(57)【要約】  国際的なイメージ又はビデオ符号化規格は、ピクチャを予測符号化、変換符号化及びエントロピー符号化が利用されるピクセルブロックに分離するハイブリッド符号化を利用する。変換符号化は、予測エラーサンプルが周波数領域において相関するため、効果的である。しかしながら、予測品質が良好になるに従って、空間領域符号化が変換符号化より効果的になる。本発明によると、まず現在ブロックの何れの隅に非ゼロ振幅値があるか決定される。当該ブロックにおける関連するゼロのランレングス値に基づき、所定のスキャンパスが選択される。すなわち、コンテクストベースの適応的スキャンモードが利用される。
2010525636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空間領域ピクチャ符号化におけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択する方法であって、
現在ブロックにおいて、該ブロックの所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定し、第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成するステップと、
前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
空間領域ピクチャエンコーダにおけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択する装置であって、
現在ブロックにおいて、該ブロックの所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定し、第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成する手段を有し、
前記手段はさらに、前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択する装置。
【請求項３】
空間領域ピクチャ復号化におけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択する方法であって、
エンコーダ側において対応するブロックにおける所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定された場合、現在ブロックに対して、受信したスキャン選択情報における第１ｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアの“ｒｕｎ”値を決定し、前記第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成するステップと、
前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択するステップと、
を有する方法。
【請求項４】
空間領域ピクチャデコーダにおけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択する装置であって、
エンコーダ側において対応するブロックにおける所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定された場合、現在ブロックに対して、受信したスキャン選択情報における第１ｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアの“ｒｕｎ”値を決定し、前記第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成する手段を有し、
前記手段はさらに、前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択する装置。
【請求項５】
４つすべての隅の要素がゼロの振幅値を有する場合、前記４つのブロックの隅に係るスキャンパスと異なるスキャンパスが選択される、請求項１若しくは３記載の方法又は請求項２若しくは４記載の装置。
【請求項６】
所定のスキャンパスが選択されると、前記現在ブロックに対する対応するさらなるｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアが構成される、請求項１、３若しくは５記載の方法又は請求項２、４若しくは５記載の装置。
【請求項７】
前記現在ブロックの各要素の値は、前記現在ブロックの予測のための量子化された残差値である、請求項１、３、５及び６何れか一項記載の方法又は請求項２、４、５及び６何れか一項記載の装置。
【請求項８】
前記選択された所定のスキャンパスは、前記“ｒｕｎ”値により表される隅に関してジグザグスキャンを表す選択を含む、請求項１、３、５、６及び７何れか一項記載の方法又は請求項２、４、５、６及び７何れか一項記載の装置。
【請求項９】
前記符号化／エンコーダ又は復号化／デコーダにおいて、前記現在ブロックに対して、空間領域処理と周波数領域処理との間で適応的にスイッチされ、周波数領域処理の場合、前記適応的スキャンパスの選択は使用されない、請求項１、３、５、６、７及び８何れか一項記載の方法又は請求項２、４、５、６、７及び８何れか一項記載の装置。
【請求項１０】
請求項１、３、５、６、７、８及び９何れか一項記載の方法を使用することによって符号化されたデジタルビデオ信号を含む、格納する又は記録する光ディスクなどの記憶媒体。
【請求項１１】
