(57)【要約】【課題】サンプルアダプティブオフセット情報(Sample Adaptive Offset Information)の符号化の方法と装置を提供する。【解決手段】ビデオコーダーに用いられる異なるSAO構文要素間でコンテキストを共有する方法と装置が開示される。本実施形態は、共同コンテキストモデルにしたがって、CABAC符号化を多重SAO構文要素に適用し、多重SAO構文要素は共同コンテキストを共有する。多重SAO構文要素は、SAO合併左フラグとSAO合併上フラグに対応する。多重SAO構文要素は、異なるカラーコンポーネントに関連するSAO合併左フラグまたは合併上フラグに対応する。共同コンテキストモデルは、多重SAO構文要素の共同統計に基づいて生成される。本発明の実施形態は、切り捨てられた単項の二値化を用いて、コンテキストだけを有するCABACを用いて、あるいは、コンテキストモードとバイパスモードを有するCABACを用いて、SAOタイプのインデックスを符号化し、コンテキストモードは、SAOタイプのインデックスに関連する一の２値に用いられ、バイパスモードは、任意の残りの２値に用いられる。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビデオデコーダにおけるビデオデータのサンプル適応オフセット(以下、SAOと称す)処理方法であって、
媒体またはプロセッサから、画像に関連する処理後の再構築画素のブロックを受信する工程と、
ビデオビットストリームから、第１SAO構文要素を決定する工程と、
前記第１SAO構文要素を含むSAO情報に基づいて、SAO処理を、処理後の再構築画素の前記ブロックに適用する工程と含み、
前記ブロックは前記ビデオビットストリームから復号され、
前記第１SAO構文要素は、CABAC(コンテキストベース適応２値算術符号化)復号を用いて、前記ビデオビットストリームから復号され、かつ、少なくともひとつの第２構文要素と共同コンテキストモデルを共有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１SAO構文要素と前記少なくともひとつの第２構文要素は、SAO合併左フラグとSAO合併上フラグに対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１SAO構文要素と前記少なくともひとつの第２構文要素は、前記ビデオデータの第１カラーコンポーネントに用いられる第１SAO合併左フラグ、および、前記ビデオデータの第２カラーコンポーネントに用いられる第２SAO合併左フラグに対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１SAO構文要素と前記少なくともひとつの第２構文要素は、前記ビデオデータの第１カラーコンポーネントに用いられる第１SAO合併上フラグ、および、前記ビデオデータの第２カラーコンポーネントの第２SAO合併上フラグに対応することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記共同コンテキストモデルは、前記第１SAO構文要素と前記少なくともひとつの第２構文要素の共同統計に基づいて生成されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ビデオエンコーダーにおけるビデオデコーダのサンプル適応オフセット(以下、SAOと称す)処理方法であって、
媒体またはプロセッサから、画像に関連する処理後の再構築画素のブロックを受信する工程と、
第１SAO構文要素を、処理後の再構築画素の前記ブロックに決定する工程と、
共同コンテキストモデルにしたがって、CABAC(コンテキストベース適応２値算術符号化)を前記第１SAO構文要素に適用する工程と、
符号化された第１SAO構文要素を、前記ビデオデータに関連するビデオビットストリーム中に組み込む工程とを含み、
前記第１SAO構文要素と少なくともひとつの第２構文要素が、前記共同コンテキストモデルを共有する
ことを特徴とする方法。
【請求項７】
前記第１SAO構文要素と前記少なくともひとつの第２構文要素は、SAO合併左フラグとSAO合併上フラグに対応することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１SAO構文要素と前記少なくともひとつの第２構文要素は、前記ビデオデータの第１カラーコンポーネントに用いられる第１SAO合併左フラグ、および、前記ビデオデータの第２カラーコンポーネントに用いられる第２SAO合併左フラグに対応することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第１SAO構文要素と前記少なくともひとつの第２構文要素は、前記ビデオデータの第１カラーコンポーネントに用いられる第１SAO合併上フラグ、および、前記ビデオデータの第２カラーコンポーネントに用いられる第２SAO合併上フラグに対応することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記共同コンテキストモデルは、前記第１SAO構文要素と前記少なくともひとつの第２構文要素の共同統計に基づいて生成されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１１】
ビデオデコーダにおけるビデオデータのサンプル適応オフセット(以下SAOと称す)処理装置であって、
