(57)【要約】  動きベクトルを用いて符号化対象ブロックを符号化する符号化装置（１００）は、プロセッサと、メモリと、を備え、プロセッサは、メモリを用いて、各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し（Ｓ１０１）、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し（Ｓ１０３）、複数の候補に基づいて参照ピクチャの動き探索範囲内で動き探索を行い（Ｓ１０４〜Ｓ１１２）、決定された動き探索範囲に関する情報を符号化する。
2018190207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動きベクトルを用いて符号化対象ブロックを符号化する符号化装置であって、
プロセッサと、
メモリと、を備え、
前記プロセッサは、前記メモリを用いて、
各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し、
参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し、
前記複数の候補に基づいて前記参照ピクチャの前記動き探索範囲内で動き探索を行い、
決定された前記動き探索範囲に関する情報を符号化する、
符号化装置。
【請求項２】
前記動き探索では、
前記複数の候補から、前記動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有する候補を除外し、
前記複数の候補の残りの候補の中から候補を選択し、
選択された前記候補に基づいて、前記符号化対象ブロックのための動きベクトルを決定する、
請求項１に記載の符号化装置。
【請求項３】
前記動き探索範囲に関する情報は、前記動き探索範囲のサイズを示す情報を含む、
請求項１又は２に記載の符号化装置。
【請求項４】
前記複数の候補の導出では、前記符号化対象ブロックに空間的又は時間的に隣接する複数の符号化済みブロックから前記複数の候補を導出し、
前記動き探索範囲の位置は、前記複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの平均動きベクトルに基づいて決定される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の符号化装置。
【請求項５】
前記複数の候補の導出では、前記符号化対象ブロックに空間的又は時間的に隣接する複数のブロックから前記複数の候補を導出し、
前記動き探索範囲の位置は、前記複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの中央動きベクトルに基づいて決定される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の符号化装置。
【請求項６】
前記動き探索範囲の位置は、符号化済みピクチャの符号化で用いられた複数の動きベクトルの平均動きベクトルに基づいて決定される、
請求項１〜３のいずれか１項に記載の符号化装置。
【請求項７】
前記符号化対象ブロックのための動きベクトルの決定では、
前記参照ピクチャ内の、選択された前記候補の動きベクトルに対応する位置の周辺領域においてパターンマッチングを行って、前記周辺領域内で最もマッチする領域を探し出し、
当該最もマッチする領域に基づいて、前記符号化対象ブロックのための動きベクトルを決定する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載の符号化装置。
【請求項８】
前記符号化対象ブロックのための動きベクトルの決定では、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されるか否かを判定し、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含される場合、前記周辺領域において前記パターンマッチングを行い、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されない場合、前記周辺領域のうちの前記動き探索範囲に含まれる部分領域において前記パターンマッチングを行う、
請求項７に記載の符号化装置。
【請求項９】
前記符号化対象ブロックのための動きベクトルの決定では、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されるか否かを判定し、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含される場合、前記周辺領域において前記パターンマッチングを行い、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されない場合、選択された前記候補に含まれる動きベクトルを前記符号化対象ブロックのための動きベクトルと決定する、
請求項７に記載の符号化装置。
【請求項１０】
動きベクトルを用いて符号化対象ブロックを符号化する符号化方法であって、
各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し、
参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し、
前記複数の候補に基づいて前記参照ピクチャの前記動き探索範囲内で動き探索を行い、
決定された前記動き探索範囲に関する情報を符号化する、
符号化方法。
【請求項１１】
動きベクトルを用いて復号対象ブロックを復号する復号装置であって、
プロセッサと、
メモリと、を備え、
前記プロセッサは、前記メモリを用いて、
動き探索範囲に関する情報をビットストリームから読み解き、
各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し、
前記動き探索範囲に関する情報に基づいて、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し、
前記複数の候補に基づいて前記参照ピクチャの前記動き探索範囲内で動き探索を行う、
復号装置。
【請求項１２】
前記動き探索では、
前記複数の候補から、前記動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有する候補を除外し、
前記複数の候補の残りの候補の中から候補を選択し、
選択された前記候補に基づいて、前記復号対象ブロックのための動きベクトルを決定する、
請求項１１に記載の復号装置。
【請求項１３】
前記動き探索範囲に関する情報は、前記動き探索範囲のサイズを示す情報を含む、
請求項１１又は１２に記載の復号装置。
【請求項１４】
前記複数の候補の導出では、前記復号対象ブロックに空間的又は時間的に隣接する複数の復号済みブロックから前記複数の候補を導出し、
前記動き探索範囲の位置は、前記複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの平均動きベクトルに基づいて決定される、
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の復号装置。
【請求項１５】
前記複数の候補の導出では、前記復号対象ブロックに空間的又は時間的に隣接する複数のブロックから前記複数の候補を導出し、
前記動き探索範囲の位置は、前記複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの中央動きベクトルに基づいて決定される、
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の復号装置。
【請求項１６】
前記動き探索範囲の位置は、復号済みピクチャの復号で用いられた複数の動きベクトルの平均動きベクトルに基づいて決定される、
請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の復号装置。
【請求項１７】
前記復号対象ブロックのための動きベクトルの決定では、
前記参照ピクチャ内の、選択された前記候補の動きベクトルに対応する位置の周辺領域においてパターンマッチングを行って、前記周辺領域内で最もマッチする領域を探し出し、
当該最もマッチする領域に基づいて、前記復号対象ブロックのための動きベクトルを決定する、
請求項１１〜１６のいずれか１項に記載の復号装置。
【請求項１８】
前記復号対象ブロックのための動きベクトルの決定では、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されるか否かを判定し、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含される場合、前記周辺領域において前記パターンマッチングを行い、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されない場合、前記周辺領域のうちの前記動き探索範囲に含まれる部分領域において前記パターンマッチングを行う、
請求項１７に記載の復号装置。
【請求項１９】
前記復号対象ブロックのための動きベクトルの決定では、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されるか否かを判定し、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含される場合、前記周辺領域において前記パターンマッチングを行い、
前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されない場合、選択された前記候補に含まれる動きベクトルを前記復号対象ブロックのための動きベクトルと決定する、
請求項１７に記載の復号装置。
【請求項２０】
動きベクトルを用いて復号対象ブロックを復号する復号方法であって、
動き探索範囲に関する情報をビットストリームから読み解き、
各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し、
前記動き探索範囲に関する情報に基づいて、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し、
前記複数の候補に基づいて前記参照ピクチャの前記動き探索範囲内で動き探索を行う、
復号方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、符号化装置、復号装置、符号化方法及び復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）と称される映像符号化標準規格が、ＪＣＴ−ＶＣ（Ｊｏｉｎｔ  Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ  Ｔｅａｍ  ｏｎ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）により標準化されている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】Ｈ．２６５（ＩＳＯ／ＩＥＣ  ２３００８−２  ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ））
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このような符号化及び復号技術では、さらなる改善が求められている。【０００５】
そこで、本開示は、さらなる改善を実現できる符号化装置、復号装置、符号化方法又は復号方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る符号化装置は、動きベクトルを用いて符号化対象ブロックを符号化する符号化装置であって、プロセッサと、メモリと、を備え、前記プロセッサは、前記メモリを用いて、各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し、前記複数の候補に基づいて前記参照ピクチャの前記動き探索範囲内で動き探索を行い、決定された前記動き探索範囲に関する情報を符号化する。【０００７】
本開示の一態様に係る復号装置は、動きベクトルを用いて復号対象ブロックを復号する復号装置であって、プロセッサと、メモリと、を備え、前記プロセッサは、前記メモリを用いて、動き探索範囲に関する情報をビットストリームから読み解き、各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し、前記動き探索範囲に関する情報に基づいて、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し、前記複数の候補に基づいて前記参照ピクチャの前記動き探索範囲内で動き探索を行う。【０００８】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本開示は、さらなる改善を実現できる符号化装置、復号装置、符号化方法又は復号方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態１に係る符号化装置の機能構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、実施の形態１におけるブロック分割の一例を示す図である。
【図３】図３は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。
【図４Ａ】図４Ａは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の他の一例を示す図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の他の一例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、イントラ予測における６７個のイントラ予測モードを示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理の概要を説明するためのフローチャートである。
【図５Ｃ】図５Ｃは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理の概要を説明するための概念図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、ＦＲＵＣの一例を示す図である。
【図６】図６は、動き軌道に沿う２つのブロック間でのパターンマッチング（バイラテラルマッチング）を説明するための図である。
【図７】図７は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング（テンプレートマッチング）を説明するための図である。
【図８】図８は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。
【図９Ａ】図９Ａは、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づくサブブロック単位の動きベクトルの導出を説明するための図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、マージモードによる動きベクトル導出処理の概要を説明するための図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、ＤＭＶＲ処理の概要を説明するための概念図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、ＬＩＣ処理による輝度補正処理を用いた予測画像生成方法の概要を説明するための図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る復号装置の機能構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る符号化装置のインター予測部の内部構成を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、実施の形態１におけるビットストリーム内の動き探索範囲情報の位置の例を示す図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１に係る符号化／復号装置のインター予測部の処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態１における候補リストの一例を示す図である。
【図１５】図１５は、実施の形態１における参照ピクチャリストの一例を示す図である。
【図１６】図１６は、実施の形態１における動き探索範囲の一例を示す図である。
【図１７】図１７は、実施の形態１における周辺領域の一例を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態１に係る復号装置のインター予測部の内部構成を示すブロック図である。
【図１９】図１９は、実施の形態１の変形例２における動き探索範囲の一例を示す図である。
【図２０】図２０は、実施の形態１の変形例４における動き探索範囲の一例を示す図である。
【図２１】図２１は、実施の形態１の変形例５における動き探索範囲の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、実施の形態１の変形例６における動き探索範囲の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、実施の形態１の変形例７に係る符号化復号システムの機能構成を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、実施の形態１の変形例９における動き探索範囲を示す図である。
【図２５】図２５は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。
【図２６】図２６は、スケーラブル符号化時の符号化構造の一例を示す図である。
【図２７】図２７は、スケーラブル符号化時の符号化構造の一例を示す図である。
【図２８】図２８は、ｗｅｂページの表示画面例を示す図である。
【図２９】図２９は、ｗｅｂページの表示画面例を示す図である。
【図３０】図３０は、スマートフォンの一例を示す図である。
【図３１】図３１は、スマートフォンの構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（本開示の基礎となった知見）
次世代の動画像圧縮規格では、動き補償のための動き情報の符号量を削減するために、復号装置側で動き探索を行うモードが検討されている。このようなモードでは、復号装置は、復号対象ブロックとは異なる復号済みブロックに類似する参照ピクチャ内の領域を探索（動き探索）することにより、復号対象ブロックのための動きベクトルを導出する。このとき、動き探索による復号装置の処理負荷、及び参照ピクチャのデータ転送による復号装置に要求されるメモリバンド幅の増加が予想されるため、処理負荷及びメモリバンド幅の増加を抑制する技術が求められている。
【００１２】
そこで、本開示の一態様に係る符号化装置は、動きベクトルを用いて符号化対象ブロックを符号化する符号化装置であって、プロセッサと、メモリと、を備え、前記プロセッサは、前記メモリを用いて、各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し、前記複数の候補に基づいて前記参照ピクチャの前記動き探索範囲内で動き探索を行い、決定された前記動き探索範囲に関する情報を符号化する。
【００１３】
これによれば、決定された動き探索範囲内で動き探索を行うことができる。したがって、動き探索範囲外で動き探索をする必要がないので、動き探索のための処理負荷を軽減することができる。さらに、動き探索範囲外の再構成画像をフレームメモリから読み込まなくてもよいので、動き探索のためのメモリバンド幅の要求量を低減させることができる。
【００１４】
また、本開示の一態様に係る符号化装置において、例えば、前記動き探索では、前記複数の候補から、前記動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有する候補を除外し、前記複数の候補の残りの候補の中から候補を選択し、選択された前記候補に基づいて、前記符号化対象ブロックのための動きベクトルを決定してもよい。
【００１５】
これによれば、動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有する候補を除外してから候補の選択を行うことができる。したがって、候補の選択のための処理負荷を低減することができる。
【００１６】
また、本開示の一態様に係る符号化装置において、例えば、前記動き探索範囲に関する情報は、前記動き探索範囲のサイズを示す情報を含んでもよい。
【００１７】
これによれば、ビットストリームに動き探索範囲のサイズを示す情報を含めることができる。したがって、符号化装置で用いられた動き探索範囲のサイズと同じサイズを有する動き探索範囲を復号装置でも用いることができる。さらに、復号装置における動き探索範囲のサイズの決定のための処理負荷を低減することができる。
【００１８】
また、本開示の一態様に係る符号化装置において、例えば、前記複数の候補の導出では、前記符号化対象ブロックに空間的又は時間的に隣接する複数の符号化済みブロックから前記複数の候補を導出し、前記動き探索範囲の位置は、前記複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの平均動きベクトルに基づいて決定されてもよい。また、本開示の一態様に係る符号化装置において、例えば、前記複数の候補の導出では、前記符号化対象ブロックに空間的又は時間的に隣接する複数のブロックから前記複数の候補を導出し、前記動き探索範囲の位置は、前記複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの中央動きベクトルに基づいて決定されてもよい。
【００１９】
これらによれば、符号化対象ブロックに隣接する複数の符号化済みブロックから導出された複数の候補に基づいて動き探索範囲の位置を決定することができる。したがって、符号化対象ブロックのための動きベクトルの探索に適した領域を動き探索範囲に決定することができ、動きベクトルの精度を向上させることができる。
【００２０】
また、本開示の一態様に係る符号化装置において、例えば、前記動き探索範囲の位置は、符号化済みピクチャの符号化で用いられた複数の動きベクトルの平均動きベクトルに基づいて決定されてもよい。
【００２１】
これによれば、符号化済みピクチャの動きベクトルに基づいて動き探索範囲の位置を決定することができる。符号化対象ピクチャ内の符号化対象ブロックが変わっても符号化済みピクチャの動きベクトルは変わらないので、符号化対象ブロックが変わるたびに隣接ブロックの動きベクトルから動き探索範囲に決定する必要がなくなる。つまり、動き探索範囲の決定のための処理負荷を低減させることができる。
