WO2019009314A1

WO2019009314A1 - 符号化装置、復号装置、符号化方法および復号方法

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Publication number: WO2019009314A1
Application number: PCT/JP2018/025289
Authority: WO
Inventors: 遠間　正真; 西　孝啓; 安倍　清史; 龍一加納
Original assignee: パナソニックインテレクチュアルプロパティコーポレーションオブアメリカ
Priority date: 2017-07-06
Filing date: 2018-07-04
Publication date: 2019-01-10
Also published as: TW201907719A

Abstract

さらなる改善を実現する符号化装置を提供する。この符号化装置は、複数の分割モードから、符号化対象ブロックの分割モードを選択し、符号化対象ブロックに対して選択された分割モードを示す分割情報を、その複数の分割モードを複数のノードとして含むツリー構造に基づくシンタックスにしたがって生成する。そのツリー構造では、各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、（ｉ）第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または（ｉｉ）第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである。

Description

符号化装置、復号装置、符号化方法および復号方法

　本開示は、符号化装置、復号装置、符号化方法および復号方法に関する。

　ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ）と称される映像符号化標準規格が、ＪＣＴ－ＶＣ（Ｊｏｉｎｔ　Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ　Ｔｅａｍ　ｏｎ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ）により標準化されている。

Ｈ．２６５（ＩＳＯ／ＩＥＣ　２３００８－２　ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ））

　このような符号化及び復号技術では、さらなる改善が求められている。

　そこで、本開示は、さらなる改善を実現できる符号化装置、復号装置、符号化方法または復号方法を提供することを目的とする。

　本開示の一態様に係る符号化装置は、回路と、メモリと、を備え、前記回路は、前記メモリを用いて、複数の分割モードから、符号化対象ブロックの分割モードを選択し、前記符号化対象ブロックに対して選択された前記分割モードを示す分割情報を、前記複数の分割モードを複数のノードとして含むツリー構造に基づくシンタックスにしたがって生成し、前記ツリー構造では、各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、前記第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、（ｉ）前記第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または（ｉｉ）前記第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである。

　本開示の一態様に係る復号装置は、回路と、メモリと、を備え、前記回路は、前記メモリを用いて、複数の分割モードを複数のノードとして含み、復号対象ブロックにおいて有効となるツリー構造の属性を特定し、特定された前記属性のツリー構造に基づくシンタックスにしたがって、前記復号対象ブロックに対して生成された分割情報が示す分割モードを特定し、前記ツリー構造では、各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、前記第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、（ｉ）前記第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または（ｉｉ）前記第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである。

　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及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

　本開示は、さらなる改善を実現できる符号化装置、復号装置、符号化方法または復号方法を提供できる。

図１は、実施の形態１に係る符号化装置の機能構成を示すブロック図である。図２は、実施の形態１におけるブロック分割の一例を示す図である。図３は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。図４Ａは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の一例を示す図である。図４Ｂは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の他の一例を示す図である。図４Ｃは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の他の一例を示す図である。図５Ａは、イントラ予測における６７個のイントラ予測モードを示す図である。図５Ｂは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理の概要を説明するためのフローチャートである。図５Ｃは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理の概要を説明するための概念図である。図５Ｄは、ＦＲＵＣの一例を示す図である。図６は、動き軌道に沿う２つのブロック間でのパターンマッチング（バイラテラルマッチング）を説明するための図である。図７は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング（テンプレートマッチング）を説明するための図である。図８は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。図９Ａは、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づくサブブロック単位の動きベクトルの導出を説明するための図である。図９Ｂは、マージモードによる動きベクトル導出処理の概要を説明するための図である。図９Ｃは、ＤＭＶＲ処理の概要を説明するための概念図である。図９Ｄは、ＬＩＣ処理による輝度補正処理を用いた予測画像生成方法の概要を説明するための図である。図１０は、実施の形態１に係る復号装置の機能構成を示すブロック図である。図１１は、実施の形態２における分割モードの一例を示す図である。図１２は、実施の形態２における符号化装置の分割部によるブロック分割情報のシンタックス決定処理の一例を示すフローチャートである。図１３は、実施の形態２における分割情報のツリー構造の一例を示す図である。図１４は、実施の形態２における分割情報のツリー構造の一例を示す図である。図１５は、実施の形態２における分割情報のツリー構造の別の例を示す図である。図１６は、実施の形態２における分割情報のツリー構造の別の例を示す図である。図１７は、実施の形態２における、分割モードの出現順序が制約されているツリー構造の一例を示す図である。図１８は、実施の形態３における符号化装置の分割部によるブロック分割情報のシンタックス決定処理の一例を示すフローチャートである。図１９は、実施の形態３における分割情報のツリー構造の一例を示す図である。図２０は、実施の形態３における分割情報のツリー構造の一例を示す図である。図２１は、実施の形態４における符号化装置の分割部によるブロック分割情報のシンタックス決定処理の一例を示すフローチャートである。図２２は、実施の形態５における符号化装置の分割部によるブロック分割情報のシンタックス決定処理の一例を示すフローチャートである。図２３は、実施の形態６における復号装置のエントロピー復号部によるブロック分割情報のシンタックス復号処理の一例を示すフローチャートである。図２４Ａは、各実施の形態における符号化装置の実装例を示すブロック図である。図２４Ｂは、各実施の形態における、回路およびメモリを備えた符号化装置の処理動作を示すフローチャートである。図２４Ｃは、各実施の形態における復号装置の実装例を示すブロック図である。図２４Ｄは、各実施の形態における、回路およびメモリを備えた復号装置の処理動作を示すフローチャートである。図２５は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。図２６は、スケーラブル符号化時の符号化構造の一例を示す図である。図２７は、スケーラブル符号化時の符号化構造の一例を示す図である。図２８は、ｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図２９は、ｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図３０は、スマートフォンの一例を示す図である。図３１は、スマートフォンの構成例を示すブロック図である。

　本開示の一態様に係る符号化装置は、回路と、メモリと、を備え、前記回路は、前記メモリを用いて、複数の分割モードから、符号化対象ブロックの分割モードを選択し、前記符号化対象ブロックに対して選択された前記分割モードを示す分割情報を、前記複数の分割モードを複数のノードとして含むツリー構造に基づくシンタックスにしたがって生成し、前記ツリー構造では、各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、前記第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、（ｉ）前記第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または（ｉｉ）前記第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである。例えば、前記回路は、ツリー構造の各ノードに対して分割モードを選択することによって、前記符号化対象ブロックの分割情報の生成に用いられる前記ツリー構造を生成し、前記ツリー構造の生成では、選択対象のノードをルートノードとして含む前記第１の部分木内の任意のノードの分割粒度が、前記第２の部分木内の任意のノードの分割粒度よりも大きくなるように、前記選択対象のノードに対して分割モードを選択してもよい。また、前記複数の分割モードは、ブロックを３分割する分割モードを含んでもよい。

　これにより、ツリー構造の各親ノードは、分割粒度の大きい部分木と、分割粒度の小さい部分木とに分岐されて、大きい分割粒度と小さい分割粒度とが部分木内において混在することが抑えられている。したがって、そのツリー構造によって表現される、各ブロックの分割情報の発生確率に偏りを持たせることができる。その結果、分割情報の可変長符号化による符号量を低減することができる可能性がある。

　また、前記回路は、前記ツリー構造の生成では、前記ツリー構造の階層が増加するごとに、分割粒度が単調に増加、あるいは、単調に減少するように、各ノードに対して分割モードを選択してもよい。

　これにより、ツリー構造の深度方向において分割粒度が連続的に変化する。したがって、親ノードと子ノードとにおける分割情報の発生確率の相関が高まり、分割情報の可変長符号化の効率が向上する可能性がある。

　また、前記回路は、さらに、複数のツリー構造から何れか１つのツリー構造を、所定の符号化パラメータに基づいて選択することによって、前記符号化対象ブロックの分割情報の生成に用いられる前記ツリー構造を切り替えてもよい。

　これにより、分割情報の発生確率に適したツリー構造を用いることができ、その結果、分割情報の可変長符号化の効率が向上する可能性がある。

　また、前記回路は、さらに、前記複数のツリー構造に含まれる全ての分割モードのそれぞれに対して、当該分割モードの発生確率の初期値を設定してもよい。

　これにより、分割情報の可変長符号化（具体的には算術符号化）において、初期値が不定となり誤動作してしまうことを抑えることができる。

　本開示の一態様に係る復号装置は、回路と、メモリと、を備え、前記回路は、前記メモリを用いて、複数の分割モードを複数のノードとして含み、復号対象ブロックにおいて有効となるツリー構造の属性を特定し、特定された前記属性のツリー構造に基づくシンタックスにしたがって、前記復号対象ブロックに対して生成された分割情報が示す分割モードを特定し、前記ツリー構造では、各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、前記第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、（ｉ）前記第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または（ｉｉ）前記第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである。例えば、前記ツリー構造は、ツリー構造の各ノードに対して分割モードを選択することによって生成され、前記ツリー構造では、選択対象のノードをルートノードとして含む前記第１の部分木内の任意のノードの分割粒度が、前記第２の部分木内の任意のノードの分割粒度よりも大きくなるように、前記選択対象のノードに対して分割モードが選択されていてもよい。また、前記複数の分割モードは、ブロックを３分割する分割モードを含んでもよい。

　これにより、特定される属性のツリー構造の各親ノードは、分割粒度の大きい部分木と、分割粒度の小さい部分木とに分岐されて、大きい分割粒度と小さい分割粒度とが部分木内において混在することが抑えられている。したがって、そのツリー構造によって示される、各ブロックの分割情報の発生確率に偏りを持たせることができる。その結果、そのツリー構造に基づくシンタックスにしたがって生成されて可変長符号化された、符号量が低減された分割情報を、適切に復号することができる。

　また、前記ツリー構造では、前記ツリー構造の階層が増加するごとに、分割粒度が単調に増加、あるいは、単調に減少するように、各ノードに対して分割モードが選択されていてもよい。

　これにより、ツリー構造の深度方向において分割粒度が連続的に変化する。したがって、親ノードと子ノードとにおける分割情報の発生確率の相関が高まる。その結果、そのツリー構造に基づくシンタックスにしたがって生成されて可変長符号化された、高い符号化効率の分割情報を、適切に復号することができる。

　また、前記回路は、さらに、複数のツリー構造から何れか１つのツリー構造を、所定の符号化パラメータに基づいて選択することによって、前記復号対象ブロックの分割モードの特定に用いられる前記ツリー構造を切り替えてもよい。

　これにより、分割情報の発生確率に適したツリー構造を用いることができ、その結果、高い符号化効率の分割情報を、適切に復号することができる。

　これにより、分割情報の可変長復号（具体的には、算術復号）において、初期値が不定となり誤動作してしまうことを抑えることができる。

　以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。

　なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

　（実施の形態１）
　まず、後述する本開示の各態様で説明する処理および／または構成を適用可能な符号化装置および復号化装置の一例として、実施の形態１の概要を説明する。ただし、実施の形態１は、本開示の各態様で説明する処理および／または構成を適用可能な符号化装置および復号化装置の一例にすぎず、本開示の各態様で説明する処理および／または構成は、実施の形態１とは異なる符号化装置および復号化装置においても実施可能である。

　実施の形態１に対して本開示の各態様で説明する処理および／または構成を適用する場合、例えば以下のいずれかを行ってもよい。

　（１）実施の形態１の符号化装置または復号化装置に対して、当該符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうち、本開示の各態様で説明する構成要素に対応する構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素に置き換えること
　（２）実施の形態１の符号化装置または復号化装置に対して、当該符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうち一部の構成要素について機能または実施する処理の追加、置き換え、削除などの任意の変更を施した上で、本開示の各態様で説明する構成要素に対応する構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素に置き換えること
　（３）実施の形態１の符号化装置または復号化装置が実施する方法に対して、処理の追加、および／または当該方法に含まれる複数の処理のうちの一部の処理について置き換え、削除などの任意の変更を施した上で、本開示の各態様で説明する処理に対応する処理を、本開示の各態様で説明する処理に置き換えること
　（４）実施の形態１の符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素、本開示の各態様で説明する構成要素が備える機能の一部を備える構成要素、または本開示の各態様で説明する構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素と組み合わせて実施すること
　（５）実施の形態１の符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素が備える機能の一部を備える構成要素、または実施の形態１の符号化装置または復号化装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素を、本開示の各態様で説明する構成要素、本開示の各態様で説明する構成要素が備える機能の一部を備える構成要素、または本開示の各態様で説明する構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素と組み合わせて実施すること
　（６）実施の形態１の符号化装置または復号化装置が実施する方法に対して、当該方法に含まれる複数の処理のうち、本開示の各態様で説明する処理に対応する処理を、本開示の各態様で説明する処理に置き換えること
　（７）実施の形態１の符号化装置または復号化装置が実施する方法に含まれる複数の処理のうちの一部の処理を、本開示の各態様で説明する処理と組み合わせて実施すること

　なお、本開示の各態様で説明する処理および／または構成の実施の仕方は、上記の例に限定されるものではない。例えば、実施の形態１において開示する動画像／画像符号化装置または動画像／画像復号化装置とは異なる目的で利用される装置において実施されてもよいし、各態様において説明した処理および／または構成を単独で実施してもよい。また、異なる態様において説明した処理および／または構成を組み合わせて実施してもよい。

　［符号化装置の概要］
　まず、実施の形態１に係る符号化装置の概要を説明する。図１は、実施の形態１に係る符号化装置１００の機能構成を示すブロック図である。符号化装置１００は、動画像／画像をブロック単位で符号化する動画像／画像符号化装置である。

　図１に示すように、符号化装置１００は、画像をブロック単位で符号化する装置であって、分割部１０２と、減算部１０４と、変換部１０６と、量子化部１０８と、エントロピー符号化部１１０と、逆量子化部１１２と、逆変換部１１４と、加算部１１６と、ブロックメモリ１１８と、ループフィルタ部１２０と、フレームメモリ１２２と、イントラ予測部１２４と、インター予測部１２６と、予測制御部１２８と、を備える。

　符号化装置１００は、例えば、汎用プロセッサ及びメモリにより実現される。この場合、メモリに格納されたソフトウェアプログラムがプロセッサにより実行されたときに、プロセッサは、分割部１０２、減算部１０４、変換部１０６、量子化部１０８、エントロピー符号化部１１０、逆量子化部１１２、逆変換部１１４、加算部１１６、ループフィルタ部１２０、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６及び予測制御部１２８として機能する。また、符号化装置１００は、分割部１０２、減算部１０４、変換部１０６、量子化部１０８、エントロピー符号化部１１０、逆量子化部１１２、逆変換部１１４、加算部１１６、ループフィルタ部１２０、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６及び予測制御部１２８に対応する専用の１以上の電子回路として実現されてもよい。

　以下に、符号化装置１００に含まれる各構成要素について説明する。

　［分割部］
　分割部１０２は、入力動画像に含まれる各ピクチャを複数のブロックに分割し、各ブロックを減算部１０４に出力する。例えば、分割部１０２は、まず、ピクチャを固定サイズ（例えば１２８ｘ１２８）のブロックに分割する。この固定サイズのブロックは、符号化ツリーユニット（ＣＴＵ）と呼ばれることがある。そして、分割部１０２は、再帰的な四分木（ｑｕａｄｔｒｅｅ）及び／又は二分木（ｂｉｎａｒｙ　ｔｒｅｅ）ブロック分割に基づいて、固定サイズのブロックの各々を可変サイズ（例えば６４ｘ６４以下）のブロックに分割する。この可変サイズのブロックは、符号化ユニット（ＣＵ）、予測ユニット（ＰＵ）あるいは変換ユニット（ＴＵ）と呼ばれることがある。なお、本実施の形態では、ＣＵ、ＰＵ及びＴＵは区別される必要はなく、ピクチャ内の一部又はすべてのブロックがＣＵ、ＰＵ、ＴＵの処理単位となってもよい。