媒体またはプロセッサから、画像に関連する処理後の再構築画素のブロックを受信する手段と、
ビデオビットストリームから、第１SAO構文要素を決定する手段と、
前記第１SAO構文要素を含むSAO情報に基づいて、SAO処理を、処理後の再構築画素の前記ブロックに適用する手段とを有し、
前記ブロックは前記ビデオビットストリームから復号され、
前記第１SAO構文要素は、CABAC(コンテキストベース適応２値算術符号化)復号を用いて、前記ビデオビットストリームから復号され、かつ、少なくともひとつの第２構文要素と共同コンテキストモデルを共有することを特徴とする装置。
【請求項１２】
ビデオエンコーダーにおけるビデオデコーダのサンプル適応オフセット(SAO)処理装置であって、  媒体またはプロセッサから、画像に関連する処理後の再構築画素のブロックを受信する手段と、
第１SAO構文要素を、処理後の再構築画素の前記ブロックに決定する手段と、
共同コンテキストモデルにしたがって、CABAC(コンテキストベース適応2値算術符号化)を、前記第１SAO構文要素に適用する手段と、
前記ビデオデータに関連するビデオビットストリームに、符号化された第１SAO構文要素を取り込む手段とを有し、
前記第１SAO構文要素と少なくともひとつの第２構文要素が、前記共同コンテキストを共有する
ことを特徴とする装置。
【請求項１３】
ビデオデコーダにおけるビデオデータのサンプル適応オフセット(以下、SAOと称す)処理方法であって、
媒体またはプロセッサから、画像に関連する処理後の再構築画素のブロックを受信する工程と、
ビデオビットストリームから、SAOタイプのインデックスを決定する工程と、
前記SAOタイプのインデックスを有するSAO情報に基づいて、SAO処理を、処理後の再構築画素の前記ブロックに適用する工程とを含み、
前記ブロックがビデオビットストリームから復号され、
前記SAOタイプのインデックスは、
切り捨てられた単項の二値化にしたがって復号され、
コンテキストを有するCABAC(コンテキストベース適応2値算術符号化)を用いて復号され、又は、
コンテキストモードとバイパスモードを用いて、CABACにより復号され、
前記コンテキストモードは、前記SAOタイプのインデックスに関連する一の２値に用いられ、
前記バイパスモードは、前記SAOタイプのインデックスに関連する任意の残りの２値に用いられることを特徴とする方法。
【請求項１４】
前記SAOタイプのインデックスは、前記ビデオデータのルマコンポーネントに関連する第１SAOタイプのインデックス、または、前記ビデオデータの彩度コンポーネントに関連する第２SAOタイプのインデックスに対応することを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
ビデオエンコーダーにおけるビデオデータのサンプル適応オフセット(以下、SAOと称す)処理方法であって、
媒体またはプロセッサから、画像に関連する処理後の再構築画素のブロックを受信する工程と、
SAOタイプのインデックスを、処理後の再構築画素の前記ブロックに決定する工程と、  符号化されたSAOタイプのインデックスを、ビデオデータに関連するビデオビットストリームに組み込む工程と、
前記SAOタイプのインデックスを有するSAO情報に基づいて、SAO処理を、処理後の再構築画素の前記ブロックに適用する工程とを含み、
前記符号化されたSAOタイプのインデックスは、
切り捨てられた単項の二値化にしたがって符号化される前記SAOタイプのインデックスに対応し、
コンテキストを有するCABAC(コンテキストベース適応２値算術符号化)により符号化される前記SAOタイプのインデックスに対応し、または、
前記SAOタイプのインデックスに関連する一の２値に用いられるコンテキストモードと前記SAOタイプのインデックスに関連する任意の残りの２値に用いられるバイパスモードとを用いて、CABACにより符号化される前記SAOタイプのインデックスに対応する
ことを特徴とする方法。
【請求項１６】
前記SAOタイプのインデックスは、前記ビデオデータのルマコンポーネントに関連する第１SAOタイプのインデックス、または、前記ビデオデータの彩度コンポーネントに関連する第２SAOタイプのインデックスに対応することを特徴とする請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
ビデオデコーダにおけるビデオデータのサンプル適応オフセット(SAO)処理装置であって、
媒体またはプロセッサから、画像に関連する処理後の再構築画素のブロックを受信する手段と、
前記ビデオビットストリームから、SAOタイプのインデックスを決定する手段と、
前記SAOタイプのインデックスを有するSAO情報に基づいて、SAO処理を、処理後の再構築画素の前記ブロックに適用する手段とを有し、
前記ブロックはビデオビットストリームから復号され、
前記SAOタイプのインデックスは、
切り捨てられた単項の二値化にしたがって復号され、
コンテキストを有するCABAC(コンテキストベース適応２値算術符号化)により復号され、または、
前記SAOタイプのインデックスに関連する一の２値に用いられるコンテキストモードと前記SAOタイプのインデックスに関連する任意の残りの２値に用いられるバイパスモードで、CABACを用いて復号される
ことを特徴とする装置。
【請求項１８】
ビデオエンコーダにおけるビデオデータのサンプル適応オフセット(SAO)処理装置であって、
媒体またはプロセッサから、画像に関連する処理後の再構築画素のブロックを受信する手段と、
