(57)【要約】      （修正有）【課題】階層符号化において、１つの補助ピクチャに対して、１つもしくはそれ以上のプライマリピクチャを割り当てることを可能にする。また、スケーラブルＩＤが異なる場合にも、補助ピクチャとプライマリピクチャに対応することを可能とする。補助ピクチャとプライマリピクチャのレイヤ間位置対応情報の符号化および復号を簡略化する。【解決手段】階層動画像復号装置は、１つの補助ピクチャに対して１つもしくはそれ以上のプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報復号手段を備える。また、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャとする場合に補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データ、もしくは補助ピクチャを対象レイヤピクチャとする場合にプライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データからレイヤ間位置対応情報を復号するレイヤ間位置対応情報復号部を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各レイヤのスケーラブルＩＤとＡｕｘＩＤを復号するスケーラブル識別子復号手段と、ＡｕｘＩＤが０以外である補助ピクチャに対して、ＡｕｘＩＤが０であるプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報復号手段を備える画像復号装置において、上記補助ピクチャ情報復号手段は、１つの上記補助ピクチャに対して、１つもしくはそれ以上の上記プライマリピクチャを割り当てることを特徴とする画像復号装置。
【請求項２】
上記補助ピクチャ情報復号手段は、スケーラブルＩＤをプライマリピクチャ識別に用いるか否かを示す補助ピクチャ識別制御フラグをさらに復号し、上記補助ピクチャ識別制御フラグが１であるスケーラブルＩＤについて、補助ピクチャのスケーラブルＩＤと、ピクチャのスケーラブルＩＤが等しいことを条件としてプライマリピクチャを割り当て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】
上記スケーラブル識別子復号手段は、デプスＩＤ、ビューオーダーＩＤ、依存ＩＤ、ＡｕｘＩＤ以外のスケーラブルＩＤを復号し、上記補助ピクチャ情報復号手段は、補助ピクチャとプライマリピクチャの間でＡｕｘＩＤ以外のスケーラブルＩＤが等しいことを条件としてプライマリピクチャを割り当て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】
レイヤ間位置対応情報を復号するレイヤ間位置対応情報復号部と、各レイヤのスケーラブルＩＤとＡｕｘＩＤを復号するスケーラブル識別子復号手段と、ＡｕｘＩＤが０以外である補助ピクチャに対して、ＡｕｘＩＤが０であるプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報復号手段を備える画像復号装置において、上記レイヤ間位置対応情報復号部は、プライマリピクチャが参照するＳＰＳにおいて、補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データ、もしくは、補助ピクチャが参照するＳＰＳにおいて、プライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データから、レイヤ間位置対応情報を復号することを特徴とする画像復号装置。
【請求項５】
上記レイヤ間位置対応情報復号部は、補助ピクチャが参照するＳＰＳにおいて、プライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を復号する、ことを特徴とする請求項４に記載の画像復号装置。
【請求項６】
上記レイヤ間位置対応情報復号部は、プライマリピクチャが参照するＳＰＳにおいて、補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を復号する、ことを特徴とする請求項４に記載の画像復号装置。
【請求項７】
レイヤ間位置対応情報を復号するレイヤ間位置対応情報復号部と、各レイヤのスケーラブルＩＤとＡｕｘＩＤを復号するスケーラブル識別子復号手段と、ＡｕｘＩＤが０以外である補助ピクチャに対して、ＡｕｘＩＤが０であるプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報復号手段を備える画像復号装置において、上記レイヤ間位置対応情報復号部は、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャとする場合に補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データ、もしくは、補助ピクチャを対象レイヤピクチャとする場合にプライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データから、レイヤ間位置対応情報を復号することを復号することを特徴とする画像復号装置。
【請求項８】
上記レイヤ間位置対応情報復号部は、対象レイヤが直接参照レイヤを有する、もしくは、補助ピクチャの場合に、上記対象レイヤに対するレイヤ間位置対応情報を復号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】
上記レイヤ間位置対応情報復号部は、対象レイヤが直接参照レイヤを有する、もしくは、プライマリピクチャの場合に、上記対象レイヤに対するレイヤ間位置対応情報を復号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１０】
各レイヤのスケーラブルＩＤとＡｕｘＩＤを復号するスケーラブル識別子符号化手段と、ＡｕｘＩＤが０以外である補助ピクチャに対して、ＡｕｘＩＤが０であるプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報符号化手段を備える画像符号化装置において、上記補助ピクチャ情報符号化手段は、１つの上記補助ピクチャに対して、１つもしくはそれ以上の上記プライマリピクチャを割り当てることを特徴とする画像符号化装置。
【請求項１１】
上記補助ピクチャ情報符号化手段は、特定のスケーラブルＩＤをプライマリピクチャ識別に用いるか否かを示す補助ピクチャ識別制御フラグをさらに符号化し、上記補助ピクチャ識別制御フラグが１であるスケーラブルＩＤについて、補助ピクチャのスケーラブルＩＤと、プライマリピクチャのスケーラブルＩＤが等しいことを条件としてプライマリピクチャを割り当てることを特徴とする請求項１０に記載の画像符号化装置。
【請求項１２】
上記スケーラブル識別子符号化手段は、デプスＩＤ、ビューオーダーＩＤ、依存ＩＤ、ＡｕｘＩＤ以外のスケーラブルＩＤを符号化し、上記補助ピクチャ情報符号化手段は、補助ピクチャとプライマリピクチャの間でＡｕｘＩＤ以外のスケーラブルＩＤが等しいことを条件としてプライマリピクチャを割り当てることを特徴とする請求項１０に記載の画像符号化装置。
【請求項１３】
レイヤ間位置対応情報を復号するレイヤ間位置対応情報符号化部と、各レイヤのスケーラブルＩＤとＡｕｘＩＤを符号化するスケーラブル識別子符号化手段と、ＡｕｘＩＤが０以外である補助ピクチャに対して、ＡｕｘＩＤが０であるプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報符号化手段を備える画像符号化装置において、上記レイヤ間位置対応情報符号化部は、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャとする場合に補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化しない、もしくは、補助ピクチャを対象レイヤピクチャとする場合にプライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化しない、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】
本発明は、画像が階層的に符号化された階層符号化データを復号する画像復号装置、および画像を階層的に符号化することによって階層符号化データを生成する画像符号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通信システムで伝送される情報、あるいは蓄積装置に記録される情報の１つに画像あるいは動画像がある。従来、これらの画像（以降、動画像を含む）の伝送・蓄積のため、画像を符号化する技術が知られている。
【０００３】
動画像符号化方式としては、AVC（H.264/MPEG-4 Advanced Video Coding）や、その後継コーデックであるHEVC（High-Efficiency Video Coding）が知られている。
【０００４】
これらの動画像符号化方式では、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残差（「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。また、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。
【０００５】
イントラ予測では、同一ピクチャ内の局所復号画像に基づいて、当該ピクチャにおける予測画像が順次生成される。
【０００６】
インター予測では、ピクチャ間の動き補償により予測画像が生成される。インター予測で予測画像生成に用いられる復号済のピクチャは参照ピクチャと呼ばれる。
【０００７】
また、複数の相互に関連性のある動画像をレイヤ（階層）に分けて符号化することで、複数の動画像から符号化データを生成する技術も知られており、階層符号化技術と呼ばれる。階層符号化技術により生成される符号化データは階層符号化データとも呼ばれる。
【０００８】
代表的な階層符号化技術としてHEVCを基礎とするSHVC（Scalable HEVC）が知られている。
【０００９】
SHVCでは、空間スケーラビリティ、時間スケーラビリティ、SNRスケーラビリティをサポートする。例えば空間スケーラビリティの場合、複数の異なる解像度の動画像をレイヤに分けて符号化して階層符号化データを生成する。例えば、原画像から所望の解像度にダウンサンプリングした画像を下位レイヤとして符号化する。次に原画像をレイヤ間の冗長性を除去するためにレイヤ間予測を適用した上で、上位レイヤとして符号化する（非特許文献１）。
【００１０】
別の代表的な階層符号化技術としてHEVCを基礎とするMV-HEVC（Multi View HEVC）が知られている。
【００１１】
MV-HEVCではビュースケーラビリティをサポートする。ビュースケーラビリティでは、複数の異なる視点（ビュー）に対応する動画像をレイヤに分けて符号化して階層符号化データを生成する。例えば、基本となる視点（ベースビュー）に対応する動画像を下位レイヤとして符号化する。次に、異なる視点に対応する動画像を、レイヤ間予測を適用した上で、上位レイヤとして符号化する。
【００１２】
SHVCやMV-HEVCにおけるレイヤ間予測には、レイヤ間画像予測とレイヤ間動き予測がある。レイヤ間画像予測では、下位レイヤの復号画像を利用して、予測画像を生成する。レイヤ間動き予測では、下位レイヤの動き情報を利用して、動き情報の予測値を導出する。レイヤ間予測において予測に用いられるピクチャはレイヤ間参照ピクチャと呼ばれる。また、レイヤ間参照ピクチャを含むレイヤは参照レイヤと呼ばれる。なお、以下では、インター予測に用いられる参照ピクチャと、レイヤ間予測に用いられる参照ピクチャを総称して単に参照ピクチャと呼称する。
【００１３】
SHVCやMV-HEVCでは、予測画像の生成に、インター予測、イントラ予測、レイヤ間画像予測のいずれかを利用できる。また、SHVCやMV-HEVCでは、各レイヤのピクチャに対して、補助ピクチャと呼ばれる補助的なピクチャを付加することができる。補助ピクチャは、アルファピクチャ、デプスピクチャなどであり、補助ピクチャ以外のピクチャであるプライマリピクチャに対して、アルファプレーン情報や、デプス情報を付加する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】JCTVC-P1008_v4「High efficiency video coding (HEVC) scalable extensions Draft 5」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 16th Meeting: San Jose, US, 9-17 Jan. 2014 （2014年1月22日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
非特許文献１に記載の技術では、補助ピクチャと対応するプライマリピクチャは１つのみであるため、複数のプライマリピクチャで１つの補助ピクチャを共有することができないという課題が有った。
【００１６】
また、非特許文献１に記載の技術は、補助ピクチャとプライマリピクチャは（ＡＵＸフラグに対応するスケーラブルＩＤを除いて）等しい、という条件があるため、異なるスケーラブルＩＤを有するプライマリピクチャと補助ピクチャで対応関係が取れないという課題が有った。
【００１７】
また、非特許文献１に記載の技術は、補助ピクチャとプライマリピクチャは（ＡＵＸフラグに対応するスケーラブルＩＤを除いて）等しい、という条件があるため、補助ピクチャと同じスケーラブルＩＤを備えるレイヤが複数ある場合において、いずれのプライマリピクチャと対応関係を有するかを識別することができないという課題が有った。
【００１８】
また、非特許文献１に記載の技術は、補助ピクチャとプライマリピクチャのいずれにレイヤ間座標対応情報を定義するかについての制限がないため、補助ピクチャとプライマリピクチャの符号化データ（ＳＰＳ）のどちらを参照してレイヤ間座標対応情報を復号すれば良いのかが不明であるという課題があった。
【００１９】
また、非特許文献１に記載の技術は、補助ピクチャとプライマリピクチャのいずれを対象レイヤピクチャとする場合に、レイヤ間座標対応情報を定義するかについての制限がないため、補助ピクチャを対象レイヤピクチャとする場合にレイヤ間座標対応情報を復号するのか、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャとする場合にレイヤ間座標対応情報を復号するが不明であるという課題があった。また、補助ピクチャを対象レイヤピクチャとする場合にレイヤ間座標対応情報を定義する場合の、補助レイヤ座標とプライマリピクチャ座標間の座標変換方法と、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャとする場合にレイヤ間座標対応情報を定義する場合の、補助ピクチャ座標とプライマリピクチャ座標間の座標変換方法の２つの座標変換方法を備える必要があるという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の１つの形態は、各レイヤのスケーラブルＩＤとＡｕｘＩＤを復号するスケーラブル識別子復号手段と、ＡｕｘＩＤが０以外である補助ピクチャに対して、ＡｕｘＩＤが０であるプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報復号手段を備える画像復号装置において、上記補助ピクチャ情報復号手段は、１つの上記補助ピクチャに対して、１つもしくはそれ以上の上記プライマリピクチャを割り当てることを特徴とする。
【００２１】
本発明の１つの形態は、上記補助ピクチャ情報復号手段は、特定のスケーラブルＩＤをプライマリピクチャ識別に用いるか否かを示す補助ピクチャ識別制御フラグをさらに復号し、上記補助ピクチャ識別制御フラグが１であるスケーラブルＩＤについて、補助ピクチャのスケーラブルＩＤと、プライマリピクチャのスケーラブルＩＤが等しいことを条件としてプライマリピクチャを割り当てることを特徴とする。
【００２２】
本発明の１つの形態は、上記スケーラブル識別子復号手段は、デプスＩＤ、ビューオーダーＩＤ、依存ＩＤ、ＡｕｘＩＤ以外のスケーラブルＩＤを復号し、上記補助ピクチャ情報復号手段は、補助ピクチャとプライマリピクチャの間でＡｕｘＩＤ以外のスケーラブルＩＤが等しいことを条件としてプライマリピクチャを割り当てることを特徴とする。
【００２３】
本発明の１つの形態は、レイヤ間位置対応情報を復号するレイヤ間位置対応情報復号部と、各レイヤのスケーラブルＩＤとＡｕｘＩＤを復号するスケーラブル識別子復号手段と、ＡｕｘＩＤが０以外である補助ピクチャに対して、ＡｕｘＩＤが０であるプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報復号手段を備える画像復号装置において、上記レイヤ間位置対応情報復号部は、プライマリピクチャが参照するＳＰＳにおいて、補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データ、もしくは、補助ピクチャが参照するＳＰＳにおいて、プライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データから、レイヤ間位置対応情報を復号することを特徴とする。
【００２４】
本発明の１つの形態は、上記レイヤ間位置対応情報復号部は、補助ピクチャが参照するＳＰＳにおいて、プライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を復号する、ことを特徴とする。
【００２５】
本発明の１つの形態は、上記レイヤ間位置対応情報復号部は、プライマリピクチャが参照するＳＰＳにおいて、補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を復号する、ことを特徴とする。
【００２６】
本発明の１つの形態は、レイヤ間位置対応情報を復号するレイヤ間位置対応情報復号部と、各レイヤのスケーラブルＩＤとＡｕｘＩＤを復号するスケーラブル識別子復号手段と、ＡｕｘＩＤが０以外である補助ピクチャに対して、ＡｕｘＩＤが０であるプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報復号手段を備える画像復号装置において、上記レイヤ間位置対応情報復号部は、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャとする場合に補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データ、もしくは、補助ピクチャを対象レイヤピクチャとする場合にプライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データから、レイヤ間位置対応情報を復号することを復号することを特徴とする。
【００２７】
本発明の１つの形態は、上記レイヤ間位置対応情報復号部は、対象レイヤが直接参照レイヤを有する、もしくは、補助ピクチャの場合に、上記対象レイヤに対するレイヤ間位置対応情報を復号することを特徴とする。
【００２８】
本発明の１つの形態は、上記レイヤ間位置対応情報復号部は、対象レイヤが直接参照レイヤを有する、もしくは、プライマリピクチャの場合に、上記対象レイヤに対するレイヤ間位置対応情報を復号することを特徴とする。
【００２９】
本発明の１つの形態は、各レイヤのスケーラブルＩＤとＡｕｘＩＤを復号するスケーラブル識別子符号化手段と、ＡｕｘＩＤが０以外である補助ピクチャに対して、ＡｕｘＩＤが０であるプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報符号化手段を備える画像符号化装置において、上記補助ピクチャ情報符号化手段は、１つの上記補助ピクチャに対して、１つもしくはそれ以上の上記プライマリピクチャを割り当てることを特徴とする。
【００３０】
本発明の１つの形態は、上記補助ピクチャ情報符号化手段は、特定のスケーラブルＩＤをプライマリピクチャ識別に用いるか否かを示す補助ピクチャ識別制御フラグをさらに符号化し、上記補助ピクチャ識別制御フラグが１であるレイヤのスケーラブルＩＤについて、補助ピクチャのスケーラブルＩＤと、プライマリピクチャのスケーラブルＩＤが等しいことを条件としてプライマリピクチャを割り当てることを特徴とする。
【００３１】
本発明の１つの形態は、上記スケーラブル識別子符号化手段は、デプスＩＤ、ビューオーダーＩＤ、依存ＩＤ、ＡｕｘＩＤ以外のスケーラブルＩＤを符号化し、上記補助ピクチャ情報符号化手段は、補助ピクチャとプライマリピクチャの間でＡｕｘＩＤ以外のスケーラブルＩＤが等しいことを条件としてプライマリピクチャを割り当てることを特徴とする。
【００３２】
本発明の１つの形態は、レイヤ間位置対応情報を復号するレイヤ間位置対応情報符号化部と、各レイヤのスケーラブルＩＤとＡｕｘＩＤを符号化するスケーラブル識別子符号化手段と、ＡｕｘＩＤが０以外である補助ピクチャに対して、ＡｕｘＩＤが０であるプライマリピクチャを割り当てる補助ピクチャ情報符号化手段を備える画像符号化装置において、上記レイヤ間位置対応情報符号化部は、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャとする場合に補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化しない、もしくは、補助ピクチャを対象レイヤピクチャとする場合にプライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化しない、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る画像復号装置（画像符号化装置）によれば、１つの補助ピクチャに対して１つもしくはそれ以上のプライマリピクチャを割り当てることにより、複数のプライマリピクチャで１つの補助ピクチャを共有することができる。そのため、個々のプライマリピクチャで個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【００３４】
