(57)【要約】【課題】圧縮効率の低下を抑制しつつ処理負荷の軽減を実現できる復号装置を提供する。【解決手段】復号装置２００は、イントラ予測を用いるか否かを判定し、イントラ予測を用いると判定した場合、適応基底選択モードが復号対象ブロックに許可されているか否か、及び、復号対象ブロックのサイズが所定条件を満たすか否かを判定し、復号対象ブロックに適応基底選択モードが許可され、かつ、復号対象ブロックのサイズが所定条件を満たす場合は、（ｉ）復号対象ブロックのイントラ予測モードが所定モードでない場合に、復号対象ブロックの逆量子化された係数に、第２の逆変換基底を用いて第２の逆変換を行い、さらに第１の所定逆変換基底を用いて第１の逆変換を行い、（ｉｉ）復号対象ブロックのイントラ予測モードが所定モードである場合に、第２の逆変換をスキップし、復号対象ブロックの逆量子化された係数に、第１の所定逆変換基底を用いて第１の逆変換を行う。【選択図】図１８
2020202597.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
復号装置であって、
プロセッサ及びメモリを備え、前記プロセッサは前記メモリを用いて、
ピクチャに含まれる復号対象ブロックにイントラ予測を用いるか否かを判定し、
前記復号対象ブロックにイントラ予測を用いると判定した場合、複数の第１の変換基底の候補の中から第１の変換基底を選択可能な適応基底選択モードが前記復号対象ブロックに許可されているか否か、及び、前記復号対象ブロックのサイズが所定条件を満たすか否かを判定し、
前記復号対象ブロックに前記適応基底選択モードが許可され、かつ、前記復号対象ブロックのサイズが前記所定条件を満たす場合は、
（ｉ）前記復号対象ブロックのイントラ予測モードが所定モードでない場合に、前記復号対象ブロックの逆量子化された係数に、第２の逆変換基底を用いて第２の逆変換を行い、さらに第１の所定逆変換基底を用いて第１の逆変換を行い、
（ｉｉ）前記復号対象ブロックのイントラ予測モードが前記所定モードである場合に、前記第２の逆変換をスキップし、前記復号対象ブロックの逆量子化された係数に、前記第１の所定逆変換基底を用いて第１の逆変換を行う、
復号装置。
【請求項２】
復号方法であって、
ピクチャに含まれる復号対象ブロックにイントラ予測を用いるか否かを判定し、
前記復号対象ブロックにイントラ予測を用いると判定した場合、複数の第１の変換基底の候補の中から第１の変換基底を選択可能な適応基底選択モードが前記復号対象ブロックに許可されているか否か、及び、前記復号対象ブロックのサイズが所定条件を満たすか否かを判定し、
前記復号対象ブロックに前記適応基底選択モードが許可され、かつ、前記復号対象ブロックのサイズが前記所定条件を満たす場合は、
（ｉ）前記復号対象ブロックのイントラ予測モードが所定モードでない場合に、前記復号対象ブロックの逆量子化された係数に、第２の逆変換基底を用いて第２の逆変換を行い、さらに第１の所定逆変換基底を用いて第１の逆変換を行い、
（ｉｉ）前記復号対象ブロックのイントラ予測モードが前記所定モードである場合に、前記第２の逆変換をスキップし、前記復号対象ブロックの逆量子化された係数に、前記第１の所定逆変換基底を用いて第１の逆変換を行う、
復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ブロック単位での画像／映像の符号化及び復号に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）と称される映像符号化標準規格が、ＪＣＴ−ＶＣ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ  Ｔｅａｍ  ｏｎ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）により標準化されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｈ．２６５（ＩＳＯ／ＩＥＣ  ２３００８−２  ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような符号化及び復号技術では、圧縮効率の低下を抑えつつ処理負荷を軽減することが求められている。
【０００５】
そこで、本開示は、圧縮効率の低下を抑制しつつ処理負荷の軽減を実現できる符号化装置、復号装置、符号化方法又は復号方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る復号装置は、プロセッサ及びメモリを備え、前記プロセッサは前記メモリを用いて、ピクチャに含まれる復号対象ブロックにイントラ予測を用いるか否かを判定し、前記復号対象ブロックにイントラ予測を用いると判定した場合、複数の第１の変換基底の候補の中から第１の変換基底を選択可能な適応基底選択モードが前記復号対象ブロックに許可されているか否か、及び、前記復号対象ブロックのサイズが所定条件を満たすか否かを判定し、前記復号対象ブロックに前記適応基底選択モードが許可され、かつ、前記復号対象ブロックのサイズが前記所定条件を満たす場合は、（ｉ）前記復号対象ブロックのイントラ予測モードが所定モードでない場合に、前記復号対象ブロックの逆量子化された係数に、第２の逆変換基底を用いて第２の逆変換を行い、さらに第１の所定逆変換基底を用いて第１の逆変換を行い、（ｉｉ）前記復号対象ブロックのイントラ予測モードが前記所定モードである場合に、前記第２の逆変換をスキップし、前記復号対象ブロックの逆量子化された係数に、前記第１の所定逆変換基底を用いて第１の逆変換を行う。
【０００７】
なお、これらの全般的又は具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
本開示は、圧縮効率の低下を抑制しつつ処理負荷の軽減を実現できる符号化装置、復号装置、符号化方法又は復号方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施の形態１に係る符号化装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１におけるブロック分割の一例を示す図である。
【図３】図３は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。
【図４Ａ】図４Ａは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の他の一例を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の他の一例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、イントラ予測における６７個のイントラ予測モードを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理の概要を説明するためのフローチャートである。
【図５Ｃ】図５Ｃは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理の概要を説明するための概念図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、ＦＲＵＣの一例を示す図である。
【図６】図６は、動き軌道に沿う２つのブロック間でのパターンマッチング（バイラテラルマッチング）を説明するための図である。
【図７】図７は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング（テンプレートマッチング）を説明するための図である。
【図８】図８は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。
【図９Ａ】図９Ａは、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づくサブブロック単位の動きベクトルの導出を説明するための図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、マージモードによる動きベクトル導出処理の概要を説明するための図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、ＤＭＶＲ処理の概要を説明するための概念図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、ＬＩＣ処理による輝度補正処理を用いた予測画像生成方法の概要を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る復号装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態２に係る符号化装置における変換及び量子化処理を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態２に係る復号装置における逆量子化及び逆変換処理を示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、実施の形態３に係る符号化装置における変換及び量子化処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態３に係る復号装置における逆量子化及び逆変換処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、実施の形態４に係る符号化装置における変換及び量子化処理を示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、実施の形態４に係る符号化装置における符号化処理を示すフローチャートである。
【図１７】図１７は、実施の形態４に係る復号装置における復号処理を示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、実施の形態４に係る復号装置における逆量子化及び逆変換処理を示すフローチャートである。
【図１９】図１９は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。
【図２０】図２０は、スケーラブル符号化時の符号化構造の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、スケーラブル符号化時の符号化構造の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、ｗｅｂページの表示画面例を示す図である。
【図２３】図２３は、ｗｅｂページの表示画面例を示す図である。
【図２４】図２４は、スマートフォンの一例を示す図である。
【図２５】図２５は、スマートフォンの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００１１】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１２】
（実施の形態１）
まず、後述する本開示の各態様で説明する処理および／または構成を適用可能な符号化装置および復号化装置の一例として、実施の形態１の概要を説明する。ただし、実施の形態１は、本開示の各態様で説明する処理および／または構成を適用可能な符号化装置および復号化装置の一例にすぎず、本開示の各態様で説明する処理および／または構成は、実施の形態１とは異なる符号化装置および復号化装置においても実施可能である。
【００１３】
実施の形態１に対して本開示の各態様で説明する処理および／または構成を適用する場合、例えば以下のいずれかを行ってもよい。
【００１４】
（１）実施の形態１の符号化装置または復号化装置に対して、当該符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうち、本開示の各態様で説明する構成要素に対応する構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素に置き換えること
（２）実施の形態１の符号化装置または復号化装置に対して、当該符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうち一部の構成要素について機能または実施する処理の追加、置き換え、削除などの任意の変更を施した上で、本開示の各態様で説明する構成要素に対応する構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素に置き換えること
（３）実施の形態１の符号化装置または復号化装置が実施する方法に対して、処理の追加、および／または当該方法に含まれる複数の処理のうちの一部の処理について置き換え、削除などの任意の変更を施した上で、本開示の各態様で説明する処理に対応する処理を、本開示の各態様で説明する処理に置き換えること
（４）実施の形態１の符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素、本開示の各態様で説明する構成要素が備える機能の一部を備える構成要素、または本開示の各態様で説明する構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素と組み合わせて実施すること
（５）実施の形態１の符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素が備える機能の一部を備える構成要素、または実施の形態１の符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素、本開示の各態様で説明する構成要素が備える機能の一部を備える構成要素、または本開示の各態様で説明する構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素と組み合わせて実施すること
（６）実施の形態１の符号化装置または復号化装置が実施する方法に対して、当該方法に含まれる複数の処理のうち、本開示の各態様で説明する処理に対応する処理を、本開示の各態様で説明する処理に置き換えること
（７）実施の形態１の符号化装置または復号化装置が実施する方法に含まれる複数の処理のうちの一部の処理を、本開示の各態様で説明する処理と組み合わせて実施すること
【００１５】
なお、本開示の各態様で説明する処理および／または構成の実施の仕方は、上記の例に限定されるものではない。例えば、実施の形態１において開示する動画像／画像符号化装置または動画像／画像復号化装置とは異なる目的で利用される装置において実施されてもよいし、各態様において説明した処理および／または構成を単独で実施してもよい。また、異なる態様において説明した処理および／または構成を組み合わせて実施してもよい。
【００１６】
［符号化装置の概要］
まず、実施の形態１に係る符号化装置の概要を説明する。図１は、実施の形態１に係る符号化装置１００の機能構成を示すブロック図である。符号化装置１００は、動画像／画像をブロック単位で符号化する動画像／画像符号化装置である。
【００１７】
図１に示すように、符号化装置１００は、画像をブロック単位で符号化する装置であって、分割部１０２と、減算部１０４と、変換部１０６と、量子化部１０８と、エントロピー符号化部１１０と、逆量子化部１１２と、逆変換部１１４と、加算部１１６と、ブロックメモリ１１８と、ループフィルタ部１２０と、フレームメモリ１２２と、イントラ予測部１２４と、インター予測部１２６と、予測制御部１２８と、を備える。
【００１８】
符号化装置１００は、例えば、汎用プロセッサ及びメモリにより実現される。この場合、メモリに格納されたソフトウェアプログラムがプロセッサにより実行されたときに、プロセッサは、分割部１０２、減算部１０４、変換部１０６、量子化部１０８、エントロピー符号化部１１０、逆量子化部１１２、逆変換部１１４、加算部１１６、ループフィルタ部１２０、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６及び予測制御部１２８として機能する。また、符号化装置１００は、分割部１０２、減算部１０４、変換部１０６、量子化部１０８、エントロピー符号化部１１０、逆量子化部１１２、逆変換部１１４、加算部１１６、ループフィルタ部１２０、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６及び予測制御部１２８に対応する専用の１以上の電子回路として実現されてもよい。
【００１９】
以下に、符号化装置１００に含まれる各構成要素について説明する。
【００２０】
［分割部］
分割部１０２は、入力動画像に含まれる各ピクチャを複数のブロックに分割し、各ブロックを減算部１０４に出力する。例えば、分割部１０２は、まず、ピクチャを固定サイズ（例えば１２８ｘ１２８）のブロックに分割する。この固定サイズのブロックは、符号化ツリーユニット（ＣＴＵ）と呼ばれることがある。そして、分割部１０２は、再帰的な四分木（ｑｕａｄｔｒｅｅ）及び／又は二分木（ｂｉｎａｒｙ  ｔｒｅｅ）ブロック分割に基づいて、固定サイズのブロックの各々を可変サイズ（例えば６４ｘ６４以下）のブロックに分割する。この可変サイズのブロックは、符号化ユニット（ＣＵ）、予測ユニット（ＰＵ）あるいは変換ユニット（ＴＵ）と呼ばれることがある。なお、本実施の形態では、ＣＵ、ＰＵ及びＴＵは区別される必要はなく、ピクチャ内の一部又はすべてのブロックがＣＵ、ＰＵ、ＴＵの処理単位となってもよい。
【００２１】
図２は、実施の形態１におけるブロック分割の一例を示す図である。図２において、実線は四分木ブロック分割によるブロック境界を表し、破線は二分木ブロック分割によるブロック境界を表す。
【００２２】
ここでは、ブロック１０は、１２８ｘ１２８画素の正方形ブロック（１２８ｘ１２８ブロック）である。この１２８ｘ１２８ブロック１０は、まず、４つの正方形の６４ｘ６４ブロックに分割される（四分木ブロック分割）。
【００２３】
左上の６４ｘ６４ブロックは、さらに２つの矩形の３２ｘ６４ブロックに垂直に分割され、左の３２ｘ６４ブロックはさらに２つの矩形の１６ｘ６４ブロックに垂直に分割される（二分木ブロック分割）。その結果、左上の６４ｘ６４ブロックは、２つの１６ｘ６４ブロック１１、１２と、３２ｘ６４ブロック１３とに分割される。
【００２４】
右上の６４ｘ６４ブロックは、２つの矩形の６４ｘ３２ブロック１４、１５に水平に分割される（二分木ブロック分割）。