SAOタイプのインデックスを、処理後の再構築画素の前記ブロックに決定する手段と、
符号化されたSAOタイプのインデックスを、前記ビデオデータに関連するビデオビットストリームに取り込む手段と、
前記SAOタイプのインデックスを有するSAO情報に基づいて、SAO処理を、処理後の再構築画素の前記ブロックに適用する手段とを有し、
前記符号化されたSAOタイプのインデックスは、
切り捨てられた単項の二値化にしたがって符号化される前記SAOタイプのインデックスに対応し、
コンテキストを有するCABAC(コンテキストベース適応2値算術符号化)により符号化される前記SAOタイプのインデックスに対応し、または、
前記SAOタイプのインデックスに関連する一の２値に用いられるコンテキストモードと前記SAOタイプのインデックスに関連する任意の残りの２値に用いられるバイパスモードとを用いて、CABACにより符号化される前記SAOタイプのインデックスに対応することを特徴とする装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１２年５月２９日に出願された“The context design of SAO syntax”と題された米国特許仮出願番号61/652,564号、および、２０１２年６月２２日に出願された“Reduction of Models and Context Bins for SAO”と題された米国特許仮出願番号61/662,967号から、合衆国法典第３５編第１１９条の下、優先権を主張するものであり、その内容は引用によって本願に援用される。
【０００２】
本発明はビデオ符号化に関するものであって、特に、サンプルアダプティブオフセット(Sample Adaptive Offset、SAO)情報の符号化に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
動き検出は、ビデオシーケンスの時間冗長性(temporal redundancy)を使用するための、効果的なフレーム間符号化(inter-frame coding)技術である。動き補償(Motion-compensated)フレーム間符号化は、幅広く、様々な国際ビデオ符号化標準に用いられている。様々な符号化標準に採用される動き検出は、多くの場合、ブロックベース技術であり、符号化モード及び動きベクトル等の動き情報が、各マクロブロックまたは同様のブロック設定に決定される。このほか、イントラ符号化も適用され、別の任意の画像に言及することなく画像が処理される。インター予測(inter-predicted)またはイントラ予測(intra-predicted)剰余（residues）は、通常、変換、量子化およびエントロピー符号化により処理されて、圧縮ビデオビットストリームを生成する。符号化プロセス期間中、符号化アーチファクトが、特に、量子化プロセスに導入される。最新の符号化システムにおいて、符号化アーチファクトを軽減するために、追加処理が再構築されたビデオに適用されて、画質を向上させる。追加処理は、通常、ループ内操作(in-loop operation)で設定されるので、エンコーダとデコーダーは、同じ参照画像を生成する。
【０００４】
図１は、イン-ループフィルタリングプロセスを組み込んだ適応インター(inter)/イントラ(intra)ビデオ符号化システムを示す図である。インター予測(inter-prediction)において、動き検出(ME)/動き補正(Motion Compensation、MC)112が用いられて、別の画像または複数の画像から、ビデオデータに基づいて、予測データを提供する。スイッチ114は、イントラ予測110またはME/MC112からのインター予測データを選択し、選択された予測データが加算器116に供給されて、prediction residuesまたはresiduesとも称されるprediction errorsを形成する。その後、予測誤差が、変換(T)118、そして、量子化(Q)120により処理される。変換され量子化された剰余が、エントロピーエンコーダー(Entropy Encoder)122により符号化されて、圧縮ビデオデータに対応するビデオビットストリームを形成する。変換係数に関連するビットストリームが、イメージユニットに関連する動き、モード、および、別の情報などのサイド情報と共に、パック（pack）される。サイド情報は、さらに、エントロピー符号化により処理されて、必要なバンド幅を減少させる。したがって、図１に示されるように、サイド情報データが、エントロピーエンコーダー122(エントロピーエンコーダー122への動き／モードパスは図示されない)に提供される。インター-予測モードが用いられるとき、前に再構築された参照画像または複数の画像を用いて、予測剰余を形成しなければならない。よって、再構築ループ(reconstruction loop)が用いられて、エンコーダ側で、再構築画像を生成する。それゆえに、変換および量子化された剰余は、逆量子化(IQ)124と逆変換(Inverse Transformation、IT)126により処理されて、処理された剰余をリカバーする。その後、処理された剰余が、再構築(REC)128により予測データ136に戻されて、ビデオデータを再構築する。再構築されたビデオデータは、リファランスピクチャバッファ(Reference Picture Buffer)134中に保存されて、別のフレームの予測に用いられる。
【０００５】
