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技術 スケーラブルビデオコーディングのための重み付け予測方法及び装置

出願人 トムソンライセンシング
発明者 イン,ペンボイス,ジル,マクドナルドパンディット,パーヴィン,ビバス
出願日 2006年5月19日 (13年4ヶ月経過) 出願番号 2008-522772
公開日 2009年1月22日 (10年8ヶ月経過) 公開番号 2009-502099
状態 特許登録済
技術分野 TV信号の圧縮,符号化方式 TV信号の圧縮,符号化方式
主要キーワード パラメータモード レベル制約 プログラム記録装置 導出プロセス シーケンス画像 追加的データ 後続ステップ 直接モード
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (7)

課題・解決手段

スケーラブルビデオエンコーダデコーダ、及び対応するスケーラブルビデオ符号化方法及び復号方法を提供する。スケーラブルビデオエンコーダは、画像の下位レイヤブロックの符号化に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤに適用して、画像のエンハンスメントレイヤのブロックを符号化するエンコーダ(100)を有する。エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する。スケーラブルビデオデコーダは、画像の下位レイヤのブロックの復号に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤに適用して、画像のエンハンスメントレイヤのブロックを復号するデコーダ(200)を有する。エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する。

概要

背景

ISO/IECMPEG−4パート10AVCITU−T H.264(International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission (ISO/IEC) Moving Picture Experts Group−4 (MPEG−4) Part 10 Advanced Video Coding (AVC) standard/International Telecommunication Union, Telecommunication Sector (ITU−T) H.264 standard)(以下、「MPEG4/H.264」、または単に「H.264」と呼ぶ)は重み付け予測(Weighted Prediction)(WP)を含む最初の国際的なビデオ符号化標準である。重み付け予測は符号化効率を向上するために使われている。スケーラブルビデオコーディングSVC)は、H.264の改正として開発されたものであり、これも重み付け予測を使っている。しかし、SVC(SVC standard)はベースレイヤの重みとエンハンスメントレイヤの重みとの間の関係を明示的には規定していない。

重み付け予測はH.264のメインプロファイル(Main profile)、エクステンデッドプロファイル(Extended profile)及びハイプロファイル(High profile)でサポートされている。WPを使用していることは、PスライスとSPスライスのシーケンスパラメータセット(sequence parameter set)でweighted_pred_flagフィールドを使用し、Bスライスのシーケンスパラメータセットでweighting_bipred_idcフィールドを使用していることに現れている。WPモードには明示モードと黙示モードの2つがある。明示モード(explicit mode)はP、SP及びBのそれぞれのスライスでサポートされている。黙示モードはBスライスのみでサポートされている。

各スライスの各カラー成分各参照画像インデックス(reference picture index)には1つの重み係数(weighting factor)とオフセットとが付随している。明示モードでは、これらのWPパラメータは符号化されてスライスヘッダに入っている。黙示モードでは、これらのパラメータは現在画像(current picture)と参照画像相対距離に基づいて求められる。

マクロブロックまたはマクロブロックパーティション(macroblock partition)に対して、適用される重み付けパラメータは、現在マクロブロックまたは現在マクロブロックパーティション参照画像インデックス(二重予測(bi−prediction)の場合は複数の参照画像インデックス)に基づく。参照画像インデックスは符号化されてビットストリームに入っているか、スキップされたマクロブロックまたは直接モードマクロブロックについて求められる。参照画像インデックスを使ってどの重み付けパラメータを適用するかを信号として伝えると、重み付けパラメータインデックスをビットストリーム中に入れるよりもビットレートの効率がよい。参照画像インデックスは要求されているその他のビットレートフィールドに基づき入手可能だからである。

スケーラビリティ(scalability)を確保する多数の方法が研究されて標準化されている。これには、MPEG−2とH.264のスケーラビリティプロファイルにおけるSNRスケーラビリティ空間スケーラビリティ時間スケーラビリティファイングレイン(fine grain)スケーラビリティがある。また、H.264の改正として現在開発が進められているものもある。

空間スケーラビリティ、時間スケーラビリティ及びSNRスケーラビリティでは、レイヤ間予測が大規模に組み込まれている。マクロブロック内とマクロブロック間では、前のレイヤの対応する信号を用いて予測が行われる。さらに、各レイヤの動き記述(motion description)を使用して後続のエンハンスメントレイヤの動き記述を予測することができる。これらの方法は3つのカテゴリーに分けられる:レイヤ間テクスチャ内予測(inter−layer intra texture prediction)、レイヤ間動き予測、及びレイヤ間残余予測である。

ジョイントスケーラブルビデオモデル(Joint Scalable Video Model)(JSVM)2.0では、エンハンスメントレイヤマクロブロックダイアディック(dyadic)(2レイヤ)空間スケーラビリティの場合に、「BASE_LAYER_MODE」または「QPEL_REFINEMNT_MODE」の何れかを用いてスケーリングされたベースレイヤ動きデータを用いたレイヤ間予測を利用することができる。レイヤ間動き予測を使用する時は、前の例やの対応する(サンプリングされていない)MBの(参照画像インデックスとそれに付随する重み付けパラメータとを含む)動きベクトルを使用して動き予測する。エンハンスメントレイヤとその前のレイヤのpred_weight_table()値が異なる場合、同じ参照画像について相異なる重み付けパラメータのセットをエンハンスメントレイヤに格納する必要がある。

概要

スケーラブルビデオエンコーダデコーダ、及び対応するスケーラブルビデオ符号化方法及び復号方法を提供する。スケーラブルビデオエンコーダは、画像の下位レイヤブロックの符号化に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤに適用して、画像のエンハンスメントレイヤのブロックを符号化するエンコーダ(100)を有する。エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する。スケーラブルビデオデコーダは、画像の下位レイヤのブロックの復号に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤに適用して、画像のエンハンスメントレイヤのブロックを復号するデコーダ(200)を有する。エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する。

