信号が示す値を、Cb信号の最小値で減算した値が閾値よりも小さい場合、又は、Cb信号が示す値がCb信号の最大値からの差分値が、閾値よりも小さい場合、当該画素値がYCbCr色空間における境界領域に含まれる画素値であると判定する。
また、一方で、Cr信号に関し、境界領域判定処理部31315は、Cr信号が示す値を、Cr信号の最小値で減算した値が閾値よりも小さい場合、又は、Cr信号が示す値がCr信号の最大値からの差分値が、閾値よりも小さい場合、当該画素値がYCbCr色空間における境界領域に含まれる画素値であると判定する。
以上のように、本変形例に係る動画像復号装置(画像復号装置31’)は、対象ブロックの画素値は、輝度、第1の色差(例えばCb)及び第2の色差(例えばCr)の要素を含み、判定部(境界領域判定処理部31315)は、上記要素毎に、上記対象ブロックの画素値が色空間における境界領域に含まれる画素値であるか否かを判定する。
上記の構成によれば、要素毎に境界領域を判定することができる。そして、当該境界領域に含まれる画素値の各要素に対して、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、当該画素値の各要素が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
(境界領域の暗黙的判定方法の変形例(2))
以下で、本実施形態に係る色空間境界判定部3131又は色空間境界判定部3133による境界領域の暗黙的判定方法の別の変形例について説明する。
以下で、本実施形態に係る色空間境界判定部3131又は色空間境界判定部3133による境界領域の暗黙的判定方法の別の変形例について説明する。
例えば、上述のステップS32において、境界領域判定処理部31315は、RGB変換部31314が変換したR信号、G信号及びB信号の要素ごとに、対象ブロックの画素値が色空間における境界領域に含まれる画素値であるか否かを判定してもよい。以下に、当該構成の式を示す。
// Rの判定
if ( R<Th || ((1<<BitDepth)-1)- R < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
// Gの判定
if (G<Th || ((1<<BitDepth)-1)- G < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
// Bの判定
if (B<Th || ((1<<BitDepth)-1)- B < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
上記の式が示すように、例えば、R信号に関し、境界領域判定処理部31315は、R信号が示す値が閾値Thよりも小さい場合、又は、R信号が示す値のR信号の最大値((1<<BitDepth)-1))から減算値が、閾値よりも小さい場合、当該画素値がRGB色空間における
境界領域に含まれる画素値であると判定する。
// Rの判定
if ( R<Th || ((1<<BitDepth)-1)- R < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
// Gの判定
if (G<Th || ((1<<BitDepth)-1)- G < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
// Bの判定
if (B<Th || ((1<<BitDepth)-1)- B < Th ) {
/* 色空間境界領域 */
} else {
/* その他の領域 */
}
上記の式が示すように、例えば、R信号に関し、境界領域判定処理部31315は、R信号が示す値が閾値Thよりも小さい場合、又は、R信号が示す値のR信号の最大値((1<<BitDepth)-1))から減算値が、閾値よりも小さい場合、当該画素値がRGB色空間における
境界領域に含まれる画素値であると判定する。
また、一方で、G信号に関し、境界領域判定処理部31315は、G信号が示す値が閾値Thよりも小さい場合、又は、G信号が示す値のG信号の最大値((1<<BitDepth)-1))から減算値が、閾値よりも小さい場合、当該画素値がRGB色空間における境界領域に含まれる画素値であると判定する。
また、一方で、B信号に関し、境界領域判定処理部31315は、B信号が示す値が閾値Thよりも小さい場合、又は、B信号が示す値のB信号の最大値((1<<BitDepth)-1))から減算値が、閾値よりも小さい場合、当該画素値がRGB色空間における境界領域に含まれる画素値であると判定する。
以上のように、本変形例に係る動画像復号装置(画像復号装置31’)は、上記色空間によって規定された上記対象ブロックの画素値を、別の色空間によって規定された対象ブロックの画素値に変換する変換部(RGB変換部31314)をさらに備え、上記変換部が変換した画素値は、第1の画素値(例えばR)、第2の画素値(例えばG)及び第3の画素値(例えばB)の要素を含み、上記判定部(境界領域判定処理部31315)は、上記要素毎に、上記対象ブロックの画素値が上記色空間における境界領域に含まれる画素値であるか否かを判定する。
上記の構成によれば、変換後の画素値の要素毎に境界領域を判定することができる。そして、当該境界領域に含まれる画素値の各要素に対して、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、当該画素値の各要素が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
(YCbCr信号からRGB信号への変換)
以下に、上述のステップS21又はステップS31におけるRGB変換部31314によるYCbCr信号からRGB信号への変換の式の例を示す。
R=(255.0*BitDepth)/(219*BitDepthY)*(Y-(16<<(BitDepthY-8)))
+((255.0*BitDepth)/(112*BitDepthC)*(1.0 - Kr))*(Cr-(1<<(BitDepthC -1)))
G=(255.0*BitDepth)/(219*BitDepthY)*(Y-(16<<(BitDepthY-8))
-((255.0*BitDepth)/(112*BitDepthC)*Kb*(1.0 - Kb)/Kg)*(Cb-(1<<(BitDepthC-1)))
-((255.0*BitDepth)/(112*BitDepthC)*Kr*(1.0 - Kr)/Kg)*(Cr-(1<<(BitDepthC-1))) B=(255.0*BitDepth)/(219*BitDepthY)*(Y - (16<<(BitDepthY-8)))
+((255.0*BitDepth)/(112*BitDepthC)*(1.0- Kb))*(Cb-(1<<(BitDepthC-1)))
BT.709の場合
Kr=0.2126, Kg=0.7152, Kb=0.0722
BT.2020の場合
Kr=0.2627, Kg=0.6780, Kb=0.0593
となる。また、BitDepthYは、輝度信号Yの画素ビット長であり、BitDepthCは、色差信号CbとCrの画素ビット長である。BitDepthは、RGB信号の画素ビット長である。
以下に、上述のステップS21又はステップS31におけるRGB変換部31314によるYCbCr信号からRGB信号への変換の式の例を示す。
R=(255.0*BitDepth)/(219*BitDepthY)*(Y-(16<<(BitDepthY-8)))
+((255.0*BitDepth)/(112*BitDepthC)*(1.0 - Kr))*(Cr-(1<<(BitDepthC -1)))
G=(255.0*BitDepth)/(219*BitDepthY)*(Y-(16<<(BitDepthY-8))
-((255.0*BitDepth)/(112*BitDepthC)*Kb*(1.0 - Kb)/Kg)*(Cb-(1<<(BitDepthC-1)))
-((255.0*BitDepth)/(112*BitDepthC)*Kr*(1.0 - Kr)/Kg)*(Cr-(1<<(BitDepthC-1))) B=(255.0*BitDepth)/(219*BitDepthY)*(Y - (16<<(BitDepthY-8)))
+((255.0*BitDepth)/(112*BitDepthC)*(1.0- Kb))*(Cb-(1<<(BitDepthC-1)))
BT.709の場合
Kr=0.2126, Kg=0.7152, Kb=0.0722
BT.2020の場合
Kr=0.2627, Kg=0.6780, Kb=0.0593
となる。また、BitDepthYは、輝度信号Yの画素ビット長であり、BitDepthCは、色差信号CbとCrの画素ビット長である。BitDepthは、RGB信号の画素ビット長である。
(量子化パラメータ設定方法の具体例(1))
以下で、本実施形態に係る量子化パラメータ生成処理部3132による量子化パラメータ設定方法の具体例について説明する。上述の通り、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間境界判定部3131が判定した境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと異なる値に設定する。
以下で、本実施形態に係る量子化パラメータ生成処理部3132による量子化パラメータ設定方法の具体例について説明する。上述の通り、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間境界判定部3131が判定した境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと異なる値に設定する。