図１に示されるように、コード化システムにおいて、入力されるビデオデータは一連の処理を受ける。一連の処理のため、REC128から再構築されたビデオデータが、各種障害にさらされる。したがって、再構築されたビデオデータが予測データとして用いられて、ビデオ画質を改善する前に、各種ループ処理が、再構築されたビデオデータに適用される。開発中の高効率ビデオ符号化(HEVC)標準において、非ブロック化フィルター(DF)130、サンプル適応オフセット(SAO)131および適応ループフィルター(ALF)132が開発されて、画質を向上させている。非ブロック化フィルター(DF:Deblocking Filter)130が境界画素に適用される。DF処理は、潜在する画素データと対応するブロックに関連する符号化情報に基づいている。ビデオビットストリームに組み込まれる必要があるDF-特定サイド情報がない。一方、SAOとALF処理は適応可能であり、フィルター情報、たとえば、フィルターパラメータとフィルタータイプは、潜在するビデオデータにしたがって動的に変化する。よって、SAOとALFに関連するフィルター情報が、ビデオビットストリームに組み込まれて、デコーダーが、適切に、要求される情報をリカバーすることができる。さらに、SAOとALFからのフィルター情報が、エントロピーエンコーダー122に提供されて、ビットストリームに組み込まれる。図１において、DF130がまず、再構築されたビデオに適用される。その後、SAO131がDF-処理ビデオに適用される。ALF132がSAO-処理ビデオに適用される。しかし、DF、SAOとALF間の処理順序が再び組み直される。開発中の高効率ビデオ符号化(HEVC)ビデオ基準において、ループフィルタリングプロセスは、DFとSAOを有する。
【０００６】
HEVCにおける符号化プロセスが、各ラージストコーディングユニット(LCU)に適用される。四分木(quadtree)を用いて、LCUが、適応的に、符号化ユニットに分割される。よって、LCUは符号化ツリーブロック(CTB)とも称される。各リーフCUにおいて、DFが各8x8ブロックに実行され、HEVC Test Model Version 7.0(HM-7.0)において、DFが8x8ブロック境界に適用される。各8x8ブロックにおいて、垂直ブロック境界を横切り水平フィルタリングがまず適用され、その後、水平ブロック境界を横切る垂直フィルタリングが適用される。
【０００７】
図１に示されるように、サンプル適応オフセット(SAO)131もHM-7.0に採用される。SAOはフィルタリングの特別なケースとみなされる。フィルタリングの特別なケースは、１つの画素にだけ適用される処理である。SAOを適用するため、画像が、多重LCU-配向領域に分割される。各領域は、２個のバンドオフセット(BO)タイプ、４個のエッジオフセット(Edge Offset、EO)タイプ、および、処理なし(OFF)の中で、１つのSAOタイプを選択することができる。処理される(フィルタされる)各画素において、BOは画素強度を用いて、画素をバンドに分類する。図２に示されるように、画素強度範囲は、均等に、32バンドに分割される。４つの連続したバンドがグループ化され、始動バンドは、sao_band_positionにより示される。図２に4-バンドグループ200の例が示されている。この4-バンドグループの第１のバンド位置は矢印210により示される。EOにおいて、まず、画素分類が行われて、画素を異なる群に分類する(カテゴリーまたはクラス分け)。図３に示されるように、各画素の画素分類は、3x3ウィンドウに基づき、0°,90°,135°と45°に対応する４つの設定が、分類に用いられる。画像または領域中の全画素の分類において、ひとつのオフセットが生成され、、各群の画素に送信される。HM-7.0において、SAOが、ルマと彩度コンポーネント(chroma component)に適用される。各ルマコンポーネント(luma component)は独立して処理される。BOと同様に、ひとつのオフセットが、EOのカテゴリー4を除く、各カテゴリーの全画素に生成される。カテゴリ4はゼロオフセットの使用を強要される。以下の表１はEO画素分類をリストし、“C”は分類された画素を示す。
【０００８】
【表１】
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【０００９】
図１に示されるように、HM-7.0において、適応ループフィルタリング(Adaptive Loop Filtering、ALF)132は別のイン-ループフィルタリングで、画質を向上させる。多種のタイプのルマ(luma)フィルターフットプリントとクロマ(chroma)フィルターフットプリントが用いられる。まず、ALF操作が水平方向に適用される。水平なALF実行後、ALFは垂直方向で実行される。HM-7.0において、最大16のluma ALFフィルターと最大でひとつのchroma ALFフィルターが各像に用いられる。ALFのローカライゼーションを許すために、ルマ画素にとって、フィルターを選択する２つモードがある。ひとつは、領域ベースのアダプテーション(Region-based Adaptation、RA)モード、もうひとつは、ブロックベースのアダプテーション(Block-based Adaptation、BA)モードである。画像レベルでの適応モード選択のRAとBAに加え、スレショルドより大きい符号化ユニット(CUs)が、ALF操作を局所的に有効又は無効にするために、フィルター使用フラグにより制御される。彩度コンポーネントに関しては、比較的フラットであるので、HM-7.0中で用いられる局所的適応がなく、画素の２つの彩度コンポーネントが、同じフィルターを共有する。MH-7.0において、ひとつの領域のALFフィルターが、多重ALFフィルターから選択される。このほか、多重フィルターフットプリントがHM-7.0中に用いられる。各ALFフィルターに対し、フィルターに関連するフィルター係数の組がある。よって、ALF情報は、選択されたALFフィルターの識別、フィルターフットプリントおよびフィルター係数を含む。