【００２５】
左下の６４ｘ６４ブロックは、４つの正方形の３２ｘ３２ブロックに分割される（四分木ブロック分割）。４つの３２ｘ３２ブロックのうち左上のブロック及び右下のブロックはさらに分割される。左上の３２ｘ３２ブロックは、２つの矩形の１６ｘ３２ブロックに垂直に分割され、右の１６ｘ３２ブロックはさらに２つの１６ｘ１６ブロックに水平に分割される（二分木ブロック分割）。右下の３２ｘ３２ブロックは、２つの３２ｘ１６ブロックに水平に分割される（二分木ブロック分割）。その結果、左下の６４ｘ６４ブロックは、１６ｘ３２ブロック１６と、２つの１６ｘ１６ブロック１７、１８と、２つの３２ｘ３２ブロック１９、２０と、２つの３２ｘ１６ブロック２１、２２とに分割される。
【００２６】
右下の６４ｘ６４ブロック２３は分割されない。
【００２７】
以上のように、図２では、ブロック１０は、再帰的な四分木及び二分木ブロック分割に基づいて、１３個の可変サイズのブロック１１〜２３に分割される。このような分割は、ＱＴＢＴ（ｑｕａｄ−ｔｒｅｅ  ｐｌｕｓ  ｂｉｎａｒｙ  ｔｒｅｅ）分割と呼ばれることがある。
【００２８】
なお、図２では、１つのブロックが４つ又は２つのブロックに分割されていたが（四分木又は二分木ブロック分割）、分割はこれに限定されない。例えば、１つのブロックが３つのブロックに分割されてもよい（三分木ブロック分割）。このような三分木ブロック分割を含む分割は、ＭＢＴ（ｍｕｌｔｉ  ｔｙｐｅ  ｔｒｅｅ）分割と呼ばれることがある。
【００２９】
［減算部］
減算部１０４は、分割部１０２によって分割されたブロック単位で原信号（原サンプル）から予測信号（予測サンプル）を減算する。つまり、減算部１０４は、符号化対象ブロック（以下、カレントブロックという）の予測誤差（残差ともいう）を算出する。そして、減算部１０４は、算出された予測誤差を変換部１０６に出力する。
【００３０】
原信号は、符号化装置１００の入力信号であり、動画像を構成する各ピクチャの画像を表す信号（例えば輝度（ｌｕｍａ）信号及び２つの色差（ｃｈｒｏｍａ）信号）である。以下において、画像を表す信号をサンプルともいうこともある。
【００３１】
［変換部］
変換部１０６は、空間領域の予測誤差を周波数領域の変換係数に変換し、変換係数を量子化部１０８に出力する。具体的には、変換部１０６は、例えば空間領域の予測誤差に対して予め定められた離散コサイン変換（ＤＣＴ）又は離散サイン変換（ＤＳＴ）を行う。
【００３２】
なお、変換部１０６は、複数の変換タイプの中から適応的に変換タイプを選択し、選択された変換タイプに対応する変換基底関数（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  ｂａｓｉｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を用いて、予測誤差を変換係数に変換してもよい。このような変換は、ＥＭＴ（ｅｘｐｌｉｃｉｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｃｏｒｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＡＭＴ（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれることがある。
【００３３】
複数の変換タイプは、例えば、ＤＣＴ−ＩＩ、ＤＣＴ−Ｖ、ＤＣＴ−ＶＩＩＩ、ＤＳＴ−Ｉ及びＤＳＴ−ＶＩＩを含む。図３は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。図３においてＮは入力画素の数を示す。これらの複数の変換タイプの中からの変換タイプの選択は、例えば、予測の種類（イントラ予測及びインター予測）に依存してもよいし、イントラ予測モードに依存してもよい。
【００３４】
このようなＥＭＴ又はＡＭＴを適用するか否かを示す情報（例えばＡＭＴフラグと呼ばれる）及び選択された変換タイプを示す情報は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
【００３５】
また、変換部１０６は、変換係数（変換結果）を再変換してもよい。このような再変換は、ＡＳＴ（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＮＳＳＴ（ｎｏｎ−ｓｅｐａｒａｂｌｅ  ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれることがある。例えば、変換部１０６は、イントラ予測誤差に対応する変換係数のブロックに含まれるサブブロック（例えば４ｘ４サブブロック）ごとに再変換を行う。ＮＳＳＴを適用するか否かを示す情報及びＮＳＳＴに用いられる変換行列に関する情報は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
【００３６】
ここで、Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換とは、入力の次元の数だけ方向ごとに分離して複数回変換を行う方式であり、Ｎｏｎ−Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換とは、入力が多次元であった際に２つ以上の次元をまとめて１次元とみなして、まとめて変換を行う方式である。
【００３７】
例えば、Ｎｏｎ−Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換の１例として、入力が４×４のブロックであった場合にはそれを１６個の要素を持ったひとつの配列とみなし、その配列に対して１６×１６の変換行列で変換処理を行うようなものが挙げられる。
【００３８】
また、同様に４×４の入力ブロックを１６個の要素を持ったひとつの配列とみなした後に、その配列に対してＧｉｖｅｎｓ回転を複数回行うようなもの（Ｈｙｐｅｒｃｕｂｅ  Ｇｉｖｅｎｓ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）もＮｏｎ−Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換の例である。
【００３９】
［量子化部］
量子化部１０８は、変換部１０６から出力された変換係数を量子化する。具体的には、量子化部１０８は、カレントブロックの変換係数を所定の走査順序で走査し、走査された変換係数に対応する量子化パラメータ（ＱＰ）に基づいて当該変換係数を量子化する。そして、量子化部１０８は、カレントブロックの量子化された変換係数（以下、量子化係数という）をエントロピー符号化部１１０及び逆量子化部１１２に出力する。
【００４０】
所定の順序は、変換係数の量子化／逆量子化のための順序である。例えば、所定の走査順序は、周波数の昇順（低周波から高周波の順）又は降順（高周波から低周波の順）で定義される。
【００４１】
量子化パラメータとは、量子化ステップ（量子化幅）を定義するパラメータである。例えば、量子化パラメータの値が増加すれば量子化ステップも増加する。つまり、量子化パラメータの値が増加すれば量子化誤差が増大する。
【００４２】
［エントロピー符号化部］
エントロピー符号化部１１０は、量子化部１０８から入力である量子化係数を可変長符号化することにより符号化信号（符号化ビットストリーム）を生成する。具体的には、エントロピー符号化部１１０は、例えば、量子化係数を二値化し、二値信号を算術符号化する。
【００４３】
［逆量子化部］
逆量子化部１１２は、量子化部１０８からの入力である量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部１１２は、カレントブロックの量子化係数を所定の走査順序で逆量子化する。そして、逆量子化部１１２は、カレントブロックの逆量子化された変換係数を逆変換部１１４に出力する。
【００４４】
［逆変換部］
逆変換部１１４は、逆量子化部１１２からの入力である変換係数を逆変換することにより予測誤差を復元する。具体的には、逆変換部１１４は、変換係数に対して、変換部１０６による変換に対応する逆変換を行うことにより、カレントブロックの予測誤差を復元する。そして、逆変換部１１４は、復元された予測誤差を加算部１１６に出力する。
【００４５】
なお、復元された予測誤差は、量子化により情報が失われているので、減算部１０４が算出した予測誤差と一致しない。すなわち、復元された予測誤差には、量子化誤差が含まれている。
【００４６】
［加算部］
加算部１１６は、逆変換部１１４からの入力である予測誤差と予測制御部１２８からの入力である予測サンプルとを加算することによりカレントブロックを再構成する。そして、加算部１１６は、再構成されたブロックをブロックメモリ１１８及びループフィルタ部１２０に出力する。再構成ブロックは、ローカル復号ブロックと呼ばれることもある。
【００４７】
［ブロックメモリ］
ブロックメモリ１１８は、イントラ予測で参照されるブロックであって符号化対象ピクチャ（以下、カレントピクチャという）内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ１１８は、加算部１１６から出力された再構成ブロックを格納する。
【００４８】
［ループフィルタ部］
ループフィルタ部１２０は、加算部１１６によって再構成されたブロックにループフィルタを施し、フィルタされた再構成ブロックをフレームメモリ１２２に出力する。ループフィルタとは、符号化ループ内で用いられるフィルタ（インループフィルタ）であり、例えば、デブロッキング・フィルタ（ＤＦ）、サンプルアダプティブオフセット（ＳＡＯ）及びアダプティブループフィルタ（ＡＬＦ）などを含む。
【００４９】
ＡＬＦでは、符号化歪みを除去するための最小二乗誤差フィルタが適用され、例えばカレントブロック内の２ｘ２サブブロックごとに、局所的な勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）の方向及び活性度（ａｃｔｉｖｉｔｙ）に基づいて複数のフィルタの中から選択された１つのフィルタが適用される。
【００５０】
具体的には、まず、サブブロック（例えば２ｘ２サブブロック）が複数のクラス（例えば１５又は２５クラス）に分類される。サブブロックの分類は、勾配の方向及び活性度に基づいて行われる。例えば、勾配の方向値Ｄ（例えば０〜２又は０〜４）と勾配の活性値Ａ（例えば０〜４）とを用いて分類値Ｃ（例えばＣ＝５Ｄ＋Ａ）が算出される。そして、分類値Ｃに基づいて、サブブロックが複数のクラス（例えば１５又は２５クラス）に分類される。
【００５１】
勾配の方向値Ｄは、例えば、複数の方向（例えば水平、垂直及び２つの対角方向）の勾配を比較することにより導出される。また、勾配の活性値Ａは、例えば、複数の方向の勾配を加算し、加算結果を量子化することにより導出される。
【００５２】
このような分類の結果に基づいて、複数のフィルタの中からサブブロックのためのフィルタが決定される。
【００５３】
ＡＬＦで用いられるフィルタの形状としては例えば円対称形状が利用される。図４Ａ〜図４Ｃは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の複数の例を示す図である。図４Ａは、５ｘ５ダイヤモンド形状フィルタを示し、図４Ｂは、７ｘ７ダイヤモンド形状フィルタを示し、図４Ｃは、９ｘ９ダイヤモンド形状フィルタを示す。フィルタの形状を示す情報は、ピクチャレベルで信号化される。なお、フィルタの形状を示す情報の信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はＣＵレベル）であってもよい。
【００５４】
ＡＬＦのオン／オフは、例えば、ピクチャレベル又はＣＵレベルで決定される。例えば、輝度についてはＣＵレベルでＡＬＦを適用するか否かが決定され、色差についてはピクチャレベルでＡＬＦを適用するか否かが決定される。ＡＬＦのオン／オフを示す情報は、ピクチャレベル又はＣＵレベルで信号化される。なお、ＡＬＦのオン／オフを示す情報の信号化は、ピクチャレベル又はＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
【００５５】
選択可能な複数のフィルタ（例えば１５又は２５までのフィルタ）の係数セットは、ピクチャレベルで信号化される。なお、係数セットの信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル、ＣＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
【００５６】
［フレームメモリ］
フレームメモリ１２２は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ１２２は、ループフィルタ部１２０によってフィルタされた再構成ブロックを格納する。
【００５７】
［イントラ予測部］
イントラ予測部１２４は、ブロックメモリ１１８に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してカレントブロックのイントラ予測（画面内予測ともいう）を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部１２４は、カレントブロックに隣接するブロックのサンプル（例えば輝度値、色差値）を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測信号を生成し、イントラ予測信号を予測制御部１２８に出力する。
【００５８】
例えば、イントラ予測部１２４は、予め規定された複数のイントラ予測モードのうちの１つを用いてイントラ予測を行う。複数のイントラ予測モードは、１以上の非方向性予測モードと、複数の方向性予測モードと、を含む。
【００５９】
１以上の非方向性予測モードは、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）規格（非特許文献１）で規定されたＰｌａｎａｒ予測モード及びＤＣ予測モードを含む。
【００６０】
複数の方向性予測モードは、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定された３３方向の予測モードを含む。なお、複数の方向性予測モードは、３３方向に加えてさらに３２方向の予測モード（合計で６５個の方向性予測モード）を含んでもよい。図５Ａは、イントラ予測における６７個のイントラ予測モード（２個の非方向性予測モード及び６５個の方向性予測モード）を示す図である。実線矢印は、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定された３３方向を表し、破線矢印は、追加された３２方向を表す。
【００６１】
なお、色差ブロックのイントラ予測において、輝度ブロックが参照されてもよい。つまり、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分が予測されてもよい。このようなイントラ予測は、ＣＣＬＭ（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｌｉｎｅａｒ  ｍｏｄｅｌ）予測と呼ばれることがある。このような輝度ブロックを参照する色差ブロックのイントラ予測モード（例えばＣＣＬＭモードと呼ばれる）は、色差ブロックのイントラ予測モードの１つとして加えられてもよい。
【００６２】
イントラ予測部１２４は、水平／垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正してもよい。このような補正をともなうイントラ予測は、ＰＤＰＣ（ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｉｎｔｒａ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれることがある。ＰＤＰＣの適用の有無を示す情報（例えばＰＤＰＣフラグと呼ばれる）は、例えばＣＵレベルで信号化される。なお、この情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
【００６３】
［インター予測部］
インター予測部１２６は、フレームメモリ１２２に格納された参照ピクチャであってカレントピクチャとは異なる参照ピクチャを参照してカレントブロックのインター予測（画面間予測ともいう）を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。インター予測は、カレントブロック又はカレントブロック内のサブブロック（例えば４ｘ４ブロック）の単位で行われる。例えば、インター予測部１２６は、カレントブロック又はサブブロックについて参照ピクチャ内で動き探索（ｍｏｔｉｏｎ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を行う。そして、インター予測部１２６は、動き探索により得られた動き情報（例えば動きベクトル）を用いて動き補償を行うことでカレントブロック又はサブブロックのインター予測信号を生成する。そして、インター予測部１２６は、生成されたインター予測信号を予測制御部１２８に出力する。
【００６４】
動き補償に用いられた動き情報は信号化される。動きベクトルの信号化には、予測動きベクトル（ｍｏｔｉｏｎ  ｖｅｃｔｏｒ  ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）が用いられてもよい。つまり、動きベクトルと予測動きベクトルとの間の差分が信号化されてもよい。
【００６５】
なお、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測信号が生成されてもよい。具体的には、動き探索により得られた動き情報に基づく予測信号と、隣接ブロックの動き情報に基づく予測信号と、を重み付け加算することにより、カレントブロック内のサブブロック単位でインター予測信号が生成されてもよい。このようなインター予測（動き補償）は、ＯＢＭＣ（ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ｂｌｏｃｋ  ｍｏｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）と呼ばれることがある。
【００６６】