また、本発明に係る画像復号装置（画像符号化装置）によれば、補助ピクチャに対応するプライマリピクチャを割り当てる場合に、あるスケーラブルＩＤの一致を判定するか否かを制御するため、スケーラブルＩＤが異なるプライマリピクチャ間で１つの補助ピクチャを共有することができるため、個々のプライマリピクチャで個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【００３５】
また、本発明に係る画像復号装置（画像符号化装置）によれば、デプスＩＤ、ビューオーダーＩＤ、依存ＩＤ以外のスケーラブルＩＤを定義することによって、これらのスケーラブルＩＤが等しい場合にも補助ピクチャとスケーラブルＩＤの関係を明示的に定義できる。これにより、１つの補助ピクチャに対して１つもしくはそれ以上のプライマリピクチャを割り当てる場合にも、どのレイヤにおいて、プライマリピクチャで補助ピクチャの共有を行い、どのレイヤにおいて共有しないのかを自由に設定することができる効果を奏する。
【００３６】
また、本発明に係る画像復号装置（画像符号化装置）によれば、補助ピクチャとプライマリピクチャ間のレイヤ間位置対応情報については、補助ピクチャを対象レイヤピクチャとする場合、もしくは、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャとする場合に限り復号（符号化）を行うため、補助ピクチャに関するレイヤ間画素対応情報を復号した時点（もしくはプライマリピクチャのレイヤ間画素対応情報を復号した時）で、補助ピクチャとプライマリピクチャ間のレイヤ間画素対応情報が確定するという効果を奏する。また、補助ピクチャとプライマリピクチャ間の画素の対応関係について、補助ピクチャ側で復号するか、プライマリピクチャ側で復号するかの２種類を用意することがないため実装の複雑度が容易になるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態に係る補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る階層符号化データのレイヤ構造を説明するための図であって、（ａ）は、階層動画像符号化装置側について示しており、（ｂ）は、階層動画像復号装置側について示している。
【図３】本発明の実施形態に係る階層符号化データの構成を説明するための図であって、（ａ）は、シーケンスＳＥＱを規定するシーケンスレイヤを示しており、（ｂ）は、ピクチャＰＩＣＴを規定するピクチャレイヤを示しており、（ｃ）は、スライスＳを規定するスライスレイヤを示しており、（ｄ）は、符号化ツリーユニットＣＴＵを規定するＣＴＵレイヤを示しており、（ｅ）は、符号化ツリーユニットＣＴＵに含まれる符号化単位（Coding Unit；ＣＵ）を規定するＣＵレイヤを示している。
【図４】上記階層動画像復号装置の概略的構成を示す機能ブロック図である。
【図５】上記階層動画像復号装置に含まれるスライス復号部の構成を例示する機能ブロック図である。
【図６】パラメータセット復号部１２の構成を示すブロック図である。
【図７】ＶＰＳ拡張の符号化データの構成を示すシンタックス表の一例である。
【図８】（ａ）は、スケーラブルＩＤScalabilityIdの導出方法を示す擬似コードである。（ｂ）は、次元ＩＤの変数j（スケーラブルマスクインデックスx）の値と、スケーラブルＩＤの種類を示す図である。
【図９】比較例の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を示す図である。
【図１１】本発明の一実施形態の階層画像復号装置が復号する符号化データの構成を示す。
【図１２】本発明の一実施形態の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を示す図である。
【図１３】本発明の一実施形態の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態のスケーラブルＩＤの構成を示す図である。
【図１５】SPS復号時に参照されるシンタックス表の一部であって、レイヤ間画素対応情報に係る部分である。
【図１６】VPS復号時に参照されるシンタックス表の一部であって、レイヤ間画素対応情報に係る部分である。
【図１７】対象レイヤのピクチャ、参照レイヤのピクチャ、および、レイヤ間画素対応オフセットの関係を例示する図であり、（ａ）は、参照レイヤのピクチャ全体が対象レイヤのピクチャの一部に対応する場合の例を示し、（ｂ）は、参照レイヤのピクチャの一部が対象レイヤのピクチャ全体に対応する場合の例を示す。
【図１８】比較例のレイヤ間画素対応情報の符号化位置を示す図である。
【図１９】本実施形態のレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａが復号、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ａが符号化するレイヤ間画素対応情報の符号化位置を示す図である。
【図２０】本実施形態のレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａが復号、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ａが符号化するレイヤ間画素対応情報を示す図である。
【図２１】本実施形態のレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａが復号、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ａが符号化するレイヤ間画素対応情報（VPS拡張）を示す図である。
【図２２】本実施形態のレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂが復号、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ｂが符号化するレイヤ間画素対応情報の符号化位置を示す図である。
【図２３】本実施形態のレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂが復号、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ｂが符号化するレイヤ間画素対応情報を示す図である。
【図２４】本実施形態のレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂが復号、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ｂが符号化するレイヤ間画素対応情報（VPS拡張）を示す図である。
【図２５】本実施形態に係る、階層動画像復号装置および階層動画像符号化装置において実行される対応参照位置導出処理のフロー図である。
【図２６】本発明の一実施形態に係る階層動画像符号化装置の概略的構成を示す機能ブロック図である。
【図２７】上記階層動画像符号化装置に含まれるスライス符号化部の構成を例示する機能ブロック図である。
【図２８】本実施形態のパラメータセット符号化部２２の構成を示すブロック図である
【図２９】上記階層動画像符号化装置を搭載した送信装置、および、上記階層動画像復号装置を搭載した受信装置の構成を示した図である。（ａ）は、階層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、階層動画像復号装置を搭載した受信装置を示している。
【図３０】上記階層動画像符号化装置を搭載した記録装置、および、上記階層動画像復号装置を搭載した再生装置の構成を示した図である。（ａ）は、階層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、階層動画像復号装置を搭載した再生装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１〜図３０に基づいて、本発明の一実施形態に係る階層動画像復号装置１、階層動画像符号化装置２、および階層符号化データ変換装置３を説明すれば以下のとおりである。
【００３９】
〔概要〕
本実施の形態に係る階層動画像復号装置（画像復号装置）１は、階層動画像符号化装置（画像符号化装置）２によって階層符号化された符号化データを復号する。階層符号化とは、動画像を低品質のものから高品質のものにかけて階層的に符号化する符号化方式のことである。階層符号化は、例えば、SVCやSHVCにおいて標準化されている。なお、ここでいう動画像の品質とは、主観的および客観的な動画像の見栄えに影響する要素のことを広く意味する。動画像の品質には、例えば、“解像度”、“フレームレート”、“画質”、および、“画素の表現精度”が含まれる。よって、以下、動画像の品質が異なるといえば、例示的には、“解像度”等が異なることを指すが、これに限られない。例えば、異なる量子化ステップで量子化された動画像の場合（すなわち、異なる符号化雑音により符号化された動画像の場合）も互いに動画像の品質が異なるといえる。
【００４０】
階層符号化技術は、階層化される情報の種類の観点から、（１）空間スケーラビリティ、（２）時間スケーラビリティ、（３）ＳＮＲ（Signal to Noise Ratio）スケーラビリティ、および（４）ビュースケーラビリティに分類されることもある。空間スケーラビリティとは、解像度や画像のサイズにおいて階層化する技術である。時間スケーラビリティとは、フレームレート（単位時間のフレーム数）において階層化する技術である。ＳＮＲスケーラビリティは、符号化雑音において階層化する技術である。また、ビュースケーラビリティは、各画像に対応付けられた視点位置において階層化する技術である。
【００４１】
また、本実施形態に係る階層符号化データ変換装置３は、階層動画像符号化装置２によって階層符号化された符号化データを変換し、所定の注目領域に関する符号化データを（注目領域符号化データ）を生成する。注目領域符号化データは、本実施形態に係る階層動画像復号装置１で復号できる。
【００４２】
本実施形態に係る階層動画像符号化装置２、階層動画像復号装置１、及び階層符号化データ変換装置３の詳細な説明に先立って、まず（１）階層動画像符号化装置２または階層符号化データ変換装置３によって生成され、階層動画像復号装置１によって復号される階層符号化データのレイヤ構造を説明し、次いで（２）各レイヤで採用できるデータ構造の具体例について説明を行う。
【００４３】
〔階層符号化データのレイヤ構造〕
ここで、図２を用いて、階層符号化データの符号化および復号について説明すると次のとおりである。図２は、動画像を、下位階層Ｌ３、中位階層Ｌ２、および上位階層Ｌ１の３階層により階層的に符号化／復号する場合について模式的に表す図である。つまり、図２（ａ）および（ｂ）に示す例では、３階層のうち、上位階層Ｌ１が最上位層となり、下位階層Ｌ３が最下位層となる。
【００４４】
以下において、階層符号化データから復号され得る特定の品質に対応する復号画像は、特定の階層の復号画像（または、特定の階層に対応する復号画像）と称される（例えば、上位階層Ｌ１の復号画像ＰＯＵＴ＃Ａ）。
【００４５】
図２（ａ）は、入力画像ＰＩＮ＃Ａ〜ＰＩＮ＃Ｃをそれぞれ階層的に符号化して符号化データＤＡＴＡ＃Ａ〜ＤＡＴＡ＃Ｃを生成する階層動画像符号化装置２＃Ａ〜２＃Ｃを示している。図２（ｂ）は、階層的に符号化された符号化データＤＡＴＡ＃Ａ〜ＤＡＴＡ＃Ｃをそれぞれ復号して復号画像ＰＯＵＴ＃Ａ〜ＰＯＵＴ＃Ｃを生成する階層動画像復号装置１＃Ａ〜１＃Ｃを示している。
【００４６】
まず、図２（ａ）を用いて、符号化装置側について説明する。符号化装置側の入力となる入力画像ＰＩＮ＃Ａ、ＰＩＮ＃Ｂ、およびＰＩＮ＃Ｃは、原画は同じだが、画像の品質（解像度、フレームレート、および画質等）が異なる。画像の品質は、入力画像ＰＩＮ＃Ａ、ＰＩＮ＃Ｂ、およびＰＩＮ＃Ｃの順に低くなる。
【００４７】
下位階層Ｌ３の階層動画像符号化装置２＃Ｃは、下位階層Ｌ３の入力画像ＰＩＮ＃Ｃを符号化して下位階層Ｌ３の符号化データＤＡＴＡ＃Ｃを生成する。下位階層Ｌ３の復号画像ＰＯＵＴ＃Ｃを復号するのに必要な基本情報が含まれる（図２において“Ｃ”にて示している）。下位階層Ｌ３は、最下層の階層であるため、下位階層Ｌ３の符号化データＤＡＴＡ＃Ｃは、基本符号化データとも称される。
【００４８】
また、中位階層Ｌ２の階層動画像符号化装置２＃Ｂは、中位階層Ｌ２の入力画像ＰＩＮ＃Ｂを、下位階層の符号化データＤＡＴＡ＃Ｃを参照しながら符号化して中位階層Ｌ２の符号化データＤＡＴＡ＃Ｂを生成する。中位階層Ｌ２の符号化データＤＡＴＡ＃Ｂには、符号化データＤＡＴＡ＃Ｃに含まれる基本情報“Ｃ”に加えて、中位階層の復号画像ＰＯＵＴ＃Ｂを復号するのに必要な付加的情報（図２において“Ｂ”にて示している）が含まれる。
【００４９】
また、上位階層Ｌ１の階層動画像符号化装置２＃Ａは、上位階層Ｌ１の入力画像ＰＩＮ＃Ａを、中位階層Ｌ２の符号化データＤＡＴＡ＃Ｂを参照しながら符号化して上位階層Ｌ１の符号化データＤＡＴＡ＃Ａを生成する。上位階層Ｌ１の符号化データＤＡＴＡ＃Ａには、下位階層Ｌ３の復号画像ＰＯＵＴ＃Ｃを復号するのに必要な基本情報“Ｃ”および中位階層Ｌ２の復号画像ＰＯＵＴ＃Ｂを復号するのに必要な付加的情報“Ｂ”に加えて、上位階層の復号画像ＰＯＵＴ＃Ａを復号するのに必要な付加的情報（図２において“Ａ”にて示している）が含まれる。
【００５０】
このように上位階層Ｌ１の符号化データＤＡＴＡ＃Ａは、異なる複数の品質の復号画像に関する情報を含む。
【００５１】
次に、図２（ｂ）を参照しながら復号装置側について説明する。復号装置側では、上位階層Ｌ１、中位階層Ｌ２、および下位階層Ｌ３それぞれの階層に応じた復号装置１＃Ａ、１＃Ｂ、および１＃Ｃが、符号化データＤＡＴＡ＃Ａ、ＤＡＴＡ＃Ｂ、およびＤＡＴＡ＃Ｃを復号して復号画像ＰＯＵＴ＃Ａ、ＰＯＵＴ＃Ｂ、およびＰＯＵＴ＃Ｃを出力する。
【００５２】
なお、上位の階層符号化データの一部の情報を抽出して、より下位の特定の復号装置において、当該抽出した情報を復号することで特定の品質の動画像を再生することもできる。
【００５３】
例えば、中位階層Ｌ２の階層動画像復号装置１＃Ｂは、上位階層Ｌ１の階層符号化データＤＡＴＡ＃Ａから、復号画像ＰＯＵＴ＃Ｂを復号するのに必要な情報（すなわち、階層符号化データＤＡＴＡ＃Ａに含まれる“Ｂ”および“Ｃ”）を抽出して、復号画像ＰＯＵＴ＃Ｂを復号してもよい。言い換えれば、復号装置側では、上位階層Ｌ１の階層符号化データＤＡＴＡ＃Ａに含まれる情報に基づいて、復号画像ＰＯＵＴ＃Ａ、ＰＯＵＴ＃Ｂ、およびＰＯＵＴ＃Ｃを復号できる。
【００５４】
なお、以上の３階層の階層符号化データに限られず、階層符号化データは、２階層で階層符号化されていてもよいし、３階層よりも多い階層数にて階層符号化されていてもよい。
【００５５】
また、特定の階層の復号画像に関する符号化データの一部または全部を他の階層とは独立して符号化し、特定の階層の復号の際に、他の階層の情報を参照しなくても済むように階層符号化データを構成してもよい。例えば、図２（ａ）および（ｂ）を用いて上述した例では、復号画像ＰＯＵＴ＃Ｂの復号に“Ｃ”および“Ｂ”を参照すると説明したが、これに限られない。復号画像ＰＯＵＴ＃Ｂが“Ｂ”だけを用いて復号できるように階層符号化データを構成することも可能である。例えば、復号画像ＰＯＵＴ＃Ｂの復号に、“Ｂ”だけから構成される階層符号化データと、復号画像ＰＯＵＴ＃Ｃを入力とする階層動画像復号装置も構成できる。
【００５６】
なお、ＳＮＲスケーラビリティを実現する場合、入力画像ＰＩＮ＃Ａ、ＰＩＮ＃Ｂ、およびＰＩＮ＃Ｃとして同一の原画を用いた上で、復号画像ＰＯＵＴ＃Ａ、ＰＯＵＴ＃Ｂ、およびＰＯＵＴ＃Ｃが異なる画質となるよう階層符号化データを生成することもできる。その場合、下位階層の階層動画像符号化装置が、上位階層の階層動画像符号化装置に較べて、より大きい量子化幅を用いて予測残差を量子化することで階層符号化データを生成する。
【００５７】
本書では、説明の便宜上、次のとおり用語を定義する。以下の用語は、特に断りがなければ、下記の技術的事項のことを表わすのに用いる。
【００５８】
上位レイヤ  ：  ある階層よりも上位に位置する階層のことを、上位レイヤと称する。例えば、図２において、下位階層Ｌ３の上位レイヤは、中位階層Ｌ２および上位階層Ｌ１である。また、上位レイヤの復号画像とは、より品質の高い（例えば、解像度が高い、フレームレートが高い、画質が高い等）復号画像のことをいう。
【００５９】
下位レイヤ  ：  ある階層よりも下位に位置する階層のことを、下位レイヤと称する。例えば、図２において、上位階層Ｌ１の下位レイヤは、中位階層Ｌ２および下位階層Ｌ３である。また、下位レイヤの復号画像とは、より品質の低い復号画像のことをいう。
【００６０】
対象レイヤ  ：  復号または符号化の対象となっている階層のことをいう。なお、対象レイヤに対応する復号画像を対象レイヤピクチャと呼ぶ。また、対象レイヤピクチャを構成する画素を対象レイヤ画素と呼ぶ。
【００６１】
参照レイヤ（reference layer）  ：  対象レイヤに対応する復号画像を復号するのに参照される特定の下位レイヤのことを参照レイヤと称する。なお、参照レイヤに対応する復号画像を参照レイヤピクチャと呼ぶ。また、参照レイヤを構成する画素を参照レイヤ画素と呼ぶ。
【００６２】
図２（ａ）および（ｂ）に示した例では、上位階層Ｌ１の参照レイヤは、中位階層Ｌ２および下位階層Ｌ３である。しかしながら、これに限られず、特定の上記レイヤの復号において、下位レイヤのすべてを参照しなくてもよいように階層符号化データを構成することもできる。例えば、上位階層Ｌ１の参照レイヤが、中位階層Ｌ２および下位階層Ｌ３のいずれか一方となるように階層符号化データを構成することも可能である。
【００６３】
基本レイヤ（base layer；ベースレイヤ）  ：  最下層に位置する階層のことを基本レイヤと称する。基本レイヤの復号画像は、符号化データから復号され得るもっとも低い品質の復号画像であり、基本復号画像と呼称される。別の言い方をすれば、基本復号画像は、最下層の階層に対応する復号画像のことである。基本復号画像の復号に必要な階層符号化データの部分符号化データは基本符号化データと呼称される。例えば、上位階層Ｌ１の階層符号化データＤＡＴＡ＃Ａに含まれる基本情報“Ｃ”が基本符号化データである。
【００６４】
拡張レイヤ  ：  基本レイヤの上位レイヤは、拡張レイヤと称される。
【００６５】
レイヤ識別子（レイヤID）  ：  レイヤ識別子は、階層を識別するためのものであり、階層と１対１に対応する。階層符号化データには特定の階層の復号画像の復号に必要な部分符号化データを選択するために用いられる階層識別子が含まれる。レイヤIDは、NALユニットにおいてシンタックス要素nuh_layer_idとして符号化される。
【００６６】
レイヤ間予測  ：  レイヤ間予測とは、対象レイヤと異なる階層（参照レイヤ）のレイヤに含まれるシンタックス値、シンタックス値より導出される値、および復号画像に基づいて、対象レイヤのシンタックス値や対象レイヤの復号に用いられる符号化パラメータ等を予測することである。動き予測に関する情報を参照レイヤの情報から予測するレイヤ間予測のことを動き情報予測と称することもある。また、下位レイヤの復号画像から予測するレイヤ間予測のことをレイヤ間画像予測（あるいはレイヤ間テクスチャ予測）と称することもある。なお、レイヤ間予測に用いられる階層は、例示的には、対象レイヤの下位レイヤである。また、参照レイヤを用いず対象レイヤ内で予測を行うことをレイヤ内予測と称することもある。
【００６７】
なお、以上の用語は、飽くまで説明の便宜上のものであり、上記の技術的事項を別の用語にて表現してもかまわない。
【００６８】
〔階層符号化データのデータ構造について〕
以下、各階層の符号化データを生成する符号化方式として、HEVCおよびその拡張方式を用いる場合について例示する。しかしながら、これに限られず、各階層の符号化データを、MPEG-2や、H.264/AVCなどの符号化方式により生成してもよい。
【００６９】
また、下位レイヤと上位レイヤとが異なる符号化方式によって符号化されていてもよい。また、各階層の符号化データは、互いに異なる伝送路を介して階層動画像復号装置１に供給されてもよいし、同一の伝送路を介して階層動画像復号装置１に供給されてもよい。
【００７０】
例えば、超高精細映像（動画像、４Ｋ映像データ）を基本レイヤおよび１つの拡張レイヤによりスケーラブル符号化して伝送する場合、基本レイヤは、４Ｋ映像データをダウンスケーリングし、インタレース化した映像データをMPEG-2またはH.264/AVCにより符号化してテレビ放送網で伝送し、拡張レイヤは、４Ｋ映像（プログレッシブ）をHEVCにより符号化して、インターネットで伝送してもよい。
【００７１】
（基本レイヤ）
図３は、基本レイヤにおいて採用できる符号化データ（図２の例でいえば、階層符号化データＤＡＴＡ＃Ｃ）のデータ構造を例示する図である。階層符号化データＤＡＴＡ＃Ｃ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。
【００７２】