　図２は、実施の形態１におけるブロック分割の一例を示す図である。図２において、実線は四分木ブロック分割によるブロック境界を表し、破線は二分木ブロック分割によるブロック境界を表す。

　ここでは、ブロック１０は、１２８ｘ１２８画素の正方形ブロック（１２８ｘ１２８ブロック）である。この１２８ｘ１２８ブロック１０は、まず、４つの正方形の６４ｘ６４ブロックに分割される（四分木ブロック分割）。

　左上の６４ｘ６４ブロックは、さらに２つの矩形の３２ｘ６４ブロックに垂直に分割され、左の３２ｘ６４ブロックはさらに２つの矩形の１６ｘ６４ブロックに垂直に分割される（二分木ブロック分割）。その結果、左上の６４ｘ６４ブロックは、２つの１６ｘ６４ブロック１１、１２と、３２ｘ６４ブロック１３とに分割される。

　右上の６４ｘ６４ブロックは、２つの矩形の６４ｘ３２ブロック１４、１５に水平に分割される（二分木ブロック分割）。

　左下の６４ｘ６４ブロックは、４つの正方形の３２ｘ３２ブロックに分割される（四分木ブロック分割）。４つの３２ｘ３２ブロックのうち左上のブロック及び右下のブロックはさらに分割される。左上の３２ｘ３２ブロックは、２つの矩形の１６ｘ３２ブロックに垂直に分割され、右の１６ｘ３２ブロックはさらに２つの１６ｘ１６ブロックに水平に分割される（二分木ブロック分割）。右下の３２ｘ３２ブロックは、２つの３２ｘ１６ブロックに水平に分割される（二分木ブロック分割）。その結果、左下の６４ｘ６４ブロックは、１６ｘ３２ブロック１６と、２つの１６ｘ１６ブロック１７、１８と、２つの３２ｘ３２ブロック１９、２０と、２つの３２ｘ１６ブロック２１、２２とに分割される。

　右下の６４ｘ６４ブロック２３は分割されない。

　以上のように、図２では、ブロック１０は、再帰的な四分木及び二分木ブロック分割に基づいて、１３個の可変サイズのブロック１１～２３に分割される。このような分割は、ＱＴＢＴ（ｑｕａｄ－ｔｒｅｅ　ｐｌｕｓ　ｂｉｎａｒｙ　ｔｒｅｅ）分割と呼ばれることがある。

　なお、図２では、１つのブロックが４つ又は２つのブロックに分割されていたが（四分木又は二分木ブロック分割）、分割はこれに限定されない。例えば、１つのブロックが３つのブロックに分割されてもよい（三分木ブロック分割）。このような三分木ブロック分割を含む分割は、ＭＢＴ（ｍｕｌｔｉ　ｔｙｐｅ　ｔｒｅｅ）分割と呼ばれることがある。

　［減算部］
　減算部１０４は、分割部１０２によって分割されたブロック単位で原信号（原サンプル）から予測信号（予測サンプル）を減算する。つまり、減算部１０４は、符号化対象ブロック（以下、カレントブロックという）の予測誤差（残差ともいう）を算出する。そして、減算部１０４は、算出された予測誤差を変換部１０６に出力する。

　原信号は、符号化装置１００の入力信号であり、動画像を構成する各ピクチャの画像を表す信号（例えば輝度（ｌｕｍａ）信号及び２つの色差（ｃｈｒｏｍａ）信号）である。以下において、画像を表す信号をサンプルともいうこともある。

　［変換部］
　変換部１０６は、空間領域の予測誤差を周波数領域の変換係数に変換し、変換係数を量子化部１０８に出力する。具体的には、変換部１０６は、例えば空間領域の予測誤差に対して予め定められた離散コサイン変換（ＤＣＴ）又は離散サイン変換（ＤＳＴ）を行う。

　なお、変換部１０６は、複数の変換タイプの中から適応的に変換タイプを選択し、選択された変換タイプに対応する変換基底関数（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｂａｓｉｓ　ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を用いて、予測誤差を変換係数に変換してもよい。このような変換は、ＥＭＴ（ｅｘｐｌｉｃｉｔ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｃｏｒｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＡＭＴ（ａｄａｐｔｉｖｅ　ｍｕｌｔｉｐｌｅ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれることがある。

　複数の変換タイプは、例えば、ＤＣＴ－ＩＩ、ＤＣＴ－Ｖ、ＤＣＴ－ＶＩＩＩ、ＤＳＴ－Ｉ及びＤＳＴ－ＶＩＩを含む。図３は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。図３においてＮは入力画素の数を示す。これらの複数の変換タイプの中からの変換タイプの選択は、例えば、予測の種類（イントラ予測及びインター予測）に依存してもよいし、イントラ予測モードに依存してもよい。

　このようなＥＭＴ又はＡＭＴを適用するか否かを示す情報（例えばＡＭＴフラグと呼ばれる）及び選択された変換タイプを示す情報は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。

　また、変換部１０６は、変換係数（変換結果）を再変換してもよい。このような再変換は、ＡＳＴ（ａｄａｐｔｉｖｅ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＮＳＳＴ（ｎｏｎ－ｓｅｐａｒａｂｌｅ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれることがある。例えば、変換部１０６は、イントラ予測誤差に対応する変換係数のブロックに含まれるサブブロック（例えば４ｘ４サブブロック）ごとに再変換を行う。ＮＳＳＴを適用するか否かを示す情報及びＮＳＳＴに用いられる変換行列に関する情報は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。

　ここで、Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換とは、入力の次元の数だけ方向ごとに分離して複数回変換を行う方式であり、Ｎｏｎ－Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換とは、入力が多次元であった際に２つ以上の次元をまとめて１次元とみなして、まとめて変換を行う方式である。

　例えば、Ｎｏｎ－Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換の１例として、入力が４×４のブロックであった場合にはそれを１６個の要素を持ったひとつの配列とみなし、その配列に対して１６×１６の変換行列で変換処理を行うようなものが挙げられる。

　また、同様に４×４の入力ブロックを１６個の要素を持ったひとつの配列とみなした後に、その配列に対してＧｉｖｅｎｓ回転を複数回行うようなもの（Ｈｙｐｅｒｃｕｂｅ　Ｇｉｖｅｎｓ　Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）もＮｏｎ－Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換の例である。

　［量子化部］
　量子化部１０８は、変換部１０６から出力された変換係数を量子化する。具体的には、量子化部１０８は、カレントブロックの変換係数を所定の走査順序で走査し、走査された変換係数に対応する量子化パラメータ（ＱＰ）に基づいて当該変換係数を量子化する。そして、量子化部１０８は、カレントブロックの量子化された変換係数（以下、量子化係数という）をエントロピー符号化部１１０及び逆量子化部１１２に出力する。

　所定の順序は、変換係数の量子化／逆量子化のための順序である。例えば、所定の走査順序は、周波数の昇順（低周波から高周波の順）又は降順（高周波から低周波の順）で定義される。

　量子化パラメータとは、量子化ステップ（量子化幅）を定義するパラメータである。例えば、量子化パラメータの値が増加すれば量子化ステップも増加する。つまり、量子化パラメータの値が増加すれば量子化誤差が増大する。

　［エントロピー符号化部］
　エントロピー符号化部１１０は、量子化部１０８から入力である量子化係数を可変長符号化することにより符号化信号（符号化ビットストリーム）を生成する。具体的には、エントロピー符号化部１１０は、例えば、量子化係数を二値化し、二値信号を算術符号化する。

　［逆量子化部］
　逆量子化部１１２は、量子化部１０８からの入力である量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部１１２は、カレントブロックの量子化係数を所定の走査順序で逆量子化する。そして、逆量子化部１１２は、カレントブロックの逆量子化された変換係数を逆変換部１１４に出力する。

　［逆変換部］
　逆変換部１１４は、逆量子化部１１２からの入力である変換係数を逆変換することにより予測誤差を復元する。具体的には、逆変換部１１４は、変換係数に対して、変換部１０６による変換に対応する逆変換を行うことにより、カレントブロックの予測誤差を復元する。そして、逆変換部１１４は、復元された予測誤差を加算部１１６に出力する。

　なお、復元された予測誤差は、量子化により情報が失われているので、減算部１０４が算出した予測誤差と一致しない。すなわち、復元された予測誤差には、量子化誤差が含まれている。

　［加算部］
　加算部１１６は、逆変換部１１４からの入力である予測誤差と予測制御部１２８からの入力である予測サンプルとを加算することによりカレントブロックを再構成する。そして、加算部１１６は、再構成されたブロックをブロックメモリ１１８及びループフィルタ部１２０に出力する。再構成ブロックは、ローカル復号ブロックと呼ばれることもある。

　［ブロックメモリ］
　ブロックメモリ１１８は、イントラ予測で参照されるブロックであって符号化対象ピクチャ（以下、カレントピクチャという）内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ１１８は、加算部１１６から出力された再構成ブロックを格納する。

　［ループフィルタ部］
　ループフィルタ部１２０は、加算部１１６によって再構成されたブロックにループフィルタを施し、フィルタされた再構成ブロックをフレームメモリ１２２に出力する。ループフィルタとは、符号化ループ内で用いられるフィルタ（インループフィルタ）であり、例えば、デブロッキング・フィルタ（ＤＦ）、サンプルアダプティブオフセット（ＳＡＯ）及びアダプティブループフィルタ（ＡＬＦ）などを含む。

　ＡＬＦでは、符号化歪みを除去するための最小二乗誤差フィルタが適用され、例えばカレントブロック内の２ｘ２サブブロックごとに、局所的な勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）の方向及び活性度（ａｃｔｉｖｉｔｙ）に基づいて複数のフィルタの中から選択された１つのフィルタが適用される。

　具体的には、まず、サブブロック（例えば２ｘ２サブブロック）が複数のクラス（例えば１５又は２５クラス）に分類される。サブブロックの分類は、勾配の方向及び活性度に基づいて行われる。例えば、勾配の方向値Ｄ（例えば０～２又は０～４）と勾配の活性値Ａ（例えば０～４）とを用いて分類値Ｃ（例えばＣ＝５Ｄ＋Ａ）が算出される。そして、分類値Ｃに基づいて、サブブロックが複数のクラス（例えば１５又は２５クラス）に分類される。

　勾配の方向値Ｄは、例えば、複数の方向（例えば水平、垂直及び２つの対角方向）の勾配を比較することにより導出される。また、勾配の活性値Ａは、例えば、複数の方向の勾配を加算し、加算結果を量子化することにより導出される。

　このような分類の結果に基づいて、複数のフィルタの中からサブブロックのためのフィルタが決定される。

　ＡＬＦで用いられるフィルタの形状としては例えば円対称形状が利用される。図４Ａ～図４Ｃは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の複数の例を示す図である。図４Ａは、５ｘ５ダイヤモンド形状フィルタを示し、図４Ｂは、７ｘ７ダイヤモンド形状フィルタを示し、図４Ｃは、９ｘ９ダイヤモンド形状フィルタを示す。フィルタの形状を示す情報は、ピクチャレベルで信号化される。なお、フィルタの形状を示す情報の信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はＣＵレベル）であってもよい。

　ＡＬＦのオン／オフは、例えば、ピクチャレベル又はＣＵレベルで決定される。例えば、輝度についてはＣＵレベルでＡＬＦを適用するか否かが決定され、色差についてはピクチャレベルでＡＬＦを適用するか否かが決定される。ＡＬＦのオン／オフを示す情報は、ピクチャレベル又はＣＵレベルで信号化される。なお、ＡＬＦのオン／オフを示す情報の信号化は、ピクチャレベル又はＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。

　選択可能な複数のフィルタ（例えば１５又は２５までのフィルタ）の係数セットは、ピクチャレベルで信号化される。なお、係数セットの信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル、ＣＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。

　［フレームメモリ］
　フレームメモリ１２２は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ１２２は、ループフィルタ部１２０によってフィルタされた再構成ブロックを格納する。

　［イントラ予測部］
　イントラ予測部１２４は、ブロックメモリ１１８に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してカレントブロックのイントラ予測（画面内予測ともいう）を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部１２４は、カレントブロックに隣接するブロックのサンプル（例えば輝度値、色差値）を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測信号を生成し、イントラ予測信号を予測制御部１２８に出力する。

　例えば、イントラ予測部１２４は、予め規定された複数のイントラ予測モードのうちの１つを用いてイントラ予測を行う。複数のイントラ予測モードは、１以上の非方向性予測モードと、複数の方向性予測モードと、を含む。

　１以上の非方向性予測モードは、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ－Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　Ｖｉｄｅｏ　Ｃｏｄｉｎｇ）規格（非特許文献１）で規定されたＰｌａｎａｒ予測モード及びＤＣ予測モードを含む。

　複数の方向性予測モードは、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定された３３方向の予測モードを含む。なお、複数の方向性予測モードは、３３方向に加えてさらに３２方向の予測モード（合計で６５個の方向性予測モード）を含んでもよい。図５Ａは、イントラ予測における６７個のイントラ予測モード（２個の非方向性予測モード及び６５個の方向性予測モード）を示す図である。実線矢印は、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定された３３方向を表し、破線矢印は、追加された３２方向を表す。

　なお、色差ブロックのイントラ予測において、輝度ブロックが参照されてもよい。つまり、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分が予測されてもよい。このようなイントラ予測は、ＣＣＬＭ（ｃｒｏｓｓ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ　ｌｉｎｅａｒ　ｍｏｄｅｌ）予測と呼ばれることがある。このような輝度ブロックを参照する色差ブロックのイントラ予測モード（例えばＣＣＬＭモードと呼ばれる）は、色差ブロックのイントラ予測モードの１つとして加えられてもよい。

　イントラ予測部１２４は、水平／垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正してもよい。このような補正をともなうイントラ予測は、ＰＤＰＣ（ｐｏｓｉｔｉｏｎ　ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ　ｉｎｔｒａ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれることがある。ＰＤＰＣの適用の有無を示す情報（例えばＰＤＰＣフラグと呼ばれる）は、例えばＣＵレベルで信号化される。なお、この情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。

　［インター予測部］
　インター予測部１２６は、フレームメモリ１２２に格納された参照ピクチャであってカレントピクチャとは異なる参照ピクチャを参照してカレントブロックのインター予測（画面間予測ともいう）を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。インター予測は、カレントブロック又はカレントブロック内のサブブロック（例えば４ｘ４ブロック）の単位で行われる。例えば、インター予測部１２６は、カレントブロック又はサブブロックについて参照ピクチャ内で動き探索（ｍｏｔｉｏｎ　ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を行う。そして、インター予測部１２６は、動き探索により得られた動き情報（例えば動きベクトル）を用いて動き補償を行うことでカレントブロック又はサブブロックのインター予測信号を生成する。そして、インター予測部１２６は、生成されたインター予測信号を予測制御部１２８に出力する。

　動き補償に用いられた動き情報は信号化される。動きベクトルの信号化には、予測動きベクトル（ｍｏｔｉｏｎ　ｖｅｃｔｏｒ　ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）が用いられてもよい。つまり、動きベクトルと予測動きベクトルとの間の差分が信号化されてもよい。

　なお、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測信号が生成されてもよい。具体的には、動き探索により得られた動き情報に基づく予測信号と、隣接ブロックの動き情報に基づく予測信号と、を重み付け加算することにより、カレントブロック内のサブブロック単位でインター予測信号が生成されてもよい。このようなインター予測（動き補償）は、ＯＢＭＣ（ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ　ｂｌｏｃｋ　ｍｏｔｉｏｎ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）と呼ばれることがある。

　このようなＯＢＭＣモードでは、ＯＢＭＣのためのサブブロックのサイズを示す情報（例えばＯＢＭＣブロックサイズと呼ばれる）は、シーケンスレベルで信号化される。また、ＯＢＭＣモードを適用するか否かを示す情報（例えばＯＢＭＣフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化のレベルは、シーケンスレベル及びＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えばピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。

