(57)【要約】【課題】画質の低下を抑制可能な画像処理装置を実現する。【解決手段】画素スケーリング階調変換部(51)は、入力画像の各画素値にオフセットを加算又は減算したうえでスケーリングすることによりスケーリング済画像を生成する画素スケーリング部(511)と、スケーリング済画像に対して所定の変換処理を行うことによって変換済画像を生成する画像階調変換部(512)と、変換済画像の各画素値にオフセットを加算又は減算したうえで、逆スケーリングすることによって逆スケーリング済画像を生成する画素逆スケーリング部(513)とを備えている。【選択図】図６
2020155869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力画像の各画素値にオフセットを加算又は減算したうえでスケーリングすることによりスケーリング済画像を生成するスケーリング部と、
上記スケーリング済画像に対して、所定の変換処理を行うことによって変換済画像を生成する変換部と、
上記変換済画像の各画素値にオフセットを加算又は減算したうえで、逆スケーリングすることによって逆スケーリング済画像を生成する逆スケーリング部と
を備えていることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
上記所定の変換処理には、階調変換処理、解像度変換処理、および画像復元処理の少なくとも何れかが含まれる
ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
符号化データを復号する復号部と、
上記復号部が復号した復号画像に対して、所定の変換処理を行うことによって変換済画像を生成する変換部と、
上記変換済画像の各画素値に、上記復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記復号部が復号したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済画像を生成する逆スケーリング部と
を備えていることを特徴とする画像復号装置。
【請求項４】
入力画像の各画素値にオフセットを加算又は減算したうえでスケーリングすることによりスケーリング済画像を生成するスケーリング部と、
上記スケーリング済画像に対して、所定の逆変換処理を行うことによって逆変換済画像を生成する逆変換部と、
上記逆変換済画像と、上記スケーリング部が用いたオフセット及びスケーリング値とを符号化する符号化部と
を備えていることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項５】
符号化データをエントロピー復号するエントロピー復号部と、
上記エントロピー復号部が復号した残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによって残差画像を生成する逆量子化・逆変換部と、
予測画像を生成する予測画像生成部と、
上記予測画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済予測画像を生成する第１の逆スケーリング部と、
上記残差画像に対して上記逆スケーリング済予測画像を加算又は減算することによって局所復号画像を生成する加算部と、
上記局所復号画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済局所復号画像を生成する第１のスケーリング部と
を備えていることを特徴とする画像復号装置。
【請求項６】
上記スケーリング済局所復号画像に作用するループフィルタと、
上記ループフィルタによるフィルタ処理済画像を格納する画像バッファ部と、
上記画像バッファ部に格納された上記フィルタ処理済画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済フィルタ処理済画像を生成する第２の逆スケーリング部と、
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】
入力画像からスケーリングおよび逆スケーリングに用いるオフセットおよびスケーリング値を導出するパラメータ導出部と、
予測画像を生成する予測画像生成部と、
上記予測画像の各画素値に、上記パラメータ導出部が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、上記パラメータ導出部が導出したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済予測画像を生成する第１の逆スケーリング部と、
入力画像から上記逆スケーリング済予測画像を減算した残差画像に対して変換および量子化処理を行うことによって残差データを生成する変換・量子化部と、
上記残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによって上記残差画像を生成する逆量子化・逆変換部と、
上記残差画像に対して上記逆スケーリング済予測画像を加算又は減算することによって局所復号画像を生成する加算部と、
上記局所復号画像の各画素値に、上記パラメータ導出部が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、上記パラメータ導出部が導出したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済局所復号画像を生成する第１のスケーリング部と、
上記残差データ、上記オフセットおよび上記スケーリング値をエントロピー符号化して符号化データを生成するエントロピー符号化部と
を備えていることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項８】
上記スケーリング済局所復号画像に作用するループフィルタと、
上記ループフィルタによるフィルタ処理済画像を格納する画像バッファ部と
を備えていることを特徴とする請求項７に記載の画像符号化装置。
【請求項９】
符号化データをエントロピー復号するエントロピー復号部と、
上記エントロピー復号部が復号した残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによって残差画像を生成する逆量子化・逆変換部と、
予測画像を生成する予測画像生成部と、
上記予測画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済予測画像を生成する第２のスケーリング部と、
上記残差画像に対して上記スケーリング済予測画像を加算又は減算することによって局所復号画像を生成する加算部と、
上記局所復号画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済局所復号画像を生成する第３の逆スケーリング部と
を備えていることを特徴とする画像復号装置。
【請求項１０】
上記逆スケーリング済局所復号画像に作用するループフィルタと、
上記ループフィルタによるフィルタ処理済画像を格納する画像バッファ部と
を備えていることを特徴とする請求項９に記載の画像復号装置。
【請求項１１】
入力画像からスケーリングおよび逆スケーリングに用いるオフセットおよびスケーリング値を導出するパラメータ導出部と、
上記入力画像の各画素値に、上記パラメータ導出部が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、上記パラメータ導出部が導出したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済入力画像を生成する第３のスケーリング部と、
