(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予測単位の処理順序に依存して、該予測単位の境界サンプルの上及び右上にある近隣サンプル又は左及び左下にある近隣サンプルを用いて該予測単位の境界サンプルの予測値を計算するステップと、
前記予測単位のうち前記境界サンプルを除く残りのサンプルの予測値をサンプルベースの角度予測（ＳＡＰ）を用いて計算するステップと、
入力ブロックと、前記境界サンプルの予測値及び前記残りのサンプルの予測値を有する予測ブロックと、の間の差を計算することにより、残差ブロックを計算するステップと、
前記残差ブロックを符号化するステップと、
前記残差ブロックに含まれる少なくとも１つの符号化された予測残差値の値に従って、指数ゴロム（ＥＧ）パラメータの値を適応して更新するステップと、
前記ＥＧパラメータの値を用いて、ＥＧ符号を用いる無損失モードで予測残差値を符号化するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
前記ＥＧパラメータは、
前記ＥＧパラメータの前記値を用いて符号化された少なくとも１つの予測残差の数だけカウンタを増大するステップと、
前記少なくとも１つの予測残差の前の符号化値の合計を用いて、アキュムレータを更新するステップと、
により適応して更新される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ＥＧパラメータの前記値を初期値に初期化するステップと、
前記初期値を用いたＥＧ符号化を用いて第１の予測残差値を符号化するステップと、
を更に有し、
前記カウンタの更新及び前記アキュムレータの更新は、前記符号化された第１の予測残差値をもたらす、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
残差ブロックを符号化する前に、前記カウンタをゼロに初期化するステップであって、前記残差ブロックは、前記予測残差値を含む複数の予測残差値を有する、ステップと、
前記残差ブロックを符号化する前に、前記アキュムレータをゼロに初期化するステップと、
を更に有し、
前記残差ブロックの最後のＥＧパラメータは、前記残差ブロックの直後の次の残差ブロックの最初のＥＧパラメータとして引き継がれる、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
残差ブロックを符号化する前に、前記カウンタをゼロに初期化するステップであって、前記残差ブロックは、前記予測残差値を含む複数の予測残差値を有する、ステップと、
前記残差ブロックを符号化する前に、前記アキュムレータをゼロに初期化するステップと、
を更に有し、
前記残差ブロックの後の次の残差ブロックの最初のＥＧパラメータは、前記残差ブロックの最後のＥＧパラメータと独立した値に初期化される、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数８】
0005944045.tif 000009
により決定され、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項３に記載の方法。
【請求項７】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数９】
0005944045.tif 000010
により決定され、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項３に記載の方法。
【請求項８】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数１０】
0005944045.tif 000011
により決定され、ｗは適応速度を調整するための所定のパラメータであり、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数１１】
0005944045.tif 000012
により決定され、ｗは適応速度を調整するための所定のパラメータであり、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数１２】
0005944045.tif 000013
により決定され、ｃ［ｉ］はｉ＝０，．．．，Ｋｍａｘの正の係数アレイであり、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数１３】
0005944045.tif 000014
により決定され、ｃ［ｉ］はｉ＝０，．．．，Ｋｍａｘの正の係数アレイであり、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項３に記載の方法。
【請求項１２】
プロセッサであって、
予測単位の処理順序に依存して、該予測単位の境界サンプルの上及び右上にある近隣サンプル又は左及び左下にある近隣サンプルを用いて該予測単位の境界サンプルの予測値を計算し、
前記予測単位のうち前記境界サンプルを除く残りのサンプルの予測値をサンプルベースの角度予測（ＳＡＰ）を用いて計算し、
入力ブロックと、前記境界サンプルの予測値及び前記残りのサンプルの予測値を有する予測ブロックと、の間の差を計算することにより、残差ブロックを計算し、
前記残差ブロックを符号化し、
前記残差ブロックに含まれる少なくとも１つの符号化された予測残差値の値に従って、指数ゴロム（ＥＧ）パラメータを適応して更新し、
前記ＥＧパラメータを有するＥＧ符号を用いる無損失モードで予測残差値を符号化する、
ように構成されるプロセッサ、を有する装置。
【請求項１３】
前記ＥＧパラメータは、
前記ＥＧパラメータの前記値を用いて符号化された少なくとも１つの予測残差の数だけカウンタを増大し、
前記少なくとも１つの予測残差の前の符号化値の合計を用いて、アキュムレータを更新する、
ことにより適応して更新される、請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
前記プロセッサは、
前記ＥＧパラメータの前記値を初期値に初期化し、
前記初期値を用いたＥＧ符号化を用いて第１の予測残差値を符号化する、
よう更に構成され、
前記カウンタの更新及び前記アキュムレータの更新は、前記符号化された第１の予測残差値をもたらす、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数１４】
0005944045.tif 000015
により決定され、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数１５】
0005944045.tif 000016
により決定され、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数１６】
0005944045.tif 000017
により決定され、ｗは適応速度を調整するための所定のパラメータであり、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数１７】
0005944045.tif 000018
により決定され、ｗは適応速度を調整するための所定のパラメータであり、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数１８】
0005944045.tif 000019
により決定され、ｃ［ｉ］はｉ＝０，．．．，Ｋｍａｘの正の係数アレイであり、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項１４に記載の装置。