　ＯＢＭＣモードについて、より具体的に説明する。図５Ｂ及び図５Ｃは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理の概要を説明するためのフローチャート及び概念図である。

　まず、符号化対象ブロックに割り当てられた動きベクトル（ＭＶ）を用いて通常の動き補償による予測画像（Ｐｒｅｄ）を取得する。

　次に、符号化済みの左隣接ブロックの動きベクトル（ＭＶ＿Ｌ）を符号化対象ブロックに適用して予測画像（Ｐｒｅｄ＿Ｌ）を取得し、前記予測画像とＰｒｅｄ＿Ｌとを重みを付けて重ね合わせることで予測画像の１回目の補正を行う。

　同様に、符号化済みの上隣接ブロックの動きベクトル（ＭＶ＿Ｕ）を符号化対象ブロックに適用して予測画像（Ｐｒｅｄ＿Ｕ）を取得し、前記１回目の補正を行った予測画像とＰｒｅｄ＿Ｕとを重みを付けて重ね合わせることで予測画像の２回目の補正を行い、それを最終的な予測画像とする。

　なお、ここでは左隣接ブロックと上隣接ブロックを用いた２段階の補正の方法を説明したが、右隣接ブロックや下隣接ブロックを用いて２段階よりも多い回数の補正を行う構成とすることも可能である。

　なお、重ね合わせを行う領域はブロック全体の画素領域ではなく、ブロック境界近傍の一部の領域のみであってもよい。

　なお、ここでは１枚の参照ピクチャからの予測画像補正処理について説明したが、複数枚の参照ピクチャから予測画像を補正する場合も同様であり、各々の参照ピクチャから補正した予測画像を取得した後に、得られた予測画像をさらに重ね合わせることで最終的な予測画像とする。

　なお、前記処理対象ブロックは、予測ブロック単位であっても、予測ブロックをさらに分割したサブブロック単位であってもよい。

　ＯＢＭＣ処理を適用するかどうかの判定の方法として、例えば、ＯＢＭＣ処理を適用するかどうかを示す信号であるｏｂｍｃ＿ｆｌａｇを用いる方法がある。具体的な一例としては、符号化装置において、符号化対象ブロックが動きの複雑な領域に属しているかどうかを判定し、動きの複雑な領域に属している場合はｏｂｍｃ＿ｆｌａｇとして値１を設定してＯＢＭＣ処理を適用して符号化を行い、動きの複雑な領域に属していない場合はｏｂｍｃ＿ｆｌａｇとして値０を設定してＯＢＭＣ処理を適用せずに符号化を行う。一方、復号化装置では、ストリームに記述されたｏｂｍｃ＿ｆｌａｇを復号化するとことで、その値に応じてＯＢＭＣ処理を適用するかどうかを切替えて復号化を行う。

　なお、動き情報は信号化されずに、復号装置側で導出されてもよい。例えば、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定されたマージモードが用いられてもよい。また例えば、復号装置側で動き探索を行うことにより動き情報が導出されてもよい。この場合、カレントブロックの画素値を用いずに動き探索が行われる。

　ここで、復号装置側で動き探索を行うモードについて説明する。この復号装置側で動き探索を行うモードは、ＰＭＭＶＤ（ｐａｔｔｅｒｎ　ｍａｔｃｈｅｄ　ｍｏｔｉｏｎ　ｖｅｃｔｏｒ　ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）モード又はＦＲＵＣ（ｆｒａｍｅ　ｒａｔｅ　ｕｐ－ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）モードと呼ばれることがある。

　ＦＲＵＣ処理の一例を図５Ｄに示す。まず、カレントブロックに空間的又は時間的に隣接する符号化済みブロックの動きベクトルを参照して、各々が予測動きベクトルを有する複数の候補のリスト（マージリストと共通であってもよい）が生成される。次に、候補リストに登録されている複数の候補ＭＶの中からベスト候補ＭＶを選択する。例えば、候補リストに含まれる各候補の評価値が算出され、評価値に基づいて１つの候補が選択される。

　そして、選択された候補の動きベクトルに基づいて、カレントブロックのための動きベクトルが導出される。具体的には、例えば、選択された候補の動きベクトル（ベスト候補ＭＶ）がそのままカレントブロックのための動きベクトルとして導出される。また例えば、選択された候補の動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の位置の周辺領域において、パターンマッチングを行うことにより、カレントブロックのための動きベクトルが導出されてもよい。すなわち、ベスト候補ＭＶの周辺の領域に対して同様の方法で探索を行い、さらに評価値が良い値となるＭＶがあった場合は、ベスト候補ＭＶを前記ＭＶに更新して、それをカレントブロックの最終的なＭＶとしてもよい。なお、当該処理を実施しない構成とすることも可能である。

　サブブロック単位で処理を行う場合も全く同様の処理としてもよい。

　なお、評価値は、動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の領域と、所定の領域との間のパターンマッチングによって再構成画像の差分値を求めることにより算出される。なお、差分値に加えてそれ以外の情報を用いて評価値を算出してもよい。

　パターンマッチングとしては、第１パターンマッチング又は第２パターンマッチングが用いられる。第１パターンマッチング及び第２パターンマッチングは、それぞれ、バイラテラルマッチング（ｂｉｌａｔｅｒａｌ　ｍａｔｃｈｉｎｇ）及びテンプレートマッチング（ｔｅｍｐｌａｔｅ　ｍａｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれることがある。

　第１パターンマッチングでは、異なる２つの参照ピクチャ内の２つのブロックであってカレントブロックの動き軌道（ｍｏｔｉｏｎ　ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）に沿う２つのブロックの間でパターンマッチングが行われる。したがって、第１パターンマッチングでは、上述した候補の評価値の算出のための所定の領域として、カレントブロックの動き軌道に沿う他の参照ピクチャ内の領域が用いられる。

　図６は、動き軌道に沿う２つのブロック間でのパターンマッチング（バイラテラルマッチング）の一例を説明するための図である。図６に示すように、第１パターンマッチングでは、カレントブロック（Ｃｕｒ　ｂｌｏｃｋ）の動き軌道に沿う２つのブロックであって異なる２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０、Ｒｅｆ１）内の２つのブロックのペアの中で最もマッチするペアを探索することにより２つの動きベクトル（ＭＶ０、ＭＶ１）が導出される。具体的には、カレントブロックに対して、候補ＭＶで指定された第１の符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内の指定位置における再構成画像と、前記候補ＭＶを表示時間間隔でスケーリングした対称ＭＶで指定された第２の符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ１）内の指定位置における再構成画像との差分を導出し、得られた差分値を用いて評価値を算出する。複数の候補ＭＶの中で最も評価値が良い値となる候補ＭＶを最終ＭＶとして選択するとよい。

　連続的な動き軌道の仮定の下では、２つの参照ブロックを指し示す動きベクトル（ＭＶ０、ＭＶ１）は、カレントピクチャ（Ｃｕｒ　Ｐｉｃ）と２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０、Ｒｅｆ１）との間の時間的な距離（ＴＤ０、ＴＤ１）に対して比例する。例えば、カレントピクチャが時間的に２つの参照ピクチャの間に位置し、カレントピクチャから２つの参照ピクチャへの時間的な距離が等しい場合、第１パターンマッチングでは、鏡映対称な双方向の動きベクトルが導出される。

　第２パターンマッチングでは、カレントピクチャ内のテンプレート（カレントピクチャ内でカレントブロックに隣接するブロック（例えば上及び／又は左隣接ブロック））と参照ピクチャ内のブロックとの間でパターンマッチングが行われる。したがって、第２パターンマッチングでは、上述した候補の評価値の算出のための所定の領域として、カレントピクチャ内のカレントブロックに隣接するブロックが用いられる。

　図７は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング（テンプレートマッチング）の一例を説明するための図である。図７に示すように、第２パターンマッチングでは、カレントピクチャ（Ｃｕｒ　Ｐｉｃ）内でカレントブロック（Ｃｕｒ　ｂｌｏｃｋ）に隣接するブロックと最もマッチするブロックを参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内で探索することによりカレントブロックの動きベクトルが導出される。具体的には、カレントブロックに対して、左隣接および上隣接の両方もしくはどちらか一方の符号化済み領域の再構成画像と、候補ＭＶで指定された符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内の同等位置における再構成画像との差分を導出し、得られた差分値を用いて評価値を算出し、複数の候補ＭＶの中で最も評価値が良い値となる候補ＭＶをベスト候補ＭＶとして選択するとよい。

　このようなＦＲＵＣモードを適用するか否かを示す情報（例えばＦＲＵＣフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。また、ＦＲＵＣモードが適用される場合（例えばＦＲＵＣフラグが真の場合）、パターンマッチングの方法（第１パターンマッチング又は第２パターンマッチング）を示す情報（例えばＦＲＵＣモードフラグと呼ばれる）がＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。

　ここで、等速直線運動を仮定したモデルに基づいて動きベクトルを導出するモードについて説明する。このモードは、ＢＩＯ（ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ　ｏｐｔｉｃａｌ　ｆｌｏｗ）モードと呼ばれることがある。

　図８は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。図８において、（ｖ_ｘ，ｖ_ｙ）は、速度ベクトルを示し、τ_０、τ_１は、それぞれ、カレントピクチャ（Ｃｕｒ　Ｐｉｃ）と２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ_０，Ｒｅｆ_１）との間の時間的な距離を示す。（ＭＶｘ_０，ＭＶｙ_０）は、参照ピクチャＲｅｆ_０に対応する動きベクトルを示し、（ＭＶｘ_１、ＭＶｙ_１）は、参照ピクチャＲｅｆ_１に対応する動きベクトルを示す。

　このとき速度ベクトル（ｖ_ｘ，ｖ_ｙ）の等速直線運動の仮定の下では、（ＭＶｘ_０，ＭＶｙ_０）及び（ＭＶｘ_１，ＭＶｙ_１）は、それぞれ、（ｖ_ｘτ_０，ｖ_ｙτ_０）及び（－ｖ_ｘτ_１，－ｖ_ｙτ_１）と表され、以下のオプティカルフロー等式（１）が成り立つ。

　ここで、Ｉ^（ｋ）は、動き補償後の参照画像ｋ（ｋ＝０，１）の輝度値を示す。このオプティカルフロー等式は、（i）輝度値の時間微分と、（ii）水平方向の速度及び参照画像の空間勾配の水平成分の積と、（iii）垂直方向の速度及び参照画像の空間勾配の垂直成分の積と、の和が、ゼロと等しいことを示す。このオプティカルフロー等式とエルミート補間（Ｈｅｒｍｉｔｅ　ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）との組み合わせに基づいて、マージリスト等から得られるブロック単位の動きベクトルが画素単位で補正される。

　なお、等速直線運動を仮定したモデルに基づく動きベクトルの導出とは異なる方法で、復号装置側で動きベクトルが導出されてもよい。例えば、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルが導出されてもよい。

　ここで、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルを導出するモードについて説明する。このモードは、アフィン動き補償予測（ａｆｆｉｎｅ　ｍｏｔｉｏｎ　ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ　ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）モードと呼ばれることがある。

　図９Ａは、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づくサブブロック単位の動きベクトルの導出を説明するための図である。図９Ａにおいて、カレントブロックは、１６の４ｘ４サブブロックを含む。ここでは、隣接ブロックの動きベクトルに基づいてカレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルｖ_０が導出され、隣接サブブロックの動きベクトルに基づいてカレントブロックの右上角制御ポイントの動きベクトルｖ_１が導出される。そして、２つの動きベクトルｖ_０及びｖ_１を用いて、以下の式（２）により、カレントブロック内の各サブブロックの動きベクトル（ｖ_ｘ，ｖ_ｙ）が導出される。

　ここで、ｘ及びｙは、それぞれ、サブブロックの水平位置及び垂直位置を示し、ｗは、予め定められた重み係数を示す。

　このようなアフィン動き補償予測モードでは、左上及び右上角制御ポイントの動きベクトルの導出方法が異なるいくつかのモードを含んでもよい。このようなアフィン動き補償予測モードを示す情報（例えばアフィンフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。なお、このアフィン動き補償予測モードを示す情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。

　［予測制御部］
　予測制御部１２８は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として減算部１０４及び加算部１１６に出力する。

　ここで、マージモードにより符号化対象ピクチャの動きベクトルを導出する例を説明する。図９Ｂは、マージモードによる動きベクトル導出処理の概要を説明するための図である。

　まず、予測ＭＶの候補を登録した予測ＭＶリストを生成する。予測ＭＶの候補としては、符号化対象ブロックの空間的に周辺に位置する複数の符号化済みブロックが持つＭＶである空間隣接予測ＭＶ、符号化済み参照ピクチャにおける符号化対象ブロックの位置を投影した近辺のブロックが持つＭＶである時間隣接予測ＭＶ、空間隣接予測ＭＶと時間隣接予測ＭＶのＭＶ値を組合わせて生成したＭＶである結合予測ＭＶ、および値がゼロのＭＶであるゼロ予測ＭＶ等がある。

　次に、予測ＭＶリストに登録されている複数の予測ＭＶの中から１つの予測ＭＶを選択することで、符号化対象ブロックのＭＶとして決定する。

　さらに可変長符号化部では、どの予測ＭＶを選択したかを示す信号であるｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘをストリームに記述して符号化する。

　なお、図９Ｂで説明した予測ＭＶリストに登録する予測ＭＶは一例であり、図中の個数とは異なる個数であったり、図中の予測ＭＶの一部の種類を含まない構成であったり、図中の予測ＭＶの種類以外の予測ＭＶを追加した構成であったりしてもよい。

　なお、マージモードにより導出した符号化対象ブロックのＭＶを用いて、後述するＤＭＶＲ処理を行うことによって最終的なＭＶを決定してもよい。

　ここで、ＤＭＶＲ処理を用いてＭＶを決定する例について説明する。

　図９Ｃは、ＤＭＶＲ処理の概要を説明するための概念図である。

　まず、処理対象ブロックに設定された最適ＭＶＰを候補ＭＶとして、前記候補ＭＶに従って、Ｌ０方向の処理済みピクチャである第１参照ピクチャ、およびＬ１方向の処理済みピクチャである第２参照ピクチャから参照画素をそれぞれ取得し、各参照画素の平均をとることでテンプレートを生成する。

　次に、前記テンプレートを用いて、第１参照ピクチャおよび第２参照ピクチャの候補ＭＶの周辺領域をそれぞれ探索し、最もコストが最小となるＭＶを最終的なＭＶとして決定する。なお、コスト値はテンプレートの各画素値と探索領域の各画素値との差分値およびＭＶ値等を用いて算出する。

　なお、符号化装置および復号化装置では、ここで説明した処理の概要は基本的に共通である。

　なお、ここで説明した処理そのものでなくても、候補ＭＶの周辺を探索して最終的なＭＶを導出することができる処理であれば、他の処理を用いてもよい。

　ここで、ＬＩＣ処理を用いて予測画像を生成するモードについて説明する。

　図９Ｄは、ＬＩＣ処理による輝度補正処理を用いた予測画像生成方法の概要を説明するための図である。

　まず、符号化済みピクチャである参照ピクチャから符号化対象ブロックに対応する参照画像を取得するためのＭＶを導出する。

　次に、符号化対象ブロックに対して、左隣接および上隣接の符号化済み周辺参照領域の輝度画素値と、ＭＶで指定された参照ピクチャ内の同等位置における輝度画素値とを用いて、参照ピクチャと符号化対象ピクチャとで輝度値がどのように変化したかを示す情報を抽出して輝度補正パラメータを算出する。

　ＭＶで指定された参照ピクチャ内の参照画像に対して前記輝度補正パラメータを用いて輝度補正処理を行うことで、符号化対象ブロックに対する予測画像を生成する。

　なお、図９Ｄにおける前記周辺参照領域の形状は一例であり、これ以外の形状を用いてもよい。

　また、ここでは１枚の参照ピクチャから予測画像を生成する処理について説明したが、複数枚の参照ピクチャから予測画像を生成する場合も同様であり、各々の参照ピクチャから取得した参照画像に同様の方法で輝度補正処理を行ってから予測画像を生成する。

