JP7495909B2 - 画像復号装置、画像復号方法及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、画像復号装置、画像復号方法及びプログラムに関する。
非特許文献１では、ＧＰＭ（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｏｄｅ）が開示されている。
ＧＰＭは、矩形ブロックを斜めに２分割しそれぞれを動き補償する。具体的には、ＧＰＭにおいて、分割された２領域は、それぞれマージモードの動きベクトルにより動き補償され、重み付き平均により合成される。斜めの分割パターンとしては、角度と位置とによって６４パターンが用意されている。
ＩＴＵ-Ｔ Ｈ.２６６/ＶＶＣ ＪＶＥＴ-Ｕ０１００、「Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｍｅｔｈｏｄｓ ｂｅｙｏｎｄ ＶＶＣ」 ＪＶＥＴ-Ｗ００９７、「ＥＥ２-ｒｅｌａｔｅｄ Ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ ＥＥ２-３.３，ＥＥ２-３.４ ａｎｄ ＥＥ２-３.５」
しかしながら、非特許文献１で開示されているＧＰＭは、マージモードに限定されているため、符号化性能の改善余地があるという問題点があった。 そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ＧＰＭにおいてイントラ予測モードを追加する場合の予測情報及び予測情報の保存方法を規定することで、符号化性能を向上させることができる画像復号装置、画像復号方法及びプログラムを提供することを目的とする。
本発明の第１の特徴は、画像復号装置であって、幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備えることを要旨とする。
本発明の第２の特徴は、画像復号装置であって、幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、前記動き補償画素及び前記イントラ予測画素を所定の重み値で加重平均して新たな予測画素を合成するように構成されている合成部と、を備えることを要旨とする。
本発明の第３の特徴は、画像復号装置であって、幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、ブロック境界に対してデブロッキングフィルタを適用する際の境界強度値を判定してデブロッキングフィルタを適用するように構成されているインループフィルタ処理部と、を備えることを要旨とする。
本発明の第４の特徴は、画像復号方法であって、幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成する工程と、前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成する工程と、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力する工程と、を備えることを要旨とする。
本発明の第５の特徴は、コンピュータを、画像復号装置として機能させるプログラムであって、前記画像復号装置は、幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備えることを要旨とする。
本発明によれば、ＧＰＭにおいてイントラ予測モードを追加する場合の予測情報及び予測情報の保存方法を規定することで、符号化性能を向上させることができる画像復号装置、画像復号方法及びプログラムを提供することができる。
図１は、一実施形態に係る画像処理システム１の構成の一例を示す図である。 図２は、一実施形態に係る画像符号化装置１００の機能ブロックの一例を示す図である。 図３は、一実施形態に係る画像復号装置２００の機能ブロックの一例を示す図である。 図４は、非特許文献１に開示されている幾何学分割モードにより、矩形の復号対象ブロックが幾何学分割モードの分割線によって、幾何学形状の分割領域Ａと分割領域Ｂに２分割されるケースの一例を示す図である。 図５は、非特許文献１で開示されているマージ候補リストの構築方法を示す図である。 図６は、本実施形態に係るＧＰＭに対するイントラ予測モードの適用の一例を示す。 図７は、本実施形態に係るＧＰＭに対するイントラ予測モードの適用の一例を示す。 図８は、非特許文献１及び本実施形態に係るＧＰＭの各分割領域Ａ/Ｂの予測画素に対する重み係数ｗの値の一例を示す図である。 図９は、ＧＰＭの分割線の角度を規定するａｎｇｌｅＩｄｘの一例を示す図である。 図１０は、ｄｉｓＬｕｔの一例を示す図である。 図１１は、非特許文献１で開示されている被保存予測情報種別及び本実施形態に係る被保存予測情報種別が４×４画素サブブロックごとに特定される例を示す図である。 図１２は、ＧＰＭ適用ブロックを構成するサブブロックのｓＴｙｐｅの値に応じて保存される非特許文献１で開示されている動き情報及び本実施形態に係る予測情報の一覧を示す図である。 図１３は、図４のような異なる２つのインター予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。 図１４は、図６のようなイントラ予測とインター予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。 図１５は、図７のような異なる２つのイントラ予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。 図１６は、本実施形態に係る合成部２４３が予測情報バッファ２４４に保存される予測情報を用いて復号対象ブロックに隣接する隣接ブロックに幾何学分割モードが適用される場合の復号対象ブロックのインター・イントラ結合予測の重み値判定を制御する一例を示す図である。 図１７は、インループフィルタ処理部２５０が隣り合うブロック境界に適用するデブロッキングフィルタの一例を示す図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
＜第１実施形態＞
以下、図１～図１５を参照して、本発明の第１実施形態に係る画像処理システム１０について説明する。図１は、本実施形態に係る画像処理システム１０について示す図である。
（画像処理システム１０）
図１に示すように、本実施形態に係る画像処理システム１０は、画像符号化装置１００及び画像復号装置２００を有する。
画像符号化装置１００は、入力画像信号（ピクチャ）を符号化することによって符号化データを生成するように構成されている。画像復号装置２００は、符号化データを復号することによって出力画像信号を生成するように構成されている。
ここで、かかる符号化データは、画像符号化装置１００から画像復号装置２００に対して伝送路を介して送信されてもよい。また、符号化データは、記憶媒体に格納された上で、画像符号化装置１００から画像復号装置２００に提供されてもよい。
（画像符号化装置１００）
以下、図２を参照して、本実施形態に係る画像符号化装置１００について説明する。図２は、本実施形態に係る画像符号化装置１００の機能ブロックの一例について示す図である。
図２に示すように、画像符号化装置１００は、インター予測部１１１と、イントラ予測部１１２と、合成部１１３と、予測情報バッファ１１４と、減算器１２１と、加算器１２２と、変換・量子化部１３１と、逆変換・逆量子化部１３２と、符号化部１４０と、インループフィルタ処理部１５０と、フレームバッファ１６０とを有する。
インター予測部１１１は、インター予測（フレーム間予測）によってインター予測信号を生成するように構成されている。
具体的には、インター予測部１１１は、符号化対象フレーム（対象フレーム）とフレームバッファ１６０に格納される参照フレームとの比較によって、参照フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに対する動きベクトル（ＭＶ：Ｍｏｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）を決定するように構成されている。ここで、参照フレームは、対象フレームとは異なるフレームである。
また、インター予測部１１１は、参照ブロック及び動きベクトルに基づいて符号化対象ブロック（以下、対象ブロック）に含まれるインター予測信号を対象ブロック毎に生成するように構成されている。
また、インター予測部１１１は、インター予測信号を合成部１１３に出力するように構成されている。
また、インター予測部１１１は、図２には図示していないが、インター予測の制御に関する情報（具体的には、インター予測モードや動きベクトルや参照フレームリストや参照フレーム番号等の情報）を符号化部１４０に出力するように構成されている。
イントラ予測部１１２は、イントラ予測（フレーム内予測）によってイントラ予測信号を生成するように構成されている。
