JP7026049B2 - Affine motion vector derivation device, predictive image generator, motion image decoding device, and motion image coding device - Google Patents
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Description
本発明の実施形態は、アフィン動きベクトル導出装置、予測画像生成装置、動画像復号装置、および動画像符号化装置に関する。 Embodiments of the present invention relate to an affine motion vector derivation device, a predictive image generation device, a moving image decoding device, and a moving image coding device.
動画像を効率的に伝送または記録するために、動画像を符号化することによって符号化データを生成する動画像符号化装置、および、当該符号化データを復号することによって復号画像を生成する動画像復号装置が用いられている。 In order to efficiently transmit or record a moving image, a moving image coding device that generates coded data by encoding the moving image, and a moving image that generates a decoded image by decoding the coded data. An image decoding device is used.
具体的な動画像符号化方式としては、例えば、H.264/AVCやHEVC(High-Efficiency Video Coding)にて提案されている方式などが挙げられる。 Specific examples of the moving image coding method include the methods proposed by H.264 / AVC and HEVC (High-Efficiency Video Coding).
このような動画像符号化方式においては、動画像を構成する画像(ピクチャ)は、画像を分割することにより得られるスライス、スライスを分割することにより得られる符号化単位(符号化ユニット(Coding Unit:CU)と呼ばれることもある)、及び、符号化単位を分割することより得られるブロックである予測ユニット(PU)、変換ユニット(TU)からなる階層構造により管理され、CUごとに符号化/復号される。 In such a moving image coding method, the image (picture) constituting the moving image is a slice obtained by dividing the image and a coding unit (coding unit) obtained by dividing the slice. : CU)), and managed by a hierarchical structure consisting of a prediction unit (PU) and a conversion unit (TU), which are blocks obtained by dividing the coding unit, and coded for each CU / It is decrypted.
また、このような動画像符号化方式においては、通常、入力画像を符号化/復号することによって得られる局所復号画像に基づいて予測画像が生成され、当該予測画像を入力画像(原画像)から減算して得られる予測残差(「差分画像」または「残差画像」と呼ぶこともある)が符号化される。予測画像の生成方法としては、画面間予測(インター予測)、および、画面内予測(イントラ予測)が挙げられる。 Further, in such a moving image coding method, a predicted image is usually generated based on a locally decoded image obtained by encoding / decoding an input image, and the predicted image is obtained from the input image (original image). The predicted residual obtained by subtraction (sometimes referred to as a "difference image" or "residual image") is encoded. Examples of the method for generating a prediction image include inter-screen prediction (inter-prediction) and in-screen prediction (intra-prediction).
また、近年の動画像符号化及び復号の技術として非特許文献1のアフィン予測が挙げられる。
Further, as a technique of video coding and decoding in recent years, affine prediction of Non-Patent
非特許文献1のアフィン予測では、自由度4のアフィン予測(4パラメータアフィン)に基づいて、対象ブロックに含まれる複数のサブブロックの各々の動きベクトルを、2点の制御点の動きベクトルを参照して算出する。非特許文献2のアフィン予測では、自由度6のアフィン予測(6パラメータアフィン)に基づいて、3点の制御点の動きベクトルを参照してサブブロックの各々の動きベクトルを算出する。
In the affine prediction of Non-Patent
上記6パラメータアフィンの処理は上記4パラメータアフィンの処理に比べて、全体としては符号化効率の向上に寄与するが、個々のブロックをみると、アフィンの処理を行う場合に必要な制御点の動きベクトルの符号化における符号量が増加するという課題があった。また、制御点の動きベクトルの精度に影響されやすいため、制御点の動きベクトルの精度が低く、真の動きベクトルからのずれが大きい場合、6パラメータアフィンの処理を適用して算出された動きベクトルの精度はさらに低下してしまう、という第1の課題があった。 The processing of the 6-parameter affine contributes to the improvement of the coding efficiency as a whole as compared with the processing of the 4-parameter affine, but when looking at the individual blocks, the movement of the control points required for the affine processing is performed. There is a problem that the amount of coding in vector coding increases. In addition, since the accuracy of the motion vector of the control point is easily affected, if the accuracy of the motion vector of the control point is low and the deviation from the true motion vector is large, the motion vector calculated by applying the processing of 6-parameter affine. There was the first problem that the accuracy of the was further lowered.
また、4パラメータアフィンの処理においては、参照ブロック内に設定された2つの制御点を用いる。適切な2点を制御点として用いなかった場合、4パラメータアフィンの処理の精度が低下してしまう、という第2の課題があった。 Further, in the processing of the 4-parameter affine, two control points set in the reference block are used. There is a second problem that the accuracy of the processing of the 4-parameter affine is lowered if the appropriate two points are not used as the control points.
上記の第1の課題を解決するために、対象PUを構成するサブブロックの各々の動きベクトルを導出するアフィン動きベクトル導出装置において、前記アフィン動きベクトル導出装置は、対象ブロックに含まれる複数のサブブロックの各々の動きベクトルを、当該対象ブロックと頂点を共有する参照ブロック内に設定された制御点における動きベクトルを参照して算出するものであり、前記対象ブロックの形状および大きさの少なくとも何れかに応じて、2つの制御点の動きベクトルを算出して4パラメータアフィンの処理を行うか、3つの制御点の動きベクトルを算出して6パラメータアフィンの処理を行うかを切り替える。 In order to solve the first problem described above, in the affine motion vector derivation device for deriving the motion vector of each of the subblocks constituting the target PU, the affine motion vector derivation device is a plurality of subs included in the target block. Each motion vector of the block is calculated by referring to the motion vector at the control point set in the reference block that shares the vertex with the target block, and is at least one of the shape and size of the target block. Depending on the situation, the motion vector of the two control points is calculated and the four-parameter affine process is performed, or the motion vector of the three control points is calculated and the six-parameter affine process is performed.
また、上記の第1の課題を解決するために、本発明の一態様に係る予測画像生成装置は、動画像の符号化または復号に用いる予測画像を生成するための予測画像生成装置において、アフィン動きベクトル導出部と、予測画像生成部とを備え、前記アフィン動きベクトル導出部は、対象ブロックに含まれる複数のサブブロックの各々の動きベクトルを、当該対象ブロックと頂点を共有する参照ブロック内に設定された制御点における動きベクトルを参照して算出するものであり、前記対象ブロックの形状および大きさの少なくとも何れかに応じて、2つの制御点の動きベクトルを算出して4パラメータアフィンの処理を行うか、3つの制御点の動きベクトルを算出して6パラメータアフィンの処理を行うかを切り替え、前記予測画像生成部は、前記制御点の動きベクトルを参照することによって予測画像を生成する。 Further, in order to solve the above-mentioned first problem, the predictive image generation device according to one aspect of the present invention is an affine in a predictive image generation device for generating a predictive image used for coding or decoding a moving image. The affine motion vector derivation unit includes a motion vector derivation unit and a prediction image generation unit, and the motion vector derivation unit includes motion vectors of each of a plurality of subblocks included in the target block in a reference block that shares a vertex with the target block. It is calculated by referring to the motion vector at the set control point, and the motion vector of the two control points is calculated according to at least one of the shape and size of the target block, and the processing of the four parameter affine. The prediction image generation unit generates a prediction image by referring to the motion vector of the control point.
また、上記の第1の課題を解決するために、本発明の一態様に係る予測画像生成装置は、動画像の符号化または復号に用いる予測画像を生成するための予測画像生成装置において、アフィン動きベクトル導出部と、予測画像生成部とを備え、前記アフィン動きベクトル導出部は、対象ブロックに含まれる複数のサブブロックの各々の動きベクトルを、当該対象ブロックと頂点を共有する参照ブロック内に設定された制御点における動きベクトルを参照して算出するものであり、前記参照ブロックの形状および大きさの少なくとも何れかに応じて、2つの制御点の動きベクトルを算出して4パラメータアフィンの処理を行うか、3つの制御点の動きベクトルを算出して6パラメータアフィンの処理を行うかを切り替え、前記予測画像生成部は、前記制御点の動きベクトルを参照することによって予測画像を生成する。 Further, in order to solve the above-mentioned first problem, the predictive image generation device according to one aspect of the present invention is an affine in a predictive image generation device for generating a predictive image used for coding or decoding a moving image. The affine motion vector derivation unit includes a motion vector derivation unit and a prediction image generation unit, and the motion vector derivation unit includes motion vectors of each of a plurality of subblocks included in the target block in a reference block that shares a vertex with the target block. It is calculated by referring to the motion vector at the set control point, and the motion vector of the two control points is calculated according to at least one of the shape and size of the reference block, and the four-parameter affine process is performed. The prediction image generation unit generates a prediction image by referring to the motion vector of the control point.
また、上記の第2の課題を解決するために、本発明の一態様に係る予測画像生成装置は、動画像の符号化または復号に用いる予測画像を生成するための予測画像生成装置において、アフィン動きベクトル導出部と、予測画像生成部とを備え、前記アフィン動きベクトル導出部は、対象ブロックに含まれる複数のサブブロックの各々の動きベクトルを、当該対象ブロックと頂点を共有する参照ブロック内に設定された制御点における動きベクトルを参照して算出するものであり、前記対象ブロックの形状、または前記参照ブロックの形状に応じて、4パラメータアフィンの処理に用いる前記制御点を変更し、前記予測画像生成部は、前記制御点の動きベクトルを参照することによって予測画像を生成する。 Further, in order to solve the above-mentioned second problem, the predictive image generation device according to one aspect of the present invention is an affine in a predictive image generation device for generating a predictive image used for coding or decoding a moving image. The affine motion vector derivation unit includes a motion vector derivation unit and a prediction image generation unit, and the motion vector derivation unit includes motion vectors of each of a plurality of subblocks included in the target block in a reference block that shares a vertex with the target block. It is calculated by referring to the motion vector at the set control point, and the control point used for the processing of the 4-parameter affine is changed according to the shape of the target block or the shape of the reference block, and the prediction is made. The image generation unit generates a predicted image by referring to the motion vector of the control point.
本発明の実施形態によれば、対象ブロックに含まれる複数のサブブロックの各々の動きベクトルを精度良く算出するために、4パラメータアフィンの処理を適用するか、6パラメータアフィンの処理を適用するかを適切に切り換えることができる。また、アフィンの処理を行う場合に必要な制御点の動きベクトルの符号化における符号量を低減することできる。 According to the embodiment of the present invention, whether to apply the processing of 4-parameter affine or the processing of 6-parameter affine in order to accurately calculate the motion vector of each of the plurality of subblocks included in the target block. Can be switched appropriately. Further, it is possible to reduce the amount of coding in coding the motion vector of the control point required when performing the affine processing.
また、本発明の実施形態によれば、4パラメータアフィンの処理において、適切な制御点を用いることができる。 Further, according to the embodiment of the present invention, an appropriate control point can be used in the processing of the four-parameter affine.
(第1の実施形態)
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。(First Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図40は、本実施形態に係る画像伝送システム1の構成を示す概略図である。
FIG. 40 is a schematic diagram showing the configuration of the
画像伝送システム1は、符号化対象画像を符号化した符号を伝送し、伝送された符号を復号し画像を表示するシステムである。画像伝送システム1は、画像符号化装置(動画像符号化装置)11、ネットワーク21、画像復号装置(動画像復号装置)31及び画像表示装置41を含んで構成される。
The
画像符号化装置11には、単一レイヤもしくは複数レイヤの画像を示す画像Tが入力される。レイヤとは、ある時間を構成するピクチャが1つ以上ある場合に、複数のピクチャを区別するために用いられる概念である。たとえば、同一ピクチャを、画質や解像度の異なる複数のレイヤで符号化するとスケーラブル符号化になり、異なる視点のピクチャを複数のレイヤで符号化するとビュースケーラブル符号化となる。複数のレイヤのピクチャ間で予測(インターレイヤ予測、インタービュー予測)を行う場合には、符号化効率が大きく向上する。また予測を行わない場合(サイマルキャスト)の場合にも、符号化データをまとめることができる。
An image T showing an image of a single layer or a plurality of layers is input to the
ネットワーク21は、画像符号化装置11が生成した符号化ストリームTeを画像復号装置31に伝送する。ネットワーク21は、インターネット(internet)、広域ネットワーク(WAN:Wide Area Network)、小規模ネットワーク(LAN:Local Area Network)またはこれらの組み合わせである。ネットワーク21は、必ずしも双方向の通信網に限らず、地上デジタル放送、衛星放送等の放送波を伝送する一方向の通信網であっても良い。また、ネットワーク21は、DVD(Digital Versatile Disc)、BD(Blue-ray Disc)等の符号化ストリームTeを記録した記憶媒体で代替されても良い。
The
画像復号装置31は、ネットワーク21が伝送した符号化ストリームTeのそれぞれを復号し、それぞれ復号した1または複数の復号画像Tdを生成する。
The
画像表示装置41は、画像復号装置31が生成した1または複数の復号画像Tdの全部または一部を表示する。画像表示装置41は、例えば、液晶ディスプレイ、有機EL(Electro-luminescence)ディスプレイ等の表示デバイスを備える。また、空間スケーラブル符号化、SNRスケーラブル符号化では、画像復号装置31、画像表示装置41が高い処理能力を有する場合には、画質の高い拡張レイヤ画像を表示し、より低い処理能力しか有しない場合には、拡張レイヤほど高い処理能力、表示能力を必要としないベースレイヤ画像を表示する。
The
<演算子>
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。<Operator>
The operators used herein are described below.
>>は右ビットシフト、<<は左ビットシフト、&はビットワイズAND、|はビットワイズOR、|=は別の条件との和演算(OR)である。 >> is a right bit shift, << is a left bit shift, & is a bitwise AND, | is a bitwise OR, and | = is a sum operation (OR) with another condition.
x ? y : zは、xが真(0以外)の場合にy、xが偽(0)の場合にzをとる3項演算子である。 x? y: z is a ternary operator that takes y when x is true (other than 0) and z when x is false (0).
Clip3(a, b, c) は、cをa以上b以下の値にクリップする関数であり、c<aの場合にはaを返し、c>bの場合にはbを返し、その他の場合にはcを返す関数である(ただし、a<=b)。 Clip3 (a, b, c) is a function that clips c to a value greater than or equal to a and less than or equal to b. Is a function that returns c (where a <= b).
<符号化ストリームTeの構造>
本実施形態に係る画像符号化装置11および画像復号装置31の詳細な説明に先立って、画像符号化装置11によって生成され、画像復号装置31によって復号される符号化ストリームTeのデータ構造について説明する。<Structure of coded stream Te>
Prior to the detailed description of the
図1は、符号化ストリームTeにおけるデータの階層構造を示す図である。符号化ストリームTeは、例示的に、シーケンス、およびシーケンスを構成する複数のピクチャを含む。図1の(a)~(f)は、それぞれ、シーケンスSEQを既定する符号化ビデオシーケンス、ピクチャPICTを規定する符号化ピクチャ、スライスSを規定する符号化スライス、スライスデータを規定する符号化スライスデータ、符号化スライスデータに含まれる符号化ツリーユニット、符号化ツリーユニットに含まれる符号化ユニット(Coding Unit;CU)を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a hierarchical structure of data in the coded stream Te. The coded stream Te typically includes a sequence and a plurality of pictures constituting the sequence. 1 (a) to 1 (f) of FIG. 1 are a coded video sequence that defines a sequence SEQ, a coded picture that defines a picture PICT, a coded slice that defines a slice S, and a coded slice that defines slice data, respectively. It is a figure which shows the coding unit (CU) included in the data, the coding tree unit included in the coding slice data, and the coding tree unit.
(符号化ビデオシーケンス)
符号化ビデオシーケンスでは、処理対象のシーケンスSEQを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。シーケンスSEQは、図1の(a)に示すように、ビデオパラメータセット(Video Parameter Set)、シーケンスパラメータセットSPS(Sequence Parameter Set)、ピクチャパラメータセットPPS(Picture Parameter Set)、ピクチャPICT、及び、付加拡張情報SEI(Supplemental Enhancement Information)を含んでいる。ここで#の後に示される値はレイヤIDを示す。図1では、#0と#1すなわちレイヤ0とレイヤ1の符号化データが存在する例を示すが、レイヤの種類およびレイヤの数はこれによらない。(Coded video sequence)
The coded video sequence defines a set of data that the
ビデオパラメータセットVPSは、複数のレイヤから構成されている動画像において、複数の動画像に共通する符号化パラメータの集合および動画像に含まれる複数のレイヤおよび個々のレイヤに関連する符号化パラメータの集合が規定されている。 A video parameter set VPS is a set of coding parameters common to a plurality of moving images in a moving image composed of a plurality of layers, and a set of coding parameters related to the multiple layers included in the moving image and individual layers. The set is defined.
シーケンスパラメータセットSPSでは、対象シーケンスを復号するために画像復号装置31が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの幅や高さが規定される。なお、SPSは複数存在してもよい。その場合、PPSから複数のSPSの何れかを選択する。
The sequence parameter set SPS defines a set of coding parameters that the
ピクチャパラメータセットPPSでは、対象シーケンス内の各ピクチャを復号するために画像復号装置31が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの復号に用いられる量子化幅の基準値(pic_init_qp_minus26)や重み付き予測の適用を示すフラグ(weighted_pred_flag)が含まれる。なお、PPSは複数存在してもよい。その場合、対象シーケンス内の各ピクチャから複数のPPSの何れかを選択する。
The picture parameter set PPS defines a set of coding parameters that the
(符号化ピクチャ)
符号化ピクチャでは、処理対象のピクチャPICTを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。ピクチャPICTは、図1の(b)に示すように、スライスS0~SNS-1を含んでいる(NSはピクチャPICTに含まれるスライスの総数)。(Coded picture)
The coded picture defines a set of data referred to by the
なお、以下、スライスS0~SNS-1のそれぞれを区別する必要が無い場合、符号の添え字を省略して記述することがある。また、以下に説明する符号化ストリームTeに含まれるデータであって、添え字を付している他のデータについても同様である。In the following, when it is not necessary to distinguish each of slices S0 to S NS-1 , the subscript of the sign may be omitted. The same applies to the data included in the coded stream Te described below and having a subscript.
(符号化スライス)
符号化スライスでは、処理対象のスライスSを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスSは、図1の(c)に示すように、スライスヘッダSH、および、スライスデータSDATAを含んでいる。(Coded slice)
The coded slice defines a set of data referred to by the
スライスヘッダSHには、対象スライスの復号方法を決定するために画像復号装置31が参照する符号化パラメータ群が含まれる。スライスタイプを指定するスライスタイプ指定情報(slice_type)は、スライスヘッダSHに含まれる符号化パラメータの一例である。
The slice header SH includes a group of coding parameters referred to by the
スライスタイプ指定情報により指定可能なスライスタイプとしては、(1)符号化の際にイントラ予測のみを用いるIスライス、(2)符号化の際に単方向予測、または、イントラ予測を用いるPスライス、(3)符号化の際に単方向予測、双方向予測、または、イントラ予測を用いるBスライスなどが挙げられる。 The slice types that can be specified by the slice type specification information are (1) I slice that uses only intra prediction for coding, (2) unidirectional prediction for coding, or P slice that uses intra prediction. (3) B slices using unidirectional prediction, bidirectional prediction, or intra prediction at the time of coding can be mentioned.
なお、スライスヘッダSHには、上記符号化ビデオシーケンスに含まれる、ピクチャパラメータセットPPSへの参照(pic_parameter_set_id)を含んでいても良い。 The slice header SH may include a reference (pic_parameter_set_id) to the picture parameter set PPS included in the coded video sequence.
(符号化スライスデータ)
符号化スライスデータでは、処理対象のスライスデータSDATAを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスデータSDATAは、図1の(d)に示すように、符号化ツリーユニット(CTU:Coding Tree Unit)を含んでいる。CTUは、スライスを構成する固定サイズ(例えば64x64)のブロックであり、最大符号化単位(LCU:Largest Coding Unit)と呼ぶこともある。(Coded slice data)
The coded slice data defines a set of data referred to by the
(符号化ツリーユニット)
図1の(e)に示すように、処理対象の符号化ツリーユニットを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。符号化ツリーユニットは、再帰的な4分木分割により分割される。再帰的な4分木分割により得られる木構造のノードのことを符号化ノード(CN:Coding Node)と称する。4分木の中間ノードは、符号化ノードであり、符号化ツリーユニット自身も最上位の符号化ノードとして規定される。CTUは、分割フラグ(cu_split_flag)を含み、cu_split_flagが1の場合には、4つの符号化ノードCNに分割される。cu_split_flagが0の場合には、符号化ノードCNは分割されず、1つの符号化ユニット(CU:Coding Unit)をノードとして持つ。符号化ユニットCUは符号化ノードの末端ノードであり、これ以上分割されない。符号化ユニットCUは、符号化処理の基本的な単位となる。(Coded tree unit)
As shown in FIG. 1 (e), a set of data referred to by the
また、符号化ツリーユニットCTUのサイズが64x64画素の場合には、符号化ユニットのサイズは、64x64画素、32x32画素、16x16画素、および、8x8画素の何れかをとり得る。 When the size of the coding tree unit CTU is 64x64 pixels, the size of the coding unit can be any of 64x64 pixels, 32x32 pixels, 16x16 pixels, and 8x8 pixels.
(符号化ユニット)
図1の(f)に示すように、処理対象の符号化ユニットを復号するために画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。具体的には、符号化ユニットは、予測ツリー、変換ツリー、CUヘッダCUHから構成される。CUヘッダでは予測モード、分割方法(PU分割モード)等が規定される。(Coding unit)
As shown in FIG. 1 (f), a set of data referred to by the
予測ツリーでは、符号化ユニットを1または複数に分割した各予測ユニット(PU)の予測情報(参照ピクチャインデックス、動きベクトル等)が規定される。別の表現でいえば、予測ユニットは、符号化ユニットを構成する1または複数の重複しない領域である。また、予測ツリーは、上述の分割により得られた1または複数の予測ユニットを含む。なお、以下では、予測ユニットをさらに分割した予測単位を「サブブロック」と呼ぶ。サブブロックは、複数の画素によって構成されている。予測ユニットとサブブロックのサイズが等しい場合には、予測ユニット中のサブブロックは1つである。予測ユニットがサブブロックのサイズよりも大きい場合には、予測ユニットは、サブブロックに分割される。たとえば予測ユニットが8x8、サブブロックが4x4の場合には、予測ユニットは水平に2分割、垂直に2分割からなる、4つのサブブロックに分割される。 In the prediction tree, prediction information (reference picture index, motion vector, etc.) of each prediction unit (PU) obtained by dividing the coding unit into one or a plurality is defined. In other words, the prediction unit is one or more non-overlapping regions that make up the coding unit. The prediction tree also includes one or more prediction units obtained by the above division. In the following, the prediction unit obtained by further dividing the prediction unit will be referred to as a “subblock”. The subblock is composed of a plurality of pixels. If the size of the prediction unit and the subblock are equal, there is only one subblock in the prediction unit. If the prediction unit is larger than the size of the subblock, the prediction unit is divided into subblocks. For example, when the prediction unit is 8x8 and the subblock is 4x4, the prediction unit is divided into four subblocks consisting of two horizontal divisions and two vertical divisions.
予測処理は、この予測ユニット(サブブロック)ごとに行ってもよい。 The prediction process may be performed for each prediction unit (subblock).
予測ツリーにおける分割の種類は、大まかにいえば、イントラ予測の場合と、インター予測の場合との2つがある。イントラ予測とは、同一ピクチャ内の予測であり、インター予測とは、互いに異なるピクチャ間(例えば、表示時刻間、レイヤ画像間)で行われる予測処理を指す。 Roughly speaking, there are two types of divisions in the prediction tree: intra-forecasting and inter-forecasting. Intra-prediction is prediction within the same picture, and inter-prediction refers to prediction processing performed between pictures different from each other (for example, between display times and between layer images).
イントラ予測の場合、分割方法は、2Nx2N(符号化ユニットと同一サイズ)と、NxNとがある。 In the case of intra-prediction, there are two division methods: 2Nx2N (same size as the coding unit) and NxN.
また、インター予測の場合、分割方法は、符号化データのPU分割モード(part_mode)により符号化され、2Nx2N(符号化ユニットと同一サイズ)、2NxN、2NxnU、2NxnD、Nx2N、nLx2N、nRx2N、および、NxNなどがある。なお、2NxN、Nx2Nは1:1の対称分割を示し、2NxnU、2NxnDおよびnLx2N、nRx2Nは、1:3、3:1の非対称分割を示す。CUに含まれるPUを順にPU0、PU1、PU2、PU3と表現する。 In the case of inter-prediction, the division method is encoded by the PU division mode (part_mode) of the coded data, 2Nx2N (same size as the coding unit), 2NxN, 2NxnU, 2NxnD, Nx2N, nLx2N, nRx2N, and There are NxN and so on. Note that 2NxN and Nx2N indicate a 1: 1 symmetric division, and 2NxnU, 2NxnD and nLx2N and nRx2N indicate a 1: 3 and 3: 1 asymmetric division. The PUs included in the CU are expressed as PU0, PU1, PU2, and PU3 in that order.
図2の(a)~(h)に、それぞれのPU分割モードにおけるパーティションの形状(PU分割の境界の位置)を具体的に図示している。図2の(a)は、2Nx2Nのパーティションを示し、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、2NxN、2NxnU、および、2NxnDのパーティション(横長パーティション)を示す。(e)、(f)、(g)は、それぞれ、Nx2N、nLx2N、nRx2Nである場合のパーティション(縦長パーティション)を示し、(h)は、NxNのパーティションを示す。なお、横長パーティションと縦長パーティションを総称して長方形パーティション、2Nx2N、NxNを総称して正方形パーティションと呼ぶ。 2 (a) to 2 (h) specifically show the shape of the partition (position of the boundary of the PU division) in each PU division mode. (A) of FIG. 2 shows a partition of 2Nx2N, and (b), (c), and (d) show a partition (horizontal partition) of 2NxN, 2NxnU, and 2NxnD, respectively. (E), (f), and (g) indicate partitions (vertical partitions) in the case of Nx2N, nLx2N, and nRx2N, respectively, and (h) indicates an NxN partition. The horizontally long partition and the vertically long partition are collectively called a rectangular partition, and 2Nx2N and NxN are collectively called a square partition.
また、変換ツリーにおいては、符号化ユニットが1または複数の変換ユニットに分割され、各変換ユニットの位置とサイズとが規定される。別の表現でいえば、変換ユニットは、符号化ユニットを構成する1または複数の重複しない領域のことである。また、変換ツリーは、上述の分割より得られた1または複数の変換ユニットを含む。 Further, in the conversion tree, the coding unit is divided into one or a plurality of conversion units, and the position and size of each conversion unit are defined. In other words, the conversion unit is one or more non-overlapping regions constituting the coding unit. The conversion tree also includes one or more conversion units obtained from the above divisions.