【請求項２０】
前記ＥＧパラメータの前記値は、
【数１９】
0005944045.tif 000020
により決定され、ｃ［ｉ］はｉ＝０，．．．，Ｋｍａｘの正の係数アレイであり、Ｋは前記ＥＧパラメータの前記値を示し、Ｎは前記カウンタを示し、Ａは前記アキュムレータを示し、ＫｍａｘはＫの最大許容値を示す、請求項１４に記載の装置。
【請求項２１】
ビットストリームを復号化して残差ブロックを生成するステップと、
予測単位の処理順序に依存して、該予測単位の境界サンプルの上及び右上にある近隣サンプル又は左及び左下にある近隣サンプルを用いて該予測単位の境界サンプルの予測値を計算するステップと、
前記予測単位のうち前記境界サンプルを除く残りのサンプルの予測値をサンプルベースの角度予測（ＳＡＰ）を用いて計算するステップと、
前記残差ブロックと、前記境界サンプルの予測値及び前記残りのサンプルの予測値を有する予測ブロックと、を加算することにより、元の入力ブロックを計算するステップと、
前記残差ブロックに含まれる少なくとも１つの２進ストリングの値に従って、指数ゴロム（ＥＧ）パラメータを適応して更新するステップと、
前記ＥＧパラメータを有する指数ゴロム（ＥＧ）符号を用いて無損失モードで２進ストリングを復号化するステップと、
を有する方法。
【請求項２２】
前記ＥＧパラメータは、
前記ＥＧパラメータの前記値を用いて復号化された少なくとも１つの予測残差の数だけカウンタを増大するステップと、
受信した符号化値の合計を用いて、アキュムレータを更新するステップと、
により適応して更新される、請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の参照］
本願は、米国仮特許出願番号第６１/６３６,４０９号、出願日２０１２年４月２０日、Wen  Gao他、名称「Binarization  Scheme  for  Intra  Prediction  Residuals  and  Improved  Intra  Prediction  in  Lossless  Coding  in  HEVC」の優先権を主張する。該特許出願は、参照されることにより、その全体が記載されているものとして本願明細書に組み込まれる。また、本願は、米国特許出願番号第１３/８６６,４６８号、出願日２０１３年４月１９日、Wen  Gao他、名称「Improved  Intra  Prediction  in  Lossless  Coding  in  HEVC」の一部継続出願である。該特許出願は、参照されることにより、その全体が記載されているものとして本願明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
比較的短いフィルムでも描写するために必要なビデオデータの量は、相当量であり、データが限られた帯域幅容量で通信ネットワークを渡りストリーミングされる又は通信されるときに問題を生じ得る。したがって、ビデオデータは、通常、今日の通信ネットワークを渡って通信される前に圧縮される。ビデオのサイズは、メモリ資源が限られるので、ビデオが記憶装置に格納されるときに問題になり得る。ビデオ圧縮装置は、送信又は記憶の前に、ビデオデータを符号化するためにソースにおいてソフトウェア及び／又はハードウェアを用いる場合が多く、それにより、デジタルビデオ画像を表現するために必要なデータ量を減少させる。次に、圧縮データは、ビデオデータを復号化するビデオ復号化装置により宛先において受信される。限られたネットワークリソース及び更に高いビデオ品質の要望の増大に伴い、僅かな乃至全く画質を犠牲にしないで圧縮比を向上する向上した圧縮及び伸張技術が望まれる。
【０００３】
例えば、ビデオ圧縮は、イントラフレーム予測を用いても良い。イントラフレーム予測では、ピクセルは、同じビデオフレーム又はスライス内の参照ピクセルから予測されても良い。イントラ予測を不可逆モードで用いるとき、変換及び量子化動作は、ブロック毎に生じ得る。これは、所与のブロックについてのイントラ予測を、該所与のブロック内のピクセルの予測のために隣接ブロック内の参照サンプルを使用することに限定し得る。しかしながら、ＨＥＶＣ（High  Efficiency  Video  Coding）とも呼ばれる次世代ビデオ符号化標準の代表である、ＩＴＵ−Ｔ（International  Telecommunication  Union  Telecommunications  Standardization  Sector）内のＪＣＴ−ＶＣ（Joint  Collaborative  Team  on  Video  Coding）は、イントラ予測モードで無損失符号化のためのブロック内の隣接ピクセルに基づく予測を検討している。これらの予測技術は、ピクセル単位の、サンプル単位の、又はピクセルベースのイントラ予測と呼ばれ得る。しかしながら、特定の境界に沿った境界ピクセルの予測のために用いられる隣接ピクセルの可用性の欠如により、予測中のブロックの該特定の境界に沿ったピクセルのピクセル単位のイントラ予測には問題がある。
【０００４】
さらに、ＨＥＶＣの無損失符号化のエントロピー符号化は、不可逆符号化モードのために設計されている。しかしながら、無損失符号化モードにおける予測残差の統計は、不可逆符号化モードの統計と大きく異なり得る。異なる統計により、無損失符号化モードにおける予測残差の統計を考慮に入れるよう、無損失符号化のためのエントロピー符号化を向上する余地が存在し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一実施形態では、本開示は、少なくとも１つの符号化された予測残差値の値に従って、指数ゴロム（ＥＧ）パラメータの値を適応して更新するステップと、前記ＥＧパラメータを用いて、ＥＧ符号を用いる無損失モードで予測残差値を符号化するステップと、を有する方法を含む。
【０００６】
別の実施形態では、本開示は、少なくとも１つの符号化された予測残差値の値に従って、ＥＧパラメータを適応して更新し、前記ＥＧパラメータを有するＥＧ符号を用いる無損失モードで予測残差値を符号化する、ように構成されるプロセッサ、を有する装置を含む。
【０００７】
更に別の実施形態では、本開示は、ビットストリーム内の少なくとも１つの２進ストリングの値に従ってＥＧパラメータを適応して更新するステップと、前記ＥＧパラメータを有するＥＧ符号を用いて無損失モードで２進ストリングを復号化するステップと、を有する方法を含む。
【０００８】
上述の及び他の特徴は、添付の図面及び請求の範囲と関連して以下の詳細な説明から更に明らかに理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本開示のより完全な理解のために、添付の図面及び詳細な説明と関連して以下の簡単な説明を参照する。類似の参照符号は類似の部分を表す。
【図１】ビデオエンコーダの一実施形態の機能図である。
【図２Ａ】垂直ＳＡＰのための水平スキャン処理順序を示す。
【図２Ｂ】水平ＳＡＰのための垂直スキャン処理順序を示す。
【図３Ａ】正の角度を有する垂直ＳＡＰを示す。
【図３Ｂ】正の角度を有する水平ＳＡＰを示す。
【図４】４ｘ４ＰＵの一実施形態を示す。
【図５】ＰＵのサンプルマトリックス一実施形態を示す。
【図６】ピクセルベースの予測スキームにおけるサンプル間の関係を示す。
【図７Ａ】αとして示される正の角度を用いて垂直ＳＡＰを示す。
【図７Ｂ】正の角度を用いて水平ＳＡＰを示す。