例えば、上述のステップS11において、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間境界判定部3131が判定した境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ2を、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ1よりも小さい値に設定する。これにより、上述のステップS12において、逆量子化・逆変換部311は、当該境界領域に含まれるブロックに対して、量子化パラメータ生成処理部3132が設定した量子化パラメータQ2を用いて逆量子化を行うことにより、逆量子化を細かくすることができ、量子化誤差を小さくすることができる。
より詳細には、上述のステップS11の前に、エントロピー復号部301は、オフセット値qpOffset2を復号する。次に、ステップS12において、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間境界判定部3131が判定した境界領域に含まれるブロックに対す
る量子化パラメータQ2を、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ1から当該オフセット値qpOffset2を減算した値に設定する。以下に、当該例における境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ1(qP)の式と、境
界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ2(QPc)の式とを示す。
qP = qP
QPc = qP - qpOffset2
以上のように、本具体例に係る動画像復号装置(画像復号装置31’)は、オフセット値を復号するオフセット値復号部(エントロピー復号部301)をさらに備え、設定部(量子化パラメータ生成処理部3132)は、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータから上記オフセット値を減算することにより、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを算出する。
る量子化パラメータQ2を、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ1から当該オフセット値qpOffset2を減算した値に設定する。以下に、当該例における境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ1(qP)の式と、境
界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ2(QPc)の式とを示す。
qP = qP
QPc = qP - qpOffset2
以上のように、本具体例に係る動画像復号装置(画像復号装置31’)は、オフセット値を復号するオフセット値復号部(エントロピー復号部301)をさらに備え、設定部(量子化パラメータ生成処理部3132)は、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータから上記オフセット値を減算することにより、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを算出する。
上記の構成によれば、境界領域に含まれるブロックに対して、オフセット値が減算された量子化パラメータを適用することで高精度に逆量子化を行うことができる。これにより、当該画素値が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
(量子化パラメータ設定方法の具体例(2))
以下で、本実施形態に係る量子化パラメータ生成処理部3132による量子化パラメータ設定方法の第2の具体例について説明する。
以下で、本実施形態に係る量子化パラメータ生成処理部3132による量子化パラメータ設定方法の第2の具体例について説明する。
例えば、上述のステップS11において、量子化パラメータ生成処理部3132は、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ1と、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ2とが対応付けられたテーブルを参照して、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ2を設定する。図34は、当該テーブルを示す。図34において、qPiは、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ1を示し、Qpcは、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQ2を示す。
図34を参照してより詳細に説明すると、量子化パラメータ生成処理部3132は、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータqPiが30未満である場合、図34が示すテーブルを参照して、色空間における境界領域に含まれるブロックに対す
る量子化パラメータQpcをqPiと同一の値に設定する。
る量子化パラメータQpcをqPiと同一の値に設定する。
また、例えば、量子化パラメータ生成処理部3132は、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータqPiが30である場合、図34が示すテーブルを参照して、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQpcを29に設定する。
また、例えば、量子化パラメータ生成処理部3132は、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータqPiが39である場合、図34が示すテーブルを参照して、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQpcを35に設定する。
また、例えば、量子化パラメータ生成処理部3132は、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータqPiが43よりも大きい場合、図34が示すテーブルを参照して、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQpcをqPi-6に設定する。
以上のように、本具体例に係る動画像復号装置(画像復号装置31’)において、設定部(量子化パラメータ生成処理部3132)は、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータとが対応付けられたテーブルを参照して、上記色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを設定する。
上記の構成によれば、境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータとが対応付けられたテーブルを参照して、適切な量子化パラメータを設定することができる。そして、境界領域に含まれるブロックに対して当該量子化パラメータを適用することで高精度に逆量子化を行うことができる。これにより、当該画素値が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
(量子化パラメータ設定方法の具体例(3))
以下で、本実施形態に係る量子化パラメータ生成処理部3132による量子化パラメータ設定方法の第3の具体例について説明する。例えば、上述のステップS11において、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP2を、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP1とは異なる所定の閾値以下の値に設定する。
以下で、本実施形態に係る量子化パラメータ生成処理部3132による量子化パラメータ設定方法の第3の具体例について説明する。例えば、上述のステップS11において、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP2を、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP1とは異なる所定の閾値以下の値に設定する。
より詳細には、例えば、上述のステップS11において、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP2に上限qpMaxを設け、qpMaxにクリップする。以下に、当該構成における量子化パラメータ
QP2(qp)と量子化パラメータQP1(qP)との関係式を示す。
qp = min (qP, qpMax)
上記の式が示すように、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータqpを、qP(境界領域に含まれないブロックに対する量子化パラメータQP1)及びqpMax(所定の閾値)のうちで小さいほうの値に設定することにより、当該量子化パラメータqpを所定の閾値以下の値に設定する。
QP2(qp)と量子化パラメータQP1(qP)との関係式を示す。
qp = min (qP, qpMax)
上記の式が示すように、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータqpを、qP(境界領域に含まれないブロックに対する量子化パラメータQP1)及びqpMax(所定の閾値)のうちで小さいほうの値に設定することにより、当該量子化パラメータqpを所定の閾値以下の値に設定する。
上記の構成によれば、量子化パラメータが所定の閾値よりも大きい値になることを回避することができ、境界領域に含まれるブロックに対して、所定の閾値以下の量子化パラメータを適用することで高精度に逆量子化を行うことができる。これにより、当該画素値が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
(量子化パラメータ設定方法の補足事項)