変換ツリーにおける分割には、符号化ユニットと同一のサイズの領域を変換ユニットとして割り付けるものと、上述したCUの分割と同様、再帰的な4分木分割によるものがある。 There are two types of division in the conversion tree: one that allocates an area of the same size as the coding unit as the conversion unit, and one that recursively divides into quadtrees, similar to the above-mentioned division of CU.
変換処理は、この変換ユニットごとに行われる。 The conversion process is performed for each conversion unit.
(予測パラメータ)
予測ユニット(PU:Prediction Unit)の予測画像は、PUに付随する予測パラメータによって導出される。予測パラメータには、イントラ予測の予測パラメータもしくはインター予測の予測パラメータがある。以下、インター予測の予測パラメータ(インター予測パラメータ)について説明する。インター予測パラメータは、予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1と、参照ピクチャインデックスrefIdxL0、refIdxL1と、動きベクトルmvL0、mvL1から構成される。予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1は、各々L0リスト、L1リストと呼ばれる参照ピクチャリストが用いられるか否かを示すフラグであり、値が1の場合に対応する参照ピクチャリストが用いられる。なお、本明細書中「XXであるか否かを示すフラグ」と記す場合、フラグが0以外(たとえば1)をXXである場合、0をXXではない場合とし、論理否定、論理積などでは1を真、0を偽と扱う(以下同様)。但し、実際の装置や方法では真値、偽値として他の値を用いることもできる。(Prediction parameters)
The prediction image of the prediction unit (PU) is derived by the prediction parameters attached to the PU. The prediction parameters include prediction parameters for intra-prediction and prediction parameters for inter-prediction. Hereinafter, the prediction parameters of the inter-prediction (inter-prediction parameters) will be described. The inter-prediction parameter is composed of the prediction list utilization flags predFlagL0 and predFlagL1, the reference picture indexes refIdxL0 and refIdxL1, and the motion vectors mvL0 and mvL1. The prediction list usage flags predFlagL0 and predFlagL1 are flags indicating whether or not the reference picture list called the L0 list and the L1 list is used, respectively, and the reference picture list corresponding to the case where the value is 1 is used. In the present specification, when "a flag indicating whether or not it is XX" is described, it is assumed that a flag other than 0 (for example, 1) is XX, 0 is not XX, and logical negation, logical product, etc.
符号化データに含まれるインター予測パラメータを導出するためのシンタックス要素には、例えば、PU分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLX、PUアフィン適用フラグpu_affine_enable_flag、PUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flagがある。 The syntax elements for deriving the inter-prediction parameters contained in the coded data include, for example, PU split mode part_mode, merge flag merge_flag, merge index merge_idx, inter-prediction identifier inter_pred_idc, reference picture index refIdxLX, prediction vector index mvp_LX_idx, There is a difference vector mvdLX, a PU affine application flag pu_affine_enable_flag, and a PU affine mode flag pu_affine_mode_flag.
(参照ピクチャリスト)
参照ピクチャリストは、参照ピクチャメモリ306に記憶された参照ピクチャからなるリストである。図3は、参照ピクチャおよび参照ピクチャリストの一例を示す概念図である。図3(a)において、矩形はピクチャ、矢印はピクチャの参照関係、横軸は時間、矩形中のI、P、Bは各々イントラピクチャ、単予測ピクチャ、双予測ピクチャ、矩形中の数字は復号順を示す。図に示すように、ピクチャの復号順は、I0、P1、B2、B3、B4であり、表示順は、I0、B3、B2、B4、P1である。図3(b)に、参照ピクチャリストの例を示す。参照ピクチャリストは、参照ピクチャの候補を表すリストであり、1つのピクチャ(スライス)が1つ以上の参照ピクチャリストを有してもよい。図の例では、対象ピクチャB3は、L0リストRefPicList0およびL1リストRefPicList1の2つの参照ピクチャリストを持つ。対象ピクチャがB3の場合の参照ピクチャは、I0、P1、B2であり、参照ピクチャはこれらのピクチャを要素として持つ。個々の予測ユニットでは、参照ピクチャリストRefPicListX中のどのピクチャを実際に参照するかを参照ピクチャインデックスrefIdxLXで指定する。図では、refIdxL0およびrefIdxL1により参照ピクチャP1とB2が参照される例を示す。(Reference picture list)
The reference picture list is a list composed of reference pictures stored in the
(マージ予測とAMVP予測)
予測パラメータの復号(符号化)方法には、マージ予測(merge)モードとAMVP(Adaptive Motion Vector Prediction、適応動きベクトル予測)モードがある、マージフラグmerge_flagは、これらを識別するためのフラグである。マージ予測モードは、予測リスト利用フラグpredFlagLX(またはインター予測識別子inter_pred_idc)、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めずに、既に処理した近傍PUの予測パラメータから導出する用いるモードであり、AMVPモードは、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めるモードである。なお、動きベクトルmvLXは、予測ベクトルmvpLXを識別する予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxと差分ベクトルmvdLXとして符号化される。(Merge prediction and AMVP prediction)
Prediction parameter decoding (encoding) methods include a merge mode and an AMVP (Adaptive Motion Vector Prediction) mode. The merge flag merge_flag is a flag for identifying these. The merge prediction mode is a mode used to derive the prediction list utilization flag predFlagLX (or inter prediction identifier inter_pred_idc), the reference picture index refIdxLX, and the motion vector mvLX from the prediction parameters of the neighboring PUs that have already been processed without including them in the coded data. , AMVP mode is a mode in which the inter-prediction identifier inter_pred_idc, the reference picture index refIdxLX, and the motion vector mvLX are included in the encoded data. The motion vector mvLX is encoded as a prediction vector index mvp_LX_idx that identifies the prediction vector mvpLX and a difference vector mvdLX.
インター予測識別子inter_pred_idcは、参照ピクチャの種類および数を示す値であり、PRED_L0、PRED_L1、PRED_BIの何れかの値をとる。PRED_L0、PRED_L1は、各々L0リスト、L1リストの参照ピクチャリストで管理された参照ピクチャを用いることを示し、1枚の参照ピクチャを用いること(単予測)を示す。PRED_BIは2枚の参照ピクチャを用いること(双予測BiPred)を示し、L0リストとL1リストで管理された参照ピクチャを用いる。予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxは予測ベクトルを示すインデックスであり、参照ピクチャインデックスrefIdxLXは、参照ピクチャリストで管理された参照ピクチャを示すインデックスである。なお、LXは、L0予測とL1予測を区別しない場合に用いられる記述方法であり、LXをL0、L1に置き換えることでL0リストに対するパラメータとL1リストに対するパラメータを区別する。 The inter-prediction identifier inter_pred_idc is a value indicating the type and number of reference pictures, and takes any value of PRED_L0, PRED_L1, and PRED_BI. PRED_L0 and PRED_L1 indicate that the reference pictures managed by the reference picture list of the L0 list and the L1 list are used, respectively, and indicate that one reference picture is used (single prediction). PRED_BI indicates that two reference pictures are used (bipred), and the reference pictures managed by the L0 list and the L1 list are used. The prediction vector index mvp_LX_idx is an index indicating the prediction vector, and the reference picture index refIdxLX is an index indicating the reference pictures managed by the reference picture list. LX is a description method used when L0 prediction and L1 prediction are not distinguished, and by replacing LX with L0 and L1, the parameters for the L0 list and the parameters for the L1 list are distinguished.
マージインデックスmerge_idxは、処理が完了したPUから導出される予測パラメータ候補(マージ候補)のうち、いずれかの予測パラメータを復号する対象PU(対象ブロック)の予測パラメータとして用いるかを示すインデックスである。 The merge index merge_idx is an index indicating whether one of the prediction parameter candidates (merge candidates) derived from the PU for which processing has been completed is used as the prediction parameter of the target PU (target block) to be decoded.
(動きベクトル)
動きベクトルmvLXは、異なる2つのピクチャ上のブロック間のずれ量を示す。動きベクトルmvLXに関する予測ベクトル、差分ベクトルを、それぞれ予測ベクトルmvpLX、差分ベクトルmvdLXと呼ぶ。(Motion vector)
The motion vector mvLX indicates the amount of deviation between blocks on two different pictures. The prediction vector and the difference vector related to the motion vector mvLX are called the prediction vector mvpLX and the difference vector mvdLX, respectively.
(インター予測識別子inter_pred_idcと予測リスト利用フラグpredFlagLX)
インター予測識別子inter_pred_idcと、予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1の関係は以下のとおりであり、相互に変換可能である。(Inter prediction identifier inter_pred_idc and prediction list usage flag predFlagLX)
The relationship between the inter-prediction identifier inter_pred_idc and the prediction list usage flags predFlagL0 and predFlagL1 is as follows and can be converted to each other.
inter_pred_idc = (predFlagL1<<1) + predFlagL0
predFlagL0 = inter_pred_idc & 1
predFlagL1 = inter_pred_idc >> 1
なお、インター予測パラメータは、予測リスト利用フラグを用いても良いし、インター予測識別子を用いてもよい。また、予測リスト利用フラグを用いた判定は、インター予測識別子を用いた判定に置き替えてもよい。逆に、インター予測識別子を用いた判定は、予測リスト利用フラグを用いた判定に置き替えてもよい。inter_pred_idc = (predFlagL1 << 1) + predFlagL0
predFlagL0 = inter_pred_idc & 1
predFlagL1 = inter_pred_idc >> 1
As the inter-prediction parameter, the prediction list utilization flag may be used, or the inter-prediction identifier may be used. Further, the determination using the prediction list utilization flag may be replaced with the determination using the inter-prediction identifier. On the contrary, the determination using the inter-prediction identifier may be replaced with the determination using the prediction list utilization flag.
(双予測biPredの判定)
双予測BiPredであるかのフラグbiPredは、2つの予測リスト利用フラグがともに1であるかによって導出できる。たとえば以下の式で導出できる。(Judgment of bipred biPred)
The bipred BiPred flag biPred can be derived depending on whether the two prediction list usage flags are both 1. For example, it can be derived by the following formula.
biPred = (predFlagL0 == 1 && predFlagL1 == 1)
フラグbiPredは、インター予測識別子が2つの予測リスト(参照ピクチャ)を使うことを示す値であるか否かによっても導出できる。たとえば以下の式で導出できる。biPred = (predFlagL0 == 1 && predFlagL1 == 1)
The flag biPred can also be derived by whether or not the inter-prediction identifier is a value indicating that two prediction lists (reference pictures) are used. For example, it can be derived by the following formula.
biPred = (inter_pred_idc == PRED_BI) ? 1 : 0
上記式は、以下の式でも表現できる。biPred = (inter_pred_idc == PRED_BI)? 1: 0
The above equation can also be expressed by the following equation.
biPred = (inter_pred_idc == PRED_BI)
なお、PRED_BIはたとえば3の値を用いることができる。biPred = (inter_pred_idc == PRED_BI)
Note that PRED_BI can use a value of 3, for example.
(PUアフィン適用フラグ、PUアフィンモードフラグ)
PUアフィン適用フラグpu_affine_enable_flagは、アフィン予測を適用するか否かを示すフラグである。PUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flag(単に、アフィンモードとも呼ぶ)は、4パラメータアフィンを適用するか、6パラメータアフィンを適用するかを示すフラグである。(PU affine application flag, PU affine mode flag)
The PU affine application flag pu_affine_enable_flag is a flag indicating whether or not to apply the affine prediction. The PU affine mode flag pu_affine_mode_flag (also simply referred to as affine mode) is a flag indicating whether to apply a 4-parameter affine or a 6-parameter affine.
(画像復号装置の構成)
次に、本実施形態に係る画像復号装置31(動画像復号装置)の構成について説明する。図5は、本実施形態に係る画像復号装置31の構成を示す概略図である。画像復号装置31は、エントロピー復号部301、予測パラメータ復号部(予測画像復号装置)302、ループフィルタ305、参照ピクチャメモリ306、予測パラメータメモリ307、予測画像生成部(予測画像生成装置)308、逆量子化・逆DCT部311、及び加算部312を含んで構成される。(Configuration of image decoder)
Next, the configuration of the image decoding device 31 (moving image decoding device) according to the present embodiment will be described. FIG. 5 is a schematic view showing the configuration of the
また、予測パラメータ復号部302は、インター予測パラメータ復号部303及びイントラ予測パラメータ復号部304を含んで構成される。予測画像生成部308は、インター予測画像生成部309(予測画像生成部)及びイントラ予測画像生成部310を含んで構成される。
Further, the prediction
エントロピー復号部301は、外部から入力された符号化ストリームTeに対してエントロピー復号を行って、個々の符号(シンタックス要素)を分離し復号する。分離された符号には、予測画像を生成するための予測情報および、差分画像を生成するための残差情報などがある。
The
エントロピー復号部301は、分離した符号の一部を予測パラメータ復号部302に出力する。分離した符号の一部とは、例えば、予測モードpredMode、PU分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXである。どの符号を復号するかの制御は、予測パラメータ復号部302の指示に基づいて行われる。エントロピー復号部301は、量子化係数を逆量子化・逆DCT部311に出力する。この量子化係数は、符号化処理において、残差信号に対してDCT(Discrete Cosine Transform、離散コサイン変換)を行い量子化して得られる係数である。
The
インター予測パラメータ復号部303は、エントロピー復号部301から入力された符号に基づいて、予測パラメータメモリ307に記憶された予測パラメータを参照してインター予測パラメータを復号する。
The inter-prediction
インター予測パラメータ復号部303は、復号したインター予測パラメータを予測画像生成部308に出力し、また予測パラメータメモリ307に記憶する。インター予測パラメータ復号部303の詳細については後述する。
The inter-prediction
イントラ予測パラメータ復号部304は、エントロピー復号部301から入力された符号に基づいて、予測パラメータメモリ307に記憶された予測パラメータを参照してイントラ予測パラメータを復号する。イントラ予測パラメータとは、CUを1つのピクチャ内で予測する処理で用いるパラメータ、例えば、イントラ予測モードIntraPredModeである。イントラ予測パラメータ復号部304は、復号したイントラ予測パラメータを予測画像生成部308に出力し、また予測パラメータメモリ307に記憶する。
The intra prediction
イントラ予測パラメータ復号部304は、輝度と色差で異なるイントラ予測モードを導出しても良い。この場合、イントラ予測パラメータ復号部304は、輝度の予測パラメータとして輝度予測モードIntraPredModeY、色差の予測パラメータとして、色差予測モードIntraPredModeCを復号する。輝度予測モードIntraPredModeYは、35モードであり、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2~34)が対応する。色差予測モードIntraPredModeCは、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2~34)、LMモード(35)の何れかを用いるものである。イントラ予測パラメータ復号部304は、IntraPredModeCは輝度モードと同じモードであるか否かを示すフラグを復号し、フラグが輝度モードと同じモードであることを示せば、IntraPredModeCにIntraPredModeYを割り当て、フラグが輝度モードと異なるモードであることを示せば、IntraPredModeCとして、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2~34)、LMモード(35)を復号しても良い。
The intra prediction
ループフィルタ305は、加算部312が生成したCUの復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット(SAO)、適応ループフィルタ(ALF)等のフィルタを施す。
The
参照ピクチャメモリ306は、加算部312が生成したCUの復号画像を、復号対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
The
予測パラメータメモリ307は、予測パラメータを、復号対象のピクチャ及び予測ユニット(もしくはサブブロック、固定サイズブロック、ピクセル)毎に予め定めた位置に記憶する。具体的には、予測パラメータメモリ307は、インター予測パラメータ復号部303が復号したインター予測パラメータ、イントラ予測パラメータ復号部304が復号したイントラ予測パラメータ及びエントロピー復号部301が分離した予測モードpredModeを記憶する。記憶されるインター予測パラメータには、例えば、予測リスト利用フラグpredFlagLX(インター予測識別子inter_pred_idc)、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXがある。
The
予測画像生成部308には、エントロピー復号部301から入力された予測モードpredModeが入力され、また予測パラメータ復号部302から予測パラメータが入力される。また、予測画像生成部308は、参照ピクチャメモリ306から参照ピクチャを読み出す。予測画像生成部308は、予測モードpredModeが示す予測モードで、入力された予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてPUの予測画像を生成する。
The prediction mode predMode input from the
ここで、予測モードpredModeがインター予測モードを示す場合、インター予測画像生成部309は、インター予測パラメータ復号部303から入力されたインター予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてインター予測によりPUの予測画像を生成する。
Here, when the prediction mode predMode indicates the inter-prediction mode, the inter-prediction
インター予測画像生成部309は、予測リスト利用フラグpredFlagLXが1である参照ピクチャリスト(L0リスト、もしくはL1リスト)に対し、参照ピクチャインデックスrefIdxLXで示される参照ピクチャから、対象PUを基準として動きベクトルmvLXが示す位置にある参照ピクチャブロックを参照ピクチャメモリ306から読み出す。インター予測画像生成部309は、読み出した参照ピクチャブロックをもとに予測を行ってPUの予測画像を生成する。インター予測画像生成部309は、生成したPUの予測画像を加算部312に出力する。
The inter-prediction
予測モードpredModeがイントラ予測モードを示す場合、イントラ予測画像生成部310は、イントラ予測パラメータ復号部304から入力されたイントラ予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてイントラ予測を行う。具体的には、イントラ予測画像生成部310は、復号対象のピクチャであって、既に復号されたPUのうち、対象PUから予め定めた範囲にある隣接PUを参照ピクチャメモリ306から読み出す。予め定めた範囲とは、対象PUがいわゆるラスタースキャンの順序で順次移動する場合、例えば、左、左上、上、右上の隣接PUのうちのいずれかであり、イントラ予測モードによって異なる。ラスタースキャンの順序とは、各ピクチャにおいて、上端から下端まで各行について、順次左端から右端まで移動させる順序である。
When the prediction mode predMode indicates the intra prediction mode, the intra prediction
イントラ予測画像生成部310は、読み出した隣接PUについてイントラ予測モードIntraPredModeが示す予測モードで予測を行ってPUの予測画像を生成する。イントラ予測画像生成部310は、生成したPUの予測画像を加算部312に出力する。
The intra prediction
イントラ予測パラメータ復号部304において、輝度と色差で異なるイントラ予測モードを導出する場合、イントラ予測画像生成部310は、輝度予測モードIntraPredModeYに応じて、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2~34)の何れかによって輝度のPUの予測画像を生成し、色差予測モードIntraPredModeCに応じて、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2~34)、LMモード(35)の何れかによって色差のPUの予測画像を生成する。
When the intra prediction
逆量子化・逆DCT部311は、エントロピー復号部301から入力された量子化係数を逆量子化してDCT係数を求める。逆量子化・逆DCT部311は、求めたDCT係数について逆DCT(Inverse Discrete Cosine Transform、逆離散コサイン変換)を行い、残差信号を算出する。逆量子化・逆DCT部311は、算出した残差信号を加算部312に出力する。
The inverse quantization /
加算部312は、インター予測画像生成部309またはイントラ予測画像生成部310から入力されたPUの予測画像と逆量子化・逆DCT部311から入力された残差信号を画素毎に加算して、PUの復号画像を生成する。加算部312は、生成したPUの復号画像を参照ピクチャメモリ306に記憶し、生成したPUの復号画像をピクチャ毎に統合した復号画像Tdを外部に出力する。
The
(インター予測パラメータ復号部の構成)
次に、インター予測パラメータ復号部303の構成について説明する。(Structure of inter-prediction parameter decoding unit)
Next, the configuration of the inter-prediction
図12は、本実施形態に係るインター予測パラメータ復号部303の構成を示す概略図である。インター予測パラメータ復号部303は、インター予測パラメータ復号制御部3031、AMVP予測パラメータ導出部3032(アフィン動きベクトル導出部、アフィン動きベクトル導出装置)、加算部3035、マージ予測パラメータ導出部3036およびサブブロック予測パラメータ導出部3037を含んで構成される。
FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the inter-prediction
インター予測パラメータ復号制御部3031は、インター予測に関連する符号(シンタックス要素)の復号をエントロピー復号部301に指示し、符号化データに含まれる符号(シンタックス要素)、例えば、PU分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXを抽出する。
The inter-prediction parameter
インター予測パラメータ復号制御部3031は、まず、マージフラグmerge_flagを抽出する。インター予測パラメータ復号制御部3031が、あるシンタックス要素を抽出すると表現する場合は、あるシンタックス要素の復号をエントロピー復号部301に指示し、該当のシンタックス要素を符号化データから読み出すことを意味する。
The inter-prediction parameter
マージフラグmerge_flagが0、すなわち、AMVP予測モードを示す場合、インター予測パラメータ復号制御部3031は、エントロピー復号部301を用いて符号化データからAMVP予測パラメータを抽出する。AMVP予測パラメータとして、例えば、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXがある。AMVP予測パラメータ導出部3032は予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxから予測ベクトルmvpLXを導出する。詳細は後述する。インター予測パラメータ復号制御部3031は、差分ベクトルmvdLXを加算部3035に出力する。加算部3035では、予測ベクトルmvpLXと差分ベクトルmvdLXを加算し、動きベクトルを導出する。
When the merge flag merge_flag indicates 0, that is, the AMVP prediction mode, the inter-prediction parameter
マージフラグmerge_flagが1、すなわち、マージ予測モードを示す場合、インター予測パラメータ復号制御部3031は、マージ予測に係る予測パラメータとして、マージインデックスmerge_idxを抽出する。インター予測パラメータ復号制御部3031は、抽出したマージインデックスmerge_idxをマージ予測パラメータ導出部3036(詳細は後述する)に出力し、サブブロック予測モードフラグsubPbMotionFlagをサブブロック予測パラメータ導出部3037に出力する。サブブロック予測パラメータ導出部3037は、サブブロック予測モードフラグsubPbMotionFlagの値に応じて、PUを複数のサブブロックに分割し、サブブロック単位で動きベクトルを導出する。すなわち、サブブロック予測モードでは、予測ブロックは4x4もしくは8x8という小さいブロック単位で予測される。後述の画像符号化装置11においては、CUを複数のパーティション(2NxN、Nx2N、NxNなどのPU)に分割し、パーティション単位で予測パラメータのシンタックスを符号化する方法に対して、サブブロック予測モードでは複数のサブブロックを集合(セット)にまとめ、当該集合毎に予測パラメータのシンタックスを符号化するため、少ない符号量で多くのサブブロックの動き情報を符号化することができる。
When the merge flag merge_flag indicates 1, that is, the merge prediction mode, the inter-prediction parameter
詳細に説明すると、サブブロック予測パラメータ導出部3037は、サブブロック予測モードにてサブブロック予測を行う、時空間サブブロック予測部30371、アフィン予測部30372(アフィン動きベクトル導出部、アフィン動きベクトル導出装置)、マッチング予測部30373、の少なくとも一つを備える。
More specifically, the sub-block prediction
(サブブロック予測モードフラグ)
ここで、画像復号装置31、画像符号化装置11(詳細は後述する)における、あるPUの予測モードがサブブロック予測モードであるか否かを示すサブブロック予測モードフラグsubPbMotionFlagの導出方法について説明する。画像復号装置31、画像符号化装置11は、後述する空間サブブロック予測SSUB、時間サブブロック予測TSUB、アフィン予測AFFINE、マッチング予測MATのいずれを用いたかに基づいて、サブブロック予測モードフラグsubPbMotionFlagを導出する。たとえば、あるPUで選択された予測モードをN(たとえばNは選択されたマージ候補を示すラベル)とした場合には、以下の式によりサブブロック予測モードフラグsubPbMotionFlagを導出してもよい。(Subblock prediction mode flag)
Here, a method of deriving the subblock prediction mode flag subPbMotionFlag indicating whether or not the prediction mode of a certain PU is the subblock prediction mode in the
subPbMotionFlag = (N == TSUB) || (N == SSUB) || (N == AFFINE) || (N == MAT)
ここで||は、論理和を示す(以下同様)。subPbMotionFlag = (N == TSUB) || (N == SSUB) || (N == AFFINE) || (N == MAT)
Here, || indicates the logical sum (the same applies hereinafter).
また、画像復号装置31、画像符号化装置11は、空間サブブロック予測SSUB、時間サブブロック予測TSUB、アフィン予測AFFINE、マッチング予測MATのうち、一部の予測を行う構成でもよい。すなわち、画像符号化装置11が空間サブブロック予測SSUB、アフィン予測AFFINEを行う構成である場合には、以下のようにサブブロック予測モードフラグsubPbMotionFlagを導出してもよい。
Further, the
subPbMotionFlag = (N == SSUB)|| (N == AFFINE)
なお、画像復号装置31、画像符号化装置11は、アフィン適用フラグpu_affine_enable_flagを符号化データから復号し、アフィン適用フラグpu_affine_enable_flagが1の場合に、subPbMotionFlagを1と導出しても構わない。この場合、上記アフィン適用フラグpu_affine_enable_flagが1の場合に、アフィン予測部30372を適用してもよい。subPbMotionFlag = (N == SSUB) || (N == AFFINE)
The
(サブブロック予測部)
次に、サブブロック予測部について説明する。(Sub-block prediction unit)
Next, the sub-block prediction unit will be described.
(時空間サブブロック予測部30371)
時空間サブブロック予測部30371は、時間的に対象PUに隣接する参照画像上(たとえば直前のピクチャ)のPUの動きベクトル、もしくは、空間的に対象PUに隣接するPUの動きベクトルから、対象PUを分割して得られるサブブロックの動きベクトルを導出する。具体的には、参照画像上のPUの動きベクトルを対象PUが参照する参照ピクチャに合わせてスケーリングすることにより、対象PU中の各サブブロックの動きベクトルspMvLX[xi][yj] (xi = xPb + nSbW * i, yj = yPb + nSbH * j, i=0, 1, 2,・・・,nPbW / nSbW - 1、j=0, 1, 2,・・・,nPbH / nSbH - 1)を導出する(時間サブブロック予測)。ここで、(xPb, yPb)は対象PUの左上座標、nPbW, nPbHは対象PUのサイズ、nSbW, nSbHはサブブロックのサイズである。(Space-time subblock prediction unit 30371)
The spatiotemporal
また、対象PUに隣接するPUの動きベクトルと、対象PUを分割して得られるサブブロックとの距離に応じて、加重平均を計算することで、対象PU中の各サブブロックの動きベクトルspMvLX[xi][yj] (xi = xPb + nSbW * i, yj = yPb + nSbH * j, i=0, 1, 2,・・・,nPbW / nSbW - 1、j=0, 1, 2,・・・,nPbH / nSbH - 1)を導出してもよい(空間サブブロック予測)。 In addition, by calculating the weighted average according to the distance between the motion vector of the PU adjacent to the target PU and the subblock obtained by dividing the target PU, the motion vector spMvLX [ xi] [yj] (xi = xPb + nSbW * i, yj = yPb + nSbH * j, i = 0, 1, 2, ・ ・ ・, nPbW / nSbW ―― 1, j = 0, 1, 2, ・ ・·, NPbH / nSbH-1) may be derived (spatial subblock prediction).