具体的には、イントラ予測部１１２は、対象フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに基づいてイントラ予測信号を対象ブロック毎に生成するように構成されている。ここで、参照ブロックは、対象ブロックについて参照されるブロックである。例えば、参照ブロックは、対象ブロックに隣接するブロックである。
また、イントラ予測部１１２は、イントラ予測信号を合成部１１３に出力するように構成されている。
また、イントラ予測部１１２は、図２には図示していないが、イントラ予測の制御に関する情報（具体的には、イントラ予測モード等の情報）を符号化部１４０に出力するように構成されている。
合成部１１３は、インター予測部１１１から入力されたインター予測信号又は/且つイントラ予測部１１２から入力されたイントラ予測信号を、予め設定された重み係数を用いて合成し、合成された予測信号（以下、まとめて予測信号と記載）を減算器１２１及び加算器１２２に出力するように構成されている。
予測情報バッファ１１４は、インター予測部１１１又はイントラ予測部１１２から入力される予測情報を保存する、或いは、保存された予測情報をインター予測部１１１又はイントラ予測部１１２又は合成部１１３又はインループフィルタ処理部１５０に出力するように構成されている。ここで、予測情報の詳細については後述する。
ここで、合成部１１３のインター予測信号又は/且つイントラ予測信号の合成処理に関しては、非特許文献１と同様の構成を本実施形態でも取ること可能であるため、説明は省略する。
減算器１２１は、入力画像信号から予測信号を減算し、予測残差信号を変換・量子化部１３１に出力するように構成されている。ここで、減算器１２１は、イントラ予測又はインター予測によって生成される予測信号と入力画像信号との差分である予測残差信号を生成するように構成されている。
加算器１２２は、逆変換・逆量子化部１３２から出力される予測残差信号に合成部１１３から出力される予測信号を加算してフィルタ処理前復号信号を生成し、かかるフィルタ処理前復号信号をイントラ予測部１１２及びインループフィルタ処理部１５０に出力するように構成されている。
ここで、フィルタ処理前復号信号は、イントラ予測部１１２で用いる参照ブロックを構成する。
変換・量子化部１３１は、予測残差信号の変換処理を行うとともに、係数レベル値を取得するように構成されている。さらに、変換・量子化部１３１は、係数レベル値の量子化を行うように構成されていてもよい。
ここで、変換処理は、予測残差信号を周波数成分信号に変換する処理である。かかる変換処理としては、離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、以下、ＤＣＴと記す）に対応する基底パタン（変換行列）が用いられてもよく、離散サイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、以下、ＤＳＴと記す）に対応する基底パタン（変換行列）が用いられてもよい。
また、変換処理としては、非特許文献１で開示されている複数の変換基底から予測残差信号の係数の偏りに適したものを水平・垂直方向毎に選択可能とするＭＴＳ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）や、１次変換後の変換係数をさらに低周波数領域に集中させることで符号化性能を改善するＬＦＮＳＴ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｃｎｙ Ｎｏｎ-Ｓｅｐａｒａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が用いられてもよい。
逆変換・逆量子化部１３２は、変換・量子化部１３１から出力される係数レベル値の逆変換処理を行うように構成されている。ここで、逆変換・逆量子化部１３２は、逆変換処理に先立って、係数レベル値の逆量子化を行うように構成されていてもよい。
ここで、逆変換処理及び逆量子化は、変換・量子化部１３１で行われる変換処理及び量子化とは逆の手順で行われる。
符号化部１４０は、変換・量子化部１３１から出力された係数レベル値を符号化し、符号化データを出力するように構成されている。
ここで、例えば、符号化は、係数レベル値の発生確率に基づいて異なる長さの符号を割り当てるエントロピー符号化である。
また、符号化部１４０は、係数レベル値に加えて、復号処理で用いる制御データを符号化するように構成されている。
ここで、制御データは、符号化ブロックサイズ、予測ブロックサイズ、変換ブロックサイズ等のブロックサイズに関する情報（フラグやインデックス）を含んでもよい。
また、制御データは、後述する画像復号装置２００における逆変換・逆量子化部２２０の逆変換・逆量子化処理やインター予測部２４１のインター予測信号生成処理やイントラ予測部２４２のイントラ予測信号生成処理や合成部２４３のインター予測信号又は/且つイントラ予測信号の合成処理やインループフィルタ処理部２５０のフィルタ処理等の制御に必要な情報（フラグやインデックス）を含んでもよい。
なお、非特許文献１では、これらの制御データは、シンタックスと呼称され、その定義は、セマンティクスと呼称されている。
また、制御データは、後述するシーケンス・パラメータ・セット（ＳＰＳ：Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）やピクチャ・パラメータ・セット（ＰＰＳ：Ｐｉｃｕｔｒｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）やピクチャヘッダ（ＰＨ：Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｈｅａｄｅｒ）やスライスヘッダ（ＳＨ：Ｓｌｉｃｅ Ｈｅａｄｅｒ）等のヘッダ情報を含んでもよい。
インループフィルタ処理部１５０は、加算器１２２から出力されるフィルタ処理前復号信号に対してフィルタ処理を行うとともに、フィルタ処理後復号信号をフレームバッファ１６０に出力するように構成されている。
ここで、例えば、フィルタ処理は、ブロック（符号化ブロック、予測ブロック又は変換ブロック）の境界部分で生じる歪みを減少するデブロッキングフィルタ処理や画像符号化装置１００から伝送されるフィルタ係数やフィルタ選択情報、画像の絵柄の局所的な性質等に基づいてフィルタを切り替える適応ループフィルタ処理である。
フレームバッファ１６０は、インター予測部１１１で用いる参照フレームを蓄積するように構成されている。
ここで、フィルタ処理後復号信号は、インター予測部１１１で用いる参照フレームを構成する。
（画像復号装置２００）
以下、図３を参照して、本実施形態に係る画像復号装置２００について説明する。図３は、本実施形態に係る画像復号装置２００の機能ブロックの一例について示す図である。
図３に示すように、画像復号装置２００は、復号部２１０と、逆変換・逆量子化部２２０と、加算器２３０と、インター予測部２４１と、イントラ予測部２４２と、合成部２４３と、予測情報バッファ２２４と、インループフィルタ処理部２５０と、フレームバッファ２６０とを有する。
復号部２１０は、画像符号化装置１００によって生成される符号化データを復号し、係数レベル値を復号するように構成されている。
ここで、復号は、例えば、符号化部１４０で行われるエントロピー符号化とは逆の手順のエントロピー復号である。
また、復号部２１０は、符号化データの復号処理によって制御データを取得するように構成されていてもよい。
ここで、制御データは、上述した復号ブロック（上述の画像符号化装置１００における符号化対象ブロックと同義。以下、まとめて対象ブロックと記載）のブロックサイズに関する情報を含んでもよい。
また、制御データは、逆変換・逆量子化部２２０の逆変換・逆量子化処理やインター予測部２４１やイントラ予測部２４２の予測画素生成処理やインループフィルタ処理部２５０のフィルタ処理等の制御に必要な情報（フラグやインデックス）が含んでもよい。
また、制御データは、上述したシーケンス・パラメータ・セット（ＳＰＳ：Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）やピクチャ・パラメータ・セット（ＰＰＳ：Ｐｉｃｕｔｒｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）やピクチャヘッダ（ＰＨ：Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｈｅａｄｅｒ）やスライスヘッダ（ＳＨ：Ｓｌｉｃｅ Ｈｅａｄｅｒ）等のヘッダ情報を含んでもよい。
逆変換・逆量子化部２２０は、復号部２１０から出力される係数レベル値の逆変換処理を行うように構成されている。ここで、逆変換・逆量子化部２２０は、逆変換処理に先立って、係数レベル値の逆量子化を行うように構成されていてもよい。
ここで、逆変換処理及び逆量子化は、変換・量子化部１３１で行われる変換処理及び量子化とは逆の手順で行われる。
インター予測部２４１は、インター予測部１１１と同様に、インター予測（フレーム間予測）によってインター予測信号を生成するように構成されている。
