(57)【要約】      （修正有）【課題】CCLM予測における映像信号のコンポーネント間の依存関係を利用して、参照元と参照先の量子化値を調整し、符号量を削減できる画像符号化装置を提供する。【解決手段】画像符号化装置１００において、イントラ予測部１４は、輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、ピクチャ内のそれぞれのブロックにおける色成分の予測値を生成する。減算器２は、原画像の色成分より予測値を減算して予測残差を生成する。直交変換部３は、予測残差を直交変換して直交変換係数を生成する。量子化部４は、予測値生成部が第１の予測モードを選択して色成分の予測値を生成するとき、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して、直交変換係数を量子化する。【選択図】図２
2018056685.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、ピクチャ内のそれぞれのブロックにおける色成分の予測値を生成する予測値生成部と、
原画像の色成分より前記予測値を減算して予測残差を生成する減算器と、
前記予測残差を直交変換して直交変換係数を生成する直交変換部と、
前記予測値生成部が前記第１の予測モードを選択して色成分の予測値を生成するとき、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して、前記直交変換係数を量子化する量子化部と、
を備えることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
前記量子化部は、既定量子化パラメータにオフセット値を加算して補正量子化パラメータを生成する量子化パラメータ補正部を有し、
前記予測値生成部が前記第１の予測モードを選択して色成分の予測値を生成するとき、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定するために、前記直交変換係数を、前記補正量子化パラメータを用いて量子化する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像符号化装置。
【請求項３】
前記オフセット値を示すシンタックス要素を含むシンタックスをビットストリームにおいて伝送することを特徴とする請求項２に記載の画像符号化装置。
【請求項４】
輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、色成分の予測値を生成し、
原画像の色成分より前記予測値を減算して予測残差を生成し、
前記予測残差を直交変換して直交変換係数を生成し、
前記第１の予測モードが選択されて色成分の予測値を生成するとき、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して、前記直交変換係数を量子化する
ことを特徴とする画像符号化方法。
【請求項５】
コンピュータに、
輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、色成分の予測値を生成するステップと、
原画像の色成分より前記予測値を減算して予測残差を生成するステップと、
前記予測残差を直交変換して直交変換係数を生成するステップと、
前記第１の予測モードが選択されて色成分の予測値を生成するとき、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して、前記直交変換係数を量子化するステップと、
を実行させることを特徴とする画像符号化プログラム。
【請求項６】
輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、ピクチャ内のそれぞれのブロックにおける色成分の予測値が生成されて符号化されているビットストリームをエントロピー復号するエントロピー復号部と、
前記第１の予測モードを用いて色成分の予測値が生成されて符号化されているブロックにおいて、前記エントロピー復号部によってエントロピー復号された直交変換係数を、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して逆量子化する逆量子化部と、
を備えることを特徴とする画像復号装置。
【請求項７】
前記逆量子化部は、既定量子化パラメータにオフセット値を加算して補正量子化パラメータを生成する量子化パラメータ補正部を有し、
前記第１の予測モードを用いて色成分の予測値が生成されて符号化されているブロックにおいて、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定するために、前記直交変換係数を、前記補正量子化パラメータを用いて逆量子化する
ことを特徴とする請求項６に記載の画像復号装置。
【請求項８】
前記エントロピー復号部は、前記ビットストリームにおいて伝送される前記オフセット値を示すシンタックス要素を含むシンタックスを受信し、
前記逆量子化部は、前記既定量子化パラメータに前記エントロピー復号部が受信した前記オフセット値を加算して前記補正量子化パラメータを生成する
ことを特徴とする請求項７に記載の画像復号装置。
【請求項９】
輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、ピクチャ内のそれぞれのブロックにおける色成分の予測値が生成されて符号化されているビットストリームをエントロピー復号し、
前記第１の予測モードを用いて色成分の予測値が生成されて符号化されているブロックにおいて、エントロピー復号された直交変換係数を、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して逆量子化する
ことを特徴とする画像復号方法。
【請求項１０】
コンピュータに、
輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、ピクチャ内のそれぞれのブロックにおける色成分の予測値が生成されて符号化されているビットストリームをエントロピー復号するステップと、
前記第１の予測モードを用いて色成分の予測値が生成されて符号化されているブロックにおいて、エントロピー復号された直交変換係数を、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して逆量子化するステップと、
を実行させることを特徴とする画像復号プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像符号化装置、画像符号化方法、及び画像符号化プログラム、並びに、画像復号装置、画像復号方法、及び画像復号プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
H.264/MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding)よりもさらに画像情報を高効率に符号化することができる圧縮符号化方式H.265/MPEG-H HEVC(High Efficiency Video Coding)（以下、HEVCと略記する）が標準化されている。HEVCにおいては、フレーム内で空間予測を行って予測値を生成するイントラ予測と、フレーム間で動き補償予測を行って予測値を生成するインター予測とが用いられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】”Algorithm Description of Joint Exploration Test Model 1”, JVET-B0021, February 2016
