(57)【要約】【課題】効率的なエントロピー符号化処理を行うことができるビデオデータ符号化方法及びビデオデータ符号化装置を提供すること。【解決手段】ビデオデータ値の配列を符号化するビデオデータ符号化方法は、周波数変換のタイプに応じて上記ビデオデータ値を周波数変換することで、６ビットより高いデータ精度を有する変換行列を用いる行列乗算処理によって周波数変換された値の配列を生成する。【選択図】図１８ａ
2019071697.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオデータ値の配列を符号化するビデオデータ符号化方法であって、
周波数変換のタイプに応じて前記ビデオデータ値を周波数変換することで、６ビットよ
り高いデータ精度を有し、少なくとも以下の値のサブセットによって定義される係数を含
む変換行列を用いる行列乗算処理によって、周波数変換された値の配列を生成する：
（ａ）前記周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【数１】
2019071697.tif 000019
（ｂ）前記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【数２】
2019071697.tif 000020
前記係数値は、次の表に列挙される値に略等しい値から前記データ精度に応じて選択され
る：
（ａ）前記周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【表１】
2019071697.tif 000021
【表２】
2019071697.tif 000022
【表３】
2019071697.tif 000023
（ｂ）前記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【表４】
2019071697.tif 000024
【表５】
2019071697.tif 000025
【表６】
2019071697.tif 000026
ビデオデータ符号化方法。
【請求項２】
請求項１に記載のビデオデータ符号化方法であって、
前記係数値は、前記各表から選択された前記値に等しい
ビデオデータ符号化方法。
【請求項３】
請求項１に記載のビデオデータ符号化方法であって、
前記ビデオデータ値の前記ビットデプスに応じて前記変換行列の前記データ精度を選択
すること
をさらに含む
ビデオデータ符号化方法。
【請求項４】
請求項３に記載のビデオデータ符号化方法であって、
前記選択するステップは、
前記変換行列の前記データ精度を、前記ビデオデータ値の前記ビットデプスよりオフ
セットビット数だけ低い値に設定すること
を含む
ビデオデータ符号化方法。
【請求項５】
請求項４に記載のビデオデータ符号化方法であって、
前記オフセットビット数は、２又は３に等しい
ビデオデータ符号化方法。
【請求項６】
請求項１に記載のビデオデータ符号化方法であって、
Ｎ×Ｎ値（Ｎは３２より小さい２累乗）の配列の離散コサイン変換の場合、前記値のサ
ブセットＭＮ［ｘ］［ｙ］は、
ＭＮ［ｘ］［ｙ］＝Ｍ３２［ｘ］［（２（５−ｌｏｇ２（Ｎ）））ｙ］
（ここで、ｘ，ｙ＝０，…，（Ｎ−１））
と定義される
ビデオデータ符号化方法。
【請求項７】
請求項６に記載のビデオデータ符号化方法であって、
Ｎは、４、８又は１６である
ビデオデータ符号化方法。
【請求項８】
請求項１に記載のビデオデータ符号化方法によって符号化される画像データ。
【請求項９】
請求項８に記載の画像データを記憶するデータ記憶装置。
【請求項１０】
コンピュータに、請求項１に記載のビデオデータ符号化方法の各ステップを実行させる
プログラム。
【請求項１１】
請求項８に記載のプログラムが記録されたコンピュータ可読記録媒体。
【請求項１２】
ビデオデータ値の配列を符号化するビデオデータ符号化装置であって、
周波数変換のタイプに応じて前記ビデオデータ値を周波数変換することで、６ビットよ
り高いデータ精度を有し、少なくとも以下の値のサブセットによって定義される係数を含
む変換行列を用いる行列乗算処理によって、周波数変換された値の配列を生成するように
構成される周波数変換部
を備える：
（ａ）前記周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【数１】
2019071697.tif 000027
（ｂ）前記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【数２】
2019071697.tif 000028
前記係数値は、次の表に列挙される値に略等しい値から前記データ精度に応じて選択され
る：
（ａ）前記周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【表１】
2019071697.tif 000029
【表２】
2019071697.tif 000030
【表３】
2019071697.tif 000031
（ｂ）前記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【表４】
2019071697.tif 000032
【表５】
2019071697.tif 000033
【表６】
2019071697.tif 000034
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のビデオデータ符号化装置であって、
前記係数値は、前記各表から選択された前記値に等しい
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載のビデオデータ符号化装置であって、
前記周波数変換部はさらに、前記ビデオデータ値の前記ビットデプスに応じて前記変換
行列の前記データ精度を選択するように構成される
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のビデオデータ符号化装置であって、
前記周波数変換部はさらに、前記変換行列の前記データ精度を、前記ビデオデータ値の
前記ビットデプスよりオフセットビット数だけ低い値に設定するように構成される
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のビデオデータ符号化装置であって、
前記オフセットビット数は、２又は３に等しい
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１７】
請求項１２に記載のビデオデータ符号化装置であって、
Ｎ×Ｎ値（Ｎは３２より小さい２累乗）の配列の離散コサイン変換の場合、前記値のサ
ブセットＭＮ［ｘ］［ｙ］は、
ＭＮ［ｘ］［ｙ］＝Ｍ３２［ｘ］［（２（５−ｌｏｇ２（Ｎ）））ｙ］
（ここで、ｘ，ｙ＝０，…，（Ｎ−１））
と定義される
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のビデオデータ符号化装置であって、
Ｎは、４、８又は１６である
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１９】
請求項１２に記載のビデオデータ符号化装置を具備する装置であって、ビデオデータキ
ャプチャ装置、送信装置、表示装置、及び記憶装置のうち少なくとも１つの機能を有する
装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２０１３年８月１５日出願のＧＢ１３１４６１２．１号の優先権を主張するも
のであり、参照によってその全体が本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、データ符号化及び復号化に関する。
【背景技術】
【０００３】
本明細書の「背景技術」の記載は、本出願における背景を一般的に説明するためのもの
である。本発明者らの技術は、この背景技術の欄で説明される範囲において、本出願の出
願時点で従来技術でないのであれば従来技術と見なしてはならない説明の側面と同様に、
明示又は黙示を問わず、本出願に対する従来技術として認められるものではない。
【０００４】
ビデオデータを周波数領域表現に変換し、得られた周波数領域係数を量子化し、その後
、当該量子化された係数にある種のエントロピー符号化を適用するビデオデータ圧縮シス
テム及びビデオデータ解凍システムが存在する。