具体的には、インター予測部２４１は、符号化データから復号した動きベクトル及び参照フレームに含まれる参照信号に基づいてインター予測信号を生成するように構成されている。インター予測部２４１は、インター予測信号を合成部２４３に出力するように構成されている。
イントラ予測部２４２は、イントラ予測部１１２と同様に、イントラ予測（フレーム内予測）によってイントラ予測信号を生成するように構成されている。
具体的には、イントラ予測部２４２は、対象フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに基づいてイントラ予測信号を予測ブロック毎に生成するように構成されている。イントラ予測部２４２は、イントラ予測信号を合成部２４３に出力するように構成されている。
合成部２４３は、合成部１１３と同様に、インター予測部２４１から入力されたインター予測信号又は/且つイントラ予測部２４２から入力されたイントラ予測信号を、予め設定された重み係数を用いて合成し、合成された予測信号（以下、まとめて予測信号と記載）を加算器２３０に出力するように構成されている。
予測情報バッファ２４４は、予測情報バッファ１１４と同様に、インター予測部２２１又はイントラ予測部２２２から入力される予測情報を保存する、或いは、保存された予測情報をインター予測部２４１又はイントラ予測部２４２又は合成部２４３又はインループフィルタ処理部２５０に出力するように構成されている。ここで、予測情報の詳細については後述する。
加算器２３０は、逆変換・逆量子化部２２０から出力される予測残差信号に合成部２４３から出力される予測信号を加算してフィルタ処理前復号信号を生成し、かかるフィルタ処理前復号信号をインループフィルタ処理部２５０に出力するように構成されている。
ここで、フィルタ処理前復号信号は、イントラ予測部２４２で用いる参照ブロックを構成する。
インループフィルタ処理部２５０は、インループフィルタ処理部１５０と同様に、加算器２３０から出力されるフィルタ処理前復号信号に対してフィルタ処理を行うとともに、フィルタ処理後復号信号をフレームバッファ２６０に出力するように構成されている。
ここで、例えば、フィルタ処理は、ブロック（符号化ブロック、予測ブロック、変換ブロック或いはそれらを分割したサブブロック）の境界部分で生じる歪みを減少するデブロッキングフィルタ処理や、画像符号化装置１００から伝送されるフィルタ係数やフィルタ選択情報や画像の絵柄の局所的な性質等に基づいてフィルタを切り替える適応ループフィルタ処理である。
フレームバッファ２６０は、フレームバッファ１６０と同様に、インター予測部２４１で用いる参照フレームを蓄積するように構成されている。
ここで、フィルタ処理後復号信号は、インター予測部２４１で用いる参照フレームを構成する。
（幾何学分割モード）
以下、図４～図７を用いて、復号部２１０とインター予測部２４１とイントラ予測部２４２に係る非特許文献１で開示されている幾何学分割モード（ＧＰＭ）及び本実施形態に係る第１の幾何学分割モード（ＧＰＭ）へのイントラ予測モードへの適用について説明する。
図４は、非特許文献１に開示されている幾何学分割モードにより、矩形の復号対象ブロックが幾何学分割モードの分割線Ｌによって、幾何学形状の分割領域Ａと分割領域Ｂに２分割されるケースの一例を示す。
ここで、非特許文献１で開示されている幾何学分割モードの分割線Ｌは、角度と位置とによって６４パターンが用意されている。
また、非特許文献１に係るＧＰＭは、分割領域Ａ及び分割領域Ｂのそれぞれに対して、インター予測の１種である通常マージモードを適用し、インター予測（動き補償）画素を生成する。
具体的には、かかるＧＰＭでは、非特許文献1で開示されているマージ候補リストを構築し、かかるマージ候補リスト及び画像符号化装置１００から伝送される各分割領域Ａ/Ｂに対する２つのマージインデックス（ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０、ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１）に基づいて、各分割領域Ａ/Ｂの動きベクトル（ｍｖＡ、ｍｖＢ）及び参照フレームを導出して、参照ブロック、すなわち、インター予測（又は、動き補償）ブロックを生成し、最終的に各分割領域Ａ/Ｂのインター予測画素が、予め設定された重みによって加重平均されて合成される。
図５は、非特許文献１で開示されているマージ候補リストの構築方法を示す図である。
かかるマージ候補リストは、図５に示すように、２つの予測方向を示すリスト０（Ｌ０）及びリスト１（Ｌ１）から構成され、さらに各リストに対して複数の後述する動き情報の候補をリストに構築する。
非特許文献１で開示されているＧＰＭの分割領域Ａ/Ｂの動き情報は、分割領域Ａ/Ｂに対するｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０/ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１及び図５に示すＧＰＭ向けのマージ候補リスト（ＭｅｒｇｅＣａｎｄＬｉｓｔ［ｍ，ｎ］）によって導出される。
ここで、ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０及びｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１に基づいて導出される動き情報が極力重複しないように、ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０及びｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１で選択される動き情報の導出対象となるリスト番号は、図５のＸに示すようにＭｅｒｇｅＣａｎｄＬｉｓｔの偶数番号と奇数番号とで入れ子構造になっている。
具体的には、ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０及びｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１に基づき、以下のｍ及びｎを計算する。
ｍ＝ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０［ｘＣｂ］［ｙＣｂ］
ｎ＝ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１［ｘＣｂ］［ｙＣｂ］＋（（ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１［ｘＣｂ］［ｙＣｂ］＞＝ｍ）？１：０）
このように算出されたｍの値に基づき、分割領域Ａの動き情報を構成する動きベクトル、参照画像インデックス及び予測リストフラグが、以下のように導出される。
まず、Ｘの値をｍ＆０ｘ０１（ｍの値が偶数であるか否かの判定）及びｎ＆０ｘ０１（ｎの値が偶数であるか否かの判定）から算出する。ここで、算出されたＸが０の場合は、Ｘの値を（１－Ｘ）とする。
最後に、分割領域Ａの動きベクトルｍｖＡ、参照画像インデックスｒｅｆＩｄｘＡ、予測リストフラグｐｒｅＬｉｓｔＦｌａｇＡ、分割領域Ｂの動きベクトルｍｖＢ、参照画像インデックスｒｅｆＩｄｘＢ、予測リストフラグｐｒｅＬｉｓｔＦｌａｇＢを、それぞれ以下のように導出する。
ｍｖＡ＝ｍｖＬＸＭ
ｒｅｆＩｄｘＡ＝ｒｅｆＩｄｘＬＸＭ
ｐｒｅＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝Ｘ
ｍｖＢ＝ｍｖＬＸＮ
ｒｅｆＩｄｘＢ＝ｒｅｆＩｄｘＬＸＮ
ｐｒｅＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝Ｘ
ここで、Ｍ及びＮは、それぞれマージ候補リストにおけるｍ及びｎが示すマージ候補の番号、すなわち、
Ｍ＝ＭｅｒｇｅＣａｎｄＬｉｓｔ［ｍ］
Ｎ＝ＭｅｒｇｅＣａｎｄＬｉｓｔ［ｎ］
である。
図６及び図７は、本実施形態に係るＧＰＭに対するイントラ予測モードの適用の一例を示す。
具体的に、図６は、各分割領域Ａ/Ｂに対してイントラ予測（ｍｏｄｅＸ）及びインター予測が適用される場合の本実施形態に係るＧＰＭの構成例を示す。図７は、各分割領域にＡ/Ｂ対して、異なる２つのイントラ予測（ｍｏｄｅＸ、ｍｏｄｅＹ）が適用される場合の本実施形態に係るＧＰＭの構成例を示す。
ここで、本実施形態に係る第１のＧＰＭでは、各分割領域Ａ/Ｂに対しては、通常マージモード或いはイントラ予測モードのいずれも適用することができ、さらにイントラ予測モードの種別は、対象ブロックの分割形状（分割線）に応じて限定する。
また、本実施形態に係る第２のＧＰＭでは、復号対象ブロックにおけるイントラ予測モードを追加適用したＧＰＭの適用の可不可及びＧＰＭ適用時の各分割領域Ａ/Ｂにおける予測モード種別の特定方法に関して規定している。
