WO2012164880A1 - 画像符号化方法、画像符号化装置、画像復号方法、画像復号装置、および、画像符号化復号装置 - Google Patents

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陽司 柴原
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寿郎 笹井
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    • H04N19/197—Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals using adaptive coding characterised by the adaptation method, adaptation tool or adaptation type used for the adaptive coding being specially adapted for the computation of encoding parameters, e.g. by averaging previously computed encoding parameters including determination of the initial value of an encoding parameter

Definitions

  • the present invention relates to an image coding method and an image decoding method.
  • inter prediction inter picture prediction
  • an object of the present invention is to provide an image coding method and an image decoding method capable of improving coding efficiency in image coding and decoding using inter prediction.
  • An image coding method is an image coding method for generating a bitstream by coding an image block by block, and a block spatially or temporally adjacent to a block to be coded
  • First merging candidate merging candidates as candidates for the prediction direction, motion vector and reference picture index used for encoding the current block based on the prediction direction, motion vector and reference picture index used for coding
  • a first derivation step of deriving as a candidate, a second derivation step of deriving as a second merge candidate a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector, and the first merge candidate and the second merge candidate derived Select a merge candidate used to encode the target block to be encoded. Includes-up, and an encoding step of adding an index for identifying the merge candidate selected in the bit stream.
  • FIG. 1A is a diagram for describing an example of a reference picture list in a B picture.
  • FIG. 1B is a diagram showing an example of a reference picture list of prediction direction 0 in the B picture.
  • FIG. 1C is a diagram showing an example of a reference picture list of prediction direction 1 in a B picture.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a motion vector in the temporal prediction motion vector mode.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of motion vectors of adjacent blocks used in the merge mode.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the merge block candidate list.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the merging block candidate size and the bit string assigned to the merging block index.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of encoding processing in the case of using the merge mode.
  • FIG. 7 is a flowchart showing decoding processing in the case of using the merge mode.
  • FIG. 8 is a diagram showing a syntax when attaching a merge block index to a bitstream.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the image coding apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the processing operation of the image coding apparatus according to Embodiment 1.
  • FIG. 11 is a diagram showing an example of the merging block candidate list in the first embodiment.
  • FIG. 12 is a flowchart of a process of calculating merging block candidates and merging block candidate list sizes according to the first embodiment.
  • FIG. 13 is a flowchart showing a process of determining whether or not a merge block candidate is a mergeable candidate in the first embodiment, and updating the number of mergeable candidates.
  • FIG. 14 is a flowchart of the process of adding a zero merge block candidate according to the first embodiment.
  • FIG. 15 is a flowchart showing determination processing as to whether or not there is a zero merge block candidate in the first embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing an example of the zero merge block in the first embodiment.
  • FIG. 17 is a flowchart showing processing relating to selection of a merge block candidate according to the first embodiment.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 19 is a flowchart showing the processing operation of the image coding apparatus according to Embodiment 2.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus according to Embodiment 3.
  • FIG. 21 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus according to Embodiment 3.
  • FIG. 22 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus according to Embodiment 4.
  • FIG. 23 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 24 is a block diagram showing the configuration of the image coding apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 25 is a flowchart showing the processing operation of the image coding apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus according to Embodiment 3.
  • FIG. 21 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus according to Embodiment 3.
  • FIG. 22 is a block diagram showing
  • FIG. 26 is a diagram showing an example of the merge block candidate list in the fifth embodiment.
  • FIG. 27 is a flowchart of a process of calculating merging block candidates and merging block candidate list sizes according to the fifth embodiment.
  • FIG. 28 is a flowchart of the process of updating the number of mergeable candidates according to the fifth embodiment.
  • FIG. 29 is a flowchart showing a process of adding a new candidate in the fifth embodiment.
  • FIG. 30 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus according to Embodiment 6.
  • FIG. 31 is a flowchart showing the processing operation of the image coding apparatus according to Embodiment 6.
  • FIG. 32 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus according to Embodiment 7.
  • FIG. 33 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus according to the seventh embodiment.
  • FIG. 34 is a flowchart showing setting processing of a merge block candidate list size according to the seventh embodiment.
  • FIG. 35 is a flowchart of a process of calculating merge block candidates according to the seventh embodiment.
  • FIG. 36 is a diagram illustrating an example of syntax when adding a merge block index to a bitstream.
  • FIG. 37 is a diagram showing an example of syntax in the case where the merging block candidate list size is fixed to the maximum value of the number of merging block candidates.
  • FIG. 38 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus according to Embodiment 8.
  • FIG. 39 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus according to the eighth embodiment.
  • FIG. 39 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus according to the eighth embodiment.
  • FIG. 40 is an overall configuration diagram of a content supply system for realizing content distribution service.
  • FIG. 41 is an overall configuration diagram of a digital broadcasting system.
  • FIG. 42 is a block diagram showing a configuration example of a television.
  • FIG. 43 is a block diagram showing a configuration example of an information reproducing / recording unit for reading and writing information on a recording medium which is an optical disk.
  • FIG. 44 is a view showing an example of the structure of a recording medium which is an optical disc.
  • FIG. 45A is a diagram illustrating an example of a mobile phone.
  • FIG. 45B is a block diagram showing a configuration example of a mobile phone.
  • FIG. 46 shows a structure of multiplexed data.
  • FIG. 47 is a diagram schematically showing how each stream is multiplexed in multiplexed data.
  • FIG. 48 is a diagram showing in further detail how a video stream is stored in a PES packet sequence.
  • FIG. 49 shows the structure of TS packets and source packets in multiplexed data.
  • FIG. 50 shows the data structure of the PMT.
  • FIG. 51 shows an internal structure of multiplexed data information.
  • FIG. 52 shows an internal structure of stream attribute information.
  • FIG. 53 shows a step of identifying video data.
  • FIG. 54 is a block diagram showing a configuration example of an integrated circuit for implementing the moving picture coding method and the moving picture decoding method according to each of the embodiments.
  • FIG. 55 shows a configuration for switching the drive frequency.
  • FIG. 56 is a diagram showing the steps of identifying video data and switching the drive frequency.
  • FIG. 49 shows the structure of TS packets and source packets in multiplexed data.
  • FIG. 50 shows the data structure of the PMT.
  • FIG. 51 shows an internal structure of multiplexed data information.
  • FIG. 52 shows an internal
  • FIG. 57 is a diagram showing an example of a look-up table in which video data standards are associated with drive frequencies.
  • FIG. 58A is a diagram illustrating an example of a configuration in which modules of the signal processing unit are shared.
  • FIG. 58B is a diagram illustrating another example of the configuration for sharing the modules of the signal processing unit.
  • I pictures are not encoded by the inter prediction encoding process. That is, the I picture is encoded by intra-picture prediction (hereinafter referred to as "intra prediction") encoding processing.
  • the P picture is inter-prediction coded with reference to one already coded picture preceding or following the picture to be coded in display time order.
  • the B picture is inter-prediction encoded with reference to two already encoded pictures preceding or following the picture to be encoded in display time order.
  • the reference picture list is a list in which a reference picture index is assigned to a coded reference picture to be referred to in inter prediction. For example, in the B picture, since coding can be performed with reference to two pictures, two reference picture lists (L0, L1) are generated.
  • FIG. 1A is a diagram for describing an example of a reference picture list in a B picture.
  • FIG. 1B shows an example of reference picture list 0 (L0) in prediction direction 0 in bidirectional prediction.
  • the value 0 of the reference picture index 0 is assigned to the reference picture 0 of display order 2.
  • the value 1 of the reference picture index 0 is assigned to the reference picture 1 of display order 1.
  • the reference picture 2 of the display order 0 is assigned to the value 2 of the reference picture index 0. That is, a reference picture index having a smaller value is assigned to a reference picture closer in time to the current picture in display order.
  • FIG. 1C shows an example of reference picture list 1 (L1) in prediction direction 1 in bidirectional prediction.
  • the value 0 of the reference picture index 1 is assigned to the reference picture 1 of display order 1.
  • the value 1 of the reference picture index 1 is assigned to the reference picture 0 in the display order 2.
  • the value 2 of the reference picture index 2 is assigned to the reference picture 2 of display order 0.
  • a motion vector detection mode is used as a coding mode for inter prediction of each block to be coded in a B picture.
  • the motion vector detection mode the difference value between the predicted image data and the image data of the encoding target block and the motion vector used for generating the predicted image data are encoded.
  • bi-directional prediction and uni-directional prediction can be selected as the prediction direction.
  • bi-directional prediction a predicted image is generated with reference to two already coded pictures in front of or behind the current picture to be coded.
  • one-way prediction a predicted image is generated with reference to one previously encoded one of the forward and backward pictures.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a motion vector in the temporal prediction motion vector mode. Specifically, FIG. 2 shows the case where the block a of the picture B2 is encoded in the temporal prediction motion vector mode.
  • the motion vector vb used for encoding the block b (hereinafter referred to as “co-located block”) in the same position as the block a in the picture P3 that is the reference picture behind the picture B2 is It's being used.
  • the motion vector vb is a motion vector used when the block b is encoded with reference to the picture P1.
  • two reference blocks for the block a are obtained from the picture P1 which is the forward reference picture and the picture P3 which is the backward reference picture. Then, block a is encoded by performing bi-directional prediction based on the two acquired reference blocks. That is, the motion vector used when encoding the block a is the motion vector va1 for the picture P1 and the motion vector va2 for the picture P3.
  • merge mode is examined as an inter prediction mode of each encoding object block in B picture or P picture (nonpatent literature 2).
  • the encoding target block is encoded by copying the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index used for encoding the neighboring block of the encoding target block.
  • the index of the adjacent block used for the copying is attached to the bit stream. This enables the decoding side to select the motion direction, motion vector, and reference picture index used for encoding. A specific example will be described with reference to FIG.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of motion vectors of adjacent blocks used in the merge mode.
  • the adjacent block A is a left adjacent encoded block to be encoded.
  • the adjacent block B is an upper adjacent encoded block of the current block.
  • the adjacent block C is an encoded block adjacent to the upper right of the current block.
  • the adjacent block D is a coded block adjacent to the lower left of the current block to be coded.
  • the adjacent block A is a block encoded by unidirectional prediction in the prediction direction 0.
  • the adjacent block A has a motion vector MvL0_A in the prediction direction 0 as a motion vector for the reference picture indicated by the reference picture index RefL0_A in the prediction direction 0.
  • MvL0 indicates a motion vector that refers to the reference picture specified by the reference picture list 0 (L0).
  • MvL1 indicates a motion vector that refers to the reference picture specified by the reference picture list 1 (L1).
  • the adjacent block B is a block encoded by unidirectional prediction in the prediction direction 1.
  • the adjacent block B has a motion vector MvL1_B in the prediction direction 1 as a motion vector for the reference picture indicated by the reference picture index RefL1_B in the prediction direction 1.
  • the adjacent block C is a block encoded by intra prediction.
  • the adjacent block D is a block encoded by unidirectional prediction in the prediction direction 0.
  • the adjacent block D has a motion vector MvL0_D in the prediction direction 0 as a motion vector for the reference picture indicated by the reference picture index RefL0_D in the prediction direction 0.
  • prediction directions of adjacent blocks A to D for example, prediction directions of adjacent blocks A to D, motion vectors and reference picture indexes, and prediction directions according to temporal prediction motion vector mode determined using co-located blocks, motion vectors and reference picture indexes Among them, the one with the highest coding efficiency is selected as the prediction direction of the coding target block, the motion vector, and the reference picture index. Then, a merge block index representing a block of the selected prediction direction, motion vector and reference picture index is attached to the bitstream.
  • the current block is encoded using the motion vector MvL0_A in the prediction direction 0 and the reference picture index RefL0_A. Then, only the value 0 of the merge block index indicating that the adjacent block A as shown in FIG. 4 is used is attached to the bitstream. Thereby, the information amount of a prediction direction, a motion vector, and a reference picture index can be reduced.
  • non-mergeable candidate a candidate that can not be used for encoding
  • uplicate candidates a combination of a prediction direction, a motion vector, and a reference picture index Candidates that match each other
  • the merging block candidate is (1) a block encoded by intra prediction, (2) a slice including the block to be encoded or a block outside the picture boundary. It indicates that there is a certain or (3) a block which has not been encoded yet.
  • the adjacent block C is encoded by intra prediction. Therefore, the merge block candidate of merge block index 3 is a non-merge candidate and is deleted from the merge block candidate list. Also, in the adjacent block D, the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index match the adjacent block A. Therefore, the merge block candidate of the merge block index 4 is deleted from the merge block candidate list. As a result, finally, the number of merging block candidates becomes 3, and the list size of the merging block candidate list is set to 3.
  • a merge block index is assigned a bit string and is variable-length encoded.
  • the code amount is reduced by changing the bit string allocated to the merge mode index according to the size of the merge block candidate list size.
  • FIG. 6 is a flowchart showing an example of encoding processing in the case of using the merge mode.
  • step S1001 a motion vector of a merge block candidate, a reference picture index, and a prediction direction are obtained from the adjacent block and the co-located block.
  • step S1002 the duplication candidate and the non-mergable candidate are deleted from the merging block candidate.
  • step S1003 the number of merging block candidates after the deletion process is set to the merging block candidate list size.
  • a merge block index used to encode the current block is determined.
  • the determined merge block index is variable-length encoded using the bit string determined by the merge block candidate list size.
  • FIG. 7 is a flowchart showing an example of the decoding process when using the merge mode.
  • step S2001 a motion vector of a merge block candidate, a reference picture index, and a prediction direction are obtained from the adjacent block and the co-located block.
  • step S2002 duplicate candidates and non-mergable candidates are deleted from the merge block candidates.
  • step S2003 the number of merging block candidates after the deletion process is set to the merging block candidate list size.
  • the merging block candidate list size is used to decode the merging block index used to decode the decoding target block from the bitstream.
  • step S2005 a predicted image is generated using a merge block candidate indicated by the decoded merge block index, and a decoding process is performed.
  • FIG. 8 shows a syntax when adding a merge block index to a bitstream.
  • merge_idx represents a merge block index.
  • merge_flag represents a merge flag.
  • NumMergeCand represents a merge block candidate list size. In this NumMergeCand, the number of merging block candidates after deletion of the non-merging candidate and the overlapping candidate from the merging block candidates is set.
  • the image is encoded or decoded using the merge mode.
  • a motion vector at the time of encoding the current block is calculated from merge block candidates adjacent to the current block. Therefore, for example, when the adjacent block is a moving object region and the encoding target block is a still region, the motion vector that can be used in the merge mode is affected by the moving object region, so the prediction accuracy of the merge mode is In some cases, the coding efficiency may decrease.
  • an image coding method is an image coding method for generating a bitstream by coding an image block by block, and spatially or temporally adjacent to a block to be coded
  • merge candidates which are candidates for the prediction direction, motion vector, and reference picture index used for coding the target block
  • a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector can be derived as a second merge candidate. Therefore, for example, a merge candidate having a motion vector or the like for a stationary area can be derived as a second merge candidate. That is, the encoding target block having the predetermined motion can be efficiently encoded, and the encoding efficiency can be improved.
  • the second merge candidate may be derived for each reference picture that can be referred to.
  • the predetermined vector may be a zero vector.
  • the predetermined vector is a zero vector, it becomes possible to derive a merge candidate having a motion vector for a still area. Therefore, when the block to be coded is a still area, it is possible to improve the coding efficiency.
  • the image coding method further includes a determination step of determining the maximum number of merge candidates, and a determination step of determining whether the number of the first merge candidates derived is smaller than the maximum number.
  • the second derivation step may derive the second merge candidate when it is determined that the number of the first merge candidates is smaller than the maximum number.
  • the second merge candidate when it is determined that the first merge candidate is smaller than the maximum number, the second merge candidate can be derived. Therefore, the number of merge candidates can be increased without exceeding the maximum number, and encoding efficiency can be improved.
  • the index may be encoded using the determined maximum number, and the encoded index may be added to the bitstream.
  • the index can be encoded without depending on the number of merge candidates actually derived. Therefore, even when information necessary for deriving a merge candidate (for example, information such as a co-located block) is lost, the decoding side can decode the index, and error resistance can be improved. Also, on the decoding side, the index can be decoded independently of the number of merge candidates that are actually derived. That is, on the decoding side, the index decoding process can be performed without waiting for the merge candidate derivation process. That is, it is possible to generate a bit stream capable of performing the merge candidate derivation process and the index decryption process in parallel.
  • information indicating the determined maximum number may be added to the bitstream.
  • the maximum number can be added to the bitstream. Therefore, the maximum number can be switched in an appropriate unit, and encoding efficiency can be improved.
  • a merge candidate in which a combination of a prediction direction, a motion vector, and a reference picture index does not overlap with the already derived first merge candidate may be derived as the first merge candidate.
  • the image coding method may further include a switching step of switching the coding process to a first coding process conforming to a first standard or a second coding process conforming to a second standard. Adding an identification information indicating the first standard or the second standard to which the encoding process conforms to the bit stream, and the encoding process is switched to the first encoding process.
  • the first derivation step, the second derivation step, the selection step, and the encoding step may be performed as the first encoding process.
  • an image decoding method is an image decoding method for decoding a coded image included in a bitstream for each block, and is for decoding a block spatially or temporally adjacent to a decoding target block
  • the merge candidate which is a candidate for the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index used for decoding the decoding target block, as the first merge candidate, based on the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index used in
  • di candidate and the second merging candidates and a selection step of selecting a merge candidate for use in decoding of the decoding target block.
  • a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector can be derived as a second merge candidate. Therefore, for example, a merge candidate having a motion vector or the like for a stationary area can be derived as a second merge candidate. That is, a block having a predetermined motion can efficiently decode a coded bitstream, and a bitstream with improved coding efficiency can be decoded appropriately.
  • the second merge candidate may be derived for each reference picture that can be referred to.
  • the predetermined vector may be a zero vector.
  • the predetermined vector is a zero vector, it becomes possible to derive a merge candidate having a motion vector for a still area. Therefore, it is possible to appropriately decode a bitstream with improved coding efficiency.
  • the image decoding method further includes a determination step of determining a maximum number of merge candidates, and a determination step of determining whether the number of the first merge candidates derived is smaller than the maximum number.
  • the second merge candidate may be derived when it is determined that the derived number of first merge candidates is smaller than the maximum number.
  • the second merge candidates can be derived. Therefore, the number of merge candidates can be increased without exceeding the maximum number, and it becomes possible to appropriately decode a bitstream with improved coding efficiency.
  • the index may be acquired by decoding the encoded index added to the bitstream using the determined maximum number.
  • the index decoding process can be performed without waiting for the merge candidate derivation process, and the merge candidate derivation process and the index decoding process can be performed in parallel.
  • the maximum number may be determined based on information indicating the maximum number added to the bit stream.
  • the maximum number can be determined based on the information added to the bit stream. Therefore, it becomes possible to switch the maximum number in an appropriate unit and decode the encoded image.
  • a merge candidate in which a combination of a prediction direction, a motion vector, and a reference picture index does not overlap with the already derived first merge candidate may be derived as the first merge candidate.
  • the image decoding method further includes, according to identification information indicating a first standard or a second standard added to the bit stream, a first decoding process conforming to the first standard, or the second standard.
  • the conforming second decoding process includes a switching step of switching the decoding process, and when the decoding process is switched to the first decoding process, the first derivation step and the second derivation process as the first decoding process.
  • a step, the acquisition step, and the selection step may be performed.
  • FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the image coding apparatus according to Embodiment 1.
  • the image coding apparatus 100 generates a bit stream by coding an image block by block.
  • the image coding apparatus 100 includes a subtraction unit 101, an orthogonal transformation unit 102, a quantization unit 103, an inverse quantization unit 104, an inverse orthogonal transformation unit 105, and an addition unit 106.
  • the subtraction unit 101 generates prediction error data by subtracting prediction image data from input image data included in an input image sequence for each block.
  • the orthogonal transformation unit 102 transforms the generated prediction error data from the image domain to the frequency domain.
  • the quantization unit 103 performs quantization processing on the prediction error data converted into the frequency domain.
  • the inverse quantization unit 104 performs inverse quantization processing on the prediction error data quantized by the quantization unit 103.
  • the inverse orthogonal transform unit 105 transforms the frequency domain into the image domain for the prediction error data that has been subjected to the inverse quantization process.
  • the adding unit 106 generates reconstructed image data by adding, for each block, predicted image data and prediction error data that has been inverse-quantized by the inverse orthogonal transformation unit 105.
  • the block memory 107 stores reconstructed image data in block units.
  • the frame memory 108 stores reconstructed image data in units of frames.
  • the picture type determination unit 112 determines which picture type of I picture, B picture, and P picture to encode the input image data. Then, the picture type determination unit 112 generates picture type information indicating the determined picture type.
  • the intra prediction unit 109 generates intra prediction image data of a block to be encoded by performing intra prediction using reconstructed image data in units of blocks stored in the block memory 107.
  • the inter prediction unit 110 performs inter prediction by using reconstructed image data in units of frames stored in the frame memory 108 and a motion vector derived by motion detection or the like to obtain an inter predicted image of a target block to be encoded. Generate data.
  • the switch 113 outputs the intra prediction image data generated by the intra prediction unit 109 to the subtraction unit 101 and the addition unit 106 as prediction image data of the encoding target block when the encoding target block is intra prediction encoded. Do. On the other hand, when the encoding target block is inter-prediction encoded, the switch 113 uses the sub prediction unit 101 and the adding unit 106 as inter prediction image data generated by the inter prediction unit 110 as prediction image data of the encoding target block. Output to
  • the merge block candidate calculation unit 114 merges in merge mode using a motion vector of an adjacent block to be encoded and the motion vector of a co-located block (colPic information) stored in the colPic memory 115. Deriving block candidates. Furthermore, the merge block candidate calculation unit 114 adds the derived merge block candidate to the merge block candidate list.
  • the merge block candidate calculation unit 114 derives a merge block candidate (hereinafter, referred to as “zero merge block candidate”) having a prediction direction for a still area, a motion vector, and a reference picture index as a new candidate by a method described later. Do. Then, the merging block candidate calculation unit 114 adds the derived zero merging block candidate as a new merging block candidate to the merging block candidate list. Furthermore, the merging block candidate calculation unit 114 calculates the number of merging block candidates.
  • zero merge block candidate a merge block candidate having a prediction direction for a still area, a motion vector, and a reference picture index as a new candidate by a method described later. Do. Then, the merging block candidate calculation unit 114 adds the derived zero merging block candidate as a new merging block candidate to the merging block candidate list. Furthermore, the merging block candidate calculation unit 114 calculates the number of merging block candidates.
  • the merge block candidate calculation unit 114 assigns a value of a merge block index to each of the derived merge block candidates. Then, the merge block candidate calculation unit 114 transmits the merge block candidate and the merge block index to the inter prediction control unit 111. Further, the merge block candidate calculation unit 114 transmits the calculated number of merge block candidates to the variable-length coding unit 116.
  • the inter prediction control unit 111 is the smallest of the prediction mode using a motion vector derived by motion detection (motion detection mode) and the prediction mode using a motion vector derived from a merge block candidate (merge mode). Select a prediction mode that gives an error. Also, the inter prediction control unit 111 transmits, to the variable-length coding unit 116, a merge flag indicating whether the prediction mode is the merge mode. Further, when the merge mode is selected as the prediction mode, the inter prediction control unit 111 transmits, to the variable-length coding unit 116, a merge block index corresponding to the determined merge block candidate. Furthermore, the inter prediction control unit 111 transfers, to the colPic memory 115, colPic information including the motion vector of the current block and the like.
  • the variable-length coding unit 116 generates a bitstream by performing variable-length coding processing on the quantized prediction error data, the merge flag, and the picture type information. Also, the variable-length coding unit 116 sets the number of merging block candidates as the merging block candidate list size. Then, the variable-length coding unit 116 assigns a bit string according to the merge block candidate list size to the merge block index used for coding, and performs variable-length coding on the assigned bit string.
  • FIG. 10 is a flowchart showing the processing operation of the image coding apparatus 100 according to the first embodiment.
  • step S101 the merging block candidate calculation unit 114 derives merging block candidates from the adjacent block and the co-located block of the current block. Further, the merge block candidate calculation unit 114 calculates the merge block candidate list size by a method described later.
  • the merging block candidate calculation unit 114 selects adjacent blocks A to D as merging block candidates. Furthermore, the merge block candidate calculation unit 114 calculates a co-located merge block having a motion vector, a reference picture index, and a prediction direction calculated from the motion vector of the co-located block according to the temporal prediction mode as a merge block candidate.
  • the merge block candidate calculation unit 114 assigns a merge block index to each merge block candidate as shown in (a) of FIG. Then, the merge block candidate calculation unit 114 performs the deletion of the non-mergable candidates and the overlap candidates and the addition of the new zero merge block candidate by a method described later, whereby the merge block candidate list as illustrated in FIG. And calculate the merge block candidate list size.
  • the merge block index is assigned a shorter code as the value is smaller. That is, when the value of the merge block index is small, the amount of information required for the merge block index decreases.
  • the merge block candidate calculation unit 114 may measure, for example, the number of times of being selected as a merge block for each merge block candidate, and may allocate a merge block index having a small value to a block having a large number of times. Specifically, it is conceivable to identify the selected merge block in the adjacent block, and to reduce the value of the merge block index for the identified merge block when encoding the target block.
  • the merge block candidate does not have information such as a motion vector (if it is a block encoded by intra prediction, if it is a block located outside the boundary of a picture or slice, etc., or it is still encoded). If it is not a block, etc.), it can not be used for coding.
  • merging block candidates that can not be used for encoding are called non-merging candidates.
  • merge block candidates that can be used for encoding are called mergeable candidates.
  • a candidate in which all other merge block candidates, a motion vector, a reference picture index, and a prediction direction all match is referred to as a duplication candidate.
  • the adjacent block C is a block encoded by intra prediction, it is a non-mergable candidate.
  • the adjacent block D is a duplicate candidate because all of the adjacent block A, motion vector, reference picture index, and prediction direction match.
  • step S102 the inter prediction control unit 111 performs prediction error of the predicted image generated using the motion vector derived by motion detection and prediction error of the predicted image generated using the motion vector obtained from the merge block candidate. And the prediction mode are selected by the method described later. Here, if the selected prediction mode is the merge mode, the inter prediction control unit 111 sets the merge flag to 1, and otherwise sets the merge flag to 0.
  • step S103 it is determined whether the merge flag is 1 (that is, whether the prediction mode is the merge mode).
  • variable-length coding unit 116 adds a merge flag to the bit stream in step S104. Furthermore, in step S105, the variable-length coding unit 116 allocates a bit string according to the merge block candidate list size as shown in FIG. 5 to the merge block index of the merge block candidate used for encoding. Then, the variable-length coding unit 116 performs variable-length coding on the allocated bit sequence.
  • step S106 the variable-length coding unit 116 adds the merge flag and the information on the motion detection vector mode to the bit stream.
  • “0” is assigned as the value of the merge block index corresponding to the adjacent block A. Further, “1” is assigned as the value of the merge block index corresponding to the adjacent block B. Also, “2” is assigned as the value of the merge block index corresponding to the co-located merge block. Also, “3” is assigned as the value of the merge block index corresponding to the adjacent block C. Further, “4” is assigned as the value of the merge block index corresponding to the adjacent block D.
  • variable-length coding unit 116 assigns a small value to the original merge block candidate and sets a large value to the new zero merge block candidate. You may assign a value. That is, the variable-length coding unit 116 may assign a merge block index of a small value in preference to the original merge block candidate.
  • merge block candidates are not necessarily limited to the positions of adjacent blocks A to D.
  • an adjacent block or the like located above the lower left adjacent block D may be used as a merge block candidate.
  • not all adjacent blocks need to be used as merge block candidates.
  • only adjacent blocks A and B may be used as merge block candidates.
  • variable-length coding unit 116 adds the merge block index to the bit stream in step S105 in FIG. 10, but it is not necessary to add the merge block index to the bit stream. For example, when the merging block candidate list size is “1”, the variable-length coding unit 116 may not add the merging block index to the bitstream. This can reduce the amount of information of the merge block index.
  • FIG. 12 is a flowchart showing the detailed process of step S101 of FIG. Specifically, FIG. 12 shows a method of calculating merging block candidates and merging block candidate list sizes. Hereinafter, FIG. 12 will be described.
  • step S111 the merging block candidate calculation unit 114 determines whether or not the merging block candidate [N] is a mergeable candidate by a method described later.
  • N is an index value for representing each merge block candidate.
  • N takes a value from 0 to 4.
  • the adjacent block A in FIG. 3 is allocated to the merge block candidate [0].
  • the adjacent block B in FIG. 3 is allocated to the merge block candidate [1].
  • a co-located merge block is allocated to the merge block candidate [2].
  • the adjacent block C in FIG. 3 is allocated to the merge block candidate [3].
  • the adjacent block D in FIG. 3 is allocated to the merge block candidate [4].
  • step S112 the merging block candidate calculation unit 114 acquires the motion vector of the merging block candidate [N], the reference picture index, and the prediction direction, and adds the motion vector to the merging block candidate list.
  • step S113 the merging block candidate calculation unit 114 searches the merging block candidate list for non-mergable candidates and duplication candidates, and deletes the candidates.
  • step S114 the merging block candidate calculation unit 114 adds the new zero merging block candidate to the merging block candidate list by a method described later.
  • the value of the merge block index may be reassigned so that a merge block index of a small value is allocated in preference to an existing merge block candidate. That is, the merge block candidate calculation unit 114 may reassign the value of the merge block index such that a merge block index having a large value is assigned to the new zero merge block candidate. Thereby, the code amount of the merge block index can be reduced.
  • step S115 the merging block candidate calculation unit 114 sets the number of merging block candidates after the addition of the zero merging block as the merging block candidate list size.
  • the number of merging block candidates is calculated as “5” by the method described later, and “5” is set as the merging block candidate list size.
  • the new zero merge block candidate in step S114 is a candidate to be newly added to the merge block candidate when the number of merge block candidates has not reached the maximum number of merge block candidates by a method described later.
  • the image coding apparatus 100 can improve the coding efficiency by adding new zero merging block candidates.
  • FIG. 13 is a flowchart showing the detailed process of step S111 of FIG. Specifically, FIG. 13 illustrates a method of determining whether the merge block candidate [N] is a mergeable candidate and updating the number of mergeable candidates. Hereinafter, FIG. 13 will be described.
  • step S121 the merging block candidate calculation unit 114 positions the merging block candidate [N] outside a slice or picture boundary including (1) a block encoded by intra prediction or (2) a coding target block. (3) It is determined whether it is a block which is not yet encoded.
  • step S121 determines whether the merge block candidate [N] is a non-merge candidate in step S122.
  • the merge block candidate calculation unit 114 sets the merge block candidate [N] as a mergeable candidate.
  • FIG. 14 is a flowchart showing the detailed process of step S114 of FIG. Specifically, FIG. 14 shows a method of adding zero merge block candidates. Hereinafter, FIG. 14 will be described.
  • step S131 the merging block candidate calculation unit 114 determines whether the number of merging block candidates is smaller than the maximum number of merging block candidates. That is, the merging block candidate calculation unit 114 determines whether the number of merging block candidates has reached the maximum number of merging block candidates.
  • step S132 the merge block candidate calculation unit 114 has a new zero merge block candidate that can be added to the merge block candidate list as a merge block candidate. It is determined by the method described later.
  • step S133 the merge block candidate calculation unit 114 assigns the value of the merge block index to the new zero merge block candidate, and adds the new block to the merge block candidate list. Add zero merge block candidates.
  • step S134 the merging block candidate calculation unit 114 adds 1 to the number of merging block candidates.
  • step S131 or step S132 determines whether the new zero merge block candidate addition process has reached the maximum number of merging block candidates, or if there is no new zero merging block candidate.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the detailed process of step S132 in FIG. Specifically, FIG. 15 shows a method of determining whether there is a zero merge block candidate. Hereinafter, FIG. 15 will be described.
  • step S141 the merge block candidate calculation unit 114 updates the value of the reference picture index refIdxL0 in the prediction direction 0 used when generating the zero merge block candidate, and the value of the reference picture index refIdxL1 in the prediction direction 1.
  • “ ⁇ 1” is set as an initial value.
  • “+1” is added to the reference picture indexes refIdxL0 and refIdxL1 each time the process of step S141 is performed. That is, the merge block candidate calculation unit 114 first merges the zero merge block candidate having the motion vector (zero vector) of the value 0 and the reference picture index of the value 0 as the zero merge block candidate for the still area. Add to list Next, the merging block candidate calculation unit 114 adds a zero merging block candidate having a motion vector of value 0 and a reference picture index of value 1 to the merging block candidate list.