【００２２】
また、本開示の一態様に係る符号化装置において、例えば、前記符号化対象ブロックのための動きベクトルの決定では、前記参照ピクチャ内の、選択された前記候補の動きベクトルに対応する位置の周辺領域においてパターンマッチングを行って、前記周辺領域内で最もマッチする領域を探し出し、当該最もマッチする領域に基づいて、前記符号化対象ブロックのための動きベクトルを決定してもよい。
【００２３】
これによれば、候補の動きベクトルに加えて、周辺領域におけるパターンマッチングに基づいて、符号化対象ブロックのための動きベクトルを決定することができる。したがって、さらに動きベクトルの精度を向上させることができる。
【００２４】
また、本開示の一態様に係る符号化装置において、例えば、前記符号化対象ブロックのための動きベクトルの決定では、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されるか否かを判定し、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含される場合、前記周辺領域において前記パターンマッチングを行い、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されない場合、前記周辺領域のうちの前記動き探索範囲に含まれる部分領域において前記パターンマッチングを行ってもよい。
【００２５】
これによれば、周辺領域が動き探索範囲に包含されない場合に、周辺領域のうちの動き探索範囲内の部分領域においてパターンマッチングを行うことができる。したがって、動き探索範囲外での動き探索を回避することができ、処理負荷及びメモリバンド幅の要求量を低減することができる。
【００２６】
また、本開示の一態様に係る符号化装置において、例えば、前記符号化対象ブロックのための動きベクトルの決定では、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されるか否かを判定し、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含される場合、前記周辺領域において前記パターンマッチングを行い、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されない場合、選択された前記候補に含まれる動きベクトルを前記符号化対象ブロックのための動きベクトルと決定してもよい。
【００２７】
これによれば、周辺領域が動き探索範囲に包含されない場合に、周辺領域におけるパターンマッチングを行わなくてもよい。したがって、動き探索範囲外での動き探索を回避することができ、処理負荷及びメモリバンド幅の要求量を低減することができる。
【００２８】
本開示の一態様に係る符号化方法は、動きベクトルを用いて符号化対象ブロックを符号化する符号化方法であって、各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し、前記複数の候補に基づいて前記参照ピクチャの前記動き探索範囲内で動き探索を行い、決定された前記動き探索範囲に関する情報を符号化する。
【００２９】
これによれば、上記符号化装置と同様の効果を奏することができる。
【００３０】
本開示の一態様に係る復号装置は、動きベクトルを用いて復号対象ブロックを復号する復号装置であって、プロセッサと、メモリと、を備え、前記プロセッサは、前記メモリを用いて、動き探索範囲に関する情報をビットストリームから読み解き、各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し、前記動き探索範囲に関する情報に基づいて、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し、前記複数の候補に基づいて前記参照ピクチャの前記動き探索範囲内で動き探索を行う。
【００３１】
これによれば、決定された動き探索範囲内で動き探索を行うことができる。したがって、動き探索範囲外で動き探索をする必要がないので、動き探索のための処理負荷を軽減することができる。さらに、動き探索範囲外の再構成画像をフレームメモリから読み込まなくてもよいので、動き探索のためのメモリバンド幅の要求量を低減させることができる。
【００３２】
また、本開示の一態様に係る復号装置において、例えば、前記動き探索では、前記複数の候補から、前記動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有する候補を除外し、前記複数の候補の残りの候補の中から候補を選択し、選択された前記候補に基づいて、前記復号対象ブロックのための動きベクトルを決定してもよい。
【００３３】
これによれば、動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有する候補を除外してから候補の選択を行うことができる。したがって、候補の選択のための処理負荷を低減することができる。
【００３４】
また、本開示の一態様に係る復号装置において、例えば、前記動き探索範囲に関する情報は、前記動き探索範囲のサイズを示す情報を含んでもよい。
【００３５】
これによれば、ビットストリームに動き探索範囲のサイズを示す情報を含めることができる。したがって、符号化装置で用いられた動き探索範囲のサイズと同じサイズを有する動き探索範囲を復号装置でも用いることができる。さらに、復号装置における動き探索範囲のサイズの決定のための処理負荷を低減することができる。
【００３６】
また、本開示の一態様に係る復号装置において、例えば、前記複数の候補の導出では、前記復号対象ブロックに空間的又は時間的に隣接する複数の復号済みブロックから前記複数の候補を導出し、前記動き探索範囲の位置は、前記複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの平均動きベクトルに基づいて決定されてもよい。また、本開示の一態様に係る復号装置において、例えば、前記複数の候補の導出では、前記復号対象ブロックに空間的又は時間的に隣接する複数のブロックから前記複数の候補を導出し、前記動き探索範囲の位置は、前記複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの中央動きベクトルに基づいて決定されてもよい。
【００３７】
これらによれば、復号対象ブロックに隣接する複数の復号済みブロックから導出された複数の候補に基づいて動き探索範囲の位置を決定することができる。したがって、復号対象ブロックのための動きベクトルの探索に適した領域を動き探索範囲に決定することができ、動きベクトルの精度を向上させることができる。
【００３８】
また、本開示の一態様に係る復号装置において、例えば、前記動き探索範囲の位置は、復号済みピクチャの復号で用いられた複数の動きベクトルの平均動きベクトルに基づいて決定されてもよい。
【００３９】
これによれば、復号済みピクチャに基づいて動き探索範囲の位置を決定することができる。復号対象ピクチャ内の復号対象ブロックが変わっても復号済みピクチャの動きベクトルは変わらないので、復号対象ブロックが変わるたびに隣接ブロックの動きベクトルから動き探索範囲に決定する必要がなくなる。つまり、動き探索範囲の決定のための処理負荷を低減させることができる。
【００４０】
また、本開示の一態様に係る復号装置において、例えば、前記復号対象ブロックのための動きベクトルの決定では、前記参照ピクチャ内の、選択された前記候補の動きベクトルに対応する位置の周辺領域においてパターンマッチングを行って、前記周辺領域内で最もマッチする領域を探し出し、当該最もマッチする領域に基づいて、前記復号対象ブロックのための動きベクトルを決定してもよい。
【００４１】
これによれば、候補の動きベクトルに加えて、周辺領域におけるパターンマッチングに基づいて、復号対象ブロックのための動きベクトルを決定することができる。したがって、さらに動きベクトルの精度を向上させることができる。
【００４２】
また、本開示の一態様に係る復号装置において、例えば、前記復号対象ブロックのための動きベクトルの決定では、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されるか否かを判定し、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含される場合、前記周辺領域において前記パターンマッチングを行い、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されない場合、前記周辺領域のうちの前記動き探索範囲に含まれる部分領域において前記パターンマッチングを行ってもよい。
【００４３】
これによれば、周辺領域が動き探索範囲に包含されない場合に、周辺領域のうちの動き探索範囲内の部分領域においてパターンマッチングを行うことができる。したがって、動き探索範囲外での動き探索を回避することができ、処理負荷及びメモリバンド幅の要求量を低減することができる。
【００４４】
また、本開示の一態様に係る復号装置において、例えば、前記復号対象ブロックのための動きベクトルの決定では、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されるか否かを判定し、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含される場合、前記周辺領域において前記パターンマッチングを行い、前記周辺領域が前記動き探索範囲に包含されない場合、選択された前記候補に含まれる動きベクトルを前記復号対象ブロックのための動きベクトルと決定してもよい。
【００４５】
これによれば、周辺領域が動き探索範囲に包含されない場合に、周辺領域におけるパターンマッチングを行わなくてもよい。したがって、動き探索範囲外での動き探索を回避することができ、処理負荷及びメモリバンド幅の要求量を低減することができる。
【００４６】
本開示の一態様に係る復号方法は、動きベクトルを用いて復号対象ブロックを復号する復号方法であって、動き探索範囲に関する情報をビットストリームから読み解き、各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出し、前記動き探索範囲に関する情報に基づいて、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定し、前記複数の候補に基づいて前記参照ピクチャの前記動き探索範囲内で動き探索を行う。
【００４７】
これによれば、上記復号装置と同様の効果を奏することができる。
【００４８】
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００４９】
以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【００５０】
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００５１】
（実施の形態１）
まず、後述する本開示の各態様で説明する処理および／または構成を適用可能な符号化装置および復号化装置の一例として、実施の形態１の概要を説明する。ただし、実施の形態１は、本開示の各態様で説明する処理および／または構成を適用可能な符号化装置および復号化装置の一例にすぎず、本開示の各態様で説明する処理および／または構成は、実施の形態１とは異なる符号化装置および復号化装置においても実施可能である。
【００５２】
実施の形態１に対して本開示の各態様で説明する処理および／または構成を適用する場合、例えば以下のいずれかを行ってもよい。
【００５３】
（１）実施の形態１の符号化装置または復号化装置に対して、当該符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうち、本開示の各態様で説明する構成要素に対応する構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素に置き換えること
（２）実施の形態１の符号化装置または復号化装置に対して、当該符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうち一部の構成要素について機能または実施する処理の追加、置き換え、削除などの任意の変更を施した上で、本開示の各態様で説明する構成要素に対応する構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素に置き換えること
（３）実施の形態１の符号化装置または復号化装置が実施する方法に対して、処理の追加、および／または当該方法に含まれる複数の処理のうちの一部の処理について置き換え、削除などの任意の変更を施した上で、本開示の各態様で説明する処理に対応する処理を、本開示の各態様で説明する処理に置き換えること
（４）実施の形態１の符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素、本開示の各態様で説明する構成要素が備える機能の一部を備える構成要素、または本開示の各態様で説明する構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素と組み合わせて実施すること
（５）実施の形態１の符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素が備える機能の一部を備える構成要素、または実施の形態１の符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素、本開示の各態様で説明する構成要素が備える機能の一部を備える構成要素、または本開示の各態様で説明する構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素と組み合わせて実施すること
（６）実施の形態１の符号化装置または復号化装置が実施する方法に対して、当該方法に含まれる複数の処理のうち、本開示の各態様で説明する処理に対応する処理を、本開示の各態様で説明する処理に置き換えること
（７）実施の形態１の符号化装置または復号化装置が実施する方法に含まれる複数の処理のうちの一部の処理を、本開示の各態様で説明する処理と組み合わせて実施すること
【００５４】
なお、本開示の各態様で説明する処理および／または構成の実施の仕方は、上記の例に限定されるものではない。例えば、実施の形態１において開示する動画像／画像符号化装置または動画像／画像復号化装置とは異なる目的で利用される装置において実施されてもよいし、各態様において説明した処理および／または構成を単独で実施してもよい。また、異なる態様において説明した処理および／または構成を組み合わせて実施してもよい。
【００５５】
［符号化装置の概要］
まず、実施の形態１に係る符号化装置の概要を説明する。図１は、実施の形態１に係る符号化装置１００の機能構成を示すブロック図である。符号化装置１００は、動画像／画像をブロック単位で符号化する動画像／画像符号化装置である。
【００５６】
図１に示すように、符号化装置１００は、画像をブロック単位で符号化する装置であって、分割部１０２と、減算部１０４と、変換部１０６と、量子化部１０８と、エントロピー符号化部１１０と、逆量子化部１１２と、逆変換部１１４と、加算部１１６と、ブロックメモリ１１８と、ループフィルタ部１２０と、フレームメモリ１２２と、イントラ予測部１２４と、インター予測部１２６と、予測制御部１２８と、を備える。
【００５７】
符号化装置１００は、例えば、汎用プロセッサ及びメモリにより実現される。この場合、メモリに格納されたソフトウェアプログラムがプロセッサにより実行されたときに、プロセッサは、分割部１０２、減算部１０４、変換部１０６、量子化部１０８、エントロピー符号化部１１０、逆量子化部１１２、逆変換部１１４、加算部１１６、ループフィルタ部１２０、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６及び予測制御部１２８として機能する。また、符号化装置１００は、分割部１０２、減算部１０４、変換部１０６、量子化部１０８、エントロピー符号化部１１０、逆量子化部１１２、逆変換部１１４、加算部１１６、ループフィルタ部１２０、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６及び予測制御部１２８に対応する専用の１以上の電子回路として実現されてもよい。
【００５８】
以下に、符号化装置１００に含まれる各構成要素について説明する。
【００５９】
［分割部］
分割部１０２は、入力動画像に含まれる各ピクチャを複数のブロックに分割し、各ブロックを減算部１０４に出力する。例えば、分割部１０２は、まず、ピクチャを固定サイズ（例えば１２８ｘ１２８）のブロックに分割する。この固定サイズのブロックは、符号化ツリーユニット（ＣＴＵ）と呼ばれることがある。そして、分割部１０２は、再帰的な四分木（ｑｕａｄｔｒｅｅ）及び／又は二分木（ｂｉｎａｒｙ  ｔｒｅｅ）ブロック分割に基づいて、固定サイズのブロックの各々を可変サイズ（例えば６４ｘ６４以下）のブロックに分割する。この可変サイズのブロックは、符号化ユニット（ＣＵ）、予測ユニット（ＰＵ）あるいは変換ユニット（ＴＵ）と呼ばれることがある。なお、本実施の形態では、ＣＵ、ＰＵ及びＴＵは区別される必要はなく、ピクチャ内の一部又はすべてのブロックがＣＵ、ＰＵ、ＴＵの処理単位となってもよい。
【００６０】
図２は、実施の形態１におけるブロック分割の一例を示す図である。図２において、実線は四分木ブロック分割によるブロック境界を表し、破線は二分木ブロック分割によるブロック境界を表す。
【００６１】
ここでは、ブロック１０は、１２８ｘ１２８画素の正方形ブロック（１２８ｘ１２８ブロック）である。この１２８ｘ１２８ブロック１０は、まず、４つの正方形の６４ｘ６４ブロックに分割される（四分木ブロック分割）。
【００６２】
左上の６４ｘ６４ブロックは、さらに２つの矩形の３２ｘ６４ブロックに垂直に分割され、左の３２ｘ６４ブロックはさらに２つの矩形の１６ｘ６４ブロックに垂直に分割される（二分木ブロック分割）。その結果、左上の６４ｘ６４ブロックは、２つの１６ｘ６４ブロック１１、１２と、３２ｘ６４ブロック１３とに分割される。
【００６３】
右上の６４ｘ６４ブロックは、２つの矩形の６４ｘ３２ブロック１４、１５に水平に分割される（二分木ブロック分割）。
【００６４】
左下の６４ｘ６４ブロックは、４つの正方形の３２ｘ３２ブロックに分割される（四分木ブロック分割）。４つの３２ｘ３２ブロックのうち左上のブロック及び右下のブロックはさらに分割される。左上の３２ｘ３２ブロックは、２つの矩形の１６ｘ３２ブロックに垂直に分割され、右の１６ｘ３２ブロックはさらに２つの１６ｘ１６ブロックに水平に分割される（二分木ブロック分割）。右下の３２ｘ３２ブロックは、２つの３２ｘ１６ブロックに水平に分割される（二分木ブロック分割）。その結果、左下の６４ｘ６４ブロックは、１６ｘ３２ブロック１６と、２つの１６ｘ１６ブロック１７、１８と、２つの３２ｘ３２ブロック１９、２０と、２つの３２ｘ１６ブロック２１、２２とに分割される。
【００６５】
右下の６４ｘ６４ブロック２３は分割されない。
【００６６】
以上のように、図２では、ブロック１０は、再帰的な四分木及び二分木ブロック分割に基づいて、１３個の可変サイズのブロック１１〜２３に分割される。このような分割は、ＱＴＢＴ（ｑｕａｄ−ｔｒｅｅ  ｐｌｕｓ  ｂｉｎａｒｙ  ｔｒｅｅ）分割と呼ばれることがある。
【００６７】
なお、図２では、１つのブロックが４つ又は２つのブロックに分割されていたが（四分木又は二分木ブロック分割）、分割はこれに限定されない。例えば、１つのブロックが３つのブロックに分割されてもよい（三分木ブロック分割）。このような三分木ブロック分割を含む分割は、ＭＢＴ（ｍｕｌｔｉ  ｔｙｐｅ  ｔｒｅｅ）分割と呼ばれることがある。
【００６８】
［減算部］
減算部１０４は、分割部１０２によって分割されたブロック単位で原信号（原サンプル）から予測信号（予測サンプル）を減算する。つまり、減算部１０４は、符号化対象ブロック（以下、カレントブロックという）の予測誤差（残差ともいう）を算出する。そして、減算部１０４は、算出された予測誤差を変換部１０６に出力する。
【００６９】
原信号は、符号化装置１００の入力信号であり、動画像を構成する各ピクチャの画像を表す信号（例えば輝度（ｌｕｍａ）信号及び２つの色差（ｃｈｒｏｍａ）信号）である。以下において、画像を表す信号をサンプルともいうこともある。
【００７０】
［変換部］
変換部１０６は、空間領域の予測誤差を周波数領域の変換係数に変換し、変換係数を量子化部１０８に出力する。具体的には、変換部１０６は、例えば空間領域の予測誤差に対して予め定められた離散コサイン変換（ＤＣＴ）又は離散サイン変換（ＤＳＴ）を行う。
【００７１】
なお、変換部１０６は、複数の変換タイプの中から適応的に変換タイプを選択し、選択された変換タイプに対応する変換基底関数（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ  ｂａｓｉｓ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を用いて、予測誤差を変換係数に変換してもよい。このような変換は、ＥＭＴ（ｅｘｐｌｉｃｉｔ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｃｏｒｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＡＭＴ（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれることがある。
【００７２】
複数の変換タイプは、例えば、ＤＣＴ−ＩＩ、ＤＣＴ−Ｖ、ＤＣＴ−ＶＩＩＩ、ＤＳＴ−Ｉ及びＤＳＴ−ＶＩＩを含む。図３は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。図３においてＮは入力画素の数を示す。これらの複数の変換タイプの中からの変換タイプの選択は、例えば、予測の種類（イントラ予測及びインター予測）に依存してもよいし、イントラ予測モードに依存してもよい。
【００７３】
このようなＥＭＴ又はＡＭＴを適用するか否かを示す情報（例えばＡＭＴフラグと呼ばれる）及び選択された変換タイプを示す情報は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
【００７４】