階層符号化データＤＡＴＡ＃Ｃにおけるデータの階層構造を図３に示す。図３の（ａ）〜（ｅ）は、それぞれ、シーケンスＳＥＱを規定するシーケンスレイヤ、ピクチャＰＩＣＴを規定するピクチャレイヤ、スライスＳを規定するスライスレイヤ、符号化ツリーユニット（Coding Tree Unit；ＣＴＵ）を規定するＣＴＵレイヤ、符号化ツリーユニットＣＴＵに含まれる符号化単位（Coding Unit；ＣＵ）を規定するＣＵレイヤを示す図である。
【００７３】
（シーケンスレイヤ）
シーケンスレイヤでは、処理対象のシーケンスＳＥＱ（以下、対象シーケンスとも称する）を復号するために階層動画像復号装置１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３の（ａ）に示すように、ビデオパラメータセットＶＰＳ（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ＰＩＣＴ１〜ＰＩＣＴNP（ＮＰはシーケンスＳＥＱに含まれるピクチャの総数）、及び、付加拡張情報ＳＥＩ（Supplemental Enhancement Information）を含んでいる。
【００７４】
ビデオパラメータセットＶＰＳでは、符号化データに含まれるレイヤ数、レイヤ間の依存関係が規定されている。
【００７５】
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階層動画像復号装置１が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。ＳＰＳは符号化データ内に複数存在してもよい。その場合、対象シーケンス毎に復号に用いられるＳＰＳが複数の候補から選択される。特定シーケンスの復号に使用されるＳＰＳは、アクティブＳＰＳとも呼ばれる。以下では、特に断りがなければ、対象シーケンスに対するアクティブＳＰＳを意味する。
【００７６】
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階層動画像復号装置１が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。なお、ＰＰＳは符号化データ内に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。特定ピクチャの復号に使用されるＰＰＳはアクティブＰＰＳとも呼ばれる。以下では、特に断りがなければ、ＰＰＳは対象ピクチャに対するアクティブＰＰＳを意味する。なお、アクティブＳＰＳおよびアクティブＰＰＳは、レイヤ毎に異なるＳＰＳやＰＰＳに設定してもよい。
【００７７】
（ピクチャレイヤ）
ピクチャレイヤでは、処理対象のピクチャＰＩＣＴ（以下、対象ピクチャとも称する）を復号するために階層動画像復号装置１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３の（ｂ）に示すように、スライスヘッダＳＨ1〜ＳＨNS、及び、スライスＳ1〜ＳNSを含んでいる（ＮＳはピクチャＰＩＣＴに含まれるスライスの総数）。
【００７８】
なお、以下、スライスヘッダＳＨ1〜ＳＨNSやスライスＳ1〜ＳNS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、以下に説明する階層符号化データＤＡＴＡ＃Ｃ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も同様である。
【００７９】
スライスヘッダＳＨkには、対応するスライスＳkの復号方法を決定するために階層動画像復号装置１が参照する符号化パラメータ群が含まれている。例えば、ＳＰＳを指定するＳＰＳ識別子（seq_parameter_set_id）や、ＰＰＳを指定するＰＰＳ識別子（pic_parameter_set_id）が含まれる。また、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ＳＨに含まれる符号化パラメータの一例である。
【００８０】
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、又は、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、又は、イントラ予測を用いるＢスライスなどが挙げられる。
【００８１】
（スライスレイヤ）
スライスレイヤでは、処理対象のスライスＳ（対象スライスとも称する）を復号するために階層動画像復号装置１が参照するデータの集合が規定されている。スライスＳは、図３の（ｃ）に示すように、符号化ツリーユニットＣＴＵ1〜ＣＴＵNC（ＮＣはスライスＳに含まれるＣＴＵの総数）を含んでいる。
【００８２】
（ＣＴＵレイヤ）
ＣＴＵレイヤでは、処理対象の符号化ツリーユニットＣＴＵ（以下、対象ＣＴＵとも称する）を復号するために階層動画像復号装置１が参照するデータの集合が規定されている。なお、符号化ツリーユニットのことを符号化ツリーブロック（CTB: Coding Tree block）、または、最大符号化単位（LCU:Largest Cording Unit）と呼ぶこともある。
【００８３】
符号化ツリーユニットＣＴＵは、ＣＴＵヘッダＣＴＵＨと、符号化単位情報ＣＵ１〜ＣＵＮＬ（ＮＬはＣＴＵに含まれる符号化単位情報の総数）とを含む。ここで、まず、符号化ツリーユニットＣＴＵと、符号化単位情報ＣＵとの関係について説明すると次のとおりである。
【００８４】
符号化ツリーユニットＣＴＵは、イントラ予測またはインター予測、および、変換の各処理ためのブロックサイズを特定するための単位に分割される。
【００８５】
符号化ツリーユニットＣＴＵの上記単位は、再帰的な４分木分割により分割されている。この再帰的な４分木分割により得られる木構造のことを以下、符号化ツリー（coding tree）と称する。
【００８６】
以下、符号化ツリーの末端のノードであるリーフ（leaf）に対応する単位を、符号化ノード（coding node）として参照する。また、符号化ノードは、符号化処理の基本的な単位となるため、以下、符号化ノードのことを、符号化単位（ＣＵ）とも称する。
【００８７】
つまり、符号化単位情報（以下、ＣＵ情報と称する）ＣＵ１〜ＣＵＮＬは、符号化ツリーユニットＣＴＵを再帰的に４分木分割して得られる各符号化ノード（符号化単位）に対応する情報である。
【００８８】
また、符号化ツリーのルート（root）は、符号化ツリーユニットＣＴＵに対応付けられる。換言すれば、符号化ツリーユニットＣＴＵは、複数の符号化ノードを再帰的に含む４分木分割の木構造の最上位ノードに対応付けられる。
【００８９】
なお、各符号化ノードのサイズは、当該符号化ノードの親ノードとなる符号化ノード（すなわち、当該符号化ノードの１階層上位のノード）のサイズの縦横とも半分である。
【００９０】
（ＣＴＵヘッダ）
ＣＴＵヘッダＣＴＵＨには、対象ＣＴＵの復号方法を決定するために階層動画像復号装置１が参照する符号化パラメータが含まれる。具体的には、図３の（ｄ）に示すように、対象ＣＴＵの各ＣＵへの分割パターンを指定するＣＴＵ分割情報ＳＰ＿ＣＴＵ、および、量子化ステップの大きさを指定する量子化パラメータ差分Δｑｐ（qp_delta）が含まれる。
【００９１】
ＣＴＵ分割情報ＳＰ＿ＣＴＵは、ＣＴＵを分割するための符号化ツリーを表す情報であり、具体的には、対象ＣＴＵに含まれる各ＣＵの形状、サイズ、および、対象ＣＴＵ内での位置を指定する情報である。
【００９２】
（ＣＵレイヤ）
ＣＵレイヤでは、処理対象のＣＵ（以下、対象ＣＵとも称する）を復号するために階層動画像復号装置１が参照するデータの集合が規定されている。
【００９３】
ここで、ＣＵ情報ＣＵに含まれるデータの具体的な内容の説明をする前に、ＣＵに含まれるデータの木構造について説明する。符号化ノードは、予測ツリー（prediction tree；ＰＴ）および変換ツリー（transform tree；ＴＴ）のルートのノードとなる。予測ツリーおよび変換ツリーについて説明すると次のとおりである。
【００９４】
予測ツリーにおいては、符号化ノードが１または複数の予測ブロックに分割され、各予測ブロックの位置とサイズとが規定される。換言すれば、予測ブロックは、符号化ノードを構成する１または複数の重複しない領域である。また、予測ツリーは、上述の分割により得られた１または複数の予測ブロックを含む。
【００９５】
予測処理は、この予測ブロックごとに行われる。以下、予測の単位である予測ブロックのことを、予測単位（prediction unit；ＰＵ）とも称する。
【００９６】
予測ツリーにおける分割（以下、ＰＵ分割と略称する）の種類は、大まかにいえば、イントラ予測の場合と、インター予測の場合との２つがある。
【００９７】
イントラ予測の場合、分割方法は、２Ｎ×２Ｎ（符号化ノードと同一サイズ）と、Ｎ×Ｎとがある。また、インター予測の場合、分割方法は、２Ｎ×２Ｎ（符号化ノードと同一サイズ）、２Ｎ×Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、Ｎ×２Ｎ、ｎＬ×２Ｎ、および、ｎＲ×２Ｎなどがある。
【００９８】
また、変換ツリーにおいては、符号化ノードが１または複数の変換ブロックに分割され、各変換ブロックの位置とサイズとが規定される。換言すれば、変換ブロックは、符号化ノードを構成する１または複数の重複しない領域のことである。また、変換ツリーは、上述の分割より得られた１または複数の変換ブロックを含む。
【００９９】
変換ツリーにおける分割には、符号化ノードと同一のサイズの領域を変換ブロックとして割り付けるものと、上述したツリーブロックの分割と同様、再帰的な４分木分割によるものがある。
【０１００】
変換処理は、この変換ブロックごとに行われる。以下、変換の単位である変換ブロックのことを、変換単位（transform unit；ＴＵ）とも称する。
【０１０１】
（ＣＵ情報のデータ構造）
続いて、図３（ｅ）を参照しながらＣＵ情報ＣＵに含まれるデータの具体的な内容を説明する。図３（ｅ）に示すように、ＣＵ情報ＣＵは、具体的には、スキップフラグＳＫＩＰ、予測ツリー情報（以下、ＰＴ情報と略称する）ＰＴＩ、および、変換ツリー情報（以下、ＴＴ情報と略称する）ＴＴＩを含む。
【０１０２】
［ＰＴ情報］
ＰＴ情報ＰＴＩは、ＣＵに含まれる予測ツリー（以下、ＰＴと略称する）に関する情報である。言い換えれば、ＰＴ情報ＰＴＩは、ＰＴに含まれる１または複数のＰＵそれぞれに関する情報の集合であり、階層動画像復号装置１により予測画像を生成する際に参照される。ＰＴ情報ＰＴＩは、図３（ｅ）に示すように、予測タイプ情報ＰＴｙｐｅ、および、予測情報ＰＩｎｆｏを含んでいる。
【０１０３】
予測タイプ情報ＰＴｙｐｅは、対象ＰＵについての予測画像生成方法を指定する情報である。ベースレイヤにおいては、イントラ予測を用いるのか、または、インター予測を用いるのかを指定する情報である。
【０１０４】
予測情報ＰＩｎｆｏは、予測タイプ情報ＰＴｙｐｅで指定される予測方法において用いられる予測情報である。ベースレイヤにおいては、イントラ予測の場合にイントラ予測情報PP_Intraが含まれる。また、インター予測の場合にはインター予測情報PP_Interを含む。
【０１０５】
［ＴＴ情報］
ＴＴ情報ＴＴＩは、ＣＵに含まれる変換ツリー（以下、ＴＴと略称する）に関する情報である。言い換えれば、ＴＴ情報ＴＴＩは、ＴＴに含まれる１または複数の変換ブロックそれぞれに関する情報の集合であり、階層動画像復号装置１により残差データを復号する際に参照される。
【０１０６】
ＴＴ情報ＴＴＩは、図３（ｅ）に示すように、対象ＣＵの各変換ブロックへの分割パターンを指定するＴＴ分割情報ＳＰ＿ＴＴ、および、量子化予測残差ＱＤ1〜ＱＤNT（ＮＴは、対象ＣＵに含まれるブロックの総数）を含んでいる。
【０１０７】
ＴＴ分割情報ＳＰ＿ＴＴは、具体的には、対象ＣＵに含まれる各変換ブロックの形状、および、対象ＣＵ内での位置を決定するための情報である。例えば、ＴＴ分割情報ＳＰ＿ＴＴは、対象ノードの分割を行うのか否かを示す情報（split_transform_unit_flag）と、その分割の深度を示す情報（trafoDepth）とから実現できる。
【０１０８】
各量子化予測残差ＱＤは、階層動画像符号化装置２が以下の処理１〜３を、処理対象の変換ブロックである対象ブロックに施すことによって生成した符号化データである。
【０１０９】
処理１：符号化対象画像から予測画像を減算した予測残差を周波数変換（例えば、ＤＣＴ変換（Discrete Cosine Transform）およびＤＳＴ変換（Discrete Sine Transform）等）する
処理２：処理１にて得られた変換係数を量子化する
処理３：処理２にて量子化された変換係数を可変長符号化する
なお、上述した量子化パラメータｑｐは、階層動画像符号化装置２が変換係数を量子化する際に用いた量子化ステップＱＰの大きさを表す（ＱＰ＝２qp/6）。
【０１１０】
（ＰＵ分割情報）
ＰＵ分割情報によって指定されるＰＵ分割タイプには、対象ＣＵのサイズを２Ｎ×２Ｎ画素とすると、次の合計８種類のパターンがある。すなわち、２Ｎ×２Ｎ画素、２Ｎ×Ｎ画素、Ｎ×２Ｎ画素、およびＮ×Ｎ画素の４つの対称的分割（symmetric splittings）、並びに、２Ｎ×ｎＵ画素、２Ｎ×ｎＤ画素、ｎＬ×２Ｎ画素、およびｎＲ×２Ｎ画素の４つの非対称的分割（asymmetric patiotion）である。なお、Ｎ＝２ｍ（ｍは１以上の任意の整数）を意味している。以下、対象ＣＵを分割して得られる予測単位のことを予測ブロック、または、パーティションと称する。
【０１１１】
（拡張レイヤ）
拡張レイヤに含まれる符号化データ（以下、拡張レイヤ符号化データ）についても、例えば、図３に示すデータ構造とほぼ同様のデータ構造を採用できる。ただし、拡張レイヤ符号化データでは、以下のとおり、付加的な情報を追加したり、パラメータを省略できる。
【０１１２】
スライスレイヤでは、空間スケーラビリティ、時間スケーラビリティ、および、ＳＮＲスケーラビリティ、ビュースケーラビリティの階層の識別情報（それぞれ、dependency_id、temporal_id、quality_id、および、view_id）が符号化されていてもよい。
【０１１３】
また、ＣＵ情報ＣＵに含まれる予測タイプ情報ＰＴｙｐｅは、対象ＣＵについての予測画像生成方法がイントラ予測、インター予測のいずれかを指定する情報である。
【０１１４】
拡張レイヤにおいて、対象ＣＵのＣＵタイプが、イントラＣＵ、レイヤ間ＣＵ、インターＣＵ、スキップＣＵのいずれであるかが指定されていてもよい。
【０１１５】
また、上述のとおり拡張レイヤの符号化データを、下位レイヤの符号化方式と異なる符号化方式により生成しても構わない。すなわち、拡張レイヤの符号化・復号処理は、下位レイヤのコーデックの種類に依存しない。
【０１１６】
下位レイヤが、例えば、MPEG-2や、H.264/AVC方式によって符号化されていてもよい。
【０１１７】
拡張レイヤ符号化データでは、VPSが拡張されて、レイヤ間の参照構造を表すパラメータが含まれていてもよい。
【０１１８】
また、拡張レイヤ符号化データでは、SPS、PPS、スライスヘッダが拡張されて、レイヤ間画像予測に用いる参照レイヤの復号画像に係る情報（例えば、レイヤ間参照ピクチャ情報、ＰＯＣ導出情報）が含まれていてもよい。
【０１１９】
なお、以上に説明したパラメータは、単独で符号化されていてもよいし、複数のパラメータが複合的に符号化されていてもよい。複数のパラメータが複合的に符号化される場合は、そのパラメータの値の組み合わせに対してインデックスが割り当てられ、割り当てられた当該インデックスが符号化される。また、パラメータが、別のパラメータや、復号済みの情報から導出可能であれば、当該パラメータの符号化を省略できる。
【０１２０】
〔階層動画像復号装置〕
以下では、本実施形態に係る階層動画像復号装置１の構成について、図１〜図２５を参照して説明する。
【０１２１】
（階層動画像復号装置の構成）
図４を用いて、階層動画像復号装置１の概略的構成を説明すると次のとおりである。図４は、階層動画像復号装置１の概略的構成を示した機能ブロック図である。階層動画像復号装置１は、階層符号化データＤＡＴＡ（階層動画像符号化装置２から提供される階層符号化データＤＡＴＡＦ、または、階層符号化データ変換装置３から提供される階層符号化データＤＡＴＡＲ）を復号して、対象レイヤの復号画像ＰＯＵＴ＃Ｔを生成する。なお、以下では、対象レイヤは基本レイヤを参照レイヤとする拡張レイヤであるとして説明する。そのため、対象レイヤは、参照レイヤに対する上位レイヤでもある。逆に、参照レイヤは、対象レイヤに対する下位レイヤでもある。
【０１２２】
図４に示すように階層動画像復号装置１は、ＮＡＬ逆多重化部１１、パラメータセット復号部１２、スライス復号部１４、復号ピクチャ管理部１６を含む。
【０１２３】
ＮＡＬ逆多重化部１１は、NAL（Network Abstraction Layer）におけるNALユニット単位で伝送される階層符号化データＤＡＴＡを逆多重化する。
【０１２４】
NALは、VCL（Video Coding Layer）と、符号化データを伝送・蓄積する下位システムとの間における通信を抽象化するために設けられる層である。
【０１２５】
VCLは、動画像符号化処理を行う層のことであり、VCLにおいて符号化が行われる。一方、ここでいう、下位システムは、H.264/AVCおよびHEVCのファイルフォーマットや、MPEG-2システムに対応する。
【０１２６】
なお、NALでは、VCLで生成されたビットストリームが、NALユニットという単位で区切られて、宛先となる下位システムへ伝送される。NALユニットには、VCLで符号化された符号化データ、および、当該符号化データが宛先の下位システムに適切に届けられるためのヘッダが含まれる。また、各階層における符号化データは、NALユニット格納されることでNAL多重化されて階層動画像復号装置１に伝送される。
【０１２７】
階層符号化データＤＡＴＡには、VCLにより生成されたNALの他に、パラメータセット（VPS、SPS、PPS）やSEI等を含むNALが含まれる。それらのNALはVCL NALに対して非VCL NALと呼ばれる。
【０１２８】
ＮＡＬ逆多重化部１１は、階層符号化データＤＡＴＡを逆多重化して、対象レイヤ符号化データＤＡＴＡ＃Ｔおよび参照レイヤ符号化データＤＡＴＡ＃Ｒを取り出し、NALのうち、非VCL NALをパラメータセット復号部１２に、VCL NALをスライス復号部１４にそれぞれ供給する。
【０１２９】
パラメータセット復号部１２は、入力される非VCL NALからパラメータセット、すなわち、ＶＰＳ、ＳＰＳ、および、ＰＰＳを復号してスライス復号部１４に供給する。なお、パラメータセット復号部１２における本発明との関連性の高い処理の詳細について後述する。
【０１３０】
スライス復号部１４は、入力されるVCL NAL、パラメータセット、タイル情報、および、参照ピクチャに基づいて復号ピクチャ、または、復号ピクチャの部分領域を生成して復号ピクチャ管理部１６内のバッファに記録する。スライス復号部の詳細な説明は後述する。
【０１３１】
復号ピクチャ管理部１６は、入力される復号ピクチャを内部の復号ピクチャバッファ（DPB: Decoded Picture Buffer）に記録するとともに、参照ピクチャリスト生成や出力ピクチャ決定を行う。また、復号ピクチャ管理部１６は、DPBに記録されている復号ピクチャを、所定のタイミングで出力ピクチャＰＯＵＴ＃Ｔとして外部に出力する。
【０１３２】
（パラメータセット復号部１２）
パラメータセット復号部１２は、入力される対象レイヤの符号化データから、対象レイヤの復号に用いられるパラメータセット（VPS、SPS、PPS）を復号して出力する。一般に、パラメータセットの復号は既定のシンタックス表に基づいて実行される。すなわち、シンタックス表の定める手順に従って符号化データからビット列を読み出して、シンタックス表に含まれるシンタックス要素（以下、単にシンタックス）のシンタックス値を復号する。また、必要に応じて、復号したシンタックス値に基づいて導出した変数を導出して、出力するパラメータセットに含めてもよい。したがって、パラメータセット復号部１２から出力されるパラメータセットは、符号化データに含まれるパラメータセット（VPS、SPS、PPS）に係るシンタックスのシンタックス値、および、該シンタックス値より導出される変数の集合と表現することもできる。
【０１３３】
以下では、パラメータセット復号部１２において復号に使用されるシンタックス表のうち、本発明との関連性が高い、スケーラブル識別子、ピクチャ情報、および、レイヤ間位置対応情報に係るシンタックス表の一部について詳しく説明する。
【０１３４】
パラメータセット復号部１２は、符号化データからVPSのシンタックス要素vps_max_layers_minus1を復号し、最大レイヤ数−１を示すMaxLayersMinus1をMaxLayersMinus1＝vps_max_layers_minus1として復号する。また、パラメータセット復号部１２は、０から最大レイヤ数−１MaxLayersMinus1までの変数i（インデックスi）に対して、変数iの示すレイヤ（レイヤＩＤはiNuhLId=layer_id_in_nuh[i]）が、０から変数i-1までの変数j（インデックスj）が示すレイヤ（レイヤＩＤはlayer_id_in_nuh[j]）を直接的に参照するかを示す直接依存フラグのシンタックス要素direct_dependency_flag[i][j]を復号する。さらに、パラメータセット復号部１２は、復号した直接依存フラグdirect_dependency_flag[i][j]からレイヤiが参照する直接参照レイヤ数NumDirectRefLayers[layer_id_in_nuh[i]]を以下の擬似コードにより導出する。
【０１３５】
for( i = 0; i  <=  MaxLayersMinus1; i++ ) {
iNuhLId = layer_id_in_nuh[ i ]
NumDirectRefLayers[ iNuhLId ] = 0
for( j = 0; j < i; j++ )