  • step S142 the merging block candidate calculation unit 114 determines that the value of the updated reference picture index refIdxL0 in the prediction direction 0 is smaller than the maximum reference number of reference picture list 0 in the prediction direction 0, and refers to the updated prediction direction 1. It is determined whether the value of the picture index refIdxL1 is smaller than the maximum reference number of the reference picture list 1 in the prediction direction 1.
  • step S143 the merge block candidate calculation unit 114 merges the motion vector (0, 0) and the reference picture index refIdxL0 of the value 0 into a zero merge block. Assign to the prediction direction 0 of. Further, in step S144, the merge block candidate calculation unit 114 assigns the motion vector (0, 0) and the reference picture index refIdxL1 of the value 0 to the prediction direction 1 of the zero merge block.
  • the merge block candidate calculation unit 114 calculates a zero merge block of bi-directional prediction by the processes of step S143 and step S144.
  • FIG. 16 shows an example of the calculated zero merge block.
  • step S145 the merge block candidate calculation unit 114 determines whether a merge block candidate having the same motion vector, reference picture index, and prediction direction as the calculated zero merge block candidate already exists in the merge block candidate list. judge. That is, the merge block candidate calculation unit 114 determines whether the calculated zero merge block candidate is a duplication candidate.
  • step S145 if the determination result in step S145 is false (No in S145), the merge block candidate calculation unit 114 sets the presence of the zero merge block candidate in step S146.
  • step S142 determines whether there is no zero merge block candidate in step S147. judge.
  • the merge block candidate calculation unit 114 calculates zero merge block candidates having a motion vector with a value 0 for each reference picture that can be referred to. Then, the merging block candidate calculation unit 114 newly adds the calculated zero merging block candidate to the merging block candidate list.
  • the image coding apparatus 100 can improve the coding efficiency of the merge mode particularly when the coding target block is a still area.
  • FIG. 17 is a flowchart showing the detailed process of step S102 of FIG. Specifically, FIG. 17 shows a process related to the selection of merge block candidates. Hereinafter, FIG. 17 will be described.
  • step S151 the inter prediction control unit 111 sets 0 as the merge block candidate index, sets the prediction error (cost) of the motion vector detection mode as the minimum prediction error, and sets 0 as the merge flag.
  • the cost is calculated, for example, by the following equation of the RD optimization model.
  • D represents coding distortion.
  • D the sum of absolute differences between a pixel value obtained by encoding and decoding an encoding target block using a predicted image generated with a certain motion vector and an original pixel value of the encoding target block is D.
  • R represents the generated code amount.
  • a code amount and the like necessary for encoding a motion vector used for generating a predicted image are used as R.
  • ⁇ is Lagrange's undetermined multiplier.
  • step S152 the inter prediction control unit 111 determines whether the value of the merging block candidate index is smaller than the number of merging block candidates of the current block. That is, the inter prediction control unit 111 determines whether there is a merge block candidate for which the processes of steps S153 to S155 described below have not yet been performed.
  • step S152 the inter prediction control unit 111 calculates the cost of the merge block candidate to which the merge block candidate index is allocated. Then, in step S154, the inter prediction control unit 111 determines whether the calculated cost of the merge block candidate is smaller than the minimum prediction error.
  • step S154 if the determination result in step S154 is true (Yes in S154), the inter prediction control unit 111 updates the values of the minimum prediction error, the merge block index, and the merge flag in step S155. On the other hand, if the determination result in step S154 is false (No in S154), the inter prediction control unit 111 does not update the values of the minimum prediction error, the merge block index, and the merge flag.
  • step S156 the inter prediction control unit 111 adds 1 to the value of the merge block candidate index, and repeats steps S152 to S156.
  • step S152 determines whether there are no unprocessed merge block candidates. If the determination result in step S152 is false (No in S152), that is, if there are no unprocessed merge block candidates, in step S157, the inter prediction control unit 111 finally sets the merge flag and Determine the merge block index value.
  • a new merge block candidate having a motion vector for a still area and a reference picture index is added to the merge block candidate list as a merge block candidate.
  • the image coding apparatus 100 calculates merge block candidates having a motion vector with a value 0 for each referenceable reference picture, and newly adds the calculated merge block candidates to the merge block candidate list. By doing this, it is possible to improve the coding efficiency of the merge mode, particularly when the coding target block is a static area.
  • the merge block candidate calculation unit 114 may set a predetermined vector (eg, (0, 0, A merge block candidate having 1) or the like as a motion vector may be calculated as a new candidate instead of the zero merge block candidate.
  • the variable-length coding unit 116 may add an offset parameter (OffsetX, OffsetY) or the like to the sequence, picture, or header of the slice.
  • the merge block candidate calculation unit 114 may calculate a merge block candidate having a motion vector (OffsetX, OffsetY) as a new candidate.
  • the merge flag is always added to the bit stream in the merge mode.
  • the present invention is not limited to this.
  • a merge mode is used in which the encoding target block is encoded by copying the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index from the block adjacent to the encoding target block.
  • the skip merge mode may be used.
  • the skip merge mode using the merge block candidate list created as shown in (b) of FIG. 11, the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index are copied from the adjacent block of the encoding target block as in the merge mode. Then, the encoding target block is encoded.
  • the skip flag is set to 1 and the skip flag and the merge block index are added to the bitstream. If the prediction error data is not 0, the skip flag is set to 0, and the skip flag, merge flag, merge block index, and prediction error data are added to the bit stream.
  • a merge mode is used in which the encoding target block is encoded by copying the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index from the adjacent block of the encoding target block. It is not necessarily limited to this.
  • motion vectors in the motion vector detection mode may be encoded using the merge block candidate list created as shown in (b) of FIG. That is, the motion vector of the merge block candidate specified by the merge block index is subtracted from the motion vector in the motion vector detection mode to obtain the difference. Then, the obtained difference and merge block index may be added to the bitstream.
  • the motion vector MV_Merge of the merging block candidate is scaled using the reference picture index RefIdx_ME of the motion detection mode and the reference picture index RefIdx_Merge of the merging block candidate, and the scaling block candidate is the merged block candidate after scaling from the motion vector of the motion detection mode
  • the difference may be determined by subtracting the motion vector scaledMV_Merge. Then, the obtained difference and merge block index may be added to the bitstream.
  • An example of the scaling equation is shown below.
  • POC (RefIdx_ME) indicates the display order of the reference picture indicated by the reference picture index RefIdx_ME.
  • POC (RefIdx_Merge) indicates the display order of the reference picture indicated by the reference picture index RefIdx_Merge.
  • curPOC indicates the display order of the picture to be encoded.
  • a zero merge block candidate for bidirectional prediction is generated from a motion vector of value 0, a reference picture index of prediction direction 0, and a reference picture index of prediction direction 1; It is not limited to this.
  • the merge block candidate calculation unit 114 may generate a zero merge block candidate of the prediction direction 0 using the motion vector of the value 0 and the reference picture index of the prediction direction 0, and add it to the merge block candidate list. Absent.
  • the merge block candidate calculation unit 114 generates a zero merge block candidate of the prediction direction 1 using the motion vector of the value 0 and the reference picture index of the prediction direction 1, and adds it to the merge block candidate list. It does not matter.
  • the merging block candidate calculation unit 114 may generate the zero merging block candidate in order from the reference picture index assigned to the reference picture closest to the coding target picture in display order.
  • the merging block candidate calculation unit 114 determines whether or not the zero merging block candidate is a duplication candidate in step S145 of FIG. 15, but it is not necessary to determine in this way. For example, the determination in step S145 may be omitted. As a result, the image coding apparatus 100 can reduce the amount of processing for derivation of merge block candidates.
  • the merging block candidate calculation unit 114 determines whether the number of merging block candidates is a threshold smaller than the maximum merging block candidate number and reaches a preset threshold. It does not matter. Thereby, the image coding apparatus 100 can reduce the amount of processing of merging block candidate list derivation.
  • the addition of the zero merge block candidate is ended if the number of merge block candidates reaches the maximum number of merge block candidates, the present invention is not necessarily limited to this.
  • the merging block candidate calculation unit 114 merges blocks until no new zero merging block candidate disappears, without determining whether the number of merging block candidates has reached the maximum merging block candidate number.
  • the zero merge block candidate may be added to the candidate list. Thereby, the image coding apparatus 100 can expand the range of selection of merging block candidates, and can improve the coding efficiency.
  • FIG. 18 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus 200 according to Embodiment 2.
  • the image coding apparatus 200 generates a bitstream by coding an image block by block.
  • the image coding apparatus 200 includes a merge candidate derivation unit 210, a prediction control unit 220, and a coding unit 230.
  • the merge candidate derivation unit 210 corresponds to the merge block candidate calculation unit 114 in the first embodiment.
  • the merge candidate derivation unit 210 derives merge candidates. Then, the merge candidate derivation unit 210 generates, for example, a merge candidate list in which an index for identifying the merge candidate (hereinafter, referred to as a “merge index”) is associated with each derived merge candidate.
  • a merge index an index for identifying the merge candidate
  • the merge candidates are candidates for the prediction direction, motion vector, and reference picture index used for encoding the current block. That is, the merge candidate includes at least one set of prediction direction, motion vector, and reference picture index.
  • the merge candidate corresponds to the merge block candidate of the first embodiment.
  • the merge candidate list is the same as the merge block candidate list.
  • the merge candidate derivation unit 210 includes a first derivation unit 211 and a second derivation unit 212.
  • the first derivation unit 211 derives a first merge candidate based on the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index used for coding a block spatially or temporally adjacent to the current block. Then, for example, the first derivation unit 211 associates the first merge candidate derived in this manner with the merge index and registers the first merge candidate in the merge candidate list.
  • a spatially adjacent block is a block in a picture including a current block to be coded, and is a block adjacent to the current block to be coded.
  • the spatially adjacent blocks are, for example, adjacent blocks A to D shown in FIG.
  • the temporally adjacent block is a block included in a picture different from the picture including the current block and is a block corresponding to the current block.
  • temporally adjacent blocks are, for example, co-located blocks.
  • temporally adjacent block does not necessarily have to be a block (co-located block) at the same position as the coding target block.
  • temporally adjacent blocks may be blocks adjacent to co-located blocks.
  • the first derivation unit 211 may use, for example, a prediction direction, a motion vector, and a reference picture index used for coding a block other than the non-mergeable block among blocks spatially adjacent to the current block. 1 It may be derived as a merge candidate.
  • a non-mergeable block is a block encoded by intra prediction, a block including a block to be coded, a block located outside the boundary of a picture or a picture, or a block not yet coded. Thereby, the first derivation unit 211 can derive the first merge candidate from the block suitable for obtaining the merge candidate.
  • the second derivation unit 212 derives a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector as a second merge candidate. Specifically, for example, the second derivation unit 212 derives the second merge candidate for each reference picture that can be referred to. As a result, the image coding apparatus 200 can increase the types of merge candidates, and can further improve the coding efficiency.
  • the second derivation unit 212 does not necessarily have to derive the second merge candidate for each reference picture that can be referred to.
  • the second derivation unit 212 may derive second merge candidates for a predetermined number of reference pictures.
  • the predetermined vector may be, for example, a zero vector as in the first embodiment.
  • the second derivation unit 212 can derive a merge candidate having a motion vector for a still area. Therefore, the image coding apparatus 200 can improve the coding efficiency when the coding target block is a still area.
  • the predetermined vector does not have to be a zero vector.
  • the second derivation unit 212 associates the second merge candidate derived in this manner with the merge index and registers the second merge candidate in the merge candidate list.
  • the second derivation unit 212 registers the second merge candidate in the merge candidate list so that a merge index having a smaller value than the second merge candidate is allocated to the first merge candidate. You may Thereby, the image coding apparatus 200 can reduce the amount of codes when the first merge candidate is more likely to be selected as a merge candidate to be used for encoding than the second merge candidate, thereby improving the coding efficiency. It can be done.
  • the prediction control unit 220 selects, from among the derived first merge candidate and second merge candidate, a merge candidate to be used for encoding the encoding target block. That is, the prediction control unit 220 selects a merge candidate to be used for encoding the current block from the merge candidate list.
  • the encoding unit 230 adds an index (merge index) for identifying the selected merge candidate to the bitstream. For example, the encoding unit 230 encodes the merge index using the sum of the derived number of first merge candidates and the number of second merge candidates (number of merge candidates), and encodes the encoded merge index into a bitstream Add to
  • FIG. 19 is a flowchart showing the processing operation of the image coding apparatus 200 according to Embodiment 2.
  • the first derivation unit 211 derives a first merge candidate (S201). Subsequently, the second derivation unit 212 derives a second merge candidate (S202).
  • the prediction control unit 220 selects a merge candidate to be used for encoding the coding target block from among the first merge candidate and the second merge candidate (S203). For example, as in the first embodiment, the prediction control unit 220 selects, from the merge candidate list, a merge candidate with the minimum cost shown in Expression 1.
  • the encoding unit 230 adds an index for identifying the selected merge candidate to the bit stream (S204).
  • a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector can be derived as a second merge candidate. Therefore, the image coding apparatus 200 can derive, for example, a merge candidate having a motion vector for a still area or the like as a second merge candidate. That is, the image coding apparatus 200 can efficiently code the coding target block having a predetermined motion, and can improve coding efficiency.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a configuration of the image decoding apparatus 300 according to Embodiment 3.
  • This image decoding apparatus 300 is an apparatus corresponding to the image coding apparatus 100 according to the first embodiment.
  • the image decoding apparatus 300 decodes, for example, a coded image included in a bit stream generated by the image coding apparatus 100 according to the first embodiment for each block.
  • the image decoding apparatus 300 includes a variable length decoding unit 301, an inverse quantization unit 302, an inverse orthogonal transformation unit 303, an addition unit 304, a block memory 305, a frame memory 306, and an intra A prediction unit 307, an inter prediction unit 308, an inter prediction control unit 309, a switch 310, a merge block candidate calculation unit 311, and a colPic memory 312 are provided.
  • variable-length decoding unit 301 performs variable-length decoding processing on the input bit stream to generate picture type information, a merge flag, and a quantization coefficient. In addition, the variable-length decoding unit 301 performs variable-length decoding processing of the merging block index using the number of merging block candidates calculated by the merging block candidate calculation unit 311.
  • the inverse quantization unit 302 performs inverse quantization processing on the quantization coefficient obtained by the variable length decoding processing.
  • the inverse orthogonal transformation unit 303 generates prediction error data by transforming orthogonal transformation coefficients obtained by inverse quantization processing from the frequency domain to the image domain.
  • the block memory 305 stores the decoded image data generated by adding the prediction error data and the predicted image data in block units.
  • the frame memory 306 stores decoded image data in units of frames.
  • the intra prediction unit 307 generates predicted image data of a block to be decoded by performing intra prediction using the decoded image data in units of blocks stored in the block memory 305.
  • the inter prediction unit 308 generates predicted image data of a block to be decoded by performing inter prediction using decoded image data in units of frames stored in the frame memory 306.
  • the switch 310 outputs the intra prediction image data generated by the intra prediction unit 307 to the addition unit 304 as prediction image data of the decoding target block when the decoding target block is subjected to intra prediction decoding.
  • the switch 310 outputs the inter prediction image data generated by the inter prediction unit 308 to the adding unit 304 as prediction image data of the decoding target block.
  • the merge block candidate calculation unit 311 derives a merge block candidate using motion vectors and the like of blocks adjacent to the decoding target block and motion vectors and the like (colPic information) of co-located blocks stored in the colPic memory 312. Do. Furthermore, the merging block candidate calculation unit 311 adds the derived merging block candidate to the merging block candidate list.
  • the merge block candidate calculation unit 311 derives a merge block candidate having a motion vector for a still area and a reference picture index as a zero merge block candidate by a method described later. Then, the merging block candidate calculation unit 311 adds the derived zero merging block candidate as a new merging block candidate to the merging block candidate list. Furthermore, the merging block candidate calculation unit 311 calculates the number of merging block candidates.
  • the merge block candidate calculation unit 311 assigns a value of a merge block index to each derived merge block candidate. Then, the merge block candidate calculation unit 311 transmits, to the inter prediction control unit 309, the merge block candidate to which the value of the merge block index is assigned. Also, the merge block candidate calculation unit 311 transmits the calculated number of merge block candidates to the variable length decoding unit 301.
  • the inter prediction control unit 309 causes the inter prediction unit 308 to generate an inter prediction image using the information on the motion vector detection mode.
  • the merge flag is “1”
  • the inter prediction control unit 309 determines a motion vector, a reference picture index, and a prediction direction to be used for inter prediction from the plurality of merge block candidates based on the decoded merge block index. Do. Then, the inter prediction control unit 309 causes the inter prediction unit 308 to generate an inter prediction image using the determined motion vector, the reference picture index, and the prediction direction. Further, the inter prediction control unit 309 transfers colPic information including the motion vector of the decoding target block and the like to the colPic memory 312.
  • the adding unit 304 generates decoded image data by adding the prediction image data and the prediction error data.
  • FIG. 21 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus 300 according to Embodiment 3.
  • step S301 the variable-length decoding unit 301 decodes the merge flag.
  • step S302 if the merge flag is "1" (Yes in S302), the merge block candidate calculation unit 311 generates merge block candidates in the same manner as in step S101 of FIG. 10 in step S303. Further, the merge block candidate calculation unit 311 calculates the number of merge block candidates as a merge block candidate list size.
  • step S304 the variable-length decoding unit 301 performs variable-length decoding of the merge block index in the bitstream using the merge block candidate list size.
  • the inter prediction control unit 309 causes the inter prediction unit 308 to generate an inter prediction image using the motion vector of the merge block candidate indicated by the decoded merge block index, the reference picture index, and the prediction direction.
  • step S302 if the merge flag is "0" (No in S302), in step S306, the inter prediction unit 308 uses the information of the motion vector detection mode decoded by the variable-length decoding unit 301 to generate an inter predicted image. Generate
  • the merging block index may be estimated to be “0” without being decoded.
  • a new merging block candidate having a motion vector for a still area and a reference picture index can be added to the merging block candidate list as merging block candidates. it can.
  • the image decoding apparatus 300 can appropriately decode a bitstream with improved coding efficiency. More specifically, merge target block having a motion vector with a value 0 is calculated for each referenceable reference picture, and the block to be encoded is a still region, in particular, by newly adding it to the merge block candidate list. In this case, it becomes possible to appropriately decode a bitstream with improved coding efficiency in merge mode.
  • Embodiment 4 Although the image decoding apparatus according to the third embodiment includes the components as shown in FIG. 20, it is not necessary to include all the components.
  • the image decoding apparatus according to the fourth embodiment will be specifically described below as a modification of the image decoding apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 22 is a block diagram showing the configuration of an image decoding apparatus 400 according to Embodiment 4.
  • This image decoding apparatus 400 is an apparatus corresponding to the image coding apparatus 200 according to the second embodiment.
  • the image decoding apparatus 400 decodes, for example, a coded image included in a bit stream generated by the image coding apparatus 200 according to the second embodiment for each block.
  • the image decoding apparatus 400 includes a merge candidate derivation unit 410, a decoding unit 420, and a prediction control unit 430.
  • the merge candidate derivation unit 410 corresponds to the merge block candidate calculation unit 311 in the third embodiment.
  • the merge candidate derivation unit 410 derives merge candidates. Then, the merge candidate derivation unit 410 generates, for example, a merge candidate list in which each derived merge candidate is associated with an index (merge index) for specifying the merge candidate.
  • the merge candidate derivation unit 410 includes a first derivation unit 411 and a second derivation unit 412.
  • the first derivation unit 411 derives the first merge candidate in the same manner as the first derivation unit 211 of the second embodiment. Specifically, the first derivation unit 411 derives the first merge candidate based on the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index used for decoding the block spatially or temporally adjacent to the current block to be decoded . Then, the first derivation unit 411 registers, for example, the first merge candidate derived in this manner in the merge candidate list in association with the merge index.
  • the second derivation unit 412 derives a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector as a second merge candidate. Specifically, the second derivation unit 412 derives the second merge candidate in the same manner as the second derivation unit 212 of the second embodiment. Then, for example, the second derivation unit 412 associates the second merge candidate derived in this manner with the merge index and registers the second merge candidate in the merge candidate list.
  • the second derivation unit 412 derives, for example, the second merge candidate for each reference picture that can be referred to.
  • the types of merge candidates can be increased, and it becomes possible to appropriately decode a bitstream with improved coding efficiency.
  • the predetermined vector may be, for example, a zero vector as in the first embodiment.
  • the second derivation unit 412 can derive a merge candidate having a motion vector for a still area. Therefore, the image decoding apparatus 400 can appropriately decode the bit stream with improved coding efficiency.
  • the decoding unit 420 obtains an index for specifying a merge candidate from the bit stream. For example, the decoding unit 420 decodes the encoded merge index added to the bit stream using the sum (the number of merge candidates) of the derived number of first merge candidates and the number of second merge candidates. Get the merge index by
  • the prediction control unit 430 selects a merge candidate to be used for decoding the decoding target block from among the derived first merge candidate and second merge candidate based on the acquired index. That is, the prediction control unit 430 selects, from the merge candidate list, merge candidates to be used for decoding of the current block.
  • FIG. 23 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus 400 according to the fourth embodiment.
  • the first derivation unit 411 derives a first merge candidate (S401). Subsequently, the second derivation unit 412 derives a second merge candidate (S402). Then, the decoding unit 420 obtains a merge index from the bit stream (S403).
  • the prediction control unit 220 selects a merge candidate to be used for decoding the decoding target block from among the first merge candidate and the second merge candidate based on the acquired index (S404).
  • a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector can be derived as a second merge candidate. Therefore, the image decoding apparatus 400 can derive, for example, a merge candidate having a motion vector for a still area or the like as a second merge candidate. That is, the image decoding apparatus 400 can appropriately decode an image obtained by efficiently encoding a block having a predetermined motion, and appropriately decode a bitstream with improved encoding efficiency. It becomes possible.
  • the fifth embodiment is different from the first embodiment in the method of deriving the merge block candidate list size.
  • the derivation method of the merge block candidate list size in the present embodiment will be described in detail.
  • the number of merging block candidates is set to the merging block candidate list size used when encoding or decoding the merging block index.
  • the number of merging block candidates is obtained after deleting non-mergable candidates or duplication candidates using reference picture information including co-located blocks and the like.
  • the image coding apparatus and the image decoding apparatus have a mismatch in the number of merge block candidates
  • the image coding apparatus and the image decoding apparatus have a mismatch in the bit string assigned to the merge block index.
  • the image decoding apparatus may not be able to decode the bitstream correctly.
  • the motion vector or reference picture index of the co-located block becomes unknown. Therefore, information on merge block candidates generated from the co-located block is unknown. In such a case, it is not possible to correctly delete the unmergable candidate or the duplicate candidate from the merge block candidate at the time of decoding. As a result, the image decoding apparatus can not obtain the merge block candidate list size correctly, and can not decode the merge block index normally.
  • the image coding apparatus calculates a merge block candidate list size used when coding or decoding a merge block index by a method not depending on reference picture information including co-located blocks and the like. . Therefore, the image coding apparatus can improve error tolerance.
  • FIG. 24 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus 500 according to Embodiment 5.
  • the same components as in FIG. 9 will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • the image coding apparatus 500 includes a subtractor unit 101, an orthogonal transform unit 102, a quantization unit 103, an inverse quantization unit 104, an inverse orthogonal transform unit 105, and a block memory 107.
  • the merge block candidate calculation unit 514 merges in merge mode using a motion vector of an adjacent block to be encoded and a motion vector of a co-located block stored in the colPic memory 115 (colPic information). Deriving block candidates. Then, the merging block candidate calculation unit 514 calculates the number of mergeable candidates by a method described later.
  • the merge block candidate calculation unit 514 assigns the value of the merge block index to the derived merge block candidate. Then, the merge block candidate calculation unit 514 transmits the merge block candidate and the merge block index to the inter prediction control unit 111. Further, the merge block candidate calculation unit 514 transmits the calculated number of mergeable candidates to the variable-length coding unit 116.
  • the variable-length coding unit 516 generates a bit stream by performing variable-length coding processing on the quantized prediction error data, the merge flag, and the picture type information. In addition, the variable-length coding unit 516 sets the number of mergeable candidates as the merge block candidate list size. Then, the variable-length coding unit 516 performs variable-length coding by assigning a bit string according to the merging block candidate list size to the merging block index used for coding.
  • FIG. 25 is a flowchart showing the processing operation of the image coding apparatus 500 according to the fifth embodiment.
  • the same steps as in FIG. 10 will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted as appropriate.
  • step S501 the merge block candidate calculation unit 514 derives merge block candidates from the adjacent block and the co-located block of the current block. Further, the merging block candidate calculation unit 514 calculates the merging block candidate list size by a method described later.
  • the merging block candidate calculation unit 514 selects adjacent blocks A to D as merging block candidates. Furthermore, the merge block candidate calculation unit 514 calculates a co-located merge block including a motion vector or the like calculated in the temporal prediction mode from the motion vector of the co-located block as a merge block candidate.
  • the merge block candidate calculation unit 514 assigns a merge block index to each merge block candidate as shown in (a) of FIG. Then, the merge block candidate calculation unit 514 performs the merge block candidate list as shown in (b) of FIG. Calculate merge block candidate list size.
  • the merge block index is assigned a shorter code as the value is smaller. That is, when the value of the merge block index is small, the amount of information required for the merge block index decreases.
  • the merge block candidate calculation unit 514 may measure, for example, the number of times of being selected as a merge block for each merge block candidate, and may allocate a merge block index with a small value to a block having a large number of times. Specifically, it is conceivable to identify the selected merge block in the adjacent block, and to reduce the value of the merge block index for the identified merge block when encoding the target block.
  • the merge block candidate does not have information such as a motion vector (if it is a block encoded by intra prediction, if it is a block located outside the boundary of a picture or slice, etc., or it is still encoded). If the block is not included, the merge block candidate can not be used for encoding.
  • merging block candidates that can not be used for encoding are called non-merging candidates.
  • merge block candidates that can be used for encoding are called mergeable candidates.
  • a candidate in which all other merge block candidates, a motion vector, a reference picture index, and a prediction direction all match is referred to as a duplication candidate.
  • the adjacent block C is a block encoded by intra prediction, it is a non-mergable candidate.
  • the adjacent block D is a duplicate candidate because all of the adjacent block A, motion vector, reference picture index, and prediction direction match.
  • step S102 the inter prediction control unit 111 performs prediction error of the predicted image generated using the motion vector derived by motion detection and prediction error of the predicted image generated using the motion vector obtained from the merge block candidate. Compare with and select the prediction mode. Here, if the selected prediction mode is the merge mode, the inter prediction control unit 111 sets the merge flag to 1, and otherwise sets the merge flag to 0.
  • step S103 it is determined whether the merge flag is 1 (that is, whether the prediction mode is the merge mode).
  • variable-length coding unit 516 adds a merge flag to the bitstream in step S104. Further, in step S505, the variable-length coding unit 516 assigns a bit string according to the merge block candidate list size as shown in FIG. 5 to the merge block index of the merge block candidate used for encoding. Then, the variable-length coding unit 516 performs variable-length coding on the allocated bit sequence.
  • step S106 the variable-length coding unit 516 adds information on the merge flag and the motion detection vector mode to the bit stream.
  • the value of the merge block index is assigned “0” as the value of the merge block index corresponding to the adjacent block A. Further, “1” is assigned as the value of the merge block index corresponding to the adjacent block B. Also, “2” is assigned as the value of the merge block index corresponding to the co-located merge block. Also, “3” is assigned as the value of the merge block index corresponding to the adjacent block C. Further, “4” is assigned as the value of the merge block index corresponding to the adjacent block D.
  • the way of assigning the value of the merge block index is not necessarily limited to this example.
  • the original merge block Candidates may be assigned small values, and new candidates may be assigned large values. That is, the variable-length coding unit 516 may assign a merge block block index of a small value in preference to the original merge block candidate.
  • merge block candidates are not necessarily limited to the positions of adjacent blocks A to D.
  • an adjacent block or the like located above the lower left adjacent block D may be used as a merge block candidate.
  • not all adjacent blocks need to be used as merge block candidates.
  • only adjacent blocks A and B may be used as merge block candidates.
  • variable-length coding unit 516 adds the merge block index to the bit stream in step S505 in FIG. 25, but it is not necessary to add the merge block index to the bit stream.
  • the variable-length coding unit 116 may not add the merging block index to the bitstream. This can reduce the amount of information of the merge block index.
  • FIG. 27 is a flowchart showing a detailed process of step S501 of FIG. Specifically, FIG. 27 illustrates a method of calculating merging block candidates and merging block candidate list sizes. Hereinafter, FIG. 27 will be described.
  • step S511 the merging block candidate calculation unit 514 determines whether or not the merging block candidate [N] is a mergeable candidate by a method described later. Then, the merging block candidate calculation unit 514 updates the number of mergeable candidates according to the determination result.
  • N is an index value for representing each merge block candidate.
  • N takes a value from 0 to 4.
  • the adjacent block A in FIG. 3 is allocated to the merge block candidate [0].
  • the adjacent block B of FIG. 3 is allocated to the merge block candidate [1].
  • a co-located merge block is allocated to the merge block candidate [2].
  • the adjacent block C of FIG. 3 is allocated to the merge block candidate [3].
  • the adjacent block D of FIG. 5 is allocated to the merge block candidate [4].
  • step S512 the merging block candidate calculation unit 514 obtains the motion vector of the merging block candidate [N], the reference picture index, and the prediction direction, and adds it to the merging block candidate list.
  • step S513 as shown in FIG. 26, the merging block candidate calculation unit 514 searches the merging block candidate list for non-mergable candidates and duplication candidates and deletes them.
  • step S514 the merging block candidate calculation unit 514 adds a new candidate to the merging block candidate list by the method described in the first embodiment or the method described later.
  • the merging block candidate calculation unit 514 reassigns the value of the merging block index so that a merging block candidate index having a small value is allocated prior to the existing merging block candidate. You may go. That is, the merging block candidate calculation unit 514 may reassign the value of the merging block index so as to assign a merging block index having a large value to the new candidate. Thereby, the code amount of the merge block index can be reduced.
  • step S515 the merging block candidate calculation unit 514 sets the number of mergeable candidates calculated in step S511 as the merging block candidate list size.
  • the number of mergeable candidates is calculated as “4” by the method described later, and “4” is set as the merge block candidate list size.
  • the new candidate in step S514 is newly added to the merge block candidate when the number of merge block candidates has not reached the number of mergeable candidates by the method described in the first embodiment or the method described later.
  • the new candidate is a merge block candidate having a predetermined vector (for example, a zero vector) as a motion vector.
  • the new candidate may be an adjacent block located above the lower left adjacent block D in FIG.
  • the new candidate may be, for example, a block corresponding to adjacent blocks A to D of the co-located block.
  • the new candidate may be, for example, a block having a motion vector in the entire screen of a reference picture or a certain region, a reference picture index, and a statistical value of a prediction direction.
  • the merging block candidate calculation unit 514 adds a new candidate having a new motion vector, a reference picture index, and a prediction direction, Coding efficiency can be improved.
  • FIG. 28 is a flowchart showing the detailed process of step S511 of FIG. Specifically, FIG. 28 shows a method of determining whether the merge block candidate [N] is a mergeable candidate and updating the number of mergeable candidates. Hereinafter, FIG. 28 will be described.
  • step S 521 the merging block candidate calculation unit 514 positions the merging block candidate [N] outside a slice or picture boundary including (1) a block encoded by intra prediction or (2) a coding target block. (3) It is determined whether it is a block which is not yet encoded.
  • step S521 if the determination result in step S521 is true (Yes in S521), in step S522, the merge block candidate calculation unit 514 sets the merge block candidate [N] as a non-merge candidate. On the other hand, if the determination result in step S521 is false (No in S521), in step S523, the merge block candidate calculation unit 514 sets the merge block candidate [N] as a mergeable candidate.
  • step S524 the merging block candidate calculation unit 514 determines whether the merging block candidate [N] is a mergeable candidate or a co-located merging block candidate.
  • the merging block candidate calculation unit 514 adds 1 to the number of merging block candidates to update the number of merging block candidates.
  • the determination result in step S524 is false (No in S524), the merging block candidate calculation unit 514 does not update the number of mergeable candidates.
  • the merging block candidate calculation unit 514 determines whether the number of mergeable candidates is 1 regardless of whether the co-located block is a mergeable candidate or a non-mergeable candidate. Add As a result, even when the information of the co-located merge block is lost due to a packet loss or the like, the image encoding device and the image decoding device do not have a mismatch in the number of mergeable candidates.
  • the number of mergeable candidates is set to the merge block candidate list size in step S515 in FIG. Furthermore, in step S505 in FIG. 25, the merging block candidate list size is used for variable-length coding of merging block index. As a result, even when reference picture information including a co-located block or the like is lost, the image coding apparatus 500 can generate a bitstream that can correctly decode the merge block index.