このようなＯＢＭＣモードでは、ＯＢＭＣのためのサブブロックのサイズを示す情報（例えばＯＢＭＣブロックサイズと呼ばれる）は、シーケンスレベルで信号化される。また、ＯＢＭＣモードを適用するか否かを示す情報（例えばＯＢＭＣフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化のレベルは、シーケンスレベル及びＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えばピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
【００６７】
ＯＢＭＣモードについて、より具体的に説明する。図５Ｂ及び図５Ｃは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理の概要を説明するためのフローチャート及び概念図である。
【００６８】
まず、符号化対象ブロックに割り当てられた動きベクトル（ＭＶ）を用いて通常の動き補償による予測画像（Ｐｒｅｄ）を取得する。
【００６９】
次に、符号化済みの左隣接ブロックの動きベクトル（ＭＶ＿Ｌ）を符号化対象ブロックに適用して予測画像（Ｐｒｅｄ＿Ｌ）を取得し、前記予測画像とＰｒｅｄ＿Ｌとを重みを付けて重ね合わせることで予測画像の１回目の補正を行う。
【００７０】
同様に、符号化済みの上隣接ブロックの動きベクトル（ＭＶ＿Ｕ）を符号化対象ブロックに適用して予測画像（Ｐｒｅｄ＿Ｕ）を取得し、前記１回目の補正を行った予測画像とＰｒｅｄ＿Ｕとを重みを付けて重ね合わせることで予測画像の２回目の補正を行い、それを最終的な予測画像とする。
【００７１】
なお、ここでは左隣接ブロックと上隣接ブロックを用いた２段階の補正の方法を説明したが、右隣接ブロックや下隣接ブロックを用いて２段階よりも多い回数の補正を行う構成とすることも可能である。
【００７２】
なお、重ね合わせを行う領域はブロック全体の画素領域ではなく、ブロック境界近傍の一部の領域のみであってもよい。
【００７３】
なお、ここでは１枚の参照ピクチャからの予測画像補正処理について説明したが、複数枚の参照ピクチャから予測画像を補正する場合も同様であり、各々の参照ピクチャから補正した予測画像を取得した後に、得られた予測画像をさらに重ね合わせることで最終的な予測画像とする。
【００７４】
なお、前記処理対象ブロックは、予測ブロック単位であっても、予測ブロックをさらに分割したサブブロック単位であってもよい。
【００７５】
ＯＢＭＣ処理を適用するかどうかの判定の方法として、例えば、ＯＢＭＣ処理を適用するかどうかを示す信号であるｏｂｍｃ＿ｆｌａｇを用いる方法がある。具体的な一例としては、符号化装置において、符号化対象ブロックが動きの複雑な領域に属しているかどうかを判定し、動きの複雑な領域に属している場合はｏｂｍｃ＿ｆｌａｇとして値１を設定してＯＢＭＣ処理を適用して符号化を行い、動きの複雑な領域に属していない場合はｏｂｍｃ＿ｆｌａｇとして値０を設定してＯＢＭＣ処理を適用せずに符号化を行う。一方、復号化装置では、ストリームに記述されたｏｂｍｃ＿ｆｌａｇを復号化するとことで、その値に応じてＯＢＭＣ処理を適用するかどうかを切替えて復号化を行う。
【００７６】
なお、動き情報は信号化されずに、復号装置側で導出されてもよい。例えば、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定されたマージモードが用いられてもよい。また例えば、復号装置側で動き探索を行うことにより動き情報が導出されてもよい。この場合、カレントブロックの画素値を用いずに動き探索が行われる。
【００７７】
ここで、復号装置側で動き探索を行うモードについて説明する。この復号装置側で動き探索を行うモードは、ＰＭＭＶＤ（ｐａｔｔｅｒｎ  ｍａｔｃｈｅｄ  ｍｏｔｉｏｎ  ｖｅｃｔｏｒ  ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）モード又はＦＲＵＣ（ｆｒａｍｅ  ｒａｔｅ  ｕｐ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）モードと呼ばれることがある。
【００７８】
ＦＲＵＣ処理の一例を図５Ｄに示す。まず、カレントブロックに空間的又は時間的に隣接する符号化済みブロックの動きベクトルを参照して、各々が予測動きベクトルを有する複数の候補のリスト（マージリストと共通であってもよい）が生成される。次に、候補リストに登録されている複数の候補ＭＶの中からベスト候補ＭＶを選択する。例えば、候補リストに含まれる各候補の評価値が算出され、評価値に基づいて１つの候補が選択される。
【００７９】
そして、選択された候補の動きベクトルに基づいて、カレントブロックのための動きベクトルが導出される。具体的には、例えば、選択された候補の動きベクトル（ベスト候補ＭＶ）がそのままカレントブロックのための動きベクトルとして導出される。また例えば、選択された候補の動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の位置の周辺領域において、パターンマッチングを行うことにより、カレントブロックのための動きベクトルが導出されてもよい。すなわち、ベスト候補ＭＶの周辺の領域に対して同様の方法で探索を行い、さらに評価値が良い値となるＭＶがあった場合は、ベスト候補ＭＶを前記ＭＶに更新して、それをカレントブロックの最終的なＭＶとしてもよい。なお、当該処理を実施しない構成とすることも可能である。
【００８０】
サブブロック単位で処理を行う場合も全く同様の処理としてもよい。
【００８１】
なお、評価値は、動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の領域と、所定の領域との間のパターンマッチングによって再構成画像の差分値を求めることにより算出される。なお、差分値に加えてそれ以外の情報を用いて評価値を算出してもよい。
【００８２】
パターンマッチングとしては、第１パターンマッチング又は第２パターンマッチングが用いられる。第１パターンマッチング及び第２パターンマッチングは、それぞれ、バイラテラルマッチング（ｂｉｌａｔｅｒａｌ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）及びテンプレートマッチング（ｔｅｍｐｌａｔｅ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれることがある。
【００８３】
第１パターンマッチングでは、異なる２つの参照ピクチャ内の２つのブロックであってカレントブロックの動き軌道（ｍｏｔｉｏｎ  ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）に沿う２つのブロックの間でパターンマッチングが行われる。したがって、第１パターンマッチングでは、上述した候補の評価値の算出のための所定の領域として、カレントブロックの動き軌道に沿う他の参照ピクチャ内の領域が用いられる。
【００８４】
図６は、動き軌道に沿う２つのブロック間でのパターンマッチング（バイラテラルマッチング）の一例を説明するための図である。図６に示すように、第１パターンマッチングでは、カレントブロック（Ｃｕｒ  ｂｌｏｃｋ）の動き軌道に沿う２つのブロックであって異なる２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０、Ｒｅｆ１）内の２つのブロックのペアの中で最もマッチするペアを探索することにより２つの動きベクトル（ＭＶ０、ＭＶ１）が導出される。具体的には、カレントブロックに対して、候補ＭＶで指定された第１の符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内の指定位置における再構成画像と、前記候補ＭＶを表示時間間隔でスケーリングした対称ＭＶで指定された第２の符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ１）内の指定位置における再構成画像との差分を導出し、得られた差分値を用いて評価値を算出する。複数の候補ＭＶの中で最も評価値が良い値となる候補ＭＶを最終ＭＶとして選択するとよい。
【００８５】
連続的な動き軌道の仮定の下では、２つの参照ブロックを指し示す動きベクトル（ＭＶ０、ＭＶ１）は、カレントピクチャ（Ｃｕｒ  Ｐｉｃ）と２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０、Ｒｅｆ１）との間の時間的な距離（ＴＤ０、ＴＤ１）に対して比例する。例えば、カレントピクチャが時間的に２つの参照ピクチャの間に位置し、カレントピクチャから２つの参照ピクチャへの時間的な距離が等しい場合、第１パターンマッチングでは、鏡映対称な双方向の動きベクトルが導出される。
【００８６】
第２パターンマッチングでは、カレントピクチャ内のテンプレート（カレントピクチャ内でカレントブロックに隣接するブロック（例えば上及び／又は左隣接ブロック））と参照ピクチャ内のブロックとの間でパターンマッチングが行われる。したがって、第２パターンマッチングでは、上述した候補の評価値の算出のための所定の領域として、カレントピクチャ内のカレントブロックに隣接するブロックが用いられる。
【００８７】
図７は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング（テンプレートマッチング）の一例を説明するための図である。図７に示すように、第２パターンマッチングでは、カレントピクチャ（Ｃｕｒ  Ｐｉｃ）内でカレントブロック（Ｃｕｒ  ｂｌｏｃｋ）に隣接するブロックと最もマッチするブロックを参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内で探索することによりカレントブロックの動きベクトルが導出される。具体的には、カレントブロックに対して、左隣接および上隣接の両方もしくはどちらか一方の符号化済み領域の再構成画像と、候補ＭＶで指定された符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内の同等位置における再構成画像との差分を導出し、得られた差分値を用いて評価値を算出し、複数の候補ＭＶの中で最も評価値が良い値となる候補ＭＶをベスト候補ＭＶとして選択するとよい。
【００８８】
このようなＦＲＵＣモードを適用するか否かを示す情報（例えばＦＲＵＣフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。また、ＦＲＵＣモードが適用される場合（例えばＦＲＵＣフラグが真の場合）、パターンマッチングの方法（第１パターンマッチング又は第２パターンマッチング）を示す情報（例えばＦＲＵＣモードフラグと呼ばれる）がＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
【００８９】
ここで、等速直線運動を仮定したモデルに基づいて動きベクトルを導出するモードについて説明する。このモードは、ＢＩＯ（ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｌｏｗ）モードと呼ばれることがある。
【００９０】
図８は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。図８において、（ｖｘ，ｖｙ）は、速度ベクトルを示し、τ０、τ１は、それぞれ、カレントピクチャ（Ｃｕｒ  Ｐｉｃ）と２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０，Ｒｅｆ１）との間の時間的な距離を示す。（ＭＶｘ０，ＭＶｙ０）は、参照ピクチャＲｅｆ０に対応する動きベクトルを示し、（ＭＶｘ１、ＭＶｙ１）は、参照ピクチャＲｅｆ１に対応する動きベクトルを示す。
【００９１】
このとき速度ベクトル（ｖｘ，ｖｙ）の等速直線運動の仮定の下では、（ＭＶｘ０，ＭＶｙ０）及び（ＭＶｘ１，ＭＶｙ１）は、それぞれ、（ｖｘτ０，ｖｙτ０）及び（−ｖｘτ１，−ｖｙτ１）と表され、以下のオプティカルフロー等式（１）が成り立つ。
【００９２】
【数１】
2020202597.tif 000003
【００９３】
ここで、Ｉ（ｋ）は、動き補償後の参照画像ｋ（ｋ＝０，１）の輝度値を示す。このオプティカルフロー等式は、（i）輝度値の時間微分と、（ii）水平方向の速度及び参照画像の空間勾配の水平成分の積と、（iii）垂直方向の速度及び参照画像の空間勾配の垂直成分の積と、の和が、ゼロと等しいことを示す。このオプティカルフロー等式とエルミート補間（Ｈｅｒｍｉｔｅ  ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）との組み合わせに基づいて、マージリスト等から得られるブロック単位の動きベクトルが画素単位で補正される。
【００９４】
なお、等速直線運動を仮定したモデルに基づく動きベクトルの導出とは異なる方法で、復号装置側で動きベクトルが導出されてもよい。例えば、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルが導出されてもよい。
【００９５】
ここで、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルを導出するモードについて説明する。このモードは、アフィン動き補償予測（ａｆｆｉｎｅ  ｍｏｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）モードと呼ばれることがある。
【００９６】
図９Ａは、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づくサブブロック単位の動きベクトルの導出を説明するための図である。図９Ａにおいて、カレントブロックは、１６の４ｘ４サブブロックを含む。ここでは、隣接ブロックの動きベクトルに基づいてカレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルｖ０が導出され、隣接サブブロックの動きベクトルに基づいてカレントブロックの右上角制御ポイントの動きベクトルｖ１が導出される。そして、２つの動きベクトルｖ０及びｖ１を用いて、以下の式（２）により、カレントブロック内の各サブブロックの動きベクトル（ｖｘ，ｖｙ）が導出される。
【００９７】
【数２】
2020202597.tif 000004
【００９８】
ここで、ｘ及びｙは、それぞれ、サブブロックの水平位置及び垂直位置を示し、ｗは、予め定められた重み係数を示す。
【００９９】
このようなアフィン動き補償予測モードでは、左上及び右上角制御ポイントの動きベクトルの導出方法が異なるいくつかのモードを含んでもよい。このようなアフィン動き補償予測モードを示す情報（例えばアフィンフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。なお、このアフィン動き補償予測モードを示す情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
【０１００】
［予測制御部］
予測制御部１２８は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として減算部１０４及び加算部１１６に出力する。
【０１０１】
ここで、マージモードにより符号化対象ピクチャの動きベクトルを導出する例を説明する。図９Ｂは、マージモードによる動きベクトル導出処理の概要を説明するための図である。
【０１０２】
まず、予測ＭＶの候補を登録した予測ＭＶリストを生成する。予測ＭＶの候補としては、符号化対象ブロックの空間的に周辺に位置する複数の符号化済みブロックが持つＭＶである空間隣接予測ＭＶ、符号化済み参照ピクチャにおける符号化対象ブロックの位置を投影した近辺のブロックが持つＭＶである時間隣接予測ＭＶ、空間隣接予測ＭＶと時間隣接予測ＭＶのＭＶ値を組合わせて生成したＭＶである結合予測ＭＶ、および値がゼロのＭＶであるゼロ予測ＭＶ等がある。
【０１０３】
次に、予測ＭＶリストに登録されている複数の予測ＭＶの中から１つの予測ＭＶを選択することで、符号化対象ブロックのＭＶとして決定する。
【０１０４】
さらに可変長符号化部では、どの予測ＭＶを選択したかを示す信号であるｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘをストリームに記述して符号化する。
【０１０５】
なお、図９Ｂで説明した予測ＭＶリストに登録する予測ＭＶは一例であり、図中の個数とは異なる個数であったり、図中の予測ＭＶの一部の種類を含まない構成であったり、図中の予測ＭＶの種類以外の予測ＭＶを追加した構成であったりしてもよい。
【０１０６】
なお、マージモードにより導出した符号化対象ブロックのＭＶを用いて、後述するＤＭＶＲ処理を行うことによって最終的なＭＶを決定してもよい。
【０１０７】
ここで、ＤＭＶＲ処理を用いてＭＶを決定する例について説明する。
【０１０８】
図９Ｃは、ＤＭＶＲ処理の概要を説明するための概念図である。
【０１０９】
まず、処理対象ブロックに設定された最適ＭＶＰを候補ＭＶとして、前記候補ＭＶに従って、Ｌ０方向の処理済みピクチャである第１参照ピクチャ、およびＬ１方向の処理済みピクチャである第２参照ピクチャから参照画素をそれぞれ取得し、各参照画素の平均をとることでテンプレートを生成する。
【０１１０】
次に、前記テンプレートを用いて、第１参照ピクチャおよび第２参照ピクチャの候補ＭＶの周辺領域をそれぞれ探索し、最もコストが最小となるＭＶを最終的なＭＶとして決定する。なお、コスト値はテンプレートの各画素値と探索領域の各画素値との差分値およびＭＶ値等を用いて算出する。
【０１１１】
なお、符号化装置および復号化装置では、ここで説明した処理の概要は基本的に共通である。
【０１１２】
なお、ここで説明した処理そのものでなくても、候補ＭＶの周辺を探索して最終的なＭＶを導出することができる処理であれば、他の処理を用いてもよい。
【０１１３】
ここで、ＬＩＣ処理を用いて予測画像を生成するモードについて説明する。
【０１１４】
図９Ｄは、ＬＩＣ処理による輝度補正処理を用いた予測画像生成方法の概要を説明するための図である。
【０１１５】
まず、符号化済みピクチャである参照ピクチャから符号化対象ブロックに対応する参照画像を取得するためのＭＶを導出する。
【０１１６】