【００１０】
図１に示されるように、DF130が、REC128から再構築画素に適用される。その後、SAO131がDF-処理画素に適用され、ALF132がSAO-処理画素に適用される。図１に示される処理シーケンスは、DF、SAOとALFであり、別の処理シーケンスを用いてもよい。たとえば、SAOは、REC128からの再構築画素に適用され、DF-処理再構築画素(すなわち、再構築画素に適用されるDF)に適用され、又は、ALF-処理再構築画素(すなわち、再構築画素に適用されるALF) に適用される。また、SAOはDF-処理画素とALF-処理画素の両方(すなわち、再構築画素に適用されるDFとDF-処理再構築画素に適用されるALF)、又は、ALF-処理画素とDF-処理画素両方(すなわち、再構築画素に適用されるALFとALF-処理再構築画素に適用されるDF)に適用される。便宜上、“processed-reconstructed pixels”は、SAO処理期間中、上述の任意のタイプの処理画素のことを指す。“processed-reconstructed pixels”は、さらに、REC128からの再構築画素を含む。この場合は、空処理(null processing)が、REC128から再構築画素に適用されると判断される。同様に、“processed-reconstructed pixels”も、ALF処理期間中、DF、SAOにより、DFとSAOまたはSAOとDF両方による各種処理画素のことを指す。さらに、ALF処理において、“processed-reconstructed pixels”は、REC128からの再構築画素も含む。
【００１１】
SAO処理に関連するサイド情報を減少させるため、現在のLCUのSAO情報は、現在のLCUの上方または左側で、隣接するLCUのSAO情報を再利用する。SAO情報共有は、merge構文により示される。HM-8.0において、表2に示されるように、SAO構文（syntax）は、sao_merge_left_flag,sao_merge_up_flag,sao_type_idx_luma, sao_type_index_chroma, sao_eo_class_luma, sao_eo_class_chroma, sao_band_position, sao_offset_absおよび sao_offset_signから構成される。構文 sao_merge_left_flagは、現在のLCUが、左LCUのSAOパラメータを再利用するかどうかを示す。構文sao_merge_up_flagは、現在のLCUが、上部LCUのSAOパラメータを再利用するかどうかを示す。構文sao_type_idxは、選択されたSAOタイプ(それぞれ、ルマコンポーネントと彩度コンポーネントのsao_type_idx_lumaとsao_type_idx_chroma)を示す。表3に示されるように、HM-8.0において、各LCUは、処理なし(SAO-off)を選択するか、または、BOとEOを含むSAOタイプのひとつを適用することができる。注意すべきことは、SAOタイプ0-degreeEO,90-degreeEO,135-degreeEOおよび45-degreeEOは、SAO構文sao_eo_class_lumaとsao_eo_class_chromaにより示される。構文sao_offset_absはオフセット大きさを示し、構文sao_offset_signは、オフセットサイン(offset sign)を示す。構文cIdxは、三つのカラーコンポーネントのひとつを示す。同様のメカニズムも用いられて、隣接するブロックが、同じALF情報を共有できるようにする。注意すべきことは、HM-7.0とHM-8.0間の構文表現の差異は、エントロピー符号化方法に影響しないことである。
【００１２】
HM-7.0において、コンテキストベース適応2値算術符号化(CABAC:context-based adaptive binary arithmetic coding)が、エントロピー符号器として用いられて、SAO情報を符号化する。図４に示されるように、CABAC処理400は、二値化(binarization)、コンテキストモデリング、及び２進演算符号化(BAC)からなる。二値化ステップ410において、各構文要素が、二進列(binary string)(本開示において、２値とも称される)にマップされる。コンテキストモデリングステップ420において、確率モデルが各２値に選択される。対応する確率モデルは、前に符号化された構文要素、２値インデックス、サイド情報、または、上述の組み合わせに基づく。二値化とコンテキストモデル割り当て後、２値の値(bin value)が、その関連するコンテキストモデルと共に、２進演算符号化エンジン430、すなわち、BACに提供される。２値の値は、構文要素と２値インデックスに基づいて、二つの符号化モードで符号化される。