  • FIG. 29 is a flowchart showing a detailed process of step S514 in FIG. Specifically, FIG. 29 shows a method of adding a new candidate. Hereinafter, FIG. 29 will be described.
  • step S531 the merging block candidate calculation unit 514 determines whether the number of merging block candidates is smaller than the number of mergeable candidates. That is, the merging block candidate calculation unit 514 determines whether or not the number of merging block candidates has reached the number of mergeable candidates.
  • step S532 determines whether there is a new candidate that can be added to the merge block candidate list as a merge block candidate. judge.
  • step S532 is true (Yes in S532)
  • the merge block candidate calculation unit 514 assigns the value of the merge block index to the new candidate in step S533, and adds the new candidate to the merge block candidate list. Furthermore, in step S534, 1 is added to the number of merging block candidates.
  • step S101 or step S532 determines whether the new candidate addition process has reached the number of mergeable candidates, or if there is no new candidate.
  • the merge block candidate list size used when encoding or decoding a merge block index depends on reference picture information including co-located blocks and the like. It can be calculated by This enables the image coding apparatus 500 to improve error resilience.
  • the image coding apparatus 500 can always merge if the merge block candidate is a co-located merge block regardless of whether the co-located merge block is a mergeable candidate or not. Add 1 to the number of candidates. Then, the image coding apparatus 500 determines a bit string to be assigned to the merge block index using the number of mergeable candidates calculated in this manner. This enables the image coding apparatus 500 to generate a bitstream that can correctly decode the merge block index even when reference picture information including a co-located block is lost.
  • image coding apparatus 500 merges a new candidate having a new motion vector, a reference picture index, and a prediction direction when the number of merge block candidates has not reached the number of mergeable candidates. Coding efficiency can be improved by adding as a block candidate.
  • the merge flag is always added to the bit stream in the merge mode.
  • the present invention is not limited to this.
  • a merge mode is used in which the encoding target block is encoded by copying the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index from the adjacent block of the encoding target block.
  • the skip merge mode may be used.
  • the prediction direction, motion vector and reference picture index are copied from the adjacent block of the encoding target block as in the merge mode.
  • the skip flag is set to 1 and the skip flag and the merge block index are added to the bitstream. If the prediction error data is not 0, the skip flag is set to 0, and the skip flag, merge flag, merge block index, and prediction error data are added to the bit stream.
  • a motion vector in the motion vector detection mode may be encoded using the merge block candidate list created as shown in (b) of FIG. That is, the motion vector of the merge block candidate specified by the merge block index is subtracted from the motion vector in the motion vector detection mode to obtain the difference. Then, the obtained difference and merge block index may be added to the bitstream.
  • the motion vector MV_Merge of the merge block candidate is scaled as shown in Expression 2 using the reference picture index RefIdx_ME of the motion detection mode and the reference picture index RefIdx_Merge of the merge block candidate, and after scaling from the motion vector of the motion detection mode
  • the difference may be obtained by subtracting the motion vector scaledMV_Merge of the merge block candidate of. Then, the obtained difference and merge block index may be added to the bitstream.
  • the image coding apparatus is calculated so as to always add 1 if the merging block candidate is a co-located merging block regardless of whether the co-located merging block is a mergeable candidate or not.
  • the bit sequence allocated to the merge block index was determined using the number of mergeable candidates.
  • the image coding apparatus uses, for example, the number of mergeable candidates calculated to always always add 1 also to merge block candidates other than the co-located merge block in step S524 in FIG.
  • Bit sequences to be assigned to merge block indexes may be determined. That is, the image coding apparatus may allocate a bit string to the merge block index using the merge block candidate list size fixed to the maximum value N of the number of merge block candidates. That is, the image coding apparatus may treat all merging block candidates as mergeable candidates, fix the merging block candidate list size at the maximum value N of the number of merging block candidates, and encode the merging block index. .
  • the image coding apparatus since the maximum value N of the number of merging block candidates is 5 (adjacent block A, adjacent block B, co-located merge block, adjacent block C, adjacent block D), the image coding apparatus May always set the merge block candidate list size to 5 and encode the merge block index. Also, for example, when the maximum value N of the number of merging block candidates is 4 (adjacent block A, adjacent block B, adjacent block C, adjacent block D), the image coding apparatus always sets the merging block candidate list size to May be set to encode the merge block index.
  • the image coding apparatus may determine the merge block candidate list size according to the maximum value of the number of merge block candidates. This enables the variable length decoding unit of the image decoding apparatus to generate a bitstream that can decode the merge block index in the bitstream without referring to the information of the adjacent block or the co-located block. The processing amount of the variable length decoding unit can be reduced.
  • FIG. 30 is a block diagram showing a configuration of an image coding apparatus 600 according to Embodiment 6.
  • the image coding apparatus 600 generates a bitstream by coding an image block by block.
  • the image coding apparatus 600 includes a merge candidate derivation unit 610, a prediction control unit 620, and a coding unit 630.
  • the merge candidate derivation unit 610 corresponds to the merge block candidate calculation unit 514 in the fifth embodiment.
  • the merge candidate derivation unit 610 derives merge candidates. Then, the merge candidate derivation unit 610 generates, for example, a merge candidate list in which each derived merge candidate is associated with an index for specifying the merge candidate.
  • the merge candidate derivation unit 610 includes a determination unit 611, a first derivation unit 612, a specification unit 613, a determination unit 614, and a second derivation unit 615.
  • the determination unit 611 determines the maximum number of merge candidates. That is, the determination unit 611 determines the maximum value N of the number of merging block candidates.
  • the determination unit 611 determines the maximum number of merge candidates based on the features of the input image sequence (sequence, picture, slice, block or the like). Also, for example, the determination unit 611 may determine a predetermined number as the maximum number of merge candidates.
  • the first derivation unit 612 derives a first merge candidate based on the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index used for encoding a block spatially or temporally adjacent to the current block.
  • the first derivation unit 612 derives the first merge candidate so that the number of first merge candidates does not exceed the maximum number.
  • the first derivation unit 612 registers, for example, the first merge candidate derived in this manner in the merge candidate list in association with the merge index.
  • the first derivation unit 612 may use, for example, a prediction direction, a motion vector, and a reference picture index used for coding a block other than the non-mergeable block among blocks spatially adjacent to the current block. 1 It may be derived as a merge candidate.
  • a non-mergeable block is a block encoded by intra prediction, a block including a block to be coded, a block located outside the boundary of a picture or a picture, or a block not yet coded. Thereby, the first derivation unit 612 can derive the first merge candidate from the block suitable for obtaining the merge candidate.
  • the identifying unit 613 identifies a first merge candidate (overlap candidate) in which the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index overlap with other first merge candidates. Then, the identifying unit 613 deletes the identified duplicate candidate from the merge candidate list.
  • the determining unit 614 determines whether the number of first merge candidates is smaller than the determined maximum number. Here, the determination unit 614 determines whether the number of first merge candidates excluding the identified overlapping first merge candidate is smaller than the determined maximum number.
  • the second derivation unit 615 When it is determined that the number of first merge candidates is smaller than the determined maximum number, the second derivation unit 615 derives a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector as a second merge candidate. Specifically, the second derivation unit 615 derives the second merge candidate such that the sum of the number of first merge candidates and the number of second merge candidates does not exceed the maximum number. Here, the second derivation unit 615 derives the second merge candidate such that the sum of the number of first merge candidates excluding the duplication candidate and the number of second merge candidates does not exceed the maximum number.
  • the predetermined vector may be, for example, a zero vector as in the fifth embodiment.
  • the predetermined vector does not have to be a zero vector.
  • the second derivation unit 615 associates the second merge candidate derived in this way with the merge index and registers the second merge candidate in the merge candidate list.
  • the second derivation unit 615 may register the second merge candidate in the merge candidate list such that a merge index having a smaller value than the second merge candidate is assigned to the first merge candidate.
  • the second derivation unit 615 does not necessarily have to derive the second merge candidate so that the sum of the number of first merge candidates and the number of second merge candidates matches the determined maximum number. If the sum of the number of first merge candidates and the number of second merge candidates is smaller than the determined maximum number, for example, there may be a value of a merge index to which no merge candidate is associated.
  • the prediction control unit 620 selects, from among the first merge candidate and the second merge candidate, a merge candidate to be used for encoding the current block. That is, the prediction control unit 620 selects, from the merge candidate list, a merge candidate to be used for encoding of the current block.
  • the encoding unit 630 encodes the index (merge index) for identifying the selected merge candidate using the determined maximum number. Specifically, as shown in FIG. 5, the encoding unit 630 performs variable-length encoding on the bit string assigned to the index value of the selected merge candidate. Furthermore, the encoding unit 630 adds the encoded index to the bit stream.
  • the encoding unit 630 may further add information indicating the maximum number determined by the determination unit 611 to the bitstream. Specifically, the encoding unit 630 may write information indicating the maximum number in, for example, a slice header. As a result, the maximum number can be switched in an appropriate unit, and encoding efficiency can be improved.
  • the encoding unit 630 does not necessarily have to add information indicating the maximum number to the bit stream. For example, when the maximum number is predetermined by the standard, or when the maximum number is the same as the predetermined value, the encoding unit 630 may not add information indicating the maximum number to the bitstream.
  • FIG. 31 is a flowchart showing the processing operation of the image coding apparatus 600 according to Embodiment 6.
  • the determination unit 611 determines the maximum number of merge candidates (S601).
  • the first derivation unit 612 derives the first merge candidate (S602).
  • the identifying unit 613 identifies a first merge candidate (overlap candidate) in which the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index overlap with another first merge candidate (S603). ).
  • the determination unit 614 determines whether the number of first merge candidates excluding the overlap candidate is smaller than the determined maximum number (S604).
  • the second derivation unit 615 has a predetermined vector as a motion vector.
  • the merge candidate is derived as a second merge candidate (S605).
  • the second derivation unit 615 does not derive the second merge candidate.
  • the prediction control unit 620 selects a merge candidate to be used for encoding the current block from among the first merge candidate and the second merge candidate (S606). For example, as in the first embodiment, the prediction control unit 620 selects, from the merge candidate list, a merge candidate with the minimum cost shown in Equation 1.
  • the encoding unit 630 encodes the index for identifying the selected merge candidate using the determined maximum number (S607). Furthermore, the encoding unit 630 adds the encoded index to the bit stream.
  • a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector can be derived as a second merge candidate. Therefore, the image coding apparatus 600 can derive, for example, a merge candidate having a motion vector for a still area or the like as a second merge candidate. That is, the image coding apparatus 600 can efficiently code the coding target block having a predetermined motion, and can improve coding efficiency.
  • an index for specifying a merge candidate can be coded using the determined maximum number. That is, the index can be encoded without depending on the number of merge candidates actually derived. Therefore, even when information necessary for deriving a merge candidate (for example, information such as a co-located block) is lost, the decoding side can decode the index, and error resistance can be improved. Also, on the decoding side, the index can be decoded independently of the number of merge candidates that are actually derived. That is, on the decoding side, the index decoding process can be performed without waiting for the merge candidate derivation process. That is, it is possible to generate a bit stream capable of performing the merge candidate derivation process and the index decryption process in parallel.
  • image coding apparatus 600 when it is determined that the number of first merge candidates is smaller than the maximum number, second merge candidates can be derived. Therefore, the number of merge candidates can be increased without exceeding the maximum number, and encoding efficiency can be improved.
  • second merge candidates can be derived according to the number of first merge candidates excluding the overlapping first merge candidates.
  • the number of second merge candidates can be increased, and the types of combinations of prediction directions, motion vectors, and reference picture indexes that can be selected as merge candidates can be increased. Therefore, it is possible to further improve the coding efficiency.
  • the image coding apparatus 600 includes the specifying unit 613 in the present embodiment, the specifying unit 613 is not necessarily required. That is, step S603 need not necessarily be included in the flowchart shown in FIG. Even in such a case, since the image coding apparatus 600 can code the index for identifying merge candidates using the determined maximum number, error tolerance can be improved. It becomes.
  • the specification unit 613 specifies the duplication candidate, but this is not necessarily the case.
  • the first derivation unit 612 identifies the duplication candidate, and derives the first merge candidate so that the identified duplication candidate is not included in the first merge candidate. It is also good. That is, the first derivation unit 612 may derive, as the first merge candidate, a merge candidate in which the combination of the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index does not overlap with the already derived first merge candidate.
  • the merge candidate based on the left adjacent block when the merge candidate based on the left adjacent block is already derived as the first merge candidate, the merge candidate based on the upper adjacent block does not overlap with the merge candidate based on the left adjacent block.
  • the first derivation unit 612 may derive a merge candidate based on the upper adjacent block as a first merge candidate. Thereby, the first derivation unit 612 can exclude, from the first merge candidates, merge candidates in which the combination of the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index overlaps the already derived first merge candidate.
  • the image coding apparatus 600 can increase the number of second merge candidates, and can increase the types of combinations of prediction directions, motion vectors, and reference picture indexes that can be selected as merge candidates. Therefore, the first derivation unit 612 can further improve the coding efficiency.
  • the image coding apparatus 600 may first derive a second merge candidate, and register the derived second merge candidate in the merge candidate list. Thereafter, the image coding apparatus 600 may derive the first merge candidate, and overwrite the second merge candidate registered in the merge candidate list with the derived first merge candidate.
  • the seventh embodiment is different from the third embodiment in the method of deriving the merge block candidate list size.
  • the derivation method of the merge block candidate list size in the present embodiment will be described in detail.
  • FIG. 32 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus 700 according to Embodiment 7.
  • the same components as in FIG. 20 will be assigned the same reference numerals and descriptions thereof will be omitted.
  • This image decoding apparatus 700 is an apparatus corresponding to the image coding apparatus 500 according to the fifth embodiment.
  • the image decoding apparatus 700 decodes, for example, a coded image included in a bit stream generated by the image coding apparatus 500 according to the fifth embodiment for each block.
  • the image decoding apparatus 700 includes a variable-length decoding unit 701, an inverse quantization unit 302, an inverse orthogonal transformation unit 303, an addition unit 304, a block memory 305, a frame memory 306, an intra A prediction unit 307, an inter prediction unit 308, an inter prediction control unit 309, a switch 310, a merge block candidate calculation unit 711, and a colPic memory 312 are provided.
  • variable-length decoding unit 701 performs variable-length decoding processing on the input bit stream to generate picture type information, a merge flag, and a quantization coefficient. Also, the variable-length decoding unit 701 performs variable-length decoding processing of the merge block index using the number of mergeable candidates described later.
  • the merge block candidate calculation unit 711 uses the motion vector etc. of the adjacent block of the decoding target block and the motion vector etc. of the co-located block stored in the colPic memory 312 (colPic information) to use the merge block in merge mode.
  • the candidates are derived by the method described later. Further, the merge block candidate calculation unit 711 assigns the value of the merge block index to each derived merge block candidate. Then, the merge block candidate calculation unit 711 transmits the merge block candidate and the merge block index to the inter prediction control unit 309.
  • FIG. 33 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus according to the seventh embodiment.
  • step S701 the variable-length decoding unit 701 decodes the merge flag.
  • step S702 if the merge flag is "1" (Yes in S702), in step S703, the merging block candidate calculation unit 711 calculates the number of mergeable candidates by a method described later. Then, the merging block candidate calculation unit 711 sets the calculated number of mergeable candidates as the merging block candidate list size.
  • step S704 the variable-length decoding unit 701 performs variable-length decoding of the merge block index in the bitstream using the merge block candidate list size.
  • step S705 the merging block candidate calculation unit 711 generates merging block candidates from the adjacent block and the co-located block of the decoding target block by the method described in the first or third embodiment or the method to be described later.
  • the inter prediction control unit 309 causes the inter prediction unit 308 to generate an inter prediction image using the motion vector of the merge block candidate indicated by the decoded merge block index, the reference picture index, and the prediction direction.
  • step S702 if the merge flag is "0" (No in step S702), in step S707, the inter prediction unit 308 performs inter prediction using information on the motion vector detection mode decoded by the variable length decoding unit 701. Generate an image.
  • the merging block index may be estimated to be “0” without being decoded.
  • FIG. 34 is a flowchart showing a detailed process of step S703 of FIG. Specifically, FIG. 34 illustrates a method of determining whether the merge block candidate [N] is a mergeable candidate and calculating the number of mergeable candidates. Hereinafter, FIG. 34 will be described.
  • step S711 the merging block candidate calculation unit 711 determines that the merging block candidate [N] is (1) a block decoded by intra prediction, or (2) a slice including a decoding target block or a block positioned outside a picture boundary Or (3) It is determined whether it is a block that has not been decoded yet.
  • step S712 the merging block candidate calculation unit 711 sets the merging block candidate [N] as a non-merging candidate.
  • step S713 the merging block candidate calculation unit 711 sets the merging block candidate [N] as a mergeable candidate in step S713.
  • step S714 the merging block candidate calculation unit 711 determines whether the merging block candidate [N] is a mergeable candidate or a co-located merging block candidate.
  • the merge block candidate calculation unit 711 updates the number of merge block candidates by adding 1 to the number of merge block candidates in step S715.
  • the merging block candidate calculation unit 711 does not update the number of mergeable candidates.
  • the merging block candidate calculation unit 711 determines whether the number of mergeable candidates is 1 regardless of whether the co-located block is a mergeable candidate or a non-mergeable candidate. Add As a result, even when the information of the co-located merge block is lost due to a packet loss or the like, the image encoding device and the image decoding device do not have a mismatch in the number of mergeable candidates.
  • the number of mergeable candidates is set to the merge block candidate list size in step S703 of FIG. Furthermore, in step S704 of FIG. 33, the merging block list size is used for variable length decoding of merging block index. Thus, even when reference picture information including a co-located block or the like is lost, the image decoding apparatus 700 can correctly decode the merge block index.
  • FIG. 35 is a flowchart showing a detailed process of step S 705 of FIG. Specifically, FIG. 35 shows a method of calculating merge block candidates. Hereinafter, FIG. 35 will be described.
  • step S721 the merging block candidate calculation unit 711 obtains the motion vector of the merging block candidate [N], the reference picture index, and the prediction direction, and adds the motion vector to the merging block candidate list.
  • step S 722 as shown in FIG. 26, the merging block candidate calculation unit 711 searches the merging block candidate list for non-mergable candidates and duplication candidates, and deletes the candidates.
  • step S723 the merging block candidate calculation unit 711 adds a new candidate to the merging block candidate list by the method described in the first or third embodiment or the method similar to FIG.
  • FIG. 36 illustrates an example of syntax when adding a merge block index to a bitstream.
  • merge_idx represents a merge block index
  • merge_flag represents a merge flag.
  • NumMergeCand represents a merge block candidate list size, and in the present embodiment, the number of mergeable candidates calculated in the processing flow of FIG. 34 is set.
  • the merge block candidate list size used when encoding or decoding a merge block index does not depend on reference picture information including co-located blocks and the like. It can be calculated by the method. This enables the image decoding apparatus 700 to appropriately decode a bitstream with improved error resilience.
  • the image decoding apparatus 700 always mergeable candidates if the merge block candidate is a co-located merge block regardless of whether the co-located merge block is a mergeable candidate or not. Add 1 to the number. Then, the image decoding apparatus 700 determines a bit string to be assigned to the merge block index using the number of mergeable candidates calculated in this manner. Thus, the image decoding apparatus 700 can correctly decode the merge block index even when the reference picture information including the co-located block is lost.
  • the image decoding apparatus 700 merges a new candidate having a new motion vector, a reference picture index, and a prediction direction when the number of merge block candidates has not reached the number of mergeable candidates. By adding as a candidate, it is possible to appropriately decode a bitstream with improved coding efficiency.
  • the image decoding apparatus is calculated so as to always add 1 if the merge block candidate is a co-located merge block regardless of whether the co-located merge block is a mergeable candidate or not.
  • the number of mergeable candidates was used to determine a bit string to be assigned to a merge block index.
  • the image decoding apparatus uses, for example, the number of mergeable candidates calculated to always always add 1 also to merge block candidates other than the co-located merge block in step S714 in FIG.
  • the bit sequence to be assigned to the merge block index may be determined. That is, the image decoding apparatus may allocate a bit string to the merge block index using the merge block candidate list size fixed to the maximum value N of the number of merge block candidates. That is, the image decoding apparatus may regard all merging block candidates as merging candidates, fix the merging block candidate list size at the maximum value N of the number of merging block candidates, and decode the merging block index.
  • the image decoding apparatus since the maximum value N of the number of merging block candidates is 5 (adjacent block A, adjacent block B, co-located merge block, adjacent block C, adjacent block D), the image decoding apparatus
  • the merge block index may be decoded by always setting 5 as the merge block candidate list size.
  • the variable-length decoding unit of the image decoding apparatus can decode the merge block index in the bitstream without referring to the information of the adjacent block or the co-located block.
  • the processes of steps S714 and S715 in FIG. 34 can be omitted, and the processing amount of the variable-length decoding unit can be reduced.
  • FIG. 37 shows an example of syntax in the case where the merging block candidate list size is fixed to the maximum value of the number of merging block candidates. As shown in FIG. 37, when fixing the merge block candidate list size to the maximum value of the number of merge block candidates, NumMergeCand can be deleted from the syntax.
  • a modification of the image decoding apparatus according to the seventh embodiment as described above will be specifically described below as an image decoding apparatus according to the eighth embodiment.
  • FIG. 38 is a block diagram showing a configuration of an image decoding apparatus 800 according to Embodiment 8.
  • the image decoding apparatus 800 decodes the encoded image included in the bit stream block by block. Specifically, for example, the image decoding apparatus 800 decodes, for each block, the encoded image included in the bit stream generated by the image encoding apparatus 600 according to the sixth embodiment.
  • the image decoding apparatus 800 includes a merge candidate derivation unit 810, a decoding unit 820, and a prediction control unit 830.
  • the merge candidate derivation unit 810 corresponds to the merge block candidate calculation unit 711 in the seventh embodiment.
  • the merge candidate derivation unit 810 derives merge candidates. Then, the merge candidate derivation unit 810 generates, for example, a merge candidate list in which each derived merge candidate is associated with an index (merge index) for specifying the merge candidate.
  • the merge candidate derivation unit 810 includes a determination unit 811, a first derivation unit 812, a specification unit 813, a determination unit 814, and a second derivation unit 815.
  • the determination unit 811 determines the maximum number of merge candidates. That is, the determining unit 811 determines the maximum value N of the number of merging block candidates.
  • the determination unit 811 may determine the maximum number of merge candidates in the same manner as the determination unit 611 of the sixth embodiment. Also, for example, the determination unit 811 may determine the maximum number based on the information indicating the maximum number added to the bit stream. As a result, the image decoding apparatus 800 can switch the maximum number in an appropriate unit and decode the encoded image.
  • the determination unit 811 is included in the merge candidate derivation unit 810, but may be included in the decoding unit 820.
  • the first derivation unit 812 derives the first merge candidate. Specifically, the first derivation unit 812 derives the first merge candidate based on the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index used for decoding the block spatially or temporally adjacent to the current block to be decoded . Then, for example, the first derivation unit 812 associates the first merge candidate derived in this manner with the merge index and registers the first merge candidate in the merge candidate list.
  • the first derivation unit 812 performs, as a first merge, the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index used for decoding a block other than the non-mergeable block among the blocks spatially adjacent to the decoding target block. It may be derived as a candidate. Thereby, the first derivation unit 812 can derive the first merge candidate from the block suitable for obtaining the merge candidate.
  • the identifying unit 813 identifies, when a plurality of first merge candidates are derived, a first merge candidate (overlap candidate) in which the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index overlap with other first merge candidates. Then, the identifying unit 813 deletes the identified duplicate candidate from the merge candidate list.
  • the determining unit 814 determines whether the number of first merge candidates is smaller than the determined maximum number. Here, the determination unit 814 determines whether the number of first merge candidates excluding the identified overlapping first merge candidate is smaller than the determined maximum number.
  • the second derivation unit 815 When it is determined that the number of first merge candidates is smaller than the determined maximum number, the second derivation unit 815 derives a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector as a second merge candidate. Specifically, the second derivation unit 815 derives the second merge candidate such that the sum of the number of first merge candidates and the number of second merge candidates does not exceed the maximum number. Here, the second derivation unit 815 derives the second merge candidate such that the sum of the number of first merge candidates excluding the duplication candidate and the number of second merge candidates does not exceed the maximum number.
  • the predetermined vector may be, for example, a zero vector as in the seventh embodiment.
  • the second derivation unit 815 can derive a merge candidate having a motion vector for a still area. Therefore, the image decoding apparatus 800 can appropriately decode a bitstream with improved coding efficiency.
  • the predetermined vector does not have to be a zero vector.
  • the second derivation unit 815 associates the second merge candidate derived in this way with the merge index and registers the second merge candidate in the merge candidate list.
  • the second derivation unit 815 may register the second merge candidate in the merge candidate list such that a merge index having a smaller value than the second merge candidate is assigned to the first merge candidate.
  • the second derivation unit 815 does not necessarily have to derive the second merge candidate so that the sum of the number of first merge candidates and the number of second merge candidates matches the determined maximum number. If the sum of the number of first merge candidates and the number of second merge candidates is smaller than the determined maximum number, for example, there may be a value of a merge index to which no merge candidate is associated.
  • the decoding unit 820 decodes the encoded index added to the bitstream and the index for identifying a merge candidate using the determined maximum number.
  • the prediction control unit 830 selects a merge candidate to be used for decoding the current block from among the first merge candidate and the second merge candidate based on the decoded index. That is, the prediction control unit 830 selects, from the merge candidate list, merge candidates to be used for decoding of the current block.
  • FIG. 39 is a flowchart showing the processing operation of the image decoding apparatus 800 according to Embodiment 8.
  • the determination unit 811 determines the maximum number of merge candidates (S801).
  • the first derivation unit 812 derives the first merge candidate (S802).
  • the identifying unit 813 identifies a first merge candidate (overlap candidate) in which the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index overlap with another first merge candidate (S803). ).
  • the determination unit 814 determines whether the number of first merge candidates excluding the duplication candidate is smaller than the determined maximum number (S804). Here, if it is determined that the number of first merge candidates excluding the overlap candidate is smaller than the determined maximum number (Yes in S804), the second derivation unit 815 derives a second merge candidate (S805) . On the other hand, when it is not determined that the number of first merge candidates excluding the duplication candidate is smaller than the determined maximum number (No in S804), the second derivation unit 815 does not derive the second merge candidate.
  • the decoding unit 820 decodes the encoded index added to the bitstream and the index for specifying a merge candidate using the determined maximum number (S806).
  • the prediction control unit 830 selects a merge candidate to be used for decoding the decoding target block from the first merge candidate and the second merge candidate based on the decoded index (S807). For example, as in the first embodiment, the prediction control unit 830 selects, from the merge candidate list, a merge candidate with the minimum cost shown in Expression 1.
  • the index decoding process (S806) is performed after the merge candidate is derived, but it is not necessary to be performed in this order.
  • merge candidate derivation processes (S802 to S805) may be performed after the index decoding process (S806).
  • the index decoding process (S 806) and the merge candidate derivation process (S 802 to S 805) may be performed in parallel. Thereby, the processing speed of decoding can be improved.
  • a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector can be derived as a second merge candidate. Therefore, the image decoding apparatus 800 can derive, for example, a merge candidate having a motion vector for a still area or the like as a second merge candidate. That is, the image decoding apparatus 800 can appropriately decode a bitstream in which a block having a predetermined motion is efficiently encoded, and appropriately decode a bitstream with improved encoding efficiency. Is possible.
  • an index for specifying a merge candidate can be decoded using the determined maximum number. That is, the index can be decoded independently of the number of merge candidates actually derived. Therefore, even when information necessary for deriving a merge candidate (for example, information such as a co-located block) is lost, the image decoding apparatus 800 can decode the index, and can improve error resistance. It becomes. Furthermore, the image decoding apparatus 800 can perform the index decoding process without waiting for the merge candidate derivation process, and can also perform the merge candidate derivation process and the index decoding process in parallel.
  • image decoding apparatus 800 when it is determined that the number of first merge candidates is smaller than the maximum number, second merge candidates can be derived. Therefore, the image decoding apparatus 800 can increase the number of merge candidates without exceeding the maximum number, and can appropriately decode a bitstream with improved coding efficiency.
  • the image decoding apparatus 800 it is possible to derive the second merge candidate according to the number of first merge candidates excluding the overlapping first merge candidate.
  • the image decoding apparatus 800 can increase the number of second merge candidates, and can increase the types of combinations of prediction directions, motion vectors, and reference picture indexes that can be selected as merge candidates. Therefore, the image decoding apparatus 800 can appropriately decode a bit stream with further improved coding efficiency.
  • the image decoding apparatus 800 includes the specifying unit 813.
  • the image decoding apparatus 800 need not necessarily include the specifying unit 813. That is, step S 803 need not necessarily be included in the flowchart shown in FIG. 39. Even in such a case, the image decoding apparatus 800 can decode an index for specifying a merge candidate using the determined maximum number, so that error tolerance can be improved. .
  • the specification unit 813 specifies the duplication candidate, but this is not necessarily the case.
  • the first derivation unit 812 may derive, as a first merge candidate, a merge candidate in which the combination of the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index does not overlap with the already derived first merge candidate.
  • the first derivation unit 812 can exclude, from the first merge candidates, merge candidates in which the combination of the prediction direction, the motion vector, and the reference picture index overlaps the already derived first merge candidate.
  • the image decoding apparatus 800 can increase the number of second merge candidates, and can increase the types of combinations of prediction directions, motion vectors, and reference picture indexes that can be selected as merge candidates. Therefore, the image decoding apparatus 800 can appropriately decode a bit stream with further improved coding efficiency.
  • the image decoding apparatus 800 may first derive a second merge candidate, and register the derived second merge candidate in the merge candidate list. After that, the image decoding apparatus 800 may derive the first merge candidate, and overwrite the second merge candidate registered in the merge candidate list with the derived first merge candidate.
  • each component may be configured by dedicated hardware or may be realized by executing a software program suitable for each component.
  • Each component may be realized by a program execution unit such as a CPU or a processor reading and executing a software program recorded in a recording medium such as a hard disk or a semiconductor memory.
  • software for realizing the image coding apparatus or the image decoding apparatus according to each of the above-described embodiments is a program as follows.
  • this program is an image coding method for generating a bit stream by coding an image block by block in a computer, and a prediction direction, motion vector, and reference picture used for coding a block to be coded
  • a selection step of selecting a merge candidate used for encoding the encoding target block from the first merge candidate and the second merge candidate, and an index for specifying the selected merge candidate Execute an image coding method including a coding step to be added to the bit stream To.
  • this program is an image decoding method for decoding, on a block-by-block basis, a coded image included in a bit stream in a computer, which is a candidate for a prediction direction, motion vector and reference picture index used for decoding a decoding target block.
  • a first derivation step of deriving a merge candidate as a first merge candidate, a second derivation step of deriving a merge candidate having a predetermined vector as a motion vector as a second merge candidate, and merging from the bit stream An acquisition step of acquiring an index for specifying a candidate, and a merge candidate used for decoding the decoding target block out of the first merge candidate and the second merge candidate based on the acquired index
  • an image decoding method including a selection step to select Make.
  • Each of the above-described embodiments can be implemented by recording a program for realizing the configuration of the moving picture coding method (image coding method) or the moving picture decoding method (image decoding method) described in each of the above embodiments on a storage medium. It is possible to easily carry out the processing shown in the form in an independent computer system.
  • the storage medium may be a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, an IC card, a semiconductor memory, or the like as long as the program can be recorded.
  • the system is characterized by having an image coding / decoding device including an image coding device using an image coding method and an image decoding device using an image decoding method.
  • Other configurations in the system can be suitably modified as the case may be.
  • FIG. 40 is a diagram showing an overall configuration of a content supply system ex100 for realizing content distribution service.
  • the area for providing communication service is divided into desired sizes, and base stations ex106, ex107, ex108, ex109 and ex110, which are fixed wireless stations, are installed in each cell.
  • This content supply system ex100 includes a computer ex111, a personal digital assistant (PDA) ex112, a camera ex113, a mobile phone ex114, and a game machine ex115 via the Internet service provider ex102 and the telephone network ex104 and the base stations ex106 to the Internet ex101. Each device such as is connected.
  • PDA personal digital assistant
  • each device may be directly connected to the telephone network ex104 without going through the base stations ex106 to ex110, which are fixed wireless stations.
  • the devices may be directly connected to each other via near field communication or the like.
  • the camera ex113 is a device capable of shooting moving images such as a digital video camera
  • the camera ex116 is a device capable of shooting still images and moving images such as a digital camera.
  • the mobile phone ex114 is a GSM (registered trademark) (Global System for Mobile Communications) system, a CDMA (Code Division Multiple Access) system, a W-CDMA (Wideband-Code Division Multiple Access) system, or an LTE (Long Term Evolution) system.
