特許ウォッチ

公開番号2025134977
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-17
出願番号2025111199,2024189444
出願日2025-07-01,2019-02-13
発明の名称レート歪み最適化を用いたビデオ符号化における画像整形
出願人ドルビーラボラトリーズライセンシングコーポレイション
代理人弁理士法人ITOH
主分類H04N 19/70 20140101AFI20250909BHJP(電気通信技術)
要約【課題】レート歪み最適化を用いたビデオ符号化における画像整形を提供する。
【解決手段】第1の符号語表現での画像のシーケンスが与えられて、レート‐歪み最適化を用いた画像整形のための方法、プロセス、およびシステムが提示される。整形は、第1の符号語表現を用いるよりもより効率的な圧縮を許容する第2の符号語表現において画像を符号化することを可能にする。整形パラメータの信号伝達のための構文法も提示される。
【選択図】図2E
特許請求の範囲【請求項１】
符号化されたビデオ・データを一つまたは複数のプロセッサで再構成する方法であって、当該方法は：
整形された符号語表現における一つまたは複数の符号化された整形画像を含む符号化ビットストリームを受領する段階と；
前記符号化ビットストリーム内の前記一つまたは複数の符号化された整形画像についての整形パラメータを受領する段階とを含み、前記整形パラメータは、前記整形パラメータに基づいて前方整形関数を生成するためのパラメータを含み、前記前方整形関数は、入力符号語表現から前記整形された符号語表現へと画像のピクセルをマッピングするものであり、前記整形パラメータは：
整形のために使用されるアクティブな最大ビン・インデックスを決定するデルタ・インデックス・パラメータであって、前記アクティブな最大ビン・インデックスはあらかじめ定義された最大ビン・インデックスより小さく、前記デルタ・インデックス・パラメータは、前記アクティブな最大ビン・インデックスと前記あらかじめ定義された最大ビン・インデックスとの差を表す、デルタ・インデックス・パラメータと；
前記整形において使用される最小ビン・インデックスを示す最小インデックス・パラメータと；
前記整形された符号語表現におけるそれぞれのアクティブなビンについての絶対デルタ符号語値と；
前記整形された符号語表現におけるそれぞれのアクティブなビンについての前記絶対デルタ符号語値の符号とを含み、
当該方法はさらに、
前記前方整形関数に基づいて前記符号化ビットストリームをデコードすることを含む、
方法。
続きを表示（約 2,000 文字）【請求項２】
前記前方整形関数は、前記整形パラメータによって導出される線形セグメントをもつ区分ごとの線形関数として再構成される、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記入力符号語表現を表すために使用される前記アクティブな最大ビン・インデックスを決定することが、前記あらかじめ定義された最大ビン・インデックスと前記デルタ・インデックス・パラメータとの差を計算することを含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記あらかじめ定義された最大ビン・インデックスは、15、31または63のうちの一つである、請求項１記載の方法。
【請求項５】
エンコードされたビットストリームのための整形パラメータを生成する方法であって、当該方法は：
入力符号語表現でのビデオ・ピクチャーのシーケンスを受領する段階と；
ビデオ・ピクチャーの前記シーケンスにおける一つまたは複数のピクチャーについて、前方整形関数を適用して、整形された符号語表現での整形されたピクチャーを生成する段階であって、前記前方整形関数は、前記入力符号語表現から前記整形された符号語表現へと画像のピクセルをマッピングするものである、段階と；
前記整形された符号語表現のための整形パラメータを生成する段階と；
少なくとも前記整形されたピクチャーに基づいて、符号化されたビットストリームを生成する段階とを含み、前記整形パラメータは：
整形のために使用されるアクティブな最大ビン・インデックスを決定するデルタ・インデックス・パラメータであって、前記アクティブな最大ビン・インデックスはあらかじめ定義された最大ビン・インデックスより小さく、前記デルタ・インデックス・パラメータは、前記アクティブな最大ビン・インデックスと前記あらかじめ定義された最大ビン・インデックスとの差を表す、デルタ・インデックス・パラメータと；
前記整形において使用される最小ビン・インデックスを示す最小インデックス・パラメータと；
前記整形された符号語表現におけるそれぞれのアクティブなビンについての絶対デルタ符号語値と；
前記整形された符号語表現におけるそれぞれのアクティブなビンについての前記絶対デルタ符号語値の符号とを含む、
方法。
【請求項６】
前記前方整形関数は、前記整形パラメータによって導出される線形セグメントをもつ区分ごとの線形関数を含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記入力符号語表現を表すために使用される前記アクティブな最大ビン・インデックスを決定することが、前記あらかじめ定義された最大ビン・インデックスと前記デルタ・インデックス・パラメータとの差を計算することを含む、請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記あらかじめ定義された最大ビン・インデックスは、15、31または63のうちの一つである、請求項５記載の方法。
【請求項９】
ビットストリームを生成して記録媒体に記録するための命令を記憶している一つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読媒体であって、前記命令は、前記プロセッサによって実行されると、前記プロセッサに前記ビットストリームを生成するためのビデオ・エンコード方法を実行させるものであり、
前記エンコード方法は：
入力符号語表現でのビデオ・ピクチャーのシーケンスを受領する段階と；
ビデオ・ピクチャーの前記シーケンスにおける一つまたは複数のピクチャーについて、前方整形関数を適用して、整形された符号語表現での整形されたピクチャーを生成する段階であって、前記前方整形関数は、前記入力符号語表現から前記整形された符号語表現へと画像のピクセルをマッピングするものである、段階と；
