(57)【要約】【課題】画像復号装置が画像処理を好適に実行可能な画像復号装置及び画像符号化装置を実現する。【解決手段】画像復号装置(31)は、符号化データから復号画像及びセグメンテーションメタデータを復号する復号部(300)と、セグメンテーション情報を生成するセグメンテーションメタデータ復号部(320)と、セグメンテーション情報を参照して、復号画像に所定の画像処理を行う画像処理部(330)とを備えている。【選択図】図６
2020150516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化データから復号画像及びセグメンテーションメタデータを復号する復号部と、
上記復号部が復号した上記セグメンテーションメタデータを参照して、セグメンテーション情報を生成するセグメンテーションメタデータ復号部と、
上記セグメンテーション情報を参照して、上記復号画像に所定の画像処理を行う画像処理部と
を備えていることを特徴とする画像復号装置。
【請求項２】
上記セグメンテーションメタデータ復号部は、
上記セグメンテーションメタデータに作用することによって上記セグメンテーション情報を生成するオートデコーダを備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
【請求項３】
上記セグメンテーションメタデータ復号部は、
上記復号画像にセグメンテーション処理を行うことによりセグメンテーション済復号画像を生成する復号画像セグメンテーション部と、
上記セグメンテーション済復号画像に作用するオートエンコーダと、
上記セグメンテーションメタデータと、上記オートエンコーダの出力データとを加算する加算部と、
上記加算部の出力データに作用することによって上記セグメンテーション情報を生成するオートデコーダと
を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
【請求項４】
上記セグメンテーションメタデータ復号部は、
上記復号画像にセグメンテーション処理を行うことによりセグメンテーション済復号画像を生成する復号画像セグメンテーション部と、
上記セグメンテーションメタデータに作用するオートデコーダと、
上記セグメンテーション済復号画像と、上記オートデコーダの出力データとを加算することによって上記セグメンテーション情報を生成する加算部と
を備えている
ことを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
【請求項５】
符号化データから復号画像及び超解像処理に用いる超解像メタデータを復号する復号部と、
上記超解像メタデータを参照して、上記復号画像に超解像処理を行うことによって超解像画像を生成する超解像部と
を備えていることを特徴とする画像復号装置。
【請求項６】
上記超解像部は、
上記復号画像を参照して超解像メタデータを復号する超解像メタデータ復号部と、
上記超解像メタデータ復号部の出力データ及び上記復号画像が入力され、上記超解像画像を出力するオートデコーダと
を備えている
ことを特徴とする請求項５に記載の画像復号装置。
【請求項７】
符号化データから復号画像及び超解像メタデータを復号する復号部と、
上記復号画像と、上記超解像メタデータとを入力とし、超解像画像を出力するオートエンコーダと
を備えていることを特徴とする画像復号装置。
【請求項８】
入力画像に所定の画像処理を行うことによって処理済画像を生成する画像処理部と、
上記処理済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符号化部と、
上記入力画像を参照してセグメンテーションメタデータを生成するセグメンテーションメタデータ生成部と、
を備え、
上記符号化部は、上記セグメンテーションメタデータを上記符号化データに含める
ことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項９】
上記セグメンテーションメタデータ生成部は、
入力画像に対してセグメンテーション処理を行うことによってセグメンテーション済入力画像を生成する入力画像セグメンテーション部と、
上記セグメンテーション済入力画像に作用するオートエンコーダと、
を備えていることを特徴とする請求項８に記載の画像符号化装置。
【請求項１０】
上記セグメンテーションメタデータ生成部は、
入力画像に対してセグメンテーション処理を行うことによってセグメンテーション済入力画像を生成する入力画像セグメンテーション部と、
上記セグメンテーション済入力画像に作用する第１のオートエンコーダと、
局所復号画像に対してセグメンテーション処理を行うことによってセグメンテーション済局所復号画像を生成する復号画像セグメンテーション部と、
上記セグメンテーション済局所復号画像に作用する第２のオートエンコーダと、
上記第１のオートエンコーダの出力データと、上記第２のオートエンコーダの出力データとの差分をとることにより、上記セグメンテーションメタデータを生成する減算部と
を備えていることを特徴とする請求項８に記載の画像符号化装置。
【請求項１１】
上記セグメンテーションメタデータ生成部は、
入力画像に対してセグメンテーション処理を行うことによってセグメンテーション済入力画像を生成する入力画像セグメンテーション部と、
局所復号画像に対してセグメンテーション処理を行うことによってセグメンテーション済局所復号画像を生成する復号画像セグメンテーション部と、
上記セグメンテーション済入力画像と、上記セグメンテーション済局所復号画像との差分を算出する減算部と、
上記減算部の出力データに作用することにより、上記セグメンテーションメタデータを生成するオートエンコーダと
を備えていることを特徴とする請求項８に記載の画像符号化装置。
【請求項１２】
入力画像に画像縮小処理を行うことによって縮小済画像を生成する画像縮小部と、
上記縮小済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符号化部と、
局所復号画像と、上記入力画像とを参照して、超解像メタデータを生成する超解像メタデータ生成部と、
を備え、
上記符号化部は、上記超解像メタデータを上記符号化データに含める
ことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１３】
上記超解像メタデータ生成部は、
上記入力画像に作用するオートエンコーダと、
上記オートエンコーダの出力データと、上記局所復号画像とを参照して、超解像メタデータを生成する超解像メタデータ符号化部と
を備えていることを特徴とする請求項１２に記載の画像符号化装置。
【請求項１４】
入力画像に画像縮小処理を行うことによって縮小済画像を生成する画像縮小部と、
上記縮小済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符号化部と、
上記入力画像に作用するオートエンコーダと、
を備え、
上記符号化部は、上記オートエンコーダの出力データを上記符号化データに含める
ことを特徴とする画像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像復号装置及び画像符号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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ツリーユニット（CTU：Coding Tree Unit）、符号化ツリーユニットを分割することで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変換ユニット（TU：Transform Unit）からなる階層構造により管理され、CU毎に符号化／復号される。
【０００５】
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誤差（「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。
【０００６】
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が挙げられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】"Algorithm Description of Joint Exploration Test Model 7", JVET-G1001, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 2017-08-19
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画像復号装置が復号する復号画像の画像処理をより好適に行うために、上述のような従来技術から、画像復号装置及び画像符号化装置を改善する余地がある。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、画像復号装置が画像処理を好適に実行可能な画像復号装置及び画像符号化装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像復号装置は、符号化データから復号画像及びセグメンテーションメタデータを復号する復号部と、上記復号部が復号したセグメンテーションメタデータを参照してセグメンテーション情報を生成するセグメンテーションメタデータ復号部と、上記セグメンテーション情報を参照して、上記復号画像に所定の画像処理を行う画像処理部とを備えている。