目的

これらのエンハンスメントレイヤを選択して、粗いまたは細かいグレインクオリティ(SNR)スケーラビリティのいずれかを提供する

効果

実績

技術文献被引用数
4件
牽制数
0件

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請求項1

画像の下位レイヤブロックの復号に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用して、画像のエンハンスメントレイヤのブロックを復号するデコーダを有し、エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する装置。

請求項2

前記デコーダは、明示的重み付けパラメータモードまたは黙示的重み付けパラメータモードを使用するか決定してエンハンスメントレイヤのブロックを復号する、請求項1に記載の装置。

請求項3

前記エンコーダは、エンハンスメントレイヤのブロックが下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像が下位レイヤ参照画像に対応するとき、常に、下位レイヤ参照画像に適用する重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するよう、対応するエンコーダにより課された制約を有する、請求項1に記載の装置。

請求項4

制約はプロファイル及び/またはレベル制約として定められ、及び/またはシーケンス画像パラメータセットで信号として送られる、請求項3に記載の装置。

請求項5

前記デコーダは、エンハンスメントレイヤのスライスについて、スライスヘッダシンタックスを評価し、同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するか、または異なる重み付けパラメータを使用するか決定する、請求項1に記載の装置。

請求項6

前記デコーダは、下位レイヤからエンハンスメントレイヤのpred_weight_table()シンタックスへのpred_weight_table()のリマッピングを行う、請求項1に記載の装置。

請求項7

前記デコーダは、画像順序カウントを使用して、下位レイヤからエンハンスメントレイヤの対応する参照画像インデックスに重み付けパラメータをリマッピングする、請求項6に記載の装置。

請求項8

参照画像インデックスが最も小さい重み付けパラメータを最初にリマッピングする、請求項7に記載の装置。

請求項9

前記デコーダは、下位レイヤにはない、エンハンスメントレイヤで使用される参照画像のゼロに設定されたweighted_prediction_flagフィールド読む、請求項6に記載の装置。

請求項10

前記デコーダは、エンハンスメントレイヤで使用される参照画像と一致するものが下位レイヤにないとき、エンハンスメントレイヤで使用される参照画像に対応する参照画像インデックスの重み付けパラメータをスライスヘッダで受け取る、請求項6に記載の装置。

請求項11

前記デコーダは、エンハンスメントレイヤと下位レイヤの両方において画像のスライスパーティショニングが同じであるとき、スライスベースでリマッピングを行い、画像のエンハンスメントレイヤのスライスパーティショニングがその画像の下位レイヤのスライスパーティショニングと異なるとき、マクロブロックベースでリマッピングを行う、請求項6に記載の装置。

請求項12

前記デコーダは、下位レイヤ参照画像に適用した重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するとき、下位レイヤからのpred_weight_table()シンタックスをエンハンスメントレイヤのpred_weight_table()にリマッピングする、請求項1に記載の装置。

請求項13

前記デコーダは、下位レイヤ参照画像に適用した重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するとき、各参照画像インデックスに対して1つの重み付けパラメータのセットのみを格納する、請求項1に記載の装置。

請求項14

前記デコーダは、下位レイヤ参照画像に適用した重み付けパラメータと異なる重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するとき、スライスヘッダからの重み付けパラメータを解析する、請求項1に記載の装置。

請求項15

画像の下位レイヤのブロックの復号に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用して、画像のエンハンスメントレイヤのブロックを復号する段階を有し、エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する、スケーラブルビデオ復号方法

請求項16

前記復号段階は、明示的重み付けパラメータモードと黙示的重み付けパラメータモードを使用するか決定して、エンハンスメントレイヤのブロックを復号する、請求項15に記載の方法。

請求項17

前記復号段階は、エンハンスメントレイヤのブロックが下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像が下位レイヤ参照画像に対応するとき、常に、下位レイヤ参照画像に適用した重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するよう、対応するエンコーダにより課された制約に従う段階を有する、請求項15に記載の方法。

請求項18

制約はプロファイル及び/またはレベル制約として定められ、及び/またはシーケンス画像パラメータセットで信号として送られる、請求項17に記載の方法。

請求項19

前記復号段階は、エンハンスメントレイヤのスライスについて、スライスヘッダのシンタックスを評価し、同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するか、異なる重み付けパラメータを使用するか決定する段階を有する、請求項15に記載の方法。

請求項20

前記復号段階は、エンハンスメントレイヤのpred_weight_table()シンタックスに下位レイヤからのpred_weight_table()のリマッピングを行う段階を有する、請求項15に記載の方法。

請求項21

前記リマッピングを行う段階は、画像順序カウントを使用して、下位レイヤからエンハンスメントレイヤの対応する参照画像インデックスに重み付けパラメータをリマッピングする、請求項20に記載の方法。

請求項22

参照画像インデックスが最も小さい重み付けパラメータを最初にリマッピングする、請求項21に記載の方法。

請求項23

前記復号段階は、下位レイヤにはない、エンハンスメントレイヤで使用される参照画像のゼロに設定されたweighted_prediction_flagフィールドを読み出す段階を有する、請求項20に記載の方法。

請求項24

前記復号段階は、エンハンスメントレイヤで使用される参照画像と一致するものが下位レイヤにないとき、エンハンスメントレイヤで使用される参照画像に対応する参照画像インデックスの重み付けパラメータをスライスヘッダで受け取る段階を有する、請求項20に記載の方法。