以下で、本実施形態に係る量子化パラメータ生成処理部3132による量子化パラメータ設定方法の具体例における補足事項について説明する。例えば、上述のステップS11において、量子化パラメータ生成処理部3132は、比較的大きな量子化単位に対してのみ、上述の工程を実行することが好ましい。つまり、量子化パラメータ生成処理部3132は、比較的大きな量子化単位(符号化単位)の対象ブロックであって、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP2を、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP1と異なる値に設定することが好ましい。当該比較的大きな量子化単位の例として、CTU等が挙げられる。
以下で、本実施形態に係る量子化パラメータ生成処理部3132による量子化パラメータ設定方法の具体例における補足事項について説明する。例えば、上述のステップS11において、量子化パラメータ生成処理部3132は、比較的大きな量子化単位に対してのみ、上述の工程を実行することが好ましい。つまり、量子化パラメータ生成処理部3132は、比較的大きな量子化単位(符号化単位)の対象ブロックであって、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP2を、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP1と異なる値に設定することが好ましい。当該比較的大きな量子化単位の例として、CTU等が挙げられる。
上記の構成が好ましい理由は、表示時の色コンポーネントの歪みは表示対象の比較的動きが緩やかな大きな符号化単位の画素値で表示された場合に使用者に知覚されるからである。一方、形状変化又は大きな動きの表示対象に対して利用される小さな符号化単位の画素値で表示された場合では、当該歪みが使用者に知覚される度合いが小さい。
また、別の補足事項に関して、上述のステップS11において、量子化パラメータ生成処理部3132は、画素値の特定の要素(例えば、Y、Cb又はCr等)に対してのみ、上述の工程を実行してもよい。つまり、量子化パラメータ生成処理部3132は、対象ブロックの特定の要素のうちで、色空間における境界領域に含まれる当該特定の要素に対する量子化パラメータQPC2を、当該境界領域以外の領域に含まれる要素に対する量子化パラメータQPC1と異なる値に設定してもよい。
上記の構成によれば、境界領域に含まれるブロックの特定の要素に対して、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、当該要素が、エラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた要素が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
なお、本実施の形態においては、量子化パラメータを制御することによって符号化、復号画像の画質の制御を行なったが、それ以外のパラメータ、例えば、最適モード選択のパラメータであるラムダ値そのものや、輝度信号のラムダ値と色差信号のラムダ値のバランスを制御することで、同様な効果を得ることができる。
(シンタックス及びセマンティクス)
以下で、本実施形態に係るパラメータ生成部313及びパラメータ生成部114が上述の境界領域判定方法及び量子化パラメータ設定方法において用いるシンタックスと、当該シンタックスに対するセマンティクスとについて図35を参照して説明する。図35の(a)~(d)は、それぞれ、本実施形態に係るパラメータ生成部313及びパラメータ生成部114が上述の境界領域判定方法及び量子化パラメータ設定方法において用いるシンタックスを示すシンタックステーブルである。
以下で、本実施形態に係るパラメータ生成部313及びパラメータ生成部114が上述の境界領域判定方法及び量子化パラメータ設定方法において用いるシンタックスと、当該シンタックスに対するセマンティクスとについて図35を参照して説明する。図35の(a)~(d)は、それぞれ、本実施形態に係るパラメータ生成部313及びパラメータ生成部114が上述の境界領域判定方法及び量子化パラメータ設定方法において用いるシンタックスを示すシンタックステーブルである。
図35の(a)が示すように、画像符号化装置11’のエントロピー符号化部104は、フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagをシーケンスパラメータセットSPSにおいて符号化する。一方、画像復号装置31’のエントロピー復号部301は、シーケンスパラメータセットSPSに含まれるフラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagを復号する。当該フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagは、当該シーケンスにおいて、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメー
タに対してオフセットを適用するか否かを示すフラグである。
タに対してオフセットを適用するか否かを示すフラグである。
より詳細には、上述のステップS10の前に、エントロピー復号部301は、フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagを復号し、パラメータ生成部313は、当
該フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagが色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータに対してオフセットを適用することを示しているか否かを判定する(当該フラグが1の場合、オフセットを適用することを示し、当該フラグが0の場合、オフセットを適用しないことを示す)。当該フラグがオフセットを適用することを示している場合、パラメータ生成部313は、上述のステップS10以降の各工程を実行する。
該フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagが色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータに対してオフセットを適用することを示しているか否かを判定する(当該フラグが1の場合、オフセットを適用することを示し、当該フラグが0の場合、オフセットを適用しないことを示す)。当該フラグがオフセットを適用することを示している場合、パラメータ生成部313は、上述のステップS10以降の各工程を実行する。
次に、図35の(b)が示すシンタックスについて説明する。図35の(b)が示すように、画像符号化装置11’のエントロピー符号化部104は、フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagが色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子
化パラメータに対してオフセットを適用することを示しているか否かを判定する。そして、エントロピー符号化部104は、フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagが色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータに対してオフ
セットを適用することを示している場合、以下の各フラグをピクチャパラメータセットPPSにおいて符号化する。
pps_colour_space_boundary_luma_qp_offset
pps_colour_space_boundary_cb_qp_offset
pps_colour_space_boundary_cr_qp_offset
pps_slice_colour_space_boundary_qp_offsets_present_flag
一方、画像復号装置31’のエントロピー復号部301は、ピクチャパラメータセットPPSに含まれる上記の各フラグを復号する。
化パラメータに対してオフセットを適用することを示しているか否かを判定する。そして、エントロピー符号化部104は、フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagが色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータに対してオフ
セットを適用することを示している場合、以下の各フラグをピクチャパラメータセットPPSにおいて符号化する。
pps_colour_space_boundary_luma_qp_offset
pps_colour_space_boundary_cb_qp_offset
pps_colour_space_boundary_cr_qp_offset
pps_slice_colour_space_boundary_qp_offsets_present_flag
一方、画像復号装置31’のエントロピー復号部301は、ピクチャパラメータセットPPSに含まれる上記の各フラグを復号する。
pps_colour_space_boundary_luma_qp_offsetは、ピクチャの輝度Yに対する量子化パラメータであるQPP_Yから減算されるオフセット値を示す。pps_colour_space_boundary_cb_qp_offsetは、ピクチャの色差Cbに対する量子化パラメータであるQPP_Cbから減算されるオフセット値を示す。pps_colour_space_boundary_cr_qp_offsetは、ピクチャの色差Crに
対する量子化パラメータであるQPP_Crから減算されるオフセット値を示す。なお、pps_colour_space_boundary_luma_qp_offsetの値とpps_colour_space_boundary_cb_qp_offsetの
値とpps_colour_space_boundary_cr_qp_offsetの値とは、それぞれ、0から+12の範囲の値であり得る。
