(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
階層符号化された符号化データを復号し、対象レイヤである上位レイヤの復号ピクチャを復元する画像復号装置であって、
ａ）パラメータセットに含まれるオフセットの数を復号し、
ｂ）複数の前記オフセットのうちの１つを示すインデックスに関連付けられて、特定の参照レイヤを示す第一の参照レイヤ識別子を復号し、
ｃ）前記インデックスに関連付けられる拡大参照レイヤオフセット情報存否フラグを復号し、
ｄ）前記拡大参照レイヤオフセット情報存否フラグの値に応じて前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられる拡大参照レイヤオフセットシンタックスを復号し、
ｅ）前記インデックスに関連付けられる参照レイヤオフセット情報存否フラグを復号し、
ｆ）前記参照レイヤオフセット情報存否フラグの値に応じて前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられる参照レイヤオフセットシンタックスを復号し、
ｇ）前記インデックスに関連付けられるレイヤ間位相オフセット情報存否フラグを復号し、
ｈ）前記レイヤ間位相オフセット情報存否フラグの値に応じて前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられるレイヤ間位相オフセットシンタックスを復号するパラメータセット復号部と、
前記特定の参照レイヤを用いる場合の予測画像を生成する場合に、前記拡大参照レイヤオフセットシンタックス、前記参照レイヤオフセットシンタックス、および、前記レイヤ間位相オフセットシンタックスを用いて、レイヤ間予測に用いるスケール、および、対応参照位置の少なくとも一方を導出する予測画像生成部と、を備えることを特徴とする画像復号装置。
【請求項２】
階層符号化された符号化データを復号し、対象レイヤである上位レイヤの復号ピクチャを復元する画像復号方法であって、
ａ）パラメータセットに含まれるオフセットの数を復号するステップと、
ｂ）複数の前記オフセットのうちの１つを示すインデックスに関連付けられて、特定の
参照レイヤを示す第一の参照レイヤ識別子を復号するステップと、
ｃ）前記インデックスに関連付けられる拡大参照レイヤオフセット情報存否フラグを復号するステップと、
ｄ）前記拡大参照レイヤオフセット情報存否フラグの値に応じて前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられる拡大参照レイヤオフセットシンタックスを復号するステップと、
ｅ）前記インデックスに関連付けられる参照レイヤオフセット情報存否フラグを復号するステップと、
ｆ）前記参照レイヤオフセット情報存否フラグの値に応じて前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられる参照レイヤオフセットシンタックスを復号するステップと、
ｇ）前記インデックスに関連付けられるレイヤ間位相オフセット情報存否フラグを復号するステップと、
ｈ）前記レイヤ間位相オフセット情報存否フラグの値に応じて前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられるレイヤ間位相オフセットシンタックスを復号するステップと、
ｉ）前記特定の参照レイヤを用いる場合の予測画像を生成する場合に、前記拡大参照レイヤオフセットシンタックス、前記参照レイヤオフセットシンタックス、および、前記レイヤ間位相オフセットシンタックスを用いて、レイヤ間予測に用いるスケール、および、対応参照位置の少なくとも一方を導出するステップと、を含むことを特徴とする画像復号方法。
【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（非特許文献１）。【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が符号化される。予測画像の生成方法としては、画面間予測（インター予測）、および、画面内予測（イントラ予測）が挙げられる。【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、複数の相互に関連する動画像をレイヤ（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（非特許文献２）。【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。【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。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。【００１１】
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。【００１２】
レイヤ間画像予測には、上位レイヤ上の予測対象画素の位置に対応する下位レイヤ上の画素位置を導出する参照画素位置導出処理と、下位レイヤのピクチャに適用される拡大処理における拡大率に相当するスケールを導出するスケール導出処理が含まれる。【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。【００１４】
SHVCやMV-HEVCを利用するアプリケーションの一つに、注目領域を考慮した映像アプリケーションがある。例えば、映像再生端末において、通常は全領域の映像を比較的低解像度で再生する。映像再生端末の視聴者が表示されている映像の一部を注目領域として指定した場合、当該注目領域が高解像度で再生端末に表示される。【００１５】
前記のような注目領域を考慮した映像アプリケーションは、全領域の比較的低解像度の映像を下位レイヤの符号化データとして、注目領域の高解像度映像を上位レイヤの符号化データとして符号化した階層符号化データを用いて実現できる。すなわち、全領域を再生する場合は下位レイヤの符号化データのみを復号して再生し、注目領域の高解像度映像を再生する場合は、上位レイヤの符号化データを前記下位レイヤの符号化データに追加して伝送することで、低解像度映像に対する符号化データと高解像度映像に対する符号化データを両方送る場合に較べて少ない伝送帯域で前記アプリケーションが実現できる。その際、注目領域を含む領域に対応する符号化データを上位レイヤおよび下位レイヤからそれぞれ抽出して伝送することで、さらに伝送帯域を抑制できる。【００１６】
上記のような注目領域を考慮した映像アプリケーションにおいて、注目領域を含む上位レイヤおよび下位レイヤの符号化データを生成する場合に、上位レイヤの画素と下位レイヤの画素の位置関係が変化し、その結果、下位レイヤの画素値に基づく上位レイヤの画素値を予測する場合の予測の正確さが低下するという課題がある。【００１７】
非特許文献３では、下位レイヤ上の代替ピクチャの位置を表す追加情報を送り、該追加情報を用いて参照画素位置やスケールを計算することで、階層符号化データから注目領域に相当する部分データを抽出した場合であっても、参照画素位置（対応参照位置）やスケールの抽出前後での一致を実現する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１８】
【非特許文献１】「Recommendation H.265 (04/13)」, ITU-T (２０１３年６月７日公開)
【非特許文献２】JCTVC-Q1008_v1 「Preliminary version of High efficiency video coding (HEVC) scalable extension Draft 6」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 17th Meeting: Valencia, ES, 27 March - 4 April 2014（2014年4月15日公開）
【非特許文献３】JCTVC-Q0159 「AHG 13: Sub-region extraction - position calculation and comparison of different approaches」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 17th Meeting: Valencia, ES, 27 March - 4 April 2014（2014年3月18日公開）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１９】
しかしながら、非特許文献３に開示されている方式では、注目領域に相当する部分データ抽出時における参照画素位置やスケール維持を実現するための追加データを符号化または復号するために追加のシンタックス要素を多数導入する必要があるという課題があった。そのため、画像復号装置および画像符号化装置では、該追加シンタックス要素を扱うための処理が追加で必要となり、復号/符号化処理の処理量や回路規模の増大につながるという課題があった。【００２０】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来技術に較べてより少ない追加シンタックス要素を用いて、注目領域に相当する部分データ抽出時における参照画素位置やスケール維持を実現できる画像符号化装置および画像復号装置を実現することにある。すなわち、従来より少ない処理量、および、小さい回路規模で符号化または復号処理により、注目領域に相当する部分データ抽出時における参照画素位置やスケール維持を実現できる画像符号化装置および画像復号装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像符号化装置は、階層符号化された符号化データを復号し、対象レイヤである上位レイヤの復号ピクチャを復元する画像復号装置であって、パラメータセットを復号するパラメータセット復号部と、参照レイヤピクチャの復号画素を参照して、レイヤ間予測により予測画像を生成する予測画像生成部を備え、前記パラメータセット復号部は参照領域情報を復号し、前記予測画像生成部は、前記参照領域情報に含まれる参照領域位置情報から対象レイヤ参照領域位置および参照レイヤ参照領域位置を導出し、前記参照領域位置および前記参照レイヤ参照領域位置を用いてレイヤ間予測に用いるスケール、および、対応参照位置の少なくとも一方を導出する、ことを特徴としている。【００２２】
また、上記画像復号装置において、前記参照領域位置情報は、参照領域オフセット情報であり、前記対象レイヤ参照領域位置は、対象レイヤ参照領域オフセットであり、前記参照レイヤ参照領域位置は、参照レイヤ対象領域オフセットである、ことが好ましい。【００２３】
また、上記画像復号装置において、前記参照領域位置情報は、第一のレイヤ識別情報と第二のレイヤ識別情報をインデックスとする二次元の配列変数であって、前記第一のレイヤ識別情報は、参照領域が存在するレイヤを特定する情報であって、前記第二のレイヤ識別情報は、レイヤ間処理対象レイヤを特定する情報であって、前記予測画像生成部は、対象レイヤと参照レイヤの間のレイヤ間予測実行時に、前記対象レイヤを示す前記第一のレイヤ識別情報と、前記参照レイヤを示す前記第二のレイヤ識別情報とをインデックスとする前記参照領域位置情報を用いて前記対象レイヤ参照領域位置を設定し、参照レイヤを示す前記第一のレイヤ識別情報と、対象レイヤを示す前記第二のレイヤ識別情報をインデックスとする前記参照領域位置情報を用いて前記参照レイヤ参照領域位置を設定する、ことが好ましい。【００２４】
また、上記画像復号装置において、前記第一のレイヤ識別情報は、参照領域が存在するレイヤのVPS内インデックスを直接または間接的に指定する情報であって、前記第二のレイヤ識別情報は、レイヤ間処理対象レイヤのVPS内インデックスを直接または間接的に指定する情報であって、前記予測画像生成部は、VPS内インデックスの値がＣの対象レイヤに対するレイヤ間予測実行時に、VPS内インデックスＣを示す前記第一のレイヤ識別情報と、Ｃより小さいVPS内インデックスＲを示す前記第二のレイヤ識別情報とをインデックスとする前記参照領域位置情報を用いて前記対象レイヤ参照領域位置を設定し、前記VPS内インデックスＲを示す前記第一のレイヤ識別情報と、VPS内インデックスＣを示す前記第二のレイヤ識別情報をインデックスとする前記参照領域位置情報を用いて前記参照レイヤ参照領域位置を設定する、ことが好ましい。【００２５】
また、上記画像復号装置において、前記参照領域位置情報は、第一のレイヤ識別情報と第二のレイヤ識別情報をインデックスとする二次元の配列変数であって、前記第一のレイヤ識別情報は、参照領域が存在するレイヤを特定する情報であって、前記第二のレイヤ識別情報は、レイヤ間処理対象レイヤを特定する情報であって、前記予測画像生成部は、対象レイヤと参照レイヤの間のレイヤ間予測実行時に、前記対象レイヤを示す前記第一のレイヤ識別情報と、前記参照レイヤを示す前記第二のレイヤ識別情報とをインデックスとする前記参照領域位置情報を用いて前記対象レイヤ参照領域位置を設定し、前記対象レイヤを示す前記一第のレイヤ識別情報と、前記対象参照レイヤを示す前記第二のレイヤ識別情報をインデックスとする前記参照領域位置情報を用いて前記参照レイヤ参照領域位置を設定する、ことが好ましい。【００２６】
また、上記画像復号装置において、前記パラメータセット復号部は、参照領域対象選択情報を復号し、該参照領域対象選択情報から第一のレイヤ識別情報と第二のレイヤ識別情報を導出するとともに、上記第一のレイヤ識別情報と上記第二のレイヤ識別情報の組み合わせと上記参照領域位置情報を関連付けて記録し、前記予測画像生成部は、対象レイヤと参照レイヤの間のレイヤ間予測実行時に、前記対象レイヤを示す前記第一のレイヤ識別情報と、前記参照レイヤを示す前記第二のレイヤ識別情報の組み合わせに関連付けられて記録されている前記参照領域位置情報を用いて前記対象レイヤ参照領域位置を設定し、参照レイヤを示す前記第一のレイヤ識別情報と、対象レイヤを示す前記第二のレイヤ識別情報に関連付けられて記録されている前記参照領域位置情報を用いて前記参照レイヤ参照領域位置を設定する、ことが好ましい。【００２７】
また、上記画像復号装置において、前記パラメータセット復号部は、対象レイヤと参照レイヤの表示領域情報を復号し、前記予測画像生成部は、対象レイヤと参照レイヤの間のレイヤ間予測実行時に、前記対象レイヤを示す前記第一のレイヤ識別情報と、前記参照レイヤを示す前記第二のレイヤ識別情報とをインデックスとする前記参照領域位置情報が存在しない場合、対象レイヤの前記表示領域情報の示す表示領域位置を前記対象レイヤ参照領域位置として設定し、参照レイヤを示す前記第一のレイヤ識別情報と、対象レイヤを示す前記第二のレイヤ識別情報をインデックスとする前記参照領域位置情報が存在しない場合、参照レイヤの前記表示領域情報の示す表示領域を前記参照レイヤ参照領域位置として設定する、ことが好ましい。【００２８】
また、上記画像復号装置において、前記予測画像生成部は、前記対象レイヤ参照領域位置の示す参照領域サイズと、前記参照レイヤ参照領域位置の示す参照領域サイズの比、または、比を近似する値として、前記スケールを導出する、ことが好ましい。【００２９】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像符号化装置は、入力画像から対象レイヤである上位レイヤの符号化データを生成する画像符号化装置であって、パラメータセットを符号化するパラメータセット符号化部と、参照レイヤピクチャの復号画素を参照して、レイヤ間予測により予測画像を生成する予測画像生成部を備え、前記パラメータセット符号化部は参照領域情報を符号化し、前記予測画像生成部は、前記参照領域情報に含まれる参照領域位置情報から対象レイヤ参照領域位置および参照レイヤ参照領域位置を導出し、前記参照領域位置および前記参照レイヤ参照領域位置を用いてレイヤ間予測に用いるスケール、および、対応参照位置の少なくとも一方を導出する、ことを特徴としている。【００３０】
上記課題を解決するために、本発明に係る符号化データ変換装置は、入力される階層符号化データを入力される注目領域情報に基づいて変換し、注目領域階層符号化データを生成して出力する、パラメータセット修正部を備える階層符号化データ変換装置であって、前記パラメータセット修正部は、階層符号化データから導出される対象レイヤ参照領域位置および参照レイヤ参照領域位置がそれぞれ変換前後で一致するように参照領域位置情報を修正する、ことを特徴としている。【００３１】
上記課題を解決するために、本発明に係る画像符号化装置は、階層符号化された符号化データを復号し、対象レイヤである上位レイヤの復号ピクチャを復元する画像復号装置であって、パラメータセットを復号するパラメータセット復号部と、参照レイヤピクチャの復号画素を参照して、レイヤ間予測により予測画像を生成する予測画像生成部を備え、前記パラメータセット復号部は、レイヤ間位置対応情報を復号し、前記レイヤ間位置対応情報は、参照レイヤにそれぞれ関連付けられる、拡大参照レイヤオフセットシンタックス、参照レイヤオフセットシンタックス、および、レイヤ間位相オフセットシンタックスを含み、前記パラメータセット復号部は、特定の参照レイヤを示す第一の参照レイヤ識別子を復号し、符号化データ内で連続して含まれる、前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられる前記拡大参照レイヤオフセットシンタックス、前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられる前記参照レイヤオフセットシンタックス、および、前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられるレイヤ間位相オフセットシンタックスを、符号化データから続けて復号し、前記予測画像生成部は、所定の参照レイヤを用いる場合の予測画像を生成する場合に、該参照レイヤに関連付けられる前記拡大参照レイヤオフセットシンタックス、前記参照レイヤオフセットシンタックス、および、前記レイヤ間位相オフセットシンタックスを用いて、レイヤ間予測に用いるスケール、および、対応参照位置の少なくとも一方を導出することを特徴としている。【００３２】
また、上記画像復号装置において、前記レイヤ間位置対応情報は、特定の参照レイヤと関連付けられた参照レイヤオフセット情報存否フラグを含み、前記予測画像生成部は、前記参照レイヤオフセット情報存否フラグの値に応じて、該参照レイヤオフセットが関連付けられた参照レイヤに関する参照レイヤオフセットシンタックスを復号することを特徴としている。【００３３】
また、上記画像復号装置において、前記レイヤ間位置対応情報は、特定の参照レイヤと関連付けられたレイヤ間位相オフセット情報存否フラグを含み、前記予測画像生成部は、前記レイヤ間位相オフセット情報存否フラグの値に応じて、該参照レイヤオフセットが関連付けられたレイヤ間位相オフセットシンタックスを復号することを特徴としている。【００３４】
また、上記画像復号装置において、前記レイヤ間位置対応情報は、特定の参照レイヤと関連付けられたレイヤオフセット情報存否フラグを含み、前記予測画像生成部は、前記レイヤオフセット情報存否フラグの値に応じて、該参照レイヤオフセットが関連付けられた拡大参照レイヤオフセットシンタックス、および、参照レイヤオフセットシンタックスを復号することを特徴としている。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係る画像復号装置（画像符号化装置）は、参照領域位置情報を含むパラメータセットを復号するパラメータセット復号部と、参照領域位置情報から導出される対象レイヤ参照領域位置および参照レイヤ参照領域位置を参照してレイヤ間予測におけるスケールや対応参照位置を導出する予測画像生成部を備えている。【００３６】