請求項１、３、５、６、７、８及び９何れか一項記載の方法を使用することによって符号化されたデジタルビデオ信号。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空間領域ピクチャ符号化及び復号化におけるブロックの各要素に対するスキャンパスを選択する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＰＥＧ、ＭＰＥＧ−１／２／４及びＨ．２６１／Ｈ．２６３／Ｈ．２６４などの国際的なイメージ又はビデオ符号化規格は、ピクチャを予測符号化、変換符号化及びエントロピー符号化が利用されるピクセルブロックに分離するハイブリッド符号化を利用する。通常、変換符号化は、予測エラーサンプルが相関し、変換又は周波数領域において、信号エネルギーが係数ブロックの部分的なエリアに集中するため、効果的である。このため、周波数領域では、冗長性が容易に排除することができる。しかしながら、Ｍ．Ｎａｒｒｏｓｃｈｋｅによる“Ｅｘｔｅｎｄｉｎｇ  Ｈ．２６４／ＡＶＣ  ｂｙ  ａｎ  ａｄａｐｔｉｖｅ  ｃｏｄｉｎｇ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｅｒｒｏｒ”（Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｃｏｄｉｎｇ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ，Ａｐｒｉｌ  ２００６（ＰＣＳ２００６）に開示されるように、予測クオリティが良好になるほど、変換符号化はもはや多くのケースにおいて効果的なものとならなくなる。なぜなら、予測エラーのサンプル値は周辺のみにおいて相関し、信号エネルギーは周波数領域に集中しないためである。Ｍ．Ｎａｒｒｏｓｃｈｋｅは、予測エラーのサンプル（残差（ｒｅｓｉｄｕｅ）とも呼ばれる）が周波数領域への予めの変換なしに直接的に量子化及びエントロピー符号化される空間領域又は時間領域ビデオ符号化を提案している。彼はさらに、空間領域残差符号化又は変換符号化を使用するか適応的に選択するため、ＲＯＤ（Ｒａｔｅ−Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ）戦略を使用することを提案している。
【０００３】
図３は、対応する“勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）”のサンプルブロック、結果として生じる（量子化された）サンプルのブロック及びスキャンパスを示す。追加的なサイド情報が、何れの符号化タイプが現在のブロックに使用されているか示すのに必要であるが、全体的な符号化パフォーマンスゲインは大きなものとなる。Ｙ＿ＰＳＮＲゲインは、特にＣＩＦ／ＱＣＩＦフォーマットについてＨ．２６４／ＡＶＣ  Ｈｉｇｈプロファイルと比較して０．４ｄＢだけ向上させることが可能であり、ＳＤ／ＨＤビデオシーケンスについては０．２ｄＢだけ向上させることが可能であることが報告されている。また、合成１／８画素動き補償によると、ＣＩＦ／ＱＣＩＦ解像度についてさらに０．５ｄＢのゲインがあることが報告されている。この技術はまた、Ｍ．Ｎａｒｒｏｓｃｈｋｅ，Ｈ．Ｇ．Ｍｕｓｍａｎｎによる“Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｅｒｒｏｒ  ｃｏｄｉｎｇ  ｉｎ  ｓｐａｔｉａｌ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｍａｉｎ  ｆｏｒ  Ｈ．２６４／ＡＶＣ”（ＩＴＵ−Ｔ，Ｑｕｅｓｔｉｏｎ  ６／ＳＧ１６，ｄｏｃｕｍｅｎｔ  ＶＣＥＧ−ＡＢ０６，Ｂａｎｇｋｏｋ，Ｔｈａｉｌａｎｄ，１６−２０  Ｊａｎｕａｒｙ  ２００６）としてＶＣＥＧ規格ワークグループに提案されている。時間領域における量子化されたサンプルの符号化はまた、Ｈ．Ｓｃｈｉｌｌｅｒによる“Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｓｉｇｎａｌ  ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  ｓｃａｎｓ  ｆｏｒ  ｉｍｐｒｏｖｅｄ  ｍｏｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  ｖｉｄｅｏ  ｃｏｄｉｎｇ”（ＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ，４ｔｈ  Ｍａｒｃｈ  １９９３，Ｖｏｌ．２９，Ｎｏ．５）に開示されている。
【０００４】
上記刊行物では、空間領域における量子化されたサンプルのスキャンは、同一の空間位置における予測イメージ、すなわち、再構成された参照フレームにおける勾配の大きさに従って実行される。
【０００５】
Ｍ．Ｎａｒｒｏｓｃｈｋｅ，Ｈ．Ｇ．Ｍｕｓｍａｎｎによる“Ａｄａｐｔｉｖｅ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｅｒｒｏｒ  ｃｏｄｉｎｇ  ｉｎ  ｓｐａｔｉａｌ  ａｎｄ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  ｄｏｍａｉｎ  ｗｉｔｈ  ａ  ｆｉｘｅｄ  ｓｃａｎ  ｉｎ  ｔｈｅ  ｓｐａｔｉａｌ  ｄｏｍａｉｎ”（ＩＴＵ−Ｔ，Ｑｕｅｓｔｉｏｎ  ６／ＳＧ１６，ｄｏｃｕｍｅｎｔ  ＶＣＥＧ−ＡＤ０７，Ｈａｎｇｚｈｏｕ，Ｃｈｉｎａ，Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２００６）は、空間領域における固定スキャンを開示している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