対する量子化パラメータであるQPP_Crから減算されるオフセット値を示す。なお、pps_colour_space_boundary_luma_qp_offsetの値とpps_colour_space_boundary_cb_qp_offsetの
値とpps_colour_space_boundary_cr_qp_offsetの値とは、それぞれ、0から+12の範囲の値であり得る。
フラグpps_slice_colour_space_boundary_qp_offsets_present_flagは、slice_colour_space_boundary_luma_qp_offsetとslice_colour_space_boundary_cb_qp_offsetとslice_colour_space_boundary_cr_qp_offsetとがピクチャパラメータセットPPSに関連するスライ
スヘッダSHに存在するか否かを示す。
スヘッダSHに存在するか否かを示す。
slice_colour_space_boundary_luma_qp_offsetは、スライスの輝度Yに対する量子化パラメータであるQPS_Yから減算されるオフセット値を示す。slice_colour_space_boundary_cb_qp_offsetは、スライスの色差Cbに対する量子化パラメータであるQPS_Cbから減算されるオフセット値を示す。slice_colour_space_boundary_cr_qp_offsetは、スライスの色
差Crの量子化パラメータであるQPS_Crから減算されるオフセット値を示す。slice_colour_space_boundary_luma_qp_offsetの値とslice_colour_space_boundary_cb_qp_offsetの値
とslice_colour_space_boundary_cr_qp_offsetの値とは、0から+12の範囲の値であり得る。
差Crの量子化パラメータであるQPS_Crから減算されるオフセット値を示す。slice_colour_space_boundary_luma_qp_offsetの値とslice_colour_space_boundary_cb_qp_offsetの値
とslice_colour_space_boundary_cr_qp_offsetの値とは、0から+12の範囲の値であり得る。
次に、図35の(c)が示すシンタックスについて説明する。図35の(c)が示すように、画像符号化装置11’のエントロピー符号化部104は、量子化パラメータの差分値slice_qp_deltaを、スライスヘッダSHに含まれる符号化パラメータとして符号化する。また、フラグpps_slice_colour_space_boundary_qp_offset_present_flagが色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータに対するオフセットが存在することを示しているか否かを判定する。そして、エントロピー符号化部104は、フラグpps_slice_colour_space_boundary_qp_offset_present_flagが色空間における境界領域に含ま
れるブロックの量子化パラメータに対してオフセットが存在することを示している場合、以下の各フラグを、スライスヘッダSHに含まれる符号化パラメータとして符号化する。
colour_space_boundary_luma_qp_offset
colour_space_boundary_luma_qp_offset
colour_space_boundary_luma_qp_offset
一方、復号側において、上述のステップS10の前に、エントロピー復号部301は、フラグpps_slice_colour_space_boundary_qp_offsets_present_flagを復号し、当該フラグが、slice_colour_space_boundary_luma_qp_offsetとslice_colour_space_boundary_cb_qp_offsetとslice_colour_space_boundary_cr_qp_offsetとがピクチャパラメータセット
PPSに関連するスライスヘッダSHに存在するか否かを判定する(当該フラグが1の場合、各オフセット値がスライスヘッダSHに存在することを示し、当該フラグが0の場合、各オ
フセット値がスライスヘッダSHに存在しないことを示す)。
れるブロックの量子化パラメータに対してオフセットが存在することを示している場合、以下の各フラグを、スライスヘッダSHに含まれる符号化パラメータとして符号化する。
colour_space_boundary_luma_qp_offset
colour_space_boundary_luma_qp_offset
colour_space_boundary_luma_qp_offset
一方、復号側において、上述のステップS10の前に、エントロピー復号部301は、フラグpps_slice_colour_space_boundary_qp_offsets_present_flagを復号し、当該フラグが、slice_colour_space_boundary_luma_qp_offsetとslice_colour_space_boundary_cb_qp_offsetとslice_colour_space_boundary_cr_qp_offsetとがピクチャパラメータセット
PPSに関連するスライスヘッダSHに存在するか否かを判定する(当該フラグが1の場合、各オフセット値がスライスヘッダSHに存在することを示し、当該フラグが0の場合、各オ
フセット値がスライスヘッダSHに存在しないことを示す)。
そして、当該フラグが、slice_colour_space_boundary_luma_qp_offsetとslice_colour_space_boundary_luma_qp_offsetとslice_colour_space_boundary_luma_qp_offsetとがピ
クチャパラメータセットPPSに関連するスライスヘッダSHに存在することを示している場合、エントロピー復号部301は、スライスヘッダSHに含まれるオフセット値colour_space_boundary_luma_qp_offsetと、オフセット値colour_space_boundary_cb_qp_offsetと、
オフセット値colour_space_boundary_cr_qp_offsetとを復号する。そして、上述のステップS10の後に、上述のステップS11において、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間境界判定部3131が判定した境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP1(差分値slice_qp_deltaに基づいて導出した値)から上記の各オフセット値のうちの対応
するオフセット値を減算した値に設定する。ここで、QP1は上記のQPP、QPSである。
クチャパラメータセットPPSに関連するスライスヘッダSHに存在することを示している場合、エントロピー復号部301は、スライスヘッダSHに含まれるオフセット値colour_space_boundary_luma_qp_offsetと、オフセット値colour_space_boundary_cb_qp_offsetと、
オフセット値colour_space_boundary_cr_qp_offsetとを復号する。そして、上述のステップS10の後に、上述のステップS11において、量子化パラメータ生成処理部3132は、色空間境界判定部3131が判定した境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータQP1(差分値slice_qp_deltaに基づいて導出した値)から上記の各オフセット値のうちの対応
するオフセット値を減算した値に設定する。ここで、QP1は上記のQPP、QPSである。
次に、図35の(d)が示すシンタックスについて説明する。図35の(d)が示すように、画像符号化装置11’のエントロピー符号化部104は、フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagがCTU(量子化単位)の色空間における境界領域に含まれるブロックの量子化パラメータに対してオフセットを適用することを示しているか否かを判
定する。そして、エントロピー符号化部104は、フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagが量子化パラメータに対してオフセットを適用することを示している場
合、フラグcolour_space_boundary_flagをCTUの符号化パラメータとして符号化する。フラグcolour_space_boundary_flagは、対象ブロックの画素値が色空間における境界領域に
含まれるブロックであるか否かを示す境界領域情報である。
定する。そして、エントロピー符号化部104は、フラグcolour_space_boundary_qp_offset_enabled_flagが量子化パラメータに対してオフセットを適用することを示している場
合、フラグcolour_space_boundary_flagをCTUの符号化パラメータとして符号化する。フラグcolour_space_boundary_flagは、対象ブロックの画素値が色空間における境界領域に
含まれるブロックであるか否かを示す境界領域情報である。
一方、復号側では、例えば、上述のステップS0において、エントロピー復号部301は、フラグcolour_space_boundary_flagを復号する。次に、上述のステップS1において、逆量子化・逆変換部311は、エントロピー復号部301が復号したフラグcolour_space_boundary_flagが、原画像信号(CTU)が示すブロックが色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する。次に、フラグcolour_space_boundary_flagが、原対象ブロック