上記、時間サブブロック予測の候補TSUB、空間サブブロック予測の候補SSUBを、マージモードの一つのモード(マージ候補)として選択する。 The above-mentioned candidate TSUB for time subblock prediction and candidate SSUB for spatial subblock prediction are selected as one mode (merge candidate) of the merge mode.
(アフィン予測部)
アフィン予測部30372は、対象PUのアフィン予測パラメータを導出する。本実施形態では、アフィン予測パラメータとして、対象PUの2つもしくは3つの制御点の動きベクトルを導出する。例えば、3つの制御点(V0、V1、V2)の場合、動きベクトル(MV0_x, MV0_y)(MV1_x, MV1_y)(MV2_x, MV2_y)を導出する。(Affine prediction department)
The
具体的には、対象PUの隣接PUの動きベクトルから予測することにより、各制御点の動きベクトルを導出してもよいし、制御点の予測ベクトルmvpLXと符号化データから導出される差分ベクトルmvdLXとの和により、各制御点の動きベクトルを導出してもよい。 Specifically, the motion vector of each control point may be derived by predicting from the motion vector of the adjacent PU of the target PU, or the prediction vector mvpLX of the control point and the difference vector mvdLX derived from the coded data. The motion vector of each control point may be derived by the sum of and.
図13は、対象PU(nPbW×nPbH)を構成する各サブブロック(xi, yj)の動きベクトルspMvLXを、制御点V0の動きベクトル(MV0_x, MV0_y)およびV1の動きベクトル(MV1_x, MV1_y)から導出する例を示す図である。各サブブロックの動きベクトルspMvLXは、図13に示すように、各サブブロックの中心に位置する点毎の動きベクトルとして導出する。 FIG. 13 shows the motion vector spMvLX of each subblock (xi, yj) constituting the target PU (nPbW × nPbH) from the motion vector (MV0_x, MV0_y) of the control point V0 and the motion vector (MV1_x, MV1_y) of V1. It is a figure which shows the example of deriving. As shown in FIG. 13, the motion vector spMvLX of each subblock is derived as a motion vector for each point located at the center of each subblock.
アフィン予測部30372は対象PUのアフィン予測パラメータに基づいて、対象PU中の各サブブロックの動きベクトルspMvLX[xi][yj] (xi = xPb + nSbW * i, yj = yPb + nSbH* j, i=0, 1, 2,・・・,nPbW / nSbW - 1、j=0, 1, 2,・・・,nPbH / nSbH - 1)を下記の式を用いて、導出する。
The
spMvLX[xi][yj][0]=MV0_x + (MV1_x - MV0_x) / nPbW * (xi + nSbW/2) - (MV1_y - MV0_y) / nPbH * (yj + nSbH/2)
spMvLX[xi][yj][1]=MV0_y + (MV1_y - MV0_y) / nPbW * (xi + nSbW/2) + (MV1_x - MV0_x) / nPbH * (yj + nSbH/2)
ここで、xPb, yPbは、対象PUの左上座標、nPbW, nPbHは、対象PUの幅と高さ、nSbW, nSbHはサブブロックの幅と高さである。spMvLX [xi] [yj] [0] = MV0_x + (MV1_x --MV0_x) / nPbW * (xi + nSbW / 2)-(MV1_y --MV0_y) / nPbH * (yj + nSbH / 2)
spMvLX [xi] [yj] [1] = MV0_y + (MV1_y --MV0_y) / nPbW * (xi + nSbW / 2) + (MV1_x --MV0_x) / nPbH * (yj + nSbH / 2)
Here, xPb and yPb are the upper left coordinates of the target PU, nPbW and nPbH are the width and height of the target PU, and nSbW and nSbH are the width and height of the subblock.
(処理の流れ)
以下、さらに具体的な実施構成の例として、アフィン予測部30372またはAMVP予測パラメータ導出部3032がアフィン予測を用いて、各サブブロックの動きベクトルmvLXを導出する処理の流れを、ステップに分けて説明する。アフィン予測部30372またはAMVP予測パラメータ導出部3032がアフィン予測を用いて、サブブロックの動きベクトルmvLXを導出する処理は、下記の(STEP1)~(STEP4)の4つの工程を含んでいる。(Process flow)
Hereinafter, as an example of a more specific implementation configuration, the flow of the process in which the
(STEP1)制御点ベクトルの導出
アフィン予測部30372またはAMVP予測パラメータ導出部3032が、候補を導出するためのアフィン予測に用いる2つ以上の制御点として、対象ブロックの代表点(ここではV0およびV1)のそれぞれの動きベクトルを導出する工程である。なお、ブロックの代表点は、対象ブロック上の点、もしくは、対象ブロックの近傍の点を用いる。本明細書では、アフィン予測の制御点に用いるブロックの代表点を「ブロック制御点」と記載する。ブロックの代表点でないアフィン予測の制御点は、「参照制御点」と表現し、区別することがある。(STEP1) Derivation of control point vector As two or more control points used by the
(STEP2)サブブロックベクトルの導出
アフィン予測部30372またはAMVP予測パラメータ導出部3032が、STEP1で導出された対象ブロックの代表点であるブロック制御点(制御点V0およびV1)の動きベクトルから対象ブロックに含まれる各サブブロックの動きベクトルを導出する工程である。(STEP1)と(STEP2)によって、各サブブロックの動きベクトルmvLXが導出される。(STEP2) Derivation of sub-block vector
(STEP3)サブブロック動き補償
動き補償部3091が、インター予測パラメータ復号部303から入力された、予測リスト利用フラグpredFlagLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXに基づいて、参照ピクチャメモリ306から、参照ピクチャインデックスrefIdxLXで指定された参照ピクチャ上の、対象ブロックの位置を起点として、動きベクトルmvLXだけずれた位置にあるブロックを読み出しフィルタリングすることによって動き補償画像predSamplesLXを生成するサブブロック単位の動き補償を行う工程である。(STEP3) Subblock motion compensation The
(STEP4)サブブロックの動きベクトルの格納
AMVPモードの場合は、上記の(STEP2)においてAMVP予測パラメータ導出部3032によって導出された、各サブブロックの動きベクトルmvLXは予測パラメータメモリ307に格納される。同様に、マージモードの場合も、上記の(STEP2)においてアフィン予測部30372によって導出された、各サブブロックの動きベクトルmvLXは予測パラメータメモリ307に格納される。(STEP4) Storage of motion vector of subblock In the AMVP mode, the motion vector mvLX of each subblock derived by the AMVP prediction
なお、アフィン予測を用いたサブブロックの動きベクトルmvLXの導出は、AMVPモードおよびマージモードの双方において実施することが可能である。以下では、(STEP1)~(STEP4)のうちのいくつかの処理について、AMVPモードの場合およびマージモードの場合についてそれぞれ説明する。 The derivation of the motion vector mvLX of the subblock using the affine prediction can be carried out in both the AMVP mode and the merge mode. In the following, some of the processes of (STEP1) to (STEP4) will be described for the AMVP mode and the merge mode, respectively.
(STEP1詳細)
まず、(STEP1)の処理について、AMVPモードおよびマージモードについて、図15を用いてそれぞれ以下に説明する。図15は、AMVPモードおよびマージモードにおける制御点の動きベクトルの導出のために利用される予測ユニットの位置の例を示す図である。(Details of STEP1)
First, regarding the process of (STEP1), the AMVP mode and the merge mode will be described below with reference to FIG. FIG. 15 is a diagram showing an example of the position of the prediction unit used for deriving the motion vector of the control point in the AMVP mode and the merge mode.
(AMVPモードにおける制御点の動きベクトルの導出)
AMVP予測パラメータ導出部3032は、参照ピクチャインデックスrefIdxに基づいて予測パラメータメモリ307が記憶する動きベクトルからベクトル候補mvpLXを導出する。そして、AMVP予測パラメータ導出部3032は、読み出された動きベクトルを参照して、対象ブロックの代表点(ここでは点V0、点V1および点V2)の動きベクトルを予測(導出)する。(Derivation of motion vector of control point in AMVP mode)
The AMVP prediction
AMVPモードでは、インター予測パラメータ復号制御部3031が、エントロピー復号部301を用いて符号化データからAMVP予測パラメータを抽出する。このAMVP予測パラメータは、代表点(点V0、点V1および点V2)の予測ベクトルmvpLXを補正するための、別に符号化された差分ベクトルmvdLXを含んでいる。
In the AMVP mode, the inter-prediction parameter
AMVP予測パラメータ導出部3032は、図15の(a)に示すように、代表点の一つ(ここでは点V0)に隣接し、対象ブロックと当該代表点(頂点)を共有するブロックA、B、およびC(参照ブロック)の動きベクトルのうちのいずれかを、予測パラメータメモリ307から参照して、代表点の予測ベクトルmvpLXを導出する。さらに、導出された予測ベクトルmvpLXに符号化データから復号された代表点の差分ベクトルmvdLXを加算して、制御点V0の動きベクトルmvLXを導出する。なお、AMVP予測パラメータ導出部3032は、符号化データからインデックスmvp_LX_idxを復号して、ブロックA、B、およびCの動きベクトルのうちのいずれを予測ベクトルとして参照するかを決定してもよい。
As shown in FIG. 15A, the AMVP prediction
同様に、図15の(a)に示すように、AMVP予測パラメータ導出部3032は、点V0とは別の代表点(ここでは点V1)に隣接し、対象ブロックと当該代表点(頂点)を共有するブロックDおよびE(参照ブロック)の動きベクトルのうちのいずれかを、予測パラメータメモリ307から参照して、代表点V1の予測ベクトルmvpLXを導出する。さらに、導出された予測ベクトルmvpLXに符号化データから復号された代表点V1の差分ベクトルmvdLXを加算して、制御点V1の動きベクトルmvLXを導出する。なお、AMVP予測パラメータ導出部3032は、符号化データからインデックスmvp_LX_idxを復号して、ブロックDおよびEの動きベクトルのうちのいずれを予測ベクトルとして参照するかを決定してもよい。
Similarly, as shown in FIG. 15A, the AMVP prediction
同様に、図15の(b)に示すように、AMVP予測パラメータ導出部3032は、点V0およびV1とは別の代表点(ここでは点V2)に隣接し、対象ブロックと当該代表点(頂点)を共有するブロックFおよびG(参照ブロック)の動きベクトルのうちのいずれかを、予測パラメータメモリ307から参照して、代表点V2の予測ベクトルmvpLXを導出する。さらに、AMVP予測パラメータ導出部3032は、導出された予測ベクトルmvpLXに符号化データから復号された代表点V2の差分ベクトルmvdLXを加算して、制御点V2の動きベクトルmvLXを導出する。なお、AMVP予測パラメータ導出部3032は、符号化データからインデックスmvp_LX_idxを復号して、ブロックFおよびGの動きベクトルのうちのいずれを予測ベクトルとして参照するかを決定してもよい。
Similarly, as shown in FIG. 15 (b), the AMVP prediction
より具体的には、AMVP予測パラメータ導出部3032は、制御点VN(N=0..2)の予測ベクトル候補を導出し、予測ベクトル候補リストmvpListVNLX[]に格納する。さらに、AMVP予測パラメータ導出部3032は、符号化データから点VNの予測ベクトルインデックスmvpVN_LX_idx、差分ベクトルmvdVNLXから、制御点VNの動きベクトル(MVi_x, MVi_y)を以下の式で導出する。
More specifically, the AMVP prediction
MVi_x = mvLX[0] = mvpListVNLX[mvpVN_LX_idx][0] + mvdVNLX[0]
MVi_y = mvLX[1] = mvpListVNLX[mvpVN_LX_idx][1] + mvdVNLX[1]
なお、STEP1における制御点の位置は、上記に限定されない。対象ブロックの右下の頂点、または後述するように対象ブロックの周囲の点を用いても良い。MVi_x = mvLX [0] = mvpListVNLX [mvpVN_LX_idx] [0] + mvdVNLX [0]
MVi_y = mvLX [1] = mvpListVNLX [mvpVN_LX_idx] [1] + mvdVNLX [1]
The position of the control point in
後述するように、4パラメータアフィンと6パラメータアフィンを切り替える構成においては、AMVP予測パラメータ導出部3032は、4パラメータアフィンの場合には、2点、例えば、点V0およびV1の差分ベクトルを符号化データから復号し、2点の制御点の動きベクトルを導出する。6パラメータアフィンの場合には、3点、例えば、点V0、V1、およびV2の差分ベクトルを符号化データから復号し、3点の制御点の動きベクトルを導出する。なお、4パラメータアフィンの場合に導出する制御点は点V0、V1に限定されず、点V0、V2や、点V1、V2や、点V0、V2でも良いし、他の2点でもよい。なお、6パラメータアフィンの場合にも、導出する制御点は点V0、V1、V2に限定されない。
As will be described later, in the configuration of switching between the 4-parameter affine and the 6-parameter affine, the AMVP prediction
(アフィン予測の一般式)
4パラメータのアフィンの一般式を以下に説明する。位置(0, 0)、動きベクトルmv_x,my_yの点V0を起点とする位置(xi, yi)の点Viの動きベクトル(MVi_x, MVi_y)は、4つのパラメータ(mv_x, mv_y, ev, rv)、すなわち、拡大及び回転中心の動きベクトル(並進ベクトルmv_x, mv_y)と拡大パラメータev、回転パラメータrvを用いて、以下の一般式(eq1)によって求められ得る。(General formula for affine prediction)
The general formula of the four-parameter affine will be described below. Position (0, 0), motion vector mv_x, my_y The motion vector (MVi_x, MVi_y) of the point Vi at the position (xi, yi) starting from V0 has four parameters (mv_x, mv_y, ev, rv). That is, it can be obtained by the following general formula (eq1) using the motion vector of the expansion and rotation center (translation vector mv_x, mv_y), the expansion parameter ev, and the rotation parameter rv.
MVi_x=mv_x + ev * xi - rv * yi
MVi_y=mv_y + rv * xi + ev * yi (eq1)
なお、(xi, yi)=(0, 0)の点の動きベクトル(MV0_x、MV0_y)と(xi, yi)= (xk, yk)の点の動きベクトル(MVk_x、MVk_y)を上記に代入し、(ev、rv)について解くと以下の式が得られる。MVi_x = mv_x + ev * xi --rv * yi
MVi_y = mv_y + rv * xi + ev * yi (eq1)
Substituting the motion vector (MV0_x, MV0_y) at the point (xi, yi) = (0, 0) and the motion vector (MVk_x, MVk_y) at the point (xi, yi) = (xk, yk) into the above. , (Ev, rv) can be solved to obtain the following equation.
ev = {xk * (MVk_x - MV0_x) + yk * (MVk_y - MV0_y)} / (pow(xk,2) + pow(yk,2))
rv = {-yk * (MVk_x - MV0_x) + xk * (MVk_y - MV0_y)} / (pow(xk,2) + pow(yk,2))
なお、pow(x,2)はxの2乗を示す。ev = {xk * (MVk_x --MV0_x) + yk * (MVk_y --MV0_y)} / (pow (xk, 2) + pow (yk, 2))
rv = {-yk * (MVk_x --MV0_x) + xk * (MVk_y --MV0_y)} / (pow (xk, 2) + pow (yk, 2))
Note that pow (x, 2) indicates the square of x.
続いて6パラメータのアフィンの一般式を以下に説明する。位置(0, 0)、動きベクトルmv_x,my_yの点V0を起点とする位置(xi, yi)の点Viの動きベクトル(MVi_x, MVi_y)は、4つのパラメータ(mv_x, mv_y, ev1, rv1, ev2, rv2)を用いて、以下の一般式(eq2)によって求められ得る。 Subsequently, the general formula of the 6-parameter affine will be described below. Position (0, 0), motion vector mv_x, my_y The motion vector (MVi_x, MVi_y) of the point Vi at the position (xi, yi) starting from V0 has four parameters (mv_x, mv_y, ev1, rv1, Using ev2, rv2), it can be obtained by the following general formula (eq2).
MVi_x=mv_x + ev1 * xi + rv2 * yi
MVi_y=mv_y + rv1 * xi + ev2 * yi (eq2)
(マージモードにおける制御点の動きベクトルの導出)
アフィン予測部30372は、図15の(c)に示すような、ブロックA~Eを含む予測ユニットについて、予測パラメータメモリ307を参照し、アフィン予測が利用されているか否かを確認する。アフィン予測が利用されている予測ユニットとして最初に見つかった予測ユニット(ここでは図15(c)の参照ブロックA)を隣接ブロック(マージ参照ブロック)として選択し、動きベクトルを導出する。なお隣接ブロックは必ずしも対象PUと直接、接している必要はない(共通する辺がある必要はない)。例えば、対象PUの右上の点や左上の点、右下の点のように、対象PUと点を共通するブロックなども隣接ブロックとすることができる。また、対象PUに十分に近い近傍ブロックを隣接ブロックとして用いることもできる。これは、後述する第2~第5の実施形態においても同様である。MVi_x = mv_x + ev1 * xi + rv2 * yi
MVi_y = mv_y + rv1 * xi + ev2 * yi (eq2)
(Derivation of motion vector of control point in merge mode)
The
アフィン予測部30372は、アフィン予測が利用されている、選択された隣接ブロックの左上の角の点(図15の(d)の点v0)、右上の角の点(図15の(d)の点v1)、および左下の角の点(図15の(d)の点v2)、および右下の各の点v3のうちの2点または3点から制御点の動きベクトルを導出する。4パラメータアフィンの場合には一例では、V0(第1の制御点)、V1(第2の制御点)の動きベクトルを導出する。また、6パラメータアフィンの場合には、V0、V1、V2(第3の制御点)の動きベクトルを導出する。なお、図15の(d)に示す例では、動きベクトルを予測する対象であるブロックの横幅はW、高さはHであり、隣接ブロック(図の例では、ブロックAを含む隣接ブロック)の横幅はw、高さはhである。
The
4パラメータアフィンにおいては、以下の式で、制御点VN(N=0..1)の動きベクトル(MVN_x, MVN_y)を導出する。 In the 4-parameter affine, the motion vector (MVN_x, MVN_y) of the control point VN (N = 0.1) is derived by the following equation.
MVN_x = mv_x + ev * xN - rv * yN
MVN_y = mv_y + rv * xN + ev * yN
ここで(ev, rv)はアフィンパラメータ、(xN、yN)は制御点VNのある参照点(例えばv0)からみた相対位置である。mv_x, mv_yは並進ベクトルであり、例えば、点v0の動きベクトル(mv0_x、mv0_y)である。なお並進ベクトルは(mv0_x、mv0_y)に限定されず、点v1、点v2、点v3の動きベクトル(mv1_x、mv1_y)、(mv2_x、mv2_y)、(mv3_x、mv3_y)を用いてもよい。MVN_x = mv_x + ev * xN --rv * yN
MVN_y = mv_y + rv * xN + ev * yN
Here, (ev, rv) is the affine parameter, and (xN, yN) is the relative position seen from the reference point (for example, v0) where the control point VN is located. mv_x and mv_y are translation vectors, for example, motion vectors at point v0 (mv0_x, mv0_y). The translation vector is not limited to (mv0_x, mv0_y), and motion vectors (mv1_x, mv1_y), (mv2_x, mv2_y), (mv3_x, mv3_y) of points v1, point v2, and point v3 may be used.
なお、点v0を起点とした点Viの相対位置は下記のように導出される。まず点v0の位置が(xRef, yRef)、点Viの位置が(xPi, yPi)の場合には、点v0を起点とする点Viの相対位置(xi, yi)は、点Viの位置から起点v0との位置の差から、
xi = xPi - xRef
yi = yPi - yRef
となる。上記の例では、点v0の位置が(xP - w, yP + H - h)、点V0、V1、V2の位置が各々、(xP, yP), (xP + W, yP), (xP, yP + H)であるため、点v0を起点とする点Viの相対位置(xi, yi)(ここでi = 0..2)は、以下のように導出される。The relative position of the point Vi starting from the point v0 is derived as follows. First, when the position of the point v0 is (xRef, yRef) and the position of the point Vi is (xPi, yPi), the relative position (xi, yi) of the point Vi starting from the point v0 is from the position of the point Vi. From the difference in position from the starting point v0,
xi = xPi --xRef
yi = yPi --yRef
Will be. In the above example, the position of point v0 is (xP-w, yP + H-h), and the position of points V0, V1, V2 is (xP, yP), (xP + W, yP), (xP, Since yP + H), the relative position (xi, yi) (here i = 0..2) of the point Vi starting from the point v0 is derived as follows.
x0 = xP0 - xRef = xP - (xP - w) = w
y0 = yP0 - yRef = yP - (yP + H - h) = h - H
x1 = xP1 - xRef = (xP + W) - (xP - w) = w + W
y1 = yP1 - yRef = yP - (yP + H - h) = h - H
x2 = xP2 - xRef = xP - (xP - w) = w
y2 = yP2 - yRef = (yP + H) - (yP + H - h) = h
またアフィン予測部30372は、以下の式を用いて整数演算で(MVN_x, MVN_y)を導出してもよい。x0 = xP0 --xRef = xP-(xP --w) = w
y0 = yP0 --yRef = yP-(yP + H --h) = h --H
x1 = xP1 --xRef = (xP + W)-(xP --w) = w + W
y1 = yP1 --yRef = yP-(yP + H --h) = h --H
x2 = xP2 --xRef = xP-(xP --w) = w
y2 = yP2 --yRef = (yP + H)-(yP + H --h) = h
Further, the
MVN_x = mv_x +((evBW - rvBH) >> 1) + evBW * iN - rvBH * jN
MVN_y = mv_y +((rvBW + evBH) >> 1) + rvBW * iN + evBH * jN
ここで、(evBW, rvBW)、(evBH, rvBH)はアフィンパラメータ、(iN、jN)は、制御点VNのサブブロックを単位とする座標である。例えば(iN、jN)= (xN >> log2(W), yN >> log2(H))。ここでW, Hはサブブロックの幅と高さである。MVN_x = mv_x + ((evBW --rvBH) >> 1) + evBW * iN --rvBH * jN
MVN_y = mv_y + ((rvBW + evBH) >> 1) + rvBW * iN + evBH * jN
Here, (evBW, rvBW) and (evBH, rvBH) are the affine parameters, and (iN, jN) are the coordinates in the subblock of the control point VN as a unit. For example, (iN, jN) = (xN >> log2 (W), yN >> log2 (H)). Where W and H are the width and height of the subblock.
6パラメータアフィンにおいては、以下の式で、制御点の動きベクトルを導出する。 In the 6-parameter affine, the motion vector of the control point is derived by the following equation.
MVN_x = mv_x + ev1 * xN + rv2 * yN
MVN_y = mv_y + rv1 * xN + ev2 * yN
ここで(ev1, rv1, ev2, rv2)はアフィンパラメータである。MVN_x = mv_x + ev1 * xN + rv2 * yN
MVN_y = mv_y + rv1 * xN + ev2 * yN
Here (ev1, rv1, ev2, rv2) are affine parameters.
またアフィン予測部30372は、以下の式を用いて整数演算で(MVN_x, MVN_y)を導出してもよい。
Further, the
MVN_x = mv_x +((ev1BW + rv2BH) >> 1) + ev1BW * iN + rv2BH * jN
MVN_y = mv_y +((rv1BW + ev2BH) >> 1) + rv1BW * iN + ev2BH * jN
ここで、(ev1BW、rv1BW、ev2BH、ev2BH)はアフィンパラメータである。MVN_x = mv_x + ((ev1BW + rv2BH) >> 1) + ev1BW * iN + rv2BH * jN
MVN_y = mv_y + ((rv1BW + ev2BH) >> 1) + rv1BW * iN + ev2BH * jN
Here, (ev1BW, rv1BW, ev2BH, ev2BH) are affine parameters.
上記アフィンパラメータ(ev, rv)、(evBW, rvBW)、(evBH, rvBH)、(ev1, rv1, ev2, rv2) 、(ev1BW、rv1BW、ev2BH、ev2BH)の導出方法は、(STEP2詳細)で後述する。なお、導出の際には、制御点V0, V1, V2, V3を各々隣接ブロック上の参照点v0, v1, v2, v3に置き換え、制御点の動きベクトル(MV1_x, MV1_y), (MV2_x, MV2_y), (MV3_x, MV3_y)を各々参照点の動きベクトル(mv0_x, mv0_y), (mv1_x, mv1_y), (mv2_x, mv2_y), (mv3_x, mv3_y)に置き換える。 For the derivation method of the above affine parameters (ev, rv), (evBW, rvBW), (evBH, rvBH), (ev1, rv1, ev2, rv2), (ev1BW, rv1BW, ev2BH, ev2BH), see (STEP2 details). It will be described later. When deriving, the control points V0, V1, V2, V3 are replaced with reference points v0, v1, v2, v3 on the adjacent blocks, respectively, and the motion vectors of the control points (MV1_x, MV1_y), (MV2_x, MV2_y) ), (MV3_x, MV3_y) are replaced with motion vectors of reference points (mv0_x, mv0_y), (mv1_x, mv1_y), (mv2_x, mv2_y), (mv3_x, mv3_y), respectively.
また、アフィン予測部30372は、図15の(d)の点v0、v1、およびv2の動きベクトル(mv0_x, mv0_y)、(mv1_x, mv1_y)、(mv2_x, mv2_y)から、対象ブロック上の代表点(制御点V0、V1およびV2)の動きベクトルを導出してもよい。導出式は以下の通りである。
Further, the
MVi_x=mv0_x + (mv1_x - mv0_x) / w * xi + (mv2_x - mv0_x) / h * yi
MVi_y=mv0_y + (mv1_y - mv0_y) / w * xi + (mv2_y - mv0_y) / h * yi
ここで、(xi, yi)は、点v0を起点とした導出対象の点(ここでは制御点V0、V1およびV2)の座標、w, hは、各々、参照点v1とベース参照点v0の距離(=点v1のX座標―点v0のX座標)、参照点v2とベース参照点v0の距離(=点v2のY座標―点v0のY座標)に相当する。MVi_x = mv0_x + (mv1_x --mv0_x) / w * xi + (mv2_x --mv0_x) / h * yi
MVi_y = mv0_y + (mv1_y --mv0_y) / w * xi + (mv2_y --mv0_y) / h * yi
Here, (xi, yi) are the coordinates of the derivation target points (here, control points V0, V1 and V2) starting from the point v0, and w and h are the reference points v1 and the base reference point v0, respectively. It corresponds to the distance (= X coordinate of point v1-X coordinate of point v0) and the distance between the reference point v2 and the base reference point v0 (= Y coordinate of point v2-Y coordinate of point v0).