一方では、適応的な空間領域スキャンは、送信エラーに対して脆弱である。スキャン順序は予測画像に依存するため、前のデータが失われるか又は破損している場合、結果として生じるエラーは復号化対象の現在のブロックに伝搬し、以降のピクチャ又はフレームにおいてさらに拡散又は拡大する。このタイプのエラー伝搬は、他のタイプのエラー拡散より悪影響があり、このため、ビデオ符号化において受け入れられない。
【０００７】
他方、実際にライン単位のスキャンであるＭ．Ｎａｒｒｏｓｃｈｋｅ，Ｈ．Ｇ．Ｍｕｓｍａｎｎの論文に開示された固定されたスキャンは、前のデータに依存せず、エラー伝搬の問題はない。しかしながら、空間領域におけるこのようなシンプルな固定スキャンは、周波数領域の処理に対してパフォーマンスの向上をある程度低減させる。
【０００８】
エントロピー符号化のための最適なスキャンパスは、減少する絶対値サンプルを介し最大の絶対値を有するサンプルから最小の絶対値を有するサンプルに統計的にスキャンすべきであり、これにより、スキャンパスの始めにおいてより多くの非ゼロのサンプルがクラスタリングされ、スキャンパスの終わりにおいてより多くのゼロが配置されるようになる。これは、ゼロを符号化するのに必要とされる符号化ビットの個数を減少させることを可能にすると共に、コンテクストベースのエントロピー符号化の利益となる。
【０００９】
空間領域におけるベストなスキャンモードは、ベース毎に異なる。ライン単位のスキャンは１つの選択であり、カラム単位のスキャンも他の選択であり、ジグザグスキャンは第３の選択である。しかしながら、これらのスキャンモードの特定の１つは、ピクチャ統計の観点からその他を凌駕するものでない。
【００１０】
本発明により解決されるべき課題は、符号化効率を向上させるが、エラー伝搬問題を生じさせないスキャン処理を提供することである。この問題は、請求項１及び３に記載される方法により解決される。これらの方法を利用した装置が、請求項２及び４に記載される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、空間領域残差イメージ又はビデオ符号化のための改良されたスキャン処理に関する。固定されたスキャンパスパターンが、前のデータを参照することなくより良好なエントロピー符号化パフォーマンスを獲得するため、各ブロックについて適応的に選択され、これにより、エラー伝搬が回避され、すなわち、コンテクストベースの適応的スキャンモードが利用される。
【００１２】
特定のオリジナルピクチャコンテンツに対して、空間領域ビデオ符号化が周波数領域ビデオ符号化より良好であるとき、空間領域において、通常はより多くの非ゼロの量子化された予測エラー値（より大きな絶対値を有するより多くの量子化された予測エラー値）が現在ブロックの外側（すなわち、境界近く）に分散され、及び／又はそれらは現在ブロックの隅又はコーナー（ｃｏｒｎｅｒ）にクラスタリングされる。空間領域における予測エラー値のこのような統計的性質に基づき、本発明は、現在ブロックの各隅における量子化された予測エラーをスキャン及び符号化する第１ステップを利用し、非ゼロの量子化された予測エラー値の残りをスキャン及び符号化するため、第１ステップの結果に対応する適切なスキャンモードを選択する第２ステップを利用する。一般に、所与の現在ブロック内において、サンプルの以降のスキャンパスは、当初スキャン及び符号化された結果に基づく。このコンテクストベースの適応的スキャン処理のコストは、複雑さを増大させる。しかしながら、少数の最も可能性のあるスキャンモードが選択のため予め計算、決定又は規定可能であり、この増大した複雑さは、ビデオ符号化の他の処理ステップと比較するとほとんど無視することができる。
【００１３】
原理的には、本発明の方法は、空間領域ピクチャ符号化におけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択するのに適し、現在ブロックにおいて、該ブロックの所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定し、第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成するステップと、前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択するステップとを有する。
【００１４】
原理的には、本発明の装置は、空間領域ピクチャエンコーダにおけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択するのに適し、現在ブロックにおいて、該ブロックの所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定し、第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成する手段を有し、前記手段はさらに、前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択する。
【００１５】