if( direct_dependency_flag[ i ][ j ] )
RefLayerId[ iNuhLId ][ NumDirectRefLayers[ iNuhLId ]++ ] = layer_id_in_nuh[ j ]
}
すなわち、変数iで示される各対象レイヤに対して変数j=0..i-1までの直接依存フラグdirect_dependency_flag[i][j]の和から、直接参照レイヤ数NumDirectRefLayers[layer_id_in_nuh[i]]を導出する。
【０１３６】
ここでlayer_id_in_nuh[i]は、変数iからレイヤIDを導出するためのテーブルであり、パラメータセット復号部１２によりVPS拡張から復号される。なお、VPS拡張にlayer_id_in_nuh [i]が含まれない場合には、パラメータセット復号部１２はlayer_id_in_nuh [i]=iとして導出する。（以下同様）。また、RefLayerId[iNuhLId][]は、レイヤＩＤがiNuhLIdのレイヤのレイヤ間参照レイヤリスト（レイヤＩＤの配列）である。
【０１３７】
図６は、パラメータセット復号部１２の構成を示すブロック図である。パラメータセット復号部１２は、スケーラブル識別子復号部１２１、補助ピクチャ情報復号部１２２、レイヤ間位置対応情報復号部１２３、ピクチャ情報復号部１２４から構成される。
【０１３８】
（ピクチャ情報）
ピクチャ情報復号部１２４は、入力される対象レイヤ符号化データからピクチャ情報を復号する。ピクチャ情報は、概略的には、対象レイヤの復号ピクチャのサイズを定める情報である。例えば、ピクチャ情報は、対象レイヤの復号ピクチャの幅や高さを表わす情報を含んでいる。
【０１３９】
ピクチャ情報は、例えば、SPSに含まれている。SPSから復号されるピクチャ情報には、復号ピクチャの幅（pic_width_in_luma_samples）と復号ピクチャの高さ（pic_height_in_luma_samples）が含まれている。シンタックスpic_width_in_luma_samplesの値は、輝度画素単位での復号ピクチャの幅に対応する。また、シンタックスpic_height_in_luma_samplesの値は、輝度画素単位での復号ピクチャの高さに対応する。また、ピクチャ情報をVPSに含まれる、複数のピクチャ情報のセットである、レプリメンテーションフォーマットrep_formatに基づいて復号しても良い。rep_formatは、ピクチャ幅pic_width_vps_in_luma_samples、ピクチャ高さpic_height_vps_in_luma_samplesなどを含む。
【０１４０】
（スケーラブル識別子）
スケーラブル識別子復号部１２１は、入力される対象レイヤ符号化データから、レイヤ単位に割り当てられるスケーラブル識別子（ScalabilityId）を復号する。スケーラブル識別子ScalabilityIdは、レイヤ間でレイヤの性質を区別するための識別子であり、１つのレイヤに対して複数の次元のスケーラブルＩＤを有することができる。変数iで識別されるレイヤiのj次元目のスケーラブルＩＤは、符号化データのシンタックス要素dimension_id[i][j]から導出される。次元は最大16個であり次元の識別子である変数jは0から15までをとる。
【０１４１】
図７は、ＶＰＳ拡張の符号化データの構成を示すシンタックス表の一例である。スケーラブル識別子復号部１２１は、符号化データから分離フラグsplitting_flag、スケーラブルマスクフラグscalability_mask_flag、次元ＩＤ長dimension_id_len_minus1、dimension_id、次元ＩＤdimension_idを復号する。分離フラグsplitting_flagは、dimension_idの符号化位置（符号化・復号方法）を示す。splitting_flagが１の場合には、ＶＰＳ拡張において明示的に符号化させず、NALユニットヘッダから導出される。splitting_flagが０の場合には、dimension_idはＶＰＳ拡張で符号化される。scalability_mask_flag[j]は、変数jで示される次元ＩＤが用いられるか否かを示す。スケーラブル識別子復号部１２１は、scalability_mask_flag[j]が１である次元の数NumScalabilityTypesを導出する。scalability_mask_flag[j]が０の場合には対応する変数jのdimension_id[i][j]は復号されないdimension_id_len_minus1は、変数jのdimension_id[i][j]のビット長―１を示す。スケーラブル識別子復号部１２１は、splitting_flagが０の場合には、レイヤの変数i、次元の変数jの次元ＩＤdimension_id[i][j]を復号する。
【０１４２】
図８（ａ）は、スケーラブルＩＤScalabilityIdの導出方法を示す擬似コードである。スケーラブル識別子復号部１２１は、レイヤインデックス0から最大レイヤ数―１MaxLayersMinus1までの変数iについて、次元ＩＤdimension_id[i][j]からスケーラブルＩＤScalabilityIdを導出する。具体的には、以下の擬似コードのように、次元を示す変数smIdxのスケーラブルマスクscalability_mask_flagが０以外の場合に、j番目のdimension_id[i][j]を、ScalabilityId[i][smIdx]に設定する。jは、ScalabilityId[i][smIdx]に設定する度に１だけインクリメントされる。
【０１４３】
j = 0
for( smIdx= 0, j = 0; smIdx < 16; smIdx++ )
if( scalability_mask_flag[ smIdx ] )
ScalabilityId[ i ][ smIdx ] = dimension_id[ i ][ j++ ]
なお、符号化データにスケーラブルＩＤScalabilityId[i][smIdx]に対応するdimension_idが含まれない場合には、ScalabilityId[i][smIdx]を０とすれば良い。すなわち、スケーラブル識別子復号部１２１は、インデックスsmIdxのスケーラブルマスクscalability_mask_flag[smIdx]が０の場合には、ScalabilityId[ i ][ smIdx ]=0とする。
【０１４４】
図８（ｂ）は、次元ＩＤの変数j（スケーラブルマスクインデックスx）の値と、スケーラブルＩＤの種類を示す図である。０の次元のスケーラブルＩＤScalabilityI[i][0]は、デプスであるかを示す識別子（フラグ）を示しDepthId[i]（DepthFlag[i]）にマッピングされる。同様に、１、２の次元のスケーラブルＩＤScalabilityI[i][1]、ScalabilityI[i][2]は、各々、ビューオーダーＩＤおよび依存ＩＤを示し、ViewOrderId[i]、DependencyId[i]にマッピングされる。同様に、３の次元のスケーラブルＩＤScalabilityI[i][3]は、補助ピクチャであるか否かを示し、AudIx[i]にマッピングされる。
【０１４５】
スケーラブル識別子復号部１２１は、以下の擬似コードのように、各レイヤインデックスiについて、ScalabilityId[ i ][ 0 ]、ScalabilityId[ i ][ 1 ]、ScalabilityId[ i ][ 1 ]を各々、DepthId[ lId ]、ViewOrderIdx[ lId ]、DependencyId[ lId ]、補助ピクチャＩＤAuxId[ lId ]として導出する。
【０１４６】
for( i = 0; i  <=  MaxLayersMinus1; i++ ) {
lId = layer_id_in_nuh[ i ]
for( smIdx= 0, j = 0; smIdx < 16; smIdx++ )
DepthId[ lId ] = ScalabilityId[ i ][ 0 ]
ViewOrderIdx[ lId ] = ScalabilityId[ i ][ 1 ]
DependencyId[ lId ] = ScalabilityId[ i ][ 2 ]
AuxId[ lId ] = ScalabilityId[ i ][ 3 ]
}
なお、次元ＩＤとスケーラブルＩＤの種類の関係は、上述の図８（ｂ）に限定されず、別の対応関係でも良い。例えば、ScalabilityId[ i ][ 0 ]、ScalabilityId[ i ][ 1 ]、ScalabilityId[ i ][ 1 ]を各々、ViewOrderIdx[ lId ]、DependencyId[ lId ]、AuxId[ lId ]、DepthId[ lId ]にマッピングしても良い。この場合には、ScalabilityI[i][3]ではなく、ScalabilityI[i][2]からAuxIdが導出される。
【０１４７】
デプスＩＤDepthId[lld]は、テクスチャかデプスを示し、０がテクスチャ、１がデプスに対応する。
【０１４８】
ビューオーダーＩＤViewOrderIdx[lld]は、視点の順序を示す。視点の順序は、カメラの位置に対応している必要はない。また、ビューオーダーＩＤとは別にビューＩＤを定めることもできる。
【０１４９】
依存ＩＤDependencyId[0]は、SNRスケーラビリティや空間スケーラビリティの階層を示すＩＤであり、例えばベースレイヤ、ベースレイヤを参照するエンハンスレイヤ１、エンハンスメントレイヤ１を参照するエンハンスメント２から、レイヤが構成される場合には、各々０、１、２の値をとる。
【０１５０】
補助ピクチャＩＤAuxId[lld ]は、プライマリピクチャと補助ピクチャの識別、及び、補助ピクチャの種類の識別に用いられる。０がプライマリピクチャ、０以外が補助ピクチャに対応する。また、１、２は各々、アルファピクチャ、デプスピクチャであることを示す。なお、補助ピクチャＩＤとしてさらに２以上の値を用いることもできる。
【０１５１】
（補助ピクチャ情報）
補助ピクチャ情報復号部１２２は、スケーラブルＩＤScalabilityId[][]に基づいて、補助ピクチャ（補助レイヤピクチャ）に対応するプライマリピクチャ（プライマリレイヤピクチャ）を特定する。プライマリピクチャは、AuxId[]（ここではScalabilityId[i][3]）が０であるレイヤであり、プライマリピクチャは、AuxId[]が１であるレイヤのピクチャである。逆に、補助ピクチャは、AuxId[]（ここではScalabilityId[i][3]）が０以外であるレイヤであり、補助ピクチャは、AuxId[]が１であるレイヤのピクチャである。
【０１５２】
（比較例のプライマリピクチャ）
図９は、比較例の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を示す図である。比較例では、１つの補助ピクチャは１つのプライマリピクチャと対応関係を有する。従って、図９（ａ）に示すように、複数（図では３つの）プライマリピクチャが１つの補助ピクチャを共有することができない。比較例の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係は以下の処理により導出される。
【０１５３】
レイヤＩＤnuhLayerIdA（レイヤインデックスLayerIdxInVps[ nuhLayerIdA ]）で示される補助ピクチャは、レイヤＩＤnuhLayerIdB（レイヤインデックスLayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ]）で示される以下の条件を満たすピクチャ１つと対応関係を有する。
【０１５４】
AuxId[ nuhLayerIdB ]が１であり、AuxId以外のスケーラブルＩＤが全て一致する。
【０１５５】
すなわち、AuxIdを示すj=3以外の全ての0から15までのjについて、nuhLayerIdAで識別される補助ピクチャのスケーラブルＩＤ（ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA ] ][ j ]）が、nuhLayerIdAで識別される別のピクチャのScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ] ][ j ]と一致する場合、nuhLayerIdBで識別されるピクチャがuhLayerIdAで識別される補助ピクチャのプライマリピクチャとなる。
【０１５６】
同様に、この処理から、図９（ｂ）に示すように、比較例では、スケーラブルＩＤが異なるプライマリピクチャと補助ピクチャは対応関係を有することができない。すなわちDependencyId=0の補助ピクチャは、DependencyId=0(=ScalabilityId[  ][ 2 ])のプライマリピクチャと対応関係を有することができ、DependencyId=1の補助ピクチャと対応関係を持つことができない。ここで、依存ＩＤDependencyIdはスケーラブルＩＤScalabilityId[  ][ 2 ])に等しい。
【０１５７】
（本実施形態のプライマリピクチャ）
図１は、本実施形態の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を示す図である。本実施形態では、１つの補助ピクチャは１つもしくはそれ以上（one or more）のプライマリピクチャと対応関係を有することができる。従って、図１（ａ）に示すように、複数（図では３つの）プライマリピクチャが１つの補助ピクチャを共有することができる。図１（ｂ）は、図１（ａ）の符号化データの仕様を示す例である。レイヤＩＤが０から３までの４つのレイヤが有り、ScalabilityId[0]、ScalabilityId[1]は符号化されておらず、ScalabilityId[2]が示すDependencyIdはレイヤ０〜３全てで０、ScalabilityId[3]が示すAuxIdはレイヤ０〜２は０、レイヤ３は１である。
【０１５８】
本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２は、レイヤＩＤnuh_layer_idがnuhLayerIdAである補助ピクチャに対して、以下の条件１、条件２を満たすレイヤＩＤnuh_layer_idがnuhLayerIdBであるピクチャを１もしくはそれ以上のプライマリピクチャとして対応させる（割り当てる）。
【０１５９】
条件１：レイヤＩＤnuhLayerIdBで識別されるピクチャのAuxId[nuhLayerIdB]が０である（プライマリピクチャ条件）
条件２：レイヤＩＤnuhLayerIdBで識別されるピクチャのスケーラブルScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ] ][ j ]が、レイヤＩＤnuhLayerIdAで識別される補助ピクチャのスケーラブルScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA] ][ j ]と、jが0から2、4から15の間で等しい（スケーラブルＩＤ一致条件）
ここで、スケーラブルＩＤ一致条件においてj=3を除外しているのは、ScalabilityId[lld][3]がAuxId[lld]にマッピングされているためである。補助ピクチャとプライマリピクチャのAuxIdは定義上異なるため除外することが適当である。なお、AuxIdが3以外に割り当てられている場合もあるためスケーラブル条件は一般には以下の条件となる。
【０１６０】
条件２´：レイヤＩＤnuhLayerIdBで識別されるピクチャのスケーラブルScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ] ][ j ]が、レイヤＩＤnuhLayerIdAで識別される補助ピクチャのスケーラブルScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA] ][ j ]と、AuxIdに対応するjを除いて等しい（スケーラブルＩＤ一致条件）
なお、対応するプライマリピクチャの存在を前提としない場合、本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２は以下の処理をすることもできる。
【０１６１】
本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２は、レイヤＩＤnuh_layer_idがnuhLayerIdAである補助ピクチャに対して、条件１、条件２を満たすレイヤＩＤnuh_layer_idがnuhLayerIdBであるピクチャがもしあれば１もしくはそれ以上のプライマリピクチャを対応させる。
【０１６２】
また、以下の同様の処理を意味する。
【０１６３】
本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２は、レイヤＩＤnuh_layer_idがnuhLayerIdAである補助ピクチャに対して、条件１、条件２を満たすレイヤＩＤnuh_layer_idがnuhLayerIdBであるピクチャから０以上のプライマリピクチャを特定する。
【０１６４】
なお、本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２は、１つの補助ピクチャに対してプライマリピクチャを２つ以上特定しても良い。なお、逆にプライマリピクチャ側から補助ピクチャを対応させる処理を行っても良い。
【０１６５】
本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２は、レイヤＩＤnuh_layer_idがnuhLayerIdAであるプライマリピクチャに対して、以下の条件３、条件４を満たすレイヤＩＤnuh_layer_idがnuhLayerIdBであるピクチャがあれば、そのピクチャを０以上の補助ピクチャを対応させる。
【０１６６】
条件３：レイヤＩＤnuhLayerIdBで識別されるピクチャのAuxId[nuhLayerIdB]が０である（補助ピクチャ条件）
条件４：レイヤＩＤnuhLayerIdAで識別されるピクチャのスケーラブルScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA ] ][ j ]が、レイヤＩＤnuhLayerIdBで識別される補助ピクチャのスケーラブルScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB] ][ j ]と、jが0から2、4から15の間で等しい（スケーラブルＩＤ一致条件）
なお、条件３、条件４は、実質的には条件１、条件２に等しい。
【０１６７】
以上の構成の補助ピクチャ情報復号部１２２（パラメータセット復号部）を備える階層画像復号装置によれば、複数のプライマリピクチャで１つの補助ピクチャを共有することができるため、プライマリピクチャ毎に異なった補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【０１６８】
（本実施形態の別の形態）
本実施形態の別の形態では、パラメータセット復号部１２において、補助ピクチャ情報復号部１２２の代わりに補助ピクチャ情報復号部１２２Ａを有する。それ以外の構成要素は、パラメータセット復号部１２と同じであるので説明を省略する。なお、補助ピクチャ情報復号部１２２Ａの基本的な動作は補助ピクチャ情報復号部１２２と同一であるため、以下では、補助ピクチャ情報復号部１２２と異なる部分のみ説明する。
【０１６９】
図１０は、本実施形態の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を示す図である。本実施形態の階層画像復号装置においても、１つの補助ピクチャは１つもしくはそれ以上（one or more）のプライマリピクチャと対応関係を有することができる。さらに、本実施形態では、図９（ｂ）の比較例とは異なり、スケーラブルＩＤが異なるプライマリピクチャと補助ピクチャは対応関係を有することができる。本実施形態では、特定のスケーラブルＩＤに補助ピクチャ識別制御フラグAuxMaskFlag（適用フラグ）を設定し、その補助ピクチャ識別制御フラグが一致判定（上述のスケーラブル一致条件）に適用しないことを示すスケーラブルＩＤについては、補助ピクチャとプライマリピクチャとの対応関係の導出に用いないことで実現する。なお、補助ピクチャ識別制御フラグとして、適用フラグではなく、不適用フラグAuxIgnoreFlag（無視フラグ）を用いても良い。この場合には、不適用フラグAuxIgnoreFlagが０であるスケーラブルＩＤについては、補助ピクチャとプライマリピクチャとの対応関係の導出に用いない（スケーラブルＩＤ一致条件から除外する）ことで実現する。
【０１７０】
図１０（ａ）に示すように、本実施形態ではDependencyIdのスケーラブルＩＤ（ScalabilityId[][2]）について補助ピクチャ識別制御フラグAuxMaskFlagを０とすることによって（AuxMaskFlag[2]=0）、DependencyId=0のプライマリピクチャとDependencyId=1のプライマリピクチャが、１つの補助ピクチャを共有することができる。たとえば、SNRスケーラビリティを構成する２つのレイヤのピクチャで、透明度を表す１つのアルファピクチャを共有することができる。例えば、DependencyId=0のプライマリピクチャが1920x1080の解像度の8bitのピクチャ（プライマリピクチャ０）であり、DependencyId=1のプライマリピクチャが1920x1080の解像度の10bitのピクチャ（プライマリピクチャ１）である場合に、アルファピクチャを付ける場合、２つのピクチャは同じ映像を表現するものであるから、アルファピクチャは特別な理由が無い限り１つだけ符号化することが適当である。本実施形態ではこのような対応関係を実現することができる。