【非特許文献２】” CE6.a.4: Chroma intra prediction by reconstructed luma samples”, JCTVC-E266, March2011
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献１及び２には、HEVCを発展させて、イントラ予測における改良として、輝度信号の復号画素値を用いて色差信号の予測値を生成するクロスコンポーネント線形モデル予測（cross-component liner model prediction）が提案されている。非特許文献１には、一方の色差信号の予測残差を用いて他方の色差信号の予測値を補正することが記載されている。クロスコンポーネント線形モデル予測をCCLM予測と略記する。
【０００５】
CCLM予測では他のイントラ予測とは異なり、映像信号（輝度信号及び色差信号）のコンポーネント間に依存関係がある。非特許文献１及び２には、その依存関係を利用して、参照元と参照先の量子化値を調整し、符号量を削減する手段は存在しない。
【０００６】
実施形態は、CCLM予測における映像信号のコンポーネント間に依存関係を利用して、参照元と参照先の量子化値を調整し、符号量を削減することができる画像符号化装置、画像符号化方法、及び画像符号化プログラム、並びに、画像復号装置、画像復号方法、及び画像復号プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の第１の態様によれば、輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、ピクチャ内のそれぞれのブロックにおける色成分の予測値を生成する予測値生成部と、原画像の色成分より前記予測値を減算して予測残差を生成する減算器と、前記予測残差を直交変換して直交変換係数を生成する直交変換部と、前記予測値生成部が前記第１の予測モードを選択して色成分の予測値を生成するとき、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して、前記直交変換係数を量子化する量子化部とを備えることを特徴とする画像符号化装置が提供される。
【０００８】
実施形態の第２の態様によれば、輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、色成分の予測値を生成し、原画像の色成分より前記予測値を減算して予測残差を生成し、前記予測残差を直交変換して直交変換係数を生成し、前記第１の予測モードが選択されて色成分の予測値を生成するとき、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して、前記直交変換係数を量子化することを特徴とする画像符号化方法が提供される。
【０００９】
実施形態の第３の態様によれば、コンピュータに、輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、色成分の予測値を生成するステップと、原画像の色成分より前記予測値を減算して予測残差を生成するステップと、前記予測残差を直交変換して直交変換係数を生成するステップと、前記第１の予測モードが選択されて色成分の予測値を生成するとき、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して、前記直交変換係数を量子化するステップとを実行させることを特徴とする画像符号化プログラムが提供される。
【００１０】
実施形態の第４の態様によれば、輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、ピクチャ内のそれぞれのブロックにおける色成分の予測値が生成されて符号化されているビットストリームをエントロピー復号するエントロピー復号部と、前記第１の予測モードを用いて色成分の予測値が生成されて符号化されているブロックにおいて、前記エントロピー復号部によってエントロピー復号された直交変換係数を、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して逆量子化する逆量子化部とを備えることを特徴とする画像復号装置が提供される。
【００１１】
実施形態の第５の態様によれば、輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、ピクチャ内のそれぞれのブロックにおける色成分の予測値が生成されて符号化されているビットストリームをエントロピー復号し、前記第１の予測モードを用いて色成分の予測値が生成されて符号化されているブロックにおいて、エントロピー復号された直交変換係数を、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して逆量子化することを特徴とする画像復号方法が提供される。
【００１２】
実施形態の第６の態様によれば、コンピュータに、輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、ピクチャ内のそれぞれのブロックにおける色成分の予測値が生成されて符号化されているビットストリームをエントロピー復号するステップと、前記第１の予測モードを用いて色成分の予測値が生成されて符号化されているブロックにおいて、エントロピー復号された直交変換係数を、参照元の色成分と比較して参照先の色成分の量子化値を高く設定して逆量子化するステップとを実行させることを特徴とする画像復号プログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１３】
実施形態の画像符号化装置、画像符号化方法、及び画像符号化プログラム、並びに、画像復号装置、画像復号方法、及び画像復号プログラムによれば、CCLM予測における映像信号のコンポーネント間に依存関係を利用して、参照元と参照先の量子化値を調整し、符号量を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、画像符号化装置及び画像復号装置を含む画像符号化・復号システムの全体的な構成例を示すブロック図である。
【図２】図２は、一実施形態の画像符号化装置を示すブロック図である。
【図３】図３は、符号化ツリーユニットの構造を示す図である。
【図４】図４は、予測ユニットの構造を示す図である。
【図５】図５は、変換ユニットの構造を示す図である。
【図６】図６は、複数のスライスに分割されたフレームの構成例を示す図である。
【図７】図７は、イントラ予測の予測モードの例を示す図である。
【図８】図８は、４：２：０フォーマットのＹ，Ｃｂ，Ｃｒ映像信号の場合のＣｂ及びＣｒ信号のブロックＹ信号のブロックとの関係を示す図である。
【図９】図９は、図２における量子化部４及び逆量子化部８の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、一実施形態の画像符号化装置が伝送するシンタックスの一例を示す図である。