次に、符号化対象ブロックに対して、左隣接および上隣接の符号化済み周辺参照領域の輝度画素値と、ＭＶで指定された参照ピクチャ内の同等位置における輝度画素値とを用いて、参照ピクチャと符号化対象ピクチャとで輝度値がどのように変化したかを示す情報を抽出して輝度補正パラメータを算出する。
【０１１７】
ＭＶで指定された参照ピクチャ内の参照画像に対して前記輝度補正パラメータを用いて輝度補正処理を行うことで、符号化対象ブロックに対する予測画像を生成する。
【０１１８】
なお、図９Ｄにおける前記周辺参照領域の形状は一例であり、これ以外の形状を用いてもよい。
【０１１９】
また、ここでは１枚の参照ピクチャから予測画像を生成する処理について説明したが、複数枚の参照ピクチャから予測画像を生成する場合も同様であり、各々の参照ピクチャから取得した参照画像に同様の方法で輝度補正処理を行ってから予測画像を生成する。
【０１２０】
ＬＩＣ処理を適用するかどうかの判定の方法として、例えば、ＬＩＣ処理を適用するかどうかを示す信号であるｌｉｃ＿ｆｌａｇを用いる方法がある。具体的な一例としては、符号化装置において、符号化対象ブロックが輝度変化が発生している領域に属しているかどうかを判定し、輝度変化が発生している領域に属している場合はｌｉｃ＿ｆｌａｇとして値１を設定してＬＩＣ処理を適用して符号化を行い、輝度変化が発生している領域に属していない場合はｌｉｃ＿ｆｌａｇとして値０を設定してＬＩＣ処理を適用せずに符号化を行う。一方、復号化装置では、ストリームに記述されたｌｉｃ＿ｆｌａｇを復号化するとことで、その値に応じてＬＩＣ処理を適用するかどうかを切替えて復号化を行う。
【０１２１】
ＬＩＣ処理を適用するかどうかの判定の別の方法として、例えば、周辺ブロックでＬＩＣ処理を適用したかどうかに従って判定する方法もある。具体的な一例としては、符号化対象ブロックがマージモードであった場合、マージモード処理におけるＭＶの導出の際に選択した周辺の符号化済みブロックがＬＩＣ処理を適用して符号化したかどうかを判定し、その結果に応じてＬＩＣ処理を適用するかどうかを切替えて符号化を行う。なお、この例の場合、復号化における処理も全く同様となる。
【０１２２】
［復号装置の概要］
次に、上記の符号化装置１００から出力された符号化信号（符号化ビットストリーム）を復号可能な復号装置の概要について説明する。図１０は、実施の形態１に係る復号装置２００の機能構成を示すブロック図である。復号装置２００は、動画像／画像をブロック単位で復号する動画像／画像復号装置である。
【０１２３】
図１０に示すように、復号装置２００は、エントロピー復号部２０２と、逆量子化部２０４と、逆変換部２０６と、加算部２０８と、ブロックメモリ２１０と、ループフィルタ部２１２と、フレームメモリ２１４と、イントラ予測部２１６と、インター予測部２１８と、予測制御部２２０と、を備える。
【０１２４】
復号装置２００は、例えば、汎用プロセッサ及びメモリにより実現される。この場合、メモリに格納されたソフトウェアプログラムがプロセッサにより実行されたときに、プロセッサは、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０４、逆変換部２０６、加算部２０８、ループフィルタ部２１２、イントラ予測部２１６、インター予測部２１８及び予測制御部２２０として機能する。また、復号装置２００は、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０４、逆変換部２０６、加算部２０８、ループフィルタ部２１２、イントラ予測部２１６、インター予測部２１８及び予測制御部２２０に対応する専用の１以上の電子回路として実現されてもよい。
【０１２５】
以下に、復号装置２００に含まれる各構成要素について説明する。
【０１２６】
［エントロピー復号部］
エントロピー復号部２０２は、符号化ビットストリームをエントロピー復号する。具体的には、エントロピー復号部２０２は、例えば、符号化ビットストリームから二値信号に算術復号する。そして、エントロピー復号部２０２は、二値信号を多値化（ｄｅｂｉｎａｒｉｚｅ）する。これにより、エントロピー復号部２０２は、ブロック単位で量子化係数を逆量子化部２０４に出力する。
【０１２７】
［逆量子化部］
逆量子化部２０４は、エントロピー復号部２０２からの入力である復号対象ブロック（以下、カレントブロックという）の量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部２０４は、カレントブロックの量子化係数の各々について、当該量子化係数に対応する量子化パラメータに基づいて当該量子化係数を逆量子化する。そして、逆量子化部２０４は、カレントブロックの逆量子化された量子化係数（つまり変換係数）を逆変換部２０６に出力する。
【０１２８】
［逆変換部］
逆変換部２０６は、逆量子化部２０４からの入力である変換係数を逆変換することにより予測誤差を復元する。
【０１２９】
例えば符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＥＭＴ又はＡＭＴを適用することを示す場合（例えばＡＭＴフラグが真）、逆変換部２０６は、読み解かれた変換タイプを示す情報に基づいてカレントブロックの変換係数を逆変換する。
【０１３０】
また例えば、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＮＳＳＴを適用することを示す場合、逆変換部２０６は、変換係数に逆再変換を適用する。
【０１３１】
［加算部］
加算部２０８は、逆変換部２０６からの入力である予測誤差と予測制御部２２０からの入力である予測サンプルとを加算することによりカレントブロックを再構成する。そして、加算部２０８は、再構成されたブロックをブロックメモリ２１０及びループフィルタ部２１２に出力する。
【０１３２】
［ブロックメモリ］
ブロックメモリ２１０は、イントラ予測で参照されるブロックであって復号対象ピクチャ（以下、カレントピクチャという）内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ２１０は、加算部２０８から出力された再構成ブロックを格納する。
【０１３３】
［ループフィルタ部］
ループフィルタ部２１２は、加算部２０８によって再構成されたブロックにループフィルタを施し、フィルタされた再構成ブロックをフレームメモリ２１４及び表示装置等に出力する。
【０１３４】
符号化ビットストリームから読み解かれたＡＬＦのオン／オフを示す情報がＡＬＦのオンを示す場合、局所的な勾配の方向及び活性度に基づいて複数のフィルタの中から１つのフィルタが選択され、選択されたフィルタが再構成ブロックに適用される。
【０１３５】
［フレームメモリ］
フレームメモリ２１４は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ２１４は、ループフィルタ部２１２によってフィルタされた再構成ブロックを格納する。
【０１３６】
［イントラ予測部］
イントラ予測部２１６は、符号化ビットストリームから読み解かれたイントラ予測モードに基づいて、ブロックメモリ２１０に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してイントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２１６は、カレントブロックに隣接するブロックのサンプル（例えば輝度値、色差値）を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測信号を生成し、イントラ予測信号を予測制御部２２０に出力する。
【０１３７】
なお、色差ブロックのイントラ予測において輝度ブロックを参照するイントラ予測モードが選択されている場合は、イントラ予測部２１６は、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分を予測してもよい。
【０１３８】
また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＰＤＰＣの適用を示す場合、イントラ予測部２１６は、水平／垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正する。
【０１３９】
［インター予測部］
インター予測部２１８は、フレームメモリ２１４に格納された参照ピクチャを参照して、カレントブロックを予測する。予測は、カレントブロック又はカレントブロック内のサブブロック（例えば４ｘ４ブロック）の単位で行われる。例えば、インター予測部２１８は、符号化ビットストリームから読み解かれた動き情報（例えば動きベクトル）を用いて動き補償を行うことでカレントブロック又はサブブロックのインター予測信号を生成し、インター予測信号を予測制御部２２０に出力する。
【０１４０】
なお、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＯＢＭＣモードを適用することを示す場合、インター予測部２１８は、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測信号を生成する。
【０１４１】
また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＦＲＵＣモードを適用することを示す場合、インター予測部２１８は、符号化ストリームから読み解かれたパターンマッチングの方法（バイラテラルマッチング又はテンプレートマッチング）に従って動き探索を行うことにより動き情報を導出する。そして、インター予測部２１８は、導出された動き情報を用いて動き補償を行う。
【０１４２】
また、インター予測部２１８は、ＢＩＯモードが適用される場合に、等速直線運動を仮定したモデルに基づいて動きベクトルを導出する。また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がアフィン動き補償予測モードを適用することを示す場合には、インター予測部２１８は、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルを導出する。
【０１４３】
［予測制御部］
予測制御部２２０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算部２０８に出力する。
【０１４４】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２について説明する。本実施の形態では、変換及び逆変換について詳細に説明する。なお、本実施の形態に係る符号化装置及び復号装置の構成は、実施の形態１と実質的に同一であるので、図示及び説明を省略する。
【０１４５】
［符号化装置の変換部及び量子化部の処理］
まず、本実施の形態に係る符号化装置１００の変換部１０６及び量子化部１０８の処理について、図１１を参照しながら具体的に説明する。図１１は、実施の形態２に係る符号化装置１００における変換及び量子化処理を示すフローチャートである。
【０１４６】
まず、変換部１０６は、符号化対象ブロックにイントラ予測及びインター予測のどちらを用いるかを判定する（Ｓ１０１）。例えば、変換部１０６は、原画像と圧縮画像をローカル復号して得られる再構成画像との差分及び／又は符号量に基づくコストに基づいて、イントラ予測及びインター予測のどちらを用いるかを判定する。また例えば、変換部１０６は、差分及び／又は符号量に基づくコストとは異なる情報（例えばピクチャタイプ）に基づいて、イントラ予測及びインター予測のどちらを用いるかを判定してもよい。
【０１４７】
ここで、符号化対象ブロックにインター予測を用いると判定した場合（Ｓ１０１のインター）、変換部１０６は、１以上の第１の変換基底の候補の中から符号化対象ブロックのための第１の変換基底を選択する（Ｓ１０２）。例えば、変換部１０６は、ＤＣＴ−ＩＩの変換基底を符号化対象ブロックのための第１の変換基底として固定的に選択する。また例えば、変換部１０６は、複数の第１の変換基底の候補の中から第１の変換基底を選択してもよい。
【０１４８】
そして、変換部１０６は、ステップＳ１０２において選択された第１の変換基底を用いて符号化対象ブロックの残差に第１の変換を行うことにより第１の変換係数を生成する（Ｓ１０３）。量子化部１０８は、生成された第１の変換係数を量子化し（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理を終了する。
【０１４９】
一方、符号化対象ブロックにイントラ予測を用いると判定した場合（Ｓ１０１のイントラ）、変換部１０６は、１以上の第１の変換基底の候補の中から符号化対象ブロックのための第１の変換基底を選択する（Ｓ１０４）。例えば、変換部１０６は、適応基底選択モードを用いて第１の変換基底を選択することができる。適応基底選択モードとは、原画像と再構成画像との差分及び／又は符号量に基づくコストに基づいて、予め定められた複数の変換基底の候補の中から適応的に変換基底を選択するモードである。この適応基底選択モードは、ＥＭＴモードあるいはＡＭＴモードと呼ばれる場合もある。複数の変換基底の候補としては、例えば図６に示す複数の変換基底を用いることができる。なお、複数の変換基底の候補は、図６の複数の変換基底に限定されない。複数の変換基底の候補には、例えば、変換を実施しないことと等価な変換基底が含まれてもよい。
【０１５０】
また例えば、変換部１０６は、非適応基底選択モードを用いて（つまり、適応基底選択モードを用いずに）第１の変換基底を選択してもよい。非適応基底選択モードでは、例えば、変換部１０６は、符号化パラメータ（例えばブロックサイズ、量子化パラメータ、イントラ予測モード等）に基づいて第１の変換基底を選択することができる。また、変換部１０６は、標準規格等において予め定義された変換基底（例えばＤＣＴ−ＩＩの変換基底）を固定的に選択することもできる。この場合、変換基底の選択は、１つの予め定義された変換基底を固定的に採用することを意味する。また、変換部１０６は、適応基底変換モード及び非適応基底選択モードを適応的に切り替えてもよい。
【０１５１】
続いて、変換部１０６は、ステップＳ１０４において選択された第１の変換基底を用いて符号化対象ブロックの残差に第１の変換を行うことにより第１の変換係数を生成する（Ｓ１０５）。変換部１０６は、符号化対象ブロックのイントラ予測モードが所定モードであるか否かを判定する（Ｓ１０６）。例えば、変換部１０６は、原画像と再構成画像との差分及び／又は符号量に基づくコストに基づいて、イントラ予測モードが所定モードであるか否かを判定する。なお、イントラ予測モードが所定モードであるか否かの判定は、コストとは異なる情報に基づいて行われてもよい。
【０１５２】
所定モードは、例えば標準規格等で予め定義されてもよい。また例えば、所定モードは、符号化パラメータ等に基づいて決定されてもよい。
【０１５３】
イントラ予測モードが所定モードである場合（Ｓ１０６のＹＥＳ）、変換部１０６は、ステップＳ１０４で選択された第１の変換基底が所定変換基底と一致するか否かを判定する（Ｓ１０７）。所定変換基底は、例えば、標準規格等で予め定義されてもよい。また例えば、所定変換基底は、符号化パラメータ等に基づいて決定されてもよい。
【０１５４】
イントラ予測モードが所定モードでない場合（Ｓ１０６のＮＯ）、又は、第１の変換基底が所定変換基底と一致する場合（Ｓ１０７のＹＥＳ）、変換部１０６は、１以上の第２の変換基底の候補の中から符号化対象ブロックのための第２の変換基底を選択する（Ｓ１０８）。変換部１０６は、選択された第２の変換基底を用いて第１の変換係数に第２の変換を行うことにより第２の変換係数を生成する（Ｓ１０９）。量子化部１０８は、生成された第２の変換係数を量子化し（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理を終了する。
【０１５５】
第２の変換では、ＮＳＳＴと呼ばれる２次的な変換が行われてもよいし、複数の第２の変換基底の候補のいずれかを選択的に用いる変換が行われてもよい。このとき、第２の変換基底の選択では、選択される変換基底が固定されてもよい。つまり、予め定められた固定の変換基底が第２の変換基底として選択されてもよい。また、第２の変換基底として、第２の変換を実施しないことと等価な変換基底が用いられてもよい。
【０１５６】
イントラ予測モードが所定モードであり（Ｓ１０６のＹＥＳ）、かつ、第１の変換基底が所定変換基底と異なる場合（Ｓ１０７のＮＯ）、変換部１０６は、第２の変換基底の選択ステップ（Ｓ１０８）及び第２の変換ステップ（Ｓ１０９）をスキップする。つまり、変換部１０６は、第２の変換を行わない。この場合、ステップＳ１０５において生成された第１の変換係数が量子化され（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理が終了する。
【０１５７】
このように第２の変換ステップがスキップされる場合、第２の変換を実施しないことを示す情報が復号装置に通知されてもよい。また、第２の変換ステップがスキップされる場合に、変換を実施しないことと等価な第２の変換基底を用いて第２の変換が実施され、当該第２の変換基底を示す情報が復号装置に通知されてもよい。
【０１５８】
なお、符号化装置１００の逆量子化部１１２及び逆変換部１１４は、変換部１０６及び量子化部１０８の処理と逆の処理を行うことにより、符号化対象ブロックを再構成することができる。
【０１５９】
［復号装置の逆量子化部及び逆変換部の処理］
次に、本実施の形態に係る復号装置２００の逆量子化部２０４及び逆変換部２０６の処理について、図１２を参照しながら具体的に説明する。図１２は、実施の形態２に係る復号装置２００における逆量子化及び逆変換処理を示すフローチャートである。
【０１６０】
まず、逆量子化部２０４は、復号対象ブロックの量子化係数を逆量子化する（Ｓ５０１）。逆変換部２０６は、復号対象ブロックにイントラ予測及びインター予測のどちらを用いるかを判定する（Ｓ５０２）。例えば、逆変換部２０６は、ビットストリームから取得される情報に基づいて、イントラ予測及びインター予測のどちらを用いるかを判定する。
【０１６１】