予測画像を生成する予測画像生成部と、
上記予測画像の各画素値に、上記パラメータ導出部が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、上記パラメータ導出部が導出したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済予測画像を生成する第２のスケーリング部と、
上記スケーリング済入力画像から上記スケーリング済予測画像を減算したスケーリング済残差画像に対して変換および量子化処理を行うことによってスケーリング済残差データを生成する変換・量子化部と、
上記スケーリング済残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによって上記スケーリング済残差画像を生成する逆量子化・逆変換部と、
上記スケーリング済残差画像に対して上記スケーリング済予測画像を加算又は減算することによってスケーリング済局所復号画像を生成する加算部と、
上記スケーリング済局所復号画像の各画素値に、上記パラメータ導出部が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、上記パラメータ導出部が導出したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって局所復号画像を生成する第４の逆スケーリング部と、
上記スケーリング済残差データ、上記オフセットおよび上記スケーリング値をエントロピー符号化して符号化データを生成するエントロピー符号化部と
を備えていることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１２】
上記局所復号画像に作用するループフィルタと、
上記ループフィルタによるフィルタ処理済画像を格納する画像バッファ部と
を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の画像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、画像ビット階調拡張フィルタ装置、画像符号化装置、及び画像復号装置に関する。
【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】
上述のような従来技術においては、ダイナミックレンジ変換処理などの、有理数での除算を含む処理を実行する場合に演算誤差が生じ、画質が低下することがあるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、有理数での除算を含む処理を実行する場合における画質の低下を抑制可能な画像処理装置など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処理装置は、入力画像の各画素値にオフセットを加算又は減算したうえでスケーリングすることによりスケーリング済画像を生成するスケーリング部と、上記スケーリング済画像に対して、所定の変換処理を行うことによって変換済画像を生成する変換部と、上記変換済画像の各画素値にオフセットを加算又は減算したうえで、逆スケーリングすることによって逆スケーリング済画像を生成する逆スケーリング部とを備えている。
【００１１】
また、本発明の一態様に係る画像復号装置は、符号化データを復号する復号部と、上記復号部が復号した復号画像に対して、所定の変換処理を行うことによって変換済画像を生成する変換部と、上記変換済画像の各画素値に、上記復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記復号部が復号したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済画像を生成する逆スケーリング部とを備えている。
【００１２】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、入力画像の各画素値にオフセットを加算又は減算したうえでスケーリングすることによりスケーリング済画像を生成するスケーリング部と、上記スケーリング済画像に対して、所定の逆変換処理を行うことによって逆変換済画像を生成する逆変換部と、上記逆変換済画像と、上記スケーリング部が用いたオフセット及びスケーリング値とを符号化する符号化部とを備えている。
【００１３】
また、本発明の一態様に係る画像復号装置は、符号化データをエントロピー復号するエントロピー復号部と、上記エントロピー復号部が復号した残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによって残差画像を生成する逆量子化逆変換部と、予測画像を生成する予測画像生成部と、上記予測画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済予測画像を生成する第１の逆スケーリング部と、上記残差画像に対して上記逆スケーリング済予測画像を加算又は減算することによって局所復号画像を生成する加算部と、上記局所復号画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済局所復号画像を生成する第１のスケーリング部とを備えている。
【００１４】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、入力画像からスケーリングおよび逆スケーリングに用いるオフセットおよびスケーリング値を導出するパラメータ導出部と、予測画像を生成する予測画像生成部と、上記予測画像の各画素値に、上記パラメータ導出部が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、上記パラメータ導出部が導出したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済予測画像を生成する第１の逆スケーリング部と、入力画像から上記逆スケーリング済予測画像を減算した残差画像に対して変換および量子化処理を行うことによって残差データを生成する変換量子化部と、上記残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによって上記残差画像を生成する逆量子化逆変換部と、上記残差画像に対して上記逆スケーリング済予測画像を加算又は減算することによって局所復号画像を生成する加算部と、上記局所復号画像の各画素値に、上記パラメータ導出部が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、上記パラメータ導出部が導出したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済局所復号画像を生成する第１のスケーリング部と、上記残差データ、上記オフセットおよび上記スケーリング値をエントロピー符号化して符号化データを生成するエントロピー符号化部とを備えている。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る画像復号装置は、符号化データをエントロピー復号するエントロピー復号部と、上記エントロピー復号部が復号した残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによって残差画像を生成する逆量子化逆変換部と、予測画像を生成する予測画像生成部と、上記予測画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済予測画像を生成する第２のスケーリング部と、上記残差画像に対して上記スケーリング済予測画像を加算又は減算することによって局所復号画像を生成する加算部と、上記局所復号画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済局所復号画像を生成する第３の逆スケーリング部とを備えている。