【図１１】図１１は、一実施形態の画像符号化装置の動作、一実施形態の画像符号化方法による処理、一実施形態の画像符号化プログラムで実行される処理を示すフローチャートである。
【図１２Ａ】図１２Ａは、一実施形態の画像符号化プログラムを記憶する記憶部を備えるコンピュータの概略的な構成を示すブロック図である。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、一実施形態の画像復号プログラムを記憶する記憶部を備えるコンピュータの概略的な構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、一実施形態の画像復号装置を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、図１３における逆量子化部２３の具体的な構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、一実施形態の画像復号装置の動作、一実施形態の画像復号方法による処理、一実施形態の画像復号プログラムで実行される処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、一実施形態の画像符号化装置、画像符号化方法、及び画像符号化プログラム、並びに、画像復号装置、画像復号方法、及び画像復号プログラムについて、添付図面を参照して説明する。
【００１６】
まず、図１を用いて、画像符号化装置及び画像復号装置を含む画像符号化・復号システムの全体的な構成例について説明する。図１において、前処理装置５０は、ユーザによる操作に従って、一実施形態の画像符号化装置１００による画像情報の符号化のための各種の条件を設定する。画像符号化装置１００は、前処理装置５０からの設定情報に応じて、画像情報を符号化してビットストリームを出力する。ビットストリームは、符号化された画像情報及びシンタックスを含む。
【００１７】
送信装置１１０は、ビットストリームを所定の伝送路１２０に送信する。伝送路１２０は有線または無線であり、インターネットのような通信回線、電話回線、テレビジョン信号を送信する地上波放送または衛星放送用の電波のいずれでもよい。受信装置１５０は、伝送路１２０によって送信されたビットストリームを受信する。一実施形態の画像復号装置２００は、ビットストリームを復号して復号画像情報を出力する。
【００１８】
＜画像符号化装置＞
図２は、画像符号化装置１００の具体的な構成例を示す。図２において、並べ替え（Re-order）バッファ１には、デジタル信号の画像情報の画素が順に入力される。画像情報がアナログ信号であれば、並べ替えバッファ１の前段でＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換されていればよい。画像情報は例えば輝度信号Ｙ（以下、Ｙ信号）と色差信号Ｃｂ及びＣｒ（以下、Ｃｂ及びＣｒ信号）であり、４：２：０フォーマットのＹ，Ｃｂ，Ｃｒ映像信号を例とする。
【００１９】
並べ替えバッファ１は入力された画素を複数フレーム分蓄積し、必要に応じてフレーム（ピクチャ）を並べ替えて読み出す。画像情報の各フレームは、フレーム内の画素を用いて符号化するＩピクチャ、過去のフレーム内の画素を用いて予測符号化するＰピクチャ、過去及び未来のフレーム内の画素を用いて予測符号化するＢピクチャのいずれかに設定される。Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャは前処理装置５０によって設定されてもよいし、画像符号化装置１００が予め定めた規則に従って選択してもよい。
【００２０】
並べ替えバッファ１は、後述するビットストリームを構成するシーケンスの構成単位となる複数のピクチャ群（ＧＯＰ）にＢピクチャが含まれる場合には、符号化のためにフレームの順を並び替えて読み出す。
【００２１】
並べ替えバッファ１より出力されるフレームは、次のような複数の画素よりなるユニットに分割されて処理される。フレームを構成する画素は、図３に示すように、例えば水平６４画素、垂直６４画素の符号化ツリーユニット（ＣＴＵ：Coding Tree Unit）に分割される。ＣＴＵはＣＵ階層０である。各ＣＴＵは、再帰的な四分木ブロック分割に基づいて可変サイズの符号化ユニット（ＣＵ：Coding Unit）に分割されることがある。
【００２２】
ＣＴＵは、水平３２画素、垂直３２画素のＣＵ階層１のＣＵに分割されることがある。ＣＵ階層１のＣＵは、水平１６画素、垂直１６画素のＣＵ階層２のＣＵに分割されることがある。ＣＵ階層２のＣＵは、水平８画素、垂直８画素のＣＵ階層３のＣＵに分割されることがある。ＣＴＵが分割されない場合にはＣＴＵがそのままＣＵとなる。
【００２３】
最大サイズのＣＵは最大符号化ユニット（ＬＣＵ：Largest Coding Unit）と称され、最小サイズのＣＵは最小符号化ユニット（ＳＣＵ：Smallest Coding Unit）と称される。
【００２４】
ところで、４：２：０フォーマットのＹ，Ｃｂ，Ｃｒ映像信号においては、Ｃｂ信号及びＣｒ信号の解像度はＹ信号の解像度と比較して水平及び垂直の双方で１／２である。従って、ＣＵは、ＣＵと同じ大きさのＹ信号の符号化ブロック（ＣＢ）と、ＣＵの１／４の大きさであるＣｂ信号及びＣｒ信号のＣＢとを含む。
【００２５】
ＣＵは、図２におけるイントラ予測部１４及びインター予測部１５における予測処理のために予測ユニット（ＰＵ：Prediction Unit）に分割される。図４に示すように、イントラ予測部１４によるフレーム内予測に基づいて符号化されるＣＵ（イントラＣＵ）においては、２Ｎ×２ＮまたはＮ×ＮのＰＵが選択される。但し、Ｎ×ＮのＰＵはＳＣＵのみで利用される。
【００２６】
図４に示すように、インター予測部１５によるフレーム間予測に基づいて符号化されるＣＵ（インターＣＵ）においては、２Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、ｎＬ×２Ｎ、ｎＲ×２ＮのＰＵが選択される。但し、Ｎ×ＮはＮが１６以上のＳＣＵだけで利用可能であり、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、ｎＬ×２Ｎ、ｎＲ×２Ｎは非対称動き分割が有効とされているときのみ利用可能である。２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、ｎＬ×２Ｎ、ｎＲ×２ＮはそれぞれＣＵを上下に１：３、上下に３：１、左右に１：３、左右に３：１で分割するＰＵである。
【００２７】
同様に、ＰＵは、ＰＵと同じ大きさのＹ信号の予測ブロック（ＰＢ）と、ＰＵの１／４の大きさであるＣｂ信号及びＣｒ信号のＰＢとを含む。
【００２８】
また、ＣＵは、図２における直交変換部３における直交変換処理及び量子化部４における量子化処理のために、再帰的な四分木ブロック分割に基づいて可変サイズの変換ユニット（ＴＵ：Transform Unit）に分割される。
【００２９】
図５に示すように、ＴＵの最大サイズは水平３２画素、垂直３２画素である。水平３２画素、垂直３２画素のＴＵをＴＵ階層０とすれば、ＴＵ階層０は、水平１６画素、垂直１６画素のＴＵ階層１のＴＵに分割されることがある。ＴＵ階層１のＴＵは、水平８画素、垂直８画素のＴＵ階層２のＴＵに分割されることがある。ＴＵ階層２のＴＵは、水平４画素、垂直４画素のＴＵ階層３のＴＵに分割されることがある。
【００３０】