符号化モードのひとつは通常の符号化モードで、もうひとつは、バイパスモードである。本開示において、通常の符号化モードに対応する２値は正常な２値と称され、バイパス符号化モードに対応する２値は、バイパス２値(bypass bins)と称される。通常の符号化モードにおいて、BACの最確符号(MPS:Most Probable Symbol)の確率と最小推定(Least Probable)符号(LPS)の確率は、関連するコンテキストモデルから生成される。バイパス符号化モードにおいて、MPSとLPSの確率は等しいとみなされる。CABACにおいて、バイパスモードが導入されて、符号化プロセスを加速する。圧縮効率のCABAC設計において、正確な構文二値化と適当なコンテキストモデルを形成することが重要である。コンテキストモデル設計は、処理の複雑さを増加させる潜在データの統計を適合させなければならない。CABACの圧縮効率を維持しつつ、SAO情報に関連するコンテキストモデルの複雑性を減少させることが望まれる。
【００１３】
【表２】
2015521443.tif 000004
【００１４】
【表３】
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【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、ビデオ符号化システムに用いる異なるSAO構文要素間のコンテキストを共有する方法と装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本実施態様は、共同コンテキストモデルにしたがって、CABAC符号化または復号を、多重SAO構文要素に適用し、多重SAO構文要素が、共同コンテキストを共有する。多重SAO構文要素は、SAO合併左フラグとSAO合併上フラグに対応する。多重SAO構文要素は、さらに、異なるカラーコンポーネントに関連するSAO合併左フラグまたは合併上フラグに対応する。共同コンテキストモデルは、多重SAO構文要素の共同統計に基づいて生成される。
【００１７】
ビデオ符号化システムに用いられるSAOタイプのインデックス符号化を簡潔にする方法と装置が開示される。本実施態様は、切り捨てられた単項の(truncated unary)二値化を用いて、ひとつのコンテキストだけを有するCABACを用いて、または、コンテキストモードとバイパスモードを有するCABACを用いて、SAOタイプのインデックスを符号化する。コンテキストモードは、SAOタイプのインデックスに関連する一の２値に用いられ、バイパスモードは任意の残りの２値に用いられる。SAOタイプのインデックスは、ビデオデータのルマコンポーネントに関連する第１SAOタイプのインデックス、または、ビデオデータの彩度コンポーネントに関連する第２SAOタイプのインデックスに対応する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、インター/イントラ予測を用いたビデオ符号化システムのブロック図を示しす。非ブロック化フィルター(DF)、サンプル適応オフセット(SAO)と適応ループフィルター(ALF)を含むループフィルタ処理が組み込まれている。
【図２】図２は、画素強度幅を32バンドに均等に分割することによるバンドオフセット(BO)を示す図である。
【図３】図３は、4つの設定が、0°,90°,,135°,と45°,に対応する3x3ウィンドウに基づいたエッジオフセット(EO)画素分類を示す図である。
【図４】図４は、コンテキストベース適応2値算術符号化(CABAC)の構造を示す図である。
【図５】図５は、本実施形態を組み込んだビデオエンコーダーの異なるSAO構文要素間で共有されるコンテキストを有するSAO処理のフローチャートである。
【図６】図６は、本実施形態を組み込んだビデオデコーダーの異なるSAO構文要素間で共有されるコンテキストを有するSAO処理のフローチャートである。
【図７】図７は、本実施形態を組み込んだビデオエンコーダーの複雑度が減少したSAOタイプのインデックス符号化を有するSAO処理のフローチャートである。
【図８】図８は、本実施形態を組み込んだビデオデコーダーの複雑度が減少したSAOタイプのインデックス符号化を有するSAO処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
前述のように、合併フラグ(たとえば、sao_merge_left_flagとsao_merge_up_flag)の使用により、隣接するブロックがSAO情報を共有して、要求されるSAO情報を減少することができる。HM-7.0において、構文要素sao_merge_left_flagとsao_merge_up_flagは、CABACを用いて符号化される。潜在する符号のコンテキストモデルは、符号の確率モデルに基づいて形成される。HM-7.0において、コンテキストモデルが、sao_merge_left_flagとsao_merge_up_flagに別々に形成される。さらに、コンテキストモデルが、異なるカラーコンポーネント(Y,Cb,Cr)に別々に形成される。
【００２０】