また、変換部１０６は、変換係数（変換結果）を再変換してもよい。このような再変換は、ＡＳＴ（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＮＳＳＴ（ｎｏｎ−ｓｅｐａｒａｂｌｅ  ｓｅｃｏｎｄａｒｙ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれることがある。例えば、変換部１０６は、イントラ予測誤差に対応する変換係数のブロックに含まれるサブブロック（例えば４ｘ４サブブロック）ごとに再変換を行う。ＮＳＳＴを適用するか否かを示す情報及びＮＳＳＴに用いられる変換行列に関する情報は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
【００７５】
ここで、Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換とは、入力の次元の数だけ方向ごとに分離して複数回変換を行う方式であり、Ｎｏｎ−Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換とは、入力が多次元であった際に２つ以上の次元をまとめて１次元とみなして、まとめて変換を行う方式である。
【００７６】
例えば、Ｎｏｎ−Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換の１例として、入力が４×４のブロックであった場合にはそれを１６個の要素を持ったひとつの配列とみなし、その配列に対して１６×１６の変換行列で変換処理を行うようなものが挙げられる。
【００７７】
また、同様に４×４の入力ブロックを１６個の要素を持ったひとつの配列とみなした後に、その配列に対してＧｉｖｅｎｓ回転を複数回行うようなもの（Ｈｙｐｅｒｃｕｂｅ  Ｇｉｖｅｎｓ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）もＮｏｎ−Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換の例である。
【００７８】
［量子化部］
量子化部１０８は、変換部１０６から出力された変換係数を量子化する。具体的には、量子化部１０８は、カレントブロックの変換係数を所定の走査順序で走査し、走査された変換係数に対応する量子化パラメータ（ＱＰ）に基づいて当該変換係数を量子化する。そして、量子化部１０８は、カレントブロックの量子化された変換係数（以下、量子化係数という）をエントロピー符号化部１１０及び逆量子化部１１２に出力する。
【００７９】
所定の順序は、変換係数の量子化／逆量子化のための順序である。例えば、所定の走査順序は、周波数の昇順（低周波から高周波の順）又は降順（高周波から低周波の順）で定義される。
【００８０】
量子化パラメータとは、量子化ステップ（量子化幅）を定義するパラメータである。例えば、量子化パラメータの値が増加すれば量子化ステップも増加する。つまり、量子化パラメータの値が増加すれば量子化誤差が増大する。
【００８１】
［エントロピー符号化部］
エントロピー符号化部１１０は、量子化部１０８から入力である量子化係数を可変長符号化することにより符号化信号（符号化ビットストリーム）を生成する。具体的には、エントロピー符号化部１１０は、例えば、量子化係数を二値化し、二値信号を算術符号化する。
【００８２】
［逆量子化部］
逆量子化部１１２は、量子化部１０８からの入力である量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部１１２は、カレントブロックの量子化係数を所定の走査順序で逆量子化する。そして、逆量子化部１１２は、カレントブロックの逆量子化された変換係数を逆変換部１１４に出力する。
【００８３】
［逆変換部］
逆変換部１１４は、逆量子化部１１２からの入力である変換係数を逆変換することにより予測誤差を復元する。具体的には、逆変換部１１４は、変換係数に対して、変換部１０６による変換に対応する逆変換を行うことにより、カレントブロックの予測誤差を復元する。そして、逆変換部１１４は、復元された予測誤差を加算部１１６に出力する。
【００８４】
なお、復元された予測誤差は、量子化により情報が失われているので、減算部１０４が算出した予測誤差と一致しない。すなわち、復元された予測誤差には、量子化誤差が含まれている。
【００８５】
［加算部］
加算部１１６は、逆変換部１１４からの入力である予測誤差と予測制御部１２８からの入力である予測サンプルとを加算することによりカレントブロックを再構成する。そして、加算部１１６は、再構成されたブロックをブロックメモリ１１８及びループフィルタ部１２０に出力する。再構成ブロックは、ローカル復号ブロックと呼ばれることもある。
【００８６】
［ブロックメモリ］
ブロックメモリ１１８は、イントラ予測で参照されるブロックであって符号化対象ピクチャ（以下、カレントピクチャという）内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ１１８は、加算部１１６から出力された再構成ブロックを格納する。
【００８７】
［ループフィルタ部］
ループフィルタ部１２０は、加算部１１６によって再構成されたブロックにループフィルタを施し、フィルタされた再構成ブロックをフレームメモリ１２２に出力する。ループフィルタとは、符号化ループ内で用いられるフィルタ（インループフィルタ）であり、例えば、デブロッキング・フィルタ（ＤＦ）、サンプルアダプティブオフセット（ＳＡＯ）及びアダプティブループフィルタ（ＡＬＦ）などを含む。
【００８８】
ＡＬＦでは、符号化歪みを除去するための最小二乗誤差フィルタが適用され、例えばカレントブロック内の２ｘ２サブブロックごとに、局所的な勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）の方向及び活性度（ａｃｔｉｖｉｔｙ）に基づいて複数のフィルタの中から選択された１つのフィルタが適用される。
【００８９】
具体的には、まず、サブブロック（例えば２ｘ２サブブロック）が複数のクラス（例えば１５又は２５クラス）に分類される。サブブロックの分類は、勾配の方向及び活性度に基づいて行われる。例えば、勾配の方向値Ｄ（例えば０〜２又は０〜４）と勾配の活性値Ａ（例えば０〜４）とを用いて分類値Ｃ（例えばＣ＝５Ｄ＋Ａ）が算出される。そして、分類値Ｃに基づいて、サブブロックが複数のクラス（例えば１５又は２５クラス）に分類される。
【００９０】
勾配の方向値Ｄは、例えば、複数の方向（例えば水平、垂直及び２つの対角方向）の勾配を比較することにより導出される。また、勾配の活性値Ａは、例えば、複数の方向の勾配を加算し、加算結果を量子化することにより導出される。
【００９１】
このような分類の結果に基づいて、複数のフィルタの中からサブブロックのためのフィルタが決定される。
【００９２】
ＡＬＦで用いられるフィルタの形状としては例えば円対称形状が利用される。図４Ａ〜図４Ｃは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の複数の例を示す図である。図４Ａは、５ｘ５ダイヤモンド形状フィルタを示し、図４Ｂは、７ｘ７ダイヤモンド形状フィルタを示し、図４Ｃは、９ｘ９ダイヤモンド形状フィルタを示す。フィルタの形状を示す情報は、ピクチャレベルで信号化される。なお、フィルタの形状を示す情報の信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はＣＵレベル）であってもよい。
【００９３】
ＡＬＦのオン／オフは、例えば、ピクチャレベル又はＣＵレベルで決定される。例えば、輝度についてはＣＵレベルでＡＬＦを適用するか否かが決定され、色差についてはピクチャレベルでＡＬＦを適用するか否かが決定される。ＡＬＦのオン／オフを示す情報は、ピクチャレベル又はＣＵレベルで信号化される。なお、ＡＬＦのオン／オフを示す情報の信号化は、ピクチャレベル又はＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
【００９４】
選択可能な複数のフィルタ（例えば１５又は２５までのフィルタ）の係数セットは、ピクチャレベルで信号化される。なお、係数セットの信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル、ＣＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
【００９５】
［フレームメモリ］
フレームメモリ１２２は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ１２２は、ループフィルタ部１２０によってフィルタされた再構成ブロックを格納する。
【００９６】
［イントラ予測部］
イントラ予測部１２４は、ブロックメモリ１１８に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してカレントブロックのイントラ予測（画面内予測ともいう）を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部１２４は、カレントブロックに隣接するブロックのサンプル（例えば輝度値、色差値）を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測信号を生成し、イントラ予測信号を予測制御部１２８に出力する。
【００９７】
例えば、イントラ予測部１２４は、予め規定された複数のイントラ予測モードのうちの１つを用いてイントラ予測を行う。複数のイントラ予測モードは、１以上の非方向性予測モードと、複数の方向性予測モードと、を含む。
【００９８】
１以上の非方向性予測モードは、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ）規格（非特許文献１）で規定されたＰｌａｎａｒ予測モード及びＤＣ予測モードを含む。
【００９９】
複数の方向性予測モードは、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定された３３方向の予測モードを含む。なお、複数の方向性予測モードは、３３方向に加えてさらに３２方向の予測モード（合計で６５個の方向性予測モード）を含んでもよい。図５Ａは、イントラ予測における６７個のイントラ予測モード（２個の非方向性予測モード及び６５個の方向性予測モード）を示す図である。実線矢印は、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定された３３方向を表し、破線矢印は、追加された３２方向を表す。
【０１００】
なお、色差ブロックのイントラ予測において、輝度ブロックが参照されてもよい。つまり、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分が予測されてもよい。このようなイントラ予測は、ＣＣＬＭ（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ  ｌｉｎｅａｒ  ｍｏｄｅｌ）予測と呼ばれることがある。このような輝度ブロックを参照する色差ブロックのイントラ予測モード（例えばＣＣＬＭモードと呼ばれる）は、色差ブロックのイントラ予測モードの１つとして加えられてもよい。
【０１０１】
イントラ予測部１２４は、水平／垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正してもよい。このような補正をともなうイントラ予測は、ＰＤＰＣ（ｐｏｓｉｔｉｏｎ  ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｉｎｔｒａ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ  ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれることがある。ＰＤＰＣの適用の有無を示す情報（例えばＰＤＰＣフラグと呼ばれる）は、例えばＣＵレベルで信号化される。なお、この情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
【０１０２】
［インター予測部］
インター予測部１２６は、フレームメモリ１２２に格納された参照ピクチャであってカレントピクチャとは異なる参照ピクチャを参照してカレントブロックのインター予測（画面間予測ともいう）を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。インター予測は、カレントブロック又はカレントブロック内のサブブロック（例えば４ｘ４ブロック）の単位で行われる。例えば、インター予測部１２６は、カレントブロック又はサブブロックについて参照ピクチャ内で動き探索（ｍｏｔｉｏｎ  ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を行う。そして、インター予測部１２６は、動き探索により得られた動き情報（例えば動きベクトル）を用いて動き補償を行うことでカレントブロック又はサブブロックのインター予測信号を生成する。そして、インター予測部１２６は、生成されたインター予測信号を予測制御部１２８に出力する。
【０１０３】
動き補償に用いられた動き情報は信号化される。動きベクトルの信号化には、予測動きベクトル（ｍｏｔｉｏｎ  ｖｅｃｔｏｒ  ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）が用いられてもよい。つまり、動きベクトルと予測動きベクトルとの間の差分が信号化されてもよい。
【０１０４】
なお、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測信号が生成されてもよい。具体的には、動き探索により得られた動き情報に基づく予測信号と、隣接ブロックの動き情報に基づく予測信号と、を重み付け加算することにより、カレントブロック内のサブブロック単位でインター予測信号が生成されてもよい。このようなインター予測（動き補償）は、ＯＢＭＣ（ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ  ｂｌｏｃｋ  ｍｏｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）と呼ばれることがある。
【０１０５】
このようなＯＢＭＣモードでは、ＯＢＭＣのためのサブブロックのサイズを示す情報（例えばＯＢＭＣブロックサイズと呼ばれる）は、シーケンスレベルで信号化される。また、ＯＢＭＣモードを適用するか否かを示す情報（例えばＯＢＭＣフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化のレベルは、シーケンスレベル及びＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えばピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
【０１０６】
ＯＢＭＣモードについて、より具体的に説明する。図５Ｂ及び図５Ｃは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理の概要を説明するためのフローチャート及び概念図である。
【０１０７】
まず、符号化対象ブロックに割り当てられた動きベクトル（ＭＶ）を用いて通常の動き補償による予測画像（Ｐｒｅｄ）を取得する。
【０１０８】
次に、符号化済みの左隣接ブロックの動きベクトル（ＭＶ＿Ｌ）を符号化対象ブロックに適用して予測画像（Ｐｒｅｄ＿Ｌ）を取得し、前記予測画像とＰｒｅｄ＿Ｌとを重みを付けて重ね合わせることで予測画像の１回目の補正を行う。
【０１０９】
同様に、符号化済みの上隣接ブロックの動きベクトル（ＭＶ＿Ｕ）を符号化対象ブロックに適用して予測画像（Ｐｒｅｄ＿Ｕ）を取得し、前記１回目の補正を行った予測画像とＰｒｅｄ＿Ｕとを重みを付けて重ね合わせることで予測画像の２回目の補正を行い、それを最終的な予測画像とする。
【０１１０】
なお、ここでは左隣接ブロックと上隣接ブロックを用いた２段階の補正の方法を説明したが、右隣接ブロックや下隣接ブロックを用いて２段階よりも多い回数の補正を行う構成とすることも可能である。
【０１１１】
なお、重ね合わせを行う領域はブロック全体の画素領域ではなく、ブロック境界近傍の一部の領域のみであってもよい。
【０１１２】
なお、ここでは１枚の参照ピクチャからの予測画像補正処理について説明したが、複数枚の参照ピクチャから予測画像を補正する場合も同様であり、各々の参照ピクチャから補正した予測画像を取得した後に、得られた予測画像をさらに重ね合わせることで最終的な予測画像とする。
【０１１３】
なお、前記処理対象ブロックは、予測ブロック単位であっても、予測ブロックをさらに分割したサブブロック単位であってもよい。
【０１１４】
ＯＢＭＣ処理を適用するかどうかの判定の方法として、例えば、ＯＢＭＣ処理を適用するかどうかを示す信号であるｏｂｍｃ＿ｆｌａｇを用いる方法がある。具体的な一例としては、符号化装置において、符号化対象ブロックが動きの複雑な領域に属しているかどうかを判定し、動きの複雑な領域に属している場合はｏｂｍｃ＿ｆｌａｇとして値１を設定してＯＢＭＣ処理を適用して符号化を行い、動きの複雑な領域に属していない場合はｏｂｍｃ＿ｆｌａｇとして値０を設定してＯＢＭＣ処理を適用せずに符号化を行う。一方、復号化装置では、ストリームに記述されたｏｂｍｃ＿ｆｌａｇを復号化するとことで、その値に応じてＯＢＭＣ処理を適用するかどうかを切替えて復号化を行う。
【０１１５】
なお、動き情報は信号化されずに、復号装置側で導出されてもよい。例えば、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定されたマージモードが用いられてもよい。また例えば、復号装置側で動き探索を行うことにより動き情報が導出されてもよい。この場合、カレントブロックの画素値を用いずに動き探索が行われる。
【０１１６】
ここで、復号装置側で動き探索を行うモードについて説明する。この復号装置側で動き探索を行うモードは、ＰＭＭＶＤ（ｐａｔｔｅｒｎ  ｍａｔｃｈｅｄ  ｍｏｔｉｏｎ  ｖｅｃｔｏｒ  ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）モード又はＦＲＵＣ（ｆｒａｍｅ  ｒａｔｅ  ｕｐ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）モードと呼ばれることがある。
【０１１７】
ＦＲＵＣ処理の一例を図５Ｄに示す。まず、カレントブロックに空間的又は時間的に隣接する符号化済みブロックの動きベクトルを参照して、各々が予測動きベクトルを有する複数の候補のリスト（マージリストと共通であってもよい）が生成される。次に、候補リストに登録されている複数の候補ＭＶの中からベスト候補ＭＶを選択する。例えば、候補リストに含まれる各候補の評価値が算出され、評価値に基づいて１つの候補が選択される。
【０１１８】
そして、選択された候補の動きベクトルに基づいて、カレントブロックのための動きベクトルが導出される。具体的には、例えば、選択された候補の動きベクトル（ベスト候補ＭＶ）がそのままカレントブロックのための動きベクトルとして導出される。また例えば、選択された候補の動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の位置の周辺領域において、パターンマッチングを行うことにより、カレントブロックのための動きベクトルが導出されてもよい。すなわち、ベスト候補ＭＶの周辺の領域に対して同様の方法で探索を行い、さらに評価値が良い値となるＭＶがあった場合は、ベスト候補ＭＶを前記ＭＶに更新して、それをカレントブロックの最終的なＭＶとしてもよい。なお、当該処理を実施しない構成とすることも可能である。
【０１１９】
サブブロック単位で処理を行う場合も全く同様の処理としてもよい。
【０１２０】
なお、評価値は、動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の領域と、所定の領域との間のパターンマッチングによって再構成画像の差分値を求めることにより算出される。なお、差分値に加えてそれ以外の情報を用いて評価値を算出してもよい。
【０１２１】
パターンマッチングとしては、第１パターンマッチング又は第２パターンマッチングが用いられる。第１パターンマッチング及び第２パターンマッチングは、それぞれ、バイラテラルマッチング（ｂｉｌａｔｅｒａｌ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）及びテンプレートマッチング（ｔｅｍｐｌａｔｅ  ｍａｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれることがある。
【０１２２】
第１パターンマッチングでは、異なる２つの参照ピクチャ内の２つのブロックであってカレントブロックの動き軌道（ｍｏｔｉｏｎ  ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）に沿う２つのブロックの間でパターンマッチングが行われる。したがって、第１パターンマッチングでは、上述した候補の評価値の算出のための所定の領域として、カレントブロックの動き軌道に沿う他の参照ピクチャ内の領域が用いられる。
【０１２３】
図６は、動き軌道に沿う２つのブロック間でのパターンマッチング（バイラテラルマッチング）の一例を説明するための図である。図６に示すように、第１パターンマッチングでは、カレントブロック（Ｃｕｒ  ｂｌｏｃｋ）の動き軌道に沿う２つのブロックであって異なる２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０、Ｒｅｆ１）内の２つのブロックのペアの中で最もマッチするペアを探索することにより２つの動きベクトル（ＭＶ０、ＭＶ１）が導出される。具体的には、カレントブロックに対して、候補ＭＶで指定された第１の符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内の指定位置における再構成画像と、前記候補ＭＶを表示時間間隔でスケーリングした対称ＭＶで指定された第２の符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ１）内の指定位置における再構成画像との差分を導出し、得られた差分値を用いて評価値を算出する。複数の候補ＭＶの中で最も評価値が良い値となる候補ＭＶを最終ＭＶとして選択するとよい。
【０１２４】
連続的な動き軌道の仮定の下では、２つの参照ブロックを指し示す動きベクトル（ＭＶ０、ＭＶ１）は、カレントピクチャ（Ｃｕｒ  Ｐｉｃ）と２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０、Ｒｅｆ１）との間の時間的な距離（ＴＤ０、ＴＤ１）に対して比例する。例えば、カレントピクチャが時間的に２つの参照ピクチャの間に位置し、カレントピクチャから２つの参照ピクチャへの時間的な距離が等しい場合、第１パターンマッチングでは、鏡映対称な双方向の動きベクトルが導出される。
【０１２５】