これにより、イントラ予測モードを追加適用したＧＰＭが適切に復号対象ブロックに適用されると共に、最適な予測モードが特定されることで、結果として符号化性能のさらなる改善余地を実現することができる。
（ＧＰＭの重み係数）
以下、図８～図１０を用いて、復号部２１０、インター予測部２４１、イントラ予測部２４２及び合成部２４３に係る非特許文献１及び本実施形態に係るＧＰＭの重み係数ｗについて説明する。
図８は、非特許文献１及び本実施形態に係るＧＰＭの各分割領域Ａ/Ｂの予測画素に対する重み係数ｗの値の一例を示す図である。
インター予測部２４１又はイントラ予測部２４２によって生成された各分割領域Ａ/Ｂの予測画素が、合成部２４３で重み係数ｗによって合成（加重平均）される。
非特許文献１において、重み係数ｗの値は、０～８の値が用いられており、本実施形態でも、かかる重み係数ｗの値を用いてもよい。ここで、重み係数ｗの値０、８は、非ブレンディング領域（非Ｂｌｅｎｄｉｎｇ領域）を示し、重み係数ｗの値１～７は、ブレンディング領域（Ｂｌｅｎｄｉｎｇ）を示す。
なお、本実施形態において、重み係数ｗの計算方法は、非特許文献１と同様の方法で、画素位置（ｘＬ、ｙＬ）及び対象ブロックサイズから算出されるオフセット値（ｏｆｆｓｅｔＸ、ｏｆｆｓｅｔＹ）、図９に示す幾何学分割モード（ＧＰＭ）の分割線の角度を規定するａｎｇｌｅＩｄｘから算出される変位（ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＸ、ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＹ）及び図１０に示すｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＸ、ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＹから算出されるテーブル値ｄｉｓＬｕｔから、以下のように算出するように構成することができる。
ｗｅｉｇｈｔＩｄｘ＝（（（ｘＬ＋ｏｆｆｓｅｔＸ）＜＜１）＋１）×ｄｉｓＬｕｔ［ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＸ］＋（（（ｙＬ＋ｏｆｆｓｅｔＹ）＜＜１）＋１）×ｄｉｓＬｕｔ［ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＹ］
ｗｅｉｇｈｔＩｄｘＬ＝ｐａｒｔＦｌｉｐ？３２＋ｗｅｉｇｈｔＩｄｘ：３２－ｗｅｉｇｈｔＩｄｘ
ｗ＝Ｃｌｉｐ３（０，８，（ｗｅｉｇｈｔＩｄｘＬ＋４）＞＞３）
（被保存動き情報種別および被保存予測情報種別）
以下、図１１を用いて、復号部２１０、インター予測部２４１、イントラ予測部２４２及び予測情報バッファ２４４に非特許文献１で開示されている被保存動き情報種別及び本実施形態に係る被保存予測情報種別について説明する。
図１１は、非特許文献１で開示されている被保存予測情報種別及び本実施形態に係る被保存予測情報種別が４×４画素サブブロックごとに特定される例を示す図である。
両者の計算方法は、以下に示すように同じであるが、図８に示すように、保存される情報が、非特許文献１では動き情報であるのに対して、本実施形態では予測情報である点が異なる。
第１に、被保存動き情報種別の値及び被保存予測情報種別の値（計算方法が同じであるため、以降では、便宜的に、いずれの値もｓＴｙｐｅとして定義する）は、非特許文献１と同様に、４×４画素サブブロック単位のインデックス（ｘＳｂＩｄｘ、ｙＳｂＩｄｘ）、上述の重み係数ｗと同様に算出されるオフセット値（ｏｆｆｓｅｔＸ、ｏｆｆｓｅｔＹ）、変位（ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＸ、ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＹ）及びテーブル（ｄｉｓＬｕｔ）から、以下のように計算される。
ｍｏｔｉｏｎＩｄｘ＝（（（４×ｘＳｂＩｄｘ＋ｏｆｆｓｅｔＸ）＜＜１）＋５）×ｄｉｓＬｕｔ［ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＸ］＋（（（４×ｙＳｂＩｄｘ＋ｏｆｆｓｅｔＹ）＜＜１）＋５）×ｄｉｓＬｕｔ［ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＹ］
ｓＴｙｐｅ＝Ａｂｓ（ｍｏｔｉｏｎＩｄｘ）＜３２？２：（ｍｏｔｉｏｎＩｄｘ＜＝０？（１－ｉｓＦｌｉｐ）：ｉｓＦｌｉｐ）
ここで、ｓＴｙｐｅの値は、図１１に示すように、０，１，２の３種類の値から構成され、それぞれの値に応じて、予測情報バッファ２４４に保存される動き情報及び予測情報が、以下のように、インター予測部２４１及びイントラ予測部２４２によって制御される。
ｓＴｙｐｅの値が０の場合は、非特許文献１では分割領域Ａの動き情報を保存し、本実施形態では分割領域Ａの予測情報を保存する。
ｓＴｙｐｅの値が１の場合は、非特許文献１では分割領域Ｂの動き情報を保存し、本実施形態では分割領域Ｂの予測情報を保存する。
ｓＴｙｐｅの値が２の場合は、非特許文献１では分割領域Ａ及び分割領域Ｂの動き情報又は分割領域Ｂのみの動き情報を保存し、本実施形態では分割領域Ａ及び分割領域Ｂの予測情報又は分割領域Ｂのみの予測情報を保存する。
ここで、保存される動き情報及び予測情報については後述する。
なお、上述のｓＴｙｐｅの算出単位及び後述する動き情報又は予測情報の保存単位を、上述の４×４画素サブブロック単位から、設計者の意図で変更してもよい。
具体的には、保存する情報量を削減するために、上述のｓＴｙｐｅの算出単位及び後述する動き情報又は予測情報の保存単位を８×８画素や１６×１６画素等と大きくしてもよい。
或いは、保存する情報量が増えるが、他のブロックやフレームから参照される際の動き情報又は予測情報の精度を向上させるために、上述のｓＴｙｐｅの算出単位及び後述する動き情報又は予測情報の保存単位を２×２画素等と小さくしてもよい。
（予測情報バッファに保存される動き情報及び予測情報）
以下、図１２及び図１３を用いて、インター予測部２４１から予測情報バッファ２４４に保存される非特許文献１で開示されている動き情報及び本実施形態にかかる予測情報についてそれぞれ説明する。
図１２は、ＧＰＭ適用ブロックを構成するサブブロックのｓＴｙｐｅの値に応じて保存される非特許文献１で開示されている動き情報及び本実施形態に係る予測情報の一覧を示す図である。
第１に、非特許文献１で開示されているＧＰＭで最終的に保存される動き情報は、以下のパラメータから構成される。
・予測方向（ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１）
・Ｌ０及びＬ１の動きベクトル（ｍｖＬ０、ｍｖＬ１）
・Ｌ０及びＬ１の参照画像インデックス（ｒｅｆＩｄｘＬ０、ｒｅｆＩｄｘＬ１）
・ＢｃｗＩｄｘ
なお、予測方向（ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１）は、後述するｓＴｙｐｅに応じて保存されるサブブロックの予測方向を示すパラメータであり、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０の値及びｐｒｅｄＦｌａｇＬ１の値に基づいて、Ｌ０片予測、Ｌ１片予測、Ｌ０/Ｌ１双予測の３種類に分類される。
ここで、Ｌ０片予測とは、Ｌ０リストから導出した１つの動きベクトルによるインター予測であり、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０が１であり且つｐｒｅｄＦｌａｇＬ１が０であるケースが、この条件を示す値としてそれぞれ保存される。
また、Ｌ１片予測とは、Ｌ１リストから導出した１つの動きベクトルによるインター予測であり、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０が０であり且つｐｒｅｄＦｌａｇＬ１が１であるケースが、この条件を示す値としてそれぞれ保存される。
また、Ｌ０/Ｌ１双予測とは、Ｌ０リスト及びＬ１リストのそれぞれから導出した２つの動きベクトルによるインター予測であり、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０が１であり且つｐｒｅｄＦｌａｇＬ１が１であるケースが、この条件を示す値としてそれぞれ保存される。
また、Ｌ０及びＬ１の動きベクトル（ｍｖＬ０、ｍｖＬ１）は、上述のリスト番号Ｌ０及びＬ１に対する動きベクトルである。
また、Ｌ０及びＬ１の参照画像インデックス（ｒｅｆＩｄｘＬ０、ｒｅｆＩｄｘＬ１）は、それぞれｍｖＬ０及びｍｖＬ１が参照する参照フレームを示すインデックスである。
また、ＢｃｗＩｄｘは、非特許文献１で開示されているＢＣＷ（Ｂｉ-ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ＣＵ-ｌｅｖｅｌ ｗｅｉｇｈｔｓ）の重み係数の値を特定するインデックスである。