【０００５】
エンコーダ側での空間周波数領域への変換は、デコーダ側での逆変換に対応する。この
ような変換として、例えば、いわゆる離散コサイン変換（ＤＣＴ）と、いわゆる離散サイ
ン変換（ＤＳＴ）とが挙げられる。いくつかの例では、このような変換は、（符号化され
るビデオデータから導出される）入力サンプル配列に対して変換係数行列を用いた行列乗
算を行うことで周波数変換されたデータを生成するように実行される。周波数変換された
データは、この周波数変換されたデータ配列に対して逆変換係数行列を用いた行列乗算を
行うことで、再びサンプルデータに変換される。このようにして得られたサンプルデータ
から、出力ビデオデータを導出することができる。
【０００６】
いわゆるＨＥＶＣ（High Efficiency Video Coding）規格等の、一部の規格及び規格案
は、復号化側として用いられる逆変換係数行列を定義することで空間周波数変換を定義す
る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、効率的なエントロピー符号化処理を行うことができるビデオデータ符
号化方法及びビデオデータ符号化装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によれば、請求項１に記載のビデオデータ符号化方法、すなわち、ビデオデータ
値の配列を符号化するビデオデータ符号化方法であって、周波数変換のタイプに応じて上
記ビデオデータ値を周波数変換することで、６ビットより高いデータ精度を有する変換行
列を用いる行列乗算処理によって周波数変換された値の配列を生成するビデオデータ符号
化方法が提供される。
【０００９】
本発明の各側面及び特徴は、添付の特許請求の範囲において定義される。
【００１０】
なお、上述の一般的な説明及び以降の詳細な説明は、本発明の一例であり、本発明を限
定するものではないことが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ビデオデータ圧縮及びビデオデータ解凍を行うオーディオ／ビデオ（Ａ／Ｖ）データ送受信システムを示す概略図である。
【図２】ビデオデータ解凍を行うビデオ表示システムを示す概略図である。
【図３】ビデオデータ圧縮及びビデオデータ解凍を行うオーディオ／ビデオ記憶システムを示す概略図である。
【図４ａ】ビデオデータ圧縮を行うビデオカメラを示す概略図である。
【図４ｂ】ビデオカメラの一例をさらに詳細に示す概略図である。
【図４ｃ】ビデオカメラの別の例を示す概略図である。
【図４ｄ】データキャリアを示す概略図である。
【図４ｅ】データキャリアを示す概略図である。
【図５】ビデオデータ圧縮・解凍装置を示す概略図である。
【図６】予測画像の生成を示す概略図である。
【図７】最大符号化ユニット（ＬＣＵ：Largest Coding Unit）を示す概略図である。
【図８】４つの符号化ユニット（ＣＵ：Coding Unit）の組を示す概略図である。
【図９】小さな符号化ユニットに細分された図８の符号化ユニットを示す概略図である。
【図１０】小さな符号化ユニットに細分された図８の符号化ユニットを示す概略図である。
【図１１】予測ユニット（ＰＵ：Prediction Unit）の配列を示す概略図である。
【図１２】変換ユニット（ＴＵ：Transform Unit）の配列を示す概略図である。
【図１３】４×４  ＤＳＴ変換行列を示す概略図である。
【図１４】図１３の行列による逆変換用の係数値を示す概略図である。
【図１５】３２×３２組み合わせＤＣＴ変換行列を示す概略図である。
【図１６】図１３の行列による逆変換用の係数値を示す概略図である。
【図１７ａ】図１３の行列による順変換用の係数値を示す概略図である。
【図１７ｂ】図１３の行列による順変換用の係数値を示す概略図である。
【図１７ｃ】図１３の行列による順変換用の係数値を示す概略図である。
【図１８ａ】図１５の行列による順変換用の係数値を示す概略図である。
【図１８ｂ】図１５の行列による順変換用の係数値を示す概略図である。
【図１８ｃ】図１５の行列による順変換用の係数値を示す概略図である。
【図１９】図１５の行列からの係数値のサブサンプリングを示す概略図である。
【図２０】図１５の行列からの係数値のサブサンプリングを示す概略図である。
【図２１】図１５の行列からの係数値のサブサンプリングを示す概略図である。
【図２２】本技術の実施形態に係る技術によって得られる経験的結果を示す概略図である。
【図２３】本技術の実施形態に係る技術によって得られる経験的結果を示す概略図である。
【図２４】本技術の実施形態に係る技術によって得られる経験的結果を示す概略図である。
【図２５】本技術の実施形態に係る技術によって得られる経験的結果を示す概略図である。
【図２６】本技術の実施形態に係る技術によって得られる経験的結果を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
添付図面と共に以降の詳細な説明を参照することによって、本発明の完全な理解及びそ
の優位性の多くが容易に理解される。
【００１３】
次に各図面を参照すると、図１〜図４ｅには、以下に説明する各実施形態に係る圧縮装
置及び／又は解凍装置を利用する装置又はシステムが概略的に示されている。
【００１４】
以下に説明する全てのデータ圧縮装置及び／又はデータ解凍装置は、ハードウェアで実
現されてもよいし、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ：Application Specific I
ntegrated Circuit）又はフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ：Field Pro
grammable Gate Array）、あるいはこれらの組み合わせ等のようなプログラム可能なハー
ドウェアとして、汎用コンピュータ等の汎用データ処理装置上で動作するソフトウェアで
実現されてもよい。ソフトウェア及び／又はファームウェアで実現される実施形態の場合
、このようなソフトウェア及び／又はファームフェア、並びに、このようなソフトウェア
及び／又はファームウェアが記憶又は提供される非一時的な機械可読データ記録媒体が、
本発明の実施形態であると考えられることが理解されよう。
【００１５】
図１は、ビデオデータ圧縮及びビデオデータ解凍を行うオーディオ／ビデオデータ送受
信システムを示す概略図である。
【００１６】
入力オーディオ／ビデオ信号１０は、少なくともオーディオ／ビデオ信号１０のビデオ
要素を圧縮するビデオデータ圧縮装置２０に供給され、例えば、ケーブル、光ファイバ、
無線リンク等の送信ルート３０に沿って送信される。圧縮された信号は、解凍装置４０に
よって処理され、これにより、出力オーディオ／ビデオ信号５０が提供される。リターン
パスでは、圧縮装置６０がオーディオ／ビデオ信号を圧縮し、当該オーディオ／ビデオ信
号は送信ルート３０に沿って解凍装置７０に送信される。
【００１７】
したがって、圧縮装置２０及び解凍装置７０は、送信リンクにおける１つのノードを構
成することができる。また、解凍装置４０及び圧縮装置６０は、送信リンクにおける他の
１つのノードを構成することができる。もちろん、送信リンクが単方向である場合は、一
方のノードのみが圧縮装置を要求し、他方のノードのみが解凍装置を要求することになる
。
【００１８】
図２は、ビデオデータ解凍を行うビデオ表示システムを示す概略図である。具体的には
、圧縮されたオーディオ／ビデオ信号１００は解凍装置１１０によって処理され、これに
より、表示装置１２０上で表示することができる解凍信号が提供される。解凍装置１１０
は、例えば、表示装置１２０と同じケーシング内に設けることにより、表示装置１２０と
一体的に形成してもよい。あるいは、解凍装置１１０は、（例えば、）いわゆるセットト
ップボックス（ＳＴＢ：Set Top Box）として提供されてもよい。なお、「セットトップ
」という表現は、当該ボックスを表示装置１２０に対して特定の方向又は位置に配置する
必要があることを意味するわけではない。この用語は、単に、周辺機器として表示部に接
続可能なデバイスを示すために当該技術分野において使用しているに過ぎない。
【００１９】
図３は、ビデオデータ圧縮及びビデオデータ解凍を行うオーディオ／ビデオ記憶システ