原理的には、本発明の方法は、空間領域ピクチャ復号化におけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択するのに適し、エンコーダ側において対応するブロックにおける所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定された場合、現在ブロックに対して、受信したスキャン選択情報における第１ｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアの“ｒｕｎ”値を決定し、前記第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成するステップと、前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択するステップとを有する。
【００１６】
原理的には、本発明の装置は、空間領域ピクチャデコーダにおけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択するのに適し、エンコーダ側において対応するブロックにおける所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定された場合、現在ブロックに対して、受信したスキャン選択情報における第１ｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアの“ｒｕｎ”値を決定し、前記第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成する手段を有し、前記手段はさらに、前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択する。
【００１７】
本発明のさらなる効果的な実施例が、各従属形式の請求項に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、適応的空間領域／周波数領域ビデオエンコーダのブロック図である。
【図２】図２は、適応的空間領域／周波数領域ビデオデコーダのブロック図である。
【図３】図３は、空間領域予測エラー値に対する既知の一例となるスキャンパスを示す。
【図４】図４は、量子化前後の一例となる空間領域予測エラー値を示す。
【図５】図５は、量子化前後のさらなる一例となる空間領域予測エラー値を示す。
【図６】図６は、一例となるピクチャコンテンツを示す。
【図７】図７は、ステップ１の第１（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペアを形成する本発明のスキャン順序を示す。
【図８】図８は、ステップ１におけるｒｕｎ＝０に対するスキャン順序（ジグザグスキャン）を示す。
【図９】図９は、ステップ１におけるｒｕｎ＝１に対するスキャン順序を示す。
【図１０】図１０は、ステップ１におけるｒｕｎ＝２に対するスキャン順序を示す。
【図１１】図１１は、ステップ１におけるｒｕｎ＝３に対するスキャン順序を示す。
【図１２】図１２は、第１(ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ)ペアのｒｕｎ＞３に対するスキャン順序を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１において、上記引用刊行物のものと類似するエンコーダのブロック図が示される。エンコーダのビデオ入力信号ＥＩＳが、ブロック単位で減算手段Ｓと動き推定ステップ又はステージＭＥに提供される。減算手段では、動き補償された予測信号ＭＣＰＳのブロックが信号ＥＩＳから減算される。減算手段の出力信号は、時間領域量子化手段ＱＴＤと逆時間領域量子化手段ＩＱＴＤとを通過し、時間周波数領域変換手段Ｔ、周波数領域量子化手段ＱＦＤ、逆周波数領域量子化手段ＩＱＦＤ及び周波数領域から時間領域への逆変換手段ＩＴを通過する。
【００２０】
逆変換手段ＩＴからの出力又は逆時間領域量子化手段ＩＱＴＤからの出力は、スイッチＳＷ１と加算手段Ａとを通過し、動き補償予測ステップ又はステージＭＣＰにわたされ、ＭＣＰは、予測されたピクセルブロックを減算手段Ｓの減算側の入力、加算手段Ａの第２入力及び動き推定手段ＭＥの第２入力に出力する。動き推定手段ＭＥは、符号化対象となる現在ピクセル又は係数ブロックについて動き情報を計算し、この動き情報により動き補償予測手段ＭＣＰを制御する。動き情報エンコーダステップ又はステージＭＩＥＮＣは、この動き情報をエントロピー符号化し、符号化された動きエンコーダ出力信号ＥＭＯＳを提供する。
【００２１】
周波数領域量子化手段ＱＦＤからの出力又は時間領域量子化手段ＱＴＤからの出力は、スイッチＳＷ２を通過して、対応する符号化されたビデオエンコーダ出力信号ＥＶＯＳを出力するビデオ信号エントロピーエンコーダステップ又はステージＶＥＥＮＣにわたされる。エンコーダＶＥＥＮＣでは、後述される本発明のスキャニング処理が実行される。対応するスキャン選択情報ＳＣＳＩがまた提供される。
【００２２】
空間領域ブロック符号化処理では、変換及び逆変換は省略され、量子化された予測エラー値がスキャン及びエントロピー符号化される。スキャンステップは、エントロピー符号化処理の一部としてみなすことができる。ＥＶＯＳ、ＳＣＳＩ及びＥＭＯＳの各信号は、対応するデコーダに送信される、又は記憶媒体に格納若しくは記録されるビットストリームに合成されてもよい。
【００２３】