これらの非特許文献１で開示されている予測情報バッファ２４４に保存される動き情報に対して、本実施形態において予測情報バッファ２４４に保存される予測情報として、図１２に示すように、予測種別及びイントラ予測モードが保存されるパラメータとして追加される。
ここで、予測種別は、図１２に示すようにインター予測（Inter）とイントラ予測（Intra）のいずれかを示す内部パラメータである。
また、本実施形態に係る予測情報として、図１２に示すように、ｈｐｅＩｆＩｄｘやＩＢＣ ＦｌａｇやＬＩＣ Ｆｌａｇが追加されてもよい。
ここで、ｈｐｅＩｆＩｄｘ及びＩＢＣ Ｆｌａｇは、それぞれ非特許文献１で開示されているＳＩＦ（Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ）及びＩＢＣ（Ｉｎｔｒａ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｙ）、及び、非特許文献２で開示されているＬＩＣ（Ｌｏｃａｌ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）の適用有無を特定するフラグである。
（被保存予測情報種別に応じて保存される予測情報の詳細）
以下、図１３～図１５を用いて、本実施形態に係るインター予測部２４１又はイントラ予測部２４２が被保存予測情報種別ｓＴｙｐｅに応じて、予測情報バッファ２４４に保存する予測情報の詳細を説明する。
図１３は、図４のような異なる２つのインター予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。以下に、ｓＴｙｐｅの値に応じて保存さされる各予測情報の詳細を説明する。
第１に、予測種別は、全てのｓＴｙｐｅ領域でインター予測（Ｉｎｔｅｒ）であることが保存される。
第２に、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１、ｍｖＬ０、ｍｖＬ１、ｒｅｆＩｄｘＬ０及びｒｅｆＩｄｘＬ１は、ｓＴｙｐｅの値と、上述の分割領域Ａ/Ｂの動きベクトルの導出先を示すマージ候補リストのリスト番号を示すｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ及びｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢの値とに応じて、非特許文献１に開示されている方法と同様に、以下のように保存される。
まず、ｓＴｙｐｅ＝０の場合は、以下のように計算される。
ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？１：０
ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？０：１
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｒｅｆＩｄｘＡ：－１
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？－１：ｒｅｆＩｄｘＡ
ｍｖＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｍｖＡ：０
ｍｖＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？０：ｍｖＡ
次に、ｓＴｙｐｅ＝１の場合、又は、ｓＴｙｐｅ＝２且つｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＋ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ≠１の場合は、以下のように計算される。
ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？１：０
ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？０：１
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？ｒｅｆＩｄｘＢ：－１
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？－１：ｒｅｆＩｄｘＢ
ｍｖＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？ｍｖＢ：０
ｍｖＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？０：ｍｖＢ
ここで、ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＋ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ≠１は、分割領域Ａ/Ｂのリスト番号が一致する場合を示す。このとき、動きベクトルの重複を避けるため、ｓＴｙｐｅ＝２の場合であっても分割領域Ｂの動きベクトルのみを保存する構成としている。
次に、ｓＴｙｐｅ＝２且つｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＋ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝１の場合は、以下のように計算される。
ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０＝１
ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１＝１
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｒｅｆＩｄｘＡ：ｒｅｆＩｄｘＢ
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｒｅｆＩｄｘＢ：ｒｅｆＩｄｘＡ
ｍｖＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｍｖＡ：ｍｖＢ
ｍｖＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｍｖＢ：ｍｖＡ
ここで、ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＋ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝１は、分割領域Ａ/Ｂのリスト番号が一致しない場合を示す。このとき、分割領域Ａ/Ｂの２つ動きベクトルをそのまま保存する構成としている。
なお、図１３では図示していないが、上述のｍｖＬ０及びｍｖＬ１は、非特許文献２で開示されているＧＰＭに対するＭＭＶＤ（Ｍｅｒｇｅ ｗｉｔｈ Ｍｏｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）やＩｎｔｅｒ ＴＭ（Ｔｅｍｐｌａｔｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ）により修正される前の動きベクトルを保存してもよい。
或いは、上述のｍｖＬ０及びｍｖＬ１は、非特許文献２で開示されているＧＰＭに対するＭＭＶＤやＩｎｔｅｒ ＴＭにより修正された後の動きベクトルであってもよい。
修正後の動きベクトルを保存する場合は、当該ＧＰＭ適用ブロックから動きベクトルを取得して予測画素を生成する予測ブロックの予測精度が向上する。
一方、修正前の動きベクトルを保存する場合は、当該ＧＰＭから動きベクトルを参照する予測ブロックの予測精度の向上は期待できないが、当該ＧＰＭブロックに対するＭＭＶＤ及びＩｎｔｅｒ ＴＭの処理完了を待たずに、当該ＧＰＭ適用ブロックの参照元ブロックの動きベクトルの導出処理を開始できるようになるため、復号処理時間の削減が期待できる。
なお、修正前後のいずれの動きベクトルを保存するかは、後述する図１３～図１５に対しても同様に選択可能である。
次に、イントラ予測モードは、全てのｓＴｙｐｅ領域で保存しないとしてもよい。或いは、全てのｓＴｙｐｅ領域でイントラ予測が無効であることを示す値が保存されてもよい。なぜなら、図１３に示す構成では、全ての領域がインター予測であるため、対象ブロックに適用されたイントラ予測モードが存在しえないためである。
次に、ＢｃｗＩｄｘ、ｈｐｅＩｆＩｄｘ、ＩＢＣ Ｆｌａｇ、ＬＩＣ Ｆｌａｇは、全てのｓＴｙｐｅ領域で無効である値ことを示す値が保存されてもよい。なぜなら、ＢＣＷ、ＳＩＦ、ＩＢＣ及びＬＩＣは、いずれもＧＰＭと排他の符号化ツールであるため、ＧＰＭが適用された対象ブロックでは、これらの符号化ツールが無効であることが自明であるためである。
関連して、図１２及び図１３には図示していないが、ＩＢＣで使用される動きベクトルは保存しなくてもよいし、ゼロベクトルが保存されてもよい。これらのパラメータは、後述する図１４及び図１５においても、同様の構成を取ることができるため、図１４及び図１５におけるこれらパラメータの詳細の説明は、以降では省略する。
