(57)【要約】【課題】符号化効率を向上させることができるようにする。【解決手段】画像を符号化のインター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードを、所定の領域毎に判定する重みモード判定部と、前記重みモード判定部により判定された重みモードを示す重みモード情報を、前記領域毎に生成する重みモード情報生成部と、前記重みモード情報生成部により生成された前記重みモード情報を符号化する符号化部とを備える。本開示は画像処理装置に適用することができる。【選択図】図１０
2012244353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を符号化のインター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードを、所定の領域毎に判定する重みモード判定部と、
前記重みモード判定部により判定された重みモードを示す重みモード情報を、前記領域毎に生成する重みモード情報生成部と、
前記重みモード情報生成部により生成された前記重みモード情報を符号化する符号化部と
を備える画像処理装置。
【請求項２】
前記重みモードは、前記重み係数を用いて前記インター動き予測補償処理を行う重み付け有りのモードと、前記重み係数を用いずに前記インター動き予測補償処理を行う重み付け無しのモードとを含む
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記重みモードは、前記重み係数を用いて、重み係数を伝送するExplicitモードで前記インター動き予測補償処理を行うモードと、前記重み係数を用いて、重み係数を伝送しないInplicitモードで前記インター動き予測補償処理を行うモードとを含む
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記重みモードは、互いに異なる重み係数を用いて前記インター動き予測補償処理を行う、複数の重み付け有りのモードを含む
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記重みモード情報生成部は、前記重みモード情報の代わりに、前記重みモードと、前記インター動き予測補償処理のモードを示すインター予測モードとの組み合わせを示すモード情報を生成する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記重みモード情報生成部が前記重みモード情報を生成する前記領域のサイズを制限する制限部をさらに備える
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記領域は、前記インター動き予測補償処理の処理単位の領域である
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記領域は、Largest Coding Unit、Coding Unit、若しくは、Prediction Unitである
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記符号化部は、前記重みモード情報をCABACで符号化する
請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
画像処理装置の画像処理方法であって、
重みモード判定部が、画像を符号化のインター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードを、所定の領域毎に判定し、
重みモード情報生成部が、判定された重みモードを示す重みモード情報を、前記領域毎に生成し、
符号化部が、生成された前記重みモード情報を符号化する
画像処理方法。
【請求項１１】
画像の符号化において、インター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードが、所定の領域毎に判定され、前記重みモードを示す重みモード情報が前記領域毎に生成され、前記画像とともに符号化されたビットストリームを復号し、前記ビットストリームに含まれる、前記重みモード情報を抽出する復号部と、
前記復号部により復号されて抽出された前記重みモード情報に示される重みモードで、動き補償処理を行い、予測画像を生成する動き補償部と
を備える画像処理装置。
【請求項１２】
前記重みモードは、前記重み係数を用いて前記動き補償処理を行う重み付け有りのモードと、前記重み係数を用いずに前記動き補償処理を行う重み付け無しのモードとを含む
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記重みモードは、前記重み係数を用いて、重み係数が伝送されるExplicitモードで前記動き補償処理を行うモードと、前記重み係数を用いて、重み係数が伝送されないInplicitモードで前記動き補償処理を行うモードとを含む
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記重みモードは、互いに異なる重み係数を用いて前記動き補償処理を行う、複数の重み付け有りのモードを含む
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
重み係数が伝送されないInplicitモードの場合、重み係数を算出する重み係数算出部をさらに備える
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
重みモード情報が存在する前記領域のサイズを制限する制限情報を取得する制限情報取得部をさらに備える
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１７】
前記領域は、前記インター動き予測補償処理の処理単位の領域である
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１８】
前記領域は、Largest Coding Unit、Coding Unit、若しくは、Prediction Unitである
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項１９】
前記重みモード情報を含むビットストリームはCABACで符号化されており、前記復号部は、前記ビットストリームをCABACで復号する
請求項１１に記載の画像処理装置。
【請求項２０】
画像処理装置の画像処理方法であって、
復号部が、画像の符号化において、インター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードが、所定の領域毎に判定され、前記重みモードを示す重みモード情報が前記領域毎に生成され、前記画像とともに符号化されたビットストリームを復号し、前記ビットストリームに含まれる、前記重みモード情報を抽出し、
動き補償部が、復号されて抽出された前記重みモード情報に示される重みモードで、動き補償処理を行い、予測画像を生成する
画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、画像処理装置および方法に関し、特に、符号化効率を向上させることができるようにした画像処理装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMPEG（Moving Picture Experts Group）などの方式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般家庭における情報受信の双方において普及しつつある。
【０００３】
特に、MPEG2（ISO（International Organization for Standardization）/IEC（International Electrotechnical Commission） 13818-2）は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準で、プロフェッショナル用途及びコンシューマ用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば４〜８Ｍｂｐｓ、１９２０×１０８８画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば１８〜２２Ｍｂｐｓの符号量（ビットレート）を割り当てることで、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
【０００４】
MPEG2は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG4符号化方式の標準化が行われた。画像符号化方式に関しては、１９９８年１２月にISO/IEC 14496-2としてその規格が国際標準に承認された。
【０００５】
更に、近年、当初テレビ会議用の画像符号化を目的として、H.26L （ITU-T（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector） Q6/16 VCEG（Video Coding Expert Group））という標準の規格化が進んでいる。H.26LはMPEG2やMPEG4といった従来の符号化方式に比べ、その符号化、復号化により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている。また、現在、MPEG4の活動の一環として、このH.26Lをベースに、H.26Lではサポートされない機能をも取り入れ、より高い符号化効率を実現する標準化がJoint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして行われている。
【０００６】
標準化のスケジュールとしては、２００３年３月にはH.264及びMPEG-4 Part10 （Advanced Video Coding、以下AVCと記す）という名の元に国際標準となった。
【０００７】
更に、その拡張として、RGBや4:2:2、4:4:4といった、業務用に必要な符号化ツールや、MPEG-2で規定されていた8x8DCT（Discrete Cosine Transform）や量子化マトリクスをも含んだFRExt（Fidelity Range Extension）の標準化が２００５年２月に完了し、これにより、AVCを用いて、映画に含まれるフィルムノイズをも良好に表現することが可能な符号化方式となって、Blu-Ray Disc等の幅広いアプリケーションに用いられる運びとなった。
【０００８】
しかしながら、昨今、ハイビジョン画像の４倍の、４０００×２０００画素程度の画像を圧縮したい、或いは、インターネットのような、限られた伝送容量の環境において、ハイビジョン画像を配信したいといった、更なる高圧縮率符号化に対するニーズが高まっている。このため、ITU-T傘下のVCEG（Video Coding Expert Group）において、符号化効率の改善に関する検討が継続され行なわれている。
【０００９】
ところで、従来のように、マクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；4000画素×2000画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない恐れがあった。
【００１０】
そこで、現在、AVCより更なる符号化効率の向上を目的として、ITU-Tと、ISO/IECの共同の標準化団体であるJCTVC（Joint Collaboration Team - Video Coding）により、HEVC（High Efficiency Video Coding）と呼ばれる符号化方式の標準化が進められている（例えば、非特許文献１参照）。
【００１１】
このHEVC符号化方式においては、AVCにおけるマクロブロックと同様の処理単位としてコーディングユニット（CU（Coding Unit））が定義されている。このCUは、AVCのマクロブロックのようにサイズが16×16画素に固定されず、それぞれのシーケンスにおいて、画像圧縮情報中において指定される。
【００１２】
ところで、MPEG2やMPEG4においては、例えば、フェードシーンのように、動きが存在するが、明るさが変化するようなシーケンスにおいては、明るさの変化を吸収する符号化ツールが用意されていないため、符号化効率が低下するという問題を有していた。
【００１３】
かかる問題を解決するため、AVCにおいては、重み付き予測処理が設けられていた（例えば非特許文献２参照）。AVCにおいては、スライス単位で、この重み付け予測を用いる・用いないを指定することが可能である。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Thomas Wiegand, Woo-Jin Han, Benjamin Bross, Jens-Rainer Ohm, Gary J. Sullivan, "Working Draft 1 of High-Efficiency Video Coding ", JCTVC-C403, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG113rd Meeting: Guangzhou, CN, 7-15 October, 2010
【非特許文献２】Yoshihiro Kikuchi, Takeshi Chujoh, "Improved multiple frame motion compensation using frame interpolation", JVT-B075, Joint Video Team (JVT) of ISO/IEC MPEG & ITU-T VCEG(ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 and ITU-T SG16 Q.6)2nd Meeting: Geneva, CH, Jan. 29 - Feb. 1, 2002
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、画面の一部は輝度変化があるが、一部は変化がないままであるということがあり得る。しかしながら、AVCにおける重み付け予測では、これに対応することが出来ないため、重み付け予測による効率が低下する。例えば、レターボックス等のような、画面の端部が黒塗りの画像のような輝度変化の無い画像とされる場合、画面中央では輝度変化があったとしても、ピクチャ全体に重み付け予測を適用することは、輝度変化の無い画面端部においては適切ではなく、符号化効率の低下に繋がる恐れがあった。また、輝度変化が画面全体で一様に変化しない場合も、重み付け予測の予測精度が部分的に低減し、符号化効率の低下に繋がる恐れがあった。
【００１６】
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、重み付け予測の制御単位をより小さな領域とすることにより、重み付け予測の予測精度の低減を抑制し、符号化効率の低減を抑制することができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本開示の一側面は、画像を符号化のインター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードを、所定の領域毎に判定する重みモード判定部と、前記重みモード判定部により判定された重みモードを示す重みモード情報を、前記領域毎に生成する重みモード情報生成部と、前記重みモード情報生成部により生成された前記重みモード情報を符号化する符号化部とを備える画像処理装置である。
【００１８】
前記重みモードは、前記重み係数を用いて前記インター動き予測補償処理を行う重み付け有りのモードと、前記重み係数を用いずに前記インター動き予測補償処理を行う重み付け無しのモードとを含むことができる。
【００１９】
前記重みモードは、前記重み係数を用いて、重み係数を伝送するExplicitモードで前記インター動き予測補償処理を行うモードと、前記重み係数を用いて、重み係数を伝送しないInplicitモードで前記インター動き予測補償処理を行うモードとを含むことができる。
【００２０】
前記重みモードは、互いに異なる重み係数を用いて前記インター動き予測補償処理を行う、複数の重み付け有りのモードを含むことができる。
【００２１】
前記重みモード情報生成部は、前記重みモード情報の代わりに、前記重みモードと、前記インター動き予測補償処理のモードを示すインター予測モードとの組み合わせを示すモード情報を生成することができる。
【００２２】
前記重みモード情報生成部が前記重みモード情報を生成する前記領域のサイズを制限する制限部をさらに備えることができる。
【００２３】
前記領域は、前記インター動き予測補償処理の処理単位の領域であることができる。
【００２４】
前記領域は、Largest Coding Unit、Coding Unit、若しくは、Prediction Unitであることができる。
【００２５】
前記符号化部は、前記重みモード情報をCABACで符号化することができる。
【００２６】
本開示の一側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、重みモード判定部が、画像を符号化のインター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードを、所定の領域毎に判定し、重みモード情報生成部が、判定された重みモードを示す重みモード情報を、前記領域毎に生成し、符号化部が、生成された前記重みモード情報を符号化する画像処理方法である。
【００２７】
本開示の他の側面は、画像の符号化において、インター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードが、所定の領域毎に判定され、前記重みモードを示す重みモード情報が前記領域毎に生成され、前記画像とともに符号化されたビットストリームを復号し、前記ビットストリームに含まれる、前記重みモード情報を抽出する復号部と、前記復号部により復号されて抽出された前記重みモード情報に示される重みモードで、動き補償処理を行い、予測画像を生成する動き補償部とを備える画像処理装置である。
【００２８】
前記重みモードは、前記重み係数を用いて前記動き補償処理を行う重み付け有りのモードと、前記重み係数を用いずに前記動き補償処理を行う重み付け無しのモードとを含むことができる。
【００２９】
前記重みモードは、前記重み係数を用いて、重み係数が伝送されるExplicitモードで前記動き補償処理を行うモードと、前記重み係数を用いて、重み係数が伝送されないInplicitモードで前記動き補償処理を行うモードとを含むことができる。
【００３０】