したがって、本発明に係る画像復号装置（画像符号化装置）は、従来より少ない処理量、および、小さい規模の回路による復号処理（符号化処理）により、注目領域に相当する部分データ抽出時における対応参照位置やスケールの維持を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】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】本発明の実施形態に係る階層符号化データにおけるピクチャとタイル・スライスの関係を説明する図であり、（ａ）はピクチャをタイル・スライスにより分割する場合の分割領域を例示しており、（ｂ）は符号化データの構成におけるタイルとスライスの関係を例示している。
【図５】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６】上記階層動画像復号装置に含まれるベース復号部の構成を例示する機能ブロック図である。
【図７】ピクチャ内の部分領域である表示領域と表示領域位置情報の関係を例示する図である。
【図８】対象レイヤピクチャ、対象レイヤ参照領域、参照レイヤピクチャ、参照レイヤ参照領域と、参照領域オフセットの関係を例示する図である。
【図９】VPS拡張の復号時に参照されるシンタックス表の一部であって、参照領域情報に係るシンタックスに係る部分である。
【図１０】SPS拡張の復号時に参照されるシンタックス表の一部であって、参照領域情報に係るシンタックスに係る部分である。
【図１１】SPS拡張の復号時に参照されるシンタックス表の一部であって、参照領域情報に係るシンタックスに係る部分の別の例である。
【図１２】SPS拡張の復号時に参照されるシンタックス表の一部であって、表示領域利用制御フラグに係る部分の例である。
【図１３】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１４】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１５】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１６】本発明の一実施形態に係る階層符号化データ変換装置の概略的構成を示した機能ブロック図である。
【図１７】変換前後の階層符号化データにおけるピクチャ、注目領域、および、タイルの関係を例示した図である。
【図１８】上記階層動画像復号装置、階層動画像符号化装置、及び、階層符号化データ変換装置の組み合わせにより実現する注目領域表示システムの構成を示したブロック図である。
【図１９】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２０】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。
【図２１】対象レイヤピクチャ、対象レイヤ対応領域、参照レイヤピクチャ、参照レイヤ対象領域と、拡大参照レイヤオフセットの関係を例示する図である。
【図２２】PPS拡張の復号時に参照されるシンタックス表の一部であって、レイヤ間位置対応情報に係るシンタックスに係る部分である。
【図２３】PPS拡張の復号時に参照されるシンタックス表の一部の別の例であって、レイヤ間位置対応情報に係るシンタックスに係る部分である。
【図２４】PPS拡張の復号時に参照されるシンタックス表の一部の別の例であって、レイヤ間位置対応情報に係るシンタックスに係る部分である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１〜図２０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。特定のレイヤに対応するレイヤ識別子に関連付けられた階層符号化データの部分集合は、レイヤ表現とも呼称される。
【００６６】
一般に、特定の階層の復号画像の復号には、当該階層のレイヤ表現、および／または、当該階層の下位レイヤに対応するレイヤ表現が用いられる。すなわち、対象レイヤの復号画像の復号においては、対象レイヤのレイヤ表現、および／または、対象レイヤの下位レイヤに含まれる１つ以上階層のレイヤ表現が用いられる。
【００６７】
レイヤ間予測  ：  レイヤ間予測とは、対象レイヤのレイヤ表現と異なる階層（参照レイヤ）のレイヤ表現に含まれるシンタックス要素値、シンタックス要素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要素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。
【００６８】
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。
【００６９】
〔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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
（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。
【００７３】
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。
【００７４】
（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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
（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）。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
（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。
【００８３】
（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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
また、符号化ツリーユニットＣＴＵのサイズ、および、各符号化ユニットのとり得るサイズは、シーケンスパラメータセットＳＰＳに含まれる、最小符号化ノードのサイズ指定情報、および最大符号化ノードと最小符号化ノードの階層深度の差分に依存する。例えば、最小符号化ノードのサイズが８×８画素であって、最大符号化ノードと最小符号化ノードの階層深度の差分が３である場合、符号化ツリーユニットＣＴＵのサイズが６４×６４画素であって、符号化ノードのサイズは、４種類のサイズ、すなわち、６４×６４画素、３２×３２画素、１６×１６画素、および、８×８画素の何れかをとり得る。
【００９２】
（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。
【００９３】
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。
【００９４】
なお、ＣＴＵ分割情報ＳＰ＿ＣＴＵは、ＣＵの形状やサイズを明示的に含んでいなくてもよい。例えばＣＴＵ分割情報ＳＰ＿ＣＴＵは、対象ＣＴＵ全体またはＣＴＵの部分領域を四分割するか否かを示すフラグの集合であってもよい。その場合、ＣＴＵの形状やサイズを併用することで各ＣＵの形状やサイズを特定できる。
【００９５】
（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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
スキップフラグＳＫＩＰは、対象のＰＵについて、スキップモードが適用されているか否かを示すフラグであり、スキップフラグＳＫＩＰの値が１の場合、すなわち、対象ＣＵにスキップモードが適用されている場合、そのＣＵ情報ＣＵにおけるＰＴ情報ＰＴＩの一部、および、ＴＴ情報ＴＴＩは省略される。なお、スキップフラグＳＫＩＰは、Ｉスライスでは省略される。
【０１０６】
［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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
インター予測情報PP_Interは、階層動画像復号装置１が、インター予測によってインター予測画像を生成する際に参照される予測情報を含む。より具体的には、インター予測情報PP_Interは、対象ＣＵの各インターＰＵへの分割パターンを指定するインターＰＵ分割情報、および、各インターＰＵについてのインター予測パラメータ（動き補償パラメータ）を含む。インター予測パラメータとしては、例えば、マージフラグ（merge_flag）、マージインデックス（merge_idx）、推定動きベクトルインデックス（mvp_idx）、参照ピクチャインデックス（ref_idx）、インター予測フラグ（inter_pred_flag）、および動きベクトル残差（mvd）を含む。
【０１１０】
イントラ予測情報PP_Intraは、階層動画像復号装置１が、イントラ予測によってイントラ予測画像を生成する際に参照される符号化パラメータを含む。より具体的には、イントラ予測情報PP_Intraには、対象ＣＵの各イントラＰＵへの分割パターンを指定するイントラＰＵ分割情報、および、各イントラＰＵについてのイントラ予測パラメータが含まれる。イントラ予測パラメータは、各イントラＰＵについてのイントラ予測方法（予測モード）を指定するためのパラメータである。
【０１１１】
［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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
また、例えば、ＣＵサイズが、６４×６４の場合、分割により得られる各変換ブロックは、３２×３２画素から４×４画素までのサイズをとり得る。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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）。
【０１１７】
（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 splittings）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。
【０１１８】
（拡張レイヤ）
拡張レイヤのレイヤ表現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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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、または、レイヤ間画像予測のいずれかを指定する情報である。予測タイプ情報ＰＴｙｐｅには、レイヤ間画像予測モードの適用有無を指定するフラグ（レイヤ間画像予測フラグ）を含む。なお、レイヤ間画像予測フラグは、texture_rl_flag、inter_layer_pred_flag、または、base_mode_flagと呼ばれることもある。
【０１２１】
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。
【０１２２】
イントラＣＵは、ベースレイヤにおけるイントラＣＵと同様に定義できる。イントラＣＵでは、レイヤ間画像予測フラグが“０”に、予測モードフラグが“０”に設定される。
【０１２３】
レイヤ間ＣＵは、参照レイヤのピクチャの復号画像を予測画像生成に用いるＣＵと定義できる。レイヤ間ＣＵでは、レイヤ間画像予測フラグが“１”に、予測モードフラグが“０”に設定される。
【０１２４】
スキップＣＵは、上述のHEVC方式の場合と同様に定義できる。例えば、スキップＣＵでは、スキップフラグに“１”が設定される。
【０１２５】
インターＣＵは、非スキップかつ動き補償（MC；Motion Compensation）を適用するＣＵと定義されていてもよい。インターＣＵでは、例えば、スキップフラグに“０”が設定され、予測モードフラグに“１”が設定される。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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、後述のレイヤ間参照ピクチャセット、レイヤ間参照ピクチャリスト、ベース制御情報等を直接、または、間接的に導出するためのシンタックス）が含まれていてもよい。
【０１３０】
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。
【０１３１】
〔ピクチャ、タイル、スライスの関係〕
次に、ピクチャ、タイル、スライスについて、相互の関係および符号化データとの関係を図４を参照して説明する。図４は、階層符号化データにおけるピクチャとタイル・スライスの関係を説明する図である。タイルは、ピクチャ内の矩形の部分領域、および、該部分領域に係る符号化データに対応付けられる。スライスはピクチャ内の部分領域、および、該部分領域に係る符号化データ、すなわち、該部分領域に係るスライスヘッダおよびスライスデータに対応付けられる。
【０１３２】
図４（ａ）はピクチャをタイル・スライスにより分割する場合の分割領域を例示している。図４（ａ）では、ピクチャは矩形の６個のタイル（T00、T01、T02、T10、T11、T12）に分割されている。タイルT00、タイルT02、タイルT10、タイルT12は、それぞれ１個のスライス（順にスライスS00、スライスS02、スライスS10、スライスS12）を含む。一方、タイルT01は2個のスライス（スライスS01aとスライスS01b）を含み、タイルT11は2個のスライス（スライスS11aとスライスS11b）を含んでいる。
【０１３３】
図４（ｂ）は符号化データの構成におけるタイルとスライスの関係を例示している。まず、符号化データは、複数のVCL（Video Coding Layer；ビデオ符号化レイヤ）NALユニットと非VCL（non-VCL）NALユニットから構成される。１枚のピクチャの相当するビデオ符号化レイヤの符号化データは、複数のVCL NALから構成される。ピクチャがタイルに分割される場合、ピクチャに相当する符号化データには、タイルのラスタ順にタイルに相当する符号化データが含まれている。すなわち、図４（ａ）で示したようにピクチャがタイルに分割される場合、タイルT00、T01、T02、T10、T11、T12の順にタイルに相当する符号化データが含まれる。タイルが複数のスライスに分割される場合、スライス先頭のCTUが、タイル内でのCTUラスタスキャン順で先に位置するスライスから順に、スライスに相当する符号化データがタイルに相当する符号化データに含まれる。例えば、図４（ａ）で示したようにタイルT01がスライスS01aとS01bを含む場合、スライスS01a、スライスS01bの順にスライスに相当する符号化データがタイルT01に相当する符号化データに順に含まれる。
【０１３４】
以上の説明から分かるように、ピクチャ内の特定のタイルに相当する符号化データには、１以上のスライスに対応する符号化データが関連付けられている。そのため、タイルに関連付けられるスライスの復号画像を生成できれば、該タイルに対応するピクチャ内の部分領域の復号画像を生成できる。
【０１３５】
以下では、特に追加の説明がなければ、上記のようなピクチャ、タイル、スライスと符号化データの関係を前提として説明を行う。
【０１３６】
〔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１３を参照して説明する。
【０１３７】
（階層動画像復号装置の構成）
図５を参照して、階層動画像復号装置１の概略的構成を説明する。図５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、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。
【０１３８】
図５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、タイル設定部１３、スライス復号部１４、ベース復号部１５、復号ピクチャ管理部１６を含む。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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#$を取り出す。また、NAL逆多重化部１１は、対象レイヤ符号化データDATA#Tに含まれる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。
【０１４５】
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を復号してタイル設定部１３とスライス復号部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。
【０１４６】
タイル設定部１３は、入力されるパラメータセットに基づいてピクチャのタイル情報を導出してスライス復号部１４に供給する。タイル情報は、少なくともピクチャのタイル分割情報を含む。
【０１４７】
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。
【０１４８】
復号ピクチャ管理部１６は、入力される復号ピクチャやベース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。
【０１４９】
ベース復号部１５は、参照レイヤ符号化データDATA#Rからベース復号ピクチャを復号する。ベース復号ピクチャは、対象レイヤの復号ピクチャ復号時に利用される参照レイヤの復号ピクチャである。ベース復号部１５は、復号したベース復号ピクチャを復号ピクチャ管理部１６内のDPBに記録する。
【０１５０】
図６を用いて、ベース復号部１５の詳細構成を説明する。図６は、ベース復号部１５の構成について例示した機能ブロック図である。
【０１５１】
図６に示すように、ベース復号部１５は、ベースNAL逆多重化部１５１、ベースパラメータセット復号部１５２、ベースタイル設定部１５３、ベーススライス復号部１５４、ベース復号ピクチャ管理部１５６を備える。
【０１５２】
ベースNAL逆多重化部１５１は、参照レイヤ符号化データＤＡＴＡ＃Ｒを逆多重化して、VCL NALと非VCL NALを抽出し、非VCL NALをベースパラメータセット復号部１５２に、VCL NALをベーススライス復号部１５４にそれぞれ供給する。
【０１５３】
ベースパラメータセット復号部１５２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を復号してベースタイル設定部１５３とベーススライス復号部１５４に供給する。
【０１５４】
ベーススタイル設定部１５３は、入力されるパラメータセットに基づいてピクチャのタイル情報を導出してベーススライス復号部１５４に供給する。
【０１５５】
ベーススライス復号部１５４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ベース復号ピクチャ管理部１５６内のバッファに記録する。
【０１５６】