  • the method may be any of HSPA (High Speed Packet Access) mobile phone, PHS (Personal Handyphone System), etc.
  • live distribution and the like become possible by connecting the camera ex113 and the like to the streaming server ex103 through the base station ex109 and the telephone network ex104.
  • live distribution encoding processing is performed on content (for example, a video of a music live, etc.) captured by the user using camera ex113 as described in the above embodiments (that is, according to one aspect of the present invention) Function as the image coding apparatus), and transmits to the streaming server ex103.
  • the streaming server ex 103 streams the content data transmitted to the requested client.
  • the clients include the computer ex 111, the PDA ex 112, the camera ex 113, the mobile phone ex 114, the game machine ex 115 and the like capable of decoding the above-mentioned encoded data.
  • Each device that has received the distributed data decodes and reproduces the received data (that is, it functions as an image decoding apparatus according to an aspect of the present invention).
  • encoding processing of captured data may be performed by the camera ex 113, may be performed by the streaming server ex 103 that performs data transmission processing, or may be performed sharing each other.
  • the decryption processing of the data distributed may be performed by the client, may be performed by the streaming server ex 103, or may be performed sharing each other.
  • not only the camera ex113 but also still images and / or moving image data captured by the camera ex116 may be transmitted to the streaming server ex103 via the computer ex111.
  • the encoding process in this case may be performed by any of the camera ex 116, the computer ex 111, and the streaming server ex 103, or may be performed sharing each other.
  • these encoding / decoding processes are generally processed by the LSI ex 500 that the computer ex 111 or each device has.
  • the LSI ex 500 may be a single chip or a plurality of chips.
  • Software for moving image encoding / decoding is incorporated in any recording medium (CD-ROM, flexible disk, hard disk, etc.) readable by computer ex111 etc., and encoding / decoding processing is performed using the software. May be Furthermore, when the mobile phone ex114 is equipped with a camera, moving image data acquired by the camera may be transmitted. The moving image data at this time is data encoded by the LSI ex 500 included in the mobile phone ex 114.
  • the streaming server ex103 may be a plurality of servers or a plurality of computers, and may process, record, or distribute data in a distributed manner.
  • the client can receive and reproduce the encoded data.
  • the client can receive, decrypt, and reproduce the information transmitted by the user in real time, and even a user who does not have special rights or facilities can realize personal broadcasting.
  • At least the moving picture coding apparatus (picture coding apparatus) or the moving picture decoding according to each of the above embodiments is also applied to the digital broadcasting system ex200.
  • Any of the devices (image decoding devices) can be incorporated.
  • multiplexed data in which music data and the like are multiplexed with video data is transmitted to the communication or satellite ex202 via radio waves.
  • This video data is data encoded by the moving picture encoding method described in each of the above embodiments (that is, data encoded by the image encoding apparatus according to one aspect of the present invention).
  • the broadcast satellite ex202 receiving this transmits a radio wave for broadcasting, and this radio wave is received by a home antenna ex204 capable of receiving satellite broadcasting.
  • a device such as a television (receiver) ex300 or a set top box (STB) ex217 decodes and reproduces the received multiplexed data (that is, it functions as an image decoding device according to an aspect of the present invention).
  • the reader / recorder ex218 reads and decodes multiplexed data recorded on a recording medium ex215 such as a DVD or BD, or encodes a video signal on the recording medium ex215 and, in some cases, multiplexes it with a music signal and writes it. It is possible to implement the moving picture decoding apparatus or the moving picture coding apparatus described in each of the above embodiments. In this case, the reproduced video signal is displayed on the monitor ex 219, and the video signal can be reproduced in another apparatus or system by the recording medium ex 215 on which the multiplexed data is recorded.
  • the moving picture decoding apparatus may be mounted in the set top box ex217 connected to the cable ex203 for cable television or the antenna ex204 for satellite / terrestrial broadcast, and this may be displayed on the monitor ex219 of the television. At this time, the moving picture decoding apparatus may be incorporated in the television instead of the set top box.
  • FIG. 42 is a diagram showing a television (receiver) ex300 that uses the moving picture decoding method and the moving picture coding method described in each of the above embodiments.
  • the television ex300 acquires a tuner ex301 that acquires or outputs multiplexed data in which audio data is multiplexed into video data via the antenna ex204 that receives the broadcast, the cable ex203, or the like, and demodulates the received multiplexed data.
  • the modulation / demodulation unit ex302 that modulates multiplexed data to be transmitted to the outside, the demodulated multiplexed data is separated into video data and audio data, or the video data and audio data encoded by the signal processing unit ex306 And a multiplexing / demultiplexing unit ex303 that multiplexes
  • the television ex300 decodes the audio data and the video data, or encodes the respective information.
  • the audio signal processing unit ex304, the video signal processing unit ex305 (an image coding apparatus or an image according to an aspect of the present invention And a speaker ex307 for outputting a decoded audio signal, and an output unit ex309 having a display unit ex308 such as a display for displaying a decoded video signal.
  • the television ex300 includes an interface unit ex317 including an operation input unit ex312 and the like that receive an input of a user operation.
  • the television ex300 includes a control unit ex310 that centrally controls each unit, and a power supply circuit unit ex311 that supplies power to each unit.
  • the interface unit ex317 is, besides the operation input unit ex312, a bridge ex313 connected to an external device such as a reader / recorder ex218, a slot unit ex314 for enabling attachment of a recording medium ex216 such as an SD card, external recording such as a hard disk It may have a driver ex 315 for connecting to a medium, a modem ex 316 connected to a telephone network, and the like. Note that the recording medium ex216 can electrically record information by a nonvolatile / volatile semiconductor memory element to be stored.
  • the components of the television ex300 are connected to one another via a synchronization bus.
  • television ex300 decodes multiplexed data acquired from the outside by antenna ex204 and the like and reproduces the multiplexed data.
  • the television ex300 receives the user operation from the remote controller ex220 and the like, and demultiplexes the multiplexed data demodulated by the modulation / demodulation unit ex302 by the multiplexing / demultiplexing unit ex303 based on the control of the control unit ex310 having a CPU or the like. Further, the television ex300 decodes the separated audio data in the audio signal processing unit ex304, and decodes the separated video data in the video signal processing unit ex305 using the decoding method described in each of the above embodiments.
  • the decoded audio signal and video signal are output from the output unit ex309 to the outside. At the time of output, these signals may be temporarily stored in the buffers ex318, ex319, etc. so that the audio signal and the video signal are reproduced synchronously. Also, the television ex300 may read multiplexed data not from broadcast or the like, but from the recording media ex215 and ex216 such as a magnetic / optical disk and an SD card. Next, a configuration will be described in which the television ex300 encodes an audio signal or a video signal and externally transmits the signal or writes the signal to a recording medium or the like.
  • the television ex300 receives the user operation from the remote controller ex220 and the like, and based on the control of the control unit ex310, encodes the audio signal by the audio signal processing unit ex304, and the video signal processing unit ex305 executes the video signal in each of the above embodiments. Coding is performed using the coding method described above.
  • the encoded audio signal and video signal are multiplexed by multiplexer / demultiplexer ex303 and output to the outside. At the time of multiplexing, these signals may be temporarily stored in the buffers ex320, ex321, etc. so that the audio signal and the video signal are synchronized.
  • the buffers ex318, ex319, ex320, and ex321 may have a plurality of buffers as illustrated, or one or more buffers may be shared. Furthermore, besides being illustrated, data may be stored in a buffer as a buffer material to avoid system overflow and underflow, for example, between the modulation / demodulation unit ex302 and the multiplexing / demultiplexing unit ex303.
  • television ex300 In addition to acquiring audio data and video data from broadcasts and recording media, etc., television ex300 is also configured to receive AV input from a microphone or a camera, and performs encoding processing on data acquired from them. It is also good. Although television ex300 is described here as a configuration capable of the above encoding processing, multiplexing, and external output, these processing can not be performed, and only the above reception, decoding processing, and external output are possible. It may be a configuration.
  • the decoding process or the encoding process may be performed by any of the television ex300 and the reader / recorder ex218, or with the television ex300.
  • the reader / recorder ex 218 may share each other.
  • FIG. 43 shows a configuration of an information reproducing / recording unit ex400 in the case of reading or writing data from an optical disc.
  • the information reproducing / recording unit ex400 includes elements ex401, ex402, ex403, ex404, ex405, ex406, and ex407 described below.
  • the optical head ex401 irradiates a laser spot on the recording surface of the recording medium ex215 which is an optical disk to write information, detects reflected light from the recording surface of the recording medium ex215, and reads the information.
  • the modulation recording unit ex402 electrically drives the semiconductor laser incorporated in the optical head ex401 and modulates the laser light according to the recording data.
  • the reproduction / demodulation unit ex403 amplifies the reproduction signal obtained by electrically detecting the reflected light from the recording surface by the photodetector incorporated in the optical head ex401, separates and demodulates the signal component recorded in the recording medium ex215, and Play back information.
  • the buffer ex 404 temporarily holds information to be recorded on the recording medium ex 215 and information reproduced from the recording medium ex 215.
  • the disk motor ex405 rotates the recording medium ex215.
  • the servo control unit ex406 moves the optical head ex401 to a predetermined information track while controlling the rotational drive of the disk motor ex405, and performs the laser spot tracking process.
  • the system control unit ex407 controls the entire information reproducing / recording unit ex400.
  • the system control unit ex407 uses various information held in the buffer ex404, and generates / adds new information as necessary.
  • the modulation recording unit ex402 and the reproduction / demodulation unit This is realized by performing recording and reproduction of information through the optical head ex401 while cooperatively operating the servo control unit ex406.
  • the system control unit ex 407 is configured by, for example, a microprocessor, and executes the processing of reading and writing by executing the program.
  • the optical head ex401 may be configured to perform higher-density recording using near-field light.
  • FIG. 44 shows a schematic view of the recording medium ex 215 which is an optical disc.
  • a guide groove (groove) is formed in a spiral shape on the recording surface of the recording medium ex215, and in the information track ex230, address information indicating the absolute position on the disc is recorded in advance by the change of the groove shape.
  • the address information includes information for specifying the position of the recording block ex231, which is a unit for recording data, and the apparatus for recording and reproduction reproduces the information track ex230 and reads the address information to specify the recording block.
  • the recording medium ex215 includes a data recording area ex233, an inner circumference area ex232, and an outer circumference area ex234.
  • An area used to record user data is data recording area ex233, and inner circumference area ex232 and outer circumference area ex234 arranged on the inner circumference or the outer circumference of data recording area ex233 are used for specific applications other than user data recording. Used.
  • the information reproducing / recording unit ex400 reads / writes encoded audio data, video data, or multiplexed data obtained by multiplexing those data from / to the data recording area ex233 of such a recording medium ex215.
  • an optical disc such as a single layer DVD or BD has been described as an example, but the optical disc is not limited to these, and may be an optical disc having a multilayer structure and capable of recording other than the surface.
  • an optical disc with multi-dimensional recording / reproduction such as recording information in the same place of the disc using light of colors of different wavelengths, recording layers of different information from various angles, etc. It may be
  • the digital broadcasting system ex200 it is possible to receive data from the satellite ex202 and the like by the car ex210 having the antenna ex205 and reproduce a moving image on a display device such as a car navigation system ex211 which the car ex210 has.
  • a display device such as a car navigation system ex211 which the car ex210 has.
  • the configuration of the car navigation system ex211 may be, for example, a configuration in which a GPS reception unit is added, and the same may be considered in the computer ex111, the mobile phone ex114, and the like.
  • FIG. 45A is a diagram showing a mobile phone ex114 using the moving picture decoding method and the moving picture coding method described in the above embodiment.
  • the mobile phone ex114 is an antenna ex350 for transmitting and receiving radio waves to and from the base station ex110, a video, a camera unit ex365 capable of taking a still image, a video taken by the camera unit ex365, a video received by the antenna ex350, etc.
  • a display unit ex 358 such as a liquid crystal display that displays the decoded data.
  • the cellular phone ex114 further includes a main unit including an operation key unit ex366, an audio output unit ex357 which is a speaker for outputting audio, an audio input unit ex356 which is a microphone for inputting audio, a photographed image, A memory unit ex367 that stores still images, recorded voices, or encoded data such as received images, still images, and mails or decoded data, or an interface unit with a recording medium that similarly stores data A certain slot portion ex364 is provided.
  • the mobile phone ex114 controls the main control unit ex360 that integrally controls each unit of the main body unit including the display unit ex358 and the operation key unit ex366, while the power supply circuit unit ex361, the operation input control unit ex362, and the video signal processing unit ex355 , Camera interface unit ex363, LCD (Liquid Crystal Display) control unit ex359, modulation / demodulation unit ex352, multiplexing / demultiplexing unit ex353, audio signal processing unit ex354, slot unit ex364, and memory unit ex367 are mutually connected via bus ex370 ing.
  • the main control unit ex360 that integrally controls each unit of the main body unit including the display unit ex358 and the operation key unit ex366, while the power supply circuit unit ex361, the operation input control unit ex362, and the video signal processing unit ex355 , Camera interface unit ex363, LCD (Liquid Crystal Display) control unit ex359, modulation / demodulation unit ex352, multiplexing / demultiplexing unit ex353, audio signal processing unit ex354,
  • power supply circuit unit ex361 starts up cellular phone ex114 to an operable state by supplying power from the battery pack to each unit.
  • the cellular phone ex114 converts the audio signal collected by the audio input unit ex356 into a digital audio signal by the audio signal processing unit ex354 in the voice communication mode. This is spread spectrum processed by the modulation / demodulation unit ex 352, subjected to digital-to-analog conversion processing and frequency conversion processing by the transmission / reception unit ex 351, and then transmitted through the antenna ex 350.
  • the cellular phone ex114 In the voice communication mode, the cellular phone ex114 amplifies received data received via the antenna ex350, performs frequency conversion processing and analog-to-digital conversion processing, performs spectrum despreading processing in the modulation / demodulation unit ex352, and performs audio signal processing unit After converting into an analog voice signal by ex 354, this is output from the voice output unit ex 357.
  • main control unit ex360 performs spread spectrum processing on text data in modulation / demodulation unit ex352, performs digital / analog conversion processing and frequency conversion processing in transmission / reception unit ex351, and transmits it to base station ex110 via antenna ex350.
  • substantially the reverse processing is performed on the received data, and the result is output to display unit ex 358.
  • the video signal processing unit ex 355 compresses the video signal supplied from the camera unit ex365 according to the moving picture coding method described in each of the above embodiments.
  • the encoded that is, it functions as an image encoding device according to an aspect of the present invention
  • encoded video data is sent to the multiplexing / demultiplexing unit ex353.
  • the audio signal processing unit ex354 encodes an audio signal collected by the audio input unit ex356 while capturing a video, a still image and the like with the camera unit ex365, and sends the encoded audio data to the multiplexing / demultiplexing unit ex353 Do.
  • the multiplexing / demultiplexing unit ex353 multiplexes the encoded video data supplied from the video signal processing unit ex355 and the encoded audio data supplied from the audio signal processing unit ex354 according to a predetermined method, and the result is obtained.
  • the multiplexed data is subjected to spread spectrum processing by the modulation / demodulation unit (modulation / demodulation circuit unit) ex352, subjected to digital / analog conversion processing and frequency conversion processing by the transmission / reception unit ex351, and then transmitted via the antenna ex350.
  • multiplexed data received via antenna ex350 is decoded
  • the multiplexing / demultiplexing unit ex353 separates the multiplexed data into a bit stream of video data and a bit stream of audio data, and processes the video signal encoded through the synchronization bus ex370 into video signal processing.
  • the encoded audio data is supplied to the unit ex 355 and is supplied to the audio signal processing unit ex 354.
  • the video signal processing unit ex 355 decodes a video signal by decoding according to the moving picture decoding method corresponding to the moving picture coding method described in each of the above embodiments (that is, an image according to one aspect of the present invention) For example, the display unit ex358 displays a video and a still image included in a moving image file linked to a home page via the LCD control unit ex359.
  • the audio signal processing unit ex 354 decodes the audio signal, and the audio output unit ex 357 outputs the audio.
  • the terminal such as the mobile phone ex114 or the like is, like the television ex300, a transmitting terminal of only an encoder and a receiving terminal of only a decoder, in addition to a transmitting / receiving terminal having both an encoder and a decoder.
  • a transmitting terminal of only an encoder and a receiving terminal of only a decoder in addition to a transmitting / receiving terminal having both an encoder and a decoder.
  • reception and transmission of multiplexed data in which music data and the like are multiplexed in the video data in the digital broadcasting system ex200
  • data in which text data related to the video and the like are multiplexed besides audio data It may be video data itself instead of multiplexed data.
  • the moving picture coding method or apparatus shown in each of the above embodiments and the moving picture coding method or apparatus conforming to different standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 are switched as appropriate. It is also possible to generate video data.
  • multiplexed data in which audio data and the like are multiplexed with video data is configured to include identification information indicating which standard the video data conforms to.
  • identification information indicating which standard the video data conforms to.
  • the specific configuration of multiplexed data including video data generated by the moving picture coding method or apparatus shown in each of the above embodiments will be described below.
  • the multiplexed data is a digital stream in the MPEG-2 transport stream format.
  • FIG. 46 shows a structure of multiplexed data.
  • multiplexed data can be obtained by multiplexing one or more of a video stream, an audio stream, a presentation graphics stream (PG), and an interactive graphics stream.
  • the video stream indicates the main video and subvideo of the movie
  • the audio stream (IG) indicates the subaudio mixing the main audio portion of the movie with the main audio
  • the presentation graphics stream indicates the subtitles of the movie.
  • the main video refers to a normal video displayed on the screen
  • the sub video refers to a video displayed on a small screen in the main video.
  • the interactive graphics stream also shows an interactive screen created by arranging GUI parts on the screen.
  • the video stream is encoded by the moving picture coding method or apparatus shown in each of the above embodiments, or the moving picture coding method or apparatus complying with the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 etc. ing.
  • the audio stream is encoded by a method such as Dolby AC-3, Dolby Digital Plus, MLP, DTS, DTS-HD, or linear PCM.
  • Each stream included in multiplexed data is identified by PID. For example, 0x1011 for video streams used for movie images, 0x1100 to 0x111F for audio streams, 0x1200 to 0x121F for presentation graphics, 0x1400 to 0x141F for interactive graphics streams, movie 0x1B00 to 0x1B1F are assigned to the video stream used for the sub video, and 0x1A00 to 0x1A1F are assigned to the audio stream used for the sub audio to be mixed with the main audio.
  • FIG. 47 is a view schematically showing how multiplexed data is multiplexed.
  • a video stream ex235 composed of a plurality of video frames and an audio stream ex238 composed of a plurality of audio frames are converted into PES packet sequences ex236 and ex239, respectively, and converted into TS packets ex237 and ex240.
  • the data of presentation graphics stream ex241 and interactive graphics ex244 are converted to PES packet sequences ex242 and ex245, respectively, and further converted to TS packets ex243 and ex246.
  • the multiplexed data ex247 is configured by multiplexing these TS packets into one stream.
  • FIG. 48 shows in more detail how the video stream is stored in the PES packet sequence.
  • the first row in FIG. 48 shows a video frame sequence of a video stream.
  • the second row shows a PES packet sequence.
  • I picture, B picture and P picture which are a plurality of Video Presentation Units in the video stream are divided for each picture and stored in the payload of the PES packet .
  • Each PES packet has a PES header, and in the PES header, PTS (Presentation Time-Stamp) which is a picture display time and DTS (Decoding Time-Stamp) which is a picture decoding time are stored.
  • PTS Presentation Time-Stamp
  • DTS Decoding Time-Stamp
  • FIG. 49 shows the format of a TS packet to be finally written to multiplexed data.
  • the TS packet is a 188-byte fixed-length packet composed of a 4-byte TS header having information such as PID identifying a stream and a 184-byte TS payload storing data, and the PES packet is divided and stored in the TS payload. Ru.
  • 4 bytes of TP_Extra_Header are attached to the TS packet, and a 192 byte source packet is configured and written to multiplexed data.
  • TP_Extra_Header describes information such as ATS (Arrival_Time_Stamp).
  • ATS indicates the transfer start time of the TS packet to the PID filter of the decoder.
  • the source packets are arranged in the multiplexed data as shown in the lower part of FIG. 49, and the number incremented from the head of the multiplexed data is called SPN (source packet number).
  • TS packets included in multiplexed data there are PAT (Program Association Table), PMT (Program Map Table), PCR (Program Clock Reference), etc. in addition to each stream such as video, audio and subtitles.
  • the PAT indicates what is the PID of the PMT used in multiplexed data, and the PID of the PAT itself is registered at 0.
  • the PMT has PIDs of respective streams such as video, audio and subtitles included in multiplexed data and attribute information of streams corresponding to the PIDs, and also has various descriptors relating to multiplexed data.
  • the descriptor includes copy control information for instructing permission or non-permission of copying of multiplexed data.
  • the PCR corresponds to an ATS to which the PCR packet is transferred to the decoder in order to synchronize ATC (Arrival Time Clock), which is the ATS time axis, and STC (System Time Clock), which is the PTS ⁇ DTS time axis. It has STC time information.
  • ATC Arriv Time Clock
  • STC System Time Clock
  • FIG. 50 is a diagram for explaining in detail the data structure of the PMT.
  • a PMT header in which the length of data included in the PMT, etc. is described is placed.
  • a plurality of descriptors related to multiplexed data are arranged.
  • the copy control information etc. is described as a descriptor.
  • a plurality of stream information related to each stream included in the multiplexed data is disposed after the descriptor.
  • the stream information is composed of a stream descriptor in which a stream type, a stream PID, and stream attribute information (frame rate, aspect ratio, etc.) are described in order to identify a stream compression codec and the like.
  • the multiplexed data is recorded together with the multiplexed data information file.
  • the multiplexed data information file is management information of multiplexed data as shown in FIG. 51, has a one-to-one correspondence with multiplexed data, and is composed of multiplexed data information, stream attribute information and an entry map.
  • multiplexed data information is composed of a system rate, a reproduction start time, and a reproduction end time.
  • the system rate indicates the maximum transfer rate of multiplexed data to the PID filter of the system target decoder described later.
  • the interval of ATS included in multiplexed data is set to be equal to or less than the system rate.
  • the playback start time is the PTS of the leading video frame of multiplexed data
  • the playback end time is set to the PTS of the video frame at the end of multiplexed data plus the playback interval of one frame.
  • attribute information on each stream included in multiplexed data is registered for each PID. Attribute information has different information for each video stream, audio stream, presentation graphics stream, and interactive graphics stream.
  • the frame rate is determined by what compression codec the video stream is compressed, the resolution of the individual picture data making up the video stream, the aspect ratio, It has information such as how much it is.
  • the audio stream attribute information is such as what compression codec the audio stream is compressed, what number of channels is included in the audio stream, what language it corresponds to, what sampling frequency is, etc. With the information of These pieces of information are used, for example, to initialize the decoder before the player reproduces.
  • the stream type included in the PMT among the multiplexed data is used.
  • video stream attribute information included in the multiplexed data information is used.
  • the moving picture coding method or apparatus shown in each of the above embodiments for the stream type or video stream attribute information included in PMT.
  • Providing a step or means for setting unique information indicating that the data is video data generated by the method or apparatus. With this configuration, it is possible to distinguish between video data generated by the moving picture coding method or apparatus described in each of the above embodiments and video data conforming to another standard.
  • FIG. 53 shows steps of the moving picture decoding method according to the present embodiment.
  • step exS100 the stream type included in the PMT or the video stream attribute information included in the multiplexed data information is acquired from the multiplexed data.
  • step exS101 it is determined whether the stream type or the video stream attribute information indicates that it is multiplexed data generated by the moving picture coding method or apparatus shown in the above embodiments. Do.
  • step exS102 each of the above implementations is performed. Decoding is performed by the moving picture decoding method shown in the form.
  • the conventional Decoding is performed by a moving image decoding method conforming to the standard.
  • FIG. 54 shows a configuration of an LSI ex 500 formed into one chip.
  • the LSI ex500 includes elements ex501, ex502, ex503, ex504, ex505, ex506, ex507, ex508, and ex509 described below, and the elements are connected via a bus ex510.
  • the power supply circuit unit ex505 starts up to an operable state by supplying power to each unit when the power is on.
  • the LSI ex500 controls the microphone ex117 or the camera ex113 by the AV I / O ex509 based on the control of the control unit ex501 including the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, and the drive frequency control unit ex512.
  • the input AV signal is temporarily stored in an external memory ex 511 such as an SDRAM.
  • the accumulated data is divided into plural times according to the processing amount and the processing speed, etc. and sent to the signal processing unit ex507, and the signal processing unit ex507 encodes and / or Signal encoding is performed.
  • the coding process of the video signal is the coding process described in each of the above embodiments.
  • the signal processing unit ex 507 further performs processing such as multiplexing of encoded audio data and encoded video data as needed, and outputs the multiplexed data from the stream I / O ex 506 to the outside.
  • the output multiplexed data is transmitted toward the base station ex 107 or written to the recording medium ex 215. Note that data may be temporarily stored in the buffer ex 508 so as to be synchronized when multiplexing.
  • the memory ex 511 has been described as an external configuration of the LSI ex 500, but may be included in the LSI ex 500.
  • the buffer ex 508 is not limited to one, and may have a plurality of buffers.
  • the LSI ex 500 may be integrated into one chip or a plurality of chips.
  • control unit ex501 includes the CPU ex502, the memory controller ex503, the stream controller ex504, the drive frequency control unit ex512, and the like
  • the configuration of the control unit ex501 is not limited to this.
  • the signal processing unit ex507 may further include a CPU.
  • the processing speed can be further improved by providing the CPU also inside the signal processing unit ex507.
  • the CPU ex 502 may be configured to include the signal processing unit ex 507 or, for example, an audio signal processing unit which is a part of the signal processing unit ex 507.
  • the control unit ex501 includes the signal processing unit ex507 or the CPU ex502 including a part of the signal processing unit ex507.
  • LSI LSI
  • IC system LSI
  • super LSI ultra LSI
  • the method of circuit integration is not limited to LSI's, and implementation using dedicated circuitry or general purpose processors is also possible.
  • a programmable field programmable gate array FPGA
  • a reconfigurable processor that can reconfigure connection and setting of circuit cells in the LSI may be used.
  • FIG. 55 shows a configuration ex800 in the present embodiment.
  • the drive frequency switching unit ex803 sets the drive frequency high. Then, it instructs a decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method described in each of the above embodiments to decode video data.
  • the video data is video data conforming to the conventional standard, as compared with the case where the video data is generated by the moving picture coding method or apparatus described in each of the above embodiments, Set the drive frequency low. Then, it instructs the decoding processing unit ex802 conforming to the conventional standard to decode the video data.
  • drive frequency switching unit ex803 includes CPU ex502 and drive frequency control unit ex512 shown in FIG.
  • the decoding processing unit ex801 that executes the moving picture decoding method described in each of the above embodiments and the decoding processing unit ex802 that conforms to the conventional standard correspond to the signal processing unit ex507 in FIG.
  • the CPU ex 502 identifies which standard the video data conforms to.
  • drive frequency control unit ex512 sets the drive frequency.
  • the signal processing unit ex 507 decodes the video data.
  • the identification information is not limited to that described in the tenth embodiment, and may be any information that can identify which standard the video data conforms to. For example, it is possible to identify which standard the video data conforms to, based on an external signal identifying whether the video data is to be used for a television or to be used for a disc, etc. In this case, identification may be made based on such an external signal. Further, it is conceivable that the selection of the drive frequency in the CPU ex 502 is performed based on, for example, a look-up table in which the standard of video data as shown in FIG. 57 is associated with the drive frequency. The look-up table is stored in the buffer ex508 or the internal memory of the LSI, and the CPU ex 502 can select the drive frequency by referring to the look-up table.
  • FIG. 56 shows the steps for implementing the method of the present embodiment.
  • the signal processing unit ex507 acquires identification information from multiplexed data.
  • the CPU ex502 determines, based on the identification information, whether the video data is generated by the encoding method or apparatus described in each of the above embodiments.
  • the CPU ex 502 sends a signal for setting the drive frequency high to the drive frequency control unit ex 512 in step exS 202.
  • the drive frequency control unit ex512 sets the drive frequency to a high drive frequency.
  • the CPU ex 502 drives a signal for setting the drive frequency low in step exS203. It sends to the frequency control unit ex512.
  • the drive frequency control unit ex512 sets the drive frequency lower than that in the case where the video data is generated by the encoding method or apparatus described in each of the above embodiments.
  • the power saving effect can be further enhanced by changing the voltage to be applied to the LSI ex 500 or the device including the LSI ex 500 in conjunction with the switching of the driving frequency. For example, when setting the driving frequency low, it is conceivable to set the voltage to be applied to the device including the LSI ex 500 or the LSI ex 500 lower than when setting the driving frequency high accordingly.
  • the method of setting the drive frequency may set the drive frequency high when the processing amount at the time of decoding is large, and may set the drive frequency low when the processing amount at the time of decoding is small. It is not limited to the method. For example, when the processing amount of decoding video data compliant with the MPEG4-AVC standard is larger than the processing amount of decoding video data generated by the moving picture coding method or apparatus described in each of the above embodiments. It is conceivable that the setting of the driving frequency is reversed to the above.
  • the method of setting the drive frequency is not limited to the configuration in which the drive frequency is lowered.
  • the voltage applied to the LSI ex500 or a device including the LSI ex500 is set high. If it is indicated that the video data conforms to the conventional MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1, etc., it may be considered to set a low voltage to a device including the LSI ex500 or the LSI ex500.
  • the CPU ex502 is stopped.
  • the processing of the CPU ex 502 is temporarily stopped because there is room for processing.
  • the identification information indicates that the video data is generated by the moving picture coding method or apparatus described in each of the above embodiments
  • the CPU ex 502 is temporarily driven if there is an allowance in processing. It is also conceivable to stop it. In this case, it is conceivable to set the stop time shorter than in the case where it is shown that the video data conforms to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1.
  • power saving can be achieved by switching the drive frequency in accordance with the standard to which the video data conforms. Further, in the case where a battery is used to drive the LSI ex500 or a device including the LSI ex500, it is possible to extend the life of the battery with power saving.
  • a plurality of video data conforming to different standards may be input to the devices and systems described above such as a television and a mobile phone.
  • the signal processing unit ex 507 of the LSI ex 500 needs to correspond to a plurality of standards.
  • the circuit scale of the LSI ex500 becomes large, and the cost increases.
  • a decoding processing unit for executing the moving picture decoding method described in each of the above embodiments and a decoding conforming to the conventional standards such as MPEG-2, MPEG4-AVC, VC-1 etc.
  • the configuration is such that a part of the processing unit is shared.
  • An example of this configuration is shown in ex 900 of FIG. 58A.
  • the moving picture decoding method described in each of the above embodiments and the moving picture decoding method conforming to the MPEG4-AVC standard are processed in processing such as entropy coding, dequantization, deblocking filter, motion compensation, etc. Some content is common.
  • the decoding processing unit ex902 corresponding to the MPEG4-AVC standard is shared, and for the other processing content specific to one aspect of the present invention not corresponding to the MPEG4-AVC standard, a dedicated decoding processing unit A configuration in which ex901 is used can be considered.
  • a dedicated decoding processing unit ex901 is used for motion compensation, and other entropy decoding, deblocking filter, dequantization, etc.
  • the common processing content shares the decoding processing unit for executing the moving picture decoding method described in each of the above embodiments, and processing content specific to the MPEG4-AVC standard
  • the configuration may use a dedicated decoding processing unit.
  • ex1000 of FIG. 58B another example of partially sharing the process is illustrated in ex1000 of FIG. 58B.
  • a dedicated decoding processing unit ex1001 corresponding to processing specific to one aspect of the present invention
  • a dedicated decoding processing unit ex1002 corresponding to processing specific to another conventional standard
  • a common decoding processing unit ex1003 corresponding to the processing content common to the moving picture decoding method according to and the moving picture decoding method according to another conventional standard is used.
  • the dedicated decoding processing units ex1001 and ex1002 are not necessarily specialized to processing contents specific to one aspect of the present invention or other conventional standards, and can execute other general-purpose processing, It is also good.
  • the configuration of the present embodiment can be implemented by the LSI ex500.
  • the circuit size of the LSI is reduced by sharing the decoding processing unit with respect to the processing content common to the moving picture decoding method according to one aspect of the present invention and the moving picture decoding method according to the conventional standard. And, it is possible to reduce the cost.
  • the image coding method and the image decoding method according to an aspect of the present invention are advantageously used for a moving image coding method and a decoding method.