　ＬＩＣ処理を適用するかどうかの判定の方法として、例えば、ＬＩＣ処理を適用するかどうかを示す信号であるｌｉｃ＿ｆｌａｇを用いる方法がある。具体的な一例としては、符号化装置において、符号化対象ブロックが輝度変化が発生している領域に属しているかどうかを判定し、輝度変化が発生している領域に属している場合はｌｉｃ＿ｆｌａｇとして値１を設定してＬＩＣ処理を適用して符号化を行い、輝度変化が発生している領域に属していない場合はｌｉｃ＿ｆｌａｇとして値０を設定してＬＩＣ処理を適用せずに符号化を行う。一方、復号化装置では、ストリームに記述されたｌｉｃ＿ｆｌａｇを復号化するとことで、その値に応じてＬＩＣ処理を適用するかどうかを切替えて復号化を行う。

　ＬＩＣ処理を適用するかどうかの判定の別の方法として、例えば、周辺ブロックでＬＩＣ処理を適用したかどうかに従って判定する方法もある。具体的な一例としては、符号化対象ブロックがマージモードであった場合、マージモード処理におけるＭＶの導出の際に選択した周辺の符号化済みブロックがＬＩＣ処理を適用して符号化したかどうかを判定し、その結果に応じてＬＩＣ処理を適用するかどうかを切替えて符号化を行う。なお、この例の場合、復号化における処理も全く同様となる。

　［復号装置の概要］
　次に、上記の符号化装置１００から出力された符号化信号（符号化ビットストリーム）を復号可能な復号装置の概要について説明する。図１０は、実施の形態１に係る復号装置２００の機能構成を示すブロック図である。復号装置２００は、動画像／画像をブロック単位で復号する動画像／画像復号装置である。

　図１０に示すように、復号装置２００は、エントロピー復号部２０２と、逆量子化部２０４と、逆変換部２０６と、加算部２０８と、ブロックメモリ２１０と、ループフィルタ部２１２と、フレームメモリ２１４と、イントラ予測部２１６と、インター予測部２１８と、予測制御部２２０と、を備える。

　復号装置２００は、例えば、汎用プロセッサ及びメモリにより実現される。この場合、メモリに格納されたソフトウェアプログラムがプロセッサにより実行されたときに、プロセッサは、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０４、逆変換部２０６、加算部２０８、ループフィルタ部２１２、イントラ予測部２１６、インター予測部２１８及び予測制御部２２０として機能する。また、復号装置２００は、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０４、逆変換部２０６、加算部２０８、ループフィルタ部２１２、イントラ予測部２１６、インター予測部２１８及び予測制御部２２０に対応する専用の１以上の電子回路として実現されてもよい。

　以下に、復号装置２００に含まれる各構成要素について説明する。

　［エントロピー復号部］
　エントロピー復号部２０２は、符号化ビットストリームをエントロピー復号する。具体的には、エントロピー復号部２０２は、例えば、符号化ビットストリームから二値信号に算術復号する。そして、エントロピー復号部２０２は、二値信号を多値化（ｄｅｂｉｎａｒｉｚｅ）する。これにより、エントロピー復号部２０２は、ブロック単位で量子化係数を逆量子化部２０４に出力する。

　［逆量子化部］
　逆量子化部２０４は、エントロピー復号部２０２からの入力である復号対象ブロック（以下、カレントブロックという）の量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部２０４は、カレントブロックの量子化係数の各々について、当該量子化係数に対応する量子化パラメータに基づいて当該量子化係数を逆量子化する。そして、逆量子化部２０４は、カレントブロックの逆量子化された量子化係数（つまり変換係数）を逆変換部２０６に出力する。

　［逆変換部］
　逆変換部２０６は、逆量子化部２０４からの入力である変換係数を逆変換することにより予測誤差を復元する。

　例えば符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＥＭＴ又はＡＭＴを適用することを示す場合（例えばＡＭＴフラグが真）、逆変換部２０６は、読み解かれた変換タイプを示す情報に基づいてカレントブロックの変換係数を逆変換する。

　また例えば、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＮＳＳＴを適用することを示す場合、逆変換部２０６は、変換係数に逆再変換を適用する。

　［加算部］
　加算部２０８は、逆変換部２０６からの入力である予測誤差と予測制御部２２０からの入力である予測サンプルとを加算することによりカレントブロックを再構成する。そして、加算部２０８は、再構成されたブロックをブロックメモリ２１０及びループフィルタ部２１２に出力する。

　［ブロックメモリ］
　ブロックメモリ２１０は、イントラ予測で参照されるブロックであって復号対象ピクチャ（以下、カレントピクチャという）内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ２１０は、加算部２０８から出力された再構成ブロックを格納する。

　［ループフィルタ部］
　ループフィルタ部２１２は、加算部２０８によって再構成されたブロックにループフィルタを施し、フィルタされた再構成ブロックをフレームメモリ２１４及び表示装置等に出力する。

　符号化ビットストリームから読み解かれたＡＬＦのオン／オフを示す情報がＡＬＦのオンを示す場合、局所的な勾配の方向及び活性度に基づいて複数のフィルタの中から１つのフィルタが選択され、選択されたフィルタが再構成ブロックに適用される。

　［フレームメモリ］
　フレームメモリ２１４は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ２１４は、ループフィルタ部２１２によってフィルタされた再構成ブロックを格納する。

　［イントラ予測部］
　イントラ予測部２１６は、符号化ビットストリームから読み解かれたイントラ予測モードに基づいて、ブロックメモリ２１０に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してイントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２１６は、カレントブロックに隣接するブロックのサンプル（例えば輝度値、色差値）を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測信号を生成し、イントラ予測信号を予測制御部２２０に出力する。

　なお、色差ブロックのイントラ予測において輝度ブロックを参照するイントラ予測モードが選択されている場合は、イントラ予測部２１６は、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分を予測してもよい。

　また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＰＤＰＣの適用を示す場合、イントラ予測部２１６は、水平／垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正する。

　［インター予測部］
　インター予測部２１８は、フレームメモリ２１４に格納された参照ピクチャを参照して、カレントブロックを予測する。予測は、カレントブロック又はカレントブロック内のサブブロック（例えば４ｘ４ブロック）の単位で行われる。例えば、インター予測部２１８は、符号化ビットストリームから読み解かれた動き情報（例えば動きベクトル）を用いて動き補償を行うことでカレントブロック又はサブブロックのインター予測信号を生成し、インター予測信号を予測制御部２２０に出力する。

　なお、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＯＢＭＣモードを適用することを示す場合、インター予測部２１８は、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測信号を生成する。

　また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＦＲＵＣモードを適用することを示す場合、インター予測部２１８は、符号化ストリームから読み解かれたパターンマッチングの方法（バイラテラルマッチング又はテンプレートマッチング）に従って動き探索を行うことにより動き情報を導出する。そして、インター予測部２１８は、導出された動き情報を用いて動き補償を行う。

　また、インター予測部２１８は、ＢＩＯモードが適用される場合に、等速直線運動を仮定したモデルに基づいて動きベクトルを導出する。また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がアフィン動き補償予測モードを適用することを示す場合には、インター予測部２１８は、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルを導出する。

　［予測制御部］
　予測制御部２２０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算部２０８に出力する。

　（実施の形態２）
　本実施の形態における符号化装置１００は、実施の形態１と同様に、図１に示す構成を有する。また、本実施の形態における符号化装置１００の分割部１０２は、実施の形態１に対して付加的な機能、または代替え的な機能を有する。

　［符号化装置の分割部の処理フロー］
　符号化ブロックでは、基準となるブロックサイズから順にそのブロックを分割することが可能である。分割部１０２では、ＲＤ（Ｒａｔｅ－Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ：レート歪み）などに基づいて設計した評価値が小さくなるような符号化ブロックの分割形状が選択される。

　図１１は、分割モードの一例を示す図である。分割部１０２は、図１１の（ａ）に示すように親ブロック（基準ブロックともいう）を４つのブロックに分割、図１１の（ｂ）に示すように３つの矩形のブロックに分割、または、図１１の（ｃ）に示すように２つの矩形のブロックに分割する。なお、図１１の（ａ）、（ｂ）、および（ｃ）に示す分割を、それぞれ４分割（ＱＴ）、３分割（ＴＴ）、および２分割（ＢＴ）という。３分割と２分割については、水平と垂直の２つの分割方法を選択できる。具体的には、３分割には、水平方向の３分割（ＨＴ）と、垂直方向の３分割（ＶＴ）とがあり、２分割には、水平方向の２分割（ＨＢ）と、垂直方向の２分割（ＶＢ）とがある。すなわち、図１１では、合計５種類の分割形状の例を示す。言い換えれば、分割部１０２は、５種類の分割モードを有する。また、分割部１０２は、更なる分割を行うことを示すスプリット（Ｓ：Ｓｐｌｉｔ）と呼ばれる分割モード、および、分割を行わないことを示す非スプリット（ＮＳ：Ｎｏｎ　Ｓｐｌｉｔ）と呼ばれる分割モードを備えていてもよい。例えば、分割部１０２は、ＣＴＵ（Ｃｏｄｉｎｇ　Ｔｒｅｅ　Ｕｎｉｔ）などのブロックを起点として、これらの分割モードから何れかのモードを選択しながら、所定の条件が満たされるまでブロックの分割を繰り返す。この所定の条件は、上述のＲＤなどに基づく評価値が所定の閾値に達する、あるいは、分割の階層数が所定の最大値に達する、あるいは、分割後のブロックサイズが所定の最小サイズに達する、などの条件である。このような条件を満たすと、ブロックの最終的な分割サイズと形状が決定される。

　分割部１０２は、最終的な分割サイズと形状を表現するための分割モードを示す分割情報を、ツリー構造で表現されるシンタックスに従って生成する。つまり、分割部１０２は、複数の分割モードから、符号化対象ブロックの分割モードを選択する。そして、分割部１０２は、その符号化対象ブロックに対して選択された分割モードを示す分割情報を、複数の分割モードを複数のノードとして含むツリー構造に基づくシンタックスにしたがって生成する。エントロピー符号化部１１０は、その分割情報を可変長符号化する。

　図１２は、実施の形態２における符号化装置１００の分割部１０２によるブロック分割情報のシンタックス決定処理の一例を示すフローチャートである。

　分割部１０２は、ブロック分割情報のシンタックス決定処理として、分割情報ツリーを生成する。この分割情報ツリーは、それぞれ分割モードを示す複数のノードを含む、分割情報のツリー構造である。

　まず、分割部１０２は、現ノードが分岐判定の直後にあるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、分割部１０２は、分岐判定の直後であると判定すると（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、条件（１）および（２）の何れか一方を満たすように、現ノードによって示される分割モードを選択する（ステップＳ１０２）。

　条件（１）は、一方の分岐Ａ内の任意の子ノードの分割粒度が、他方の分岐Ｂ内の任意の子ノードの分割粒度と等しい、あるいは、その分割粒度よりも大きいという条件である。条件（２）は、一方の分岐Ａ内の任意の子ノードの分割粒度が、他方の分岐Ｂ内の任意の子ノードの分割粒度と等しい、あるいは、その分割粒度よりも小さいという条件である。

　ここで、分割モードの総称を分割情報と呼ぶとすると、分割情報のツリー構造の分岐部では、分割部１０２は、一方の分岐Ａ内の任意の子ノードの分割粒度が、他方の分岐Ｂ内の任意の子ノードの分割粒度以上または以下となるように、分岐Ａ側に属する現ノードの分割モードを選択する。なお、上述の分岐Ａは、例えば、現ノードをルートノードとして含む部分木であって、分岐Ｂは、現ノードの兄弟ノードをルートノードとして含む部分木である。

　また、分割粒度とは、分割の個数に相当するもので、例えば、ブロックが複数の子ブロックに分割される場合におけるその子ブロックの数である。具体的には、４分割（ＱＴ）、３分割（ＴＴ）、２分割（ＢＴ）、および非スプリット（Ｓ）の分割粒度は、それぞれ、４、３、２、および１と表現される。

　［ツリー構造の例１］
　図１３と図１４は、本実施の形態における分割情報のツリー構造の一例を示す図である。図１３に示すツリー構造では、図１３の（ａ）に示すように、分割モードがＱＴであるかどうかの条件分岐（すなわち分岐判定）から各分岐が開始される。図１４に示すツリー構造では、分割モードがＳであるかどうかの条件分岐から各分岐が開始される。

　ここで、図１３のツリー構造における最初の分岐後には、図１３の（ｂ）に示すように２つのノードがあり、左側のノードはＱＴで、右側のノードはＳである。ＱＴの分割粒度は４であり、Ｓ以下の分岐内の各ノードの分割粒度の最大値は３であるため、左側の分岐内の全てのノードの分割粒度は、右側の分岐内の全てのノードの分割粒度よりも大きい。つまり、ＱＴのノードを含む部分木内の全てのノードの分割粒度は、Ｓのノードをルートノードとして含む部分木内の全てのノードの分割粒度よりも大きい。

　また、図１３の（ｃ）に示すように、Ｓ直下、つまりＳの分岐後にも２つのノードがあり、左側のノードはＮＳで、右側のノードはＴＴである。さらに、ＮＳの分割粒度は１であり、ＴＴ以下の分岐内の各ノードの分割粒度の最小値は２である。したがって、左側の分岐内の全てのノードの分割粒度は、右側の分岐内の全てのノードの分割粒度よりも小さい。つまり、ＮＳのノードを含む部分木内の全てのノードの分割粒度は、ＴＴのノードをルートノードとして含む部分木内の全てのノードの分割粒度よりも小さい。

　なお、本開示において、所定のノード（分割モードを示すノード）以下の分岐とは、その所定のノードをルートノートとして含む部分木である。

　図１４に示すツリー構造においても、各分岐後にある、左側の分岐内の分割粒度と、右側の分岐内の分割粒度とに大小関係が存在する。ここで、図１３および図１４におけるＶｅｒ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ）とＨｏｒ（Ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）は、それぞれ、水平方向と垂直方向の分割を示す。また、分割粒度が４より大きい分割モードが存在する際にも、図１２に示すフローチャートにしたがって、図１３または図１４に示す例のように、ツリー構造を生成することができる。

　図１３のツリー構造の詳細について説明する。このツリー構造では、ＢＴに加えてＴＴも含まれる。したがって、２階層目の分岐、つまり、分割モードがＳであるかどうかを判定する分岐より下のノードとして、分割無しと、２分割と、３分割とが含まれる。ここで、分岐の左右両側に属するノードの分け方としては、（１）［分割粒度１］と［分割粒度２と分割粒度３］、（２）［分割粒度２］と［分割粒度１と分割粒度３］、および（３）［分割粒度３］と［分割粒度１と分割粒度２］の３通り存在する。（２）の場合には、分割粒度２よりも大きい（分割粒度３）ノードと小さい（分割粒度１）ノードとが一方の分岐内に混在するため、選択可能な候補としては（１）又は（３）があげられる。図１３に示すツリー構造の生成では、（１）が選択されている。なお、上述の２階層目の分岐またはノードは、図１３において最も上にある分岐またはノード（ルートノード）が１階層目に属する場合に、その１階層目の次に下にある階層に属する分岐またはノードである。また、Ｎ階層目（Ｎは１以上の整数）の分岐またはノードは、その１階層目から下にＮ番目にある階層に属する分岐またはノードである。Ｎ階層目の分岐またはノードは、図１３以外の他の図においても、同様の意味で用いられる。

　図１４では、２階層目の分岐、つまり、分割モードがＱＴであるかどうかを判定する分岐より下のノードとして、分割粒度が２、３または４である３種類のノードが含まれる。従って、図１３と同様に、３通りの分け方のうち、２通りのみが有効である。