本実施態様は、合併フラグに関連する異なる構文要素に、同じコンテキストモデルを共有させている。たとえば、カラーコンポーネントの合併左フラグと合併上フラグ(すなわち、sao_merge_left_flagとsao_merge_up_flag)は、同じコンテキストモデルを共有することができる。この場合、コンテキストモデルは、合併左フラグと合併上フラグの結合または共同統計にしたがって設計される。結合された統計は、合併左フラグと合併上フラグに関連する個々の統計と異なる可能性がある。よって、結合されたコンテキストモデルは、合併左フラグと合併上フラグに関連する個々のコンテキストモデルと異なる可能性がある。他の実施形態において、異なるカラーコンポーネントの合併左フラグは同じコンテキストモデルを共有する。この場合、合併左フラグに関連するコンテキストモデルは、異なるカラーコンポーネントに結合された統計に基づいて設計される。さらに他の実施形態において、異なるカラーコンポーネントの合併上フラグは、同じコンテキストモデルをシェアする。この場合、合併上フラグに関連するコンテキストモデルは、異なるカラーコンポーネントの結合された統計に基づいて設計される。
【００２１】
HM-7.0において、SAOタイプのインデックス(たとえば、sao_type_idx_lumaとsao_type_idx_chroma)に関連する構文要素は、CABACを用いて符号化される。二値化後、SAOタイプのインデックスに関連するビットストリングはCABACにより処理される。複雑さを減少させるために、本実施形態において、SAOタイプのインデックスの符号化は、切り捨てられた単項の二値化方法（a truncated unary binarization method）に基づいている。たとえば、表3に示されるように、SAOタイプのインデックス(lumaとchromaを有する)は、それぞれ、インデックス0〜3の切り捨てられた単項の符号集合{0,10,11}により表示される。他の形態において、SAOタイプのインデックスのCABACは、ひとつのコンテキストだけを使用する。さらに他の実施形態において、SAOタイプのインデックスのCABACは、一の２値（the first bin）にコンテキスト符号化を用いると共に、残りの２値（the rest of bins）にバイパス符号化を用いる。たとえば、SAOタイプのインデックスの二値化は{0,10,11}に対応し、各SAOタイプのインデックスの第１ビットだけが、コンテキスト符号化を用いて符号化される。残りのビットはバイパスモードを用いて符号化される。
【００２２】
図５は、本実施形態を組み込んだビデオエンコーダーの異なるSAO構文要素間で共有されるコンテキストを有するSAO処理のフローチャートである。図１に示され、関連する本文に記述されるように、ループ処理(DF,SAOまたはALF)が再構築画素に適用される。さらに、前述のように、処理後の再構築画素は、各種処理後の再構築画素のことを指す。ステップ510に示されるように、処理後の再構築画素の現在のブロックが、媒体またはプロセッサから受信される。処理後の再構築画素は、システム中のRAMやDRAMなどの媒体中に保存される。よって、処理後の再構築画素は、媒体からリードバックされなければならない。また、SAO処理は、処理後の再構築画素を生成する別のプロセッサ(たとえば、中央処理装置、コントローラーまたはデジタル信号プロセッサ)から処理後の再構築画素を直接受信することもできる。この場合は、処理後の再構築画素はプロセッサから受信される。ブロックは、符号化ツリーブロック(CTB)、LCUまたはその他のブロックユニット(たとえば、マクロブロックやその他のタイプ)である。処理後の再構築画素のブロックのSAO構文要素(第１SAO構文要素と称する)がステップ520で決定される。第１SAO構文要素は、SAO合併フラグまたはSAO処理に関連する別の構文要素に対応する。ブロックのSAO構文要素の決定は、従来の技術を用いればよい。たとえば、合併フラグが、エンコーダ側で、レートひずみ最適化(rate-distortion optimization)を用いることにより決定される。ステップ530にて、CABAC符号化は、共同コンテキストモデルにしたがって、第１SAO構文要素に適用される。第１SAO構文要素と少なくともひとつの第２構文要素は、共同コンテキストを共有する。共同コンテキストモデルが、第１SAO構文要素と少なくともひとつの第２構文要素の共同統計にしたがって形成される。ステップ540にて、符号化された第１SAO構文要素が、ビデオデータに関連するビデオビットストリーム中に組み込まれるので、デコーダーは、ビットストリームから、第１SAO構文要素をリカバーすることができる。
【００２３】
図６は、本実施形態を組み込んだビデオデコーダーにおいて、異なるSAO構文要素間で共有されるコンテキストを用いたSAO処理のフローチャートである。ステップ610にて、画像に関連する処理後の再構築画素のブロックが、媒体またはプロセッサから受信され、処理後の再構築画素のブロックが、ビデオビットストリームから復号される。ステップ620にて、ビデオビットストリームからのSAO構文要素(第１SAO構文要素と称する)が決定される。第１SAO構文要素は、CABAC復号を用いて、ビデオビットストリームから復号され、第１SAO構文要素は、少なくともひとつの第２構文要素と、共同コンテキストモデルを共有する。SAO構文要素がまだ復号されていない場合、SAO構文要素の決定は、SAO構文要素の復号に対応する。ビットストリームから構文要素を復号する方法は、従来の技術を用いればよい。SAO構文要素が、SAO処理の一部でないエントロピーデコーダーにより復号される場合、SAO構文要素の決定は、さらに、SAO構文要素の受信に対応する。ステップ630にて、第１SAO構文要素のリカバー後、第１SAO構文要素を含むSAO情報に基づいて、SAO処理が、処理後の再構築画素のブロックに適用される。