請求項25

エンハンスメントレイヤと下位レイヤの両方において画像のスライスパーティショニングが同じであるとき、スライスベースでリマッピングを行い、画像のエンハンスメントレイヤのスライスパーティショニングが下位レイヤのスライスパーティショニングと異なるとき、マクロブロックベースでリマッピングを行う、請求項20に記載の方法。

請求項26

前記復号段階は、下位レイヤ参照画像に適用した重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するとき、下位レイヤからのpred_weight_table()シンタックスをエンハンスメントレイヤのpred_weight_table()にリマッピングする段階を有する、請求項15に記載の方法。

請求項27

前記復号段階は、下位レイヤ参照画像に適用した重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するとき、各参照画像インデックスに対して1つの重み付けパラメータのセットのみを格納する段階を有する、請求項15に記載の方法。

請求項28

前記復号段階は、下位レイヤ参照画像に適用した重み付けパラメータと異なる重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するとき、スライスヘッダから重み付けパラメータを解析する段階を有する、請求項15に記載の方法。

請求項29

画像の下位レイヤのブロックの符号化に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用して生成された、画像のエンハンスメントレイヤに符号化されたブロックを有し、エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する、符号化されたスケーラブルビデオを有する記憶媒体

関連出願への相互参照

0001

この出願は米国仮出願第60/701,464号(2005年7月21日出願、発明の名称スケーラブルビデオコーディングのための重み付け予測方法及び装置」の利益を主張するもの、その出願をここに参照援用する。

技術分野

0002

本発明はビデオの符号化及び復号に関し、より具体的にはスケーラブルなビデオの符号化及び復号のための重み付け予測方法及び装置に関する。

背景技術

0003

ISO/IECMPEG−4パート10AVCITU−T H.264(International Organization for Standardization/International Electrotechnical Commission (ISO/IEC) Moving Picture Experts Group−4 (MPEG−4) Part 10 Advanced Video Coding (AVC) standard/International Telecommunication Union, Telecommunication Sector (ITU−T) H.264 standard)(以下、「MPEG4/H.264」、または単に「H.264」と呼ぶ)は重み付け予測(Weighted Prediction)(WP)を含む最初の国際的なビデオ符号化標準である。重み付け予測は符号化効率を向上するために使われている。スケーラブルビデオコーディング(SVC)は、H.264の改正として開発されたものであり、これも重み付け予測を使っている。しかし、SVC(SVC standard)はベースレイヤの重みとエンハンスメントレイヤの重みとの間の関係を明示的には規定していない。

0004

重み付け予測はH.264のメインプロファイル(Main profile)、エクステンデッドプロファイル(Extended profile)及びハイプロファイル(High profile)でサポートされている。WPを使用していることは、PスライスとSPスライスのシーケンスパラメータセット(sequence parameter set)でweighted_pred_flagフィールドを使用し、Bスライスのシーケンスパラメータセットでweighting_bipred_idcフィールドを使用していることに現れている。WPモードには明示モードと黙示モードの2つがある。明示モード(explicit mode)はP、SP及びBのそれぞれのスライスでサポートされている。黙示モードはBスライスのみでサポートされている。

0005

各スライスの各カラー成分各参照画像インデックス(reference picture index)には1つの重み係数(weighting factor)とオフセットとが付随している。明示モードでは、これらのWPパラメータは符号化されてスライスヘッダに入っている。黙示モードでは、これらのパラメータは現在画像(current picture)と参照画像相対距離に基づいて求められる。

0006

マクロブロックまたはマクロブロックパーティション(macroblock partition)に対して、適用される重み付けパラメータは、現在マクロブロックまたは現在マクロブロックパーティション参照画像インデックス(二重予測(bi−prediction)の場合は複数の参照画像インデックス)に基づく。参照画像インデックスは符号化されてビットストリームに入っているか、スキップされたマクロブロックまたは直接モードマクロブロックについて求められる。参照画像インデックスを使ってどの重み付けパラメータを適用するかを信号として伝えると、重み付けパラメータインデックスをビットストリーム中に入れるよりもビットレートの効率がよい。参照画像インデックスは要求されているその他のビットレートフィールドに基づき入手可能だからである。

0007

スケーラビリティ(scalability)を確保する多数の方法が研究されて標準化されている。これには、MPEG−2とH.264のスケーラビリティプロファイルにおけるSNRスケーラビリティ空間スケーラビリティ時間スケーラビリティファイングレイン(fine grain)スケーラビリティがある。また、H.264の改正として現在開発が進められているものもある。

0008

空間スケーラビリティ、時間スケーラビリティ及びSNRスケーラビリティでは、レイヤ間予測が大規模に組み込まれている。マクロブロック内とマクロブロック間では、前のレイヤの対応する信号を用いて予測が行われる。さらに、各レイヤの動き記述(motion description)を使用して後続のエンハンスメントレイヤの動き記述を予測することができる。これらの方法は3つのカテゴリーに分けられる:レイヤ間テクスチャ内予測(inter−layer intra texture prediction)、レイヤ間動き予測、及びレイヤ間残余予測である。

0009

ジョイントスケーラブルビデオモデル(Joint Scalable Video Model)(JSVM)2.0では、エンハンスメントレイヤマクロブロックダイアディック(dyadic)(2レイヤ)空間スケーラビリティの場合に、「BASE_LAYER_MODE」または「QPEL_REFINEMNT_MODE」の何れかを用いてスケーリングされたベースレイヤ動きデータを用いたレイヤ間予測を利用することができる。レイヤ間動き予測を使用する時は、前の例やの対応する(サンプリングされていない)MBの(参照画像インデックスとそれに付随する重み付けパラメータとを含む)動きベクトルを使用して動き予測する。エンハンスメントレイヤとその前のレイヤのpred_weight_table()値が異なる場合、同じ参照画像について相異なる重み付けパラメータのセットをエンハンスメントレイヤに格納する必要がある。