ムを示す概略図である。入力オーディオ／ビデオ信号１３０は、圧縮信号を生成する圧縮
装置１４０に供給され、例えば、磁気ディスク装置、光ディスク装置、磁気テープ装置、
又は半導体メモリやその他の記憶装置等の固体記憶装置等の記憶装置１５０に記憶される
。再生時においては、圧縮データが記憶装置１５０から読み出され、解凍装置１６０に渡
されて解凍される。これにより、出力オーディオ／ビデオ信号１７０が提供される。
【００２０】
圧縮信号又は符号化信号、及び当該信号を記憶する記憶媒体又はデータキャリアは、本
発明の実施形態であると考えられることが理解されよう。これについては、図４ｄ及び図
４ｅを参照して後述する。
【００２１】
図４ａは、ビデオデータ圧縮を行うビデオカメラを示す概略図である。図４ａにおいて
、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ及びそれに付随する制御・読出電子
機器等の画像キャプチャ装置１８０は、圧縮装置１９０に渡されるビデオ信号を生成する
。１つのマイクロフォン（あるいは複数のマイクロフォン）２００は、圧縮装置１９０に
渡されるオーディオ信号を生成する。圧縮装置１９０は、記憶及び／又は送信される（ス
テージ２２０として包括的に表されている）圧縮オーディオ／ビデオ信号２１０を生成す
る。
【００２２】
以下に説明する技術は、主に、ビデオデータ圧縮に関する。オーディオデータ圧縮を行
うために、以降に説明するビデオデータ圧縮技術とともに多くの既存の技術を用いて圧縮
オーディオ／ビデオ信号を生成してもよいことが理解されよう。したがって、オーディオ
データ圧縮について別途説明は行わない。また、特に、放送品質ビデオデータにおいて、
ビデオデータに関連するデータレートは、（圧縮及び非圧縮を問わず）一般的に、オーデ
ィオデータに関連するデータレートよりもはるかに高いことも理解されよう。したがって
、非圧縮オーディオデータは、圧縮ビデオデータに追加することができ、これにより、圧
縮オーディオ／ビデオ信号を形成できることが理解されよう。さらに、本発明の実施形態
（図１〜図４ｅ参照）はオーディオ／ビデオデータに関するものであるが、以下に説明す
る技術は、単にビデオデータを扱う（すなわち、圧縮、解凍、記憶、表示、及び／又は送
信する）システムに使用してもよいことが理解されよう。すなわち、これらの実施形態は
、必ずしもオーディオデータ処理と関連している必要はなく、ビデオデータ圧縮に適用す
ることができる。
【００２３】
図４ｂは、ビデオカメラの一例をより詳細に示す概略図である。図４ａと共通の参照符
号が付された特徴部については説明を省略する。図４ｂは、図４ａのカメラの一例（図４
ａのステージ２２０が記憶機能を有する場合）である。同図では、圧縮データがまずバッ
ファ２２１によってバッファリングされ、記憶媒体２２２に記憶される。記憶媒体２２２
は、例えば、磁気ディスク、光ディスク、フラッシュメモリ、いわゆるソリッドステート
ドライブ（ＳＳＤ）等とすることができる。なお、図４ｂの構成は、単一の（物理的な）
装置１８２として実装することができる。
【００２４】
図４ｃは、ビデオカメラの別の例を示す概略図である。同図では、図４ｂの記憶構成の
代わりに、ネットワークインタフェース２２３を設けたことで、圧縮データを別の装置（
図示せず）に送信可能となっている。また、ネットワークインタフェース２２３を通じて
、ビデオカメラが制御データ等のデータを受信することも可能となっている。なお、図４
ｂの構成は、単一の（物理的な）装置１８３として実装することができる。
【００２５】
図４ｄ及び図４ｅは、データキャリアを示す概略図である。このデータキャリアは、例
えば、記憶媒体２２２として用いて、本願に記載された圧縮技術によって圧縮された圧縮
データを保持する。図４ｄは、フラッシュメモリ等の固体メモリとして実装されるリムー
バブルな不揮発性記憶媒体２２５の一例を示す概略図である。図４ｅは、光ディスク等の
ディスク型媒体として実装されるリムーバブルな不揮発性記憶媒体２２６の一例を示す概
略図である。
【００２６】
図５は、ビデオデータ圧縮・解凍装置を示す概略図である。
【００２７】
連続画像の入力ビデオ信号３００は、加算部３１０及び画像予測部３２０に供給される
。画像予測部３２０については、図６を参照して後で詳述する。加算部３１０は、「＋」
入力上で入力ビデオ信号３００を受信し、「−」入力上で画像予測部３２０の出力を受信
する事実上の減算（負の加算）動作を実行する。これにより、入力画像から予測画像が減
算される。この結果、実画像と予測画像との差を表すいわゆる残差画像信号３３０が生成
される。
【００２８】
残差画像信号を生成する理由の１つは次の通りである。説明を行うデータ符号化技術、
すなわち、残差画像信号に適用される技術は、符号化される画像において「エネルギー」
が少ない場合に、より効率的に作用する傾向がある。ここで、「効率的」という用語は、
生成した符号化データの量が少ないことを指す。特定の画像品質レベルにおいては、生成
するデータができるだけ少ないことが望ましい（且つ、「効率的」と考えられる）。残差
画像における「エネルギー」は、残差画像に含まれる情報量に関連する。仮に、予測画像
と実画像とが同一だとすると、これら２つの画像の差（すなわち、残差画像）は、ゼロの
情報（ゼロエネルギー）を含み、非常に容易に少量の符号化データに符号化できる。一般
的に、予測処理をある程度良好に実行できる場合、残差画像データは、入力画像よりも情
報が小さく（エネルギーが少ない）、容易に少量の符号化データに符号化することができ
ると予想される。
【００２９】
残差画像データ３３０は、残差画像データの離散コサイン変換（ＤＣＴ：Discrete Cos
ine Transform）表現を生成する変換部３４０に供給される。このＤＣＴ技術自体は広く
知られており、ここでの詳細な説明は行わない。しかしながら、特に、ＤＣＴ動作が適用
されるデータの様々なブロックの選択に関して、以降で詳細に説明する装置で用いられる
技術の側面が存在する。これらについては、図７〜図１２を参照して以降で説明する。
【００３０】
なお、いくつかの実施形態では、ＤＣＴの代わりに、離散サイン変換（ＤＳＴ：Discre
te Cosine Transform）を用いる。他の実施形態においては、変換を実行しなくてもよい
。この変換は選択的に行うことができ、例えば、「変換スキップ」コマンド／モードの制
御により、変換ステージが事実上バイパスされる。
【００３１】
変換部３４０の出力、すなわち、画像データにおける各変換ブロックに対する一連の変
換係数は、量子化部３５０に供給される。量子化スケーリング要素による単純な乗算から
、量子化パラメータの制御下における複雑なルックアップテーブルの応用に至るまで、様
々な量子化技術がビデオデータ圧縮の分野において広く知られている。その目的として一
般的なものには２つある。１つ目は、変換データが取り得る値を量子化処理により減少さ
せることである。２つ目は、変換データの値がゼロである可能性を量子化処理により増加
させることである。これらにより、少量の圧縮ビデオデータの生成において、エントロピ
ー符号化処理をより効率的に行うことができる。
【００３２】
スキャン部３６０により、データスキャン処理が適用される。スキャン処理の目的は、
非ゼロの量子化変換係数をできるだけひとまとめにするため、また、もちろん、これによ
り、ゼロ値の係数をできるだけひとまとめにするために、量子化変換データを再整理する
ことである。これらの機能により、いわゆるランレングス符号化、又は同様の技術を効率
的に適用することができる。したがって、スキャン処理は、（ａ）スキャンの一部として
全ての係数が一度は選択されるように、且つ、（ｂ）スキャンにより所望の再整理を行う
ことができるように、「スキャン順」に従って、量子化変換データ、及び、特に、変換及
び量子化された画像データのブロックに対応する係数のブロックから係数を選択すること
を含む。有効な結果をもたらすスキャン順の１つの例は、いわゆるジグザグスキャン順で
ある。
【００３３】
スキャンされた係数は、その後、エントロピーエンコーダ（ＥＥ）３７０に渡される。
この場合もやはり、各種のタイプのエントロピー符号化を実行してもよい。２つの例は、
いわゆるＣＡＢＡＣ（Context Adaptive Binary Coding）システムの変形、及び、いわゆ