【図８】無損失モードでＰＵを符号化する方法の一実施形態のフローチャートである。
【図９】無損失復号化モードの復号化方法の一実施形態のフローチャートである。
【図１０】ビデオコーデックに実装される２値化スキームの一実施形態を示す。
【図１１】無損失符号化におけるイントラ予測残差のヒストグラムである。
【図１２】量子化及び変換されたイントラ予測残差のヒストグラムである。
【図１３】ビデオコーデックに実装される２値化スキームの一実施形態を示す。
【図１４】無損失符号化モードにおける２値化の方法の一実施形態のフローチャートである。
【図１５】ビットストリームを復号化する方法の一実施形態のフローチャートである。
【図１６】ネットワークノードの一実施形態の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
始めに理解されるべきことに、１又は複数の実施形態の説明的実装が以下に提供されるが、開示のシステム及び／又は方法は、現在知られているか既存かに関わらず任意の数の技術を用いて実装できる。本開示は、いかようにも、本願明細書に図示し記載する例示的設計及び実装を含む説明的実施形態、図面及び以下に記載する技術に限定されず、添付の請求の範囲の範囲内で該請求の範囲の等価範囲全てに従って変更できる。
【００１１】
色空間は、輝度（ルマ又はＹ）成分、並びにＣｂ及びＣｒとして（又は時にはＵ及びＶとして）示される２個のクロミナンス（クロマ）成分を含む３つの成分により表現され得る。ルマ又はクロマ整数値は、通常、ビットを用いるバイナリ形式で格納され処理される。ＹＵＶ又はＹＣｂＣｒ色空間では、各ルマ（Ｙ）ブロックは、Ｃｂブロック及びＣｒブロックを含む２個のクロマブロックに対応する。Ｃｂブロック及びＣｒブロックは、相互にも対応する。クロマブロック及びそれらの対応するルマブロックは、ビデオフレーム、スライス、又は領域の同一の相対位置に位置しても良い。議論されているアプローチは、ＲＧＢ、ＹＣｏＣｇ、等のような任意の他の色空間のビデオにも適用可能である。
【００１２】
ビデオ符号化では、ＹＣｂＣｒ成分を符号化するために種々のサンプリングレートが用いられても良い。Ｃｂブロック、その対応するＣｒブロック及び／又はその対応するＹブロックのサイズは、サンプリングレートに依存して同一又は異なっても良い。例えば、４：２：０サンプリングレートでは、各ＮｘＮクロマ（Ｃｂ又はＣｒ）ブロックは、２Ｎｘ２Ｎルマブロックに対応しても良い。この例では、クロマブロックの幅又は高さは、対応するルマブロックの幅又は高さの半分である。人間の目はルマ成分よりクロマ成分に対して感受性が低いので、クロマ成分はダウンサンプリング又はサブサンプリングされる。別の例では、４：４：４サンプリングレートでは、各ＮｘＮクロマ（Ｃｂ又はＣｒ）ブロックは、ＮｘＮルマブロックに対応しても良い。この例では、より高いビデオ忠実性が保たれ得るが、より多くのデータが符号化される必要があり得る。４：２：２、４：２：１、等のような他のサンプリングレートも用いられても良い。
【００１３】
ＨＥＶＣでは、新しいブロック概念が導入されている。例えば、符号化単位（coding  unit：ＣＵ）は、等しい若しくは可変サイズの正方ブロックへのビデオフレームの細分化を表し得る。ＨＥＶＣでは、ＣＵは、以前の標準のマクロブロック構造を置き換え得る。インター又はイントラ予測モードに依存して、ＣＵは、１又は複数の予測単位（prediction  unit：ＰＵ）を有しても良い。予測単位の各々は、予測の基本単位として機能し得る。例えば、イントラ予測では、６４ｘ６４ＣＵは、４個の３２ｘ３２ＰＵに対照的に分割され得る。別の例では、インター予測では、１個の６４ｘ６４ＣＵは、１個の１６ｘ６４ＰＵと１個の４８ｘ６４ＰＵに非対称的に分割されても良い。
【００１４】
ＨＥＶＣは未だ委員会の草案段階であり、４：２：０フォーマットを有するビデオシーケンスについて主な概略が策定されている。ＨＥＶＣ主要プロファイルでは、無損失符号化モードは、変換、量子化及びループ内フィルタ（つまり、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット（sample  adaptive  offset：ＳＡＯ）及び適応ループフィルタ（adaptive  loop  filter：ＡＬＦ））を単に迂回することにより達成され得る。設計は、ＨＥＶＣ主要プロファイル符号器及び復号器実装に負担させることなく、無損失符号化を提供することを目的とする。ＨＥＶＣにおける不可逆符号化とは対照的な無損失に関する更なる詳細は、以下に提供される。
【００１５】
図１は、ビデオエンコーダ１００の一実施形態の機能図である。エンコーダ１００は、ＨＥＶＣで用いられても良い。入力ブロックを有するビデオフレーム又はピクチャは、エンコーダ１００に供給されても良い。入力ブロックを符号化するために、前に符号化されている１又は複数の参照ブロックに基づき、予測ブロックが生成されても良い。入力ブロックは、ルマ又はクロマＣＵ又はＰＵであっても良い。予測ブロックは、入力ブロックの推定されたバージョンであっても良い。残差ブロックは、図示のように入力ブロックから予測ブロックを減算することにより（又はその逆）生成されても良い。残差ブロックは、入力ブロックと予測ブロックとの間の差、言い換えると予測残差若しくは誤差を表しても良い。予測残差を表すために必要なデータ量は、通常、入力ブロックを表すために必要なデータ量より少ないので、残差ブロックは、より高い圧縮率を達成するために符号化されても良い。
【００１６】
不可逆又は無損失符号化が用いられるかに依存して、エンコーダ１００内に少なくとも２つの可能な経路がある。不可逆モードは、最初に扱われる。図１に示すように、不可逆モードでは、残差ピクセルを有する残差ブロックは、変換モジュール１０２に供給されても良い。その結果、空間領域における残差ピクセルは、変換行列を適用することにより、周波数領域の変換係数に変換されても良い。変換は、２次元変換、例えば離散コサイン変換（discrete  cosine  transform：ＤＣＴ）に非常に類似する又はそれと同じ変換を通じて実現されても良い。さらに、変換モジュール１０２に続く量子化モジュール１０４で、高インデックス変換係数の数は、ゼロにまで減少されても良い。これは、後のエントロピー符号化ステップではスキップされても良い。量子化の後、量子化された変換係数は、エントロピーエンコーダ１５０によりエントロピー符号化されても良い。エントロピー符号化１５０は、コンテキスト適応型２進算術符号化（context−adaptive  binary  arithmetic  coding：ＣＡＢＡＣ）方式、指数ゴロム（Exponential−Bolomb）方式、又は固定長方式、又はそれらの任意の組合せのような任意のエントロピー符号化スキームを用いても良い。エントロピー符号化の後に、符号化されたブロックは、エンコーダ１００によりビットストリームの一部として送信されても良い。ビットストリームは、任意の利用可能なネットワークプロトコルを用いてパケット化され、カプセル化され、及び送信されても良い。
【００１７】
エンコーダ１００では、残差ブロックは、図示のように変換、量子化、逆量子化及び逆変換を含む一連の動作を行った後に、残差ブロックＩＩに変換されても良い。これらの動作の一部又は全部は完全に可逆ではないので、変換処理中に情報損失が生じ得る。したがって、残差ブロックＩＩは、対応する残差ブロックの単に近似でしかなく、通常はより高い圧縮効率のために少ない非ゼロ残差ピクセルしか有しない。さらに、残差ブロックＩＩは、例えば２個のブロックを一緒に加算することにより、再構成ブロックを形成するために対応する予測ブロックと結合されても良い。特に断らない限り、対応するブロックは、ピクチャの同じ相対位置にあるブロックを示しても良い。この方法では、再構成ブロックは入力ブロックの不可逆バージョンであり得るので、エンコーダ１００は不可逆符号化モードを実装しても良い。