課題を解決するための手段

0010

こうした先行技術の欠点や不利な点を、本発明は解消する。本発明はスケーラブルビデオ符号化及び復号のための重み付け予測方法及び装置に関する。

0011

本発明の一態様によると、スケーラブルビデオデコーダが提供される。該スケーラブルビデオデコーダは、画像の下位レイヤブロックの復号に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤに適用して、画像のエンハンスメントレイヤのブロックを復号するデコーダを有する。エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する。

0012

本発明の他の一態様によると、スケーラブルビデオ復号方法が提供される。該方法は、画像の下位レイヤのブロックの復号に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤに適用して、画像のエンハンスメントレイヤのブロックを復号する段階を有する。エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する。

0013

本発明のさらに他の一態様によると、スケーラブルビデオ信号データが符号化された記憶媒体が提供される。該方法は、画像の下位レイヤのブロックの符号化に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用して生成された、画像のエンハンスメントレイヤに符号化されたブロックを有する。エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する。

0014

本発明の上記その他の態様、特徴、及び有利性は、添付した図面を参照して読むと、実施形態の詳細な説明から明らかとなるであろう。

発明を実施するための最良の形態

0015

本発明はスケーラブルビデオの符号化及び復号のための重み付け予測方法及び装置に関する。

0016

本発明の原理により、エンハンスメントレイヤの重み付け予測をするためにベースレイヤの重み付けパラメータを再使用する方法と装置を開示する。有利にも、本原理の実施形態によりメモリを節約し、エンコーダとデコーダの両方が複雑になることを避けることができる。さらに、本原理の実施形態によりビットレートを非常に低くすることもできる。

0017

本発明の原理を説明する。

0018

言うまでもなく、当業者は、ここに明示的に説明または図示していなくても、本発明の原理を実施し、かつ本発明の精神と範囲内に含まれる様々な構成を工夫することができる。
ここに記載したすべての例と条件付き言葉は、発明者が技術発展に対してなした本発明の原理とコンセプトとを、読者が理解しやすいようにするためのものであり、その解釈は具体的に記載した実施例や条件に限定されるべきではない。

0019

さらに、本発明の原理、態様、実施形態、及びその実施例のすべての記載は、その構成的等価物及び機能的等価物の両方を含むものである。また、かかる等価物は、現在知られている等価物及び将来開発される等価物を含み、すなわち、構成にかかわらず同じ機能を発揮する開発されるすべての要素を含む。

0020

よって、例えば、当業者には言うまでもなく、ここに説明したブロック図は本発明の原理を化体する回路概念的に示すものである。同様に、言うまでもなく、フローチャート、フロー図、状態遷移図、擬似コード等は、様々な方法(processes)を表し、これらの方法をコンピュータ読み取り可能媒体に実質的に表しても、(明示的に示していようがいまいが)コンピュータプロセッサで実行してもよい。

0021

図示した様々な要素の機能は、専用ハードウェアを用いても、ソフトウェアを実行可能なハードウェアと適当なソフトウェアとを組み合わせても提供できる。プロセッサを設けるとき、機能を単一の専用プロセッサで提供してもよいし、共有された単一のプロセッサで提供してもよいし、一部が共有された複数の個別プロセッサで提供してもよい。さらに、「プロセッサ」または「コントローラ」という用語を明示的に使用した場合、ソフトウェアを実行できるハードウェアのみをいうと解釈してはならず、限定はされないが、デジタルシグナルプロセッサ(DSP)、ソフトウェアを記憶するROM、RAM、不揮発性記憶装置黙示的に含んでもよい。

0022

その他のハードウェアを従来のものでもカスタムのものであっても含んでもよい。同様に、図面に示したスイッチは概念的なものである。スイッチの機能は、プログラムロジックの動作、専用ロジックの動作、プログラム制御や専用ロジックのインターラクション、またはマニュアルで実行されてもよく、具体的な方法は実施者が文脈から判断して選択できる。

0023

請求項において、特定の機能を実行する手段として表した要素は、その機能を実行するいかなる方法も含み、例えば、a)その機能を実行する回路要素組合せと、b)ファームウェアマイクロコード等を含む任意の形式のソフトウェア及びそれと組み合わせたその機能を実行する適当な回路とを含む。請求項に記載した発明は、記載した様々な手段が提供する機能を、請求項に記載したように組み合わせることにある。よって、これらの機能を提供できる手段はどれでも、ここに示したものと等化であると見なせる。

0024

本発明の実施形態により、ベースレイヤの重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤについて再使用する方法と装置を開示する。ベースレイヤはエンハンスメントレイヤをダウンサンプリングしたものなので、エンハンスメントレイヤとベースレイヤとが、同じ参照画像に対して同じ重み付けパラメータのセット(set)を有していた方がよい。

0025

また、本原理によるその他の利点/特徴もある。1つの利点/特徴は、各エンハンスメントレイヤについて1つの重み付けパラメータのセットのみを記憶すればよく、メモリの使用量を節約できる。また、レイヤ間動き予測を使用する場合、デコーダは重み付けパラメータのどちらのセットを使用するか知る必要がある。ルックアップテーブルを利用して必要な情報を格納してもよい。