【０１７１】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の符号化データの仕様を示す例である。レイヤＩＤが０から２までの３つのレイヤが有り、ScalabilityId[0]、ScalabilityId[1]は符号化されておらず、ScalabilityId[2]が示すDependencyIdはレイヤ０、１、２において各々０、１，０、ScalabilityId[3]が示すAuxIdはレイヤ０〜１は０、レイヤ２は１である。
【０１７２】
本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２Ａは、補助ピクチャに対して、AuxIdが０であるプライマリピクチャの中で、AuxIdを示すj=3と補助ピクチャ識別制御フラグAuxMaskFlagが０である変数以外の全ての0から15までのjについて、スケーラブルＩＤ（ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA ] ][ j ]）が、ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ] ][ j ]と一致する、１もしくはそれ以上のピクチャを対応する(associateの)プライマリピクチャとする、という定義から、プライマリピクチャを１つ以上、特定する。
【０１７３】
図１１は、本発明の一実施形態の階層画像復号装置が復号する符号化データの構成を示す。図１１（ａ）、（ｂ）は各々符号化データの例である。符号化データでは、スケーラブルＩＤ毎に、補助ピクチャ識別制御フラグAuxMaskFlagに対応するシンタックスaux_mask_flagを備える。ここで、好適には、AuxIdを示すスケーラブルＩＤである変数i＝３以外で、かつ、スケーラブルマスクフラグscalability_mask_flag[ i ]が１である、変数i（次元i）で示されるスケーラブルＩＤについて補助ピクチャ識別制御フラグaux_mask_flag[i]を備える（符号化データに含める）ことが好ましい。より具体的には、図１１（ａ）のようなシンタックス構成が考えられる。また、図１１（ｂ）のように、scalability_mask_flagを全てのスケーラブルＩＤにつて復号した後に、aux_mask_flagを復号する構成でも良い。
【０１７４】
本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２Ａは、AuxIdを示すスケーラブルＩＤである変数i＝３以外で、かつ、スケーラブルマスクフラグscalability_mask_flag[ i ]が１である変数iに対しaux_mask_flag[i]を復号しAuxMaskFlag[i]に設定する。また、例えば、AuxIdに対応するaux_mask_flag[3]など、aux_mask_flag[i]が符号化データに存在しない場合には、aux_mask_flag[i]（AuxMaskFlag）に適用しないことを示す値である０を導出(infer)する。なお、補助ピクチャ識別制御フラグとして、aux_mask_flag[i]の代わりに適用しないことを示すaux_ignore_flagを用いる場合には、aux_ignore_flag[i]が符号化データに存在しない場合には、aux_ignore_flag[i]（AuxIgnoreFlag）に適用しないことを示す値である１を導出(infer)する。
【０１７５】
本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２Ａは、AuxIdが０であるプライマリピクチャの中で、0から15までのjについて、AuxMaskFlag[j]が１であり、かつ、スケーラブルＩＤ（ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA ] ][ j ]）が、ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ] ][ j ]と一致する、１もしくはそれ以上のピクチャを対応する(associateの)プライマリピクチャとする、
本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２Ａは、レイヤＩＤnuh_layer_idがnuhLayerIdAである補助ピクチャに対して、以下の条件１、条件２Ａを満たすレイヤＩＤnuh_layer_idがnuhLayerIdBであるピクチャを１もしくはそれ以上のプライマリピクチャとして対応させる。
【０１７６】
条件１：レイヤＩＤnuhLayerIdBで識別されるピクチャのAuxId[nuhLayerIdB]が０である（プライマリピクチャ条件）
条件２Ａ：jが0から2、4から15の間で、補助ピクチャ識別制御フラグAuxMaskFlag[j]が判定を用いることを示す１、かつ、レイヤＩＤnuhLayerIdBで識別されるピクチャのスケーラブルScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ] ][ j ]とレイヤＩＤnuhLayerIdAで識別される補助ピクチャのスケーラブルScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA] ][ j ]が等しい（スケーラブルＩＤ一致条件）
なお、j=3のaux_mask_flag[j]は符号化データに存在せず、符号化データに存在しない場合のaux_mask_flag[j]（=AuxMaskFlag[j]）は０が導出されることから、AuxMaskFlag[3]は常に０として導出される。従って、補助ピクチャ情報復号部１２２Ａは、条件２Ａの代わりに条件２Ａを用いても良い。
【０１７７】
条件２Ａ´：jが0から15の間で、補助ピクチャ識別制御フラグAuxMaskFlag[j]が判定を用いることを示す１、かつ、レイヤＩＤnuhLayerIdBで識別されるピクチャのスケーラブルScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ] ][ j ]とレイヤＩＤnuhLayerIdAで識別される補助ピクチャのスケーラブルScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA] ][ j ]が等しい（スケーラブルＩＤ一致条件）
また、本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２Ａは、補助ピクチャ識別制御フラグが一致判定に適用しないことを表すフラグAuxIgnoreFlagの場合には、上記、条件２Ａにおいて、「補助ピクチャ識別制御フラグAuxMaskFlag[j]が判定を用いることを示す１」は、「補助ピクチャ識別制御フラグAuxIgnoreFlag[j]が判定をしないを示す０以外」に置き替えた処理をしても良い。
【０１７８】
また、本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２Ａも、補助ピクチャ情報復号部１２２と同様に、補助ピクチャの存在を前提とせず、条件１、条件２Ａに加えて、もしあれば(if any)、の条件を加えても良いし、補助ピクチャの数を０以上としても良い。この場合も、補助ピクチャ情報復号部１２２Ａは、１つの補助ピクチャに対し２つ以上のプライマリピクチャを対応させることができる。また、補助ピクチャ情報復号部１２２で既に説明した用に、プライマリピクチに対して０以上の補助ピクチャを対応させる構成としても良い。
【０１７９】
また、本実施形態の補助ピクチャ情報復号部１２２Ａは、AuxIdに対する補助ピクチャ識別制御フラグを、符号化データから導出せずに、プライマリピクチャの対応の一致判定には適用しないことを示す値を導出しても良い。具体的には、AuxIdに対応する次元が３の場合には、AuxMaskFlag[3]=0（もしくはAuxIgnoreFlag[3]=1）として導出する。これにより、上記、条件２Ａを条件２Ａ´のように変形することができ、AuxIdに対応するスケーラブルＩＤ（変数j=3の場合）に対する例外条件を無くすことができるため、プライマリピクチャの対応処理が容易になるという効果を奏する。
【０１８０】
上記説明した補助ピクチャ情報復号部１２２Ａは、特定のスケーラブルＩＤをプライマリピクチャ識別に用いるか否かを示す補助ピクチャ識別制御フラグをさらに復号し、上記補助ピクチャ識別制御フラグが１であるレイヤのスケーラブルＩＤについて、補助ピクチャのスケーラブルＩＤと、プライマリピクチャのスケーラブルＩＤが等しいことを条件としてプライマリピクチャを割り当て、補助ピクチャ識別制御が０であるスケーラブルＩＤについては、補助ピクチャのスケーラブルＩＤと、プライマリピクチャのスケーラブルＩＤが等しいことを条件としない。
【０１８１】
以上の構成の補助ピクチャ情報復号部１２２Ａ（パラメータセット復号部）を備える階層画像復号装置によれば、複数のプライマリピクチャで１つの補助ピクチャを共有することができるため、個々のプライマリピクチャで個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【０１８２】
さらに、補助ピクチャ情報復号部１２２Ａ（パラメータセット復号部）を備える階層画像復号装置によれば、スケーラブルＩＤが異なるプライマリピクチャ間で１つの補助ピクチャを共有することができるため、個々のプライマリピクチャで個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【０１８３】
（本実施形態のさらに別の形態）
本実施形態の別の形態では、パラメータセット復号部１２において、スケーラブル識別子復号部１２１の代わりにスケーラブル識別子復号部１２１Ａを有する。それ以外の構成要素は、パラメータセット復号部１２と同じであるので説明を省略する。なお、スケーラブル識別子復号部１２１Ａの基本的な動作はスケーラブル識別子復号部１２１と同一であるため、以下ではスケーラブル識別子復号部１２１と異なる部分のみ説明する。
【０１８４】
本実施形態の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を説明する前に、図１２を参照して別の形態の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を説明する。別の形態においては、あるスケーラブルＩＤを除く、変数以外の全ての0から15までのjについて、スケーラブルＩＤ（ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA ] ][ j ]）が、ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ] ][ j ]と一致する、１もしくはそれ以上のピクチャを対応する(associateの)プライマリピクチャとする、という条件から、プライマリピクチャを１つ以上、特定する。この条件によれば、同じスケーラブルＩＤを有するプライマリピクチャと補助ピクチャがある場合、プライマリピクチャと補助ピクチャは各々、全て対応関係を有する。図１２では、３つのプライマリピクチャと２つの補助ピクチャのスケーラブルＩＤは全て同じ（DependencyId=0）、も全て同じ値を有する（DependencyId=0）。この例では、複数のプライマリピクチャで１つの補助ピクチャを共有することはできているが、逆に、複数のプライマリピクチャで１つの補助ピクチャを共有することが適当ではない場合に、どのプライマリピクチャがどの補助ピクチャに対応するのかを特定することができない。これは、スケーラブル識別子復号部で復号される対象として提供されるスケーラブルＩＤが一致していることから生じる。よって、スケーラブル識別子復号部で復号される対象として提供されるスケーラブルＩＤとして、補助レイヤの特定に使用可能され、符号化装置において自由に設定可能なスケーラブルＩＤを追加することで解決することができる。本実施形態のスケーラブル識別子復号部１２１Ａは、この処理を提供する。
【０１８５】
本実施形態では、スケーラブルＩＤとして、レイヤの性質を示すデプスＩＤ（DepthId[i]）やビューオーダーＩＤ（ViewOrderId[i]）、依存ＩＤ（DependencyId）、補助ピクチャＩＤ（AuxId）以外に、補助ピクチャ識別に用いる識別用のＩＤ（XId）を追加し、補助ピクチャ識別用のＩＤ(XId)を用いることで、それ以外（例えばDependencyId）が一致する場合にも、補助ピクチャとプライマリピクチャの区別が可能になる。
【０１８６】
図１４は、本発明の一実施形態のスケーラブルＩＤの構成を示す図である。この例では、次元１５（変数１５）に識別用のID(XId)を定義している。なお、このスケーラブルＩＤの名称はXIdに限定されず、UserIdなど別の名称としても良い。図８（ｂ）と比べ、新しく変数（スケーラブルマスクＸ）が１５のスケーラブルＩＤとして、XIdが定義されていることが分かる。
【０１８７】
スケーラブル識別子復号部１２１Ａは、DepthId、ViewOrderIdx，DependencyId，AuxIdとは異なる別の次元ＩＤを意味するスケーラブルＩＤXIdに関するscalability_mask_flag[ k ]（たとえばj=15）を復号し、scalability_mask_flag[ k ]が１の場合には、レイヤ変数iで示されるレイヤの次元ＩＤdimension_id[ i ][ j ]を復号する。
【０１８８】
図１３は、本実施形態の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を示す図である。DependencyIdの他、補助ピクチャ識別用のスケーラブルＩＤ（XId）を用いることで、同じDependencyIdを有するプライマリピクチャ０〜プライマリピクチャ３において、プライマリピクチャ０、プライマリピクチャ１とプライマリピクチャ２が異なる補助ピクチャと対応関係を持つことができている。つまり、この例では全てのプライマリピクチャと補助ピクチャがDependencyId=0のスケーラブルＩＤを有しているが、プライマリピクチャ０とプライマリピクチャ１が補助ピクチャ０を共有し、プライマリピクチャ１と補助ピクチャ１が対応関係を有することができる。図１３（ｂ）は図１３（ａ）の符号化データの仕様を示す例である。レイヤＩＤが０から４までの５つのレイヤが有り、ScalabilityId[0]、ScalabilityId[1]は符号化されておらず、ScalabilityId[2]、ScalabilityId[15]が符号化されている。ScalabilityId[2]が示すDependencyIdはレイヤ０〜４において全て０であり、ScalabilityId[15]が示すXIdは、レイヤ０、レイヤ１、レイヤ３で０、それ以外（レイヤ２、レイヤ４）では１である。
【０１８９】
以上の構成のスケーラブル識別子復号部１２１Ａ（パラメータセット復号部）を備える階層画像復号装置によれば、複数のプライマリピクチャで１つの補助ピクチャを共有することができるため、個々のプライマリピクチャで個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【０１９０】
さらに、スケーラブル識別子復号部１２１Ａ（パラメータセット復号部）を備える階層画像復号装置によれば、スケーラブルＩＤが異なるプライマリピクチャ間で１つの補助ピクチャを共有することができるため、個々のプライマリピクチャで個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【０１９１】
（レイヤ間位置対応情報）
レイヤ間位置対応情報復号部１２３は、入力される対象レイヤ符号化データからレイヤ間位置対応情報を復号する。レイヤ間位置対応情報は、概略的には、対象レイヤと参照レイヤの対応する領域の位置関係を示す。例えば、対象レイヤのピクチャと参照レイヤのピクチャにある物体（物体Ａ）が含まれる場合、対象レイヤのピクチャ上の物体Ａに対応する領域と、参照レイヤのピクチャ上の物体Ａに対応する領域が、前記対象レイヤと参照レイヤの対応する領域に相当する。なお、レイヤ間位置対応情報は、必ずしも上記の対象レイヤと参照レイヤの対応する領域の位置関係を正確に示す情報でなくてもよいが、一般的には、レイヤ間予測の正確性を高めるために正確な対象レイヤと参照レイヤの対応する領域の位置関係を示している。
【０１９２】
レイヤ間位置対応情報は、レイヤ間画素対応情報を含む。レイヤ間画素対応情報は、参照レイヤのピクチャ上の画素と、対応する対象レイヤのピクチャ上の画素との位置関係を示す情報である。また、レイヤ間対応情報は、レイヤ間位相対応情報を追加で含んでいてもよい。レイヤ間位相対応情報は、前記レイヤ間画素対応情報で対応が示された画素の位相差を表わす情報である。
【０１９３】
（レイヤ間画素対応情報）
レイヤ間画素対応情報は、例えば、SPSの一部であるSPS拡張（sps_extension）に含まれており、図１５に示すシンタックス表に従って、パラメータセット復号部１２（レイヤ間位置対応情報復号部１２３）により復号される。
【０１９４】
SPSから復号されるレイヤ間画素対応情報には、SPS拡張に含まれるレイヤ間画素対応情報の個数（num_scaled_ref_layer_offsets）が含まれる。加えて、レイヤ間画素対応情報には、前記レイヤ間画素対応情報の個数分とスケール参照レイヤ識別子（scaled_ref_layer_id[ i ]）とレイヤ間画素対応オフセットが含まれる。レイヤ間位置対応情報復号部１２３は、０からnum_scaled_ref_layer_offsets-1までの変数iに対して、スケール参照レイヤ左オフセット（scaled_ref_layer_left_offset[scaled_ref_layer_id[ i ]]）、スケール参照レイヤ上オフセット（scaled_ref_layer_top_offset[scaled_ref_layer_id[ i ]]）、スケール参照レイヤ右オフセット（scaled_ref_layer_right_offset[scaled_ref_layer_id[ i ]]）、および、スケール参照レイヤ下オフセット（scaled_ref_layer_bottom_offset[scaled_ref_layer_id[ i ]]）を復号する。
【０１９５】
レイヤ間位置対応情報復号部１２３は、符号化データ中の変数iが示す参照レイヤピクチャ（j=scaled_ref_layer_id[ i ]をレイヤIDとする参照レイヤピクチャ）に対する、シンタックス要素scaled_ref_layer_left_offset[j]、scaled_ref_layer_top_offset[j]、scaled_ref_layer_right_offset[j]、scaled_ref_layer_bottom_offset[j] を復号し、以下のようにスケール参照レイヤオフセット（SRL左オフセットSRLLOffset、SRL上オフセットSRLTOffset、SRL右オフセットSRLROffset、SRL下オフセットSRLBOffset）を導出する。
【０１９６】
SRLLOffset = scaled_ref_layer_left_offset[j]<<1
SRLTOffset = scaled_ref_layer_top_offset[j]<<1
SRLROffset = scaled_ref_layer_right_offset[j]<<1
SRLBOffset = scaled_ref_layer_bottom_offset[j]<<1
以後、スケール参照レイヤオフセットは、参照レイヤのインデックスjを省略して、単にSRLLOffset、SRLTOffset、SRLROffset、SRLBOffsetとも表現する。
【０１９７】
なお、<<は、左ビットシフトを示す演算子である。X<<Yと記す場合、XをYビットだけ左シフトする。同様に>>は、右ビットシフトを示す演算子である。X>>Yと記す場合、XをYビットだけ右シフトする。
【０１９８】
また、レイヤ間画素対応情報は、VPSの一部であるVPS拡張（vps_extension）に含まれていても良い、図１６に示すシンタックス表に従って、レイヤ間位置対応情報復号部１２３により復号される。レイヤ間位置対応情報復号部１２３は、０から符号化データに含まれるレイヤの最大値−０MaxLayersMinus1の変数iの各々に対応するレイヤIDがlayer_id_in_nuh[i]であるレイヤに対するレイヤ間位置対応情報を復号する。
【０１９９】
レイヤ間位置対応情報復号部１２３は、上記各iのレイヤの各々について、レイヤ間画素対応情報の個数（num_scaled_ref_layer_offsets[i]）を復号し、さらに各iについて、０からnum_scaled_ref_layer_offsets[i]-1までの変数jに対して、スケール参照レイヤ識別子（scaled_ref_layer_id[ i ][ j ]）とレイヤ間画素対応オフセットが含まれる。レイヤ間画素対応オフセットには、スケール参照レイヤ左オフセット（vps_scaled_ref_layer_left_offset[i][j]）、スケール参照レイヤ上オフセット（vps_scaled_ref_layer_top_offset[i][j]）、スケール参照レイヤ右オフセット（vps_scaled_ref_layer_right_offset[i][j]）、および、スケール参照レイヤ下オフセット（vps_scaled_ref_layer_bottom_offset[i][j]）を復号する。
【０２００】