【００２４】
図７は、本実施形態を組み込んだビデオエンコーダーにおいて、SAOタイプのインデックス符号化を用いつつも、処理の複雑化を回避したSAO処理のフローチャートである。ステップ710にて、処理後の再構築画素の現在のブロックが、媒体またはプロセッサから受信される。処理後の再構築画素は、システム中のRAMやDRAMなどの媒体中に保存される。よって、処理後の再構築画素は、媒体からリードバックされなければならない。また、SAO処理は、処理後の再構築画素を生成する別のプロセッサ(たとえば、中央処理装置、コントローラーまたはデジタル信号プロセッサ)から処理後の再構築画素を直接受信することもできる。この場合は、処理後の再構築画素はプロセッサから受信される。ブロックは、符号化ツリーブロック(CTB)、LCUまたは別のブロックユニット(たとえば、マクロブロックや別のタイプ)である。ステップ720にて、処理後の再構築画素のブロックのSAOタイプのインデックスが決定される。ブロックのSAOタイプのインデックスの決定は、従来の技術を用いればよい。たとえば、SAOタイプのインデックスは、エンコーダ側で、レートひずみ最適化を用いることにより決定される。その後、ステップ730にて、SAOタイプのインデックスが符号化されると共に、ビデオビットストリーム中に組み込まれて、SAOタイプのインデックスが、デコーダー側でリカバーされる。SAOタイプのインデックスは、切り捨てられた単項の二値化にしたがって符号化されたSAOタイプのインデックスに、ひとつのコンテキストを有するCABACにより符号化されたSAOタイプのインデックス、又は、コンテキストモードとバイパスモードを用いてCABACにより符号化されたSAOタイプのインデックスに対応する。コンテキストモードは、SAOタイプのインデックスに関連する一の２値に用いられ、バイパスモードは、SAO タイプのインデックスに関連する任意の残りの２値に用いられる。ステップ740にて、SAOタイプのインデックスを含むSAO情報に基づいて、SAO処理が処理後の再構築画素のブロックに適用される。
【００２５】
図８は、本実施形態を組み込んだビデオデコーダーにおいて、SAOタイプのインデックス符号化を用いつつも、処理の複雑化を回避したSAO処理のフローチャートである。媒体またはプロセッサからの画像に関連する処理後の再構築画素のブロックがステップ810に示され、処理後の再構築画素のブロックが、ビデオビットストリームから復号される。ステップ820にて、SAOタイプのインデックスが、ビデオビットストリームから決定される。SAOタイプのインデックスは切り捨てられた単項の二値化にしたがって復号され、SAOタイプのインデックスはコンテキストを有するCABACにより復号され、又は、SAOタイプのインデックスはSAOタイプのインデックスに関連する一の２値のコンテキストモード、と、SAOタイプのインデックスに関連する任意の残りの２値のバイパスモードとを有するCABACを用いて復号される。SAOタイプのインデックス決定後、ステップ830にて、SAOタイプのインデックスを含むSAO情報に基づいて、SAO処理が処理後の再構築画素のブロックに適用される。
【００２６】
図５〜図８に示されるフローチャートは説明を目的としている。当該技術の当業者により適宜変更してもよい。
【００２７】
上記記述のより、当該技術分野における通常の技術を有する人が、特定のアプリケーションとその要求の内容で提供されるように、本発明を実施してもい。当該技術分野における当業者は、ここで定義される基本原則を参照しつつ、他の実施形態に応用してもよい。本発明は、本明細書に述べた例示的な実施形態に不当に制限されるものでない。
【００２８】
記述される本発明の実施形態は、各種ハードウェア、ソフトウェアコード、または、それらの組み合わせで実施されてもよい。たとえば、本発明の実施形態は、画像圧縮チップに整合される回路、または、ビデオ圧縮ソフトウェアに整合されるプログラムコードで、記述される処理を実行する。本発明の実施形態は、また、デジタル信号プロセッサ(Digital Signal Processor、DSP)で実行されるプログラムコードで、記述される処理を実行されてもよい。本発明は、さらに、コンピュータプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、マイクロプロセッサ、または、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ(FPGA)により実行される多数の機能を取り込んでもよい。本発明によると、これらのプロセッサが設定されて、本発明により具体化される特定の方法を定義するソフトウェアコードまたはファームウェアコードにより実行されてもよい。
【００２９】
本発明では好ましい実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本発明に限定するものではない。
【図１】
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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２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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