図２では、上述したビットストリームなどのデコーダ入力信号ＤＩＳは、ビデオ信号エントロピーデコーダステップ又はステージＶＥＤＥＣと、動き情報デコーダステップ又はステージＭＩＤＥＣとに提供される。ＶＥＤＥＣでは、ビデオ情報はエントロピー復号化され、出力信号が対応する逆時間領域量子化手段ＩＱＴＤに提供され、対応する逆周波数領域量子化手段ＩＱＦＤと対応する逆変換手段ＩＴとにわたされる。逆周波数時間領域変換手段ＩＴからの出力又は逆時間領域量子化手段ＩＱＴＤからの出力は、スイッチＳＷ３を介し、対応する復号化されたデコーダ出力信号ＤＯＳを出力する加算手段Ａ２にわたされる。スイッチＳＷ３は、受信したスキャン選択情報ＳＣＳＩにより制御される。符号化された動き情報は、動き情報デコーダステップ又はステージＭＩＤＥＣにおいてエントロピー符号化され、動き補償予測ステップ又はステージＭＣＰＲＥＤに提供される。ＭＣＰＲＥＤはまた、デコーダ出力信号ＤＯＳを受信する。予測されたブロックは、加算手段Ａ２においてスイッチＳＷ３の出力信号に加算される。
【００２４】
図４は、左側には量子化前及び右側には量子化後の一例となるブロック空間領域予測エラー値を示す。図５は、他の一例となる予測エラー値の対応するピクチャを示す。
【００２５】
本発明のスキャン処理を説明する前に、本発明の原理といくつかの統計結果が説明される。実験は、周波数領域ビデオ符号化でなく空間領域ビデオ符号化が選択されたとき、空間領域における予測エラーは通常は以下の特徴を有している。
ａ）より大きな絶対値を有する予測エラーは、通常はブロックの境界近傍にあり、ブロックの隅においてクラスタリングされる。
ｂ）４つ未満などの少数の予測エラー値のみしか、ブロックのその他の予測エラー値の大部分よりはるかに大きな絶対値を有しない。
【００２６】
すなわち、予測エラー値のエネルギーは、それらの位置だけでなくそれらの値においても集中する。このような特定のケースでは、空間領域ビデオ符号化は、予測エラー値のエネルギーが空間領域にすでに集中しているため、広く使用されている周波数領域ビデオ符号化より良好である。周波数への変換が代わりに使用される場合、エネルギーは周波数領域のブロックにおいて拡散され、この特徴は最適なエントロピー符号化に適さない。
【００２７】
これら特定のケースは、通常は、ブロックベースイントラ又はインター予測が現在ブロックのすべてのピクセルについて完全な予測でなく、ブロック全体の平均値の完全な予測を提供可能なピクチャコンテンツにおける複雑なエッジ又は複雑な移動するオブジェクトにおいて発生する。
【００２８】
例えば、図６に示されるブロックでは、黒色の領域は、他のすべてのピクセルが完全に予測可能であるが、良好に予測できない出現したオブジェクトの隅を示す。従って、より大きな予測エラー値は、ブロックのその他の予測サンプル位置の大部分より上記隅において含まれ、このため、空間領域ビデオ符号化が好ましい。通常のイメージ又はビデオでは、大きな予測エラー値は、通常は境界又は隅に出現する。これは、オブジェクトのサイズが符号化ブロックサイズより大きいためである。
【００２９】
本発明によると、第１ステップ又はステージでは、時間領域ブロックの隅のマトリックス要素が、これらの隅の何れにおいて予測エラー値がクラスタリングされるか決定するためスキャンされ、関連する情報が符号化される。この第１ステップの結果に基づき、空間領域ビデオ符号化は、予測エラー値の残りをエントロピー符号化するための適切なスキャン順序を適応的に選択する。
【００３０】
以下において、少なくとも１つの非ゼロ量子化予測エラー値を含むブロックを符号化するための詳細な実施例が示される。
【００３１】
ステップ１：図７に示されるように、現在ブロックの隅における量子化された予測エラー値では、スキャンされたサンプルが（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペアに構成される。“ｒｕｎ”の値は、既存のビデオ符号化規格におけるｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ符号化と同様に、非ゼロ振幅サンプル値“ｌｅｖｅｌ”の前のゼロ振幅サンプル値の個数（左上隅において時計回りにスタートするブロックの隅の位置における）を意味する。
【００３２】
第１の（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペアのみがこのステップに関係し、すなわち、図７の４つの位置“０”、“１”、“２”及び“３”のうちの複数が非ゼロ量子化サンプルを有する場合、第１の非ゼロサンプルを除くサンプルは、ステップ２において符号化されるよう残される。例えば、ステップ１において、図３のケースは（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペア（２，３）を構成し、図４のケースは（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペア（１，−２）を構成し、図５のケースは（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペア（３，３）を構成する。
【００３３】
４つの隅の４つすべての量子化サンプルがゼロである場合、ステップ２に直接移行する。
【００３４】
ステップ２：ステップ１の結果に従って、残りの量子化サンプルについてスキャンモードを適応的に選択する。選択のため、例えば、５つの固定されたスキャンのテーブルのみが規定される。
【００３５】