レイヤ間位置対応情報復号部１２３は、符号化データ中の変数iが示す参照レイヤピクチャ（ｋ=scaled_ref_layer_id[ i ][ ｊ ]をレイヤIDとする参照レイヤピクチャ）に対する、シンタックス要素vps_scaled_ref_layer_left_offset[j]、vps_scaled_ref_layer_top_offset[j]、vps_scaled_ref_layer_right_offset[j]、vps_scaled_ref_layer_bottom_offset[j]から、以下のようにスケール参照レイヤオフセットを導出する。
【０２０１】
SRLLOffset[k] = vps_scaled_ref_layer_left_offset[k]<<1
SRLTOffset[k] = vps_scaled_ref_layer_top_offset[k]<<1
SRLROffset[k] = vps_scaled_ref_layer_right_offset[k]<<1
SRLBOffset[k] = vps_scaled_ref_layer_bottom_offset[k]<<1
【０２０２】
レイヤ間画素対応オフセットに含まれる各オフセットの意味を、図１７を参照して説明する。図１７は、対象レイヤのピクチャ、参照レイヤのピクチャ、および、レイヤ間画素対応オフセットの関係を例示する図である。
【０２０３】
図１７（ａ）は、参照レイヤのピクチャ全体が対象レイヤのピクチャの一部に対応する場合の例を示す。この場合、参照レイヤピクチャ全体に対応する対象レイヤ上の領域（対象レイヤ対応領域）は、対象レイヤピクチャの内部に含まれている。図１７（ｂ）は、参照レイヤのピクチャの一部が対象レイヤのピクチャ全体に対応する場合の例を示す。この場合、参照レイヤ対応領域の内部に対象レイヤピクチャが含まれている。なお、対象レイヤピクチャ全体にオフセットが含まれている。
【０２０４】
図１７に示したように、スケール参照レイヤ左オフセットSRLLOffset（図ではSRL左オフセット）は、参照レイヤ対応領域左辺の対象レイヤピクチャ左辺に対するオフセットを表わす。なお、SRL左オフセットが０より大きい場合、参照レイヤ対応領域左辺が対象レイヤピクチャ左辺の右側に位置することを表わす。
【０２０５】
スケール参照レイヤ上オフセットSRLTOffset（図ではSRL上オフセット）は、参照レイヤ対応領域上辺の対象レイヤピクチャ上辺に対するオフセットを表わす。なお、SRL上オフセットが０より大きい場合、参照レイヤ対応領域上辺が対象レイヤピクチャ上辺の下側に位置することを表わす。
【０２０６】
スケール参照レイヤ右オフセットSRLROffset（図ではSRL右オフセット）は、参照レイヤ対応領域右辺の対象レイヤピクチャ右辺に対するオフセットを表わす。なお、SRL右オフセットが０より大きい場合、参照レイヤ対応領域右辺が対象レイヤピクチャ右辺の左側に位置することを表わす。
【０２０７】
スケール参照レイヤ下オフセットSRLBOffset（図ではSRL下オフセット）は、参照レイヤ対応領域下辺の対象レイヤピクチャ下辺に対するオフセットを表わす。なお、SRL下オフセットが０より大きい場合、参照レイヤ対応領域下辺が対象レイヤピクチャ下辺の上側に位置することを表わす。
【０２０８】
（比較例のレイヤ間画素対応情報）
従来技術に相当する比較例のレイヤ間画素対応情報は、符号化データ上、補助ピクチャに関する制限はない。従って、比較例のレイヤ間位置対応情報復号部１２３は、補助ピクチャを対象ピクチャとしてプライマリピクチャを参照ピクチャとするレイヤ間画素対応情報を復号し、さらに、プライマリピクチャを対象ピクチャとして補助ピクチャを参照ピクチャとするレイヤ間画素対応情報を復号する。なお、レイヤ間画素対応情報がＳＰＳで符号化される場合には、比較例のレイヤ間位置対応情報復号部は、補助ピクチャの参照するＳＰＳにおいて、プライマリピクチャを参照ピクチャとするレイヤ間画素対応情報を復号し、さらに、プライマリピクチャの参照するＳＰＳにおいて、補助ピクチャを参照ピクチャとするレイヤ間画素対応情報を復号する。
【０２０９】
図１８は、比較例のレイヤ間画素対応情報の符号化位置（符号化・復号方法）を示す図である。図１８（ａ）に示すように、階層画像復号装置では、補助ピクチャ側（例えば補助ピクチャが参照するＳＰＳで）でレイヤ間画素対応情報を復号するのか、プライマリピクチャ側（例えば補助ピクチャが参照するＳＰＳで）でレイヤ間画素対応情報を復号するのか、不明である。
【０２１０】
より具体的には、図１８（ｂ）に示すように、１つの補助ピクチャが複数のプライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を有することができるし、その逆に、１つのプライマリピクチャが複数の補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を有することができる。図では、補助ピクチャ１がプライマリピクチャ１、プライマリピクチャ２に対するレイヤ間位置対応情報を備え、プライマリピクチャ１が補助ピクチャ１、補助ピクチャ２に対するレイヤ間位置対応情報を有する。プライマリピクチャ１と補助ピクチャ１は相互にレイヤ間位置対応情報を有する。
【０２１１】
そのため、補助ピクチャ側のＳＰＳを復号した時点でも、プライマリピクチャ側のＳＰＳを復号した時点でも、レイヤ間画素対応情報を確定させることができず、両者を復号した際に始めてレイヤ間画素対応情報が確定する。また、補助ピクチャとプライマリピクチャの対応関係を示す式が２つ必要になり、実装の複雑度が増大するという課題がある。
【０２１２】
なお、プライマリピクチャと補助ピクチャのサイズが等しい場合には、あるプライマリピクチャｉと補助ピクチャjの両者で（相互に）レイヤ間位置対応情報を有する場合には、iのSRLLOffset[i]、SRLROffset[i]、SRLTOffset[i]、SRLBOffset[i]とjのSRLLOffset[j]、SRLROffset[j]、SRLTOffset[j]、SRLBOffset[j]は、以下のように、絶対値が同じで極性が異なる関係を有する。
【０２１３】
SRLLOffset[i] = -SRLLOffset[j]
SRLROffset[i] = -SRLROffset[j]
SRLTOffset[i] = -SRLTOffset[j]
SRLBOffset[i] = -SRLBOffset[j]
【０２１４】
対応するシンタックス要素も同様に、絶対値が同じで極性が異なる関係を有する。
【０２１５】
scaled_ref_layer_left_offset[i] = - scaled_ref_layer_left_offset[j]
scaled_ref_layer_top_offset[i] = - scaled_ref_layer_top_offset[j]
scaled_ref_layer_right_offset[i]= - scaled_ref_layer_right_offset[j]
scaled_ref_layer_botton_offset[i]= - scaled_ref_layer_bottom_offset[j]
【０２１６】
しかしながら、プライマリピクチャと補助ピクチャのサイズが異なる場合には、上記式は成り立たず、同じ対応関係を表すレイヤ間位置対応情報を互いに定義することは困難である。
【０２１７】
（本実施形態のレイヤ間画素対応情報）
本実施形態の階層画像復号装置は、レイヤ間位置対応情報復号部１２３の代わりにレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａもしくは１２３Ｂを備える。階層画像復号装置の備えるその他の手段は既に説明した通りであるため説明を省略する。なお、レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａ、レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂの基本的な動作はレイヤ間位置対応情報復号部１２３と同一であるため、以下ではレイヤ間位置対応情報復号部１２３と異なる部分のみ説明する。
【０２１８】
図１９、図２２は、本実施形態のレイヤ間画素対応情報の符号化位置（符号化・復号方法）を示す図である。本実施形態では、図１９は、補助ピクチャを対象レイヤピクチャ（対象レイヤ）とする場合に、プライマリピクチャを参照レイヤピクチャ（参照レイヤ）として、レイヤ間画素対応情報を符号化するか場合を示す。図２２は、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャ（対象レイヤ）とする場合に、補助ピクチャを参照レイヤピクチャ（参照レイヤ）として、レイヤ間画素対応情報を符号化する。
【０２１９】
本実施形態の階層画像復号装置の一つの形態では、レイヤ間位置対応情報復号部として、レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａを備える。レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａは、図１９（ａ）に示すように、補助ピクチャを対象ピクチャとする場合に、プライマリピクチャを参照ピクチャとして、レイヤ間画素対応情報を復号する。
【０２２０】
レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａは、プライマリピクチャが参照するＳＰＳにおいて、補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データから、レイヤ間位置対応情報を復号する。
【０２２１】
より具体的には、図１９（ｂ）に示すように、補助ピクチャが対象レイヤとして参照するレイヤ間位置対応情報は、複数のプライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を有することができる。図では、補助ピクチャがプライマリピクチャ１、プライマリピクチャ２、プライマリピクチャ３に対するレイヤ間位置対応情報を備える。レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａは、これらを復号する。
【０２２２】
本実施形態の階層画像復号装置の他の形態では、レイヤ間位置対応情報復号部１２３の代わりにレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂを備えてもよい。レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂは、図２２（ａ）に示すように、補助ピクチャを対象ピクチャとする場合に、プライマリピクチャを参照ピクチャとして、レイヤ間画素対応情報を復号する。
【０２２３】
レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂは、補助ピクチャが参照するＳＰＳにおいて、プライマリピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を符号化することを禁止した符号化データから、レイヤ間位置対応情報を復号する。
【０２２４】
より具体的には、図２２（ｂ）に示すように、プライマリピクチャが対象レイヤとして参照するレイヤ間位置対応情報は、複数の補助ピクチャに対するレイヤ間位置対応情報を有することができる。図では、プライマリピクチャが補助ピクチャ１、補助ピクチャ２、補助ピクチャ３に対するレイヤ間位置対応情報を備える。レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂは、これらを復号する。
【０２２５】
（補助ピクチャとプライマリピクチャの画素の関係）
レイヤ間位置対応情報として、スケール参照レイヤオフセットSRLLOffset、SRLROffset、SRLTOffset SRLBOffsetが復号される場合、対象ピクチャ画素の座標(xP, yP)に対応する参照レイヤ画像の座標(xRef, yRef)は、次式（Ａ−１）〜式（Ａ−６）により計算される。
【０２２６】
xRef = ((xP - SRLLOffset) * scaleX) + ( 1 << 15 ) ) >> 16      式（Ａ−１）
yRef = ((yP - SRLTOffset) * scaleY) + ( 1 << 15 ) ) >> 16      式（Ａ−２）
ここで、scaleX、scaleYは以下の式で導出される。
【０２２７】
curVSRLW = currPicW - SRLLOffset - SRLROffset                  式（Ａ−３）
curVSRLH = currPicH - SRLTOffset - SRLBOffset                  式（Ａ−４）
scaleX = ( ( refPicW << 16 ) + ( curVSRLW>> 1 ) ) / curVSRLW  式（Ａ−５）
scaleY = ( ( refPicH << 16 ) + ( curVSRLH>> 1 ) ) / curVSRLH  式（Ａ−６）
ここで、scaleX、scaleYは、256分の１精度での、参照ピクチャ幅と対象ピクチャ対応領域幅の比であり。また、currPicWとcurrPicHは対象レイヤピクチャの高さと幅であり、対応参照位置導出処理の対象が輝度画素の場合は、対象ピクチャにおけるSPSのピクチャ情報に含まれるpic_width_in_luma_samplesとpic_height_in_luma_samplesの各シンタックス値と一致する。対象が色差の場合は、色フォーマットの種類に応じて前記シンタックス値を変換した値を使用する。例えば色フォーマットが4:2:2の場合、各シンタックス値の半分の値を使用する。また、refPicWとrefPicHは参照レイヤピクチャの高さと幅であり、対象が輝度画素の場合、参照レイヤにおけるSPSのピクチャ情報に含まれるpic_width_in_luma_samplesとpic_height_in_luma_samplesの各シンタックス値と一致する。
【０２２８】
また、SRLLOffsetはスケール参照レイヤ左オフセット、SRLROffsetはスケール参照レイヤ右オフセット、SRLTOffsetはスケール参照レイヤ上オフセット、SRLBOffsetはスケール参照レイヤ下オフセットの値である。また、演算子「/」は割り算の商を表わす（小数点数は切り捨て）。
【０２２９】
同様に、参照レイヤ画素の座標(xRef, yRef)に対応する対象ピクチャ画像の座標(xP, yP)は、次式（Ｂ−１）〜式（Ｂ−６）により計算される。
【０２３０】
xP = ((xRef * invScaleX) + ( 1 << 15 ) ) >> 16) + SRLLOffset      式（Ｂ−１）
yP = ((yRef * invScaleY) + ( 1 << 15 ) ) >> 16) + SRLTOffset      式（Ｂ−２）
ここで、invScaleX、invScaleYは、256分の１精度での、対象ピクチャ対応領域幅と参照ピクチャ幅の比、対象ピクチャ対応領域高と参照ピクチャ高の比であり、以下の式から導出される。
【０２３１】
curVSRLW = currPicW - SRLLOffset - SRLROffset                  式（Ｂ−３）
curVSRLH = currPicH - SRLTOffset - SRLBOffset                  式（Ｂ−４）
invScaleX = ( ( curVSRLW << 16 ) + ( refPicW >> 1 ) ) / refPicW  式（Ｂ−５）
invScaleY = ( ( curVSRLH << 16 ) + ( refPicH >> 1 ) ) / refPicH  式（Ｂ−６）
なお、式（Ａ−３）式（Ａ−４）と式（Ｂ−３）式（Ｂ−４）は同じ式である。
【０２３２】
（座標変換方法１）
図２０は、補助ピクチャを対象レイヤピクチャ、プライマリピクチャを参照レイヤピクチャとする場合のレイヤ間位置対応情報を示す図である。本実施形態のレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａは、補助ピクチャを対象ピクチャ、プライマリピクチャを参照ピクチャとする場合のレイヤ間位置対応情報を復号するため。補助ピクチャの座標(xAux, yAux)からプライマリピクチャの座標(xRef, yRef)、および、プライマリピクチャの座標(xRef, yRef)から補助ピクチャの座標(xAux, yAux)は以下の式から導出される。これを座標変換方法１と呼ぶ。
【０２３３】
xRef = ((xAux - SRLLOffset) * scaleX) + ( 1 << 15 ) ) >> 16    式（Ｃ−１）
yRef = ((yAux - SRLTOffset) * scaleY) + ( 1 << 15 ) ) >> 16    式（Ｃ−２）
xAux = ((xRef * invScaleX) + ( 1 << 15 ) ) >> 16) + SRLLOffset    式（Ｃ−３）
yAux = ((yRef * invScaleY) + ( 1 << 15 ) ) >> 16) + SRLTOffset    式（Ｃ−４）
ここで式（Ｃ−１）〜式（Ｃ−３）は、前述の式（Ａ−１）、式（Ａ−２）、式（Ｂ−１）、式（Ｂ−２）に対応する。
【０２３４】
なお、scaleX、scaleY、invScaleX、invScaleYの計算方向は、すでに示した通りであるが、再度、記すと以下となる。
【０２３５】
curVSRLW = augPicW - SRLLOffset - SRLROffset
curVSRLH = augPicH - SRLTOffset - SRLBOffset
scaleX = ( ( refPicW << 16 ) + ( curVSRLW>> 1 ) ) / curVSRLW
scaleY = ( ( refPicH << 16 ) + ( curVSRLH>> 1 ) ) / curVSRLH
invScaleX = ( ( curVSRLW << 16 ) + ( refPicW >> 1 ) ) / refPicW）
invScaleY = ( ( curVSRLH << 16 ) + ( refPicH >> 1 ) ) / refPicH
なお、augPicW、augPicHは、currPicW、curPicHに対応し、補助ピクチャの幅、高さである。refPicW、refPicHは補助ピクチャに対応するプライマリピクチャの幅、高さである。
【０２３６】
（座標変換方法２）
図２３は、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャ、補助ピクチャを参照レイヤピクチャとする場合のレイヤ間位置対応情報を示す図である。本実施形態のレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂは、プライマリピクチャを対象ピクチャ、補助ピクチャを参照ピクチャとする場合のレイヤ間位置対応情報を復号するため。補助ピクチャの座標(xAux, yAux)からプライマリピクチャの座標(xP, yP)、および、プライマリピクチャの座標(xP, yP)から補助ピクチャの座標(xAux, yAux)は以下の式から導出される。これを座標変換方法２と呼ぶ。
【０２３７】
xP = ((xAux * invScaleX) + ( 1 << 15 ) ) >> 16) + SRLLOffset    式（Ｄ−１）
yP = ((yAux * invScaleY) + ( 1 << 15 ) ) >> 16) + SRLTOffset    式（Ｄ−２）
xAux = ((xP - SRLLOffset) * scaleX) + ( 1 << 15 ) ) >> 16    式（Ｄ−３）
yAux = ((yP - SRLTOffset) * scaleY) + ( 1 << 15 ) ) >> 16    式（Ｄ−４）
ここで、式（Ｄ−１）〜式（Ｄ−４）は、前述の式（Ｂ−１）、式（Ｂ−２）、式（Ａ−１）、式（Ａ−２）に対応する。
【０２３８】
なお、scaleX、scaleY、invScaleX、invScaleYの計算方向は、すでに示した通りであるが、再度、記すと以下となる。
【０２３９】
curVSRLW = curPicW - SRLLOffset - SRLROffset
curVSRLH = curPicH - SRLTOffset - SRLBOffset
scaleX = ( ( augPicW << 16 ) + ( curVSRLW>> 1 ) ) / curVSRLW
scaleX = ( ( augPicH << 16 ) + ( curVSRLH>> 1 ) ) / curVSRLH
invScaleX = ( ( curVSRLW << 16 ) + ( augPicW >> 1 ) ) / augPicW）
invScaleX = ( ( curVSRLH << 16 ) + ( augPicH >> 1 ) ) / augPicH
なお、augPicW、augPicHは、refPicW、refPicHに対応し、補助ピクチャの幅、高さである。curPicW、curPicHは補助ピクチャに対応するプライマリピクチャの幅、高さである。
【０２４０】