前記重みモードは、互いに異なる重み係数を用いて前記動き補償処理を行う、複数の重み付け有りのモードを含むことができる。
【００３１】
重み係数が伝送されないInplicitモードの場合、重み係数を算出する重み係数算出部をさらに備えることができる。
【００３２】
重みモード情報が存在する前記領域のサイズを制限する制限情報を取得する制限情報取得部をさらに備えることができる。
【００３３】
前記領域は、前記インター動き予測補償処理の処理単位の領域であることができる。
【００３４】
前記領域は、Largest Coding Unit、Coding Unit、若しくは、Prediction Unitであることができる。
【００３５】
前記重みモード情報を含むビットストリームはCABACで符号化されており、前記復号部は、前記ビットストリームをCABACで復号することができる。
【００３６】
本開示の他の側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、復号部が、画像の符号化において、インター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードが、所定の領域毎に判定され、前記重みモードを示す重みモード情報が前記領域毎に生成され、前記画像とともに符号化されたビットストリームを復号し、前記ビットストリームに含まれる、前記重みモード情報を抽出し、動き補償部が、復号されて抽出された前記重みモード情報に示される重みモードで、動き補償処理を行い、予測画像を生成する画像処理方法である。
【００３７】
本開示の一側面においては、画像を符号化のインター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードが、所定の領域毎に判定され、判定された重みモードを示す重みモード情報が、領域毎に生成され、生成された重みモード情報が符号化される。
【００３８】
本開示の他の側面においては、画像の符号化において、インター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードが所定の領域毎に判定され、重みモードを示す重みモード情報が領域毎に生成され、画像とともに符号化されたビットストリームが復号され、ビットストリームに含まれる、重みモード情報が抽出され、復号されて抽出された重みモード情報に示される重みモードで、動き補償処理が行われ、予測画像が生成される。
【発明の効果】
【００３９】
本開示によれば、画像を処理することができる。特に、符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図２】小数点画素精度の動き予測・補償処理の例を示す図である。
【図３】マクロブロックの例を示す図である。
【図４】メディアンオペレーションの様子の例を説明する図である。
【図５】マルチ参照フレームの例を説明する図である。
【図６】動き探索方式の例を説明する図である。
【図７】重み予測の様子の例を説明する図である。
【図８】コーディングユニットの構成例を説明する図である。
【図９】画像の例を説明する図である。
【図１０】画像符号化装置の動き予測・補償部、重み付け予測部、および重みモード判定部の主な構成例を説明するブロック図である。
【図１１】符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１２】符号化処理のインター動き予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１３】画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【図１４】画像復号装置の動き予測・補償部の主な構成例を説明するブロック図である。
【図１５】復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１６】予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１７】予測処理のインター動き予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１８】画像符号化装置の動き予測・補償部、重み付け予測部、および、重みモード判定部の他の構成例、並びに領域サイズ制限部の構成例を説明するブロック図である。
【図１９】符号化処理のインター動き予測処理の流れの、他の例を説明するフローチャートである。
【図２０】画像復号装置の動き予測・補償部の、他の構成例を説明するブロック図である。
【図２１】予測処理のインター動き予測処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図２２】画像符号化装置の動き予測・補償部および重み付け予測部の、さらに他の構成例を説明するブロック図である。
【図２３】符号化処理のインター動き予測処理の流れの、さらに他の例を説明するフローチャートである。
【図２４】画像符号化装置の動き予測・補償部、重み付け予測部、および重みモード判定部の、さらに他の構成例を説明するブロック図である。
【図２５】符号化処理のインター動き予測処理の流れの、さらに他の例を説明するフローチャートである。
【図２６】パーソナルコンピュータの主な構成例を示すブロック図である。
【図２７】テレビジョン装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２８】携帯電話機の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図２９】記録再生装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【図３０】撮像装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置）
２．第２の実施の形態（画像復号装置）
３．第３の実施の形態（画像符号化装置）
４．第４の実施の形態（画像復号装置）
５．第５の実施の形態（画像符号化装置）
６．第６の実施の形態（画像符号化装置）
７．第７の実施の形態（パーソナルコンピュータ）
８．第８の実施の形態（テレビジョン受像機）
９．第９の実施の形態（携帯電話機）
１０．第１０の実施の形態（記録再生装置）
１１．第１１の実施の形態（撮像装置）
【００４２】
＜１．第１の実施の形態＞
［画像符号化装置］
図１は、画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
【００４３】
図１に示される画像符号化装置１００は、H．264及びMPEG（Moving Picture Experts Group）4 Part10（AVC（Advanced Video Coding））符号化方式のように、予測処理を用いて画像データを符号化する。
【００４４】
図１に示されるように画像符号化装置１００は、A/D変換部１０１、画面並べ替えバッファ１０２、演算部１０３、直交変換部１０４、量子化部１０５、可逆符号化部１０６、および蓄積バッファ１０７を有する。また、画像符号化装置１００は、逆量子化部１０８、逆直交変換部１０９、演算部１１０、ループフィルタ１１１、フレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、予測画像選択部１１６、およびレート制御部１１７を有する。
【００４５】
さらに、画像符号化装置１００は、重み付け予測部１２１および重みモード判定部１２２を有する。
【００４６】
A/D変換部１０１は、入力された画像データをA/D変換し、変換後の画像データ（デジタルデータ）を、画面並べ替えバッファ１０２に供給し、記憶させる。画面並べ替えバッファ１０２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group Of Picture）に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替え、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部１０３に供給する。また、画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５にも供給する。
【００４７】
演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、予測画像選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算し、その差分情報を直交変換部１０４に出力する。
【００４８】
例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、イントラ予測部１１４から供給される予測画像を減算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算する。
【００４９】
直交変換部１０４は、演算部１０３から供給される差分情報に対して、離散コサイン変換やカルーネン・レーベ変換等の直交変換を施す。なお、この直交変換の方法は任意である。直交変換部１０４は、その変換係数を量子化部１０５に供給する。
【００５０】
量子化部１０５は、直交変換部１０４から供給される変換係数を量子化する。量子化部１０５は、レート制御部１１７から供給される符号量の目標値に関する情報に基づいて量子化パラメータを設定し、その量子化を行う。なお、この量子化の方法は任意である。量子化部１０５は、量子化された変換係数を可逆符号化部１０６に供給する。
【００５１】
可逆符号化部１０６は、量子化部１０５において量子化された変換係数を、任意の符号化方式で符号化する。係数データは、レート制御部１１７の制御の下で量子化されているので、この符号量は、レート制御部１１７が設定した目標値となる（若しくは目標値に近似する）。
【００５２】
また、可逆符号化部１０６は、イントラ予測のモードを示す情報等を含むイントラ予測情報をイントラ予測部１１４から取得し、インター予測のモードを示す情報や動きベクトル情報などを含むインター予測情報を動き予測・補償部１１５から取得する。さらに、可逆符号化部１０６は、ループフィルタ１１１において使用されたフィルタ係数等を取得する。
【００５３】
可逆符号化部１０６は、これらの各種情報を任意の符号化方式で符号化し、符号化データのヘッダ情報の一部とする（多重化する）。可逆符号化部１０６は、符号化して得られた符号化データを蓄積バッファ１０７に供給して蓄積させる。
【００５４】
可逆符号化部１０６の符号化方式としては、例えば、可変長符号化または算術符号化等が挙げられる。可変長符号化としては、例えば、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などが挙げられる。算術符号化としては、例えば、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などが挙げられる。
【００５５】
蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から供給された符号化データを、一時的に保持する。蓄積バッファ１０７は、所定のタイミングにおいて、保持している符号化データを、ビットストリームとして、例えば、後段の図示せぬ記録装置（記録媒体）や伝送路などに出力する。
【００５６】
また、量子化部１０５において量子化された変換係数は、逆量子化部１０８にも供給される。逆量子化部１０８は、その量子化された変換係数を、量子化部１０５による量子化に対応する方法で逆量子化する。この逆量子化の方法は、量子化部１０５による量子化処理に対応する方法であればどのような方法であってもよい。逆量子化部１０８は、得られた変換係数を、逆直交変換部１０９に供給する。
【００５７】
逆直交変換部１０９は、逆量子化部１０８から供給された変換係数を、直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法で逆直交変換する。この逆直交変換の方法は、直交変換部１０４による直交変換処理に対応する方法であればどのようなものであってもよい。逆直交変換された出力（局所的に復元された差分情報）は、演算部１１０に供給される。
【００５８】
演算部１１０は、逆直交変換部１０９から供給された逆直交変換結果、すなわち、局所的に復元された差分情報に、予測画像選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算し、局所的に再構成された画像（以下、再構成画像と称する）を得る。その再構成画像は、ループフィルタ１１１またはフレームメモリ１１２に供給される。
【００５９】
ループフィルタ１１１は、デブロックフィルタや適応ループフィルタ等を含み、演算部１１０から供給される復号画像に対して適宜フィルタ処理を行う。例えば、ループフィルタ１１１は、復号画像に対してデブロックフィルタ処理を行うことにより復号画像のブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ１１１は、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた復号画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。
【００６０】
なお、ループフィルタ１１１が、復号画像に対して任意のフィルタ処理を行うようにしてもよい。また、ループフィルタ１１１は、必要に応じて、フィルタ処理に用いたフィルタ係数等の情報を可逆符号化部１０６に供給し、それを符号化させるようにすることもできる。
【００６１】
ループフィルタ１１１は、フィルタ処理結果（以下、復号画像と称する）をフレームメモリ１１２に供給する。
【００６２】
フレームメモリ１１２は、演算部１１０から供給される再構成画像と、ループフィルタ１１１から供給される復号画像とをそれぞれ記憶する。フレームメモリ１１２は、所定のタイミングにおいて、若しくは、イントラ予測部１１４等の外部からの要求に基づいて、記憶している再構成画像を、選択部１１３を介して、イントラ予測部１１４に供給する。また、フレームメモリ１１２は、所定のタイミングにおいて、若しくは、動き予測・補償部１１５等の外部からの要求に基づいて、記憶している復号画像を、選択部１１３を介して、動き予測・補償部１１５に供給する。
【００６３】
選択部１１３は、フレームメモリ１１２から出力される画像の供給先を示す。例えば、イントラ予測の場合、選択部１１３は、フレームメモリ１１２からフィルタ処理されていない画像（再構成画像）を読み出し、周辺画素として、イントラ予測部１１４に供給する。
【００６４】
また、例えば、インター予測の場合、選択部１１３は、フレームメモリ１１２からフィルタ処理された画像（復号画像）を読み出し、参照画像として、それを動き予測・補償部１１５に供給する。
【００６５】
イントラ予測部１１４は、フレームメモリ１１２から、処理対象領域の周辺に位置する周辺領域の画像（周辺画像）を取得すると、その周辺画像の画素値を用いて、基本的にプレディクションユニット（PU）を処理単位として予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行う。イントラ予測部１１４は、予め用意された複数のモード（イントラ予測モード）でこのイントラ予測を行う。
【００６６】
イントラ予測部１１４は、候補となる全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像を用いて各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、予測画像選択部１１６に供給する。
【００６７】
また、イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モード等、イントラ予測に関する情報を含むイントラ予測情報を、適宜可逆符号化部１０６に供給し、符号化させる。
【００６８】
動き予測・補償部１１５は、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像と、フレームメモリ１１２から供給される参照画像とを用いて、基本的にPUを処理単位として、動き予測（インター予測）を行い、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。動き予測・補償部１１５は、予め用意された複数のモード（インター予測モード）でこのようなインター予測を行う。
【００６９】
動き予測・補償部１１５は、候補となる全てのインター予測モードで予測画像を生成し、各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。動き予測・補償部１１５は、最適なインター予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、予測画像選択部１１６に供給する。
【００７０】
また、動き予測・補償部１１５は、最適なインター予測モード等、インター予測に関する情報を含むインター予測情報を可逆符号化部１０６に供給し、符号化させる。
【００７１】
予測画像選択部１１６は、演算部１０３や演算部１１０に供給する予測画像の供給元を選択する。例えば、イントラ符号化の場合、予測画像選択部１１６は、予測画像の供給元としてイントラ予測部１１４を選択し、そのイントラ予測部１１４から供給される予測画像を演算部１０３や演算部１１０に供給する。また、例えば、インター符号化の場合、予測画像選択部１１６は、予測画像の供給元として動き予測・補償部１１５を選択し、その動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を演算部１０３や演算部１１０に供給する。
【００７２】
レート制御部１１７は、蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データの符号量に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
【００７３】
重み付け予測部１２１は、動き予測・補償部１１５が行うインター予測モードにおいて、重み付け予測に関する処理を行う。重みモード判定部１２２は、重み付け予測部１２１により行われる重み付け予測の最適なモードを判定する。
【００７４】
重み付け予測部１２１および重みモード判定部１２２は、スライスよりも小さな単位を処理単位として、重み付け予測のモードを制御する。このようにすることにより、画像符号化装置１００は、重み付け予測の予測精度を向上させ、符号化効率を向上させることができる。
【００７５】
［１／４画素精度動き予測］