【００１６】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、入力画像からスケーリングおよび逆スケーリングに用いるオフセットおよびスケーリング値を導出するパラメータ導出部と、上記入力画像の各画素値に、上記パラメータ導出部が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、上記パラメータ導出部が導出したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済入力画像を生成する第３のスケーリング部と、予測画像を生成する予測画像生成部と、上記予測画像の各画素値に、上記パラメータ導出部が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、上記パラメータ導出部が導出したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済予測画像を生成する第２のスケーリング部と、上記スケーリング済入力画像から上記スケーリング済予測画像を減算したスケーリング済残差画像に対して変換および量子化処理を行うことによってスケーリング済残差データを生成する変換量子化部と、上記スケーリング済残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによって上記スケーリング済残差画像を生成する逆量子化逆変換部と、上記スケーリング済残差画像に対して上記スケーリング済予測画像を加算又は減算することによってスケーリング済局所復号画像を生成する加算部と、上記スケーリング済局所復号画像の各画素値に、上記パラメータ導出部が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、上記パラメータ導出部が導出したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって局所復号画像を生成する第４の逆スケーリング部と、上記スケーリング済残差データ、上記オフセットおよび上記スケーリング値をエントロピー符号化して符号化データを生成するエントロピー符号化部とを備えている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の一態様に係る画像処理装置などによれば、超解像処理およびダイナミックレンジ変換処理を併せて実行する場合における画質の低下を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】画素スケーリング階調変換部の構成を示すブロック図である。
【図７】画素スケーリング部の構成を示すブロック図である。
【図８】タイルグループヘッダにパラメータ情報が含まれる例を示すシンタックスを示す図である。
【図９】画素逆スケーリング部の構成を示すブロック図である。
【図１０】画素スケーリング階調解像度変換部の構成を示すブロック図である。
【図１１】画素スケーリング画像復元部の構成を示すブロック図である。
【図１２】本実施形態に係る動画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】本実施形態に係る動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１４】本実施形態に係る動画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】本実施形態に係る動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１６】本実施形態に係る動画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本実施形態に係る動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
動画像符号化装置11には画像Tが入力される。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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（Head Mount Display）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。
【００２６】
＜演算子＞
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。
【００２７】
>>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。
【００２８】
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。
【００２９】
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）。
【００３０】
abs(a)はaの絶対値を返す関数である。
【００３１】
Int(a)はaの整数値を返す関数である。
【００３２】
floor(a)はa以下の最大の整数を返す関数である。
【００３３】
ceil(a)はa以上の最大の整数を返す関数である。
【００３４】
a/dはdによるaの除算（小数点以下切り捨て）を表す。
【００３５】
＜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。
【００３６】
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。
【００３７】
（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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
（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）。
【００４２】
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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
（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。
【００４８】
（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。
【００４９】
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。
【００５０】
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)）。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
（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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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。