上記導出式の(xi, yi)に、ベース参照点の点v0を起点とした点V0の位置(x0, y0)=(w, h - H)、点V1の位置(x1, y1)=(w + W, h - H)を代入して、点V0の動きベクトル(MV0_x, MV0_y)および点V1の動きベクトル(MV1_x, MV1_y)を導出すれば、
MV0_x=mv0_x + (mv1_x - mv0_x) / w * w + (mv2_x - mv0_x) / h * (h - H)
MV0_y=mv0_y + (mv1_y - mv0_y) / w * w + (mv2_y - mv0_y) / h * (h - H)
MV1_x=mv0_x + (mv1_x - mv0_x) / w * (w + W) + (mv2_x - mv0_x) / h * (h - H)
MV1_y=mv0_y + (mv1_y - mv0_y) / w * (w + W) + (mv2_y - mv0_y) / h * (h - H)
となる。In (xi, yi) of the above derivation formula, the position of the point V0 starting from the point v0 of the base reference point (x0, y0) = (w, h --H), the position of the point V1 (x1, y1) = ( Substituting w + W, h --H) to derive the motion vector at point V0 (MV0_x, MV0_y) and the motion vector at point V1 (MV1_x, MV1_y),
MV0_x = mv0_x + (mv1_x --mv0_x) / w * w + (mv2_x --mv0_x) / h * (h --H)
MV0_y = mv0_y + (mv1_y --mv0_y) / w * w + (mv2_y --mv0_y) / h * (h --H)
MV1_x = mv0_x + (mv1_x --mv0_x) / w * (w + W) + (mv2_x --mv0_x) / h * (h --H)
MV1_y = mv0_y + (mv1_y --mv0_y) / w * (w + W) + (mv2_y --mv0_y) / h * (h --H)
Will be.
なお、STEP1において、制御点の選択は上記に限定されない。
In
なお、本構成のアフィン予測部30372は、(STEP1)で隣接ブロックの参照点(v0, v1, v2, v3)の動きベクトルから制御点(V0, V1, V2, V3)の動きベクトルを導出し、(STEP2)において、制御点(V0, V1, V2, V3)の動きベクトルから、サブブロックの動きベクトルを導出する構成となっているが、(STEP1)と(STEP2)を統合し、隣接ブロックの参照点(v0, v1, v2, v3)の動きベクトルからサブブロックの動きベクトルを導出する構成としてもよい。
The
(STEP2詳細)
続いて、(STEP2)の処理について、図16を用いて説明する。図16は、対象ブロック(横幅W、高さH)の制御点V0が左上頂点に位置し、幅BW、高さBHのサブブロックに分割した例を示す図である。(W,H)、(BW,BH)は前述の(nPbW, nPbH)、(nSbW, nSbH)に対応する。(Details of STEP2)
Subsequently, the process of (STEP2) will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a diagram showing an example in which the control point V0 of the target block (width W, height H) is located at the upper left apex and is divided into sub-blocks of width BW and height BH. (W, H) and (BW, BH) correspond to the above-mentioned (nPbW, nPbH) and (nSbW, nSbH).
アフィン予測部30372(AMVP予測パラメータ導出部3032)は、(STEP1)において導出された、ブロック上の代表点である制御点V0、V1およびV2のうち2つまたは3つの制御点の動きベクトルを参照し、(STEP2)では、アフィンパラメータを算出する。すなわち、アフィン予測部30372(AMVP予測パラメータ導出部3032)は、以下のいずれかの処理を行う。
・制御点V0の動きベクトル(MV0_x, MV0_y)、制御点V1の動きベクトル(MV1_x, MV1_y)および制御点V2の動きベクトル(MV2_x, MV2_y)のうち2つの動きベクトルから、アフィンパラメータ(ev、rv)を導出する。
・制御点V0の動きベクトル(MV0_x, MV0_y)、制御点V1の動きベクトル(MV1_x, MV1_y)および制御点V2の動きベクトル(MV2_x, MV2_y)の3つの動きベクトルから、アフィンパラメータ(ev1、rv1、ev2、ev2)を導出する。The affine prediction unit 30372 (AMVP prediction parameter derivation unit 3032) refers to the motion vector of two or three control points V0, V1 and V2, which are representative points on the block, derived in (STEP1). Then, in (STEP2), the affine parameter is calculated. That is, the affine prediction unit 30372 (AMVP prediction parameter derivation unit 3032) performs any of the following processes.
-Affine parameters (ev, rv) from two motion vectors of the motion vector of control point V0 (MV0_x, MV0_y), the motion vector of control point V1 (MV1_x, MV1_y) and the motion vector of control point V2 (MV2_x, MV2_y). ) Is derived.
-Affine parameters (ev1, rv1, Derived ev2, ev2).
以下の説明においては、2つの動きベクトルからアフィンパラメータ(ev、rv)を導出する処理について、「4パラメータアフィン」と称する。また、3つの動きベクトルからアフィンパラメータ(ev1、rv1、ev2、ev2)を導出する処理について、「6パラメータアフィン」と称する。 In the following description, the process of deriving affine parameters (ev, rv) from two motion vectors is referred to as "four-parameter affine". Further, the process of deriving the affine parameters (ev1, rv1, ev2, ev2) from the three motion vectors is referred to as "6 parameter affine".
アフィンパラメータは小数点数ではなく整数で扱うこともできる。以下、小数点数のアフィンパラメータを(ev、rv)、(ev1、rv1、ev2、ev2)、整数のアフィンパラメータを(evBW, rvBW)、(evBH, rvBH)、(ev1BW、rv1BW、ev2BH、ev2BH)と表現する。 Affin parameters can also be treated as integers instead of decimal points. Below, the decimal point affine parameters are (ev, rv), (ev1, rv1, ev2, ev2), and the integer affine parameters are (evBW, rvBW), (evBH, rvBH), (ev1BW, rv1BW, ev2BH, ev2BH). It is expressed as.
なお、整数のアフィンパラメータは、小数点数のアフィンパラメータにサブブロックサイズ(BW, BH)に応じた定数(整数化用定数)を乗じたものである。具体的には、小数点数のアフィンパラメータと整数のアフィンパラメータの間には、以下の関係がある。 The integer affine parameter is obtained by multiplying the decimal point affine parameter by a constant (constant for integer conversion) corresponding to the subblock size (BW, BH). Specifically, there is the following relationship between the affine parameter of the decimal point and the affine parameter of the integer.
evBW = ev * BW = ev << log2(BW)
rvBW = rv * BW = rv << log2(BW)
evBH = ev * BH = ev << log2(BH)
rvBH = rv * BH = rv << log2(BH)
ev1BW = ev1 * BW = ev1 << log2(BW)
rv1BW = rv1 * BH = rv1 << log2(BW)
ev2BH = ev2 * BW = ev2 << log2(BH)
rv2BH = rv2 * BH = rv2 << log2(BH)
なお、サブブロックの幅BWと高さBHが等しい場合には、(evBW, rvBW) = (evBH, rvBH)となるので、(evBW, rvBW)と(evBH, rvBH)を区別する必要はない。すなわち、以下のアフィンパラメータの導出においては、(evBW, rvBW)だけ、もしくは、(evBH, rvBH)だけを導出すれば十分である。evBW = ev * BW = ev << log2 (BW)
rvBW = rv * BW = rv << log2 (BW)
evBH = ev * BH = ev << log2 (BH)
rvBH = rv * BH = rv << log2 (BH)
ev1BW = ev1 * BW = ev1 << log2 (BW)
rv1BW = rv1 * BH = rv1 << log2 (BW)
ev2BH = ev2 * BW = ev2 << log2 (BH)
rv2BH = rv2 * BH = rv2 << log2 (BH)
If the width BW and height BH of the subblock are equal, (evBW, rvBW) = (evBH, rvBH), so it is not necessary to distinguish between (evBW, rvBW) and (evBH, rvBH). That is, in deriving the following affine parameters, it is sufficient to derive only (evBW, rvBW) or only (evBH, rvBH).
例えば制御点V0およびV1の動きベクトルを用いる場合、アフィン予測部30372(AMVP予測パラメータ導出部3032)はアフィンパラメータを下記の式を用いて、
evBW = (MV1_x - MV0_x) >> shiftWBW
rvBW = (MV1_y - MV0_y) >> shiftWBW
evBH = (MV1_x - MV0_x) >> shiftWBH
rvBH = (MV1_y - MV0_y) >> shiftWBH
shiftWBW = log2(W) - log2(BW)
shiftHBH = log2(H) - log2(BH)
と導出する。For example, when the motion vectors of the control points V0 and V1 are used, the affine prediction unit 30372 (AMVP prediction parameter derivation unit 3032) uses the following equation to set the affine parameters.
evBW = (MV1_x --MV0_x) >> shiftWBW
rvBW = (MV1_y --MV0_y) >> shiftWBW
evBH = (MV1_x --MV0_x) >> shiftWBH
rvBH = (MV1_y --MV0_y) >> shiftWBH
shiftWBW = log2 (W) --log2 (BW)
shiftHBH = log2 (H) --log2 (BH)
Is derived.
なお、小数点数のアフィンパラメータを用いる場合には下記の式を用いて、
ev = (MV1_x - MV0_x) / W
rv = (MV1_y - MV0_y) / W
と導出してもよい。なお、この式は、一般式制御点V0の位置を(0, 0)、制御点V1の位置を(W, 0)とした場合である。When using the decimal point affine parameter, use the following formula.
ev = (MV1_x --MV0_x) / W
rv = (MV1_y --MV0_y) / W
May be derived. In this equation, the position of the general expression control point V0 is (0, 0) and the position of the control point V1 is (W, 0).
また、制御点V0およびV2の動きベクトルを用いる場合、アフィン予測部30372(AMVP予測パラメータ導出部3032)はアフィンパラメータを下記の式を用いて、
evBW = (MV2_y - MV0_y) >> shiftHBW
rvBW = -(MV2_x - MV0_x) >> shiftHBW
evBH = (MV2_y - MV0_y) >> shiftHBH
rvBH = -(MV2_x - MV0_x) >> shiftHBH
shiftHBW = log2(H) - log2(BW)
shiftHBH = log2(H) - log2(BH)
と導出する。なお、この式は、以下の小数点数のアフィンパラメータの導出式
ev = (MV2_y - MV0_y) / H
rv = -(MV2_x - MV0_x) / H
と等しい。Further, when the motion vectors of the control points V0 and V2 are used, the affine prediction unit 30372 (AMVP prediction parameter derivation unit 3032) uses the following equation to set the affine parameters.
evBW = (MV2_y --MV0_y) >> shiftHBW
rvBW =-(MV2_x --MV0_x) >> shiftHBW
evBH = (MV2_y --MV0_y) >> shiftHBH
rvBH =-(MV2_x --MV0_x) >> shiftHBH
shiftHBW = log2 (H) --log2 (BW)
shiftHBH = log2 (H) --log2 (BH)
Is derived. This formula is a derivation formula for the following decimal point affine parameters.
ev = (MV2_y --MV0_y) / H
rv =-(MV2_x --MV0_x) / H
Is equal to.
また、制御点V1およびV2の動きベクトルを用いる場合、アフィン予測部30372(AMVP予測パラメータ導出部3032)はアフィンパラメータを下記の式を用いて、
evBW = {(MV1_x - MV2_x) - (MV1_y - MV2_y)} >> (shiftWBW + 1)
rvBW = {(MV1_x - MV2_x) + (MV1_y - MV2_y)} >> (shiftWBW + 1)
evBH = {(MV1_x - MV2_x) - (MV1_y - MV2_y)} >> (shiftWBH + 1)
rvBH = {(MV1_x - MV2_x) + (MV1_y - MV2_y)} >> (shiftWBH + 1)
と導出する。なお、この式は、以下の小数点数のアフィンパラメータの導出式
ev = {(MV1_x - MV2_x) - (MV1_y - MV2_y)} / 2W
rv = {(MV1_x - MV2_x) + (MV1_y - MV2_y)} / 2W
と等しい。When the motion vectors of the control points V1 and V2 are used, the affine prediction unit 30372 (AMVP prediction parameter derivation unit 3032) uses the following equation to set the affine parameters.
evBW = {(MV1_x --MV2_x)-(MV1_y --MV2_y)} >> (shiftWBW + 1)
rvBW = {(MV1_x --MV2_x) + (MV1_y --MV2_y)} >> (shiftWBW + 1)
evBH = {(MV1_x --MV2_x)-(MV1_y --MV2_y)} >> (shiftWBH + 1)
rvBH = {(MV1_x --MV2_x) + (MV1_y --MV2_y)} >> (shiftWBH + 1)
Is derived. This formula is a derivation formula for the following decimal point affine parameters.
ev = {(MV1_x --MV2_x)-(MV1_y --MV2_y)} / 2W
rv = {(MV1_x --MV2_x) + (MV1_y --MV2_y)} / 2W
Is equal to.
また、上述した制御点V0~V2のいずれとも異なる、制御点V3(対象ブロックにおいてV0と対角に位置する制御点)の動きベクトルを用いることもできる。例えば制御点V0およびV3の動きベクトルを用いる場合、アフィン予測部30372(AMVP予測パラメータ導出部3032)は、アフィンパラメータを下記の式を用いて、
evBW = (MV3_x - MV0_x + MV3_y - MV0_y) >> (shiftWBW + 1)
rvBW = (-MV3_x + MV0_x + MV3_y - MV0_y) >> (shiftWBW + 1)
evBH = (MV3_x - MV0_x + MV3_y - MV0_y) >> (shiftWBH + 1)
rvBH = (-MV3_x + MV0_x + MV3_y - MV0_y) >> (shiftWBH + 1)
と導出する。なお、この式は、以下の小数点数のアフィンパラメータの導出式
ev = (MV3_x - MV0_x + MV3_y - MV0_y) / 2W
rv = (-MV3_x + MV0_x + MV3_y - MV0_y) / 2W
と等しい。Further, it is also possible to use a motion vector of the control point V3 (control point located diagonally to V0 in the target block), which is different from any of the control points V0 to V2 described above. For example, when the motion vectors of the control points V0 and V3 are used, the affine prediction unit 30372 (AMVP prediction parameter derivation unit 3032) uses the following equation to set the affine parameters.
evBW = (MV3_x --MV0_x + MV3_y --MV0_y) >> (shiftWBW + 1)
rvBW = (-MV3_x + MV0_x + MV3_y --MV0_y) >> (shiftWBW + 1)
evBH = (MV3_x --MV0_x + MV3_y --MV0_y) >> (shiftWBH + 1)
rvBH = (-MV3_x + MV0_x + MV3_y --MV0_y) >> (shiftWBH + 1)
Is derived. This formula is a derivation formula for the following decimal point affine parameters.
ev = (MV3_x --MV0_x + MV3_y --MV0_y) / 2W
rv = (-MV3_x + MV0_x + MV3_y --MV0_y) / 2W
Is equal to.
また、制御点V0、V1およびV2の3つの動きベクトルを用いる場合、アフィン予測部30372(AMVP予測パラメータ導出部3032)はアフィンパラメータを下記の式を用いて、
ev1BW = (MV1_x - MV0_x) >> shiftWBW
rv2BH = (MV2_x - MV0_x) >> shiftHBH
rv1BW = (MV1_y - MV0_y) >> shiftWBW
ev2BH = (MV2_y - MV0_y) >> shiftHBH
shiftWBW = log2(W) - log2(BW)
shiftHBH = log2(H) - log2(BH)
と導出する。なお、この式は、以下の小数点数のアフィンパラメータの導出式
ev1 = (MV1_x - MV0_x) / W
rv2 = (MV2_x - MV0_x) / H
rv1 = (MV1_y - MV0_y) / W
ev2 = (MV2_y - MV0_y) / H
と等しい。When three motion vectors of control points V0, V1 and V2 are used, the affine prediction unit 30372 (AMVP prediction parameter derivation unit 3032) uses the following equation to set the affine parameters.
ev1BW = (MV1_x --MV0_x) >> shiftWBW
rv2BH = (MV2_x --MV0_x) >> shiftHBH
rv1BW = (MV1_y --MV0_y) >> shiftWBW
ev2BH = (MV2_y --MV0_y) >> shiftHBH
shiftWBW = log2 (W) --log2 (BW)
shiftHBH = log2 (H) --log2 (BH)
Is derived. This formula is a derivation formula for the following decimal point affine parameters.
ev1 = (MV1_x --MV0_x) / W
rv2 = (MV2_x --MV0_x) / H
rv1 = (MV1_y --MV0_y) / W
ev2 = (MV2_y --MV0_y) / H
Is equal to.
(サブブロックの動きベクトルの導出)
アフィン予測部30372(AMVP予測パラメータ導出部3032)は、上記の式により求めたアフィンパラメータを用いて、サブブロックの動きベクトルを導出する。(Derivation of motion vector of subblock)
The affine prediction unit 30372 (AMVP prediction parameter derivation unit 3032) derives the motion vector of the subblock using the affine parameter obtained by the above equation.
4パラメータアフィンの場合、アフィンパラメータ(ev, rv)から、サブブロック座標(xi, yi)のサブブロックの動きベクトル(MVi_x, MVi_y)を以下の式AF4P_floatにより、導出する。 In the case of 4-parameter affine, the motion vector (MVi_x, MVi_y) of the subblock of the subblock coordinates (xi, yi) is derived from the affine parameter (ev, rv) by the following equation AF4P_float.
MVi_x = mv_x + ev * xi - rv * yi
MVi_y = mv_y + rv * xi + ev * yi (式AF4P_float)
並進ベクトルのアフィンパラメータmv_x, mv_yとして(MV0_x、MV0_y)を用いてもよいが、これに限定されない。例えば(MV0_x、MV0_y)以外の動きベクトル(MV1_x、MV1_y)や(MV2_x、MV2_y)、(MV3_x、MV3_y)を並進ベクトルとしてもよい。特にV1、V2を制御点とする場合には、V1の動きベクトル(MV1_x、MV1_y)またはV2の動きベクトル(MV2_x、MV2_y)を並進ベクトルとすると良い。MVi_x = mv_x + ev * xi --rv * yi
MVi_y = mv_y + rv * xi + ev * yi (Expression AF4P_float)
(MV0_x, MV0_y) may be used as the affine parameters mv_x, mv_y of the translation vector, but the present invention is not limited to this. For example, motion vectors (MV1_x, MV1_y) other than (MV0_x, MV0_y), (MV2_x, MV2_y), and (MV3_x, MV3_y) may be translation vectors. In particular, when V1 and V2 are used as control points, the motion vector of V1 (MV1_x, MV1_y) or the motion vector of V2 (MV2_x, MV2_y) may be a translation vector.
また、アフィンパラメータが整数のアフィンパラメータ(evBW, rvBW)、(evBH, rvBH)であれば、サブブロック位置(i, j)のサブブロックの動きベクトル(MVij_x, MVij_y)を以下の式AF4P_integerにより導出する。 If the affine parameters are integer affine parameters (evBW, rvBW) and (evBH, rvBH), the motion vector (MVij_x, MVij_y) of the subblock at the subblock position (i, j) is derived by the following equation AF4P_integer. do.
MVij_x = mv_x +((evBW - rvBH) >> 1) + evBW * i - rvBH * j
MVij_y = mv_y +((rvBW + evBH) >> 1) + rvBW * i + evBH * j (式AF4P_integer)
並進ベクトルとして(MV0_x, MV0_y)を用いる場合には、上記の式は下記式となる。MVij_x = mv_x + ((evBW --rvBH) >> 1) + evBW * i --rvBH * j
MVij_y = mv_y + ((rvBW + evBH) >> 1) + rvBW * i + evBH * j (expression AF4P_integer)
When (MV0_x, MV0_y) is used as the translation vector, the above equation becomes the following equation.
MVij_x = MV0_x +((evBW - rvBH) >> 1) + evBW * i - rvBH * j
MVij_y = MV0_y +((rvBW + evBH) >> 1) + rvBW * i + evBH * j
なお、サブブロックの幅BWと高さBHが等しい場合には、(evBW, rvBW)= (evBH, rvBH)
となるので、上記の導出式で(evBW, rvBW)と(evBH, rvBH)を区別する必要はない。すなわち、(evBW, rvBW)のみから導出してもよい。MVij_x = MV0_x + ((evBW --rvBH) >> 1) + evBW * i --rvBH * j
MVij_y = MV0_y + ((rvBW + evBH) >> 1) + rvBW * i + evBH * j
If the width BW and height BH of the subblock are equal, (evBW, rvBW) = (evBH, rvBH)
Therefore, it is not necessary to distinguish between (evBW, rvBW) and (evBH, rvBH) in the above derivation formula. That is, it may be derived only from (evBW, rvBW).
MVij_x = mv_x +((evBW + rvBW) >> 1) + evBW * i - rvBW * j
MVij_y = mv_y +((rvBW + evBW) >> 1) + rvBW * i + evBW * j
また、(evBH, rvBH)のみから導出してもよい。MVij_x = mv_x + ((evBW + rvBW) >> 1) + evBW * i --rvBW * j
MVij_y = mv_y + ((rvBW + evBW) >> 1) + rvBW * i + evBW * j
Further, it may be derived only from (evBH, rvBH).
MVij_x = mv_x +((evBH + rvBH) >> 1) + evBH * i - rvBH * j
MVij_y = mv_y +((rvBH + evBH) >> 1) + rvBH * i + evBH * j
ここで、サブブロック位置(i, j)とサブブロック座標(xi, yj)の関係は以下のとおりである(式XYIJ)。MVij_x = mv_x + ((evBH + rvBH) >> 1) + evBH * i --rvBH * j
MVij_y = mv_y + ((rvBH + evBH) >> 1) + rvBH * i + evBH * j
Here, the relationship between the sub-block position (i, j) and the sub-block coordinates (xi, yj) is as follows (Equation XYIJ).
xi = BW/2 + BW*i
yj = BH/2 + BH*j (式XYIJ)
i = 0..(B/SW)-1、j = 0..(H/SH)-1
サブブロック位置(i, j)の点は、図16におけるx軸に平行な実線とy軸に平行な実線との交点である。また、サブブロック座標(xi, yj)の点は、図16におけるx軸に平行な破線とy軸に平行な破線との交点である。図16には、一例として、サブブロック位置(i, j) = (1, 1)の点、および当該サブブロック位置に対するサブブロック座標(x1, y1)の点が示されている。xi = BW / 2 + BW * i
yj = BH / 2 + BH * j (Equation XYIJ)
i = 0 .. (B / SW) -1, j = 0 .. (H / SH) -1
The point at the subblock position (i, j) is the intersection of the solid line parallel to the x-axis and the solid line parallel to the y-axis in FIG. The points of the sub-block coordinates (xi, yj) are the intersections of the broken line parallel to the x-axis and the broken line parallel to the y-axis in FIG. FIG. 16 shows, as an example, a point at the subblock position (i, j) = (1, 1) and a point at the subblock coordinates (x1, y1) with respect to the subblock position.
なお、小数点数の導出式から整数の導出式は以下の変形により得られる。上述した小数点数の式AF4P_floatの(xi, yi)に上述の式XYIJを代入して変形すると、
MVij_x = mv_x + ev * (BW / 2 + BW * i) - rv * (BH / 2 + BH * j)
MVij_y = mv_y + rv * (BW / 2 + BW * i) + ev * (BH / 2 + BH * j)
となる。さらに変形すると、
MVij_x = mv_x + ev * BW * (1/2 + i) - rv * BH * (1/2 + j)
MVij_y = mv_y + rv * BW * (1/2 + i) + ev * BH * (1/2 + j)
となる。さらにev*BW=evBW、rv*BH=rvBH、rv*BW=rvBW、ev*BH=evBHにより変形すると、
MVij_x = MV0_x + evBW * (1/2 + i) - rvBH * (1/2 + j)
MVij_y = MV0_y + rvBW * (1/2 + i) + evBH * (1/2 + j)
となる。さらに変形すると、
MVij_x = MV0_x + evBW /2 - rvBH /2 + evBW * i - rvBH * j
MVij_y = MV0_y + rvBW /2 + evBH /2 + rvBW * i + evBH * j
を経て、最終的に上述の整数演算の式AF4P_integer
MVij_x = mv_x +((evBW - rvBH) >> 1) + evBW * i - rvBH * j
MVij_y = mv_y +((rvBW + evBH) >> 1) + rvBW * i + evBH * j
となる。並進ベクトルのアフィンパラメータmv_x, mv_yとして(MV0_x、MV0_y)を用いるとよいが、これに限定されない。例えば動きベクトル(MV1_x、MV1_y)や(MV2_x、MV2_y)、(MV3_x、MV3_y)を並進ベクトルとしてもよい。The integer derivation formula from the decimal point derivation formula can be obtained by the following transformation. Substituting the above-mentioned formula XYIJ into (xi, yi) of the above-mentioned decimal point formula AF4P_float and transforming it
MVij_x = mv_x + ev * (BW / 2 + BW * i) --rv * (BH / 2 + BH * j)
MVij_y = mv_y + rv * (BW / 2 + BW * i) + ev * (BH / 2 + BH * j)
Will be. When transformed further,
MVij_x = mv_x + ev * BW * (1/2 + i) --rv * BH * (1/2 + j)
MVij_y = mv_y + rv * BW * (1/2 + i) + ev * BH * (1/2 + j)
Will be. Furthermore, when transformed by ev * BW = evBW, rv * BH = rvBH, rv * BW = rvBW, ev * BH = evBH,
MVij_x = MV0_x + evBW * (1/2 + i) --rvBH * (1/2 + j)
MVij_y = MV0_y + rvBW * (1/2 + i) + evBH * (1/2 + j)
Will be. When transformed further,
MVij_x = MV0_x + evBW / 2 --rvBH / 2 + evBW * i --rvBH * j
MVij_y = MV0_y + rvBW / 2 + evBH / 2 + rvBW * i + evBH * j
Finally, the above-mentioned integer arithmetic expression AF4P_integer
MVij_x = mv_x + ((evBW --rvBH) >> 1) + evBW * i --rvBH * j
MVij_y = mv_y + ((rvBW + evBH) >> 1) + rvBW * i + evBH * j
Will be. It is advisable to use (MV0_x, MV0_y) as the affine parameters mv_x, mv_y of the translation vector, but the present invention is not limited to this. For example, motion vectors (MV1_x, MV1_y), (MV2_x, MV2_y), and (MV3_x, MV3_y) may be translation vectors.