図２は、AVC符号化方式において規定されている、１／４画素精度の動き予測・補償処理の様子の例を説明する図である。図２において、各四角は、画素を示している。その内、Ａはフレームメモリ１１２に格納されている整数精度画素の位置を示し、b,c,dは、１／２画素精度の位置を示し、e1,e2,e3は１／４画素精度の位置を示している。
【００７６】
以下においては、関数Clip1()を以下の式（１）のように定義する。
【００７７】
【数１】
2012244353.tif 000003
・・・（１）
【００７８】
例えば、入力画像が８ビット精度である場合、式（１）のmax_pixの値は２５５となる。
【００７９】
b及びdの位置における画素値は、６tapのFIRフィルタを用いて、以下の式（２）および式（３）のように生成される。
【００８０】
【数２】
2012244353.tif 000004
・・・（２）
【数３】
2012244353.tif 000005
・・・（３）
【００８１】
cの位置における画素値は、水平方向及び垂直方向に６tapのFIRフィルタを適用し、以下の式（４）乃至式（６）のように生成される。
【００８２】
【数４】
2012244353.tif 000006
・・・（４）
もしくは、
【数５】
2012244353.tif 000007
・・・（５）
【数６】
2012244353.tif 000008
・・・（６）
【００８３】
なお、Clip処理は、水平方向及び垂直方向の積和処理の両方を行った後、最後に１度のみ行われる。
【００８４】
e1乃至e3は、以下の式（７）乃至式（９）のように、線形内挿により生成される。
【００８５】
【数７】
2012244353.tif 000009
・・・（７）
【数８】
2012244353.tif 000010
・・・（８）
【数９】
2012244353.tif 000011
・・・（９）
【００８６】
［マクロブロック］
また、MPEG2においては、動き予測・補償処理の単位は、フレーム動き補償モードの場合には１６×１６画素、フィールド動き補償モードの場合には第一フィールド、第二フィールドのそれぞれに対し、１６×８画素を単位として動き予測・補償処理が行なわれる。
【００８７】
これに対し、AVCにおいては、図３に示されるように、１６×１６画素により構成される１つのマクロブロックを、１６×１６、１６×８、８×１６若しくは８×８のいずれかのパーティションに分割し、サブマクロブロック毎に、互いに独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。更に、８×８パーティションに関しては、図３に示されるとおり、８×８、８×４、４×８、４×４のいずれかのサブマクロブロックに分割し、それぞれ独立した動きベクトル情報を持つことが可能である。
【００８８】
しかしながら、AVC画像符号化方式において、MPEG2の場合と同様に、かかるような動き予測・補償処理が行なわれるようにすると、膨大な動きベクトル情報が生成されてしまう恐れがあった。そして、その生成された動きベクトル情報をこのまま符号化することは、符号化効率の低下を招く恐れがあった。
【００８９】
［動きベクトルのメディアン予測］
かかる問題を解決する手法として、AVC画像符号化においては、以下のような手法により、動きベクトルの符号化情報の低減が実現されている。
【００９０】
図４に示される各直線は、動き補償ブロックの境界を示している。また、図４において、Ｅはこれから符号化されようとしている当該動き補償ブロックを示し、Ａ乃至Ｄは、それぞれ、既に符号化済の、Ｅに隣接する動き補償ブロックを示す。
【００９１】
今、Ｘ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとして、Ｘに対する動きベクトル情報を、mvxとする。
【００９２】
まず、動き補償ブロックＡ，Ｂ、およびＣに関する動きベクトル情報を用い、動き補償ブロックＥに対する予測動きベクトル情報pmvEを、メディアンオペレーションにより、以下の式（１０）のように生成する。
【００９３】
【数１０】
2012244353.tif 000012
・・・（１０）
【００９４】
動き補償ブロックＣに関する情報が、画枠の端である等の理由により利用不可能（unavailable）である場合、動き補償ブロックＤに関する情報で代用される。
【００９５】
画像圧縮情報に、動き補償ブロックＥに対する動きベクトル情報として符号化されるデータmvdEは、pmvEを用いて、以下の式（１１）のように生成される。
【００９６】
【数１１】
2012244353.tif 000013
・・・（１１）
【００９７】
なお、実際の処理は、動きベクトル情報の水平方向および垂直方向のそれぞれの成分に対して、独立に処理が行なわれる。
【００９８】
［マルチ参照フレーム］
また、AVCにおいては、Multi-Reference Frame（マルチ（複数）参照フレーム）という、MPEG2やH.263等、従来の画像符号化方式では規定されていなかった方式が規定されている。
【００９９】
図５を用いて、AVCにおいて規定されている、マルチ参照フレーム（Multi-Reference Frame）を説明する。
【０１００】
すなわち、MPEG-2やH.263においては、Ｐピクチャの場合、フレームメモリに格納された参照フレーム１枚のみを参照することにより動き予測・補償処理が行われていたが、AVCにおいては、図５に示されるように、複数の参照フレームがメモリに格納され、マクロブロック毎に、異なるメモリを参照することが可能である。
【０１０１】
ところで、MPEG2やMPEG4においては、例えば、フェードシーンのように、動きが存在するが、明るさが変化するようなシーケンスにおいては、明るさの変化を吸収する符号化ツールが用意されていないため、符号化効率が低下する恐れがあった。
【０１０２】
かかる問題を解決するため、AVC符号化方式においては、重み付け予測処理を行うことが可能である（非特許文献２参照）。すなわち、Ｐピクチャにおいては、Y0を動き補償予測信号すると、重み係数W0及びオフセット値をDとして、以下の式（１２）のように予測信号が生成される。
【０１０３】
W0×Y0＋D  ・・・（１２）
【０１０４】
また、Bピクチャにおいては、List0およびList1に対する動き補償予測信号をY0及びY1として、それぞれに対する重み係数をW0及びW1、及びオフセットをDとして、以下の式（１３）のように予測信号が生成される。
【０１０５】
W0×Y0＋W1×Y1＋D  ・・・（１３）
【０１０６】
AVCにおいては、スライス単位で、上記の重み付け予測を用いる・用いないを指定することが可能である。
【０１０７】
また、AVCにおいては、重み付け予測として、スライスヘッダに、WおよびDを伝送する、Explicit Mode、及び、当該ピクチャと、参照ピクチャにおける、時間軸上での距離から、Wを算出するImplicit Modeとが規定されている。
【０１０８】
Pピクチャにおいては、Explicit Modeのみを用いることができる。
【０１０９】
Bピクチャにおいては、Explicit ModeとImplicit Modeの両方を用いることができる。
【０１１０】
図７に、Bピクチャにおける、Implicit Modeである場合の、W及びDの算出方法を示す。
【０１１１】
なお、AVCの場合、時間距離情報であるtb及びtdに相当する情報が存在しないため、POC（Picture Order Count）を用いる。
【０１１２】
また、AVCにおいて、重み付け予測（Weighted Prediction）は、スライス単位で適用することができる。さらに、非特許文献２には、ブロック単位で重み付け予測（Weighted Prediction）を適用する方法（Intensity Compensation）も提案されている。
【０１１３】
［動きベクトルの選択］
ところで、図１に示した画像符号化装置１００により、符号化効率の高い画像圧縮情報を得るためには、動きベクトル及びマクロブロックモードをどのような処理により選択するかが重要である。
【０１１４】
処理の一例として、http://iphome.hhi.de/suehring/tml/index.htmにおいて公開されている、JM（Joint Model）と呼ばれるreference softwareに実装されている手法を挙げることが出来る。
【０１１５】
以下では、図６を用いて、JMにおいて実装されている動き探索方式について説明する。図６において、A乃至Iは、整数画素精度の画素値、１乃至８は、Ｅ周りの1/2画素精度の画素値、a乃至hは、６周りの、1/4画素精度の画素値である。
【０１１６】
第１のステップとして、所定の探索範囲内において、SAD（Sum of Absolute Difference）等のコスト関数を最小にする、整数画素精度の動きベクトルを求める。図６の例において、Ｅが、その整数画素精度の動きベクトルに対応する画素であるとする。
【０１１７】
第２のステップとして、Ｅ及び、Ｅ周りの1/2画素精度１乃至８のうち、コスト関数を最小にする画素値を求め、これを1/2画素精度の最適動きベクトルとする。図６の例において、６が、その1/2画素精度の最適動きベクトルに対応する画素であるとする。
【０１１８】
第３のステップとして、６及び、６周りの、1/4画素精度a乃至hのうち、コスト関数を最小にする画素値を求め、これを1/4画素精度の最適動きベクトルとする。
【０１１９】
［予測モードの選択］
また、以下では、JMにおいて定められているモード判定方式について述べる。
【０１２０】
JMにおいては、以下に述べる、High Complexity Modeと、Low Complexity Modeの２通りのモード判定方法を選択することが可能である。どちらも、それぞれの予測モードに関するコスト関数値を算出し、これを最小にする予測モードを当該ブロック乃至マクロブロックに対する最適モードとして選択する。
【０１２１】
High Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１４）のように示される。
【０１２２】
Cost(Mode∈Ω) = D + λ＊R  ・・・（１４）
【０１２３】
ここで、Ωは、当該ブロック乃至マクロブロックを符号化するための候補モードの全体集合、Ｄは、当該予測モードで符号化した場合の、復号画像と入力画像の差分エネルギーである。λは、量子化パラメータの関数として与えられるLagrange未定乗数である。Ｒは、直交変換係数を含んだ、当該モードで符号化した場合の総符号量である。
【０１２４】
つまり、High Complexity Modeでの符号化を行うには、上記パラメータＤ及びＲを算出するため、全ての候補モードにより、一度、仮エンコード処理を行う必要があり、より高い演算量を要する。
【０１２５】
Low Complexity Modeにおけるコスト関数は、以下の式（１５）のように示される。
【０１２６】
Cost(Mode∈Ω) = D + QP2Quant(QP) ＊ HeaderBit  ・・・（１５）
【０１２７】
ここで、Ｄは、High Complexity Modeの場合と異なり、予測画像と入力画像の差分エネルギーとなる。QP2Quant(QP)は、量子化パラメータQPの関数として与えられ、HeaderBitは、直交変換係数を含まない、動きベクトルや、モードといった、Headerに属する情報に関する符号量である。
【０１２８】
すなわち、Low Complexity Modeにおいては、それぞれの候補モードに関して、予測処理を行う必要があるが、復号画像までは必要ないため、符号化処理まで行う必要はない。このため、High Complexity Modeより低い演算量での実現が可能である。
【０１２９】
［コーディングユニット］
ところで、マクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；４０００画素×２０００画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。
【０１３０】
そこで、AVCにおいては、図３に示されるように、マクロブロックとサブマクロブロックによる階層構造が規定されているが、例えば、HEVC（High Efficiency Video Coding）においては、図８に示されるように、コーディングユニット（CU（Coding Unit））が規定されている。
【０１３１】
CUは、Coding Tree Block（CTB）とも呼ばれ、AVCにおけるマクロブロックと同様の役割を果たす、ピクチャ単位の画像の部分領域である。後者は、１６×１６画素の大きさに固定されているのに対し、前者の大きさは固定されておらず、それぞれのシーケンスにおいて、画像圧縮情報中において指定されることになる。
【０１３２】
例えば、出力となる符号化データに含まれるシーケンスパラメータセット（SPS（Sequence Parameter Set））において、CUの最大サイズ（LCU（Largest Coding Unit））と最小サイズ（（SCU（Smallest Coding Unit））が規定される。
【０１３３】
それぞれのLCU内においては、SCUのサイズを下回らない範囲で、split-flag=1とすることにより、より小さなサイズのCUに分割することができる。図８の例では、LCUの大きさが１２８であり、最大階層深度が５となる。２Ｎ×２Ｎの大きさのCUは、split_flagの値が「１」である時、１つ下の階層となる、Ｎ×Ｎの大きさのCUに分割される。
【０１３４】
更に、CUは、イントラ若しくはインター予測の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）であるプレディクションユニット（Prediction Unit（PU））に分割され、また、直交変換の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）である、トランスフォームユニット（Transform Unit（TU））に分割される。現在、HEVCにおいては、４×４及び８×８に加え、１６×１６及び３２×３２直交変換を用いることが可能である。
【０１３５】
以上のHEVCのように、CUを定義し、そのCUを単位として各種処理を行うような符号化方式の場合、AVCにおけるマクロブロックはLCUに相当すると考えることができる。ただし、CUは図８に示されるように階層構造を有するので、その最上位階層のLCUのサイズは、例えば128×128画素のように、AVCのマクロブロックより大きく設定されることが一般的である。
【０１３６】
なお、以下において、上述したマクロブロック、サブマクロブロック、CU、PU、およびTU等の画像単位を、単に「領域」と称する場合もある。つまり、イントラ若しくはインター予測の処理単位を説明する場合の「領域」は、これらの画像単位を含む任意の画像単位である。また、状況に応じて、「領域」が、これらの画像単位の一部を含まなくてもよいし、これら以外の画像単位を含むようにしてもよい。
【０１３７】
［画像の内容による重み付き予測の精度の低下］
ところで、画像によっては、一部において輝度変化があるが、その他の一部では、輝度変化がない、若しくは、輝度変化が一様ではないというものも存在する。例えば、レターボックス付きの画像や、図９に示されるようなピラーボックス付きの画像のように、画像の一部が、黒画像（黒色で塗りつぶされた画像）等によって輝度が変化しない画像により構成されるものがある。また、額縁画像やピクチャインピクチャ等のような画像も存在する。
【０１３８】
AVCの重み付け予測の場合、これらのような画像に対しても、画像全体に一様に重み付け予測を行うので、輝度変化が無い部分において予測精度が低減し、符号化効率が低減してしまう恐れがあった。
【０１３９】
そこで、重み付け予測部１２１および重みモード判定部１２２は、AVCの重み付け予測の場合よりも小さな画像単位で、例えば、重み付け予測を行うか否か等、重み付け予測のモード（重みモード）を制御するようにする。
【０１４０】
［動き予測・補償部、重み付け予測部、重みモード判定部］
図１０は、図１の動き予測・補償部１１５、重み付け予測部１２１、および重みモード判定部１２２の主な構成例を示すブロック図である。
【０１４１】
図１１に示されるように、動き予測・補償部１１５は、動き探索部１５１、コスト関数値生成部１５２、モード判定部１５３、動き補償部１５４、および動き情報バッファ１５５を有する。
【０１４２】
また、重み付け予測部１２１は、重み係数決定部１６１および重み付け動き補償部１６２を有する。
【０１４３】
動き探索部１５１は、画面並べ替えバッファ１０２から取得した入力画像画素値と、フレームメモリ１１２から取得した参照画像画素値とを用いて、全てのインター予測モードで予測処理単位の領域毎に動き探索を行い、動き情報を求め、コスト関数値生成部１５２に供給する。この予測処理単位の領域は、少なくともAVCの重み付け予測の処理単位であるスライスよりも小さい画像単位であり、その大きさはインター予測モード毎に異なる。
【０１４４】
また、動き探索部１５１は、各インター予測モードの動き探索に利用した入力画像画素値と参照画像画素値とを重み付け予測部１２１の重み係数決定部１６１に供給する。
【０１４５】
さらに、動き探索部１５１は、全てのインター予測モードについて、求めた各インター予測モードの動き情報を用いて重み付けを用いない動き補償（重み付けOFFの動き補償とも称する）を行い、重み付け予測OFFの予測画像を生成する。つまり、動き探索部１５１は、予測処理単位の領域毎に重み付け予測OFFの予測画像を生成する。動き探索部１５１は、その予測画像画素値を入力画像画素値とともに重み付け動き補償部１６２に供給する。
【０１４６】
重み付け予測部１２１の重み係数決定部１６１は、L0およびL1の重み係数（ＷやＤ等）を決定する。より具体的には、重み係数決定部１６１は、全てのインター予測モードについて、動き探索部１５１から供給される入力画像画素値および参照画像画素値に基づいて、L0及びL1の重み係数を決定する。つまり、重み係数決定部１６１は、予測処理単位の領域毎に重み係数を決定する。重み係数決定部１６１は、その重み係数を、入力画像および参照画像とともに重み付け動き補償部１６２に供給する。
【０１４７】
重み付け動き補償部１６２は、予測処理単位の領域毎に重み付けを用いた動き補償（重み付けONの動き補償とも称する）を行う。また、重み付け動き補償部１６２は、全ての予測モード、並びに、全ての重みモード（重み付けに関するモード）について、予測画像と入力画像の差分画像を生成し、その差分画像画素値を重みモード判定部１２２に供給する。
【０１４８】
より具体的には、重み付け動き補償部１６２は、重み係数決定部１６１から供給された重み係数や各画像を用いて、全てのインター予測モードについて、重み付けONの動き補償を行い、重み付けONの予測画像を生成する。つまり、重み付け動き補償部１６２は、予測処理単位の領域毎に重み付けONの予測画像を生成する。そして、重み付け動き補償部１６２は、予測処理単位の領域毎に、重み付けONの予測画像と入力画像との差分画像（重み付けONの差分画像）を生成する。