但し、イントラＣＵにおける四分木の親ノードはＰＵであり、インターＣＵにおける四分木の親ノードはＣＵである。
【００３１】
同様に、ＴＵは、ＴＵと同じ大きさのＹ信号の変換ブロック（ＴＢ）と、ＴＵの１／４の大きさであるＣｂ信号及びＣｒ信号のＴＢとを含む。
【００３２】
以上の可変サイズのＣＵ、ＰＵ、ＴＵは、後述するコスト関数値が最小となるように選択される。画像情報の絵柄に応じてコスト関数値が最小となるＣＵ、ＰＵ、ＴＵは異なるから、各フレームの画素はサイズが異なるＣＵ、ＰＵ、ＴＵが混在した状態で分割される。
【００３３】
図３〜図５ではHEVCで採用されているＣＵ、ＰＵ、ＴＵの構造を例としたが、ＣＵ、ＰＵ、ＴＵの構造は特に限定されるものではない。ＣＵ、ＰＵ、ＴＵの代わりに、MPEG2で採用されているのと同様のマクロブロックの構造としてもよい。本実施形態においては、ＣＵ、ＰＵ、ＴＵの構造が採用されている場合を例とする。
【００３４】
図６に示すように、複数のＣＴＵよりなるフレームは、少なくとも１つのスライスを含む。図６において、太実線はスライスの境界を示しており、フレームは３つのスライスＳＬ１〜ＳＬ３に分割されている。フレームをどのように複数のスライスに分割するかは、前処理装置５０によって設定される。スライスＳＬ１〜ＳＬ３はそれぞれ連続する少なくとも１つのＣＴＵを含む。
【００３５】
画像符号化装置１００はスライス単位で画像情報を符号化し、画像復号装置２００はスライス単位で画像情報を復号する。図６において、実線で示す矢印は符号化及び復号の順を示している。
【００３６】
図２に戻り、減算器２は、並べ替えバッファ１より出力された原画像である画像情報のＣＵより、後述するイントラ予測部１４またはインター予測部１５によって生成された予測値（予測画像）を減算して、予測残差を生成する。減算器２は、予測残差を直交変換部３に供給する。
【００３７】
直交変換部３は、予測残差をＴＵ単位で直交変換して、予測残差を周波数領域の信号に変換する。直交変換部３は、直交変換として、イントラ予測が選択されてＴＵが水平４画素、垂直４画素の場合のみ離散サイン変換（ＤＳＴ）を用い、他の場合は離散コサイン変換（ＤＣＴ）を用いて、予測残差を直交変換する。直交変換部３は、直交変換係数を量子化部４に供給する。
【００３８】
量子化部４は、直交変換係数を量子化してエントロピー符号化部５及び逆量子化部８に供給する。量子化部４の具体的な構成及び動作は後述する。エントロピー符号化部５は、量子化された直交変換係数に対して発生確率に基づいて異なる長さの符号を割り当てて、直交変換係数をエントロピー符号化する。
【００３９】
エントロピー符号化部５は、画像情報を符号化する際のシンタックスもエントロピー符号化する。シンタックスは、イントラ予測部１４またはインター予測部１５で選択された予測モード、動きベクトル、参照画素を特定するための情報等の各種のシンタックス要素を含む。
【００４０】
エントロピー符号化部５は、一例として、コンテクスト適応算術符号（CABAC: Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding）を用いて直交変換係数及びシンタックスをエントロピー符号化することができる。
【００４１】
レート制御部７は、エントロピー符号化部５より出力される符号化データがオーバーフローまたはアンダーフローしないよう、量子化部４における量子化動作のレートを制御する。
【００４２】
ＨＲＤ（Hypothetical Reference Decoder）バッファ６はエントロピー符号化部５より出力される符号化データよりなるビットストリームを一時的に蓄積して出力する。
【００４３】
逆量子化部８は、量子化された直交変換係数をＴＵ単位で逆量子化して、逆直交変換部９に供給する。逆量子化部８における逆量子化の動作は、量子化部４における量子化の動作とは逆の動作である。
【００４４】
逆直交変換部９は、入力された直交変換係数をＴＵ単位で逆直交変換して、予測残差を加算器１０に供給する。加算器１０は、入力された予測残差と、予測値選択部１６により選択されたイントラ予測部１４またはインター予測部１５によって生成された予測値とを加算して、復号信号を生成する。復号信号はループフィルタ１１及びフレームメモリ１２に供給される。
【００４５】
ループフィルタ１１は、復号信号の符号化ノイズを低減させる。ループフィルタ１１は、ブロックの境界に生じる歪を低減させるデブロッキング・フィルタと、リンギング歪を低減させる画素適応オフセットとを含む。ループフィルタ１１によってフィルタ処理された復号信号はフレームメモリ１２に供給される。
【００４６】
フレームメモリ１２は、加算器１０より出力されたループフィルタ１１によるフィルタ処理を施していない復号信号と、ループフィルタ１１によるフィルタ処理が施された復号信号とを蓄積する。スイッチ１３は、フレームメモリ１２に蓄積されたフィルタ処理を施していない復号信号をイントラ予測部１４に供給し、フレームメモリ１２に蓄積されたフィルタ処理が施された復号信号をインター予測部１５に供給する。
【００４７】
イントラ予測部１４は、Ｙ信号については、ＴＵ単位で、例えば、３３種類の方向の方向性予測モードと、後述するＤＣ（直流）予測モード及びプレーナ（Planar）予測モードとの全３５種類の予測モードで予測値を生成する。但し、予測モードはＰＵ単位で選択される。
【００４８】
イントラ予測部１４は、Ｃｂ及びＣｒ信号については、ＴＵ単位で、Ｙ信号の予測モードと同一の予測モードを用いない場合には、それぞれ図７（ａ）〜（ｅ）に示す、垂直予測モード、水平予測モード、ＤＣ予測モード、プレーナ予測モード、CCLM予測モードで予測値を生成する。但し、予測モードはＰＵ単位で選択される。
【００４９】
図７（ａ）〜（ｄ）におけるＨは予測値を生成する対象のＴＵの上方に位置する参照画素であり、ＶはＴＵの左方に位置する参照画素である。図７（ａ）に示す垂直予測モードは、参照画素Ｈを用いてＴＵ内の予測画素を垂直方向に生成するモードである。図７（ｂ）に示す水平予測モードは、参照画素Ｖを用いてＴＵ内の予測画素を水平方向に生成するモードである。
【００５０】
図７（ｃ）に示すＤＣ予測モードは、参照画素Ｈ及びＶの平均値を用いてＴＵ内の予測画素を生成するモードである。図７（ｄ）に示すプレーナ予測モードは、参照画素Ｈ及びＶのうちの４個の参照画素を用いる内挿予測によってＴＵ内の予測画素を生成するモードである。図７（ｅ）に示すCCLM予測モードは、次のようにしてＴＵ内の予測画素を生成するモードである。
【００５１】
４：２：０フォーマットのＹ，Ｃｂ，Ｃｒ映像信号の場合、Ｃｂ及びＣｒ信号のＴＢとＹ信号のＴＢとは、図８（ａ）及び（ｂ）に示す関係にある。ここではＮを８とした例を示している。図８（ａ）に示すＣｂ及びＣｒ信号のＴＢの上方及び左方に位置する周辺画素Ｐ１〜Ｐ１６は、図８（ｂ）に示すＹ信号のＴＢの上方及び左方に位置する周辺画素で補間した図示の位置の周辺補間画素Ｐｉ１〜Ｐｉ１６にそれぞれ対応する。
【００５２】
色差信号の予測値predC(i,j)は、線形モデルにより、Ｙ信号の復号画素値をＣ信号の位相にシフトさせた画素値recL(i,j)を用いて式（１）で表される。(i,j)は画素位置を示す。イントラ予測部１４は、式（１）を用いてＣｂ及びＣｒ信号の予測値predC(i,j)を生成する。式（１）におけるα及びβは、周辺画素Ｐ１〜Ｐ１６及び周辺補間画素Ｐｉ１〜Ｐｉ１６を用いて、例えば線形最小二乗法によって求められる。よって、α及びβをビットストリームで伝送する必要はない。