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Abstract

　画像をブロック毎に符号化することでビットストリームを生成する画像符号化方法は、符号化対象ブロックの符号化に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補であるマージ候補を第１マージ候補として導出する第１導出ステップ（Ｓ２０１）と、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する第２導出ステップ（Ｓ２０２）と、導出された前記第１マージ候補および前記第２マージ候補の中から、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する選択ステップ（Ｓ２０３）と、選択された前記マージ候補を特定するためのインデックスを前記ビットストリームに付加する符号化ステップ（Ｓ２０４）とを含む。

Description

画像符号化方法、画像符号化装置、画像復号方法、画像復号装置、および、画像符号化復号装置
　本発明は、画像符号化方法および画像復号方法に関する。
　動画像符号化処理では、一般に、動画像が有する空間方向および時間方向の冗長性を利用して情報量の圧縮が行われる。ここで一般に、空間方向の冗長性を利用する方法としては、周波数領域への変換が用いられる。また、時間方向の冗長性を利用する方法としては、ピクチャ間予測（以降、「インター予測」と呼ぶ）符号化処理が用いられる。インター予測符号化処理では、あるピクチャを符号化する際に、符号化対象ピクチャに対して表示時間順で前方または後方にある符号化済みのピクチャが、参照ピクチャとして用いられる。そして、その参照ピクチャに対する符号化対象ピクチャの動き検出により、動きベクトルが導出される。そして、導出された動きベクトルに基づいて動き補償を行って得られた予測画像データと符号化対象ピクチャの画像データとの差分を算出することにより、時間方向の冗長性が取り除かれる（例えば、非特許文献１参照）。ここで、動き検出では、符号化ピクチャ内の符号化対象ブロックと、参照ピクチャ内のブロックとの差分値を算出し、最も差分値の小さい参照ピクチャ内のブロックが参照ブロックとして決定される。そして、符号化対象ブロックと、参照ブロックとを用いて、動きベクトルが検出される。
ＩＴＵ－Ｔ　Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　Ｈ．２６４「Ａｄｖａｎｃｅｄ　ｖｉｄｅｏ　ｃｏｄｉｎｇ　ｆｏｒ　ｇｅｎｅｒｉｃ　ａｕｄｉｏｖｉｓｕａｌ　ｓｅｒｖｉｃｅｓ」、２０１０年３月 ＪＣＴ－ＶＣ，"ＷＤ３：Ｗｏｒｋｉｎｇ　Ｄｒａｆｔ　３　ｏｆ　Ｈｉｇｈ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ"，ＪＣＴＶＣ－Ｅ６０３，Ｍａｒｃｈ　２０１１．
　しかしながら、上記従来の技術では、インター予測を用いた画像符号化及び復号において、符号化効率を向上させることが望まれている。
　そこで、本発明の目的は、インター予測を用いた画像符号化及び復号において、符号化効率を向上させることができる画像符号化方法及び画像復号方法を提供することである。
　本発明の一態様に係る画像符号化方法は、画像をブロック毎に符号化することでビットストリームを生成する画像符号化方法であって、符号化対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの符号化に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補であるマージ候補を第１マージ候補として導出する第１導出ステップと、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する第２導出ステップと、導出された前記第１マージ候補および前記第２マージ候補の中から、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する選択ステップと、選択された前記マージ候補を特定するためのインデックスを前記ビットストリームに付加する符号化ステップとを含む。
　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（Ｃｏｍｐａｃｔ　Ｄｉｓｃ　Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）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および記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　本発明の一態様によれば、インター予測を用いた画像符号化及び復号において、符号化効率を向上させることが可能になる。
図１Ａは、Ｂピクチャにおける参照ピクチャリストの一例を説明するための図である。 図１Ｂは、Ｂピクチャにおける予測方向０の参照ピクチャリストの一例を示す図である。 図１Ｃは、Ｂピクチャにおける予測方向１の参照ピクチャリストの一例を示す図である。 図２は、時間予測動きベクトルモードにおける動きベクトルを説明するための図である。 図３は、マージモードにおいて用いられる隣接ブロックの動きベクトルの一例を示す図である。 図４は、マージブロック候補リストの一例を説明するための図である。 図５は、マージブロック候補サイズとマージブロックインデックスに割り当てられるビット列との関係を示す図である。 図６は、マージモードを用いる場合の符号化処理の一例を示すフローチャートである。 図７は、マージモードを用いる場合の復号処理を示すフローチャートである。 図８は、マージブロックインデックスをビットストリームに付随させる際のシンタックスを表す図である。 図９は、実施の形態１に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 図１０は、実施の形態１に係る画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。 図１１は、実施の形態１におけるマージブロック候補リストの一例を示す図である。 図１２は、実施の形態１におけるマージブロック候補およびマージブロック候補リストサイズの算出処理を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態１におけるマージブロック候補がマージ可能候補かどうかを判定し、マージ可能候補数を更新する処理を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態１におけるｚｅｒｏマージブロック候補の追加処理を示すフローチャートである。 図１５は、実施の形態１におけるｚｅｒｏマージブロック候補が存在するかどうかの判定処理を示すフローチャートである。 図１６は、実施の形態１におけるｚｅｒｏマージブロックの一例を示す図である。 図１７は、実施の形態１におけるマージブロック候補の選択に関する処理を示すフローチャートである。 図１８は、実施の形態２に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 図１９は、実施の形態２に係る画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。 図２０は、実施の形態３に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図２１は、実施の形態３に係る画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。 図２２は、実施の形態４に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図２３は、実施の形態４に係る画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。 図２４は、実施の形態５に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 図２５は、実施の形態５に係る画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。 図２６は、実施の形態５におけるマージブロック候補リストの一例を示す図である。 図２７は、実施の形態５におけるマージブロック候補およびマージブロック候補リストサイズの算出処理を示すフローチャートである。 図２８は、実施の形態５におけるマージ可能候補数の更新処理を示すフローチャートである。 図２９は、実施の形態５における新規候補の追加処理を示すフローチャートである。 図３０は、実施の形態６に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 図３１は、実施の形態６に係る画像符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。 図３２は、実施の形態７に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図３３は、実施の形態７に係る画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。 図３４は、実施の形態７におけるマージブロック候補リストサイズの設定処理を示すフローチャートである。 図３５は、実施の形態７におけるマージブロック候補の算出処理を示すフローチャートである。 図３６は、マージブロックインデックスをビットストリームに付加する際のシンタックスの一例を示す図である。 図３７は、マージブロック候補リストサイズをマージブロック候補数の最大値に固定した場合のシンタックスの一例を示す図である。 図３８は、実施の形態８に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。 図３９は、実施の形態８に係る画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。 図４０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４１は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図４２は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図４３は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。 図４４は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。 図４５Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図４５Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図４６は、多重化データの構成を示す図である。 図４７は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。 図４８は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。 図４９は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。 図５０は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図５１は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図５２は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図５３は、映像データを識別するステップを示す図である。 図５４は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。 図５５は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図５６は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。 図５７は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。 図５８Ａは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。 図５８Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
　（本発明の基礎となった知見）
　既に標準化されている、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、情報量の圧縮のために、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャという３種類のピクチャタイプが用いられている。
　Ｉピクチャは、インター予測符号化処理で符号化されない。すなわち、Ｉピクチャは、ピクチャ内予測（以降、「イントラ予測」と呼ぶ）符号化処理で符号化される。Ｐピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照してインター予測符号化される。Ｂピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照してインター予測符号化される。
　インター予測符号化においては、参照ピクチャを特定するための参照ピクチャリストが生成される。参照ピクチャリストは、インター予測で参照する符号化済みの参照ピクチャに参照ピクチャインデックスを割り当てたリストである。例えば、Ｂピクチャでは、２つのピクチャを参照して符号化を行えるため、２つの参照ピクチャリスト（Ｌ０、Ｌ１）が生成される。
　図１Ａは、Ｂピクチャにおける参照ピクチャリストの一例を説明するための図である。図１Ｂは、双方向予測における予測方向０の参照ピクチャリスト０（Ｌ０）の一例を示す。ここでは、参照ピクチャリスト０において、参照ピクチャインデックス０の値０は、表示順２の参照ピクチャ０に割り当てられている。また、参照ピクチャインデックス０の値１は、表示順１の参照ピクチャ１に割り当てられている。また、参照ピクチャインデックス０の値２は、表示順０の参照ピクチャ２が割り当てられている。つまり、符号化対象ピクチャに対して表示順で時間的に近い参照ピクチャほど、小さい値を有する参照ピクチャインデックスが割り当てられている。
　一方、図１Ｃは、双方向予測における予測方向１の参照ピクチャリスト１（Ｌ１）の一例を示す。ここでは、参照ピクチャリスト１において、参照ピクチャインデックス１の値０は、表示順１の参照ピクチャ１に割り当てられている。また、参照ピクチャインデックス１の値１は、表示順２の参照ピクチャ０に割り当てられている。また、参照ピクチャインデックス２の値２は、表示順０の参照ピクチャ２に割り当てられている。
　このように、各参照ピクチャに対して、予測方向毎に異なる参照ピクチャインデックスの値を割り当てること（図１Ａの参照ピクチャ０、１）、あるいは同じ参照ピクチャインデックスの値を割り当てることが可能である（図１Ａの参照ピクチャ２）。
　また、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式（非特許文献１）では、Ｂピクチャにおける各符号化対象ブロックのインター予測の符号化モードとして、動きベクトル検出モードが用いられる。動きベクトル検出モードでは、予測画像データおよび符号化対象ブロックの画像データの差分値と、予測画像データ生成に用いた動きベクトルとが符号化される。また、動きベクトル検出モードでは、予測方向として、双方向予測と片方向予測とを選択することができる。双方向予測では、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照して予測画像が生成される。片方向予測では、前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照して予測画像が生成される。
　また、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、Ｂピクチャの符号化において、動きベクトルを導出する際に、時間予測動きベクトルモードと呼ばれる符号化モードを選択することができる。時間予測動きベクトルモードにおけるインター予測符号化方法を、図２を用いて説明する。図２は、時間予測動きベクトルモードにおける動きベクトルを説明するための図である。具体的には、図２は、ピクチャＢ２のブロックａを時間予測動きベクトルモードで符号化する場合を示している。
　ここでは、ピクチャＢ２の後方にある参照ピクチャであるピクチャＰ３内の、ブロックａと同じ位置にあるブロックｂ（以下、「ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック」と呼ぶ）の符号化に用いられた動きベクトルｖｂが利用されている。動きベクトルｖｂは、ブロックｂがピクチャＰ１を参照して符号化された際に用いられた動きベクトルである。
　動きベクトルｖｂに平行な動きベクトルを用いて、前方向参照ピクチャであるピクチャＰ１と、後方参照ピクチャであるピクチャＰ３とから、ブロックａのための２つの参照ブロックが取得される。そして、取得された２つの参照ブロックに基づいて２方向予測を行うことにより、ブロックａが符号化される。すなわち、ブロックａを符号化する際に用いられる動きベクトルは、ピクチャＰ１に対しては動きベクトルｖａ１であり、ピクチャＰ３に対しては動きベクトルｖａ２である。
　また、ＢピクチャあるいはＰピクチャにおける各符号化対象ブロックのインター予測モードとして、マージモードが検討されている（非特許文献２）。マージモードでは、符号化対象ブロックの隣接ブロックの符号化に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化が行われる。この際に、コピーに用いられた隣接ブロックのインデックス等がビットストリームに付随される。これにより、符号化に用いられた動き方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを復号側で選択できるようになる。具体例を、図３を参照して説明する。
　図３は、マージモードにおいて用いられる隣接ブロックの動きベクトルの一例を示す図である。図３において、隣接ブロックＡは、符号化対象ブロックの左隣接の符号化済みブロックである。隣接ブロックＢは、符号化対象ブロックの上隣接の符号化済みブロックである。隣接ブロックＣは、符号化対象ブロックの右上隣接の符号化済みブロックである。隣接ブロックＤは、符号化対象ブロックの左下隣接の符号化済みブロックである。
　また、隣接ブロックＡは、予測方向０の片方向予測で符号化されたブロックである。隣接ブロックＡは、予測方向０の参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ０＿Ａが示す参照ピクチャに対する動きベクトルとして、予測方向０の動きベクトルＭｖＬ０＿Ａを持つ。ここで、ＭｖＬ０とは、参照ピクチャリスト０（Ｌ０）により特定される参照ピクチャを参照する動きベクトルを示す。また、ＭｖＬ１とは、参照ピクチャリスト１（Ｌ１）により特定される参照ピクチャを参照する動きベクトルを示す。
　また、隣接ブロックＢは、予測方向１の片方向予測で符号化されたブロックである。隣接ブロックＢは、予測方向１の参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ１＿Ｂが示す参照ピクチャに対する動きベクトルとして、予測方向１の動きベクトルＭｖＬ１＿Ｂを持つ。
　また、隣接ブロックＣは、イントラ予測で符号化されたブロックである。
　また、隣接ブロックＤは、予測方向０の片方向予測で符号化されたブロックである。隣接ブロックＤは、予測方向０の参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ０＿Ｄが示す参照ピクチャに対する動きベクトルとして、予測方向０の動きベクトルＭｖＬ０＿Ｄを持つ。
　このような場合では、例えば、隣接ブロックＡ～Ｄの予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックス、および、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックを用いて求めた時間予測動きベクトルモードによる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの中から、符号化対象ブロックの予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスとして、最も符号化効率の良いものが選択される。そして、選択された予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスのブロックを表すマージブロックインデックスがビットストリームに付随される。
　例えば、隣接ブロックＡが選択された場合、符号化対象ブロックは、予測方向０の動きベクトルＭｖＬ０＿Ａおよび参照ピクチャインデックスＲｅｆＬ０＿Ａを用いて符号化される。そして、図４に示すような隣接ブロックＡを用いたことを表すマージブロックインデックスの値０のみがビットストリームに付随される。これにより、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの情報量を削減できる。
　また、図４に示すように、マージモードでは、符号化に用いることが不可能な候補（以下、「マージ不可能候補」と呼ぶ）、あるいは、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが互いに一致する候補（以下、「重複候補」と呼ぶ）が、マージブロック候補から削除される。
　このように、マージブロック候補数を削減することで、マージブロックインデックスに割り当てる符号量が削減される。ここで、マージが不可能であるということは、マージブロック候補が、（１）イントラ予測で符号化されたブロックであること、（２）符号化対象ブロックを含むスライスあるいはピクチャ境界外のブロックであること、または、（３）まだ符号化されていないブロックであること等を表している。
　図４の例では、隣接ブロックＣがイントラ予測で符号化されている。そのため、マージブロックインデックス３のマージブロック候補は、マージ不可能候補であり、マージブロック候補リストから削除される。また、隣接ブロックＤは、隣接ブロックＡと、予測方向、動きベクトル、および、参照ピクチャインデックスが一致している。そのため、マージブロックインデックス４のマージブロック候補は、マージブロック候補リストから削除される。その結果、最終的に、マージブロック候補数は３となり、マージブロック候補リストのリストサイズは３に設定される。
　マージブロックインデックスは、マージブロック候補リストサイズの大きさに応じて、図５に示すように、ビット列が割り当てられ、可変長符号化される。このように、マージモードでは、マージモードインデックスに割り当てるビット列を、マージブロック候補リストサイズの大きさによって変化させることにより、符号量を削減している。
　図６は、マージモードを用いる場合の符号化処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ１００１では、隣接ブロックおよびｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックから、マージブロック候補の動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向が取得される。ステップＳ１００２では、マージブロック候補から重複候補およびマージ不可能候補が削除される。ステップＳ１００３では、削除処理後のマージブロック候補数が、マージブロック候補リストサイズに設定される。ステップＳ１００４では、符号化対象ブロックの符号化に用いるマージブロックインデックスが決定される。ステップＳ１００５において、決定されたマージブロックインデックスが、マージブロック候補リストサイズによって決められたビット列を用いて可変長符号化される。
　図７は、マージモードを用いる場合の復号処理の一例を示すフローチャートである。ステップＳ２００１では、隣接ブロックおよびｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックから、マージブロック候補の動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向が取得される。ステップＳ２００２では、マージブロック候補から重複候補およびマージ不可能候補が削除される。ステップＳ２００３では、削除処理後のマージブロック候補数が、マージブロック候補リストサイズに設定される。ステップＳ２００４では、ビットストリームから、復号対象ブロックの復号に用いるマージブロックインデックスが、マージブロック候補リストサイズを用いて復号される。ステップＳ２００５において、復号されたマージブロックインデックが示すマージブロック候補を用いて、予測画像が生成され、復号処理が行われる。
　図８は、マージブロックインデックスをビットストリームに付加する際のシンタックスを表す。図８において、ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘは、マージブロックインデックスを表す。ｍｅｒｇｅ＿ｆｌａｇは、マージフラグを表す。ＮｕｍＭｅｒｇｅＣａｎｄは、マージブロック候補リストサイズを表す。このＮｕｍＭｅｒｇｅＣａｎｄには、マージブロック候補から、マージ不可能候補および重複候補を削除した後のマージブロック候補数が設定されている。
　以上のように、マージモードを用いて画像が符号化あるいは復号される。
　しかしながら、上記のマージモードでは、符号化対象ブロックを符号化する際の動きベクトルは、符号化対象ブロックに隣接するマージブロック候補等から算出される。したがって、例えば、隣接ブロックが動物体領域であり、かつ、符号化対象ブロックが静止領域である場合、マージモードで用いることができる動きベクトルが動物体領域の影響を受けるため、マージモードの予測精度が向上せず、符号化効率が低下する場合がある。
　そこで、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、画像をブロック毎に符号化することでビットストリームを生成する画像符号化方法であって、符号化対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの符号化に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補であるマージ候補を第１マージ候補として導出する第１導出ステップと、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する第２導出ステップと、導出された前記第１マージ候補および前記第２マージ候補の中から、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する選択ステップと、選択された前記マージ候補を特定するためのインデックスを前記ビットストリームに付加する符号化ステップとを含む。
　これによれば、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。したがって、例えば静止領域用の動きベクトルなどを持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。つまり、予め定められた動きを有する符号化対象ブロックを効率的に符号化することができ、符号化効率を向上させることが可能となる。
　例えば、前記第２導出ステップでは、参照可能な参照ピクチャ毎に前記第２マージ候補を導出してもよい。
　これによれば、参照ピクチャ毎に第２マージ候補を導出することができる。したがって、マージ候補の種類を増加させることができ、さらに符号化効率を向上させることが可能となる。
　例えば、前記予め定められたベクトルは、零ベクトルであってもよい。
　これによれば、予め定められたベクトルが零ベクトルであるので、静止領域用の動きベクトルを持つマージ候補を導出することが可能となる。したがって、符号化対象ブロックが静止領域である場合に、符号化効率を向上させることが可能となる。
　例えば、前記画像符号化方法は、さらに、マージ候補の最大数を決定する決定ステップと、導出された前記第１マージ候補の数が前記最大数より小さいか否かを判定する判定ステップとを含み、前記第２導出ステップでは、前記第１マージ候補の数が前記最大数より小さいと判定された場合に、前記第２マージ候補を導出してもよい。
　これによれば、第１マージ候補が最大数より小さいと判定された場合に、第２マージ候補を導出することができる。したがって、最大数を超えない範囲でマージ候補の数を増加させることができ、符号化効率を向上させることが可能となる。
　例えば、前記符号化ステップでは、決定された前記最大数を用いて前記インデックスを符号化し、符号化された前記インデックスを前記ビットストリームに付加してもよい。
　これによれば、マージ候補を特定するためのインデックスを、決定された最大数を用いて符号化することができる。つまり、実際に導出されるマージ候補の数に依存せずに、インデックスを符号化することができる。したがって、マージ候補の導出に必要な情報（例えば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック等の情報）がロスされた場合でも、復号側ではインデックスを復号することができ、エラー耐性を向上させることが可能となる。また、復号側では、実際に導出されるマージ候補の数に依存せずにインデックスを復号できる。つまり、復号側では、マージ候補の導出処理を待たずにインデックスの復号処理を行うことができる。すなわち、マージ候補の導出処理とインデックスの復号処理とを並列に行うことが可能なビットストリームを生成することができる。
　例えば、前記符号化ステップでは、さらに、決定された前記最大数を示す情報を前記ビットストリームに付加してもよい。
　これによれば、決定された最大数を示す情報をビットストリームに付加することができる。したがって、適切な単位で最大数を切り替えることができ、符号化効率を向上させることが可能となる。
　例えば、前記第１導出ステップでは、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが既に導出された第１マージ候補と重複しないマージ候補を前記第１マージ候補として導出してもよい。
　これによれば、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが、既に導出された第１マージ候補と重複するマージ候補を、第１マージ候補から排除することができる。その結果、第２マージ候補の数を増加させることができ、マージ候補として選択可能な、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せの種類を増やすことができる。したがって、さらに符号化効率を向上させることが可能となる。
　例えば、前記画像符号化方法は、さらに、第１規格に準拠する第１符号化処理、または第２規格に準拠する第２符号化処理に、符号化処理を切り替える切り替えステップと、切り替えられた前記符号化処理が準拠する前記第１規格または前記第２規格を示す識別情報を前記ビットストリームに付加する付加ステップとを含み、前記符号化処理が前記第１符号化処理に切り替えられた場合に、前記第１符号化処理として、前記第１導出ステップと、前記第２導出ステップと、前記選択ステップと、前記符号化ステップとが行われてもよい。
　これによれば、第１規格に準拠する第１符号化処理と第２規格に準拠する第２符号化処理とを切り替えることが可能となる。
　また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、ビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号する画像復号方法であって、復号対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの復号に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて、前記復号対象ブロックの復号に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補であるマージ候補を第１マージ候補として導出する第１導出ステップと、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する第２導出ステップと、前記ビットストリームから、マージ候補を特定するためのインデックスを取得する取得ステップと、取得された前記インデックスに基づいて、前記第１マージ候補および前記第２マージ候補の中から、前記復号対象ブロックの復号に用いられるマージ候補を選択する選択ステップとを含む。
　これによれば、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。したがって、例えば静止領域用の動きベクトルなどを持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。つまり、予め定められた動きを有するブロックが効率的に符号化されたビットストリームを適切に復号することができ、符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　例えば、前記第２導出ステップでは、参照可能な参照ピクチャ毎に前記第２マージ候補を導出してもよい。
　これによれば、参照ピクチャ毎に第２マージ候補を導出することができる。したがって、マージ候補の種類を増加させることができ、さらに符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　例えば、前記予め定められたベクトルは、零ベクトルであってもよい。
　これによれば、予め定められたベクトルが零ベクトルであるので、静止領域用の動きベクトルを持つマージ候補を導出することが可能となる。したがって、符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　例えば、前記画像復号方法は、さらに、マージ候補の最大数を決定する決定ステップと、導出された前記第１マージ候補の数が前記最大数より小さいか否かを判定する判定ステップとを含み、前記第２導出ステップでは、導出された前記第１マージ候補の数が前記最大数より小さいと判定された場合に、前記第２マージ候補を導出してもよい。
　これによれば、第１マージ候補の数が最大数より小さいと判定された場合に、第２マージ候補を導出することができる。したがって、最大数を超えない範囲でマージ候補の数を増加させることができ、符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　例えば、前記取得ステップでは、前記ビットストリームに付加された符号化された前記インデックスを、決定された前記最大数を用いて復号することにより、前記インデックスを取得してもよい。
　これによれば、マージ候補を特定するためのインデックスを、決定された最大数を用いて復号することができる。つまり、実際に導出されるマージ候補の数に依存せずに、インデックスを復号することができる。したがって、マージ候補の導出に必要な情報（例えば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック等の情報）がロスされた場合でも、インデックスを復号することができ、エラー耐性を向上させることが可能となる。さらに、マージ候補の導出処理を待たずにインデックスの復号処理を行うことができ、マージ候補の導出処理とインデックスの復号処理とを並列に行うことも可能となる。
　例えば、前記決定ステップでは、前記ビットストリームに付加された最大数を示す情報に基づいて、前記最大数を決定してもよい。
　これによれば、ビットストリームに付加された情報に基づいて最大数を決定することができる。したがって、適切な単位で最大数を切り替えて符号化された画像を復号することが可能となる。
　例えば、前記第１導出ステップでは、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが既に導出された第１マージ候補と重複しないマージ候補を前記第１マージ候補として導出してもよい。
　これによれば、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが、既に導出された第１マージ候補と重複するマージ候補を、第１マージ候補から排除することができる。その結果、第２マージ候補の数を増加させることができ、マージ候補として選択可能な、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せの種類を増やすことができる。したがって、さらに符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　例えば、前記画像復号方法は、さらに、前記ビットストリームに付加された第１規格または第２規格を示す識別情報に応じて、前記第１規格に準拠する第１復号処理、または前記第２規格に準拠する第２復号処理に、復号処理を切り替える切り替えステップを含み、前記復号処理が第１復号処理に切り替えられた場合に、前記第１復号処理として、前記第１導出ステップと、前記第２導出ステップと、前記取得ステップと、前記選択ステップとが行われてもよい。
　これによれば、第１規格に準拠する第１復号処理と第２規格に準拠する第２復号処理とを切り替えることが可能となる。
　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または記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
　以下、本発明の一態様に係る画像符号化装置および画像復号装置について、図面を参照しながら具体的に説明する。
　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体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および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明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。
　（実施の形態１）
　図９は、実施の形態１に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。画像符号化装置１００は、画像をブロック毎に符号化することでビットストリームを生成する。
　画像符号化装置１００は、図９に示すように、減算部１０１と、直交変換部１０２と、量子化部１０３と、逆量子化部１０４と、逆直交変換部１０５と、加算部１０６と、ブロックメモリ１０７と、フレームメモリ１０８と、イントラ予測部１０９と、インター予測部１１０と、インター予測制御部１１１と、ピクチャタイプ決定部１１２と、スイッチ１１３と、マージブロック候補算出部１１４と、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５と、可変長符号化部１１６とを備える。
　減算部１０１は、ブロック毎に、入力画像列に含まれる入力画像データから予測画像データを減算することにより予測誤差データを生成する。
　直交変換部１０２は、生成された予測誤差データに対し、画像領域から周波数領域への変換を行う。
　量子化部１０３は、周波数領域に変換された予測誤差データに対し、量子化処理を行う。
　逆量子化部１０４は、量子化部１０３によって量子化処理された予測誤差データに対し、逆量子化処理を行う。
　逆直交変換部１０５は、逆量子化処理された予測誤差データに対し、周波数領域から画像領域への変換を行う。
　加算部１０６は、ブロック毎に、予測画像データと、逆直交変換部１０５によって逆量子化処理された予測誤差データとを加算することにより、再構成画像データを生成する。
　ブロックメモリ１０７には、再構成画像データがブロック単位で保存される。
　フレームメモリ１０８には、再構成画像データがフレーム単位で保存される。
　ピクチャタイプ決定部１１２は、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、およびＰピクチャのいずれのピクチャタイプで入力画像データを符号化するかを決定する。そして、ピクチャタイプ決定部１１２は、決定されたピクチャタイプを示すピクチャタイプ情報を生成する。
　イントラ予測部１０９は、ブロックメモリ１０７に保存されているブロック単位の再構成画像データを用いてイントラ予測を行うことにより、符号化対象ブロックのイントラ予測画像データを生成する。
　インター予測部１１０は、フレームメモリ１０８に保存されているフレーム単位の再構成画像データと、動き検出等により導出した動きベクトルとを用いてインター予測を行うことにより、符号化対象ブロックのインター予測画像データを生成する。
　スイッチ１１３は、符号化対象ブロックがイントラ予測符号化される場合に、イントラ予測部１０９によって生成されたイントラ予測画像データを、符号化対象ブロックの予測画像データとして減算部１０１および加算部１０６に出力する。一方、スイッチ１１３は、符号化対象ブロックがインター予測符号化される場合に、インター予測部１１０によって生成されたインター予測画像データを、符号化対象ブロックの予測画像データとして減算部１０１および加算部１０６に出力する。
　マージブロック候補算出部１１４は、符号化対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトル等、および、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５に格納されているｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等（ｃｏｌＰｉｃ情報）を用いて、マージモードのマージブロック候補を導出する。さらに、マージブロック候補算出部１１４は、導出されたマージブロック候補をマージブロック候補リストに追加する。
　また、マージブロック候補算出部１１４は、後述する方法で、静止領域用の予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを持つマージブロック候補（以下、「ｚｅｒｏマージブロック候補」と呼ぶ）を新規候補として導出する。そして、マージブロック候補算出部１１４は、導出されたｚｅｒｏマージブロック候補を新たなマージブロック候補としてマージブロック候補リストに追加する。さらに、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補数を算出する。
　また、マージブロック候補算出部１１４は、導出された各マージブロック候補に対して、マージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補とマージブロックインデックスとを、インター予測制御部１１１に送信する。また、マージブロック候補算出部１１４は、算出したマージブロック候補数を可変長符号化部１１６に送信する。
　インター予測制御部１１１は、動き検出により導出された動きベクトルを用いる予測モード（動き検出モード）と、マージブロック候補から導出された動きベクトルを用いる予測モード（マージモード）とのうち、最も小さい予測誤差が得られる予測モードを選択する。また、インター予測制御部１１１は、予測モードがマージモードかどうかを表すマージフラグを可変長符号化部１１６に送信する。また、インター予測制御部１１１は、予測モードとしてマージモードが選択された場合に、決定されたマージブロック候補に対応するマージブロックインデックスを、可変長符号化部１１６に送信する。さらに、インター予測制御部１１１は、符号化対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏｌＰｉｃメモリ１１５に転送する。
　可変長符号化部１１６は、量子化処理された予測誤差データと、マージフラグおよびピクチャタイプ情報とに対し、可変長符号化処理を行うことで、ビットストリームを生成する。また、可変長符号化部１１６は、マージブロック候補数をマージブロック候補リストサイズに設定する。そして、可変長符号化部１１６は、符号化に用いるマージブロックインデックスに、マージブロック候補リストサイズに応じたビット列を割り当てて、割り当てられたビット列に対して可変長符号化を行う。
　図１０は、実施の形態１に係る画像符号化装置１００の処理動作を示すフローチャートである。
　ステップＳ１０１では、マージブロック候補算出部１１４は、符号化対象ブロックの隣接ブロックおよびｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックからマージブロック候補を導出する。また、マージブロック候補算出部１１４は、後述する方法で、マージブロック候補リストサイズを算出する。
　例えば、図３のような場合では、マージブロック候補算出部１１４は、隣接ブロックＡ～Ｄをマージブロック候補として選択する。さらに、マージブロック候補算出部１１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルから時間予測モードによって算出した動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を有するｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックをマージブロック候補として算出する。
　マージブロック候補算出部１１４は、図１１の（ａ）のように、各マージブロック候補に対してマージブロックインデックスを割り当てる。そして、マージブロック候補算出部１１４は、後述する方法で、マージ不可能候補および重複候補の削除、および新規ｚｅｒｏマージブロック候補追加を行うことにより、図１１の（ｂ）のようなマージブロック候補リスト、および、マージブロック候補リストサイズを算出する。
　マージブロックインデックスは、値が小さいほど短い符号が割り振られる。すなわち、マージブロックインデックスの値が小さい場合にマージブロックインデックスに必要な情報量が少なくなる。
　一方、マージブロックインデックスの値が大きくなると、マージブロックインデックスに必要な情報量が大きくなる。したがって、より精度が高い動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを有する可能性が高いマージブロック候補に対して、値の小さいマージブロックインデックスが割り当てられると、符号化効率が高くなる。
　そこで、マージブロック候補算出部１１４は、例えば、マージブロックとして選ばれた回数をマージブロック候補毎に計測し、その回数が多いブロックに対し、値の小さいマージブロックインデックスを割り当ててもよい。具体的には、隣接ブロックにおいて選択されたマージブロックを特定しておき、対象ブロックの符号化の際に、特定したマージブロックに対するマージブロックインデックスの値を小さくすることが考えられる。
　なお、マージブロック候補が、動きベクトル等の情報を有しない場合（イントラ予測で符号化されたブロックである場合、ピクチャやスライスの境界外などに位置するブロックである場合、あるいは、まだ符号化されていないブロックである場合など）には、符号化に利用できない。
　本実施の形態では、符号化に利用できないマージブロック候補をマージ不可能候補と呼ぶ。また、符号化に利用できるマージブロック候補をマージ可能候補と呼ぶ。また、複数のマージブロック候補において、他のいずれかのマージブロック候補と、動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および、予測方向のすべてが一致している候補を重複候補と呼ぶ。
　図３の場合では、隣接ブロックＣは、イントラ予測で符号化されたブロックであるので、マージ不可能候補とする。また、隣接ブロックＤは、隣接ブロックＡと動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および、予測方向のすべてが一致しているので、重複候補とする。
　ステップＳ１０２では、インター予測制御部１１１は、動き検出により導出された動きベクトルを用いて生成した予測画像の予測誤差と、マージブロック候補から得られた動きベクトルを用いて生成した予測画像の予測誤差とを、後述する方法で比較し、予測モードを選択する。ここで、選択された予測モードがマージモードであれば、インター予測制御部１１１は、マージフラグを１にセットし、そうでなければ、マージフラグを０にセットする。