【０１４９】
また、重み付け動き補償部１６２は、全てのインター予測モードについて、動き探索部１５１から供給された重み付けOFFの予測画像と入力画像との差分画像（重み付けOFFの差分画像）を生成する。つまり、重み付け動き補償部１６２は、予測処理単位の領域毎に重み付けOFFの差分画像を生成する。
【０１５０】
重み付け動き補償部１６２は、全てのインター予測モードについて、予測処理単位の領域毎の、重み付けONの差分画像と、重み付けOFFの差分画像とを重みモード判定部１２２に供給する。
【０１５１】
また、重み付け動き補償部１６２は、予測処理単位の領域毎に、重みモード判定部１２２から供給される最適重みモード情報が示す重みモードの情報を、動き予測・補償部１１５のコスト関数値生成部１５２に供給する。
【０１５２】
より具体的には、重み付け動き補償部１６２は、全てのインター予測モードについて、重みモード判定部１２２から供給される最適重みモード情報と、その重みモードの差分画像画素値（重み付けONの差分画像、若しくは、重み付けOFFの差分画像）と、その重みモードの重み係数（重み付けOFFのモードの場合、重み係数は不要）とを、コスト関数値生成部１５２に供給する。
【０１５３】
重みモード判定部１２２は、予測処理単位の領域毎に、複数の重みモードのそれぞれの差分画像画素値を互いに比較し、最適な重みモードを判定する。
【０１５４】
より具体的には、重みモード判定部１２２は、重み付け動き補償部１６２から供給された重み付けONの差分画像画素値と重み付けOFFの差分画像画素値とを比較する。この差分画像画素値が小さい（すなわち入力画像との差分が小さい）方が、予測精度が高い。したがって、重みモード判定部１２２は、画素値が最も小さい差分画像に対応する重みモードを最適な重みモードに決定する。つまり、重みモード判定部１２２は、重み付けONと重み付けOFFの２つのモードの内、予測精度が高い（すなわち入力画像との差分が小さい）方を最適な重みモードとして判定する。
【０１５５】
重みモード判定部１２２は、その判定結果を、最適と選択された重みモードを示す最適重みモード情報として、重み付け動き補償部１６２に供給する。
【０１５６】
重みモード判定部１２２は、全てのインター予測モードについて、このように最適な重みモードを判定する。
【０１５７】
コスト関数値生成部１５２は、予測処理単位の領域毎に、全てのインター予測モードについて、最適な重みモードのコスト関数値を算出する。
【０１５８】
より具体的には、コスト関数値生成部１５２は、重み付け動き補償部１６２から供給される、各インター予測モードの最適な重みモードの差分画像画素値のコスト関数値を算出する。コスト関数値生成部１５２は、算出したコスト関数値を、最適重みモード情報や重み係数（重み付けOFFのモードの場合、重み係数は不要）とともにモード判定部１５３に供給する。
【０１５９】
また、コスト関数値生成部１５２は、予測処理単位の領域毎に、全てのインター予測モードについて、動き情報バッファ１５５から周辺動き情報を取得し、動き探索部１５１から供給された動き情報と、その周辺動き情報との差分（差分動き情報）を算出する。コスト関数値生成部１５２は、算出した各インター予測モードの差分動き情報をモード判定部１５３に供給する。
【０１６０】
モード判定部１５３は、予測処理単位の領域毎に、コスト関数値を最小にする予測モードを、処理対象領域に対する最適なインター予測モードとして判定する。
【０１６１】
より具体的には、モード判定部１５３は、コスト関数値生成部１５２から供給されるコスト関数値が最小のインター予測モードを、その領域の最適なインター予測モードと判定する。モード判定部１５３は、この最適なインター予測モードを示す最適モード情報を、その最適なインター予測モードの、差分動き情報、最適重みモード情報、および重み係数（重み付けOFFのモードの場合、重み係数は不要）とともに、動き補償部１５４に供給する。
【０１６２】
動き補償部１５４は、予測処理単位の領域毎に、最適なインター予測モードの、最適な重みモードで、動き補償を行い、予測画像を生成する。
【０１６３】
より具体的には、動き補償部１５４は、モード判定部１５３から、最適モード情報、差分動き情報、最適重みモード情報、および重み係数等の各種情報を取得する。また、動き補償部１５４は、その最適モード情報に示される最適なインター予測モードで、動き情報バッファ１５５から周辺動き情報を取得する。
【０１６４】
動き補償部１５４は、その周辺動き情報および差分動き情報を用いて、最適なインター予測モードの動き情報を生成する。動き補償部１５４は、その動き情報を用いて、その最適モード情報に示される最適なインター予測モードで、フレームメモリ１１２から参照画像画素値を取得する。
【０１６５】
動き補償部１５４は、その参照画像と重み係数（重み付けOFFのモードの場合、重み係数は不要）を用いて、予測処理単位の領域毎に、最適な重みモードで動き補償を行い、予測画像を生成する。動き補償部１５４は、予測処理単位の領域毎に、生成した予測画像画素値を予測画像選択部１１６に供給し、演算部１０３において入力画像から減算させたり、演算部１１０において差分画像に加算させたりする。
【０１６６】
また、動き補償部１５４は、予測処理単位の領域毎に、差分動き情報、最適モード情報、最適重みモード情報、および重み係数（重み付けOFFのモードの場合、重み係数は不要）等の、動き探索および動き補償に用いた各種情報を、可逆符号化部１０６に供給し、符号化させる。なお、Explicitモードの場合も、重み係数は、符号化されない。
【０１６７】
以上のように、重みモード判定部１２２が、スライスよりも小さい画像単位毎に、最適な重みモードを示す最適重みモード情報を生成し、重み付け予測部１２１の重み付け動き補償部１６２が、スライスよりも小さい画像単位毎に、その最適重みモード情報を、動き予測・補償部１１５に供給し、動き予測・補償部１１５が、スライスよりも小さい画像単位毎に、最適な重みモードで動き補償を行って予測画像を生成するとともに、最適重みモード情報を復号側に伝送させる。
【０１６８】
したがって、画像符号化装置１００は、重み付け予測をより小さな領域毎に制御することができる。より具体的には、画像符号化装置１００は、重み付け予測を行うか否かをより小さな領域毎に制御することができる。したがって、画像符号化装置１００は、例えば、図９に示されるような、画像全体の輝度変化が一様でない画像を符号化する場合であっても、画像全体の輝度変化のある部分についてのみ重み付け予測を行うことができるので、輝度変化の無い部分が与える重み係数への影響を抑制することができ、重み付け予測の予測精度の低減を抑制することができる。したがって、画像符号化装置１００は、符号化効率を向上させることができる。
【０１６９】
［符号化処理の流れ］
次に、以上のような画像符号化装置１００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１１のフローチャートを参照して、符号化処理の流れの例を説明する。
【０１７０】
ステップＳ１０１において、A/D変換部１０１は入力された画像をA/D変換する。ステップＳ１０２において、画面並べ替えバッファ１０２は、A/D変換された画像を記憶し、各ピクチャの表示する順番から符号化する順番への並べ替えを行う。
【０１７１】
ステップＳ１０３において、イントラ予測部１１４は、イントラ予測処理を行う。ステップＳ１０４において、動き予測・補償部１１５、重み付け予測部１２１、および動きベクトル精度判定部１２２は、インター動き予測処理を行う。ステップＳ１０５において、予測画像選択部１１６は、イントラ予測により生成された予測画像、および、インター予測により生成された予測画像の内、いずれか一方を選択する。
【０１７２】
ステップＳ１０６において、演算部１０３は、ステップＳ１０２の処理により並び替えられた画像と、ステップＳ１０５の処理により選択された予測画像との差分を演算する（差分画像を生成する）。生成された差分画像は元の画像に較べてデータ量が低減される。したがって、画像をそのまま符号化する場合に較べて、データ量を圧縮することができる。
【０１７３】
ステップＳ１０７において、直交変換部１０４は、ステップＳ１０６の処理により生成された差分画像を直交変換する。具体的には、離散コサイン変換、カルーネン・レーベ変換等の直交変換が行われ、直交変換係数が出力される。ステップＳ１０８において、量子化部１０５は、ステップＳ１０７の処理により得られた直交変換係数を量子化する。
【０１７４】
ステップＳ１０８の処理により量子化された差分画像は、次のようにして局部的に復号される。すなわち、ステップＳ１０９において、逆量子化部１０８は、ステップＳ１０８の処理により生成された量子化された直交変換係数（量子化係数とも称する）を量子化部１０５の特性に対応する特性で逆量子化する。ステップＳ１１０において、逆直交変換部１０９は、ステップＳ１０９の処理により得られた直交変換係数を、直交変換部１０４の特性に対応する特性で逆直交変換する。これにより差分画像が復元される。
【０１７５】
ステップＳ１１１において、演算部１１０は、ステップＳ１０５において選択された予測画像を、ステップＳ１１０において生成された差分画像に加算し、局部的に復号された復号画像（再構成画像）を生成する。ステップＳ１１２において、ループフィルタ１１１は、ステップＳ１１１の処理により得られた再構成画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜行い、復号画像を生成する。
【０１７６】
ステップＳ１１３において、フレームメモリ１１２は、ステップＳ１１２の処理により生成された復号画像、若しくは、ステップＳ１１１の処理により生成された再構成画像を記憶する。
【０１７７】
ステップＳ１１４において、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０８の処理により量子化された直交変換係数を符号化する。すなわち、差分画像に対して、可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化が行われる。なお、可逆符号化部１０６は、予測に関する情報や、量子化に関する情報等を符号化し、ビットストリームに付加する。
【０１７８】
ステップＳ１１５において、蓄積バッファ１０７は、ステップＳ１１４の処理により得られたビットストリームを蓄積する。蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データは、適宜読み出され、伝送路や記録媒体を介して復号側に伝送される。
【０１７９】
ステップＳ１１６においてレート制御部１１７は、ステップＳ１１５の処理により蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データの符号量（発生符号量）に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
【０１８０】
ステップＳ１１６の処理が終了すると、符号化処理が終了される。
【０１８１】
［インター動き予測処理の流れ］
次に、図１２のフローチャートを参照して、図１１のステップＳ１０４において実行されるインター動き予測処理の流れの例を説明する。
【０１８２】
ステップＳ１３１において、重み係数決定部１６１は、当該スライスに対する重み係数を決定する。ステップＳ１３２において、動き探索部１５１は、各インター予測モードで、重み無しで動き探索を行い、重み無しのモードの予測画像を生成する。ステップＳ１３３において、重み付け動き補償部１６２は、各インター予測モードで、ステップＳ１３１において算出された重み係数を用いて動き補償を行い、重み有りの各重みモードの予測画像を生成する。
【０１８３】
ステップＳ１３４において、重み付け動き補償部１６２は、各インター予測モードで、各重みモードの差分画像を生成する。ステップＳ１３５において、重みモード判定部１２２は、ステップＳ１３４において生成された各重みモードの差分画像を用いて、各インター予測モードで最適な重みモードを判定する。ステップＳ１３６において、コスト関数値生成部１５２は、各インター予測モードで、最適な重みモードのコスト関数値を算出する。ステップＳ１３７において、モード判定部１５３は、ステップＳ１３６において算出されたコスト関数値に基づいて、最適なインター予測モードを判定する。ステップＳ１３８において、動き補償部１５４は、最適なインター予測モード、かつ、最適な重みモードで動き補償を行い、予測画像を生成する。
【０１８４】
ステップＳ１３９において、動き補償部１５４は、ステップＳ１３８において生成された予測画像を予測画像選択部１１６に出力する。ステップＳ１４０において、動き補償部１５４は、差分動き情報、最適モード情報、最適重みモード情報、および重み係数等を含むインター予測情報を出力する。なお、最適重みモードが重み付けOFFのモードの場合や、Explicitモードの場合、重み係数の出力は省略される。
【０１８５】
ステップＳ１４１において、動き情報バッファ１５５は、動き補償部１５４から供給された当該領域の動き情報を記憶する。
【０１８６】
動き情報を記憶すると動き情報バッファ１５５は、インター動き予測処理を終了し、処理を図１１に戻す。
【０１８７】
以上のように各処理を行うことにより、画像符号化装置１００は、重み付け予測をより小さな領域毎に制御することができ、重み付け予測の予測精度の低減を抑制し、符号化効率を向上させることができる。
【０１８８】
＜２．第２の実施の形態＞
［画像復号装置］
次に、以上のように符号化された符号化データの復号について説明する。図１３は、図１の画像符号化装置１００に対応する画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。
【０１８９】
図１３に示される画像復号装置２００は、画像符号化装置１００が生成した符号化データを、その符号化方法に対応する復号方法で復号する。
【０１９０】
図１３に示されるように画像復号装置２００は、蓄積バッファ２０１、可逆復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、演算部２０５、ループフィルタ２０６、画面並べ替えバッファ２０７、およびD/A変換部２０８を有する。また、画像復号装置２００は、フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３を有する。
【０１９１】
蓄積バッファ２０１は伝送されてきた符号化データを蓄積し、所定のタイミングにおいてその符号化データを可逆復号部２０２に供給する。可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１より供給された、図１の可逆符号化部１０６により符号化された情報を、可逆符号化部１０６の符号化方式に対応する方式で復号する。可逆復号部２０２は、復号して得られた差分画像の量子化された係数データを、逆量子化部２０３に供給する。
【０１９２】
また、可逆復号部２０２は、最適な予測モードにイントラ予測モードが選択されたかインター予測モードが選択されたかを判定し、その最適な予測モードに関する情報を、イントラ予測部２１１および動き予測・補償部２１２の内、選択されたと判定したモードの方に供給する。つまり、例えば、画像符号化装置１００において最適な予測モードとしてイントラ予測モードが選択された場合、その最適な予測モードに関する情報であるイントラ予測情報がイントラ予測部２１１に供給される。また、例えば、画像符号化装置１００において最適な予測モードとしてインター予測モードが選択された場合、その最適な予測モードに関する情報であるインター予測情報が動き予測・補償部２１２に供給される。
【０１９３】
逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた量子化された係数データを、図１の量子化部１０５の量子化方式に対応する方式で逆量子化し、得られた係数データを逆直交変換部２０４に供給する。逆直交変換部２０４は、図１の直交変換部１０４の直交変換方式に対応する方式で逆量子化部２０３から供給される係数データを逆直交変換する。逆直交変換部２０４は、この逆直交変換処理により、画像符号化装置１００において直交変換される前の差分画像に対応する差分画像を得る。
【０１９４】
逆直交変換されて得られた差分画像は、演算部２０５に供給される。また、演算部２０５には、選択部２１３を介して、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２から予測画像が供給される。
【０１９５】
演算部２０５は、差分画像と予測画像とを加算し、画像符号化装置１００の演算部１０３により予測画像が減算される前の画像に対応する再構成画像を得る。演算部２０５は、その再構成画像をループフィルタ２０６に供給する。
【０１９６】
ループフィルタ２０６は、供給された再構成画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜施して復号画像を生成する。例えば、ループフィルタ２０６は、再構成画像に対してデブロックフィルタ処理を行うことにより、ブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ２０６は、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた再構成画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。
【０１９７】
なお、ループフィルタ２０６が行うフィルタ処理の種類は任意であり、上述した以外のフィルタ処理を行ってもよい。また、ループフィルタ２０６が、図１の画像符号化装置１００から供給されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うようにしてもよい。
【０１９８】
ループフィルタ２０６は、フィルタ処理結果である復号画像を画面並べ替えバッファ２０７およびフレームメモリ２０９に供給する。なお、このループフィルタ２０６によるフィルタ処理は省略することもできる。つまり、演算部２０５の出力が、フィルタ処理されずに、フレームメモリ２０９に格納されるようにすることもできる。例えば、イントラ予測部２１１は、この画像に含まれる画素の画素値を周辺画素の画素値として利用する。
【０１９９】
画面並べ替えバッファ２０７は、供給された復号画像の並べ替えを行う。すなわち、図１の画面並べ替えバッファ１０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７から供給された復号画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