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像復号装置は、符号化データから復号画像及び超解像処理に用いる超解像メタデータを復号する復号部と、上記超解像メタデータを参照して、上記復号画像に超解像処理を行うことによって超解像画像を生成する超解像部とを備えている。
【００１２】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像復号装置は、符号化データから復号画像及び超解像メタデータを復号する復号部と、上記復号画像と、上記超解像メタデータとを入力とし、超解像画像を出力するオートエンコーダとを備えている。
【００１３】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、入力画像に所定の画像処理を行うことによって処理済画像を生成する画像処理部と、上記処理済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符号化部と、上記入力画像を参照してセグメンテーションメタデータを生成するセグメンテーションメタデータ生成部と、を備え、上記符号化部は、上記セグメンテーションメタデータを上記符号化データに含める。
【００１４】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、入力画像に画像縮小処理を行うことによって縮小済画像を生成する画像縮小部と、上記縮小済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符号化部と、局所復号画像と、上記入力画像とを参照して超解像メタデータを生成する超解像メタデータ生成部と、を備え、上記符号化部は、上記超解像メタデータを上記符号化データに含める。
【００１５】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、入力画像に画像縮小処理を行うことによって縮小済画像を生成する画像縮小部と、上記縮小済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符号化部と、上記入力画像に作用するオートエンコーダと、を備え、上記符号化部は、上記オートエンコーダの出力データを上記符号化データに含める。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、画像復号装置が画像処理を好適に実行可能な画像復号装置及び画像符号化装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態に係る画像伝送システムの構成を示す概略図である。
【図２】本実施形態に係る動画像符号化装置を搭載した送信装置、および、動画像復号装置を搭載した受信装置の構成について示した図である。(a)は動画像符号化装置を搭載した送信装置を示しており、(b)は動画像復号装置を搭載した受信装置を示している。
【図３】本実施形態に係る動画像符号化装置を搭載した記録装置、および、動画像復号装置を搭載した再生装置の構成について示した図である。(a)は動画像符号化装置を搭載した記録装置を示しており、(b)は動画像復号装置を搭載した再生装置を示している。
【図４】符号化ストリームのデータの階層構造を示す図である。
【図５】CTUの分割例を示す図である。
【図６】本実施形態に係る動画像復号装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図７】本実施形態に係る動画像復号装置のセグメンテーションメタデータ復号部の構成を示す機能ブロック図である。
【図８】本実施形態に係る動画像符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図９】本実施形態に係る動画像符号化装置のセグメンテーションメタデータ生成部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１０】セグメンテーションメタデータの一例を示す図である。
【図１１】セグメンテーションメタデータに含まれるシンタックスを示す図である。
【図１２】本実施形態に係る動画像復号装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１３】本実施形態に係る動画像復号装置のセグメンテーションメタデータ復号部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１４】本実施形態に係る動画像符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１５】本実施形態に係る動画像符号化装置のセグメンテーションメタデータ生成部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１６】本実施形態に係る動画像復号装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１７】本実施形態に係る動画像復号装置のセグメンテーションメタデータ復号部の構成を示す機能ブロック図である。
【図１８】本実施形態に係る動画像符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図１９】本実施形態に係る動画像符号化装置のセグメンテーションメタデータ生成部の構成を示す機能ブロック図である。
【図２０】本実施形態に係る動画像復号装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２１】本実施形態に係る動画像復号装置の超解像部の構成を示す機能ブロック図である。
【図２２】本実施形態に係る動画像符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２３】本実施形態に係る動画像符号化装置の超解像メタデータ生成部の構成を示す機能ブロック図である。
【図２４】本実施形態に係る動画像復号装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２５】本実施形態に係る動画像符号化装置の構成を示す機能ブロック図である。
【図２６】本実施形態に係る動画像復号装置の超解像部の構成を示す機能ブロック図である。
【図２７】本実施形態に係る動画像符号化装置の超解像メタデータ生成部の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（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。
【００１９】
図1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。
【００２０】
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化ストリームを伝送し、伝送された符号化ストリーム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、動画像符号化装置（画像符号化装置）11、ネットワーク21、動画像復号装置（画像復号装置）31、及び動画像表示装置（画像表示装置）41を含んで構成される。
【００２１】
動画像符号化装置11には画像Tが入力される。
【００２２】
ネットワーク21は、動画像符号化装置11が生成した符号化ストリームTeを動画像復号装置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:登録商標）、BD（Blue-ray Disc:登録商標）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。
【００２３】
動画像復号装置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、復号した１または複数の復号画像Tdを生成する。動画像復号装置31は、生成した１または複数の復号画像Tdを参照して、１または複数の処理済画像（超解像画像）Trを生成する。
【００２４】
動画像表示装置41は、動画像復号装置31が生成した１または複数の復号画像Tdあるいは１または複数の処理済画像Trの全部または一部を表示する。動画像表示装置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。ディスプレイの形態としては、据え置き、モバイル、HMD等が挙げられる。また、動画像復号装置31が高い処理能力を有する場合には、画質の高い画像を表示し、より低い処理能力しか有しない場合には、高い処理能力、表示能力を必要としない画像を表示する。
【００２５】
＜演算子＞
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。