【００５９】
（画像処理装置の構成例）
本実施形態に係る復号装置および符号化装置の具体的な構成の例に先立ち、画素のスケーリングについて、画像処理装置を例にして説明する。
【００６０】
図6は、画素スケーリング階調変換部51（画像処理装置）の構成を示すブロック図である。図6に示すように、画素スケーリング階調変換部51は、画素スケーリング部511（スケーリング部）、画像階調変換部512（変換部）、画素逆スケーリング部513（逆スケーリング部）、およびパラメータ蓄積部514を備える。
【００６１】
図7は、画素スケーリング部511の構成を示すブロック図である。画素スケーリング部511は、入力画像の各画素値にオフセットを加算又は減算したうえでスケーリングすることによりスケーリング済画像を生成する。図7に示すように、画素スケーリング部511は、パラメータ符号化部5111、オフセット演算部5112、および左シフト演算部5113を備える。
【００６２】
パラメータ符号化部5111は、対象領域に含まれる各画素の画素値をスケーリングするためのパラメータを算出し、符号化する。パラメータ符号化部5111による処理について、以下に説明する。
【００６３】
まず、パラメータ符号化部5111は、対象領域における画素値の最小値Minおよび最大値Maxを求める。次に、パラメータ符号化部5111は、以下の式によりオフセットOFを算出する。
【００６４】
OF=(Min>>R)
ここで、Rの値は予め決定された、0以上BitDepth-1の値である。パラメータ符号化部5111は、算出したオフセットOFに基づいて、以下の式によりOffsetの値を算出する。
【００６５】
Offset=OF<<R
次に、パラメータ符号化部5111は、以下の式によりスケーリング値Sを算出する。
【００６６】
S=BitDepth-1-floor(log2(Max-Offset))
パラメータ符号化部5111は、オフセットOFをオフセット演算部5112へ出力し、スケーリング値Sを左シフト演算部5113へ出力する。また、パラメータ符号化部5111は、オフセットOFおよびスケーリング値Sを符号化してパラメータ蓄積部514へ出力する。
【００６７】
図8は、タイルグループヘッダにパラメータ情報が含まれる例を示すシンタックスを示す図である。パラメータ情報は、例えば図8に示すように、タイルグループヘッダに含まれていてよい。図8において、range_scaling_valueがスケーリング値Sに、offset_idxがオフセットOFに、それぞれ対応する。なお、パラメータ情報は、スライスヘッダまたはCTUヘッダに含まれていてもよい。
【００６８】
なお、対象領域は、画像全体であってもよく、スライスまたはCTUなどのブロックであってもよい。その場合、パラメータ情報は、複数の領域、ブロックの情報を持っている。また、対象領域がブロックである場合において、パラメータ符号化部5111は、当該ブロックを含む、当該ブロックよりも広い領域における画素の最小値および最大値を求め、当該最小値および最大値に基づいて当該ブロックのオフセットOFおよびスケーリング値Sを算出してもよい。この場合、ブロックごとのオフセットOFおよびスケーリング値Sのバラツキを低減し、安定したスケーリング処理を行うことができる。
【００６９】
オフセット演算部5112は、入力された画像内のそれぞれの画素値についてオフセット演算を行い、オフセット演算後の画素値を左シフト演算部5113へ出力する。左シフト演算部5113は、オフセット演算部5112によるオフセット演算後の画素値に対して左シフト演算を行い、スケーリング後の画素値を導出する。また、左シフト演算部5113は、導出したスケーリング後の画素値を外部へ出力する。
【００７０】
オフセット演算部5112および左シフト演算部5113による、スケーリング後の画素値の導出は、以下の式により表される。以下の式において、Q1はスケーリング後の画素値、P1は入力画像の画素値である。
【００７１】
Q1=(P1-Offset)<<S
なお、画素値のビット長はスケーリング処理の前後で変化しない。
【００７２】
画像階調変換部512は、画素スケーリング部511によりスケーリングされた画像に対して、階調変換処理を行う。例えば画像階調変換部512は、ＳＤＲ画像をＨＤＲ画像に階調変換する。階調変換処理前の画素値のビット長をx、階調変換処理後の画素値のビット長をyとした場合、yはxと等しくてもよく、xよりも大きくてもよい。
【００７３】
図9は、画素逆スケーリング部513の構成を示すブロック図である。図9に示すように、画素逆スケーリング部513は、パラメータ復号部5131、右シフト演算部5132、および逆オフセット演算部5133を備える。
【００７４】
パラメータ復号部5131は、符号化されたオフセットOFおよびスケーリング値Sをパラメータ蓄積部514から取得して復号する。また、パラメータ復号部5131は、復号したスケーリング値Sを右シフト演算部5132へ出力し、復号したオフセットOFを逆オフセット演算部5133へ出力する。
【００７５】
右シフト演算部5132は、画像階調変換部512による階調変換処理後の画像内のそれぞれの画素値について右シフト演算を行い、右シフト演算後の画素値を逆オフセット演算部5133へ出力する。逆オフセット演算部5133は、右シフト演算部5132による右シフト演算後の画素値に対して逆オフセット演算を行い、逆スケーリング後の画素値を導出する。また、逆オフセット演算部5133は、導出した逆スケーリング後の画素値を外部へ出力する。
【００７６】
右シフト演算部5132および逆オフセット演算部5133による、逆スケーリング後の画素値の導出は、以下の式により表される。以下の式において、P2は逆スケーリング後の画素値、Q2は階調変換処理後の画素値である。
【００７７】
P2=((Q2+(1<<(S-1)))>>S)+Offset
ただし、階調変換処理後の画素値のビット長yが、階調変換処理前の画素値のビット長xよりも大きい場合には、逆スケーリング後の画素値の導出は、以下の式により表される。
【００７８】
P2=((Q2+(1<<(S-1)))>>S)+(Offset<<(y-x))
いずれの場合においても、画素値のビット長は逆スケーリング処理の前後で変化しない。
【００７９】
以上のとおり、画素スケーリング階調変換部51においては、スケーリング済画像に対して階調変換処理が行われる。スケーリング済画像においては、元の画像と比較して、画素値の上限と下限との差が大きくなるため、画素値を有理数で除算する場合に生じる誤差が小さくなる。このため、有理数での除算を含む処理を実行する場合における画質の低下を抑制できる。
【００８０】
図10は、画素スケーリング階調解像度変換部51a（画像処理装置）の構成を示すブロック図である。図10に示すように、画素スケーリング階調解像度変換部51aは、画像階調変換部512の代わりに画像階調解像度変換部512a（変換部）を備える点を除いて、画素スケーリング階調変換部51と同様の構成を有する。
【００８１】
画像階調解像度変換部512aは、上述した画像階調変換部512の処理に加えて、画像の解像度を変換する解像度変換処理を行う。例えば画像階調解像度変換部512aは、ＳＤＲ画像をＨＤＲ画像に階調変換するとともに、４Ｋの画像を８Ｋの画像に変換する。画像階調解像度変換部512aによる処理前の画素値のビット長をx、処理後の画素値のビット長をyとした場合、yはxと等しくてもよく、xよりも大きくてもよい。
【００８２】
図11は、画素スケーリング画像復元部51b（画像処理装置）の構成を示すブロック図である。図11に示すように、画素スケーリング画像復元部51bは、画像階調変換部512の代わりに画像復元部512b（変換部）を備える点を除いて、画素スケーリング階調変換部51と同様の構成を有する。