【００５３】
predC(i,j)＝αrecL(i,j)＋β    …（１）
【００５４】
さらに、イントラ予測部１４は、式（２）に基づき、Ｃｒ信号の予測値predCr(i,j)をＣｂ信号の予測残差resiCb’(i,j)を用いて補正して、補正したＣｒ信号の予測値pred*Cr(i,j)を生成する。
【００５５】
pred*Cr(i,j)＝predCr(i,j)＋α・resiCb’(i,j)    …（２）
【００５６】
このように、イントラ予測部１４は、CCLM予測モードを含む複数の予測モードで予測値を生成する。CCLM予測モード以外のＹ信号の復号画素値を用いない予測モードは図７（ａ）〜（ｄ）に例示した予測モードに限定されない。イントラ予測部１４が、Ｙ信号の予測モードと同一の予測モードを用いてＣｂ及びＣｒ信号の予測値を生成する場合も、予測モードは特に限定されない。
【００５７】
イントラ予測部１４は、High Complexity ModeとLow Complexity Modeとのうちの一方の判定モードでコスト関数値を算出して、コスト関数値が最小となるＣＵ、ＰＵ、ＴＵのサイズを選択し、かつ、コスト関数値が最小となる予測モードの予測値を選択する。
【００５８】
High Complexity Modeとは、式（３）に基づいてコスト関数値Cost_Funcを求める判定モードである。式（３）において、Ｄは原画像と復号画像との差分、λはラグランジュ乗数、Ｒは直交変換係数を含む全て発生符号量である。High Complexity Modeでは、候補となる全ての予測モードで一旦符号化して発生符号量を算出する必要がある。
【００５９】
Cost_Func＝D＋λR    …（３）
【００６０】
Low Complexity Modeとは、式（４）に基づいてコスト関数値Cost_Funcを求める判定モードである。式（４）において、SA(T)Dは原画像と復号画像との差分にアダマール行列を乗算した値、QP0(QP)は量子化パラメータ（ＱＰ）の関数、Header_Bitは直交変換係数を含まない符号量である。Low Complexity Modeでは、候補となる全ての予測モードで予測画像を生成するだけでよく、復号画像を生成する必要がない。
【００６１】
Cost_Func＝SA(T)D＋QP0(QP)×Header_Bit    …（４）
【００６２】
図２に戻り、インター予測部１５は、画像の動きを検出し、ＣＵのサイズを上限として、最小で水平８画素、垂直４画素または水平４画素、垂直８画素のＰＵから最大で水平６４画素、垂直６４画素のＰＵで、フレーム間動き補償予測を行って予測値を生成する。インター予測部１５は、過去のフレームもしくは未来のフレーム、または、過去及び未来のフレームを参照して予測値（予測画像）を生成する。過去及び未来のフレームはそれぞれ複数のフレームであってもよい。
【００６３】
同様に、インター予測部１５は、High Complexity ModeとLow Complexity Modeとのうちの一方の判定モードでコスト関数値を算出して、コスト関数値が最小となるＣＵ、ＰＵ、ＴＵのサイズを選択し、かつ、コスト関数値が最小となる予測モードの予測値を選択する。
【００６４】
予測値選択部１６は、イントラ予測部１４で選択された予測値とインター予測部１５で選択された予測値とのうち、より小さい方を最終的な予測値として選択して減算器２及び加算器１０に供給する。
【００６５】
なお、Ｉピクチャを符号化する際にはイントラ予測部１４による予測値のみが用いられる。Ｐピクチャ及びＢピクチャを符号化する際には、イントラ予測部１４で選択された予測値とインター予測部１５で選択された予測値とのうちの小さい方の予測値が選択される。
【００６６】
CCLM予測モード検出部１７には、イントラ予測部１４で選択された予測モードを示す情報が供給される。CCLM予測モード検出部１７は、入力された予測モードを示す情報がCCLM予測モードを示し、イントラ予測部１４においてCCLM予測モードが選択されたことを検出したら、その旨を示す検出情報を量子化部４及び逆量子化部８に供給する。検出情報を受けた量子化部４及び逆量子化部８は、量子化パラメータを補正するように構成されている。
【００６７】
図９を用いて、量子化部４及び逆量子化部８の具体的な構成例、及び、量子化パラメータの補正の仕方を説明する。量子化部４は、既定量子化パラメータ保持部４１、量子化パラメータ補正部４２、量子化処理部４３を有する。逆量子化部８は、既定量子化パラメータ保持部８１、量子化パラメータ補正部８２、逆量子化処理部８３を有する。
【００６８】
通常の復号処理により得られるＹ信号とＣｂ及びＣｒ信号に対する量子化パラメータをそれぞれQPY，QPCb，QPCrとする。既定量子化パラメータ保持部４１は、量子化パラメータQPCb及びQPCrを既定量子化パラメータとして保持している。量子化パラメータ補正部４２は、前処理装置５０による設定によって、第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetを保持している。
【００６９】
第１のオフセット値cclm_1st_QP_offsetは、量子化パラメータQPYに対する量子化パラメータQPCb及びQPCrのオフセット値を示す。第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetは量子化パラメータQPCbに対する量子化パラメータQPCrのオフセット値を示す。
【００７０】
CCLM予測モード検出部１７がイントラ予測部１４においてCCLM予測モードが選択されたことを検出したら、量子化パラメータ補正部４２は、式（５）及び（６）のようにCCLM予測モードにおけるＣｂ及びＣｒ信号に対する量子化パラメータを補正する。CCLM予測モードにおけるＣｂ及びＣｒ信号に対する補正量子化パラメータをQPCb_cclm及びQPCr_cclmとする。
【００７１】
QPCb_cclm＝Clip(QPCb＋cclm_1st_QP_offset, 0, Max_QP_value)    …（５）
QPCr_cclm＝Clip(QPCr＋cclm_1st_QP_offset＋cclm_2nd_QP_offset, 0, Max_QP_value)    …（６）
【００７２】
式（５）は、量子化パラメータQPCbに第１のオフセット値cclm_1st_QP_offsetを加算し、加算値を量子化パラメータの規格上の最小値（ここでは０）と最大値（Max_QP_value）との間に制限した値を量子化パラメータQPCb_cclmとするということを示す。
【００７３】
式（６）は、量子化パラメータQPCrに第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetを加算し、加算値を量子化パラメータの規格上の最小値と最大値との間に制限した値を量子化パラメータQPCr_cclmとするということを示す。
【００７４】
量子化パラメータQPYに対する量子化パラメータQPCbのオフセット値と量子化パラメータQPYに対する量子化パラメータQPCrのオフセット値とを個別に設定するのではなく、上記のように第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetを設定すると、次のような利点を有する。