【００２６】
>>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OR代入演算子であり、||は論理和を示す。
【００２７】
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。
【００２８】
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）。
【００２９】
abs(a)はaの絶対値を返す関数である。
【００３０】
Int(a)はaの整数値を返す関数である。
【００３１】
floor(a)はa以下の最大の整数を返す関数である。
【００３２】
ceil(a)はa以上の最大の整数を返す関数である。
【００３３】
a/dはdによるaの除算（小数点以下切り捨て）を表す。
【００３４】
＜符号化ストリームTeの構造＞
本実施形態に係る動画像符号化装置11および動画像復号装置31の詳細な説明に先立って、動画像符号化装置11によって生成され、動画像復号装置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。
【００３５】
図4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4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を示す図である。
【００３６】
（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を復号するために動画像復号装置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4(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。
【００３７】
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。
【００３８】
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動画像復号装置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。
【００３９】
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動画像復号装置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。
【００４０】
（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を復号するために動画像復号装置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4(b)に示すように、スライス0〜スライスNS-1を含む（NSはピクチャPICTに含まれるスライスの総数）。
【００４１】
なお、以下、スライス0〜スライスNS-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。
【００４２】
（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を復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスは、図4(c)に示すように、スライスヘッダ、および、スライスデータを含んでいる。
【００４３】
スライスヘッダには、対象スライスの復号方法を決定するために動画像復号装置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、スライスヘッダに含まれる符号化パラメータの一例である。
【００４４】
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。なお、インター予測は、単予測、双予測に限定されず、より多くの参照ピクチャを用いて予測画像を生成してもよい。以下、P、Bスライスと呼ぶ場合には、インター予測を用いることができるブロックを含むスライスを指す。
【００４５】
なお、スライスヘッダは、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。
【００４６】
（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を復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスデータは、図4(d)に示すように、CTU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。
【００４７】
（符号化ツリーユニット）
図4(e)には、処理対象のCTUを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。CTUは、再帰的な４分木分割（QT（Quad Tree）分割）、２分木分割（BT（Binary Tree）分割）あるいは３分木分割（TT（Ternary Tree）分割）により符号化処理の基本的な単位である符号化ユニットCUに分割される。BT分割とTT分割を合わせてマルチツリー分割（MT（Multi Tree）分割）と呼ぶ。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（Coding Node）と称する。４分木、２分木、及び３分木の中間ノードは、符号化ノードであり、CTU自身も最上位の符号化ノードとして規定される。
【００４８】
CTは、CT情報として、QT分割を行うか否かを示すQT分割フラグ（cu_split_flag）、MT分割の有無を示すMT分割フラグ（split_mt_flag）、MT分割の分割方向を示すMT分割方向（split_mt_dir）、MT分割の分割タイプを示すMT分割タイプ（split_mt_type）を含む。cu_split_flag、split_mt_flag、split_mt_dir、split_mt_type は符号化ノード毎に伝送される。
【００４９】
cu_split_flagが１の場合、符号化ノードは４つの符号化ノードに分割される（図5(b)）。
【００５０】
cu_split_flagが０の時、split_mt_flagが０の場合に符号化ノードは分割されず１つのCUをノードとして持つ（図5(a)）。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。CUは、符号化処理の基本的な単位となる。
【００５１】
split_mt_flagが１の場合に符号化ノードは以下のようにMT分割される。split_mt_typeが０の時、split_mt_dirが１の場合に符号化ノードは２つの符号化ノードに水平分割され（図5(d)）、split_mt_dirが０の場合に符号化ノードは２つの符号化ノードに垂直分割される（図5(c)）。また、split_mt_typeが１の時、split_mt_dirが１の場合に符号化ノードは３つの符号化ノードに水平分割され（図5(f)）、split_mt_dirが０の場合に符号化ノードは３つの符号化ノードに垂直分割される（図5(e)）。これらを図5(g)に示す。
【００５２】
また、CTUのサイズが64x64画素の場合には、CUのサイズは、64x64画素、64x32画素、32x64画素、32x32画素、64x16画素、16x64画素、32x16画素、16x32画素、16x16画素、64x8画素、8x64画素、32x8画素、8x32画素、16x8画素、8x16画素、8x8画素、64x4画素、4x64画素、32x4画素、4x32画素、16x4画素、4x16画素、8x4画素、4x8画素、及び、4x4画素の何れかをとり得る。
【００５３】
（符号化ユニット）
図4(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動画像復号装置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、CUは、CUヘッダCUH、予測パラメータ、変換パラメータ、量子化変換係数等から構成される。CUヘッダでは予測モード等が規定される。
【００５４】
予測処理は、CU単位で行われる場合と、CUをさらに分割したサブCU単位で行われる場合がある。CUとサブCUのサイズが等しい場合には、CU中のサブCUは１つである。CUがサブCUのサイズよりも大きい場合、CUは、サブCUに分割される。たとえばCUが8x8、サブCUが4x4の場合、CUは水平２分割、垂直２分割からなる、４つのサブCUに分割される。
【００５５】
予測の種類（予測モード）は、イントラ予測と、インター予測の２つがある。イントラ予測は、同一ピクチャ内の予測であり、インター予測は、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。
【００５６】
変換・量子化処理はCU単位で行われるが、量子化変換係数は4x4等のサブブロック単位でエントロピー符号化してもよい。
【００５７】