の画素値が色空間における境界領域に含まれることを示している場合、逆量子化・逆変換部311は、当該境界領域が含むブロックに対して、他の領域が含むブロックに対する量子化パラメータQP1とは異なる値の量子化パラメータQP2を用いて逆量子化を行う。より詳細には、例えば、逆量子化・逆変換部311は、フラグcolour_space_boundary_flagが1を示す場合、ピクチャパラメータセットPPS又はスライスヘッダSHで定義されたオフセット値が減算された量子化パラメータQP2を用いて逆量子化を行う。
の画素値が色空間における境界領域に含まれることを示している場合、逆量子化・逆変換部311は、当該境界領域が含むブロックに対して、他の領域が含むブロックに対する量子化パラメータQP1とは異なる値の量子化パラメータQP2を用いて逆量子化を行う。より詳細には、例えば、逆量子化・逆変換部311は、フラグcolour_space_boundary_flagが1を示す場合、ピクチャパラメータセットPPS又はスライスヘッダSHで定義されたオフセット値が減算された量子化パラメータQP2を用いて逆量子化を行う。
なお、対象ブロックが境界領域に含まれるか否かを、隣接ブロックの復号画像、あるいは対象ブロックの予測画像によって判定する場合は、フラグcolour_space_boundary_flagの符号化および復号は必要ない。
(実施形態のまとめ)
以上のように、本実施形態に係る動画像復号装置(画像復号装置31’)は、対象ブロックを量子化パラメータに基づいて逆量子化を行う動画像復号装置であって、上記量子化パラメータを量子化単位毎に設定する設定部(色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部313)を備え、上記設定部は、上記対象ブロックのうちで、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと異なる値に設定する。
以上のように、本実施形態に係る動画像復号装置(画像復号装置31’)は、対象ブロックを量子化パラメータに基づいて逆量子化を行う動画像復号装置であって、上記量子化パラメータを量子化単位毎に設定する設定部(色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部313)を備え、上記設定部は、上記対象ブロックのうちで、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと異なる値に設定する。
上記の構成によれば、境界領域に含まれるブロックに対して、適切な量子化パラメータを適用して高精度に逆量子化を行うことにより、当該画素値がエラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
また、本実施形態に係る動画像符号化装置(画像符号化装置11’)は、対象ブロックを量子化パラメータに基づいて量子化又は逆量子化を行う動画像符号化装置であって、上記量子化パラメータを量子化単位毎に設定する設定部(色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部114)を備え、上記設定部は、上記対象ブロックのうちで、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと異なる値に設定する。
上記の構成によれば、境界領域に含まれるブロックに対して、適切な量子化パラメータを適用して高精度に量子化又は逆量子化を行うことにより、当該画素値がエラーになることを防ぎ、原画像に存在しない範囲に含まれる可能性を減少させることができる。従って、色空間においてエラーが生じた画素値が存在することに起因する画質の劣化を抑制することができる。
〔応用例〕
上述した画像符号化装置11及び11’並びに画像復号装置31及び31’は、動画像の送信、受信、記録、再生を行う各種装置に搭載して利用することができる。なお、動画像は、カメラ等により撮像された自然動画像であってもよいし、コンピュータ等により生成された人工動画像(CGおよびGUIを含む)であってもよい。
上述した画像符号化装置11及び11’並びに画像復号装置31及び31’は、動画像の送信、受信、記録、再生を行う各種装置に搭載して利用することができる。なお、動画像は、カメラ等により撮像された自然動画像であってもよいし、コンピュータ等により生成された人工動画像(CGおよびGUIを含む)であってもよい。
まず、上述した画像符号化装置11及び11’並びに画像復号装置31及び31’を、動画像の送信及び受信に利用できることを、図16を参照して説明する。
図16の(a)は、画像符号化装置11及び11’を搭載した送信装置PROD_Aの構成を示したブロック図である。図16の(a)に示すように、送信装置PROD_Aは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_A1と、符号化部PROD_A1が得た符号化データで搬送波を変調することによって変調信号を得る変調部PROD_A2と、変調部PROD_A2が得た変調信号を送信する送信部PROD_A3と、を備えている。上述した画像符号化装置11及び11’は、この符号化部PROD_A1として利用される。
送信装置PROD_Aは、符号化部PROD_A1に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像するカメラPROD_A4、動画像を記録した記録媒体PROD_A5、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_A6、及び、画像を生成または加工する画像処理部A7を更に備えていてもよい。図16の(a)においては、これら全てを送信装置PROD_Aが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、記録媒体PROD_A5は、符号化されていない動画像を記録したものであってもよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化された動画像を記録したものであってもよい。後者の場合、記録媒体PROD_A5と符号化部PROD_A1との間に、記録媒体PROD_A5から読み出した符号化データを記録用の符号化方式に従って復号する復号部(不図示)を介在させるとよい。
図16の(b)は、画像復号装置31及び31’を搭載した受信装置PROD_Bの構成を示したブロック図である。図16の(b)に示すように、受信装置PROD_Bは、変調信号を受信する受信部PROD_B1と、受信部PROD_B1が受信した変調信号を復調することによって符号化データを得る復調部PROD_B2と、復調部PROD_B2が得た符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_B3と、を備えている。上述した画像復号装置31及び31’は、この復号部PROD_B3として利用される。
受信装置PROD_Bは、復号部PROD_B3が出力する動画像の供給先として、動画像を表示するディスプレイPROD_B4、動画像を記録するための記録媒体PROD_B5、及び、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_B6を更に備えていてもよい。図16の(b)においては、これら全てを受信装置PROD_Bが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、記録媒体PROD_B5は、符号化されていない動画像を記録するためのものであってもよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化されたものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_B3と記録媒体PROD_B5との間に、復号部PROD_B3から取得した動画像を記録用の符号化方式に従って符号化する符号化部(不図示)を介在させるとよい。
なお、変調信号を伝送する伝送媒体は、無線であってもよいし、有線であってもよい。また、変調信号を伝送する伝送態様は、放送(ここでは、送信先が予め特定されていない送信態様を指す)であってもよいし、通信(ここでは、送信先が予め特定されている送信態様を指す)であってもよい。すなわち、変調信号の伝送は、無線放送、有線放送、無線通信、及び有線通信の何れによって実現してもよい。
例えば、地上デジタル放送の放送局(放送設備など)/受信局(テレビジョン受像機など)は、変調信号を無線放送で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である。また、ケーブルテレビ放送の放送局(放送設備など)/受信局(テレビジョン受像機など)は、変調信号を有線放送で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である。
また、インターネットを用いたVOD(Video On Demand)サービスや動画共有サービスなどのサーバ(ワークステーションなど)/クライアント(テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなど)は、変調信号を通信で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である(通常、LANにおいては伝送媒体として無線または有線の何れかが用いられ、WANにおいては伝送媒体として有線が用いられる)。ここで、パーソナルコンピュータには、デスクトップ型PC、ラップトップ型PC、及びタブレット型PCが含まれる。また、スマートフォンには、多機能携帯電話端末も含まれる。
なお、動画共有サービスのクライアントは、サーバからダウンロードした符号化データを復号してディスプレイに表示する機能に加え、カメラで撮像した動画像を符号化してサーバにアップロードする機能を有している。すなわち、動画共有サービスのクライアントは、送信装置PROD_A及び受信装置PROD_Bの双方として機能する。