ベース復号ピクチャ管理部１５６は、入力される復号ピクチャを内部のDPB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、ベース復号ピクチャ管理部１５６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ベース復号ピクチャとして出力する。
【０１５７】
（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、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要素のシンタックス値、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できる。
【０１５８】
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、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。
【０１５９】
（ピクチャ情報）
パラメータセット復号部１２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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
なお、ピクチャ情報は、レイヤ間で共有されている。すなわち、対象レイヤとは異なるレイヤのピクチャ情報を対象レイヤの復号および符号化時に参照できる。
【０１６２】
（表示領域情報）
パラメータセット復号部１２は、入力される対象レイヤ符号化データから表示領域情報を復号する。表示領域情報は、例えば、SPSに含まれている。SPSから復号される表示領域情報は、表示領域フラグ（conformance_flag）を含む。表示領域フラグは表示領域の位置を表わす情報（表示領域位置情報）が追加でSPSに含まれるか否かを示す。すなわち、表示領域フラグが１の場合、表示領域位置情報が追加で含まれることを示し、表示領域フラグが０の場合、表示領域位置情報が追加で含まれないことを示す。
【０１６３】
SPSから復号される表示領域情報は、表示領域フラグが１の場合、さらに表示領域位置情報として表示領域左オフセット（conf_win_left_offset）、表示領域右オフセット（conf_win_right_offset）、表示領域上オフセット（conf_win_top_offset）、表示領域下オフセット（conf_win_bottom_offset）を含む。
【０１６４】
表示領域は、表示領域フラグが０の場合には、ピクチャ全体が設定される。一方、表示領域フラグが１の場合には、表示領域位置情報が示すピクチャ内の部分領域が設定される。なお、表示領域は、コンフォーマンス窓（conformance window）とも呼称される。
【０１６５】
図７を参照して表示領域位置情報と表示領域の関係を説明する。図７は、ピクチャ内の部分領域である表示領域と表示領域位置情報の関係を例示する図である。図に示したように、表示領域はピクチャ内に包含されており、表示領域上オフセットはピクチャ上辺と表示領域上辺の距離、表示領域左オフセットはピクチャ左辺と表示領域左辺の距離、表示領域右オフセットはピクチャ右辺と表示領域右辺の距離、表示領域下オフセットはピクチャ下辺と表示領域下辺の距離をそれぞれ表わしている。したがって、上記の表示領域位置情報により、表示領域のピクチャ内の位置およびサイズが一意に特定できる。なお、表示領域情報は、表示領域のピクチャ内の位置およびサイズが一意に特定できる他の情報であっても構わない。
【０１６６】
なお、表示領域情報は、レイヤ間で共有されている。すなわち、対象レイヤとは異なるレイヤの表示領域情報を対象レイヤの復号および符号化時に参照できる。
【０１６７】
（レイヤ間位置対応情報）
パラメータセット復号部１２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。
【０１６８】
（参照領域情報）
レイヤ間位置対応情報は、参照領域情報を含む。参照領域情報は、特定のレイヤ（以下、レイヤＡ）における、以下の２つの領域の空間的な位置関係を表す情報である。
【０１６９】
（ピクチャ領域）：レイヤＡ上のピクチャに対応する領域
（参照領域）：レイヤＡと別のレイヤ（レイヤＢ）の間のレイヤ間処理において、レイヤ間の画素位置の対応関係を示す情報の導出に用いられる、レイヤＡ上の領域
【０１７０】
本実施形態において、参照領域情報として参照領域オフセットを用いる。参照領域オフセットは、上記参照領域の各頂点と、上記ピクチャ領域の対応する各頂点との間の変位を表す情報であり、左、上、右、下にそれぞれ対応する、以下の４つのオフセットから構成される。
【０１７１】
１．参照領域左オフセット：参照領域左上画素とピクチャ領域左上画素との間の水平方向のオフセット
２．参照領域上オフセット：参照領域左上画素とピクチャ領域左上画素との間の垂直方向のオフセット
３．参照領域右オフセット：参照領域右下画素とピクチャ領域右下画素との間の水平方向のオフセット
４．参照領域下オフセット：参照領域右下画素とピクチャ領域右下画素との間の垂直方向のオフセット
【０１７２】
参照領域オフセットに含まれる上記各オフセットと、ピクチャ領域、および、参照領域との関係を、図８を用いて説明する。図８は、対象レイヤピクチャ、対象レイヤ参照領域、参照レイヤピクチャ、参照レイヤ参照領域と、参照領域オフセットの関係を例示する図である。図８では、対象レイヤ上のピクチャ領域（対象レイヤピクチャ）に対象レイヤ上の参照領域（対象レイヤ参照領域）が包含される場合の、対象レイヤにおける各参照領域オフセット（対象レイヤ参照領域左オフセット、対象レイヤ参照領域上オフセット、対象レイヤ参照領域右オフセット、対象レイヤ参照領域下オフセット）の関係を示している。また、図８では、参照レイヤ上のピクチャ領域（参照レイヤピクチャ）に参照レイヤ上の参照領域（参照レイヤ参照領域）が包含される場合の、参照レイヤにおける各参照領域オフセット（参照レイヤ参照領域左オフセット、参照レイヤ参照領域上オフセット、参照レイヤ参照領域右オフセット、参照レイヤ参照領域下オフセット）の関係を示している。レイヤ間予測に代表されるレイヤ間処理における対応画素位置導出やスケール導出は、対象レイヤ参照領域と参照レイヤ参照領域を用いて実行される。
【０１７３】
なお、図８では、参照領域がピクチャ領域に含まれる場合を図示したが、それに限らず、ピクチャ領域が参照領域に含まれていいてもよいし、参照領域とピクチャ領域の一部が重なっていても構わない。本実施形態では、参照領域オフセットの正負は、参照領域がピクチャ領域に含まれる場合に正の値、ピクチャ領域に参照領域が含まれる場合に負の値をとるものとする。すなわち、図８に示した、ピクチャ領域に参照領域が包含される場合には、全ての参照領域オフセットの値が正となる。なお、参照領域オフセットの正負の定義は、逆であっても構わないが、その場合は後述の対応参照位置やスケールの導出式を適宜読み替えて適用する必要が生じる。
【０１７４】
なお、参照領域オフセットの目的は、参照領域の形状、および、ピクチャ領域と参照領域の空間的な位置関係を規定することにある。そのため、その目的が達成されるのであれば、上記以外の参照オフセット以外のパラメータを用いることも可能である。例えば、参照領域の左上画素のピクチャ領域左上画素に対する水平および垂直方向のオフセットと参照領域の矩形の幅および高さの組み合わせを用いてもよい。参照領域の形状、および、ピクチャ領域と参照領域の空間的な位置関係を規定する情報のことを参照領域位置情報と呼ぶ。参照領域位置情報は、参照領域オフセットの上位概念に相当する。本実施形態の説明では、参照領域位置情報として参照領域オフセットを用いる場合を前提として記載する。
【０１７５】
（参照領域オフセットのシンタックス）
パラメータセット復号部１２において、入力される符号化データから復号される参照領域オフセットに係るシンタックスについて、図９を参照して説明する。図９は、パラメータセット復号部１２がVPSに含まれるVPS拡張（vps_extension()）の復号時に参照されるシンタックス表の一部であって、参照領域オフセットに係る部分である。
【０１７６】
VPSには参照領域オフセットに係る複数のシンタックス要素が含まれている。以下では、それらを総称して参照領域オフセット関連シンタックスと呼ぶ。図９に示すシンタックス表は、参照領域オフセット関連シンタックスを構成するシンタックス要素として、以下のシンタックス要素がVPS拡張に含まれていることを示している。
【０１７７】
・Ａ０：参照領域オフセット存否フラグ（ref_region_offsets_in_vps_flag）
・Ａ１：参照領域オフセット数（num_ref_region_offsets[i]）
・Ａ２：参照領域レイヤインデックス情報(ref_region_layer_idx_delta_minus1[i][j])
・Ａ３Ｌ：参照領域左オフセット情報（ref_region_left_offset[i][j]）
・Ａ３Ｔ：参照領域上オフセット情報（ref_region_top _offset[i][j]）
・Ａ３Ｒ：参照領域右オフセット情報（ref_region_right_offset[i][j]）
・Ａ３Ｂ：参照領域下オフセット情報（ref_region_bottom_offset[i][j]）
【０１７８】
シンタックス要素Ａ０は１ビットのフラグ（u(1)）の符号である。シンタックス要素Ａ１、Ａ２はHEVCで規定されている非負整数の０次指数ゴロム符号（ue(v)）により符号化される。Ａ３Ｌ、Ａ３Ｔ、Ａ３Ｒ、Ａ３ＢはHEVCで規定されている符号付き整数の０次指数ゴロム符号（se(v)）により符号化される。
【０１７９】
参照領域オフセット存否フラグ（Ａ０)は、当該フラグを除く参照領域オフセット関連シンタックスが、VPS拡張に含まれるか否かを示すフラグである。該フラグの値が１の場合に、参照領域オフセット関連シンタックスが含まれることを示す。それ以外（該フラグの値が０）の場合、参照領域オフセット関連シンタックスが含まれないことを示す。
【０１８０】
参照領域オフセット数（Ａ１）は、VPS拡張に含まれるインデックスiにより特定されるレイヤ（以下、レイヤi）に対する参照領域オフセットの数を表す。なお、インデックスiは、VPS拡張に含まれるレイヤを示すインデックスである。参照領域オフセットの個数は、左、上、右、下にそれぞれ対応する４個のオフセット（上記Ａ３Ｌ，Ａ３Ｔ、Ａ３Ｒ、Ａ３Ｂ）の組み合わせの個数に相当する。参照領域オフセット数は、0以上MaxLayersMinus1以下のインデックス各値により特定される各レイヤに対して符号化/復号される。
【０１８１】
なお、VPS拡張に含まれる参照領域オフセット数の個数は、何れのレイヤに対する参照領域オフセットの伝送も可能とする機能性を実現する上で、上記の個数が好ましい。しかしながら、一部のレイヤに対して参照領域オフセットが利用されないことが別の手段により明らかである場合、該レイヤに対応する参照領域オフセット数を省略して、該レイヤに対する参照領域オフセットの値を０と推定してもよい。
【０１８２】
参照領域レイヤインデックス情報（Ａ２）は、レイヤiに関連付けられるj番目のレイヤを特定する情報である。具体的には、参照領域レイヤインデックス情報は、レイヤiに関連付けられるj番目のレイヤのVPS内のレイヤインデックス（LIdx[i][j]）の導出に利用される。LIdx[i][j]は、参照領域レイヤインデックス情報のシンタックス値ref_region_layer_idx_delta_minus1[i][j]をRRL[i][j]とする場合、次式により導出される。
【０１８３】
LIdx[i][j] = i - (RRL[i][j] + 1) ... (j == 0)
LIdx[i][j] = LIdx[i][j-1] + (RRL[i][j] + 1) ... (j >= 1)
すなわち、jが0に等しい場合、インデックスiから、参照領域レイヤインデックス情報に１を加えた数だけ小さいレイヤインデックスを設定する。また、jが1以上の場合、レイヤiに関連付けられた（j-1）番目のレイヤのインデックスから、参照領域レイヤインデックス情報に1を加えた数だけ大きいレイヤインデックスを設定する。ここで、RRL[i][j]の最大値は、ビットストリーム中のレイヤ数最大値（MaxLayersMinus1+1）未満である。すなわち、レイヤiに関連付けられたj番目のレイヤのインデックスの最大値は、レイヤiのインデックス（インデックスi）より大きい値を取り得る。
【０１８４】
なお、上記のように参照領域レイヤインデックス情報を定義した場合、参照領域レイヤインデックス情報の符号量を抑制する効果がある。しかしながら、該符号量の抑制が重要ではない場合、インデックスjと特定のレイヤを関連付ける別のシンタックスおよび導出手段の組み合わせを用いても構わない。例えば、参照領域レイヤインデック情報としてVPS内レイヤインデックスを用いてもよい。その場合、以下の式によりLIdx[i][j]が導出される。
【０１８５】
LIdx[i][j] = RRL[i][j]
【０１８６】
参照領域オフセット情報（参照領域左オフセット情報（Ａ３Ｌ）、参照領域上オフセット情報（Ａ３Ｔ）、参照領域右オフセット情報（Ａ３Ｒ）、参照領域下オフセット情報（Ａ３Ｂ））は、レイヤi上の参照領域であって、レイヤiと、レイヤiに関連付けられたj番目のレイヤとの間のレイヤ間処理（レイヤ間予測）で参照される参照領域を表すオフセット（参照領域オフセット）を導出するための情報である。参照領域オフセット情報は、参照領域の位置と大きさ（形状）を表す情報でもあり、参照領域位置情報とも呼ぶ。
【０１８７】
上記の参照領域オフセット情報は、次のように表現できる。すなわち、参照領域位置情報は、第一のレイヤ識別情報（上記i）と第二のレイヤ識別情報（上記j）をインデックスとする配列変数である。第一のレイヤ識別情報であるiは、参照領域が存在するレイヤのVPS内レイヤインデックスである。また、第二のレイヤ識別情報であるjは、参照領域を適用するレイヤ間処理の対象レイヤを特定する情報であって、上記のLIdx[i][j]を通して、レイヤ間処理の対象レイヤのVPS内レイヤインデックスと関連付けられている。
【０１８８】
（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、および、タイル情報に基づいて復号ピクチャを生成して出力する。
【０１８９】
図１３を用いて、スライス復号部１４の概略的構成を説明する。図１３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。
【０１９０】
スライス復号部１４は、スライスヘッダ復号部１４１、スライス位置設定部１４２、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。
【０１９１】
（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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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の識別子であり、当該PPS識別子を介して、対象スライスに関連付けるべきタイル情報が特定される。
【０１９５】
（スライス位置設定部）
スライス位置設定部１４２は、入力されるスライスヘッダとタイル情報に基づいてピクチャ内のスライス位置を特定してＣＴＵ復号部１４４に出力する。スライス位置設定部１４２で導出されるピクチャ内のスライス位置は、スライスに含まれる各CTUのピクチャ内での位置を含む。
【０１９６】
（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。
【０１９７】
（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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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、および、参照領域情報に基づいて、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１を参照して説明する。なお、以下では、対応参照位置導出処理の対象レイヤがレイヤC（レイヤCのVPS内インデックスがc）、対象レイヤの参照レイヤがレイヤR（レイヤRのVPS内インデックスがr）であるとして説明する。ここで、対象レイヤの参照レイヤは、対象レイヤより下位のレイヤであって、小さいVPS内インデックスに対応するレイヤがより下位のレイヤである、という２つの事実から、rはcより小さいという関係が成り立つ。図１は、対応参照位置導出処理のフロー図である。レイヤCを対象レイヤとする場合のレイヤCとレイヤRの間のレイヤ間画像予測処理における対応参照位置導出処理は、以下のＳ１０１〜Ｓ１０７の手順で順次実行される。
【０２００】
（Ｓ１０１）パラメータセット復号部１２で参照領域情報として復号された、iとjをインデックスとする参照領域オフセット情報から、参照領域オフセットを導出する。以下では、導出される参照領域オフセットを、RRO[k][l]と呼ぶ。加えて、RRO[k][l]を構成する左、上、右、下にそれぞれ対応する参照領域オフセットとその記号を以下の通り定義する。
【０２０１】
参照領域左オフセット：RRLO[k][l]
参照領域上オフセット：RRTO[k][l]
参照領域右オフセット：RRRO[k][l]
参照領域下オフセット：RRBO[k][l]
【０２０２】
RRO[i][j][k][l]を構成する各オフセット、RRLO[k][l]、RRTO[k][l]、RRRO[k][l]、RRBO[k][l]は、対応する参照領域オフセット情報に基づいて、以下の計算により導出される。
【０２０３】
RRLO[k][l] = (ref_region_left_offset[i][j] << 1)
RRTO[k][l] = (ref_region_top_offset[i][j] << 1)
RRRO[k][l] = (ref_region_right_offset[i][j] << 1)
RRBO[k][l] = (ref_region_bottom_offset[i][j] << 1)
ここで、k=i、l=LIdx[i][j]の関係がある。LIdx[i][j]は、パラメータセット復号部１２において復号された参照領域レイヤインデックス情報に基づいて導出された配列であって、レイヤiに対するj番目の参照領域オフセット情報が関連付けられるレイヤのVPS内インデックスを表す。
【０２０４】
なお、特定のkとlの組み合わせに対応する参照領域オフセット（RRO[k][l]）に対して、対応するiとjの組み合わせに対応する参照領域オフセット情報が存在しない場合、RRO[k][l]を構成する各オフセットの値は0に設定される。つまり、そのような場合、レイヤk上の参照領域であって、レイヤkとレイヤlの間のレイヤ間予測で参照される参照領域の既定値としてレイヤk上のピクチャ全体に相当する領域が設定される。
【０２０５】
上記式によれば、対応する参照領域オフセット情報のシンタックス値を２倍した値を参照領域オフセットとして設定しているが、参照領域オフセットと参照領域オフセット情報の関係は、それに限らない。上記の参照領域オフセット情報と参照領域オフセットの関係はあくまで一例であり、他の妥当な方法により両者を関連付けてもよい。
【０２０６】