前記整形された符号語表現のための整形パラメータを生成する段階と；
少なくとも前記整形されたピクチャーに基づいて、符号化されたビットストリームを生成する段階とを含み、前記整形パラメータは：
整形のために使用されるアクティブな最大ビン・インデックスを決定するデルタ・インデックス・パラメータであって、前記アクティブな最大ビン・インデックスはあらかじめ定義された最大ビン・インデックスより小さく、前記デルタ・インデックス・パラメータは、前記アクティブな最大ビン・インデックスと前記あらかじめ定義された最大ビン・インデックスとの差を表す、デルタ・インデックス・パラメータと；
前記整形において使用される最小ビン・インデックスを示す最小インデックス・パラメータと；
前記整形において使用されるそれぞれのアクティブなビンについての絶対デルタ符号語値と；
前記整形において使用されるそれぞれのアクティブなビンについての前記絶対デルタ符号語値の符号とを含む、
方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願への相互参照
本願は、2019年1月14日に出願された米国仮特許出願第62/792,122号、2018年12月20日に出願された米国仮特許出願第62/782,659号、2018年11月28日に出願された米国仮特許出願第62/772,228号、2018年10月1日に出願された米国仮特許出願第62/739,402号、2018年9月4日に出願された米国仮特許出願第62/726,608号、2018年6月28日に出願された米国仮特許出願第62/691,366号、および2018年2月14日に出願された米国仮特許出願第62/630,385号に対する優先権の利益を主張するものであり、それぞれその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 1,900 文字）【０００２】
技術
本発明は、概括的には、画像およびビデオ符号化に関する。より詳細には、本発明のある実施形態は、ビデオ符号化における画像整形に関する。
【背景技術】
【０００３】
2013年、国際標準化機構（ISO）のMPEGグループは、国際電気通信連合（ITU）と共同で、HEVC（H.265としても知られる）ビデオ符号化規格（非特許文献４）の最初の草案を発表した。さらに最近、同グループは、既存のビデオ符号化技術よりも改善された符号化性能を提供する次世代符号化標準の開発を支援するためのエビデンス公募を発表した。
【０００４】
本明細書で使用されるところでは、用語「ビット深さ」は、画像の色成分の1つを表すために使用されるピクセルの数を表わす。伝統的に、画像は、ピクセル当たり、色成分当たり、8ビットで符号化されていた（たとえば、ピクセルあたり24ビット）が、現在のアーキテクチャは、今や10ビット、12ビット以上など、より高いビット深さをサポートすることがある。
【０００５】
伝統的な画像パイプラインでは、捕捉された画像は非線形な光電子関数（opto-electronic function、OETF）を用いて量子化され、これが線形シーン光を非線形ビデオ信号（たとえば、ガンマ符号化されたRGBまたはYCbCr）に変換する。次いで、受信機上で、ディスプレイ上に表示される前に、信号は、ビデオ信号値を出力画面色値に変換する電気光伝達関数（electro-optical transfer function、EOTF）によって処理される。そのような非線形関数は、ITU-R Rec. BT.709およびBT.2020に記載されている伝統的な「ガンマ」曲線、SMPTE ST2084に記載されている「PQ」（perceptual quantization［知覚的量子化］）曲線、およびRec. ITU-R BT.2100に記載されている「HybridLog-gamma［ハイブリッドログガンマ］」または「HLG」曲線を含む。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書で使用されるところでは、用語「前方整形（forward reshaping）」は、デジタル画像のもとのビット深さおよびもとの符号語の分布または表現（たとえば、ガンマまたはPQまたはHLGなど）から、同じまたは異なるビット深さおよび異なる符号語の分布または表現の画像への、デジタル画像のサンプルからサンプルへの、または符号語から符号語へのマッピングのプロセスを表わす。整形により、固定ビットレートでの改善された圧縮性または改善された画像品質が可能になる。たとえば、限定されるものではないが、10ビットのビデオ符号化アーキテクチャにおける符号化効率を改善するために、10ビットまたは12ビットのPQ符号化HDRビデオに整形が適用されてもよい。受信機では、整形された信号を圧縮解除した後、受信機は、「逆整形関数」を適用して、信号をもとの符号語分布に復元することができる。本発明者らによりここで認識されるように、ビデオ符号化標準の次世代のための開発が開始されるにつれて、画像の統合された整形および符号化のための改良された技術が望まれる。本発明の方法は、標準ダイナミックレンジ（SDR）および／または高ダイナミックレンジ（HDR）のコンテンツを含むがそれに限られない多様なビデオ・コンテンツに適用可能でありうる。
【０００７】
本節で述べた手法は、追求されることができた手法であるが、必ずしも以前に着想または追求された手法ではない。したがって、別段の指示がない限り、本節に記載されているどの手法も、単に本節に含まれているという理由で先行技術として適格であると想定されるべきではない。同様に、一つまたは複数の手法に関して特定された問題は、特に断らない限り、本節に基づいて何らかの先行技術において認識されていたと想定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の実施形態は、限定ではなく例として、添付の図面の図面に示されており、図面において、同様の参照番号が同様の要素を指す。
【０００９】
ビデオ配信パイプラインのための例示的なプロセスを示す；
【００１０】
従来技術による信号整形を使用するデータ圧縮のための例示的プロセスを示す；
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許