（予測パラメータ）
予測画像は、ブロック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、イントラ予測とインター予測の予測パラメータがある。
【００５８】
（動画像復号装置の構成例１）
本実施形態に係る動画像復号装置31（図6）の構成について説明する。
【００５９】
動画像復号装置31は、画像復号部（復号部）300、セグメンテーションメタデータ復号部320、及び超解像部（画像処理部）330を含んで構成される。
【００６０】
画像復号部300は、画像復号部300のエントロピー復号部301から符号化ストリーム（符号化データ）Teを取得し、取得した符号化ストリームTeから復号画像Td及びセグメンテーションメタデータTsmを復号する。画像復号部300は、エントロピー復号部301、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・逆変換部311、及び加算部312を含んで構成される。なお、後述の動画像符号化装置11に合わせ、動画像復号装置31にループフィルタ305が含まれない構成もある。
【００６１】
また、パラメータ復号部302は、図示しない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及びイントラ予測画像生成部310を含んで構成される。
【００６２】
また、以降では処理の単位としてCTU、CUを使用した例を記載するが、この例に限らず、サブCU単位で処理をしてもよい。あるいはCTU、CU、をブロック、サブCUをサブブロックと読み替え、ブロックあるいはサブブロック単位の処理としてもよい。
【００６３】
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。エントロピー符号化には、シンタックス要素の種類や周囲の状況に応じて適応的に選択したコンテキスト（確率モデル）を用いてシンタックス要素を可変長符号化する方式と、あらかじめ定められた表、あるいは計算式を用いてシンタックス要素を可変長符号化する方式がある。前者のCABAC（Context Adaptive Binary Arithmetic Coding）は、符号化あるいは復号したピクチャ（スライス）毎に更新した確率モデルをメモリに格納する。そして、Pピクチャ、あるいはBピクチャのコンテキストの初期状態として、メモリに格納された確率モデルの中から、同じスライスタイプ、同じスライスレベルの量子化パラメータを使用したピクチャの確率モデルを設定する。この初期状態を符号化、復号処理に使用する。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予測誤差などがある。
【００６４】
エントロピー復号部301は、分離した符号をパラメータ復号部302に出力する。分離した符号とは、例えば、予測モードpredMode、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等である。どの符号を復号するかの制御は、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、セグメンテーションメタデータTsmを含む符号化ストリームTeを、セグメンテーションメタデータ復号部320に出力する。
【００６５】
ループフィルタ305は、符号化ループ内に設けたフィルタで、ブロック歪やリンギング歪を除去し、画質を改善するフィルタである。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。
【００６６】
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、対象ピクチャ及び対象CU毎に予め定めた位置に記憶する。
【００６７】
予測パラメータメモリ307は、復号対象のCTUあるいはCU毎に予め定めた位置に予測パラメータを記憶する。具体的には、予測パラメータメモリ307は、パラメータ復号部302が復号した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等を記憶する。
【００６８】
予測画像生成部308には、予測モードpredMode、予測パラメータ等が入力される。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、予測パラメータと読み出した参照ピクチャ（参照ピクチャブロック）を用いてブロックもしくはサブブロックの予測画像を生成する。ここで、参照ピクチャブロックとは、参照ピクチャ上の画素の集合（通常矩形であるのでブロックと呼ぶ）であり、予測画像を生成するために参照する領域である。
【００６９】
逆量子化・逆変換部311は、エントロピー復号部301から入力された量子化変換係数を逆量子化して変換係数を求める。この量子化変換係数は、符号化処理において、予測誤差に対してDCT（Discrete Cosine Transform、離散コサイン変換）、DST（Discrete Sine Transform、離散サイン変換）、KLT（Karyhnen Loeve Transform、カルーネンレーベ変換）等の周波数変換を行い量子化して得られる係数である。逆量子化・逆変換部311は、求めた変換係数について逆DCT、逆DST、逆KLT等の逆周波数変換を行い、予測誤差を算出する。逆量子化・逆変換部311は予測誤差を加算部312に出力する。
【００７０】
加算部312は、予測画像生成部308から入力されたブロックの予測画像と逆量子化・逆変換部311から入力された予測誤差を画素毎に加算して、ブロックの復号画像を生成する。加算部312はブロックの復号画像を参照ピクチャメモリ306に記憶し、また、ループフィルタ305に出力する。
【００７１】
セグメンテーションメタデータ復号部320は、画像復号部300が復号したセグメンテーションメタデータTsmを参照してセグメンテーション情報Tsを生成する。図7は、セグメンテーションメタデータ復号部320の構成を示す機能ブロック図である。図7に示すように、セグメンテーションメタデータ復号部320は、オートデコーダ3201を備えている。オートデコーダ3201は、セグメンテーションメタデータTsmに作用することによってセグメンテーション情報Tsを生成する。具体的には、オートデコーダ3201は、動画像符号化装置11が備えるセグメンテーションメタデータ生成部130のオートエンコーダ1302が出力したセグメンテーションメタデータTsmの次元を復元し、データ量を大きくしたセグメンテーション情報Tsを生成する。オートデコーダ3201は、生成したセグメンテーション情報Tsを超解像部330に出力する。
【００７２】
超解像部330は、セグメンテーション情報Tsを参照して、復号画像Tdに所定の画像処理を行う。具体的には、超解像部330は、セグメンテーション情報Tsを参照して、復号画像Tdに超解像処理を行うことによって超解像画像Trを生成する。
【００７３】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11がセグメンテーション済入力画像の次元を圧縮したセグメンテーションメタデータTsmを、オートデコーダ3201によって次元を復元して生成したセグメンテーション情報Tsを超解像処理に用いることができる。これにより、超解像処理を好適に実行可能な動画像復号装置31を実現できる。
【００７４】
（動画像符号化装置の構成例１）
次に、本実施形態に係る動画像符号化装置11の構成について説明する。図8は、本実施形態に係る動画像符号化装置11の構成を示すブロック図である。動画像符号化装置11は、画像縮小部（画像処理部）120、画像符号化部（符号化部）100、及びセグメンテーションメタデータ生成部130を含んで構成される。
【００７５】
画像縮小部120は、入力画像Tに所定の画像処理を行うことによって処理済画像を生成する。具体的には、画像縮小部120は、入力画像Tに画像縮小処理を行うことによって縮小済画像を生成する。例えば、画像縮小部120は、解像度が8Kの入力画像Tに画像縮小処理を行うことによって、4Kの縮小済画像を生成する。
【００７６】
画像符号化部100は、縮小済画像（処理済画像）を符号化することによって符号化ストリームTeを生成する。画像符号化部100は、セグメンテーションメタデータ生成部130が生成したセグメンテーションメタデータTsmを符号化ストリームTeに含める。画像符号化部100は、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、逆量子化・逆変換部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、およびパラメータ符号化部111を含んで構成される。
【００７７】
予測画像生成部101は画像Ｔの各ピクチャを分割した領域であるCU毎に予測画像を生成する。予測画像生成部101は既に説明した予測画像生成部308と同じ動作であり、説明を省略する。
【００７８】
減算部102は、予測画像生成部101から入力されたブロックの予測画像の画素値を、画像Ｔの画素値から減算して予測誤差を生成する。減算部102は予測誤差を変換・量子化部103に出力する。