復号対象ブロックにインター予測を用いると判定した場合（Ｓ５０２のインター）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのための第１の逆変換基底を選択する（Ｓ５０３）。復号装置２００において逆変換基底（第１の逆変換基底又は第２の逆変換基底）を選択するとは、所定情報に基づいて逆変換基底を決定することを意味する。所定情報としては、例えば、基底選択信号を用いることができる。また、所定情報として、イントラ予測モード又はブロックサイズ等を用いることもできる。
【０１６２】
逆変換部２０６は、ステップＳ５０３において選択された第１の逆変換基底を用いて、復号対象ブロックの逆量子化された係数に第１の逆変換を行い（Ｓ５０４）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０１６３】
復号対象ブロックにイントラ予測を用いると判定した場合（Ｓ５０２のイントラ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのイントラ予測モードが所定モードであるか否かを判定する（Ｓ５０５）。復号装置２００で用いられる所定モードは、符号化装置１００で用いられた所定モードと同じである。
【０１６４】
イントラ予測モードが所定モードである場合（Ｓ５０５のＹＥＳ）、逆変換部２０６は、第１の逆変換基底が所定逆変換基底と一致するか否かを判定する（Ｓ５０６）。所定逆変換基底としては、符号化装置１００で用いられた所定変換基底に対応する逆変換基底が用いられる。
【０１６５】
イントラ予測モードが所定モードでない場合（Ｓ５０５のＮＯ）、又は、第１の逆変換基底が所定逆変換基底と一致する場合（Ｓ５０６のＹＥＳ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのための第２の逆変換基底を選択する（Ｓ５０７）。逆変換部２０６は、選択された第２の逆変換基底を用いて、復号対象ブロックの逆量子化された係数に第２の逆変換を行う（Ｓ５０８）。逆変換部２０６は、第１の逆変換基底を選択する（Ｓ５０９）。逆変換部２０６は、選択された第１の逆変換基底を用いて、ステップＳ５０８において第２の逆変換によって得られた係数に第１の逆変換を行い（Ｓ５１０）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０１６６】
一方、イントラ予測モードが所定モードであり（Ｓ５０５のＹＥＳ）、かつ、第１の逆変換基底が所定逆変換基底と異なる場合（Ｓ５０６のＮＯ）、逆変換部２０６は、第２の逆変換基底の選択ステップ（Ｓ５０７）及び第２の逆変換ステップ（Ｓ５０８）をスキップする。つまり、逆変換部２０６は、第２の逆変換を行わずに、第１の逆変換基底を選択する（Ｓ５０９）。逆変換部２０６は、選択された第１の逆変換基底を用いて、ステップＳ５０１において逆量子化された係数に第１の逆変換を行い（Ｓ５１０）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０１６７】
［効果等］
発明者らは、従来の符号化では、第１の変換及び第２の変換の両方において変換基底及び変換パラメータ（例えばフィルタの係数）の最適な組合せを探索するための処理量が膨大であるという課題を見出した。これに対して、本実施の形態に係る符号化装置１００及び復号装置２００によれば、イントラ予測モード及び第１の変換基底に応じて、第２の変換をスキップすることができる。その結果、第１の変換及び第２の変換の両方において変換基底及び変換パラメータの最適な組合せを探索するための処理を減少させることができ、圧縮効率の低下を抑制しつつ処理負荷の軽減を実現することができる。
【０１６８】
なお、本実施の形態では、符号化対象ブロックにインター予測を用いる場合に、第２の変換が行われていないが、これに限定されない。つまり、符号化対象ブロックにインター予測を用いる場合に、第１の変換によって生成された第１の変換係数に第２の変換を行ってもよい。この場合、第２の変換によって生成される第２の変換係数が量子化される。
【０１６９】
なお、図１１及び図１２のフローチャートにおけるステップの順番は、図１１及び図１２に記載の順番に限定されない。例えば、図１１において、イントラ予測モードが所定モードであるか否かの判定ステップ（Ｓ１０６）と、第１の変換基底が所定変換基底と一致するか否かの判定ステップ（Ｓ１０７）とは、逆順であってもよいし、同時に行われてもよい。
【０１７０】
なお、本態様を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、本態様のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。
【０１７１】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３について説明する。本実施の形態では、イントラ予測モードの判定に用いられる所定モードが非方向性予測モードに限定される点が、上記実施の形態２と異なる。以下に、本実施の形態について、上記実施の形態２と異なる点を中心に図面を参照しながら説明する。なお、以下の各図において、実施の形態２と実質的に同一のステップについては同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
【０１７２】
［符号化装置の変換部及び量子化部の処理］
まず、本実施の形態に係る符号化装置１００の変換部１０６及び量子化部１０８の処理について、図１３を参照しながら具体的に説明する。図１３は、実施の形態３に係る符号化装置１００における変換及び量子化処理を示すフローチャートである。
【０１７３】
まず、変換部１０６は、符号化対象ブロックにイントラ予測及びインター予測のどちらを用いるかを判定する（Ｓ１０１）。ここで、符号化対象ブロックにインター予測を用いると判定した場合（Ｓ１０１のインター）、変換部１０６は、第１の変換基底を選択し（Ｓ１０２）、選択された第１の変換基底を用いて符号化対象ブロックの残差に第１の変換を行うことにより第１の変換係数を生成する（Ｓ１０３）。量子化部１０８は、生成された第１の変換係数を量子化し（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理を終了する。
【０１７４】
一方、符号化対象ブロックにイントラ予測を用いると判定した場合（Ｓ１０１のイントラ）、変換部１０６は、符号化対象ブロックのイントラ予測モードが非方向性予測モードであるか否かを判定する（Ｓ２０１）。非方向性予測モードとは、復号対象ブロックの予測に特定の方向を利用しないモードである。具体的には、非方向性予測モードは、例えばＤＣ予測モード及び／又はＰｌａｎａｒ予測モードである。非方向性予測モードでは、例えば、参照画素の平均値又は参照画素の補間値などを用いて画素値が予測される。逆に、復号対象ブロックの予測に特定の方向を利用するモードを方向性予測モードと呼ぶ。方向性予測モードでは、参照画素の値を特定の方向に引き延ばすことにより画素値が予測される。なお、画素値とは、ピクチャを構成する画素単位の値であり、例えば輝度値又は色差値である。
【０１７５】
ここで、イントラ予測モードが非方向性予測モードと異なる場合（Ｓ２０１のＮＯ）、変換部１０６は、符号化対象ブロックのための第１の変換基底を選択する（Ｓ２０２）。変換部１０６は、ステップＳ２０２において選択された第１の変換基底を用いて符号化対象ブロックの残差に第１の変換を行うことにより、第１の変換係数を生成する（Ｓ２０３）。さらに、変換部１０６は、符号化対象ブロックのための第２の変換基底を選択する（Ｓ２０４）。変換部１０６は、ステップＳ２０４において選択された第２の変換基底を用いて、ステップＳ２０３において生成された第１の変換係数に第２の変換を行うことにより、第２の変換係数を生成する（Ｓ２０５）。このステップＳ２０２〜Ｓ２０５の処理は、図１１でステップＳ１０６がＮＯの場合におけるステップＳ１０４〜Ｓ１０９の処理と実質的に同一である。その後、量子化部１０８は、ステップＳ２０５において生成された第２の変換係数を量子化し（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理を終了する。
【０１７６】
一方、イントラ予測モードが非方向性予測モードと一致する場合（Ｓ２０１のＹＥＳ）、変換部１０６は、符号化対象ブロックのための第１の変換基底を選択する（Ｓ２０６）。変換部１０６は、ステップＳ２０６において選択された第１の変換基底を用いて符号化対象ブロックの残差に第１の変換を行うことにより、第１の変換係数を生成する（Ｓ２０７）。変換部１０６は、ステップＳ２０６で選択された第１の変換基底が所定変換基底と一致するか否かを判定する（Ｓ２０８）。所定変換基底としては、例えばＤＣＴ−ＩＩの変換基底及び／又はそれに類似する変換基底を用いることができる。
【０１７７】
ここで、第１の変換基底が所定変換基底と一致する場合（Ｓ２０８のＹＥＳ）、変換部１０６は、符号化対象ブロックのための第２の変換基底を選択する（Ｓ２０９）。そして、変換部１０６は、ステップＳ２０９において選択された第２の変換基底を用いて、ステップＳ２０７において生成された第１の変換係数に第２の変換を行うことにより、第２の変換係数を生成する（Ｓ２１０）。その後、量子化部１０８は、ステップＳ２１０において生成された第２の変換係数を量子化し（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理を終了する。
【０１７８】
一方、第１の変換基底が所定変換基底と異なる場合（Ｓ２０８のＮＯ）、変換部１０６は、第２の変換基底の選択ステップ（Ｓ２０９）及び第２の変換ステップ（Ｓ２１０）をスキップする。つまり、変換部１０６は、第２の変換を行わない。この場合、ステップＳ２０７において生成された第１の変換係数が量子化され（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理が終了する。
【０１７９】
このステップＳ２０６〜Ｓ２０９の処理は、図１１でステップＳ１０６がＹＥＳの場合におけるステップＳ１０４〜Ｓ１０９の処理と実質的に同一である。
【０１８０】
［復号装置の逆量子化部及び逆変換部の処理］
次に、本実施の形態に係る復号装置２００の逆量子化部２０４及び逆変換部２０６の処理について、図１４を参照しながら具体的に説明する。図１４は、実施の形態３に係る復号装置２００における逆量子化及び逆変換処理を示すフローチャートである。
【０１８１】
まず、逆量子化部２０４は、復号対象ブロックの量子化係数を逆量子化する（Ｓ５０１）。逆変換部２０６は、復号対象ブロックにイントラ予測及びインター予測のどちらを用いるかを判定する（Ｓ５０２）。
【０１８２】
復号対象ブロックにインター予測を用いると判定した場合（Ｓ５０２のインター）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのための第１の逆変換基底を選択する（Ｓ５０３）。逆変換部２０６は、ステップＳ５０３において選択された第１の逆変換基底を用いて、復号対象ブロックの逆量子化された係数に第１の逆変換を行い（Ｓ５０４）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０１８３】
一方、復号対象ブロックにイントラ予測を用いると判定した場合（Ｓ５０２のイントラ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのイントラ予測モードが非方向性予測モードであるか否かを判定する（Ｓ６０１）。
【０１８４】
ここで、イントラ予測モードが非方向性予測モードでない場合（Ｓ６０１のＮＯ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのための第２の逆変換基底を選択する（Ｓ６０２）。逆変換部２０６は、選択された第２の逆変換基底を用いて、復号対象ブロックの逆量子化された係数に第２の逆変換を行う（Ｓ６０３）。逆変換部２０６は、第１の逆変換基底を選択する（Ｓ６０４）。逆変換部２０６は、選択された第１の逆変換基底を用いて、ステップＳ６０３において第２の逆変換によって得られた係数に第１の逆変換を行い（Ｓ６０５）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０１８５】
一方、イントラ予測モードが非方向性予測モードである場合（Ｓ６０１のＹＥＳ）、逆変換部２０６は、第１の逆変換基底が所定逆変換基底と一致するか否かを判定する（Ｓ６０６）。復号装置２００で用いられる所定逆変換基底は、符号化装置１００で用いられた所定変換基底に対応する逆変換基底である。
【０１８６】
ここで、第１の逆変換基底が所定逆変換基底と一致する場合（Ｓ６０６のＹＥＳ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのための第２の逆変換基底を選択する（Ｓ６０７）。逆変換部２０６は、選択された第２の逆変換基底を用いて、復号対象ブロックの逆量子化された係数に第２の逆変換を行う（Ｓ６０８）。逆変換部２０６は、第１の逆変換基底を選択する（Ｓ６０９）。逆変換部２０６は、選択された第１の逆変換基底を用いて、ステップＳ６０８において第２の逆変換によって得られた係数に第１の逆変換を行い（Ｓ６１０）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０１８７】
一方、第１の逆変換基底が所定逆変換基底と異なる場合（Ｓ６０６のＮＯ）、逆変換部２０６は、第２の逆変換基底の選択ステップ（Ｓ６０７）及び第２の逆変換ステップ（Ｓ６０８）をスキップする。つまり、逆変換部２０６は、第２の逆変換を行わずに、第１の逆変換基底を選択する（Ｓ６０９）。逆変換部２０６は、選択された第１の逆変換基底を用いて、ステップＳ５０１において逆量子化された係数に第１の逆変換を行い（Ｓ６１０）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０１８８】
［効果等］
以上のように、本実施の形態に係る符号化装置１００及び復号装置２００によれば、イントラ予測モードが非方向性予測モードの場合に第２の変換をスキップすることができる。非方向性予測モードでは、残差がブロック内で平坦になることが多い。したがって、ＤＣＴ−ＩＩの変換基底及びそれに類似する変換基底以外の変換基底が用いられれば、高域成分が残りやすく、変換係数の分布がランダムになりやすい。この場合、第２の変換による圧縮効率向上の効果が低減するため、第２の変換をスキップすることにより圧縮効率の低下を抑制しつつ、処理負荷の軽減を実現することができる。
【０１８９】
なお、本実施の形態では、符号化対象ブロックにインター予測を用いる場合に、第２の変換が行われていないが、これに限定されない。つまり、符号化対象ブロックにインター予測を用いる場合に、第１の変換によって生成された第１の変換係数に第２の変換を行ってもよい。この場合、第２の変換によって生成される第２の変換係数が量子化される。
【０１９０】
なお、図１３及び図１４のフローチャートにおけるステップの順番は、図１３及び図１４に記載の順番に限定されない。
【０１９１】
なお、本態様を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、本態様のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。
【０１９２】
（実施の形態４）
次に、実施の形態４について説明する。本実施の形態では、適応基底選択モードにおいてブロックサイズに応じて第１の変換基底が固定される点が、上記実施の形態２と異なる。以下に、本実施の形態について、上記実施の形態２及び３と異なる点を中心に図面を参照しながら説明する。なお、以下の各図において、実施の形態２及び３と実質的に同一のステップについては同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
【０１９３】
［符号化装置の変換部及び量子化部の処理］
まず、本実施の形態に係る符号化装置１００の変換部１０６及び量子化部１０８の処理について、図１５を参照しながら具体的に説明する。図１５は、実施の形態４に係る符号化装置１００における変換及び量子化処理を示すフローチャートである。
【０１９４】
まず、変換部１０６は、符号化対象ブロックにイントラ予測及びインター予測のどちらを用いるかを判定する（Ｓ１０１）。ここで、符号化対象ブロックにインター予測を用いると判定した場合（Ｓ１０１のインター）、変換部１０６は、第１の変換基底を選択し（Ｓ１０２）、選択された第１の変換基底を用いて符号化対象ブロックの残差に第１の変換を行うことにより第１の変換係数を生成する（Ｓ１０３）。量子化部１０８は、生成された第１の変換係数を量子化し（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理を終了する。
【０１９５】
一方、符号化対象ブロックにイントラ予測を用いると判定した場合（Ｓ１０１のイントラ）、変換部１０６は、符号化対象ブロックのサイズが所定サイズと一致するか否か、及び、符号化対象ブロックに適応基底選択モードを用いるか否かを判定する（Ｓ３０１）。適応基底選択モードを用いるか否かは、例えば原画像と再構成画像との差分及び／又は符号量に基づくコストに基づいて判定することができる。
【０１９６】
所定サイズとしては、例えば標準規格等で予め定義された特定のブロックサイズを用いることができる。具体的には、所定サイズとして、例えば４ｘ４画素を用いることができる。また、所定サイズとして、複数のブロックサイズが用いられてもよい。具体的には、所定サイズとして、例えば４ｘ４画素、８ｘ４画素及び４ｘ８画素が用いられてもよい。また、符号化対象ブロックのサイズが所定条件を満たすか否かを判定することにより、符号化対象ブロックのサイズが所定サイズと一致するか否かが判定されてもよい。この場合、所定条件としては、例えば、水平サイズ及び垂直サイズの両方が所定画素以下、又は、水平サイズ及び垂直サイズの少なくとも一方が所定画素以下という条件を用いることができる。
【０１９７】
符号化対象ブロックのサイズが所定サイズと異なる場合、又は、適応基底選択モードを用いない場合（Ｓ３０１のＮＯ）、変換部１０６は、符号化対象ブロックのイントラ予測モードが非方向性予測モードであるか否かを判定する（Ｓ２０１）。
【０１９８】