　ステップＳ１０３では、マージフラグが１であるか否か（すなわち、予測モードがマージモードかどうか）が判定される。
　ここで、ステップＳ１０３の判定結果が真ならば（Ｓ１０３のＹｅｓ）、ステップＳ１０４において、可変長符号化部１１６は、マージフラグをビットストリームに付加する。さらに、ステップＳ１０５において、可変長符号化部１１６は、符号化に用いるマージブロック候補のマージブロックインデックスに図５に示すようなマージブロック候補リストサイズに応じたビット列を割り当てる。そして、可変長符号化部１１６は、割り当てられたビット列に対して可変長符号化を行う。
　一方、ステップＳ１０３の判定結果が偽ならば（Ｓ１０３のＮｏ）、ステップＳ１０６において、可変長符号化部１１６は、マージフラグおよび動き検出ベクトルモードの情報をビットストリームに付加する。
　本実施の形態では、図１１の（ａ）のように、隣接ブロックＡに対応するマージブロックインデックスの値として「０」が割り当てられる。また、隣接ブロックＢに対応するマージブロックインデックスの値として「１」が割り当てられる。また、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックに対応するマージブロックインデックスの値として「２」が割り当てられる。また、隣接ブロックＣに対応するマージブロックインデックスの値として「３」が割り当てられる。また、隣接ブロックＤに対応するマージブロックインデックスの値として「４」が割り当てられる。
　なお、必ずしも、マージブロックインデックスの値の割り当て方は、この例に限らない。例えば、可変長符号化部１１６は、後述する方法を用いて新規ｚｅｒｏマージブロック候補が追加された場合などには、元々のマージブロック候補には小さい値を割り当て、新規ｚｅｒｏマージブロック候補には大きい値を割り当ててもよい。つまり、可変長符号化部１１６は、元々のマージブロック候補に優先して小さな値のマージブロックインデックスを割り当てても構わない。
　また、必ずしも、マージブロック候補は、隣接ブロックＡ～Ｄの位置に限定されない。例えば、左下隣接ブロックＤの上に位置する隣接ブロック等がマージブロック候補として用いられても構わない。また、必ずしもすべての隣接ブロックがマージブロック候補として使用される必要はない。例えば、隣接ブロックＡ、Ｂのみがマージブロック候補として用いられてもよい。
　また、本実施の形態では、図１０のステップＳ１０５において、可変長符号化部１１６は、マージブロックインデックスをビットストリームに付加したが、必ずしもマージブロックインデックスをビットストリームに付加する必要はない。例えば、可変長符号化部１１６は、マージブロック候補リストサイズが「１」の場合は、マージブロックインデックスをビットストリームに付加しなくてもよい。これにより、マージブロックインデックスの情報量を削減できる。
　図１２は、図１０のステップＳ１０１の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図１２は、マージブロック候補、および、マージブロック候補リストサイズを算出する方法を表す。以下、図１２について説明する。
　ステップＳ１１１では、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補［Ｎ］がマージ可能候補であるかどうかを後述する方法で判定する。
　ここで、Ｎは各マージブロック候補を表すためのインデックス値である。本実施の形態では、Ｎは０から４までの値をとる。具体的には、マージブロック候補［０］には、図３の隣接ブロックＡが割り振られる。また、マージブロック候補［１］には、図３の隣接ブロックＢが割り振られる。また、マージブロック候補［２］には、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックが割り振られる。また、マージブロック候補［３］には、図３の隣接ブロックＣが割り振られる。また、マージブロック候補［４］には、図３の隣接ブロックＤが割り振られる。
　ステップＳ１１２では、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補［Ｎ］の動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および予測方向を取得して、マージブロック候補リストに追加する。
　ステップＳ１１３では、マージブロック候補算出部１１４は、図１１に示すように、マージブロック候補リストからマージ不可能候補および重複候補を探索し、削除する。
　ステップＳ１１４では、マージブロック候補算出部１１４は、後述する方法で、マージブロック候補リストに新規ｚｅｒｏマージブロック候補を追加する。ここで、新規ｚｅｒｏマージブロック候補を追加する際には、元々あるマージブロック候補に優先して小さい値のマージブロックインデックスが割り当たるように、マージブロックインデックスの値の再割り当てを行ってもよい。つまり、マージブロック候補算出部１１４は、新規ｚｅｒｏマージブロック候補には値が大きいマージブロックインデックスが割り当たるように、マージブロックインデックスの値の再割り当てを行ってもよい。これにより、マージブロックインデックスの符号量を削減できる。
　ステップＳ１１５では、マージブロック候補算出部１１４は、ｚｅｒｏマージブロック追加後のマージブロック候補数をマージブロック候補リストサイズに設定する。図１１の例では、後述する方法により、マージブロック候補数は「５」と算出され、マージブロック候補リストサイズには「５」が設定される。
　なお、ステップＳ１１４における新規ｚｅｒｏマージブロック候補とは、後述する方法で、マージブロック候補数が最大マージブロック候補数に達していない場合に、マージブロック候補に新たに追加される候補である。このように、マージブロック候補数が、最大マージブロック候補数に達していない場合には、画像符号化装置１００は、新規ｚｅｒｏマージブロック候補を追加することによって、符号化効率を向上できる。
　図１３は、図１２のステップＳ１１１の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図１３は、マージブロック候補［Ｎ］がマージ可能候補かどうかを判定し、マージ可能候補数を更新する方法を表す。以下、図１３について説明する。
　ステップＳ１２１では、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補［Ｎ］が、（１）イントラ予測で符号化されたブロック、または、（２）符号化対象ブロックを含むスライスまたはピクチャ境界外に位置するブロック、または、（３）まだ符号化されていないブロックであるかどうかを判定する。
　ここで、ステップＳ１２１の判定結果が真ならば（Ｓ１２１のＹｅｓ）、ステップＳ１２２において、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補［Ｎ］をマージ不可能候補に設定する。一方、ステップＳ１２１の判定結果が偽ならば（Ｓ１２１のＮｏ）、ステップＳ１２３において、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補［Ｎ］をマージ可能候補に設定する。
　図１４は、図１２のステップＳ１１４の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図１４は、ｚｅｒｏマージブロック候補を追加する方法を表す。以下、図１４について説明する。
　ステップＳ１３１では、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補数が最大マージブロック候補数より小さいか否かを判定する。つまり、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補数が最大マージブロック候補数に達していないかどうかを判定する。
　ここで、ステップＳ１３１の判定結果が真ならば（Ｓ１３１のＹｅｓ）、ステップＳ１３２において、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補としてマージブロック候補リストに追加可能な新規ｚｅｒｏマージブロック候補が存在するかどうかを後述する方法で判定する。ここで、ステップＳ１３２の判定結果が真ならば（Ｓ１３２のＹｅｓ）、ステップＳ１３３において、マージブロック候補算出部１１４は、新規ｚｅｒｏマージブロック候補にマージブロックインデックスの値を割り当て、マージブロック候補リストに新規ｚｅｒｏマージブロック候補を追加する。さらに、ステップＳ１３４において、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補数に１を加算する。
　一方、ステップＳ１３１またはステップＳ１３２の判定結果が偽ならば（Ｓ１３１またはＳ１３２のＮｏ）、新規ｚｅｒｏマージブロック候補追加処理を終了する。つまり、マージブロック候補数が最大マージブロック候補数に達している場合、または、新規ｚｅｒｏマージブロック候補が存在しない場合は、新規ｚｅｒｏマージブロック候補追加処理を終了する。
　図１５は、図１４のステップＳ１３２の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図１５は、ｚｅｒｏマージブロック候補が存在するかどうかを判定する方法を表す。以下、図１５について説明する。
　ステップＳ１４１では、マージブロック候補算出部１１４は、ｚｅｒｏマージブロック候補を生成する際に用いる予測方向０の参照ピクチャインデックスｒｅｆＩｄｘＬ０の値、および、予測方向１の参照ピクチャインデックスｒｅｆＩｄｘＬ１の値を更新する。参照ピクチャインデックスｒｅｆＩｄｘＬ０およびｒｅｆＩｄｘＬ１には、初期値として「－１」が設定されている。そして、参照ピクチャインデックスｒｅｆＩｄｘＬ０およびｒｅｆＩｄｘＬ１には、ステップＳ１４１の処理が行われるたびに、「＋１」が加算される。つまり、マージブロック候補算出部１１４は、静止領域のためのｚｅｒｏマージブロック候補として、まずは値０の動きベクトル（零ベクトル）と、値０の参照ピクチャインデックスとを持つｚｅｒｏマージブロック候補をマージブロック候補リストに追加する。次に、マージブロック候補算出部１１４は、値０の動きベクトルと、値１の参照ピクチャインデックスとを持つｚｅｒｏマージブロック候補をマージブロック候補リストに追加する。
　ステップＳ１４２では、マージブロック候補算出部１１４は、更新した予測方向０の参照ピクチャインデックスｒｅｆＩｄｘＬ０の値が、予測方向０の参照ピクチャリスト０の最大参照枚数より小さく、かつ、更新した予測方向１の参照ピクチャインデックスｒｅｆＩｄｘＬ１の値が、予測方向１の参照ピクチャリスト１の最大参照枚数より小さいかどうかを判定する。
　ここで、ステップＳ１４２の判定結果が真ならば（Ｓ１４２のＹｅｓ）、ステップＳ１４３において、マージブロック候補算出部１１４は、動きベクトル（０，０）および値０の参照ピクチャインデックスｒｅｆＩｄｘＬ０を、ｚｅｒｏマージブロックの予測方向０に割り当てる。さらに、ステップＳ１４４において、マージブロック候補算出部１１４は、動きベクトル（０，０）および値０の参照ピクチャインデックスｒｅｆＩｄｘＬ１を、ｚｅｒｏマージブロックの予測方向１に割り当てる。
　これらのステップＳ１４３およびステップＳ１４４の処理により、マージブロック候補算出部１１４は、双方向予測のｚｅｒｏマージブロックを算出する。図１６は、算出されたｚｅｒｏマージブロックの一例を示す。
　ステップＳ１４５では、マージブロック候補算出部１１４は、算出されたｚｅｒｏマージブロック候補と同一の動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を持つマージブロック候補が、既にマージブロック候補リスト内に存在するかどうかを判定する。つまり、マージブロック候補算出部１１４は、算出されたｚｅｒｏマージブロック候補が重複候補であるどうかを判定する。
　ここで、ステップＳ１４５の判定結果が偽であれば（Ｓ１４５のＮｏ）、ステップＳ１４６において、マージブロック候補算出部１１４は、ｚｅｒｏマージブロック候補ありと設定する。
　一方、ステップＳ１４２の判定結果が偽（Ｓ１４２のＮｏ）、またはステップＳ１４５の判定結果が真であれば（Ｓ１４５のＹｅｓ）、ステップＳ１４７において、マージブロック候補算出部１１４は、ｚｅｒｏマージブロック候補なしと判定する。
　このように、マージブロック候補算出部１１４は、参照可能な各参照ピクチャに対して値０の動きベクトルを持つｚｅｒｏマージブロック候補を算出する。そして、マージブロック候補算出部１１４は、算出されたｚｅｒｏマージブロック候補を新たにマージブロック候補リストに追加する。これによって、画像符号化装置１００は、特に符号化対象ブロックが静止領域の場合に、マージモードの符号化効率を向上することができる。
　図１７は、図１０のステップＳ１０２の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図１７は、マージブロック候補の選択に関する処理を示す。以下、図１７について説明する。
　ステップＳ１５１では、インター予測制御部１１１は、マージブロック候補インデックスに０をセットし、最小予測誤差に、動きベクトル検出モードの予測誤差（コスト）をセットし、マージフラグに０をセットする。ここで、コストは、例えば、Ｒ－Ｄ最適化モデルの以下の式で算出される。
　（式１）
　Cost=D+λR
　式１において、Ｄは、符号化歪を表す。例えば、ある動きベクトルで生成した予測画像を用いて符号化対象ブロックを符号化および復号して得られた画素値と、符号化対象ブロックの元の画素値との差分絶対値和などがＤとして用いられる。また、Ｒは、発生符号量を表す。予測画像生成に用いた動きベクトルを符号化するために必要な符号量などがＲとして用いられる。また、λは、ラグランジュの未定乗数である。
　ステップＳ１５２では、インター予測制御部１１１は、マージブロック候補インデックスの値が、符号化対象ブロックのマージブロック候補数よりも小さいかどうかを判定する。つまり、インター予測制御部１１１は、まだ以下のステップＳ１５３～ステップＳ１５５の処理が行われていないマージブロック候補が存在するかどうかを判定する。
　ここで、ステップＳ１５２の判定結果が真ならば（Ｓ１５２のＹｅｓ）、ステップＳ１５３において、インター予測制御部１１１は、マージブロック候補インデックスが割り振られたマージブロック候補のコストを算出する。そして、ステップＳ１５４では、インター予測制御部１１１は、算出したマージブロック候補のコストが、最小予測誤差よりも小さいかどうかを判定する。
　ここで、ステップＳ１５４の判定結果が真ならば（Ｓ１５４のＹｅｓ）、ステップＳ１５５において、インター予測制御部１１１は、最小予測誤差、マージブロックインデックス、およびマージフラグの値を更新する。一方、ステップＳ１５４の判定結果が偽ならば（Ｓ１５４のＮｏ）、インター予測制御部１１１は、最小予測誤差、マージブロックインデックス、およびマージフラグの値を更新しない。
　ステップＳ１５６では、インター予測制御部１１１は、マージブロック候補インデックスの値に１を加算し、ステップＳ１５２からステップＳ１５６を繰り返し行う。
　一方、ステップＳ１５２の判定結果が偽ならば（Ｓ１５２のＮｏ）、すなわち、未処理のマージブロック候補がなくなれば、ステップＳ１５７において、インター予測制御部１１１は、最終的に設定されているマージフラグおよびマージブロックインデックスの値を確定する。
　このように、本実施の形態に係る画像符号化装置１００によれば、マージブロック候補に、静止領域用の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを持つ新たなマージブロック候補をマージブロック候補リストに追加することによって、符号化効率を向上することが可能になる。より具体的には、画像符号化装置１００は、参照可能な各参照ピクチャに対して値０の動きベクトルを持つマージブロック候補を算出し、算出したマージブロック候補を新たにマージブロック候補リストに追加することによって、特に符号化対象ブロックが静止領域の場合に、マージモードの符号化効率を向上することができる。
　なお、本実施の形態では、静止領域用の動きベクトルとして、値０の動きベクトルを持つマージブロック候補を算出する例を示したが、必ずしもこれには限らない。例えば、マージブロック候補算出部１１４は、ビデオ撮影時の微小なカメラぶれ等を考慮するために、値０よりもやや大きい値、または、やや小さい値を有する予め定められたベクトル（例えば（０，１）など）を動きベクトルとして有するマージブロック候補をｚｅｒｏマージブロック候補の代わりに新規候補として算出しても構わない。この場合、可変長符号化部１１６は、シーケンス、ピクチャ、または、スライスのヘッダ等に、オフセットパラメータ（ＯｆｆｓｅｔＸ、ＯｆｆｓｅｔＹ）等を付加してもよい。この場合、マージブロック候補算出部１１４は、動きベクトル（ＯｆｆｓｅｔＸ、ＯｆｆｓｅｔＹ）を有するマージブロック候補を新規候補として算出すればよい。
　なお、本実施の形態では、マージモードにおいて常にマージフラグがビットストリームに付加される例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、符号化対象ブロックのインター予測に用いるブロック形状等に応じて、強制的にマージモードが選択されるようにしてもよい。その場合には、マージフラグをビットストリームに付加しないことで情報量を削減しても構わない。
　なお、本実施の形態では、符号化対象ブロックの隣接ブロックから予測方向、動きベクトル、および参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行うマージモードを用いた例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、スキップマージモードが用いられてもよい。スキップマージモードでは、図１１の（ｂ）のように作成されたマージブロック候補リストを用いて、マージモードと同様に符号化対象ブロックの隣接ブロックから予測方向、動きベクトル、および参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行う。その結果、符号化対象ブロックのすべての予測誤差データが０であれば、スキップフラグを１にセットし、スキップフラグおよびマージブロックインデックスをビットストリームに付加する。また、予測誤差データが０でなければ、スキップフラグを０にセットして、スキップフラグ、マージフラグ、マージブロックインデックス、および予測誤差データをビットストリームに付加する。
　なお、本実施の形態では、符号化対象ブロックの隣接ブロックから予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行うマージモードを用いた例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、図１１の（ｂ）のように作成したマージブロック候補リストを用いて、動きベクトル検出モードの動きベクトルを符号化しても構わない。つまり、動きベクトル検出モードの動きベクトルから、マージブロックインデックスで指定したマージブロック候補の動きベクトルを減ずることにより差分を求める。そして、求められた差分およびマージブロックインデックスをビットストリームに付随するようにしても構わない。
　また、動き検出モードの参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥと、マージブロック候補の参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅとを用いて、マージブロック候補の動きベクトルＭＶ＿Ｍｅｒｇｅをスケーリングし、動き検出モードの動きベクトルからスケーリング後のマージブロック候補の動きベクトルｓｃａｌｅｄＭＶ＿Ｍｅｒｇｅを減ずることにより差分を求めてもよい。そして、求められた差分およびマージブロックインデックスをビットストリームに付加しても構わない。スケーリングの式の例を以下に示す。
　（式２）
　scaledMV_Merge=MV_Merge×(POC(RefIdx_ME)-curPOC)/(POC(RefIdx_Merge)-curPOC)
　ここで、ＰＯＣ（ＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥ）は、参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥが示す参照ピクチャの表示順を示す。ＰＯＣ（ＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅ）は、参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅが示す参照ピクチャの表示順を示す。ｃｕｒＰＯＣは、符号化対象ピクチャの表示順を示す。
　なお、本実施の形態では、値０の動きベクトル、予測方向０の参照ピクチャインデックス、および予測方向１の参照ピクチャインデックスから、双方向予測のｚｅｒｏマージブロック候補を生成する例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、マージブロック候補算出部１１４は、値０の動きベクトルと予測方向０の参照ピクチャインデックスとを用いて、予測方向０のｚｅｒｏマージブロック候補を生成し、マージブロック候補リストに追加しても構わない。また、同様に、マージブロック候補算出部１１４は、値０の動きベクトルと予測方向１の参照ピクチャインデックスとを用いて、予測方向１のｚｅｒｏマージブロック候補を生成し、マージブロック候補リストに追加しても構わない。
　なお、本実施の形態では、参照ピクチャインデックスを値０から順に「＋１」を加算しながら、ｚｅｒｏマージブロック候補を生成する例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、マージブロック候補算出部１１４は、符号化対象ピクチャから表示順において最も距離が近い参照ピクチャに割り振られた参照ピクチャインデックスから順に、ｚｅｒｏマージブロック候補を生成するようにしても構わない。
　（実施の形態２）
　上記実施の形態１では、マージブロック候補算出部１１４は、図１５のステップＳ１４５において、ｚｅｒｏマージブロック候補が重複候補であるかどうかを判定したが、必ずしもこのように判定する必要はない。例えば、ステップＳ１４５の判定は省略されてもよい。これにより、画像符号化装置１００は、マージブロック候補の導出の処理量を削減することができる。
　また、上記実施の形態１では、マージブロック候補数が最大マージブロック候補数に達するまで、ｚｅｒｏマージブロック候補をマージブロック候補リストに追加するようにしたが、必ずしもこれに限らない。例えば、図１４のステップＳ１３１において、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補数が、最大マージブロック候補数より小さい閾値であって、あらかじめ設定された閾値に達しているかどうかを判定するようにしても構わない。これにより、画像符号化装置１００は、マージブロック候補リスト導出の処理量を削減できる。
　また、上記実施の形態１では、マージブロック候補数が最大マージブロック候補数に達すれば、ｚｅｒｏマージブロック候補の追加を終了したが、必ずしもこれに限らない。例えば、図１４のステップＳ１３１において、マージブロック候補算出部１１４は、マージブロック候補数が最大マージブロック候補数に達しているかどうかを判定せずに、新たなｚｅｒｏマージブロック候補がなくなるまで、マージブロック候補リストにｚｅｒｏマージブロック候補を追加しても構わない。これにより、画像符号化装置１００は、マージブロック候補の選択の幅を広げることができ、符号化効率を向上できる。
　以上のような、実施の形態１に係る画像符号化装置の変形例を、実施の形態２に係る画像符号化装置として以下に具体的に説明する。
　図１８は、実施の形態２に係る画像符号化装置２００の構成を示すブロック図である。この画像符号化装置２００は、画像をブロック毎に符号化することでビットストリームを生成する。画像符号化装置２００は、マージ候補導出部２１０と、予測制御部２２０と、符号化部２３０とを備える。
　マージ候補導出部２１０は、上記実施の形態１におけるマージブロック候補算出部１１４に対応する。マージ候補導出部２１０は、マージ候補を導出する。そして、マージ候補導出部２１０は、例えば、導出された各マージ候補に、当該マージ候補を特定するためのインデックス（以下、「マージインデックス」と呼ぶ）を対応付けたマージ候補リストを生成する。
　マージ候補とは、符号化対象ブロックの符号化に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補である。つまり、マージ候補は、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスのセットを少なくとも１つ含む。
　なお、マージ候補は、実施の形態１のマージブロック候補に対応する。マージ候補リストは、マージブロック候補リストと同じである。
　図１８に示すように、マージ候補導出部２１０は、第１導出部２１１と、第２導出部２１２とを備える。
　第１導出部２１１は、符号化対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの符号化に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて第１マージ候補を導出する。そして、第１導出部２１１は、例えば、このように導出された第１マージ候補をマージインデックスに対応付けてマージ候補リストに登録する。
　空間的に隣接するブロックとは、符号化対象ブロックを含むピクチャ内のブロックであって、符号化対象ブロックに隣接するブロックである。具体的には、空間的に隣接するブロックは、例えば、図３に示す隣接ブロックＡ～Ｄである。
　時間的に隣接するブロックとは、符号化対象ブロックを含むピクチャと異なるピクチャに含まれるブロックであって、符号化対象ブロックと対応するブロックである。具体的には、時間的に隣接するブロックは、例えば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックである。
　なお、時間的に隣接するブロックは、必ずしも符号化対象ブロックと同じ位置のブロック（ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック）である必要はない。例えば、時間的に隣接するブロックは、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックに隣接するブロックであってもよい。
　なお、第１導出部２１１は、例えば、符号化対象ブロックに空間的に隣接するブロックのうちマージ不可能ブロックを除くブロックの符号化に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを、第１マージ候補として導出してもよい。マージ不可能ブロックとは、イントラ予測で符号化されたブロック、符号化対象ブロックを含むスライスもしくはピクチャ境界外に位置するブロック、または、まだ符号化されていないブロックである。これにより、第１導出部２１１は、マージ候補を得るために適切なブロックから第１マージ候補を導出することができる。
　第２導出部２１２は、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する。具体的には、第２導出部２１２は、例えば、参照可能な参照ピクチャ毎に第２マージ候補を導出する。これにより、画像符号化装置２００は、マージ候補の種類を増加させることができ、さらに符号化効率を向上させることが可能となる。
　なお、第２導出部２１２は、必ずしも、参照可能な参照ピクチャ毎に第２マージ候補を導出する必要はない。例えば、第２導出部２１２は、予め定められた数の参照ピクチャに対して、第２マージ候補を導出してもよい。
　予め定められたベクトルは、例えば実施の形態１のように、零ベクトルであってもよい。これにより、第２導出部２１２は、静止領域用の動きベクトルを持つマージ候補を導出することが可能となる。したがって、画像符号化装置２００は、符号化対象ブロックが静止領域である場合に、符号化効率を向上させることが可能となる。なお、予め定められたベクトルは、必ずしも零ベクトルである必要はない。
　さらに、第２導出部２１２は、例えば、このように導出された第２マージ候補をマージインデックスに対応付けてマージ候補リストに登録する。このとき、第２導出部２１２は、実施の形態１と同様に、第１マージ候補に第２マージ候補よりも小さい値のマージインデックスが割り当たるように、第２マージ候補をマージ候補リストに登録してもよい。これにより、画像符号化装置２００は、第２マージ候補よりも第１マージ候補が符号化に用いられるマージ候補として選択される可能性が高い場合に、符号量を削減でき、符号化効率を向上させることができる。
　予測制御部２２０は、導出された第１マージ候補および第２マージ候補の中から、符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する。つまり、予測制御部２２０は、マージ候補リストから、符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する。
　符号化部２３０は、選択されたマージ候補を特定するためのインデックス（マージインデックス）をビットストリームに付加する。例えば、符号化部２３０は、導出された第１マージ候補の数と第２マージ候補の数との和（マージ候補数）を用いてマージインデックスを符号化し、符号化されたマージインデックスをビットストリームに付加する。
　次に、以上のように構成された画像符号化装置２００の各種動作について説明する。
　図１９は、実施の形態２に係る画像符号化装置２００の処理動作を示すフローチャートである。
　まず、第１導出部２１１は、第１マージ候補を導出する（Ｓ２０１）。続いて、第２導出部２１２は、第２マージ候補を導出する（Ｓ２０２）。
　そして、予測制御部２２０は、第１マージ候補および第２マージ候補の中から、符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する（Ｓ２０３）。例えば、予測制御部２２０は、実施の形態１と同様に、マージ候補リストから、式１に示すコストが最小となるマージ候補を選択する。
　最後に、符号化部２３０は、選択されたマージ候補を特定するためのインデックスをビットストリームに付加する（Ｓ２０４）。
　以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置２００によれば、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。したがって、画像符号化装置２００は、例えば静止領域用の動きベクトルなどを持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。つまり、画像符号化装置２００は、予め定められた動きを有する符号化対象ブロックを効率的に符号化することができ、符号化効率を向上させることが可能となる。
　（実施の形態３）
　図２０は、実施の形態３に係る画像復号装置３００の構成を示すブロック図である。この画像復号装置３００は、実施の形態１に係る画像符号化装置１００に対応する装置である。画像復号装置３００は、例えば、実施の形態１に係る画像符号化装置１００によって生成されたビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号する。
　画像復号装置３００は、図２０に示すように、可変長復号部３０１と、逆量子化部３０２と、逆直交変換部３０３と、加算部３０４と、ブロックメモリ３０５と、フレームメモリ３０６と、イントラ予測部３０７と、インター予測部３０８と、インター予測制御部３０９と、スイッチ３１０と、マージブロック候補算出部３１１と、ｃｏｌＰｉｃメモリ３１２とを備える。
　可変長復号部３０１は、入力されたビットストリームに対し、可変長復号処理を行い、ピクチャタイプ情報、マージフラグ、および量子化係数を生成する。また、可変長復号部３０１は、マージブロック候補算出部３１１が算出したマージブロック候補数を用いて、マージブロックインデックスの可変長復号処理を行う。
　逆量子化部３０２は、可変長復号処理によって得られた量子化係数に対し、逆量子化処理を行う。
　逆直交変換部３０３は、逆量子化処理によって得られた直交変換係数を、周波数領域から画像領域へ変換することにより、予測誤差データを生成する。
　ブロックメモリ３０５には、予測誤差データと予測画像データとが加算されて生成された復号画像データが、ブロック単位で保存される。
　フレームメモリ３０６には、復号画像データがフレーム単位で保存される。
　イントラ予測部３０７は、ブロックメモリ３０５に保存されているブロック単位の復号画像データを用いてイントラ予測することにより、復号対象ブロックの予測画像データを生成する。
　インター予測部３０８は、フレームメモリ３０６に保存されているフレーム単位の復号画像データを用いてインター予測することにより、復号対象ブロックの予測画像データを生成する。
　スイッチ３１０は、復号対象ブロックがイントラ予測復号される場合に、イントラ予測部３０７によって生成されたイントラ予測画像データを、復号対象ブロックの予測画像データとして加算部３０４に出力する。一方、スイッチ３１０は、復号対象ブロックがインター予測復号される場合に、インター予測部３０８によって生成されたインター予測画像データを、復号対象ブロックの予測画像データとして加算部３０４に出力する。
　マージブロック候補算出部３１１は、復号対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトル等、および、ｃｏｌＰｉｃメモリ３１２に格納されているｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等（ｃｏｌＰｉｃ情報）を用いて、マージブロック候補を導出する。さらに、マージブロック候補算出部３１１は、導出されたマージブロック候補をマージブロック候補リストに追加する。
　また、マージブロック候補算出部３１１は、後述する方法で、静止領域用の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを持つマージブロック候補をｚｅｒｏマージブロック候補として導出する。そして、マージブロック候補算出部３１１は、導出されたｚｅｒｏマージブロック候補を新たなマージブロック候補としてマージブロック候補リストに追加する。さらに、マージブロック候補算出部３１１は、マージブロック候補数を算出する。
　また、マージブロック候補算出部３１１は、導出された各マージブロック候補に対し、マージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部３１１は、マージブロックインデックスの値が割り当てられたマージブロック候補を、インター予測制御部３０９に送信する。また、マージブロック候補算出部３１１は、算出されたマージブロック候補数を可変長復号部３０１に送信する。
　インター予測制御部３０９は、復号されたマージフラグが「０」ならば、動きベクトル検出モードの情報を用いて、インター予測部３０８にインター予測画像を生成させる。一方、マージフラグが「１」ならば、インター予測制御部３０９は、複数のマージブロック候補から、復号されたマージブロックインデックスに基づいて、インター予測に用いる動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を決定する。そして、インター予測制御部３０９は、決定された動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を用いて、インター予測部３０８にインター予測画像を生成させる。また、インター予測制御部３０９は、復号対象ブロックの動きベクトル等を含むｃｏｌＰｉｃ情報をｃｏｌＰｉｃメモリ３１２に転送する。
　最後に、加算部３０４は、予測画像データと予測誤差データとを加算することにより、復号画像データを生成する。
　図２１は、実施の形態３に係る画像復号装置３００の処理動作を示すフローチャートである。
　ステップＳ３０１では、可変長復号部３０１は、マージフラグを復号する。
　ステップＳ３０２において、マージフラグが「１」ならば（Ｓ３０２のＹｅｓ）、ステップＳ３０３において、マージブロック候補算出部３１１は、図１０のステップＳ１０１と同様の方法で、マージブロック候補を生成する。また、マージブロック候補算出部３１１は、マージブロック候補数をマージブロック候補リストサイズとして算出する。
　ステップＳ３０４では、可変長復号部３０１は、マージブロック候補リストサイズを用いて、ビットストリーム中のマージブロックインデックスを可変長復号する。
　ステップＳ３０５では、インター予測制御部３０９は、復号されたマージブロックインデックスが示すマージブロック候補の動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および、予測方向を用いてインター予測画像をインター予測部３０８に生成させる。
　ステップＳ３０２において、マージフラグが「０」ならば（Ｓ３０２のＮｏ）、ステップＳ３０６において、インター予測部３０８は、可変長復号部３０１によって復号された動きベクトル検出モードの情報を用いて、インター予測画像を生成する。
　なお、ステップＳ３０３で算出されたマージブロック候補リストサイズが「１」の場合は、マージブロックインデックスは、復号されずに、「０」と推定されても構わない。
　このように、実施の形態３に係る画像復号装置３００によれば、マージブロック候補に、静止領域用の動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを持つ新たなマージブロック候補をマージブロック候補リストに追加することができる。これによって、画像復号装置３００は、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することが可能になる。より具体的には、参照可能な各参照ピクチャに対して値０の動きベクトルを持つマージブロック候補を算出し、新たにマージブロック候補リストに追加することによって、特に符号化対象ブロックが静止領域の場合に、マージモードの符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することが可能になる。
　（実施の形態４）
　上記実施の形態３に係る画像復号装置は、図２０に示すような構成要素を備えていたが、必ずしもすべての構成要素を備える必要はない。以下に、実施の形態３に係る画像復号装置の変形例として、実施の形態４に係る画像復号装置を具体的に説明する。
　図２２は、実施の形態４に係る画像復号装置４００の構成を示すブロック図である。この画像復号装置４００は、実施の形態２に係る画像符号化装置２００に対応する装置である。画像復号装置４００は、例えば、実施の形態２に係る画像符号化装置２００によって生成されたビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号する。
　図２２に示すように、画像復号装置４００は、マージ候補導出部４１０と、復号部４２０と、予測制御部４３０とを備える。
　マージ候補導出部４１０は、上記実施の形態３におけるマージブロック候補算出部３１１に対応する。マージ候補導出部４１０は、マージ候補を導出する。そして、マージ候補導出部４１０は、例えば、導出された各マージ候補に、当該マージ候補を特定するためのインデックス（マージインデックス）を対応付けたマージ候補リストを生成する。
　図２２に示すように、マージ候補導出部４１０は、第１導出部４１１と、第２導出部４１２とを備える。
　第１導出部４１１は、第１導出部４１１は、実施の形態２の第１導出部２１１と同様に第１マージ候補を導出する。具体的には、第１導出部４１１は、復号対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの復号に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて第１マージ候補を導出する。そして、第１導出部４１１は、例えば、このように導出された第１マージ候補をマージインデックスに対応付けてマージ候補リストに登録する。
　第２導出部４１２は、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する。具体的には、第２導出部４１２は、実施の形態２の第２導出部２１２と同様に第２マージ候補を導出する。そして、第２導出部４１２は、例えば、このように導出された第２マージ候補をマージインデックスに対応付けてマージ候補リストに登録する。
　より具体的には、第２導出部４１２は、例えば、参照可能な参照ピクチャ毎に第２マージ候補を導出する。これにより、マージ候補の種類を増加させることができ、さらに符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　予め定められたベクトルは、例えば上記実施の形態１のように、零ベクトルであってもよい。これにより、第２導出部４１２は、静止領域用の動きベクトルを持つマージ候補を導出することが可能となる。したがって、画像復号装置４００は、符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　復号部４２０は、ビットストリームから、マージ候補を特定するためのインデックスを取得する。例えば、復号部４２０は、導出された第１マージ候補の数と第２マージ候補の数との和（マージ候補数）を用いて、ビットストリームに付加された符号化されたマージインデックスを復号することにより、マージインデックスを取得する。
　予測制御部４３０は、取得されたインデックスに基づいて、導出された第１マージ候補および第２マージ候補の中から、復号対象ブロックの復号に用いられるマージ候補を選択する。つまり、予測制御部４３０は、マージ候補リストから、復号対象ブロックの復号に用いられるマージ候補を選択する。
　次に、以上のように構成された画像復号装置４００の各種動作について説明する。
　図２３は、実施の形態４に係る画像復号装置４００の処理動作を示すフローチャートである。
　まず、第１導出部４１１は、第１マージ候補を導出する（Ｓ４０１）。続いて、第２導出部４１２は、第２マージ候補を導出する（Ｓ４０２）。そして、復号部４２０は、ビットストリームからマージインデックスを取得する（Ｓ４０３）。
　最後に、予測制御部２２０は、取得されたインデックスに基づいて、第１マージ候補および第２マージ候補の中から、復号対象ブロックの復号に用いられるマージ候補を選択する（Ｓ４０４）。
　以上のように、本実施の形態に係る画像復号装置４００によれば、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。したがって、画像復号装置４００は、例えば静止領域用の動きベクトルなどを持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。つまり、画像復号装置４００は、予め定められた動きを有するブロックが効率的に符号化された画像を適切に復号することができ、符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　（実施の形態５）
　実施の形態５では、マージブロック候補リストサイズの導出方法が実施の形態１と異なる。本実施の形態におけるマージブロック候補リストサイズの導出方法について詳細に説明する。
　実施の形態１のマージモードでは、マージブロックインデックスを符号化または復号する際に用いられるマージブロック候補リストサイズに、マージブロック候補数が設定される。このマージブロック候補数は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック等を含む参照ピクチャ情報を用いてマージ不可能候補あるいは重複候補を削除した後に得られる。
　そのため、画像符号化装置と画像復号装置とでマージブロック候補数に不一致が発生した場合等に、マージブロックインデックスに割り当てるビット列に画像符号化装置と画像復号装置とで不一致が生じる。その結果、画像復号装置は、ビットストリームを正しく復号できなくなる場合がある。
　例えば、伝送路等で発生したパケットロス等により、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックとして参照していた参照ピクチャの情報がロスされた場合、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルあるいは参照ピクチャインデックスが不明となる。そのため、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックから生成されるマージブロック候補の情報が不明となる。このような場合、復号時にマージブロック候補からマージ不可能候補あるいは重複候補を正しく削除することができなくなる。その結果、画像復号装置は、マージブロック候補リストサイズを正しく求めることができず、マージブロックインデックスを正常に復号できなくなる。
　そこで、本実施の形態に係る画像符号化装置は、マージブロックインデックスを符号化または復号する際に用いるマージブロック候補リストサイズを、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック等を含む参照ピクチャ情報に依存しない方法で算出する。そのため、画像符号化装置は、エラー耐性を向上することが可能である。
　図２４は、実施の形態５に係る画像符号化装置５００の構成を示すブロック図である。なお、図２４において、図９と同様の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　画像符号化装置５００は、図２４に示すように、減算部１０１と、直交変換部１０２と、量子化部１０３と、逆量子化部１０４と、逆直交変換部１０５と、ブロックメモリ１０７と、フレームメモリ１０８と、イントラ予測部１０９と、インター予測部１１０と、インター予測制御部１１１と、ピクチャタイプ決定部１１２と、スイッチ１１３と、マージブロック候補算出部５１４と、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５と、可変長符号化部５１６とを備える。
　マージブロック候補算出部５１４は、符号化対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトル等、および、ｃｏｌＰｉｃメモリ１１５に格納されているｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等（ｃｏｌＰｉｃ情報）を用いて、マージモードのマージブロック候補を導出する。そして、マージブロック候補算出部５１４は、後述する方法で、マージ可能候補数を算出する。
　また、マージブロック候補算出部５１４は、導出したマージブロック候補に対して、マージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補とマージブロックインデックスとを、インター予測制御部１１１に送信する。また、マージブロック候補算出部５１４は、算出したマージ可能候補数を可変長符号化部１１６に送信する。
　可変長符号化部５１６は、量子化処理された予測誤差データ、マージフラグ、およびピクチャタイプ情報に対し、可変長符号化処理を行うことで、ビットストリームを生成する。また、可変長符号化部５１６は、マージ可能候補数をマージブロック候補リストサイズに設定する。そして、可変長符号化部５１６は、符号化に用いるマージブロックインデックスに、マージブロック候補リストサイズに応じたビット列を割り当てて可変長符号化を行う。
　図２５は、実施の形態５に係る画像符号化装置５００の処理動作を示すフローチャートである。なお、図２５において、図１０と同様のステップについては、同一の符号を付し、説明を適宜省略する。
　ステップＳ５０１では、マージブロック候補算出部５１４は、符号化対象ブロックの隣接ブロックおよびｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックからマージブロック候補を導出する。また、マージブロック候補算出部５１４は、後述する方法で、マージブロック候補リストサイズを算出する。