るＣＡＶＬＣ（Context Adaptive Variable-Length Coding）システムの変形である。一
般的に、ＣＡＢＡＣは効率がよいと考えられている。ある研究では、ＣＡＢＡＣにおける
符号化出力データの量は、同等の画像品質に対して、ＣＡＶＬＣよりも１０〜２０％少な
いことが示されている。しかしながら、ＣＡＶＬＣが示す（実行する上での）複雑性のレ
ベルは、ＣＡＢＡＣの複雑性のレベルよりもはるかに低いと考えられている。なお、スキ
ャン処理及びエントロピー符号化処理は、別々の処理として示されているが、実際には、
組み合わせるか、又は、一緒に扱うことができる。すなわち、エントロピーエンコーダへ
のデータの読み出しは、スキャン順で行うことができる。これと同様の事は、各逆処理に
も当てはまる。
【００３４】
エントロピーエンコーダ３７０の出力により、例えば、予測部３２０が予測画像を生成
する方法を定義する（上述及び／又は後述の）追加データと共に、圧縮出力ビデオ信号３
８０が提供される。
【００３５】
一方、予測部３２０自身の動作は解凍された圧縮出力データに依存するため、リターン
パスも提供される。
【００３６】
この機能の理由は以下の通りである。解凍処理における適切なステージで、解凍された
残差データが生成される。この解凍残差データは、出力画像を生成するために、予測画像
に追加する必要がある（なぜなら、元の残差データは、入力画像と予測画像との差であっ
たため）。圧縮側と解凍側との間でこの処理が同等となるように、予測部３２０によって
生成される予測画像は、圧縮処理中及び解凍処理中において、同一であるべきである。も
ちろん、装置は、解凍時において元の入力画像にアクセスすることができない。装置がア
クセスできるのは、解凍画像のみである。したがって、圧縮時において、予測部３２０は
、解凍された圧縮画像に基づいて（少なくとも、インター画像符号化について）その予測
を行う。
【００３７】
エントロピーエンコーダ３７０により実行されるエントロピー符号化処理は、「無損失
（lossless）」であると考えられる。すなわち、エントロピーエンコーダ３７０に最初に
供給されたデータと全く同じデータに置き換えることができる。したがって、リターンパ
スは、エントロピー符号化ステージよりも前に実装することができる。実際、スキャン部
３６０によって実行されるスキャン処理も無損失であると考えられるが、本実施形態では
、リターンパス３９０は、量子化部３５０の出力から、補足逆量子化部４２０の入力まで
とされている。
【００３８】
一般的には、エントロピーデコーダ４１０、逆スキャン部４００、逆量子化部４２０、
逆変換部４３０は、それぞれ、エントロピーエンコーダ３７０、スキャン部３６０、量子
化部３５０、及び変換部３４０の逆機能を提供する。ここでは、圧縮処理について説明を
続け、入力圧縮ビデオ信号を解凍するための処理については、圧縮処理のリターンパスに
対応する。
【００３９】
圧縮処理において、量子化された係数は、リターンパス３９０により量子化部３５０か
ら、スキャン部３６０の逆動作を実行する逆量子化部４２０に渡される。逆量子化処理及
び逆変換処理が各部４２０、４３０により実行され、圧縮−解凍残差画像信号４４０が生
成される。
【００４０】
画像信号４４０は、加算部４５０で予測部３２０の出力に追加され、再構築出力画像４
６０が生成される。これにより、画像予測部３２０への１つの入力が構成される。
【００４１】
受信した圧縮ビデオ信号４７０に適用される処理について説明する。圧縮ビデオ信号４
７０は、まず、エントロピーデコーダ４１０に供給され、そこから逆スキャン部４００、
逆量子化部４２０、及び逆変換部４３０の順に供給される。その後、加算部４５０により
画像予測部３２０の出力に追加される。単刀直入に言うと、加算部４５０の出力４６０は
、出力解凍ビデオ信号４８０を形成する。実際には、信号の出力の前に、さらにフィルタ
リングを施してもよい。
【００４２】
図６は、予測画像の生成を示す概略図であり、特に、画像予測部３２０の動作を示して
いる。
【００４３】
いわゆるイントラ画像予測、及びいわゆるインター画像予測又は動き補償（ＭＣ：Moti
on-Compensated）予測という２つの基本的な予測モードが存在する。
【００４４】
イントラ画像予測は、同一画像内から得られるデータにおける画像ブロックの内容の予
測を基礎としている。これは、他のビデオ圧縮技術における、いわゆるＩフレーム符号化
に対応する。画像全体がイントラ符号化されるＩフレーム符号化とは対照的に、本実施形
態では、イントラ符号化及びインター符号化の選択を、ブロック毎に行うことができる。
他の実施形態では、当該選択が依然として画像毎に行われる。
【００４５】
動き補償予測においては、他の隣接画像又は近接画像において、現在の画像において符
号化される画像詳細のソースを定義しようとする動き情報が用いられる。したがって、理
想的な例では、予測画像における画像データのブロックの内容は、隣接画像における同じ
位置もしくはわずかに異なる位置にある対応ブロックを示す参照（動きベクトル）として
、非常に容易に符号化することができる。
【００４６】
図６に戻る。図６には（イントラ画像予測及びインター画像予測に対応する）２つの画
像予測構成が示されており、その予測結果が、加算部３１０及び４５０に供給するための
予測画像のブロックを提供するように、モード信号５１０の制御下において乗算部５００
によって選択される。当該選択は、どちらを選択すれば最小の「エネルギー」（上述のよ
うに、符号化を要求する情報量と考えてもよい）となるかに基づいて行われ、また、当該
選択は、符号化出力データストリーム内でエンコーダに通知される。これに関して、例え
ば、入力画像から、２つのバージョンの予測画像の領域を試行減算し、差分画像の各ピク
セル値を２乗し、乗算値を合計し、当該２つのバージョンのうち、その画像領域に関連す
る差分画像の平均乗算値が低いのはどちらのバージョンかを特定することによって、画像
エネルギーを検出することができる。
【００４７】
イントラ予測システムにおいて、実際の予測は、信号４６０の一部として受信された画
像ブロックに基づいて行われる。すなわち、予測は、解凍装置において全く同じ予測を行
うことができるように、符号化−復号化画像ブロックに基づいて行われる。しかしながら
、データを入力ビデオ信号３００から抽出して、イントラモード選択部５２０により、イ
ントラ画像予測部５３０の動作を制御することもできる。
【００４８】
インター画像予測では、動き補償（ＭＣ）予測部５４０は、例えば、動き推定部５５０
によって入力ビデオ信号３００から抽出された動きベクトル等の動き情報を用いる。これ
ら動きベクトルは、インター画像予測のブロックを生成する動き補償予測部５４０によっ
て、処理された再構築画像４６０に適用される。
【００４９】
ここで、信号４６０に適用される処理について説明する。まず、信号４６０は、フィル
タ部５６０によってフィルタリングされる。この処理では、変換部３４０により実行され
るブロックに基づく処理及び後続の動作に対する影響を除去するか、少なくとも低減させ
るために「非ブロック化（deblocking）」フィルタが適用される。また、再構築信号４６
０及び入力ビデオ信号３００を処理することによって得られた係数を使用して、適応ルー
プフィルタが適用される。この適応ループフィルタは、公知の技術を使用して、フィルタ
リング対象のデータに対して適応フィルタ係数を適用するフィルタの一種である。すなわ
ち、フィルタ係数は、各種要素に基づいて変化し得る。どのフィルタ係数を用いるかを定
義するデータは、符号化出力データストリームの一部に挿入される。
【００５０】
フィルタ部５６０からのフィルタリングされた出力は、実際には、出力ビデオ信号４８
０を形成する。この信号は、１つ又は複数の画像記憶部５７０に記憶される。連続画像の
記憶は、動き補償予測処理、特に、動きベクトルの生成において要求される。必要メモリ
を確保するため、画像記憶部５７０内の記憶画像は、圧縮形式で保持され、その後、動き
ベクトルの生成に用いるために解凍されてもよい。この特定の目的のために、公知のいか
なる圧縮／解凍システムを用いてもよい。記憶画像は、より高い解像度の記憶画像を生成
する補間フィルタ５８０に渡される。この例では、補間フィルタ５８０によって出力され
る補間画像の解像度が、画像記憶部５７０に記憶された画像の８倍（各寸法）となるよう