　［ツリー構造の例２］
　図１５と図１６は、実施の形態２における分割情報のツリー構造の別の例を示す図である。図１５および図１６のそれぞれのツリー構造において、各分岐の左側と右側のそれぞれの分岐（すなわち部分木）内の分割粒度に、大小関係が存在することは、図１３と図１４のそれぞれのツリー構造と同様である。図１５および図１６のそれぞれのツリー構造は、図１３および図１４のそれぞれのツリー構造から、ＴＴとＶｅｒとが入れ替えられた構造である。分割粒度よりも、分割方向（水平方向および垂直方向）の相関が高い場合に、図１５および図１６に示す構造が有効となる可能性がある。図１５および図１６に示す構造では、Ｖｅｒの分岐後にある左右のノードはともにＴＴであり、左右のそれぞれのノード以下の分岐内に含まれるノードの分割粒度の最大値あるいは最小値は、等しい。

　［ツリーの末端ノードにおいて選択可能な要素］
　ＱＴ、ＢＴ、およびＴＴなどの分割モードの出現順序が制約されている場合には、分割情報ツリーの末端ノードに達した後に、選択可能な要素（すなわち分割モード）も制約される。例えば、各分割モードの出現順が、ＱＴ、ＢＴ、ＴＴの順に制約されると、ＢＴまたはＴＴの後には、ＱＴによる分割は行えない。

　図１７は、分割モードの出現順序が制約されているツリー構造の一例を示す図である。

　分割部１０２は、図１７のツリー構造における、ＨＢ、ＶＢ、ＨＴ、およびＶＴの４つの末端ノードにおいては、ブロックを更に分割する際にはＱＴを選択できないように、その分割されるブロックの分割モードを決めてもよい。一方、分割部１０３は、ＱＴの末端ノードでは、ブロックの更なる分割において、そのブロックの分割モードとしてＱＴ、ＢＴまたはＴＴを選択することができる。

　なお、図１７のツリー構造では、例えば、ＨＢ、ＶＢ、ＨＴ、ＶＴ、ＱＴ、およびＮＳの分割モードを示す分割情報は、図１７のツリー構造に基づくシンタックスにしたがって、それぞれ「１０００」、「１００１」、「１０１０」、「１０１１」、「１１」、および「０」として生成される。また、このような分割情報をシンタックスと称してもよい。

　［実施の形態２の効果］
　実施の形態２によれば、各分岐部において、２つの分岐内に含まれる分割モードの分割粒度の間に大小関係が発生する。例えば、細かい絵柄では分割粒度が高まるなど、分割粒度が大きいケースと分割粒度が小さいケースとでは発生確率に偏りが生じ易いため、結果として、分割情報の可変長符号化による符号量を低減できる可能性がある。

　［他の態様との組合せ］
　本実施の形態を本開示における他の態様の少なくとも一部と組み合わせて実施してもよい。また、本実施の形態のフローチャートに記載の一部の処理、装置の一部の構成、シンタックスの一部などを他の態様と組み合わせて実施してもよい。

　（実施の形態３）
　本実施の形態における符号化装置１００は、実施の形態１と同様に、図１に示す構成を有する。また、本実施の形態における符号化装置１００の分割部１０２は、実施の形態２と同様、実施の形態１に対して付加的な機能、または代替え的な機能を有する。

　［符号化装置の分割部の処理フロー］
　図１８は、実施の形態３における符号化装置１００の分割部１０２によるブロック分割情報のシンタックス決定処理の一例を示すフローチャートである。

　分割部１０２は、図１８のフローチャートに示すように、実施の形態２のシンタックス決定処理において、更に、ツリー構造の深度方向に対して、ノードの分割粒度が昇順、あるいは、降順に並ぶように、分割モードを選択する。

　具体的には、分割部１０２は、まず、現ノードが分岐判定の直後にあるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、分割部１０２は、分岐判定の直後であると判定すると（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、条件（１）および（２）の何れか一方を満たすように、現ノードによって示される分割モードの少なくとも１つの候補を選択する（ステップＳ１０２ａ）。条件（１）および（２）のそれぞれは、図１２のフローチャートに示す条件（１）および（２）と同一である。

　次に、分割部１０２は、ツリー構造において、現ノードよりも上位の階層にある各ノードによって示される分割モードの分割粒度のうち、最小の分割粒度をＮ１として特定する。そして、分割部１０２は、ステップＳ１０２ａにおいて選択された少なくとも１つの分割モードの候補の中から、Ｎ１以下の最大の分割粒度を有する分割モードを選択する（ステップＳ１０３）。

　［ツリー構造の例］
　図１９と図２０は、本実施の形態における分割情報のツリー構造の一例を示す図である。図１９に示すツリー構造では、図１９の（ａ）に示すように、分割粒度が降順となるように、各ノードの分割モードが配置される。また、図２０に示すツリー構造では、分割粒度が昇順となるように、各ノードの分割モードが配置される。図１９の（ｂ）および（ｃ）に示すように、各分岐部において、一方の分岐内の全てノードの分割粒度が、他方の分岐内の全てのノードの分割粒度よりも（１）大きい又は等しい、あるいは、（２）小さい又は等しい、のいずれかとなる性質は、実施の形態２のツリー構造と同様である。

　すなわち、本実施の形態のツリー構造は、以下の点において実施の形態２のツリー構造と異なる。その点は、図１９に示すツリー構造のように、各分岐部の分岐判定によって決定した子ノードの分割粒度が、上位の階層から下位の階層に従って順に小さくなる点、または、図２０に示すツリー構造のように、各分岐部の分岐判定によって決定した子ノードの分割粒度が、上位の階層から下位の階層に従って順に大きくなる点である。

　ここで、本実施の形態のツリー構造では、全ての子ノードの分割粒度が上位の階層から下位の階層に従って順に小さくなる（または大きくなる）必要は無く、一部の子ノードの分割粒度のみが上位の階層から下位の階層に従って順に小さく（または大きく）なってもよい。

　言い換えれば、本実施の形態のツリー構造では、図１９の例に示すように、任意の分岐部での分岐判定に係る分割モードとして、Ｖｅｒではなく分割数を示す分割モードが選択される場合、上位の階層の分割モードの分割粒度よりも１だけ小さい分割粒度の分割モード（例えばＱＴ、ＴＴ、ＢＴ、またはＮＳなど）が選択される。つまり、その任意の分岐部の一つ上位の階層の分岐部での分岐判定に係る分割モードの分割粒度（例えばＱＴなら４、ＴＴなら３、ＢＴなら２、ＮＳなら１）よりも１小さい分割粒度である分割モードが、その任意の分岐部の分岐判定のノードとして用いられる。図２０の例では、一つ上位の階層の分岐部での分岐判定に係る分割粒度よりも１大きい分割粒度である分割モードが、その任意の分岐部の分岐判定のノードとして用いられる。

　あるいは、さらに言い換えれば、本実施の形態のツリー構造では、図１９の例に示すように、任意の分岐部での分岐判定により分割数が決定される子ノードの分割粒度が、上位の階層から下位の階層に従って順に小さくなるように、その任意の分岐部における分割モードが選択される。図２０の例では、その子ノードの分割粒度が、上位の階層から下位の階層に従って順に大きくなるように、その任意の分岐部における分割モードが選択される。

　［実施の形態３の効果］
　実施の形態３によれば、ツリー構造の深度方向において分割粒度が連続的に変化するため、親ノードと自ノード（すなわち子ノード）の分割モードの発生確率の相関が高まり、分割情報の可変長符号化の効率が向上する可能性がある。

　（実施の形態４）
　本実施の形態における符号化装置１００は、実施の形態１と同様に、図１に示す構成を有する。また、本実施の形態における符号化装置１００の分割部１０２は、実施の形態２または３と同様、実施の形態１に対して付加的な機能、または代替え的な機能を有する。

　［符号化装置の分割部の処理フロー］
　図２１は、実施の形態４における符号化装置１００の分割部１０２によるブロック分割情報のシンタックス決定処理の一例を示すフローチャートである。

　本実施の形態におけるシンタックス決定処理では、図２１のフローチャートに示すように、所定の符号化パラメータに基づいて、分割情報ツリーの属性が変更可能である点が、実施の形態２および３のシンタックス決定処理と異なる。

　具体的には、分割部１０２は、まず、所定の符号化パラメータに基づいて、分割情報ツリーの属性を選択する（ステップＳ１００）。そして、分割部１０２は、現ノードが分岐判定の直後にあるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ここで、分割部１０２は、分岐判定の直後であると判定すると（ステップＳ１０１のＹｅｓ）、ステップＳ１００で選択された分割情報ツリーの属性に基づいて、条件（１）および（２）のうちの何れか一方を選択する。そして、分割部１０２は、その選択された条件を満たすように、現ノードによって示される分割モードを選択する（ステップＳ１０２ｂ）。なお、条件（１）および（２）のそれぞれは、図１２のフローチャートに示す条件（１）および（２）と同一である。

　ここで、上述の所定の符号化パラメータとしては、ピクチャタイプおよびＱＰ（量子化パラメータ）などがある。例えば、イントラ符号化のスライスあるいはピクチャでは、基準ブロックがサイズの小さいブロックに分割される傾向がある。したがって、分割部１０２は、ステップＳ１００では、イントラ符号化のスライスあるいはピクチャに対しては、図１３に示す属性の分割情報ツリー、すなわち、分割粒度の大きいＱＴから分岐判定が開始する属性の分割情報ツリーを選択する。一方、インター符号化のスライスあるいはピクチャでは、イントラ符号化に比べて分割数が少ない傾向がある。したがって、分割部１０２は、ステップＳ１００では、インター符号化のスライスあるいはピクチャに対しては、図１４に示す属性の分割情報ツリー、すなわち、分割粒度の小さいＳから分岐判定が開始する属性の分割情報ツリーを選択する。これにより、分割情報ツリーの属性、すなわち分割情報ツリーが切り替えられる。

　分割情報ツリーの属性の切り替えは、シーケンス、スライス、ピクチャ、あるいは、スライスを分割した単位（ＣＴＵなど）などで実施可能である。符号化装置１００は、有効な分割情報ツリーの属性を示す情報を、スライスまたはピクチャなどのヘッダ情報として符号化してもよいし、あるいは、ピクチャタイプなどと関連付けておくことで、その情報を符号化しなくてもよい。

　なお、分割部１０２は、分割情報ツリーの属性を、所定の符号化パラメータだけでなく、他のパラメータにも基づいて選択してもよく、あるいは、所定の符号化パラメータの代わりに、他のパラメータのみに基づいて選択してもよい。他のパラメータは、例えば分割モードの発生確率であってもよい。この場合、他のパラメータは、具体的には、符号化済みのピクチャにおける分割モードの発生確率Ｐ１、あるいは、２パスで符号化を実施する際に、１パス目に取得した分割モードの発生確率Ｐ２などである。ここで、他のパラメータが発生確率Ｐ１である場合、復号装置２００は、復号済みのピクチャにおける分割モードの発生確率を取得して、分割情報ツリーの属性を決定することができる。また、符号化装置１００は、分割情報ツリーを決定するための情報をヘッダ情報として符号化してもよい。

　［実施の形態４の効果］
　実施の形態４によれば、分割粒度の大小の傾向に応じた分割情報ツリーの切り替えにより、分割情報の発生確率に適したツリーを選択することで、分割情報の可変長符号化の効率が向上する可能性がある。

　（実施の形態５）
　本実施の形態における符号化装置１００は、実施の形態１と同様に、図１に示す構成を有する。また、本実施の形態における符号化装置１００の分割部１０２は、実施の形態２～４と同様、実施の形態１に対して付加的な機能、または代替え的な機能を有する。

　［符号化装置の分割部の処理フロー］
　図２２は、実施の形態５における符号化装置１００の分割部１０２によるブロック分割情報のシンタックス決定処理の一例を示すフローチャートである。

　本実施の形態におけるシンタックス決定処理では、図２２のフローチャートに示すように、選択可能な属性の分割情報ツリーに出現する全ての要素に対して、発生確率の初期値を設定する点が、実施の形態４と異なる。なお、上述の要素、すなわち分割情報の要素は、例えば分割モードである。

　具体的には、分割部１０２は、まず、選択可能な属性の分割情報ツリーで使用される分割情報の全ての要素に対して、発生確率の初期値を設定する（ステップＳ９９）。例えば、分割情報ツリーによって使用される分割情報の要素が異なる場合には、特定の分割情報ツリーでは使用されない分割情報の要素が存在する。しかし、分割部１０２は、そのような分割情報の要素に対しても初期値を設定する。

　そして、分割部１０２は、実施の形態４と同様、ステップＳ１００、Ｓ１０１およびＳ１０２ｂの処理を実行する。

　［実施の形態５の効果］
　実施の形態５によれば、出現し得る全ての分割情報の要素に対して発生確率の初期値が設定されるため、算術符号化および算術復号時に初期値が不定となり誤動作し得る問題を解決することができる。

　（実施の形態６）
　本実施の形態における復号装置２００は、実施の形態１と同様に、図１０に示す構成を有する。また、本実施の形態における復号装置２００のエントロピー復号部２０２は、実施の形態１に対して付加的な機能、または代替え的な機能を有する。

　［復号装置のエントロピー復号部の処理フロー］
　図２３は、実施の形態６における復号装置２００のエントロピー復号部２０２によるブロック分割情報のシンタックス復号処理の一例を示すフローチャートである。

　エントロピー復号部２０２は、シンタックス復号処理では、まず、復号対象となる基準ブロック（例えばＣＴＵなど）において有効となる分割情報ツリーの属性を特定する（ステップＳ２０１）。次に、エントロピー復号部２０２は、特定した属性の分割情報ツリーに基づいて基準ブロックの分割情報を復号する（ステップＳ２０２）。つまり、エントロピー復号部２０２は、基準ブロックである復号対象ブロックに対して生成されて可変長符号化された分割情報を可変長復号する。そして、エントロピー復号部２０２は、その可変長復号された分割情報によって示される分割モードを、ステップＳ２０１で特定された属性の分割情報ツリーに基づくシンタックスにしたがって特定する。

　分割情報ツリーは、例えば、実施の形態２から実施の形態５までの各形態により生成されたツリーのうちのいずれかである。また、分割情報ツリーの属性が固定されている場合には、エントロピー復号部２０２は、常にデフォルトの分割情報ツリーを用いてもよい。また、分割情報の要素に対する発生確率の初期値は、符号化時と同様の方法で設定される。

　また、分割情報ツリーを決定するための情報が符号化されている場合は、エントロピー復号部２０２は、当該情報を復号して、復号されたその情報にしたがって分割情報ツリーを選択あるいは生成する。そして、エントロピー復号部２０２は、その選択あるいは生成された分割情報ツリーに従って分割情報を復号してもよい。

　なお、分割情報ツリーに含まれる分割情報のそれぞれの要素は、算術符号化などによって可変長符号化されていてもよい。この場合、エントロピー復号部２０２は、分割情報の要素毎に、所定の可変長符号化方法に基づいて可変長符号化されたその要素を、その所定の可変長符号化方法に対応する可変長復号方法に基づいて可変長復号する。

　［実施の形態６の効果］
　実施の形態６によれば、実施の形態２から実施の形態５での符号化方法により符号化された分割情報を適切に復号することができる。

　［実施の形態２～６に係る補足説明］
　符号化対象ブロックの分割情報は、例えば、複数の分割モードによって表現されるツリー構造の属性を示す情報と、当該ツリー構造に従って生成されたシンタックスとを含んでいてもよい。ここで、ツリー構造の属性を示す情報とは、一例として、ツリー構造を構成する分割モードの配置または順番などを指定する情報であってもよいし、所定の複数のツリー構造のうちどのツリー構造を用いるかを示す情報であってもよい。