（Ｓ１０２）参照レイヤ（レイヤr）上の参照領域の位置および形状を示す参照レイヤ参照領域オフセット（参照レイヤ参照領域位置）を導出する。参照レイヤ参照領域オフセットは、左、上、右、下にそれぞれ対応する４つのオフセット（順にRL_RRLO、RL_RRTO、RL_RRRO、RL_RRBO）から構成され、次式により導出される。
【０２０７】
RL_RRLO = RRLO[r][c]
RL_RRTO = RRTO[r][c]
RL_RRRO = RRRO[r][c]
RL_RRBO = RRBO[r][c]
すなわち、参照レイヤ参照領域オフセットの値として、参照レイヤR上の参照領域であって、参照レイヤRと対象レイヤCとの間のレイヤ間予測で参照される参照領域オフセットを設定している。
【０２０８】
なお、参照レイヤ参照領域オフセットの値に利用される参照領域オフセット（RRO[r][c]）は、「r < c」の条件を満たす参照領域オフセットである。
【０２０９】
上記で説明した参照レイヤ参照領域オフセットの導出処理は、次のように表現できる。すなわち、対象レイヤと参照レイヤの間のレイヤ間予測実行時における参照レイヤ参照領域オフセット（参照レイヤ参照領域位置）は、参照レイヤのVPS内インデックスを一番目の配列インデックス、対象レイヤのVPS内インデックスを二番目の配列インデックスとする参照領域オフセットの要素を用いて設定されている。上記に該当する参照領域オフセットの各要素は、Ｓ１０１において、参照レイヤのVPS内インデックスr（第一のレイヤ識別情報）を一番目の配列インデックス、対象レイヤのVPS内インデックスcを間接的に表す番号i（第二のレイヤ識別情報）を二番目の配列インデックスとする参照領域位置情報（RRO[r][c]）の値が設定されている。
【０２１０】
（Ｓ１０３）Ｓ１０２で導出した参照レイヤ参照領域オフセットと、参照レイヤピクチャサイズに基づいて、参照レイヤ上の参照領域のサイズを導出する。参照レイヤ上の参照領域の幅（RL_RRW）と高さ（RL_RRH）は、参照レイヤピクチャの幅（RL_PICW）と高さ（RL_PICH）に基づいて、それぞれ次式により導出される。
【０２１１】
RL_RRW = RL_PICW - n * (RL_RRLO + RL_RRRO)
RL_RRH = RL_PICH - n * (RL_RRTO + RL_RRBO)
ここで、nの値は、参照レイヤピクチャの画素単位と参照領域オフセットの単位を揃えるためのパラメータである。例えば、入力画像の色信号が4:2:0形式の場合であって、参照領域オフセットの単位が輝度画素単位である場合、輝度に対してはn=1の値を、色差に対してはn=0.5の値を用いることで単位を揃える。
【０２１２】
すなわち、上記の式によれば、参照レイヤピクチャの幅に、参照レイヤ参照領域左オフセットと参照レイヤ参照領域右オフセットの和を単位を揃えて加算することで、参照レイヤ上の参照領域の幅を導出している。参照レイヤ上の参照領域の高さについても同様である。
【０２１３】
（Ｓ１０４）対象レイヤ（レイヤc）上の参照領域の位置および形状を表す対象レイヤ参照領域オフセット（対象レイヤ参照領域位置）を導出する。対象レイヤ参照領域オフセットは、左、上、右、下にそれぞれ対応する４つのオフセット（順にCL_RRLO、CL_RRTO、CL_RRRO、CL_RRBO）から構成され、次式により導出される。
【０２１４】
CL_RRLO = RRLO[c][r]
CL_RRTO = RRTO[c][r]
CL_RRRO = RRRO[c][r]
CL_RRBO = RRBO[c][r]
すなわち、対象レイヤ参照領域オフセットの値として、対象レイヤC上の参照領域であって、対象レイヤCと参照レイヤRとの間のレイヤ間予測で参照される参照領域オフセットを設定している。
【０２１５】
なお、対象レイヤ参照領域オフセットの値に利用される参照領域オフセット（RRO[c][r]）は、「c > r」の条件を満たす参照領域オフセットである。
【０２１６】
上記で説明した対象レイヤ参照領域オフセットの導出処理は、次のように表現できる。すなわち、対象レイヤと参照レイヤの間のレイヤ間予測実行時における対象レイヤ参照領域オフセット（対象レイヤ参照領域位置）は、対象レイヤのVPS内インデックスcを一番目の配列インデックス、参照レイヤのVPS内インデックスrを二番目の配列インデックスとする参照領域オフセットの要素を参照して設定されている。上記に該当する参照領域オフセットの各要素は、Ｓ１０１において、対象レイヤのVPS内インデックスi（第一のレイヤ識別情報）を一番目の配列インデックス、参照レイヤのVPS内インデックスを間接的に表す番号j（第二のレイヤ識別情報）を二番目の配列インデックスとする参照領域位置情報（RRO[i][j]）の値が設定されている。
【０２１７】
（Ｓ１０５）Ｓ１０４で導出した対象レイヤ参照領域オフセットと、対象レイヤピクチャサイズに基づいて、対象レイヤ上の対象領域のサイズを導出する。対象レイヤ上の参照領域の幅（CL_RRW）と高さ（CL_RRH）は、対象レイヤピクチャの幅（CL_PICW）と高さ（CL_PICH）に基づいて、それぞれ次式により導出される。
【０２１８】
CL_RRW = CL_PICW - n * (CL_RRLO + CL_RRRO)
CL_RRH = CL_PICH - n * (CL_RRTO + CL_RRBO)
ここで、nの値は、Ｓ１０３で説明したnと同様であり、対象レイヤピクチャの画素単位と対象領域オフセットの単位を揃えるためのパラメータである。
【０２１９】
すなわち、上記の式によれば、対象レイヤピクチャの幅に、対象レイヤ参照領域左オフセットと対象レイヤ参照領域右オフセットの和を単位を揃えて加算することで、対象レイヤ上の参照領域の幅を導出している。対象レイヤ上の参照領域の高さについても同様である。
【０２２０】
（Ｓ１０６）Ｓ１０３で導出した参照レイヤ参照領域のサイズとＳ１０５で導出した対象レイヤ参照領域のサイズに基づいて、レイヤ間予測に用いるスケールを導出する。水平方向のスケールsxと垂直方向のスケールsyはそれぞれ次式により導出される。
【０２２１】
sx = ((RL_RRW << 16) + (CL_RRW >> 1)) / CL_RRW
sy = ((RL_RRH << 16) + (CL_RRH >> 1)) / CL_RRH
なお、演算子“/”は整数の除算を表す演算子である。
すなわち、上式によれば、参照レイヤ参照領域サイズに所定の定数（上式では“<<16”）を乗じ、対象レイヤ参照領域サイズで除算した値をスケールとして設定している。なお、“(CL_RRW>>1）”の項は、除算による丸めを調整する項である。したがって、単位や丸め調整の効果を除けば、スケールは参照レイヤ参照領域のサイズ（幅または高さ）の、対象レイヤ参照領域のサイズ（幅または高さ）に対する比率と説明できる。
【０２２２】
（Ｓ１０７）Ｓ１０２で導出した参照レイヤ参照領域オフセットと、Ｓ１０６で導出したスケールに基づいて、１６分の１画素精度の参照画素位置を導出する。対象レイヤ上の画素位置（xP、yP）に対応する、参照レイヤ上の１６分の１画素精度の参照画素位置の水平成分（x成分）xRef16と、垂直成分（y成分）yRef16の値は、それぞれ次式により導出される。
【０２２３】
xRef16 = (((xP - CL_OX) * sx + addX + (1<<11)) >> 12) + deltaX + RL_OX
yRef16 = (((yP - CL_OY) * sy + addY + (1<<11)) >> 12) + deltaY + RL_OY
ここで、
CL_OX = CL_RRLO / crAdjust
CL_OY = CL_RRTO / crAdjust
RL_OX = (RL_RRLO << 4) / crAdjust
RL_OY = (RL_RRTO << 4) / crAdjust
なお、crAdjustは輝度と色差の単位の違いを補正するパラメータであり、例えば、4:2:0の復号画像を扱う場合、輝度であれば1、色差であれば2の値が設定される。また、addX、addY、deltaX、deltaYは、アップサンプリングやインタレースに伴う対象レイヤ上の画素と参照レイヤ上の画素のずれを表すパラメータである。
【０２２４】
すなわち、上式によれば、参照レイヤ参照領域オフセットとスケールに基づいて参照画素位置を計算している。導出した１６分の１画素精度の参照画素位置を対応参照位置として、対応参照位置導出処理を終了する。
【０２２５】
上記の対応参照位置導出処理では、スケールをピクチャサイズではなく、参照領域により特定される領域間のサイズの比として導出している。そのため、注目領域抽出の目的で対象レイヤピクチャや参照レイヤピクチャのピクチャサイズが変更する場合であっても、参照領域が同一となるよう関連シンタックス値を設定することで、抽出前後で同一のスケールを導出できる。
【０２２６】
補間フィルタ処理では、上記対応参照位置導出処理で導出した対応参照位置に相当する位置の画素値を、参照レイヤピクチャ上の、前記対応参照位置近傍の画素の復号画素に補間フィルタを適用することで生成する。
【０２２７】
（動画像復号装置１の効果）
以上説明した本実施形態に係る階層動画像復号装置１（階層画像復号装置）は、パラメータセットを復号するパラメータセット復号部１２と、参照レイヤピクチャの復号画素を参照してレイヤ間予測により予測画像を生成する予測画像生成部１４４２を備えている。パラメータセット復号部１２は参照領域オフセットを復号し、予測画像生成部１４４２は、該参照領域オフセットから導出される参照レイヤ参照領域オフセットと対象レイヤ参照領域オフセットに基づいてスケールを計算し、該スケールを参照して対応参照位置を導出してレイヤ間予測を実行する。換言すると、階層動画像復号装置１は、参照領域オフセットの導出に必要なシンタックス値を符号化データから復号し、該シンタックス値に基づいて導出されたパラメータに基づいて対応参照位置を計算することで、注目領域抽出を実行する場合に適切な対応参照位置を導出する機能を提供できる。したがって、階層動画像復号装置１は、従来に比べて、より少ないシンタックス要素を用いて、注目領域抽出前後で上位レイヤ画素と下位レイヤ画素の位置関係の正確さを維持する機能を提供できる。
【０２２８】
［変形例１：上位レイヤに対する参照領域オフセットの制限]
上記の階層動画像復号装置１の説明では、パラメータセット復号部１２で参照領域情報に含まれる参照領域レイヤインデックス情報が復号され、該参照領域レイヤインデックス情報に基づいて導出されるレイヤiに関連付けられるj番目のレイヤのインデックスLIdx[i][j]は、iより大きい値を取り得ると記載した。これは、レイヤiに関連付けられるj番目の参照領域オフセット情報がLIdx[i][j]との間のレイヤ間処理における参照領域を示すために利用され、LIdx[i][j]で示されるレイヤはレイヤiより上位の各レイヤに対して独立に指定できることを意味する。
【０２２９】
上記のLIdx[i][j]による制約を変更し、LIdx[i][j]のとり得る値をi以下とする制約とした上で、LIdx[i][j]の値がiとなる場合の、レイヤiに関連付けられるj番目の参照領域オフセット情報は、レイヤi上の参照領域であって、レイヤiと、レイヤiより上位の任意のレイヤとの間のレイヤ間処理において利用される参照領域のオフセットを示す情報とする。
【０２３０】
上記のようにLIdx[i][j]の値をi以下に制限する場合、対応参照位置導出処理のＳ１０２において説明した参照レイヤ参照領域オフセットの導出処理は、次のように修正される。すなわち、参照レイヤ（レイヤR、VPS内インデックスr）上の参照領域を示す対象レイヤ参照領域オフセットを導出する。参照レイヤ参照領域オフセットは、左、上、右、下にそれぞれ対応する４つのオフセット（順にRL_RRLO、RL_RRTO、RL_RRRO、RL_RRBO）から構成され、次式により導出される。
【０２３１】
RL_RRLO = RRLO[r][r]
RL_RRTO = RRTO[r][r]
RL_RRRO = RRRO[r][r]
RL_RRBO = RRBO[r][r]
すなわち、対象レイヤ参照領域オフセットの値として、参照レイヤR上の参照領域であって、レイヤRと、レイヤRより上位の任意レイヤとの間のレイヤ間予測で参照される参照領域オフセットを設定している。
【０２３２】
上記変形例によると、参照領域情報に要する符号量を少なくできる。なぜなら、共通のレイヤ（被参照レイヤ）を参照する場合に、該被参照レイヤ上で同一の参照領域を一組の参照領域オフセットにより特定できるためである。一般に、レイヤ間予測により参照される参照領域は同一であることが多いため、上記のように被参照レイヤ上で同一の参照領域を設定できれば、多くのアプリケーションでは機能的に十分といえる。
【０２３３】
［変形例２：SPSによる参照領域情報の伝送]
上記の階層動画像復号装置１の説明では、参照領域情報をVPS拡張に含む例を説明したが、他のパラメータセット（SPSやPPS）やヘッダ（スライスヘッダ）で送ることも可能である。以下では、SPSに参照領域情報を含む場合の変形例を説明する。
【０２３４】
（ＳＰＳ内の参照領域オフセットのシンタックス）
パラメータセット復号部１２において、入力される符号化データから復号される参照領域オフセットに係るシンタックスについて、図１０を参照して説明する。図１０は、パラメータセット復号部１２がSPSに含まれるSPS拡張（sps_multilayer_extension()）の復号時に参照するシンタックス表の一部であって、参照領域オフセットに係る部分である。
【０２３５】
SPS拡張には参照領域オフセットに係る複数のシンタックス要素が含まれている。以下では、それらを総称してSPS参照領域オフセット関連シンタックスと呼ぶ。図１０に示すシンタックス表は、SPS参照領域オフセット関連シンタックスを構成するシンタックス要素として、以下のシンタックス要素がSPS拡張に含まれていることを示している。
【０２３６】
・Ｂ１：参照領域オフセット数（num_ref_region_offsets）
・Ｂ２：参照領域レイヤ識別子情報(ref_region_layer_id[i])
・Ｂ３Ｌ：参照領域左オフセット情報（ref_region_left_offset[i]）
・Ｂ３Ｔ：参照領域上オフセット情報（ref_region_top _offset[i]）
・Ｂ３Ｒ：参照領域右オフセット情報（ref_region_right_offset[i]）
・Ｂ３Ｂ：参照領域下オフセット情報（ref_region_bottom_offset[i]）
シンタックス要素Ｂ１は6ビットの2進数表現表現の符号、Ｂ２はHEVCで規定されている非負整数の０次指数ゴロム符号（ue(v)）、Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｔ、Ａ３Ｒ、Ａ３ＢはHEVCで規定されている符号付き整数の０次指数ゴロム符号（se(v)）を用いて復号または符号化される。
【０２３７】
参照領域オフセット数（Ｂ１）は、SPS拡張を参照するスライス（ピクチャ）の属するレイヤ（以下、対象レイヤ）に対する参照領域オフセットの数を表す。参照領域オフセットの個数は、左、上、右、下にそれぞれ対応する４個のオフセット（上記Ｂ３Ｌ，Ｂ３Ｔ、Ｂ３Ｒ、Ｂ３Ｂ）の組み合わせの個数に相当する。
【０２３８】
参照領域レイヤ識別子情報（Ｂ２）は、対象レイヤにおけるi番目の参照領域オフセットが関連付けられるレイヤを特定する情報である。具体的には、参照領域レイヤ識別子情報は、対象レイヤに関連付けられるi番目のレイヤのレイヤ識別子（nuh_layer_id）である。ref_region_layer_id[i]の値は、対象レイヤのレイヤ識別子以下である。ref_region_layer_id[i]の値が対象レイヤのレイヤ識別子未満の場合、インデックスiに関連付けられる参照領域オフセット情報は、対象レイヤ上の参照領域であって、対象レイヤとref_region_layer_id[i]の示すレイヤとの間のレイヤ間予測で参照される参照領域のオフセットを示す。ref_region_layer_id[i]の値が対象レイヤのレイヤ識別子と等しい場合、インデックスiに関連付けられる参照領域オフセット情報は、対象レイヤ上の参照領域であって、対象レイヤを参照レイヤとするレイヤと、対象レイヤとの間のレイヤ間予測で参照される参照領域オフセットを示す。
【０２３９】
また、インデックスi1とi2が「i1<i2」を満たす場合、「ref_region_layer_id[i1] < ref_region_layer_id[i2]」の条件を満たすことが好ましい。すなわち、参照領域レイヤ識別子情報は、SPS拡張内で、対応するレイヤ識別子が昇順となる順序で含まれていることが好ましい。レイヤ識別子が順序づけられていれば、レイヤ識別子が最大の参照領域レイヤ識別子情報を例えば、ref_region_layer_id[num_ref_region_offsets-1]により簡単に導出することができる。
【０２４０】
参照領域オフセット情報（参照領域左オフセット情報（Ｂ３Ｌ）、参照領域上オフセット情報（Ｂ３Ｔ）、参照領域右オフセット情報（Ｂ３Ｒ）、参照領域下オフセット情報（Ｂ３Ｂ））は、対象レイヤ上の参照領域であって、対象レイヤと、対象レイヤに関連付けられたi番目のレイヤとの間のレイヤ間処理（レイヤ間予測）で参照される参照領域を表すオフセット（参照領域オフセット）を導出するための情報である。
【０２４１】
（SPSによる参照領域情報を用いる場合の対応参照導出処理）
次に、上記の図１０のシンタックス表を参照して復号されたSPS参照領域オフセット関連シンタックスを用いて、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に実行される、対応参照位置導出処理を説明する。
【０２４２】
対象レイヤと参照レイヤの間のレイヤ間画像予測処理における対応参照位置導出処理は、以下のＳ２０１〜Ｓ２０７の手順で順次実行される。
【０２４３】
（Ｓ２０１）パラメータセット復号部１２により、対象レイヤが参照するSPSから参照領域情報として復号された、参照領域オフセット情報から、対象レイヤ上の参照領域であって、対象レイヤ（レイヤC、レイヤ識別子cLId）と参照レイヤ（レイヤR、レイヤ識別子rLId）の間のレイヤ間予測で参照される参照領域オフセットを導出する。以下では、導出される参照領域オフセットを、RRO[cLId][rLId]と呼ぶ。加えて、RRO[cLId][rLId]を構成する左、上、右、下にそれぞれ対応する参照領域オフセットと記号を以下の通り定義する。
【０２４４】
参照領域左オフセット：RRLO[cLId][rLId]
参照領域上オフセット：RRTO[cLId][rLId]
参照領域右オフセット：RRRO[cLId][rLId]
参照領域下オフセット：RRBO[cLId][rLId]
RRO[i][j]を構成する各オフセット、RRLO[i][j]、RRTO[i][j]、RRRO[i][j]、RRBO[i][j]は、対応する参照領域オフセット情報に基づいて、以下の計算により導出される。
【０２４５】
RRLO[cLId][rLId] = (ref_region_left_offset[rLId] << 1)
RRTO[cLId][rLId] = (ref_region_top_offset[rLId] << 1)
RRRO[cLId][rLId] = (ref_region_right_offset[rLId] << 1)
RRBO[cLId][rLId] = (ref_region_bottom_offset[rLId] << 1)
【０２４６】
（Ｓ２０２）参照レイヤ上の参照領域を示す参照レイヤ参照領域オフセットを導出する。参照レイヤ参照領域オフセットは、左、上、右、下にそれぞれ対応する４つのオフセット（順にRL_RRLO、RL_RRTO、RL_RRRO、RL_RRBO）から構成され、次式により導出される。