【０２００】
フレームメモリ２０９は、供給される再構成画像や復号画像を記憶する。また、フレームメモリ２０９は、所定のタイミングにおいて、若しくは、イントラ予測部２１１や動き予測・補償部２１２等の外部の要求に基づいて、記憶している再構成画像や復号画像をイントラ予測部２１１や動き予測・補償部２１２に供給する。
【０２０１】
イントラ予測部２１１は、図１のイントラ予測部１１４と基本的に同様の処理を行う。ただし、イントラ予測部２１１は、符号化の際にイントラ予測により予測画像が生成された領域に対してのみ、イントラ予測を行う。
【０２０２】
動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるインター予測情報に基づいてインター動き予測処理を行い、予測画像を生成する。なお、動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるインター予測情報に基づいて、符号化の際にインター予測が行われた領域に対してのみ、インター動き予測処理を行う。また、動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるインター予測情報に含まれる最適モード情報および最適重みモード情報に基づいて、予測処理単位の領域毎に、最適なインター予測モード、かつ、最適な重みモードで、インター動き予測処理を行う。
【０２０３】
動き予測・補償部２１２は、予測処理単位の領域毎に、生成した予測画像を、選択部２１３を介して演算部２０５に供給する。
【０２０４】
なお、この予測処理単位の領域は、画像符号化装置１００の場合と同様であり、少なくとも、AVCの重み付け予測を行うか否かの制御単位であるスライスよりも小さい画像単位である。
【０２０５】
選択部２１３は、イントラ予測部２１１から供給される予測画像、若しくは、動き予測・補償部２１２から供給される予測画像を演算部２０５に供給する。
【０２０６】
［動き予測・補償部］
図１４は、図１３の動き予測・補償部２１２の主な構成例を示すブロック図である。
【０２０７】
図１４に示されるように、動き予測・補償部２１２は、差分動き情報バッファ２５１、動き情報再構築部２５２、動き情報バッファ２５３、重み係数バッファ２５４、重み係数算出部２５５、予測モード情報バッファ２５６、重みモード情報バッファ２５７、制御部２５８、および動き補償部２５９を有する。
【０２０８】
差分動き情報バッファ２５１は、可逆復号部２０２から供給される、ビットストリームから抽出された差分動き情報を記憶する。差分動き情報バッファ２５２は、所定のタイミングにおいて、若しくは、外部からの要求に基づいて、その記憶している差分動き情報を動き情報再構築部２５２に供給する。
【０２０９】
動き情報再構築部２５２は、差分動き情報バッファ２５１から差分動き情報を取得すると、動き情報バッファ２５３から、当該領域の周辺動き情報を取得する。動き情報再構築部２５２は、それらの動き情報を用いて、当該領域の動き情報を再構築する。動き情報再構築部２５２は、再構築した動き情報を、制御部２５８および動き情報バッファ２５３に供給する。
【０２１０】
動き情報バッファ２５３は、動き情報再構築部２５２から供給される動き情報を記憶する。動き情報バッファ２５３は、記憶している動き情報を、周辺動き情報として動き情報再構築部２５２に供給する。
【０２１１】
重み係数バッファ２５４は、可逆復号部２０２から供給される、ビットストリームから抽出された重み係数を記憶する。重み係数バッファ２５４は、所定のタイミングにおいて、若しくは、外部からの要求に基づいて、その記憶している重み係数を制御部２５８に供給する。
【０２１２】
重み係数算出部２５５は、重み係数を算出し、算出した重み係数を制御部２５８に供給する。
【０２１３】
予測モード情報バッファ２５６は、可逆復号部２０２から供給される、ビットストリームから抽出された最適モード情報を記憶する。予測モード情報バッファ２５６は、所定のタイミングにおいて、若しくは、外部からの要求に基づいて、その記憶している最適モード情報を制御部２５８に供給する。
【０２１４】
重みモード情報バッファ２５７は、可逆復号部２０２から供給される、ビットストリームから抽出された最適重みモード情報を記憶する。重みモード情報バッファ２５７は、所定のタイミングにおいて、若しくは、外部からの要求に基づいて、その記憶している最適重みモード情報を制御部２５８に供給する。
【０２１５】
最適なインター予測モードが、重み係数（ＷやＤ等）を伝送するExplicitモードの場合、制御部２５８は、重み係数バッファ２５４から重み係数を取得する。また、最適なインター予測モードが、重み係数（ＷやＤ等）を伝送しないInplicitモードの場合、制御部２５８は、重み係数算出部２５５に重み係数を算出させ、取得する。
【０２１６】
制御部２５８は、予測モード情報バッファ２５６から最適モード情報を取得する。また、制御部２５８は、重みモード情報バッファ２５７から最適重みモード情報を取得する。さらに、制御部２５２は、動き情報再構築部２５２から動き情報を取得する。また、制御部２５８は、フレームメモリ２０９から参照画像画素値を取得する。
【０２１７】
制御部２５８は、最適なインター予測モード、かつ、最適な重みモードでの動き補償に必要な情報を、動き補償部２５９に供給する。
【０２１８】
動き補償部２５９は、制御部２５８から供給される各種情報を用いて、最適なインター予測モード、かつ、最適な重みモードで、当該領域の動き補償を行う。
【０２１９】
以上のように、動き予測・補償部２１２は、画像符号化装置１００から伝送される情報に基づいて、重み付け予測を制御しながら、画像符号化装置１００において行われた動き予測・補償処理に応じた動き補償を行い、予測画像を生成する。
【０２２０】
したがって、画像復号装置２００は、より小さな領域毎に制御された重み付け予測により生成された動き情報を用いて動き補償を行うことができる。より具体的には、画像復号装置２００は、重み付け予測を行うか否かがより小さな領域毎に制御された重み付け予測により生成された動き情報を用いて動き補償を行うことができる。
【０２２１】
したがって、画像復号装置２００は、例えば、図９に示されるような、画像全体の輝度変化が一様でない画像を符号化する場合であっても、画像全体の輝度変化のある部分についてのみ重み付け予測された動き情報を用いて、動き補償を行うことができる。これにより画像復号装置２００は、画像符号化装置１００による重み付け予測の予測精度の低減の抑制を実現し、符号化効率の向上を実現させることができる。
【０２２２】
［復号処理の流れ］
次に、以上のような画像復号装置２００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１５のフローチャートを参照して、復号処理の流れの例を説明する。
【０２２３】
復号処理が開始されると、ステップＳ２０１において、蓄積バッファ２０１は、伝送されてきたビットストリームを蓄積する。ステップＳ２０２において、可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から供給されるビットストリーム（符号化された差分画像情報）を復号する。
【０２２４】
このとき、イントラ予測情報やインター予測情報等、ビットストリームに含められた差分画像情報以外の各種情報も復号される。
【０２２５】
ステップＳ２０３において、逆量子化部２０３は、ステップＳ２０２の処理により得られた、量子化された直交変換係数を逆量子化する。ステップＳ２０４において逆直交変換部２０４は、ステップＳ２０３において逆量子化された直交変換係数を逆直交変換する。
【０２２６】
ステップＳ２０５において、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２は、供給された情報を用いて予測処理を行う。ステップＳ２０６において、演算部２０５は、ステップＳ２０４において逆直交変換されて得られた差分画像情報に、ステップＳ２０５において生成された予測画像を加算する。これにより再構成画像が生成される。
【０２２７】
ステップＳ２０７において、ループフィルタ２０６は、ステップＳ２０６において得られた再構成画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜行う。
【０２２８】
ステップＳ２０８において、画面並べ替えバッファ２０７は、ステップＳ２０７においてフィルタ処理されて生成された復号画像の並べ替えを行う。すなわち画像符号化装置１００の画面並べ替えバッファ１０２により符号化のために並べ替えられたフレームの順序が、元の表示の順序に並べ替えられる。
【０２２９】
ステップＳ２０９において、D/A変換部２０８は、フレームの順序が並べ替えられた復号画像をD/A変換する。この復号画像が図示せぬディスプレイに出力され、表示される。
【０２３０】
ステップＳ２１０において、フレームメモリ２０９は、ステップＳ２０７においてフィルタ処理されて得られた復号画像を記憶する。この復号画像は、インター予測処理において参照画像として利用される。
【０２３１】
ステップＳ２１０の処理が終了すると、復号処理が終了される。
【０２３２】
［予測処理の流れ］
次に、図１６のフローチャートを参照して、図１５のステップＳ２０５において実行される予測処理の流れの例を説明する。
【０２３３】
予測処理が開始されると、イントラ予測部２１１は、ステップＳ２３１において、可逆復号部２０２から供給されるイントラ予測情報若しくはインター予測情報に基づいて、処理対象の領域が符号化の際にイントラ予測が行われたか否かを判定する。イントラ予測が行われたと判定された場合、イントラ予測部２１１は、処理をステップＳ２３２に進める。
【０２３４】
この場合、イントラ予測部２１１は、ステップＳ２３２において、イントラ予測モード情報を取得し、ステップＳ２３３において、イントラ予測によって予測画像を生成する。予測画像が生成されると、イントラ予測部２１１は、予測処理を終了し、処理を図１５に戻す。
【０２３５】
また、ステップＳ２３１において、当該領域がインター予測の行われた領域であると判定した場合、処理をステップＳ２３４に進める。ステップＳ２３４において、動き予測・補償部２１２は、インター動き予測処理を行う。インター動き予測処理が終了すると、動き予測・補償部２１２は、予測処理を終了し、処理を図１５に戻す。
【０２３６】
［インター動き予測処理の流れ］
次に、図１７のフローチャートを参照して、図１６のステップＳ２３４において実行されるインター動き予測処理の流れの例を説明する。
【０２３７】
インター動き予測処理が開始されると、ステップＳ２５１において、重み係数バッファ２５４は、Explicitモードのために、当該スライスに対する重み係数を取得し、記憶する。ステップＳ２５２において、重み係数算出部２５５は、Inplicitモードのために、当該スライスに対する重み係数を算出する。
【０２３８】
ステップＳ２５３において、差分動き情報バッファ２５１は、可逆復号部２０２においてビットストリームから抽出された差分動き情報を取得する。動き情報再構築部２５２は、この差分動き情報を、差分動き情報バッファ２５１から取得する。ステップＳ２５４において、動き情報再構築部２５２は、動き情報バッファ２５３が保持している周辺動き情報を取得する。
【０２３９】
ステップＳ２５５において、動き情報再構築部２５２は、ステップＳ２５３において取得された当該領域の差分動き情報、並びに、ステップＳ２５４において取得された周辺動き情報を用いて、当該領域の動き情報を再構築する。ステップＳ２５６において、予測モード情報バッファ２５６は、可逆復号部２０２によりビットストリームから抽出された最適モード情報を取得する。制御部２５８は、その最適モード情報を、予測モード情報バッファ２５６から取得する。ステップＳ２５７において、制御部２５８は、その最適モード情報を用いて、動き補償のモードを決定する。
【０２４０】
ステップＳ２５８において、重みモード情報バッファ２５７は、可逆復号部２０２によりビットストリームから抽出された最適重みモード情報を取得する。制御部２５８は、その最適重みオード情報を、重みモード情報バッファ２５７から取得する。ステップＳ２５９において、制御部２５８は、その最適モード情報を用いて、動き補償の重みモードを決定する。
【０２４１】
ステップＳ２６０において、制御部２５８は、ステップＳ２５７において決定された最適な予測モード、かつ、ステップＳ２５９において決定された重みモードの動き補償に必要な情報を取得する。ステップＳ２６１において、動き補償部２５９は、ステップＳ２６０において取得された情報を用いて、ステップＳ２５７において決定された最適な予測モード、かつ、ステップＳ２５９において決定された重みモードで動き補償を行い、予測画像を生成する。
【０２４２】
ステップＳ２６２において、動き補償部２５９は、ステップＳ２６１において生成された予測画像を演算部２０５に供給する。ステップＳ２６３において、動き情報バッファ２５３は、ステップＳ２５５において再構築された動き情報を記憶する。
【０２４３】
ステップＳ２６３の処理を終了すると、動き情報バッファ２５３は、インター動き予測処理を終了し、処理を図１６に戻す。
【０２４４】
以上のように、各処理を行うことにより、動き予測・補償部２１２は、画像符号化装置１００から伝送される情報に基づいて、画像符号化装置１００において行われた動き予測・補償処理に応じた動き補償を行い、予測画像を生成する。つまり、動き予測・補償部２１２は、画像符号化装置１００から伝送される情報に基づいて、重み付け予測を制御しながら、画像符号化装置１００において行われた動き予測・補償処理に応じた動き補償を行い、予測画像を生成する。したがって、画像復号装置２００は、画像符号化装置１００による重み付け予測の予測精度の低減の抑制を実現し、符号化効率の向上を実現させることができる。
【０２４５】
［その他の例］
なお、以上においては、重みモードをより小さな領域毎に制御するように説明したが、この重みモードの制御単位は、スライスより小さな領域であればどのような大きさであってもよい。例えば、LCU、CU、またはPU等であってもよいし、マクロブロックやサブマクロブロックであってもよい。
【０２４６】
また、そのような領域毎に、重みモードが制御されるとともに、重み係数の値も制御されるようにしてもよい。ただし、その場合、重み係数を伝送しなければならず、その分、符号化効率が低減する恐れがある。上述したように重みモード情報によって重みモードを制御する方法の方が、重み付け予測の制御処理も容易に行うことができる。
【０２４７】
なお、以上においては、重みモードの制御として、重み付け予測のON・OFFについて説明したが、これに限らない。例えば、重み係数（ＷやＤ等）を伝送するExplicitモードで重み付け予測を行うか、重み係数（ＷやＤ等）を伝送しないInplicitモードで重み付け予測を行うかを制御するようにしてもよい。
【０２４８】
また、重みモードの制御において、最適重みモードの候補は３つ以上であってもよい。例えば、重み付け予測を行わない（OFF）モード、重み付け予測をExplicitモードで行うモード、および、重み付け予測をInplicitモードで行うモードの３つの重みモードを最適重みモードの候補とするようにしてもよい。
【０２４９】
また、重みモードの制御において、重み係数の値を選択することができるようにしてもよい。例えば、最適重みモードの各候補の重み係数が互いに異なるようにし、最適重みモードを選択することにより、重み係数が選択されるようにしてもよい。例えば、重み係数ｗ０の重みモード、重み係数ｗ１の重みモード、および、重み係数ｗ２の重みモードを候補とし、それらのいずれかを最適重みモードとして選択するようにしてもよい。
【０２５０】
また、以上のような重みモードの制御は、図９に示されるような画像だけでなく、輝度変化が画像全体で一様でない画像に対しても有効である。例えば、画像全体が自然画像であっても、部分的に輝度変化が生じたり、部分毎に輝度変化の程度が異なる場合もある。そのような画像においても、画像全体に一様な重み係数で重み付け予測を行うと、どの部分に対しても最適でない重み係数が生成される恐れがあり、そのような重み係数で重み付け予測を行うと、予測精度が低減し、符号化効率が低減する恐れがある。
【０２５１】
そこで、例えば、上述したように重みモードを制御することにより、画像符号化装置１００は、各部分に対して最適な重み付け予測を行うことができる。
【０２５２】
さらに、上述した各重みモードを候補として組み合わせるようにしてもよいし、上述した以外の重みモードを候補とするようにしてもよい。
【０２５３】
さらに、インター予測モードの候補と重みモードの候補を、選択肢としてマージさせるようにしてもよい。例えば、モード０を、領域サイズ１６×１６のインター予測モード、重み係数ｗ０の重みモードとし、モード１を、領域サイズ１６×１６のインター予測モード、重み係数ｗ１の重みモードとし、モード２を、領域サイズ１６×１６のインター予測モード、重み係数ｗ２の重みモードとし、モード３を、領域サイズ８×８のインター予測モード、重み係数ｗ０の重みモード等とするようにしてもよい。このように、インター予測モードと重みモードを１組のモードで表すことにより、符号化効率を向上させることができる。
【０２５４】
なお、上述したように、最適モード情報や最適重みモード情報を含むインター予測情報は、可逆符号化部１０６に供給され、CABACやCAVLC等によって符号化され、ビットストリームに付加される。このようにCABACにより符号化することにより、変化点のみがビットストリームに含められることになる。一般的な画像において、小さな領域毎に輝度変化が異なるようなケースは少ない。図９の例の場合も、画像の左右端付近の領域で輝度変化が生じないのみで、中央部の輝度変化は一様である。仮に一様でなくても、距離が近くなるほど、輝度変化の相関性は高くなる可能性が高い。したがって、ピクチャ内において最適重みモードの変化は、予測処理単位の領域の数に比べて多くはない。そこで、この最適重みモード情報をCABACのような符号化方式で符号化することにより、画像符号化装置１００は、符号化効率を向上させることができる。
【０２５５】
なお、最適重みモード情報を、変化点のみ符号化するようにしてもよい。つまり、最適重みモードが、１つ前にインター予測される領域から変化する場合のみ、変化後の重みモードを示す最適重みモード情報が符号化され、復号側に伝送されるようにしてもよい。つまり、この場合、インター予測された領域において、重みモード情報が取得できない場合、画像復号装置２００は、その領域の重みモードを、１つ前に処理されたインター予測の領域と同一として処理する。
【０２５６】
＜３．第３の実施の形態＞
［画像符号化装置］