ここで、イントラ予測モードが非方向性予測モードと異なる場合（Ｓ２０１のＮＯ）、変換部１０６は、符号化対象ブロックのための第１の変換基底を選択する（Ｓ２０２）。例えば、適応基底選択モードを用いると判定されている場合には、変換部１０６は、複数の第１の変換基底の候補の中から適応的に第１の変換基底を選択する。また例えば、適応基底選択モードを用いないと判定されている場合には、変換部１０６は、予め定義された変換基底（例えばＤＣＴ−ＩＩの変換基底）を固定的に選択する。
【０１９９】
変換部１０６は、ステップＳ２０２において選択された第１の変換基底を用いて符号化対象ブロックの残差に第１の変換を行うことにより、第１の変換係数を生成する（Ｓ２０３）。さらに、変換部１０６は、符号化対象ブロックのための第２の変換基底を選択する（Ｓ２０４）。変換部１０６は、ステップＳ２０４において選択された第２の変換基底を用いて、ステップＳ２０３において生成された第１の変換係数に第２の変換を行うことにより、第２の変換係数を生成する（Ｓ２０５）。その後、量子化部１０８は、ステップＳ２０５において生成された第２の変換係数を量子化し（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理を終了する。
【０２００】
一方、イントラ予測モードが非方向性予測モードと一致する場合（Ｓ２０１のＹＥＳ）、変換部１０６は、符号化対象ブロックのための第１の変換基底を選択する（Ｓ２０６）。例えば、適応基底選択モードを用いると判定されている場合には、変換部１０６は、複数の第１の変換基底の候補の中から適応的に第１の変換基底を選択する。また例えば、適応基底選択モードを用いないと判定されている場合には、変換部１０６は、予め定義された変換基底（例えばＤＣＴ−ＩＩの変換基底）を固定的に選択する。
【０２０１】
変換部１０６は、ステップＳ２０６において選択された第１の変換基底を用いて符号化対象ブロックの残差に第１の変換を行うことにより、第１の変換係数を生成する（Ｓ２０７）。変換部１０６は、ステップＳ２０６で選択された第１の変換基底が第２の所定変換基底と一致するか否かを判定する（Ｓ２０８）。第２の所定変換基底としては、例えばＤＣＴ−ＩＩの変換基底及び／又はそれに類似する変換基底を用いることができる。
【０２０２】
ここで、第１の変換基底が第２の所定変換基底と一致する場合（Ｓ２０８のＹＥＳ）、変換部１０６は、符号化対象ブロックのための第２の変換基底を選択する（Ｓ２０９）。そして、変換部１０６は、ステップＳ２０９において選択された第２の変換基底を用いて、ステップＳ２０７において生成された第１の変換係数に第２の変換を行うことにより、第２の変換係数を生成する（Ｓ２１０）。その後、量子化部１０８は、ステップＳ２１０において生成された第２の変換係数を量子化し（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理を終了する。
【０２０３】
一方、第１の変換基底が第２の所定変換基底と異なる場合（Ｓ２０８のＮＯ）、変換部１０６は、第２の変換基底の選択ステップ（Ｓ２０９）及び第２の変換ステップ（Ｓ２１０）をスキップする。つまり、変換部１０６は、第２の変換を行わない。この場合、ステップＳ２０７において生成された第１の変換係数が量子化され（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理が終了する。
【０２０４】
符号化対象ブロックのサイズが所定サイズと一致し、かつ、適応基底選択モードを用いる場合（Ｓ３０１のＹＥＳ）、変換部１０６は、第１の変換基底を第１の所定変換基底に固定する（Ｓ３０２）。第１の所定変換基底として、例えば、ＤＳＴ−ＶＩＩの変換基底を用いることができる。なお、第１の所定変換基底は、ＤＳＴ−ＶＩＩの変換基底に限定されない。例えば、第１の所定変換基底として、ＤＣＴ−Ｖの変換基底が用いられてもよい。
【０２０５】
変換部１０６は、ステップＳ３０２で固定された第１の変換基底を用いて符号化対象ブロックの残差に第１の変換を行うことにより、第１の変関係数を生成する（Ｓ３０３）。変換部１０６は、符号化対象ブロックのイントラ予測モードが非方向性予測モードであるか否かを判定する（Ｓ３０４）。
【０２０６】
ここで、イントラ予測モードが非方向性予測モードと異なる場合（Ｓ３０４のＮＯ）、変換部１０６は、第２の変換基底を選択する（Ｓ３０５）。そして、変換部１０６は、ステップＳ３０５において選択された第２の変換基底を用いて、ステップ３０３において生成された第１の変換係数に第２の変換を行うことにより、第２の変換係数を生成する（Ｓ３０６）。その後、量子化部１０８は、ステップＳ３０６において生成された第２の変換係数を量子化し（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理を終了する。
【０２０７】
一方、イントラ予測モードが非方向性予測モードと一致する場合（Ｓ３０４のＹＥＳ）、変換部１０６は、第２の変換基底の選択ステップ（Ｓ３０５）及び第２の変換ステップ（Ｓ３０６）をスキップする。つまり、変換部１０６は、第２の変換を行わない。この場合、ステップＳ３０３において生成された第１の変換係数が量子化され（Ｓ１１０）、変換及び量子化処理が終了する。
【０２０８】
［符号化装置のエントロピー符号化部の処理］
次に、本実施の形態に係る符号化装置１００のエントロピー符号化部１１０の変換に関する符号化処理について、図１６を参照しながら具体的に説明する。図１６は、実施の形態４に係る符号化装置１００における符号化処理を示すフローチャートである。
【０２０９】
符号化対象ブロックにインター予測が用いられた場合（Ｓ４０１のインター）、エントロピー符号化部１１０は、第１の基底選択信号をビットストリーム内に符号化する（Ｓ４０２）。ここでは、第１の基底選択信号は、ステップＳ１０２において選択された第１の変換基底を示す情報又はデータである。
【０２１０】
ビットストリーム内に信号を符号化するとは、情報を示す符号をビットストリーム内に配置することを意味する。符号は、例えば、コンテキスト適応型二値算術符号化（ＣＡＢＡＣ）により生成される。なお、符号の生成には、必ずしもＣＡＢＡＣが用いられる必要はなく、エントロピー符号化が用いられる必要もない。例えば、符号は、情報そのもの（例えば０又は１のフラグ）であってもよい。
【０２１１】
次に、エントロピー符号化部１１０は、ステップＳ１１０において量子化された係数を符号化して（Ｓ４０３）、符号化処理を終了する。
【０２１２】
符号化対象ブロックにイントラ予測が用いられた場合（Ｓ４０１のイントラ）、エントロピー符号化部１１０は、符号化対象ブロックのイントラ予測モードを示すイントラ予測モード信号をビットストリーム内に符号化する（Ｓ４０４）。さらに、エントロピー符号化部１１０は、符号化対象ブロックに適応基底選択モードが用いられたか否かを示す適応選択モード信号をビットストリーム内に符号化する（Ｓ４０５）。
【０２１３】
ここで、適応基底選択モードが用いられ、かつ、符号化対象ブロックのサイズが所定サイズと異なる場合（Ｓ４０６のＹＥＳ）、エントロピー符号化部１１０は、第１の基底選択信号をビットストリーム内に符号化する（Ｓ４０７）。ここでは、第１の基底選択信号は、ステップＳ２０２又はＳ２０６において選択された第１の変換基底を示す情報又はデータである。一方、適応基底選択モードが用いられなかった場合、又は、適応基底選択モードが用いられ、かつ、符号化対象ブロックのサイズが所定サイズと一致する場合（Ｓ４０６のＮＯ）、エントロピー符号化部１１０は、第１の基底選択信号の符号化ステップ（Ｓ４０７）をスキップする。つまり、エントロピー符号化部１１０は、第１の基底選択信号を符号化しない。
【０２１４】
ここで、第２の変換が実施された場合（Ｓ４０８のＹＥＳ）、エントロピー符号化部１１０は、第２の基底選択信号をビットストリーム内に符号化する（Ｓ４０９）。ここでは、第２の基底選択信号は、ステップＳ２０４、Ｓ２０９、又は、Ｓ３０５において選択された第２の変換基底を示す情報又はデータである。一方、第２の変換が実施されなかった場合（Ｓ４０８のＮＯ）、エントロピー符号化部１１０は、第２の基底選択信号の符号化ステップ（Ｓ４０９）をスキップする。つまり、エントロピー符号化部１１０は、第２の基底選択信号を符号化しない。
【０２１５】
最後に、エントロピー符号化部１１０は、ステップＳ１１０において量子化された係数を符号化して（Ｓ４１０）、符号化処理を終了する。
【０２１６】
［復号装置のエントロピー復号部の処理］
次に、本実施の形態に係る復号装置２００のエントロピー復号部２０２の処理について、図１７を参照しながら具体的に説明する。図１７は、実施の形態４に係る復号装置２００における復号処理を示すフローチャートである。
【０２１７】
復号対象ブロックにインター予測が用いられる場合（Ｓ７０１のインター）、エントロピー復号部２０２は、第１の基底選択信号をビットストリームから復号する（Ｓ７０２）。
【０２１８】
ビットストリームから信号を復号するとは、情報を示す符号をビットストリームから読み解き、読み解かれた符号から情報を復元することを意味する。符号から情報への復元は、例えば、コンテキスト適応型二値算術復号（ＣＡＢＡＤ）が用いられる。なお、符号から情報への復元には、必ずしもＣＡＢＡＤが用いられる必要はなく、エントロピー復号が用いられる必要もない。例えば、読み解かれた符号そのものが情報を示す場合は（例えば０又は１のフラグ）、単に符号が読み解かれればよい。
【０２１９】
次に、エントロピー復号部２０２は、ビットストリームから量子化係数を復号して（Ｓ７０３）、復号処理を終了する。
【０２２０】
復号対象ブロックにイントラ予測が用いられる場合（Ｓ７０１のイントラ）、エントロピー復号部２０２は、ビットストリームからイントラ予測モード信号を復号する（Ｓ７０４）。さらに、エントロピー復号部２０２は、適応選択モード信号を復号する（Ｓ７０５）。
【０２２１】
ここで、適応基底選択モードが用いられ、かつ、復号対象ブロックのサイズが所定サイズと異なる場合（Ｓ７０６のＹＥＳ）、エントロピー復号部２０２は、ビットストリームから第１の基底選択信号を復号する（Ｓ７０７）。一方、適応基底選択モードが用いられなかった場合、又は、適応基底選択モードが用いられ、かつ、復号対象ブロックのサイズが所定サイズと一致する場合（Ｓ７０６のＮＯ）、エントロピー復号部２０２は、第１の基底選択信号の復号ステップ（Ｓ７０７）をスキップする。つまり、エントロピー復号部２０２は、第１の基底選択信号を復号しない。
【０２２２】
ここで、第２の逆変換を実施する場合（Ｓ７０８のＹＥＳ）、エントロピー復号部２０２は、ビットストリームから第２の基底選択信号を復号する（Ｓ７０９）。一方、第２の逆変換を実施しない場合（Ｓ７０８のＮＯ）、エントロピー復号部２０２は、第２の基底選択信号の復号ステップ（Ｓ７０９）をスキップする。つまり、エントロピー復号部２０２は、第２の基底選択信号を復号しない。
【０２２３】
最後に、エントロピー復号部２０２は、ビットストリームから量子化係数を復号して（Ｓ７１０）、復号処理を終了する。
【０２２４】
［復号装置の逆量子化部及び逆変換部の処理］
次に、本実施の形態に係る復号装置２００の逆量子化部２０４及び逆変換部２０６の処理について、図１８を参照しながら具体的に説明する。図１８は、実施の形態４に係る復号装置２００における逆量子化及び逆変換処理を示すフローチャートである。
【０２２５】
まず、逆量子化部２０４は、復号対象ブロックの量子化係数を逆量子化する（Ｓ５０１）。逆変換部２０６は、復号対象ブロックにイントラ予測及びインター予測のどちらを用いるかを判定する（Ｓ５０２）。復号対象ブロックにインター予測を用いると判定した場合（Ｓ５０２のインター）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのための第１の逆変換基底を選択する（Ｓ５０３）。逆変換部２０６は、ステップＳ５０３において選択された第１の逆変換基底を用いて、復号対象ブロックの逆量子化された係数に第１の逆変換を行い（Ｓ５０４）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０２２６】
復号対象ブロックにイントラ予測を用いると判定した場合（Ｓ５０２のイントラ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのサイズが所定サイズと一致するか否か、及び、復号対象ブロックに適応基底選択モードが用いられたか否かを判定する（Ｓ８０１）。例えば、逆変換部２０６は、図１７のステップＳ７０５において復号された適応選択モード信号に基づいて、適応基底選択モードが用いられたか否かを判定する。
【０２２７】
復号対象ブロックのサイズが所定サイズと異なる場合、又は、適応基底選択モードが用いられなかった場合（Ｓ８０１のＮＯ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのイントラ予測モードが非方向性予測モードであるか否かを判定する（Ｓ６０１）。
【０２２８】
ここで、イントラ予測モードが非方向性予測モードでない場合（Ｓ６０１のＮＯ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのための第２の逆変換基底を選択する（Ｓ６０２）。例えば、逆変換部２０６は、図１７のステップＳ７０９において復号された第２の基底選択信号に基づいて、第２の逆変換基底を選択する。逆変換部２０６は、選択された第２の逆変換基底を用いて、復号対象ブロックの逆量子化された係数に第２の逆変換を行う（Ｓ６０３）。逆変換部２０６は、第１の逆変換基底を選択する（Ｓ６０４）。例えば、適応基底選択モードが用いられた場合には、逆変換部２０６は、図１７のステップＳ７０７において復号された第１の基底選択信号に基づいて、第１の逆変換基底を選択する。逆変換部２０６は、選択された第１の逆変換基底を用いて、ステップＳ６０３において第２の逆変換によって得られた係数に第１の逆変換を行い（Ｓ６０５）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０２２９】
一方、イントラ予測モードが非方向性予測モードである場合（Ｓ６０１のＹＥＳ）、逆変換部２０６は、第１の逆変換基底が第２の所定逆変換基底と一致するか否かを判定する（Ｓ６０６）。例えば、適応基底選択モードが用いられた場合には、逆変換部２０６は、図１７のステップＳ７０７において復号された第１の基底選択信号に基づいて、第１の逆変換基底が第２の所定逆変換基底と一致するか否かを判定する。第２の所定逆変換基底としては、符号化装置１００で用いられた第２の所定変換基底に対応する逆変換基底が用いられる。
【０２３０】
ここで、第１の逆変換基底が第２の所定逆変換基底と一致する場合（Ｓ６０６のＹＥＳ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのための第２の逆変換基底を選択する（Ｓ６０７）。例えば、逆変換部２０６は、図１７のステップＳ７０９において復号された第２の基底選択信号に基づいて、第２の逆変換基底を選択する。逆変換部２０６は、選択された第２の逆変換基底を用いて、復号対象ブロックの逆量子化された係数に第２の逆変換を行う（Ｓ６０８）。逆変換部２０６は、第１の逆変換基底を選択する（Ｓ６０９）。例えば、適応基底選択モードが用いられた場合には、逆変換部２０６は、図１７のステップＳ７０７において復号された第１の基底選択信号に基づいて、第１の逆変換基底を選択する。逆変換部２０６は、選択された第１の逆変換基底を用いて、ステップＳ６０８において第２の逆変換によって得られた係数に第１の逆変換を行い（Ｓ６１０）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０２３１】
復号対象ブロックのサイズが所定サイズと一致し、かつ、適応基底選択モードが用いられた場合（Ｓ８０１のＹＥＳ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのイントラ予測モードが非方向性予測モードであるか否かを判定する（Ｓ８０２）。
【０２３２】
ここで、イントラ予測モードが非方向性予測モードでない場合（Ｓ８０２のＮＯ）、逆変換部２０６は、復号対象ブロックのための第２の逆変換基底を選択する（Ｓ８０３）。例えば、逆変換部２０６は、図１７のステップＳ７０９において復号された第２の基底選択信号に基づいて、第２の逆変換基底を選択する。逆変換部２０６は、選択された第２の逆変換基底を用いて、復号対象ブロックの逆量子化された係数に第２の逆変換を行う（Ｓ８０４）。逆変換部２０６は、第１の逆変換基底を第１の所定逆変換基底に固定する（Ｓ８０５）。第１の所定逆変換基底としては、符号化装置１００で用いられた第１の所定変換基底に対応する逆変換基底が用いられる。逆変換部２０６は、固定された第１の逆変換基底を用いて、ステップＳ８０４において第２の逆変換によって得られた係数に第１の逆変換を行い（Ｓ８０６）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０２３３】
一方、イントラ予測モードが非方向性予測モードである場合（Ｓ８０２のＹＥＳ）、逆変換部２０６は、第２の逆変換基底の選択ステップ（Ｓ８０３）及び第２の逆変換ステップ（Ｓ８０４）をスキップする。つまり、逆変換部２０６は、第２の逆変換を行わずに、第１の逆変換基底を第１の所定逆変換基底に固定する（Ｓ８０５）。逆変換部２０６は、固定された第１の逆変換基底を用いて、ステップＳ５０１において逆量子化された係数に第１の逆変換を行い（Ｓ８０６）、逆量子化及び逆変換処理を終了する。
【０２３４】
［効果等］
以上のように、本実施の形態に係る符号化装置１００及び復号装置２００によれば、適応基底選択モードが用いられる場合に、ブロックサイズに応じて第１の変換基底を固定することができる。したがって、適応基底選択モードにおける第１の変換の負荷を低減することができる。
【０２３５】
なお、本実施の形態では、符号化対象ブロックにインター予測を用いる場合に、第２の変換が行われていないが、これに限定されない。つまり、符号化対象ブロックにインター予測を用いる場合に、第１の変換によって生成された第１の変換係数に第２の変換を行ってもよい。この場合、第２の変換によって生成される第２の変換係数が量子化される。
【０２３６】
なお、図１５〜図１８のフローチャートにおけるステップの順番は、図１５〜図１８に記載の順番に限定されない。例えば、図１６において、信号の符号化の順番は、標準規格等で予め定義された他の順番であってもよい。