　例えば、図３のような場合では、マージブロック候補算出部５１４は、隣接ブロックＡ～Ｄをマージブロック候補として選択する。さらに、マージブロック候補算出部５１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトルから時間予測モードによって算出した動きベクトル等を含むｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックをマージブロック候補として算出する。
　マージブロック候補算出部５１４は、図２６の（ａ）のように、各マージブロック候補に対してマージブロックインデックスを割り当てる。そして、マージブロック候補算出部５１４は、後述する方法で、マージ不可能候補および重複候補の削除、および新規候補追加を行うことにより、図２６の（ｂ）のようなマージブロック候補リスト、および、マージブロック候補リストサイズを算出する。
　マージブロックインデックスは、値が小さいほど短い符号が割り振られる。すなわち、マージブロックインデックスの値が小さい場合に、マージブロックインデックスに必要な情報量が少なくなる。
　一方、マージブロックインデックスの値が大きくなると、マージブロックインデックスに必要な情報量が大きくなる。したがって、より精度が高い動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを有する可能性が高いマージブロック候補に対して、値が小さいマージブロックインデックスが割り当てられると、符号化効率が高くなる。
　そこで、マージブロック候補算出部５１４は、例えば、マージブロックとして選ばれた回数をマージブロック候補毎に計測し、その回数が多いブロックに対し、値の小さいマージブロックインデックスを割り当ててもよい。具体的には、隣接ブロックにおいて選択されたマージブロックを特定しておき、対象ブロックの符号化の際に、特定したマージブロックに対するマージブロックインデックスの値を小さくすることが考えられる。
　なお、マージブロック候補が、動きベクトル等の情報を有しない場合（イントラ予測で符号化されたブロックである場合、ピクチャやスライスの境界外などに位置するブロックである場合、あるいは、まだ符号化されていないブロックである場合など）には、そのマージブロック候補は、符号化に利用できない。
　本実施の形態では、符号化に利用できないマージブロック候補をマージ不可能候補と呼ぶ。また、符号化に利用できるマージブロック候補をマージ可能候補と呼ぶ。また、複数のマージブロック候補において、他のいずれかのマージブロック候補と、動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および、予測方向のすべてが一致している候補を重複候補と呼ぶ。
　図３の場合では、隣接ブロックＣは、イントラ予測で符号化されたブロックであるので、マージ不可能候補とする。また、隣接ブロックＤは、隣接ブロックＡと動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および、予測方向のすべてが一致しているので、重複候補とする。
　ステップＳ１０２では、インター予測制御部１１１は、動き検出により導出された動きベクトルを用いて生成した予測画像の予測誤差と、マージブロック候補から得られた動きベクトルを用いて生成した予測画像の予測誤差とを比較し、予測モードを選択する。ここで、選択された予測モードがマージモードであれば、インター予測制御部１１１は、マージフラグを１にセットし、そうでなければ、マージフラグを０にセットする。
　ステップＳ１０３では、マージフラグが１であるか否か（すなわち、予測モードがマージモードかどうか）が判定される。
　ここで、ステップＳ１０３の判定結果が真ならば（Ｓ１０３のＹｅｓ）、ステップＳ１０４において、可変長符号化部５１６は、マージフラグをビットストリームに付加する。さらに、ステップＳ５０５において、可変長符号化部５１６は、符号化に用いるマージブロック候補のマージブロックインデックスに図５に示すようなマージブロック候補リストサイズに応じたビット列を割り当てる。そして、可変長符号化部５１６は、割り当てられたビット列に対して可変長符号化を行う。
　一方、ステップＳ１０３の判定結果が偽ならば（Ｓ１０３のＮｏ）、ステップＳ１０６において、可変長符号化部５１６は、マージフラグおよび動き検出ベクトルモードの情報をビットストリームに付加する。
　本実施の形態では、図２６の（ａ）のように、マージブロックインデックスの値は、隣接ブロックＡに対応するマージブロックインデックスの値として「０」が割り当てられる。また、隣接ブロックＢに対応するマージブロックインデックスの値として「１」が割り当てられる。また、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックに対応するマージブロックインデックスの値として「２」が割り当てられる。また、隣接ブロックＣに対応するマージブロックインデックスの値として「３」が割り当てられる。また、隣接ブロックＤに対応するマージブロックインデックスの値として「４」が割り当てられる。
　なお、必ずしも、マージブロックインデックスの値の割り当て方は、この例に限らない。例えば、可変長符号化部５１６は、実施の形態１に記載の方法を用いて新規候補を追加した場合、または、後述する方法を用いて新規候補を追加した場合などには、元々のマージブロック候補には小さい値を割り当て、新規候補には大きい値を割り当ててもよい。つまり、可変長符号化部５１６は、元々のマージブロック候補に優先して小さな値のマージブロックブロックインデックスを割り当てても構わない。
　また、必ずしも、マージブロック候補は、隣接ブロックＡ～Ｄの位置に限定されない。例えば、左下隣接ブロックＤの上に位置する隣接ブロック等がマージブロック候補として用いられても構わない。また、必ずしもすべての隣接ブロックがマージブロック候補として使用される必要はない。例えば、隣接ブロックＡ、Ｂのみがマージブロック候補として用いられてもよい。
　また、本実施の形態では、図２５のステップＳ５０５において、可変長符号化部５１６は、マージブロックインデックスをビットストリームに付加したが、必ずしもマージブロックインデックスをビットストリームに付加する必要はない。例えば、可変長符号化部１１６は、マージブロック候補リストサイズが１の場合は、マージブロックインデックスをビットストリームに付加しなくてもよい。これにより、マージブロックインデックスの情報量を削減できる。
　図２７は、図２５のステップＳ５０１の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図２７は、マージブロック候補、および、マージブロック候補リストサイズを算出する方法を表す。以下、図２７について説明する。
　ステップＳ５１１では、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補［Ｎ］がマージ可能候補であるかどうかを後述する方法で判定する。そして、マージブロック候補算出部５１４は、判定結果に従って、マージ可能候補数を更新する。
　ここで、Ｎは各マージブロック候補を表すためのインデックス値である。本実施の形態では、Ｎは０から４までの値をとる。具体的には、マージブロック候補［０］には図３の隣接ブロックＡが割り振られる。また、マージブロック候補［１］には図３の隣接ブロックＢが割り振られる。また、マージブロック候補［２］にはｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックが割り振られる。また、マージブロック候補［３］には図３の隣接ブロックＣが割り振られる。また、マージブロック候補［４］には図５の隣接ブロックＤが割り振られる。
　ステップＳ５１２では、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補［Ｎ］の動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および予測方向を取得して、マージブロック候補リストに追加する。
　ステップＳ５１３では、マージブロック候補算出部５１４は、図２６に示すように、マージブロック候補リストからマージ不可能候補および重複候補を探索し、削除する。
　ステップＳ５１４では、マージブロック候補算出部５１４は、実施の形態１に記載の方法、または、後述する方法で、マージブロック候補リストに新規候補を追加する。ここで、新規候補を追加する際には、マージブロック候補算出部５１４は、元々あるマージブロック候補に優先して小さい値のマージブロックインデックスが割り当たるように、マージブロックインデックスの値の再割り当てを行ってもよい。つまり、マージブロック候補算出部５１４は、新規候補には値が大きいマージブロックインデックスを割り当たるように、マージブロックインデックスの値の再割り当てを行ってもよい。これにより、マージブロックインデックスの符号量を削減できる。
　ステップＳ５１５では、マージブロック候補算出部５１４は、ステップＳ５１１で算出されたマージ可能候補数をマージブロック候補リストサイズに設定する。図２６の例では、後述する方法により、マージ可能候補数は「４」と算出され、マージブロック候補リストサイズには「４」が設定される。
　なお、ステップＳ５１４における新規候補とは、実施の形態１に記載の方法、または、後述する方法で、マージブロック候補数がマージ可能候補数に達していない場合に、マージブロック候補に新たに追加される候補である。例えば、新規候補は、予め定められたベクトル（例えば零ベクトル）を動きベクトルとして持つマージブロック候補である。また例えば、新規候補は、図３における左下隣接ブロックＤの上に位置する隣接ブロックであってもよい。また、新規候補は、例えば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの隣接ブロックＡ～Ｄに対応するブロックであってもよい。また、新規候補は、例えば、参照ピクチャの画面全体または一定の領域における動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向の統計値などを持つブロックであってもよい。このように、マージブロック候補数がマージ可能候補数に達していない場合には、マージブロック候補算出部５１４は、新たな動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を持つ新規候補を追加することによって、符号化効率を向上できる。
　図２８は、図２７のステップＳ５１１の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図２８は、マージブロック候補［Ｎ］がマージ可能候補かどうかを判定し、マージ可能候補数を更新する方法を表す。以下、図２８について説明する。
　ステップＳ５２１では、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補［Ｎ］が、（１）イントラ予測で符号化されたブロック、または、（２）符号化対象ブロックを含むスライスまたはピクチャ境界外に位置するブロック、または、（３）まだ符号化されていないブロックかどうかを判定する。
　ここで、ステップＳ５２１の判定結果が真ならば（Ｓ５２１のＹｅｓ）、ステップＳ５２２において、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補［Ｎ］をマージ不可能候補に設定する。一方、ステップＳ５２１の判定結果が偽ならば（Ｓ５２１のＮｏ）、ステップＳ５２３において、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補［Ｎ］をマージ可能候補に設定する。
　ステップＳ５２４では、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補［Ｎ］がマージ可能候補、または、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロック候補であるかどうかを判定する。ここで、ステップＳ５２４の判定結果が真ならば（Ｓ５２４のＹｅｓ）、ステップＳ５２５において、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補数に１を加算して、マージブロック候補数を更新する。一方、ステップＳ５２４の判定結果が偽ならば（Ｓ５２４のＮｏ）、マージブロック候補算出部５１４は、マージ可能候補数を更新しない。
　このように、マージブロック候補がｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックの場合は、マージブロック候補算出部５１４は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックがマージ可能候補かマージ不可能候補かに関らず、マージ可能候補数に１を加算する。これにより、パケットロス等でｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックの情報がロスされた場合でも、画像符号化装置と画像復号装置とでマージ可能候補数に不一致が発生しない。
　このマージ可能候補数は、図２７のステップＳ５１５において、マージブロック候補リストサイズに設定される。さらに、図２５のステップＳ５０５において、マージブロック候補リストサイズは、マージブロックインデックスの可変長符号化に用いられる。これによって、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック等を含む参照ピクチャ情報をロスした場合でも、画像符号化装置５００は、マージブロックインデックスを正常に復号できるビットストリームを生成することが可能になる。
　図２９は、図２７のステップＳ５１４の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図２９は、新規候補を追加する方法を表す。以下、図２９について説明する。
　ステップＳ５３１では、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補数がマージ可能候補数より小さいか否かを判定する。つまり、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補数がマージ可能候補数に達していないかどうかを判定する。
　ここで、ステップＳ５３１の判定結果が真ならば（Ｓ５３１のＹｅｓ）、ステップＳ５３２において、マージブロック候補算出部５１４は、マージブロック候補としてマージブロック候補リストに追加可能な新規候補が存在するかどうかを判定する。ここで、ステップＳ５３２が真ならば（Ｓ５３２のＹｅｓ）、ステップＳ５３３においてマージブロック候補算出部５１４は、新規候補にマージブロックインデックスの値を割り当て、マージブロック候補リストに新規候補を追加する。さらに、ステップＳ５３４において、マージブロック候補数に１を加算する。
　一方、ステップＳ１０１またはステップＳ５３２の判定結果が偽ならば（Ｓ５３１またはＳ５３２のＮｏ）、新規候補追加処理を終了する。つまり、マージブロック候補数がマージ可能候補数に達している場合、または、新規候補が存在しない場合は、新規候補追加処理を終了する。
　このように、本実施の形態に係る画像符号化装置５００によれば、マージブロックインデックスを符号化または復号する際に用いるマージブロック候補リストサイズを、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック等を含む参照ピクチャ情報に依存しない方法で算出することができる。これによって、画像符号化装置５００は、エラー耐性を向上することが可能になる。
　より具体的には、本実施の形態に係る画像符号化装置５００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックがマージ可能候補かどうかに関らず、マージブロック候補がｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックであれば常にマージ可能候補数に１を加算する。そして、画像符号化装置５００は、このようにして算出したマージ可能候補数を用いて、マージブロックインデックスに割り当てるビット列を決定する。これにより、画像符号化装置５００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックを含む参照ピクチャ情報をロスした場合でも、マージブロックインデックスを正常に復号できるビットストリームを生成することが可能になる。
　また、本実施の形態に係る画像符号化装置５００は、マージブロック候補数が、マージ可能候補数に達していない場合には、新たな動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を持つ新規候補をマージブロック候補として追加することによって、符号化効率を向上できる。
　なお、本実施の形態では、マージモードにおいて常にマージフラグがビットストリームに付加される例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、符号化対象ブロックのインター予測に用いるブロック形状等に応じて、強制的にマージモードが選択されるようにしてもよい。その場合には、マージフラグをビットストリームに付加しないことで情報量を削減しても構わない。
　なお、本実施の形態では、符号化対象ブロックの隣接ブロックから予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行うマージモードを用いた例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、スキップマージモードが用いられてもよい。スキップマージモードでは、図２６の（ｂ）のように作成されたマージブロック候補リストを用いて、マージモードと同様に符号化対象ブロックの隣接ブロックから予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行う。その結果、符号化対象ブロックのすべての予測誤差データが０であれば、スキップフラグを１にセットし、スキップフラグおよびマージブロックインデックスをビットストリームに付加する。また、予測誤差データが０でなければ、スキップフラグを０にセットして、スキップフラグ、マージフラグ、マージブロックインデックス、および予測誤差データをビットストリームに付加する。
　なお、本実施の形態は、符号化対象ブロックの隣接ブロックから予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスをコピーして、符号化対象ブロックの符号化を行うマージモードを用いた例を示したが、必ずしもこれに限らない。例えば、図２６の（ｂ）のように作成したマージブロック候補リストを用いて、動きベクトル検出モードの動きベクトルを符号化しても構わない。つまり、動きベクトル検出モードの動きベクトルから、マージブロックインデックスで指定したマージブロック候補の動きベクトルを減ずることにより差分を求める。そして、求められた差分およびマージブロックインデックスをビットストリームに付加しても構わない。
　また、動き検出モードの参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿ＭＥと、マージブロック候補の参照ピクチャインデックスＲｅｆＩｄｘ＿Ｍｅｒｇｅとを用いて、マージブロック候補の動きベクトルＭＶ＿Ｍｅｒｇｅを式２のようにスケーリングし、動き検出モードの動きベクトルからスケーリング後のマージブロック候補の動きベクトルｓｃａｌｅｄＭＶ＿Ｍｅｒｇｅを減ずることにより差分を求めてもよい。そして、求められた差分およびマージブロックインデックスをビットストリームに付加しても構わない。
　（実施の形態６）
　上記実施の形態５では、画像符号化装置は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックがマージ可能候補かどうかに関らず、マージブロック候補がｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックであれば常に１を加算するようにして算出したマージ可能候補数を用いて、マージブロックインデックスに割り当てるビット列を決定した。しかしながら、画像符号化装置は、例えば、図２８のステップＳ５２４において、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロック以外のマージブロック候補に対しても、必ず常に１を加算するようにして算出したマージ可能候補数を用いて、マージブロックインデックスに割り当てるビット列を決定してもよい。すなわち、画像符号化装置は、マージブロック候補数の最大値Ｎに固定されたマージブロック候補リストサイズを用いて、マージブロックインデックスにビット列を割り当てても構わない。つまり、画像符号化装置は、全てのマージブロック候補をマージ可能候補とみなし、マージブロック候補リストサイズを、マージブロック候補数の最大値Ｎに固定して、マージブロックインデックスを符号化しても構わない。
　例えば、上記実施の形態５では、マージブロック候補数の最大値Ｎは５であるため（隣接ブロックＡ、隣接ブロックＢ、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロック、隣接ブロックＣ、隣接ブロックＤ）、画像符号化装置は、常にマージブロック候補リストサイズに５を設定して、マージブロックインデックスを符号化しても構わない。また、例えば、マージブロック候補数の最大値Ｎが４（隣接ブロックＡ、隣接ブロックＢ、隣接ブロックＣ、隣接ブロックＤ）の場合には、画像符号化装置は、常にマージブロック候補リストサイズに４を設定して、マージブロックインデックスを符号化しても構わない。
　このように、画像符号化装置は、マージブロック候補数の最大値に応じて、マージブロック候補リストサイズを決定しても構わない。これにより、画像復号装置の可変長復号部が、ビットストリーム中のマージブロックインデックスを、隣接ブロックあるいはｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの情報を参照せずに復号することができるビットストリームを生成することが可能となり、可変長復号部の処理量を削減することができる。
　以上のような、実施の形態５に係る画像符号化装置の変形例を、実施の形態６に係る画像符号化装置として以下に具体的に説明する。
　図３０は、実施の形態６に係る画像符号化装置６００の構成を示すブロック図である。この画像符号化装置６００は、画像をブロック毎に符号化することでビットストリームを生成する。画像符号化装置６００は、マージ候補導出部６１０と、予測制御部６２０と、符号化部６３０とを備える。
　マージ候補導出部６１０は、上記実施の形態５におけるマージブロック候補算出部５１４に対応する。マージ候補導出部６１０は、マージ候補を導出する。そして、マージ候補導出部６１０は、例えば、導出された各マージ候補に、当該マージ候補を特定するためのインデックスを対応付けたマージ候補リストを生成する。
　図３０に示すように、マージ候補導出部６１０は、決定部６１１と、第１導出部６１２と、特定部６１３と、判定部６１４と、第２導出部６１５とを備える。
　決定部６１１は、マージ候補の最大数を決定する。つまり、決定部６１１は、マージブロック候補数の最大値Ｎを決定する。
　例えば、決定部６１１は、入力画像列（シーケンス、ピクチャ、スライス、またはブロックなど）の特徴に基づいて、マージ候補の最大数を決定する。また例えば、決定部６１１は、予め定められた数をマージ候補の最大数と決定してもよい。
　第１導出部６１２は、符号化対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの符号化に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて第１マージ候補を導出する。ここで、第１導出部６１２は、第１マージ候補の数が最大数を超えないように第１マージ候補を導出する。そして、第１導出部６１２は、例えば、このように導出された第１マージ候補をマージインデックスに対応付けてマージ候補リストに登録する。
　なお、第１導出部６１２は、例えば、符号化対象ブロックに空間的に隣接するブロックのうちマージ不可能ブロックを除くブロックの符号化に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを、第１マージ候補として導出してもよい。マージ不可能ブロックとは、イントラ予測で符号化されたブロック、符号化対象ブロックを含むスライスもしくはピクチャ境界外に位置するブロック、または、まだ符号化されていないブロックである。これにより、第１導出部６１２は、マージ候補を得るために適切なブロックから第１マージ候補を導出することができる。
　特定部６１３は、複数の第１マージ候補が導出された場合に、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスが他の第１マージ候補と重複する第１マージ候補（重複候補）を特定する。そして、特定部６１３は、特定された重複候補をマージ候補リストから削除する。
　判定部６１４は、第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいか否かを判定する。ここでは、判定部６１４は、特定された重複する第１マージ候補を除く第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいか否かを判定する。
　第２導出部６１５は、第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいと判定された場合に、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する。具体的には、第２導出部６１５は、第１マージ候補の数と第２マージ候補の数との和が最大数を超えないように第２マージ候補を導出する。ここでは、第２導出部６１５は、重複候補を除く第１マージ候補の数と第２マージ候補の数との和が最大数を超えないように第２マージ候補を導出する。
　予め定められたベクトルは、例えば上記実施の形態５と同様に、零ベクトルであってもよい。なお、予め定められたベクトルは、必ずしも零ベクトルである必要はない。
　そして、第２導出部６１５は、例えば、このように導出された第２マージ候補をマージインデックスに対応付けてマージ候補リストに登録する。このとき、第２導出部６１５は、第１マージ候補に第２マージ候補よりも小さい値のマージインデックスが割り当たるように、第２マージ候補をマージ候補リストに登録してもよい。これにより、画像符号化装置６００は、第２マージ候補よりも第１マージ候補が符号化に用いられるマージ候補として選択される可能性が高い場合に、符号量を削減でき、符号化効率を向上させることができる。
　なお、第２導出部６１５は、必ずしも、第１マージ候補の数と第２マージ候補の数との和が決定された最大数と一致するように、第２マージ候補を導出する必要はない。第１マージ候補の数と第２マージ候補の数との和が決定された最大数より小さい場合には、例えば、マージ候補が対応付けられていないマージインデックスの値が存在してもよい。
　予測制御部６２０は、第１マージ候補および第２マージ候補の中から、符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する。つまり、予測制御部６２０は、マージ候補リストから、符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する。
　符号化部６３０は、選択されたマージ候補を特定するためのインデックス（マージインデックス）を、決定された最大数を用いて符号化する。具体的には、符号化部６３０は、図５に示すように、選択されたマージ候補のインデックス値に割り当てられたビット列を可変長符号化する。さらに、符号化部６３０は、符号化されたインデックスをビットストリームに付加する。
　ここで、符号化部６３０は、さらに、決定部６１１によって決定された最大数を示す情報をビットストリームに付加してもよい。具体的には、符号化部６３０は、最大数を示す情報を、例えばスライスヘッダなどに書き込んでもよい。これにより、適切な単位で最大数を切り替えることができ、符号化効率を向上させることが可能となる。
　なお、符号化部６３０は、必ずしも最大数を示す情報をビットストリームに付加する必要はない。例えば、最大数が規格により予め定められている場合、または、最大数が既定値と同じ場合などには、符号化部６３０は、最大数を示す情報をビットストリームに付加しなくてもよい。
　次に、以上のように構成された画像符号化装置６００の各種動作について説明する。
　図３１は、実施の形態６に係る画像符号化装置６００の処理動作を示すフローチャートである。
　まず、決定部６１１は、マージ候補の最大数を決定する（Ｓ６０１）。第１導出部６１２は、第１マージ候補を導出する（Ｓ６０２）。特定部６１３は、複数の第１マージ候補が導出された場合に、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスが他の第１マージ候補と重複する第１マージ候補（重複候補）を特定する（Ｓ６０３）。
　判定部６１４は、重複候補を除く第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいか否かを判定する（Ｓ６０４）。ここで、重複候補を除く第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいと判定された場合（Ｓ６０４のＹｅｓ）、第２導出部６１５は、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する（Ｓ６０５）。一方、重複候補を除く第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいと判定されなかった場合（Ｓ６０４のＮｏ）、第２導出部６１５は、第２マージ候補を導出しない。これらのステップＳ６０４およびステップＳ６０５は、実施の形態５におけるステップＳ５１４に相当する。
　予測制御部６２０は、第１マージ候補および第２マージ候補の中から、符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する（Ｓ６０６）。例えば、予測制御部６２０は、実施の形態１と同様に、マージ候補リストから、式１に示すコストが最小となるマージ候補を選択する。
　符号化部６３０は、選択されたマージ候補を特定するためのインデックスを、決定された最大数を用いて符号化する（Ｓ６０７）。さらに、符号化部６３０は、符号化されたインデックスをビットストリームに付加する。
　以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置６００によれば、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。したがって、画像符号化装置６００は、例えば静止領域用の動きベクトルなどを持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。つまり、画像符号化装置６００は、予め定められた動きを有する符号化対象ブロックを効率的に符号化することができ、符号化効率を向上させることが可能となる。
　さらに、本実施の形態に係る画像符号化装置６００によれば、マージ候補を特定するためのインデックスを、決定された最大数を用いて符号化することができる。つまり、実際に導出されるマージ候補の数に依存せずに、インデックスを符号化することができる。したがって、マージ候補の導出に必要な情報（例えば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック等の情報）がロスされた場合でも、復号側ではインデックスを復号することができ、エラー耐性を向上させることが可能となる。また、復号側では、実際に導出されるマージ候補の数に依存せずにインデックスを復号できる。つまり、復号側では、マージ候補の導出処理を待たずにインデックスの復号処理を行うことができる。すなわち、マージ候補の導出処理とインデックスの復号処理とを並列に行うことが可能なビットストリームを生成することができる。
　さらに、本実施の形態に係る画像符号化装置６００によれば、第１マージ候補の数が最大数より小さいと判定された場合に、第２マージ候補を導出することができる。したがって、最大数を超えない範囲でマージ候補の数を増加させることができ、符号化効率を向上させることが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像符号化装置６００によれば、重複する第１マージ候補を除く第１マージ候補の数に応じて第２マージ候補を導出することができる。その結果、第２マージ候補の数を増加させることができ、マージ候補として選択可能な、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せの種類を増やすことができる。したがって、さらに符号化効率を向上させることが可能となる。
　なお、本実施の形態では、画像符号化装置６００は、特定部６１３を備えていたが、必ずしも特定部６１３を備える必要はない。つまり、図３１に示すフローチャートに、必ずしもステップＳ６０３が含まれる必要はない。このような場合であっても、画像符号化装置６００は、マージ候補を特定するためのインデックスを、決定された最大数を用いて符号化することができるので、エラー耐性を向上させることが可能となる。
　また、本実施の形態では、図３１に示すように、第１導出部６１２が第１マージ候補を導出した後に、特定部６１３が重複候補を特定していたが、必ずしもこのように順に処理される必要はない。例えば、第１導出部６１２は、第１マージ候補を導出する過程において、重複候補を特定し、特定された重複候補が第１マージ候補に含まれないように、第１マージ候補を導出してもよい。つまり、第１導出部６１２は、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが既に導出された第１マージ候補と重複しないマージ候補を第１マージ候補として導出してもよい。より具体的には、例えば、左隣接ブロックに基づくマージ候補が第１マージ候補として既に導出されている場合に、上隣接ブロックに基づくマージ候補が左隣接ブロックに基づくマージ候補と重複していなければ、第１導出部６１２は、上隣接ブロックに基づくマージ候補を第１マージ候補として導出してもよい。これにより、第１導出部６１２は、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが、既に導出された第１マージ候補と重複するマージ候補を、第１マージ候補から排除することができる。その結果、画像符号化装置６００は、第２マージ候補の数を増加させることができ、マージ候補として選択可能な、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せの種類を増やすことができる。したがって、第１導出部６１２は、さらに符号化効率を向上させることが可能となる。
　また、本実施の形態では、第１マージ候補が導出された後に、第１マージ候補が最大数より小さいか否かが判定され、第２マージ候補が導出されていたが、必ずしもこの順に処理が行われる必要はない。例えば、画像符号化装置６００は、まず、第２マージ候補を導出し、導出された第２マージ候補をマージ候補リストに登録してもよい。その後に、画像符号化装置６００は、第１マージ候補を導出し、マージ候補リストに登録されている第２マージ候補を、導出された第１マージ候補で上書きしてもよい。
　（実施の形態７）
　実施の形態７では、マージブロック候補リストサイズの導出方法が実施の形態３と異なる。本実施の形態におけるマージブロック候補リストサイズの導出方法について詳細に説明する。
　図３２は、実施の形態７に係る画像復号装置７００の構成を示すブロック図である。なお、図３２において、図２０と同様の構成要素については、同一の符号を付し、説明を省略する。
　この画像復号装置７００は、実施の形態５に係る画像符号化装置５００に対応する装置である。画像復号装置７００は、例えば、実施の形態５に係る画像符号化装置５００によって生成されたビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号する。
　画像復号装置７００は、図３２に示すように、可変長復号部７０１と、逆量子化部３０２と、逆直交変換部３０３と、加算部３０４と、ブロックメモリ３０５と、フレームメモリ３０６と、イントラ予測部３０７と、インター予測部３０８と、インター予測制御部３０９と、スイッチ３１０と、マージブロック候補算出部７１１と、ｃｏｌＰｉｃメモリ３１２とを備える。
　可変長復号部７０１は、入力されたビットストリームに対し、可変長復号処理を行い、ピクチャタイプ情報、マージフラグ、および量子化係数を生成する。また、可変長復号部７０１は、後述するマージ可能候補数を用いて、マージブロックインデックスの可変長復号処理を行う。
　マージブロック候補算出部７１１は、復号対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトル等、および、ｃｏｌＰｉｃメモリ３１２に格納されているｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの動きベクトル等（ｃｏｌＰｉｃ情報）を用いて、マージモードのマージブロック候補を後述する方法で導出する。また、マージブロック候補算出部７１１は、導出した各マージブロック候補に対し、マージブロックインデックスの値を割り当てる。そして、マージブロック候補算出部７１１は、マージブロック候補と、マージブロックインデックスとを、インター予測制御部３０９に送信する。
　図３３は、実施の形態７に係る画像復号装置の処理動作を示すフローチャートである。
　ステップＳ７０１では、可変長復号部７０１は、マージフラグを復号する。
　ステップＳ７０２において、マージフラグが「１」ならば（Ｓ７０２のＹｅｓ）、ステップＳ７０３において、マージブロック候補算出部７１１は、後述する方法で、マージ可能候補数を算出する。そして、マージブロック候補算出部７１１は、算出されたマージ可能候補数をマージブロック候補リストサイズに設定する。
　続いて、ステップＳ７０４では、可変長復号部７０１は、マージブロック候補リストサイズを用いて、ビットストリーム中のマージブロックインデックスを可変長復号する。ステップＳ７０５では、マージブロック候補算出部７１１は、実施の形態１もしくは３に記載した方法、または、後述する方法で、復号対象ブロックの隣接ブロックおよびｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックからマージブロック候補を生成する。
　ステップＳ７０６では、インター予測制御部３０９は、復号されたマージブロックインデックスが示すマージブロック候補の動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および、予測方向を用いてインター予測画像をインター予測部３０８に生成させる。
　ステップＳ７０２において、マージフラグが「０」ならば（ステップＳ７０２のＮｏ）、ステップＳ７０７において、インター予測部３０８は、可変長復号部７０１によって復号された動きベクトル検出モードの情報を用いて、インター予測画像を生成する。
　なお、ステップＳ７０３で算出されたマージブロック候補リストサイズが「１」の場合は、マージブロックインデックスは、復号されずに、「０」と推定されても構わない。
　図３４は、図３３のステップＳ７０３の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図３４は、マージブロック候補［Ｎ］がマージ可能候補かどうかを判定し、マージ可能候補数を算出する方法を表す。以下、図３４について説明する。
　ステップＳ７１１では、マージブロック候補算出部７１１は、マージブロック候補［Ｎ］が、（１）イントラ予測で復号されたブロック、または、（２）復号対象ブロックを含むスライスまたはピクチャ境界外に位置するブロック、または、（３）まだ復号されていないブロックであるかどうかを判定する。
　ここで、ステップＳ７１１の判定結果が真ならば（Ｓ７１１のＹｅｓ）、ステップＳ７１２において、マージブロック候補算出部７１１は、マージブロック候補［Ｎ］をマージ不可能候補に設定する。一方、ステップＳ７１１の判定結果が偽ならば（Ｓ７１１のＮｏ）、ステップＳ７１３において、マージブロック候補算出部７１１は、マージブロック候補［Ｎ］をマージ可能候補に設定する。
　ステップＳ７１４では、マージブロック候補算出部７１１は、マージブロック候補［Ｎ］がマージ可能候補、または、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロック候補であるかどうかを判定する。ここで、ステップＳ７１４の判定結果が真ならば（Ｓ７１４のＹｅｓ）、ステップＳ７１５において、マージブロック候補算出部７１１は、マージブロック候補数に１を加算してマージブロック候補数を更新する。一方、ステップＳ７１４の判定結果が偽ならば（Ｓ７１４のＮｏ）、マージブロック候補算出部７１１は、マージ可能候補数を更新しない。
　このように、マージブロック候補がｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックの場合は、マージブロック候補算出部７１１は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックがマージ可能候補かマージ不可能候補かに関らず、マージ可能候補数に１を加算する。これにより、パケットロス等でｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックの情報がロスされた場合でも、画像符号化装置と画像復号装置とでマージ可能候補数に不一致が発生しない。
　このマージ可能候補数は、図３３のステップＳ７０３において、マージブロック候補リストサイズに設定される。さらに、図３３のステップＳ７０４において、マージブロックリストサイズは、マージブロックインデックスの可変長復号に用いられる。これによって、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック等を含む参照ピクチャ情報をロスした場合でも、画像復号装置７００は、マージブロックインデックスを正常に復号することが可能になる。
　図３５は、図３３のステップＳ７０５の詳細な処理を示すフローチャートである。具体的には、図３５は、マージブロック候補を算出する方法を表す。以下、図３５について説明する。
　ステップＳ７２１では、マージブロック候補算出部７１１は、マージブロック候補［Ｎ］の動きベクトル、参照ピクチャインデックス、および予測方向を取得して、マージブロック候補リストに追加する。
　ステップＳ７２２では、マージブロック候補算出部７１１は、図２６に示すように、マージブロック候補リストからマージ不可能候補および重複候補を探索し、削除する。
　ステップＳ７２３では、マージブロック候補算出部７１１は、実施の形態１もしくは３に記載の方法、または、図２９と同様の方法で、マージブロック候補リストに新規候補を追加する。
　図３６は、マージブロックインデックスをビットストリームに付加する際のシンタックスの一例を表す。図３６において、ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘはマージブロックインデックス、ｍｅｒｇｅ＿ｆｌａｇはマージフラグを表す。ＮｕｍＭｅｒｇｅＣａｎｄはマージブロック候補リストサイズを表し、本実施の形態では図３４の処理フローで算出されたマージ可能候補数が設定される。
　このように、本実施の形態に係る画像復号装置７００によれば、マージブロックインデックスを符号化または復号する際に用いるマージブロック候補リストサイズを、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック等を含む参照ピクチャ情報に依存しない方法で算出することができる。これによって、画像復号装置７００は、エラー耐性を向上したビットストリームを適切に復号することが可能になる。
　より具体的には、本実施の形態に係る画像復号装置７００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックがマージ可能候補かどうかに関らず、マージブロック候補がｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックであれば常にマージ可能候補数に１を加算する。そして、画像復号装置７００は、このようにして算出したマージ可能候補数を用いて、マージブロックインデックスに割り当てるビット列を決定する。これにより、画像復号装置７００は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックを含む参照ピクチャ情報をロスした場合でも、マージブロックインデックスを正常に復号化することが可能になる。
　また、本実施の形態に係る画像復号装置７００は、マージブロック候補数が、マージ可能候補数に達していない場合には、新たな動きベクトル、参照ピクチャインデックスおよび予測方向を持つ新規候補をマージブロック候補として追加することによって、符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することが可能になる。
　（実施の形態８）
　上記実施の形態７では、画像復号装置は、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックがマージ可能候補かどうかに関らず、マージブロック候補がｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロックであれば常に１を加算するようにして算出したマージ可能候補数を用いて、マージブロックインデックスに割り当てるビット列を決定した。しかしながら、画像復号装置は、例えば、図３４のステップＳ７１４において、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロック以外のマージブロック候補に対しても、必ず常に１を加算するようにして算出したマージ可能候補数を用いて、マージブロックインデックスに割り当てるビット列を決定してもよい。すなわち、画像復号装置は、マージブロック候補数の最大値Ｎに固定されたマージブロック候補リストサイズを用いて、マージブロックインデックスにビット列を割り当てても構わない。つまり、画像復号装置は、全てのマージブロック候補をマージ可能候補とみなし、マージブロック候補リストサイズを、マージブロック候補数の最大値Ｎに固定して、マージブロックインデックスを復号しても構わない。
　例えば、上記実施の形態７では、マージブロック候補数の最大値Ｎは５であるため（隣接ブロックＡ、隣接ブロックＢ、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄマージブロック、隣接ブロックＣ、隣接ブロックＤ）、画像復号装置は、常にマージブロック候補リストサイズに５を設定して、マージブロックインデックスを復号しても構わない。これにより、画像復号装置の可変長復号部は、ビットストリーム中のマージブロックインデックスを、隣接ブロックあるいはｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロックの情報を参照せずに復号することが可能になる。その結果、例えば、図３４のステップＳ７１４、およびステップＳ７１５の処理などを省略することができ、可変長復号部の処理量を削減できる。
　図３７は、マージブロック候補リストサイズをマージブロック候補数の最大値に固定した場合のシンタックスの一例を示す。図３７のように、マージブロック候補リストサイズをマージブロック候補数の最大値に固定する場合は、ＮｕｍＭｅｒｇｅＣａｎｄをシンタックスから削除できる。
　以上のような、実施の形態７に係る画像復号装置の変形例を、実施の形態８に係る画像復号装置として以下に具体的に説明する。
　図３８は、実施の形態８に係る画像復号装置８００の構成を示すブロック図である。この画像復号装置８００は、ビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号する。具体的には、画像復号装置８００は、例えば、実施の形態６に係る画像符号化装置６００によって生成されたビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号する。画像復号装置８００は、マージ候補導出部８１０と、復号部８２０と、予測制御部８３０とを備える。
