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公開番号2025013665
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2024197520,2023127995
出願日2024-11-12,2018-12-17
発明の名称画像符号化装置、画像符号化方法、画像復号装置、画像復号方法
出願人キヤノン株式会社
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H04N 19/126 20140101AFI20250117BHJP(電気通信技術)
要約【課題】長方形の直交変換に対応した量子化マトリクスの生成技術を提供すること。
【解決手段】 8×8のサイズの第1の量子化マトリクスの要素を水平方向において増やさずに第1の量子化マトリクスの1列目、3列目、5列目、7列目の全ての要素を除くようにして8×8のサイズの第1の量子化マトリクスの要素を水平方向において減らす。第1の量子化マトリクスにおけるm行2n列(m、nは0以上の整数)の要素を第2の量子化マトリクスの2m行n列の要素および(2m+1)行n列の要素として配置するようにして8×8のサイズの第1の量子化マトリクスの要素を垂直方向に増やすことにより、第2の量子化マトリクスを生成する。第1の量子化マトリクスから8×16のサイズの第3の量子化マトリクスを生成可能である。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
画像を符号化する画像符号化装置であって、
８×８のサイズを有する第１の量子化マトリクスから、４×１６のサイズ（前記４×１６のサイズは水平方向に４のサイズであり垂直方向に１６のサイズであることを示す）を有する第２の量子化マトリクスを生成する生成手段と、
前記４×１６のサイズに対応するサイズのサブブロック内の変換係数を、前記第２の量子化マトリクスを用いて量子化する量子化手段と、を備え、
前記第１の量子化マトリクスはｒ番目の行およびｒ番目の列（ｒは０≦ｒ≦７を満たす整数）を有し、前記第２の量子化マトリクスはｐ番目の行およびｑ番目の列（ｐは０≦ｐ≦１５を満たす整数であり、ｑは０≦ｑ≦３を満たす整数）を有し、
前記生成手段は、少なくとも、
（ａ）前記第１の量子化マトリクスから前記第２の量子化マトリクスを生成するときに前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を水平方向において増やさずに前記第１の量子化マトリクスの１列目、３列目、５列目、および７列目の全ての要素を除くようにして前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を水平方向において直接的に減らし、且つ、
（ｂ）前記第１の量子化マトリクスにおけるｍ行２ｎ列（ｍ、ｎは０以上の整数）の要素を前記第２の量子化マトリクスの２ｍ行ｎ列の要素および前記第２の量子化マトリクスの（２ｍ＋１）行ｎ列の要素として配置するようにして前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を垂直方向に増やすことにより、
前記第２の量子化マトリクスを生成し、
前記生成手段は、前記第１の量子化マトリクスから８×１６のサイズ（前記８×１６のサイズは水平方向に８のサイズであり垂直方向に１６のサイズであることを示す）の第３の量子化マトリクスを生成可能である
ことを特徴とする画像符号化装置。
続きを表示（約 3,100 文字）【請求項２】
更に、
前記第１の量子化マトリクスを符号化する符号化手段と、
前記画像の符号化データと前記第１の量子化マトリクスの符号化データとを含むビットストリームを出力する手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
前記４×１６のサイズに対応するサイズのサブブロックに対する変換処理が行われる場合において、前記第１の量子化マトリクスから前記第２の量子化マトリクスを生成する処理は実行可能であり、
前記４×１６のサイズに対応するサイズのサブブロックに対する変換処理が行われない場合において、前記第１の量子化マトリクスから前記第２の量子化マトリクスを生成する処理は実行されないことを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項４】
前記４×１６のサイズに対応するサイズの前記サブブロックは、１６×１６のサイズのブロックを垂直三分割で分割することにより得られた、前記４×１６のサイズの第１のサブブロックと８×１６のサイズの第２のサブブロックと前記４×１６のサイズの第３のサブブロックとを含む３つのサブブロックのうちの前記第１のサブブロックまたは前記第３のサブブロックに対応することを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項５】
更に、
前記生成手段は、
前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスから、１６×４のサイズ（前記１６×４のサイズは水平方向に１６のサイズであり垂直方向に４のサイズであることを示す）を有する第４の量子化マトリクスを生成し、
前記第４の量子化マトリクスはｓ番目の行およびｔ番目の列（ｓは０≦ｓ≦３を満たす整数であり、ｔは０≦ｔ≦１５を満たす整数）を有し、
前記生成手段は、少なくとも、