図１４は、図６のようなイントラ予測とインター予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。以下に、ｓＴｙｐｅの値に応じて保存される各予測情報の詳細を説明する。
第１に、ｓＴｙｐｅｒ＝１の場合にインター予測が適用されている分割領域（Ｉｎｔｅｒの分割領域）で保存される予測情報は、図１３で説明した同領域の予測情報と同一の構成を取ることができるため、説明を省略する。
第２に、ｓＴｙｐｅｒ＝０の場合にイントラ予測が適用されている分割領域（Ｉｎｔｒａの分割領域）で保存される予測情報は、図１４に示すように以下のように保存される。
予測種別＝Ｉｎｔｒａ
ｐｒｅｄＦｌａｇ０＝０
ｐｒｅｄＦｌａｇ１＝０
ｍｖＬ０＝０
ｍｖＬ１＝０
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝－１
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝－１
イントラ予測モード＝ｍｏｄｅＸ
ここで、かかる分割領域では、イントラ予測が適用されているため、上述のように、予測種別としてＩｎｔｒａが保存され、イントラ予測モードとしてｍｏｄｅＸが保存される。
なお、変更例として、例えば、非特許文献１のように、隣接からサブブロック単位でイントラ予測種別のみを参照し、イントラ予測モードを参照しない符号化ツールしか含まれていない場合は、予測種別としてＩｎｔｒａを保存しつつ、イントラ予測モードを保存しない構成をとってもよい。
一方で、動き情報を持たないため、上述のようにｐｒｅｄＦｌａｇ０及びｐｒｅｄＦｌａｇＬ１として０を保存し、ｍｖＬ０及びｍｖＬ１として０（ゼロベクトルを意味する）を保存し、ｒｅｆＩｄｘＬ０及びｒｅｆＩｄｘＬ１として‐１（参照フレームが存在しないことを意味する）を保存してもよい。
或いは、変更例として、予測情報バッファ２４４のバッファ領域の容量の逼迫を回避するために、これらの動き情報を保存しない構成をとってもよい。
第３に、ｓＴｙｐｅｒ＝２の場合にイントラ予測及びインター予測が適用されている分割領域（Ｉｎｔｒａ＋Ｉｎｔｅｒの分割領域）で保存される予測情報は、図１４に示すように以下のように保存される。
予測種別＝Ｉｎｔｅｒ
ｐｒｅｄＦｌａｇ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？１：０
ｐｒｅｄＦｌａｇ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？０：１
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？ｒｅｆＩｄｘＢ：－１
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？－１：ｒｅｆＩｄｘＢ
ｍｖＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？ｍｖＢ：０
ｍｖＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？０：ｍｖＢ
イントラ予測モード＝ｍｏｄｅＸ
ここで、かかる分割領域では、ｓＴｙｐｅ＝１のイントラ予測が適用されているため、予測情報のうち、予測種別及びイントラ予測モードとしては、上述の通り、ｓＴｙｐｅ＝１で保存されるものと同じパラメータが保存される。
また、かかる分割領域では、ｓＴｙｐｅ＝２のインター予測が適用されているため、予測情報のうち、動き場情報に係るパラメータとしては、上述の通り、ｓＴｙｐｅ＝２で保存されるものと同じパラメータが保存される。
図１５は、図７のような異なる２つのイントラ予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。以下に、ｓＴｙｐｅの値に応じて保存さされる各予測情報の詳細を説明する。
第１に、全てのｓＴｙｐｅ領域で保存される予測情報のうち、イントラ予測モード以外のパラメータは、図１４で説明したｓＴｙｐｅ＝０の場合にＩｎｔｒａの分割領域で保存されるパラメータと同一の構成を取ることができるため、説明を省略する。
第２に、ｓＴｙｐｅ＝０の領域及びｓＴｙｐｅ＝１の領域のイントラ予測モードとしては、図１５に示すように、各領域で適用された異なる２つのイントラ予測モードｍｏｄｅＸ及びｍｏｄｅＹがそれぞれ保存される。
第３に、ｓＴｙｐｅ＝２の領域では、図１５に示すように、ｓＴｙｐｅ＝０の領域及びｓＴｙｐｅ＝１の領域のイントラ予測モードの双方を保存してもよいし、いずれか１つのイントラ予測モードを保存してもよい。
前者については、例えば、２つのイントラ予測モードが画像符号化装置１００及び画像復号装置２００で使用可能か場合は、２つのイントラ予測モードを保存する構成をとってもよい。
後者については、例えば、決め打ちでｓＴｙｐｅ＝０のイントラ予測モードをｓＴｙｐｅ＝２のイントラ予測モードとして選択してもよい。
或いは、例えば、４×４画素サブブロックがいずれのイントラ予測モードから支配的に生成されたかを、例えば、４×４画素サブブロックをさらに細分割した２×２画素サブブロック単位で計算して、支配的なイントラ予測モードをｓＴｙｐｅ＝２の領域のイントラ予測モードとして選択してもよい。
或いは、当該サブブロックが有する２つのイントラ予測モードが示す方向に存在する隣接する参照画素と当該サブブロックとの距離が小さい方をｓＴｙｐｅ＝２のイントラ予測モードとして選択してもよい。
以上に説明した予測情報及び予測情報の保存方法を用いることで、ＧＰＭにイントラ予測を追加する場合の予測情報を、フレーム内或いはフレーム外から適切に参照することができるため、結果的に符号化性能の向上が期待できる。
なお、以上で説明した予測情報バッファ２４４に保存される予測情報のうち、イントラ予測モード以外のパラメータについては、フレーム内或いはフレーム外から参照されなくなった場合に、予測情報バッファ２４４から削除してもよい。
また、当該パラメータ分の保存領域を、予測情報バッファ２４４に確保している場合は、初期化してもよい。ここで、フレーム外から参照されなくなるタイミングは、フレームバッファ２６０（フレームバッファ１６０）から当該ＧＰＭ適用ブロックが含まれるフレームが削除されるタイミングと同じである。
さらに、予測情報バッファ２４４に保存される予測情報のうち、イントラ予測モードについては、フレーム内から参照されなくなった場合に、予測情報バッファ２４４から削除してもよい。また、当該イントラ予測モード分だけの保存領域を、予測情報バッファ２４４に確保している場合は、初期化してもよい。
（隣接ブロックに幾何学分割モードが適用される場合のインター・イントラ結合予測の重み値判定制御方法）
以下、図１６を用いて、本実施形態に係る合成部２４３が予測情報バッファ２４４に保存される予測情報を用いて復号対象ブロックに隣接する隣接ブロックに幾何学分割モードが適用される場合の復号対象ブロックのインター・イントラ結合予測の重み値判定を制御する方法を説明する。
図１６は、本実施形態に係る合成部２４３が予測情報バッファ２４４に保存される予測情報を用いて復号対象ブロックに隣接する隣接ブロックに幾何学分割モードが適用される場合の復号対象ブロックのインター・イントラ結合予測の重み値判定を制御する一例を示す図である。
ここで、非特許文献１に開示されているインター・イントラ結合予測（ＣＩＩＰ：Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｉｎｔｅｒ ａｎｄ Ｉｎｔｒａ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）は、復号対象ブロックのインター予測画素（動き補償画素）ＰＩｎｔｅｒ及びイントラ予測画素ＰＩｎｔｒａを所定の重み値ｗｔで加重平均して新たな予測画素ＰＣＩＩＰを合成する技術である。
かかる所定の重み値ｗｔは、復号対象ブロックの左及び上に隣接する２つの隣接ブロックが有する予測種別によって以下のように算出される。
まず、上側の隣接ブロックがイントラ予測ブロックである場合は、内部パラメータｉｓＩｎｔｒａＴｏｐが１に設定される。それ以外の場合は、ｉｓＩｎｔｒａＴｏｐが０に設定される。
次に、左側の隣接ブロックがイントラ予測ブロックである場合は、内部パラメータｉｓＩｎｔｒａＬｅｆｔが１に設定される。それ以外の場合は、ｉｓＩｎｔｒａＬｅｆｔが０に設定される。
次に、ｉｓＩｎｔｒａＴｏｐ及びｉｓＩｎｔｒａＬｅｆｔによって、重み値ｗｔが以下３つのパターンで判定される。
第１に、ｉｓＩｎｔｒａＴｏｐ＋ｉｓＩｎｔｒａＬｅｆｔ＝２の場合（すなわち、２つの隣接ブロック双方がイントラ予測ブロックである場合）、ｗｔ＝３に設定される。
第２に、ｉｓＩｎｔｒａＴｏｐ＋ｉｓＩｎｔｒａＬｅｆｔ＝１の場合（すなわち、２つの隣接ブロックのうちいずれか一方がイントラ予測ブロックであり、もう一方がインター予測ブロックである場合）、ｗｔ＝２に設定される。
第３に、それ以外の場合（すなわち、２つの隣接ブロック双方がインター予測ブロックである場合）、ｗｔ＝１に設定される。
最後に、合成部２４３は、かかる重み値ｗｔを用いて、下記式のように、ＰＣＩＩＰを算出する。