【００７５】
量子化パラメータQPCbと量子化パラメータQPCrとは近似するので第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetは０となることがある。従って、上記のように第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetを設定すれば、発生符号量を小さくすることができる。
【００７６】
量子化パラメータ補正部４２は、CCLM予測モードが選択されたときには補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmを量子化処理部４３に供給し、CCLM予測モード以外の予測モードが選択されたときには既定量子化パラメータQPCb及びQPCrを量子化処理部４３に供給する。
【００７７】
量子化処理部４３は、入力された直交変換係数を既定量子化パラメータQPCb及びQPCrまたは補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmで量子化して、量子化直交変換係数を出力する。
【００７８】
逆量子化部８における既定量子化パラメータ保持部８１及び量子化パラメータ補正部８２の動作はそれぞれ既定量子化パラメータ保持部４１及び量子化パラメータ補正部４２の動作と同じである。逆量子化処理部８３は、量子化直交変換係数を既定量子化パラメータQPCb及びQPCrまたは補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmで逆量子化して、逆量子化直交変換係数を出力する。
【００７９】
第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetは、ビットストリームのスライスヘッダまたはピクチャパラメータセット（Picture Parameter Set）等のシンタックスで伝送されればよい。第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetは、それぞれのスライスでCCLM予測モードがイネーブルされているときのみ伝送されればよい。
【００８０】
図１０は、エントロピー符号化部５によって生成されて伝送されるシンタックスの一例を示している。図１０に示すように、CCLM予測モードのイネーブルフラグが１であれば、第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetを示すシンタックス要素がシンタックスに含まれて伝送される。図１０におけるcclm_1st_qp_offset及びcclm_2nd_qp_offsetはそれぞれ第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetを示すシンタックス要素である。
【００８１】
画像符号化装置１００は図９に示す構成を有することによって、CCLM予測モードが選択されたときには、参照元のＣｂ及びＣｒ信号（参照されるＣｂ及びＣｒ信号）と比較して参照先のＣｂ及びＣｒ信号の量子化ステップが大きくなって量子化値が高く設定される。従って、画像符号化装置１００は、画像情報の圧縮に必要な符号量を削減して、圧縮率を向上させることができる。
【００８２】
＜画像符号化方法＞
図１１に示すフローチャートを用いて、画像符号化装置１００で実行される本実施形態の画像符号化方法による処理を説明する。図１１は、量子化部４及び逆量子化部８で実行される処理を示している。
【００８３】
図１１において、量子化部４は、ステップＳ１１にて、符号化しようとしているフレームのスライス内のブロックの直交変換係数を受信する。逆量子化部８は、ステップＳ１１にて、符号化しようとしているフレームのスライス内のブロックの量子化直交変換係数を受信する。量子化部４及び逆量子化部８は、ステップＳ１２にて、当該フレームの当該スライスにおいてCCLM予測モードがイネーブルされているか否かを判定する。
【００８４】
量子化部４及び逆量子化部８は、CCLM予測モードがイネーブルされていれば（YES）、ステップＳ１３にて、CCLM予測モード検出部１７から検出情報が供給されるか否かに基づき、当該ブロックにおいてCCLM予測モードが選択されたかを判定する。
【００８５】
量子化部４及び逆量子化部８は、CCLM予測モードが選択されていれば（YES）、ステップＳ１４にて、既定量子化パラメータQPCb及びQPCrに第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetを加算して、補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmを生成する。
【００８６】
引き続き、量子化部４は、ステップＳ１５にて、補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmを用いて直交変換係数を量子化し、処理をステップＳ１７に移行させる。逆量子化部８は、ステップＳ１５にて、補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmを用いて量子化直交変換係数を逆量子化し、処理をステップＳ１７に移行させる。
【００８７】
一方、量子化部４及び逆量子化部８は、ステップＳ１２にてCCLM予測モードがイネーブルされていなければ（NO）、処理をステップＳ１６に移行させる。また、量子化部４及び逆量子化部８は、ステップＳ１３にてCCLM予測モードが選択されていなければ（NO）、処理をステップＳ１６に移行させる。
【００８８】
量子化部４は、ステップＳ１６にて、既定量子化パラメータQPCb及びQPCrを用いて直交変換係数を量子化し、処理をステップＳ１７に移行させる。逆量子化部８は、ステップＳ１６にて、既定量子化パラメータQPCb及びQPCrを用いて量子化直交変換係数を逆量子化し、処理をステップＳ１７に移行させる。
【００８９】
量子化部４及び逆量子化部８は、ステップＳ１７にて、それぞれ当該スライスの全てのブロックの量子化処理及び逆量子化処理が完了しかた否かを判定する。全てのブロックの量子化処理及び逆量子化処理が完了していなければ（NO）、量子化部４及び逆量子化部８は処理をステップＳ１３に戻し、次のブロックにおいて同様の処理を繰り返す。
【００９０】
全てのブロックの量子化処理及び逆量子化処理が完了していれば（YES）、量子化部４及び逆量子化部８は、ステップＳ１８にて、それぞれ当該フレームの全てのスライスの量子化処理及び逆量子化処理が完了しかた否かを判定する。全てのスライスの量子化処理及び逆量子化処理が完了していなければ（NO）、量子化部４及び逆量子化部８は処理をステップＳ１２に戻し、次のスライスにおいて同様の処理を繰り返す。
【００９１】
全てのスライスの量子化処理及び逆量子化処理が完了していれば（YES）、量子化部４及び逆量子化部８は、ステップＳ１９にて、それぞれ全てのフレームの量子化処理及び逆量子化処理が完了しかた否かを判定する。全てのフレームの量子化処理及び逆量子化処理が完了していなければ（NO）、量子化部４及び逆量子化部８は処理をステップＳ１１に戻し、次のフレームにおいて同様の処理を繰り返す。
【００９２】
全てのフレームの量子化処理及び逆量子化処理が完了していれば（YES）、量子化部４及び逆量子化部８は、処理を終了させる。
【００９３】
＜画像符号化プログラム＞