【００８３】
画像復元部512bは、入力画像に対して、自身が有するCNN(Convolutional Neural Network)によるフィルタ処理を施す画像復元処理を実行する。ただし、画像階調変換部512とは異なり、画像復元部512bに入力される画像の解像度と、画像復元部512bから出力される画像の解像度とは常に同じである。
【００８４】
以上のとおり、本実施形態に係る画像処理装置における変換処理には、例えば階調変換処理、解像度変換処理、および画像復元処理の少なくとも何れかが含まれる。画素スケーリング階調解像度変換部51aおよび画素スケーリング画像復元部51bにおいても、画素スケーリング階調変換部51と同様の理由により、有理数での除算を含む処理を実行する場合における画質の低下を抑制できる。
【００８５】
（動画像復号装置の構成例１）
図12は、本実施形態に係る動画像復号装置31の構成を示すブロック図である。図12に示すように、動画像復号装置31は、復号部321、画像階調拡張超解像変換部322（変換部）、および画素逆スケーリング部323を備える。動画像復号装置31に入力される符号化ストリームTeは、スケーリングされた状態の画像を符号化したデータを含んでいる。
【００８６】
復号部321は、符号化ストリームTeを復号して、スケーリングされた状態の復号画像を生成する。また、復号部321は、生成した復号画像を画像階調拡張超解像変換部322へ出力する。また、復号部321は、画像階調拡張超解像変換部322および画素逆スケーリング部323における処理に用いるパラメータを復号して、画像階調拡張超解像変換部322および画素逆スケーリング部323のそれぞれに出力する。
【００８７】
画像階調拡張超解像変換部322は、復号部321が復号した復号画像に対して、画像階調拡張処理および超解像変換処理を行うことによって変換済画像を生成する。ここでいう変換とは、変換後の画素値のビット数が、変換前の画素値のビット数よりも大きいことを意味する。また、画像階調拡張超解像変換部322は、生成した変換済画像を画素逆スケーリング部323に出力する。なお、本実施形態に係る動画像復号装置31は、画像階調拡張超解像変換部322の代わりに、復号画像に対して他の所定の処理を行うことによって変換済画像を生成する変換部を備えていてもよい。
【００８８】
画素逆スケーリング部323は、変換済画像の各画素値に復号部321が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、復号部321が復号した逆スケーリングすることによって逆スケーリング済画像を生成する。このため、本実施形態における画素逆スケーリング部323は、図9に示した画素逆スケーリング部513が備えていたパラメータ復号部5131に相当する構成を有しない。逆スケーリング済画像が、最終的に動画像復号装置31から出力される復号画像Tdとなる。
【００８９】
（動画像符号化装置の構成例１）
図13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。図13に示すように、動画像符号化装置11は、画素スケーリング部121、画像階調拡張超解像逆変換部122（逆変換部）、および符号化部123を備える。
【００９０】
画素スケーリング部121は、入力画像の各画素値にオフセットを加算又は減算したうえでスケーリングすることによりスケーリング済画像を生成する。本実施形態においては、後述するとおり、スケーリングに用いるパラメータを符号化部123が符号化する。このため、本実施形態における画素スケーリング部121は、図7に示した画素スケーリング部511とは異なり、パラメータ符号化部5111の代わりにパラメータを導出するパラメータ導出部（不図示）を有する。
【００９１】
また、画素スケーリング部121は、生成したスケーリング済画像を画像階調拡張超解像逆変換部122に出力する。また、画素スケーリング部121は、スケーリングに用いたオフセットおよびスケーリング値を符号化部123へ出力する。
【００９２】
画像階調拡張超解像逆変換部122は、スケーリング済画像に対して、画像階調縮小処理、および超解像逆変換処理を行うことによって逆変換済画像を生成する。ここでいう逆変換とは、逆変換後の画素値のビット数が、逆変換前の画素値のビット数未満であることを意味する。また、画像階調拡張超解像逆変換部122は、逆変換済画像を符号化部123へ出力する。なお、本実施形態に係る動画像符号化装置11は、画像階調拡張超解像逆変換部122の代わりに、スケーリング済画像に対して他の所定の逆変換処理を行うことによって逆変換済画像を生成する変換部を備えていてもよい。
【００９３】
符号化部123は、逆変換済画像と、画素スケーリング部121が用いたオフセットおよびスケーリング値とを符号化して符号化ストリームTeを生成する。
【００９４】
以上のとおり、動画像符号化装置11は、スケーリングおよび逆変換を行った後の画像を符号化して外部へ出力する。また、動画像復号装置31は、復号した画像に対して変換および逆スケーリングを行う。すなわち、動画像符号化装置11および動画像復号装置31においては、逆変換、符号化、復号、および変換が、スケーリングされた画像に対して行われる。このため、動画像符号化装置11および動画像復号装置31によれば、上述した画素スケーリング階調変換部51などと同様の理由により、画質の低下を抑制できる。
【００９５】
（動画像復号装置の構成例２）
図14は、本実施形態に係る動画像復号装置31aの構成を示すブロック図である。図14に示すように、動画像復号装置31aは、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、画像バッファ部306、予測パラメータメモリ307、予測画像生成部308、逆量子化・逆変換部311、加算部312、画素スケーリング部313（第１のスケーリング部）、画素逆スケーリング部314（第２の逆スケーリング部）、及び画素逆スケーリング部315（第１の逆スケーリング部）を含んで構成される。なお、後述の動画像符号化装置11aに合わせ、動画像復号装置31aにループフィルタ305が含まれない構成もある。
【００９６】
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及びイントラ予測パラメータ復号部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。
【００９７】
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。
【００９８】
エントロピー復号部301は、符号化ストリームTe（符号化データ）をエントロピー復号する。より詳細には、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。
【００９９】
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。
【０１００】
また、エントロピー復号部301は、符号化ストリームTeに含まれるオフセットおよびスケーリング値を復号する。さらに、エントロピー復号部301は、これらのパラメータを画素スケーリング部313、画素逆スケーリング部314、および画素逆スケーリング部315へ出力する。
【０１０１】