　ツリー構造にある複数の分割モードは、例えば、「２分割（ＢＴ）、３分割（ＴＴ）、４分割（ＱＴ）、更なる分割を行うことを示すスプリット（Ｓ）、更なる分割を行わないことを示す非スプリット（ＮＳ）、垂直方向への分割（Ｖｅｒ）、および、水平方向への分割（Ｈｏｒ）」を含んでいてもよい。この場合、全ての分割モードを用いたツリー構造のシンタックスで表現しうるブロック分割形状（分割なしを含める）の種類は、一例として、「４分割、垂直３分割、水平３分割、垂直２分割、水平２分割、および、分割なし」の少なくとも６種類となる。実施の形態２～実施の形態６では、これらのブロック分割形状のそれぞれで、そのブロック形状の分割モードを、１度または２度のみ用いて表現したツリー構造を開示したが、これらの例に限られない。例えば、複数の分割モードのそれぞれを複数回ずつ用いてツリー構造を構成することにより、６種類以上のブロック分割形状を表現することが可能となる。その場合、実施の形態２のように、特定の分割モードからさらに分割を行う場合に選択可能な分割モードをあらかじめ決定しておいてもよい。

　なお、本開示において「分岐Ａ内の子ノード」は、例えば、「分岐Ａに直接的に属する子ノードだけでなく、当該子ノードの階層よりも下の階層に位置し、分岐Ａの延長上に属しているノード」を含んでいる。

　また、実施の形態２～実施の形態６におけるツリー構造の条件を満たすために、最上位の階層での分岐判定によって分割数が決定される子ノードの分割モードは、最大または最小の分割粒度の分割モードであってもよい。つまり、分割部１０２およびエントロピー復号部２０２は、例えば、選択しうる分割モードの中で最大の分割粒度である分割モード（一例としてＱＴ）または最小の分割粒度である分割モード（一例としてＮＳ）のいずれかを、最上位の階層での分岐判定に用いる分割モードに選択してもよい。

　ここで、分割なしを含めて４種類以下の分割モードのみを用いる場合、例えば「４分割、垂直２分割、水平２分割、分割なし」の分割モードを用いて符号化対象ブロックの分割情報を生成する場合は、分割モードによって表現し得るツリー構造のパターンが少ない。一方、実施の形態２～６のように、例えば、分割なしを含めて６種類以上の分割モードを用いる場合、一例として「４分割、垂直３分割、水平３分割、垂直２分割、水平２分割、および、分割なし」の分割モードを用いる場合は、ツリー構造を表現するために選択しうる分割モードの数が多く、表現できるツリー構造のパターンも多い。ここで、本発明者らは、幾つかのツリー構造の中には、符号化対象ブロック等の性質によっては可変長符号化における符号量の増加につながるものがあるという課題があり、当該課題はツリー構造の表現パターンが増加するにつれて顕著になることを見出した。すなわち、４種類以下の分割モードのみを用いる場合では、ある程度ツリー構造を必然的に選択し得る。これに対して、実施の形態２～６のように例えば６種類以上の分割モードを用いる場合においては、多数のパターンの中から、ツリー構造および分割モードを選択する自由度が高い。したがって、符号量の増加を促進する可能性のある分割モードを選択してツリー構造を表現してしまうことによって、最終的な符号化効率を低下させる蓋然性が高くなる。そこで、実施の形態２～５のそれぞれに係るブロック分割情報のシンタックス生成処理は、可変長符号化における符号量の増加を抑制し得るという、従来には認識されていなかった課題を顕著に改善し得る、新たな技術的意義を有するものである。

　［実施の形態２～６の実装例］
　図２４Ａは、実施の形態２～５における符号化装置の実装例を示すブロック図である。符号化装置１ａは、回路２ａおよびメモリ３ａを備える。例えば、図１に示された符号化装置１００の複数の構成要素は、図２４Ａに示された回路２ａおよびメモリ３ａによって実装される。

　回路２ａは、情報処理を行う回路であり、メモリ３ａにアクセス可能な回路である。例えば、回路２ａは、動画像を符号化する専用又は汎用の電子回路である。回路２ａは、ＣＰＵのようなプロセッサであってもよい。また、回路２ａは、複数の電子回路の集合体であってもよい。また、例えば、回路２ａは、図１に示された符号化装置１００の複数の構成要素のうち、情報を記憶するための構成要素を除く、複数の構成要素の役割を果たしてもよい。

　メモリ３ａは、回路２ａが動画像を符号化するための情報が記憶される汎用又は専用のメモリである。メモリ３ａは、電子回路であってもよく、回路２ａに接続されていてもよい。また、メモリ３ａは、回路２ａに含まれていてもよい。また、メモリ３ａは、複数の電子回路の集合体であってもよい。また、メモリ３ａは、磁気ディスク又は光ディスク等であってもよいし、ストレージ又は記録媒体等と表現されてもよい。また、メモリ３ａは、不揮発性メモリでもよいし、揮発性メモリでもよい。

　例えば、メモリ３ａには、符号化される動画像が記憶されてもよいし、符号化された動画像に対応するビット列が記憶されてもよい。また、メモリ３ａには、回路２ａが動画像を符号化するためのプログラムが記憶されていてもよい。

　また、例えば、メモリ３ａは、図１に示された符号化装置１００の複数の構成要素のうち、情報を記憶するための構成要素の役割を果たしてもよい。具体的には、メモリ３ａは、図１に示されたブロックメモリ１１８及びフレームメモリ１２２の役割を果たしてもよい。より具体的には、メモリ３ａには、処理済みサブブロック、処理済みブロック及び処理済みピクチャ等が記憶されてもよい。

　なお、符号化装置１００において、図１に示された複数の構成要素の全てが実装されなくてもよいし、上述された複数の処理の全てが行われなくてもよい。図１に示された複数の構成要素の一部は、他の装置に含まれていてもよいし、上述された複数の処理の一部は、他の装置によって実行されてもよい。

　図２４Ｂは、回路２ａおよびメモリ３ａを備えた符号化装置１ａの処理動作を示すフローチャートである。

　回路２ａは、メモリ３ａを用いて、まず、複数の分割モードから、符号化対象ブロックの分割モードを選択する（ステップＳ１１ａ）。次に、回路２ａは、符号化対象ブロックに対して選択された分割モードを示す分割情報を、複数の分割モードを複数のノードとして含むツリー構造に基づくシンタックスにしたがって生成する（ステップＳ１２ａ）。ここで、そのツリー構造では、各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、（ｉ）第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または（ｉｉ）第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである。

　例えば、回路２ａは、ツリー構造の各ノードに対して分割モードを選択することによって、符号化対象ブロックの分割情報の生成に用いられる上述のツリー構造を生成する。そして、そのツリー構造の生成では、回路２ａは、選択対象のノードをルートノードとして含む第１の部分木内の任意のノードの分割粒度が、第２の部分木内の任意のノードの分割粒度よりも大きくなるように、選択対象のノードに対して分割モードを選択する。また、その複数の分割モードは、ブロックを３分割する分割モードを含んでいてもよい。具体的には、回路２ａは、実施の形態２のように、図１３～図１７に示すツリー構造を生成し、符号化対象ブロックに対して選択された分割モードを示す分割情報を、そのツリー構造に基づくシンタックスにしたがって生成する。

　また、回路２ａは、ツリー構造の生成では、ツリー構造の階層が増加するごとに、分割粒度が単調に増加、あるいは、単調に減少するように、各ノードに対して分割モードを選択してもよい。具体的には、回路２ａは、実施の形態３のように、図１９または図２０に示すツリー構造を生成する。

　また、回路２ａは、さらに、複数のツリー構造から何れか１つのツリー構造を、所定の符号化パラメータに基づいて選択することによって、符号化対象ブロックの分割情報の生成に用いられるツリー構造を切り替えてもよい。具体的には、回路２ａは、実施の形態４のように、ピクチャタイプまたはＱＰなどの符号化パラメータに基づいて、ツリー構造を切り替える。

　また、回路２ａは、さらに、複数のツリー構造に含まれる全ての分割モードのそれぞれに対して、当該分割モードの発生確率の初期値を設定してもよい。具体的には、回路２ａは、実施の形態５のように、分割情報の全ての要素に対して、発生確率の初期値を設定する。

　これにより、分割情報の可変長符号化（具体的には、算術符号化）において、初期値が不定となり誤動作してしまうことを抑えることができる。

　図２４Ｃは、実施の形態６における復号装置の実装例を示すブロック図である。復号装置１ｂは、回路２ｂおよびメモリ３ｂを備える。例えば、図１０に示された復号装置２００の複数の構成要素は、図２４Ｃに示された回路２ｂおよびメモリ３ｂによって実装される。

　回路２ｂは、情報処理を行う回路であり、メモリ３ｂにアクセス可能な回路である。例えば、回路２ｂは、動画像を復号する汎用又は専用の電子回路である。回路２ｂは、ＣＰＵのようなプロセッサであってもよい。また、回路２ｂは、複数の電子回路の集合体であってもよい。また、例えば、回路２ｂは、図１０に示された復号装置２００の複数の構成要素のうち、情報を記憶するための構成要素を除く、複数の構成要素の役割を果たしてもよい。

　メモリ３ｂは、回路２ｂが動画像を復号するための情報が記憶される汎用又は専用のメモリである。メモリ３ｂは、電子回路であってもよく、回路２ｂに接続されていてもよい。また、メモリ３ｂは、回路２ｂに含まれていてもよい。また、メモリ３ｂは、複数の電子回路の集合体であってもよい。また、メモリ３ｂは、磁気ディスク又は光ディスク等であってもよいし、ストレージ又は記録媒体等と表現されてもよい。また、メモリ３ｂは、不揮発性メモリでもよいし、揮発性メモリでもよい。

　例えば、メモリ３ｂには、符号化された動画像に対応するビット列が記憶されてもよいし、復号されたビット列に対応する動画像が記憶されてもよい。また、メモリ３ｂには、回路２ｂが動画像を復号するためのプログラムが記憶されていてもよい。

　また、例えば、メモリ３ｂは、図１０に示された復号装置２００の複数の構成要素のうち、情報を記憶するための構成要素の役割を果たしてもよい。具体的には、メモリ３ｂは、図１０に示されたブロックメモリ２１０及びフレームメモリ２１４の役割を果たしてもよい。より具体的には、メモリ３ｂには、処理済みサブブロック、処理済みブロック及び処理済みピクチャ等が記憶されてもよい。

　なお、復号装置２００において、図１０に示された複数の構成要素の全てが実装されなくてもよいし、上述された複数の処理の全てが行われなくてもよい。図１０に示された複数の構成要素の一部は、他の装置に含まれていてもよいし、上述された複数の処理の一部は、他の装置によって実行されてもよい。

　図２４Ｄは、回路２ｂおよびメモリ３ｂを備えた復号装置１ｂの処理動作を示すフローチャートである。

　回路２ｂは、メモリ３ｂを用いて、まず、複数の分割モードを複数のノードとして含み、復号対象ブロックにおいて有効となるツリー構造の属性を特定する（ステップＳ１１ｂ）。次に、回路２ｂは、特定された属性のツリー構造に基づくシンタックスにしたがって、復号対象ブロックに対して生成された分割情報が示す分割モードを特定する（ステップＳ１２ｂ）。ここで、そのツリー構造では、各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、（ｉ）第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または（ｉｉ）第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである。

　例えば、そのツリー構造は、ツリー構造の各ノードに対して分割モードを選択することによって生成され、そのツリー構造では、選択対象のノードをルートノードとして含む第１の部分木内の任意のノードの分割粒度が、第２の部分木内の任意のノードの分割粒度よりも大きくなるように、その選択対象のノードに対して分割モードが選択されている。また、その複数の分割モードは、ブロックを３分割する分割モードを含んでいてもよい。具体的には、回路２ａは、実施の形態２における図１３～図１７に示すツリー構造の属性を特定し、その属性のツリー構造に基づくシンタックスにしたがって、分割モードを特定する。

　また、ツリー構造では、そのツリー構造の階層が増加するごとに、分割粒度が単調に増加、あるいは、単調に減少するように、各ノードに対して分割モードが選択されていてもよい。具体的には、回路２ｂは、実施の形態３における図１９または図２０に示すツリー構造の属性を特定する。

　また、回路２ｂは、さらに、複数のツリー構造から何れか１つのツリー構造を、所定の符号化パラメータに基づいて選択することによって、復号対象ブロックの分割モードの特定に用いられるツリー構造を切り替えてもよい。具体的には、回路２ｂは、実施の形態４のように、ピクチャタイプまたはＱＰなどの符号化パラメータに基づいて、ツリー構造を切り替える。

　また、回路２ｂは、さらに、複数のツリー構造に含まれる全ての分割モードのそれぞれに対して、当該分割モードの発生確率の初期値を設定してもよい。具体的には、回路２ｂは、実施の形態５のように、分割情報の全ての要素に対して、発生確率の初期値を設定する。

　なお、上記各実施の形態における第１の部分木内（すなわち分岐Ａ内）のノードの数は、１つであってもよく、複数であってもよい。同様に、第２の部分木内（すなわち分岐Ｂ内）のノードの数は、１つであってもよく、複数であってもよい。

　［補足］
　上記各実施の形態における符号化装置及び復号装置は、それぞれ、画像符号化装置及び画像復号装置として利用されてもよいし、動画像符号化装置及び動画像復号装置として利用されてもよい。

　また、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又はプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスク又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。

　具体的には、符号化装置及び復号装置のそれぞれは、処理回路（Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）と、当該処理回路に電気的に接続された、当該処理回路からアクセス可能な記憶装置（Ｓｔｏｒａｇｅ）とを備えていてもよい。

　処理回路は、専用のハードウェア及びプログラム実行部の少なくとも一方を含み、記憶装置を用いて処理を実行する。また、記憶装置は、処理回路がプログラム実行部を含む場合には、当該プログラム実行部により実行されるソフトウェアプログラムを記憶する。

　ここで、上記各実施の形態の符号化装置又は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、図５Ｂ、図５Ｄ、図１２、図１８、図２１～図２３、図２０Ｂおよび図２０Ｄのうちの何れかに示すフローチャートにしたがった処理を実行させる。

　また、各構成要素は、上述の通り、回路であってもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路であってもよい。また、各構成要素は、汎用的なプロセッサで実現されてもよいし、専用のプロセッサで実現されてもよい。

　また、特定の構成要素が実行する処理を別の構成要素が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、符号化復号装置が、符号化装置及び復号装置を備えていてもよい。

　説明に用いられた第１及び第２等の序数は、適宜、付け替えられてもよい。また、構成要素などに対して、序数が新たに与えられてもよいし、取り除かれてもよい。

　以上、符号化装置及び復号装置の態様について、各実施の形態に基づいて説明したが、符号化装置及び復号装置の態様は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を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、符号化装置及び復号装置の態様の範囲内に含まれてもよい。

　（実施の形態７）
　以上の各実施の形態において、機能ブロックの各々は、通常、ＭＰＵ及びメモリ等によって実現可能である。また、機能ブロックの各々による処理は、通常、プロセッサなどのプログラム実行部が、ＲＯＭ等の記録媒体に記録されたソフトウェア（プログラム）を読み出して実行することで実現される。当該ソフトウェアはダウンロード等により配布されてもよいし、半導体メモリなどの記録媒体に記録して配布されてもよい。なお、各機能ブロックをハードウェア（専用回路）によって実現することも、当然、可能である。

　また、各実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するプロセッサは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。

　本開示の態様は、以上の実施例に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本開示の態様の範囲内に包含される。

　さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）又は動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、画像復号方法を用いた画像復号装置、及び両方を備える画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。

　［使用例］
　図２５は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムｅｘ１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ｅｘ１０６、ｅｘ１０７、ｅｘ１０８、ｅｘ１０９、ｅｘ１１０が設置されている。