第２パターンマッチングでは、カレントピクチャ内のテンプレート（カレントピクチャ内でカレントブロックに隣接するブロック（例えば上及び／又は左隣接ブロック））と参照ピクチャ内のブロックとの間でパターンマッチングが行われる。したがって、第２パターンマッチングでは、上述した候補の評価値の算出のための所定の領域として、カレントピクチャ内のカレントブロックに隣接するブロックが用いられる。
【０１２６】
図７は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング（テンプレートマッチング）の一例を説明するための図である。図７に示すように、第２パターンマッチングでは、カレントピクチャ（Ｃｕｒ  Ｐｉｃ）内でカレントブロック（Ｃｕｒ  ｂｌｏｃｋ）に隣接するブロックと最もマッチするブロックを参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内で探索することによりカレントブロックの動きベクトルが導出される。具体的には、カレントブロックに対して、左隣接および上隣接の両方もしくはどちらか一方の符号化済み領域の再構成画像と、候補ＭＶで指定された符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内の同等位置における再構成画像との差分を導出し、得られた差分値を用いて評価値を算出し、複数の候補ＭＶの中で最も評価値が良い値となる候補ＭＶをベスト候補ＭＶとして選択するとよい。
【０１２７】
このようなＦＲＵＣモードを適用するか否かを示す情報（例えばＦＲＵＣフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。また、ＦＲＵＣモードが適用される場合（例えばＦＲＵＣフラグが真の場合）、パターンマッチングの方法（第１パターンマッチング又は第２パターンマッチング）を示す情報（例えばＦＲＵＣモードフラグと呼ばれる）がＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
【０１２８】
ここで、等速直線運動を仮定したモデルに基づいて動きベクトルを導出するモードについて説明する。このモードは、ＢＩＯ（ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｆｌｏｗ）モードと呼ばれることがある。
【０１２９】
図８は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。図８において、（ｖｘ，ｖｙ）は、速度ベクトルを示し、τ０、τ１は、それぞれ、カレントピクチャ（Ｃｕｒ  Ｐｉｃ）と２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０，Ｒｅｆ１）との間の時間的な距離を示す。（ＭＶｘ０，ＭＶｙ０）は、参照ピクチャＲｅｆ０に対応する動きベクトルを示し、（ＭＶｘ１、ＭＶｙ１）は、参照ピクチャＲｅｆ１に対応する動きベクトルを示す。
【０１３０】
このとき速度ベクトル（ｖｘ，ｖｙ）の等速直線運動の仮定の下では、（ＭＶｘ０，ＭＶｙ０）及び（ＭＶｘ１，ＭＶｙ１）は、それぞれ、（ｖｘτ０，ｖｙτ０）及び（−ｖｘτ１，−ｖｙτ１）と表され、以下のオプティカルフロー等式（１）が成り立つ。
【０１３１】
【数１】
2018190207.tif 000003
【０１３２】
ここで、Ｉ（ｋ）は、動き補償後の参照画像ｋ（ｋ＝０，１）の輝度値を示す。このオプティカルフロー等式は、（i）輝度値の時間微分と、（ii）水平方向の速度及び参照画像の空間勾配の水平成分の積と、（iii）垂直方向の速度及び参照画像の空間勾配の垂直成分の積と、の和が、ゼロと等しいことを示す。このオプティカルフロー等式とエルミート補間（Ｈｅｒｍｉｔｅ  ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）との組み合わせに基づいて、マージリスト等から得られるブロック単位の動きベクトルが画素単位で補正される。
【０１３３】
なお、等速直線運動を仮定したモデルに基づく動きベクトルの導出とは異なる方法で、復号装置側で動きベクトルが導出されてもよい。例えば、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルが導出されてもよい。
【０１３４】
ここで、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルを導出するモードについて説明する。このモードは、アフィン動き補償予測（ａｆｆｉｎｅ  ｍｏｔｉｏｎ  ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ  ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）モードと呼ばれることがある。
【０１３５】
図９Ａは、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づくサブブロック単位の動きベクトルの導出を説明するための図である。図９Ａにおいて、カレントブロックは、１６の４ｘ４サブブロックを含む。ここでは、隣接ブロックの動きベクトルに基づいてカレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルｖ０が導出され、隣接サブブロックの動きベクトルに基づいてカレントブロックの右上角制御ポイントの動きベクトルｖ１が導出される。そして、２つの動きベクトルｖ０及びｖ１を用いて、以下の式（２）により、カレントブロック内の各サブブロックの動きベクトル（ｖｘ，ｖｙ）が導出される。
【０１３６】
【数２】
2018190207.tif 000004
【０１３７】
ここで、ｘ及びｙは、それぞれ、サブブロックの水平位置及び垂直位置を示し、ｗは、予め定められた重み係数を示す。
【０１３８】
このようなアフィン動き補償予測モードでは、左上及び右上角制御ポイントの動きベクトルの導出方法が異なるいくつかのモードを含んでもよい。このようなアフィン動き補償予測モードを示す情報（例えばアフィンフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。なお、このアフィン動き補償予測モードを示す情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
【０１３９】
［予測制御部］
予測制御部１２８は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として減算部１０４及び加算部１１６に出力する。
【０１４０】
ここで、マージモードにより符号化対象ピクチャの動きベクトルを導出する例を説明する。図９Ｂは、マージモードによる動きベクトル導出処理の概要を説明するための図である。
【０１４１】
まず、予測ＭＶの候補を登録した予測ＭＶリストを生成する。予測ＭＶの候補としては、符号化対象ブロックの空間的に周辺に位置する複数の符号化済みブロックが持つＭＶである空間隣接予測ＭＶ、符号化済み参照ピクチャにおける符号化対象ブロックの位置を投影した近辺のブロックが持つＭＶである時間隣接予測ＭＶ、空間隣接予測ＭＶと時間隣接予測ＭＶのＭＶ値を組合わせて生成したＭＶである結合予測ＭＶ、および値がゼロのＭＶであるゼロ予測ＭＶ等がある。
【０１４２】
次に、予測ＭＶリストに登録されている複数の予測ＭＶの中から１つの予測ＭＶを選択することで、符号化対象ブロックのＭＶとして決定する。
【０１４３】
さらに可変長符号化部では、どの予測ＭＶを選択したかを示す信号であるｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘをストリームに記述して符号化する。
【０１４４】
なお、図９Ｂで説明した予測ＭＶリストに登録する予測ＭＶは一例であり、図中の個数とは異なる個数であったり、図中の予測ＭＶの一部の種類を含まない構成であったり、図中の予測ＭＶの種類以外の予測ＭＶを追加した構成であったりしてもよい。
【０１４５】
なお、マージモードにより導出した符号化対象ブロックのＭＶを用いて、後述するＤＭＶＲ処理を行うことによって最終的なＭＶを決定してもよい。
【０１４６】
ここで、ＤＭＶＲ処理を用いてＭＶを決定する例について説明する。
【０１４７】
図９Ｃは、ＤＭＶＲ処理の概要を説明するための概念図である。
【０１４８】
まず、処理対象ブロックに設定された最適ＭＶＰを候補ＭＶとして、前記候補ＭＶに従って、Ｌ０方向の処理済みピクチャである第１参照ピクチャ、およびＬ１方向の処理済みピクチャである第２参照ピクチャから参照画素をそれぞれ取得し、各参照画素の平均をとることでテンプレートを生成する。
【０１４９】
次に、前記テンプレートを用いて、第１参照ピクチャおよび第２参照ピクチャの候補ＭＶの周辺領域をそれぞれ探索し、最もコストが最小となるＭＶを最終的なＭＶとして決定する。なお、コスト値はテンプレートの各画素値と探索領域の各画素値との差分値およびＭＶ値等を用いて算出する。
【０１５０】
なお、符号化装置および復号化装置では、ここで説明した処理の概要は基本的に共通である。
【０１５１】
なお、ここで説明した処理そのものでなくても、候補ＭＶの周辺を探索して最終的なＭＶを導出することができる処理であれば、他の処理を用いてもよい。
【０１５２】
ここで、ＬＩＣ処理を用いて予測画像を生成するモードについて説明する。
【０１５３】
図９Ｄは、ＬＩＣ処理による輝度補正処理を用いた予測画像生成方法の概要を説明するための図である。
【０１５４】
まず、符号化済みピクチャである参照ピクチャから符号化対象ブロックに対応する参照画像を取得するためのＭＶを導出する。
【０１５５】
次に、符号化対象ブロックに対して、左隣接および上隣接の符号化済み周辺参照領域の輝度画素値と、ＭＶで指定された参照ピクチャ内の同等位置における輝度画素値とを用いて、参照ピクチャと符号化対象ピクチャとで輝度値がどのように変化したかを示す情報を抽出して輝度補正パラメータを算出する。
【０１５６】
ＭＶで指定された参照ピクチャ内の参照画像に対して前記輝度補正パラメータを用いて輝度補正処理を行うことで、符号化対象ブロックに対する予測画像を生成する。
【０１５７】
なお、図９Ｄにおける前記周辺参照領域の形状は一例であり、これ以外の形状を用いてもよい。
【０１５８】
また、ここでは１枚の参照ピクチャから予測画像を生成する処理について説明したが、複数枚の参照ピクチャから予測画像を生成する場合も同様であり、各々の参照ピクチャから取得した参照画像に同様の方法で輝度補正処理を行ってから予測画像を生成する。
【０１５９】
ＬＩＣ処理を適用するかどうかの判定の方法として、例えば、ＬＩＣ処理を適用するかどうかを示す信号であるｌｉｃ＿ｆｌａｇを用いる方法がある。具体的な一例としては、符号化装置において、符号化対象ブロックが輝度変化が発生している領域に属しているかどうかを判定し、輝度変化が発生している領域に属している場合はｌｉｃ＿ｆｌａｇとして値１を設定してＬＩＣ処理を適用して符号化を行い、輝度変化が発生している領域に属していない場合はｌｉｃ＿ｆｌａｇとして値０を設定してＬＩＣ処理を適用せずに符号化を行う。一方、復号化装置では、ストリームに記述されたｌｉｃ＿ｆｌａｇを復号化するとことで、その値に応じてＬＩＣ処理を適用するかどうかを切替えて復号化を行う。
【０１６０】
ＬＩＣ処理を適用するかどうかの判定の別の方法として、例えば、周辺ブロックでＬＩＣ処理を適用したかどうかに従って判定する方法もある。具体的な一例としては、符号化対象ブロックがマージモードであった場合、マージモード処理におけるＭＶの導出の際に選択した周辺の符号化済みブロックがＬＩＣ処理を適用して符号化したかどうかを判定し、その結果に応じてＬＩＣ処理を適用するかどうかを切替えて符号化を行う。なお、この例の場合、復号化における処理も全く同様となる。
【０１６１】
［復号装置の概要］
次に、上記の符号化装置１００から出力された符号化信号（符号化ビットストリーム）を復号可能な復号装置の概要について説明する。図１０は、実施の形態１に係る復号装置２００の機能構成を示すブロック図である。復号装置２００は、動画像／画像をブロック単位で復号する動画像／画像復号装置である。
【０１６２】
図１０に示すように、復号装置２００は、エントロピー復号部２０２と、逆量子化部２０４と、逆変換部２０６と、加算部２０８と、ブロックメモリ２１０と、ループフィルタ部２１２と、フレームメモリ２１４と、イントラ予測部２１６と、インター予測部２１８と、予測制御部２２０と、を備える。
【０１６３】
復号装置２００は、例えば、汎用プロセッサ及びメモリにより実現される。この場合、メモリに格納されたソフトウェアプログラムがプロセッサにより実行されたときに、プロセッサは、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０４、逆変換部２０６、加算部２０８、ループフィルタ部２１２、イントラ予測部２１６、インター予測部２１８及び予測制御部２２０として機能する。また、復号装置２００は、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０４、逆変換部２０６、加算部２０８、ループフィルタ部２１２、イントラ予測部２１６、インター予測部２１８及び予測制御部２２０に対応する専用の１以上の電子回路として実現されてもよい。
【０１６４】
以下に、復号装置２００に含まれる各構成要素について説明する。
【０１６５】
［エントロピー復号部］
エントロピー復号部２０２は、符号化ビットストリームをエントロピー復号する。具体的には、エントロピー復号部２０２は、例えば、符号化ビットストリームから二値信号に算術復号する。そして、エントロピー復号部２０２は、二値信号を多値化（ｄｅｂｉｎａｒｉｚｅ）する。これにより、エントロピー復号部２０２は、ブロック単位で量子化係数を逆量子化部２０４に出力する。
【０１６６】
［逆量子化部］
逆量子化部２０４は、エントロピー復号部２０２からの入力である復号対象ブロック（以下、カレントブロックという）の量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部２０４は、カレントブロックの量子化係数の各々について、当該量子化係数に対応する量子化パラメータに基づいて当該量子化係数を逆量子化する。そして、逆量子化部２０４は、カレントブロックの逆量子化された量子化係数（つまり変換係数）を逆変換部２０６に出力する。
【０１６７】
［逆変換部］
逆変換部２０６は、逆量子化部２０４からの入力である変換係数を逆変換することにより予測誤差を復元する。
【０１６８】
例えば符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＥＭＴ又はＡＭＴを適用することを示す場合（例えばＡＭＴフラグが真）、逆変換部２０６は、読み解かれた変換タイプを示す情報に基づいてカレントブロックの変換係数を逆変換する。
【０１６９】
また例えば、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＮＳＳＴを適用することを示す場合、逆変換部２０６は、変換係数に逆再変換を適用する。
【０１７０】
［加算部］
加算部２０８は、逆変換部２０６からの入力である予測誤差と予測制御部２２０からの入力である予測サンプルとを加算することによりカレントブロックを再構成する。そして、加算部２０８は、再構成されたブロックをブロックメモリ２１０及びループフィルタ部２１２に出力する。
【０１７１】
［ブロックメモリ］
ブロックメモリ２１０は、イントラ予測で参照されるブロックであって復号対象ピクチャ（以下、カレントピクチャという）内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ２１０は、加算部２０８から出力された再構成ブロックを格納する。
【０１７２】
［ループフィルタ部］
ループフィルタ部２１２は、加算部２０８によって再構成されたブロックにループフィルタを施し、フィルタされた再構成ブロックをフレームメモリ２１４及び表示装置等に出力する。
【０１７３】
符号化ビットストリームから読み解かれたＡＬＦのオン／オフを示す情報がＡＬＦのオンを示す場合、局所的な勾配の方向及び活性度に基づいて複数のフィルタの中から１つのフィルタが選択され、選択されたフィルタが再構成ブロックに適用される。
【０１７４】
［フレームメモリ］
フレームメモリ２１４は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ２１４は、ループフィルタ部２１２によってフィルタされた再構成ブロックを格納する。
【０１７５】
［イントラ予測部］
イントラ予測部２１６は、符号化ビットストリームから読み解かれたイントラ予測モードに基づいて、ブロックメモリ２１０に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してイントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２１６は、カレントブロックに隣接するブロックのサンプル（例えば輝度値、色差値）を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測信号を生成し、イントラ予測信号を予測制御部２２０に出力する。
【０１７６】
なお、色差ブロックのイントラ予測において輝度ブロックを参照するイントラ予測モードが選択されている場合は、イントラ予測部２１６は、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分を予測してもよい。
【０１７７】
また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＰＤＰＣの適用を示す場合、イントラ予測部２１６は、水平／垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正する。
【０１７８】
［インター予測部］
インター予測部２１８は、フレームメモリ２１４に格納された参照ピクチャを参照して、カレントブロックを予測する。予測は、カレントブロック又はカレントブロック内のサブブロック（例えば４ｘ４ブロック）の単位で行われる。例えば、インター予測部２１８は、符号化ビットストリームから読み解かれた動き情報（例えば動きベクトル）を用いて動き補償を行うことでカレントブロック又はサブブロックのインター予測信号を生成し、インター予測信号を予測制御部２２０に出力する。
【０１７９】
なお、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＯＢＭＣモードを適用することを示す場合、インター予測部２１８は、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測信号を生成する。
【０１８０】
また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＦＲＵＣモードを適用することを示す場合、インター予測部２１８は、符号化ストリームから読み解かれたパターンマッチングの方法（バイラテラルマッチング又はテンプレートマッチング）に従って動き探索を行うことにより動き情報を導出する。そして、インター予測部２１８は、導出された動き情報を用いて動き補償を行う。
【０１８１】
また、インター予測部２１８は、ＢＩＯモードが適用される場合に、等速直線運動を仮定したモデルに基づいて動きベクトルを導出する。また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がアフィン動き補償予測モードを適用することを示す場合には、インター予測部２１８は、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルを導出する。
【０１８２】
［予測制御部］
予測制御部２２０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算部２０８に出力する。
【０１８３】
［符号化装置のインター予測部の内部構成］
次に、符号化装置１００のインター予測部１２６の内部構成について説明する。具体的には、復号装置側で動き探索を行うモード（ＦＲＵＣモード）を実現するための、符号化装置１００のインター予測部１２６の機能構成について説明する。
【０１８４】
図１１は、実施の形態１に係る符号化装置１００のインター予測部１２６の内部構成を示すブロック図である。インター予測部１２６は、候補導出部１２６１と、範囲決定部１２６２と、動き探索部１２６３と、動き補償部１２６４と、を備える。
【０１８５】
候補導出部１２６１は、各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出する。この候補は、予測動きベクトル候補と呼ばれる場合がある。また、候補に含まれる動きベクトルは、予測動きベクトルと呼ばれる場合がある。
【０１８６】
具体的には、候補導出部１２６１は、カレントブロックに空間的又は時間的に隣接する符号化済みブロック（以下、隣接ブロックという）の動きベクトルに基づいて、複数の候補を導出する。隣接ブロックの動きベクトルとは、隣接ブロックの動き補償で用いられた動きベクトルである。
【０１８７】
例えば、１つの隣接ブロックのインター予測で２つの参照ピクチャが参照されていた場合、候補導出部１２６１は、その２つの参照ピクチャに対応する２つの動きベクトルに基づいて、２つの参照ピクチャインデックス及び２つの動きベクトルを含む１つの候補を導出する。また例えば、１つの隣接ブロックのインター予測で１つの参照ピクチャが参照されていた場合、候補導出部１２６１は、その１つの参照ピクチャに対応する１つの動きベクトルに基づいて、１つの参照ピクチャインデックス及び１つの動きベクトルを含む１つの候補を導出する。
【０１８８】
複数の隣接ブロックから導出された複数の候補は候補リストに登録される。このとき、候補リストから重複候補が削除されてもよい。また、候補リストに空きがある場合、固定値の動きベクトル（例えばゼロ動きベクトル）を有する候補が登録されてもよい。なお、この候補リストは、マージモードで用いられるマージリストと共通であってもよい。
【０１８９】
空間的に隣接するブロックとは、カレントピクチャに含まれるブロックであって、カレントブロックに隣接するブロックを意味する。空間的に隣接するブロックは、例えばカレントブロックの左、左上、上又は右上のブロックである。空間的に隣接するブロックから導出された動きベクトルは、空間動きベクトルと呼ばれる場合がある。
【０１９０】
時間的に隣接するブロックとは、カレントピクチャと異なる符号化／復号済みピクチャに含まれるブロックを意味する。時間的に隣接するブロックの符号化／復号済みピクチャ内の位置は、カレントブロックのカレントピクチャ内の位置に対応する。時間的に隣接するブロックは、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックと呼ばれる場合もある。また、時間的に隣接するブロックから導出された動きベクトルは、時間動きベクトルと呼ばれる場合がある。