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、画素スケーリング部313が生成したスケーリング済局所復号画像に作用する。具体的には、ループフィルタ305は、スケーリング済局所復号画像に対して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ことで、フィルタ処理済画像を生成する。また、ループフィルタ305は、生成したフィルタ処理済画像を画像バッファ部306に出力する。画像バッファ部306は、ループフィルタ305によるフィルタ処理済画像を格納する。ただし、動画像復号装置31aにおいて、画像バッファ部306は省略されていてもよい。
【０１０２】
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。
【０１０３】
予測画像生成部308は、予測画像を生成する。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、画像バッファ部306からフィルタ処理済画像を読み出す。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。また、予測画像生成部308は、生成した予測画像を画素逆スケーリング部315へ出力する。
【０１０４】
画素逆スケーリング部315は、予測画像生成部308が生成した予測画像の各画素値に、エントロピー復号部301が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、エントロピー復号部301が復号したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済予測画像を生成する。画素逆スケーリング部315は、生成した逆スケーリング済予測画像を加算部312に出力する。
【０１０５】
逆量子化・逆変換部311は、エントロピー復号部301が復号した残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによって残差画像を生成する。逆量子化・逆変換部311は、残差画像を加算部312に出力する。
【０１０６】
加算部312は、残差画像に対して、画素逆スケーリング部315から入力された逆スケーリング済予測画像を加算又は減算することによって局所復号画像を生成する。加算部312は局所復号画像を画素スケーリング部313に出力する。
【０１０７】
画素スケーリング部313は、局所復号画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済局所復号画像を生成する。画素スケーリング部313は、生成したスケーリング済局所復号画像をループフィルタ305に出力する。
【０１０８】
画素逆スケーリング部314は、画像バッファ部306に格納されたフィルタ処理済画像の各画素値に、上記エントロピー復号部が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、上記エントロピー復号部が復号したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済フィルタ処理済画像を生成する。画素逆スケーリング部314が生成した逆スケーリング済フィルタ処理済画像が、動画像復号装置31aにより復号された復号画像Tdとして外部へ出力される。
【０１０９】
（動画像符号化装置の構成例２）
図15は、本実施形態に係る動画像符号化装置11aの構成を示すブロック図である。動画像符号化装置11aは、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、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、画像バッファ部109、符号化パラメータ決定部110、パラメータ符号化部111、画素スケーリング部112（第１のスケーリング部）、画素逆スケーリング部113（第１の逆スケーリング部）、およびパラメータ導出部117を含んで構成される。
【０１１０】
予測画像生成部101は予測画像を生成する。本実施形態では、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。予測画像生成部101は、生成した予測画像を画素逆スケーリング部113に出力する。
【０１１１】
パラメータ導出部117は、入力画像からスケーリングおよび逆スケーリングに用いるオフセットおよびスケーリング値を導出する。パラメータ導出部117がオフセットおよびスケーリング値を導出する方法は、画素スケーリング部511においてパラメータ符号化部5111がオフセットOFおよびスケーリング値Sを導出した方法と同じである。パラメータ導出部117は、導出したオフセットおよびスケーリング値を、エントロピー符号化部104、画素スケーリング部112、および画素逆スケーリング部113へ出力する。
【０１１２】
画素逆スケーリング部113は、予測画像の各画素値に、パラメータ導出部117が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、パラメータ導出部117が導出したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済予測画像を生成する。画素逆スケーリング部113は、生成した逆スケーリング済予測画像を減算部102に出力する。
【０１１３】
減算部102は、画像Ｔ（入力画像）の画素値から逆スケーリング済予測画像の画素値を減算して残差画像を生成する。減算部102は残差画像を変換・量子化部103に出力する。
【０１１４】
変換・量子化部103は、減算部102から入力された残差画像に対して変換および量子化処理を行うことによって残差データを生成する。具体的には、変換・量子化部103は、周波数変換によって変換係数を算出し、量子化によって残差データとしての量子化変換係数を導出する。変換・量子化部103は、導出した残差データ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。
【０１１５】
逆量子化・逆変換部105は、残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによって上記残差画像を生成する。逆量子化・逆変換部105における具体的な処理は、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。逆量子化・逆変換部105は、生成した残差画像を加算部106および符号化パラメータ決定部110へ出力する。
【０１１６】
エントロピー符号化部104は、残差データ、オフセットおよびスケーリング値をエントロピー符号化して符号化データを生成する。エントロピー符号化部104には、変換・量子化部103から残差データが入力され、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。また、エントロピー符号化部104には、パラメータ導出部117からオフセットおよびスケーリング値が入力される。
【０１１７】
エントロピー符号化部104は、分割情報、予測パラメータ、残差データ、オフセットおよびスケーリング値が等をエントロピー符号化して符号化データとしての符号化ストリームTeを生成し、出力する。
【０１１８】
パラメータ符号化部111は、図示しないヘッダ符号化部、CT情報符号化部、CU符号化部、およびインター予測パラメータ符号化部とイントラ予測パラメータ符号化部を備えている。CU符号化部はさらにTU符号化部を備えている。
【０１１９】
加算部106は、残差画像に対して上記逆スケーリング済予測画像を加算又は減算することによって局所復号画像を生成する。加算部106は生成した局所復号画像を画素スケーリング部112に出力する。
【０１２０】