0026

他の利点/特徴として、エンコーダとデコーダの両方の複雑性を低くすることができる。デコーダにおいて、本原理の実施形態により、解析(parsing)と、正しい重み付けパラメータのセットを探すためにテーブルをルックアップする複雑性とを減らすことができる。エンコーダにおいて、本発明の実施形態により、相異なるアルゴリズムを使用して重み付けパラメータの推定をする複雑性を減らすことができる。更新ステップを使用し、予測重みを考慮すると、同じ参照画像インデックスに対して複数の重み付けパラメータを有することにより、デコーダにおける逆更新ステップにおける動き情報導出と、エンコーダにおける更新ステップとが複雑になる。

0027

さらに別の利点/特徴は、非常に低ビットレートにおいて、本原理の実施形態はコーディング効率が少し有利である。重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤのスライスヘッダで明示的には送信しないからである。

0028

図1を参照して、本発明を適用できるジョイントスケーラブルビデオモデルバージョン2.0(以下、「JSVM2.0」)のエンコーダを参照数字100で示した。JSVM2.0エンコーダ100は、3つの空間レイヤ動き補償時間フィルタリングとを使用する。JSVMエンコーダ100は、2次元(2D)デシメータ104と、2次元デシメータ106と、動き補償時間フィルタリング(MCTF)モジュール108とを有し、各ユニットビデオ信号データ102を受け取る入力を有している。

0029

2次元デシメータ106の出力はMCTFモジュール110の入力と接続され信号通信している。MCTFモジュール110の第1の出力は動きコーダ112の入力と接続され信号通信しており、MCTFモジュール110の第2の出力は予測モジュール116の入力と接続され信号通信している。動きコーダ112の第1の出力はマルチプレクサ114の第1の入力と接続され信号通信している。動きコーダ112の第2の出力は動きコーダ124の第1の入力と接続され信号通信している。予測モジュール116の第1の出力は空間変換器118の入力と接続され信号通信している。空間変換器118の出力はマルチプレクサ114の第2の入力と接続され信号通信している。予測モジュール146の第2の出力は補間器120の入力と接続され信号通信している。補間器120の出力は予測モジュール122の第1の入力と接続され信号通信している。予測モジュール122の第1の出力は空間変換器126の入力と接続され信号通信している。空間変換器126の出力はマルチプレクサ114の第2の入力と接続され信号通信している。予測モジュール122の第2の出力は補間器130の入力と接続され信号通信している。補間器130の出力は予測モジュール134の第1の入力と接続され信号通信している。予測モジュール134の出力は空間変換器136の入力と接続され信号通信している。空間変換器126の出力はマルチプレクサ114の第2の入力と接続され信号通信している。

0030

2次元デシメータ104の出力はMCTFモジュール128の入力と接続され信号通信している。MCTFモジュール128の第1の出力は動きコーダ124の第2の入力と接続され信号通信している。動きコーダ124の第1の出力はマルチプレクサ114の第1の入力と接続され信号通信している。動きコーダ124の第2の出力は動きコーダ132の第1の入力と接続され信号通信している。MCTFモジュール128の第2の出力は予測モジュール122の第2の入力と接続され信号通信している。

0031

MCTFモジュール108の第1の出力は動きコーダ132の第2の入力と接続され信号通信している。動きコーダ132の出力はマルチプレクサ114の第1の入力と接続され信号通信している。MCTFモジュール108の第2の出力は予測モジュール134の第2の入力と接続され信号通信している。マルチプレクサ114は出力ビットストリーム138を出力する。

0032

各空間レイヤについて、動き補償時間分解(motion compensated temporal decomposition)を行う。この分解により時間的スケーラビリティが得られる。下位の空間レイヤからの動き情報を上位のレイヤの動きの予測に使用できる。テクスチャ符号化の場合、連続する空間レイヤ間の空間予測を適用して冗長性を除去する。イントラ予測(intra prediction)または動き補償インター予測(motion compensated inter prediction)から得られる残余信号を変換コーディング(transform coded)する。クオリティベースレイヤ残余(quality base layer residual)により各空間レイヤにおいて最低限の再構成品質が得られる。レイヤ間予測を適用していなければ、このクオリティベースレイヤをH.264準拠ストリームに符号化できる。クオリティスケーラビリティのため、クオリティエンハンスメントレイヤもエンコードする。これらのエンハンスメントレイヤを選択して、粗いまたは細かいグレインクオリティ(SNR)スケーラビリティのいずれかを提供することができる。

0033

図2を参照して、本発明を適用できるスケーラブルビデオデコーダを参照数字200で示した。デマルチプレクサ202の入力を、スケーラブルビットストリームを受信するスケーラブルビデオデコーダ200の入力として使用する。デマルチプレクサ202の第1の出力は空間逆変換SNRスケーラブルエントロピデコーダ204の入力と接続され信号通信している。空間逆変換SNRスケーラブルエントロピデコーダ204の第1の出力は予測モジュール206の第1の入力と接続され信号通信している。予測モジュール206の出力は逆MCTFモジュール208の第1の入力と接続され信号通信している。

0034

空間逆変換SNRスケーラブルエントロピデコーダ204の第2の出力は動きベクトル(MV)デコーダ210の第1の入力と接続され信号通信している。MVデコーダ210の出力は逆MCTFモジュール208の第2の入力と接続され信号通信している。

0035

デマルチプレクサ202の第2の出力は空間逆変換SNRスケーラブルエントロピデコーダ212の入力と接続され信号通信している。空間逆変換SNRスケーラブルエントロピデコーダ212の第1の出力は予測モジュール214の第1の入力と接続され信号通信している。予測モジュール214の第1の出力は補間器216の入力と接続され信号通信している。補間モジュール216の出力は予測モジュール206の第2の入力と接続され信号通信している。予測モジュール214の第2の出力は逆MCTFモジュール218の第1の入力と接続され信号通信している。