【００１８】
再構成ブロックは、予測ブロックを生成するために参照ブロックとして用いられても良い。再構成ブロックの位置に依存して、予測は、インターフレーム予測及びイントラフレーム予測として（手短に言えば、それぞれ、インター予測及びイントラ予測として）分類され得る。使用中、連続ビデオフレーム又はスライスは、実質的に相関しても良く、１つのフレーム内の１つのブロックは、前に符号化されたフレーム内の対応するブロックから実質的に変化しない。インター予測は、フレーム又はピクチャシーケンス内の時間的冗長性、例えば連続フレームの対応するブロック間の類似性を利用して、圧縮データを減少させても良い。インター予測は、動き補償（motion  compensation：ＭＣ）モジュール１４２が後に続く動き推定（motion  estimation：ＭＥ）モジュール１４０により実施されても良い。インター予測では、動き補償アルゴリズムは、符号化順序に従って現在フレームに先行する１又は複数の参照フレーム内に位置する対応するブロックに基づき、現在フレーム内の現在ブロックの動きベクトルを計算するために実施されても良い。
【００１９】
（例えば、ブロッキングアーティファクトを低減することにより）再構成ビデオフレームの品質を向上するために、ループ内フィルタリングステップは、予測の前に実行されても良い。例えば、インター予測では、ブロッキングアーティファクトを除去又は低減するために、デブロッキングフィルタ１２０は、再構成ブロックのエッジに位置するピクセルに適用されても良い。デブロッキングフィルタ１２０を実施した後に、しばしば、ループ内フィルタリングステップは、再構成ピクセルの値を変更するよう構成されても良いサンプル適応オフセット（sample  adaptive  offset：ＳＡＯ）モジュール１２２を更に有しても良い。適応ループフィルタ（ＡＬＦ）１２４は、ＳＡＯモジュール１２２の後に適用されても良く、結果として生じた処理済みブロックは、インター予測補償で用いるためにフレームバッファ１２６に格納されても良い。
【００２０】
同様に、ビデオフレーム内で、ピクセルは同じフレーム内の他のピクセルと相関付けられても良く、１つのブロック内の又は幾つかのブロックに渡るピクセル値がほんの僅かしか変化しないように及び／又は反復的テクスチャを示すようにしても良い。同一フレーム内の近隣ブロック間の空間的相関を利用するために、イントラ予測は、イントラ予測（intra  prediction：ＩＰ）モジュール１３２が後に続くイントラ予測推定（intra−prediction  estimation：ＩＰＥ）モジュール１３０により実施されて、（再構成ブロックを含む）１又は複数の前に符号化した近隣ブロックからの予測ブロックを補間しても良い。エンコーダ及びデコーダは、予測ブロックを独立に補間しても良く、それにより、１つのフレーム及び／又は画像の実質的部分を、比較的少数の参照ブロック、例えばフレームの左上角に位置する（及びそこから延在する）ブロックの通信から再構成できるようにする選択モジュール１３４は、入力ブロックのための最良モードを選択するために、インター及びイントラ予測の間で選択しても良い。通常、当業者により理解されるように、最良予測モードは、例えば予測されたブロックと元のブロックとの間の絶対差の最小和を生じる予測モードを選ぶレート歪み最適化（rate  distortion  optimization：ＲＤＯ）を用いて決定されても良い。
【００２１】
無損失符号化は次に扱われる。無損失符号化モードでは、変換１０２、量子化１０４、逆量子化１０６、及び逆変換１０８モジュールは、ループ内フィルタ（デブロッキング１２０、ＳＡＯ１２２、及びＡＬＦフィルタ１２４）と同様に、図１に示すように迂回される。変換１０２及び量子化１０４モジュールは、イントラ予測を有する不可逆符号化モードで、ブロック内のピクセルの予測が近隣ブロック内の参照ピクセルにのみ基づくことを示す、ブロックベースの処理を用いても良い。ブロック内の参照ピクセルは、該ブロック内のピクセル値の予測には利用できない場合がある。これに対し、イントラ予測を伴う無損失符号化モードでは、変換及び量子化モジュールが迂回されるので、ブロック内のピクセルの予測は、該ブロック内の他のピクセルに基づいても良い。この目的のために、サンプルベースの角度予測（sample  based  angular  prediction：ＳＡＰ）が不可逆符号化のために用いられても良い。
【００２２】
ＳＡＰでは、ＰＵ内の全てのサンプルは、B.Bross他による「High  Efficiency  Video  Coding  (HEVC)  text  specification  draft  ６」、JCT−VC  Document,  JCTVC−H１００３,  San  Jose,  CA,  Feb.  ２０１２（以後、「ＨＥＶＣドラフト６」と表す）で定められるような同じ予測角を共有しても良い。また、予測角のシグナリングは、ＨＥＶＣドラフト６におけるものと同じであっても良い。相違は、本願明細書に開示の方法では、良好なイントラ予測精度を達成するために、角度予測がＰＵに対してサンプル単位で実行されることである。つまり、現在ＰＵの予測ブロックは、同じ予測角を用いることによりサンプル単位でＳＡＰを実行することにより生成されても良い。
【００２３】
ＳＡＰ方法では、ＰＵ内のサンプルは所定の順序で処理されて、ＰＵ内の現在サンプルがその直接の近隣から予測されているときに近隣サンプルが利用可能になるようにしても良い。図２Ａは、垂直ＳＡＰのための水平スキャン処理順序を示す。図２Ｂは、水平ＳＡＰのための垂直スキャン処理順序を示す。図２Ａ及び２Ｂに示すように、水平スキャン及び垂直スキャン処理順序は、それぞれ垂直及び水平角度予測に適用されても良い。現在ＰＵの上及び左ＰＵ境界の周りにある参照サンプルの処理は、ＨＥＶＣドラフト６に定められた処理と同じであっても良い。一方、現在ＰＵの右及び下ＰＵ境界の周りにある参照サンプルの処理は、現在ＰＵの最近接境界サンプルから単にパディングされる（図２Ａ及び２Ｂのパディングされたサンプルを参照）。
【００２４】
図３Ａは、正の角度を有する垂直ＳＡＰを示す。図３Ｂは、正の角度を有する水平ＳＡＰを示す。留意すべきことに、現在ＰＵの右及び下ＰＵ境界の周りのパディングされたサンプルは、それぞれ図３Ａ及び３Ｂに示すように、正の角度を有する垂直又は水平ＳＡＰの間に、必要であっても良い。図３Ａ及び３Ｂでは、ｘは予測されるべきピクセルを表し、ａ及びｂは近隣サンプル値（実際の又は予測された）を表す。
【００２５】
正の角度を有する垂直ＳＡＰ及び４ｘ４ＰＵを例として考える。図４は、Ｓ（ｉ，ｊ）、ｉ＝０，１，２，３及びｊ＝０，１，２，３として示されるサンプル（ピクセル値）を有する４ｘ４ＰＵの一実施形態である。Ｐａｄ（ｉ）、ｉ＝０，１，２は、従来の技術を用いて最近接サンプルを用いて導出されたパディングされた参照サンプルを示し、パディングされた参照サンプルの処理は次式のように表現できることを意味する。
Ｐａｄ（ｉ）＝Ｓ（ｉ，３）、ｉ＝０，１，２
正の予測角を有する垂直ＳＡＰでは、Ｐ（ｉ，３）として示されるＳ（ｉ，３）、ｉ＝０，１，２，３の予測値は、次式で与えられ、予測角の値とは独立である。