【０１９１】
範囲決定部１２６２は、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定する。動き探索範囲とは、動き探索が許可される参照ピクチャ内の部分領域を意味する。
【０１９２】
動き探索範囲のサイズは、例えば、メモリバンド幅及び処理能力等に基づいて決定される。メモリバンド幅及び処理能力は、例えば標準化規格で定義されるレベルから得ることができる。また、メモリバンド幅及び処理能力は、復号装置から取得されてもよい。動き探索範囲のサイズとは、ピクチャ内の部分領域の大きさを意味し、例えば動き探索範囲の中心から垂直辺及び水平辺までの距離を示す水平画素数及び垂直画素数によって表すことができる。
【０１９３】
動き探索範囲の位置は、例えば、候補リスト内の複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの統計的な代表ベクトルに基づいて決定される。本実施の形態では、統計的な代表ベクトルとして平均動きベクトルを用いる。平均動きベクトルは、複数の動きベクトルの水平値の平均値及び垂直値の平均値からなる動きベクトルである。
【０１９４】
決定された動き探索範囲に関する情報（以下、動き探索範囲情報という）は、ビットストリーム内に符号化される。動き探索範囲情報は、動き探索範囲のサイズを示す情報及び動き探索範囲の位置を示す情報の少なくとも一方を含み、本実施の形態では、動き探索範囲のサイズを示す情報のみを含む。動き探索範囲情報のビットストリーム内の位置は特に限定されない。例えば、動き探索範囲情報は、図１２に示すように、（i）ビデオパラメータセット（ＶＰＳ）、（ii）シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）、（iii）ピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）、（iv）スライスヘッダ、又は（v）ビデオシステム設定パラメータに書き込まれてもよい。なお、動き探索範囲情報は、エントロピー符号化されてもされなくてもよい。
【０１９５】
動き探索部１２６３は、参照ピクチャの動き探索範囲内で動き探索を行う。つまり、動き探索部１２６３は、参照ピクチャのうち動き探索範囲に限定して動き探索を行う。具体的には、動き探索部１２６３は、以下のように動き探索を行う。
【０１９６】
まず、動き探索部１２６３は、フレームメモリ１２２から、参照ピクチャ内の動き探索範囲の再構成画像を読み出す。例えば、動き探索部１２６３は、参照ピクチャのうち動き探索範囲の再構成画像のみを読み出す。そして、動き探索部１２６３は、候補導出部１２６１によって導出された複数の候補から、参照ピクチャの動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有する候補を除外する。つまり、動き探索部１２６３は、候補リストから、動き探索範囲外の位置を指し示す動きベクトルを有する候補を削除する。
【０１９７】
次に、動き探索部１２６３は、残りの候補の中から候補を選択する。つまり、動き探索部１２６３は、動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有する候補が削除された候補リストから候補を選択する。
【０１９８】
この候補の選択は、各候補の評価値に基づいて行われる。例えば上述した第１パターンマッチング（バイラテラルマッチング）が適用される場合には、各候補の評価値は、当該候補の動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の領域の再構成画像と、カレントブロックの動き軌道に沿う、他の参照ピクチャ内の領域の再構成画像と、の差分値に基づいて算出される。また例えば第２パターンマッチング（テンプレートマッチング）が適用される場合には、各候補の評価値は、各候補の動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の領域の再構成画像と、カレントピクチャ内のカレントブロックに隣接する符号化済みブロックの再構成画像と、の差分値に基づいて算出される。
【０１９９】
最後に、動き探索部１２６３は、選択された候補に基づいて、カレントブロックのための動きベクトルを決定する。具体的には、動き探索部１２６３は、例えば、選択された候補に含まれる動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の位置の周辺領域においてパターンマッチングを行って周辺領域内で最もマッチする領域を探し出す。そして、動き探索部１２６３は、周辺領域内の最もマッチする領域に基づいて、カレントブロックのための動きベクトルを決定する。また例えば、動き探索部１２６３は、選択された候補に含まれる動きベクトルを、カレントブロックのための動きベクトルと決定してもよい。
【０２００】
動き補償部１２６４は、動き探索部１２６３によって決定された動きベクトルを用いて動き補償を行うことにより、カレントブロックのインター予測信号を生成する。
【０２０１】
［符号化装置のインター予測部の動作］
次に、以上のように構成されたインター予測部１２６の動作について、図１３〜図１７を参照しながら具体的に説明する。以下では、単一の参照ピクチャを参照してインター予測を行う場合について説明する。
【０２０２】
図１３は、実施の形態１に係る符号化／復号装置のインター予測部の処理を示すフローチャートである。図１３において、括弧内の符号は、復号装置のインター予測部の処理を表す。
【０２０３】
まず、候補導出部１２６１は、隣接ブロックから複数の候補を導出して、候補リストを生成する（Ｓ１０１）。図１４は、実施の形態１における候補リストの一例を示す図である。ここでは、各候補は、候補インデックス、参照ピクチャインデックス及び動きベクトルを有する。
【０２０４】
次に、範囲決定部１２６２は、参照ピクチャリストから参照ピクチャを選択する（Ｓ１０２）。例えば、範囲決定部１２６２は、参照ピクチャインデックスの昇順で参照ピクチャを選択する。例えば、図１５の参照ピクチャリストにおいて、範囲決定部１２６２は、最初に参照ピクチャインデックスが「０」の参照ピクチャを選択する。
【０２０５】
範囲決定部１２６２は、参照ピクチャにおいて動き探索範囲を決定する（Ｓ１０３）。ここでは、図１６を参照しながら動き探索範囲の決定について説明する。
【０２０６】
図１６は、実施の形態１における動き探索範囲１０２２の一例を示す図である。図１６において、参照ピクチャ内の対応する位置に、カレントピクチャ内のカレントブロック１０００及び隣接ブロック１００１〜１００４が表されている。
【０２０７】
まず、範囲決定部１２６２は、候補リストから、複数の隣接ブロック１００１〜１００４の動きベクトル１０１１〜１０１４を取得する。そして、範囲決定部１２６２は、必要に応じて動きベクトル１０１１〜１０１４をスケーリングし、動きベクトル１０１１〜１０１４の平均動きベクトル１０２０を算出する。
【０２０８】
例えば、範囲決定部１２６２は、図１４の候補リストを参照して、複数の動きベクトルの水平値の平均値「−２５（＝（（−４８）＋（−３２）＋０＋（−２０））／４）」と、垂直値の平均値「６（＝（０＋９＋１２＋３）／４）」とを算出することにより、平均動きベクトル（−２６，６）を算出する。
【０２０９】
続いて、範囲決定部１２６２は、平均動きベクトル１０２０に基づいて、動き探索範囲の代表位置１０２１を決定する。代表位置１０２１としては、ここでは中心位置が採用されている。なお、代表位置１０２１は、中心位置に限られず、動き探索範囲の頂点位置のいずれか（例えば左上頂点位置）が用いられてもよい。
【０２１０】
さらに、範囲決定部１２６２は、メモリバンド幅及び処理能力等に基づいて動き探索範囲のサイズを決定する。例えば、範囲決定部１２６２は、動き探索範囲のサイズを表す水平画素数及び垂直画素数を決定する。
【０２１１】
このように決定された動き探索範囲の代表位置１０２１及びサイズに基づいて、範囲決定部１２６２は、動き探索範囲１０２２を決定する。
【０２１２】
ここで、図１３のフローチャートの説明に戻る。動き探索部１２６３は、候補リストから、動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有する候補を除外する（Ｓ１０４）。例えば、図１６では、動き探索部１２６３は、動き探索範囲外の位置を指し示す動きベクトル１０１２、１０１３を有する候補を候補リストから除外する。
【０２１３】
動き探索部１２６３は、候補リストに残っている候補の評価値を算出する（Ｓ１０５）。例えば、動き探索部１２６３は、カレントピクチャ内の隣接ブロックの再構成画像（テンプレート）と、候補の動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の領域の再構成画像との間の差分値を評価値として算出する（テンプレートマッチング）。この場合、候補の動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の領域は、参照ピクチャ内において候補の動きベクトルを用いて動き補償された隣接ブロックの領域である。このように算出された評価値では、値が減少するほど評価が高くなることを意味する。なお、評価値は、差分値の逆数であってもよい。この場合、評価値が増加するほど評価が高くなる。
【０２１４】
動き探索部１２６３は、評価値に基づいて候補リストの中から候補を選択する（Ｓ１０６）。例えば、動き探索部１２６３は、最も小さい評価値を有する候補を選択する。
【０２１５】
動き探索部１２６３は、選択された候補が有する動きベクトルに対応する領域の周辺領域を決定する（Ｓ１０７）。例えば、図１６の動きベクトル１０１４が選択された場合、動き探索部１２６３は、図１７に示すように、参照ピクチャにおいて動きベクトル１０１４を用いて動き補償されたカレントブロックの領域の周辺領域１０２３を決定する。
【０２１６】
周辺領域１０２３のサイズは、例えば標準規格で予め定義されてもよい。具体的には、周辺領域１０２３のサイズとして、例えば８ｘ８画素、１６ｘ１６画素又は３２ｘ３２画素などの固定サイズが予め定義されてもよい。また、周辺領域１０２３のサイズは、処理能力に基づいて決定されてもよい。この場合、周辺領域１０２３のサイズに関する情報は、ビットストリームに書き込まれてもよい。周辺領域１０２３のサイズを考慮して、動き動き探索範囲のサイズを表す水平画素数及び垂直画素数を決定し、ビットストリームに書き込まれてもよい。
【０２１７】
動き探索部１２６３は、決定された周辺領域が動き探索範囲に包含されているか否かを判定する（Ｓ１０８）。つまり、動き探索部１２６３は、周辺領域の全体が動き探索範囲に含まれているか否かを判定する。
【０２１８】
ここで、周辺領域が動き探索範囲に包含されている場合（Ｓ１０８のＹｅｓ）、動き探索部１２６３は、周辺領域内でパターンマッチングを行う（Ｓ１０９）。その結果、動き探索部１２６３は、周辺領域内で隣接ブロックの再構成画像と最もマッチする参照ピクチャ内の領域の評価値を取得する。
【０２１９】
一方、周辺領域が動き探索範囲に包含されない場合（Ｓ１０８のＮｏ）、動き探索部１２６３は、周辺領域のうち動き探索範囲に含まれる部分領域においてパターンマッチングを行う（Ｓ１１０）。つまり、動き探索部１２６３は、周辺領域のうち動き探索範囲に含まれない部分領域ではパターンマッチングを行わない。
【０２２０】
範囲決定部１２６２は、参照ピクチャ内に未選択の参照ピクチャがあるか否かを判定する（Ｓ１１１）。ここで、未選択の参照ピクチャがある場合（Ｓ１１１のＹｅｓ）、参照ピクチャの選択に戻る（Ｓ１０２）。
【０２２１】
一方、未選択の参照ピクチャがない場合（Ｓ１１１のＮｏ）、動き探索部１２６３は、評価値に基づいて、カレントピクチャのための動きベクトルを決定する（Ｓ１１２）。つまり、動き探索部１２６３は、複数の参照ピクチャにおいて最も評価が高い候補の動きベクトルをカレントピクチャのための動きベクトルと決定する。
【０２２２】
［復号装置のインター予測部の内部構成］
次に、復号装置２００のインター予測部２１８の内部構成について説明する。具体的には、復号装置側で動き探索を行うモード（ＦＲＵＣモード）を実現するための、復号装置２００のインター予測部２１８の機能構成について説明する。
【０２２３】
図１８は、実施の形態１に係る復号装置２００のインター予測部２１８の内部構成を示すブロック図である。インター予測部２１８は、候補導出部２１８１と、範囲決定部２１８２と、動き探索部２１８３と、動き補償部２１８４と、を備える。
【０２２４】
候補導出部２１８１は、符号化装置１００の候補導出部１２６１と同様に、各々が少なくとも１つの動きベクトルを有する複数の候補を導出する。具体的には、候補導出部２１８１は、空間的及び／又は時間的な隣接ブロックの動きベクトルに基づいて、複数の候補を導出する。
【０２２５】
範囲決定部２１８２は、参照ピクチャにおける動き探索範囲を決定する。具体的には、範囲決定部２１８２は、まず、ビットストリームから読み解かれた動き探索範囲情報を取得する。そして、範囲決定部２１８２は、動き探索範囲情報に基づいて、動き探索範囲のサイズを決定する。さらに、範囲決定部２１８２は、符号化装置１００の範囲決定部１２６２と同様に、動き探索範囲の位置を決定する。これにより、参照ピクチャにおける動き探索範囲が決定される。
【０２２６】
動き探索部２１８３は、参照ピクチャの動き探索範囲内で動き探索を行う。具体的には、動き探索部２１８３は、まず、フレームメモリ２１４から、参照ピクチャ内の動き探索範囲の再構成画像を読み出す。例えば、動き探索部２１８３は、参照ピクチャのうち動き探索範囲の再構成画像のみを読み出す。そして、動き探索部２１８３は、符号化装置１００の動き探索部１２６３と同様に、動き探索範囲内で動き探索を行って、カレントブロックのための動きベクトルを決定する。
【０２２７】
動き補償部２１８４は、動き探索部２１８３によって決定された動きベクトルを用いて動き補償を行うことにより、カレントブロックのインター予測信号を生成する。
【０２２８】
［復号装置のインター予測部の動作］
次に、以上のように構成されたインター予測部２１８の動作について、図１３を参照しながら説明する。インター予測部２１８の処理は、ステップＳ１０３がステップＳ２０３に代わる点を除いて、符号化装置１００のインター予測部１２６の処理と同じである。以下に、ステップＳ２０３について説明する。
【０２２９】
範囲決定部２１８２は、参照ピクチャにおいて動き探索範囲を決定する（Ｓ２０３）。このとき、範囲決定部２１８２は、ビットストリームから読み解かれた動き探索範囲情報に基づいて、動き探索範囲のサイズを決定する。また、範囲決定部２１８２は、符号化装置１００の範囲決定部１２６２と同様に、候補リストに含まれる複数の候補に基づいて、動き探索範囲の位置を決定する。
【０２３０】
［効果等］
以上のように、本実施の形態に係る符号化装置１００のインター予測部１２６及び復号装置２００のインター予測部２１８によれば、動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有する候補を除外してから候補の選択を行うことができる。したがって、候補の選択のための処理負荷を低減することができる。さらに、動き探索範囲外の再構成画像をフレームメモリから読み込まなくてもよいので、動き探索のためのメモリバンド幅を低減させることができる。
【０２３１】
また、本実施の形態に係る符号化装置１００及び復号装置２００によれば、ビットストリームに動き探索範囲に関する情報を書き込み、ビットストリームから動き探索範囲に関する情報を読み解くことができる。したがって、符号化装置１００で用いられた動き探索範囲と同じ動き探索範囲を復号装置２００でも用いることができる。さらに、復号装置２００における動き探索範囲の決定のための処理負荷を低減することができる。
【０２３２】
また、本実施の形態に係る符号化装置１００及び復号装置２００によれば、ビットストリームに動き探索範囲のサイズを示す情報を含めることができる。したがって、符号化装置１００で用いられた動き探索範囲のサイズと同じサイズを有する動き探索範囲を復号装置２００でも用いることができる。さらに、復号装置２００における動き探索範囲のサイズの決定のための処理負荷を低減することができる。
【０２３３】
また、本実施の形態に係る符号化装置１００のインター予測部１２６及び復号装置２００のインター予測部２１８によれば、カレントブロックに隣接する複数のブロックから導出された複数の候補から得られる平均動きベクトルに基づいて動き探索範囲の位置を決定することができる。したがって、カレントブロックのための動きベクトルの探索に適した領域を動き探索範囲に決定することができ、動きベクトルの精度を向上させることができる。
【０２３４】
また、本実施の形態に係る符号化装置１００のインター予測部１２６及び復号装置２００のインター予測部２１８によれば、候補の動きベクトルに加えて、周辺領域におけるパターンマッチングに基づいて、カレントブロックのための動きベクトルを決定することができる。したがって、さらに動きベクトルの精度を向上させることができる。
【０２３５】
また、本実施の形態に係る符号化装置１００のインター予測部１２６及び復号装置２００のインター予測部２１８によれば、周辺領域が動き探索範囲に包含されない場合に、周辺領域のうちの動き探索範囲内の部分領域においてパターンマッチングを行うことができる。したがって、動き探索範囲外での動き探索を回避することができ、処理負荷及びメモリバンド幅の要求量を低減することができる。
【０２３６】
（実施の形態１の変形例１）
上記実施の形態１では、動き探索範囲の位置は、候補リスト内の複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの平均動きベクトルに基づいて決定されていたが、本変形例では、候補リスト内の複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの中央動きベクトルに基づいて決定される。
【０２３７】
本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２は、候補リストを参照して、複数の候補に含まれる複数の動きベクトルを取得する。そして、範囲決定部１２６２、２１８２は、取得した複数の動きベクトルの中央動きベクトルを算出する。中央動きベクトルは、複数の動きベクトルの水平値の中央値及び垂直値の中央値からなる動きベクトルである。
【０２３８】
範囲決定部１２６２、２１８２は、例えば図１４の候補リストを参照して、複数の動きベクトルの水平値の中央値「−２６（＝（（−３２）＋（−２０））／２）」と、垂直値の中央値「６（＝（９＋３）／２）」を算出することにより、中央動きベクトル（−２６，６）を算出する。
【０２３９】
続いて、範囲決定部１２６２、２１８２は、算出された中央動きベクトルに基づいて、動き探索範囲の代表位置を決定する。
【０２４０】
以上のように、本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２によれば、カレントブロックに隣接する複数のブロックから導出された複数の候補から得られる中央動きベクトルに基づいて動き探索範囲の位置を決定することができる。したがって、カレントブロックのための動きベクトルの探索に適した領域を動き探索範囲に決定することができ、動きベクトルの精度を向上させることができる。
【０２４１】
本態様を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、本態様のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。
【０２４２】
（実施の形態１の変形例２）
次に、実施の形態１の変形例２について説明する。本変形例では、平均動きベクトルの代わりに、最小動きベクトルに基づいて、動き探索範囲の位置を決定する。以下に、上記実施の形態１と異なる点を中心に本変形例について説明する。
【０２４３】
本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２は、候補リストを参照して、複数の候補に含まれる複数の動きベクトルを取得する。そして、範囲決定部１２６２、２１８２は、取得した複数の動きベクトルの中から、最も小さい大きさを有する動きベクトル（つまり、最小動きベクトル）を選択する。
【０２４４】
範囲決定部１２６２、２１８２は、例えば図１４の候補リストを参照して、複数の動きベクトルの中から、候補インデックス「２」を有する候補に含まれる、最も小さい大きさを有する動きベクトル（０，８）を選択する。
【０２４５】
続いて、範囲決定部１２６２、２１８２は、選択された最小動きベクトルに基づいて、動き探索範囲の代表位置を決定する。
【０２４６】
図１９は、実施の形態１の変形例２における動き探索範囲の一例を示す図である。図１９では、範囲決定部１２６２、２１８２は、隣接ブロックの動きベクトル１０１１〜１０１４の中で最も小さい大きさを有する動きベクトル１０１３を最小動きベクトル１０３０として選択する。続いて、範囲決定部１２６２、２１８２は、最小動きベクトル１０３０に基づいて、動き探索範囲の代表位置１０３１を決定する。そして、範囲決定部１２６２、２１８２は、決定された代表位置１０３１に基づいて動き探索範囲１０３２を決定する。
【０２４７】
以上のように、本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２によれば、カレントブロックに隣接する複数のブロックから導出された複数の候補から得られる最小動きベクトルに基づいて動き探索範囲の位置を決定することができる。したがって、カレントブロックに近い領域を動き探索範囲に決定することができ、動きベクトルの精度を向上させることができる。
【０２４８】
本態様を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、本態様のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。
【０２４９】
（実施の形態１の変形例３）
次に、実施の形態１の変形例３について説明する。本変形例では、平均動きベクトルの代わりに、カレントピクチャとは異なる符号化／復号済みピクチャの動きベクトルに基づいて動き探索範囲の位置を決定する。以下に、上記実施の形態１と異なる点を中心に本変形例について説明する。
【０２５０】
本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２は、参照ピクチャリストを参照して、カレントピクチャとは異なる符号化／復号済みピクチャである参照ピクチャを選択する。例えば、範囲決定部１２６２、２１８２は、最も小さい値の参照ピクチャインデックスを有する参照ピクチャを選択する。また例えば、範囲決定部１２６２、２１８２は、出力順でカレントピクチャに最も近い参照ピクチャを選択してもよい。