次に、上述した画像符号化装置11及び11’及び画像復号装置31及び31’を、動画像の記録及び再生に利用できることを、図17を参照して説明する。
図17の(a)は、上述した画像符号化装置11及び11’を搭載した記録装置PROD_Cの構成を示したブロック図である。図17の(a)に示すように、記録装置PROD_Cは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_C1と、符号化部PROD_C1が得た符号化データを記録媒体PROD_Mに書き込む書込部PROD_C2と、を備えている。上述した画像符号化装置11及び11’は、この符号化部PROD_C1として利用される。
なお、記録媒体PROD_Mは、(1)HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されるタイプのものであってもよいし、(2)SDメモリカードやUSB(Universal Serial Bus)フラッシュメモリなどのように、記録装置PROD_Cに接続されるタイプのものであってもよいし、(3)DVD(Digital Versatile Disc)やBD(Blu-ray Disc:登録商標)などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されたドライブ装置(不図示)に装填されるものであってもよい。
また、記録装置PROD_Cは、符号化部PROD_C1に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像するカメラPROD_C3、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_C4、動画像を受信するための受信部PROD_C5、及び、画像を生成または加工する画像処理部PROD_C6を更に備えていてもよい。図17の(a)においては、これら全てを記録装置PROD_Cが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、受信部PROD_C5は、符号化されていない動画像を受信するものであってもよいし、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを受信するものであってもよい。後者の場合、受信部PROD_C5と符号化部PROD_C1との間に、伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを復号する伝送用復号部(不図示)を介在させるとよい。
このような記録装置PROD_Cとしては、例えば、DVDレコーダ、BDレコーダ、HDD(Hard Disk Drive)レコーダなどが挙げられる(この場合、入力端子PROD_C4または受信部PROD_C5が動画像の主な供給源となる)。また、カムコーダ(この場合、カメラPROD_C3が動画像の主な供給源となる)、パーソナルコンピュータ(この場合、受信部PROD_C5または画像処理部C6が動画像の主な供給源となる)、スマートフォン(この場合、カメラPROD_C3または受信部PROD_C5が動画像の主な供給源となる)なども、このような記録装置PROD_Cの一例である。
図17の(b)は、上述した画像復号装置31及び31’を搭載した再生装置PROD_Dの構成を示したブロックである。図17の(b)に示すように、再生装置PROD_Dは、記録媒体PROD_Mに書き込まれた符号化データを読み出す読出部PROD_D1と、読出部PROD_D1が読み出した符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_D2と、を備えている。上述した画像復号装置31及び31’は、この復号部PROD_D2として利用される。
なお、記録媒体PROD_Mは、(1)HDDやSSDなどのように、再生装置PROD_Dに内蔵されるタイプのものであってもよいし、(2)SDメモリカードやUSBフラッシュメモリなどのように、再生装置PROD_Dに接続されるタイプのものであってもよいし、(3)DVDやBDなどのように、再生装置PROD_Dに内蔵されたドライブ装置(不図示)に装填されるものであってもよい。
また、再生装置PROD_Dは、復号部PROD_D2が出力する動画像の供給先として、動画像を表示するディスプレイPROD_D3、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_D4、及び、動画像を送信する送信部PROD_D5を更に備えていてもよい。図17の(b)においては、これら全てを再生装置PROD_Dが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、送信部PROD_D5は、符号化されていない動画像を送信するものであってもよいし、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを送信するものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_D2と送信部PROD_D5との間に、動画像を伝送用の符号化方式で符号化する符号化部(不図示)を介在させるとよい。
このような再生装置PROD_Dとしては、例えば、DVDプレイヤ、BDプレイヤ、HDDプレイヤなどが挙げられる(この場合、テレビジョン受像機等が接続される出力端子PROD_D4が動画像の主な供給先となる)。また、テレビジョン受像機(この場合、ディスプレイPROD_D3が動画像の主な供給先となる)、デジタルサイネージ(電子看板や電子掲示板等とも称され、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、デスクトップ型PC(この場合、出力端子PROD_D4または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、ラップトップ型またはタブレット型PC(この場合、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、スマートフォン(この場合、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)なども、このような再生装置PROD_Dの一例である。
(ハードウェア的実現およびソフトウェア的実現)
また、上述した画像復号装置31及び31’および画像符号化装置11及び11’の各ブロックは、集積回路(ICチップ)上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
また、上述した画像復号装置31及び31’および画像符号化装置11及び11’の各ブロックは、集積回路(ICチップ)上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
後者の場合、上記各装置は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムを格納したROM(Read Only Memory)、上記プログラムを展開するRAM(RandomAccess Memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の実施形態の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである上記各装置の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記各装置に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory)/MOディスク(Magneto-Optical disc)/MD(Mini Disc)/DVD(Digital Versatile Disc)/CD-R(CD Recordable)/ブルーレイディスク(Blu-ray Disc:登録商標)等の光ディスクを含むディスク類、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード類、マスクROM/EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)/EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory:登録商標)/フラッシュROM等の半導体メモリ類、あるいはPLD(Programmable logic device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の論理回路類などを用いることができる。
また、上記各装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN(Local Area Network)、ISDN(Integrated Services Digital Network)、VAN(Value-Added Network)、CATV(Community Antenna television/Cable Television)通信網、仮想専用網(Virtual Private Network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)回線等の有線でも、IrDA(Infrared Data Association)やリモコンのような赤外線、BlueTooth(登録商標)、IEEE802.11無線、HDR(High Data Rate)、NFC(Near Field Communication)、DLNA(Digital Living Network Alliance:登録商標)、携帯電話網、衛星回線、地上デジタル放送網等の無線でも利用可能である。なお、本発明の実施形態は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