【０２４７】
RL_RRLO = RRLO[cLId][cLId]
RL_RRTO = RRTO[cLId][cLId]
RL_RRRO = RRRO[cLId][cLId]
RL_RRBO = RRBO[cLId][cLId]
すなわち、参照レイヤ参照領域オフセットの値として、参照レイヤ上の参照領域であって、参照レイヤと参照レイヤより上位のレイヤとの間のレイヤ間予測で参照される参照領域オフセットを設定している。
【０２４８】
なお、VPSでの符号化を併用するなどの場合には、第一配列インデックスをrLIdxとする参照領域オフセットが参照可能であり、以下を用いても良い。
【０２４９】
RL_RRLO = RRLO[rLId][rLId]
RL_RRTO = RRTO[rLId][rLId]
RL_RRRO = RRRO[rLId][rLId]
RL_RRBO = RRBO[rLId][rLId]
【０２５０】
（Ｓ２０３）Ｓ２０２で導出した参照レイヤ参照領域オフセットと、参照レイヤピクチャサイズに基づいて、参照レイヤ上の参照領域のサイズを導出する。具体的な処理は、参照レイヤ参照領域オフセットの値がＳ２０２で導出した値である点を除いてＳ１０３の処理と同一であり、記載を省略する。
【０２５１】
（Ｓ２０４）対象レイヤ上の参照領域を示す対象レイヤ参照領域オフセットを導出する。対象レイヤ参照領域オフセットは、左、上、右、下にそれぞれ対応する４つのオフセット（順にCL_RRLO、CL_RRTO、CL_RRRO、CL_RRBO）から構成され、次式により導出される。
【０２５２】
CL_RRLO = RRLO[cLId][rLId]
CL_RRTO = RRTO[cLId][rLId]
CL_RRRO = RRRO[cLId][rLId]
CL_RRBO = RRBO[cLId][rLId]
すなわち、対象レイヤ参照領域オフセットの値として、対象レイヤ上の参照領域であって、対象レイヤ（レイヤ識別子cLId）と参照レイヤ（レイヤ識別子rLId）との間のレイヤ間予測で参照される参照領域オフセットを設定している。
【０２５３】
（Ｓ２０５）Ｓ２０４で導出した対象レイヤ参照領域オフセットと、対象レイヤピクチャサイズに基づいて、参照レイヤ上の参照領域のサイズを導出する。具体的な処理は、対象レイヤ参照領域オフセットの値がＳ２０４で導出した値である点を除いてＳ１０５の処理と同一であり、記載を省略する。
【０２５４】
（Ｓ２０６）Ｓ２０３で導出した参照レイヤ参照領域のサイズとＳ２０５で導出した対象レイヤ参照領域のサイズに基づいて、レイヤ間予測に用いるスケールを導出する。具体的な処理は、参照レイヤ参照領域のサイズがＳ２０３で導出した値であり、対象レイヤ参照領域のサイズがＳ２０５で導出した値であることを除いて、Ｓ１０６の処理と同一であり、記載を省略する。
【０２５５】
（Ｓ２０７）Ｓ２０２で導出した参照レイヤ参照領域オフセットと、Ｓ２０６で導出したスケールに基づいて、１６分の１画素精度の参照画素位置を導出する。具体的な処理は、参照レイヤ参照領域オフセットがＳ２０２で導出した値であり、スケールがＳ２０６で導出した値であることを除いて、Ｓ２０７の処理と同一であり、記載を省略する。
【０２５６】
以上説明したSPSに含まれる参照領域オフセットに係るシンタックスと、該シンタックス値を用いた対応参照位置の導出処理に従って、本変形例による階層動画像復号装置は、注目領域抽出を実行する場合に適切な対応参照位置を導出する機能を提供できる。
【０２５７】
［変形例３：参照領域オフセットのレイヤへの対応付けの別の例]
上記変形例２において、参照領域レイヤ識別子の値が対象レイヤのレイヤ識別子未満か、レイヤ識別子と等しいかに応じて、後続する参照領域オフセットが対象レイヤ上の参照領域と、参照レイヤ上の参照領域の何れのオフセットを示すかを判定していた。別のシンタックスと導出方法により参照領域オフセットが関連付けられるレイヤを判定する方法を用いることもできる。
【０２５８】
例えば、以下に図１１を参照して説明するように、参照領域対象選択情報を送り、該参照領域対象選択情報から所定の方法で参照領域が何れのレイヤ上の参照領域であるかと、参照領域がどの２つのレイヤ間におけるレイヤ処理で参照される参照領域であるかを導出する。
【０２５９】
図１１は、パラメータセット復号部１２において、SPS参照領域オフセット関連シンタックスの復号時に参照されるシンタックス表であって、変形例２の図１０で説明したシンタックス表の代わりに用いることができる。
【０２６０】
図１１のシンタックス表は、変形例２の図１０のシンタックス表に含まれるＢ２、Ｂ３Ｌ、Ｂ３Ｔ、Ｂ３Ｒ、Ｂ３Ｂのシンタックス要素に代わり、以下のシンタックス要素が含まれていることを示している。
【０２６１】
・Ｃ２：参照領域対象選択情報(ref_region_target_info[i])
・Ｃ３Ｌ：参照領域左オフセット情報（ref_region_left_offset[lid1][lid2]）
・Ｃ３Ｔ：参照領域上オフセット情報（ref_region_top _offset[lid1][lid2]）
・Ｃ３Ｒ：参照領域右オフセット情報（ref_region_right_offset[lid1][lid2]）
・Ｃ３Ｂ：参照領域下オフセット情報（ref_region_bottom_offset[lid1][lid2]）
概略的には、まず、参照領域対象選択情報が復号され、次に該参照領域対象選択情報から2つのレイヤ識別子lid1とlid2を導出する。その後に復号される参照領域オフセット情報は、レイヤlid1上の参照領域であって、レイヤlid1とレイヤlid2の間のレイヤ間予測において参照される参照領域のオフセットに設定される。
【０２６２】
参照領域対象選択情報（Ｃ２）は、後続の参照領域オフセットが関連付けられるレイヤを特定するための情報である。参照領域対象選択情報から、２つのレイヤ識別子lid1とlid2が導出される。
【０２６３】
レイヤ識別子lid1（第一のレイヤ識別情報）は、参照領域が存在するレイヤのレイヤ識別子を表す。lid1は次の手順で導出される。なお、参照領域対象選択情報の値（ref_region_target_info[i]）をRRTI[i]と略記する。
【０２６４】
１．RRTI[i]が対象レイヤのレイヤ識別子（nuh_layer_id）より小さい場合、lid1の値をnuh_layer_idに設定する。
【０２６５】
２．上記以外の場合（RRTI[i]がnuh_layer_id以上の場合）、lid1の値を「RRTI[i]-nuh_layer_id」に設定する。
【０２６６】
なお、図１１上に示したlid1の導出式は、上記の手順を数式で表現したものである。
【０２６７】
レイヤ識別子lid2（第二のレイヤ識別情報）は、参照領域が、レイヤlid1と何れのレイヤの間のレイヤ間予測で参照される参照領域であるかを表す。lid2は次の手順で導出される。
【０２６８】
１．RRTI[i]が対象レイヤのレイヤ識別子（nuh_layer_id）より小さい場合、lid2の値をRRTI[i]に設定する。
【０２６９】
２．上記以外の場合（RRTI[i]がnuh_layer_id以上の場合）、lid2の値をnuh_layer_idに設定する。
【０２７０】
なお、図１１上に示したlid2の導出式は、上記の手順を数式で表現したものである。
【０２７１】
上記の手順により参照領域対象選択情報の値から２つのレイヤ識別子lid1とlid2が導出される。上記の導出手順を言い換えると、参照領域対象選択情報が対象レイヤ（SPSを参照するレイヤ）のレイヤ識別子の値より小さい場合に、後続の参照領域オフセットを対象レイヤ上の参照領域のオフセットとして利用し、参照領域対象選択情報が対象レイヤのレイヤ識別子の値以上の場合に、後続の参照領域オフセットを対象レイヤのレイヤ識別子から参照領域対象選択情報の値を現在した値をレイヤ識別子とするレイヤ上の参照領域オフセットとして利用する。
【０２７２】
なお、参照領域対象選択情報から２つのレイヤ識別子へのマッピングを他の方法により実行しても構わない。ただし、その場合、何れかのレイヤ識別子は対象レイヤのレイヤ識別子となるような導出処理とする必要がある。例えば、判定式や減算において対象レイヤのレイヤ識別子nuh_layer_idを用いたが、代わりにレイヤ識別子の最大値を用いてもよい。その場合、参照領域対象選択情報の符号量が増加するが、SPSを別のレイヤから参照するよう書き換えが必要な場合であっても、参照領域対象選択情報の値を書き変えを省略できるという利点がある。
【０２７３】
参照領域オフセット情報（参照領域左オフセット情報（Ｃ３Ｌ）、参照領域上オフセット情報（Ｃ３Ｔ）、参照領域右オフセット情報（Ｃ３Ｒ）、参照領域下オフセット情報（Ｃ３Ｂ））は、対象レイヤ上の参照領域であって、レイヤlid1上の参照領域であって、レイヤlid1とレイヤlid2との間のレイヤ間処理（レイヤ間予測）で参照される参照領域を表すオフセット（参照領域オフセット）を導出するための情報である。参照領域オフセット情報は、lid1とlid2の組み合わせと関連付けて記録される。
【０２７４】
上記のように参照領域選択対象情報を併用して参照領域オフセット情報を送ることで、SPSで送る場合であっても少ない符号量の追加で、レイヤの組み合わせ毎に異なる参照領域オフセットを指定する機能を提供できる。
【０２７５】
［変形例４：表示領域利用の制御情報]
２つのレイヤ間のレイヤ間予測を実行する場合に参照領域を暗黙的に決定する方法として、表示領域情報を用いる方法が知られている。しかしながら、表示領域情報を参照領域を指定する用途で用いる場合には、表示領域情報を表示領域の指定のために変更することが制限されるという課題がある。また、特定のレイヤの表示領域が変更された場合には、該レイヤを参照レイヤとする上位レイヤのレイヤ間予測画像が変化するため、上位レイヤの符号化データを再生成する必要が生じるという課題がある。そのため、表示領域を参照領域として使用するか否かを別の情報により制御できることが好ましい。
【０２７６】
（４−１：参照領域の規定値として利用する方法）
図１を参照して説明した対応参照位置導出処理のＳ１０１では、参照領域オフセット情報から参照領域オフセットを導出する際に、対応する参照領域オフセット情報が存在しない場合の参照領域オフセット既定値として、参照領域がピクチャ全体となるよう参照領域オフセットの値を設定すると説明した。参照領域オフセット既定値を表示領域とすることで、参照領域オフセットを送らない場合に表示領域を参照領域の既定値として利用しつつ、表示領域を変更する必要がある場合には、参照領域オフセットを明示的に変更前の表示領域に相当する値を指定することで、上位レイヤの書き換えを避けつつ表示領域の変更が可能となる。
【０２７７】
以下では、表示領域を参照領域の既定値として利用するよう、対応参照位置導出処理のＳ１０１を修正した処理であるＳ１０１ａについて記載する。
【０２７８】
（Ｓ１０１ａ）パラメータセット復号部１２で参照領域情報として復号された、iとjをインデックスとする参照領域オフセット情報から、対象レイヤC（VPS内インデックスc）上の参照領域であって、対象レイヤCと参照レイヤRの間のレイヤ間予測で参照される参照領域オフセットを導出する。以下では、導出される参照領域オフセットを、RRO[c][r]と呼ぶ。加えて、RRO[c][r]を構成する左、上、右、下にそれぞれ対応する参照領域オフセットと記号を以下の通り定義する。
【０２７９】
参照領域左オフセット：RRLO[c][r]
参照領域上オフセット：RRTO[c][r]
参照領域右オフセット：RRRO[c][r]
参照領域下オフセット：RRBO[c][r]
RRO[c][r]を構成する各オフセット、RRLO[c][r]、RRTO[c][r]、RRRO[c][r]、RRBO[c][r]は、対応する参照領域オフセット情報に基づいて、以下の計算により導出される。
【０２８０】
RRLO[c][r] = (ref_region_left_offset[i][j] << 1)
RRTO[c][r] = (ref_region_top_offset[i][j] << 1)
RRRO[c][r] = (ref_region_right_offset[i][j] << 1)
RRBO[c][r] = (ref_region_bottom_offset[i][j] << 1)
ここで、c=i、r=LIdx[i][j]の関係がある。LIdx[i][j]は、パラメータセット復号部１２において復号された参照領域レイヤインデックス情報に基づいて導出された配列であって、レイヤiに対するj番目の参照領域オフセット情報が関連付けられるレイヤのVPS内インデックスを表す。
【０２８１】
なお、特定のcとrの組み合わせに対応する参照領域オフセット（RRO[c][r]）に対して、対応するiとjの組み合わせに対応する参照領域オフセット情報が存在しない場合、RRO[c][r]を構成する各オフセットの値には、参照レイヤR（VPS内インデックスr）の表示領域情報の対応する値が設定される。つまり、そのような場合、対象レイヤC上の参照領域であって、対象レイヤCと参照レイヤRの間のレイヤ間予測で参照される参照領域の既定値として参照レイヤR上の表示領域が設定される。具体的には、RRO[c][r]を構成する各オフセット、RRLO[c][r]、RRTO[c][r]、RRRO[c][r]、RRBO[c][r]は、参照レイヤRの表示領域情報に基づいて、以下の式により設定される。
【０２８２】
RRLO[c][r] = conf_win_left_offset[r]
RRTO[c][r] = conf_win_top_offset[r]
RRRO[c][r] = conf_win_right_offset[r]
RRBO[c][r] = conf_win_bottom_offset[r]
ここで、conf_win_left_offset[r]、conf_win_top_offset[r]、conf_win_right_offset[r]、conf_win_bottom_offset[r]は、それぞれ、参照レイヤRが参照するSPSから復号される各表示領域位置情報（conf_win_left_offset、conf_win_top_offset、conf_win_right_offset、conf_win_bottom_offset）の対応するシンタックスの値である。
【０２８３】
（４−２：制御フラグを追加する方法）
参照領域を表示領域とするかを示すフラグ（表示領域利用制御フラグ）をパラメータセットに含め、パラメータセット復号部１２で復号して、予測画像生成部１４４２における対応参照位置導出処理に利用できる。表示領域利用制御フラグとしては、次の何れかが利用できる。
【０２８４】
表示領域利用制御フラグＡ：表示領域利用制御フラグＡの値が１の場合、表示領域をレイヤ間予測における参照領域とすることを示す。該フラグの値が０の場合、ピクチャ全体をレイヤ間予測における参照領域とすることを示す。
【０２８５】
表示領域利用制御フラグＢ：表示領域利用制御フラグＢの値が１の場合、表示領域をレイヤ間予測における参照領域とすることを示す。該フラグの値が０の場合、参照領域オフセット情報により指定される参照領域を参照領域とすることを示す。
【０２８６】
パラメータセット復号部１２で復号される、表示領域利用制御フラグＡの例を図１２に示す。表示領域利用フラグＡ（use_conf_win_il_flag）は、SPS拡張に含まれており、1ビットのフラグとして復号または符号化される。
【０２８７】
対応参照位置導出処理では、表示領域利用フラグＡの値に基づいて、参照レイヤ参照領域が次の手順で設定される。
【０２８８】
１．表示領域利用フラグＡの値が１の場合、参照レイヤ参照領域オフセットの各オフセットは、参照レイヤの表示領域を特定するための表示領域情報に含まれる各オフセットの値が設定される。
【０２８９】
２．表示領域利用フラグＡの値が０の場合、参照レイヤ参照領域オフセットの各オフセットは、０が設定される。
【０２９０】
上記のように表示領域利用制御フラグを利用することで、表示領域を参照領域として使用するか否かを制御できる。そのため、表示領域をレイヤ間予測における参照領域と別の用途で使う場合であってもレイヤ間予測における参照領域を避けられる。
【０２９１】
［付記事項１：参照領域位置情報が伝送可能なレイヤについて]
上記の実施形態や各変形例において、参照領域位置情報（参照領域オフセット情報）は２つのレイヤ識別情報に直接または間接的に関連付けられている。つまり、ある一組の参照領域位置情報は、レイヤＡ上の参照領域であって、レイヤＡとレイヤＢの間のレイヤ間処理で参照される参照領域の形状および位置を示す情報である。
【０２９２】
参照領域位置情報は、必ずしも全てのレイヤＡとレイヤＢの組み合わせに対して符号化データに含める必要はなく、必要な組み合わせに関する参照領域位置情報のみを符号化データから復号できるように上記のレイヤＡやレイヤＢを特定するレイヤ識別情報を用いてもよい。例えば、レイヤＢの取り得る範囲を、レイヤＡの直接参照レイヤ（direct reference layer）に制限してもよい。その場合、レイヤ識別情報として、レイヤＡに対する直接参照レイヤのリストに対するインデックスを用いることができ、それにより、レイヤ識別情報の符号量を削減できる。特に、参照領域位置情報をPPSやスライスヘッダに含める場合に、レイヤＢの範囲をレイヤＡに対する直接参照レイヤに制限することが好ましい。
【０２９３】
また、参照領域位置情報がスライスヘッダに含まれる場合、レイヤＢの範囲を、該スライスヘッダを含むピクチャにおいて有効な直接参照レイヤ（active direct reference layer）に制限してもよい。その場合、レイヤＢのレイヤ識別情報は、該スライスヘッダを含むピクチャにおいて有効な直接参照レイヤのリストに対するインデックスを用いることができる。
【０２９４】
（階層動画像符号化装置の構成）
図１４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１４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。
【０２９５】
図１４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、タイル設定部２３、スライス符号化部２４、復号ピクチャ管理部１６、および、ベース復号部１５を備える。
【０２９６】
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。
【０２９７】
パラメータセット符号化部２２は、入力されるタイル情報と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。
【０２９８】
パラメータセット符号化部２２が符号化するパラメータセットには、階層動画像復号装置１に関連して説明したピクチャ情報、表示領域情報、および、参照領域情報が少なくとも含まれる。
【０２９９】
タイル設定部２３は、入力画像に基づいてピクチャのタイル情報を設定して、パラメータセット符号化部２２とスライス符号化部２４に供給する。例えば、ピクチャサイズをＭ×Ｎ個のタイルに分割することを示すタイル情報を設定する。ここで、Ｍ、Ｎは任意の正の整数である。
【０３００】
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、タイル情報、および、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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
ベース復号部１５は、既に説明した階層動画像復号装置１の備えるベース復号部１５と同一の構成要素であり、詳細説明は省略する。