【０２５１】
続いて、範囲決定部１２６２、２１８２は、選択された参照ピクチャに含まれる複数のブロックの符号化／復号で用いられた複数の動きベクトルを取得する。そして、範囲決定部１２６２、２１８２は、取得した複数の動きベクトルの平均動きベクトルを算出する。
【０２５２】
そして、範囲決定部１２６２、２１８２は、算出された平均動きベクトルに基づいて、動き探索範囲の代表位置を決定する。
【０２５３】
以上のように、本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２によれば、カレントピクチャ内のカレントブロックが変わっても符号化／復号済みピクチャの動きベクトルは変わらないので、カレントブロックが変わるたびに隣接ブロックの動きベクトルから動き探索範囲に決定する必要がなくなる。つまり、動き探索範囲の決定のための処理負荷を低減させることができる。
【０２５４】
なお、ここでは、選択された参照ピクチャの平均動きベクトルに基づいて、動き探索範囲の代表位置が決定されたが、これに限られない。例えば、平均動きベクトルの代わりに、中央動きベクトルが用いられてもよい。また例えば、平均動きベクトルの代わりに、ｃｏ−ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルが用いられてもよい。
【０２５５】
本態様を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、本態様のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。
【０２５６】
（実施の形態１の変形例４）
次に、実施の形態１の変形例４について説明する。本変形例では、参照ピクチャを複数の領域に分割し、分割された領域に基づいて複数の候補に含まれる複数の動きベクトルをグルーピングする。このとき、最も多くの動きベクトルを含むグループに基づいて、動き探索範囲の位置を決定する。
【０２５７】
以下に、上記実施の形態１と異なる点を中心に本変形例について図２０を参照しながら説明する。図２０は、実施の形態１の変形例４における動き探索範囲の一例を示す図である。
【０２５８】
本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２は、参照ピクチャに対して領域分割を行う。例えば図２０に示すように、範囲決定部１２６２、２１８２は、カレントピクチャの位置に基づいて参照ピクチャを４つの領域（第１〜第４領域）に分割する。
【０２５９】
範囲決定部１２６２、２１８２は、複数の領域に基づいて、隣接ブロックの複数の動きベクトルをグルーピングする。例えば図２０において、範囲決定部１２６２、２１８２は、複数の動きベクトル１０１１〜１０１４を、第１領域に対応する動きベクトル１０１３を含む第１グループと、第２領域に対応する動きベクトル１０１１、１０１２、１０１４を含む第２グループとにグルーピングする。
【０２６０】
範囲決定部１２６２、２１８２は、最も多くの動きベクトルを含むグループに基づいて、動き探索範囲の位置を決定する。例えば図２０では、範囲決定部１２６２、２１８２は、第２グループに含まれる動きベクトル１０１１、１０１２、１０１４の平均動きベクトル１０４０に基づいて動き探索範囲の代表位置１０４１を決定する。なお、平均動きベクトルの代わりに、中央動きベクトル又は最小動きベクトルが用いられてもよい。
【０２６１】
以上のように、本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２によれば、カレントブロックのための動きベクトルの探索に適した領域を動き探索範囲に決定することができ、動きベクトルの精度を向上させることができる。
【０２６２】
本態様を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、本態様のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。
【０２６３】
（実施の形態１の変形例５）
次に、実施の形態１の変形例５について説明する。本変形例では、動き探索範囲の位置の補正を行う点が上記実施の形態１と異なる。以下に、上記実施の形態１と異なる点を中心に本変形例について図２１を参照しながら説明する。図２１は、実施の形態１の変形例５における動き探索範囲の一例を示す図である。
【０２６４】
本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２は、例えば平均動きベクトルに基づいて決定された動き探索範囲の位置を補正する。具体的には、範囲決定部１２６２、２１８２は、まず、複数の候補に含まれる複数の動きベクトルの平均動きベクトルに基づいて、動き探索範囲を仮決定する。例えば、範囲決定部１２６２、２１８２は、図２１に示すように動き探索範囲１０５０を仮決定する。
【０２６５】
ここで、範囲決定部１２６２、２１８２は、ゼロ動きベクトルに対応する位置が仮決定された動き探索範囲に含まれるか否かを判定する。つまり、範囲決定部１２６２、２１８２は、参照ピクチャにおけるカレントブロックの基準位置（例えば左上角）が仮決定された動き探索範囲１０５０に含まれるか否かを判定する。例えば、図２１では、範囲決定部１２６２、２１８２は、仮決定された動き探索範囲１０５０がゼロ動きベクトルに対応する位置１０５１を含むか否かを判定する。
【０２６６】
ここで、ゼロ動きベクトルに対応する位置が仮決定された動き探索範囲に含まれない場合、範囲決定部１２６２、２１８２は、動き探索範囲がゼロ動きベクトルに対応する位置を含むように、仮決定された動き探索範囲の位置を補正する。例えば、図２１では、仮決定された動き探索範囲１０５０がゼロ動きベクトルに対応する位置１０５１を含まないので、範囲決定部１２６２、２１８２は、動き探索範囲１０５０を動き探索範囲１０５２に補正する。その結果、補正された動き探索範囲１０５２には、ゼロ動きベクトルに対応する位置１０５１が含まれる。
【０２６７】
一方、ゼロ動きベクトルに対応する位置が仮決定された動き探索範囲に含まれる場合、範囲決定部１２６２、２１８２は、仮決定された動き探索範囲をそのまま動き探索範囲に決定する。つまり、範囲決定部１２６２、２１８２は動き探索範囲の位置を補正しない。
【０２６８】
以上のように、本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２によれば、カレントブロックのための動きベクトルの探索に適した領域を動き探索範囲に決定することができ、動きベクトルの精度を向上させることができる。
【０２６９】
本態様を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、本態様のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。
【０２７０】
（実施の形態１の変形例６）
次に、実施の形態１の変形例６について説明する。上記変形例５では、ゼロ動きベクトルに対応する位置を含むように動き探索範囲の位置を補正していたが、本変形例では、複数の隣接ブロックのうちの１つの隣接ブロックの動きベクトルに対応する位置を含むように動き探索範囲の位置を補正する。
【０２７１】
以下に、本変形例について図２２を参照しながら説明する。図２２は、実施の形態１の変形例６における動き探索範囲の一例を示す図である。
【０２７２】
まず、範囲決定部１２６２、２１８２は、変形例５と同様に、例えば平均動きベクトルに基づいて動き探索範囲を仮決定する。例えば、範囲決定部１２６２、２１８２は、図２２に示すように動き探索範囲１０５０を仮決定する。
【０２７３】
ここで、範囲決定部１２６２、２１８２は、複数の隣接ブロックのうちの１つの隣接ブロックの動きベクトルに対応する位置が仮決定された動き探索範囲に含まれるか否かを判定する。例えば、図２２では、範囲決定部１２６２、２１８２は、仮決定された動き探索範囲１０５０が隣接ブロック１００１の動きベクトル１０１１に対応する位置１０５３を含むか否かを判定する。複数の隣接ブロックのうちの１つの隣接ブロックとしては、予め定められた隣接ブロックが用いられればよく、例えば左隣接ブロックあるいは上隣接ブロックが用いられればよい。
【０２７４】
ここで、複数の隣接ブロックのうちの１つの隣接ブロックの動きベクトルに対応する位置が仮決定された動き探索範囲に含まれない場合、範囲決定部１２６２、２１８２は、動き探索範囲が当該動きベクトルに対応する位置を含むように、仮決定された動き探索範囲の位置を補正する。例えば、図２２では、仮決定された動き探索範囲１０５０が隣接ブロック１００１の動きベクトル１０１１に対応する位置１０５３を含まないので、範囲決定部１２６２、２１８２は、動き探索範囲１０５０を動き探索範囲１０５４に補正する。その結果、補正された動き探索範囲１０５４には、位置１０５３が含まれる。
【０２７５】
一方、複数の隣接ブロックのうちの１つの隣接ブロックの動きベクトルに対応する位置が仮決定された動き探索範囲に含まれる場合、範囲決定部１２６２、２１８２は、仮決定された動き探索範囲をそのまま動き探索範囲に決定する。つまり、範囲決定部１２６２、２１８２は動き探索範囲の位置を補正しない。
【０２７６】
以上のように、本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２によれば、カレントブロックのための動きベクトルの探索に適した領域を動き探索範囲に決定することができ、動きベクトルの精度を向上させることができる。
【０２７７】
本態様を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、本態様のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。
【０２７８】
（実施の形態１の変形例７）
次に、実施の形態１の変形例７について説明する。本変形例では、ビットストリームに動き探索範囲に関する情報が含まれていない点が、上記実施の形態１と異なる。以下に、本変形例について上記実施の形態１と異なる点を中心に図２３を参照しながら説明する。
【０２７９】
図２３は、実施の形態１の変形例７に係る符号化復号システム３００の機能構成を示すブロック図である。図２３に示すように、符号化復号システム３００は、符号化システム３１０と、復号システム３２０と、を備える。
【０２８０】
符号化システム３１０は、入力動画像を符号化して、ビットストリームを出力する。符号化システム３１０は、通信装置３１１と、符号化装置３１２と、出力バッファ３１３と、を備える。
【０２８１】
通信装置３１１は、通信ネットワーク（図示せず）等を介して復号システム３２０と能力情報を交換し、その能力情報に基づいて動き探索範囲情報を生成する。具体的には、通信装置３１１は、復号システム３２０に符号化能力情報を送信し、復号システム３２０から復号能力情報を受信する。符号化能力情報は、符号化システム３１０における動き探索のための処理能力及びメモリバンド幅などの情報を含む。復号能力情報は、復号システム３２０における動き探索のための処理能力及びメモリバンド幅などの情報を含む。
【０２８２】
符号化装置３１２は、入力動画像を符号化して、ビットストリームを出力バッファ３１３に出力する。このとき、符号化装置３１２は、通信装置３１１から取得した動き探索範囲情報に基づいて動き探索範囲のサイズを決定する点を除いて、実施の形態１に係る符号化装置１００と略同一の処理を行う。
【０２８３】
出力バッファ３１３は、いわゆるバッファメモリであり、符号化装置３１２から入力されたビットストリームを一時的に格納し、格納されたビットストリームを通信ネットワーク等を介して復号システム３２０に出力する。
【０２８４】
復号システム３２０は、符号化システム３１０から入力されたビットストリームを復号して、出力動画像をディスプレイ（図示せず）等に出力する。復号システム３２０は、通信装置３２１と、復号装置３２２と、入力バッファ３２３と、を備える。
【０２８５】
通信装置３２１は、符号化システム３１０の通信装置３１１と同様に、通信ネットワーク等を介して符号化システム３１０と能力情報を交換し、その能力情報に基づいて動き探索範囲情報を生成する。具体的には、通信装置３１１は、符号化システム３１０に復号能力情報を送信し、符号化システム３１０から符号化能力情報を受信する。
【０２８６】
復号装置３２２は、入力バッファ３２３から入力されたビットストリームを復号して、出力動画像をディスプレイ等に出力する。このとき、復号装置３２２は、通信装置３２１から取得した動き探索範囲情報に基づいて動き探索範囲を決定する点を除いて、実施の形態１に係る復号装置２００と略同一の処理を行う。なお、通信装置３２１から取得した動き探索範囲情報に基づいて決定された動き探索範囲が、復号装置３２２が処理可能な動き探索範囲を超える場合は、復号不可能を示すメッセージを通信装置３２１に送信してもよい。
【０２８７】
入力バッファ３２３は、いわゆるバッファメモリであり、符号化システム３１０から入力されたビットストリームを一時的に格納し、格納されたビットストリームを復号装置３２２に出力する。
【０２８８】
以上のように、本変形例に係る符号化復号システム３００によれば、ビットストリームに動き探索範囲に関する情報が含まれなくても、符号化装置３１２及び復号装置３２２で同じ動き探索範囲を用いて動き探索を行うことができる。したがって、動き探索範囲のための符号量を削減することができる。また、範囲決定部１２６２での動き探索範囲のサイズを表す水平画素数及び垂直画素数を決定する処理を行う必要がないため、処理量を削減することができる。
【０２８９】
（実施の形態１の変形例８）
なお、上記実施の形態１では、参照ピクチャリストに含まれる複数の参照ピクチャのすべてが順に選択されていたが、必ずしもすべての参照ピクチャが選択されなくてもよい。本変形例では、選択される参照ピクチャの数が制限される例について説明する。
【０２９０】
本変形例に係る符号化装置１００の範囲決定部１２６２は、動き探索範囲のサイズと同様に、メモリバンド幅及び処理能力等に基づいて、ＦＲＵＣモードにおける動き探索で使用が許可される参照ピクチャの数（以下、参照ピクチャ許可数という）を決定する。決定された参照ピクチャ許可数に関する情報（以下、参照ピクチャ許可数情報という）は、ビットストリームに書き込まれる。
【０２９１】
また、本変形例に係る復号装置２００の範囲決定部２１８２は、ビットストリームから読み解かれた参照ピクチャ許可数情報に基づいて参照ピクチャ許可数を決定する。
【０２９２】
なお、参照ピクチャ許可数情報が書き込まれるビットストリーム内の位置は特に限定されない。例えば、参照ピクチャ許可数情報は、図１２に示す動き探索範囲情報と同様に、ＶＰＳ、ＳＰＳ、ＰＰＳ、スライスヘッダ又はビデオシステム設定パラメータに書き込まれてもよい。
【０２９３】
このように決定された参照ピクチャ許可数に基づいて、ＦＲＵＣモードで使用される参照ピクチャの数が制限される。具体的には、範囲決定部１２６２、２１８２は、例えば図１３のステップＳ１１１において、未選択の参照ピクチャがあり、かつ、選択された参照ピクチャの数が参照ピクチャ許可数未満であるか否かを判定する。ここで、未選択の参照ピクチャがない場合、又は、選択された参照ピクチャの数が参照ピクチャ許可数以上である場合に（Ｓ１１１のＹｅｓ）、ステップＳ１１２に進む。これにより、参照ピクチャリストから、参照ピクチャ許可数を超える数の参照ピクチャの選択が禁止される。
【０２９４】
この場合、図１３のステップＳ１１１において、範囲決定部１２６２、２１８２は、例えば参照ピクチャインデックス値の昇順又はカレントピクチャに時間的に近い順で参照ピクチャを選択してもよい。この場合、参照ピクチャリストから、参照ピクチャインデックス値が小さい参照ピクチャ又はカレントピクチャに時間的に近い参照ピクチャが優先的に選択される。なお、カレントピクチャと参照ピクチャとの時間的な距離は、ＰＯＣ（Ｐｉｃｔｕｒｅ  Ｏｒｄｅｒ  Ｃｏｕｎｔ）に基づいて定められればよい。
【０２９５】
以上のように、本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２によれば、動き探索で使用される参照ピクチャの数を参照ピクチャ許可数以下に限定することができる。したがって、動き探索のための処理負荷を低減することができる。
【０２９６】
なお、例えば時間スケーラブル符号化／復号が行われる場合には、範囲決定部１２６２、２１８２は、時間識別子で示されるカレントピクチャの階層より下位の階層に含まれる参照ピクチャの数を参照ピクチャ許可数に基づいて制限してもよい。
【０２９７】
（実施の形態１の変形例９）
次に、実施の形態１の変形例９について説明する。本変形例では、インター予測において複数の参照ピクチャが参照される場合の動き探索範囲のサイズの決定方法について説明する。
【０２９８】
インター予測において複数の参照ピクチャが参照される場合、動き探索範囲のサイズは、メモリバンド幅及び処理能力に加えてインター予測で参照される参照ピクチャの数に依存してもよい。具体的には、範囲決定部１２６２、２１８２は、まず、メモリバンド幅及び処理能力に基づいて、インター予測で参照される複数の参照ピクチャにおける複数の動き探索範囲の合計サイズを決定する。そして、範囲決定部１２６２、２１８２は、複数の参照ピクチャの数及び決定された合計サイズに基づいて、各参照ピクチャの動き探索範囲のサイズを決定する。つまり、範囲決定部１２６２は、複数の参照ピクチャ内の複数の動き探索範囲のサイズの合計が、メモリバンド幅及び処理能力に基づいて決定される複数の動き探索範囲の合計サイズと一致するように、各参照ピクチャにおける動き探索範囲のサイズを決定する。
【０２９９】
このように決定される各参照ピクチャにおける動き探索範囲について、図２４を参照しながら具体的に説明する。図２４は、実施の形態１の変形例９における動き探索範囲を示す図である。図２４の（ａ）は、２つの参照ピクチャが参照される予測（双予測）における動き探索範囲の例を示し、図２４の（ｂ）は、４つの参照ピクチャが参照される予測における動き探索範囲の例を示す。
【０３００】
図２４の（ａ）では、前方参照ピクチャ０及び後方参照ピクチャ０に対して、それぞれ、動き探索範囲Ｆ２０、Ｂ２０が決定されている。この動き探索範囲Ｆ２０及び動き探索範囲Ｂ２０において、パターンマッチング（テンプレートマッチング又はバイラテラルマッチング）が行われる。
【０３０１】
図２４の（ｂ）では、前方参照ピクチャ０、前方参照ピクチャ１、後方参照ピクチャ０、及び後方参照ピクチャ１に対して、それぞれ、動き探索範囲Ｆ４０、Ｆ４１、Ｂ４０、Ｂ４１が決定されている。したがって、この動き探索範囲Ｆ４０、Ｆ４１、Ｂ４０、Ｂ４１において、パターンマッチングが行われる。
【０３０２】
ここで、動き探索範囲Ｆ２０、Ｂ２０のサイズの合計は、動き探索範囲Ｆ４０、Ｆ４１、Ｂ４０、Ｂ４１のサイズの合計と略一致する。つまり、各参照ピクチャにおける動き探索範囲のサイズは、インター予測で参照される参照ピクチャの数に基づいて決定される。
【０３０３】
以上のように、本変形例に係る範囲決定部１２６２、２１８２によれば、インター予測で参照される参照ピクチャの数に基づいて各参照ピクチャにおける動き探索範囲のサイズを決定することができる。したがって、動き探索が行われる領域の総サイズを制御することができ、より効率的に処理負荷及びメモリバンド幅の要求量の低減を図ることができる。
【０３０４】
（実施の形態１の他の変形例）
以上、本開示の１つまたは複数の態様に係る符号化装置及び復号装置について、実施の形態及び変形例に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態及び変形例に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態又は本変形例に施したものや、異なる変形例における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【０３０５】
例えば、上記実施の形態及び各変形例では、ＦＲＵＣモードにおける動き探索は、符号化ユニット（ＣＵ）、予測ユニット（ＰＵ）あるいは変換ユニット（ＴＵ）と呼ばれる可変サイズのブロック単位で行われていたが、これに限定されない。ＦＲＵＣモードにおける動き探索は、可変サイズのブロックをさらに分割して得られるサブブロック単位で行われてもよい。この場合、動き探索範囲の位置を決定するためのベクトル（例えば平均ベクトル、中央ベクトル等）は、ピクチャ単位、ブロック単位あるいはサブブロック単位で行われてもよい。
【０３０６】
また例えば、上記実施の形態及び各変形例では、動き探索範囲のサイズは、処理能力及びメモリバンド幅などに基づいて決定されていたが、これに限らない。例えば、動き探索範囲のサイズは、参照ピクチャの種類に基づいて決定されてもよい。例えば、範囲決定部１２６２は、参照ピクチャがＢピクチャである場合に、動き探索範囲のサイズを第１サイズに決定し、参照ピクチャがＰピクチャである場合に、動き探索範囲のサイズを第１サイズよりも大きい第２サイズに決定してもよい。
【０３０７】
また例えば、上記実施の形態及び各変形例では、候補に含まれる動きベクトルに対応する位置が動き探索範囲に含まれない場合に、当該候補は、候補リストから除外されていたが、これに限られない。例えば、候補に含まれる動きベクトルに対応する位置の周辺領域の一部又は全部が動き探索範囲に含まれない場合に、当該候補が候補リストから除外されてもよい。
【０３０８】
また例えば、上記実施の形態及び各変形例では、選択された候補に含まれる動きベクトルに対応する位置の周辺領域でパターンマッチングが行われていたが、これに限られない。例えば、周辺領域のパターンマッチングは行われなくてもよい。この場合、候補に含まれる動きベクトルが、そのままカレントブロックのための動きベクトルと決定されてもよい。
【０３０９】
また例えば、上記実施の形態及び各変形例において、候補リストから除外される候補は、動き探索範囲外の位置に対応する動きベクトルを有していたが、これに限られない。例えば、候補に含まれる動きベクトルを用いて小数画素精度で動き補償が行われるときに補間に用いられる画素が動き探索範囲に含まれない場合に、当該候補が候補リストから除外されてもよい。つまり、小数画素のための補間に用いる画素の位置に基づいて、候補が除外されるか否かが判定されてもよい。また例えば、ＢＩＯ又はＯＢＭＣが適用される場合に、ＢＩＯ又はＯＢＭＣで動き探索範囲外の画素が利用される候補が候補リストから除外されてもよい。また例えば、複数の候補の中で最も小さい参照ピクチャインデックスを有する候補を残して他の候補が除外されてもよい。
【０３１０】