なお、予測処理対象の領域が小さい場合、どのような重み付け予測の予測精度が多少低減しても、画像全体に与える影響は小さい。したがって、重みモードの制御処理の負荷軽減の為に、重みモードを制御する領域のサイズに下限を設けるようにしてもよい。
【０２５７】
例えば、ある大きさ以上のCoding Unitに対してのみ、最適重みモード情報の伝送を行うようにしても良い。この場合、どの大きさ以上のCoding Unitに対して最適重みモード情報の伝送を行うかに関する情報を、ピクチャパラメータセットや、スライスヘッダにおいて復号側に伝送するようにしても良い。
【０２５８】
より大きな領域を最適重みモード情報伝送の下限とする場合、最適重みモード情報の伝送による符号量増大のオーバーヘッドを抑制することができる。これに対して、より小さな領域を最適重みモード情報伝送の下限とする場合、予測効率をより向上させることができる。
【０２５９】
なお、最適重みモード情報が伝送されない小さな領域に対して、重み付けONのモードで動き予測・補償が行われるようにしてもよいし、重み付けOFFのモードで動き予測・補償が行われるようにしてもよい。
【０２６０】
図１８は、その場合の画像符号化装置１００の一部の構成例を示すブロック図である。図１８に示されるように、この場合の画像符号化装置１００は、図１の場合の重み付け予測部１２１の代わりに重み付け予測部３２１を有し、さらに、領域サイズ制限部３２３を有する。
【０２６１】
領域サイズ制限部３２３は、重み付け予測部３２１の重み係数決定部３６１と重み付け動き補償部３６２に対して、重み付け予測の制御を行う領域のサイズの下限を示す制御情報を供給する。また、領域サイズ制限部３２３は、その領域サイズを示す領域サイズ制限情報を可逆符号化部１０６に供給し、符号化させ、ビットストリームに含めて復号側に伝送させる。
【０２６２】
重み付け予測部３２１は、重み係数決定部３６１と重み付け動き補償部３６２を有する。
【０２６３】
重み係数決定部３６１は、当該スライスに対する重み係数を決定し、その重み係数を、入力画像や参照画像とともに、重み付け動き補償部３６２に供給する。重み付け動き補償部３６２は、領域サイズ制限部３２３から供給される制限情報において指定される領域サイズより大きな領域に対してのみ、第１の実施の形態において上述したように、重み付けONの動き補償や、差分画像の算出や、最適重みモード情報のコスト関数値生成部１５２への供給等を行う。
【０２６４】
制限情報において指定される領域サイズ以下の領域に対して重み付けOFFのモードで動き予測・補償を行う場合、重み付け動き補償部３６２は、その領域サイズ以下の領域について、重み付けOFFの差分画像画素値を、コスト関数値生成部１５２に供給する。
【０２６５】
また、制限情報において指定される領域サイズ以下の領域に対して重み付けONのモードで動き予測・補償を行う場合、重み付け動き補償部３６２は、その領域サイズ以下の領域について、重み付けONの差分画像画素値と重み係数を、コスト関数値生成部１５２に供給する。
【０２６６】
このようにすることにより、画像符号化装置１００は、重み付け予測の制御処理の負荷を任意に低減させることができる。
【０２６７】
［インター動き予測処理の流れ］
図１９のフローチャートを参照して、その場合のインター動き予測処理の流れの例を説明する。この場合も、図１２を参照して説明した第１の実施の形態の場合と基本的に同様に各処理が行われる。
【０２６８】
ただし、この場合、ステップＳ３０２において、領域サイズ制限部３２３が、領域サイズの制限を設定する。また、ステップＳ３０４乃至ステップＳ３０６の各処理を、領域サイズ制限内の各インター予測モードで行う。
【０２６９】
そして、ステップＳ３１３において、領域サイズ制限部３２３は、領域サイズ制限情報を可逆符号化部１０６に供給して符号化させ、ビットストリームに含めて復号側に伝送させる。
【０２７０】
ステップＳ３０１は、ステップＳ１３１と同様に実行される。ステップＳ３０３は、ステップＳ１３２と同様に実行される。ステップＳ３０７乃至ステップＳ３１２の各処理は、ステップＳ１３６乃至ステップＳ１４１の各処理と同様に実行される。
【０２７１】
ステップＳ３１３の処理が終了すると領域サイズ制限部３２３は、処理を図１１に戻す。
【０２７２】
なお、以上は、制限情報において指定される領域サイズ以下の領域に対して重み付けOFFのモードで動き予測・補償を行う場合の処理の流れを説明したものである。制限情報において指定される領域サイズ以下の領域に対して重み付けONのモードで動き予測・補償を行う場合、ステップＳ３０３の処理を領域サイズ制限内の各インター予測モードで行うようにし、ステップＳ３０４の処理を全てのインター予測モードで行うようにすればよい。
【０２７３】
以上のように処理を行うことにより、画像符号化装置１００は、重み付け予測の制御処理の負荷を任意に低減させることができる。
【０２７４】
＜４．第４の実施の形態＞
［画像復号装置］
次に、第３の実施の形態の画像符号化装置１００に対応する画像復号装置について説明する。図２０は、その場合の画像復号装置２００が有する動き予測・補償部の主な構成例を示すブロック図である。
【０２７５】
図２０に示されるように、この場合の画像復号装置２００は、動き予測・補償部２１２の代わりに、動き予測・補償部４１２を有する。
【０２７６】
動き予測・補償部４１２は、図２０に示されるように、基本的に動き予測・補償部２１２と同様の構成を有するが、さらに領域サイズ制限情報バッファ４５１を有する。また、動き予測・補償部４１２は、制御部２５８の代わりに制御部４５８を有する。この領域サイズ制限情報バッファ４５１は、可逆復号部２０２においてビットストリームから抽出された領域サイズ制限情報、すなわち、画像符号化装置１００から伝送された、第３の実施の形態において説明した領域サイズ制限情報を取得し、記憶する。領域サイズ制限情報バッファ４５１は、その領域サイズ制限情報を、所定のタイミング、若しくは、外部からの要求に基づいて制御部４５８に供給する。
【０２７７】
制御部４５８は、その領域サイズ制限情報に従って、最適重みモード情報を解析し、重みモードを判定する。すなわち、制御部４５８は、領域サイズ制限情報に指定される領域サイズより大きな領域についてのみ、最適重みモード情報を参照して重みモードを決定し、領域サイズ制限情報に指定される領域サイズ以下の小さな領域については、最適重みモード情報を参照せずに、所定の重みモードに設定する。
【０２７８】
このようにすることにより、動き補償部２５９は、動き補償部１５４と同様に動き補償を行うことができる。これにより、画像復号装置２００は、重み付け予測の制御処理の負荷を低減させることができる。
【０２７９】
［インター動き予測処理の流れ］
図２１のフローチャートを参照して、その場合のインター動き予測処理の流れの例を説明する。この場合も、図１７を参照して説明した第２の実施の形態の場合と基本的に同様に各処理が行われる。
【０２８０】
ただし、この場合、ステップＳ４０１において、領域サイズ制限情報バッファ４５１が、領域サイズ制限情報を取得し、記憶する。制御部２５９は、領域サイズ制限情報バッファ４５１から、その領域サイズ制限情報を取得する。
【０２８１】
ステップＳ４０２乃至ステップＳ４０８の各処理は、ステップＳ２５１乃至ステップＳ２５７の各処理と同様に実行される。
【０２８２】
ステップＳ４０９において、制御部４５８は、処理対象の領域のサイズが領域サイズ制限内であるか否かを判定し、制限内であると判定された場合、処理をステップＳ４１０に進める。ステップＳ４１０およびステップＳ４１１の各処理は、ステップＳ２５８およびステップＳ２５９と同様に実行される。ステップＳ４１１の処理が終了すると、制御部４５８は、処理をステップＳ４１３に進める。
【０２８３】
また、ステップＳ４０９において、処理対象の領域のサイズが領域サイズ制限内でないと判定された場合、制御部４５８は、処理をステップＳ４１２に進め、動き補償のおみモードを重み予測無しのモードに決定する。ステップＳ４１２の処理が終了すると、制御部４５８は、処理をステップＳ４１３に進める。
【０２８４】
ステップＳ４１３乃至ステップＳ４１６の各処理は、ステップＳ２６０乃至ステップＳ２６３の各処理と同様に実行される。
【０２８５】
ステップＳ４１６の処理が終了すると動き情報バッファ２５３は、処理を図１６に戻す。
【０２８６】
なお、以上は、制限情報において指定される領域サイズ以下の領域に対して重み付けOFFのモードで動き予測・補償を行う場合の処理の流れを説明したものである。制限情報において指定される領域サイズ以下の領域に対して重み付けONのモードで動き予測・補償を行う場合、ステップＳ４１２において、制御部４５８が、動き補償の重みモードを重み予測有りのモードに決定すればよい。
【０２８７】
以上のように処理を行うことにより、画像復号装置２００は、重み付け予測の制御処理の負荷を低減させることができる。
【０２８８】
＜５．第５の実施の形態＞
［画像符号化装置］
なお、以上において、動き予測・補償処理の手順について一例を示したが、上述した以外の手順であってもよい。
【０２８９】
例えば、全てのインター予測モードについて、全ての重みモードでコスト関数値を生成し、その中から最適なインター予測モードと重みモードの組み合わせを求めるようにしてもよい。
【０２９０】
図２２は、その場合の画像符号化装置１００の一部の構成例を示すブロック図である。図２２に示されるように、この場合の画像符号化装置１００は、動き予測・補償部１１５の代わりに動き予測・補償部５１５を有する。また、この場合の画像符号化装置１００は、重み付け予測部１２１の代わりに重み付け予測部５２１を有する。なお、重みモード判定部１２２は省略される。
【０２９１】
動き予測・補償部５１５は、動き予測・補償部１１５と基本的に同様の構成を有するが、コスト関数値生成部１５２の代わりにコスト関数値生成部５５２を有し、モード判定部１５３の代わりにモード判定部５５３を有する。
【０２９２】
重み付け予測部５２１は、重み付け予測部１２１と基本的に同様の構成を有するが、重み付け動き補償部１６２の代わりに、重み付け動き補償部５６２を有する。
【０２９３】
重み付け動き補償部５６２は、全てのインター予測モードについて、全ての重みモードで差分画像を生成する。重み付け動き補償部５６２は、全てのインター予測モード、かつ、全ての重みモードについて、差分画像画素値を、重み係数とともにコスト関数値生成部５５２に供給する。
【０２９４】
コスト関数値生成部５５２は、全てのインター予測モード、かつ、全ての重みモードについて、差分画像画素値を用いてコスト関数値を算出する。また、コスト関数値生成部５５２は、全てのインター予測モード、かつ、全ての重みモードについて、コスト関数値生成部１５２の場合と同様に、周辺動き情報と当該領域の動き情報との差分動き情報を生成する。
【０２９５】
コスト関数値生成部５５２は、全てのインター予測モード、かつ、全ての重みモードについて、差分動き情報およびコスト関数値を、重み係数とともにモード判定部５５３に供給する。
【０２９６】
モード判定部５５３は、供給された全てのインター予測モード、かつ、全ての重みモードのコスト関数値を用いて、最適なインター予測モードと、最適な重みモードを決定する。
【０２９７】
それ以外の処理は、動き予測・補償部１１５の場合と同様である。
【０２９８】
このようにすることにより、画像符号化装置１００は、最適なインター予測モードおよび最適な重みモードをより正確に求めることができ、符号化効率をより向上させることができる。
【０２９９】
［インター動き予測処理の流れ］
この場合のインター動き予測処理の流れの例を図２３のフローチャートを参照して説明する。
【０３００】
この場合も、インター動き予測処理は、基本的に図１２のフローチャートを参照して説明した第１の実施の形態の場合と同様に実行される。
【０３０１】
つまり、ステップＳ５０１乃至ステップＳ５０４の各処理は、ステップＳ１３１乃至ステップＳ１３４の各処理と同様に実行される。ただし、ステップＳ１３５の処理は省略される。
【０３０２】
ステップＳ５０５において、コスト関数生成部５５２は、各インター予測モードで、各重みモードのコスト関数値を算出する。ステップＳ５０６において、モード判定部５０３は、最適な重みモードおよび最適なインター予測モードを判定する。
【０３０３】
ステップＳ５０７乃至ステップＳ５１０の各処理は、図１２のステップＳ１３８乃至ステップＳ１４１の各処理と同様に実行される。
【０３０４】
以上のように処理を行うことにより、画像符号化装置１００は、最適なインター予測モードおよび最適な重みモードをより正確に求めることができ、符号化効率をより向上させることができる。
【０３０５】
＜６．第６の実施の形態＞
［画像符号化装置］
また、例えば、所定の重みモードで最適なインター予測モードが判定された後、そのインター予測モードについて最適な重みモードが決定されるようにしてもよい。
【０３０６】
図２４は、その場合の画像符号化装置１００の一部の構成例を示すブロック図である。図２４に示されるように、この場合の画像符号化装置１００は、動き予測・補償部１１５の代わりに動き予測・補償部６１５を有する。また、この場合の画像符号化装置１００は、重み付け予測部１２１の代わりに重み付け予測部６２１を有する。さらに、この場合の画像符号化装置１００は、重みモード判定部１２２の代わりに、重みモード判定部６２２を有する。
【０３０７】
動き予測・補償部６１５は、動き予測・補償部１１５と基本的に同様の構成を有するが、動き探索部１５１の代わりに動き探索部６５１を有し、コスト関数値生成部１５２の代わりにコスト関数値生成部６５２を有し、モード判定部１５３の代わりにモード判定部６５３を有する。
【０３０８】
重み付け予測部６２１は、重み付け予測部１２１と基本的に同様の構成を有するが、重み付け動き補償部１６２の代わりに、重み付け動き補償部６６２を有し、さらに、コスト関数値生成部６６３を有する。
【０３０９】
動き探索部６５１は、全てのインター予測モードについて、重み付けOFFの動き探索を行い、重み付けOFFの差分画像画素値と動き情報をコスト関数値６５２に供給する。
【０３１０】
コスト関数値生成部６５２は、全てのインター予測モードについて、重み付けOFFの重みモードのコスト関数値を算出するとともに、周辺動き情報と当該領域の動き情報の差分動き情報を生成し、差分動き情報とともにモード判定部６５３に供給する。
【０３１１】
モード判定部６５３は、そのコスト関数値に基づいて最適なインター予測モードを判定し、最適モード情報を重み付け予測部６２１の重み付け動き補償部６６２に供給する。また、モード判定部６５３は、最適モード情報を重みモード判定部６２２に供給する。モード判定部６５３は、また、最適なインター予測モードについて、差分動き情報と、重み付けOFFの重みモードのコスト関数値も重みモード判定部６２２に供給する。
【０３１２】
重み付け予測部６２１の重み付け動き補償部６６２は、最適なインター予測モードについて、重み付けONのモードで動き補償を行い、予測画像と入力画像の差分画像を生成する。重み付け動き補償部６６２は、最適なインター予測モードの重み付けONのモードの差分画像画素値と重み係数とをコスト関数値生成部６６３に供給する。
【０３１３】
コスト関数値生成部６６３は、その差分画像画素値についてコスト関数値を生成し、重み係数とともに重みモード判定部６２２に供給する。
【０３１４】
重みモード判定部６２２は、モード判定部６５３とコスト関数値生成部６６３から供給された各コスト関数値を比較し、最適な重みモードを決定する。
【０３１５】
重みモード判定部６６３は、差分動き情報、最適モード情報、最適重みモード情報、および重み係数を動き補償部１５４に供給する。
【０３１６】
それ以外の処理は、動き予測・補償部１１５の場合と同様である。
【０３１７】
このようにすることにより、画像符号化装置１００は、最適なモードを選択するための処理をより容易に行うことができ、負荷を低減させることができる。
【０３１８】
［インター動き予測処理の流れ］
この場合のインター動き予測処理の流れの例を図２５のフローチャートを参照して説明する。
【０３１９】
この場合も、インター動き予測処理は、基本的に図１２のフローチャートを参照して説明した第１の実施の形態の場合と同様に実行される。
【０３２０】
つまり、ステップＳ６０１およびステップＳ６０２の各処理は、ステップＳ１３１およびステップＳ１３２の各処理と同様に実行される。
【０３２１】
ステップＳ６０３において、動き探索部６５１は、全てのインター予測モードで重み無しのモードの差分画像を生成する。ステップＳ６０４において、コスト関数値生成部６５２は、全てのインター予測モードで重み無しのモードのコスト関数値を算出する。
【０３２２】
ステップＳ６０５において、モード判定部６５３は、重み無しのモードで、最適なインター予測モードを判定する。
【０３２３】
ステップＳ６０６において、重み付け動き補償部６６２は、最適なインター予測モードで重み係数を用いて動き補償を行い、重み有りのモードの予測画像を生成する。ステップＳ６０７において、重み付け動き補償部６６２は、最適なインター予測モードで重み有りのモードの差分画像を生成する。ステップＳ６０８において、コスト関数値生成部６６３は、最適なインター予測モードでコスト関数値を算出する。ステップＳ６０９において、重みモード判定部６２２は、最適なインター予測モードで最適な重みモードを判定する。
【０３２４】
ステップＳ６１０乃至ステップＳ６１３の各処理は、ステップＳ１３８乃至ステップＳ１４１の各処理と同様に実行される。
【０３２５】
以上のように処理を行うことにより、符号化装置１００は、最適なモードを選択するための処理をより容易に行うことができ、負荷を低減させることができる。
【０３２６】
なお、本技術は、例えば、MPEG、H．26x等の様に、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償によって圧縮された画像情報（ビットストリーム）を、衛星放送、ケーブルテレビジョン、インターネット、または携帯電話機などのネットワークメディアを介して受信する際に用いられる画像符号化装置および画像復号装置に適用することができる。また、本技術は、光、磁気ディスク、およびフラッシュメモリのような記憶メディア上で処理する際に用いられる画像符号化装置および画像復号装置に適用することができる。さらに、本技術は、それらの画像符号化装置および画像復号装置などに含まれるイントラ予測装置にも適用することができる。
【０３２７】
＜７．第７の実施の形態＞
［パーソナルコンピュータ］
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
【０３２８】
図２６において、パーソナルコンピュータ７００のCPU（Central Processing Unit）７０１は、ROM（Read Only Memory）７０２に記憶されているプログラム、または記憶部７１３からRAM（Random Access Memory）７０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM７０３にはまた、CPU７０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