6パラメータアフィンの場合、アフィンパラメータ(ev1、rv1、ev2、ev2)から、サブブロック座標(xi, yi)のサブブロックの動きベクトル(MVij_x, MVij_y)を以下の式AF6P_floatにより、
MVij_x = mv_x + ev1 * xi + rv2 * yi
MVij_y = mv_y + rv1 * xi + ev2 * yi (式AF6P_float)
と導出する。In the case of 6-parameter affine, from the affine parameters (ev1, rv1, ev2, ev2), the motion vector (MVij_x, MVij_y) of the subblock of the subblock coordinates (xi, yi) is calculated by the following formula AF6P_float.
MVij_x = mv_x + ev1 * xi + rv2 * yi
MVij_y = mv_y + rv1 * xi + ev2 * yi (expression AF6P_float)
Is derived.
また、アフィンパラメータ(ev1、rv1、ev2、ev2)が整数のアフィンパラメータ(ev1BW、rv1BH、ev2BW、ev2BH)の場合には、サブブロック位置(i, j)のサブブロックの動きベクトル(MVij_x, MVij_y)を以下の式AF6P_integerにより導出する。 If the affine parameters (ev1, rv1, ev2, ev2) are integer affine parameters (ev1BW, rv1BH, ev2BW, ev2BH), the motion vector (MVij_x, MVij_y) of the subblock at the subblock position (i, j) ) Is derived by the following equation AF6P_integer.
MVij_x = mv_x +((ev1BW + rv2BH) >> 1) + ev1BW * i + rv2BH * j
MVij_y = mv_y +((rv1BW + ev2BH) >> 1) + rv1BW * i + ev2BH * j (式AF6P_integer)
例えば、並進ベクトルとして(MV0_x, MV0_y)を用いる場合には、上記式は下記式となる。MVij_x = mv_x + ((ev1BW + rv2BH) >> 1) + ev1BW * i + rv2BH * j
MVij_y = mv_y + ((rv1BW + ev2BH) >> 1) + rv1BW * i + ev2BH * j (expression AF6P_integer)
For example, when (MV0_x, MV0_y) is used as the translation vector, the above equation becomes the following equation.
MVij_x = MV0_x +((ev1BW + rv2BH) >> 1) + ev1BW * i + rv2BH * j
MVij_y = MV0_y +((rv1BW + ev2BH) >> 1) + rv1BW * i + ev2BH * j (式AF6P_integer)
なお、小数点数の導出式から整数の導出式は以下の変形により得られる。上述した小数点数の式AF6P_floatの(xi, yi)に上述の式XYIJを代入して式を変形すると、
MVij_x = mv_x + ev1 * (BW / 2 + BW * i) + rv2 * (BH / 2 + BH * j)
MVij_y = mv_y + rv1 * (BW / 2 + BW * i) + ev2 * (BH / 2 + BH * j)
となる。さらに変形すると、
MVij_x = mv_x + ev1 * BW * (1/2 + i) + rv2 * BH * (1/2 + j)
MVij_y = mv_y + rv1 * BW * (1/2 + i) + ev2 * BH * (1/2 + j)
となる。さらにev1*BW=ev1BW、rv2*BH=rv2BH、rv1*BW=rv1BW、ev2*BH=ev2BHにより変形すると、
MVij_x = mv_x + ev1BW * (1/2 + i) + rv2BH * (1/2 + j)
MVij_y = mv_y + rv1BW * (1/2 + i) + ev2BH * (1/2 + j)
となる。さらに変形すると、
MVij_x = mv_x + ev1BW /2 + rv2BH /2 + ev1BW * i + rv2BH * j
MVij_y = mv_y + rv1BW /2 + ev2BH /2 + rv1BW * i + ev2BH * j
を経て、最終的に、上述の整数演算の導出式AF6P_integer
MVij_x = mv_x +((ev1BW + rv2BH) >> 1) + ev1BW * i + rv2BH * j
MVij_y = mv_y +((rv1BW + ev2BH) >> 1) + rv1BW * i + ev2BH * j
となる。MVij_x = MV0_x + ((ev1BW + rv2BH) >> 1) + ev1BW * i + rv2BH * j
MVij_y = MV0_y + ((rv1BW + ev2BH) >> 1) + rv1BW * i + ev2BH * j (expression AF6P_integer)
The integer derivation formula from the decimal point derivation formula can be obtained by the following transformation. When the above formula XYIJ is substituted into (xi, yi) of the above-mentioned decimal point formula AF6P_float to transform the formula,
MVij_x = mv_x + ev1 * (BW / 2 + BW * i) + rv2 * (BH / 2 + BH * j)
MVij_y = mv_y + rv1 * (BW / 2 + BW * i) + ev2 * (BH / 2 + BH * j)
Will be. When transformed further,
MVij_x = mv_x + ev1 * BW * (1/2 + i) + rv2 * BH * (1/2 + j)
MVij_y = mv_y + rv1 * BW * (1/2 + i) + ev2 * BH * (1/2 + j)
Will be. Furthermore, when transformed by ev1 * BW = ev1BW, rv2 * BH = rv2BH, rv1 * BW = rv1BW, ev2 * BH = ev2BH,
MVij_x = mv_x + ev1BW * (1/2 + i) + rv2BH * (1/2 + j)
MVij_y = mv_y + rv1BW * (1/2 + i) + ev2BH * (1/2 + j)
Will be. When transformed further,
MVij_x = mv_x + ev1BW / 2 + rv2BH / 2 + ev1BW * i + rv2BH * j
MVij_y = mv_y + rv1BW / 2 + ev2BH / 2 + rv1BW * i + ev2BH * j
Finally, the above-mentioned integer arithmetic derivation formula AF6P_integer
MVij_x = mv_x + ((ev1BW + rv2BH) >> 1) + ev1BW * i + rv2BH * j
MVij_y = mv_y + ((rv1BW + ev2BH) >> 1) + rv1BW * i + ev2BH * j
Will be.
(制御点の決定)
インター予測パラメータ復号部303は、所定の処理により4パラメータアフィンおよび6パラメータアフィンのいずれの処理を実行するかを決定する。以下に所定の処理の例を示す。以下の説明に用いるフローチャートにおいては、puWidthは対象PUの幅、puHeightは対象PUの高さをそれぞれ示す。(puWidth,puHeight)は前述の(nPbW, nPbH)に対応する。(Determining control points)
The inter-prediction
(対象PUの形状による決定)
図17は、インター予測パラメータ復号部303が対象PUの形状に基づいて動きベクトルを導出する制御点の数を決定する処理の一例を示すフローチャートである。図17に示す例では、インター予測パラメータ復号部303において、まずインター予測パラメータ復号制御部3031は、対象PUの幅と対象PUの高さとが等しいかを判定する(SA1)。対象PUの幅と対象PUの高さとが等しい場合(SA1でY)、アフィン予測部30372(またはAMVP予測パラメータ復号部3032)は6パラメータアフィンの処理を行う(SA2)。対象PUの幅と対象PUの高さとが等しくない場合(SA1でN)、アフィン予測部30372(またはAMVP予測パラメータ復号部3032)は4パラメータアフィンの処理を行う(SA3)。(Determined by the shape of the target PU)
FIG. 17 is a flowchart showing an example of a process in which the inter-prediction
SA1における判定は、対象PUが正方形であるか否かを判定することと等しい。すなわち、図17に示す例は、対象PUが正方形である場合に6パラメータアフィンの処理を行い、対象PUが正方形でない場合に4パラメータアフィンの処理を行うものである。 The determination in SA1 is equivalent to determining whether or not the target PU is a square. That is, in the example shown in FIG. 17, the processing of the 6-parameter affine is performed when the target PU is square, and the processing of the 4-parameter affine is performed when the target PU is not square.
また、対象PUの形状に基づいて動きベクトルを導出する処理は、マージモードの場合にのみ適用しても、AMVPの場合にのみ適用しても構わない。図18は、アフィン予測部30372が対象PUの形状に基づいて動きベクトルを導出する制御点の数を決定する処理の、別の例を示すフローチャートである。図18に示す例では、図17に示したSA1の処理に先駆けて、インター予測パラメータ復号制御部3031はマージフラグが1であるか判定する(SB1)。マージフラグが1である場合、すなわちマージモードである場合(SB1でY)、インター予測パラメータ復号部303はSB2~SB4の処理を行う。SB2~SB4の処理は、図17に示したSA1~SA3の処理と同じである。一方、マージフラグが0である場合、すなわちマージモードでない場合(SB1でN)、インター予測パラメータ復号部303はAMVPの動きベクトル導出処理を行う。
Further, the process of deriving the motion vector based on the shape of the target PU may be applied only in the case of the merge mode or may be applied only in the case of AMVP. FIG. 18 is a flowchart showing another example of the process in which the
なお、図18に示した例では、アフィン予測部30372は、マージフラグが1である場合に対象PUが正方形か否かに応じてアフィンパラメータの導出を行う。しかし、本実施形態のアフィン予測部30372は、図18に示した例とは逆に、マージフラグが0である場合、すなわちAMVPである場合に対象PUが正方形か否かに応じてアフィンパラメータの導出を行ってもよい。この場合、アフィンパラメータの導出は、AMVP予測パラメータ導出部3032において実行される。また、制御点の動きベクトルの導出は、上述した(AMVPモードにおける制御点の動きベクトルの導出)に沿って行われる。
In the example shown in FIG. 18, the
なお、上記では説明していないが、インター予測パラメータ復号部303は、アフィン予測を行うか否かを示すフラグであるアフィン適用フラグpu_affine_enable_flagを復号してもよい。インター予測パラメータ復号部303は、アフィン適用フラグpu_affine_enable_flagが1、すなわち、アフィン予測を適用することを示す場合、アフィン予測の処理を行い、アフィン適用フラグpu_affine_enable_flagが0の場合には、アフィン予測を適用しない。
Although not described above, the inter-prediction
図19は、インター予測パラメータ復号部303が対象PUの形状に基づいて動きベクトルを導出する制御点の数を決定する処理の、さらに別の例を示すフローチャートである。
FIG. 19 is a flowchart showing still another example of the process in which the inter-prediction
図19に示す例では、AMVPの場合において、対象PUの形状が正方形の場合には、6パラメータアフィンと4パラメータアフィンを示すフラグであるPUアフィンモードフラグを復号し、それ以外の場合には、PUアフィンモードフラグを復号しない。より、具体的には、インター予測パラメータ復号制御部3031は最初に、マージフラグが1であるか判定する(SC1)。マージフラグが0である(マージ処理を行わないことを示している)場合(SC1でN)、インター予測パラメータ復号制御部3031は対象PUの幅と対象PUの高さとが等しいかを判定する(SC2)。対象PUの幅と対象PUの高さとが等しい場合(SC2でY)、インター予測パラメータ復号制御部3031は、PUアフィンモードフラグを復号する(SC3)。その後、インター予測パラメータ復号制御部3031はPUアフィンモードフラグが1であるか判定する(SC4)。
In the example shown in FIG. 19, in the case of AMVP, when the shape of the target PU is square, the PU affine mode flag, which is a flag indicating 6-parameter affine and 4-parameter affine, is decoded, and in other cases, the PU affine mode flag is decoded. Do not decrypt the PU affine mode flag. More specifically, the inter-prediction parameter
AMVP予測パラメータ導出部3032は、PUアフィンモードフラグが1である(6パラメータアフィンの処理を行うことを示している)場合(SC4でY)には6パラメータアフィンの処理を行い、PUアフィンモードフラグが0である場合(SC4でN)には4パラメータアフィンの処理を行う。また、AMVP予測パラメータ導出部3032は、対象PUの幅と対象PUの高さとが等しくない場合(SC2でN)にも4パラメータアフィンの処理を行う。一方、マージフラグが1である場合(SC1でY)には、マージ予測による動きベクトル導出を行う。
The AMVP prediction
本構成ではインター予測パラメータ復号部303は、対象ブロックの形状に応じて、2つの制御点の動きベクトルを算出して4パラメータアフィンの処理を行うか、3つの制御点の動きベクトルを算出して6パラメータアフィンの処理を行うかを切り替える。AMVPに適用する場合には、SC1で、対象ブロックの形状に応じて2点の動きベクトル(差分ベクトル)を符号化・復号するか、3点の動きベクトル(差分ベクトル)を符号化・復号するかを切り替えてもよい。マージに適用する場合には、SC1で、対象ブロックの形状に応じて2点の動きベクトルを参照して制御点の動きベクトルを導出するか、3点の動きベクトルを参照して制御点の動きベクトルを導出するかを切り替えてもよい。またSC2では、対象ブロックの形状に応じて2点の動きベクトルを参照して各サブブロックの動きベクトルを導出するか、3点の動きベクトルを参照して各サブブロックの動きベクトルを導出するか、を切り替えてもよい。
In this configuration, the inter-prediction
(対象PUのサイズによる決定)
図20は、インター予測パラメータ復号部303が対象PUのサイズに基づいて動きベクトルを導出する制御点の数を決定する処理の一例を示すフローチャートである。図20に示す例では、インター予測パラメータ復号制御部3031は最初に、対象PUのサイズを示す値が所定の閾値以上であるか判定する(SD1)。対象PUのサイズが所定の閾値以上である場合(SD1でY)、アフィン予測部30372は6パラメータアフィンの処理を行う(SD2)。対象PUのサイズが所定の閾値以上でない場合(SD1でN)、アフィン予測部30372は4パラメータアフィンの処理を行う(SD3)。(Determined by the size of the target PU)
FIG. 20 is a flowchart showing an example of a process in which the inter-prediction
対象PUのサイズを示す値としては、例えば以下のものを用いることができる。
・max(puWidth, puHeight)
・min(puWidth, puHeight)
・puWidth + puHeight
・puWidth * puHeight
・log2(puWidth) + log2(puHeight)
ただし、対象PUのサイズを示す値は上記の例に限定されない。As a value indicating the size of the target PU, for example, the following can be used.
・ Max (puWidth, puHeight)
・ Min (puWidth, puHeight)
・ PuWidth + puHeight
・ PuWidth * puHeight
・ Log2 (puWidth) + log2 (puHeight)
However, the value indicating the size of the target PU is not limited to the above example.
また、SD1における判定は以下のものであってもよい。
・対象PUのサイズが所定の閾値より大きいか。
・対象PUのサイズが所定の閾値以下であるか。
・対象PUのサイズが所定の閾値より小さいか。Further, the determination in SD1 may be as follows.
-Is the size of the target PU larger than the specified threshold?
-Is the size of the target PU less than or equal to the specified threshold?
-Is the size of the target PU smaller than the specified threshold?
図21は、インター予測パラメータ復号部303が対象PUのサイズに基づいて動きベクトルを導出する制御点の数を決定する処理の、別の例を示すフローチャートである。図21に示す例では、AMVPの場合において、対象PUのサイズが大きいには、6パラメータアフィンと4パラメータアフィンを示すフラグであるPUアフィンモードフラグを復号し、それ以外の場合には、PUアフィンモードフラグを復号しない。より、具体的には、図19に示した例と同様、インター予測パラメータ復号制御部3031は最初に、マージフラグが1であるか判定する(SE1)。マージフラグが0である場合(SE1でN)、インター予測パラメータ復号制御部3031は対象PUのサイズが所定の閾値以上であるか判定する(SE2)。SE2の判定結果に基づいて、インター予測パラメータ復号部303はSE3~SE6の処理を行う。SE3~SE6の処理はそれぞれ、図19に示したSC3~SC6の処理と同様である。
FIG. 21 is a flowchart showing another example of the process in which the inter-prediction
図22は、対象PUのサイズを示す値としてlog2(puWidth) + log2(puHeight)を用いた場合の、サイズごとの処理を示す表である。図22に示す例では、判定の閾値を8としている。この場合、図22に示す例では、log2(puWidth) + log2(puHeight)が6または7であれば、アフィン予測部30372は対象PUの形状に関わらず4パラメータアフィンの処理を行う。また、log2(puWidth) + log2(puHeight)が8であれば、アフィン予測部30372は対象PUの形状に関わらず6パラメータアフィンの処理を行う。
FIG. 22 is a table showing processing for each size when log2 (puWidth) + log2 (puHeight) is used as a value indicating the size of the target PU. In the example shown in FIG. 22, the threshold value for determination is 8. In this case, in the example shown in FIG. 22, if log2 (puWidth) + log2 (puHeight) is 6 or 7, the
図23は、対象PUのサイズを示す値としてmin(puWidth, puHeight)を用いた場合の、サイズごとの処理を示す表である。図23に示す例では、判定の閾値を8としている。この場合、図23に示すように、min(puWidth, puHeight)が4であれば、アフィン予測部30372は対象PUの形状に関わらず4パラメータアフィンの処理を行う。また、min(puWidth, puHeight)が8または16であれば、アフィン予測部30372は対象PUの形状に関わらず6パラメータアフィンの処理を行う。
FIG. 23 is a table showing processing for each size when min (puWidth, puHeight) is used as a value indicating the size of the target PU. In the example shown in FIG. 23, the determination threshold is set to 8. In this case, as shown in FIG. 23, if min (puWidth, puHeight) is 4, the
本構成ではインター予測パラメータ復号部303は、対象ブロックのサイズに応じて、2つの制御点の動きベクトルを算出して4パラメータアフィンの処理を行うか、3つの制御点の動きベクトルを算出して6パラメータアフィンの処理を行うかを切り替える。AMVPに適用する場合には、SE1で、対象ブロックのサイズに応じて2点の動きベクトル(差分ベクトル)を符号化・復号するか、3点の動きベクトル(差分ベクトル)を符号化・復号するかを切り替えてもよい。マージに適用する場合には、SE1で、対象ブロックのサイズに応じて2点の動きベクトルを参照して制御点の動きベクトルを導出するか、3点の動きベクトルを参照して制御点の動きベクトルを導出するかを切り替えてもよい。またSE2では、対象ブロックのサイズに応じて2点の動きベクトルを参照して各サブブロックの動きベクトルを導出するか、3点の動きベクトルを参照して各サブブロックの動きベクトルを導出するか、を切り替えてもよい。
In this configuration, the inter-prediction
(対象PUの形状およびサイズによる決定)
図24は、インター予測パラメータ復号部303が対象PUの形状およびサイズの両方に基づいて動きベクトルを導出する制御点の数を決定する処理の一例を示すフローチャートである。図24に示す例では、インター予測パラメータ復号制御部3031は最初に、対象PUのサイズが所定の閾値以上であるか判定する(SF1)。対象PUのサイズが所定の閾値以上である場合(SF1でY)、アフィン予測部30372は6パラメータアフィンの処理を行う(SF3)。(Determined by the shape and size of the target PU)
FIG. 24 is a flowchart showing an example of a process in which the inter-prediction
対象PUのサイズが所定の閾値以上でない場合(SF1でN)、インター予測パラメータ復号制御部3031は続けて対象PUの幅と対象PUの高さとが等しいか判定する(SF2)。対象PUの幅と対象PUの高さとが等しい場合(SF2でY)、アフィン予測部30372は6パラメータアフィンの処理を行う(SF3)。対象PUの幅と対象PUの高さとが等しくない場合(SF2でN)、アフィン予測部30372は4パラメータアフィンの処理を行う(SF4)。
When the size of the target PU is not equal to or larger than a predetermined threshold value (N in SF1), the inter-prediction parameter
すなわち、図24に示す例では、対象PUが所定のサイズ以上であるか、または正方形である場合に、アフィン予測部30372は6パラメータアフィンの処理を行う。一方、対象PUが所定のサイズより小さく、かつ正方形でない場合に、アフィン予測部30372は4パラメータアフィンの処理を行う。
That is, in the example shown in FIG. 24, when the target PU has a predetermined size or more or is square, the
図25は、インター予測パラメータ復号部303が対象PUの形状およびサイズの両方に基づいて動きベクトルを導出する制御点の数を決定する処理の、別の例を示すフローチャートである。図25に示す例では、図19および図21に示した例と同様、インター予測パラメータ復号制御部3031は最初に、マージフラグが1であるか判定する(SG1)。マージフラグが0である場合(SE1でN)、インター予測パラメータ復号制御部3031は図24に示したSF1およびSF2と同様に、対象PUのサイズおよび形状について判定を行う(SG2、SG3)。対象PUのサイズが所定の閾値以上である場合(SG2でY)、または対象PUのサイズが所定の閾値以上でなく(SG2でN)、かつ対象PUが正方形である場合(SG3でY)、アフィン予測部30372はSG4~SG7の処理(図19に示したSC3~SC6と同様)を行う。
FIG. 25 is a flowchart showing another example of the process in which the inter-prediction
図26は、対象PUのサイズおよび形状ごとの、アフィン予測部30372の処理の一例を示す表である。図26に示す例では、対象PUのサイズを示す値としてlog2(puWidth) + log2(puHeight)を用い、閾値を8としている。
FIG. 26 is a table showing an example of processing of the
図26に示す例では、対象PUのサイズを示す値が6または7である場合には、対称PUが正方形である場合(図26では8*8である場合)のみアフィン予測部30372は6パラメータアフィンの処理を行う。それ以外の場合には、アフィン予測部30372は4パラメータアフィンの処理を行う。一方、対象PUのサイズが8である場合には、対象PUの形状に関わらず、アフィン予測部30372は6パラメータアフィンの処理を行う。
In the example shown in FIG. 26, when the value indicating the size of the target PU is 6 or 7, the
図27は、対象PUのサイズおよび形状ごとの、アフィン予測部30372の処理の別の例を示す表である。図27に示す例では、対象PUのサイズを示す値としてmin(puWidth, puHeight)を用い、閾値を16としている。
FIG. 27 is a table showing another example of processing of the
図27に示す例では、対象PUのサイズを示す値が4または8である場合には、対象PUが正方形である場合(図27では8*8である場合)のみアフィン予測部30372は6パラメータアフィンの処理を行う。それ以外の場合には、アフィン予測部30372は4パラメータアフィンの処理を行う。一方、対象PUのサイズが16である場合には、アフィン予測部30372は6パラメータアフィンの処理を行う。
In the example shown in FIG. 27, when the value indicating the size of the target PU is 4 or 8, the
本構成ではインター予測パラメータ復号部303は、対象ブロックの形状とサイズに応じて、2つの制御点の動きベクトルを算出して4パラメータアフィンの処理を行うか、3つの制御点の動きベクトルを算出して6パラメータアフィンの処理を行うかを切り替える。AMVPに適用する場合には、SG1で、対象ブロックの形状とサイズに応じて2点の動きベクトル(差分ベクトル)を符号化・復号するか、3点の動きベクトル(差分ベクトル)を符号化・復号するかを切り替えてもよい。マージに適用する場合には、SG1で、対象ブロックの形状とサイズに応じて2点の動きベクトルを参照して制御点の動きベクトルを導出するか、3点の動きベクトルを参照して制御点の動きベクトルを導出するかを切り替えてもよい。またSG2では、対象ブロックの形状とサイズに応じて2点の動きベクトルを参照して各サブブロックの動きベクトルを導出するか、3点の動きベクトルを参照して各サブブロックの動きベクトルを導出するか、を切り替えてもよい。
In this configuration, the inter-prediction
(マッチング予測部30373)
マッチング予測部30373は、バイラテラルマッチングまたはテンプレートマッチングの何れかのマッチング処理を行うことにより、PUを構成するサブブロックの動きベクトルspMvLXを導出する。図14は、(a)バイラテラルマッチング(Bilateral matching)、(b)テンプレートマッチング(Template matching)を説明するための図である。マッチング予測モードは、マージモードの一つのマージ候補(マッチング候補)として選択される。(Matching prediction unit 30373)
The
マッチング予測部30373は、物体が等速運動をすると仮定して、複数の参照画像における領域のマッチングにより動きベクトルを導出する。バイラテラルマッチングでは、ある物体が、参照画像Aのある領域、対象ピクチャCur_Picの対象PU、参照画像Bのある領域を等速運動で通過するものと仮定して、参照画像A、B間のマッチングにより対象PUの動きベクトルを導出する。テンプレートマッチングでは、対象PUの隣接領域と対象PUの動きベクトルが等しいと仮定して、対象PUの隣接領域Temp_Curと参照ピクチャ上の参照ブロックの隣接領域Temp_L0のマッチングにより動きベクトルを導出する。マッチング予測部では、対象PUを複数のサブブロックに分割し、分割したサブブロック単位で後述のバイラテラルマッチングもしくはテンプレートマッチングを行うことにより、サブブロックの動きベクトルspMvLX[xi][yj] (xi = xPb + nSbW * i, yj = yPb + nSbH * j, i=0, 1, 2,・・・,nPbW / nSbW - 1、j=0, 1, 2,・・・,nPbH / nSbH - 1)を導出する。
The
図14の(a)に示すように、バイラテラルマッチングでは、対象ピクチャCur_PicにおけるサブブロックCur_blockの動きベクトルを導出するために、2枚の参照画像が参照される。より具体的には、まず、サブブロックCur_blockの座標を(xCur,yCur)と表現したとき、参照ピクチャインデックスRef0によって指定される参照画像(参照ピクチャAと呼ぶ)内の領域であって、
(xPos0,yPos0)=(xCur + MV0_x, yCur + MV0_y)
によって特定される左上座標(xPos0,yPos0)を有するBlock_Aと、参照ピクチャインデックスRef1によって指定される参照画像(参照ピクチャBと呼ぶ)内の領域であって、
(xPos1,yPos1)=(xCur+MV1_x, xCur+MV1_y)=(xCur - MV0_x * TD1/TD0, yCur - MV0_y * TD1/TD0)
によって特定される左上座標(xPos1,yPos1)を有するBlock_Bとが設定される。ここで、TD0、及びTD1は、図14の(a)に示すように、それぞれ、対象ピクチャCur_Picと参照ピクチャAとのピクチャ間距離、及び対象ピクチャCur_Picと参照ピクチャBとのピクチャ間距離を表している。As shown in FIG. 14A, in bilateral matching, two reference images are referred to in order to derive the motion vector of the subblock Cur_block in the target picture Cur_Pic. More specifically, first, when the coordinates of the subblock Cur_block are expressed as (xCur, yCur), it is a region in the reference image (referred to as reference picture A) specified by the reference picture index Ref0.
(XPos0, yPos0) = (xCur + MV0_x, yCur + MV0_y)
Block_A with the upper left coordinates (xPos0, yPos0) specified by and the area within the reference image (referred to as reference picture B) specified by the reference picture index Ref1.