Ｐ（ｉ，３）＝Ｓ（ｉ−１，３）、ｉ＝１，２，３      （１）
したがって、事実上、サンプルＰ（ｉ，３）、ｉ＝１，２，３の垂直予測角が常に０度であり、一方、他のサンプルは異なる予測角を用いても良い。別の言い方をすれば、予測値Ｐ（ｉ，３）、ｉ＝１，２，３は、ゼロの予測角を有する。結果は、水平ＳＡＰについても同じである。これらの観察に基づき、特定の境界サンプルのうちの各々を、垂直ＳＡＰで直ぐ上のピクセル又は水平ＳＡＰで直ぐ左にあるピクセルだけでなく、その対応する近隣サンプル又はピクセルを用いて予測することが望ましい。
【００２６】
本願明細書には、ピクセルベースの予測においてＰＵ内の境界サンプルの予測を向上するための方法及び装置が開示される。隣接サンプルの複製である、したがって冗長情報を表す境界サンプルの予測において、パディングされたサンプルを用いる代わりに、境界サンプルは近隣サンプルを用いて予測されても良い。無損失符号化モードにおける効率的なピクセルベースの予測スキームを提供するために、境界サンプルの向上された予測は、ＰＵ内の他のピクセルのＳＡＰと組み合わされても良い。
【００２７】
上述の観察に基づくと、境界サンプルの各々、例えば４ｘ４ＰＵの垂直ＳＡＰではＳ（ｉ，３）、ｉ＝１，２，３、及び４ｘ４ＰＵの水平ＳＡＰではＳ（３，ｉ）、ｉ＝１，２，３を、垂直ＳＡＰでは直ぐ上のピクセル又は水平ＳＡＰでは直ぐ左のピクセルだけではなく、その対応する近隣ピクセルを用いて予測することが望ましい。図５は、大きさＮｘＮのＰＵのサンプルマトリックスの一実施形態を示す。一例として垂直ＳＡＰを考える。太線で囲まれたボックス内の境界サンプル、つまりＳ（ｉ，Ｎ−１）、ｉ＝１，．．．，Ｎ−１を予測するために、以下の適応予測子が用いられる。Ｘは境界サンプルのうちの１つを表すとする。つまり、Ｘ＝Ｓ（ｉ，Ｎ−１）、１≦ｉ≦（Ｎ−１）。Ｐ（ｘ）はサンプルＸの予測された値を表すとする。近隣サンプルに隣接するＸの左、上、及び左上を、それぞれＡ、Ｂ、及びＣと表す。図６は、サンプルＡ、Ｂ、Ｃ及びＸの間の関係を示す。サンプルＸは次のように予測されても良い。
【００２８】
【数１】
0005944045.tif 000002
水平ＳＡＰのための水平スキャン順序での式（２）の使用を説明するために、サンプルＳ（１，Ｎ−１）が予測される必要がある（つまり、Ｘ＝Ｓ（１，Ｎ−１））。近隣サンプルＳ（１，Ｎ−２）、Ｓ（０，Ｎ−１）及びＳ（０，Ｎ−２）は、図２Ａの水平スキャン順序を用いて予測され、したがってＰ（Ｓ（１，Ｎ−２））、Ｐ（Ｓ（０，Ｎ−１））、Ｐ（Ｓ（０，Ｎ−２））を生じ得る。式（２）及び図６の表記を用いると、Ｐ（Ｘ＝Ｓ（１，Ｎ−１））の決定において、Ａ＝Ｐ（Ｓ（１，Ｎ−２））、Ｂ＝Ｐ（Ｓ（０，Ｎ−１））、Ｃ＝Ｐ（Ｓ（０，Ｎ−２））である。
【００２９】
水平ＳＡＰのための垂直スキャン順序での式（２）の使用を説明するために、サンプルＳ（Ｎ−１，１）が予測される必要がある（つまり、Ｘ＝Ｓ（Ｎ−１，１））。ＳＡＰ予測では、Ｓ（Ｎ−１，１）の下には利用可能な近隣サンプルが存在しない。したがって、式（２）が用いられる。近隣サンプルＳ（Ｎ−１，０）、Ｓ（Ｎ−２，０）及びＳ（Ｎ−２，１）は、図２Ｂの垂直スキャン順序を用いて予測され、したがってＰ（Ｓ（Ｎ−１，０））、Ｐ（Ｓ（Ｎ−２，０））、Ｐ（Ｓ（Ｎ−２，１））を生じ得る。式（２）及び図６の表記を用いると、式（２）を用いたＰ（Ｘ＝Ｓ（Ｎ−１，１））の決定において、Ａ＝Ｐ（Ｓ（Ｎ−１，０））、Ｂ＝Ｐ（Ｓ（Ｎ−２，１））、Ｃ＝Ｐ（Ｓ（Ｎ−２，０））である。通常、水平ＳＡＰが用いられるとき、式（２）の適応予測子を用いた境界サンプルは、Ｓ（Ｎ−１，ｉ）、ｉ＝１，．．．，Ｎ−１であっても良い。上述のサンプルのうちの１つを予測するために、式（２）と同じ予測子が用いられても良い。
【００３０】
しかし、式（２）は、特定の境界サンプルＳ（ｉ，Ｎ−１）又はＳ（Ｎ−１，ｉ）、ｉ＝１，．．．，Ｎ−１の近隣サンプル値に基づきサンプル値を予測するための１つの可能な方法である。他の可能性は、値Ａ、Ｂ及びＣの中央値又は平均を計算することを含む。
【００３１】
サンプルが（垂直ＳＡＰの）境界サンプルＳ（ｉ，Ｎ−１）又は（水平ＳＡＰの）Ｓ（Ｎ−１，ｉ）、ｉ＝１，２，．．．，Ｎ−１のうちの１つではない場合、任意の従来のＳＡＰ技術が用いられても良い。図７Ａは、αとして示される正の角度を用いて垂直ＳＡＰを示す。図７Ｂは、αとして示される正の角度を用いて水平ＳＡＰを示す。図７Ａ及び７Ｂでは、Ｘは予測されるべきピクセル値を表し、ａ及びｂは近隣ピクセルの実際の又は予測されたピクセル値を表す。両方の場合に、ＸはＡ及びＢの重み付けされた（又は線形の）組み合わせであっても良い。例えば、Ｘは次式のように表される。
Ｘ＝（１−ｓ）＊Ａ＋ｓ＊Ｂ      （３）
ここで、ｓは範囲［０，１］の重み係数である。重み係数は、αが小さいときＡにより大きな重みを与え、Ｂに与えられる重みはαが増大するにつれて増大する。重み係数ｓは、例えば、ｔａｎ（α）に等しくても良い。ここで、０≦α≦４５度である。ＨＥＶＣにおいて指定されるイントラ予測は、これらの重み係数を計算するためのこれらの可能な方法のうちの１つである。
【００３２】
図８は、無損失モードでＰＵを符号化する方法７００の一実施形態のフローチャートである。方法はブロック７１０で開始する。ブロック７１０で、ＰＵの処理順序が決定される。処理順序は、例えば図２Ａに示されるような水平処理順序、又は図２Ｂに示されるような垂直処理順序であっても良い。次に、ブロック７２０で、ＰＵ内の境界サンプルの予測値が計算される。予測されるべき境界サンプルは、水平処理順序では（つまり、他のサンプルについて垂直ＳＡＰが用いられるとき）Ｓ（ｉ，Ｎ−１）、ｉ＝１，２，．．．，Ｎ−１として示され、垂直処理順序では（つまり、他のサンプルについて水平ＳＡＰが用いられるとき）Ｓ（Ｎ−１，ｉ）、ｉ＝１，２，．．．，Ｎ−１として示されても良い。つまり、予測されるべき特定の境界サンプルは、スキャン又は処理順序に依存する。ＰＵは図５に示すように配置されても良い。境界サンプルの予測値は、例えば図６に示すような対応する左、上、及び左上の近隣サンプルに基づき及び式（２）を用いて計算されても良い。次にブロック７３０で、ＰＵ内の残りのサンプル（つまり、前述の境界サンプル以外のＰＵ内の全てのサンプル）の予測値は、ＳＡＰを用いて計算される。予測角に依存した組合せで、２個の近隣サンプルの線形結合として１つのサンプルを予測する任意の従来のＳＡＰ技術が用いられても良い。式（３）は、ＳＡＰ技術の一例を示す。ブロック７２０及び７３０は、順番に又は並列に実行されても良い。ブロック７４０で、予測ＰＵ又は予測ブロックを提供するためにＰＵ内の全てのサンプルの予測値が決定された後、残差ブロックは、図１に示すように計算されても良い。残差ブロックは、入力ブロックと計算された予測ブロックとの間の差であっても良い。最後に、ブロック７５０で、残差ブロックは、例えば図１に示すようなエントロピー符号化を用いて符号化されても良い。変換１０２及び量子化１０４モジュールが無損失モードで迂回されることを思い起こすと、残差ブロックは、エントロピーエンコーダ１５０に直接提供されても良い。エントロピー符号化された値は、ビットストリームに挿入されても良い。ＰＵは、ルマ又はクロマサンプルを有しても良い。方法７００は、ルマサンプルのみ、クロマサンプルのみ、又はルマサンプルとクロマサンプルの両方に適用されても良い。
【００３３】