【００７９】
変換・量子化部103は、減算部102から入力された予測誤差に対し、周波数変換によって変換係数を算出し、量子化によって量子化変換係数を導出する。変換・量子化部103は、量子化変換係数をエントロピー符号化部104及び逆量子化・逆変換部105に出力する。
【００８０】
逆量子化・逆変換部105は、動画像復号装置31における逆量子化・逆変換部311（図6）と同じであり、説明を省略する。算出した予測誤差は加算部106に出力される。
【００８１】
エントロピー符号化部104には、変換・量子化部103から量子化変換係数が入力され、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。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。
【００８２】
エントロピー符号化部104は、分割情報、予測パラメータ、量子化変換係数等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、出力する。
【００８３】
パラメータ符号化部111は、図示しないヘッダ符号化部1110、CT情報符号化部1111、CU符号化部1112（予測モード符号化部）、インター予測パラメータ符号化部112、及びイントラ予測パラメータ符号化部113を備えている。CU符号化部1112はさらにTU符号化部1114を備えている。
【００８４】
加算部106は、予測画像生成部101から入力されたブロックの予測画像の画素値と逆量子化・逆変換部105から入力された予測誤差を画素毎に加算して局所復号画像Tldを生成する。加算部106は生成した局所復号画像Tldを参照ピクチャメモリ109に記憶する。
【００８５】
ループフィルタ107は加算部106が生成した局所復号画像Tldに対し、デブロッキングフィルタ、SAO、ALFを施す。なお、ループフィルタ107は、必ずしも上記３種類のフィルタを含まなくてもよく、例えばデブロッキングフィルタのみの構成であってもよい。
【００８６】
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、対象ピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
【００８７】
参照ピクチャメモリ109は、ループフィルタ107が生成した局所復号画像Tldを対象ピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
【００８８】
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QT、BTあるいはTT分割情報、予測パラメータ、あるいはこれら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を用いて予測画像を生成する。
【００８９】
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RDコスト値を算出する。RD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予測誤差の二乗和である。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として出力する。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。
【００９０】
なお、上述した実施形態における動画像符号化装置11、動画像復号装置31の一部、例えば、エントロピー復号部301、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・逆変換部311、加算部312、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆変換部105、ループフィルタ107、符号化パラメータ決定部110、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、動画像符号化装置11、動画像復号装置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。
【００９１】
セグメンテーションメタデータ生成部130は、入力画像Tを参照してセグメンテーションメタデータTsmを生成する。図9は、セグメンテーションメタデータ生成部130の構成を示す機能ブロック図である。図9に示すように、セグメンテーションメタデータ生成部130は、入力画像セグメンテーション部1301及びオートエンコーダ1302を備えている。入力画像セグメンテーション部1301は、入力画像Tに対してセグメンテーション処理を行うことによってセグメンテーション済入力画像を生成する。セグメンテーション処理とは、入力画像Tに含まれる各構成要素の領域毎にセグメンテーションする処理である。オートエンコーダ1302は、セグメンテーション済入力画像に作用する。具体的には、オートエンコーダ1302は、入力画像セグメンテーション部1301が生成したセグメンテーション済入力画像の次元を圧縮し、データ量を小さくしたセグメンテーションメタデータTsmを生成する。オートエンコーダ1302は、セグメンテーションメタデータTsmを画像符号化部100に出力する。
【００９２】
（セグメンテーションメタデータ）
図10は、セグメンテーションメタデータTsmの一例を示す図である。図10の左の画像は、入力画像セグメンテーション部1301に入力される入力画像Tの一例である。図10の右の画像は、入力画像セグメンテーション部1301が当該入力画像Tに対してセグメンテーション処理を行うことによって生成するセグメンテーション済入力画像の一例である。図10に示すように、セグメンテーション済入力画像は、空の部分、建物の部分、道路の部分等、セグメント毎に、異なる濃淡の色に色分けされた画像である。例えば、建物の場合、図10に示すように建物の部分を同一のセグメントとしてもよいし、建物毎に異なるセグメントとしてもよい。セグメントは、図10に示したセグメント以外にも、例えば、人、動物、車両等、様々なものであってよい。また、各パーツをセグメントとしてもよい。例えば、入力画像Tに人が含まれる場合、人の目、鼻、口、髪等の各パーツをセグメントとしてもよく、入力画像Tに建物が含まれる場合、屋根、窓、ドア等の各パーツをセグメントとしてもよい。このように、動画像符号化装置11の画像符号化部100がセグメンテーション処理されたセグメンテーション済入力画像が符号化ストリームTeに含まれることにより、動画像復号装置31が好適に超解像画像Trを生成することができる。
【００９３】
（シンタックス）
図11は、セグメンテーションメタデータTsmに含まれるシンタックスを示す図である。図11に示すように、セグメンテーションデータのシーケンスパラメータセットSPS（図11においてSegmentation_meta_data( payloadSize )と表記）に含まれるシンタックス要素の一部を示す。heightは、画像の縦の長さを示すwidthは、画像の横の長さを示す。channelは、チャンネル数を示す。
【００９４】
入力画像セグメンテーション部1301は、例えば、画面のサイズの1/n(例えばn=16)のサイズの縦の長さ(height、i)と、横の長さ(width、j)と、チャンネル数(channel、k、例えば128)との積の数のセグメンテーションメタデータTsm(meta_data[i][j][k])を生成する。入力画像セグメンテーション部1301は、生成したセグメンテーションメタデータTsmをオートエンコーダ1302に出力する。
【００９５】
なお、Desctiptor（記述子）ue(v)は、この記述子に関連付けられたシンタックスは符号なしの数値であり、値が可変長符号化されることを示している。se(v)は、この記述子に関連付けられたシンタックスは符号付きの数値であり、符号と絶対値に分けて可変長符号化されることを示している。
【００９６】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11は、セグメンテーション済入力画像の次元を圧縮したセグメンテーションメタデータTsmを含む符号化ストリームTeを動画像復号装置31に出力することができる。動画像符号化装置11がセグメンテーションメタデータTsmを含む符号化ストリームTeを出力することにより、動画像復号装置31がセグメンテーションメタデータTsmの次元を復元して生成したセグメンテーション情報Tsを超解像処理に用いることができる。これにより、動画像復号装置31が超解像処理を好適に実行可能な動画像符号化装置11を実現できる。
【００９７】
（動画像復号装置の構成例２）
動画像復号装置の一例について説明する。図12は、本例に係る動画像復号装置31aの構成を示す機能ブロック図である。図12に示すように、動画像復号装置31aは、図6に示す動画像復号装置31からセグメンテーションメタデータ復号部320に代わってセグメンテーションメタデータ復号部320aを備える構成である。
【００９８】