【０３０３】
（スライス符号化部）
次に図１５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１５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。
【０３０４】
図１５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、スライス位置設定部２４２、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。
【０３０５】
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。
【０３０６】
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。
【０３０７】
スライス位置設定部２４２は、入力されるタイル情報に基づいてピクチャ内のスライス位置を決定してスライスヘッダ設定部２４１に供給する。
【０３０８】
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。
【０３０９】
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。
【０３１０】
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１を参照して説明した、パラメータセットに含まれる参照領域情報に基づいて対応参照位置を導出する処理が適用される。
【０３１１】
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。
【０３１２】
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。
【０３１３】
（動画像符号化装置２の効果）
以上説明した本実施形態に係る階層動画像符号化装置２（階層画像符号化装置）は、パラメータセットを符号化するパラメータセット符号化部２２と、参照レイヤピクチャの復号画素を参照してレイヤ間予測により予測画像を生成する予測画像符号化部２４４２を備えている。パラメータセット符号化部２２は参照領域情報を符号化し、予測画像符号化部２４４２は、参照領域情報から導出される対象レイヤ参照領域オフセットと参照レイヤ参照領域情報の値を用いて対象レイヤ上の画素に対する対応参照位置を導出する。
【０３１４】
したがって、上記階層動画像符号化装置２は、参照領域情報を適切に設定することで、注目領域抽出に代表される目的で階層符号化データを変換する場合であっても、変換の前後で同一位置に相当する対象レイヤの画素に対して同一の対応参照位置を導出できる。その際、スケール計算に用いる対象レイヤと参照レイヤの参照領域をともに参照領域情報から導出するため、従来に比べて少ないシンタックス要素を用いて変換の前後で同一の対応参照位置を導出する機能を実現できる。
【０３１５】
〔階層符号化データ変換装置３〕
図１６を用いて、階層符号化データ変換装置３の概略構成を説明する。図１６は、階層符号化データ変換装置３の概略的構成を示した機能ブロック図である。階層符号化データ変換装置３は、入力される階層符号化データＤＡＴＡを変換して、入力される注目領域情報に係る階層符号化データＤＡＴＡ−ＲＯＩを生成する。なお、階層符号化データＤＡＴＡは階層動画像符号化装置２により生成された階層符号化データである。また、階層符号化データＤＡＴＡ−ＲＯＩを階層動画像復号装置１に入力することで注目領域情報に係る上位レイヤの動画像を再生できる。
【０３１６】
図１６に示すように、階層符号化データ変換装置３は、NAL逆多重化部１１、NAL多重化部２１、パラメータセット復号部１２、タイル設定部１３、パラメータセット修正部３２、NAL選択部３４を含む。
【０３１７】
NAL逆多重化部１１、パラメータセット復号部１２、タイル設定部１３は、それぞれ、階層動画像復号装置１が含む同名の構成要素と同じ機能を有するため、同一の符号を付与して説明を省略する。
【０３１８】
NAL多重化部２１は、階層動画像符号化装置２が含む同名の構成要素と同じ機能を有するため、同一の符号を付与して説明を省略する。
【０３１９】
パラメータセット修正部３２は、入力される注目領域情報とタイル情報に基づいて、入力されるパラメータセット情報を修正して出力する。パラメータセット修正部３２は、概略的には、パラメータセットに含まれるピクチャ情報、表示領域情報、レイヤ間画素対応情報、参照領域情報、PPSタイル情報を修正する。
【０３２０】
注目領域情報は、動画像を構成するピクチャにおいて、ユーザー（例えば再生動画像の視聴者）が指定するピクチャの部分領域である。注目領域情報は、例えば矩形の領域で指定される。その場合、例えば、注目領域を表わす矩形の上辺、下辺、左辺、右辺のピクチャ全体の対応する辺（上辺、下辺、左辺、または、右辺）からの位置のオフセットを注目領域情報として指定できる。なお、矩形以外の形状の領域（例えば、円、多角形、物体抽出により抽出した物体を示す領域）を注目領域として使用してもよいが、以下では説明の簡単のため矩形の注目領域を想定する。なお、矩形以外の領域に対して、以下に記載する内容を適用する場合、例えば、注目領域を包含する面積最小の矩形を以下の説明における注目領域とみなして適用できる。
【０３２１】
（変換処理の概略）
始めに、階層符号化データ変換装置３による変換処理によるパラメータセット修正の概略について、図１７を参照して説明する。図１７は、変換前後の階層符号化データにおけるピクチャ、注目領域、および、タイルの関係を例示した図である。図１７では、拡張レイヤとベースレイヤの２レイヤから構成される階層符号化データ（変換前階層符号化データ）を変換して注目領域を含む階層符号化データ（変換後階層符号化データ）を生成する場合の、変換前後のピクチャの関係を示している。変換前階層符号化データの拡張レイヤは変換前ELピクチャに相当するデータであり、ベースレイヤは変換前BLピクチャに相当するデータである。同様に、変換後階層符号化データの拡張レイヤは変換後ELピクチャに相当するデータであり、ベースレイヤは変換後BLピクチャに相当するデータである。
【０３２２】
概略的には、階層符号化データ変換装置３は、入力される変換前階層符号化データから、拡張レイヤ上で注目領域と重複領域を持たないタイルを取り除き、関連するパラメータセットを修正することで、変換後の階層符号化データを生成する。階層動画像復号装置は、変換後階層符号化データを入力として、注目領域に係る復号画像を生成できる。
【０３２３】
（タイル情報の修正）
パラメータセット修正部３２は、入力される注目領域情報とタイル情報を参照して、対応する領域の一部が注目領域と重複するタイル（抽出対象タイル）のみを含むよう拡張レイヤのPPSタイル情報を更新する。抽出対象タイルの情報に基づいて、拡張レイヤのPPSタイル情報を更新する。まず、抽出対象タイルが１個の場合、tiles_enabled_flagを０に修正する。なお、抽出対象タイルが２個以上の場合は修正処理は省略できる。次に、ピクチャの水平方向と垂直方向に含まれる抽出対象タイルの個数に基づいて、タイル行数を表わす(num_tile_columns_minus1）とタイル列数を表わす（num_tile_rows_minus1）を修正する。次に、タイルサイズが不均等（uniform_spacing_flagが０）の場合には、抽出対象タイルを含まないタイル列の幅、抽出対象タイルを含まないタイル行の高さに係るシンタックスに対応するビット列をパラメータセットから削除する。
【０３２４】
加えて、パラメータセット修正部３２は、変換前BLピクチャに含まれるタイルのうち、拡張レイヤで抽出したタイルの復号に不要なタイルを取り除く。例えば、変換後BLピクチャに対応する拡張レイヤ上の領域（変換後参照レイヤ対応領域）が、変換後ELピクチャを包含するようにベースレイヤのPPSタイル情報を更新する。
【０３２５】
（ピクチャ情報の修正）
パラメータセット修正部３２は、拡張レイヤの抽出対象タイルの集合に対応する領域を変換後ELピクチャサイズとしてピクチャ情報を修正する。変換後ELピクチャの幅と高さを拡張レイヤSPSのpic_width_in_luma_samplesとpic_height_in_luma_samplesの値としてそれぞれ設定する。
【０３２６】
加えて、パラメータセット修正部３２は、ベースレイヤの抽出対象タイルの集合に対応する領域を変換後BLピクチャサイズとしてピクチャ情報を修正する。変換後BLピクチャの幅と高さをベースレイヤSPSのpic_width_in_luma_samplesとpic_height_in_luma_samplesの値としてそれぞれ設定する。
【０３２７】
（レイヤ間画素対応情報の修正）
パラメータセット修正部３２は、ピクチャサイズの変更を踏まえて、パラメータセットに含まれるレイヤ間画素対応情報を修正する。具体的には、レイヤ間画素対応情報に含まれる参照領域オフセットを修正する。ここで、説明のため、拡張レイヤのレイヤ識別子をe、ベースレイヤのレイヤ識別子をbとする。参照領域オフセットに含まれる、レイヤe上の参照領域であって、レイヤeとレイヤbとの間のレイヤ間予測で参照される参照領域に対する参照領域左オフセットref_region_right_offset[e][k]（ただし、b=rLIdx[e][k]）の値は、変換前ELピクチャの左上画素と変換後ELピクチャの左上画素の水平方向の距離を２画素単位で表した値を絶対値とする負値が設定される。加えて、レイヤb上の参照領域であって、レイヤbとレイヤeとの間のレイヤ間予測で参照される参照領域に対する参照領域左オフセットref_region_right_offset[b][l]（ただしe=rLIdx[b][l]）の値は、変換前BLピクチャの左上画素と変換後BLピクチャの左上画素の水平方向の距離を２画素単位で表した値を絶対値とする負値が設定される。他の上、右、下に対応する参照領域オフセットの値も同様に設定される。
【０３２８】
（表示領域情報の修正）
パラメータセット修正部３２は、入力される注目領域情報の示す注目領域と一致するように、入力されるパラメータセットに含まれるSPSの表示領域情報を書き換える。表示領域情報は、例えば、次のＳ３０１からＳ３０３の手順で書き換えられる。
【０３２９】
（Ｓ３０１）注目領域がピクチャ全体と一致するか否かを判定する。一致する場合、Ｓ３０２に進み、一致しない場合、Ｓ３０３に進む。
【０３３０】
（Ｓ３０２）上書き前の表示領域フラグの値が１であった場合には、当該表示領域フラグの値を０に上書きし、かつ、表示領域オフセット（conf_win_left_offset、conf_win_right_offset、conf_win_top_offset、conf_win_bottom_offset）をSPSから取り除いて処理を終了する。
【０３３１】
（Ｓ３０３）表示領域フラグの値を１に上書きする。表示領域オフセットの各オフセットを注目領域を表わす矩形の各辺のピクチャの対応する辺との位置のオフセットの値に設定する。例えば、注目領域上辺のピクチャ上辺に対する位置オフセットを表示領域上オフセット（conf_win_top_offset）の値に設定する。なお、書き換え前の表示領域フラグの値が１であった場合には、上記設定した注目領域オフセットの値を用いて、元の注目領域オフセットの値を上書きする。書き換え前の表示領域フラグの値が１であった場合には、上記設定した注目領域オフセットをSPSの表示領域フラグの直後に挿入する。
【０３３２】
NAL選択部３４は、入力される注目領域情報とタイル情報に基づいて、入力されるビデオ符号化レイヤNAL（VCL NAL）の選択を行う。選択されたVCL NALはNAL多重化部２１に順次出力され、選択されなかったVCL NALは破棄される。
【０３３３】
NAL選択部３４で選択されるVCL NALは、抽出対象タイルに含まれるスライスに関するスライスヘッダおよびスライスデータを含むVCL NALである。NAL選択部３４は、スライスヘッダに含まれるスライスアドレスとタイル情報から、スライスが抽出対象タイルに含まれているかを判定し、含まれている場合は当該スライスを含むVCL NALを選択し、含まれていない場合は該VCL NALを破棄する。
【０３３４】
（階層符号化データ変換処理フロー）
階層符号化データ変換装置３による階層符号化データ変換処理は、Ｓ５０１〜Ｓ５０６に示す手順を順次実行することで実現される。
【０３３５】
（Ｓ５０１）NAL逆多重化部１１は、入力された階層符号化データＤＡＴＡを逆多重化する。パラメータセットに係る部分（非VCL NAL）をパラメータ復号部１２に出力し、スライスレイヤ（スライスヘッダ、スライスデータ）に係る部分であるビデオ符号化レイヤNAL（VCL NAL）をNAL選択部３４に出力する。
【０３３６】
（Ｓ５０２）パラメータセット復号部１２は、入力された非VCL NALからパラメータセット（VPS、SPS、PPS）を復号して、パラメータセット修正部３２とタイル設定部１３に出力する。
【０３３７】
（Ｓ５０３）タイル設定部１３は、入力されるパラメータセットからタイル情報を導出してパラメータセット修正部３２とNAL選択部３４に出力する。
【０３３８】
（Ｓ５０４）パラメータセット修正部３２は、入力される注目領域情報とタイル情報に基づいて入力されるパラメータセットを修正して出力する。
【０３３９】
（Ｓ５０５）NAL選択部３４は、入力されるタイル情報と注目領域情報に基づいて、入力されるVCL NALの一部を選択し、選択したVCL NALをNAL多重化部２１に出力する。
【０３４０】
（Ｓ５０６）NAL多重化部２１は、入力される修正後のパラメータセットと修正後のスライスヘッダとスライスデータを修正後の対象レイヤの符号化データとして、入力される参照レイヤ符号化データＤＡＴＡ＃Ｒと多重化して階層符号化データＤＡＴＡ−ＲＯＩとして外部に出力する。
【０３４１】
（階層符号化データ変換装置３の効果）
以上説明した本実施形態に係る階層符号化データ変換装置３は、対象レイヤ（上位レイヤ）の符号化データに含まれるビデオレイヤの符号化データ（VCL NAL）の一部を注目領域情報に基づいて修正するＮＡＬ選択部３４と、パラメータセット修正部３２を備えている。ＮＡＬ選択部３４は、注目領域情報の示す注目領域に基づいて、注目領域と重複する領域をもつタイルを抽出対象タイルとして選択し、前記選択した抽出対象タイルに含まれるスライスに係るビデオレイヤの符号化データが変換後の階層符号化データに含まれる。パラメータセット修正部３２は、注目領域情報とタイル情報に基づいて、ピクチャ情報、PPSタイル情報、表示情報、および、参照領域情報を修正する。
【０３４２】
上記の階層符号化データ変換装置３によれば、入力された階層符号化データを変換して、上位レイヤにおいて抽出対象タイル（注目領域と重複した領域を持つタイル）に係るVCL NALを抽出して、変換後の階層符号化データを構成できる。注目領域と重複領域を持たないタイルに係るVCL NALは破棄されるため、変換後の階層符号化データの符号量は、変換前の階層符号化データに較べて少ない。また、上記の階層符号化データ変換装置３によれば、パラメータセットを、抽出対象タイルに合わせてピクチャ情報、PPSタイル情報、表示情報を修正するため、変換後の階層符号化データは階層動画像復号装置により復号でき、注目領域に係る復号ピクチャを表示できる。加えて、参照領域情報が修正されるため、変換前後の階層符号化データでスケールと上位レイヤの画素と参照レイヤの画素の対応関係が維持される。そのため、変換前の符号化データにより生成されるレイヤ間予測の予測画像と変換後の符号化データにより生成されるレイヤ間予測の予測画像が同程度に維持できる。
【０３４３】
〔注目領域表示システム〕
上述した階層動画像復号装置１、階層動画像符号化装置２、及び、階層符号化データ変換装置３を組み合わせて、注目領域情報を表示するシステム（注目領域表示システムＳＹＳ）を構成できる。
【０３４４】
図１８に基づいて、上述した階層動画像復号装置１、階層動画像符号化装置２、及び、階層符号化データ変換装置３の組み合わせにより、注目領域表示システムが構成できることを説明する。図１８は、階層動画像復号装置１、階層動画像符号化装置２、及び、階層符号化データ変換装置３の組み合わせによる注目領域表示システムの構成を示したブロック図である。注目領域表示システムＳＹＳは、概略的には、品質の異なる入力画像を階層符号化して蓄積しておき、ユーザーからの注目領域情報に応じて蓄積された階層符号化データを変換して提供し、変換した階層符号化データを復号することで注目領域（ＲＯＩ）に係る高品質の再生画像を表示する。
【０３４５】
図１８に示すように、注目領域表示システムＳＹＳは、階層動画像符号化部ＳＹＳ１Ａ、階層動画像符号化部ＳＹＳ１Ｂ、階層符号化データ蓄積部ＳＹＳ２、階層符号化データ変換部ＳＹＳ３、階層動画像復号部ＳＹＳ４、表示部ＳＹＳ６、ＲＯＩ通知部ＳＹＳ８を構成要素として含む。
【０３４６】
階層動画像符号化部ＳＹＳ１Ａ、ＳＹＳ１Ｂには、前述の階層動画像符号化装置２を利用できる。
【０３４７】
階層符号化データ蓄積部ＳＹＳ２は、階層符号化データを蓄積し、要求に応じて階層符号化データを供給する。階層符号化データ蓄積部ＳＹＳ２として、記録媒体（メモリ、ハードディスク、光学ディスク）を備えたコンピュータが利用できる。
【０３４８】
階層符号化データ変換部ＳＹＳ３には、前述の階層符号化データ変換部３が利用できる。したがって、階層符号化データ変換部ＳＹＳ３は、入力される階層符号化データに含まれる参照領域情報を、入力される注目領域に合わせて適切な値に設定できる。
【０３４９】
階層動画像復号部ＳＹＳ４には、前述の階層動画像復号装置１が利用できる。したがって、階層動画像復号部ＳＹＳ４は、パラメータセットから参照領域情報を復号して、該参照領域情報を参照してレイヤ間予測を実行できる。
【０３５０】
表示部ＳＹＳ６は、復号画像を所定の表示領域の所定の表示位置に表示する。例えば、表示領域はテレビの画面であり、表示位置はその全体である。なお、表示部ＳＹＳ６は、入力される復号画像を表示領域のサイズに一致するサイズに拡大または縮小して表示することが好ましい。
【０３５１】
ＲＯＩ通知部ＳＹＳ８は、所定の方法でユーザーが指定した注目領域情報を通知する。例えば、ユーザーは全体表示画像が表示された表示領域上で、注目領域に相当する領域を指定することでＲＯＩ通知部に注目領域を伝えることができる。なお、ＲＯＩ通知部ＳＹＳ８は、ユーザーの指定がない場合は、注目領域が無いことを示す情報を注目領域情報として通知する。
【０３５２】
（注目領域表示システムのフロー）
注目領域表示システムによる処理は、階層符号化データ生成蓄積処理と注目領域データ生成再生処理に分けることができる。
【０３５３】
階層符号化データ生成蓄積処理では、異なる品質の入力画像から階層符号化データを生成して蓄積する。階層符号化データ生成蓄積処理は、Ｔ１０１からＴ１０３の手順で実行される。
【０３５４】
（Ｔ１０１）階層動画像符号化部ＳＹＳ１Ｂは、入力される低品質の入力画像を符号化し、生成された階層符号化データを階層動画像符号化部ＳＹＳ１Ａに供給する。つまり、階層動画像符号化部ＳＹＳ１Ｂは、入力画像から、階層動画像符号化部ＳＹＳ１Ａにおいて参照レイヤ（下位レイヤ）として使用される階層符号化データを生成して出力する。
【０３５５】
（Ｔ１０２）階層動画像符号化部ＳＹＳ１Ａは、入力される高品質の入力画像を、入力された階層符号化データを参照レイヤの符号化データとして符号化し、階層符号化データを生成して階層符号化データ蓄積部ＳＹＳ２に出力する。
【０３５６】
（Ｔ１０３）階層符号化データ蓄積部ＳＹＳ２は、入力された階層符号化データに適切なインデックスを付けて内部の記録媒体に記録する。