また例えば、上記実施の形態及び各変形例では、常に、参照ピクチャにおいて動き探索範囲を限定するモードが適用される場合について説明していたが、これに限られない。例えば、ビデオ、シーケンス、ピクチャ、スライス又はブロック単位で当該モードの適用／非適用が選択されてもよい。この場合、当該モードを適用するか否かを示すフラグ情報がビットストリームに含まれてもよい。このフラグ情報のビットストリーム内の位置は特に限定される必要はない。例えば、フラグ情報は、図１２に示す動き探索範囲情報と同じ位置に含まれてもよい。
【０３１１】
また例えば、上記実施の形態及び各変形例では、動きベクトルのスケーリングについて詳しくは説明していなかったが、例えば、基準となる参照ピクチャに基づいて各候補の動きベクトルがスケーリングされてもよい。具体的には、符号化、復号結果の参照ピクチャインデックスと異なる参照ピクチャを基準として各候補の動きベクトルがスケーリングされてもよい。基準となる参照ピクチャとしては、例えば、参照ピクチャインデックスが「０」の参照ピクチャが用いられればよい。また例えば、基準となる参照ピクチャとして、カレントピクチャに出力順で最も近い参照ピクチャが用いられてもよい。
【０３１２】
なお、上記実施の形態及び各変形例のような画面間予測の場合とは異なり、カレントピクチャ内でカレントブロックの上や左にずれた位置にある領域を参照し、カレントブロックと同一のブロックを探索する場合（例えばイントラブロックコピーの場合）においても、上記実施の形態及び各変形例と同様に動き探索範囲を限定してもよい。
【０３１３】
なお、上記実施の形態及び各変形例において、カレントブロック又はカレントピクチャの特徴量又は種類と複数の動き探索範囲のサイズとの対応関係が定義された情報を予め定めておき、当該情報を参照して、カレントブロック又はカレントピクチャの特徴量又は種類に対応する動き探索範囲のサイズが決定されてもよい。特徴量としては、例えばサイズ（画素数）等が用いられればよく、種類としては、例えば予測モード（例えば単予測、双予測等）が用いられればよい。
【０３１４】
（実施の形態２）
以上の各実施の形態において、機能ブロックの各々は、通常、ＭＰＵ及びメモリ等によって実現可能である。また、機能ブロックの各々による処理は、通常、プロセッサなどのプログラム実行部が、ＲＯＭ等の記録媒体に記録されたソフトウェア（プログラム）を読み出して実行することで実現される。当該ソフトウェアはダウンロード等により配布されてもよいし、半導体メモリなどの記録媒体に記録して配布されてもよい。なお、各機能ブロックをハードウェア（専用回路）によって実現することも、当然、可能である。
【０３１５】
また、各実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するプロセッサは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。
【０３１６】
本開示の態様は、以上の実施例に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本開示の態様の範囲内に包含される。
【０３１７】
さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）又は動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、画像復号方法を用いた画像復号装置、及び両方を備える画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。
【０３１８】
［使用例］
図２５は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムｅｘ１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ｅｘ１０６、ｅｘ１０７、ｅｘ１０８、ｅｘ１０９、ｅｘ１１０が設置されている。
【０３１９】
このコンテンツ供給システムｅｘ１００では、インターネットｅｘ１０１に、インターネットサービスプロバイダｅｘ１０２又は通信網ｅｘ１０４、及び基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介して、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、及びスマートフォンｅｘ１１５などの各機器が接続される。当該コンテンツ供給システムｅｘ１００は、上記のいずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。固定無線局である基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介さずに、各機器が電話網又は近距離無線等を介して直接的又は間接的に相互に接続されていてもよい。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、インターネットｅｘ１０１等を介して、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、及びスマートフォンｅｘ１１５などの各機器と接続される。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、衛星ｅｘ１１６を介して、飛行機ｅｘ１１７内のホットスポット内の端末等と接続される。
【０３２０】
なお、基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０の代わりに、無線アクセスポイント又はホットスポット等が用いられてもよい。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、インターネットｅｘ１０１又はインターネットサービスプロバイダｅｘ１０２を介さずに直接通信網ｅｘ１０４と接続されてもよいし、衛星ｅｘ１１６を介さず直接飛行機ｅｘ１１７と接続されてもよい。
【０３２１】
カメラｅｘ１１３はデジタルカメラ等の静止画撮影、及び動画撮影が可能な機器である。また、スマートフォンｅｘ１１５は、一般に２Ｇ、３Ｇ、３．９Ｇ、４Ｇ、そして今後は５Ｇと呼ばれる移動通信システムの方式に対応したスマートフォン機、携帯電話機、又はＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ  Ｓｙｓｔｅｍ）等である。
【０３２２】
家電ｅｘ１１８は、冷蔵庫、又は家庭用燃料電池コージェネレーションシステムに含まれる機器等である。
【０３２３】
コンテンツ供給システムｅｘ１００では、撮影機能を有する端末が基地局ｅｘ１０６等を通じてストリーミングサーバｅｘ１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、端末（コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、スマートフォンｅｘ１１５、及び飛行機ｅｘ１１７内の端末等）は、ユーザが当該端末を用いて撮影した静止画又は動画コンテンツに対して上記各実施の形態で説明した符号化処理を行い、符号化により得られた映像データと、映像に対応する音を符号化した音データと多重化し、得られたデータをストリーミングサーバｅｘ１０３に送信する。即ち、各端末は、本開示の一態様に係る画像符号化装置として機能する。
【０３２４】
一方、ストリーミングサーバｅｘ１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントは、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、スマートフォンｅｘ１１５、又は飛行機ｅｘ１１７内の端末等である。配信されたデータを受信した各機器は、受信したデータを復号化処理して再生する。即ち、各機器は、本開示の一態様に係る画像復号装置として機能する。
【０３２５】
［分散処理］
また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は複数のサーバ又は複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。例えば、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、ＣＤＮ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ  Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）により実現され、世界中に分散された多数のエッジサーバとエッジサーバ間をつなぐネットワークによりコンテンツ配信が実現されていてもよい。ＣＤＮでは、クライアントに応じて物理的に近いエッジサーバが動的に割り当てられる。そして、当該エッジサーバにコンテンツがキャッシュ及び配信されることで遅延を減らすことができる。また、何らかのエラーが発生した場合又はトラフィックの増加などにより通信状態が変わる場合に複数のエッジサーバで処理を分散したり、他のエッジサーバに配信主体を切り替えたり、障害が生じたネットワークの部分を迂回して配信を続けることができるので、高速かつ安定した配信が実現できる。
【０３２６】
また、配信自体の分散処理にとどまらず、撮影したデータの符号化処理を各端末で行ってもよいし、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、一般に符号化処理では、処理ループが２度行われる。１度目のループでフレーム又はシーン単位での画像の複雑さ、又は、符号量が検出される。また、２度目のループでは画質を維持して符号化効率を向上させる処理が行われる。例えば、端末が１度目の符号化処理を行い、コンテンツを受け取ったサーバ側が２度目の符号化処理を行うことで、各端末での処理負荷を減らしつつもコンテンツの質と効率を向上させることができる。この場合、ほぼリアルタイムで受信して復号する要求があれば、端末が行った一度目の符号化済みデータを他の端末で受信して再生することもできるので、より柔軟なリアルタイム配信も可能になる。
【０３２７】
他の例として、カメラｅｘ１１３等は、画像から特徴量抽出を行い、特徴量に関するデータをメタデータとして圧縮してサーバに送信する。サーバは、例えば特徴量からオブジェクトの重要性を判断して量子化精度を切り替えるなど、画像の意味に応じた圧縮を行う。特徴量データはサーバでの再度の圧縮時の動きベクトル予測の精度及び効率向上に特に有効である。また、端末でＶＬＣ（可変長符号化）などの簡易的な符号化を行い、サーバでＣＡＢＡＣ（コンテキスト適応型二値算術符号化方式）など処理負荷の大きな符号化を行ってもよい。
【０３２８】
さらに他の例として、スタジアム、ショッピングモール、又は工場などにおいては、複数の端末によりほぼ同一のシーンが撮影された複数の映像データが存在する場合がある。この場合には、撮影を行った複数の端末と、必要に応じて撮影をしていない他の端末及びサーバを用いて、例えばＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ  ｏｆ  Ｐｉｃｔｕｒｅ）単位、ピクチャ単位、又はピクチャを分割したタイル単位などで符号化処理をそれぞれ割り当てて分散処理を行う。これにより、遅延を減らし、よりリアルタイム性を実現できる。
【０３２９】
また、複数の映像データはほぼ同一シーンであるため、各端末で撮影された映像データを互いに参照し合えるように、サーバで管理及び／又は指示をしてもよい。または、各端末からの符号化済みデータを、サーバが受信し複数のデータ間で参照関係を変更、又はピクチャ自体を補正或いは差し替えて符号化しなおしてもよい。これにより、一つ一つのデータの質と効率を高めたストリームを生成できる。
【０３３０】
また、サーバは、映像データの符号化方式を変更するトランスコードを行ったうえで映像データを配信してもよい。例えば、サーバは、ＭＰＥＧ系の符号化方式をＶＰ系に変換してもよいし、Ｈ．２６４をＨ．２６５に変換してもよい。
【０３３１】
このように、符号化処理は、端末、又は１以上のサーバにより行うことが可能である。よって、以下では、処理を行う主体として「サーバ」又は「端末」等の記載を用いるが、サーバで行われる処理の一部又は全てが端末で行われてもよいし、端末で行われる処理の一部又は全てがサーバで行われてもよい。また、これらに関しては、復号処理についても同様である。
【０３３２】
［３Ｄ、マルチアングル］
近年では、互いにほぼ同期した複数のカメラｅｘ１１３及び／又はスマートフォンｅｘ１１５などの端末により撮影された異なるシーン、又は、同一シーンを異なるアングルから撮影した画像或いは映像を統合して利用することも増えてきている。各端末で撮影した映像は、別途取得した端末間の相対的な位置関係、又は、映像に含まれる特徴点が一致する領域などに基づいて統合される。
【０３３３】
サーバは、２次元の動画像を符号化するだけでなく、動画像のシーン解析などに基づいて自動的に、又は、ユーザが指定した時刻において、静止画を符号化し、受信端末に送信してもよい。サーバは、さらに、撮影端末間の相対的な位置関係を取得できる場合には、２次元の動画像だけでなく、同一シーンが異なるアングルから撮影された映像に基づき、当該シーンの３次元形状を生成できる。なお、サーバは、ポイントクラウドなどにより生成した３次元のデータを別途符号化してもよいし、３次元データを用いて人物又はオブジェクトを認識或いは追跡した結果に基づいて、受信端末に送信する映像を、複数の端末で撮影した映像から選択、又は、再構成して生成してもよい。
【０３３４】
このようにして、ユーザは、各撮影端末に対応する各映像を任意に選択してシーンを楽しむこともできるし、複数画像又は映像を用いて再構成された３次元データから任意視点の映像を切り出したコンテンツを楽しむこともできる。さらに、映像と同様に音も複数の相異なるアングルから収音され、サーバは、映像に合わせて特定のアングル又は空間からの音を映像と多重化して送信してもよい。
【０３３５】
また、近年ではＶｉｒｔｕａｌ  Ｒｅａｌｉｔｙ（ＶＲ）及びＡｕｇｍｅｎｔｅｄ  Ｒｅａｌｉｔｙ（ＡＲ）など、現実世界と仮想世界とを対応付けたコンテンツも普及してきている。ＶＲの画像の場合、サーバは、右目用及び左目用の視点画像をそれぞれ作成し、Ｍｕｌｔｉ−Ｖｉｅｗ  Ｃｏｄｉｎｇ（ＭＶＣ）などにより各視点映像間で参照を許容する符号化を行ってもよいし、互いに参照せずに別ストリームとして符号化してもよい。別ストリームの復号時には、ユーザの視点に応じて仮想的な３次元空間が再現されるように互いに同期させて再生するとよい。
【０３３６】
ＡＲの画像の場合には、サーバは、現実空間のカメラ情報に、仮想空間上の仮想物体情報を、３次元的位置又はユーザの視点の動きに基づいて重畳する。復号装置は、仮想物体情報及び３次元データを取得又は保持し、ユーザの視点の動きに応じて２次元画像を生成し、スムーズにつなげることで重畳データを作成してもよい。または、復号装置は仮想物体情報の依頼に加えてユーザの視点の動きをサーバに送信し、サーバは、サーバに保持される３次元データから受信した視点の動きに合わせて重畳データを作成し、重畳データを符号化して復号装置に配信してもよい。なお、重畳データは、ＲＧＢ以外に透過度を示すα値を有し、サーバは、３次元データから作成されたオブジェクト以外の部分のα値が０などに設定し、当該部分が透過する状態で、符号化してもよい。もしくは、サーバは、クロマキーのように所定の値のＲＧＢ値を背景に設定し、オブジェクト以外の部分は背景色にしたデータを生成してもよい。
【０３３７】
同様に配信されたデータの復号処理はクライアントである各端末で行っても、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、ある端末が、一旦サーバに受信リクエストを送り、そのリクエストに応じたコンテンツを他の端末で受信し復号処理を行い、ディスプレイを有する装置に復号済みの信号が送信されてもよい。通信可能な端末自体の性能によらず処理を分散して適切なコンテンツを選択することで画質のよいデータを再生することができる。また、他の例として大きなサイズの画像データをＴＶ等で受信しつつ、鑑賞者の個人端末にピクチャが分割されたタイルなど一部の領域が復号されて表示されてもよい。これにより、全体像を共有化しつつ、自身の担当分野又はより詳細に確認したい領域を手元で確認することができる。
【０３３８】
また今後は、屋内外にかかわらず近距離、中距離、又は長距離の無線通信が複数使用可能な状況下で、ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨなどの配信システム規格を利用して、接続中の通信に対して適切なデータを切り替えながらシームレスにコンテンツを受信することが予想される。これにより、ユーザは、自身の端末のみならず屋内外に設置されたディスプレイなどの復号装置又は表示装置を自由に選択しながらリアルタイムで切り替えられる。また、自身の位置情報などに基づいて、復号する端末及び表示する端末を切り替えながら復号を行うことができる。これにより、目的地への移動中に、表示可能なデバイスが埋め込まれた隣の建物の壁面又は地面の一部に地図情報を表示させながら移動することも可能になる。また、符号化データが受信端末から短時間でアクセスできるサーバにキャッシュされている、又は、コンテンツ・デリバリー・サービスにおけるエッジサーバにコピーされている、などの、ネットワーク上での符号化データへのアクセス容易性に基づいて、受信データのビットレートを切り替えることも可能である。
【０３３９】
［スケーラブル符号化］
コンテンツの切り替えに関して、図２６に示す、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法を応用して圧縮符号化されたスケーラブルなストリームを用いて説明する。サーバは、個別のストリームとして内容は同じで質の異なるストリームを複数有していても構わないが、図示するようにレイヤに分けて符号化を行うことで実現される時間的／空間的スケーラブルなストリームの特徴を活かして、コンテンツを切り替える構成であってもよい。つまり、復号側が性能という内的要因と通信帯域の状態などの外的要因とに応じてどのレイヤまで復号するかを決定することで、復号側は、低解像度のコンテンツと高解像度のコンテンツとを自由に切り替えて復号できる。例えば移動中にスマートフォンｅｘ１１５で視聴していた映像の続きを、帰宅後にインターネットＴＶ等の機器で視聴したい場合には、当該機器は、同じストリームを異なるレイヤまで復号すればよいので、サーバ側の負担を軽減できる。
【０３４０】
さらに、上記のように、レイヤ毎にピクチャが符号化されており、ベースレイヤの上位にエンハンスメントレイヤが存在するスケーラビリティを実現する構成以外に、エンハンスメントレイヤが画像の統計情報などに基づくメタ情報を含み、復号側が、メタ情報に基づきベースレイヤのピクチャを超解像することで高画質化したコンテンツを生成してもよい。超解像とは、同一解像度におけるＳＮ比の向上、及び、解像度の拡大のいずれであってもよい。メタ情報は、超解像処理に用いる線形或いは非線形のフィルタ係数を特定するため情報、又は、超解像処理に用いるフィルタ処理、機械学習或いは最小２乗演算におけるパラメータ値を特定する情報などを含む。
【０３４１】
または、画像内のオブジェクトなどの意味合いに応じてピクチャがタイル等に分割されており、復号側が、復号するタイルを選択することで一部の領域だけを復号する構成であってもよい。また、オブジェクトの属性（人物、車、ボールなど）と映像内の位置（同一画像における座標位置など）とをメタ情報として格納することで、復号側は、メタ情報に基づいて所望のオブジェクトの位置を特定し、そのオブジェクトを含むタイルを決定できる。例えば、図２７に示すように、メタ情報は、ＨＥＶＣにおけるＳＥＩメッセージなど画素データとは異なるデータ格納構造を用いて格納される。このメタ情報は、例えば、メインオブジェクトの位置、サイズ、又は色彩などを示す。
【０３４２】
また、ストリーム、シーケンス又はランダムアクセス単位など、複数のピクチャから構成される単位でメタ情報が格納されてもよい。これにより、復号側は、特定人物が映像内に出現する時刻などが取得でき、ピクチャ単位の情報と合わせることで、オブジェクトが存在するピクチャ、及び、ピクチャ内でのオブジェクトの位置を特定できる。
【０３４３】
［Ｗｅｂページの最適化］
図２８は、コンピュータｅｘ１１１等におけるｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図２９は、スマートフォンｅｘ１１５等におけるｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図２８及び図２９に示すようにｗｅｂページが、画像コンテンツへのリンクであるリンク画像を複数含む場合があり、閲覧するデバイスによってその見え方は異なる。画面上に複数のリンク画像が見える場合には、ユーザが明示的にリンク画像を選択するまで、又は画面の中央付近にリンク画像が近付く或いはリンク画像の全体が画面内に入るまでは、表示装置（復号装置）は、リンク画像として各コンテンツが有する静止画又はＩピクチャを表示したり、複数の静止画又はＩピクチャ等でｇｉｆアニメのような映像を表示したり、ベースレイヤのみ受信して映像を復号及び表示したりする。
【０３４４】
ユーザによりリンク画像が選択された場合、表示装置は、ベースレイヤを最優先にして復号する。なお、ｗｅｂページを構成するＨＴＭＬにスケーラブルなコンテンツであることを示す情報があれば、表示装置は、エンハンスメントレイヤまで復号してもよい。また、リアルタイム性を担保するために、選択される前又は通信帯域が非常に厳しい場合には、表示装置は、前方参照のピクチャ（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、前方参照のみのＢピクチャ）のみを復号及び表示することで、先頭ピクチャの復号時刻と表示時刻との間の遅延（コンテンツの復号開始から表示開始までの遅延）を低減できる。また、表示装置は、ピクチャの参照関係を敢えて無視して全てのＢピクチャ及びＰピクチャを前方参照にして粗く復号し、時間が経ち受信したピクチャが増えるにつれて正常の復号を行ってもよい。
【０３４５】
［自動走行］
また、車の自動走行又は走行支援のため２次元又は３次元の地図情報などの静止画又は映像データを送受信する場合、受信端末は、１以上のレイヤに属する画像データに加えて、メタ情報として天候又は工事の情報なども受信し、これらを対応付けて復号してもよい。なお、メタ情報は、レイヤに属してもよいし、単に画像データと多重化されてもよい。
【０３４６】
この場合、受信端末を含む車、ドローン又は飛行機などが移動するため、受信端末は、当該受信端末の位置情報を受信要求時に送信することで、基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を切り替えながらシームレスな受信及び復号を実現できる。また、受信端末は、ユーザの選択、ユーザの状況又は通信帯域の状態に応じて、メタ情報をどの程度受信するか、又は地図情報をどの程度更新していくかを動的に切り替えることが可能になる。