本発明の実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
(関連出願の相互参照)
本出願は、2017年9月28日に出願された日本国特許出願2017-189060、2018年3月29日に出願された日本国特許出願2018-065878、2018年5月16日に出願された日本国特許出願2018-094933に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
本出願は、2017年9月28日に出願された日本国特許出願2017-189060、2018年3月29日に出願された日本国特許出願2018-065878、2018年5月16日に出願された日本国特許出願2018-094933に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
本発明の実施形態は、画像データが符号化された符号化データを復号する画像復号装置、および、画像データが符号化された符号化データを生成する画像符号化装置に好適に適用することができる。
1 画像伝送システム
11、11’ 画像符号化装置(動画像符号化装置)
31、31’ 画像復号装置(動画像復号装置)
41 画像表示装置
101、308 予測画像生成部
102 減算部
103 量子化部
104 エントロピー符号化部
105、311 逆変換部
106、312 加算部
107、305 ループフィルタ
108、307 予測パラメータメモリ
109、306 参照ピクチャメモリ
110 符号化パラメータ決定部
111 予測パラメータ符号化部
112 インター予測パラメータ符号化部
113 イントラ予測パラメータ符号化部
114、313 色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部(パラメータ生成部)
301 エントロピー復号部
302 予測パラメータ復号部
303 インター予測パラメータ復号部
304 イントラ予測パラメータ復号部
3050 値制限フィルタ(値制限フィルタ装置)
3051、3051’ スイッチ部
3052、3052’ 色空間変換部(第1の変換部)
3053、3053’ クリッピング処理部(制限部)
3054、3054’ 色空間逆変換部(第2の変換部)
3055a Cb,Cr信号アップサンプリング処理部(アップサンプリング処理部)
3055b Y信号ダウンサンプリング処理部
3050a、3050b、3050c、3050’ 値制限フィルタ処理部(値制限フィルタ装置)
309、1011 インター予測画像生成部
310 イントラ予測画像生成部
10111、3091 動き補償部
10112、3094 重み予測部
3131 色空間境界判定部
31311 Y信号平均値算出部
31312 Cb信号平均値算出部
31313 Cr信号平均値算出部
31314 RGB変換部
31315 境界領域判定処理部
3132 量子化パラメータ生成処理部
3133 色空間境界判定部
31331 Y信号極限値算出部
31332 Cb信号極限値算出部
31333 Cr信号極限値算出部
11、11’ 画像符号化装置(動画像符号化装置)
31、31’ 画像復号装置(動画像復号装置)
41 画像表示装置
101、308 予測画像生成部
102 減算部
103 量子化部
104 エントロピー符号化部
105、311 逆変換部
106、312 加算部
107、305 ループフィルタ
108、307 予測パラメータメモリ
109、306 参照ピクチャメモリ
110 符号化パラメータ決定部
111 予測パラメータ符号化部
112 インター予測パラメータ符号化部
113 イントラ予測パラメータ符号化部
114、313 色空間境界領域量子化パラメータ情報生成部(パラメータ生成部)
301 エントロピー復号部
302 予測パラメータ復号部
303 インター予測パラメータ復号部
304 イントラ予測パラメータ復号部
3050 値制限フィルタ(値制限フィルタ装置)
3051、3051’ スイッチ部
3052、3052’ 色空間変換部(第1の変換部)
3053、3053’ クリッピング処理部(制限部)
3054、3054’ 色空間逆変換部(第2の変換部)
3055a Cb,Cr信号アップサンプリング処理部(アップサンプリング処理部)
3055b Y信号ダウンサンプリング処理部
3050a、3050b、3050c、3050’ 値制限フィルタ処理部(値制限フィルタ装置)
309、1011 インター予測画像生成部
310 イントラ予測画像生成部
10111、3091 動き補償部
10112、3094 重み予測部
3131 色空間境界判定部
31311 Y信号平均値算出部
31312 Cb信号平均値算出部
31313 Cr信号平均値算出部
31314 RGB変換部
31315 境界領域判定処理部
3132 量子化パラメータ生成処理部
3133 色空間境界判定部
31331 Y信号極限値算出部
31332 Cb信号極限値算出部
31333 Cr信号極限値算出部
Claims (24)
- ある色空間によって規定された入力画像信号を、他の色空間の画像信号に変換する第1の変換部と、
上記第1の変換部によって変換された画像信号に対して、画素値を制限する処理を行う制限部と、
上記制限部によって制限された画素値を有する画像信号を、上記ある色空間の画像信号に変換する第2の変換部とを備えていることを特徴とする値制限フィルタ装置。 - 上記第1の変換部、上記制限部、および上記第2の変換部による処理を実行するか否かの切り換えを行うスイッチ部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の値制限フィルタ装置。
- 上記スイッチ部は、上記第1の変換部、上記制限部、および上記第2の変換部による処理を実行した場合の誤差と、実行しなかった場合との誤差との比較結果に基づいて決定されるOn/Offフラグ情報に基づいて上記切り換えを行うことを特徴とする請求項2に記載の値制限フィルタ装置。
- 上記入力画像信号に含まれる、特定の種類の信号をアップサンプリングするアップサンプリング処理部と、特定の種類の信号をダウンサンプリングするダウンサンプリング処理部と、の少なくとも一方をさらに備えることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の値制限フィルタ装置。
- 上記第1の変換部、および上記第2の変換部は、色空間を変換する際の変換処理を、整数の掛け算、足し算、及びシフト演算によって演算することを特徴とする請求項1~4の何れか1項に記載の値制限フィルタ装置。
- 上記入力画像信号が単色画像以外を示している場合、上記制限部は、上記入力画像信号のうち、色差を示す画像信号のみ画素値を制限する処理を行うことを特徴とする請求項1~5の何れか1項に記載の値制限フィルタ装置。
- 上記制限部は、上記第1の変換部によって変換された上記画像信号の画素値が、
予め指定された4点を用いて形成された色空間に含まれるか否かに基づいて上記制限を行うことを特徴とする請求項1~6のいずれか1項に記載の値制限フィルタ装置。 - 上記4点を用いて形成された上記色空間は平行六面体であることを特徴とする請求項7に記載の値制限フィルタ装置。
- 上記4点は、黒、赤、緑、および青を示す点であることを特徴とする請求項7または8に記載の値制限フィルタ装置。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の値制限フィルタ装置を備えていることを特徴とする動画像符号化装置。
- 請求項1から9のいずれか1項に記載の値制限フィルタ装置を備えていることを特徴とする動画像復号装置。
- 対象ブロックを量子化パラメータに基づいて逆量子化を行う動画像復号装置であって、
上記量子化パラメータを量子化単位毎に設定する設定部を備え、
上記設定部は、上記対象ブロックのうちで、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと異なる値に設定することを特徴とする動画像復号装置。 - オフセット値を復号するオフセット値復号部をさらに備え、
上記設定部は、上記境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータから上記オフセット値を減算することにより、上記色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを算出することを特徴とする、請求項12に記載の動画像復号装置。 - 上記境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータに対応する、上記色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを示すテーブルを参照して、上記色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを算出することを特徴とする、請求項12に記載の動画像復号装置。
- 上記対象ブロックが上記色空間における境界領域に含まれるブロックであるか否かを示す境界領域情報と色空間境界領域量子化パラメータ情報とを復号する境界領域情報復号部をさらに備え、
上記設定部は、上記境界領域情報が、上記対象ブロックが上記色空間における境界領域に含まれることを示している場合、当該境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、上記色空間境界領域量子化パラメータ情報を用いて導出した量子化パラメータに設定することを特徴とする、請求項12~14の何れか1項に記載の動画像復号装置。 - 上記対象ブロックが上記色空間における境界領域に含まれるか否かを判定する判定部をさらに備え、
上記設定部は、上記判定部が、上記対象ブロックが上記色空間における境界領域に含まれると判定した場合、当該境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと異なる値に設定することを特徴とする、請求項12~15の何れか1項に記載の動画像復号装置。 - 上記判定部は、対象の量子化単位周辺の復号済のブロックを参照して、当該量子化単位が含むブロックが上記色空間における境界領域に含まれるブロックであるか否かを判定することを特徴とする、請求項16に記載の動画像復号装置。