図13は、セグメンテーションメタデータ復号部320aの構成を示す機能ブロック図である。図13に示すように、セグメンテーションメタデータ復号部320aは、復号画像セグメンテーション部3202a、オートエンコーダ3203a、加算部3204a、及びオートデコーダ3201aを備えている。
【００９９】
復号画像セグメンテーション部3202aは、復号画像Tdにセグメンテーション処理を行うことによりセグメンテーション済復号画像を生成する。復号画像セグメンテーション部3202aは、生成したセグメンテーション済復号画像をオートエンコーダ3203aに出力する。
【０１００】
オートエンコーダ3203aは、セグメンテーション済復号画像に作用する。具体的には、オートエンコーダ3203aは、復号画像セグメンテーション部3202aが生成したセグメンテーション済復号画像の次元を圧縮し、データ量を小さくする。オートエンコーダ3203aは、圧縮したセグメンテーション済復号画像（オートエンコーダ3203aの出力データ）を加算部3204aに出力する。
【０１０１】
加算部3204aは、セグメンテーションメタデータTsmと、オートエンコーダ3203aの出力データとを加算する。加算部3204aは、加算した結果（加算部3204aの出力データ）をオートデコーダ3201aに出力する。
【０１０２】
オートデコーダ3201aは、加算部3204aの出力データに作用することによってセグメンテーション情報Tsを生成する。具体的には、オートデコーダ3201aは、加算部3204aの出力データの次元を復元し、データ量を大きくする。オートデコーダ3201aは、生成したセグメンテーション情報Tsを超解像部330に出力する。
【０１０３】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11aがセグメンテーション済入力画像の次元を圧縮してデータ量を小さくしたセグメンテーションメタデータTsmと、圧縮したセグメンテーション済復号画像とを加算した加算部3204aの出力データの次元を復元して生成したセグメンテーション情報Tsを超解像処理に用いることができる。これにより、超解像処理を好適に実行可能な動画像復号装置31aを実現できる。
【０１０４】
（動画像符号化装置の構成例２）
上述した動画像復号装置31aが処理対象とする符号化ストリームTeを生成する動画像符号化装置の一例について説明する。図14は、本例に係る動画像符号化装置11aの構成を示す機能ブロック図である。図14に示すように、動画像符号化装置11aは、図8に示す動画像符号化装置11からセグメンテーションメタデータ生成部130に代わってセグメンテーションメタデータ生成部130aを備える構成である。
【０１０５】
図15は、セグメンテーションメタデータ生成部130aの構成を示す機能ブロック図である。図15に示すように、セグメンテーションメタデータ生成部130aは、入力画像セグメンテーション部1301a、第１のオートエンコーダ1302a、復号画像セグメンテーション部1303a、第２のオートエンコーダ1304a、及び減算部1305aを備えている。
【０１０６】
入力画像セグメンテーション部1301aは、入力画像Tに対してセグメンテーション処理を行うことによってセグメンテーション済入力画像を生成する。入力画像セグメンテーション部1301aは、生成したセグメンテーション済入力画像を第１のオートエンコーダ1302aに出力する。
【０１０７】
第１のオートエンコーダ1302aは、セグメンテーション済入力画像に作用する。具体的には、第１のオートエンコーダ1302aは、入力画像セグメンテーション部1301aが生成したセグメンテーション済入力画像の次元を圧縮し、データ量を小さくする。第１のオートエンコーダ1302aは、次元を圧縮したセグメンテーション済入力画像（第１のオートエンコーダ1302aの出力データ）を減算部1305aに出力する。
【０１０８】
復号画像セグメンテーション部1303aは、参照ピクチャメモリ109から局所復号画像Tldを取得する。復号画像セグメンテーション部1303aは、局所復号画像Tldに対してセグメンテーション処理を行うことによってセグメンテーション済局所復号画像を生成する。復号画像セグメンテーション部1303aは、生成したセグメンテーション済局所復号画像を第２のオートエンコーダ1304aに出力する。
【０１０９】
第２のオートエンコーダ1304aは、セグメンテーション済局所復号画像に作用する。具体的には、第２のオートエンコーダ1304aは、復号画像セグメンテーション部1303aが生成したセグメンテーション済局所復号画像の次元を圧縮し、データ量を小さくする。第２のオートエンコーダ1304aは、次元を圧縮したセグメンテーション済局所復号画像（第２のオートエンコーダ1304aの出力データ）を減算部1305aに出力する。
【０１１０】
減算部1305aは、第１のオートエンコーダ1302aの出力データと、第２のオートエンコーダ1304aの出力データとの差分をとることにより、セグメンテーションメタデータTsmを生成する。減算部1305aは、生成したセグメンテーションメタデータTsmを画像符号化部100のエントロピー符号化部104に出力する。
【０１１１】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11aは、次元を圧縮したセグメンテーション済入力画像と、次元を圧縮したセグメンテーション済局所復号画像との差分であるセグメンテーションメタデータTsmを含む符号化ストリームTeを動画像復号装置31aに出力することができる。動画像符号化装置11aがセグメンテーションメタデータTsmを含む符号化ストリームTeを出力することにより、動画像復号装置31がセグメンテーションメタデータTsmの次元を復元して生成したセグメンテーション情報Tsを超解像処理に用いることができる。これにより、動画像復号装置31aが超解像処理を好適に実行可能な動画像符号化装置11aを実現できる。
【０１１２】
（動画像復号装置の構成例３）
動画像復号装置の一例について説明する。図16は、本例に係る動画像復号装置31bの構成を示す機能ブロック図である。図16に示すように、動画像復号装置31bは、図6に示す動画像復号装置31からセグメンテーションメタデータ復号部320に代わってセグメンテーションメタデータ復号部320bを備える構成である。
【０１１３】
図17は、セグメンテーションメタデータ復号部320bの構成を示す機能ブロック図である。図17に示すように、セグメンテーションメタデータ復号部320bは、復号画像セグメンテーション部3202b、オートデコーダ3201b、及び加算部3204bを備えている。
【０１１４】
復号画像セグメンテーション部3202bは、復号画像Tdにセグメンテーション処理を行うことによりセグメンテーション済復号画像を生成する。復号画像セグメンテーション部3202bは、生成したセグメンテーション済復号画像を加算部3204bに出力する。
【０１１５】
オートデコーダ3201bは、セグメンテーションメタデータTsmに作用する。具体的には、オートデコーダ3201bは、動画像符号化装置11bが備えるセグメンテーションメタデータ生成部130bのオートエンコーダ1302bが出力したセグメンテーションメタデータTsmの次元を復元し、データ量を大きくする。オートデコーダ3201bは、次元を復元したセグメンテーションメタデータTsm（オートデコーダ3201bの出力データ）を加算部3204bに出力する。
【０１１６】
加算部3204bは、セグメンテーション済復号画像と、オートデコーダ3201bの出力データとを加算することによってセグメンテーション情報Tsを生成する。加算部3204bは、生成したセグメンテーション情報Tsを超解像部330に出力する。
【０１１７】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11bがセグメンテーション済入力画像の次元を圧縮してデータ量を小さくしたセグメンテーションメタデータTsmを、オートデコーダ3201bによって次元を復元して生成したオートデコーダ3201bの出力データと、セグメンテーション済復号画像とを加算したセグメンテーション情報Tsを超解像処理に用いることができる。これにより、超解像処理を好適に実行可能な動画像復号装置31bを実現できる。
【０１１８】
（動画像符号化装置の構成例３）
上述した動画像復号装置31bが処理対象とする符号化ストリームを生成する動画像符号化装置の一例について説明する。図18は、本例に係る動画像符号化装置11bの構成を示す機能ブロック図である。図18に示すように、動画像符号化装置11bは、図8に示す動画像符号化装置11からセグメンテーションメタデータ生成部130に代わってセグメンテーションメタデータ生成部130bを備える構成である。
【０１１９】
図19は、セグメンテーションメタデータ生成部130bの構成を示す機能ブロック図である。図19に示すように、セグメンテーションメタデータ生成部130bは、入力画像セグメンテーション部1301b、復号画像セグメンテーション部1303b、減算部1305b、及びオートエンコーダ1302bを備えている。
【０１２０】
入力画像セグメンテーション部1301bは、入力画像に対してセグメンテーション処理を行うことによってセグメンテーション済入力画像を生成する。入力画像セグメンテーション部1301bは、生成したセグメンテーション済入力画像を減算部1305bに出力する。