(XPos1, yPos1) = (xCur + MV1_x, xCur + MV1_y) = (xCur --MV0_x * TD1 / TD0, yCur --MV0_y * TD1 / TD0)
Block_B with the upper left coordinates (xPos1, yPos1) specified by is set. Here, TD0 and TD1 represent the distance between the target picture Cur_Pic and the reference picture A, and the distance between the target picture Cur_Pic and the reference picture B, respectively, as shown in FIG. 14 (a). ing.
次に、Block_AとBlock_Bとのマッチングコストが最小となるように、(MV0_x,MV0_y)が決定される。このようにして導出された(MV0_x,MV0_y)が、サブブロックに付与される動きベクトルとなる。 Next, (MV0_x, MV0_y) is determined so that the matching cost between Block_A and Block_B is minimized. The motion vector derived in this way (MV0_x, MV0_y) is a motion vector given to the subblock.
一方、図14の(b)は、上記マッチング処理のうち、テンプレートマッチング(Template matching)について説明するための図である。 On the other hand, FIG. 14B is a diagram for explaining template matching among the above matching processes.
図14の(b)に示すように、テンプレートマッチングでは、対象ピクチャCur_PicにおけるサブブロックCur_blockの動きベクトルを導出するために、1枚の参照ピクチャが参照される。 As shown in FIG. 14 (b), in template matching, one reference picture is referred to in order to derive the motion vector of the subblock Cur_block in the target picture Cur_Pic.
より具体的には、まず、参照ピクチャインデックスRef0によって指定される参照画像(参照ピクチャAと呼ぶ)内の領域であって、
(xPos0,yPos0)=(xCur + MV0_x, yCur + MV0_y)
によって特定される左上座標(xPos0, yPos0)を有する参照ブロックBlock_Aが特定される。ここで、(xCur, yCur)は、サブブロックCur_blockの左上座標である。More specifically, first, it is a region in the reference image (referred to as reference picture A) specified by the reference picture index Ref0.
(XPos0, yPos0) = (xCur + MV0_x, yCur + MV0_y)
The reference block Block_A with the upper left coordinates (xPos0, yPos0) specified by is specified. Here, (xCur, yCur) is the upper left coordinate of the subblock Cur_block.
次に、対象ピクチャCur_PicにおいてサブブロックCur_blockに隣接したテンプレート領域Temp_Curと、参照ピクチャAにおいてBlock_Aに隣接したテンプレート領域Temp_L0とが設定される。図14の(b)に示す例において、テンプレート領域Temp_Curは、サブブロックCur_blockの上側に隣接する領域及びサブブロックCur_blockの左側に隣接する領域とから構成されている。また、テンプレート領域Temp_L0は、Block_Aの上側に隣接する領域及びBlock_Aの左側に隣接する領域とから構成されている。 Next, the template area Temp_Cur adjacent to the subblock Cur_block in the target picture Cur_Pic and the template area Temp_L0 adjacent to Block_A in the reference picture A are set. In the example shown in FIG. 14 (b), the template region Temp_Cur is composed of a region adjacent to the upper side of the subblock Cur_block and a region adjacent to the left side of the subblock Cur_block. Further, the template area Temp_L0 is composed of an area adjacent to the upper side of Block_A and an area adjacent to the left side of Block_A.
次にTemp_CurとTempL0とのマッチングコストが最小になる(MV0_x,MV0_y)が決定され、サブブロックに付与される動きベクトルspMvLXとなる。 Next, the matching cost between Temp_Cur and TempL0 is determined to be the minimum (MV0_x, MV0_y), and it becomes the motion vector spMvLX given to the subblock.
図7は、本実施形態に係るマージ予測パラメータ導出部3036の構成を示す概略図である。マージ予測パラメータ導出部3036は、マージ候補導出部30361とマージ候補選択部30362、マージ候補格納部30363を備える。マージ候補格納部30363は、マージ候補導出部30361から入力されたマージ候補を格納する。なお、マージ候補は、予測リスト利用フラグpredFlagLX、動きベクトルmvLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLXを含んで構成されている。マージ候補格納部30363において、格納されたマージ候補には、所定の規則に従ってインデックスが割り当てられる。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the merge prediction
マージ候補導出部30361は、すでに復号処理が行われた隣接PUの動きベクトルと参照ピクチャインデックスrefIdxLXをそのまま用いてマージ候補を導出する。それ以外にアフィン予測を用いてマージ候補を導出してもよい。この方法を以下で詳細に説明する。マージ候補導出部30361は、アフィン予測を、後述する空間マージ候補導出処理、時間マージ候補導出処理、結合マージ候補導出処理、およびゼロマージ候補導出処理に用いてもよい。なお、アフィン予測はサブブロック単位で行われ、予測パラメータはサブブロック毎に予測パラメータメモリ307に格納されている。あるいは、アフィン予測は画素単位で行われてもよい。
The merge
(空間マージ候補導出処理)
空間マージ候補導出処理として、マージ候補導出部30361は、所定の規則に従って、予測パラメータメモリ307が記憶している予測パラメータ(予測リスト利用フラグpredFlagLX、動きベクトルmvLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX)を読み出し、読み出した予測パラメータをマージ候補として導出する。読み出される予測パラメータは、対象PUから予め定めた範囲内にあるPU(例えば、対象PUの左下端、左上端、右上端にそれぞれ接するPUの全部または一部)のそれぞれに係る予測パラメータである。マージ候補導出部30361によって導出されたマージ候補はマージ候補格納部30363に格納される。(Spatial merge candidate derivation process)
As the spatial merge candidate derivation process, the merge
(時間マージ候補導出処理)
時間マージ導出処理として、マージ候補導出部30361は、対象PUの右下の座標を含む参照画像中のPUの予測パラメータを予測パラメータメモリ307から読みだしマージ候補とする。参照画像の指定方法は、例えば、スライスヘッダにおいて指定された参照ピクチャインデックスrefIdxLXでも良いし、対象PUに隣接するPUの参照ピクチャインデックスrefIdxLXのうち最小のものを用いて指定しても良い。マージ候補導出部30361によって導出されたマージ候補はマージ候補格納部30363に格納される。(Time merge candidate derivation process)
As the time merge derivation process, the merge
(結合マージ候補導出処理)
結合マージ導出処理として、マージ候補導出部30361は、既に導出され、マージ候補格納部30363に格納された2つの異なる導出済マージ候補の動きベクトルと参照ピクチャインデックスを、それぞれL0、L1の動きベクトルとして組み合わせることで結合マージ候補を導出する。マージ候補導出部30361によって導出されたマージ候補はマージ候補格納部30363に格納される。(Join merge candidate derivation process)
As a merge merge derivation process, the merge
(ゼロマージ候補導出処理)
ゼロマージ候補導出処理として、マージ候補導出部30361は、参照ピクチャインデックスrefIdxLXが0であり、動きベクトルmvLXのX成分、Y成分が共に0であるマージ候補を導出する。マージ候補導出部30361によって導出されたマージ候補はマージ候補格納部30363に格納される。(Zero merge candidate derivation process)
As the zero merge candidate derivation process, the merge
マージ候補選択部30362は、マージ候補格納部30363に格納されているマージ候補のうち、インター予測パラメータ復号制御部3031から入力されたマージインデックスmerge_idxに対応するインデックスが割り当てられたマージ候補を、対象PUのインター予測パラメータとして選択する。マージ候補選択部30362は選択したマージ候補を予測パラメータメモリ307に記憶するとともに、予測画像生成部308に出力する。
Among the merge candidates stored in the merge
図8は、本実施形態に係るAMVP予測パラメータ導出部3032の構成を示す概略図である。AMVP予測パラメータ導出部3032は、ベクトル候補導出部3033とベクトル候補選択部3034、およびベクトル候補格納部3035を備える。ベクトル候補導出部3033は、参照ピクチャインデックスrefIdxに基づいて予測パラメータメモリ307が記憶する既に処理済みのPUの動きベクトルから予測ベクトル候補を導出し、ベクトル候補格納部3035の予測ベクトル候補リストmvpListLX[]に格納する。
FIG. 8 is a schematic diagram showing the configuration of the AMVP prediction
ベクトル候補選択部3034は、予測ベクトル候補リストmvpListLX[]の予測ベクトル候補のうち予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxが示す動きベクトルmvpListLX[mvp_LX_idx]を予測ベクトルmvpLXとして選択する。ベクトル候補選択部3034は、選択した予測ベクトルmvpLXを加算部3035に出力する。
The vector
なお、予測ベクトル候補は、復号処理が完了したPUであって、対象PUから予め定めた範囲のPU(例えば、隣接PU)の動きベクトルをスケーリングすることで導出する。なお、隣接PUは、対象PUに空間的に隣接するPU、例えば、左PU、上PUの他、対象PUに時間的に隣接する領域、例えば、対象PUと同じ位置を含み、表示時刻が異なるPUの予測パラメータから得られた領域を含む。 The prediction vector candidate is a PU for which decoding processing has been completed, and is derived by scaling the motion vector of a PU (for example, an adjacent PU) in a predetermined range from the target PU. The adjacent PU includes a PU spatially adjacent to the target PU, for example, the left PU, the upper PU, and an area temporally adjacent to the target PU, for example, the same position as the target PU, and the display times are different. Includes regions obtained from PU prediction parameters.
加算部3035は、AMVP予測パラメータ導出部3032から入力された予測ベクトルmvpLXとインター予測パラメータ復号制御部3031から入力された差分ベクトルmvdLXを加算して動きベクトルmvLXを算出する。加算部3035は、算出した動きベクトルmvLXを予測画像生成部308および予測パラメータメモリ307に出力する。
The
(インター予測画像生成部309)
図11は、本実施形態に係る予測画像生成部308に含まれるインター予測画像生成部309の構成を示す概略図である。インター予測画像生成部309は、動き補償部(予測画像生成装置)3091、重み予測部3094を含んで構成される。(Inter prediction image generation unit 309)
FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of the inter-prediction
(動き補償)
動き補償部3091は、インター予測パラメータ復号部303から入力された、インター予測パラメータ(予測リスト利用フラグpredFlagLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLX)に基づいて、参照ピクチャメモリ306から、参照ピクチャインデックスrefIdxLXで指定された参照ピクチャにおいて、対象PUの位置を起点として、動きベクトルmvLXだけずれた位置にあるブロックを読み出すことによって補間画像(動き補償画像)を生成する。ここで、動きベクトルmvLXの精度が整数精度でない場合には、動き補償フィルタと呼ばれる小数位置の画素を生成するためのフィルタを施して、動き補償画像を生成する。(Motion compensation)
The
(重み予測)
重み予測部3094は、入力される動き補償画像predSamplesLXに重み係数を乗算することによりPUの予測画像を生成する。予測リスト利用フラグの一方(predFlagL0もしくはpredFlagL1)が1の場合(単予測の場合)で、重み予測を用いない場合には入力された動き補償画像predSamplesLX(LXはL0もしくはL1)を画素ビット数bitDepthに合わせる以下の式の処理を行う。(Weight prediction)
The
predSamples[X][Y] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( predSamplesLX[X][Y] + offset1 ) >> shift1 )
ここで、shift1 = 14 - bitDepth、offset1=1<<(shift1-1)である。
また、参照リスト利用フラグの両者(predFlagL0とpredFlagL1)が1の場合(双予測BiPredの場合)で、重み予測を用いない場合には、入力された動き補償画像predSamplesL0、predSamplesL1を平均し画素ビット数に合わせる以下の式の処理を行う。predSamples [X] [Y] = Clip3 (0, (1 << bitDepth) --1, (predSamplesLX [X] [Y] + offset1) >> shift1)
Here, shift1 = 14 --bitDepth, offset1 = 1 << (shift1-1).
If both of the reference list usage flags (predFlagL0 and predFlagL1) are 1 (in the case of biprediction BiPred) and weight prediction is not used, the input motion compensation images predSamplesL0 and predSamplesL1 are averaged and the number of pixel bits. Perform the following formula processing to match.
predSamples[X][Y] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( predSamplesL0[X][Y] + predSamplesL1[X][Y] + offset2 ) >> shift2 )
ここで、shift2=15-bitDepth、offset2=1<<(shift2-1)である。predSamples [X] [Y] = Clip3 (0, (1 << bitDepth) --1, (predSamplesL0 [X] [Y] + predSamplesL1 [X] [Y] + offset2) >> shift2)
Here, shift2 = 15-bitDepth, offset2 = 1 << (shift2-1).
さらに、単予測の場合で、重み予測を行う場合には、重み予測部3094は、重み予測係数w0とオフセットo0を符号化データから導出し、以下の式の処理を行う。
Further, in the case of simple prediction, when weight prediction is performed, the
predSamples[X][Y] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( (predSamplesLX[X][Y] * w0 + 2^(log2WD - 1)) >> log2WD ) + o0 )
ここで、log2WDは所定のシフト量を示す変数である。predSamples [X] [Y] = Clip3 (0, (1 << bitDepth) ―― 1, ((predSamplesLX [X] [Y] * w0 + 2 ^ (log2WD ―― 1)) >> log2WD) + o0)
Here, log2WD is a variable indicating a predetermined shift amount.
さらに、双予測BiPredの場合で、重み予測を行う場合には、重み予測部3094は、重み予測係数w0、w1、o0、o1を符号化データから導出し、以下の式の処理を行う。
Further, in the case of the biprediction BiPred, when the weight prediction is performed, the
predSamples[X][Y] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( predSamplesL0 [X][Y] * w0 + predSamplesL1[X][Y] * w1 + ((o0 + o1 + 1) << log2WD) ) >> (log2WD + 1) )
<動きベクトル復号処理>
以下では、図9を参照して、本実施形態に係る動きベクトル復号処理について具体的に説明する。predSamples [X] [Y] = Clip3 (0, (1 << bitDepth) --1, (predSamplesL0 [X] [Y] * w0 + predSamplesL1 [X] [Y] * w1 + ((o0 + o1 + 1)) << log2WD)) >> (log2WD + 1))
<Motion vector decoding process>
Hereinafter, the motion vector decoding process according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIG. 9.
上述の説明から明らかなように、本実施形態に係る動きベクトル復号処理は、インター予測に関連するシンタックス要素を復号する処理(動きシンタックス復号処理とも呼ぶ)と、動きベクトルを導出する処理(動きベクトル導出処理)とを含んでいる。 As is clear from the above description, the motion vector decoding process according to the present embodiment is a process of decoding a syntax element related to inter-prediction (also referred to as a motion syntax decoding process) and a process of deriving a motion vector (also referred to as a motion vector decoding process). Motion vector derivation process) and included.
(動きシンタックス復号処理)
図9は、インター予測パラメータ復号制御部3031によって行われるインター予測シンタックス復号処理の流れを示すフローチャートである。図9の説明における以下の説明において、特に明示のない場合、各処理はインター予測パラメータ復号制御部3031によって行われる。(Motion syntax decoding process)
FIG. 9 is a flowchart showing the flow of the inter-prediction syntax decoding process performed by the inter-prediction parameter
まず、ステップS101において、マージフラグmerge_flagが復号され、ステップS102において、
merge_flag != 0(merge_flagが0でないか)
が判断される。First, in step S101, the merge flag merge_flag is decoded, and in step S102,
merge_flag! = 0 (whether merge_flag is 0)
Is judged.
merge_flag !=0 が真(S102でY)の場合、S103においてマージインデックスmerge_idxが復号され、マージモードにおける動きベクトル導出処理(S111)を実行する。 When merge_flag! = 0 is true (Y in S102), the merge index merge_idx is decoded in S103, and the motion vector derivation process (S111) in the merge mode is executed.
merge_flag!=0 が偽(S102でN)の場合、S104においてインター予測識別子inter_pred_idcを復号する。 If merge_flag! = 0 is false (N in S102), the inter-prediction identifier inter_pred_idc is decoded in S104.
inter_pred_idcがPRED_L1以外(PRED_L0もしくはPRED_BI)の場合、S105、S106、S107において、参照ピクチャインデックスrefIdxL0、差分ベクトルのパラメータmvdL0、予測ベクトルインデックスmvp_L0_idxが各々復号される。 When inter_pred_idc is other than PRED_L1 (PRED_L0 or PRED_BI), the reference picture index refIdxL0, the difference vector parameter mvdL0, and the prediction vector index mvp_L0_idx are decoded in S105, S106, and S107, respectively.
inter_pred_idcがPRED_L0以外(PRED_L1もしくはPRED_BI)の場合、S108、S109、S110において、参照ピクチャインデックスrefIdxL1、差分ベクトルのパラメータmvdL1、予測ベクトルインデックスmvp_L1_idxが復号される。続いて、AMVPモードにおける動きベクトル導出処理(S112)を実行する。 When inter_pred_idc is other than PRED_L0 (PRED_L1 or PRED_BI), the reference picture index refIdxL1, the difference vector parameter mvdL1, and the prediction vector index mvp_L1_idx are decoded in S108, S109, and S110. Subsequently, the motion vector derivation process (S112) in the AMVP mode is executed.
(画像復号装置の効果)
本実施形態の画像復号装置31において、アフィン予測部30372は、対象PUの形状または/およびサイズに基づいて、4パラメータアフィンまたは6パラメータアフィンのいずれかの処理を行う。したがって、信頼性の高いアフィンパラメータを導出できる。また、アフィンパラメータを明示的に符号化する場合の符号量を低減することもできる。(Effect of image decoder)
In the
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態について説明する。第1の実施形態では、インター予測パラメータ復号部303は、対象PUの形状またはサイズ等に基づいて、4パラメータアフィンおよび6パラメータアフィンのいずれの処理を行うか決定した。本実施形態では、インター予測パラメータ復号部303は、対象PUに隣接するブロック(隣接ブロック、マージの場合、マージ参照ブロック)の形状またはサイズ等に基づいて、4パラメータアフィンおよび6パラメータアフィンのいずれの処理を行うか決定する。なお、インター予測パラメータ復号部303の構成は、実施形態1において説明したものと同様であるため、改めて説明することはしない。(Second embodiment)
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the inter-prediction
図28は、インター予測パラメータ復号部303が隣接ブロックの形状に基づいて4パラメータアフィンおよび6パラメータアフィンのいずれの処理を行うか決定する処理の一例を示すフローチャートである。図28に示す例では、インター予測パラメータ復号部303において、まずインター予測パラメータ復号制御部3031は、隣接ブロックの幅(neighWidth)と高さ(neighHeight)とが等しいかを判定する(SH1)。なお、図28、および後述する図29においては、neighWidthおよびneighHeightについて、それぞれwidthおよびheightと記載されている。
FIG. 28 is a flowchart showing an example of a process of determining whether the inter-prediction
隣接ブロックの幅と高さとが等しい場合(SH1でY)、アフィン予測部30372(またはAMVP予測パラメータ復号部3032)は6パラメータアフィンの処理を行う(SH2)。対象PUの幅と対象PUの高さとが等しくない場合(SH1でN)、アフィン予測部30372(またはAMVP予測パラメータ復号部3032)は4パラメータアフィンの処理を行う(SH3)。 When the width and height of the adjacent blocks are equal (Y in SH1), the affine prediction unit 30372 (or AMVP prediction parameter decoding unit 3032) performs the processing of the 6-parameter affine (SH2). When the width of the target PU and the height of the target PU are not equal (N in SH1), the affine prediction unit 30372 (or the AMVP prediction parameter decoding unit 3032) performs the processing of the four-parameter affine (SH3).
(マージ参照ブロックの形状による決定)
図29は、図28に示した処理による制御点の数の選択の例について説明するための図である。図29において、PUは対象PUを、RBは隣接ブロックをそれぞれ示す。(Determined by the shape of the merge reference block)
FIG. 29 is a diagram for explaining an example of selecting the number of control points by the process shown in FIG. 28. In FIG. 29, PU indicates a target PU, and RB indicates an adjacent block.
図29の(a)に示す例では、隣接ブロックの幅と高さとは等しくない。したがって、アフィン予測部30372は隣接ブロック上の2つの動きベクトル(例えばv2およびv3)を参照し対象ブロック上の制御点2点(例えばV1およびV2)の動きベクトルを導出し、4パラメータアフィンの処理を実行する。
In the example shown in FIG. 29 (a), the width and height of the adjacent blocks are not equal. Therefore, the
図29の(b)に示す例では、隣接ブロックの幅と高さとは等しくない。したがって、アフィン予測部30372は隣接ブロック上の2つの動きベクトル(例えばv1およびv3)を参照し対象ブロック上の制御点2点(例えばV1およびV2)の動きベクトルを導出し、4パラメータアフィンの処理を実行する。
In the example shown in FIG. 29 (b), the width and height of adjacent blocks are not equal. Therefore, the
図29の(c)に示す例では、隣接ブロックの幅と高さとは等しい。したがって、アフィン予測部30372は隣接ブロック上の3つの動きベクトル(例えばv1、v2およびv3)を参照し対象ブロック上の制御点3点(例えばV0、V1およびV2)の動きベクトルを導出し、6パラメータアフィンの処理を行う。
In the example shown in FIG. 29 (c), the width and height of the adjacent blocks are equal to each other. Therefore, the
図29の(d)に示す例では、隣接ブロックの幅と高さとは等しい。したがって、アフィン予測部30372は隣接ブロック上の3つの動きベクトル(例えばv0、v1およびv2)を参照し対象ブロック上の制御点3点(例えばV0、V1およびV2)の動きベクトルを導出し、6パラメータアフィンの処理を行う。
In the example shown in FIG. 29 (d), the width and height of the adjacent blocks are equal to each other. Therefore, the
なお、図29の(a)~(d)の説明で、アフィン予測部30372が4パラメータアフィンまたは6パラメータアフィンの処理を行う説明をしたが、AMVP予測パラメータ復号部3032が4パラメータアフィンまたは6パラメータアフィンの処理を行ってもよい。
In the description of FIGS. 29A to 29D, the
(マージ参照ブロックのサイズによる決定)
図30は、インター予測パラメータ復号部303が隣接ブロックのサイズに基づいて4パラメータアフィンおよび6パラメータアフィンのいずれの処理を行うか決定する処理の一例を示すフローチャートである。図30に示す例では、まずインター予測パラメータ復号制御部3031は、隣接ブロックのサイズを示す値が所定の閾値以上であるか判定する(SI1)。隣接ブロックのサイズを示す値が所定の閾値以上である場合(SI1でY)、アフィン予測部30372(またはAMVP予測パラメータ復号部3032)は6パラメータアフィンの処理を行う(SI2)。隣接ブロックのサイズを示す値が所定の閾値以上でない場合(SI1でN)、アフィン予測部30372(またはAMVP予測パラメータ復号部3032)は4パラメータアフィンの処理を行う(SI3)。(Determined by the size of the merge reference block)
FIG. 30 is a flowchart showing an example of a process of determining whether the inter-prediction
図31は、図30に示した処理による制御点の数の選択の例について説明するための図である。図31において、PUは対象PUを、RBは隣接ブロックをそれぞれ示す。以下の説明では、隣接ブロックのサイズを示す値として、log2(neighWidth) + log2(neighHeight)を用いている。 FIG. 31 is a diagram for explaining an example of selecting the number of control points by the process shown in FIG. 30. In FIG. 31, PU indicates a target PU, and RB indicates an adjacent block. In the following explanation, log2 (neighWidth) + log2 (neighHeight) is used as a value indicating the size of the adjacent block.
図31の(a)、(b)は、隣接ブロックのサイズが所定の閾値THより小さい例を示し、図31の(c)、(d)は、隣接ブロックのサイズが所定の閾値TH以上である例を示す。図31の例では、対象ブロックのサイズを8×8(log2(puWidth)+log2(puHeight)=6)、(a)、(b)、(c)、(d)の隣接ブロックのサイズは各々4×4、4×4、8×8、4×8、TH=5とした例を示すが、対象ブロックおよび参照ブロックのサイズおよび閾値はこれに限定されない。 (A) and (b) of FIG. 31 show an example in which the size of the adjacent block is smaller than the predetermined threshold value TH, and (c) and (d) of FIG. 31 show an example in which the size of the adjacent block is equal to or larger than the predetermined threshold value TH. Here is an example. In the example of FIG. 31, the size of the target block is 8 × 8 (log2 (puWidth) + log2 (puHeight) = 6), and the sizes of the adjacent blocks of (a), (b), (c), and (d) are respectively. An example is shown in which 4 × 4, 4 × 4, 8 × 8, 4 × 8, TH = 5, but the sizes and thresholds of the target block and the reference block are not limited to this.
図31の(a)に示す例では、隣接ブロックのサイズが所定の閾値THより小さい(log2(neighWidth) + log2(neighHeight) < TH)。したがって、アフィン予測部30372は隣接ブロック上の2つの動きベクトル(例えばv2およびv3)を参照し対象ブロック上の制御点2点(例えばV1およびV2)の動きベクトルを導出し、4パラメータアフィンの処理を実行する。
In the example shown in FIG. 31 (a), the size of the adjacent block is smaller than the predetermined threshold value TH (log2 (neighWidth) + log2 (neighHeight) <TH). Therefore, the
図31の(b)に示す例では、隣接ブロックのサイズが所定の閾値THより小さい(log2(neighWidth) + log2(neighHeight) < TH)。したがって、アフィン予測部30372は隣接ブロック上の2つの動きベクトル(例えばv1およびv3)を参照し対象ブロック上の制御点2点(例えばV1およびV2)の動きベクトルを導出し、4パラメータアフィンの処理を実行する。
In the example shown in FIG. 31 (b), the size of the adjacent block is smaller than the predetermined threshold value TH (log2 (neighWidth) + log2 (neighHeight) <TH). Therefore, the
図31の(c)に示す例では、隣接ブロックのサイズが所定の閾値TH以上である(log2(neighWidth) + log2(neighHeight) >= TH)。したがって、アフィン予測部30372は隣接ブロック上の3つの動きベクトル(例えばv1、v2およびv3)を参照し対象ブロック上の制御点3点(例えばV0、V1およびV2)の動きベクトルを導出し、6パラメータアフィンの処理を行う。
In the example shown in FIG. 31 (c), the size of the adjacent block is equal to or larger than a predetermined threshold value TH (log2 (neighWidth) + log2 (neighHeight)> = TH). Therefore, the
図31の(d)に示す例では、隣接ブロックのサイズが所定の閾値TH以上である(log2(neighWidth) + log2(neighHeight) >= TH)。したがって、アフィン予測部30372は隣接ブロック上の3つの動きベクトル(例えばv0、v1およびv3)を参照し対象ブロック上の制御点3点(例えばV0、V1およびV2)の動きベクトルを導出し、6パラメータアフィンの処理を行う。
In the example shown in FIG. 31 (d), the size of the adjacent block is equal to or larger than a predetermined threshold value TH (log2 (neighWidth) + log2 (neighHeight)> = TH). Therefore, the
なお、対象PUのサイズを示す値としては、例えば以下のものを用いることができる。
・max(neighWidth, neighHeight)
・min(neighWidth, neighHeight)
・neighWidth + neighHeight
・neighWidth * neighHeight
・log2(neighWidth) + log2(neighHeight)
ただし、対象PUのサイズを示す値は上記の例に限定されない。As the value indicating the size of the target PU, for example, the following can be used.