ＰＣＩＩＰ＝（（４―ｗｔ）×Ｐｉｎｔｅｒ＋ｗｔ×Ｐｉｎｔｒａ＋２）＞＞２
非特許文献１においては、上述のＣＩＩＰの重み値ｗｔの判定において、隣接ブロックが有する予測種別を用いていたため、例えば、図１６に示すように、隣接ブロックにＧＰＭが適用される場合で且つ隣接ブロックのＧＰＭがインター予測且つイントラ予測で構成される場合において、隣接ブロックの予測種別をインター予測として判定する構成となっている。
これに対して、本実施形態では、ＣＩＩＰの重み値ｗｔの判定において、隣接ブロックが有する予測種別を用いずに、復号対象ブロックに隣接する４×４画素サブブロック単位で保存された予測種別を用いて判定する構成をとる。
なお、この隣接４ｘ４画素サブブロックが有する予測種別を用いた判定は、上述したｉｓＩｎｔｒａＴｏｐ及びｉｓＩｎｔｒａＬｅｆｔによる隣接ブロックと同じ判定式を用いてもよい。
これにより、図１６に示すようなケースで、復号対象ブロックにＣＩＩＰが適用される場合で且つ復号対象ブロックに隣接する隣接ブロックにインター予測及びイントラ予測で構成されるＧＰＭが適用さる場合において、適切にＧＰＭの分割領域を考慮したサブブロック単位で保存される予測情報を用いて、復号対象ブロックのＣＩＩＰの所定の重み値ｗｔを判定できるため、予測性能の向上効果が期待できる。
（幾何学分割モードが適用される場合のデブロッキングフィルタの境界強度値判定制御）
以下、図１７を用いて、本実施形態に係るインループフィルタ処理部２５０が予測情報バッファ２４４に保存される予測情報を用いて隣り合うブロック境界に適用するデブロッキングフィルタの境界強度値判定を制御する方法を説明する。
図１７は、インループフィルタ処理部２５０が隣り合うブロック境界に適用するデブロッキングフィルタの一例を示す図である。
ここで、非特許文献１に開示されているデブロッキングフィルタは、隣り合うブロック境界に発生するブロック境界歪を平滑化する技術である。
かかるデブロッキングフィルタの適用対象は、輝度ブロック及び色差ブロック双方であり、後述する境界強度（ＢＳ：Ｂｏｕｎｄａｒｙ Ｓｔｒｅｎｇｔｈ）の値に応じて、輝度ブロックに対するデブロッキングフィルタの適用有無又はフィルタ強度を判定するとともに、色差ブロックに対するデブロッキングフィルタの適用有無又はフィルタ強度を判定する。
非特許文献１に開示されている判定する当該ＢＳ値の判定条件は、以下の6つの条件のそれぞれに対して、インループフィルタ部２５０が輝度信号（図１６のＹ）及び色差信号（図１６のＵ及びＶ）にそれぞれの値を決定する。
条件１：判定対象画素が含まれる２つのブロックのうち、少なくとも１つのブロックが有する予測種別がイントラ予測である又はＣＩＩＰフラグが有効値を示す場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ２、２及び２に設定する。
条件２：判定対象画素が含まれる２つのブロックのうち、少なくとも１つが非ゼロの係数を持つ場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ１、１及び１に設定する。
条件３：判定対象画素が含まれる２つのブロックのうち、一方のブロックが有するＩＢＣフラグが有効値を示し、もう一方のブロックが有する予測種別がインター予測である場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ１、１及び１に設定する。
条件４：判定対象画素が含まれる２つのブロックが有する予測種別がインター予測であり、それぞれのブロックが有するＭＶの絶対値差が０.５輝度画素以上である場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ１、０及び０に設定する。
条件５：判定対象画素が含まれる２つのブロックが有する予測種別がインター予測であり、それぞれのブロックが有する参照フレーム（すなわち、ｒｅｆＩｄｘ）が異なる場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ１、０及び０に設定する。
条件６：条件１から条件５に該当しない場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ０、０及び０に設定する。
ここで、非特許文献１では、上述の通り、判定対象画素が含まれる２つのブロックの予測種別の判定、ＣＩＩＰ適用ブロックであるか否かの判定、ＩＢＣ適用ブロックであるか否かの判定及び動きベクトルの絶対値差の判定を、インループフィルタ部２５０がブロック単位で有する予測種別やＣＩＩＰやＩＢＣの適用有無を示すブロック単位のフラグより判定する構成をとっている。
これに対して、本実施形態では、予測情報バッファ２４４に４×４画素サブブロックで保存されている予測情報を用いて、インループフィルタ部２５０が判定する構成をとる。すなわち、上述した条件１から条件６を以下のように変更する。
条件１：判定対象画素が含まれる２つのサブブロックのうち、少なくとも１つのサブブロックが有する予測種別がイントラ予測である又はＣＩＩＰフラグが有効値を示す場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ２、２及び２に設定する。
条件２：判定対象画素が含まれる２つのサブブロックのうち、少なくとも１つが非ゼロの係数を持つ場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ１、１及び１に設定する。
条件３：判定対象画素が含まれる２つのサブブロックのうち、一方のサブブロックが有するＩＢＣフラグが有効値を示し、もう一方のブロックが有する予測種別がインター予測である場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ１、１及び１に設定する。
条件４：判定対象画素が含まれる２つのサブブロックが有する予測種別がインター予測であり、それぞれのブロックが有するＭＶの絶対値差が０.５輝度画素以上である場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ１、０及び０に設定する。
条件５：判定対象画素が含まれる２つのサブブロックが有する予測種別がインター予測であり、それぞれのブロックが有する参照フレーム（すなわち、ｒｅｆＩｄｘ）が異なる場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ１、０及び０に設定する。
条件６：条件１から条件５に該当しない場合は、判定対象画素のＹ成分、Ｕ成分及びＶ成分のＢＳ値をそれぞれ０、０及び０に設定する。
なお、本実施形態におけるＢＳ値は、上述の通り、ブロック単位の予測情報に基づいて決定される非特許文献１の各条件の値と同じ値を用いてもよい。
これにより、図１７に示すような、イントラ予測が追加されたＧＰＭの適用ブロックに対するデブロッキングフィルタのＢＳ値判定において、非特許文献１に開示されている構成例よりも、判定対象画素に対するＢＳ値を正確に判定できるため、ブロック境界歪の平滑化が最適化されて、結果として符号化性能が向上する。
上述の画像符号化装置１００及び画像復号装置２００は、コンピュータに各機能（各工程）を実行させるプログラムであって実現されていてもよい。
なお、上述の各実施形態では、本発明を画像符号化装置１００及び画像復号装置２００への適用を例にして説明したが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、画像符号化装置１００及び画像復号装置２００の各機能を備えた画像符号化システム及び画像復号システムにも同様に適用できる。
１０…画像処理システム
１００…画像符号化装置
１１１、２４１…インター予測部
１１２、２４２…イントラ予測部
１１３、２４３…合成部
１１４、２２４…予測情報バッファ
１２１…減算器
１２２、２３０…加算器
１３１…変換・量子化部
１３２、２２０…逆変換・逆量子化部
１４０…符号化部
１５０、２５０…インループフィルタ処理部
１６０、２６０…フレームバッファ
２００…画像復号装置
２１０…復号部

Claims (19)

  1. 画像復号装置であって、
    幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、
    前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、
    前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備えることを特徴とする画像復号装置。
  2. 前記インター予測部及び前記イントラ予測部は、前記復号対象ブロックを構成するサブブロック単位で算出される被保存予測情報種別に応じて、前記サブブロック単位に適用された前記予測情報の内容及び前記予測情報の保存方法を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