画素スケーリング部112は、局所復号画像の各画素値に、パラメータ導出部117が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、パラメータ導出部117が導出したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済局所復号画像を生成する。画素スケーリング部112は、生成したスケーリング済局所復号画像をループフィルタ107に出力する。
【０１２１】
ループフィルタ107は、画素スケーリング部112が生成したスケーリング済局所復号画像に作用する。具体的には、ループフィルタ107は画素スケーリング部112が生成したスケーリング済局所復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、SAO、ALFを施すことで、フィルタ処理済画像を生成する。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。また、動画像符号化装置11aにおいて、ループフィルタ107は省略されていてもよい。ループフィルタ107は、生成したフィルタ処理済画像を画像バッファ部109に出力する。画像バッファ部109は、ループフィルタ107によるフィルタ処理済画像を格納する。ただし、動画像符号化装置11aにおいて、画像バッファ部306は省略されていてもよい。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
このような動画像符号化装置11aおよび動画像復号装置31aも、上述した動画像符号化装置11および動画像復号装置31と同様に、画質の低下を抑制できる。
【０１２６】
なお、上述した実施形態における動画像符号化装置11aおよび動画像復号装置31a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11aおよび動画像復号装置31a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。
【０１２７】
（動画像復号装置の構成例３）
図16は、本実施形態に係る動画像復号装置31bの構成を示すブロック図である。図16に示すように、動画像復号装置31bは、画素スケーリング部313、画素逆スケーリング部314、及び画素逆スケーリング部315の代わりに画素逆スケーリング部316（第３の逆スケーリング部）及び画素スケーリング部317（第２のスケーリング部）を含んでいる点で動画像復号装置31aと相違する。
【０１２８】
動画像復号装置31bにおいては、予測画像生成部308は予測画像を画素スケーリング部317へ出力する。加算部312は、逆量子化・逆変換部311から入力された残差画像に対して、画素スケーリング部317から入力されたスケーリング済予測画像を加算又は減算することによって局所復号画像を生成する。加算部312は局所復号画像を画素逆スケーリング部316に出力する。なお、予測画像生成部308および加算部312は、これらの処理を、画面間の時間的な予測を行う、いわゆるインター符号化の時に用いることとし、画面内の空間的な予測を行うイントラ符号化の場合は、画像スケーリング部と画像逆スケーリング部を挿入しない処理にしてもよい。
【０１２９】
画素逆スケーリング部316は、加算部312から入力された局所復号画像の各画素値に、エントロピー復号部301が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、エントロピー復号部301が復号したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって逆スケーリング済局所復号画像を生成する。画素逆スケーリング部316は、生成した逆スケーリング済局所復号画像をループフィルタ305に出力する。ループフィルタ305は、逆スケーリング済局所復号画像に作用する。
【０１３０】
画素スケーリング部317は、予測画像の各画素値に、エントロピー復号部301が復号したオフセットを加算又は減算したうえで、エントロピー復号部301が復号したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済予測画像を生成する。画素スケーリング部317は、生成したスケーリング済予測画像を加算部312へ出力する。
【０１３１】
（動画像符号化装置の構成例３）
図17は、本実施形態に係る動画像符号化装置11bの構成を示すブロック図である。図17に示すように、動画像符号化装置11bは、画素スケーリング部112および画素逆スケーリング部113の代わりに画素スケーリング部114（第３のスケーリング部）、画素逆スケーリング部115（第４の逆スケーリング部）および画素スケーリング部116（第２のスケーリング部）を含む点で動画像符号化装置11aと相違する。
【０１３２】
動画像符号化装置11bにおいては、予測画像生成部101は、生成した予測画像を画素スケーリング部116に出力する。減算部102は、画素スケーリング部114が生成したスケーリング済入力画像から画素スケーリング部116が生成したスケーリング済予測画像を減算してスケーリング済残差画像を生成する。変換・量子化部103は、スケーリング済残差画像に対して変換および量子化処理を行うことによってスケーリング済残差データを生成する。エントロピー符号化部104は、スケーリング済残差データ、上記オフセットおよび上記スケーリング値をエントロピー符号化して符号化データを生成する。
【０１３３】
逆量子化・逆変換部105は、スケーリング済残差データに対して逆量子化及び逆変換処理を行うことによってスケーリング済残差画像を生成する。逆量子化・逆変換部105は、生成したスケーリング済残差画像を加算部106および符号化パラメータ決定部110へ出力する。
【０１３４】
加算部106は、スケーリング済残差画像に対して上記スケーリング済予測画像を加算又は減算することによってスケーリング済局所復号画像を生成する。また、加算部106は、生成したスケーリング済局所復号画像を画素逆スケーリング部115へ出力する。
【０１３５】
画素逆スケーリング部115は、スケーリング済局所復号画像の各画素値に、パラメータ導出部117が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、パラメータ導出部117が導出したスケーリング値を用いて逆スケーリングすることによって局所復号画像を生成する。画素逆スケーリング部115は、生成した局所復号画像をループフィルタ107に出力する。
【０１３６】
画素スケーリング部114は、画像Ｔの各画素値に、パラメータ導出部117が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、パラメータ導出部117が導出したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済入力画像を生成する。画素スケーリング部114は、生成したスケーリング済入力画像を減算部102に出力する。
【０１３７】
画素スケーリング部116は、予測画像生成部101から入力された予測画像の各画素値に、パラメータ導出部117が導出したオフセットを加算又は減算したうえで、パラメータ導出部117が導出したスケーリング値を用いてスケーリングすることによってスケーリング済予測画像を生成する。画素スケーリング部116は、生成したスケーリング済予測画像を減算部102に出力する。
【０１３８】