【０３２９】
CPU７０１、ROM７０２、およびRAM７０３は、バス７０４を介して相互に接続されている。このバス７０４にはまた、入出力インタフェース７１０も接続されている。
【０３３０】
入出力インタフェース７１０には、キーボード、マウスなどよりなる入力部７１１、CRT（Cathode Ray Tube）やLCD（Liquid Crystal Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカなどよりなる出力部７１２、ハードディスクなどより構成される記憶部７１３、モデムなどより構成される通信部７１４が接続されている。通信部７１４は、インターネットを含むネットワークを介しての通信処理を行う。
【０３３１】
入出力インタフェース７１０にはまた、必要に応じてドライブ７１５が接続され、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア７２１が適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて記憶部７１３にインストールされる。
【０３３２】
上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
【０３３３】
この記録媒体は、例えば、図２６に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disc - Read Only Memory）,DVD（Digital Versatile Disc）を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini Disc）を含む）、若しくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア７２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM７０２や、記憶部７１３に含まれるハードディスクなどで構成される。
【０３３４】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
【０３３５】
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
【０３３６】
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
【０３３７】
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本技術は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【０３３８】
上述した実施形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置は、衛星放送、ケーブルＴＶなどの有線放送、インターネット上での配信、及びセルラー通信による端末への配信などにおける送信機若しくは受信機、光ディスク、磁気ディスク及びフラッシュメモリなどの媒体に画像を記録する記録装置、又は、これら記憶媒体から画像を再生する再生装置などの様々な電子機器に応用され得る。以下、４つの応用例について説明する。
【０３３９】
＜８．第８の実施の形態＞
［第１の応用例：テレビジョン受像機］
図２７は、上述した実施形態を適用したテレビジョン装置の概略的な構成の一例を示している。テレビジョン装置９００は、アンテナ９０１、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、表示部９０６、音声信号処理部９０７、スピーカ９０８、外部インタフェース９０９、制御部９１０、ユーザインタフェース９１１、及びバス９１２を備える。
【０３４０】
チューナ９０２は、アンテナ９０１を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９０２は、復調により得られた符号化ビットストリームをデマルチプレクサ９０３へ出力する。即ち、チューナ９０２は、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送手段としての役割を有する。
【０３４１】
デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームから視聴対象の番組の映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、分離した各ストリームをデコーダ９０４へ出力する。また、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームからEPG（Electronic Program Guide）などの補助的なデータを抽出し、抽出したデータを制御部９１０に供給する。なお、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームがスクランブルされている場合には、デスクランブルを行ってもよい。
【０３４２】
デコーダ９０４は、デマルチプレクサ９０３から入力される映像ストリーム及び音声ストリームを復号する。そして、デコーダ９０４は、復号処理により生成される映像データを映像信号処理部９０５へ出力する。また、デコーダ９０４は、復号処理により生成される音声データを音声信号処理部９０７へ出力する。
【０３４３】
映像信号処理部９０５は、デコーダ９０４から入力される映像データを再生し、表示部９０６に映像を表示させる。また、映像信号処理部９０５は、ネットワークを介して供給されるアプリケーション画面を表示部９０６に表示させてもよい。また、映像信号処理部９０５は、映像データについて、設定に応じて、例えばノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。さらに、映像信号処理部９０５は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUI（Graphical User Interface）の画像を生成し、生成した画像を出力画像に重畳してもよい。
【０３４４】
表示部９０６は、映像信号処理部９０５から供給される駆動信号により駆動され、表示デバイス（例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ又はOELD（Organic ElectroLuminescence Display）（有機ELディスプレイ）など）の映像面上に映像又は画像を表示する。
【０３４５】
音声信号処理部９０７は、デコーダ９０４から入力される音声データについてD/A変換及び増幅などの再生処理を行い、スピーカ９０８から音声を出力させる。また、音声信号処理部９０７は、音声データについてノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。
【０３４６】
外部インタフェース９０９は、テレビジョン装置９００と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。例えば、外部インタフェース９０９を介して受信される映像ストリーム又は音声ストリームが、デコーダ９０４により復号されてもよい。即ち、外部インタフェース９０９もまた、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送手段としての役割を有する。
【０３４７】
制御部９１０は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、プログラムデータ、EPGデータ、及びネットワークを介して取得されるデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、テレビジョン装置９００の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９１１から入力される操作信号に応じて、テレビジョン装置９００の動作を制御する。
【０３４８】
ユーザインタフェース９１１は、制御部９１０と接続される。ユーザインタフェース９１１は、例えば、ユーザがテレビジョン装置９００を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９１１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９１０へ出力する。
【０３４９】
バス９１２は、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、音声信号処理部９０７、外部インタフェース９０９及び制御部９１０を相互に接続する。
【０３５０】
このように構成されたテレビジョン装置９００において、デコーダ９０４は、上述した実施形態に係る画像復号装置の機能を有する。それにより、テレビジョン装置９００での画像の復号に際して、重み付け予測の制御をより小さい単位で行うことによって予測精度を向上させることにより、符号化効率の向上を実現させることができる。
【０３５１】
＜９．第９の実施の形態＞
［第２の応用例：携帯電話機］
図２８は、上述した実施形態を適用した携帯電話機の概略的な構成の一例を示している。携帯電話機９２０は、アンテナ９２１、通信部９２２、音声コーデック９２３、スピーカ９２４、マイクロホン９２５、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、制御部９３１、操作部９３２、及びバス９３３を備える。
【０３５２】
アンテナ９２１は、通信部９２２に接続される。スピーカ９２４及びマイクロホン９２５は、音声コーデック９２３に接続される。操作部９３２は、制御部９３１に接続される。バス９３３は、通信部９２２、音声コーデック９２３、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、及び制御部９３１を相互に接続する。
【０３５３】
携帯電話機９２０は、音声通話モード、データ通信モード、撮影モード及びテレビ電話モードを含む様々な動作モードで、音声信号の送受信、電子メール又は画像データの送受信、画像の撮像、及びデータの記録などの動作を行う。
【０３５４】
音声通話モードにおいて、マイクロホン９２５により生成されるアナログ音声信号は、音声コーデック９２３に供給される。音声コーデック９２３は、アナログ音声信号を音声データへ変換し、変換された音声データをA/D変換し圧縮する。そして、音声コーデック９２３は、圧縮後の音声データを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、音声データを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号を、アンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して音声データを生成し、生成した音声データを音声コーデック９２３へ出力する。音声コーデック９２３は、音声データを伸張し及びD/A変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
【０３５５】
また、データ通信モードにおいて、例えば、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザによる操作に応じて、電子メールを構成する文字データを生成する。また、制御部９３１は、文字を表示部９３０に表示させる。また、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザからの送信指示に応じて電子メールデータを生成し、生成した電子メールデータを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、電子メールデータを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号を、アンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して電子メールデータを復元し、復元した電子メールデータを制御部９３１へ出力する。制御部９３１は、表示部９３０に電子メールの内容を表示させると共に、電子メールデータを記録再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
【０３５６】
記録再生部９２９は、読み書き可能な任意の記憶媒体を有する。例えば、記憶媒体は、ＲＡＭ又はフラッシュメモリなどの内蔵型の記憶媒体であってもよく、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USB（Unallocated Space Bitmap）メモリ、又はメモリカードなどの外部装着型の記憶媒体であってもよい。
【０３５７】
また、撮影モードにおいて、例えば、カメラ部９２６は、被写体を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを画像処理部９２７へ出力する。画像処理部９２７は、カメラ部９２６から入力される画像データを符号化し、符号化ストリームを記憶再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
【０３５８】
また、テレビ電話モードにおいて、例えば、多重分離部９２８は、画像処理部９２７により符号化された映像ストリームと、音声コーデック９２３から入力される音声ストリームとを多重化し、多重化したストリームを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、ストリームを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号を、アンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。これら送信信号及び受信信号には、符号化ビットストリームが含まれ得る。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号してストリームを復元し、復元したストリームを多重分離部９２８へ出力する。多重分離部９２８は、入力されるストリームから映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、映像ストリームを画像処理部９２７、音声ストリームを音声コーデック９２３へ出力する。画像処理部９２７は、映像ストリームを復号し、映像データを生成する。映像データは、表示部９３０に供給され、表示部９３０により一連の画像が表示される。音声コーデック９２３は、音声ストリームを伸張し及びD/A変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
【０３５９】
このように構成された携帯電話機９２０において、画像処理部９２７は、上述した実施形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置の機能を有する。それにより、携帯電話機９２０での画像の符号化及び復号に際して、重み付け予測の制御をより小さい単位で行うことによって予測精度を向上させることにより、符号化効率を向上させることができる。
【０３６０】
＜１０．第１０の実施の形態＞
［第３の応用例：記録再生装置］
図２９は、上述した実施形態を適用した記録再生装置の概略的な構成の一例を示している。記録再生装置９４０は、例えば、受信した放送番組の音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録する。また、記録再生装置９４０は、例えば、他の装置から取得される音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録してもよい。また、記録再生装置９４０は、例えば、ユーザの指示に応じて、記録媒体に記録されているデータをモニタ及びスピーカ上で再生する。このとき、記録再生装置９４０は、音声データ及び映像データを復号する。
【０３６１】
記録再生装置９４０は、チューナ９４１、外部インタフェース９４２、エンコーダ９４３、HDD（Hard Disk Drive）９４４、ディスクドライブ９４５、セレクタ９４６、デコーダ９４７、OSD（On-Screen Display）９４８、制御部９４９、及びユーザインタフェース９５０を備える。
【０３６２】
チューナ９４１は、アンテナ（図示せず）を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９４１は、復調により得られた符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。即ち、チューナ９４１は、記録再生装置９４０における伝送手段としての役割を有する。
【０３６３】
外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。外部インタフェース９４２は、例えば、IEEE1394インタフェース、ネットワークインタフェース、USBインタフェース、又はフラッシュメモリインタフェースなどであってよい。例えば、外部インタフェース９４２を介して受信される映像データ及び音声データは、エンコーダ９４３へ入力される。即ち、外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０における伝送手段としての役割を有する。
【０３６４】
エンコーダ９４３は、外部インタフェース９４２から入力される映像データ及び音声データが符号化されていない場合に、映像データ及び音声データを符号化する。そして、エンコーダ９４３は、符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。
【０３６５】
HDD９４４は、映像及び音声などのコンテンツデータが圧縮された符号化ビットストリーム、各種プログラム及びその他のデータを内部のハードディスクに記録する。また、HDD９４４は、映像及び音声の再生時に、これらデータをハードディスクから読み出す。
【０３６６】
ディスクドライブ９４５は、装着されている記録媒体へのデータの記録及び読み出しを行う。ディスクドライブ９４５に装着される記録媒体は、例えばDVDディスク（DVD-Video、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等）又はBlu-ray（登録商標）ディスクなどであってよい。
【０３６７】