比較例では、レイヤ間位置対応情報の符号化データ中の符号化位置（符号化・復号方法）に関する制限がない。従って、比較例では、レイヤ間位置対応情報が補助ピクチャを対象ピクチャとして復号した場合には、式（Ｃ−１）〜式（Ｃ−４）に示す座標変換方法１により、補助ピクチャの座標(xAux, yAux)からプライマリピクチャの座標(xRef, yRef)の導出（及びその逆）を行い、レイヤ間位置対応情報がプライマリピクチャを対象ピクチャとして復号した場合には、式（Ｄ−１）〜式（Ｄ−４）に示す座標変換方法２により、補助ピクチャの座標(xAux, yAux)からプライマリピクチャの座標(xP, yP)の導出（及びその逆）を行う必要がある。このように、比較例では、レイヤ間位置対応情報に応じて、座標変換の処理が異なり、２種類の座標変換（座標変換方法１、座標変換方法１）の処理を使い分ける必要がある。実際、座標変換に応じてアクセスを変更する処理や、座標変換結果が小数画素になる場合に補間処理の実装が複雑になるという問題がある。
【０２４１】
（レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａの変形例）
レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａは、レイヤ間位置対応情報をVPS拡張から復号しても良い。図２１は、レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａの復号するVPS拡張のシンタックス表の例である。
【０２４２】
レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａは、０から符号化データに含まれるレイヤの最大値−０MaxLayersMinus1の変数iの各々に対応するレイヤIDがnuh_layer_id[i]であるレイヤが、直接参照レイヤを有する、もしくは、補助ピクチャの場合に、そのレイヤに対するレイヤ間位置対応情報を復号する。変数iの直接参照レイヤ数をNumDirectRefLayers[layer_id_in_nuh[i]]、補助ピクチャであるか否かを示すAuxIdをAuxId[layer_id_in_nuh[i]]とすると、レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａは、変数iで示される対象レイヤの直接参照レイヤ数が０より大きく、対象レイヤiが補助ピクチャ（対象レイヤiのAuxIdが０より大きい）場合に、対象レイヤiに対応する参照レイヤのレイヤ間位置対応情報を復号する。すなわち、以下の式が真の場合に、対象レイヤiに対応する参照レイヤのレイヤ間位置対応情報を復号する。
【０２４３】
NumDirectRefLayers[layer_id_in_nuh[i]] >  0 || AuxId[layer_id_in_nuh[i]] > 0
なお、直接参照レイヤ数もAuxIdも値域は０以上の整数であるから、上記式は以下と等価である。
【０２４４】
NumDirectRefLayers[layer_id_in_nuh[i]] || AuxId[layer_id_in_nuh[i]]
以下、レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａは、上記各iのレイヤの各々について、レイヤ間画素対応情報の個数（num_scaled_ref_layer_offsets[i]）を復号し、スケール参照レイヤオフセットSRLLOffset、SRLTOffset、SRLROffset、SRLBOffset、これらの手順は既に、レイヤ間位置対応情報復号部１２３で説明済みであるので説明を省略する。
【０２４５】
（レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂの変形例）
レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂは、レイヤ間位置対応情報をVPS拡張から復号しても良い。図２４は、レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂの復号するVPS拡張のシンタックス表の例である。
【０２４６】
レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂは、０から符号化データに含まれるレイヤの最大値−０MaxLayersMinus1の変数iの各々に対応するレイヤIDがnuh_layer_id[i]であるレイヤが、直接参照レイヤを有する、もしくは、プライマリピクチャの場合に、そのレイヤに対するレイヤ間位置対応情報を復号する。変数iの直接参照レイヤ数をNumDirectRefLayers[layer_id_in_nuh[i]]、補助ピクチャであるか否かを示すAuxIdをAuxId[layer_id_in_nuh[i]]とすると、レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂは、変数iで示される対象レイヤの直接参照レイヤ数が０より大きく、対象レイヤiがプライマリピクチャ（対象レイヤiのAuxIdが０である）場合に、対象レイヤiに対応する参照レイヤのレイヤ間位置対応情報を復号する。すなわち、以下の式が真の場合に、対象レイヤiに対応する参照レイヤのレイヤ間位置対応情報を復号する。
【０２４７】
NumDirectRefLayers[layer_id_in_nuh[i]] >  0 || AuxId[layer_id_in_nuh[i]] == 0
なお、直接参照レイヤ数もAuxIdのも値域は０以上の整数であるから、上記式は以下と等価である。
【０２４８】
NumDirectRefLayers[layer_id_in_nuh[i]] || AuxId[layer_id_in_nuh[i]]==0
以下、レイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂは、上記各iのレイヤの各々について、レイヤ間画素対応情報の個数（num_scaled_ref_layer_offsets[i]）を復号し、スケール参照レイヤオフセットSRLLOffset、SRLTOffset、SRLROffset、SRLBOffset、これらの手順は既に、レイヤ間位置対応情報復号部１２３で説明済みであるので説明を省略する。
【０２４９】
本実施形態のレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ａおよびその変形例を備える階層画像復号装置では、補助ピクチャを対象レイヤピクチャとする場合に、プライマリピクチャを参照レイヤピクチャとして、レイヤ間画素対応情報を復号するため、補助ピクチャに関するレイヤ間画素対応情報を復号した時点で、補助ピクチャとプライマリピクチャ間のレイヤ間画素対応情報が確定するという効果を奏する。また、補助ピクチャとプライマリピクチャ間の画素の対応関係について、補助ピクチャ側で復号するか、プライマリピクチャ側で復号するかの２種類を用意することがないため実装の複雑度が容易になるという効果を奏する。
【０２５０】
同様に、本実施形態のレイヤ間位置対応情報復号部１２３Ｂおよびその変形例を備える階層画像復号装置では、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャとする場合に、補助ピクチャを参照レイヤピクチャとして、レイヤ間画素対応情報を復号するため、プライマリピクチャに関するレイヤ間画素対応情報を復号した時点で、補助ピクチャとプライマリピクチャ間のレイヤ間画素対応情報が確定するという効果を奏する。また、補助ピクチャとプライマリピクチャ間の画素の対応関係について、補助ピクチャ側で復号するか、プライマリピクチャ側で復号するかの２種類を用意することがないため実装の複雑度が容易になるという効果を奏する。
【０２５１】
（スライス復号部１４）
スライス復号部１４は、入力されるVCL NAL、パラメータセットに基づいて復号ピクチャを生成して出力する。
【０２５２】
図５を用いて、スライス復号部１４の概略的構成を説明する。図５は、スライス復号部１４の概略的構成を示した機能ブロック図である。
【０２５３】
スライス復号部１４は、スライスヘッダ復号部１４１、CTU復号部１４４を備えている。CTU復号部１４４は、さらに、予測残差復元部１４４１、予測画像生成部１４４２、および、CTU復号画像生成部１４４３を含んでいる。
【０２５４】
（スライスヘッダ復号部）
スライスヘッダ復号部１４１は、入力されるVCL NALとパラメータセットに基づいてスライスヘッダを復号し、スライス位置設定部１４２、スキップスライス判定部１４３、および、CTU復号部１４４に出力する。
【０２５５】
スライスヘッダには、ピクチャ内のスライス位置に係る情報（SHスライス位置情報）、および、スキップスライスに係る情報（SHスキップスライス情報）が含まれる。
【０２５６】
スライスヘッダには、スライス位置情報として、ピクチャ内先頭スライスフラグ（first_slice_segment_in_pic_flag）が含まれる。ピクチャ内先頭スライスフラグが１の場合、対象スライスが復号順でピクチャ内の先頭に位置することを示す。ピクチャ内先頭スライスフラグが０の場合は、対象スライスが復号順でピクチャ内の先頭に位置しないことを示す。
【０２５７】
また、スライスヘッダには、スライス位置情報として、スライスPPS識別子（slice_pic_parameter_set_id）が含まれる。スライスPPS識別子は、対象スライスに関連付けられるPPSの識別子である。
【０２５８】
（CTU復号部）
CTU復号部１４４は、概略的には、入力されるスライスヘッダ、スライスデータ、および、パラメータセットに基づいて、スライスに含まれる各ＣＴＵに対応する領域の復号画像を復号することで、スライスの復号画像を生成する。スライスの復号画像は、入力されるスライス位置の示す位置に、復号ピクチャの一部として出力される。CTUの復号画像は、CTU復号部１４４内部の予測残差復元部１４４１、予測画像生成部１４４２、および、CTU復号画像生成部１４４３により生成される。予測残差復元部１４４１は、入力のスライスデータに含まれる予測残差情報（ＴＴ情報）を復号して対象CTUの予測残差を生成して出力する。予測画像生成部１４４２は、入力のスライスデータに含まれる予測情報（ＰＴ情報）の示す予測方法と予測パラメータに基づいて予測画像を生成して出力する。その際、必要に応じて、参照ピクチャの復号画像や符号化らメータが利用される。CTU復号画像生成部１４４３は、入力される予測画像と予測残差を加算して対象CTUの復号画像を生成して出力する。
【０２５９】
（予測画像生成部の詳細）
前述の予測画像生成部１４４２による予測画像生成処理のうち、レイヤ間画像予測が選択された場合の予測画像生成処理の詳細を説明する。
【０２６０】
レイヤ間画像予測が適用される対象CTUに含まれる対象画素の予測画素値の生成処理は次の手順で実行される。まず、参照ピクチャ位置導出処理を実行し、対応参照位置を導出する。ここで、対応参照位置とは、対象レイヤピクチャ上の対象画素に対応する参照レイヤピクチャ上の位置である。なお、対象レイヤと参照レイヤの画素は必ずしも１対１に対応しないため、対応参照位置は、参照レイヤにおける画素単位未満の精度で表現される。次に、導出した対応参照位置を入力として補間フィルタ処理を実行することで、対象画素の予測画素値が生成される。
【０２６１】
対応参照位置導出処理では、パラメータセットに含まれるピクチャ情報、レイヤ間画素対応情報、および、レイヤ間位置対応情報に基づいて、対応参照位置を導出する。対応参照位置導出処理の詳細手順について、図２５を参照して説明する。図２５は、対応参照位置導出処理のフロー図である。対応参照位置導出処理は、以下のＳ１０１〜Ｓ１０３の処理を順次実行することで実現される。
【０２６２】
（Ｓ１０１）対象レイヤピクチャサイズ、参照レイヤピクチャサイズ、レイヤ間画素対応情報、および、レイヤ間位置対応情報に基づいて、式（Ａ−３）、式（Ａ−４）により対象ピクチャ対応領域サイズcurVSRLW、curVSRLHを計算する。
【０２６３】
（Ｓ１０２）次に、Ｓ１０１で導出した対象ピクチャ対応領域サイズcurVSRLW、curVSRLHと、参照レイヤピクチャサイズrefPicW、refPicHに基づいて、レイヤ間スケール水平成分scaleXとレイヤ間スケール垂直成分scaleYが、式（Ａ−５）、式（Ａ−６）により計算される。
【０２６４】
（Ｓ１０３）レイヤ間画素対応情報とレイヤ間スケールに基づいて参照位置を計算する。対象ピクチャ画素に対応する参照位置の１６分の１画素精度の参照位置xRef16とyRef16を次式により計算できる。
【０２６５】
xRef16 = ((xP - SRLLOffset) * scaleX) + ( 1 << 11 ) ) >> 12    式（Ａ−１´）
yRef16 = ((yP - SRLTOffset) * scaleY) + ( 1 << 11 ) ) >> 12    式（Ａ−２´）
また、対象が色差の画素である場合に、輝度と色差の位相差を考慮した補正を行っても構わない。
【０２６６】
上記xRef16、yRef16から、下記の式により画素位置(xRef, yRef)と位相(xPhase)を導出され、補間により画素が導出される。
【０２６７】
xRef     = ( xRef16 >> 4 )
xPhase = ( xRef16 ) % 16
yRef     = ( yRef16 >> 4 )
yPhase = ( yRef16 ) % 16
【０２６８】
（階層動画像符号化装置の構成）
図２６を用いて、階層動画像符号化装置２の概略構成を説明する。図２６は、階層動画像符号化装置２の概略的構成を示した機能ブロック図である。階層動画像符号化装置２は、対象レイヤの入力画像ＰＩＮ＃Ｔを、参照レイヤ符号化データＤＡＴＡ＃Ｒを参照しながら符号化して、対象レイヤの階層符号化データＤＡＴＡを生成する。なお、参照レイヤ符号化データＤＡＴＡ＃Ｒは、参照レイヤに対応する階層動画像符号化装置において符号化済みであるとする。
【０２６９】
図２６に示すように階層動画像符号化装置２は、NAL多重化部２１、パラメータセット符号化部２２、スライス符号化部２４、復号ピクチャ管理部１６を備える。
【０２７０】
ＮＡＬ多重化部２１は、入力される対象レイヤ符号化データＤＡＴＡ＃Ｔと、参照レイヤ符号化データＤＡＴＡ＃ＲとをＮＡＬユニットに格納することでＮＡＬ多重化した階層動画像符号化データＤＡＴＡを生成し、外部に出力する。
【０２７１】
パラメータセット符号化部２２は、入力される入力画像に基づいて、入力画像の符号化に用いるパラメータセット（VPS、SPS、および、PPS）を設定して、対象レイヤ符号化データＤＡＴＡ＃Ｔの一部としてVCL NALの形式でパケット化してNAL多重化部２１に供給する。
【０２７２】
スライス符号化部２４は、入力される入力画像、パラメータセット、復号ピクチャ管理部１６に記録されている参照ピクチャに基づいて、ピクチャを構成するスライスに対応する入力画像の一部を符号化して、当該部分の符号化データを生成し、対象レイヤ符号化データＤＡＴＡ＃Ｔの一部としてNAL多重化部２１に供給する。スライス符号化部２４の詳細な説明は後述する。
【０２７３】
復号ピクチャ管理部１６は、既に説明した階層動画像復号装置１の備える復号ピクチャ管理部１６と同一の構成要素である。ただし、階層動画像符号化装置２の備える復号ピクチャ管理部１６では、内部のDPBに記録されたピクチャを出力ピクチャとして出力する必要はないため、当該出力は省略できる。なお、階層動画像復号装置１の復号ピクチャ管理部１６の説明において「復号」として説明した記載は「符号化」と置き換えることで、階層動画像符号化装置２の復号ピクチャ管理部１６にも適用できる。
【０２７４】
（パラメータセット符号化部２２）
図２８は、本実施形態のパラメータセット符号化部２２の構成を示すブロック図である。パラメータセット符号化部２２は、スケーラブル識別子符号化部２２１、補助ピクチャ情報符号化部２２２、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３、ピクチャ情報符号化部２２４から構成される。
【０２７５】
ピクチャ情報符号化部２２４は、ピクチャ情報復号部１２４に対応する手段であり、符号化データにピクチャ情報を符号化する。
【０２７６】
スケーラブル識別子符号化部２２１は、スケーラブル識別子復号部１２１に対応する手段であり、レイヤ単位に割り当てられるスケーラブル識別子（ScalabilityId）を符号化する。具体的には、分離フラグsplitting_flag、スケーラブルマスクフラグscalability_mask_flag、次元ＩＤ長dimension_id_len_minus1、dimension_id、次元ＩＤdimension_idを符号化する。
【０２７７】
本実施形態の補助ピクチャ情報符号化部２２２は、すでに説明した条件１、条件２Ａ（およびその変形例）に基づいて、補助ピクチャにプライマリピクチャを対応させる。一つの例では、補助ピクチャに対して、AuxIdが０であるプライマリピクチャの中で、AuxIdを示すj=3以外の全ての0から15までのjについて、スケーラブルＩＤ（ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA ] ][ j ]）が、ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ] ][ j ]と一致する、１もしくはそれ以上のピクチャを対応させる。
【０２７８】
以上の構成の補助ピクチャ情報符号化部２２２を備える階層画像符号化装置によれば、複数のプライマリピクチャで１つの補助ピクチャを共有することができるため、個々のプライマリピクチャで個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【０２７９】
（本実施形態の別の形態）
本実施形態の別の形態では、パラメータセット符号化部２２において、補助ピクチャ情報符号化部２２２の代わりに補助ピクチャ情報符号化部２２２Ａを有する。それ以外の構成要素は、パラメータセット符号化部２２と同じであるので説明を省略する。
【０２８０】
図１０は、本実施形態の補助ピクチャとプライマリピクチャの関係を示す図である。本実施形態の階層画像符号化装置においても、１つの補助ピクチャは１つもしくはそれ以上（one or more）のプライマリピクチャと対応関係を有することができる。さらに、本実施形態では、図９（ｂ）の比較例とは異なり、スケーラブルＩＤが異なるプライマリピクチャと補助ピクチャは対応関係を有することができる。本実施形態では、特定のスケーラブルＩＤに補助ピクチャ識別制御フラグAuxMaskFlagを設定し、その補助ピクチャ識別制御フラグが条件に適用しないことを示すスケーラブルＩＤについては、補助ピクチャとプライマリピクチャとの対応関係の導出に用いないことで実現する。すなわちAuxMaskFlag[j]=0もしくはAuxIgnoreFlag[j]=1を満たすjに対応するスケーラブルＩＤScalabilityId[][j]の一致を補助ピクチャに対応するプライマリピクチャの条件としない。
【０２８１】
本実施形態の補助ピクチャ情報符号化部２２２Ａは、AuxIdを示すスケーラブルＩＤである変数i＝３以外で、かつ、スケーラブルマスクフラグscalability_mask_flag[ i ]が１である変数iに対しaux_mask_flag[i]を符号化する。
【０２８２】
本実施形態の補助ピクチャ情報符号化部２２２Ａは、すでに説明した条件１、条件２Ａ（およびその変形例）に基づいて、補助ピクチャにプライマリピクチャを対応させる。一つの例では、レイヤＩＤnuhLayerIdAで識別される補助ピクチャに対し、レイヤＩＤnuhLayerIdBで識別されるピクチャの中で、AuxId[nuhLayerIdB]が０であり（プライマリピクチャ条件）、かつ、AuxMaskFlag[j]が１である変数以外の全ての0から15までのjについて、スケーラブルＩＤ（ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdA ] ][ j ]）が、ScalabilityId[ LayerIdxInVps[ nuhLayerIdB ] ][ j ]と一致する（スケーラブル条件）を満たすピクチャを１もしくはそれ以上のプライマリピクチャとして対応させる。
【０２８３】
以上の構成の補助ピクチャ情報符号化部２２２Ａ（パラメータセット符号化部）を備える階層画像符号化装置によれば、複数のプライマリピクチャで１つの補助ピクチャを共有することができるため、個々のプライマリピクチャで個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【０２８４】
さらに、補助ピクチャ情報符号化部２２２Ａを備える階層画像符号化装置によれば、スケーラブルＩＤが異なるプライマリピクチャ間で１つの補助ピクチャを共有することができるため、個々のプライマリピクチャで個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【０２８５】
（本実施形態のさらに別の形態）
本実施形態の別の形態では、パラメータセット符号化部２２において、スケーラブル識別子符号化部２２１の代わりにスケーラブル識別子符号化部２２１Ａを有する。それ以外の構成要素は、パラメータセット符号化部２２と同じであるので説明を省略する。
【０２８６】
スケーラブル識別子符号化部２２１Ａは、DepthId、ViewOrderIdx，DependencyId，AuxIdとは異なる別の次元ＩＤを意味するスケーラブルＩＤXIdに関するscalability_mask_flag[ k ]（たとえばj=15）を符号化し、scalability_mask_flag[ k ]が１の場合には、レイヤ変数iで示されるレイヤの次元ＩＤdimension_id[ i ][ j ]を符号化する。これにより、スケーラブル識別子符号化部２２１Ａでは、符号化される対象として提供するスケーラブルＩＤとして、補助レイヤの特定に使用可能され、自由に設定可能なスケーラブルＩＤを備える。