0036

空間逆変換SNRスケーラブルエントロピデコーダ212の第2の出力はMVデコーダ220の第1の入力と接続され信号通信している。MVデコーダ220の第1の出力はMVデコーダ210の第2の入力と接続され信号通信している。MVデコーダ220の第2の出力は逆MCTFモジュール218の第2の入力と接続され信号通信している。

0037

デマルチプレクサ202の第3の出力は空間逆変換SNRスケーラブルエントロピデコーダ222の入力と接続され信号通信している。空間逆変換SNRスケーラブルエントロピデコーダ222の第1の出力は予測モジュール224の入力と接続され信号通信している。予測モジュール224の第1の出力は補間モジュール226の入力と接続され信号通信している。補間モジュール226の出力は予測モジュール214の第2の入力と接続され信号通信している。

0038

予測モジュール224の第2の出力は逆MCTFモジュール228の第1の入力と接続され信号通信している。空間逆変換SNRスケーラブルエントロピデコーダ222の第2の出力はMVデコーダ230の入力と接続され信号通信している。MVデコーダ230の第1の出力はMVデコーダ220の第2の入力と接続され信号通信している。MVデコーダ230の第2の出力は逆MCTFモジュール228の第2の入力と接続され信号通信している。

0039

逆MCTFモジュール228の出力は、レイヤ0信号を出力するために、デコーダ200の出力として利用できる。逆MCTFモジュール218の出力は、レイヤ1信号を出力するために、デコーダ200の出力として利用できる。逆MCTFモジュール208の出力は、レイヤ2信号を出力するために、デコーダ200の出力として利用できる。

0040

本原理による第1の実施形態では新しいシンタックス(syntax)は使用しない。この第1の実施形態では、エンハンスメントレイヤはベースレイヤの重み(weights)を再使用する。第1の実施形態は、例えば、プロファイル(profile)またはレベル制約(level constraint)として実施してもよい。条件(requirement)をシーケンスまたは画像パラメータセット中に示すこともできる。

0041

本原理の第2の実施形態では、1つのシンタックスエレメントbase_pred_weight_table_flagを、表1に示したようにスケーラブル拡張のスライスヘッダシンタックスに導入したので、エンコーダは、スライスベースの重み付け予測にどのモードを使用するか、適応的に選択できる。base_pred_weight_table_flagがなければ、base_pred_weight_table_flagは0であると推論する。base_pred_weight_table_flagが1である時、これはエンハンスメントレイヤがその前のレイヤからのbase_pred_weight_table()を再使用することを示す。

0042

表1はスケーラブルビデオコーディングの重み付け予測のためのシンタックスを示す。

0043

デコーダでは、エンハンスメントレイヤがベースレイヤからの重みを再使用するとき、ベースレイヤ(または前のレイヤ)から現在のエンハンスメントレイヤのpred_weight_table()にpred_weight_table()をリマッピング(remapping)する。このプロセスは次の場合に利用される:第1の場合として、ベースレイヤの参照画像インデックス(reference picture index)とエンハンスメントレイヤの参照画像インデックスが示す参照画像が異なる場合、または、第2の場合として、エンハンスメントレイヤで使用される参照画像と対応する(corresponding match)参照画像がベースレイヤにはない場合。第1の場合には、画像順序カウント(picture order count、POC)を使用して、ベースレイヤからエンハンスメントレイヤの正しい参照画像インデックスへ重み付けパラメータをマッピング(map)する。ベースレイヤで複数の重み付けパラメータを使用する場合、参照画像インデックスが最小である重み付けパラメータを最初にマッピングすることが、必ずしも必要ではないが好ましい。第2の場合、エンハンスメントレイヤで使用できない参照画像については、base_pred_weight_table_flagが0に設定されていることは当然である。pred_weight_table()をベースレイヤ(または前のレイヤ)から現在のエンハンスメントレイヤのpred_weight_table()へのリマッピング(remapping)は次のように求められる。このプロセスはpred_weight_table()の承継(inheritance)プロセスと呼ぶ。特に、この承継プロセスは、base_pred_weight_table_flagが1の時に行われる。このプロセスにより出力されるのは次の通りである:



ベース画像導出プロセスが行われ(invoked)、basePicが出力される。Xを0または1のいずれかで置き換えるとして、以下が適用される:
− base_luma_weight_LX[]をベース画像basePicのシンタックス要素luma_weight_LX[]の値にする。
− base_luma_offset_LX[]をベース画像basePicのシンタックス要素luma_offset_LX[]の値にする。
− base_chroma_weight_LX[]をベース画像basePicのシンタックス要素chroma_weight_LX[]の値にする。
− base_chroma_offset_LX[]をベース画像basePicのシンタックス要素chroma_offset_LX[]の値にする。
− base_luma_log2_weight_denomをベース画像basePicのシンタックス要素luma_log2_weight_denomの値にする。
− base_chroma_log2_weight_denomをベース画像basePicのシンタックス要素chroma_log2_weight_denomの値にする。
− BaseRefPicListXをベース画像basePicの参照インデックスリストRefPicListXにする。
− 現在のスライス参照インデックスリストRefPicListX(0からnum_ref_idx_IX_active_minus1までのループ)の各参照インデックスrefIdxLXについて、現在のスライス中の関連する重み付けパラメータを次のように承継する:
− refPicをrefIdxLXが参照する画像にする、
− 次の条件がすべて真である画像があれば、対応するベースレイヤの参照画像refPicBaseがあるとみなす