（ａ）前記第１の量子化マトリクスから前記第４の量子化マトリクスを生成するときに前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を垂直方向において増やさずに前記第１の量子化マトリクスの１行目、３行目、５行目、および７行目の全ての要素を除くようにして前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を垂直方向において直接的に減らし、且つ、
（ｂ）前記第１の量子化マトリクスにおける２ｍ行ｎ列（ｍ、ｎは０以上の整数）の要素を前記第４の量子化マトリクスのｍ行２ｎ列の要素および前記第４の量子化マトリクスのｍ行（２ｎ＋１）列の要素として配置するようにして前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を水平方向に増やすことにより、
前記第４の量子化マトリクスを生成し、
前記量子化手段は、前記１６×４のサイズに対応するサイズのサブブロック内の変換係数を、前記第４の量子化マトリクスを用いて量子化する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項６】
前記４×１６のサイズに対応するサイズのサブブロック、および、前記１６×４のサイズに対応するサイズのサブブロック、に対する変換処理が行われない場合において、前記第１の量子化マトリクスから前記第２の量子化マトリクスを生成する処理と、前記第１の量子化マトリクスから前記第４の量子化マトリクスを生成する処理は実行されないことを特徴とする請求項５に記載の画像符号化装置。
【請求項７】
前記１６×４のサイズに対応するサイズのサブブロックは、１６×１６のサイズのブロックを水平三分割で分割することにより得られた、前記１６×４のサイズの第１のサブブロックと１６×８のサイズの第２のサブブロックと前記１６×４のサイズの第３のサブブロックとを含む３つのサブブロックのうちの前記第１のサブブロックまたは前記第３のサブブロックに対応することを特徴とする請求項５に記載の画像符号化装置。
【請求項８】
前記符号化手段は、少なくとも、
（ａ）前記第１の量子化マトリクスの第０行第０列目の要素と、所定の値との差分値を符号化し、
（ｂ）所定の走査順において前記第０行第０列目の要素の次の要素である前記第１の量子化マトリクスの第１行第０列目の要素と、前記第１の量子化マトリクスの前記第０行第０列目の要素との差分値を符号化し、
（ｃ）前記所定の走査順において前記第１行第０列目の次の要素である前記第１の量子化マトリクスの第０行第１列目の要素と、前記第１の量子化マトリクスの前記第１行第０列目の要素との差分値を符号化し、
（ｄ）前記所定の走査順において前記第０行第１列目の次の要素である前記第１の量子化マトリクスの第２行第０列目の要素と、前記第１の量子化マトリクスの第０行第１列目の要素と、の差分値を符号化するようにして、
前記第１の量子化マトリクスを符号化する
ことを特徴とする請求項２に記載の画像符号化装置。
【請求項９】
符号化された画像を復号する画像復号装置であって、
８×８のサイズを有する第１の量子化マトリクスから、４×１６のサイズ（前記４×１６のサイズは水平方向に４のサイズであり垂直方向に１６のサイズであることを示す）を有する第２の量子化マトリクスを生成する生成手段と、
前記４×１６のサイズに対応するサイズのサブブロック内の量子化された変換係数を、前記第２の量子化マトリクスを用いて逆量子化する逆量子化手段と、を備え、
前記第１の量子化マトリクスはｒ番目の行およびｒ番目の列（ｒは０≦ｒ≦７を満たす整数）を有し、前記第２の量子化マトリクスはｐ番目の行およびｑ番目の列（ｐは０≦ｐ≦１５を満たす整数であり、ｑは０≦ｑ≦３を満たす整数）を有し、
前記生成手段は、少なくとも、
（ａ）前記第１の量子化マトリクスから前記第２の量子化マトリクスを生成するときに前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を水平方向において増やさずに前記第１の量子化マトリクスの１列目、３列目、５列目、および７列目の全ての要素を除くようにして前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を水平方向において直接的に減らし、且つ、
（ｂ）前記第１の量子化マトリクスにおけるｍ行２ｎ列（ｍ、ｎは０以上の整数）の要素を前記第２の量子化マトリクスの２ｍ行ｎ列の要素および前記第２の量子化マトリクスの（２ｍ＋１）行ｎ列の要素として配置するようにして前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を垂直方向に増やすことにより、
前記第２の量子化マトリクスを生成し、
前記生成手段は、前記第１の量子化マトリクスから８×１６のサイズ（前記８×１６のサイズは水平方向に８のサイズであり垂直方向に１６のサイズであることを示す）の第３の量子化マトリクスを生成可能である
ことを特徴とする画像復号装置。
【請求項１０】
前記４×１６のサイズに対応するサイズのサブブロックに対する変換処理が行われる場合において、前記第１の量子化マトリクスから前記第２の量子化マトリクスを生成する処理は実行可能であり、
前記４×１６のサイズに対応するサイズのサブブロックに対する変換処理が行われない場合において、前記第１の量子化マトリクスから前記第２の量子化マトリクスを生成する処理は実行されないことを特徴とする請求項９に記載の画像復号装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の符号化技術および復号技術に関するものである。
続きを表示（約 2,500 文字）【背景技術】
【０００２】