図９は、無損失復号化モードの復号化方法７６０の一実施形態のフローチャートである。本願明細書に記載のビデオ符号化スキームの詳細を得ると、当業者は、本願明細書に記載の符号化を逆にし又は「元に戻す」ために復号化を考案できるだろう。しかしながら、方法７６０は、説明及び便宜のために提供される。方法７５０は、ブロック７６５で開始し、ビットストリームの一部は、残差ブロックを生成するためにエントロピー復号化を用いて復号化される。ブロック７７０で、予測ブロックは、１又は複数の前の復号化近隣ブロック内の残差ブロックの外部の複数の参照ピクセルに基づき再構成される。処理順序に基づき識別される境界サンプルは、対応する左、上、及び左上の近隣再構成サンプルを用いて再構成されても良い。予測ブロック内の残りのサンプルは、ＳＡＰ（水平処理順序では垂直ＳＡＰ、及び垂直処理順序では水平ＳＡＰ）を用いて再構成されても良い。ブロック７７５で、ビデオフレーム内の元のブロック（例えば、入力ＰＵ）の推定を得るために、予測ブロックは残差ブロックに加算されても良い。元のブロックは、ルマ又はクロマサンプルであっても良い。
【００３４】
ＨＥＶＣドラフト６では、符号化ユニットが無損失符号化モードを用いるとき、イントラルマ予測残差の２値化スキームは、イントラルマ変換係数レベルの２値化スキームと同じである。２つのデータセット間の異なる統計により、２値化スキームは、既存のスキームを有意に変更することなく、ルマ予測残差のために更に向上できる。
【００３５】
変換係数レベルの符号化処理は、２つの主要な部分を有しても良い。つまり、レベルをビンのシーケンスに変換する２値化、及びビンをビットに圧縮する２進算術エントロピー符号化である（集合的に、例えばエントロピーエンコーダを用いてエントロピー符号化として実施される）。図１０は、ビデオコーデックに実装される２値化スキーム７８０の一実施形態を示す。予測残差の絶対値（Ｘとして示される）に依存して、その２進表現は１、２、又は３個の部分を有しても良い。例えば図１に示したような残差ブロックは、複数の予測残差を有しても良い。前述のように、予測残差は、元のピクセルと予測ピクセルとの間の差であっても良い。一実施形態では、Ｘが１又は２に等しい場合、Ｘは、１が「０」として２値化され及び２が「１０」として２値化されるＵｎａｒｙ符号を用いる１つの部分として２値化されても良い。このような符号化は、最大長２を有するＴｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｕｎａｒｙ（ＴＵ）符号として表されても良い。Ｘ≧３の場合、値３は、２進ストリング「１１」を用いて最初に２値化され、値（Ｘ−３）は、Ｔｒｕｎｃａｔｅｄ  Ｇｏｌｏｍｂ−Ｒｉｃｅ（ＴＲ）符号を用いて更に２値化される。ＴＲ符号では、表現可能な最大値は、Ｍとして示される。（Ｘ−３）≦Ｍの場合、（Ｍ−３）はＴＲにより表現され得る。しかしながら、（Ｘ−３）≧（Ｍ＋１）の場合、値（Ｍ＋１）は全て１の２進ストリングで最初に２値化される。次に、（Ｘ−３−（Ｍ＋１））の余りは、ＥＧ０符号として表される、パラメータＫ＝０を有する指数ゴロム（Exponential−Golomb：ＥＧ）符号を用いて符号化される。ＥＧ符号は、汎用符号の一例であり、当業者に理解されるように、正の整数を２進コードワードにマッピングする。他の汎用符号がＥＧ符号の代わりに用いられても良い。
【００３６】
留意すべきことに、上述の２値化方法は、元来、通常は小さな値を有する量子化された変換係数を符号化するために設計された。しかしながら、無損失符号化の場合のルマ成分に対する２値化演算への入力は、変換及び量子化を有しないイントラ予測残差であっても良く、イントラ符号化変換係数と異なる統計的特性を示す。
【００３７】
ＳｌｉｄｅＥｄｉｔｉｎｇテストシーケンスを例として用いると、ＱＰ＝２７を用いて符号化されるとき、無損失符号化におけるそのイントラルマ予測残差のヒストグラム及びその量子化された変換係数のヒストグラムは、それぞれ図１１及び１２に示される。これらの結果により示されるように、大きなルマ予測残差は、変換係数と比べて無損失の場合に比較的高い周波数と共に現れる。
【００３８】
予測残差値が大きい場合、ＥＧ０符号による２値化に残される値も比較的大きくなり、結果として非効率な表現を生じる。より高い次数のＥＧ符号を用いて大きな値を表現することは、小さなＫパラメータを有するＥＧ符号と比べてより効率的であり得る。しかしながら、Ｋパラメータは、小さな値について符号化の不利益を導入し得るので、大きすぎてはならない。
【００３９】
本願明細書には、予測残差の統計を考慮に入れる適応型２値化を実行する方法及び装置が開示される。適応型２値化は、従来の２値化スキームよりも、無損失符号化スキームの予測残差の統計により適し得る。本願明細書に開示される適応型２値化は、過去に２値化されたイントラ予測残差の平均レベルに従って、ＥＧ符号のＫ値を適応することを含む。
【００４０】
図１３は、ビデオコーデックに実装される２値化スキーム７９０の一実施形態を示す。図２のスキーム７８０について議論するように、（Ｘ−３）≧（Ｍ＋１）の場合、値（Ｍ＋１）は全て１の２進ストリングで最初に２値化される。次に、（Ｘ−３−（Ｍ＋１））の余りは、ｋ＝０を有するＥＧ符号（つまり、ＥＧ０符号）を用いて符号化される。これに対し、図１３のスキーム７９０は、後述するように、（Ｘ−３）≧（Ｍ＋１）の場合、ＥＧ符号のパラメータＫ（本願明細書ではＥＧパラメータとして表される場合も多い）を適応しても良い。パラメータＫを有するＥＧ符号化は、ＥＧＫとして表される場合が多い。条件（Ｘ−３）≧（Ｍ＋１）が満たされない場合、符号化は図１２の場合と同じである。
【００４１】
図１４は、無損失符号化モードにおける２値化の方法８００の一実施形態のフローチャートである。方法８００は、ブロック８１０で開始し、ＥＧパラメータは所定値、例えば０又は３に初期化される。また、ブロック８１０で、Ｎとして示されるカウンタ及びＡとして示されるアキュムレータ（方法８００の後半で用いられる変数）は、ゼロに設定されても良い。次に、ブロック８２０で、第１の予測残差は、選択されたＥＧパラメータを有するＥＧ符号化を用いて符号化される。例えば、ＥＧパラメータがｋ＝３の場合、ＥＧ３符号化が用いられる。方法８００は、（Ｘ−３）≧（Ｍ＋１）を満たす予測残差に適用する。また、これらの予測残差では、値（Ｍ＋１）は全て１の２進ストリングで２値化される。値（（Ｘ−３）−（Ｍ＋１））の余りは、ＥＧ符号を用いて符号化されても良い。ブロック８３０で、カウンタＮは、パラメータＫを有するＥＧ符号を用いて符号化された予測残差の数として更新され、係数グループ（通常、１６個の予測残差のブロック）の中の現在の数を含み、ここで０≦Ｋ≦Ｋｍａｘであり、Ｋｍａｘは最大許容値である。次に、ブロック８４０で、アキュムレータＡは、パラメータＫを用いる最近符号化された値を用いて更新される。アキュムレータＡは、（Ｘ−３）≧（Ｍ＋１）の場合に（（Ｘ−３）−（Ｍ＋１））の形式の前の符号化から、符号化された値の合計として更新されても良く、係数グループの中の現在の値を含む。ブロック８５０で、パラメータＫの値は更新される。多数の実施形態は、パラメータＫを更新するために用いられても良く、以下の６個の代替の実施形態のうちの１つを含む。
【００４２】
パラメータＫを更新する第１の実施形態は次の通りである。
【００４３】
【数２】
0005944045.tif 000003
ここで、構文は当業者により理解される。つまり、（Ｎ＜＜ｉ）は、整数Ｎの２進表現をｉビットだけ左にシフトすることを示す。ｉ＋＋は、ｉを１だけ増大することを示す。そして、「＆＆」は、論理積（ＡＮＤ）演算子を示す。留意すべきことに、Ｋパラメータを更新する動作は、１つの加算、最大でも（Ｋｍａｘ＋１）回のインクリメント演算、最大でもＫｍａｘ回の左シフト演算、及び最大でも２Ｋｍａｘ回の比較演算しか含まないので、軽微であり得る。