【０３４７】
以上のようにして、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、ユーザが送信した符号化された情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号し、再生することができる。
【０３４８】
［個人コンテンツの配信］
また、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、映像配信業者による高画質で長時間のコンテンツのみならず、個人による低画質で短時間のコンテンツのユニキャスト、又はマルチキャスト配信が可能である。また、このような個人のコンテンツは今後も増加していくと考えられる。個人コンテンツをより優れたコンテンツにするために、サーバは、編集処理を行ってから符号化処理を行ってもよい。これは例えば、以下のような構成で実現できる。
【０３４９】
撮影時にリアルタイム又は蓄積して撮影後に、サーバは、原画又は符号化済みデータから撮影エラー、シーン探索、意味の解析、及びオブジェクト検出などの認識処理を行う。そして、サーバは、認識結果に基いて手動又は自動で、ピントずれ又は手ブレなどを補正したり、明度が他のピクチャに比べて低い又は焦点が合っていないシーンなどの重要性の低いシーンを削除したり、オブジェクトのエッジを強調したり、色合いを変化させるなどの編集を行う。サーバは、編集結果に基いて編集後のデータを符号化する。また撮影時刻が長すぎると視聴率が下がることも知られており、サーバは、撮影時間に応じて特定の時間範囲内のコンテンツになるように上記のように重要性が低いシーンのみならず動きが少ないシーンなどを、画像処理結果に基き自動でクリップしてもよい。または、サーバは、シーンの意味解析の結果に基づいてダイジェストを生成して符号化してもよい。
【０３５０】
なお、個人コンテンツには、そのままでは著作権、著作者人格権、又は肖像権等の侵害となるものが写り込んでいるケースもあり、共有する範囲が意図した範囲を超えてしまうなど個人にとって不都合な場合もある。よって、例えば、サーバは、画面の周辺部の人の顔、又は家の中などを敢えて焦点が合わない画像に変更して符号化してもよい。また、サーバは、符号化対象画像内に、予め登録した人物とは異なる人物の顔が映っているかどうかを認識し、映っている場合には、顔の部分にモザイクをかけるなどの処理を行ってもよい。または、符号化の前処理又は後処理として、著作権などの観点からユーザが画像を加工したい人物又は背景領域を指定し、サーバは、指定された領域を別の映像に置き換える、又は焦点をぼかすなどの処理を行うことも可能である。人物であれば、動画像において人物をトラッキングしながら、顔の部分の映像を置き換えることができる。
【０３５１】
また、データ量の小さい個人コンテンツの視聴はリアルタイム性の要求が強いため、帯域幅にもよるが、復号装置は、まずベースレイヤを最優先で受信して復号及び再生を行う。復号装置は、この間にエンハンスメントレイヤを受信し、再生がループされる場合など２回以上再生される場合に、エンハンスメントレイヤも含めて高画質の映像を再生してもよい。このようにスケーラブルな符号化が行われているストリームであれば、未選択時又は見始めた段階では粗い動画だが、徐々にストリームがスマートになり画像がよくなるような体験を提供することができる。スケーラブル符号化以外にも、１回目に再生される粗いストリームと、１回目の動画を参照して符号化される２回目のストリームとが１つのストリームとして構成されていても同様の体験を提供できる。
【０３５２】
［その他の使用例］
また、これらの符号化又は復号処理は、一般的に各端末が有するＬＳＩｅｘ５００において処理される。ＬＳＩｅｘ５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化又は復号用のソフトウェアをコンピュータｅｘ１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、又はハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化又は復号処理を行ってもよい。さらに、スマートフォンｅｘ１１５がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データはスマートフォンｅｘ１１５が有するＬＳＩｅｘ５００で符号化処理されたデータである。
【０３５３】
なお、ＬＳＩｅｘ５００は、アプリケーションソフトをダウンロードしてアクティベートする構成であってもよい。この場合、端末は、まず、当該端末がコンテンツの符号化方式に対応しているか、又は、特定サービスの実行能力を有するかを判定する。端末がコンテンツの符号化方式に対応していない場合、又は、特定サービスの実行能力を有さない場合、端末は、コーデック又はアプリケーションソフトをダウンロードし、その後、コンテンツ取得及び再生する。
【０３５４】
また、インターネットｅｘ１０１を介したコンテンツ供給システムｅｘ１００に限らず、デジタル放送用システムにも上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）又は動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。衛星などを利用して放送用の電波に映像と音が多重化された多重化データを載せて送受信するため、コンテンツ供給システムｅｘ１００のユニキャストがし易い構成に対してマルチキャスト向きであるという違いがあるが符号化処理及び復号処理に関しては同様の応用が可能である。
【０３５５】
［ハードウェア構成］
図３０は、スマートフォンｅｘ１１５を示す図である。また、図３１は、スマートフォンｅｘ１１５の構成例を示す図である。スマートフォンｅｘ１１５は、基地局ｅｘ１１０との間で電波を送受信するためのアンテナｅｘ４５０と、映像及び静止画を撮ることが可能なカメラ部ｅｘ４６５と、カメラ部ｅｘ４６５で撮像した映像、及びアンテナｅｘ４５０で受信した映像等が復号されたデータを表示する表示部ｅｘ４５８とを備える。スマートフォンｅｘ１１５は、さらに、タッチパネル等である操作部ｅｘ４６６と、音声又は音響を出力するためのスピーカ等である音声出力部ｅｘ４５７と、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ｅｘ４５６と、撮影した映像或いは静止画、録音した音声、受信した映像或いは静止画、メール等の符号化されたデータ、又は、復号化されたデータを保存可能なメモリ部ｅｘ４６７と、ユーザを特定し、ネットワークをはじめ各種データへのアクセスの認証をするためのＳＩＭｅｘ４６８とのインタフェース部であるスロット部ｅｘ４６４とを備える。なお、メモリ部ｅｘ４６７の代わりに外付けメモリが用いられてもよい。
【０３５６】
また、表示部ｅｘ４５８及び操作部ｅｘ４６６等を統括的に制御する主制御部ｅｘ４６０と、電源回路部ｅｘ４６１、操作入力制御部ｅｘ４６２、映像信号処理部ｅｘ４５５、カメラインタフェース部ｅｘ４６３、ディスプレイ制御部ｅｘ４５９、変調／復調部ｅｘ４５２、多重／分離部ｅｘ４５３、音声信号処理部ｅｘ４５４、スロット部ｅｘ４６４、及びメモリ部ｅｘ４６７とがバスｅｘ４７０を介して接続されている。
【０３５７】
電源回路部ｅｘ４６１は、ユーザの操作により電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することによりスマートフォンｅｘ１１５を動作可能な状態に起動する。
【０３５８】
スマートフォンｅｘ１１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有する主制御部ｅｘ４６０の制御に基づいて、通話及データ通信等の処理を行う。通話時は、音声入力部ｅｘ４５６で収音した音声信号を音声信号処理部ｅｘ４５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ｅｘ４５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ｅｘ４５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ４５０を介して送信する。また受信データを増幅して周波数変換処理及びアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ｅｘ４５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ｅｘ４５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ｅｘ４５７から出力する。データ通信モード時は、本体部の操作部ｅｘ４６６等の操作によってテキスト、静止画、又は映像データが操作入力制御部ｅｘ４６２を介して主制御部ｅｘ４６０に送出され、同様に送受信処理が行われる。データ通信モード時に映像、静止画、又は映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ｅｘ４５５は、メモリ部ｅｘ４６７に保存されている映像信号又はカメラ部ｅｘ４６５から入力された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し、符号化された映像データを多重／分離部ｅｘ４５３に送出する。また、音声信号処理部ｅｘ４５４は、映像又は静止画等をカメラ部ｅｘ４６５で撮像中に音声入力部ｅｘ４５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ｅｘ４５３に送出する。多重／分離部ｅｘ４５３は、符号化済み映像データと符号化済み音声データを所定の方式で多重化し、変調／復調部（変調／復調回路部）ｅｘ４５２、及び送信／受信部ｅｘ４５１で変調処理及び変換処理を施してアンテナｅｘ４５０を介して送信する。
【０３５９】
電子メール又はチャットに添付された映像、又はウェブページ等にリンクされた映像を受信した場合、アンテナｅｘ４５０を介して受信された多重化データを復号するために、多重／分離部ｅｘ４５３は、多重化データを分離することにより、多重化データを映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスｅｘ４７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ｅｘ４５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ｅｘ４５４に供給する。映像信号処理部ｅｘ４５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって映像信号を復号し、ディスプレイ制御部ｅｘ４５９を介して表示部ｅｘ４５８から、リンクされた動画像ファイルに含まれる映像又は静止画が表示される。また音声信号処理部ｅｘ４５４は、音声信号を復号し、音声出力部ｅｘ４５７から音声が出力される。なおリアルタイムストリーミングが普及しているため、ユーザの状況によっては音声の再生が社会的にふさわしくない場も起こりえる。そのため、初期値としては、音声信号は再生せず映像データのみを再生する構成の方が望ましい。ユーザが映像データをクリックするなど操作を行った場合にのみ音声を同期して再生してもよい。
【０３６０】
またここではスマートフォンｅｘ１１５を例に説明したが、端末としては符号化器及び復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみを有する送信端末、及び、復号化器のみを有する受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムにおいて、映像データに音声データなどが多重化された多重化データを受信又は送信するとして説明したが、多重化データには、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されてもよいし、多重化データではなく映像データ自体が受信又は送信されてもよい。
【０３６１】
なお、ＣＰＵを含む主制御部ｅｘ４６０が符号化又は復号処理を制御するとして説明したが、端末はＧＰＵを備えることも多い。よって、ＣＰＵとＧＰＵで共通化されたメモリ、又は共通に使用できるようにアドレスが管理されているメモリにより、ＧＰＵの性能を活かして広い領域を一括して処理する構成でもよい。これにより符号化時間を短縮でき、リアルタイム性を確保し、低遅延を実現できる。特に動き探索、デブロックフィルタ、ＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｏｆｆｓｅｔ）、及び変換・量子化の処理を、ＣＰＵではなく、ＧＰＵでピクチャなどの単位で一括して行うと効率的である。
【産業上の利用可能性】
【０３６２】
本開示は、例えば、テレビジョン受像機、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、または、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。
【符号の説明】
【０３６３】
１００、３１２  符号化装置
１０２  分割部
１０４  減算部
１０６  変換部
１０８  量子化部
１１０  エントロピー符号化部
１１２、２０４  逆量子化部
１１４、２０６  逆変換部
１１６、２０８  加算部
１１８、２１０  ブロックメモリ
１２０、２１２  ループフィルタ部
１２２、２１４  フレームメモリ
１２４、２１６  イントラ予測部
１２６、２１８  インター予測部
１２８、２２０  予測制御部
２００、３２２  復号装置
２０２  エントロピー復号部
３００  符号化復号システム
３１０  符号化システム
３１１、３２１  通信装置
３１３  出力バッファ
３２０  復号システム
３２３  入力バッファ
１２６１、２１８１  候補導出部
１２６２、２１８２  範囲決定部
１２６３、２１８３  動き探索部
１２６４、２１８４  動き補償部
【図１】
2018190207.tif 000005
【図２】
2018190207.tif 000006
【図３】
2018190207.tif 000007
【図４Ａ】
2018190207.tif 000008
【図４Ｂ】
2018190207.tif 000009
【図４Ｃ】
2018190207.tif 000010
【図５Ａ】
2018190207.tif 000011
【図５Ｂ】
2018190207.tif 000012
【図５Ｃ】
2018190207.tif 000013
【図５Ｄ】
2018190207.tif 000014
【図６】
2018190207.tif 000015
【図７】
2018190207.tif 000016
【図８】
2018190207.tif 000017
【図９Ａ】
2018190207.tif 000018
【図９Ｂ】
2018190207.tif 000019
【図９Ｃ】
2018190207.tif 000020
【図９Ｄ】
2018190207.tif 000021
【図１０】
2018190207.tif 000022
【図１１】
2018190207.tif 000023
【図１２】
2018190207.tif 000024
【図１３】
2018190207.tif 000025
【図１４】
2018190207.tif 000026
【図１５】
2018190207.tif 000027
【図１６】
2018190207.tif 000028
【図１７】
2018190207.tif 000029
【図１８】
2018190207.tif 000030
【図１９】
2018190207.tif 000031
【図２０】
2018190207.tif 000032
【図２１】
2018190207.tif 000033
【図２２】
2018190207.tif 000034
【図２３】
2018190207.tif 000035
【図２４】
2018190207.tif 000036
【図２５】
2018190207.tif 000037
【図２６】
2018190207.tif 000038
【図２７】
2018190207.tif 000039
【図２８】
2018190207.tif 000040
【図２９】
2018190207.tif 000041
【図３０】
2018190207.tif 000042
【図３１】
2018190207.tif 000043
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月22日(2019.8.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動きベクトルを用いて復号対象ブロックを復号する復号装置であって、
プロセッサと、
メモリと、を備え、
前記プロセッサは、前記メモリを用いて、
前記復号対象ブロックに隣接する１又は複数の隣接ブロックの１又は複数の候補ベクトルから第１の候補ベクトルを導出し、
前記復号対象ブロックの第１の参照ピクチャにおいて前記第１の候補ベクトルによって示された位置を含む第１の周辺領域を決定し、
前記第１の周辺領域に含まれる複数の候補領域の評価値を算出し、
前記評価値が最も小さい第１の候補領域に基づいて前記復号対象ブロックの第１の動きベクトルを決定し、
前記第１の周辺領域は、前記第１の候補ベクトルによって示された位置に基づき定められた第１の動き探索範囲に包含される、
復号装置。
【請求項２】
前記復号対象ブロックに隣接する前記１又は複数の隣接ブロックの前記１又は複数の候補ベクトルから第２の候補ベクトルを導出し、
前記復号対象ブロックの第２の参照ピクチャにおいて前記第２の候補ベクトルによって示された位置を含む第２の周辺領域を決定し、
前記第２の周辺領域に含まれる複数の候領領域の評価値を算出し、
前記評価値が最も小さい第２の候補領域に基づいて前記復号対象ブロックの第２の動きベクトルを決定し、
前記第２の周辺領域は、前記第２の候補ベクトルによって示された位置に基づき定められた第２の動き探索範囲に包含される、
請求項１に記載の復号装置。
【請求項３】
前記第１の周辺領域のサイズは、水平画素数、及び垂直画素数に基づき決定される、
請求項１に記載の復号装置。
【請求項４】
前記第１の動き探索範囲のサイズは、水平画素数、及び垂直画素数に基づき決定される、
請求項１に記載の復号装置。
【請求項５】
動きベクトルを用いて復号対象ブロックを復号する復号方法であって、
前記復号対象ブロックに隣接する１又は複数の隣接ブロックの１又は複数の候補ベクトルから第１の候補ベクトルを導出し、
前記復号対象ブロックの第１の参照ピクチャにおいて前記第１の候補ベクトルによって示された位置を含む第１の周辺領域を決定し、
前記第１の周辺領域に含まれる複数の候補領域の評価値を算出し、
前記評価値が最も小さい第１の候補領域に基づいて前記復号対象ブロックの第１の動きベクトルを決定し、
前記第１の周辺領域は、前記第１の候補ベクトルによって示された位置に基づき定められた第１の動き探索範囲に包含される、
復号方法。
【請求項６】
前記復号対象ブロックに隣接する前記１又は複数の隣接ブロックの前記１又は複数の候補ベクトルから第２の候補ベクトルを導出し、
前記復号対象ブロックの第２の参照ピクチャにおいて前記第２の候補ベクトルによって示された位置を含む第２の周辺領域を決定し、
前記第２の周辺領域に含まれる複数の候領領域の評価値を算出し、
前記評価値が最も小さい第２の候補領域に基づいて前記復号対象ブロックの第２の動きベクトルを決定し、
前記第２の周辺領域は、前記第２の候補ベクトルによって示された位置に基づき定められた第２の動き探索範囲に包含される、
請求項５に記載の復号方法。
【請求項７】
前記第１の周辺領域のサイズは、水平画素数、及び垂直画素数に基づき決定される、
請求項５に記載の復号方法。
【請求項８】
前記第１の動き探索範囲のサイズは、水平画素数、及び垂直画素数に基づき決定される、
請求項５に記載の復号方法。
【請求項９】
動きベクトルを用いて復号対象ブロックを復号する復号処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記復号処理は、
前記復号対象ブロックに隣接する１又は複数の隣接ブロックの１又は複数の候補ベクトルから第１の候補ベクトルを導出し、
前記復号対象ブロックの第１の参照ピクチャにおいて前記第１の候補ベクトルによって示された位置を含む第１の周辺領域を決定し、
前記第１の周辺領域に含まれる複数の候補領域の評価値を算出し、
前記評価値が最も小さい第１の候補領域に基づいて前記復号対象ブロックの第１の動きベクトルを決定し、
前記第１の周辺領域は、前記第１の候補ベクトルによって示された位置に基づき定められた第１の動き探索範囲に包含される、
プログラム。
【請求項１０】
前記復号処理は、さらに、
前記復号対象ブロックに隣接する前記１又は複数の隣接ブロックの前記１又は複数の候補ベクトルから第２の候補ベクトルを導出し、
前記復号対象ブロックの第２の参照ピクチャにおいて前記第２の候補ベクトルによって示された位置を含む第２の周辺領域を決定し、
前記第２の周辺領域に含まれる複数の候領領域の評価値を算出し、
前記評価値が最も小さい第２の候補領域に基づいて前記復号対象ブロックの第２の動きベクトルを決定し、
前記第２の周辺領域は、前記第２の候補ベクトルによって示された位置に基づき定められた第２の動き探索範囲に包含される、
請求項９に記載のプログラム。
【請求項１１】
前記第１の周辺領域のサイズは、水平画素数、及び垂直画素数に基づき決定される、
請求項９に記載のプログラム。
【請求項１２】
前記第１の動き探索範囲のサイズは、水平画素数、及び垂直画素数に基づき決定される、
請求項９に記載のプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本開示の一態様に係る復号装置は、動きベクトルを用いて復号対象ブロックを復号する復号装置であって、プロセッサと、メモリと、を備え、前記プロセッサは、前記メモリを用いて、前記復号対象ブロックに隣接する１又は複数の隣接ブロックの１又は複数の候補ベクトルから第１の候補ベクトルを導出し、前記復号対象ブロックの第１の参照ピクチャにおいて前記第１の候補ベクトルによって示された位置を含む第１の周辺領域を決定し、前記第１の周辺領域に含まれる複数の候補領域の評価値を算出し、前記評価値が最も小さい第１の候補領域に基づいて前記復号対象ブロックの第１の動きベクトルを決定し、前記第１の周辺領域は、前記第１の候補ベクトルによって示された位置に基づき定められた第１の動き探索範囲に包含される。
【国際調査報告】
2018190207.tif 000044
2018190207.tif 000045
2018190207.tif 000046