に、中間サンプル（サブサンプル）が生成される。補間画像は、動き推定部５５０及び動
き補間予測部５４０への入力として渡される。
【００５１】
いくつかの実施形態では、乗算部６００を使用して、入力ビデオ信号のデータ値に因数
４を乗算し（効率的には、単にデータ値を２ビット左にシフトさせる）、除算部又は右シ
フト部６１０を使用して、装置の出力で、対応する除算動作（２ビット右にシフト）を適
用する任意のステージがさらに提供される。したがって、左へのシフト及び右へのシフト
により、単に装置の内部動作に対して、データが変更される。この方法により、あらゆる
データ丸め誤差の影響も低減されるので、装置内における高い計算精度を提供することが
できる。
【００５２】
ここで、圧縮処理のために画像を分割する方法について説明する。基本的なレベルでは
、圧縮される画像はサンプルブロックの配列として考えることができる。検討されている
このようなブロックの中で最大のものは、便宜的に、６４×６４サンプルの正方形配列を
表すいわゆる最大符号化ユニット（ＬＣＵ：Largest Coding Unit）７００とする（図７
参照）。ここで、輝度サンプルについて説明する。４：４：４、４：２：２、４：２：０
、又は４：４：４：４（ＧＢＲ＋キーデータ）等のクロミナンスモードによって、輝度ブ
ロックに対応する、対応クロミナンスサンプルの数が異なる。
【００５３】
符号化ユニット、予測ユニット、及び変換ユニットという基本的な３つの種類のブロッ
クについて説明する。一般的には、ＬＣＵの再帰的な分割により、例えば、ブロックサイ
ズ及びブロック符号化パラメータ（予測又は残差符号化モード等）が、符号化される画像
の特定の特徴に応じて設定されるといった方法で、入力画像が分割される。
【００５４】
ＬＣＵは、いわゆる符号化ユニット（ＣＵ）に分割されてもよい。符号化ユニットは、
常に正方形であり、また、８×８サンプルから最大サイズのＬＣＵ７００までのサイズを
有している。符号化ユニットは、ある種のツリー構造として配置されてもよい。その結果
、例えば、第１の分割が図８に示すように行われて、３２×３２サンプルの符号化ユニッ
ト７１０が与えられる。続いて行われる分割は、１６×１６サンプルの符号化ユニット７
２０（図９）及び潜在的な８×８サンプルの符号化ユニット７３０（図１０）が与えられ
るように、選択的な基準に基づいて行われてもよい。全体としては、この処理により、Ｌ
ＣＵと同じ大きさ、あるいは、８×８サンプルと同じ大きさを有するＣＵブロックの容量
適応符号化ツリー構造を提供することができる。出力ビデオデータの符号化は、符号化ユ
ニット構造に基づいて行われる。
【００５５】
図１１は、予測ユニット（ＰＵ）の配列を示す概略図である。予測ユニットは、画像予
測処理に関連する情報を伝達するための基本的なユニットであり、換言すると、図５の装
置からの出力ビデオ信号を形成するためのエントロピー符号化された残差画像データに追
加される追加データである。一般的に、予測ユニットの形状は、正方形に限られない。こ
れらは、最小（８×８）サイズより大きい限り、特に、１つの正方形符号化ユニットの半
分を形成する長方形等、他の形状を採ることができる。その目的は、隣接する予測ユニッ
トの境界が画像内の実オブジェクトの境界に（できるだけ近くに）合わせられるようにす
ることであり、その結果、様々な予測パラメータを異なる実オブジェクトに適用すること
ができる。各符号化ユニットは、１つ又は複数の予測ユニットを含んでいてもよい。
【００５６】
図１２は、変換ユニット（ＴＵ）の配列を示す概略図である。変換ユニットは、変換・
量子化処理における基本的なユニットである。変換ユニットは、常に正方形であり、４×
４サンプルから３２×３２サンプルまでのサイズを採ることができる。各符号化ユニット
は１つ又は複数の変換ユニットを含むことができる。図１２における頭字語ＳＤＩＰ−Ｐ
は、いわゆる短距離イントラ予測分割を示している。この配列では、１次元の変換のみが
行われる。したがって、４×ＮブロックがＮ回の変換により渡され、変換における入力デ
ータは、現在のＳＤＩＰ−Ｐ内の既に復号化されている隣接ブロック及び既に符号化され
ている隣接線に基づく。
【００５７】
［変換行列］
次に、変換部３４０及び逆変換部４３０の態様について説明する。なお、上述したよう
に、変換部３４０は、エンコーダ内に設けられる。逆変換部４３０は、エンコーダの復号
化リターンパス及びデコーダの復号化経路に設けられる。
【００５８】
変換部３４０及び逆変換部４３０は、空間周波数領域に関して相補的な変換を行うよう
に意図される。つまり、変換部３４０は、ビデオデータセット（又はビデオデータから導
出される、上述の差分又は残差データ等のデータ）に対して処理を実行し、対応の空間周
波数係数セットを生成する。逆変換部４３０は、空間周波数係数セットに対して処理を実
行し、対応のビデオデータセットを生成する。
【００５９】
上記変換は実際には行列計算として実施される。順変換は、変換行列によって定義され
る。順変換は、変換行列に対してサンプル値配列を用いた行列乗算を行うことによって対
応の空間周波数係数配列を生成するように実施される。いくつかの例では、サンプル配列
Ｍに変換行列Ｔを左から掛けた後、その結果に、変換行列の転置行列ＴＴを右から掛ける
。したがって、出力係数配列は、次のように定義される。
Ｔ．Ｍ．ＴＴ
【００６０】
この種の空間周波数変換を表す行列タイプの性質として、当該行列の転置行列は、その
逆と同じであることが挙げられる。したがって、順変換行列及び逆変換行列は原則として
、簡単な転置によって関連付けられる。
【００６１】
本願の出願日現在で提案されているＨＥＶＣ規格では、このような変換は、デコーダ機
能に用いられる逆変換行列としてのみ定義されている。エンコーダの変換行列は、このよ
うには定義されていない。デコーダの（逆）変換は、６ビット精度に定義されている。
【００６２】
上述したように、原則として、適した順（エンコーダ）行列セットは、逆行列の転置と
して得ることができる。しかし、順行列と逆行列との関係は、値が無限精度に表現される
場合にのみ適用される。値を有限精度に、例えば６ビットに表現することは、当該転置が
必ずしも順行列と逆行列との適切な関係に対応しないことを意味する。
【００６３】
整数演算形式の変換部及び逆変換部の製造又は実装は、浮動小数点演算を用いる同様の
各部の実装に比べて、簡易、安価、高速、且つ／又は処理部の負荷が軽いと認識されてい
る。したがって、以下に説明する行列係数は、整数で表現され、変換を実施するのに必要
な実際の値から、必要な係数精度を得るのに十分なビット数（２の累乗）だけ増加される
。必要な場合、この増加は、ビットシフト（２の累乗による除算）によって省くことがで
きる。換言すると、実際の変換係数は、以下に説明する値に比例する。
【００６４】
［６ビット逆変換行列］
この章では、あらゆるデコーダで行われるであろう現行のＨＥＶＣ規格の逆変換行列に
ついて詳述する。
【００６５】
［４×４  ＤＳＴ］
変換行列は、図１３に示す形態を有する。図中、文字は各係数値を示し、このグリッド
内の係数値は、図１４の表によって定義される。
【００６６】
［組み合わせＤＣＴ行列］
簡単に実施するために、１つの３２×３２  ＤＣＴ行列Ｍ３２を説明する。この行列か
ら、次の数式に従うサブサンプリングによって、より小さいＮ×Ｎ  ＤＣＴ行列ＭＮがそ
れぞれ導出される。
ＭＮ［ｘ］［ｙ］＝Ｍ３２［ｘ］［（２（５−ｌｏｇ２（Ｎ）））ｙ］
（ここで、ｘ，ｙ＝０，…，（Ｎ−１））
【００６７】
例えば、Ｎは、３２より小さい２の累乗、例えば、変換されるデータ配列のサイズに応
じて４、８又は１６とすることができる。
【００６８】
組み合わせ行列Ｍ３２は、図１５に示す形態を有する。ここでも、図中、異なる文字は
それぞれ係数値を示す。なお、同じ文字でも大文字及び小文字は、異なる係数を表す。し
たがって、「Ａ」は、「ａ」とは異なる値を示す。
【００６９】
グリッド内の各値は、図１６に示す表によって定義される。
【００７０】
［精度向上順変換行列］
この章では、上述の説明と合わせ、様々なレベルの精度の順変換行列を用いてビデオデ
ータ値の配列を符号化するビデオデータ符号化方法及びビデオビデオデータ符号化装置に
ついて説明する。
【００７１】
基本的に、標準的な逆行列にマッチした、６ビットより高い解像度に表現される係数を