【００４４】
パラメータＫを更新する第２の実施形態は次の通りである。
【００４５】
【数３】
0005944045.tif 000004
パラメータＫを更新する第３の実施形態は次の通りである。
【００４６】
【数４】
0005944045.tif 000005
ここで、ｗは、適応速度を調整するための所定のパラメータである。（Ｅｑ．１）の方法は、ｗ＝１を用いる（Ｅｑ．３）の方法に対応しても良い。ｗ＞１の場合、適応速度は、ｗ＝１を用いる方法より速くなり得る。ｗ＜１の場合、適応速度は、ｗ＝１を用いる方法より遅くなり得る。
【００４７】
パラメータＫを更新する第４の実施形態は次の通りである。
【００４８】
【数５】
0005944045.tif 000006
適応レートを微調整したい場合、正の係数アレイｃ［ｉ］、ｉ＝０，．．．，Ｋｍａｘが導入されても良い。パラメータＫを更新する第５の実施形態は次の通りである。
【００４９】
【数６】
0005944045.tif 000007
留意すべきことに、ｃ［ｉ］、ｉ＝０，．．．，Ｋｍａｘは、（Ｅｑ．１）の方法に対応しても良い。
【００５０】
パラメータＫを更新する第６の実施形態は次の通りである。
【００５１】
【数７】
0005944045.tif 000008
（Ｅｑ．１）から（Ｅｑ．６）に開示された実施形態は、ルマ成分のみに適用されても良い。代替で、（Ｅｑ．１）から（Ｅｑ．６）に開示された実施形態は、ルマ及びクロマ成分の両方に適用されても良い。ブロック８６０で、次の予測残差値は、更新されたパラメータＫを用いて符号化され、結果はビットストリームに挿入される。決定ブロック８７０で、符号化されるべき任意の予測残差が残っているか否かの決定が行われる。残っている場合、フローチャート８００はブロック８３０に戻り、ブロック８３０−８６０は次の予測残差について繰り返される。残っていない場合、方法８００は終了する。方法８００はサンプル毎に又は値毎にパラメータＫを更新するという観点で記載されたが、代わりに、パラメータＫはブロック毎に更新されても良い。（Ｘ−３）≧（Ｍ＋１）を満たさない任意の予測残差では、予測残差は、図１２及び１３に関して説明されるようにＴＵ及びＴＲ符号を用いて符号化される。パラメータＫの適応は、係数グループ、例えば４ｘ４残差ブロックの中で実行されても良い。この場合、Ｎ及びＡは、残差ブロックの始めに初期化され、ステップ８３０−８６０は残差ブロック内のピクセルについて繰り返されても良い。パラメータＫは、各残差ブロックの始めに初期化されても良い。或いは代替で、パラメータＫは、フレームの始めに１回初期化されても良く、パラメータＫは残差ブロックから残差ブロックへと引き継がれても良い（例えば、ある残差ブロックの始めにおけるパラメータＫは、前の残差ブロックの終わりにおけるパラメータＫと同じである）。
【００５２】
当業者により理解されるように、エントロピー復号化は、受信したビットストリームを復号化するために、方法８００で指定された動作と同様の動作を用いても良い。図１５は、図１４の方法８００により生成されるビットストリームを復号化する方法１４００の一実施形態のフローチャートである。方法１４００のステップは、２進ストリングを生成するために予測残差を符号化する代わりに、ブロック１４２０及び１４６０が予測残差を生成するために受信したビットストリーム内の受信２進ストリングの復号化を含むことを除き、方法８００のステップと同様である。
【００５３】
上述のスキームは、コンピュータ又は配置された必要な負荷を処理するために十分な処理能力、メモリ資源及びネットワークスループット能力を有するネットワークコンポーネントのようなネットワークコンポーネントで実施されても良い。図１６は、エンコーダ１００、ＰＵを符号化する方法７００、及びＰＵを復号化する方法７６０、無損失符号化における２値化の方法８００、及び復号化の方法１４００のような本願明細書に開示のビデオコーデック又は方法の１又は複数の実施形態を実施するのに適するネットワークコンポーネント又はノード１５００の一実施形態の概略図である。ネットワークノード１５００は、２次記憶１５０４を含むメモリ装置、ＲＯＭ（read  only  memory）１５０６、ＲＡＭ（random  access  memory）１５０８、入力／出力（Ｉ／Ｏ）装置１５１０、及び送信機／受信機（又は通信機）１５１２と通信するプロセッサ１５０２を有する。Ｉ／Ｏ装置１５１０及び／又は送信機／受信機１５１２は、任意であっても良い。これらが含まれない場合には、ネットワークノード１５００はコンピューティング装置になり、この場合には、符号化ビットストリーム又は復号化ビデオストリームはメモリに格納されても良い。プロセッサ１５０２は、１又は複数の中央処理ユニット（ＣＰＵ）チップ、コア（例えば、マルチコアプロセッサ）、ＦＰＧＡ（field−programmable  gate  array）、ＡＳＩＣ（application  specific  integrated  circuit）、及び／又はＤＳＰ（digital  signal  processor）として実装されても良い。プロセッサ１５０２は、ハードウェア又はハードウェアとソフトウェアの組合せを用いて実装されても良い。
【００５４】
２次記憶１５０４は、通常、１又は複数のディスクドライブ又はテープドライブを有しても良く、ＲＡＭ１５０８が全ての作業データを保持するのに十分大きくない場合にデータの不揮発性記憶のために及びオーバフローデータ記憶装置として用いられる。２次記憶１５０４は、プログラムが実行のために選択されると、ＲＡＭ１５０８にロードされる該プログラムを格納するために用いられても良い。ＲＯＭ１５０６は、プログラム実行中にリードされる命令及び場合によってはデータを格納するために用いられる。ＲＯＭ１５０６は、通常、２次記憶１５０４のより大きなメモリ容量に対して小さなメモリ容量を有する不揮発性メモリ装置である。ＲＡＭ１５０８は、不揮発性データを格納するため、及び場合によっては命令を格納するために用いられる。ＲＯＭ１５０６及びＲＡＭ１５０８の両方へのアクセスは、通常、２次記憶８０４へのアクセスよりも速い。
【００５５】
送信機／受信機１５１２は、ネットワークノード１５００の出力及び／又は入力装置として機能しても良い。例えば、送信機／受信機１５１２は、送信機として動作している場合、ネットワークノード１５００の外部へデータを送信しても良い。送信機／受信機１５１２は、受信機として動作している場合、ネットワークノード１５００内へデータを受信しても良い。送信機／受信機１５１２は、モデム、モデムバンク、Ethernet（登録商標）カード、ＵＳＢ（universal  serial  bus）インタフェースカード、シリアルインタフェース、トークンリングカード、ＦＤＤＩ（fiber  distributed  data  interface）カード、ＷＬＡＮ（wireless  local  area  network）カード、ＣＤＭＡ（code  division  multiple  access）、ＧＳＭ（登録商標）（global  system  for  mobile  communications）、ＬＴＥ（long−term  evolution）、ＷｉＭＡＸ（worldwide  interoperability  for  microwave  access）、及び／又は他の無線インタフェースプロトコル無線通信機カード、及び他のよく知られたネットワーク装置のような無線通信機カードの形式であっても良い。送信機／受信機８１２は、インターネット、又は１又は複数のイントラネットと通信するための手段をプロセッサ１５０２に提供しても良い。ネットワークノード１５００がビデオエンコーダとして動作している場合、プロセッサ１５０２は、ビットストリームを符号化しても良い。プロセッサ１５０２は、送信のためにビットストリームをパケット化及びカプセル化し（つまりフォーマットし）、フォーマットしたビットストリームを送信機／受信機１５１２に提供しても良い。次に、送信機／受信機１５１２は、フォーマットされたビットストリームを送信しても良い。同様に、ネットワークノード１５００がビデオデコーダとして動作している場合、送信機／受信機は、フォーマットされたビットストリームを受信しても良い。