- 上記判定部が判定を行う上記対象ブロックが含まれる画像は、量子化単位の予測画像であることを特徴とする、請求項16に記載の動画像復号装置。
- 上記判定部は、対象の輝度の復号画像信号、対象の量子化単位周辺の復号済み色差信号、又は予測画像の色差信号を参照して、当該量子化単位が含む画素値が上記色空間における境界領域に含まれる色差信号の画素値であるか否かを判定することを特徴とする、請求項16に記載の動画像復号装置。
- 上記色空間によって規定された隣接ブロックの復号画像又は上記対象ブロックの予測画像を、別の色空間に変換する変換部をさらに備え、
上記判定部は、上記変換部が変換したブロックの画素値が、上記別の色空間における境界領域に含まれるか否かを判定することを特徴とする、請求項16~19の何れか1項に記載の動画像復号装置。 - 隣接ブロックの復号画像又は上記対象ブロックの予測画像における画素値の最大値、最小値又は平均値を算出する算出部をさらに備え、
上記判定部は、上記最大値、最小値又は平均値が閾値よりも大きいか否かを判定することにより、上記対象ブロックが上記色空間における境界領域に含まれるか否かを判定することを特徴とする、請求項16~20の何れか1項に記載の動画像復号装置。 - 上記対象ブロックの画素値は、輝度、第1の色差及び第2の色差の要素を含み、
上記判定部は、上記要素毎に、上記対象ブロックの画素値が上記色空間における境界領域に含まれるか否かを判定することを特徴とする、請求項16~21の何れか1項に記載の動画像復号装置。 - 上記色空間によって規定された上記対象ブロックの画素値を、別の色空間によって規定された対象ブロックの画素値に変換する変換部をさらに備え、
上記変換部が変換した画素値は、第1の画素値、第2の画素値及び第3の画素値の要素を含み、
上記判定部は、上記要素毎に、上記対象ブロックの画素値が上記色空間における境界領域に含まれるか否かを判定することを特徴とする、請求項16~21の何れか1項に記載の動画像復号装置。 - 対象ブロックを量子化パラメータに基づいて量子化又は逆量子化を行う動画像符号化装置であって、
上記量子化パラメータを量子化単位毎に設定する設定部を備え、
上記設定部は、上記対象ブロックのうちで、色空間における境界領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータを、当該境界領域以外の領域に含まれるブロックに対する量子化パラメータと異なる値に設定することを特徴とする動画像符号化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US16/650,456 US20200236381A1 (en) | 2017-09-28 | 2018-09-21 | Value limiting filter apparatus, video coding apparatus, and video decoding apparatus |
Applications Claiming Priority (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113678464A (zh) * | 2019-04-15 | 2021-11-19 | 北京字节跳动网络技术有限公司 | 非线性自适应环路滤波器中的参数的时域预测 |
CN114208193A (zh) * | 2019-06-11 | 2022-03-18 | Lg电子株式会社 | 图像解码方法及其装置 |
Families Citing this family (8)
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WO2021121419A1 (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-24 | Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. | Interaction between adaptive color transform and quantization parameters |
WO2021136554A1 (en) | 2020-01-05 | 2021-07-08 | Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd. | General constraints information for video coding |
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WO2021167830A1 (en) * | 2020-02-21 | 2021-08-26 | Alibaba Group Holding Limited | Methods for processing chroma signals |
EP3873096A1 (en) * | 2020-02-25 | 2021-09-01 | Koninklijke Philips N.V. | Improved hdr color processing for saturated colors |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016123232A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Qualcomm Incorporated | Clipping for cross-component prediction and adaptive color transform for video coding |
WO2016186547A1 (en) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Pixel pre-processing and encoding |
WO2018050601A1 (en) * | 2016-09-15 | 2018-03-22 | Thomson Licensing | Method and apparatus for video coding with adaptive clipping |
-
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Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016123232A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Qualcomm Incorporated | Clipping for cross-component prediction and adaptive color transform for video coding |
WO2016186547A1 (en) * | 2015-05-21 | 2016-11-24 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Pixel pre-processing and encoding |
WO2018050601A1 (en) * | 2016-09-15 | 2018-03-22 | Thomson Licensing | Method and apparatus for video coding with adaptive clipping |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
CHUJOH, TAKESHI ET AL.: "CE14 related: adaptive colour space clipping filter", JOINT VIDEO EXPERTS TEAM (JVET) OF ITU-T SG 16 WP 3, October 2018 (2018-10-01), Macao, CN, pages 1 - 13 * |
GALPIN, F. ET AL.: "EE 7 adaptive clipping in JEM3.0", JOINT VIDEO EXPLORATION TEAM (JVET) OF ITU-T SG 16 WP 3, October 2016 (2016-10-01), Chengdu, CN, pages 1 - 10 * |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113678464A (zh) * | 2019-04-15 | 2021-11-19 | 北京字节跳动网络技术有限公司 | 非线性自适应环路滤波器中的参数的时域预测 |
CN113678464B (zh) * | 2019-04-15 | 2022-12-02 | 北京字节跳动网络技术有限公司 | 非线性自适应环路滤波器中的参数的时域预测 |
US11729382B2 (en) | 2019-04-15 | 2023-08-15 | Beijing Bytedance Network Technology Co., Ltd | Temporal prediction of parameters in non-linear adaptive loop filter |
CN114208193A (zh) * | 2019-06-11 | 2022-03-18 | Lg电子株式会社 | 图像解码方法及其装置 |
JP2022536139A (ja) * | 2019-06-11 | 2022-08-12 | エルジー エレクトロニクス インコーポレイティド | 画像デコード方法、及びその装置 |
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