動画像の圧縮記録の符号化方式として、ＨＥＶＣ（ＨｉｇｈＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＶｉｄｅｏＣｏｄｉｎｇ）符号化方式（以下、ＨＥＶＣと記す）が知られている。ＨＥＶＣでは符号化効率向上のため、従来のマクロブロック（１６画素×１６画素）より大きなサイズの基本ブロックが採用された。この大きなサイズの基本ブロックはＣＴＵ（ＣｏｄｉｎｇＴｒｅｅＵｎｉｔ）と呼ばれ、そのサイズは最大６４画素×６４画素である。ＣＴＵはさらに予測や変換を行う単位となるサブブロックに分割される。
【０００３】
また、ＨＥＶＣにおいては、量子化マトリクスと呼ばれる、直交変換を施した後の係数（以下、直交変換係数と記す）を、周波数成分に応じて重み付けをする為のマトリクスが用いられている。人間の視覚には劣化が目立ちにくい高周波成分のデータをより削減することで、画質を維持しながら圧縮効率を高めることが可能となっている。特許文献１には、このような量子化マトリクスを符号化する技術が開示されている。
【０００４】
近年、ＨＥＶＣの後継としてさらに高効率な符号化方式の国際標準化を行う活動が開始された。ＪＶＥＴ（ＪｏｉｎｔＶｉｄｅｏＥｘｐｅｒｔｓＴｅａｍ）がＩＳＯ／ＩＥＣとＩＴＵ－Ｔの間で設立され、ＶＶＣ（ＶｅｒｓａｔｉｌｅＶｉｄｅｏＣｏｄｉｎｇ）符号化方式（以下、ＶＶＣ）として標準化が進められている。符号化効率向上のため、従来の正方形サブブロックベースのイントラ予測・直交変換方法に加え、長方形サブブロックベースのイントラ予測・直交変換方法が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２０１３－３８７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＶＶＣにおいても、ＨＥＶＣと同様に量子化マトリクスの導入が検討されている。さらにＶＶＣでは、正方形だけでなく長方形のサブブロック分割およびそれに対応した直交変換の形状が検討されている。それぞれの直交変換係数の分布は直交変換の形状によって異なるため、直交変換の形状に応じて最適な量子化マトリクスを適用することが望ましい。しかしながら、全ての直交変換形状に対して個別の量子化マトリクスを定義すると、量子化マトリクスの符号量が不必要に増大する。本発明では、長方形の直交変換に対応した量子化マトリクスの生成技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一様態は、画像を符号化する画像符号化装置であって、８×８のサイズを有する第１の量子化マトリクスから、４×１６のサイズ（前記４×１６のサイズは水平方向に４のサイズであり垂直方向に１６のサイズであることを示す）を有する第２の量子化マトリクスを生成する生成手段と、前記４×１６のサイズに対応するサイズのサブブロック内の変換係数を、前記第２の量子化マトリクスを用いて量子化する量子化手段と、を備え、前記第１の量子化マトリクスはｒ番目の行およびｒ番目の列（ｒは０≦ｒ≦７を満たす整数）を有し、前記第２の量子化マトリクスはｐ番目の行およびｑ番目の列（ｐは０≦ｐ≦１５を満たす整数であり、ｑは０≦ｑ≦３を満たす整数）を有し、前記生成手段は、少なくとも、（ａ）前記第１の量子化マトリクスから前記第２の量子化マトリクスを生成するときに前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を水平方向において増やさずに前記第１の量子化マトリクスの１列目、３列目、５列目、および７列目の全ての要素を除くようにして前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を水平方向において直接的に減らし、且つ、（ｂ）前記第１の量子化マトリクスにおけるｍ行２ｎ列（ｍ、ｎは０以上の整数）の要素を前記第２の量子化マトリクスの２ｍ行ｎ列の要素および前記第２の量子化マトリクスの（２ｍ＋１）行ｎ列の要素として配置するようにして前記８×８のサイズを有する前記第１の量子化マトリクスの要素を垂直方向に増やすことにより、前記第２の量子化マトリクスを生成し、前記生成手段は、前記第１の量子化マトリクスから８×１６のサイズ（前記８×１６のサイズは水平方向に８のサイズであり垂直方向に１６のサイズであることを示す）の第３の量子化マトリクスを生成可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の構成によれば、長方形の直交変換に対応した量子化マトリクスの生成技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
画像符号化装置の機能構成例を示すブロック図。
画像復号装置の機能構成例を示すブロック図。
入力画像および量子化マトリクスの符号化処理のフローチャート。
ビットストリームの復号処理のフローチャート。
コンピュータ装置のハードウェア構成例を示すブロック図。
ビットストリームの構成例を示す図。
分割方法の一例を示す図。
オリジナル量子化マトリクスの一例を示す図。
量子化マトリクスの一例を示す図。
量子化マトリクスの一例を示す図。
（ａ）は走査方法を示す図、（ｂ）は差分行列１０００を示す図。
符号化テーブルの構成例を示す図。
量子化マトリクスの一例を示す図。
量子化マトリクスの一例を示す図。
量子化マトリクスの一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態は、本発明を具体的に実施した場合の一例を示すもので、特許請求の範囲に記載した構成の具体的な実施形態の１つである。
（【００１１】以降は省略されています）

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