0044

− 画像refPicBaseのシンタックス要素dependency_idが画像refPicの変数DependencyIdBaseと等しい。

0045

− 画像refPicBaseのシンタックス要素quality_levelが画像refPicの変数QualityLevelBaseと等しい。

0046

− 画像refPicBaseのシンタックス要素fragment_orderが画像refPicの変数FragmentOrderBaseと等しい。

0047

− PicOrderCnt(refPic)の値がPicOrderCnt(refPicBase)の値に等しい。

0048

− refPicBaseを参照する対応ベースレイヤ参照インデックスリストBaseRefPicListXに、参照インデックスが最小値であるインデックスbaseRefIdxLXがある。
− refPicBaseがあれば、次を適用する:
− プロセスの後続ステップではbaseRefIdxLXを使用付加とマークする。

0049

− そうでなければ、



以下は承継プロセスを実施する方法の一例である:



エンハンスメントレイヤ画像とベースレイヤ画像のスライスのパーティショニングが同じであるとき、pred_weight_table()のベースレイヤ(または下位のレイヤ)から現在のエンハンスメントレイヤのpred_weight_table()へのリマッピングはスライスベースで行える。しかし、エンハンスメントレイヤとベースレイヤのスライスのパーティショニング(pertitioning)が異なるとき、pred_weight_table()のベースレイヤ(または下位のレイヤ)から現在のエンハンスメントレイヤのpred_weight_table()へのリマッピングはマクロブロックベースで行う必要がある。例えば、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤが同一の2つのスライスパーティションを有するとき、承継プロセスをスライスごとに1回コールすることができる。対照的に、ベースレイヤが2つのパーティションを有し、エンハンスメントレイヤが3つのパーティションを有するとき、マクロブロックベースで承継プロセスをコールする。

0050

図3を参照するに、重み付け予測を用いた画像ブロックのスケーラブルビデオ符号化方法の一例を参照数字300で示した。

0051

開始ブロック305において、現在のエンハンスメントレイヤ(EL)画像の符号化を開始し、判断ブロック310に進む。判断ブロック310において、ベースレイヤ(BL)画像が現在のEL画像にあるかどうか判断する。あれば、機能ブロック350に進む。なければ、機能ブロック315に進む。

0052

機能ブロック315において、BL画像からの重みを取得し、機能ブロック320に進む。機能ブロック320において、BLのpred_weight_table()をエンハンスメントレイヤのpred_weight_table()にリマッピングし、機能ブロック325に進む(passes control)。機能ブロック325において、base_pred_weight_table_flagを真に設定し、機能ブロック330に進む。機能ブロック330において、取得した重み(weights)で参照画像を重み付けし、機能ブロック335に進む。機能ブロック335において、スライスヘッダにbase_pred_weight_table_flagを書き込み、判断ブロック340に進む。判断ブロック340において、base_pred_weight_table_flagが真(true)かどうか判断する。真であれば、機能ブロック345に進む。真でなければ、機能ブロック360に進む。

0053

機能ブロック350において、EL画像の重みを計算し、機能ブロック355に進む。機能ブロック355において、base_pred_weight_table_flagを(false)に設定し、機能ブロック330に進む。

0054

機能ブロック345において、重み付けした参照画像を用いてEL画像を符号化し、終了ブロック365に進む。

0055

機能ブロック360において、スライスヘッダに重み(weights)を書き込み、判断ブロック345に進む。

0056

図4を参照するに、重み付け予測を用いた画像ブロックのスケーラブルビデオ復号方法の一例を参照数字400で示した。

0057

開始ブロック405において、現在のエンハンスメントレイヤ(EL)画像の復号を開始し、機能ブロック410に進む。機能ブロック410において、スライスヘッダのbase_pred_weight_table_flagを解析し、判断ブロック415に進む。判断ブロック415において、base_pred_weight_table_flagが1かどうか判断する。1であれば、機能ブロック420に進む。1でなければ、機能ブロック435に進む。

0058

機能ブロック420において、対応するベースレイヤ(BL)画像からEL画像に重みをコピーし、機能ブロック425に進む。機能ブロック425において、BL画像のpred_weight_table()をEL画像のpred_weight_table()にリマッピングし、機能ブロック430に進む(passes control)。機能ブロック430において、取得した重み(weights)で参照画像を復号し、機能ブロック440に進む。

0059

機能ブロック435において、重み付けパラメータ(weighting parameters)を解析し、機能ブロック430に進む。

0060

図5を参照して、level_idcシンタックス及びprofile_idcシンタックスを復号する方法の一例を参照数字500で示した。

0061

開始ブロック505から機能ブロック510に進む。機能ブロック510において、level_idcシンタックスとprofile_idcシンタックスとを解析し、機能ブロック515に進む。機能ブロック515において、機能ブロック510で実行した解析に基づき、エンハンスメントレイヤの重み付け予測制約(weighted prediction constraint)を判断し、終了ブロック520に進む。

0062

図6を参照して、エンハンスメントレイヤの重み付け予測制約を復号する方法の一例を参照数字600で示した。

0063

開始ブロック605から機能ブロック610に進む。機能ブロック610において、エンハンスメントレイヤの重み付け予測のシンタックスを解析し、終了ブロック615に進む。