・ Max (neighWidth, neighHeight)
・ Min (neighWidth, neighHeight)
・ NeighWidth + neighHeight
・ NeighWidth * neighHeight
・ Log2 (neighWidth) + log2 (neighHeight)
However, the value indicating the size of the target PU is not limited to the above example.
また、隣接ブロックのサイズにおける判定は以下のものであってもよい。
・対象PUのサイズが所定の閾値より大きいか。
・対象PUのサイズが所定の閾値以下であるか。
・対象PUのサイズが所定の閾値より小さいか。Further, the determination in the size of the adjacent block may be as follows.
-Is the size of the target PU larger than the specified threshold?
-Is the size of the target PU less than or equal to the specified threshold?
-Is the size of the target PU smaller than the specified threshold?
(画像復号装置の効果)
本実施形態の画像復号装置31において、アフィン予測部30372は、隣接ブロックの形状またはサイズに基づいて、4パラメータアフィンまたは6パラメータアフィンのいずれかの処理を行う。このようなインター予測パラメータ復号部303によっても、信頼性の高いアフィンパラメータを導出できる。また、アフィンパラメータを明示的に符号化する場合の符号量を低減することもできる。(Effect of image decoder)
In the
(第3の実施形態)
以下、本発明の第3の実施形態について説明する。第1の実施形態ではインター予測パラメータ復号部303は、対象PUの形状またはサイズ等に基づいて、4パラメータアフィンおよび6パラメータアフィンのいずれの処理を行うか決定した。本実施形態は、4パラメータアフィンにおける制御点の選択に関するものである。本実施形態において、インター予測パラメータ復号部303は、4パラメータアフィンおよび6パラメータアフィンのいずれの処理を切り替えてもよいし、常に4パラメータアフィンの処理を行ってもよい。本実施形態のインター予測パラメータ復号部303は、対象PUの形状に基づいて、4パラメータアフィンに用いる動きベクトルを導出する制御点の位置を決定する。(Third embodiment)
Hereinafter, a third embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the inter-prediction
図32は、インター予測パラメータ復号部303が対象PUの形状に基づいて動きベクトルを導出する制御点の位置を決定する処理のフローチャートである。図32に示す例では、インター予測パラメータ復号部303において、まずインター予測パラメータ復号制御部3031は、対象PUが正方形であるかを判定する(SJ1)。対象PUが正方形である場合(SJ1でY)、インター予測パラメータ復号制御部3031は、対象PUの対角線上の2頂点を制御点とする(SJ2)。対象PUが正方形でない場合(SJ1でN)、インター予測パラメータ復号制御部3031は、対象PUの長辺を挟む2頂点を制御点とする(SJ3)。その後、アフィン予測部30372(またはAMVP予測パラメータ復号部3032)は選択された制御点により4パラメータアフィンの処理を行う(SJ4)。
FIG. 32 is a flowchart of a process in which the inter-prediction
図33は、本実施形態のインター予測パラメータ復号部303が決定する制御点の位置の例を示す図である。図33の(a)に示すように、対象PUの形状が正方形である場合には、インター予測パラメータ復号部303は対象PUの対角線上の2つの頂点(例えば制御点V1およびV2)を、4パラメータアフィンの処理に用いる制御点として決定する。
FIG. 33 is a diagram showing an example of the position of the control point determined by the inter-prediction
図33の(b)および(c)に示すように対象PUの形状が正方形でない場合には、インター予測パラメータ復号部303は対象PUの長辺を挟む2つの頂点を、4パラメータアフィンの処理に用いる制御点として決定する。具体的には、例えば図33の(b)に示す例では、インター予測パラメータ復号部303は制御点V0およびV2の動きベクトルを導出し、当該動きベクトルを4パラメータアフィンに用いる。また例えば図33の(c)に示す例では、インター予測パラメータ復号部303は制御点V0およびV1の動きベクトルを導出し、当該動きベクトルを4パラメータアフィンに用いる。
When the shape of the target PU is not square as shown in FIGS. 33 (b) and 33 (c), the inter-prediction
本実施形態のインター予測パラメータ復号部303は、対象PUの形状によって制御点の位置を決定する。したがって、インター予測パラメータ復号部303が4パラメータアフィンに用いる動きベクトルの精度が向上する。
The inter-prediction
なお、上記の例では、インター予測パラメータ復号部303は、対象PUの形状が、正方形、横長の長方形、縦長の長方形の場合の3つのパターンで、参照する制御点を切り替えていたが、より簡易な構成として、2つのパターンで制御点を切り替えてもよい。例えば、インター予測パラメータ復号部303は、対象PUの形状が、puWidth >= puHeightの場合、制御点V0およびV1を制御点として決定し、それ以外(puWidth < puHeight)の場合、制御点V0およびV2を制御点として決定する。また、以下のような構成でもよい。インター予測パラメータ復号部303は、対象PUの形状が、puWidth > puHeightの場合、制御点V0およびV1を制御点として決定し、それ以外(puWidth <= puHeight)の場合、制御点V0およびV2を制御点として決定する。
In the above example, the inter-prediction
(第4の実施形態)
以下、本発明の第4の実施形態について説明する。第2の実施形態ではインター予測パラメータ復号部303は、隣接ブロックの形状またはサイズ等に基づいて、4パラメータアフィンおよび6パラメータアフィンのいずれの処理を行うか決定した。本実施形態は、4パラメータアフィンにおける制御点の選択に関するものである。本実施形態において、インター予測パラメータ復号部303は、4パラメータアフィンおよび6パラメータアフィンのいずれの処理を切り替えてもよいし、常に4パラメータアフィンの処理を行ってもよい。このときインター予測パラメータ復号部303は、隣接ブロックの形状に応じて、4パラメータアフィンの処理に用いる制御点を変更する。具体的には、インター予測パラメータ復号部303は、隣接ブロックの形状に基づいて、4パラメータアフィンに用いる動きベクトルを導出する、隣接ブロック内の制御点の位置を決定する。(Fourth Embodiment)
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the inter-prediction
図34は、インター予測パラメータ復号部303が隣接ブロックの形状に基づいて制御点の動きベクトルの導出に用いる隣接ブロックの点の位置を決定する処理のフローチャートである。図34に示す例では、インター予測パラメータ復号部303において、まずインター予測パラメータ復号制御部3031は、隣接ブロックが正方形であるかを判定する(SK1)。隣接ブロックが正方形である場合(SK1でY)、インター予測パラメータ復号制御部3031は、制御点の動きベクトルの導出に用いる点を、隣接ブロックの対角線上の2点に決定する(SK2)。隣接ブロックが正方形でない場合(SK1でN)、インター予測パラメータ復号制御部3031は、制御点の動きベクトルの導出に用いる点を、隣接ブロックの長辺を挟む2点に決定する(SK3)。その後、アフィン予測部30372(またはAMVP予測パラメータ復号部3032)は選択された隣接ブロックの点を用いて制御点の動きベクトルを導出し、4パラメータアフィンの処理を行う(SK4)。
FIG. 34 is a flowchart of the process of determining the position of the point of the adjacent block used by the inter-prediction
図35は、本実施形態のインター予測パラメータ復号部303が決定する制御点の位置の例を示す図である。図35の(a)および(b)に示すように隣接ブロックの形状が正方形である場合には、インター予測パラメータ復号部303は隣接ブロックの対角線上の2つの頂点(例えば隣接ブロックの左上に位置する点v0および右下に位置する点v3)の動きベクトルを参照して対象ブロック上の制御点2点(例えばV1およびV2)の動きベクトルを導出し、4パラメータアフィンの処理を実行する。
FIG. 35 is a diagram showing an example of the position of the control point determined by the inter-prediction
図35の(c)~(f)に示すように隣接ブロックの形状が長方形である場合には、インター予測パラメータ復号部303は、隣接ブロックの長辺を挟む2つの頂点の動きベクトルを参照して対象ブロック上の制御点2点(例えばV1およびV2)の動きベクトルを導出し、4パラメータアフィンの処理を実行する。例えば図35の(c)および(d)に示すように、隣接ブロックの形状が幅方向より高さ方向に長い長方形である場合には、インター予測パラメータ復号部303は隣接ブロックの高さ方向の辺の両端に位置する2つの点(例えば隣接ブロックの右上に位置する点v1および右下に位置する点v3)の動きベクトルを用いる。例えば図35の(e)および(f)に示すように、隣接ブロックの形状が高さ方向より幅方向に長い長方形である場合には、インター予測パラメータ復号部303は隣接ブロックの幅方向の辺の両端に位置する2つの点(例えば隣接ブロックの左下に位置する点v2および右下に位置する点v3)の動きベクトルを用いる。
When the shape of the adjacent block is rectangular as shown in FIGS. 35 (c) to 35, the inter-prediction
本実施形態のインター予測パラメータ復号部303は、隣接ブロックの形状によって、対象ブロック上の制御点2点の動きベクトルの導出に用いる隣接ブロック内の頂点の位置を決定する。このようなインター予測パラメータ復号部303によっても、当該インター予測パラメータ復号部303が4パラメータアフィンに用いる動きベクトルの精度が向上する。
The inter-prediction
(第5の実施形態)
以下、本発明の第5の実施形態について説明する。第4の実施形態ではインター予測パラメータ復号部303は、隣接ブロックの形状に基づいて、対象ブロック上の制御点2点の動きベクトルの導出に用いる隣接ブロック内の頂点の位置を決定した。本実施形態ではインター予測パラメータ復号部303は、隣接ブロックの形状に基づいて、対象PU内の制御点の位置を決定する。(Fifth Embodiment)
Hereinafter, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, the inter-prediction
図36は、インター予測パラメータ復号部303が隣接ブロックの形状に基づいて動きベクトルを導出する制御点の位置を決定する処理のフローチャートである。図36に示す例では、インター予測パラメータ復号部303において、まずインター予測パラメータ復号制御部3031は、隣接ブロックが正方形であるかを判定する(SL1)。隣接ブロックが正方形である場合(SL1でY)、インター予測パラメータ復号制御部3031は、対象PUの対角線上の2頂点を制御点とする(SL2)。隣接ブロックが正方形でない場合(SL1でN)、インター予測パラメータ復号制御部3031は、隣接ブロックに隣接する対象PUの辺を挟む2頂点を制御点とする(SL3)。その後、アフィン予測部30372(またはAMVP予測パラメータ復号部3032)は選択された制御点により4パラメータアフィンの処理を行う(SL4)。
FIG. 36 is a flowchart of a process in which the inter-prediction
図37は、本実施形態のインター予測パラメータ復号部303が決定する制御点の位置の例を示す図である。図37の(a)および(b)に示すように隣接ブロックの形状が正方形である場合には、インター予測パラメータ復号部303は対象PUの対角線上の2つの頂点(例えばV0およびV3)を、4パラメータアフィンに用いる制御点として決定する。
FIG. 37 is a diagram showing an example of the position of the control point determined by the inter-prediction
図37の(c)~(f)に示すように隣接ブロックの形状が長方形である場合には、インター予測パラメータ復号部303は、隣接ブロックに接している対象PUの辺を挟む2つの頂点を、4パラメータアフィンに用いる制御点として決定する。例えば図37の(c)および(e)に示すように、隣接ブロックが対象PUの左側の辺に接している場合には、インター予測パラメータ復号部303は隣接ブロックと接している対象PUの辺の両端に位置する2つの点(対象PUの左上に位置する点V1および左下に位置する点V3)を制御点とする。例えば図37の(d)または(f)に示すように、隣接ブロックが対象PUの上側の辺に接している場合には、インター予測パラメータ復号部303は隣接ブロックと接している対象PUの辺の両端に位置する2つの点(対象PUの左上に位置する点V0および右上に位置する点V1)を制御点とする。
When the shape of the adjacent block is rectangular as shown in FIGS. 37 (c) to 37 (f), the inter-prediction
本実施形態のインター予測パラメータ復号部303は、隣接ブロックの形状によって隣接ブロック内の制御点の位置を決定する。このようなインター予測パラメータ復号部303によっても、当該インター予測パラメータ復号部303が4パラメータアフィンに用いる動きベクトルの精度が向上する。
The inter-prediction
(画像符号化装置の構成)
次に、本実施形態に係る画像符号化装置11(動画像符号化装置)の構成について説明する。図4は、本実施形態に係る画像符号化装置11の構成を示すブロック図である。画像符号化装置11は、予測画像生成部101、減算部102、DCT・量子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆DCT部105、加算部106、ループフィルタ107、予測パラメータメモリ(予測パラメータ記憶部、フレームメモリ)108、参照ピクチャメモリ(参照画像記憶部、フレームメモリ)109、符号化パラメータ決定部110、予測パラメータ符号化部111を含んで構成される。予測パラメータ符号化部111は、インター予測パラメータ符号化部112(予測画像生成装置)及びイントラ予測パラメータ符号化部113を含んで構成される。(Configuration of image coding device)
Next, the configuration of the image coding device 11 (moving image coding device) according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a block diagram showing the configuration of the
予測画像生成部101は画像Tの各ピクチャについて、そのピクチャを分割した領域である符号化ユニットCU毎に予測ユニットPUの予測画像Pを生成する。ここで、予測画像生成部101は、予測パラメータ符号化部111から入力された予測パラメータに基づいて参照ピクチャメモリ109から復号済のブロックを読み出す。予測パラメータ符号化部111から入力された予測パラメータとは、例えばインター予測の場合、動きベクトルである。予測画像生成部101は、対象PUを起点として動きベクトルが示す参照画像上の位置にあるブロックを読み出す。またイントラ予測の場合、予測パラメータとは例えばイントラ予測モードである。イントラ予測モードで使用する隣接PUの画素値を参照ピクチャメモリ109から読み出し、PUの予測画像Pを生成する。予測画像生成部101は、読み出した参照ピクチャブロックについて複数の予測方式のうちの1つの予測方式を用いてPUの予測画像Pを生成する。予測画像生成部101は、生成したPUの予測画像Pを減算部102に出力する。
For each picture of the image T, the prediction
なお、予測画像生成部101は、既に説明した予測画像生成部308と同じ動作である。例えば、図6は、予測画像生成部101に含まれるインター予測画像生成部1011の構成を示す概略図である。インター予測画像生成部1011は、動き補償部10111、重み予測部10112を含んで構成される。動き補償部10111および重み予測部10112については、上述の動き補償部3091、重み予測部3094のそれぞれと同様の構成であるためここでの説明を省略する。
The predicted
予測画像生成部101は、予測パラメータ符号化部から入力されたパラメータを用いて、参照ピクチャメモリから読み出した参照ブロックの画素値をもとにPUの予測画像Pを生成する。予測画像生成部101で生成した予測画像は減算部102、加算部106に出力される。
The prediction
減算部102は、予測画像生成部101から入力されたPUの予測画像Pの信号値を、画像Tの対応するPUの画素値から減算して、残差信号を生成する。減算部102は、生成した残差信号をDCT・量子化部103に出力する。
The
DCT・量子化部103は、減算部102から入力された残差信号についてDCTを行い、DCT係数を算出する。DCT・量子化部103は、算出したDCT係数を量子化して量子化係数を求める。DCT・量子化部103は、求めた量子化係数をエントロピー符号化部104及び逆量子化・逆DCT部105に出力する。
The DCT /
エントロピー符号化部104には、DCT・量子化部103から量子化係数が入力され、予測パラメータ符号化部111から符号化パラメータが入力される。入力される符号化パラメータには、例えば、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLX、予測モードpredMode、及びマージインデックスmerge_idx等の符号がある。
A quantization coefficient is input to the
エントロピー符号化部104は、入力された量子化係数と符号化パラメータをエントロピー符号化して符号化ストリームTeを生成し、生成した符号化ストリームTeを外部に出力する。
The
逆量子化・逆DCT部105は、DCT・量子化部103から入力された量子化係数を逆量子化してDCT係数を求める。逆量子化・逆DCT部105は、求めたDCT係数について逆DCTを行い、残差信号を算出する。逆量子化・逆DCT部105は、算出した残差信号を加算部106に出力する。
The dequantization /
加算部106は、予測画像生成部101から入力されたPUの予測画像Pの信号値と逆量子化・逆DCT部105から入力された残差信号の信号値を画素毎に加算して、復号画像を生成する。加算部106は、生成した復号画像を参照ピクチャメモリ109に記憶する。
The
ループフィルタ107は加算部106が生成した復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット(SAO)、適応ループフィルタ(ALF)を施す。
The
予測パラメータメモリ108は、符号化パラメータ決定部110が生成した予測パラメータを、符号化対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
The
参照ピクチャメモリ109は、ループフィルタ107が生成した復号画像を、符号化対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
The
符号化パラメータ決定部110は、符号化パラメータの複数のセットのうち、1つのセットを選択する。符号化パラメータとは、上述した予測パラメータやこの予測パラメータに関連して生成される符号化の対象となるパラメータである。予測画像生成部101は、これらの符号化パラメータのセットの各々を用いてPUの予測画像Pを生成する。
The coding
符号化パラメータ決定部110は、複数のセットの各々について情報量の大きさと符号化誤差を示すコスト値を算出する。コスト値は、例えば、符号量と二乗誤差に係数λを乗じた値との和である。符号量は、量子化誤差と符号化パラメータをエントロピー符号化して得られる符号化ストリームTeの情報量である。二乗誤差は、減算部102において算出された残差信号の残差値の二乗値についての画素間の総和である。係数λは、予め設定されたゼロよりも大きい実数である。符号化パラメータ決定部110は、算出したコスト値が最小となる符号化パラメータのセットを選択する。これにより、エントロピー符号化部104は、選択した符号化パラメータのセットを符号化ストリームTeとして外部に出力し、選択されなかった符号化パラメータのセットを出力しない。符号化パラメータ決定部110は決定した符号化パラメータを予測パラメータメモリ108に記憶する。
The coding
予測パラメータ符号化部111は、符号化パラメータ決定部110から入力されたパラメータから、符号化するための形式を導出し、エントロピー符号化部104に出力する。符号化するための形式の導出とは、例えば動きベクトルと予測ベクトルから差分ベクトルを導出することである。また予測パラメータ符号化部111は、符号化パラメータ決定部110から入力されたパラメータから予測画像を生成するために必要なパラメータを導出し、予測画像生成部101に出力する。予測画像を生成するために必要なパラメータとは、例えばサブブロック単位の動きベクトルである。
The prediction
インター予測パラメータ符号化部112は、符号化パラメータ決定部110から入力された予測パラメータに基づいて、差分ベクトルのようなインター予測パラメータを導出する。インター予測パラメータ符号化部112は、予測画像生成部101に出力する予測画像の生成に必要なパラメータを導出する構成として、インター予測パラメータ復号部303(図5等、参照)がインター予測パラメータを導出する構成と一部同一の構成を含む。インター予測パラメータ符号化部112の構成については、後述する。
The inter-prediction
イントラ予測パラメータ符号化部113は、符号化パラメータ決定部110から入力されたイントラ予測モードIntraPredModeから、符号化するための形式(例えばMPM_idx、rem_intra_luma_pred_mode等)を導出する。
The intra prediction
(インター予測パラメータ符号化部の構成)
次に、インター予測パラメータ符号化部112の構成について説明する。インター予測パラメータ符号化部112は、図12のインター予測パラメータ復号部303に対応する手段であり、図10に構成を示す。(Structure of inter-prediction parameter coding unit)
Next, the configuration of the inter-prediction
インター予測パラメータ符号化部112は、インター予測パラメータ符号化制御部1121、AMVP予測パラメータ導出部1122(アフィン動きベクトル導出部、アフィン動きベクトル導出装置)、減算部1123、サブブロック予測パラメータ導出部1125、及び図示しない、分割モード導出部、マージフラグ導出部、インター予測識別子導出部、参照ピクチャインデックス導出部、ベクトル差分導出部などを含んで構成され、分割モード導出部、マージフラグ導出部、インター予測識別子導出部、参照ピクチャインデックス導出部、ベクトル差分導出部は各々、PU分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、差分ベクトルmvdLXを導出する。インター予測パラメータ符号化部112は、動きベクトル(mvLX、subMvLX)と参照ピクチャインデックスrefIdxLX、PU分割モードpart_mode、インター予測識別子inter_pred_idc、あるいはこれらを示す情報を予測画像生成部101に出力する。またインター予測パラメータ符号化部112は、PU分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLX、サブブロック予測モードフラグsubPbMotionFlagをエントロピー符号化部104に出力する。
The inter-prediction
インター予測パラメータ符号化制御部1121は、マージインデックス導出部11211とベクトル候補インデックス導出部11212を含む。マージインデックス導出部11211は、符号化パラメータ決定部110から入力された動きベクトルと参照ピクチャインデックスを、予測パラメータメモリ108から読み出したマージ候補のPUが持つ動きベクトルと参照ピクチャインデックスと比較して、マージインデックスmerge_idxを導出し、エントロピー符号化部104に出力する。マージ候補とは、符号化対象となる符号化対象CUから予め定めた範囲にある参照PU(例えば、符号化対象ブロックの左下端、左上端、右上端に接する参照PU)であって、符号化処理が完了したPUである。ベクトル候補インデックス導出部11212は予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxを導出する。
The inter-prediction parameter
サブブロック予測パラメータ導出部1125には、符号化パラメータ決定部110がサブブロック予測モードの使用を決定した場合、subPbMotionFlagの値に従って、空間サブブロック予測、時間サブブロック予測、アフィン予測、マッチング予測のいずれかのサブブロック予測の動きベクトルと参照ピクチャインデックスを導出する。動きベクトルと参照ピクチャインデックスは、画像復号装置の説明で述べたように、隣接PU、参照ピクチャブロック等の動きベクトルや参照ピクチャインデックスを予測パラメータメモリ108から読み出し、導出する。サブブロック予測パラメータ導出部1125は具体的には、上述のサブブロック予測パラメータ導出部3037(図12参照)と同様の構成を有する。
In the subblock prediction
AMVP予測パラメータ導出部1122は、上述のAMVP予測パラメータ導出部3032(図12参照)と同様な構成を有する。
The AMVP prediction
すなわち、予測モードpredModeがインター予測モードを示す場合、AMVP予測パラメータ導出部1122には符号化パラメータ決定部110から動きベクトルmvLXが入力される。AMVP予測パラメータ導出部1122は、入力された動きベクトルmvLXに基づいて予測ベクトルmvpLXを導出する。AMVP予測パラメータ導出部1122は、導出した予測ベクトルmvpLXを減算部1123に出力する。なお、参照ピクチャインデックスrefIdx及び予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxは、エントロピー符号化部104に出力される。
That is, when the prediction mode predMode indicates the inter-prediction mode, the motion vector mvLX is input from the coding
減算部1123は、符号化パラメータ決定部110から入力された動きベクトルmvLXから、AMVP予測パラメータ導出部1122から入力された予測ベクトルmvpLXを減算して差分ベクトルmvdLXを生成する。差分ベクトルmvdLXはエントロピー符号化部104に出力される。
The
なお、上述した実施形態における画像符号化装置11、画像復号装置31の一部、例えば、エントロピー復号部301、予測パラメータ復号部302、ループフィルタ305、予測画像生成部308、逆量子化・逆DCT部311、加算部312、予測画像生成部101、減算部102、DCT・量子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆DCT部105、ループフィルタ107、符号化パラメータ決定部110、予測パラメータ符号化部111をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、画像符号化装置11、画像復号装置31のいずれかに内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
In addition, a part of the
また、上述した実施形態における画像符号化装置11、画像復号装置31の一部、または全部を、LSI(Large Scale Integration)等の集積回路として実現しても良い。画像符号化装置11、画像復号装置31の各機能ブロックは個別にプロセッサ化しても良いし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はLSIに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりLSIに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
Further, a part or all of the
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 Although one embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like are made without departing from the gist of the present invention. It is possible to do.
〔応用例〕
上述した画像符号化装置11及び画像復号装置31は、動画像の送信、受信、記録、再生を行う各種装置に搭載して利用することができる。なお、動画像は、カメラ等により撮像された自然動画像であってもよいし、コンピュータ等により生成された人工動画像(CGおよびGUIを含む)であってもよい。[Application example]
The
まず、上述した画像符号化装置11及び画像復号装置31を、動画像の送信及び受信に利用できることを、図38を参照して説明する。
First, it will be described with reference to FIG. 38 that the above-mentioned
図38の(a)は、画像符号化装置11を搭載した送信装置PROD_Aの構成を示したブロック図である。図38の(a)に示すように、送信装置PROD_Aは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_A1と、符号化部PROD_A1が得た符号化データで搬送波を変調することによって変調信号を得る変調部PROD_A2と、変調部PROD_A2が得た変調信号を送信する送信部PROD_A3と、を備えている。上述した画像符号化装置11は、この符号化部PROD_A1として利用される。
FIG. 38A is a block diagram showing a configuration of a transmission device PROD_A equipped with an
送信装置PROD_Aは、符号化部PROD_A1に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像するカメラPROD_A4、動画像を記録した記録媒体PROD_A5、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_A6、及び、画像を生成または加工する画像処理部A7を更に備えていてもよい。図38の(a)においては、これら全てを送信装置PROD_Aが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。 The transmitter PROD_A has a camera PROD_A4 for capturing a moving image, a recording medium PROD_A5 for recording a moving image, an input terminal PROD_A6 for inputting a moving image from the outside, and a moving image as a source of the moving image to be input to the coding unit PROD_A1. , An image processing unit A7 for generating or processing an image may be further provided. In FIG. 38 (a), the configuration in which the transmitting device PROD_A includes all of them is illustrated, but a part thereof may be omitted.
なお、記録媒体PROD_A5は、符号化されていない動画像を記録したものであってもよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化された動画像を記録したものであってもよい。後者の場合、記録媒体PROD_A5と符号化部PROD_A1との間に、記録媒体PROD_A5から読み出した符号化データを記録用の符号化方式に従って復号する復号部(不図示)を介在させるとよい。 The recording medium PROD_A5 may be a recording of an unencoded moving image, or a moving image encoded by a recording coding method different from the transmission coding method. It may be a thing. In the latter case, a decoding unit (not shown) that decodes the coded data read from the recording medium PROD_A5 according to the coding method for recording may be interposed between the recording medium PROD_A5 and the coding unit PROD_A1.