【０３５７】
注目領域データ生成再生処理では、階層符号化データ蓄積部ＳＹＳ２から階層符号化データを読み出し、注目領域に相当する階層符号化データに変換し、変換した階層符号化データを復号して再生及び表示する。注目領域データ生成再生処理は、以下のＴ２０１〜Ｔ２０５の手順で実行される。
【０３５８】
（Ｔ２０１）ユーザーの選択した動画像に関する階層符号化データが階層符号化データ蓄積部ＳＹＳ２から階層符号化データ変換部ＳＹＳ３に供給される。
【０３５９】
（Ｔ２０２）ＲＯＩ通知部ＳＹＳ８は、ユーザーの指定した注目領域情報を階層符号化データ変換部ＳＹＳ３に通知する。
【０３６０】
（Ｔ２０３）階層符号化データ変換部ＳＹＳ３は、入力された注目領域情報に基づいて、入力された階層符号化データを変換して、階層動画像復号部ＳＹＳ４に出力する。
【０３６１】
（Ｔ２０４）階層動画像復号部ＳＹＳ４は、入力された階層動画像符号化データ（変換後）を復号して、得られた上位レイヤの復号ピクチャを表示部ＳＹＳ６に出力する。
【０３６２】
（Ｔ２０５）表示部ＳＹＳ６は、入力された復号画像を表示する。
【０３６３】
（注目領域表示システムＳＹＳの効果）
以上説明した本実施形態に係る注目領域表示システムＳＹＳは、注目領域情報を供給する注目領域通知部（ＲＯＩ通知部ＳＹＳ８）と、前記注目領域情報に基づいて階層符号化データを変換して変換後階層符号化データを生成する階層符号化データ変換部ＳＹＳ３と、上記変換後階層符号化データを復号して上位レイヤ及び下位レイヤの復号ピクチャを出力する階層動画像復号部ＳＹＳ４と、表示部ＳＹＳ６を備えている。
【０３６４】
上記の注目領域表示システムＳＹＳによれば、注目領域情報により指定された領域の復号ピクチャを表示できる。その際、注目領域情報により指定された領域の復号ピクチャは、階層符号化データの上位レイヤの符号化データから、参照領域情報に基づいて導出されるスケールと対応参照位置を用いるレイヤ間画像予測を用いて復号されるため、画質が高い。加えて、注目領域に基づいて変換された階層符号化データは、変換前の階層符号化データよりも符号量が少ない。したがって、上記の注目領域表示システムＳＹＳを用いることで、階層符号化データの転送に要する帯域を削減しつつ、注目領域に係る画質の高い復号ピクチャを再生できる。
【０３６５】
＜実施形態２＞
図２１〜図２４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３を説明すれば以下のとおりである。
【０３６６】
［階層動画像復号装置］
階層動画像復号装置３の概略的構成を説明する。階層動画像復号装置３は、図５を参照して説明した階層動画像復号装置１において、パラメータセット復号部１２をパラメータセット復号部１２Ａに、スライス復号部１４をスライス復号部１４Ａに置き換えた構成である。すなわち、階層動画像復号装置３は、NAL逆多重化部１１、パラメータセット復号部１２Ａ、タイル設定部１３、スライス復号部１４Ａ、ベース復号部１５、復号ピクチャ管理部１６を含む。以下では、新たな構成要素である、パラメータ復号部１２Ａおよびスライス復号部１４Ａについて説明する。
【０３６７】
（パラメータセット復号部１２Ａ）
（レイヤ間位置対応情報）
パラメータセット復号部１２Ａ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。
【０３６８】
本実施形態において、レイヤ間位置対応情報は、拡大参照レイヤオフセット情報、参照レイヤオフセット情報、および、レイヤ間位相情報を含む。
【０３６９】
（レイヤ間位置対応情報：拡大参照レイヤオフセット情報）
レイヤ間位置対応情報には拡大参照レイヤオフセットを規定する情報が含まれる。拡大参照レイヤオフセットは符号化データ内に複数含むことが可能であり、各々の拡大参照レイヤオフセットは、左、上、右、下にそれぞれ対応する４つのオフセットから構成され、対象ピクチャ、および、参照ピクチャの２枚のピクチャの組み合わせに関連付けられている。言い換えると、対象ピクチャと、特定の参照ピクチャの組み合わせそれぞれに対して、対応する拡大参照レイヤオフセットを規定する情報がレイヤ間位置対応情報に含まれる。なお、必ずしも全ての対象ピクチャと参照ピクチャの組み合わせに対して参照レイヤオフセットを規定する情報が含まれている必要はなく、特定の条件で一部の組み合わせについて省略して既定値を用いることもできる。
【０３７０】
拡大参照レイヤオフセットを構成する各オフセットの意味を、図２１を参照して説明する。図２１は、対象レイヤピクチャ、参照レイヤピクチャ、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。
【０３７１】
図２１（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２１（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。
【０３７２】
図２１に示したように、拡大参照レイヤ左オフセット（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。
【０３７３】
拡大参照レイヤ上オフセット（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。
【０３７４】
拡大参照レイヤ右オフセット（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。
【０３７５】
拡大参照レイヤ下オフセット（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。
【０３７６】
（レイヤ間位置対応情報：参照レイヤオフセット情報）
レイヤ間位置対応情報には参照レイヤオフセットを規定する情報（参照レイヤオフセット情報）が含まれる。参照レイヤオフセットは符号化データ内に複数含むことが可能であり、各々の参照レイヤオフセットは、左、上、右、下にそれぞれ対応する４つのオフセットから構成され、対象ピクチャ、および、参照ピクチャの２枚のピクチャの組み合わせに関連付けられている。言い換えると、対象ピクチャと、特定の参照ピクチャの組み合わせそれぞれに対して、対応する参照レイヤオフセットがレイヤ間画素対応情報に含まれ得る。
【０３７７】
参照レイヤ左オフセットは、参照レイヤ基準領域左辺の参照レイヤピクチャ左辺に対するオフセットを表わす。なお、オフセット値が０より大きい場合、参照レイヤ基準領域左辺が参照レイヤピクチャ左辺の右側に位置することを表わす。
【０３７８】
参照レイヤ上オフセットは、参照レイヤ基準領域上辺の参照レイヤピクチャ上辺に対するオフセットを表わす。なお、オフセット値が０より大きい場合、参照レイヤ基準領域上辺が参照レイヤピクチャ上辺の下側に位置することを表わす。
【０３７９】
参照レイヤ右オフセットは、参照レイヤ基準領域右辺の参照レイヤピクチャ右辺に対するオフセットを表わす。なお、オフセット値が０より大きい場合、参照レイヤ基準領域右辺が参照レイヤピクチャ右辺の左側に位置することを表わす。
【０３８０】
参照レイヤ下オフセットは、参照レイヤ基準領域下辺の参照レイヤピクチャ下辺に対するオフセットを表わす。なお、オフセット値が０より大きい場合、参照レイヤ基準領域下辺が参照レイヤピクチャ下辺の上側に位置することを表わす。
【０３８１】
（レイヤ間位置対応情報：レイヤ間位相情報）
レイヤ間位相情報にはレイヤ間の位相差を表す情報（レイヤ間位相オフセット）が含まれる。レイヤ間位相は符号化データ内に複数含むことが可能であり、各々のレイヤ間位相オフセットは、輝度水平方向、輝度垂直方向、色差水平方向、色差垂直方向の４個のオフセットから構成され、対象ピクチャ、および、参照ピクチャの２枚のピクチャの組み合わせに関連付けられている。言い換えると、対象ピクチャと、特定の参照ピクチャの組み合わせそれぞれに対して、対応するレイヤ間位相オフセットがレイヤ間画素対応情報に含まれ得る。
【０３８２】
レイヤ間位相輝度水平オフセットは、対象レイヤの輝度画像上における、参照レイヤ対応領域左上画素と、当該画素に対応する参照レイヤ上の画素の１画素未満の水平方向のずれを表す。
【０３８３】
レイヤ間位相輝度垂直オフセットは、対象レイヤの輝度画像上における、参照レイヤ対応領域左上画素と、当該画素に対応する参照レイヤ上の画素の１画素未満の垂直方向のずれを表す。
【０３８４】
レイヤ間位相色差水平オフセットは、対象レイヤの色差画像上における、参照レイヤ対応領域左上画素と、当該画素に対応する参照レイヤ上の画素の１画素未満の水平方向のずれを表す。
【０３８５】
レイヤ間位相色差垂直オフセットは、対象レイヤの色差画像上における、参照レイヤ対応領域左上画素と、当該画素に対応する参照レイヤ上の画素の１画素未満の垂直方向のずれを表す。
【０３８６】
（レイヤ間位置対応情報のシンタックス）
次に符号化データに含まれ、パラメータセット復号部１２Ａにより復号される、拡大参照レイヤオフセット情報、参照レイヤオフセット情報、および、レイヤ間位相オフセット情報について説明する。
【０３８７】
拡大参照レイヤオフセット情報、参照レイヤオフセット情報、および、レイヤ間位相オフセット情報は、例えば、上位レイヤのPPSの一部であるPPS拡張（pps_estension）に含まれており、図２２に示すシンタックス表に従って復号される。図２２は、パラメータセット復号部１２ＡがPPS復号時に参照す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。
【０３８８】
PPSから復号される拡大参照レイヤオフセット情報には、PPS拡張に含まれる拡大参照レイヤオフセット数（num_scaled_ref_layer_offsets）が含まれる。加えて、前記拡大参照レイヤオフセット数が示す個数分の拡大参照レイヤオフセットが、参照レイヤ識別子と合わせて含まれる。参照レイヤ識別子（ref_layer_id）は、後続の拡大参照レイヤオフセットが関連付けられる参照レイヤを示す識別子である。レイヤ間画素対応オフセットとして、拡大参照レイヤ左オフセット（scaled_ref_layer_left_offset）、拡大参照レイヤ上オフセット（scaled_ref_layer_top_offset）、拡大参照レイヤ右オフセット（scaled_ref_layer_right_offset）、および、拡大参照レイヤ下オフセット（scaled_ref_layer_bottom_offset）が含まれる。以下、scaled_ref_layer_left_offset、scaled_ref_layer_top_offset、scaled_ref_layer_right_offset、scaled_ref_layer_bottom_offsetを総称して、拡大参照レイヤオフセットシンタックスと呼ぶ。なお、図２２のシンタックス表において、拡大参照レイヤオフセットシンタックスの後ろに配列インデックス「[ref_layer_id[i]]」が付与されているのは、拡大参照レイヤオフセットシンタックスがref_layer_id[i]の示す参照レイヤと関連付けられていることを表す。
【０３８９】
パラメータセット復号部１２Ａは、符号化データから符号付指数ゴロム符号（se(v)）の符号を復号することで、拡大参照レイヤオフセットシンタックスの値を復号する。符号付き指数ゴロム符号は、具体的には、HEVCで既定されている同名の符号が使用できる。復号された拡大参照レイヤオフセットシンタックスの値は、対象ピクチャの色差画素を単位とする。なお、特定の参照レイヤに対応する拡大参照レイヤオフセットシンタックスが符号化データに存在しない場合、該参照レイヤに対応する各拡大参照レイヤオフセットの値は０に設定される。
【０３９０】
PPSから復号される参照レイヤオフセット情報には、レイヤ識別子「ref_layer_id[i]」が示す参照レイヤに関連付けられる参照レイヤオフセット情報のPPS内での存否を示すフラグである参照レイヤオフセット情報存否フラグ（ref_layer_offset_present_flag）を含む。配列インデックスが「ｉ」の参照レイヤオフセット情報存否フラグの値（ref_layer_offset_present_flag[i]）が１の場合、PPSにはPPSを参照するスライスが属するレイヤ（対象レイヤ）と該参照レイヤに関連付けられる各参照レイヤオフセットが含まれる。具体的には、参照レイヤ左オフセット（ref_layer_left_offset）、参照レイヤ上オフセット（ref_layer_top_offset）、参照レイヤ右オフセット（ref_layer_right_offset）、および、参照レイヤ下オフセット（ref_layer_bottom_offset）が含まれる。以下、ref_layer_left_offset、ref_layer_top_offset、ref_layer_right_offset、ref_layer_bottom_offsetを総称して、参照レイヤオフセットシンタックスと呼ぶ。
【０３９１】
パラメータセット復号部１２Ａは、符号化データから符号付指数ゴロム符号（se(v)）の符号を復号することで、参照レイヤオフセットシンタックスの値を復号する。復号された参照レイヤオフセットシンタックスの値は、該参照レイヤオフセットシンタックスと参照レイヤ識別子を介して関連付けられた参照レイヤピクチャの色差画素を単位とする。なお、特定の参照レイヤに対応する参照レイヤオフセットシンタックスが符号化データに存在しない場合、該参照レイヤに対応する各参照レイヤオフセットの値は０に設定される。
【０３９２】
PPSから復号されるレイヤ間位相オフセット情報には、レイヤ識別子「ref_layer_id[i]」が示す参照レイヤに関連付けられるレイヤ間位相オフセット情報のPPS内での存否を示すフラグであるレイヤ間位相オフセット情報存否フラグ（resample_phase_present_flag）を含む。配列インデックスが「ｉ」のレイヤ間位相オフセット情報存否フラグ（resample_phase_present_flag[i]）の値が１の場合、PPSにはPPSを参照するスライスが属するレイヤ（対象レイヤ）と該参照レイヤに関連付けられる各レイヤ間位相オフセットが含まれる。具体的には、レイヤ間位相輝度水平オフセット（phase_hor_luma）、レイヤ間位相輝度垂直オフセット（phase_ver _luma）、レイヤ間位相色差水平オフセット（phase_hor_chroma）、および、レイヤ間位相色差垂直オフセット（phase_ver_chroma）が含まれる。以下、phase_hor_luma、phase_ver_luma、phase_hor_chroma、phase_ver_chromaを総称してレイヤ間位相オフセットシンタックスと呼ぶ。
【０３９３】
パラメータセット復号部１２Ａは、符号化データから符号無指数ゴロム符号（ue(v)）の符号を復号することで、レイヤ間位相オフセットシンタックスの値を復号する。なお、特定の参照レイヤに対応するレイヤ間位相オフセットシンタックスが符号化データに存在しない場合、該参照レイヤに対応するレイヤ間位相オフセットの値は０に設定される。
【０３９４】
以上、図２２のシンタックス表を参照して説明した、パラメータセット復号部１２ＡにおいてPPSから復号されるレイヤ間位置対応情報は次の特徴を有している。
【０３９５】
PPS内に参照レイヤの一つを選択する参照レイヤ識別子が含まれており、同一の参照レイヤ識別子に関連付けられる拡大参照レイヤオフセットシンタックス、参照レイヤオフセットシンタックス、および、レイヤ間位相オフセットシンタックスが符号化データ内で連続して含まれている。換言すると、PPSにはref_layer_id[i]が含まれており、同一の配列インデックス「[ref_layer_id[i]]」を持つ拡大参照レイヤオフセットシンタックス、参照レイヤオフセットシンタックス、および、レイヤ間位相オフセットシンタックスが符号化データ内で連続して含まれている。なお、各オフセット情報の存否フラグ（例えば前述の参照レイヤオフセット情報存否フラグやレイヤ間位相オフセット情報存否フラグ）が間に含まれていてもよく、該存否フラグの値に応じて一部のオフセットが省略されていても構わない。また、同一の参照レイヤ識別子に関連付けられる拡大参照レイヤオフセットシンタックス、参照レイヤオフセットシンタックス、レイヤ間位相オフセットシンタックスの符号化データ内の順序は、必ずしも前述の順番でなくてもよく、順番を入れ替えてもよい。
【０３９６】
以上のように同一の参照レイヤ識別子に関連付けられる拡大参照レイヤオフセットシンタックス、参照レイヤオフセットシンタックス、および、レイヤ間位相オフセットシンタックスを符号化データ内に連続して含むことで、各オフセットの種類毎に、オフセットの数と、関連付けられる参照レイヤの識別子を復号する場合に較べて、少ない符号量の符号化データからレイヤ間位置対応情報を復号できる。
【０３９７】
言い換えると、パラメータセット復号部１２Ａは、特定の参照レイヤを示す第一の参照レイヤ識別子（ref_layer_id[i]）を復号し、前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられる前記拡大参照レイヤオフセットシンタックス、前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられる前記参照レイヤオフセットシンタックス、および、前記第一の参照レイヤ識別子に関連付けられるレイヤ間位相オフセットシンタックスを、符号化データから続けて復号することで、より少ない符号量の符号化データからレイヤ間位置情報を復号できる。
【０３９８】
また、レイヤ間位置対応情報には、参照レイヤオフセット情報存否フラグが含まれているため、参照レイヤオフセットを明示的に伝送する必要がない場合に符号量を削減できる。参照レイヤオフセットはデフォルト値が適用される割合が高いという特性があるため、参照レイヤ間オフセット情報存否フラグを用いることで、平均的な符号量を削減できる。
【０３９９】
また、レイヤ間位置対応情報には、レイヤ間位相オフセット情報存否フラグが含まれているため、レイヤ間位相オフセットを明示的に伝送する必要がない場合に符号量を削減できる。レイヤ間位相オフセットはデフォルト値が適用される割合が高いという特性があるため、レイヤ間位相オフセット情報存否フラグを用いることで、平均的な符号量を削減できる。
【０４００】
（スライス復号部１４Ａ）
スライス復号部１４Ａは図１３を参照して説明したスライス復号部１４と同様の構成と機能を有する。両者の違いは、スライス復号部１４が含む予測画像生成部１４４２に代わりスライス復号部１４Ａは予測画像生成部１４４３Ａを含んでいる点にある。予測画像生成部１４４３Ａでは、レイヤ間予測が選択された場合の予測画像生成処理の実行時に、レイヤ間位置対応情報に基づいて、対応参照位置導出処理を以下のＳ４０１〜Ｓ４０９の手順で実行する。
【０４０１】
（Ｓ４０１）予測画像生成処理の対象が輝度画素か色差画素かを判定する。対象が輝度画素の場合、Ｓ４０２を実行する。対象が色差画素の場合、Ｓ４０４を実行する。
【０４０２】
（Ｓ４０２）パラメータセット復号部１２Ａで復号された、参照レイヤに対応する拡大参照レイヤオフセットシンタックスの値から、拡大参照レイヤオフセットを導出する。以下では、導出される、参照レイヤ（レイヤR）に係る拡大参照レイヤオフセットを、SRLO[r]と呼ぶ。加えて、SRLO[r]を構成する左、上、右、下にそれぞれ対応する拡大参照レイヤオフセットと記号を以下の通り定義する。
【０４０３】
拡大参照レイヤ左オフセット：SRLLO[r]
拡大参照レイヤ上オフセット：SRLTO[r]
拡大参照レイヤ右オフセット：SRLRO[r]
拡大参照レイヤ下オフセット：SRLBO[r]