含む順行列を用いることで、より良好な結果が得られる。これは特に、本システムが、ビ
ットデプスが高いビデオデータ（つまり、ビット数で表される「ビットデプス」又はデー
タ精度が高いビデオデータ、例えば、１６ビットビデオデータ）を符号化している場合で
ある。ここでは、ビデオデータ値のビットデプスに応じて変換行列のデータ精度を選択す
ることが有用であり得る。
【００７２】
以下に説明する行列値は、例えば、周波数変換によってビデオデータ値を周波数変換し
て、６ビットより高いデータ精度を有し且つ少なくとも以下に説明する値のサブセットに
よって定義される係数を含む変換行列を用いる行列乗算処理によって、周波数変換された
値の配列を生成することと、このような動作を実行する周波数変換部（変換部３４０等）
とに適用可能である。
【００７３】
いくつかの実施形態では、例えば、Ｎ−２又はＮ−３ビットのビットデプス又は精度を
有する行列係数を用いて、Ｎビットのビットデプスを有するビデオデータを処理すること
が有用であり得る。
【００７４】
ここで、「マッチした」という表現は、標準的な逆行列を補完するのに用いられるとき
の順行列のエラーが、当該精度に表現される順行列よりも少ないことを意味する。いくつ
かの例では、エラーは最小限に抑えられ、他の例では、少なくとも軽減され得る。「エラ
ー」という用語は、（一連の順変換及び逆変換の文脈で）順変換の入力として供給された
データと、これに対応する逆変換の出力として生成されたデータとの間に差異があること
を示す。
【００７５】
［４×４  ＤＳＴ］
ここでも、変換行列は、図１３に示す形態を有する。図中、グリッド内の値は、図１７
ａ〜図１７ｃの各表に従う行列精度によって定義される。なお、示される値は、本技術の
実施形態を示す（すなわち、これらの数に等しい値を用いてもよい）が、これらの数はそ
れぞれ、（例えば）＋／−２変化してもよい。ここで、各行はそれぞれ係数を定義する文
字に関する。各列はそれぞれ行列係数の精度又はビットデプスに関する。
【００７６】
［組み合わせＤＣＴ行列］
ここでも、簡単に実施するために、１つの３２×３２  ＤＣＴ行列Ｍ３２を説明する。
この行列から、次の数式に従うサブサンプリングによって、より小さいＮ×Ｎ  ＤＣＴ行
列ＭＮがそれぞれ導出される：
ＭＮ［ｘ］［ｙ］＝Ｍ３２［ｘ］［（２（５−ｌｏｇ２（Ｎ）））ｙ］
（ここで、ｘ，ｙ＝０，…，（Ｎ−１））
【００７７】
ここでも、組み合わせ行列Ｍ３２は、図１５に概略的に示す形態を有する。しかし、今
回は、グリッド内の値は、図１８ａ〜図１８ｃの各表に従う行列精度によって定義される
。なお、示される値は、本技術の実施形態を示すが、これらの数はそれぞれ、＋／−２変
化してもよい。これにより、当該表の値に略等しい実際の値を用いてもよいが、「略等し
い」という表現は、「表の値＋／−２」を意味する。
【００７８】
完璧を期するために、３２×３２行列から導出されるより小さいＤＣＴ行列をここで紹
介する。各グリッド内の値は、上記表に従う行列係数精度によって定義される。
【００７９】
［４×４  ＤＣＴ］
行列Ｍ４は、組み合わせ行列Ｍ３２は、組み合わせ行列Ｍ３２の８行おきの行の始めの
４つの係数として上記数式に従って定義される。これらの係数を図１９に示す。
【００８０】
［８×８  ＤＣＴ］
行列Ｍ８は、組み合わせ行列Ｍ３２は、組み合わせ行列Ｍ３２の４行おきの行の始めの
８つの係数として上記数式に従って定義される。これらの係数を図２０に示す。
【００８１】
［１６×１６  ＤＣＴ］
行列Ｍ１６は、組み合わせ行列Ｍ３２は、組み合わせ行列Ｍ３２の各奇数行の始めの１
６個の係数として上記数式に従って定義される。これらの係数を図２１に示す。
【００８２】
係数値は適宜、データ精度に応じて添付の図面に示す関連の表に列挙される値から選択
される。
【００８３】
［結果例］
標準的なＨＥＶＣ  ｖ１に関する実施態様では、逆変換と同じ行列に基づく順変換が用
いられる可能性が高い。しかし、入力ビットデプスが高くなる場合、上述した理由により
順変換の適用と逆変換の適用との間でエラーが生じないように、順変換を逆変換にマッチ
させることが適切となる。また、変換行列の効果的な固定ビットデプスを高めることが適
切となる。そうしないと、やはりエラーが顕著になるためである。本技術の実施形態では
、Ｎビット入力データ（ＳＮＲが高い）までの符号化を行うエンコーダは、（例えば、ビ
デオデータ値のビットデプスよりも低い２又は３のオフセットをもたらすように）少なく
ともＮ−３ビット、例えば、Ｎ−２ビットの順変換ビットデプスを採用してもよい。実施
態様によっては、係るエンコーダは、より低い入力ビットデプスのシステムに、より精度
の低い順変換ビットデプスを採用してもよいし、採用しなくてもよい（例えば、電力を削
減可能であってもよいし、より高速なソフトウェアに関する実施態様を利用してもよい）
。
【００８４】
これにより、いくつかの実施形態では、順変換部３４０は、（例えば）図１８ａ〜図１
８ｃの各表に関するデータを記憶し、使用時に内部ビデオビットデプスに応じてこれらの
表の適切な一列からデータを選択するように動作可能としてもよい。
【００８５】
以下に説明するグラフは、標準的な６ビット逆変換をその順変換（出願時において現行
の標準的なＨＥＶＣ  Ｃモデル法）として用いる基準性能を、６ビット逆変換にマッチし
た、より精度が高い順変換を用いることによって得られた結果と合わせて示す。これらの
結果は、処理中のビデオデータの様々なビットデプスで得られ、キロビット毎秒（ｋｂｐ
ｓ）のビットレートに対するデシベル（ｄＢ）単位の信号対雑音比（ＳＮＲ）の測定値と
してシステム性能を示す。ＳＮＲ測定値は、指定されたビットレート及びビットデプスに
応じてテストシーケンスのビデオを符号化した後に復号化することで得られ、このテスト
シーケンスで平均化されたエラーから導出される。これらの基準結果は、実線で示され、
精度向上行列のテスト結果は、破線で示される。図２２〜図２４は、１２（図２２）、１
４（図２３）及び１６（図２４）の内部（処理動作内の）ビデオビットデプスの場合に、
１４の行列精度に関して（つまり、図１８ａの上部に「１４ビット」と記した列のデータ
を用いて）得られた結果を示す。
【００８６】
図２５及び図２６は、１２（図２５）及び１４（図２６）の内部ビデオビットデプスの
場合に、＜内部ビデオビットデプス＞−２の行列精度に関して得られた結果を示す。
【００８７】
図２２〜図２６の各図から分かるように、上記各テスト結果のＳＮＲは、テストしたビ
ットレート範囲の少なくとも一部では、当該ビデオビットデプスでの基準システムのＳＮ
Ｒより良好である。
【００８８】
これらの技術によって符号化又は復号化された画像データ及び係る画像データを保持す
るデータキャリアは、本開示の一実施形態を代表するものと見なされる。
【００８９】
さらなる実施形態は、以下の番号付けされた項によって定義される。
【００９０】
１．  ビデオデータ値の配列を符号化するビデオデータ符号化方法であって、
周波数変換のタイプに応じて上記ビデオデータ値を周波数変換することで、６ビットよ
り高いデータ精度を有し、少なくとも以下の値のサブセットによって定義される係数を含
む変換行列を用いる行列乗算処理によって、周波数変換された値の配列を生成する：
（ａ）上記周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【数１】
2019071697.tif 000003
（ｂ）上記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【数２】
2019071697.tif 000004
上記係数値は、次の表に列挙される値に略等しい値から上記データ精度に応じて選択され
る：
（ａ）上記周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【表１】
2019071697.tif 000005
【表２】
2019071697.tif 000006
【表３】
2019071697.tif 000007
（ｂ）上記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【表４】
2019071697.tif 000008
【表５】
2019071697.tif 000009
【表６】
2019071697.tif 000010
ビデオデータ符号化方法。