0064

ここで、本発明に付随する多くの有利性/特徴の一部を説明する。一部は上ですでに述べたことである。例えば、1つの有利性/特徴はスケーラブルビデオエンコーダであり、該エンコーダは、画像の下位レイヤのブロックの符号化に使用した、下位レイヤ参照画像に適用された重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤに適用して、画像のエンハンスメントレイヤのブロックを符号化するエンコーダを有する。エンハンスメントレイヤのブロックは下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像は下位レイヤ参照画像に対応する。他の有利性/特徴として、上記のスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、明示的重み付けパラメータモードと黙示的重み付けパラメータモードを選択してエンハンスメントレイヤのブロックを符号化する。さらに他の有利性/特徴として、上記のスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、エンハンスメントレイヤのブロックが下位レイヤのブロックに対応し、エンハンスメントレイヤ参照画像が下位レイヤ参照画像に対応するとき、常に、下位レイヤ参照画像に適用した重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するよう制約を課す。また、他の有利性/特徴として、上記の制約を有するスケーラブルビデオエンコーダにおいて、制約はプロファイルまたはレベル制約として定められ、またはシーケンス画像パラメータセットで信号として送られる。さらに、他の有利性/特徴として、上記のスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、エンハンスメントレイヤのスライスについて、スライスヘッダにシンタックスを付加し、同じ重み付けパラメータまたは異なる重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に選択的に適用する。また、他の有利性/特徴として、上記のスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、下位レイヤからエンハンスメントレイヤのpred_weight_table()シンタックスへのpred_weight_table()のリマッピングを行う。また、他の有利性/特徴として、上記のリマッピングをするスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、画像順序カウントを使用して、下位レイヤからエンハンスメントレイヤの対応する参照画像インデックスに重み付けパラメータをリマッピングする。また、他の有利性/特徴として、上記の画像順序カウントを用いてリマッピングをするスケーラブルビデオエンコーダにおいて、参照画像インデックスが最も小さい重み付けパラメータを最初にリマッピングする。さらに、他の有利性/特徴として、上記のリマッピングをするスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、下位レイヤにはない、エンハンスメントレイヤで使用される参照画像のweighted_prediction_flagフィールドをゼロに設定する。また、他の有利性/特徴として、上記のリマッピングをするスケーラブルビデオエンコーダにおいて、エンハンスメントレイヤで使用される参照画像と一致するものが下位レイヤにないとき、エンハンスメントレイヤで使用される参照画像に対応する参照画像インデックスの重み付けパラメータをスライスヘッダで送る。また、他の有利性/特徴として、上記のリマッピングをするスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、エンハンスメントレイヤと下位レイヤの両方において画像のスライスパーティショニングが同じであるとき、スライスベースでリマッピングを行い、画像のエンハンスメントレイヤのスライスパーティショニングがその画像の下位レイヤのスライスパーティショニングと異なるとき、マクロブロックベースでリマッピングを行う。さらに、他の有利性/特徴として、上記のスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、下位参照画像に適用した重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するとき、下位レイヤからのpred_weight_table()シンタックスをエンハンスメントレイヤのpred_weight_table()にリマッピングする。また、他の有利性/特徴として、上記のスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、下位レイヤ参照画像に適用した重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するとき、重み付けパラメータの推定をスキップする。また、他の有利性/特徴として、上記のスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、下位レイヤ参照画像に適用した重み付けパラメータと同じ重み付けパラメータをエンハンスメントレイヤ参照画像に適用するとき、各参照画像インデックスに対して1つの重み付けパラメータのセットのみを格納する。また、他の有利性/特徴として、上記のスケーラブルビデオエンコーダにおいて、前記エンコーダは、異なる重み付けパラメータを適用するとき、またはエンハンスメントパラメータに下位レイヤがないとき、重み付けパラメータを推定する。

0065

本発明の上記その他の特徴と有利性は、当業者はここに開示した教示に基づき容易に確認できるであろう。言うまでもなく、本発明の教示は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、特殊用途プロセッサ、またはこれらの組み合わせなどのいろいろな形体で実施することができる。

0066

最も好ましくは、本発明の教示をハードウェアとソフトウェアの組合せとして実施する。また、ソフトウェアはプログラム記録装置に実態的に化体されたアプリケーションプログラムとして実施してもよい。そのアプリケーションプログラムは、好適なアーキテクチャを有する機械アップロードされ、実行される。好ましくは、機械は、中央処理装置(CPU)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、及び入出力(I/O)インターフェイス等のハードウェアを有するコンピュータプラットフォームで実施される。コンピュータプラットフォームはオペレーティングシステムとマイクロコードも含んでもよい。ここに説明した様々なプロセスや機能は、CPUが実行できる、マイクロ命令コードの一部やアプリケーションプログラムの一部であってもよく、これらのいかなる組合せであってもよい。また、追加的データ記憶装置印刷装置等その他の様々な周辺装置をコンピュータプラットフォームに接続してもよい。

0067

さらに言うまでもなく、添付した図面に示したシステム構成要素や方法の一部はソフトウェアで実施されることが好ましいが、システム構成要素(または方法)間の実際的な結合は本発明をプログラムするそのプログラム方法に応じて異なる。ここに開示された本発明の教示を受けて、関連技術分野の当業者は、本発明の同様な実施形態や構成を考えることができるであろう。

0068

例示した実施形態を添付した図面を参照して説明したが、言うまでもなく、本発明はこれらの実施形態には限定されず、当業者は、本発明の範囲と精神から逸脱することなく、様々な変化と修正を施すことができるであろう。かかる変更や修正はすべて添付した請求項に記載した本発明の範囲内に含まれるものである。

図面の簡単な説明

0069

本発明は図面を参照してよりよく理解することができる。
本原理を適用できるジョイントスケーラブルビデオモデル(JSVM)2.0エンコーダの例を示すブロック図である。
本原理を適用できるデコーダの例を示すブロック図である。
本原理の一実施形態による、重み付け予測を用いて画像ブロックのスケーラブルビデオ符号化方法の例を示すフロー図である。
本原理の一実施形態による、重み付け予測を用いて画像ブロックのスケーラブルビデオ復号方法の例を示すフロー図である。
本原理の一実施形態による、level_idcシンタックスとprofile_idcシンタックスの復号方法の例を示すフロー図である。
本原理の一実施形態による、エンハンスメントレイヤの重み付け予測制約(constraint)の復号方法の例を示すフロー図である。

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