  3. 前記インター予測部は、前記サブブロックが有する前記被保存予測情報種別が０又は１を示す場合で且つ前記サブブロックが有する前記予測種別がインター予測である場合、前記予測情報バッファに、
    前記予測種別として、インター予測を保存し、
    前記動き情報として、前記被保存予測情報種別が０又は１の前記サブブロックに適用された動き情報を保存し、
    前記イントラ予測モードとしては、何も保存しないように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像復号装置。
  4. 前記インター予測部は、前記サブブロックが有する前記被保存予測情報種別が２を示す場合で且つ前記サブブロックが有する前記予測種別が前記被保存予測情報種別が０及び１の前記サブブロックに適用された異なる２つのインター予測から構成される場合は、前記予測情報バッファに、
    前記予測種別として、インター予測を保存し、
    前記動き情報として、前記被保存予測情報種別が０及び１の前記サブブロックに適用されたゼロベクトルではない動き情報を保存し、
    前記イントラ予測モードとしては、何も保存しないように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像復号装置。
  5. 前記インター予測部及び前記イントラ予測部は、前記サブブロックが有する前記被保存予測情報種別が２を示す場合で且つ前記サブブロックが有する前記予測種別が前記被保存予測情報種別が０又は１の前記サブブロックに適用されたインター予測又はイントラ予測から構成される場合は、前記予測情報バッファに、
    前記予測種別として、インター予測を保存し、
    前記動き情報として、前記被保存予測情報種別が０又は１の前記サブブロックのうちインター予測が適用された方の動き情報を保存し、
    前記イントラ予測モードとして、前記被保存予測情報種別が０又は１の前記サブブロックのうちイントラ予測が適用された方のイントラ予測モードを保存するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像復号装置。
  6. 前記イントラ予測部は、前記サブブロックが有する前記被保存予測情報種別が０又は１を示す場合で且つ前記サブブロックが有する前記予測種別がイントラ予測である場合は、前記予測情報バッファに、
    前記予測種別として、イントラ予測を保存し、
    前記動き情報として、ゼロベクトルから構成される動き情報を保存し、
    前記イントラ予測モードとして、前記被保存予測情報種別が０又は１の前記サブブロックに適用されたイントラ予測モードを保存するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像復号装置。
  7. 前記イントラ予測部は、前記サブブロックが有する前記被保存予測情報種別が２を示す場合で且つ前記サブブロックが有する前記予測種別がイントラ予測である場合は、前記予測情報バッファに、
    前記予測種別として、イントラ予測を保存し、
    前記動き情報として、ゼロベクトルから構成される動き情報を保存し、
    前記イントラ予測モードとして、前記被保存予測情報種別が０及び１の前記サブブロックに適用されたイントラ予測モードの双方を保存するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像復号装置。
  8. 前記イントラ予測部は、前記サブブロックが有する前記被保存予測情報種別が２を示す場合で且つ前記サブブロックが有する前記予測種別がイントラ予測である場合は、前記予測情報バッファに、
    前記予測種別として、イントラ予測を保存し、
    前記動き情報として、ゼロベクトルから構成される動き情報を保存し、
    前記イントラ予測モードとして、前記被保存予測情報種別が０又は１の前記サブブロックに適用されたイントラ予測モードのいずれか一方を所定の方法により選択して保存するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像復号装置。
  9. 前記インター予測部及び前記イントラ予測部は、前記動き情報を保存する場合に、前記動き情報を構成するパラメータの１つである動きベクトルとして、マージ動きベクトル差分又はインターテンプレートマッチングで修正された後の動きベクトルを保存するように構成されていることを特徴とする請求項１～５のいずれか一項に記載の画像復号装置。
  10. 前記インター予測部は、前記動き情報を保存する場合に、前記動き情報を構成するパラメータの１つとして、ＳＩＦ、ＩＢＣ又はＬＩＣの適用有無を示すフラグのそれぞれが無効を示す値を前記予測情報バッファに保存するように構成されていることを特徴とする請求項１～９のいずれか一項に記載の画像復号装置。
  11. 前記予測情報バッファは、前記幾何学分割モードが適用された前記復号対象ブロックに保存される前記予測情報に応じて、前記予測情報の削除方法を制御するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
  12. 前記予測情報バッファは、
    前記幾何学分割モードが適用された前記復号対象ブロックに保存される前記予測情報が前記動き情報である場合は、前記動き情報がフレーム内或いはフレーム外から参照されなくなる場合に、前記予測情報を削除し、
    前記幾何学分割モードが適用された前記復号対象ブロックに保存される前記予測情報が前記イントラ予測モードである場合は、前記動き情報がフレーム内から参照されなくなる場合に、前記予測情報を削除するように構成されていることを特徴とする請求項１１に記載の画像復号装置。
  13. 画像復号装置であって、
    幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、
    前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、
    前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、
    前記動き補償画素及び前記イントラ予測画素を所定の重み値で加重平均して新たな予測画素を合成するように構成されている合成部と、を備えることを特徴とする画像復号装置。
  14. 前記合成部は、前記動き補償画素及び前記イントラ予測画素を所定の重み値で加重平均して新たな予測画素を合成する際の所定の重み値を、前記予測情報バッファに保存されるサブブロック単位の予測情報に基づいて判定することを特徴とする請求項１３に記載の画像復号装置。
  15. 画像復号装置であって、
    幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、
    前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、
    前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、
    ブロック境界に対してデブロッキングフィルタを適用する際の境界強度値を判定してデブロッキングフィルタを適用するように構成されているインループフィルタ処理部と、を備えることを特徴とする画像復号装置。
  16. 前記インループフィルタ処理部は、前記予測情報バッファに保存されるサブブロック単位の予測情報に基づいて境界強度値を判定することを特徴とする請求項１５に記載の画像復号装置。
  17. 前記予測情報バッファに保存されるサブブロック単位の予測情報は、予測種別及び動き情報及びイントラ予測モードで構成されることを特徴とする請求項１４又は１６に記載の画像復号装置。
  18. 画像復号方法であって、
    幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成する工程と、
    前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成する工程と、
    前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力する工程と、を備えることを特徴とする画像復号方法。
  19. コンピュータを、画像復号装置として機能させるプログラムであって、
    前記画像復号装置は、
    幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、
    前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、
    前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備えることを特徴とするプログラム。
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