図２に示す画像符号化装置１００における動作をコンピュータプログラム（画像符号化プログラム）によってコンピュータに実行させることができる。図１１に示す各処理を画像符号化プログラムによってコンピュータに実行させることができる。
【００９４】
図１２Ａにおいて、コンピュータ３００は、中央処理装置（ＣＰＵ）３０１及び記憶部３０２を有する。コンピュータ３００には、操作部３１０が接続されている。記憶部３０２には、画像符号化プログラムが記憶されている。操作部３１０を図１に示す前処理装置５０として機能させることができる。ＣＰＵ３０１が画像符号化プログラムを実行させることによって、コンピュータ３００を、入力された画像情報を符号化する画像符号化装置１００として機能させることができる。
【００９５】
記憶部３０２は、半導体メモリ、ハードディスクドライブ、光ディスク等の任意の非一時的な記憶媒体である。画像符号化プログラムは、インターネット等の通信回線を介してコンピュータ３００に提供されてもよい。
【００９６】
＜画像復号装置＞
図１３は、画像復号装置２００の具体的な構成例を示す。図１３において、ＨＲＤバッファ２１はビットストリームを一時的に蓄積して、エントロピー復号部２２に供給する。エントロピー復号部２２は、ビットストリームに含まれる直交変換係数及びシンタックスをエントロピー復号する。
【００９７】
直交変換係数は逆量子化部２３に供給される。シンタックス要素のうちイントラ予測とインター予測とのいずれが採用されたかを示す情報は、スイッチ３２に供給される。シンタックス要素のうちイントラ予測に関する情報は、イントラ予測部３０及びCCLM予測モード検出部３３に供給される。シンタックス要素のうちインター予測に関する情報は、インター予測部３１に供給される。
【００９８】
逆量子化部２３は、直交変換係数をＴＵ単位で逆量子化して、逆直交変換部２４に供給する。逆直交変換部２４は、逆量子化された直交変換係数をＴＵ単位で逆直交変換して、予測残差を加算器２５に供給する。加算器２５は、入力された予測残差と、スイッチ３２より供給されるイントラ予測部３０またはインター予測部３１によって生成された予測値とを加算して、復号信号を生成する。復号信号はループフィルタ２６及びフレームメモリ２８に供給される。
【００９９】
ループフィルタ２６はループフィルタ１１と同様の構成であり、復号信号の符号化ノイズを低減させる。並べ替え（Re-order）バッファ２７は、ループフィルタ２６から供給される画素を複数フレーム分蓄積する。並べ替えバッファ２７は、フレームの順が並び替えられていれば、フレームを原画像の画像情報の順に並び替えて復号画像情報として出力する。復号画像情報は、必要に応じてＤ／Ａ変換器によってアナログ信号に変換される。
【０１００】
フレームメモリ２８は、加算器２５より出力されたループフィルタ２６によるフィルタ処理を施していない復号信号と、ループフィルタ２６によるフィルタ処理が施された復号信号とを蓄積する。スイッチ２９は、フレームメモリ２８に蓄積されたフィルタ処理を施していない復号信号をイントラ予測部３０に供給し、フレームメモリ２８に蓄積されたフィルタ処理が施された復号信号をインター予測部３１に供給する。
【０１０１】
イントラ予測部３０は、イントラ予測の予測モードを示す情報に従ってフレーム内予測を行って、Ｙ信号とＣｂ及びＣｒ信号のそれぞれの予測値を生成する。インター予測部３１は、インター予測に関する情報に従ってフレーム間予測を行って、Ｙ信号とＣｂ及びＣｒ信号のそれぞれの予測値を生成する。スイッチ３２は、イントラ予測とインター予測とのいずれが採用されたかを示す情報に従って、イントラ予測部３０またはインター予測部３１によって生成された予測値を加算器２５に供給する。
【０１０２】
CCLM予測モード検出部３３は、入力された予測モードを示す情報がCCLM予測モードを示し、イントラ予測部１４においてCCLM予測モードが選択されたことを検出したら、その旨を示す検出情報を逆量子化部２３に供給する。検出情報を受けた逆量子化部２３は、量子化パラメータを補正するように構成されている。
【０１０３】
図１４を用いて、逆量子化部２３の具体的な構成例、及び、量子化パラメータの補正の仕方を説明する。逆量子化部２３は、既定量子化パラメータ保持部２３１、量子化パラメータ補正部２３２、逆量子化処理部２３３を有する。逆量子化部２３の動作は、図９における逆量子化部８の動作と同様である。
【０１０４】
既定量子化パラメータ保持部２３１は、既定量子化パラメータQPCb及びQPCrを保持している。CCLM予測モード検出部３３がCCLM予測モードで符号化されていることを検出したら、量子化パラメータ補正部２３２は、式（５）及び（６）に従って、補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmを生成する。
【０１０５】
量子化パラメータ補正部２３２は、CCLM予測モードで符号化されていることが検出されたときには補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmを逆量子化処理部２３３に供給し、CCLM予測モード以外の予測モードで符号化されていることが検出されたときには既定量子化パラメータQPCb及びQPCrを逆量子化処理部２３３に供給する。
【０１０６】
逆量子化処理部２３３は、入力された直交変換係数を既定量子化パラメータQPCb及びQPCrまたは補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmで逆量子化して、逆量子化直交変換係数を出力する。
【０１０７】
画像復号装置２００は図１４に示す構成を有することによって、CCLM予測モードで画像が符号化され、参照元のＣｂ及びＣｒ信号と比較して参照先のＣｂ及びＣｒ信号の量子化値が高く設定されることによって圧縮率が向上したビットストリームを復号することができる。
【０１０８】
＜画像復号方法＞
図１５に示すフローチャートを用いて、画像復号装置２００で実行される本実施形態の画像復号方法による処理を説明する。図１５は、逆量子化部２３で実行される処理を示している。
【０１０９】
図１５において、逆量子化部２３は、ステップＳ２１にて、復号しようとしているフレームのスライス内のブロックの直交変換係数を受信する。逆量子化部２３は、ステップＳ２２にて、CCLM予測モードのイネーブルフラグが１であるか否かに基づき、当該スライスにおいてCCLM予測モードが用いられているか否かを判定する。
【０１１０】
逆量子化部２３は、CCLM予測モードが用いられていれば（YES）、ステップＳ２３にて、エントロピー復号部２２で復号された第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetを受信する。逆量子化部２３は、CCLM予測モード検出部３３から検出情報が供給されるか否かに基づき、当該ブロックはCCLM予測モードで符号化されているか否かを判定する。
【０１１１】
逆量子化部２３は、当該ブロックがCCLM予測モードで符号化されていれば（YES）、ステップＳ２５にて、既定量子化パラメータQPCb及びQPCrに第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetを加算して、補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmを生成する。
【０１１２】