　このコンテンツ供給システムｅｘ１００では、インターネットｅｘ１０１に、インターネットサービスプロバイダｅｘ１０２又は通信網ｅｘ１０４、及び基地局ｅｘ１０６～ｅｘ１１０を介して、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、及びスマートフォンｅｘ１１５などの各機器が接続される。当該コンテンツ供給システムｅｘ１００は、上記のいずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。固定無線局である基地局ｅｘ１０６～ｅｘ１１０を介さずに、各機器が電話網又は近距離無線等を介して直接的又は間接的に相互に接続されていてもよい。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、インターネットｅｘ１０１等を介して、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、及びスマートフォンｅｘ１１５などの各機器と接続される。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、衛星ｅｘ１１６を介して、飛行機ｅｘ１１７内のホットスポット内の端末等と接続される。

　なお、基地局ｅｘ１０６～ｅｘ１１０の代わりに、無線アクセスポイント又はホットスポット等が用いられてもよい。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、インターネットｅｘ１０１又はインターネットサービスプロバイダｅｘ１０２を介さずに直接通信網ｅｘ１０４と接続されてもよいし、衛星ｅｘ１１６を介さず直接飛行機ｅｘ１１７と接続されてもよい。

　カメラｅｘ１１３はデジタルカメラ等の静止画撮影、及び動画撮影が可能な機器である。また、スマートフォンｅｘ１１５は、一般に２Ｇ、３Ｇ、３．９Ｇ、４Ｇ、そして今後は５Ｇと呼ばれる移動通信システムの方式に対応したスマートフォン機、携帯電話機、又はＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ　Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ　Ｓｙｓｔｅｍ）等である。

　家電ｅｘ１１８は、冷蔵庫、又は家庭用燃料電池コージェネレーションシステムに含まれる機器等である。

　コンテンツ供給システムｅｘ１００では、撮影機能を有する端末が基地局ｅｘ１０６等を通じてストリーミングサーバｅｘ１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、端末（コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、スマートフォンｅｘ１１５、及び飛行機ｅｘ１１７内の端末等）は、ユーザが当該端末を用いて撮影した静止画又は動画コンテンツに対して上記各実施の形態で説明した符号化処理を行い、符号化により得られた映像データと、映像に対応する音を符号化した音データと多重化し、得られたデータをストリーミングサーバｅｘ１０３に送信する。即ち、各端末は、本開示の一態様に係る画像符号化装置として機能する。

　一方、ストリーミングサーバｅｘ１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントは、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、スマートフォンｅｘ１１５、又は飛行機ｅｘ１１７内の端末等である。配信されたデータを受信した各機器は、受信したデータを復号化処理して再生する。即ち、各機器は、本開示の一態様に係る画像復号装置として機能する。

　［分散処理］
　また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は複数のサーバ又は複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。例えば、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、ＣＤＮ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ　Ｄｅｌｉｖｅｒｙ　Ｎｅｔｗｏｒｋ）により実現され、世界中に分散された多数のエッジサーバとエッジサーバ間をつなぐネットワークによりコンテンツ配信が実現されていてもよい。ＣＤＮでは、クライアントに応じて物理的に近いエッジサーバが動的に割り当てられる。そして、当該エッジサーバにコンテンツがキャッシュ及び配信されることで遅延を減らすことができる。また、何らかのエラーが発生した場合又はトラフィックの増加などにより通信状態が変わる場合に複数のエッジサーバで処理を分散したり、他のエッジサーバに配信主体を切り替えたり、障害が生じたネットワークの部分を迂回して配信を続けることができるので、高速かつ安定した配信が実現できる。

　また、配信自体の分散処理にとどまらず、撮影したデータの符号化処理を各端末で行ってもよいし、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、一般に符号化処理では、処理ループが２度行われる。１度目のループでフレーム又はシーン単位での画像の複雑さ、又は、符号量が検出される。また、２度目のループでは画質を維持して符号化効率を向上させる処理が行われる。例えば、端末が１度目の符号化処理を行い、コンテンツを受け取ったサーバ側が２度目の符号化処理を行うことで、各端末での処理負荷を減らしつつもコンテンツの質と効率を向上させることができる。この場合、ほぼリアルタイムで受信して復号する要求があれば、端末が行った一度目の符号化済みデータを他の端末で受信して再生することもできるので、より柔軟なリアルタイム配信も可能になる。

　他の例として、カメラｅｘ１１３等は、画像から特徴量抽出を行い、特徴量に関するデータをメタデータとして圧縮してサーバに送信する。サーバは、例えば特徴量からオブジェクトの重要性を判断して量子化精度を切り替えるなど、画像の意味に応じた圧縮を行う。特徴量データはサーバでの再度の圧縮時の動きベクトル予測の精度及び効率向上に特に有効である。また、端末でＶＬＣ（可変長符号化）などの簡易的な符号化を行い、サーバでＣＡＢＡＣ（コンテキスト適応型二値算術符号化方式）など処理負荷の大きな符号化を行ってもよい。

　さらに他の例として、スタジアム、ショッピングモール、又は工場などにおいては、複数の端末によりほぼ同一のシーンが撮影された複数の映像データが存在する場合がある。この場合には、撮影を行った複数の端末と、必要に応じて撮影をしていない他の端末及びサーバを用いて、例えばＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ　ｏｆ　Ｐｉｃｔｕｒｅ）単位、ピクチャ単位、又はピクチャを分割したタイル単位などで符号化処理をそれぞれ割り当てて分散処理を行う。これにより、遅延を減らし、よりリアルタイム性を実現できる。

　また、複数の映像データはほぼ同一シーンであるため、各端末で撮影された映像データを互いに参照し合えるように、サーバで管理及び／又は指示をしてもよい。または、各端末からの符号化済みデータを、サーバが受信し複数のデータ間で参照関係を変更、又はピクチャ自体を補正或いは差し替えて符号化しなおしてもよい。これにより、一つ一つのデータの質と効率を高めたストリームを生成できる。

　また、サーバは、映像データの符号化方式を変更するトランスコードを行ったうえで映像データを配信してもよい。例えば、サーバは、ＭＰＥＧ系の符号化方式をＶＰ系に変換してもよいし、Ｈ．２６４をＨ．２６５に変換してもよい。

　このように、符号化処理は、端末、又は１以上のサーバにより行うことが可能である。よって、以下では、処理を行う主体として「サーバ」又は「端末」等の記載を用いるが、サーバで行われる処理の一部又は全てが端末で行われてもよいし、端末で行われる処理の一部又は全てがサーバで行われてもよい。また、これらに関しては、復号処理についても同様である。

　［３Ｄ、マルチアングル］
　近年では、互いにほぼ同期した複数のカメラｅｘ１１３及び／又はスマートフォンｅｘ１１５などの端末により撮影された異なるシーン、又は、同一シーンを異なるアングルから撮影した画像或いは映像を統合して利用することも増えてきている。各端末で撮影した映像は、別途取得した端末間の相対的な位置関係、又は、映像に含まれる特徴点が一致する領域などに基づいて統合される。

　サーバは、２次元の動画像を符号化するだけでなく、動画像のシーン解析などに基づいて自動的に、又は、ユーザが指定した時刻において、静止画を符号化し、受信端末に送信してもよい。サーバは、さらに、撮影端末間の相対的な位置関係を取得できる場合には、２次元の動画像だけでなく、同一シーンが異なるアングルから撮影された映像に基づき、当該シーンの３次元形状を生成できる。なお、サーバは、ポイントクラウドなどにより生成した３次元のデータを別途符号化してもよいし、３次元データを用いて人物又はオブジェクトを認識或いは追跡した結果に基づいて、受信端末に送信する映像を、複数の端末で撮影した映像から選択、又は、再構成して生成してもよい。

　このようにして、ユーザは、各撮影端末に対応する各映像を任意に選択してシーンを楽しむこともできるし、複数画像又は映像を用いて再構成された３次元データから任意視点の映像を切り出したコンテンツを楽しむこともできる。さらに、映像と同様に音も複数の相異なるアングルから収音され、サーバは、映像に合わせて特定のアングル又は空間からの音を映像と多重化して送信してもよい。

　また、近年ではＶｉｒｔｕａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ（ＶＲ）及びＡｕｇｍｅｎｔｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ（ＡＲ）など、現実世界と仮想世界とを対応付けたコンテンツも普及してきている。ＶＲの画像の場合、サーバは、右目用及び左目用の視点画像をそれぞれ作成し、Ｍｕｌｔｉ－Ｖｉｅｗ　Ｃｏｄｉｎｇ（ＭＶＣ）などにより各視点映像間で参照を許容する符号化を行ってもよいし、互いに参照せずに別ストリームとして符号化してもよい。別ストリームの復号時には、ユーザの視点に応じて仮想的な３次元空間が再現されるように互いに同期させて再生するとよい。

　ＡＲの画像の場合には、サーバは、現実空間のカメラ情報に、仮想空間上の仮想物体情報を、３次元的位置又はユーザの視点の動きに基づいて重畳する。復号装置は、仮想物体情報及び３次元データを取得又は保持し、ユーザの視点の動きに応じて２次元画像を生成し、スムーズにつなげることで重畳データを作成してもよい。または、復号装置は仮想物体情報の依頼に加えてユーザの視点の動きをサーバに送信し、サーバは、サーバに保持される３次元データから受信した視点の動きに合わせて重畳データを作成し、重畳データを符号化して復号装置に配信してもよい。なお、重畳データは、ＲＧＢ以外に透過度を示すα値を有し、サーバは、３次元データから作成されたオブジェクト以外の部分のα値が０などに設定し、当該部分が透過する状態で、符号化してもよい。もしくは、サーバは、クロマキーのように所定の値のＲＧＢ値を背景に設定し、オブジェクト以外の部分は背景色にしたデータを生成してもよい。

　同様に配信されたデータの復号処理はクライアントである各端末で行っても、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、ある端末が、一旦サーバに受信リクエストを送り、そのリクエストに応じたコンテンツを他の端末で受信し復号処理を行い、ディスプレイを有する装置に復号済みの信号が送信されてもよい。通信可能な端末自体の性能によらず処理を分散して適切なコンテンツを選択することで画質のよいデータを再生することができる。また、他の例として大きなサイズの画像データをＴＶ等で受信しつつ、鑑賞者の個人端末にピクチャが分割されたタイルなど一部の領域が復号されて表示されてもよい。これにより、全体像を共有化しつつ、自身の担当分野又はより詳細に確認したい領域を手元で確認することができる。

　また今後は、屋内外にかかわらず近距離、中距離、又は長距離の無線通信が複数使用可能な状況下で、ＭＰＥＧ－ＤＡＳＨなどの配信システム規格を利用して、接続中の通信に対して適切なデータを切り替えながらシームレスにコンテンツを受信することが予想される。これにより、ユーザは、自身の端末のみならず屋内外に設置されたディスプレイなどの復号装置又は表示装置を自由に選択しながらリアルタイムで切り替えられる。また、自身の位置情報などに基づいて、復号する端末及び表示する端末を切り替えながら復号を行うことができる。これにより、目的地への移動中に、表示可能なデバイスが埋め込まれた隣の建物の壁面又は地面の一部に地図情報を表示させながら移動することも可能になる。また、符号化データが受信端末から短時間でアクセスできるサーバにキャッシュされている、又は、コンテンツ・デリバリー・サービスにおけるエッジサーバにコピーされている、などの、ネットワーク上での符号化データへのアクセス容易性に基づいて、受信データのビットレートを切り替えることも可能である。

　［スケーラブル符号化］
　コンテンツの切り替えに関して、図２６に示す、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法を応用して圧縮符号化されたスケーラブルなストリームを用いて説明する。サーバは、個別のストリームとして内容は同じで質の異なるストリームを複数有していても構わないが、図示するようにレイヤに分けて符号化を行うことで実現される時間的／空間的スケーラブルなストリームの特徴を活かして、コンテンツを切り替える構成であってもよい。つまり、復号側が性能という内的要因と通信帯域の状態などの外的要因とに応じてどのレイヤまで復号するかを決定することで、復号側は、低解像度のコンテンツと高解像度のコンテンツとを自由に切り替えて復号できる。例えば移動中にスマートフォンｅｘ１１５で視聴していた映像の続きを、帰宅後にインターネットＴＶ等の機器で視聴したい場合には、当該機器は、同じストリームを異なるレイヤまで復号すればよいので、サーバ側の負担を軽減できる。

　さらに、上記のように、レイヤ毎にピクチャが符号化されており、ベースレイヤの上位にエンハンスメントレイヤが存在するスケーラビリティを実現する構成以外に、エンハンスメントレイヤが画像の統計情報などに基づくメタ情報を含み、復号側が、メタ情報に基づきベースレイヤのピクチャを超解像することで高画質化したコンテンツを生成してもよい。超解像とは、同一解像度におけるＳＮ比の向上、及び、解像度の拡大のいずれであってもよい。メタ情報は、超解像処理に用いる線形或いは非線形のフィルタ係数を特定するため情報、又は、超解像処理に用いるフィルタ処理、機械学習或いは最小２乗演算におけるパラメータ値を特定する情報などを含む。

　または、画像内のオブジェクトなどの意味合いに応じてピクチャがタイル等に分割されており、復号側が、復号するタイルを選択することで一部の領域だけを復号する構成であってもよい。また、オブジェクトの属性（人物、車、ボールなど）と映像内の位置（同一画像における座標位置など）とをメタ情報として格納することで、復号側は、メタ情報に基づいて所望のオブジェクトの位置を特定し、そのオブジェクトを含むタイルを決定できる。例えば、図２７に示すように、メタ情報は、ＨＥＶＣにおけるＳＥＩメッセージなど画素データとは異なるデータ格納構造を用いて格納される。このメタ情報は、例えば、メインオブジェクトの位置、サイズ、又は色彩などを示す。

　また、ストリーム、シーケンス又はランダムアクセス単位など、複数のピクチャから構成される単位でメタ情報が格納されてもよい。これにより、復号側は、特定人物が映像内に出現する時刻などが取得でき、ピクチャ単位の情報と合わせることで、オブジェクトが存在するピクチャ、及び、ピクチャ内でのオブジェクトの位置を特定できる。

　［Ｗｅｂページの最適化］
　図２８は、コンピュータｅｘ１１１等におけるｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図２９は、スマートフォンｅｘ１１５等におけるｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図２８及び図２９に示すようにｗｅｂページが、画像コンテンツへのリンクであるリンク画像を複数含む場合があり、閲覧するデバイスによってその見え方は異なる。画面上に複数のリンク画像が見える場合には、ユーザが明示的にリンク画像を選択するまで、又は画面の中央付近にリンク画像が近付く或いはリンク画像の全体が画面内に入るまでは、表示装置（復号装置）は、リンク画像として各コンテンツが有する静止画又はＩピクチャを表示したり、複数の静止画又はＩピクチャ等でｇｉｆアニメのような映像を表示したり、ベースレイヤのみ受信して映像を復号及び表示したりする。

　ユーザによりリンク画像が選択された場合、表示装置は、ベースレイヤを最優先にして復号する。なお、ｗｅｂページを構成するＨＴＭＬにスケーラブルなコンテンツであることを示す情報があれば、表示装置は、エンハンスメントレイヤまで復号してもよい。また、リアルタイム性を担保するために、選択される前又は通信帯域が非常に厳しい場合には、表示装置は、前方参照のピクチャ（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、前方参照のみのＢピクチャ）のみを復号及び表示することで、先頭ピクチャの復号時刻と表示時刻との間の遅延（コンテンツの復号開始から表示開始までの遅延）を低減できる。また、表示装置は、ピクチャの参照関係を敢えて無視して全てのＢピクチャ及びＰピクチャを前方参照にして粗く復号し、時間が経ち受信したピクチャが増えるにつれて正常の復号を行ってもよい。

　［自動走行］
　また、車の自動走行又は走行支援のため２次元又は３次元の地図情報などの静止画又は映像データを送受信する場合、受信端末は、１以上のレイヤに属する画像データに加えて、メタ情報として天候又は工事の情報なども受信し、これらを対応付けて復号してもよい。なお、メタ情報は、レイヤに属してもよいし、単に画像データと多重化されてもよい。