セレクタ９４６は、映像及び音声の記録時には、チューナ９４１又はエンコーダ９４３から入力される符号化ビットストリームを選択し、選択した符号化ビットストリームをHDD９４４又はディスクドライブ９４５へ出力する。また、セレクタ９４６は、映像及び音声の再生時には、HDD９４４又はディスクドライブ９４５から入力される符号化ビットストリームをデコーダ９４７へ出力する。
【０３６８】
デコーダ９４７は、符号化ビットストリームを復号し、映像データ及び音声データを生成する。そして、デコーダ９４７は、生成した映像データをOSD９４８へ出力する。また、デコーダ９０４は、生成した音声データを外部のスピーカへ出力する。
【０３６９】
OSD９４８は、デコーダ９４７から入力される映像データを再生し、映像を表示する。また、OSD９４８は、表示する映像に、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUIの画像を重畳してもよい。
【０３７０】
制御部９４９は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、記録再生装置９４０の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９５０から入力される操作信号に応じて、記録再生装置９４０の動作を制御する。
【０３７１】
ユーザインタフェース９５０は、制御部９４９と接続される。ユーザインタフェース９５０は、例えば、ユーザが記録再生装置９４０を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９５０は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９４９へ出力する。
【０３７２】
このように構成された記録再生装置９４０において、エンコーダ９４３は、上述した実施形態に係る画像符号化装置の機能を有する。また、デコーダ９４７は、上述した実施形態に係る画像復号装置の機能を有する。それにより、記録再生装置９４０での画像の符号化及び復号に際して、重み付け予測の制御をより小さい単位で行うことによって予測精度を向上させることにより、符号化効率を向上させることができる。
【０３７３】
＜１１．第１１の実施の形態＞
［第４の応用例：撮像装置］
図３０は、上述した実施形態を適用した撮像装置の概略的な構成の一例を示している。撮像装置９６０は、被写体を撮像して画像を生成し、画像データを符号化して記録媒体に記録する。
【０３７４】
撮像装置９６０は、光学ブロック９６１、撮像部９６２、信号処理部９６３、画像処理部９６４、表示部９６５、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、OSD９６９、制御部９７０、ユーザインタフェース９７１、及びバス９７２を備える。
【０３７５】
光学ブロック９６１は、撮像部９６２に接続される。撮像部９６２は、信号処理部９６３に接続される。表示部９６５は、画像処理部９６４に接続される。ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０に接続される。バス９７２は、画像処理部９６４、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、OSD９６９、及び制御部９７０を相互に接続する。
【０３７６】
光学ブロック９６１は、フォーカスレンズ及び絞り機構などを有する。光学ブロック９６１は、被写体の光学像を撮像部９６２の撮像面に結像させる。撮像部９６２は、CCD（Charge Coupled Device）又はCMOS（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサを有し、撮像面に結像した光学像を光電変換によって電気信号としての画像信号に変換する。そして、撮像部９６２は、画像信号を信号処理部９６３へ出力する。
【０３７７】
信号処理部９６３は、撮像部９６２から入力される画像信号に対してニー補正、ガンマ補正、色補正などの種々のカメラ信号処理を行う。信号処理部９６３は、カメラ信号処理後の画像データを画像処理部９６４へ出力する。
【０３７８】
画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを符号化し、符号化データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した符号化データを外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８へ出力する。また、画像処理部９６４は、外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８から入力される符号化データを復号し、画像データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した画像データを表示部９６５へ出力する。また、画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを表示部９６５へ出力して画像を表示させてもよい。また、画像処理部９６４は、OSD９６９から取得される表示用データを、表示部９６５へ出力する画像に重畳してもよい。
【０３７９】
OSD９６９は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUIの画像を生成して、生成した画像を画像処理部９６４へ出力する。
【０３８０】
外部インタフェース９６６は、例えばUSB入出力端子として構成される。外部インタフェース９６６は、例えば、画像の印刷時に、撮像装置９６０とプリンタとを接続する。また、外部インタフェース９６６には、必要に応じてドライブが接続される。ドライブには、例えば、磁気ディスク又は光ディスクなどのリムーバブルメディアが装着され、リムーバブルメディアから読み出されるプログラムが、撮像装置９６０にインストールされ得る。さらに、外部インタフェース９６６は、LAN又はインターネットなどのネットワークに接続されるネットワークインタフェースとして構成されてもよい。即ち、外部インタフェース９６６は、撮像装置９６０における伝送手段としての役割を有する。
【０３８１】
メディアドライブ９６８に装着される記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、又は半導体メモリなどの、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアであってよい。また、メディアドライブ９６８に記録媒体が固定的に装着され、例えば、内蔵型ハードディスクドライブ又はSSD（Solid State Drive）のような非可搬性の記憶部が構成されてもよい。
【０３８２】
制御部９７０は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、撮像装置９６０の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９７１から入力される操作信号に応じて、撮像装置９６０の動作を制御する。
【０３８３】
ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０と接続される。ユーザインタフェース９７１は、例えば、ユーザが撮像装置９６０を操作するためのボタン及びスイッチなどを有する。ユーザインタフェース９７１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９７０へ出力する。
【０３８４】
このように構成された撮像装置９６０において、画像処理部９６４は、上述した実施形態に係る画像符号化装置及び画像復号装置の機能を有する。それにより、撮像装置９６０での画像の符号化及び復号に際して、重み付け予測の制御をより小さい単位で行うことによって予測精度を向上させることにより、符号化効率を向上させることができる。
【０３８５】
なお、本明細書では、差分動き情報や重み係数などの様々な情報が、ビットストリームのヘッダに多重化されて、符号化側から復号側へ伝送される例について説明した。しかしながら、これら情報を伝送する手法はかかる例に限定されない。例えば、これら情報は、ビットストリームに多重化されることなく、ビットストリームと関連付けられた別個のデータとして伝送され又は記録されてもよい。ここで、「関連付ける」という用語は、ビットストリームに含まれる画像（スライス若しくはブロックなど、画像の一部であってもよい）と当該画像に対応する情報とを復号時にリンクさせ得るようにすることを意味する。即ち、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の伝送路上で伝送されてもよい。また、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の記録媒体（又は同一の記録媒体の別の記録エリア）に記録されてもよい。さらに、情報と画像（又はビットストリーム）とは、例えば、複数フレーム、１フレーム、又はフレーム内の一部分などの任意の単位で互いに関連付けられてよい。
【０３８６】
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本開示の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
【０３８７】
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）  画像を符号化のインター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードを、所定の領域毎に判定する重みモード判定部と、
前記重みモード判定部により判定された重みモードを示す重みモード情報を、前記領域毎に生成する重みモード情報生成部と、
前記重みモード情報生成部により生成された前記重みモード情報を符号化する符号化部と
を備える画像処理装置。
（２）  前記重みモードは、前記重み係数を用いて前記インター動き予測補償処理を行う重み付け有りのモードと、前記重み係数を用いずに前記インター動き予測補償処理を行う重み付け無しのモードとを含む
前記（１）に記載の画像処理装置。
（３）  前記重みモードは、前記重み係数を用いて、重み係数を伝送するExplicitモードで前記インター動き予測補償処理を行うモードと、前記重み係数を用いて、重み係数を伝送しないInplicitモードで前記インター動き予測補償処理を行うモードとを含む
前記（１）または（２）に記載の画像処理装置。
（４）  前記重みモードは、互いに異なる重み係数を用いて前記インター動き予測補償処理を行う、複数の重み付け有りのモードを含む
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（５）  前記重みモード情報生成部は、前記重みモード情報の代わりに、前記重みモードと、前記インター動き予測補償処理のモードを示すインター予測モードとの組み合わせを示すモード情報を生成する
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の画像処理装置。
（６）  前記重みモード情報生成部が前記重みモード情報を生成する前記領域のサイズを制限する制限部をさらに備える
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（７）  前記領域は、前記インター動き予測補償処理の処理単位の領域である
前記（１）乃至（６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（８）  前記領域は、Largest Coding Unit、Coding Unit、若しくは、Prediction Unitである
前記（１）乃至（７）のいずれかに記載の画像処理装置。
（９）  前記符号化部は、前記重みモード情報をCABACで符号化する
前記（１）乃至（８）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１０）  画像処理装置の画像処理方法であって、
重みモード判定部が、画像を符号化のインター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードを、所定の領域毎に判定し、
重みモード情報生成部が、判定された重みモードを示す重みモード情報を、前記領域毎に生成し、
符号化部が、生成された前記重みモード情報を符号化する
画像処理方法。
（１１）  画像の符号化において、インター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードが、所定の領域毎に判定され、前記重みモードを示す重みモード情報が前記領域毎に生成され、前記画像とともに符号化されたビットストリームを復号し、前記ビットストリームに含まれる、前記重みモード情報を抽出する復号部と、
前記復号部により復号されて抽出された前記重みモード情報に示される重みモードで、動き補償処理を行い、予測画像を生成する動き補償部と
を備える画像処理装置。
（１２）  前記重みモードは、前記重み係数を用いて前記動き補償処理を行う重み付け有りのモードと、前記重み係数を用いずに前記動き補償処理を行う重み付け無しのモードとを含む
前記（１１）に記載の画像処理装置。
（１３）  前記重みモードは、前記重み係数を用いて、重み係数が伝送されるExplicitモードで前記動き補償処理を行うモードと、前記重み係数を用いて、重み係数が伝送されないInplicitモードで前記動き補償処理を行うモードとを含む
前記（１１）または（１２）に記載の画像処理装置。
（１４）  前記重みモードは、互いに異なる重み係数を用いて前記動き補償処理を行う、複数の重み付け有りのモードを含む
前記（１１）乃至（１３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１５）  重み係数が伝送されないInplicitモードの場合、重み係数を算出する重み係数算出部をさらに備える
前記（１１）乃至（１４）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１６）  重みモード情報が存在する前記領域のサイズを制限する制限情報を取得する制限情報取得部をさらに備える
前記（１１）乃至（１５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１７）  前記領域は、前記インター動き予測補償処理の処理単位の領域である
前記（１１）乃至（１６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１８）  前記領域は、Largest Coding Unit、Coding Unit、若しくは、Prediction Unitである
前記（１１）乃至（１７）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１９）  前記重みモード情報を含むビットストリームはCABACで符号化されており、前記復号部は、前記ビットストリームをCABACで復号する
前記（１１）乃至（１８）のいずれかに記載の画像処理装置。
（２０）  画像処理装置の画像処理方法であって、
復号部が、画像の符号化において、インター動き予測補償処理を重み係数で重み付けしながら行う重み付け予測のモードである重みモードが、所定の領域毎に判定され、前記重みモードを示す重みモード情報が前記領域毎に生成され、前記画像とともに符号化されたビットストリームを復号し、前記ビットストリームに含まれる、前記重みモード情報を抽出し、
動き補償部が、復号されて抽出された前記重みモード情報に示される重みモードで、動き補償処理を行い、予測画像を生成する
画像処理方法。
【符号の説明】
【０３８８】
１００  画像符号化装置，  １１５  動き予測・補償部，  １２１  重み付け予測部，  １２２  重みモード判定部，  １６１  重み係数決定部，  １６２  重み付け動き補償部，  ２００  画像復号装置，  ２１２  動き予測・補償部，  ２５７  重みモード情報バッファ，  ２５８  制御部，  ３２１  重み付け予測部，  ３２３  領域サイズ制限部，  ３６１  重み係数決定部，  ３６２  重み付け動き補償部，  ４１２  動き予測・補償部，  ４５１  領域サイズ制限情報バッファ，  ４５８  制御部，  ５１５  動き予測・補償部，  ５２１  重み付け予測部，  ５５２  コスト関数値生成部，  ５５３  モード判定部，  ５６２  重み付け動き補償部，  ６１５  動き予測・補償部，  ６２１  重み付け予測部，  ６２２  重みモード判定部，  ６５１  動き探索部，  ６５２  コスト関数値生成部，  ６５３  モード判定部，  ６６２  重み付け動き補償部，  ６６３  コスト関数値生成部
【図１】
2012244353.tif 000014
【図２】
2012244353.tif 000015
【図３】
2012244353.tif 000016
【図４】
2012244353.tif 000017
【図５】
2012244353.tif 000018
【図６】
2012244353.tif 000019
【図７】
2012244353.tif 000020
【図８】
2012244353.tif 000021
【図９】
2012244353.tif 000022
【図１０】
2012244353.tif 000023
【図１１】
2012244353.tif 000024
【図１２】
2012244353.tif 000025
【図１３】
2012244353.tif 000026
【図１４】
2012244353.tif 000027
【図１５】
2012244353.tif 000028
【図１６】
2012244353.tif 000029
【図１７】
2012244353.tif 000030
【図１８】
2012244353.tif 000031
【図１９】
2012244353.tif 000032
【図２０】
2012244353.tif 000033
【図２１】
2012244353.tif 000034
【図２２】
2012244353.tif 000035
【図２３】
2012244353.tif 000036
【図２４】
2012244353.tif 000037
【図２５】
2012244353.tif 000038
【図２６】
2012244353.tif 000039
【図２７】
2012244353.tif 000040
【図２８】
2012244353.tif 000041
【図２９】
2012244353.tif 000042
【図３０】
2012244353.tif 000043