【０４０４】
SRLO[r]を構成する各オフセット、SRLLO、SRLTO、SRLRO、SRLBOは、対応する拡大参照レイヤオフセットシンタックスの値に基づいて、以下の計算により導出される。
SRLLO = (scaled_ref_layer_left_offset[r] * SubWidthC)
SRLTO = (scaled_ref_layer_top_offset[r] * SubHeightC)
SRLRO = (scaled_ref_layer_right_offset[r] * SubWidthC)
SRLBO = (scaled_ref_layer_bottom_offset[r] * SubHeightC)
ここで、SubWidthCおよびSubHeightCは、対象レイヤに対応付けられる色フォーマットから導出される輝度色差幅比および輝度色差高さ比である。
【０４０５】
上記の拡大参照レイヤオフセットの導出処理は、次のように表現することができる。すなわち、予測画像生成処理の対象が輝度画素である場合、拡大参照レイヤオフセットシンタックスの値と、対象レイヤにおける輝度色差サイズ比（輝度色差幅比または輝度色差高さ比）との積により、拡大参照レイヤオフセットを導出する。次にＳ４０３を実行する。
【０４０６】
（Ｓ４０３）参照レイヤ（レイヤr）上の参照レイヤオフセットを導出する。参照レイヤオフセットは、左、上、右、下にそれぞれ対応する４つのオフセット（順にRLLO、RLTO、RLRO、RLBO）から構成され、参照レイヤオフセットシンタックスの値に基づいて次式により導出される。
【０４０７】
RLLO = (ref_layer_left_offset[r] * RefSubWidthC)
RLTO = (ref_layer_top_offset[r] * RefSubHeightC)
RLRO = (ref_layer_right_offset[r] * RefSubWidthC)
RLBO = (ref_layer_bottom_offset[r] * RefSubHeightC)
ここで、RefSubWidthCおよびRefSubHeightCは、参照レイヤに対応付けられる色フォーマットから導出される輝度色差サイズ比である。すなわち、参照レイヤの色フォーマットに基づき導出されたSubWidthCの値がRefSubWidthCに、参照レイヤの色フォーマットに基づき導出されたSubHeightCの値がRefSubHeightCにそれぞれ設定される。
【０４０８】
上記の参照レイヤオフセットの導出処理は、次のように表現することができる。すなわち、予測画像生成処理の対象が輝度画素である場合、参照レイヤオフセットシンタックスの値と、参照レイヤにおける輝度色差サイズ比との積により、参照レイヤオフセットを導出する。次にＳ４０６を実行する。
【０４０９】
（Ｓ４０４）Ｓ４０２で説明したSRLO[j]を構成する各オフセット、SRLLO、SRLTO、SRLRO、SRLBOは、対応する拡大参照レイヤオフセットシンタックスの値に基づいて、以下の計算により導出される。
【０４１０】
SRLLO = scaled_ref_layer_left_offset[r]
SRLTO = scaled_ref_layer_top_offset[r]
SRLRO = scaled_ref_layer_right_offset[r]
SRLBO = scaled_ref_layer_bottom_offset[r]
上記の拡大参照レイヤオフセットの導出処理は、次のように表現することができる。すなわち、予測画像生成処理の対象が色差画素である場合、拡大参照レイヤオフセットシンタックスの値を拡大参照レイヤオフセットとして導出する。
【０４１１】
次に、Ｓ４０５を実行する。
【０４１２】
（Ｓ４０５）Ｓ４０３で説明した参照レイヤオフセット（RLLO、RLTO、RLRO、RLBO）を、次式により導出する。
【０４１３】
RLLO = ref_layer_left_offset[r]
RLTO = ref_layer_top_offset[r]
RLRO = ref_layer_right_offset[r]
RLBO = ref_layer_bottom_offset[r]
上記の参照レイヤオフセットの導出処理は、次のように表現できる。すなわち、予測画像生成処理の対象が色差画素である場合、参照レイヤオフセットシンタックスの値を参照レイヤオフセットの値として導出する。次にＳ４０６を実行する。
【０４１４】
（Ｓ４０６）Ｓ４０２またはＳ４０４で導出した拡大参照レイヤオフセットと、対象レイヤピクチャサイズに基づいて、拡大参照レイヤのサイズを導出する。拡大参照レイヤの幅（SRLW）と高さ（SRLH）は、対象レイヤピクチャの幅（CL_PICW）と高さ（CL_PICH）に基づいて、それぞれ次式により導出される。
【０４１５】
SRLW = CL_PICW - (SRLLO + SRLRO)
SRLH = CL_PICH - (SRLTO + SRLBO)
すなわち、上記の式によれば、対象レイヤピクチャの幅に、拡大参照レイヤ左オフセットと拡大参照レイヤ右オフセットの和を減算することで、対象レイヤ上の拡大参照レイヤの幅を導出している。対象レイヤ上の拡大参照レイヤの高さについても同様である。次にＳ４０７を実行する。なお、上記式においてオフセットの和を減算するのは、図２１（a）に示したように、拡大参照レイヤ（図中の参照レイヤ対応領域）が、対象レイヤピクチャの内部にある場合にオフセットの値が正になるようオフセットの符号が定義されているためである。
【０４１６】
（Ｓ４０７）Ｓ４０３またはＳ４０５で導出した参照レイヤオフセットと、参照レイヤピクチャサイズに基づいて、参照レイヤ上のスケール計算の基準となる領域（参照レイヤ基準領域）のサイズを導出する。参照レイヤ基準領域の幅（RLW）と高さ（RLH）は、参照レイヤピクチャの幅（RL_PICW）と高さ（RL_PICH）に基づいて、それぞれ次式により導出される。
【０４１７】
RLW = RL_PICW - (RLLO + RLRO)
RLH = RL_PICH - (RLTO + RLBO)
すなわち、上記の式によれば、参照レイヤピクチャ幅に、参照レイヤ左オフセットと参照レイヤ右オフセットの和を減算することで、参照レイヤ基準領域の幅を導出している。参照レイヤ基準領域の高さについても同様である。次にＳ４０８を実行する。
【０４１８】
（Ｓ４０８）Ｓ４０６で導出した拡大参照レイヤのサイズとＳ４０７で導出した参照レイヤ基準領域のサイズに基づいて、レイヤ間予測に用いるスケールを導出する。水平方向のスケールsxと垂直方向のスケールsyはそれぞれ次式により導出される。
【０４１９】
sx = ((RLW << 16) + (SRLW >> 1)) / SRLW
sy = ((RLH << 16) + (SRLH >> 1)) / SRLH
なお、演算子“/”は整数の除算を表す演算子である。
すなわち、上式によれば、参照レイヤ参照領域サイズに所定の定数（上式では“<<16”）を乗じ、対象レイヤ参照領域サイズで除算した値をスケールとして設定している。なお、“(SRLW>>1）”の項は、除算による丸めを調整する項である。したがって、単位や丸め調整の効果を除けば、スケールは参照レイヤ基準領域のサイズ（幅または高さ）の、拡大参照レイヤのサイズ（幅または高さ）に対する比率と説明できる。次にＳ４０９を実行する。
【０４２０】
（Ｓ４０９）Ｓ４０２またはＳ４０４で導出した拡大参照レイヤオフセットと、Ｓ４０３またはＳ４０５で導出した参照レイヤ基準領域オフセットと、Ｓ４０８で導出したスケールと、パラメータセット復号部１２Ａで復号されたレイヤ間位相オフセットに基づいて、１６分の１画素精度の参照画素位置を導出する。対象レイヤ上の画素位置（xP、yP）に対応する、参照レイヤ上の１６分の１画素精度の参照画素位置の水平成分（x成分）xRef16と、垂直成分（y成分）yRef16の値は、それぞれ次式により導出される。
【０４２１】
xRef16 = (((xP - CL_OX) * sx + addX + (1<<11)) >> 12) + RL_OX
yRef16 = (((yP - CL_OY) * sy + addY + (1<<11)) >> 12) + RL_OY
ここで、
CL_OX = SRLLO
CL_OY = SRLTO
RL_OX = (RLLO << 4)
RL_OY = (RLTO << 4)
なお、addX、addYは、アップサンプリングやインタレースに伴う対象レイヤ上の画素と参照レイヤ上の画素のずれを表すパラメータであり、次式により導出される。
【０４２２】
addX = (sx * phaseX + 8) >> 4
addY = (sy * phaseY + 8) >> 4
ここで、参照レイヤ識別子の値をrとすると、対象画素が輝度画素の場合には、phaseXの値にはphase_hor_luma[r]、phaseYの値にはphase_ver_luma[r]が設定される。また、対象画素が色差画素の場合には、phaseXにはphase_hor_chroma[r]の値が、phaseYにはphase_ver_chroma[r]の値が設定される。
【０４２３】
すなわち、上記のxRef16とyRef16の導出式に従うと、拡大参照レイヤオフセット、参照レイヤオフセット、レイヤ間位相オフセットとスケールに基づいて参照画素位置を計算している。導出した１６分の１画素精度の参照画素位置を対応参照位置として、対応参照位置導出処理を終了する。
【０４２４】
補間フィルタ処理では、上記対応参照位置導出処理で導出した対応参照位置に相当する位置の画素値を、参照レイヤピクチャ上の、前記対応参照位置近傍の画素の復号画素に補間フィルタを適用することで生成する。
【０４２５】
［変形例５：拡大参照レイヤオフセット情報存否フラグ］
上記のパラメータセット復号部１２Ａにおいて復号されるレイヤ間位置対応情報には、参照レイヤオフセット情報存否フラグとレイヤ間位相オフセット情報存否フラグが含まれている例を説明したが、図２３に示すように、拡大参照レイヤオフセット情報存否フラグを追加で含むシンタックス表を用いる構成であってもよい。拡大参照レイヤオフセット情報存否フラグ（scaled_ref_layer_offset_prsent_flag）は、拡大参照レイヤオフセット情報のPPS内での存否を示すフラグである。配列インデックスｉに対応する拡大参照レイヤオフセット情報存否フラグ（scaled_ref_layer_offset_present_flag[i]）は、レイヤ識別子がref_layer_id[i]の参照レイヤに対応する拡大参照レイヤオフセットのシンタックス（scaled_ref_layer_left_offset[ref_layer_id[i]、scaled_ref_layer_top_offset[ref_layer_id[i]、scaled_ref_layer_right_offset[ref_layer_id[i]、scaled_ref_layer_bottom_offset[ref_layer_id[i]）の符号化データ内の存在有無を表し、値が１の場合に該シンタックスが存在することを、値が０の場合に該シンタックスが存在しないことを示す。拡大参照レイヤオフセット情報存否フラグを用いることで、拡大参照レイヤオフセットが不要な場合の符号量を削減できる。
【０４２６】
また、別の例では、図２４に示すように、レイヤ間位置対応情報に、レイヤオフセット情報存否フラグとレイヤ間位相オフセット存否フラグを含むシンタックス表を用いる構成であってもよい。レイヤオフセット情報存否フラグ（layer_offset_present_flag）は、拡大参照レイヤオフセット情報と参照レイヤオフセット情報のPPS内での存在を示すフラグである。配列インデックスｉに対応するレイヤオフセット情報存否フラグ（layer_offset_present_flag[i]）は、レイヤ識別子がref_layer_id[i]の参照レイヤに対応する拡大参照レイヤオフセットと参照レイヤオフセットシンタックスの符号化データ内の存在有無を表し、値が１の場合に該シンタックスが存在し、値が０の場合に該シンタックスが存在しないことを示す。拡大参照レイヤオフセットと参照レイヤオフセットは、典型的なユースケースである対象ピクチャ全体が参照ピクチャ全体に対応する場合には、全てのオフセット値が０であり、省略される。したがって、レイヤオフセット情報存否フラグを用いることで、そのような場合の符号量を削減できる。
【０４２７】
（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。
【０４２８】
図１９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１９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。
【０４２９】
図１９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。
【０４３０】
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１９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。
【０４３１】
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。
【０４３２】
図１９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１９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。
【０４３３】
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１９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。
【０４３４】
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。
【０４３５】
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。
【０４３６】
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。
【０４３７】
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。
【０４３８】
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。
【０４３９】
図２０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２０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。
【０４４０】
図２０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。
【０４４１】
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。
【０４４２】
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２０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。
【０４４３】
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。
【０４４４】
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。
【０４４５】
図２０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２０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。
【０４４６】
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。
【０４４７】
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２０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。
【０４４８】
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。
【０４４９】
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。
【０４５０】
（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。
【０４５１】
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。
【０４５２】
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）（ElectricallyErasable 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。
【０４５３】
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 DigitalSubscriber 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。
【０４５４】
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】
【０４５５】
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】
【０４５６】
１、３      階層動画像復号装置（画像復号装置）
１１        ＮＡＬ逆多重化部
１２、１２Ａ    パラメータセット復号部
１３        タイル設定部
１４、１４Ａ    スライス復号部
１４１      スライスヘッダ復号部
１４２      スライス位置設定部
１４４      ＣＴＵ復号部
１４４１    予測残差復元部
１４４２、１４４２Ａ、    予測画像生成部
１４４３    ＣＴＵ復号画像生成部
１５        ベース復号部
１５１      ベースＮＡＬ逆多重化部
１５２      ベースパラメータセット復号部
１５３      ベースタイル設定部
１５４      ベーススライス復号部
１５６      ベース復号ピクチャ管理部
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
２２        パラメータセット符号化部
２３        タイル設定部
２４        スライス符号化部
２４１      スライスヘッダ設定部
２４２      スライス位置設定部
２４４      ＣＴＵ符号化部
２４４１    予測残差符号化部
２４４２    予測画像符号化部
３          階層符号化データ変換装置（符号化データ変換装置）
３２        パラメータセット修正部
３４        ＮＡＬ選択部
【図１】
0006542201.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006542201.tif 000006
【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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