　マージ候補導出部８１０は、上記実施の形態７におけるマージブロック候補算出部７１１に対応する。マージ候補導出部８１０は、マージ候補を導出する。そして、マージ候補導出部８１０は、例えば、導出された各マージ候補に、当該マージ候補を特定するためのインデックス（マージインデックス）を対応付けたマージ候補リストを生成する。
　図３８に示すように、マージ候補導出部８１０は、決定部８１１と、第１導出部８１２と、特定部８１３と、判定部８１４と、第２導出部８１５とを備える。
　決定部８１１は、マージ候補の最大数を決定する。つまり、決定部８１１は、マージブロック候補数の最大値Ｎを決定する。
　例えば、決定部８１１は、実施の形態６の決定部６１１と同様の方法で、マージ候補の最大数を決定してもよい。また例えば、決定部８１１は、ビットストリームに付加された最大数を示す情報に基づいて最大数を決定してもよい。これにより、画像復号装置８００は、適切な単位で最大数を切り替えて符号化された画像を復号することが可能となる。
　なお、ここでは、決定部８１１は、マージ候補導出部８１０に備えられているが、復号部８２０に備えられてもよい。
　第１導出部８１２は、実施の形態６の第１導出部６１２と同様に、第１マージ候補を導出する。具体的には、第１導出部８１２は、復号対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの復号に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて第１マージ候補を導出する。そして、第１導出部８１２は、例えば、このように導出された第１マージ候補をマージインデックスに対応付けてマージ候補リストに登録する。
　なお、第１導出部８１２は、例えば、復号対象ブロックに空間的に隣接するブロックのうちマージ不可能ブロックを除くブロックの復号に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスを、第１マージ候補として導出してもよい。これにより、第１導出部８１２は、マージ候補を得るために適切なブロックから第１マージ候補を導出することができる。
　特定部８１３は、複数の第１マージ候補が導出された場合に、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスが他の第１マージ候補と重複する第１マージ候補（重複候補）を特定する。そして、特定部８１３は、特定された重複候補をマージ候補リストから削除する。
　判定部８１４は、第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいか否かを判定する。ここでは、判定部８１４は、特定された重複する第１マージ候補を除く第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいか否かを判定する。
　第２導出部８１５は、第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいと判定された場合に、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する。具体的には、第２導出部８１５は、第１マージ候補の数と第２マージ候補の数との和が最大数を超えないように第２マージ候補を導出する。ここでは、第２導出部８１５は、重複候補を除く第１マージ候補の数と第２マージ候補の数との和が最大数を超えないように第２マージ候補を導出する。
　予め定められたベクトルは、例えば、上記実施の形態７と同様に、零ベクトルであってもよい。これにより、第２導出部８１５は、静止領域用の動きベクトルを持つマージ候補を導出することが可能となる。したがって、画像復号装置８００は、符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。なお、予め定められたベクトルは、必ずしも零ベクトルである必要はない。
　そして、第２導出部８１５は、例えば、このように導出された第２マージ候補をマージインデックスに対応付けてマージ候補リストに登録する。このとき、第２導出部８１５は、第１マージ候補に第２マージ候補よりも小さい値のマージインデックスが割り当たるように、第２マージ候補をマージ候補リストに登録してもよい。これにより、画像復号装置８００は、符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することができる。
　なお、第２導出部８１５は、必ずしも、第１マージ候補の数と第２マージ候補の数との和が決定された最大数と一致するように、第２マージ候補を導出する必要はない。第１マージ候補の数と第２マージ候補の数との和が決定された最大数より小さい場合には、例えば、マージ候補が対応付けられていないマージインデックスの値が存在してもよい。
　復号部８２０は、ビットストリームに付加された符号化されたインデックスであってマージ候補を特定するためのインデックスを、決定された最大数を用いて復号する。
　予測制御部８３０は、復号されたインデックスに基づいて、第１マージ候補および第２マージ候補の中から、復号対象ブロックの復号に用いられるマージ候補を選択する。つまり、予測制御部８３０は、マージ候補リストから、復号対象ブロックの復号に用いられるマージ候補を選択する。
　次に、以上のように構成された画像復号装置８００の各種動作について説明する。
　図３９は、実施の形態８に係る画像復号装置８００の処理動作を示すフローチャートである。
　まず、決定部８１１は、マージ候補の最大数を決定する（Ｓ８０１）。第１導出部８１２は、第１マージ候補を導出する（Ｓ８０２）。特定部８１３は、複数の第１マージ候補が導出された場合に、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスが他の第１マージ候補と重複する第１マージ候補（重複候補）を特定する（Ｓ８０３）。
　判定部８１４は、重複候補を除く第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいか否かを判定する（Ｓ８０４）。ここで、重複候補を除く第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいと判定された場合（Ｓ８０４のＹｅｓ）、第２導出部８１５は、第２マージ候補を導出する（Ｓ８０５）。一方、重複候補を除く第１マージ候補の数が、決定された最大数より小さいと判定されなかった場合（Ｓ８０４のＮｏ）、第２導出部８１５は、第２マージ候補を導出しない。
　復号部８２０は、ビットストリームに付加された符号化されたインデックスであってマージ候補を特定するためのインデックスを、決定された最大数を用いて復号する（Ｓ８０６）。
　予測制御部８３０は、復号されたインデックスに基づいて、第１マージ候補および第２マージ候補の中から、復号対象ブロックの復号に用いられるマージ候補を選択する（Ｓ８０７）。例えば、予測制御部８３０は、実施の形態１と同様に、マージ候補リストから、式１に示すコストが最小となるマージ候補を選択する。
　なお、ここでは、インデックスの復号処理（Ｓ８０６）は、マージ候補が導出された後に行われていたが、必ずしもこのような順番で行われる必要はない。例えば、インデックスの復号処理（Ｓ８０６）の後に、マージ候補の導出処理（Ｓ８０２～Ｓ８０５）が行われてもよい。また、インデックスの復号処理（Ｓ８０６）と、マージ候補の導出処理（Ｓ８０２～Ｓ８０５）とは、並列に行われてもよい。これにより、復号の処理速度を向上させることができる。
　以上のように、本実施の形態に係る画像復号装置８００によれば、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。したがって、画像復号装置８００は、例えば静止領域用の動きベクトルなどを持つマージ候補を第２マージ候補として導出することができる。つまり、画像復号装置８００は、予め定められた動きを有するブロックが効率的に符号化されたビットストリームを適切に復号することができ、符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　さらに、本実施の形態に係る画像復号装置８００によれば、マージ候補を特定するためのインデックスを、決定された最大数を用いて復号することができる。つまり、実際に導出されるマージ候補の数に依存せずに、インデックスを復号することができる。したがって、マージ候補の導出に必要な情報（例えば、ｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄブロック等の情報）がロスされた場合でも、画像復号装置８００は、インデックスを復号することができ、エラー耐性を向上させることが可能となる。さらに、画像復号装置８００は、マージ候補の導出処理を待たずにインデックスの復号処理を行うことができ、マージ候補の導出処理とインデックスの復号処理とを並列に行うことも可能となる。
　さらに、本実施の形態に係る画像復号装置８００によれば、第１マージ候補の数が最大数より小さいと判定された場合に、第２マージ候補を導出することができる。したがって、画像復号装置８００は、最大数を超えない範囲でマージ候補の数を増加させることができ、符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　また、本実施の形態に係る画像復号装置８００によれば、重複する第１マージ候補を除く第１マージ候補の数に応じて第２マージ候補を導出することができる。その結果、画像復号装置８００は、第２マージ候補の数を増加させることができ、マージ候補として選択可能な、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せの種類を増やすことができる。したがって、画像復号装置８００は、さらに符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　なお、本実施の形態では、画像復号装置８００は、特定部８１３を備えていたが、実施の形態６と同様に、必ずしも特定部８１３を備える必要はない。つまり、図３９に示すフローチャートに、必ずしもステップＳ８０３が含まれる必要はない。このような場合であっても、画像復号装置８００は、マージ候補を特定するためのインデックスを、決定された最大数を用いて復号することができるので、エラー耐性を向上させることが可能となる。
　また、本実施の形態では、図３９に示すように、第１導出部８１２が第１マージ候補を導出した後に、特定部８１３が重複候補を特定していたが、必ずしもこのように順に処理される必要はない。例えば、第１導出部８１２は、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが既に導出された第１マージ候補と重複しないマージ候補を第１マージ候補として導出してもよい。これにより、第１導出部８１２は、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが、既に導出された第１マージ候補と重複するマージ候補を、第１マージ候補から排除することができる。その結果、画像復号装置８００は、第２マージ候補の数を増加させることができ、マージ候補として選択可能な、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せの種類を増やすことができる。したがって、画像復号装置８００は、さらに符号化効率が向上されたビットストリームを適切に復号することが可能となる。
　また、本実施の形態では、第１マージ候補が導出された後に、第１マージ候補が最大数より小さいか否かが判定され、第２マージ候補が導出されていたが、必ずしもこの順に処理が行われる必要はない。例えば、画像復号装置８００は、まず、第２マージ候補を導出し、導出された第２マージ候補をマージ候補リストに登録してもよい。その後に、画像復号装置８００は、第１マージ候補を導出し、マージ候補リストに登録されている第２マージ候補を、導出された第１マージ候補で上書きしてもよい。
　以上、本発明の１つまたは複数の態様に係る画像符号化装置および画像復号装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明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に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本発明の１つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
　なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなど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によって実現されてもよい。ここで、上記各実施の形態の画像符号化装置または画像復号装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
　すなわち、このプログラムは、コンピュータに、画像をブロック毎に符号化することでビットストリームを生成する画像符号化方法であって、符号化対象ブロックの符号化に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補であるマージ候補を、第１マージ候補として導出する第１導出ステップと、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する第２導出ステップと、導出された前記第１マージ候補および前記第２マージ候補の中から、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する選択ステップと、選択された前記マージ候補を特定するためのインデックスを前記ビットストリームに付加する符号化ステップとを含む画像符号化方法を実行させる。
　あるいは、このプログラムは、コンピュータに、ビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号する画像復号方法であって、復号対象ブロックの復号に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補であるマージ候補を、第１マージ候補として導出する第１導出ステップと、予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する第２導出ステップと、前記ビットストリームから、マージ候補を特定するためのインデックスを取得する取得ステップと、取得された前記インデックスに基づいて、前記第１マージ候補および前記第２マージ候補の中から、前記復号対象ブロックの復号に用いられるマージ候補を選択する選択ステップとを含む画像復号方法を実行させる。
　（実施の形態９）
　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）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
　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）や動画像復号化方法（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、及び画像復号方法を用いた画像復号装置からな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。
　図４０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。
　このコンテンツ供給システムex１００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および電話網ex１０４、および基地局ex１０６からex１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５などの各機器が接続される。
　しかし、コンテンツ供給システムex１００は図４０のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
　カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex１１４は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ－ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、ＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。
　コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４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、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、ストリーミングサーバex１０３に送信する。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。クライアントとしては、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、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
　なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex１１３に限らず、カメラex１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex１１６、コンピュータex１１１、ストリーミングサーバex１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
　また、これら符号化・復号化処理は、一般的にコンピュータex１１１や各機器が有するＬＳＩex５００において処理する。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・復号化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、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・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４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携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。
　また、ストリーミングサーバex１０３は複数のサーバや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。
　以上のようにして、コンテンツ供給システムex１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号化し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
　なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図４１に示すように、デジタル放送用システムex２００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）また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。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
　また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアex２１５に記録した多重化データを読み取り復号化する、または記録メディアex２１５に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ／レコーダex２１８にも上記各実施の形態で示した動画像復号化装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex２１９に表示され、多重化データが記録された記録メディアex２１５により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex２０３または衛星／地上波放送のアンテナex２０４に接続されたセットトップボックスex２１７内に動画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号化装置を組み込んでもよい。
　図４２は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。
　また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５（本発明の一態様に係る画像符号化装置または画像復号装置として機能する）を有する信号処理部ex３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
　まず、テレビex３００がアンテナex２０４等により外部から取得した多重化データを復号化し、再生する構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ex３１０の制御に基づいて、変調／復調部ex３０２で復調した多重化データを多重／分離部ex３０３で分離する。さらにテレビex３００は、分離した音声データを音声信号処理部ex３０４で復号化し、分離した映像データを映像信号処理部ex３０５で上記各実施の形態で説明した復号化方法を用いて復号化する。復号化した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex３１８、ex３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアex２１５、ex２１６から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex３００が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ex３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ex３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex３０５で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ex３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex３２０、ex３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex３１８、ex３１９、ex３２０、ex３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、１つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ex３０２や多重／分離部ex３０３の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
　また、テレビex３００は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex３００は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。
　また、リーダ／レコーダex２１８で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号化処理または符号化処理はテレビex３００、リーダ／レコーダex２１８のいずれで行ってもよいし、テレビex３００とリーダ／レコーダex２１８が互いに分担して行ってもよい。
　一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図４３に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
　以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
　図４４に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
　以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
　また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図４２に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。
　図４５Ａは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。
　さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図４５Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
　電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話及び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携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
　携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５７から出力する。
　さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
　データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給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（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声入力部ex３５６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ex３５３に送出する。
　多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調部（変調／復調回路部）ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１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ex３５０を介して送信する。
　データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより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ex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５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ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５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復号化することにより映像信号を復号し（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）、ＬＣＤ制御部ex３５９を介して表示部ex３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ex３５７から音声が出力される。
　また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という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ex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、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たデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
　このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
　また、本発明はかかる上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
　（実施の形態１０）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
　ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
　この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ－２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
　図４６は、多重化データの構成を示す図である。図４６に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ－３、Ｄｏｌｂｙ　Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ－ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
　多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。
　図４７は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。
　図４８は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図４８における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図４８の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ　Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ　Ｔｉｍｅ－Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ　Ｔｉｍｅ－Ｓｔａｍｐ）が格納される。
　図４９は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ－ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図４９下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。
　また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ　Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｍａｐ　Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ　Ｃｌｏｃｋ　Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）などがある。ＰＡＴは多重化データ中に利用されるＰＭＴのＰＩＤが何であるかを示し、ＰＡＴ自身のＰＩＤは０で登録される。ＰＭＴは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのＰＩＤと各ＰＩＤに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ　Ｔｉｍｅ　Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ　Ｔｉｍｅ　Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。
　図５０はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
　記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。
　多重化データ情報ファイルは、図５１に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
　多重化データ情報は図５１に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
　ストリーム属性情報は図５２に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
　本実施の形態においては、上記多重化データのうち、ＰＭＴに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、ＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。
　また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図５３に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
　このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
　（実施の形態１１）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図５４に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
　例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ　Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。
　なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
　また、上記では、制御部ex５０１が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５０１の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。
　なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
　また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
　さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
　（実施の形態１２）
　上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
　この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図５５は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。
　より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図５４のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図５４の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態１０で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態１０で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図５７のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
　図５６は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
　さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
　また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
　さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
　このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
　（実施の形態１３）
　テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
　この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ、ＶＣ－１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図５８Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明の一態様は、動き補償に特徴を有していることから、例えば、動き補償については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー復号、デブロッキング・フィルタ、逆量子化のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４－ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
　また、処理を一部共有化する他の例を図５８Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の一態様に係る動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明の一態様、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
　このように、本発明の一態様に係る動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
　本発明の一態様に係る画像符号化方法及び画像復号方法は、動画像の符号化方法及び復号方法に有利に利用される。
　１００、２００、５００、６００　画像符号化装置
　１０１　減算部
　１０２　直交変換部
　１０３　量子化部
　１０４、３０２　逆量子化部
　１０５、３０３　逆直交変換部
　１０６、３０４　加算部
　１０７、３０５　ブロックメモリ
　１０８、３０６　フレームメモリ
　１０９、３０７　イントラ予測部
　１１０、３０８　インター予測部
　１１１、３０９　インター予測制御部
　１１２　ピクチャタイプ決定部
　１１３、３１０　スイッチ
　１１４、３１１、５１４、７１１　マージブロック候補算出部
　１１５、３１２　ｃｏｌＰｉｃメモリ
　１１６、５１６　可変長符号化部
　２１０、４１０、６１０、８１０　マージ候補導出部
　２１１、４１１、６１２、８１２　第１導出部
　２１２、４１２、６１５、８１５　第２導出部
　２２０、４３０、６２０、８３０　予測制御部
　２３０、６３０　符号化部
　３００、４００、７００、８００　画像復号装置
　３０１、７０１　可変長復号部
　４２０、８２０　復号部
　６１１、８１１　決定部
　６１３、８１３　特定部
　６１４、８１４　判定部

Claims (19)

  1. 　画像をブロック毎に符号化することでビットストリームを生成する画像符号化方法であって、
    　符号化対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの符号化に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補であるマージ候補を第１マージ候補として導出する第１導出ステップと、
    　予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する第２導出ステップと、
    　導出された前記第１マージ候補および前記第２マージ候補の中から、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する選択ステップと、
    　選択された前記マージ候補を特定するためのインデックスを前記ビットストリームに付加する符号化ステップとを含む
    　画像符号化方法。
  2. 　前記第２導出ステップでは、参照可能な参照ピクチャ毎に前記第２マージ候補を導出する
    　請求項１に記載の画像符号化方法。
  3. 　前記予め定められたベクトルは、零ベクトルである
    　請求項１または２に記載の画像符号化方法。
  4. 　前記画像符号化方法は、さらに、
    　マージ候補の最大数を決定する決定ステップと、
    　導出された前記第１マージ候補の数が前記最大数より小さいか否かを判定する判定ステップとを含み、
    　前記第２導出ステップでは、前記第１マージ候補の数が前記最大数より小さいと判定された場合に、前記第２マージ候補を導出する
    　請求項１～３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
  5. 　前記符号化ステップでは、決定された前記最大数を用いて前記インデックスを符号化し、符号化された前記インデックスを前記ビットストリームに付加する
    　請求項４に記載の画像符号化方法。
  6. 　前記符号化ステップでは、さらに、決定された前記最大数を示す情報を前記ビットストリームに付加する
    　請求項４または５に記載の画像符号化方法。
  7. 　前記第１導出ステップでは、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが既に導出された第１マージ候補と重複しないマージ候補を前記第１マージ候補として導出する
    　請求項１～６のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
  8. 　前記画像符号化方法は、さらに、
    　第１規格に準拠する第１符号化処理、または第２規格に準拠する第２符号化処理に、符号化処理を切り替える切り替えステップと、
    　切り替えられた前記符号化処理が準拠する前記第１規格または前記第２規格を示す識別情報を前記ビットストリームに付加する付加ステップとを含み、
    　前記符号化処理が前記第１符号化処理に切り替えられた場合に、前記第１符号化処理として、前記第１導出ステップと、前記第２導出ステップと、前記選択ステップと、前記符号化ステップとが行われる
    　請求項１に記載の画像符号化方法。
  9. 　画像をブロック毎に符号化することでビットストリームを生成する画像符号化装置であって、
    　符号化対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの符号化に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補であるマージ候補を第１マージ候補として導出する第１導出部と、
    　予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する第２導出部と、
    　導出された前記第１マージ候補および前記第２マージ候補の中から、前記符号化対象ブロックの符号化に用いられるマージ候補を選択する予測制御部と、
    　選択された前記マージ候補を特定するためのインデックスを前記ビットストリームに付加する符号化部とを備える
    　画像符号化装置。
  10. 　ビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号する画像復号方法であって、
    　復号対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの復号に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて、前記復号対象ブロックの復号に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補であるマージ候補を第１マージ候補として導出する第１導出ステップと、
    　予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する第２導出ステップと、
    　前記ビットストリームから、マージ候補を特定するためのインデックスを取得する取得ステップと、
    　取得された前記インデックスに基づいて、前記第１マージ候補および前記第２マージ候補の中から、前記復号対象ブロックの復号に用いられるマージ候補を選択する選択ステップとを含む
    　画像復号方法。
  11. 　前記第２導出ステップでは、参照可能な参照ピクチャ毎に前記第２マージ候補を導出する
    　請求項１０に記載の画像復号方法。
  12. 　前記予め定められたベクトルは、零ベクトルである
    　請求項１０または１１に記載の画像復号方法。
  13. 　前記画像復号方法は、さらに、
    　マージ候補の最大数を決定する決定ステップと、
    　導出された前記第１マージ候補の数が前記最大数より小さいか否かを判定する判定ステップとを含み、
    　前記第２導出ステップでは、導出された前記第１マージ候補の数が前記最大数より小さいと判定された場合に、前記第２マージ候補を導出する
    　請求項１０～１２のいずれか１項に記載の画像復号方法。
  14. 　前記取得ステップでは、前記ビットストリームに付加された符号化された前記インデックスを、決定された前記最大数を用いて復号することにより、前記インデックスを取得する
    　請求項１３に記載の画像復号方法。
  15. 　前記決定ステップでは、前記ビットストリームに付加された最大数を示す情報に基づいて、前記最大数を決定する
    　請求項１３または１４に記載の画像復号方法。
  16. 　前記第１導出ステップでは、予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの組合せが既に導出された第１マージ候補と重複しないマージ候補を前記第１マージ候補として導出する
    　請求項１０～１５のいずれか１項に記載の画像復号方法。
  17. 　前記画像復号方法は、さらに、
    　前記ビットストリームに付加された第１規格または第２規格を示す識別情報に応じて、前記第１規格に準拠する第１復号処理、または前記第２規格に準拠する第２復号処理に、復号処理を切り替える切り替えステップを含み、
    　前記復号処理が第１復号処理に切り替えられた場合に、前記第１復号処理として、前記第１導出ステップと、前記第２導出ステップと、前記取得ステップと、前記選択ステップとが行われる
    　請求項１０に記載の画像復号方法。
  18. 　ビットストリームに含まれる符号化画像をブロック毎に復号する画像復号装置であって、
    　復号対象ブロックに空間的または時間的に隣接するブロックの復号に用いられた予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスに基づいて、前記復号対象ブロックの復号に用いられる予測方向、動きベクトルおよび参照ピクチャインデックスの候補であるマージ候補を第１マージ候補として導出する第１導出部と、
    　予め定められたベクトルを動きベクトルとして持つマージ候補を第２マージ候補として導出する第２導出部と、
    　前記ビットストリームから、マージ候補を特定するためのインデックスを取得する復号部と、
    　取得された前記インデックスに基づいて、前記第１マージ候補および前記第２マージ候補の中から、前記復号対象ブロックの復号に用いられるマージ候補を選択する予測制御部とを備える
    　画像復号装置。
  19. 　請求項９に記載の画像符号化装置と、
    　請求項１８に記載の画像復号装置とを備える
    　画像符号化復号装置。
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