２．  上記１に記載のビデオデータ符号化方法であって、
上記係数値は、上記各表から選択された上記値に等しい
ビデオデータ符号化方法。
３．  上記１又は２に記載のビデオデータ符号化方法であって、
上記ビデオデータ値の上記ビットデプスに応じて上記変換行列の上記データ精度を選択
すること
をさらに含む
ビデオデータ符号化方法。
４．  上記３に記載のビデオデータ符号化方法であって、
上記選択するステップは、
上記変換行列の上記データ精度を、上記ビデオデータ値の上記ビットデプスよりオフ
セットビット数だけ低い値に設定すること
を含む
ビデオデータ符号化方法。
５．  上記４に記載のビデオデータ符号化方法であって、
上記オフセットビット数は、２又は３に等しい
ビデオデータ符号化方法。
６．  上記１〜５のいずれか一項に記載のビデオデータ符号化方法であって、
Ｎ×Ｎ値（Ｎは３２より小さい２累乗）の配列の離散コサイン変換の場合、上記値のサ
ブセットＭＮ［ｘ］［ｙ］は、
ＭＮ［ｘ］［ｙ］＝Ｍ３２［ｘ］［（２（５−ｌｏｇ２（Ｎ）））ｙ］
（ここで、ｘ，ｙ＝０，…，（Ｎ−１））
と定義される
ビデオデータ符号化方法。
７．  上記６に記載のビデオデータ符号化方法であって、
Ｎは、４、８又は１６である
ビデオデータ符号化方法。
８．  上記１〜７のいずれか一項に記載のビデオデータ符号化方法によって符号化される
画像データ。
９．  上記８に記載の画像データを記憶するデータ記憶装置。
１０．  コンピュータに、上記１〜９に記載のビデオデータ符号化方法の各ステップを実
行させるプログラム。
１１．  上記８に記載のプログラムが記録されたコンピュータ可読記録媒体。
１２．  ビデオデータ値の配列を符号化するビデオデータ符号化装置であって、
周波数変換のタイプに応じて上記ビデオデータ値を周波数変換することで、６ビットよ
り高いデータ精度を有し、少なくとも以下の値のサブセットによって定義される係数を含
む変換行列を用いる行列乗算処理によって、周波数変換された値の配列を生成するように
構成される周波数変換部
を備える：
（ａ）上記周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【数１】
2019071697.tif 000011
（ｂ）上記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【数２】
2019071697.tif 000012
上記係数値は、次の表に列挙される値に略等しい値から上記データ精度に応じて選択され
る：
（ａ）上記周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【表１】
2019071697.tif 000013
【表２】
2019071697.tif 000014
【表３】
2019071697.tif 000015
（ｂ）上記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【表４】
2019071697.tif 000016
【表５】
2019071697.tif 000017
【表６】
2019071697.tif 000018
ビデオデータ符号化装置。
１３．  上記１２に記載のビデオデータ符号化装置であって、
上記係数値は、上記各表から選択された上記値に等しい
ビデオデータ符号化装置。
１４．  上記１２又は１３に記載のビデオデータ符号化装置であって、
上記周波数変換部はさらに、上記ビデオデータ値の上記ビットデプスに応じて上記変換
行列の上記データ精度を選択するように構成される
ビデオデータ符号化装置。
１５．  上記１４に記載のビデオデータ符号化装置であって、
上記周波数変換部はさらに、上記変換行列の上記データ精度を、上記ビデオデータ値の
上記ビットデプスよりオフセットビット数だけ低い値に設定するように構成される
ビデオデータ符号化装置。
１６．  上記１５に記載のビデオデータ符号化装置であって、
上記オフセットビット数は、２又は３に等しい
ビデオデータ符号化装置。
１７．  上記１２〜１６に記載のビデオデータ符号化装置であって、
Ｎ×Ｎ値（Ｎは３２より小さい２累乗）の配列の離散コサイン変換の場合、上記値のサ
ブセットＭＮ［ｘ］［ｙ］は、
ＭＮ［ｘ］［ｙ］＝Ｍ３２［ｘ］［（２（５−ｌｏｇ２（Ｎ）））ｙ］
（ここで、ｘ，ｙ＝０，…，（Ｎ−１））
と定義される
ビデオデータ符号化装置。
１８．  上記１７に記載のビデオデータ符号化装置であって、
Ｎは、４、８又は１６である
ビデオデータ符号化装置。
１９．  請求項１２〜１８に記載のビデオデータ符号化装置を具備する装置であって、ビ
デオデータキャプチャ装置、送信装置、表示装置及び記憶装置のうち少なくとも１つの機
能を有する装置。
［データ信号］
【００９１】
上記符号化装置及び係る信号を保持する記憶装置又は送信媒体の変形例によって生成さ
れるデータ信号は、本開示の実施形態を代表するものと見なされることが理解されるであ
ろう。
【００９２】
本開示の実施形態が、少なくとも部分的にソフトウェア制御式データ処理装置によって
実施されるものとして記載されている限り、係るソフトウェアを保持する、光ディスク、
磁気ディスク、半導体メモリ等の非一過性の装置可読媒体も、本開示の一実施形態を代表
するものと見なされることが理解されるであろう。
【００９３】
もちろん、本開示の多くの変更形態及び変形が上記教示を鑑みて可能である。したがっ
て、添付の特許請求の範囲から逸脱しない限り、本技術は、本明細書で詳述したものとは
異なる方法で実施してもよいことを理解されたい。
【図１】
2019071697.tif 000035
【図２】
2019071697.tif 000036
【図３】
2019071697.tif 000037
【図４ａ】
2019071697.tif 000038
【図４ｂ】
2019071697.tif 000039
【図４ｃ】
2019071697.tif 000040
【図４ｄ】
2019071697.tif 000041
【図４ｅ】
2019071697.tif 000042
【図５】
2019071697.tif 000043
【図６】
2019071697.tif 000044
【図７】
2019071697.tif 000045
【図８】
2019071697.tif 000046
【図９】
2019071697.tif 000047
【図１０】
2019071697.tif 000048
【図１１】
2019071697.tif 000049
【図１２】
2019071697.tif 000050
【図１３】
2019071697.tif 000051
【図１４】
2019071697.tif 000052
【図１５】
2019071697.tif 000053
【図１６】
2019071697.tif 000054
【図１７ａ】
2019071697.tif 000055
【図１７ｂ】
2019071697.tif 000056
【図１７ｃ】
2019071697.tif 000057
【図１８ａ】
2019071697.tif 000058
【図１８ｂ】
2019071697.tif 000059
【図１８ｃ】
2019071697.tif 000060
【図１９】
2019071697.tif 000061
【図２０】
2019071697.tif 000062
【図２１】
2019071697.tif 000063
【図２２】
2019071697.tif 000064
【図２３】
2019071697.tif 000065
【図２４】
2019071697.tif 000066
【図２５】
2019071697.tif 000067
【図２６】
2019071697.tif 000068
【手続補正書】
【提出日】平成31年3月18日(2019.3.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ビデオ値の配列を符号化するビデオデータ符号化方法であって、
圧縮のステップと、
解凍のステップと
を含み、
前記圧縮のステップは、逆変換行列に一致する係数の行列を使用して前記入力ビデオ値を順方向変換することを含み、前記逆変換行列は、前記順方向変換で使用される前記係数の行列の対応する係数の精度よりも低い、ビット長で表される精度の係数を有し、
前記解凍のステップは、前記逆変換行列を用いて順方向変換された前記入力ビデオ値を逆変換することを含む