【００５６】
Ｉ／Ｏ装置１５１０は、ビデオを表示するためのビデオモニタ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、タッチスクリーンディスプレイ、又は他の種類のビデオディスプレイを有しても良く、及び／又はビデオをキャプチャするためのビデオ記録装置を有しても良い。Ｉ／Ｏ装置１５１０は、１又は複数のキーボード、マウス、又はトラックボール、又は他のよく知られた入力装置を有しても良い。ネットワークノード１５００がビデオエンコーダとして動作している場合、符号化されるべきビデオストリームは、Ｉ／Ｏ装置１５１０により提供されても良く、又は別の方法で提供されても良い。同様に、ネットワークノード１５００がビデオデコーダとして動作している場合、復号化されるべきビデオストリームは、送信機／受信機１５１２を介して受信されても良く、又は別の方法で提供されても良い。
【００５７】
理解されるべきことに、プログラミングすることにより及び／又は実行可能命令をネットワークノード１５００にロードすることにより、プロセッサ１５０２、２次記憶１５０４、ＲＡＭ１５０８、及びＲＯＭ１５０６のうちの少なくとも１つは、変更され、ネットワークノード１５００を部分的に特定の機械又は装置（例えば、本開示により教示される機能を有するビデオコーデック）に変換する。実行可能命令は、２次記憶１５０４、ＲＯＭ１５０６及び／又はＲＡＭ１５０８に格納され、実行のためにプロセッサ１５０２にロードされても良い。電気工学及びソフトウェア工学の分野で基本的なことに、実行可能ソフトウェアをコンピュータにロードすることにより実施可能な機能は、よく知られた設計ルールによりハードウェア実装に変換できる。構想をソフトウェアとハードウェアのどちらに実装するかの決定は、通常、ソフトウェア領域からハードウェア領域への変換に関連する問題と言うより、設計の安定性及び製造すべき多数のユニットの検討次第である。通常、ハードウェア実装をやり直す（re−spinning）ことはソフトウェア設計をやり直すよりも高価なので、再び未だ頻繁に変更される設計は、ソフトウェアで実装されることが好ましい。通常、大量生産工程では、ハードウェア実装はソフトウェア実装よりも安価であり得るので、大量生産される安定した設計は、ハードウェアで、例えばＡＳＩＣ（application  specific  integrated  circuit）で実装されることが好ましい。多くの場合、設計はソフトウェア形式で開発され試験され、後によく知られた設計ルールによりソフトウェア命令を配線する特定用途向け集積回路内の等価なハードウェア実装に変換される。新しいＡＳＩＣにより制御される機械が特定の機械又は装置であるのと同じように、プログラミングされた及び／又は実行可能命令をロードされたコンピュータは、特定の機械又は装置として考えられ得る。
【００５８】
少なくとも１つの実施形態が開示され、当業者により行われる該実施形態の及び／又は該実施形態の特徴の変形、結合及び／又は変更は、本開示の範囲内にある。実施形態の特徴の結合、統合及び／又は省略から生じる代替の実施形態も、本開示の範囲内に包含される。数値範囲又は限界が明示される場合、そのような範囲又は限界の表現は、明示した範囲又は限界に包含される大きさのような反復範囲又は限界を含む（例えば、約１から約１０は２、３、４等を含み、０．１０より大きいは０．１１、０．１２、０．１３等を含む）ことが理解され得る。例えば、下限Rl及び上限Ruを有する数値範囲が議論されるときは、その範囲内に含まれる任意の数が詳細に開示される。特に、その範囲内の以下の数が詳細に開示される。R=Rl+k*(Ru−Rl)、ここで、kは１パーセント乃至１００パーセントの範囲の１パーセントずつ増加する変数であり、つまりkは１パーセント、２パーセント、３パーセント、４パーセント、５パーセント、．．．、５０パーセント、５１パーセント、５２パーセント、．．．、９５パーセント、９６パーセント、９７パーセント、９８パーセント、９９パーセント、又は１００パーセントである。さらに、上述のように２つのRの数により定められる数値範囲が詳細に開示される。用語「約」の使用は、特に断りのない限り、連続する数の＋／−１０％を意味する。請求項の要素に関する用語「任意」の使用は、該要素が必要であり又は代替であること、該要素が必要でないこと、の両方の代替が請求の範囲に含まれることを意味する。有する、含む（comprises,includes,having）のような広義の用語の使用は、〜から成る、原則的に〜から構成される、実質的に〜から成る（consisting  of,consisting  essentially  of,comprised  substantially  of）のような狭義の用語の支持を提供すると理解され得る。したがって、保護範囲は、上述の説明により限定されず、添付の請求の範囲により定められ、該請求の範囲は、請求項の主題の全ての等価物を含む。ありとあらゆる請求項は、更なる開示として本願明細書に組み込まれ、請求項は本開示の実施形態である。本開示における参考文献、特に本願の優先日後の発行日を有する参照文献の議論は、それが従来技術であることを承認するものではない。本開示で引用された全ての特許、特許出願、及び刊行物の開示は、参照することにより本願明細書に組み込まれ、それらは例示、手続き又は他の詳細な補足を本開示に提供する。
【００５９】
幾つかの実施形態が本開示で提供されたが、開示のシステム及び方法は、本開示の精神又は範囲から逸脱することなく、多くの他の特定の形式で実施されても良いことが理解され得る。本例は、説明として考えられるべきであり、制限であると考えられるべきではない。また、意図は、ここに与えた詳細事項に限定されない。例えば、種々の要素又は構成要素は、別のシステムに結合され又は統合されても良い。或いは、特定の特徴が省略され又は実装されなくても良い。
【００６０】
さらに、種々の実施形態で分散又は別個として記載され図示された技術、システム、サブシステム、及び方法は、本開示の範囲から逸脱することなく、他のシステム、モジュール、技術又は方法に結合され又は統合されても良い。互いに結合され又は直接結合され又は通信するとして示され又は議論された他のアイテムは、電気的に、機械的に又は他の方法かに関わらず、特定のインタフェース、装置又は中間構成要素を通じて間接的に結合され又は通信しても良い。変更、置換及び代替の他の例は、当業者により解明可能であり、本開示の精神及び範囲から逸脱することなく行われ得る。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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