図38の(b)は、画像復号装置31を搭載した受信装置PROD_Bの構成を示したブロック図である。図38の(b)に示すように、受信装置PROD_Bは、変調信号を受信する受信部PROD_B1と、受信部PROD_B1が受信した変調信号を復調することによって符号化データを得る復調部PROD_B2と、復調部PROD_B2が得た符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_B3と、を備えている。上述した画像復号装置31は、この復号部PROD_B3として利用される。
FIG. 38B is a block diagram showing a configuration of a receiving device PROD_B equipped with an
受信装置PROD_Bは、復号部PROD_B3が出力する動画像の供給先として、動画像を表示するディスプレイPROD_B4、動画像を記録するための記録媒体PROD_B5、及び、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_B6を更に備えていてもよい。図38の(b)においては、これら全てを受信装置PROD_Bが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。 The receiving device PROD_B has a display PROD_B4 for displaying the moving image, a recording medium PROD_B5 for recording the moving image, and an output terminal for outputting the moving image to the outside as a supply destination of the moving image output by the decoding unit PROD_B3. It may also have PROD_B6. In FIG. 38 (b), a configuration in which the receiving device PROD_B includes all of them is illustrated, but a part thereof may be omitted.
なお、記録媒体PROD_B5は、符号化されていない動画像を記録するためのものであってもよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化されたものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_B3と記録媒体PROD_B5との間に、復号部PROD_B3から取得した動画像を記録用の符号化方式に従って符号化する符号化部(不図示)を介在させるとよい。 The recording medium PROD_B5 may be used for recording an unencoded moving image, or may be encoded by a recording coding method different from the transmission coding method. You may. In the latter case, a coding unit (not shown) that encodes the moving image acquired from the decoding unit PROD_B3 according to the recording coding method may be interposed between the decoding unit PROD_B3 and the recording medium PROD_B5.
なお、変調信号を伝送する伝送媒体は、無線であってもよいし、有線であってもよい。また、変調信号を伝送する伝送態様は、放送(ここでは、送信先が予め特定されていない送信態様を指す)であってもよいし、通信(ここでは、送信先が予め特定されている送信態様を指す)であってもよい。すなわち、変調信号の伝送は、無線放送、有線放送、無線通信、及び有線通信の何れによって実現してもよい。 The transmission medium for transmitting the modulated signal may be wireless or wired. Further, the transmission mode for transmitting the modulated signal may be broadcasting (here, a transmission mode in which the destination is not specified in advance) or communication (here, transmission in which the destination is specified in advance). It may refer to an aspect). That is, the transmission of the modulated signal may be realized by any of wireless broadcasting, wired broadcasting, wireless communication, and wired communication.
例えば、地上デジタル放送の放送局(放送設備など)/受信局(テレビジョン受像機など)は、変調信号を無線放送で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である。また、ケーブルテレビ放送の放送局(放送設備など)/受信局(テレビジョン受像機など)は、変調信号を有線放送で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である。 For example, a broadcasting station (broadcasting equipment, etc.) / receiving station (television receiver, etc.) of terrestrial digital broadcasting is an example of a transmitting device PROD_A / receiving device PROD_B that transmits and receives a modulated signal by radio broadcasting. Further, a broadcasting station (broadcasting equipment, etc.) / receiving station (television receiver, etc.) of cable television broadcasting is an example of a transmitting device PROD_A / receiving device PROD_B that transmits and receives a modulated signal by wired broadcasting.
また、インターネットを用いたVOD(Video On Demand)サービスや動画共有サービスなどのサーバ(ワークステーションなど)/クライアント(テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなど)は、変調信号を通信で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である(通常、LANにおいては伝送媒体として無線または有線の何れかが用いられ、WANにおいては伝送媒体として有線が用いられる)。ここで、パーソナルコンピュータには、デスクトップ型PC、ラップトップ型PC、及びタブレット型PCが含まれる。また、スマートフォンには、多機能携帯電話端末も含まれる。 In addition, servers (workstations, etc.) / clients (television receivers, personal computers, smartphones, etc.) such as VOD (Video On Demand) services and video sharing services using the Internet are transmitters that send and receive modulated signals via communication. This is an example of PROD_A / receiver PROD_B (usually, in LAN, either wireless or wired is used as a transmission medium, and in WAN, wired is used as a transmission medium). Here, personal computers include desktop PCs, laptop PCs, and tablet PCs. Smartphones also include multifunctional mobile phone terminals.
なお、動画共有サービスのクライアントは、サーバからダウンロードした符号化データを復号してディスプレイに表示する機能に加え、カメラで撮像した動画像を符号化してサーバにアップロードする機能を有している。すなわち、動画共有サービスのクライアントは、送信装置PROD_A及び受信装置PROD_Bの双方として機能する。 The client of the video sharing service has a function of decoding the encoded data downloaded from the server and displaying it on the display, as well as a function of encoding the moving image captured by the camera and uploading it to the server. That is, the client of the video sharing service functions as both the transmitting device PROD_A and the receiving device PROD_B.
次に、上述した画像符号化装置11及び画像復号装置31を、動画像の記録及び再生に利用できることを、図39を参照して説明する。
Next, it will be described with reference to FIG. 39 that the above-mentioned
図39の(a)は、上述した画像符号化装置11を搭載した記録装置PROD_Cの構成を示したブロック図である。図39の(a)に示すように、記録装置PROD_Cは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_C1と、符号化部PROD_C1が得た符号化データを記録媒体PROD_Mに書き込む書込部PROD_C2と、を備えている。上述した画像符号化装置11は、この符号化部PROD_C1として利用される。
FIG. 39A is a block diagram showing a configuration of a recording device PROD_C equipped with the above-mentioned
なお、記録媒体PROD_Mは、(1)HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されるタイプのものであってもよいし、(2)SDメモリカードやUSB(Universal Serial Bus)フラッシュメモリなどのように、記録装置PROD_Cに接続されるタイプのものであってもよいし、(3)DVD(Digital Versatile Disc)やBD(Blu-ray Disc:登録商標)などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されたドライブ装置(不図示)に装填されるものであってもよい。 The recording medium PROD_M may be of a type built in the recording device PROD_C, such as (1) HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), or (2) SD memory. It may be of a type connected to the recording device PROD_C, such as a card or USB (Universal Serial Bus) flash memory, or (3) DVD (Digital Versatile Disc) or BD (Blu-ray Disc: registration). It may be loaded into a drive device (not shown) built in the recording device PROD_C, such as (trademark).
また、記録装置PROD_Cは、符号化部PROD_C1に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像するカメラPROD_C3、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_C4、動画像を受信するための受信部PROD_C5、及び、画像を生成または加工する画像処理部PROD_C6を更に備えていてもよい。図39の(a)においては、これら全てを記録装置PROD_Cが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。 Further, the recording device PROD_C has a camera PROD_C3 that captures a moving image, an input terminal PROD_C4 for inputting a moving image from the outside, and a reception for receiving the moving image as a source of the moving image to be input to the coding unit PROD_C1. The unit PROD_C5 and the image processing unit PROD_C6 for generating or processing an image may be further provided. In FIG. 39 (a), a configuration in which the recording device PROD_C is provided with all of these is illustrated, but some of them may be omitted.
なお、受信部PROD_C5は、符号化されていない動画像を受信するものであってもよいし、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを受信するものであってもよい。後者の場合、受信部PROD_C5と符号化部PROD_C1との間に、伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを復号する伝送用復号部(不図示)を介在させるとよい。 The receiving unit PROD_C5 may receive an unencoded moving image, or receives coded data encoded by a coding method for transmission different from the coding method for recording. It may be something to do. In the latter case, a transmission decoding unit (not shown) that decodes the coded data encoded by the transmission coding method may be interposed between the receiving unit PROD_C5 and the coding unit PROD_C1.
このような記録装置PROD_Cとしては、例えば、DVDレコーダ、BDレコーダ、HDD(Hard Disk Drive)レコーダなどが挙げられる(この場合、入力端子PROD_C4または受信部PROD_C5が動画像の主な供給源となる)。また、カムコーダ(この場合、カメラPROD_C3が動画像の主な供給源となる)、パーソナルコンピュータ(この場合、受信部PROD_C5または画像処理部C6が動画像の主な供給源となる)、スマートフォン(この場合、カメラPROD_C3または受信部PROD_C5が動画像の主な供給源となる)なども、このような記録装置PROD_Cの一例である。 Examples of such a recording device PROD_C include a DVD recorder, a BD recorder, an HDD (Hard Disk Drive) recorder, and the like (in this case, the input terminal PROD_C4 or the receiving unit PROD_C5 is the main source of moving images). .. In addition, a camcorder (in this case, the camera PROD_C3 is the main source of the moving image), a personal computer (in this case, the receiving unit PROD_C5 or the image processing unit C6 is the main source of the moving image), a smartphone (this). In this case, the camera PROD_C3 or the receiver PROD_C5 is the main source of moving images) is also an example of such a recording device PROD_C.
図39の(b)は、上述した画像復号装置31を搭載した再生装置PROD_Dの構成を示したブロック図である。図39の(b)に示すように、再生装置PROD_Dは、記録媒体PROD_Mに書き込まれた符号化データを読み出す読出部PROD_D1と、読出部PROD_D1が読み出した符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_D2と、を備えている。上述した画像復号装置31は、この復号部PROD_D2として利用される。
FIG. 39B is a block diagram showing the configuration of the reproduction device PROD_D equipped with the above-mentioned
なお、記録媒体PROD_Mは、(1)HDDやSSDなどのように、再生装置PROD_Dに内蔵されるタイプのものであってもよいし、(2)SDメモリカードやUSBフラッシュメモリなどのように、再生装置PROD_Dに接続されるタイプのものであってもよいし、(3)DVDやBDなどのように、再生装置PROD_Dに内蔵されたドライブ装置(不図示)に装填されるものであってもよい。 The recording medium PROD_M may be of a type built in the playback device PROD_D, such as (1) HDD or SSD, or (2) SD memory card, USB flash memory, or the like. It may be of a type connected to the playback device PROD_D, or may be loaded into a drive device (not shown) built in the playback device PROD_D, such as (3) DVD or BD. good.
また、再生装置PROD_Dは、復号部PROD_D2が出力する動画像の供給先として、動画像を表示するディスプレイPROD_D3、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_D4、及び、動画像を送信する送信部PROD_D5を更に備えていてもよい。図39の(b)においては、これら全てを再生装置PROD_Dが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。 Further, the playback device PROD_D has a display PROD_D3 for displaying a moving image, an output terminal PROD_D4 for outputting the moving image to the outside, and a transmitting unit for transmitting the moving image as a supply destination of the moving image output by the decoding unit PROD_D2. It may also have PROD_D5. In FIG. 39 (b), the configuration in which the reproduction device PROD_D includes all of them is illustrated, but a part thereof may be omitted.
なお、送信部PROD_D5は、符号化されていない動画像を送信するものであってもよいし、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを送信するものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_D2と送信部PROD_D5との間に、動画像を伝送用の符号化方式で符号化する符号化部(不図示)を介在させるとよい。 The transmission unit PROD_D5 may transmit an unencoded moving image, or transmits coded data encoded by a transmission coding method different from the recording coding method. It may be something to do. In the latter case, it is preferable to interpose a coding unit (not shown) that encodes the moving image by a coding method for transmission between the decoding unit PROD_D2 and the transmission unit PROD_D5.
このような再生装置PROD_Dとしては、例えば、DVDプレイヤ、BDプレイヤ、HDDプレイヤなどが挙げられる(この場合、テレビジョン受像機等が接続される出力端子PROD_D4が動画像の主な供給先となる)。また、テレビジョン受像機(この場合、ディスプレイPROD_D3が動画像の主な供給先となる)、デジタルサイネージ(電子看板や電子掲示板等とも称され、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、デスクトップ型PC(この場合、出力端子PROD_D4または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、ラップトップ型またはタブレット型PC(この場合、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、スマートフォン(この場合、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)なども、このような再生装置PROD_Dの一例である。 Examples of such a playback device PROD_D include a DVD player, a BD player, an HDD player, and the like (in this case, the output terminal PROD_D4 to which a television receiver or the like is connected is the main supply destination of the moving image). .. In addition, a television receiver (in this case, display PROD_D3 is the main supply destination of moving images) and digital signage (also called electronic signage or electronic bulletin board, etc., and display PROD_D3 or transmitter PROD_D5 is the main supply destination of moving images. (First), desktop PC (in this case, output terminal PROD_D4 or transmitter PROD_D5 is the main supply destination of moving images), laptop or tablet PC (in this case, display PROD_D3 or transmitter PROD_D5 is video) An example of such a playback device PROD_D is a smartphone (in this case, the display PROD_D3 or the transmitter PROD_D5 is the main supply destination of the moving image), which is the main supply destination of the image.
(ハードウェア的実現およびソフトウェア的実現)
また、上述した画像復号装置31および画像符号化装置11の各ブロックは、集積回路(ICチップ)上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェア的に実現してもよい。(Hardware realization and software realization)
Further, each block of the
後者の場合、上記各装置は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムを格納したROM(Read Only Memory)、上記プログラムを展開するRAM(RandomAccess Memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の実施形態の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである上記各装置の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記各装置に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。 In the latter case, each of the above devices is a CPU that executes an instruction of a program that realizes each function, a ROM (Read Only Memory) that stores the above program, a RAM (RandomAccess Memory) that expands the above program, the above program, and various data. It is equipped with a storage device (recording medium) such as a memory for storing the data. Then, an object of the embodiment of the present invention is a recording in which the program code (execution format program, intermediate code program, source program) of the control program of each of the above-mentioned devices, which is software for realizing the above-mentioned function, is readablely recorded by a computer. It can also be achieved by supplying the medium to each of the above devices and having the computer (or CPU or MPU) read and execute the program code recorded on the recording medium.
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory)/MOディスク(Magneto-Optical disc)/MD(Mini Disc)/DVD(Digital Versatile Disc)/CD-R(CD Recordable)/ブルーレイディスク(Blu-ray Disc:登録商標)等の光ディスクを含むディスク類、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード類、マスクROM/EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory)/EEPROM(Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory:登録商標)/フラッシュROM等の半導体メモリ類、あるいはPLD(Programmable logic device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の論理回路類などを用いることができる。 Examples of the recording medium include tapes such as magnetic tapes and cassette tapes, magnetic discs such as floppy (registered trademark) discs / hard disks, and CD-ROMs (Compact Disc Read-Only Memory) / MO discs (Magneto-Optical discs). ) / MD (Mini Disc) / DVD (Digital Versatile Disc) / CD-R (CD Recordable) / Blu-ray Disc (registered trademark) and other optical discs, IC cards (including memory cards) / Cards such as optical cards, mask ROM / EPROM (Erasable Programmable Read-Only Memory) / EEPROM (Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory: registered trademark) / Semiconductor memories such as flash ROM, or PLD (Programmable logic device) ) And logic circuits such as FPGA (Field Programmable Gate Array) can be used.
また、上記各装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN(Local Area Network)、ISDN(Integrated Services Digital Network)、VAN(Value-Added Network)、CATV(Community Antenna television/Cable Television)通信網、仮想専用網(Virtual Private Network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)回線等の有線でも、IrDA(Infrared Data Association)やリモコンのような赤外線、BlueTooth(登録商標)、IEEE802.11無線、HDR(High Data Rate)、NFC(Near Field Communication)、DLNA(Digital Living Network Alliance:登録商標)、携帯電話網、衛星回線、地上デジタル放送網等の無線でも利用可能である。なお、本発明の実施形態は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。 Further, each of the above devices may be configured to be connectable to a communication network, and the above program code may be supplied via the communication network. This communication network is not particularly limited as long as it can transmit the program code. For example, Internet, Intranet, Extranet, LAN (Local Area Network), ISDN (Integrated Services Digital Network), VAN (Value-Added Network), CATV (Community Antenna television / Cable Television) communication network, Virtual Private network (Virtual Private) Network), telephone line network, mobile communication network, satellite communication network, etc. can be used. Further, the transmission medium constituting this communication network may be any medium as long as it can transmit the program code, and is not limited to a specific configuration or type. For example, even wired such as IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) line, infrared ray such as IrDA (Infrared Data Association) and remote control. , BlueTooth (registered trademark), IEEE802.11 wireless, HDR (High Data Rate), NFC (Near Field Communication), DLNA (Digital Living Network Alliance: registered trademark), mobile phone network, satellite line, terrestrial digital broadcasting network, etc. It can also be used wirelessly. The embodiment of the present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave, in which the program code is embodied by electronic transmission.
本発明の実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the claims. That is, an embodiment obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims is also included in the technical scope of the present invention.
(関連出願の相互参照)
本出願は、2016年9月27日に出願された日本国特許出願:特願2016-188791に対して優先権の利益を主張するものであり、当該出願を参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。(Mutual reference of related applications)
This application claims the benefit of priority to the Japanese patent application filed on September 27, 2016: Japanese Patent Application No. 2016-188791, and by referring to the application, all the contents thereof. Is included in this book.
本発明の実施形態は、画像データが符号化された符号化データを復号する画像復号装置、および、画像データが符号化された符号化データを生成する画像符号化装置に好適に適用することができる。また、画像符号化装置によって生成され、画像復号装置によって参照される符号化データのデータ構造に好適に適用することができる。 The embodiment of the present invention can be suitably applied to an image decoding device that decodes coded data in which image data is encoded, and an image coding device that generates coded data in which image data is encoded. can. Further, it can be suitably applied to the data structure of the coded data generated by the image coding device and referenced by the image decoding device.
11 画像符号化装置
31 画像復号装置
112 インター予測パラメータ符号化部(予測画像生成装置)
303 インター予測パラメータ復号部(予測画像生成装置)
1122、3032 AMVP予測パラメータ導出部(アフィン動きベクトル導出部、アフィン動きベクトル導出装置)
30372 アフィン予測部(アフィン動きベクトル導出部、アフィン動きベクトル導出装置)
309 インター予測画像生成部(予測画像生成部)11
303 Inter-prediction parameter decoding unit (prediction image generator)
1122, 3032 AMVP prediction parameter derivation unit (affine motion vector derivation unit, affine motion vector derivation device)
30372 Affine prediction unit (affine motion vector derivation unit, affine motion vector derivation device)
309 Inter-prediction image generation unit (prediction image generation unit)
Claims (10)
前記アフィン動きベクトル導出装置は、
対象ブロックに含まれる複数のサブブロックの各々の動きベクトルを、当該対象ブロックと頂点を共有する参照ブロック内に設定された制御点における動きベクトルを参照して算出するものであり、
前記対象ブロックの形状および大きさの少なくとも何れかに応じて、2つの制御点の動きベクトルを算出して4パラメータアフィンの処理を行うか、3つの制御点の動きベクトルを算出して6パラメータアフィンの処理を行うかを切り替えることを特徴とするアフィン動きベクトル導出装置。 In the affine motion vector derivation device that derives the motion vector of each subblock constituting the target PU,
The affine motion vector derivation device is
The motion vector of each of the plurality of subblocks included in the target block is calculated by referring to the motion vector at the control point set in the reference block sharing the vertex with the target block.
Depending on at least one of the shape and size of the target block, the motion vectors of the two control points are calculated and the four-parameter affine is processed, or the motion vectors of the three control points are calculated and the six-parameter affine is calculated. An affine motion vector derivation device characterized by switching whether or not to perform the processing of.
アフィン動きベクトル導出部と、
予測画像生成部とを備え、
前記アフィン動きベクトル導出部は、
対象ブロックに含まれる複数のサブブロックの各々の動きベクトルを、当該対象ブロックと頂点を共有する参照ブロック内に設定された制御点における動きベクトルを参照して算出するものであり、
前記対象ブロックの形状および大きさの少なくとも何れかに応じて、2つの制御点の動きベクトルを算出して4パラメータアフィンの処理を行うか、3つの制御点の動きベクトルを算出して6パラメータアフィンの処理を行うかを切り替え、
前記予測画像生成部は、
前記制御点の動きベクトルを参照することによって予測画像を生成することを特徴とする予測画像生成装置。 In a predictive image generator for generating a predictive image used for coding or decoding a moving image,
Affine motion vector derivation part and
Equipped with a predictive image generator
The affine motion vector derivation unit is
The motion vector of each of the plurality of subblocks included in the target block is calculated by referring to the motion vector at the control point set in the reference block sharing the vertex with the target block.
Depending on at least one of the shape and size of the target block, the motion vectors of the two control points are calculated and the four-parameter affine is processed, or the motion vectors of the three control points are calculated and the six-parameter affine is calculated. Switch whether to perform the processing of
The predicted image generation unit
A predictive image generation device, characterized in that a predictive image is generated by referring to a motion vector of the control point.
前記対象ブロックが正方形である場合に6パラメータアフィンの処理を行い、前記対象ブロックが正方形でない場合に4パラメータアフィンの処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の予測画像生成装置。 The affine motion vector derivation unit is
The predictive image generation device according to claim 2, wherein when the target block is square, processing of 6-parameter affine is performed, and when the target block is not square, processing of 4-parameter affine is performed.
マージフラグmerge_flagがマージ処理を行わないことを示している場合であって、前記対象ブロックが正方形ではない場合には4パラメータアフィンの処理を行い、
マージフラグmerge_flagがマージ処理を行わないことを示している場合であって、前記対象ブロックが正方形である場合にはPUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flagを復号し、当該PUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flagが6パラメータアフィンの処理を行うことを示している場合には6パラメータアフィンの処理を行い、当該PUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flagが4パラメータアフィンの処理を行うことを示している場合には4パラメータアフィンの処理を行うことを特徴とする請求項2または3に記載の予測画像生成装置。 The affine motion vector derivation unit is
When the merge flag merge_flag indicates that the merge process is not performed, and the target block is not a square, the 4-parameter affine process is performed.
If the merge flag merge_flag indicates that the merge process is not performed, and the target block is square, the PU affine mode flag pu_affine_mode_flag is decoded, and the PU affine mode flag pu_affine_mode_flag processes the 6 parameter affine. When the PU affine mode flag pu_affine_mode_flag indicates that the 4-parameter affine is processed, the 4-parameter affine is processed. The predicted image generation device according to claim 2 or 3.
前記対象ブロックのサイズが所定の閾値以上である場合に6パラメータアフィンの処理を行い、前記対象ブロックのサイズが所定の閾値以上でない場合、4パラメータアフィンの処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の予測画像生成装置。 The affine motion vector derivation unit is
2. Predictive image generator according to.
マージフラグmerge_flagがマージ処理を行わないことを示している場合であって、前記対象ブロックのサイズが所定の閾値以上でない場合には4パラメータアフィンの処理を行い、
マージフラグmerge_flagがマージ処理を行わないことを示している場合であって、前記対象ブロックのサイズが所定の閾値以上である場合にはPUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flagを復号し、当該PUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flagが6パラメータアフィンの処理を行うことを示している場合には6パラメータアフィンの処理を行い、当該PUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flagが4パラメータアフィンの処理を行うことを示している場合には4パラメータアフィンの処理を行うことを特徴とする請求項5に記載の予測画像生成装置。 The affine motion vector derivation unit is
When the merge flag merge_flag indicates that the merge process is not performed, and the size of the target block is not equal to or larger than a predetermined threshold value, the 4-parameter affine process is performed.
When the merge flag merge_flag indicates that the merge process is not performed and the size of the target block is equal to or larger than a predetermined threshold, the PU affine mode flag pu_affine_mode_flag is decoded and the PU affine mode flag pu_affine_mode_flag is set. When it indicates that 6-parameter affine processing is performed, 6-parameter affine processing is performed, and when the PU affine mode flag pu_affine_mode_flag indicates that 4-parameter affine processing is performed, 4-parameter affine processing is performed. The predicted image generation device according to claim 5, wherein the above-mentioned is performed.
前記対象ブロックのサイズが所定の閾値以上である場合であり、かつ当該対象ブロックが正方形である場合に6パラメータアフィンの処理を行うことを特徴とする請求項2に記載の予測画像生成装置。 The affine motion vector derivation unit is
The predicted image generation device according to claim 2, wherein the processing of the 6-parameter affine is performed when the size of the target block is equal to or larger than a predetermined threshold value and the target block is square.
マージフラグmerge_flagがマージ処理を行わないことを示している場合であって、前記対象ブロックのサイズが所定の閾値以上ではなく、かつ当該対象ブロックが正方形ではない場合には4パラメータアフィンの処理を行い、
(1)マージフラグmerge_flagがマージ処理を行わないことを示している場合であって、前記対象ブロックのサイズが所定の閾値以上であるか、あるいは(2)マージフラグmerge_flagがマージ処理を行わないことを示している場合であって、前記対象ブロックのサイズが所定の閾値以上ではなく、かつ当該対象ブロックが正方形である場合にはPUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flagを復号し、当該PUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flagが6パラメータアフィンの処理を行うことを示している場合には6パラメータアフィンの処理を行い、当該PUアフィンモードフラグpu_affine_mode_flagが4パラメータアフィンの処理を行うことを示している場合には4パラメータアフィンの処理を行うことを特徴とする請求項7に記載の予測画像生成装置。 The affine motion vector derivation unit is
When the merge flag merge_flag indicates that the merge process is not performed, and the size of the target block is not equal to or larger than a predetermined threshold value and the target block is not a square, a 4-parameter affine process is performed. ,
(1) The merge flag merge_flag indicates that the merge process is not performed, and the size of the target block is equal to or larger than a predetermined threshold, or (2) the merge flag merge_flag does not perform the merge process. When the size of the target block is not equal to or larger than a predetermined threshold and the target block is square, the PU affine mode flag pu_affine_mode_flag is decoded, and the PU affine mode flag pu_affine_mode_flag is 6. If it indicates that the parameter affine processing is performed, the 6-parameter affine processing is performed, and if the PU affine mode flag pu_affine_mode_flag indicates that the 4-parameter affine processing is performed, the 4-parameter affine processing is performed. The predictive image generation device according to claim 7, wherein the prediction image generation device is performed.
前記予測画像に対して、残差信号を加算または減算することによって復号画像を生成することを特徴とする動画像復号装置。 The predictive image generator according to any one of claims 2 to 8 is provided.
A moving image decoding device, characterized in that a decoded image is generated by adding or subtracting a residual signal from the predicted image.
前記予測画像と符号化対象画像との残差信号を符号化することを特徴とする動画像符号化装置。 The predictive image generator according to any one of claims 2 to 8 is provided.
A moving image coding device for coding a residual signal between a predicted image and a coded target image.
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