【０２８７】
以上の構成のスケーラブル識別子符号化部２２１Ａを備える階層画像符号化装置によれば、複数のプライマリピクチャで１つの補助ピクチャを共有することができるため、個々のプライマリピクチャで個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【０２８８】
さらに、スケーラブル識別子符号化部２２１Ａを備える階層画像符号化装置によれば、スケーラブルＩＤが異なるプライマリピクチャ間で１つの補助ピクチャを共有することができるため、プライマリピクチャ毎に個別の補助ピクチャを符号化する場合に比べ、符号量を低減する効果を奏する。
【０２８９】
（レイヤ間位置対応情報）
レイヤ間位置対応情報符号化部２２３は、符号化データにレイヤ間位置対応情報を符号化する。レイヤ間位置対応情報符号化部２２３は、補助ピクチャが参照するSPSにおいて、プライマリピクチャを参照ピクチャとする、scaled_ref_layer_left_offset[i]、scaled_ref_layer_top_offset[i]、scaled_ref_layer_right_offset[i]、scaled_ref_layer_botton_offset[i]のシンタックス要素を符号化する。ここでiは、参照ピクチャの識別子である。
【０２９０】
また、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３は、同様に、プライマリピクチャが参照するSPSにおいて、ピクチャを参照ピクチャとする、上記のシンタックス要素を符号化する。    （本実施形態の別の形態）
本実施形態の別の形態では、パラメータセット符号化部２２において、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３の代わりにレイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ａを有する。それ以外の構成要素は、パラメータセット符号化部２２と同じであるので説明を省略する。
【０２９１】
レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ａは、レイヤ間位置対応情報をSPS拡張に符号化する場合には、補助ピクチャが参照するSPSにおいて、補助ピクチャを対象レイヤピクチャ、プライマリピクチャを参照レイヤピクチャとするレイヤ間位置対応情報を符号化する。
【０２９２】
レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ａは、レイヤ間位置対応情報をVPS拡張に符号化する場合には、０から符号化データに含まれるレイヤの最大値−０MaxLayersMinus1の変数iの各々に対応するレイヤIDがnuh_layer_id[i]で示されるレイヤが、直接参照レイヤを有する、もしくは、補助ピクチャの場合に、そのレイヤに対するレイヤ間位置対応情報を符号化する。具体的には、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ｂは、変数iで示される対象レイヤの直接参照レイヤ数が０より大きく、対象レイヤiがプライマリピクチャ（対象レイヤiのAuxIdが０より大きい）場合に、対象レイヤiに対応する参照レイヤのレイヤ間位置対応情報を符号化する。
【０２９３】
同様に、本実施形態のレイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ａを備える階層画像復号装置では、補助ピクチャを対象レイヤピクチャとする場合に、プライマリピクチャを参照レイヤピクチャとして、レイヤ間画素対応情報を符号化する。よって、符号化データを復号する場合に、補助ピクチャに関するレイヤ間画素対応情報を復号した時点で、補助ピクチャとプライマリピクチャ間のレイヤ間画素対応情報が確定するという効果を奏する。また、補助ピクチャとプライマリピクチャ間の画素の座標の対応関係（補助ピクチャ座標とプライマリピクチャ座標間の座標変換方法）について、補助ピクチャ側で符号化するか、プライマリピクチャ側で符号化するかに応じての２つの座標変換方法を用意することがないため実装の複雑度が容易になるという効果を奏する。
【０２９４】
（本実施形態の別の形態）
本実施形態の別の形態では、パラメータセット符号化部２２において、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３の代わりにレイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ｂを有する。それ以外の構成要素は、パラメータセット符号化部２２と同じであるので説明を省略する。
【０２９５】
レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ｂは、レイヤ間位置対応情報をSPS拡張に符号化する場合には、プライマリピクチャが参照するSPSにおいて、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャ、補助ピクチャを参照レイヤピクチャとするレイヤ間位置対応情報を符号化する。
【０２９６】
レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ｂは、レイヤ間位置対応情報をVPS拡張に符号化する場合には、０から符号化データに含まれるレイヤの最大値−０MaxLayersMinus1の変数iの各々に対応するレイヤIDがnuh_layer_id[i]であるレイヤが、直接参照レイヤを有する、もしくは、プライマリピクチャの場合に、そのレイヤに対するレイヤ間位置対応情報を符号化する。具体的には、レイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ｂは、変数iで示される対象レイヤの直接参照レイヤ数が０より大きく、対象レイヤiがプライマリピクチャ（対象レイヤiのAuxIdが０である）場合に、対象レイヤiに対応する参照レイヤのレイヤ間位置対応情報を符号化する。
【０２９７】
同様に、本実施形態のレイヤ間位置対応情報符号化部２２３Ｂを備える階層画像復号装置では、プライマリピクチャを対象レイヤピクチャとする場合に、補助ピクチャを参照レイヤピクチャとして、レイヤ間画素対応情報を符号化する。よって、符号化データを復号する場合に、プライマリピクチャに関するレイヤ間画素対応情報を復号した時点で、補助ピクチャとプライマリピクチャ間のレイヤ間画素対応情報が確定するという効果を奏する。また、補助ピクチャとプライマリピクチャ間の画素の座標の対応関係（補助ピクチャ座標とプライマリピクチャ座標間の座標変換方法）について、補助ピクチャ側で符号化するか、プライマリピクチャ側で符号化するかに応じての２つの座標変換方法を用意することがないため実装の複雑度が容易になるという効果を奏する。
【０２９８】
（スライス符号化部）
次に図２７を参照して、スライス符号化部２４の構成の詳細を説明する。図２７は、スライス符号化部２４の概略的構成を示した機能ブロック図である。
【０２９９】
図２７に示すように、スライス符号化部２４は、スライスヘッダ設定部２４１、CTU符号化部２４４を含む。CTU符号化部２４４は、内部に予測残差符号化部２４４１、予測画像符号化部２４４２、CTU復号画像生成部１４４３を含む。
【０３００】
スライスヘッダ設定部２４１は、入力されるパラメータセットとスライス位置情報に基づいてスライス単位で入力される入力画像の符号化に用いるスライスヘッダを生成する。生成されたスライスヘッダは、スライス符号化データの一部として出力されるとともに、入力画像と合わせてCTU符号化部２４４に供給される。
【０３０１】
スライスヘッダ設定部２４１で生成されるスライスヘッダには、SHスライス位置情報が少なくとも含まれる。
【０３０２】
CTU符号化部２４４は、入力されるパラメータセット、スライスヘッダに基づいて、入力画像（対象スライス部分）をCTU単位で符号化して、対象スライスに係るスライスデータおよび復号画像（復号ピクチャ）を生成して出力する。CTUの符号化は、予測画像符号化部２４４２、予測残差符号化部２４４１、CTU復号画像生成部により実行される。
【０３０３】
予測画像符号化部２４４２は、対象スライスに含まれる対象CTUの予測方式および予測パラメータを決定し、決定した予測方式に基づいて予測画像を生成して予測残差符号化部２４４１とCTU復号画像生成部１４４３に出力する。予測方式や予測パラメータの情報は予測情報（ＰＴ情報）として可変長符号化されて、スライス符号化データに含まれるスライスデータの一部として出力される。予測画像符号化部２４４２で選択可能な予測方式には、少なくともレイヤ間画像予測が含まれている。
【０３０４】
予測画像符号化部２４４２は、予測方式としてレイヤ間画像予測が選択された場合、対応参照位置導出処理を実行して、予測対象画素に対応する参照レイヤ画素位置を決定し、該位置に基づく補間処理により予測画素値を決定する。対応参照位置導出処理としては、階層動画像復号装置１の予測画像生成部１４４２について説明した各処理が適用できる。例えば、図２５を参照して説明した、パラメータセットに含まれるスケール補正情報に基づいて対応参照画素を導出する処理が適用される。
【０３０５】
予測残差符号化部２４４１は、入力される入力画像と予測画像の差分画像を、変換・量子化して得られる量子化変換係数（ＴＴ情報）を、スライス符号化データに含まれるスライスデータの一部として出力する。また、量子化変換係数に逆変換・逆量子化を適用して予測残差を復元し、復元した予測残差をCTU復号画像生成部１４４３に出力する。
【０３０６】
CTU復号画像生成部１４４３は、階層動画像復号装置１の同名の構成要素と同じ機能を有しているため、同一の符号を付与して説明を省略する。
【０３０７】
（他の階層動画像符号化／復号システムへの適用例）
上述した階層動画像符号化装置２及び階層動画像復号装置１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。
【０３０８】
図２９に基づいて、上述した階層動画像符号化装置２および階層動画像復号装置１を、動画像の送信および受信に利用できることを説明する。図２９の（ａ）は、階層動画像符号化装置２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。
【０３０９】
図２９の（ａ）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。上述した階層動画像符号化装置２は、この符号化部ＰＲＯＤ＿Ａ１として利用される。
【０３１０】
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２９の（ａ）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。
【０３１１】
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。
【０３１２】
図２９の（ｂ）は、階層動画像復号装置１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２９の（ｂ）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。上述した階層動画像復号装置１は、この復号部ＰＲＯＤ＿Ｂ３として利用される。
【０３１３】
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２９の（ｂ）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。
【０３１４】
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。
【０３１５】
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。
【０３１６】
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。
【０３１７】
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又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。
【０３１８】
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。
【０３１９】
図３０に基づいて、上述した階層動画像符号化装置２および階層動画像復号装置１を、動画像の記録および再生に利用できることを説明する。図３０の（ａ）は、上述した階層動画像符号化装置２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。
【０３２０】
図３０の（ａ）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。上述した階層動画像符号化装置２は、この符号化部ＰＲＯＤ＿Ｃ１として利用される。
【０３２１】
なお、記録媒体ＰＲＯＤ＿Ｍは、（１）ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ(Solid State Drive)等のように、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）フラッシュメモリ等のように、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）やＢＤ（Blu-ray Disc:登録商標）等のように、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。
【０３２２】
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Ｃ６を更に備えていてもよい。図３０の（ａ）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。
【０３２３】
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。
【０３２４】
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又は受信部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又は画像処理部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又は受信部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。
【０３２５】
図３０の（ｂ）は、上述した階層動画像復号装置１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３０の（ｂ）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。上述した階層動画像復号装置１は、この復号部ＰＲＯＤ＿Ｄ２として利用される。
【０３２６】
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。
【０３２７】
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３０の（ｂ）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。
【０３２８】
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。
【０３２９】
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又は送信部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又は送信部ＰＲＯＤ＿Ｄ５が動画像の主な供給先となる）、ラップトップ型又はタブレット型ＰＣ（この場合、ディスプレイＰＲＯＤ＿Ｄ３又は送信部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又は送信部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。
【０３３０】
（ハードウェア的実現およびソフトウェア的実現について）
最後に、階層動画像復号装置１、階層動画像符号化装置２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。
【０３３１】
後者の場合、上記各装置は、各機能を実現する制御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（Micro Processing Unit））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。
【０３３２】
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（Magneto-Optical）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）／ＣＤ−Ｒ（CD Recordable）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（登録商標）（Electrically Erasable and Programmable Read-only Memory）／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。
【０３３３】
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）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）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、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。
【０３３４】
本発明は上述した各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り、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜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】
【０３３５】
本発明は、画像データが階層的に符号化された符号化データを復号する階層画像復号装置、および、画像データが階層的に符号化された符号化データを生成する階層画像符号化装置に好適に適用できる。また、階層画像符号化装置によって生成され、階層画像復号装置によって参照される階層符号化データのデータ構造に好適に適用できる。
【符号の説明】
【０３３６】
１          階層動画像復号装置（画像復号装置）
１１        ＮＡＬ逆多重化部（ＮＡＬ逆多重化手段）
１２        パラメータセット復号部（パラメータセット復号手段）
１２１      スケーラブル識別子復号部（スケーラブル識別子復号手段）
１２１Ａ    スケーラブル識別子復号部（スケーラブル識別子復号手段）
１２２      補助ピクチャ情報復号部（補助ピクチャ情報復号手段）
１２２Ａ    補助ピクチャ情報復号部（補助ピクチャ情報復号手段）
１２３      レイヤ間位置対応情報復号部（レイヤ間位置対応情報復号手段）
１２３Ａ    レイヤ間位置対応情報復号部（レイヤ間位置対応情報復号手段）
１２３Ｂ    レイヤ間位置対応情報復号部（レイヤ間位置対応情報復号手段）
１２４      ピクチャ情報復号部（ピクチャ情報復号手段）
１４        スライス復号部
１４１      スライスヘッダ復号部
１４４      ＣＴＵ復号部
１４４１    予測残差復元部
１４４２    予測画像生成部
１４４３    ＣＴＵ復号画像生成部
１６        復号ピクチャ管理部
２          階層動画像符号化装置（画像符号化装置）
２１        ＮＡＬ多重化部（ＮＡＬ多重化手段）
２２        パラメータセット符号化部（パラメータセット符号化手段）
２２１      スケーラブル識別子符号化部（スケーラブル識別子符号化手段）
２２１Ａ    スケーラブル識別子符号化部（スケーラブル識別子符号化手段）
２２２      補助ピクチャ情報符号化部（補助ピクチャ情報符号化手段）
２２２Ａ    補助ピクチャ情報符号化部（補助ピクチャ情報符号化手段）
２２３      レイヤ間位置対応情報符号化部（レイヤ間位置対応情報符号化手段）
２２３Ａ    レイヤ間位置対応情報符号化部（レイヤ間位置対応情報符号化手段）
２２３Ｂ    レイヤ間位置対応情報符号化部（レイヤ間位置対応情報符号化手段）
２２４      ピクチャ情報符号化部（ピクチャ情報符号化手段）
２４        スライス符号化部
２４１      スライスヘッダ設定部
２４４      ＣＴＵ符号化部
２４４１    予測残差符号化部
２４４２    予測画像符号化部
【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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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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