【０２３７】
なお、本実施の形態では、複数の信号（イントラ予測モード信号、適応選択モード信号、第１の基底選択信号、及び、第２の基底選択信号）がビットストリーム内に符号化されていたが、これらの複数の信号はビットストリーム内に符号化されなくてもよい。例えば、これらの複数の信号は、ビットストームとは別に符号化装置１００から復号装置２００に通知されてもよい。
【０２３８】
なお、本実施の形態において、複数の信号（イントラ予測モード信号、適応選択モード信号、第１の基底選択信号、及び、第２の基底選択信号）の各々のビットストリーム内の位置は特に限定されない。複数の信号は、例えば、複数のヘッダの少なくとも１つに符号化される。複数のヘッダとしては、例えば、ビデオパラメータセット、シーケンスパラメータセット、ピクチャパラメータセット、及びスライスヘッダを用いることができる。なお、信号が複数の階層（例えば、ピクチャパラメータセット及びスライスヘッダ）にある場合は、低い階層（例えばスライスヘッダ）にある信号は、より高い階層（例えば、ピクチャパラメータセット）にある信号を上書きする。
【０２３９】
なお、本態様を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、本態様のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。
【０２４０】
（実施の形態５）
以上の実施の形態及び各変形例において、機能ブロックの各々は、通常、ＭＰＵ及びメモリ等によって実現可能である。また、機能ブロックの各々による処理は、通常、プロセッサなどのプログラム実行部が、ＲＯＭ等の記録媒体に記録されたソフトウェア（プログラム）を読み出して実行することで実現される。当該ソフトウェアはダウンロード等により配布されてもよいし、半導体メモリなどの記録媒体に記録して配布されてもよい。なお、各機能ブロックをハードウェア（専用回路）によって実現することも、当然、可能である。
【０２４１】
また、実施の形態及び各変形例において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するプロセッサは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。
【０２４２】
本発明は、以上の実施例に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含される。
【０２４３】
さらにここで、上記実施の形態及び各変形例で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）又は動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、画像復号方法を用いた画像復号装置、及び両方を備える画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。
【０２４４】
［使用例］
図１９は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムｅｘ１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ｅｘ１０６、ｅｘ１０７、ｅｘ１０８、ｅｘ１０９、ｅｘ１１０が設置されている。
【０２４５】
このコンテンツ供給システムｅｘ１００では、インターネットｅｘ１０１に、インターネットサービスプロバイダｅｘ１０２又は通信網ｅｘ１０４、及び基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介して、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、及びスマートフォンｅｘ１１５などの各機器が接続される。当該コンテンツ供給システムｅｘ１００は、上記のいずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。固定無線局である基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介さずに、各機器が電話網又は近距離無線等を介して直接的又は間接的に相互に接続されていてもよい。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、インターネットｅｘ１０１等を介して、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、及びスマートフォンｅｘ１１５などの各機器と接続される。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、衛星ｅｘ１１６を介して、飛行機ｅｘ１１７内のホットスポット内の端末等と接続される。
【０２４６】
なお、基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０の代わりに、無線アクセスポイント又はホットスポット等が用いられてもよい。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、インターネットｅｘ１０１又はインターネットサービスプロバイダｅｘ１０２を介さずに直接通信網ｅｘ１０４と接続されてもよいし、衛星ｅｘ１１６を介さず直接飛行機ｅｘ１１７と接続されてもよい。
【０２４７】
カメラｅｘ１１３はデジタルカメラ等の静止画撮影、及び動画撮影が可能な機器である。また、スマートフォンｅｘ１１５は、一般に２Ｇ、３Ｇ、３．９Ｇ、４Ｇ、そして今後は５Ｇと呼ばれる移動通信システムの方式に対応したスマートフォン機、携帯電話機、又はＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）等である。
【０２４８】
家電ｅｘ１１８は、冷蔵庫、又は家庭用燃料電池コージェネレーションシステムに含まれる機器等である。
【０２４９】
コンテンツ供給システムｅｘ１００では、撮影機能を有する端末が基地局ｅｘ１０６等を通じてストリーミングサーバｅｘ１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、端末（コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、スマートフォンｅｘ１１５、及び飛行機ｅｘ１１７内の端末等）は、ユーザが当該端末を用いて撮影した静止画又は動画コンテンツに対して上記実施の形態及び各変形例で説明した符号化処理を行い、符号化により得られた映像データと、映像に対応する音を符号化した音データと多重化し、得られたデータをストリーミングサーバｅｘ１０３に送信する。即ち、各端末は、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する。
【０２５０】
一方、ストリーミングサーバｅｘ１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントは、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、スマートフォンｅｘ１１５、又は飛行機ｅｘ１１７内の端末等である。配信されたデータを受信した各機器は、受信したデータを復号化処理して再生する。即ち、各機器は、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する。
【０２５１】
［分散処理］
また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は複数のサーバ又は複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。例えば、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、ＣＤＮ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）により実現され、世界中に分散された多数のエッジサーバとエッジサーバ間をつなぐネットワークによりコンテンツ配信が実現されていてもよい。ＣＤＮでは、クライアントに応じて物理的に近いエッジサーバが動的に割り当てられる。そして、当該エッジサーバにコンテンツがキャッシュ及び配信されることで遅延を減らすことができる。また、何らかのエラーが発生した場合又はトラフィックの増加などにより通信状態が変わる場合に複数のエッジサーバで処理を分散したり、他のエッジサーバに配信主体を切り替えたり、障害が生じたネットワークの部分を迂回して配信を続けることができるので、高速かつ安定した配信が実現できる。
【０２５２】
また、配信自体の分散処理にとどまらず、撮影したデータの符号化処理を各端末で行ってもよいし、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、一般に符号化処理では、処理ループが２度行われる。１度目のループでフレーム又はシーン単位での画像の複雑さ、又は、符号量が検出される。また、２度目のループでは画質を維持して符号化効率を向上させる処理が行われる。例えば、端末が１度目の符号化処理を行い、コンテンツを受け取ったサーバ側が２度目の符号化処理を行うことで、各端末での処理負荷を減らしつつもコンテンツの質と効率を向上させることができる。この場合、ほぼリアルタイムで受信して復号する要求があれば、端末が行った一度目の符号化済みデータを他の端末で受信して再生することもできるので、より柔軟なリアルタイム配信も可能になる。
【０２５３】
他の例として、カメラｅｘ１１３等は、画像から特徴量抽出を行い、特徴量に関するデータをメタデータとして圧縮してサーバに送信する。サーバは、例えば特徴量からオブジェクトの重要性を判断して量子化精度を切り替えるなど、画像の意味に応じた圧縮を行う。特徴量データはサーバでの再度の圧縮時の動きベクトル予測の精度及び効率向上に特に有効である。また、端末でＶＬＣ（可変長符号化）などの簡易的な符号化を行い、サーバでＣＡＢＡＣ（コンテキスト適応型二値算術符号化方式）など処理負荷の大きな符号化を行ってもよい。
【０２５４】
さらに他の例として、スタジアム、ショッピングモール、又は工場などにおいては、複数の端末によりほぼ同一のシーンが撮影された複数の映像データが存在する場合がある。この場合には、撮影を行った複数の端末と、必要に応じて撮影をしていない他の端末及びサーバを用いて、例えばＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅ）単位、ピクチャ単位、又はピクチャを分割したタイル単位などで符号化処理をそれぞれ割り当てて分散処理を行う。これにより、遅延を減らし、よりリアルタイム性を実現できる。
【０２５５】
また、複数の映像データはほぼ同一シーンであるため、各端末で撮影された映像データを互いに参照し合えるように、サーバで管理及び／又は指示をしてもよい。または、各端末からの符号化済みデータを、サーバが受信し複数のデータ間で参照関係を変更、又はピクチャ自体を補正或いは差し替えて符号化しなおしてもよい。これにより、一つ一つのデータの質と効率を高めたストリームを生成できる。
【０２５６】
また、サーバは、映像データの符号化方式を変更するトランスコードを行ったうえで映像データを配信してもよい。例えば、サーバは、ＭＰＥＧ系の符号化方式をＶＰ系に変換してもよいし、Ｈ．２６４をＨ．２６５に変換してもよい。
【０２５７】
このように、符号化処理は、端末、又は１以上のサーバにより行うことが可能である。よって、以下では、処理を行う主体として「サーバ」又は「端末」等の記載を用いるが、サーバで行われる処理の一部又は全てが端末で行われてもよいし、端末で行われる処理の一部又は全てがサーバで行われてもよい。また、これらに関しては、復号処理についても同様である。
【０２５８】
［３Ｄ、マルチアングル］
近年では、互いにほぼ同期した複数のカメラｅｘ１１３及び／又はスマートフォンｅｘ１１５などの端末により撮影された異なるシーン、又は、同一シーンを異なるアングルから撮影した画像或いは映像を統合して利用することも増えてきている。各端末で撮影した映像は、別途取得した端末間の相対的な位置関係、又は、映像に含まれる特徴点が一致する領域などに基づいて統合される。
【０２５９】
サーバは、２次元の動画像を符号化するだけでなく、動画像のシーン解析などに基づいて自動的に、又は、ユーザが指定した時刻において、静止画を符号化し、受信端末に送信してもよい。サーバは、さらに、撮影端末間の相対的な位置関係を取得できる場合には、２次元の動画像だけでなく、同一シーンが異なるアングルから撮影された映像に基づき、当該シーンの３次元形状を生成できる。なお、サーバは、ポイントクラウドなどにより生成した３次元のデータを別途符号化してもよいし、３次元データを用いて人物又はオブジェクトを認識或いは追跡した結果に基づいて、受信端末に送信する映像を、複数の端末で撮影した映像から選択、又は、再構成して生成してもよい。
【０２６０】
このようにして、ユーザは、各撮影端末に対応する各映像を任意に選択してシーンを楽しむこともできるし、複数画像又は映像を用いて再構成された３次元データから任意視点の映像を切り出したコンテンツを楽しむこともできる。さらに、映像と同様に音も複数の相異なるアングルから収音され、サーバは、映像に合わせて特定のアングル又は空間からの音を映像と多重化して送信してもよい。
【０２６１】
また、近年ではＶｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ（ＶＲ）及びＡｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ（ＡＲ）など、現実世界と仮想世界とを対応付けたコンテンツも普及してきている。ＶＲの画像の場合、サーバは、右目用及び左目用の視点画像をそれぞれ作成し、Ｍｕｌｔｉ−Ｖｉｅｗ  Ｃｏｄｉｎｇ（ＭＶＣ）などにより各視点映像間で参照を許容する符号化を行ってもよいし、互いに参照せずに別ストリームとして符号化してもよい。別ストリームの復号時には、ユーザの視点に応じて仮想的な３次元空間が再現されるように互いに同期させて再生するとよい。
【０２６２】
ＡＲの画像の場合には、サーバは、現実空間のカメラ情報に、仮想空間上の仮想物体情報を、３次元的位置又はユーザの視点の動きに基づいて重畳する。復号装置は、仮想物体情報及び３次元データを取得又は保持し、ユーザの視点の動きに応じて２次元画像を生成し、スムーズにつなげることで重畳データを作成してもよい。または、復号装置は仮想物体情報の依頼に加えてユーザの視点の動きをサーバに送信し、サーバは、サーバに保持される３次元データから受信した視点の動きに合わせて重畳データを作成し、重畳データを符号化して復号装置に配信してもよい。なお、重畳データは、ＲＧＢ以外に透過度を示すα値を有し、サーバは、３次元データから作成されたオブジェクト以外の部分のα値が０などに設定し、当該部分が透過する状態で、符号化してもよい。もしくは、サーバは、クロマキーのように所定の値のＲＧＢ値を背景に設定し、オブジェクト以外の部分は背景色にしたデータを生成してもよい。
【０２６３】
同様に配信されたデータの復号処理はクライアントである各端末で行っても、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、ある端末が、一旦サーバに受信リクエストを送り、そのリクエストに応じたコンテンツを他の端末で受信し復号処理を行い、ディスプレイを有する装置に復号済みの信号が送信されてもよい。通信可能な端末自体の性能によらず処理を分散して適切なコンテンツを選択することで画質のよいデータを再生することができる。また、他の例として大きなサイズの画像データをＴＶ等で受信しつつ、鑑賞者の個人端末にピクチャが分割されたタイルなど一部の領域が復号されて表示されてもよい。これにより、全体像を共有化しつつ、自身の担当分野又はより詳細に確認したい領域を手元で確認することができる。
【０２６４】
また今後は、屋内外にかかわらず近距離、中距離、又は長距離の無線通信が複数使用可能な状況下で、ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨなどの配信システム規格を利用して、接続中の通信に対して適切なデータを切り替えながらシームレスにコンテンツを受信することが予想される。これにより、ユーザは、自身の端末のみならず屋内外に設置されたディスプレイなどの復号装置又は表示装置を自由に選択しながらリアルタイムで切り替えられる。また、自身の位置情報などに基づいて、復号する端末及び表示する端末を切り替えながら復号を行うことができる。これにより、目的地への移動中に、表示可能なデバイスが埋め込まれた隣の建物の壁面又は地面の一部に地図情報を表示させながら移動することも可能になる。また、符号化データが受信端末から短時間でアクセスできるサーバにキャッシュされている、又は、コンテンツ・デリバリー・サービスにおけるエッジサーバにコピーされている、などの、ネットワーク上での符号化データへのアクセス容易性に基づいて、受信データのビットレートを切り替えることも可能である。
【０２６５】
［スケーラブル符号化］
コンテンツの切り替えに関して、図２０に示す、上記実施の形態及び各変形例で示した動画像符号化方法を応用して圧縮符号化されたスケーラブルなストリームを用いて説明する。サーバは、個別のストリームとして内容は同じで質の異なるストリームを複数有していても構わないが、図示するようにレイヤに分けて符号化を行うことで実現される時間的／空間的スケーラブルなストリームの特徴を活かして、コンテンツを切り替える構成であってもよい。つまり、復号側が性能という内的要因と通信帯域の状態などの外的要因とに応じてどのレイヤまで復号するかを決定することで、復号側は、低解像度のコンテンツと高解像度のコンテンツとを自由に切り替えて復号できる。例えば移動中にスマートフォンｅｘ１１５で視聴していた映像の続きを、帰宅後にインターネットＴＶ等の機器で視聴したい場合には、当該機器は、同じストリームを異なるレイヤまで復号すればよいので、サーバ側の負担を軽減できる。
【０２６６】