【０１２１】
復号画像セグメンテーション部1303bは、局所復号画像Tldに対してセグメンテーション処理を行うことによってセグメンテーション済局所復号画像を生成する。復号画像セグメンテーション部1303bは、生成したセグメンテーション済局所復号画像を減算部1305bに出力する。
【０１２２】
減算部1305bは、セグメンテーション済入力画像と、セグメンテーション済局所復号画像との差分を算出する。減算部1305bは、算出したセグメンテーション済入力画像と、セグメンテーション済局所復号画像との差分（減算部1305bの出力データ）を、オートエンコーダ1302bに出力する。
【０１２３】
オートエンコーダ1302bは、減算部1305bの出力データに作用することにより、セグメンテーションメタデータを生成する。具体的には、オートエンコーダ1302bは、減算部1305bの出力データの次元を圧縮し、データ量を小さくしたセグメンテーションメタデータTsmを作成する。オートエンコーダ1302bは、生成したセグメンテーションメタデータTsmを画像符号化部100のエントロピー符号化部104に出力する。
【０１２４】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11aは、セグメンテーション済入力画像と、セグメンテーション済局所復号画像との差分の次元を圧縮したセグメンテーションメタデータTsmを含む符号化ストリームTeを動画像復号装置31bに出力することができる。動画像符号化装置11bがセグメンテーションメタデータTsmを含む符号化ストリームTeを出力することにより、動画像復号装置31bがセグメンテーションメタデータTsmの次元を復元して生成したセグメンテーション情報Tsを超解像処理に用いることができる。これにより、動画像復号装置31bが超解像処理を好適に実行可能な動画像符号化装置11bを実現できる。
【０１２５】
（動画像復号装置の構成例４）
動画像復号装置の一例について説明する。図20は、本例に係る動画像復号装置31cの構成を示す機能ブロック図である。図20に示すように、動画像復号装置31cにおいて、図6に示す動画像復号装置31と異なるのは、セグメンテーションメタデータ復号部320を備えておらず、超解像部330に代わって超解像部330cを備えている点である。本例において、画像復号部300は、符号化ストリームTeから復号画像Td及び超解像処理に用いる超解像メタデータTrmを復号する。超解像部330cは、超解像メタデータTrmを参照して、復号画像Tdに超解像処理を行うことによって超解像画像Trを生成する。
【０１２６】
図21は、超解像部330cの構成を示す機能ブロック図である。図21に示すように、超解像部330cは、超解像メタデータ復号部3301c及びオートデコーダ3302cを備えている。
【０１２７】
超解像メタデータ復号部3301cは、復号画像Tdを参照して超解像メタデータTrmを復号する。超解像メタデータ復号部3301cは、復号した超解像メタデータTrm（超解像メタデータ復号部3301cの出力データ）をオートデコーダ3302cに出力する。
【０１２８】
オートデコーダ3302cは、超解像メタデータ復号部3301cの出力データ及び復号画像Tdが入力され、超解像画像Trを出力する。具体的には、オートデコーダ3302cは、超解像メタデータ復号部3301cの出力データの次元を復元し、データ量を大きくする。
【０１２９】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11cが次元を圧縮した入力画像Tと、局所復号画像Tldとを参照して生成した超解像メタデータを、オートデコーダ3302cによって次元を復元して生成した超解像メタデータTrmを超解像処理に用いることができる。これにより、超解像処理を好適に実行可能な動画像復号装置31cを実現できる。
【０１３０】
動画像復号装置31cは、超解像部330cに代わって超解像部330c'を備えていてもよい。図26は、超解像部330c'の構成を示す機能ブロック図である。図26に示すように、超解像部330c'は、超解像メタデータ復号部3301c'及びオートデコーダ3302cを備えている。
【０１３１】
超解像メタデータ復号部3301c'は、超解像メタデータTrmを復号する。超解像メタデータ復号部3301c'は、復号した超解像メタデータTrm（超解像メタデータ復号部3301c'の出力データ）をオートデコーダ3302cに出力する。
【０１３２】
オートデコーダ3302cは、超解像メタデータ復号部3301c'の出力データ及び復号画像Tdが入力され、超解像画像Trを出力する。具体的には、オートデコーダ3302cは、超解像メタデータ復号部3301c'の出力データの次元を復元し、データ量を大きくする。
【０１３３】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11cが次元を圧縮した入力画像Tと、局所復号画像Tldとを参照して生成した超解像メタデータを、オートデコーダ3302cによって次元を復元して生成した超解像メタデータTrmを超解像処理に用いることができる。これにより、超解像処理を好適に実行可能な動画像復号装置31cを実現できる。
【０１３４】
（動画像符号化装置の構成例４）
上述した動画像復号装置31cが処理対象とする符号化ストリームTrを生成する動画像符号化装置の一例について説明する。図22は、本例に係る動画像符号化装置11cの構成を示す機能ブロック図である。図22に示すように、動画像符号化装置11cは、図8に示す動画像符号化装置11から画像縮小部120、セグメンテーションメタデータ生成部130に代わって画像縮小部120c、超解像メタデータ生成部140を備える構成である。画像縮小部120cは、入力画像Tに画像縮小処理を行うことによって縮小済画像を生成する。符号化部100は、縮小済画像を符号化することによって符号化ストリームTeを生成する。超解像メタデータ生成部140は、局所復号画像Tldと、入力画像Tとを参照して、超解像メタデータTrmを生成する。画像符号化部100は、超解像メタデータTrmを符号化ストリームTeに含める。
【０１３５】
図23は、超解像メタデータ生成部140の構成を示す機能ブロック図である。図23に示すように、超解像メタデータ生成部140は、オートエンコーダ1401及び超解像メタデータ符号化部1402を備えている。
【０１３６】
オートエンコーダ1401は、入力画像Tに作用する。具体的には、オートエンコーダ1401は、入力画像Tの次元を圧縮して、データ量を小さくする。オートエンコーダ1401は、次元を圧縮した入力画像T（オートエンコーダ1401の出力データ）を超解像メタデータ符号化部1402に出力する。
【０１３７】
超解像メタデータ符号化部1402は、オートエンコーダ1401の出力データと、局所復号画像Tldとを参照して、超解像メタデータTrmを生成する。
【０１３８】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11cは、オートエンコーダ1401の出力データと、局所復号画像Tldとを参照して生成した超解像メタデータを含む符号化ストリームTeを動画像復号装置31cに出力することができる。そのため、動画像復号装置31cが超解像メタデータTrmの次元を復元して、超解像画像Trを生成することができる。これにより、動画像復号装置31cが超解像処理を好適に実行可能な動画像符号化装置11cを実現できる。
【０１３９】
動画像符号化装置11cは、超解像メタデータ生成部140に代わって超解像メタデータ生成部140'を備えていてもよい。図27は、超解像メタデータ生成部140'の構成を示す機能ブロック図である。図27に示すように、超解像メタデータ生成部140'は、減算部1501、画像拡大部1502、オートエンコーダ1503、及び超解像メタデータ符号化部1504を備えている。
参照ピクチャメモリ109からの局所復号画像Tldを画像拡大部1502で、入力画像Tと同じ解像度に拡大し、減算部1501で入力画像Tと差分を取る。減算部1501は、差分画像（減算部1501の出力データ）をオートエンコーダに出力する。オートエンコーダ1503は、差分画像の次元を圧縮して、データ量を小さくする。オートエンコーダ1503は、次元を圧縮した入力画像T（オートエンコーダ1503の出力データ）を超解像メタデータ符号化部1504に出力する。
【０１４０】
超解像メタデータ符号化部1504は、オートエンコーダ1503の出力データから、超解像メタデータTrmを生成する。
【０１４１】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11cは、入画像信号と局所復号画像を拡大した画像との差分画像をオートエンコーダ1503の入力とし、出力データから生成した超解像メタデータを含む符号化ストリームTeを動画像復号装置31cに出力することができる。そのため、動画像復号装置31cが超解像メタデータTrmの次元を復元して、超解像画像Trを生成することができる。これにより、動画像復号装置31cが超解像処理を好適に実行可能な動画像符号化装置11cを実現できる。