ステップ１において“ｒｕｎ”がゼロに等しい場合、すなわち、図７の（隅の）位置０（左上隅）が非ゼロの量子化予測エラーを有することを意味する場合、図８において、量子化エラーの残りのスキャンパス（現在ブロックの位置“１”から“１５”への）が規定される。
【００３６】
ステップ１において“ｒｕｎ”が“１”に等しい場合、図７における隅の位置“１”（右上隅）が非ゼロの量子化予測エラーを有することを意味する場合、図９において、量子化エラーの残りのスキャンパス（現在ブロックの位置“２”から“１５”への）が規定される。
【００３７】
図４のケースは、それの第１“ｒｕｎ”が“１”に等しいため、このスキャンパスを利用する。従って、図４のすべての（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペアは、かなり少ない個数のｒｕｎ値を生成し、このため、符号化対象のビットがより少ない（１，−２）、（０，−１）となる。
【００３８】
ステップ１において“ｒｕｎ”が“２”に等しい場合、図７における隅の位置“２”（右下隅）が非ゼロの量子化予測エラーを有することを意味する場合、図１０において、量子化エラーの残りのスキャンパス（現在ブロックの位置“３”から“１５”への）が規定される。
【００３９】
図３のケースは、それの第１“ｒｕｎ”が“２”に等しいため、このスキャンパスを利用する。従って、図３のすべての（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペアは、かなり少ない個数のｒｕｎ値を生成する、このため、符号化対象のビットが少ない（２，３），（１，１），（３，−１）となる。
【００４０】
ステップ１において“ｒｕｎ”が“３”に等しい場合、図７における隅の位置“３”（左下隅）が非ゼロの量子化予測エラーを有することを意味する場合、図１１において、量子化エラーの残りのスキャンパス（現在ブロックの位置“４”から“１５”への）が規定される。
【００４１】
図５のケースは、それの第１“ｒｕｎ”が“３”に等しいため、このスキャンパスを利用する。従って、図５のすべての（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペアは、かなり少ない個数のｒｕｎ値を生成する、このため、符号化対象のビットが少ない（３，３），（１，２），（１，−１）となる。
【００４２】
選択された所定のスキャンパスは、“ｒｕｎ”値により表される隅に関してジグザグスキャンを表す選択を含むものであってもよい。
【００４３】
４つのすべての隅の位置“０”，“１”，“２”及び“３”がゼロの振幅値を有する場合、スキャンパスは、図１２と同様にして規定される。すなわち、４つのブロックの隅のスキャンの後、スキャンパスはブロックの中間の領域に続き、すなわち、他の所定のスキャンパスと異なるスキャンパスが選択される。
【００４４】
本発明のデコーダが現在ブロックの（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペア系列を受信すると、それはまず、第１（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペアを復号化し、その後に第１の“ｒｕｎ”の値に従って、エンコーダの所定のスキャンパステーブルのグループの対応するものを選択する。デコーダが現在ブロックについて受信したすべての（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ）ペアの復号化を終了した後、それは、選択されたスキャンパステーブルに基づきｌｅｖｅｌ値を正しいブロック位置に割り当てる。
【００４５】
図７〜１２のスキャンパステーブルは、統計的な実験結果からの具体例である。実際的には、固定されたスキャンパステーブルは、エンコーダとデコーダの双方についてビデオ符号化規格により予め規定可能である。
【００４６】
第１ステップでは、ｒｕｎ＝０をブロックの左上隅に割り当てる代わりに、ｒｕｎ＝０はまたブロックの他の隅に割り当てることが可能である。第１ステップでは、“隅”のｒｕｎ値を時計回りに増加させる代わりに、隅のｒｕｎ値は反時計回りに増加させることも可能である。
【００４７】
適応的処理は、各実施例において説明された２より多くのステップを用いることによって拡張可能であり、これにより、第２のステップ（及びさらなるステップであってもよい）が、当初選択されたスキャンパスの始めにおけるｒｕｎ及び／又はｌｅｖｅｌの値に基づき、以降のスキャンパスの選択に対して所定のスキャンパスのグループから何れを選択するかを規定できる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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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【手続補正書】
【提出日】平成21年10月21日(2009.10.21)
【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】
空間領域ピクチャ符号化におけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択する方法であって、
現在ブロックにおいて、該ブロックの所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定し、第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成するステップと、