ビデオデータ符号化方法。
【請求項２】
請求項１に記載のビデオデータ符号化方法であって、
前記逆変換行列と一致する前記係数の行列は、前記順方向変換前の前記入力ビデオ値と逆変換後の出力ビデオ値との間で得られる差異を減少させる
ビデオデータ符号化方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のビデオデータ符号化方法であって、
順方向変換に使用される前記係数の行列は、６ビットを超えるデータ精度を持つ
ビデオデータ符号化方法。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のビデオデータ符号化方法であって、
前記逆変換行列は、ＨＥＶＣ規格で定義されている逆変換行列である
ビデオデータ符号化方法。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載のビデオデータ符号化方法であって、
前記ビデオデータ符号化方法における画像予測のために逆変換された前記入力ビデオ値を使用することと、符号化された入力ビデオ値を出力することとを含む
ビデオデータ符号化方法。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１つに記載のビデオデータ符号化方法であって、
順方向変換に使用される前記係数の行列は、前記入力ビデオ値のビット深度に従って選択される
ビデオデータ符号化方法。
【請求項７】
請求項６に記載のビデオデータ符号化方法であって、
前記入力ビデオ値は１６ビットのビット深度を有する
ビデオデータ符号化方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１つに記載のビデオデータ符号化方法であって、
順方向変換に使用される行列は、以下の値の少なくともサブセットで定義される係数を持つ：
（ａ）周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【数１】
2019071697.tif 000069
（ｂ）前記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【数２】
2019071697.tif 000070
係数値は、次の表に列挙される値に略等しい値から前記精度に応じて選択される：
（ａ）前記周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【表１】
2019071697.tif 000071
【表２】
2019071697.tif 000072
【表３】
2019071697.tif 000073
（ｂ）前記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【表４】
2019071697.tif 000074
【表５】
2019071697.tif 000075
【表６】
2019071697.tif 000076
ビデオデータ符号化方法。
【請求項９】
請求項８に記載のビデオデータ符号化方法であって、
Ｎ×Ｎ値（Ｎは３２より小さい２累乗）の配列の離散コサイン変換の場合、前記値のサブセットＭＮ［ｘ］［ｙ］は、
ＭＮ［ｘ］［ｙ］＝Ｍ３２［ｘ］［（２（５−ｌｏｇ２（Ｎ）））ｙ］
（ここで、ｘ，ｙ＝０，…，（Ｎ−１））
と定義される
ビデオデータ符号化方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のビデオデータ符号化方法であって、
Ｎは、４、８、又は１６である
ビデオデータ符号化方法。
【請求項１１】
コンピュータに、請求項１から１０のいずれか１つに記載のビデオデータ符号化方法の各ステップを実行させるプログラム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のプログラムが記録されたコンピュータ可読記録媒体。
【請求項１３】
入力ビデオ値の配列を符号化するビデオデータ符号化装置であって、
圧縮のステップと、
解凍のステップと
を実行する周波数変換部を備え、
前記圧縮のステップは、逆変換行列に一致する係数の行列を使用して前記入力ビデオ値を順方向変換することを含み、前記逆変換行列は、前記順方向変換で使用される前記係数の行列の対応する係数の精度よりも低い、ビット長で表される精度の係数を有し、
前記解凍のステップは、前記逆変換行列を用いて順方向変換された前記入力ビデオ値を逆変換することを含む
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１４】
請求項１３に記載のビデオデータ符号化装置であって、
前記逆変換行列と一致する前記係数の行列は、前記順方向変換前の前記入力ビデオ値と逆変換後の出力ビデオ値との間で得られる差異を減少させる
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１５】
請求項１３または１４に記載のビデオデータ符号化装置であって、
順方向変換に使用される前記係数の行列は、６ビットを超えるデータ精度を持つ
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１６】
請求項１３から１５のいずれか１つに記載のビデオデータ符号化装置であって、
前記逆変換行列は、ＨＥＶＣ規格で定義されている逆変換行列である
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１７】
請求項１３から１６のいずれか１つに記載のビデオデータ符号化装置であって、
前記周波数変換部はさらに、前記ビデオデータ符号化装置における画像予測のために逆変換された前記入力ビデオ値を使用し、符号化された入力ビデオ値を出力するように構成される
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１８】
請求項１３から１７のいずれか１つに記載のビデオデータ符号化装置であって、
順方向変換に使用される前記係数の行列は、前記入力ビデオ値のビット深度に従って選択される
ビデオデータ符号化装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載のビデオデータ符号化装置であって、
前記入力ビデオ値は１６ビットのビット深度を有する
ビデオデータ符号化装置。
【請求項２０】
請求項１３から１９のいずれか１つに記載のビデオデータ符号化装置であって、
順方向変換に使用される行列は、以下の値の少なくともサブセットで定義される係数を持つ：
（ａ）周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【数１】
2019071697.tif 000077
（ｂ）前記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【数２】
2019071697.tif 000078
係数値は、次の表に列挙される値に略等しい値から前記精度に応じて選択される：
（ａ）前記周波数変換が離散コサイン変換である場合、
【表１】
2019071697.tif 000079
【表２】
2019071697.tif 000080
【表３】
2019071697.tif 000081
（ｂ）前記周波数変換が離散サイン変換である場合、
【表４】
2019071697.tif 000082
【表５】
2019071697.tif 000083
【表６】
2019071697.tif 000084
ビデオデータ符号化装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載のビデオデータ符号化装置であって、
Ｎ×Ｎ値（Ｎは３２より小さい２累乗）の配列の離散コサイン変換の場合、前記値のサブセットＭＮ［ｘ］［ｙ］は、
ＭＮ［ｘ］［ｙ］＝Ｍ３２［ｘ］［（２（５−ｌｏｇ２（Ｎ）））ｙ］
（ここで、ｘ，ｙ＝０，…，（Ｎ−１））
と定義される
ビデオデータ符号化装置。
【請求項２２】
請求項２１に記載のビデオデータ符号化装置であって、
Ｎは、４、８、又は１６である
ビデオデータ符号化装置。
【請求項２３】
請求項１３から２２のいずれか１つに記載のビデオデータ符号化装置を具備する装置であって、ビデオ送信装置、表示装置、及び記憶装置のうち少なくとも１つの機能を有する装置。