　この場合、受信端末を含む車、ドローン又は飛行機などが移動するため、受信端末は、当該受信端末の位置情報を受信要求時に送信することで、基地局ｅｘ１０６～ｅｘ１１０を切り替えながらシームレスな受信及び復号を実現できる。また、受信端末は、ユーザの選択、ユーザの状況又は通信帯域の状態に応じて、メタ情報をどの程度受信するか、又は地図情報をどの程度更新していくかを動的に切り替えることが可能になる。

　以上のようにして、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、ユーザが送信した符号化された情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号し、再生することができる。

　［個人コンテンツの配信］
　また、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、映像配信業者による高画質で長時間のコンテンツのみならず、個人による低画質で短時間のコンテンツのユニキャスト、又はマルチキャスト配信が可能である。また、このような個人のコンテンツは今後も増加していくと考えられる。個人コンテンツをより優れたコンテンツにするために、サーバは、編集処理を行ってから符号化処理を行ってもよい。これは例えば、以下のような構成で実現できる。

　撮影時にリアルタイム又は蓄積して撮影後に、サーバは、原画又は符号化済みデータから撮影エラー、シーン探索、意味の解析、及びオブジェクト検出などの認識処理を行う。そして、サーバは、認識結果に基いて手動又は自動で、ピントずれ又は手ブレなどを補正したり、明度が他のピクチャに比べて低い又は焦点が合っていないシーンなどの重要性の低いシーンを削除したり、オブジェクトのエッジを強調したり、色合いを変化させるなどの編集を行う。サーバは、編集結果に基いて編集後のデータを符号化する。また撮影時刻が長すぎると視聴率が下がることも知られており、サーバは、撮影時間に応じて特定の時間範囲内のコンテンツになるように上記のように重要性が低いシーンのみならず動きが少ないシーンなどを、画像処理結果に基き自動でクリップしてもよい。または、サーバは、シーンの意味解析の結果に基づいてダイジェストを生成して符号化してもよい。

　なお、個人コンテンツには、そのままでは著作権、著作者人格権、又は肖像権等の侵害となるものが写り込んでいるケースもあり、共有する範囲が意図した範囲を超えてしまうなど個人にとって不都合な場合もある。よって、例えば、サーバは、画面の周辺部の人の顔、又は家の中などを敢えて焦点が合わない画像に変更して符号化してもよい。また、サーバは、符号化対象画像内に、予め登録した人物とは異なる人物の顔が映っているかどうかを認識し、映っている場合には、顔の部分にモザイクをかけるなどの処理を行ってもよい。または、符号化の前処理又は後処理として、著作権などの観点からユーザが画像を加工したい人物又は背景領域を指定し、サーバは、指定された領域を別の映像に置き換える、又は焦点をぼかすなどの処理を行うことも可能である。人物であれば、動画像において人物をトラッキングしながら、顔の部分の映像を置き換えることができる。

　また、データ量の小さい個人コンテンツの視聴はリアルタイム性の要求が強いため、帯域幅にもよるが、復号装置は、まずベースレイヤを最優先で受信して復号及び再生を行う。復号装置は、この間にエンハンスメントレイヤを受信し、再生がループされる場合など２回以上再生される場合に、エンハンスメントレイヤも含めて高画質の映像を再生してもよい。このようにスケーラブルな符号化が行われているストリームであれば、未選択時又は見始めた段階では粗い動画だが、徐々にストリームがスマートになり画像がよくなるような体験を提供することができる。スケーラブル符号化以外にも、１回目に再生される粗いストリームと、１回目の動画を参照して符号化される２回目のストリームとが１つのストリームとして構成されていても同様の体験を提供できる。

　［その他の使用例］
　また、これらの符号化又は復号処理は、一般的に各端末が有するＬＳＩｅｘ５００において処理される。ＬＳＩｅｘ５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化又は復号用のソフトウェアをコンピュータｅｘ１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、又はハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化又は復号処理を行ってもよい。さらに、スマートフォンｅｘ１１５がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データはスマートフォンｅｘ１１５が有するＬＳＩｅｘ５００で符号化処理されたデータである。

　なお、ＬＳＩｅｘ５００は、アプリケーションソフトをダウンロードしてアクティベートする構成であってもよい。この場合、端末は、まず、当該端末がコンテンツの符号化方式に対応しているか、又は、特定サービスの実行能力を有するかを判定する。端末がコンテンツの符号化方式に対応していない場合、又は、特定サービスの実行能力を有さない場合、端末は、コーデック又はアプリケーションソフトをダウンロードし、その後、コンテンツ取得及び再生する。

　また、インターネットｅｘ１０１を介したコンテンツ供給システムｅｘ１００に限らず、デジタル放送用システムにも上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）又は動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。衛星などを利用して放送用の電波に映像と音が多重化された多重化データを載せて送受信するため、コンテンツ供給システムｅｘ１００のユニキャストがし易い構成に対してマルチキャスト向きであるという違いがあるが符号化処理及び復号処理に関しては同様の応用が可能である。

　［ハードウェア構成］
　図３０は、スマートフォンｅｘ１１５を示す図である。また、図３１は、スマートフォンｅｘ１１５の構成例を示す図である。スマートフォンｅｘ１１５は、基地局ｅｘ１１０との間で電波を送受信するためのアンテナｅｘ４５０と、映像及び静止画を撮ることが可能なカメラ部ｅｘ４６５と、カメラ部ｅｘ４６５で撮像した映像、及びアンテナｅｘ４５０で受信した映像等が復号されたデータを表示する表示部ｅｘ４５８とを備える。スマートフォンｅｘ１１５は、さらに、タッチパネル等である操作部ｅｘ４６６と、音声又は音響を出力するためのスピーカ等である音声出力部ｅｘ４５７と、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ｅｘ４５６と、撮影した映像或いは静止画、録音した音声、受信した映像或いは静止画、メール等の符号化されたデータ、又は、復号化されたデータを保存可能なメモリ部ｅｘ４６７と、ユーザを特定し、ネットワークをはじめ各種データへのアクセスの認証をするためのＳＩＭｅｘ４６８とのインタフェース部であるスロット部ｅｘ４６４とを備える。なお、メモリ部ｅｘ４６７の代わりに外付けメモリが用いられてもよい。

　また、表示部ｅｘ４５８及び操作部ｅｘ４６６等を統括的に制御する主制御部ｅｘ４６０と、電源回路部ｅｘ４６１、操作入力制御部ｅｘ４６２、映像信号処理部ｅｘ４５５、カメラインタフェース部ｅｘ４６３、ディスプレイ制御部ｅｘ４５９、変調／復調部ｅｘ４５２、多重／分離部ｅｘ４５３、音声信号処理部ｅｘ４５４、スロット部ｅｘ４６４、及びメモリ部ｅｘ４６７とがバスｅｘ４７０を介して接続されている。

　電源回路部ｅｘ４６１は、ユーザの操作により電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することによりスマートフォンｅｘ１１５を動作可能な状態に起動する。

　スマートフォンｅｘ１１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有する主制御部ｅｘ４６０の制御に基づいて、通話及データ通信等の処理を行う。通話時は、音声入力部ｅｘ４５６で収音した音声信号を音声信号処理部ｅｘ４５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ｅｘ４５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ｅｘ４５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ４５０を介して送信する。また受信データを増幅して周波数変換処理及びアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ｅｘ４５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ｅｘ４５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ｅｘ４５７から出力する。データ通信モード時は、本体部の操作部ｅｘ４６６等の操作によってテキスト、静止画、又は映像データが操作入力制御部ｅｘ４６２を介して主制御部ｅｘ４６０に送出され、同様に送受信処理が行われる。データ通信モード時に映像、静止画、又は映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ｅｘ４５５は、メモリ部ｅｘ４６７に保存されている映像信号又はカメラ部ｅｘ４６５から入力された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し、符号化された映像データを多重／分離部ｅｘ４５３に送出する。また、音声信号処理部ｅｘ４５４は、映像又は静止画等をカメラ部ｅｘ４６５で撮像中に音声入力部ｅｘ４５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ｅｘ４５３に送出する。多重／分離部ｅｘ４５３は、符号化済み映像データと符号化済み音声データを所定の方式で多重化し、変調／復調部（変調／復調回路部）ｅｘ４５２、及び送信／受信部ｅｘ４５１で変調処理及び変換処理を施してアンテナｅｘ４５０を介して送信する。

　電子メール又はチャットに添付された映像、又はウェブページ等にリンクされた映像を受信した場合、アンテナｅｘ４５０を介して受信された多重化データを復号するために、多重／分離部ｅｘ４５３は、多重化データを分離することにより、多重化データを映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスｅｘ４７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ｅｘ４５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ｅｘ４５４に供給する。映像信号処理部ｅｘ４５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって映像信号を復号し、ディスプレイ制御部ｅｘ４５９を介して表示部ｅｘ４５８から、リンクされた動画像ファイルに含まれる映像又は静止画が表示される。また音声信号処理部ｅｘ４５４は、音声信号を復号し、音声出力部ｅｘ４５７から音声が出力される。なおリアルタイムストリーミングが普及しているため、ユーザの状況によっては音声の再生が社会的にふさわしくない場も起こりえる。そのため、初期値としては、音声信号は再生せず映像データのみを再生する構成の方が望ましい。ユーザが映像データをクリックするなど操作を行った場合にのみ音声を同期して再生してもよい。

　またここではスマートフォンｅｘ１１５を例に説明したが、端末としては符号化器及び復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみを有する送信端末、及び、復号化器のみを有する受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムにおいて、映像データに音声データなどが多重化された多重化データを受信又は送信するとして説明したが、多重化データには、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されてもよいし、多重化データではなく映像データ自体が受信又は送信されてもよい。

　なお、ＣＰＵを含む主制御部ｅｘ４６０が符号化又は復号処理を制御するとして説明したが、端末はＧＰＵを備えることも多い。よって、ＣＰＵとＧＰＵで共通化されたメモリ、又は共通に使用できるようにアドレスが管理されているメモリにより、ＧＰＵの性能を活かして広い領域を一括して処理する構成でもよい。これにより符号化時間を短縮でき、リアルタイム性を確保し、低遅延を実現できる。特に動き探索、デブロックフィルタ、ＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ　Ａｄａｐｔｉｖｅ　Ｏｆｆｓｅｔ）、及び変換・量子化の処理を、ＣＰＵではなく、ＧＰＵでピクチャなどの単位で一括して行うと効率的である。

　本開示の符号化装置および復号装置は、さらなる改善の可能性があるという効果を奏し、例えば、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、車載カメラ、およびネットワークカメラ等の情報表示機器または撮像機器に利用可能であり、利用価値が高い。

　１００　　符号化装置
　１０２　　分割部
　１０４　　減算部
　１０６　　変換部
　１０８　　量子化部
　１１０　　エントロピー符号化部
　１１２、２０４　　逆量子化部
　１１４、２０６　　逆変換部
　１１６、２０８　　加算部
　１１８、２１０　　ブロックメモリ
　１２０、２１２　　ループフィルタ部
　１２２、２１４　　フレームメモリ
　１２４、２１６　　イントラ予測部
　１２６、２１８　　インター予測部
　１２８、２２０　　予測制御部
　２００　　復号装置
　２０２　　エントロピー復号部

Claims

　回路と、
　メモリと、を備え、
　前記回路は、前記メモリを用いて、
　複数の分割モードから、符号化対象ブロックの分割モードを選択し、
　前記符号化対象ブロックに対して選択された前記分割モードを示す分割情報を、前記複数の分割モードを複数のノードとして含むツリー構造に基づくシンタックスにしたがって生成し、
　前記ツリー構造では、
　各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、前記第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、
　（ｉ）前記第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または
　（ｉｉ）前記第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである、
　符号化装置。
　前記回路は、
　ツリー構造の各ノードに対して分割モードを選択することによって、前記符号化対象ブロックの分割情報の生成に用いられる前記ツリー構造を生成し、
　前記ツリー構造の生成では、
　選択対象のノードをルートノードとして含む前記第１の部分木内の任意のノードの分割粒度が、前記第２の部分木内の任意のノードの分割粒度よりも大きくなるように、前記選択対象のノードに対して分割モードを選択する、
　請求項１に記載の符号化装置。
　前記回路は、前記ツリー構造の生成では、
　前記ツリー構造の階層が増加するごとに、分割粒度が単調に増加、あるいは、単調に減少するように、各ノードに対して分割モードを選択する、
　請求項２に記載の符号化装置。
　前記回路は、さらに、
　複数のツリー構造から何れか１つのツリー構造を、所定の符号化パラメータに基づいて選択することによって、前記符号化対象ブロックの分割情報の生成に用いられる前記ツリー構造を切り替える、
　請求項１～３の何れか１項に記載の符号化装置。
　前記回路は、さらに、
　前記複数のツリー構造に含まれる全ての分割モードのそれぞれに対して、当該分割モードの発生確率の初期値を設定する、
　請求項４に記載の符号化装置。
　前記複数の分割モードは、ブロックを３分割する分割モードを含む、
　請求項１～５の何れか１項に記載の符号化装置。
　回路と、
　メモリと、を備え、
　前記回路は、前記メモリを用いて、
　複数の分割モードを複数のノードとして含み、復号対象ブロックにおいて有効となるツリー構造の属性を特定し、
　特定された前記属性のツリー構造に基づくシンタックスにしたがって、前記復号対象ブロックに対して生成された分割情報が示す分割モードを特定し、
　前記ツリー構造では、
　各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、前記第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、
　（ｉ）前記第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または
　（ｉｉ）前記第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである、
　復号装置。
　前記ツリー構造は、ツリー構造の各ノードに対して分割モードを選択することによって生成され、
　前記ツリー構造では、
　選択対象のノードをルートノードとして含む前記第１の部分木内の任意のノードの分割粒度が、前記第２の部分木内の任意のノードの分割粒度よりも大きくなるように、前記選択対象のノードに対して分割モードが選択されている、
　請求項７に記載の復号装置。
　前記ツリー構造では、
　前記ツリー構造の階層が増加するごとに、分割粒度が単調に増加、あるいは、単調に減少するように、各ノードに対して分割モードが選択されている、
　請求項８に記載の復号装置。
　前記回路は、さらに、
　複数のツリー構造から何れか１つのツリー構造を、所定の符号化パラメータに基づいて選択することによって、前記復号対象ブロックの分割モードの特定に用いられる前記ツリー構造を切り替える
　請求項７～９の何れか１項に記載の復号装置。
　前記回路は、さらに、
　前記複数のツリー構造に含まれる全ての分割モードのそれぞれに対して、当該分割モードの発生確率の初期値を設定する、
　請求項１０に記載の復号装置。
　前記複数の分割モードは、ブロックを３分割する分割モードを含む、
　請求項７～１１の何れか１項に記載の復号装置。
　複数の分割モードから、符号化対象ブロックの分割モードを選択し、
　前記符号化対象ブロックに対して選択された前記分割モードを示す分割情報を、前記複数の分割モードを複数のノードとして含むツリー構造に基づくシンタックスにしたがって生成し、
　前記ツリー構造では、
　各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、前記第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、
　（ｉ）前記第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または
　（ｉｉ）前記第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである、
　符号化方法。
　複数の分割モードを複数のノードとして含み、復号対象ブロックにおいて有効となるツリー構造の属性を特定し、
　特定された前記属性のツリー構造に基づくシンタックスにしたがって、前記復号対象ブロックに対して生成された分割情報が示す分割モードを特定し、
　前記ツリー構造では、
　各親ノードに対して第１の子ノードと第２の子ノードがある場合、前記第１の子ノードをルートノードとして含む第１の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度は、
　（ｉ）前記第２の子ノードをルートノードとして含む第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以上の大きさである、または
　（ｉｉ）前記第２の部分木内の全てのノードのそれぞれの分割粒度以下の大きさである、
　復号方法。