前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
空間領域ピクチャ復号化におけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択する方法であって、
エンコーダ側において対応するブロックにおける所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定された場合、現在ブロックに対して、受信したスキャン選択情報における第１ｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアの“ｒｕｎ”値を決定し、前記第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成するステップと、
前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択するステップと、
を有する方法。
【請求項３】
４つすべての隅の要素がゼロの振幅値を有する場合、前記４つのブロックの隅に係るスキャンパスと異なるスキャンパスが選択される、請求項１又は２記載の方法。
【請求項４】
所定のスキャンパスが選択されると、前記現在ブロックに対する対応するさらなるｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアが構成される、請求項１乃至３何れか一項記載の方法。
【請求項５】
前記現在ブロックの各要素の値は、前記現在ブロックの予測のための量子化された残差値である、請求項１乃至４何れか一項記載の方法。
【請求項６】
前記選択された所定のスキャンパスは、前記“ｒｕｎ”値により表される隅に関してジグザグスキャンを表す選択を含む、請求項１乃至５何れか一項記載の方法。
【請求項７】
前記符号化／エンコーダ又は復号化／デコーダにおいて、前記現在ブロックに対して、空間領域処理と周波数領域処理との間で適応的にスイッチされ、周波数領域処理の場合、前記適応的スキャンパスの選択は使用されない、請求項１乃至６何れか一項記載の方法。
【請求項８】
空間領域ピクチャエンコーダにおけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択する装置であって、
現在ブロックにおいて、該ブロックの所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定し、第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成する手段を有し、
前記手段はさらに、前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択する装置。
【請求項９】
空間領域ピクチャデコーダにおけるブロックの各要素に対してスキャンパスを選択する装置であって、
エンコーダ側において対応するブロックにおける所定の隅の要素からスタートして、時計方向に進捗するとき又は反時計方向に進捗するとき、前記ブロックが隅の各要素のうちゼロの振幅値をいくつ有するか決定された場合、現在ブロックに対して、受信したスキャン選択情報における第１ｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアの“ｒｕｎ”値を決定し、前記第１の隅の要素が非ゼロの振幅を有すると決定すると、“ｒｕｎ”値が前記現在ブロックにおける先行するゼロの振幅の隅の要素の個数に対応し、“ｌｅｖｅｌ”値が前記第１の非ゼロの振幅の隅の要素の振幅に対応するｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアを構成する手段を有し、
前記手段はさらに、前記“ｒｕｎ”値に基づき、前記現在ブロックに対して、前記現在ブロックの残りの要素に対する所定の相異なるスキャンパスのグループからの特定のスキャンパスを選択する装置。
【請求項１０】
４つすべての隅の要素がゼロの振幅値を有する場合、前記４つのブロックの隅に係るスキャンパスと異なるスキャンパスが選択される、請求項８又は９記載の装置。
【請求項１１】
所定のスキャンパスが選択されると、前記現在ブロックに対する対応するさらなるｒｕｎ−ｌｅｖｅｌ値ペアが構成される、請求項８乃至１０何れか一項記載の装置。
【請求項１２】
前記現在ブロックの各要素の値は、前記現在ブロックの予測のための量子化された残差値である、請求項８乃至１１何れか一項記載の装置。
【請求項１３】
前記選択された所定のスキャンパスは、前記“ｒｕｎ”値により表される隅に関してジグザグスキャンを表す選択を含む、請求項８乃至１２何れか一項記載の装置。
【請求項１４】
前記符号化／エンコーダ又は復号化／デコーダにおいて、前記現在ブロックに対して、空間領域処理と周波数領域処理との間で適応的にスイッチされ、周波数領域処理の場合、前記適応的スキャンパスの選択は使用されない、請求項８乃至１３何れか一項記載の装置。
【請求項１５】
請求項１、３乃至７何れか一項記載の方法を使用することによって符号化されたデジタルビデオ信号を含む、格納する又は記録する光ディスクなどの記憶媒体。
【請求項１６】
請求項１、３乃至７何れか一項記載の方法を使用することによって符号化されたデジタルビデオ信号。
【国際調査報告】
2010525636.tif 000015
2010525636.tif 000016