なお、画素スケーリング部114、画素逆スケーリング部115および画素スケーリング部116は、画像スケーリング処理および逆スケーリング処理を、予測画像生成部101および減算部102が画面間の時間的な予測を行ういわゆるインター符号化の時に用いることとし、予測画像生成部101および減算部102が画面内の空間的な予測を行うイントラ符号化の場合は、画像スケーリング部および画像逆スケーリング部を挿入しない処理にしてもよい。
【０１３９】
また、上述した実施形態における動画像符号化装置11、11a又は11b（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、又は31b（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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
〔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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
送信装置PROD_Aは、符号化部PROD_A1に入力する動画像の入力源として、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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
受信装置PROD_Bは、復号部PROD_B3が出力する動画像の出力先として、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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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。
【０１５６】
また、記録装置PROD_Cは、符号化部PROD_C1に入力する動画像の入力源として、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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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が動画像の主な入力源となる）。また、カムコーダ（この場合、カメラPROD_C3が動画像の主な入力源となる）、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が動画像の主な入力源となる）、スマートフォン（この場合、カメラPROD_C3または受信部PROD_C5が動画像の主な入力源となる）なども、このような記録装置PROD_Cの一例である。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
また、再生装置PROD_Dは、復号部PROD_D2が出力する動画像の出力先として、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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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が動画像の主な出力先となる）。また、テレビジョン受像機（この場合、ディスプレイPROD_D3が動画像の主な出力先となる）、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が動画像の主な出力先となる）、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が動画像の主な出力先となる）、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が動画像の主な出力先となる）、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が動画像の主な出力先となる）なども、このような再生装置PROD_Dの一例である。
【０１６４】
（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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【符号の説明】
【０１６９】
31,31a,31b  動画像復号装置（画像復号装置）
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
313  画素スケーリング部（第１のスケーリング部）
314  画素逆スケーリング部（第２の逆スケーリング部）
315  画素逆スケーリング部（第１の逆スケーリング部）
316  画素逆スケーリング部（第３の逆スケーリング部）
317  画素スケーリング部（第２のスケーリング部）
321  復号部
322  画像階調拡張超解像変換部（変換部）
323  画素逆スケーリング部
11,11a,11b  動画像符号化装置（画像符号化装置）
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  画素スケーリング部（第１のスケーリング部）
113  画素逆スケーリング部（第１の逆スケーリング部）
114  画素スケーリング部（第３のスケーリング部）
115  画素逆スケーリング部（第４の逆スケーリング部）
116  画素スケーリング部（第２のスケーリング部）
121  画素スケーリング部
122  画像階調拡張超解像逆変換部（変換部）
123  符号化部
350  復号部
352,366  切り替え部
354  ダイナミックレンジ変換部
360  符号化部
362  ダイナミックレンジ逆変換部
364  ビット階調拡張超解像変換部
368  切り替え制御部
400,400a,400b,401,401a,401b  画像フィルタ装置（画像ビット階調拡張フィルタ装置）
40211,40212  低輝度用階調変換部（階調変換部）
40221,40222  高輝度用階調変換部（階調変換部）
4021,4022  階調変換部
404  超解像部
406  合成部
408  画像マップ作成部
51  画素スケーリング階調変換部（画像処理装置）
51a  画素スケーリング階調解像度変換部（画像処理装置）
51b  画素スケーリング画像復元部（画像処理装置）
511  画素スケーリング部（スケーリング部）
512  画像階調変換部（変換部）
512a  画像階調解像度変換部（変換部）
512b  画像復元部（変換部）
513  画素逆スケーリング部（逆スケーリング部）
【図１】
2020155869.tif 000003
【図２】
2020155869.tif 000004
【図３】
2020155869.tif 000005
【図４】
2020155869.tif 000006
【図５】
2020155869.tif 000007
【図６】
2020155869.tif 000008
【図７】
2020155869.tif 000009
【図８】
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【図９】
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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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