引き続き、逆量子化部２３は、ステップＳ２６にて、補正量子化パラメータQPCb_cclm及びQPCr_cclmを用いて直交変換係数を逆量子化し、処理をステップＳ２８に移行させる。
【０１１３】
一方、逆量子化部２３は、ステップＳ２２にてCCLM予測モードが用いられていなければ（NO）、処理をステップＳ２７に移行させる。また、逆量子化部２３は、ステップＳ２４にて当該ブロックがCCLM予測モードで符号化されていなければ（NO）、処理をステップＳ２７に移行させる。逆量子化部２３は、ステップＳ２７にて、既定量子化パラメータQPCb及びQPCrを用いて直交変換係数を逆量子化し、処理をステップＳ２８に移行させる。
【０１１４】
逆量子化部２３は、ステップＳ２８にて、当該スライスの全てのブロックの逆量子化処理が完了しかた否かを判定する。全てのブロックの逆量子化処理が完了していなければ（NO）、逆量子化部２３は処理をステップＳ２４に戻し、次のブロックにおいて同様の処理を繰り返す。
【０１１５】
全てのブロックの逆量子化処理が完了していれば（YES）、逆量子化部２３は、ステップＳ２９にて、当該フレームの全てのスライスの逆量子化処理が完了しかた否かを判定する。全てのスライスの逆量子化処理が完了していなければ（NO）、逆量子化部２３は処理をステップＳ２２に戻し、次のスライスにおいて同様の処理を繰り返す。
【０１１６】
全てのスライスの逆量子化処理が完了していれば（YES）、逆量子化部２３は、ステップＳ３０にて、全てのフレームの逆量子化処理が完了しかた否かを判定する。全てのフレームの逆量子化処理が完了していなければ（NO）、逆量子化部２３は処理をステップＳ２１に戻し、次のフレームにおいて同様の処理を繰り返す。全てのフレームの逆量子化処理が完了していれば（YES）、逆量子化部２３は、処理を終了させる。
【０１１７】
＜画像復号プログラム＞
図１３に示す画像復号装置２００における動作をコンピュータプログラム（画像復号プログラム）によってコンピュータに実行させることができる。図１５に示す各処理を画像復号プログラムによってコンピュータに実行させることができる。
【０１１８】
図１２Ｂに示すように、コンピュータは図１２Ａと同様の構成であり、図１２Ａと共通部分の説明を省略する。図１２Ｂにおいて、記憶部３０２には、画像符号化プログラムに代えて画像復号プログラムが記憶されている。ＣＰＵ３０１が画像復号プログラムを実行させることによって、コンピュータ３００を、符号化されているビットストリームを復号する画像復号装置２００として機能させることができる。
【０１１９】
記憶部３０２に画像符号化プログラム及び画像復号プログラムを記憶させて、コンピュータ３００を、画像符号化装置１００及び画像復号装置２００として機能させることも可能である。
【０１２０】
＜変形例＞
以上説明した本実施形態の画像符号化装置、画像符号化方法、及び画像符号化プログラム、並びに、画像復号装置、画像復号方法、及び画像復号プログラムにおいて、次のような変形例とすることができる。
【０１２１】
第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetをビットストリームで伝送せず、予め定めた固定値としてもよい。
【０１２２】
量子化しようとする当該ブロックが所属するサブＬＣＵ（subLCU）に対する量子化パラメータの値に応じて、異なる値の第１のオフセット値cclm_1st_QP_offset及び第２のオフセット値cclm_2nd_QP_offsetが用いられてもよい。サブＬＣＵとはＣＴＵよりも小さいサイズの最大符号化ユニットである。例えば、ビットレートが高い（量子化パラメータが低い）ときには既定量子化パラメータQPCb及びQPCrに対してオフセット値を加算せず、ビットレートが低い（量子化パラメータが高い）ときにはオフセット値を加算してもよい。
【０１２３】
既定量子化パラメータQPCb及びQPCrに対してオフセット値を加算するか否かを選択する量子化パラメータの閾値をビットストリームで伝送してもよい。量子化パラメータの閾値は、スライスヘッダまたはピクチャパラメータセットで伝送されればよい。
【０１２４】
上述した本実施形態においては、画像情報としてＹ，Ｃｂ，Ｃｒ映像信号を例としたが、色空間はＹ，Ｃｂ，Ｃｒに限定されず、Ｙ，Ｃｏ，Ｃｇ映像信号であってもよい。画像情報は、輝度成分と２つの色差信号よりなる色成分を含む任意の色空間の映像信号であればよい。本実施形態においては、４：２：０フォーマットのＹ，Ｃｂ，Ｃｒ映像信号を例としたが、Ｙ，Ｃｂ，Ｃｒ映像信号は４：２：２フォーマットまたは４：４：４フォーマットであってもよい。
【０１２５】
上述した本実施形態においては、イントラ予測においてCCLM予測モードを用いているが、インター予測においてCCLM予測モードを用いてもよい。即ち、画像符号化装置１００は、輝度成分の復号画素値を用いて線形モデルにより色成分の予測値を生成する第１の予測モードと、輝度信号の復号画素値を用いることなく色成分の予測値を生成する第２の予測モードとのうちのいずれかを用いて、ピクチャ内のそれぞれのブロックにおける色成分の予測値を生成する予測値生成部を備えていればよい。画像復号装置２００も同様である。
【０１２６】
図２において、イントラ予測部１４が予測値生成部であり、インター予測部１５が予測値生成部であってもよく、イントラ予測部１４及びインター予測部１５が予測値生成部であってもよい。図１３において、イントラ予測部３０が予測値生成部であり、インター予測部３１が予測値生成部であってもよく、イントラ予測部３０及びインター予測部３１が予測値生成部であってもよい。
【０１２７】
本発明は以上説明した本実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。本実施形態においては、輝度信号の復号画素値を用いて色差信号の予測値を生成するCCLM予測モードを例としたが、Ｃｂ信号の復号画素値を用いてＣｒ信号の予測値を生成するCCLM予測モードにも適用可能である。即ち、映像信号（輝度信号及び色差信号）のコンポーネント間に依存関係があれば、本実施形態の構成を適用することができる。
【０１２８】
画像符号化装置１００及び画像復号装置２００は、集積回路等のハードウェアで構成されてもよく、ソフトウェアで構成されてもよく、両者が混在してもよい。画像符号化方法及び画像復号方法は、集積回路またはコンピュータ等の任意のハードウェア資源が実行すればよい。
【符号の説明】
【０１２９】
２  減算器
３  直交変換部
４  量子化部
５  エントロピー符号化部
８，２３  逆量子化部
９，２４  逆直交変換部
１０，２５  加算器
１４，３０  イントラ予測部（予測値生成部）
１５，３１  インター予測部（予測値生成部）
２２  エントロピー復号部
４２，８２，２３２  量子化パラメータ補正部
１００  画像符号化装置
２００  画像復号装置
３００  コンピュータ
３０２  記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【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】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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