さらに、上記のように、レイヤ毎にピクチャが符号化されており、ベースレイヤの上位にエンハンスメントレイヤが存在するスケーラビリティを実現する構成以外に、エンハンスメントレイヤが画像の統計情報などに基づくメタ情報を含み、復号側が、メタ情報に基づきベースレイヤのピクチャを超解像することで高画質化したコンテンツを生成してもよい。超解像とは、同一解像度におけるＳＮ比の向上、及び、解像度の拡大のいずれであってもよい。メタ情報は、超解像処理に用いる線形或いは非線形のフィルタ係数を特定するため情報、又は、超解像処理に用いるフィルタ処理、機械学習或いは最小２乗演算におけるパラメータ値を特定する情報などを含む。
【０２６７】
または、画像内のオブジェクトなどの意味合いに応じてピクチャがタイル等に分割されており、復号側が、復号するタイルを選択することで一部の領域だけを復号する構成であってもよい。また、オブジェクトの属性（人物、車、ボールなど）と映像内の位置（同一画像における座標位置など）とをメタ情報として格納することで、復号側は、メタ情報に基づいて所望のオブジェクトの位置を特定し、そのオブジェクトを含むタイルを決定できる。例えば、図２１に示すように、メタ情報は、ＨＥＶＣにおけるＳＥＩメッセージなど画素データとは異なるデータ格納構造を用いて格納される。このメタ情報は、例えば、メインオブジェクトの位置、サイズ、又は色彩などを示す。
【０２６８】
また、ストリーム、シーケンス又はランダムアクセス単位など、複数のピクチャから構成される単位でメタ情報が格納されてもよい。これにより、復号側は、特定人物が映像内に出現する時刻などが取得でき、ピクチャ単位の情報と合わせることで、オブジェクトが存在するピクチャ、及び、ピクチャ内でのオブジェクトの位置を特定できる。
【０２６９】
［Ｗｅｂページの最適化］
図２２は、コンピュータｅｘ１１１等におけるｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図２３は、スマートフォンｅｘ１１５等におけるｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図２２及び図２３に示すようにｗｅｂページが、画像コンテンツへのリンクであるリンク画像を複数含む場合があり、閲覧するデバイスによってその見え方は異なる。画面上に複数のリンク画像が見える場合には、ユーザが明示的にリンク画像を選択するまで、又は画面の中央付近にリンク画像が近付く或いはリンク画像の全体が画面内に入るまでは、表示装置（復号装置）は、リンク画像として各コンテンツが有する静止画又はＩピクチャを表示したり、複数の静止画又はＩピクチャ等でｇｉｆアニメのような映像を表示したり、ベースレイヤのみ受信して映像を復号及び表示したりする。
【０２７０】
ユーザによりリンク画像が選択された場合、表示装置は、ベースレイヤを最優先にして復号する。なお、ｗｅｂページを構成するＨＴＭＬにスケーラブルなコンテンツであることを示す情報があれば、表示装置は、エンハンスメントレイヤまで復号してもよい。また、リアルタイム性を担保するために、選択される前又は通信帯域が非常に厳しい場合には、表示装置は、前方参照のピクチャ（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、前方参照のみのＢピクチャ）のみを復号及び表示することで、先頭ピクチャの復号時刻と表示時刻との間の遅延（コンテンツの復号開始から表示開始までの遅延）を低減できる。また、表示装置は、ピクチャの参照関係を敢えて無視して全てのＢピクチャ及びＰピクチャを前方参照にして粗く復号し、時間が経ち受信したピクチャが増えるにつれて正常の復号を行ってもよい。
【０２７１】
［自動走行］
また、車の自動走行又は走行支援のため２次元又は３次元の地図情報などの静止画又は映像データを送受信する場合、受信端末は、１以上のレイヤに属する画像データに加えて、メタ情報として天候又は工事の情報なども受信し、これらを対応付けて復号してもよい。なお、メタ情報は、レイヤに属してもよいし、単に画像データと多重化されてもよい。
【０２７２】
この場合、受信端末を含む車、ドローン又は飛行機などが移動するため、受信端末は、当該受信端末の位置情報を受信要求時に送信することで、基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を切り替えながらシームレスな受信及び復号を実現できる。また、受信端末は、ユーザの選択、ユーザの状況又は通信帯域の状態に応じて、メタ情報をどの程度受信するか、又は地図情報をどの程度更新していくかを動的に切り替えることが可能になる。
【０２７３】
以上のようにして、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、ユーザが送信した符号化された情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号し、再生することができる。
【０２７４】
［個人コンテンツの配信］
また、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、映像配信業者による高画質で長時間のコンテンツのみならず、個人による低画質で短時間のコンテンツのユニキャスト、又はマルチキャスト配信が可能である。また、このような個人のコンテンツは今後も増加していくと考えられる。個人コンテンツをより優れたコンテンツにするために、サーバは、編集処理を行ってから符号化処理を行ってもよい。これは例えば、以下のような構成で実現できる。
【０２７５】
撮影時にリアルタイム又は蓄積して撮影後に、サーバは、原画又は符号化済みデータから撮影エラー、シーン探索、意味の解析、及びオブジェクト検出などの認識処理を行う。そして、サーバは、認識結果に基いて手動又は自動で、ピントずれ又は手ブレなどを補正したり、明度が他のピクチャに比べて低い又は焦点が合っていないシーンなどの重要性の低いシーンを削除したり、オブジェクトのエッジを強調したり、色合いを変化させるなどの編集を行う。サーバは、編集結果に基いて編集後のデータを符号化する。また撮影時刻が長すぎると視聴率が下がることも知られており、サーバは、撮影時間に応じて特定の時間範囲内のコンテンツになるように上記のように重要性が低いシーンのみならず動きが少ないシーンなどを、画像処理結果に基き自動でクリップしてもよい。または、サーバは、シーンの意味解析の結果に基づいてダイジェストを生成して符号化してもよい。
【０２７６】
なお、個人コンテンツには、そのままでは著作権、著作者人格権、又は肖像権等の侵害となるものが写り込んでいるケースもあり、共有する範囲が意図した範囲を超えてしまうなど個人にとって不都合な場合もある。よって、例えば、サーバは、画面の周辺部の人の顔、又は家の中などを敢えて焦点が合わない画像に変更して符号化してもよい。また、サーバは、符号化対象画像内に、予め登録した人物とは異なる人物の顔が映っているかどうかを認識し、映っている場合には、顔の部分にモザイクをかけるなどの処理を行ってもよい。または、符号化の前処理又は後処理として、著作権などの観点からユーザが画像を加工したい人物又は背景領域を指定し、サーバは、指定された領域を別の映像に置き換える、又は焦点をぼかすなどの処理を行うことも可能である。人物であれば、動画像において人物をトラッキングしながら、顔の部分の映像を置き換えることができる。
【０２７７】
また、データ量の小さい個人コンテンツの視聴はリアルタイム性の要求が強いため、帯域幅にもよるが、復号装置は、まずベースレイヤを最優先で受信して復号及び再生を行う。復号装置は、この間にエンハンスメントレイヤを受信し、再生がループされる場合など２回以上再生される場合に、エンハンスメントレイヤも含めて高画質の映像を再生してもよい。このようにスケーラブルな符号化が行われているストリームであれば、未選択時又は見始めた段階では粗い動画だが、徐々にストリームがスマートになり画像がよくなるような体験を提供することができる。スケーラブル符号化以外にも、１回目に再生される粗いストリームと、１回目の動画を参照して符号化される２回目のストリームとが１つのストリームとして構成されていても同様の体験を提供できる。
【０２７８】
［その他の使用例］
また、これらの符号化又は復号処理は、一般的に各端末が有するＬＳＩｅｘ５００において処理される。ＬＳＩｅｘ５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化又は復号用のソフトウェアをコンピュータｅｘ１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、又はハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化又は復号処理を行ってもよい。さらに、スマートフォンｅｘ１１５がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データはスマートフォンｅｘ１１５が有するＬＳＩｅｘ５００で符号化処理されたデータである。
【０２７９】
なお、ＬＳＩｅｘ５００は、アプリケーションソフトをダウンロードしてアクティベートする構成であってもよい。この場合、端末は、まず、当該端末がコンテンツの符号化方式に対応しているか、又は、特定サービスの実行能力を有するかを判定する。端末がコンテンツの符号化方式に対応していない場合、又は、特定サービスの実行能力を有さない場合、端末は、コーデック又はアプリケーションソフトをダウンロードし、その後、コンテンツ取得及び再生する。
【０２８０】
また、インターネットｅｘ１０１を介したコンテンツ供給システムｅｘ１００に限らず、デジタル放送用システムにも上記実施の形態及び各変形例の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）又は動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。衛星などを利用して放送用の電波に映像と音が多重化された多重化データを載せて送受信するため、コンテンツ供給システムｅｘ１００のユニキャストがし易い構成に対してマルチキャスト向きであるという違いがあるが符号化処理及び復号処理に関しては同様の応用が可能である。
【０２８１】
［ハードウェア構成］
図２４は、スマートフォンｅｘ１１５を示す図である。また、図２５は、スマートフォンｅｘ１１５の構成例を示す図である。スマートフォンｅｘ１１５は、基地局ｅｘ１１０との間で電波を送受信するためのアンテナｅｘ４５０と、映像及び静止画を撮ることが可能なカメラ部ｅｘ４６５と、カメラ部ｅｘ４６５で撮像した映像、及びアンテナｅｘ４５０で受信した映像等が復号されたデータを表示する表示部ｅｘ４５８とを備える。スマートフォンｅｘ１１５は、さらに、タッチパネル等である操作部ｅｘ４６６と、音声又は音響を出力するためのスピーカ等である音声出力部ｅｘ４５７と、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ｅｘ４５６と、撮影した映像或いは静止画、録音した音声、受信した映像或いは静止画、メール等の符号化されたデータ、又は、復号化されたデータを保存可能なメモリ部ｅｘ４６７と、ユーザを特定し、ネットワークをはじめ各種データへのアクセスの認証をするためのＳＩＭｅｘ４６８とのインタフェース部であるスロット部ｅｘ４６４とを備える。なお、メモリ部ｅｘ４６７の代わりに外付けメモリが用いられてもよい。
【０２８２】
また、表示部ｅｘ４５８及び操作部ｅｘ４６６等を統括的に制御する主制御部ｅｘ４６０と、電源回路部ｅｘ４６１、操作入力制御部ｅｘ４６２、映像信号処理部ｅｘ４５５、カメラインタフェース部ｅｘ４６３、ディスプレイ制御部ｅｘ４５９、変調／復調部ｅｘ４５２、多重／分離部ｅｘ４５３、音声信号処理部ｅｘ４５４、スロット部ｅｘ４６４、及びメモリ部ｅｘ４６７とがバスｅｘ４７０を介して接続されている。
【０２８３】
電源回路部ｅｘ４６１は、ユーザの操作により電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することによりスマートフォンｅｘ１１５を動作可能な状態に起動する。
【０２８４】
スマートフォンｅｘ１１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有する主制御部ｅｘ４６０の制御に基づいて、通話及データ通信等の処理を行う。通話時は、音声入力部ｅｘ４５６で収音した音声信号を音声信号処理部ｅｘ４５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ｅｘ４５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ｅｘ４５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ４５０を介して送信する。また受信データを増幅して周波数変換処理及びアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ｅｘ４５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ｅｘ４５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ｅｘ４５７から出力する。データ通信モード時は、本体部の操作部ｅｘ４６６等の操作によってテキスト、静止画、又は映像データが操作入力制御部ｅｘ４６２を介して主制御部ｅｘ４６０に送出され、同様に送受信処理が行われる。データ通信モード時に映像、静止画、又は映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ｅｘ４５５は、メモリ部ｅｘ４６７に保存されている映像信号又はカメラ部ｅｘ４６５から入力された映像信号を上記実施の形態及び各変形例で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し、符号化された映像データを多重／分離部ｅｘ４５３に送出する。また、音声信号処理部ｅｘ４５４は、映像又は静止画等をカメラ部ｅｘ４６５で撮像中に音声入力部ｅｘ４５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ｅｘ４５３に送出する。多重／分離部ｅｘ４５３は、符号化済み映像データと符号化済み音声データを所定の方式で多重化し、変調／復調部（変調／復調回路部）ｅｘ４５２、及び送信／受信部ｅｘ４５１で変調処理及び変換処理を施してアンテナｅｘ４５０を介して送信する。
【０２８５】
電子メール又はチャットに添付された映像、又はウェブページ等にリンクされた映像を受信した場合、アンテナｅｘ４５０を介して受信された多重化データを復号するために、多重／分離部ｅｘ４５３は、多重化データを分離することにより、多重化データを映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスｅｘ４７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ｅｘ４５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ｅｘ４５４に供給する。映像信号処理部ｅｘ４５５は、上記実施の形態及び各変形例で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって映像信号を復号し、ディスプレイ制御部ｅｘ４５９を介して表示部ｅｘ４５８から、リンクされた動画像ファイルに含まれる映像又は静止画が表示される。また音声信号処理部ｅｘ４５４は、音声信号を復号し、音声出力部ｅｘ４５７から音声が出力される。なおリアルタイムストリーミングが普及しているため、ユーザの状況によっては音声の再生が社会的にふさわしくない場も起こりえる。そのため、初期値としては、音声信号は再生せず映像データのみを再生する構成の方が望ましい。ユーザが映像データをクリックするなど操作を行った場合にのみ音声を同期して再生してもよい。
【０２８６】
またここではスマートフォンｅｘ１１５を例に説明したが、端末としては符号化器及び復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみを有する送信端末、及び、復号化器のみを有する受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムにおいて、映像データに音声データなどが多重化された多重化データを受信又は送信するとして説明したが、多重化データには、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されてもよいし、多重化データではなく映像データ自体が受信又は送信されてもよい。
【０２８７】
なお、ＣＰＵを含む主制御部ｅｘ４６０が符号化又は復号処理を制御するとして説明したが、端末はＧＰＵを備えることも多い。よって、ＣＰＵとＧＰＵで共通化されたメモリ、又は共通に使用できるようにアドレスが管理されているメモリにより、ＧＰＵの性能を活かして広い領域を一括して処理する構成でもよい。これにより符号化時間を短縮でき、リアルタイム性を確保し、低遅延を実現できる。特に動き探索、デブロックフィルタ、ＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）、及び変換・量子化の処理を、ＣＰＵではなく、ＧＰＵでピクチャなどの単位で一括して行うと効率的である。
【産業上の利用可能性】
【０２８８】
本開示は、例えば、テレビジョン受像機、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、または、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。
【符号の説明】
【０２８９】
１００  符号化装置
１０２  分割部
１０４  減算部
１０６  変換部
１０８  量子化部
１１０  エントロピー符号化部
１１２、２０４  逆量子化部
１１４、２０６  逆変換部
１１６、２０８  加算部
１１８、２１０  ブロックメモリ
１２０、２１２  ループフィルタ部
１２２、２１４  フレームメモリ
１２４、２１６  イントラ予測部
１２６、２１８  インター予測部
１２８、２２０  予測制御部
２００  復号装置
２０２  エントロピー復号部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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