【０１４２】
（動画像復号装置の構成例５）
動画像復号装置の一例について説明する。図24は、本例に係る動画像復号装置31dの構成を示す機能ブロック図である。図24に示すように、動画像復号装置31dは、図20に示す動画像復号装置31cから超解像部330cに代わってオートデコーダ150を備える構成である。画像復号部300は、符号化ストリームTeから復号画像Td及び超解像メタデータTrmを復号する。オートデコーダ150は、復号画像Tdと、超解像メタデータTrmとを入力とし、超解像画像Trを出力する。
【０１４３】
動画像復号装置31dのオートデコーダ150は、動画像符号化装置11dのオートエンコーダ160の出力データと、復号画像Tdとから、入力画像Tを再現するように学習する。
【０１４４】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11dが次元を圧縮した入力画像Tを含む符号化ストリームTeから復号画像Td及び超解像メタデータTrmを復号し、超解像処理に用いることができる。これにより、超解像処理を好適に実行可能な動画像復号装置31dを実現できる。
【０１４５】
（動画像符号化装置の構成例５）
上述した動画像復号装置31dが処理対象とする符号化ストリームTeを生成する動画像符号化装置の一例について説明する。図25は、本例に係る動画像符号化装置11dの構成を示す機能ブロック図である。図25に示すように、動画像符号化装置11dは、図22に示す動画像符号化装置11cから超解像メタデータ生成部140に代わってオートエンコーダ160を備える構成である。オートエンコーダ160は、入力画像Tに作用する。具体的には、オートエンコーダ160は、入力画像Tの次元を圧縮して、データ量を小さくして超解像メタデータTrm（オートエンコーダ160の出力データ）を生成する。画像符号化部100は、オートエンコーダ160の出力データを符号化ストリームTeに含める。
【０１４６】
上記の構成によれば、動画像符号化装置11dは、次元を圧縮した入力画像Tを含む符号化ストリームTeを動画像復号装置31dに出力することができる。そのため、動画像復号装置31dが入力された符号化ストリームTeから復号画像Td及び超解像メタデータTrmを復号し、超解像処理に用いることができる。これにより、動画像復号装置31dが超解像処理を好適に実行可能な動画像符号化装置11dを実現できる。
【０１４７】
また、上述した実施形態における動画像符号化装置11、11a、11b、11c、又は11d（以下単に動画像符号化装置11と呼称する。）、動画像復号装置31、31a、31b、31c、又は31d（以下単に動画像復号装置31と呼称する。）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。動画像符号化装置11、動画像復号装置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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
〔応用例〕
上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置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。
【０１５０】
まず、上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31を、動画像の送信及び受信に利用できることを、図2を参照して説明する。
【０１５１】
図2(a)は、動画像符号化装置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。上述した動画像符号化装置11は、この符号化部PROD_A1として利用される。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
図2(b)は、動画像復号装置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。上述した動画像復号装置31は、この復号部PROD_B3として利用される。
【０１５５】
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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
次に、上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31を、動画像の記録及び再生に利用できることを、図3を参照して説明する。
【０１６２】
図3(a)は、上述した動画像符号化装置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。上述した動画像符号化装置11は、この符号化部PROD_C1として利用される。
【０１６３】
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:登録商標）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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
図3(b)は、上述した動画像復号装置31を搭載した再生装置PROD_Dの構成を示したブロックである。図に示すように、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。上述した動画像復号装置31は、この復号部PROD_D2として利用される。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
（ハードウェア的実現およびソフトウェア的実現）
また、上述した動画像復号装置31および動画像符号化装置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。
【０１７３】
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（Random Access 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。
【０１７４】
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:登録商標）／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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１７７】
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動画像復号装置、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動画像符号化装置に好適に適用することができる。また、動画像符号化装置によって生成され、動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。
【符号の説明】
【０１７８】
31,31a,31b,31c,31d  画像復号装置（動画像復号装置）
300  復号部（画像復号部）
301  エントロピー復号部
302  パラメータ復号部
303  インター予測パラメータ復号部
304  イントラ予測パラメータ復号部
308  予測画像生成部
309  インター予測画像生成部
310  イントラ予測画像生成部
311  逆量子化・逆変換部
312  加算部
320  セグメンテーションメタデータ復号部
330  画像処理部（超解像部）
11,11a,11b  画像符号化装置（動画像符号化装置）
100  符号化部（画像符号化部）
101  予測画像生成部
102  減算部
103  変換・量子化部
104  エントロピー符号化部
105  逆量子化・逆変換部
107  ループフィルタ
110  符号化パラメータ決定部
111  パラメータ符号化部
112  インター予測パラメータ符号化部
113  イントラ予測パラメータ符号化部
120  画像処理部（画像縮小部）
130  セグメンテーションメタデータ生成部
【図１】
2020150516.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2020150516.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2020150516.tif 000012
【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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【図２６】
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【図２７】
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