JP2014013975A - Image decoding device, data structure of encoded data, and image encoding device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce a processing amount of processing for estimating a division pattern of a target CU from a reference layer in a hierarchical encoding system.SOLUTION: A hierarchical moving image decoding device 1 comprises: a reference CU setting unit 1481 that sets a reference CU; and a PU division estimation unit 1482 that determines a PU division type for a target CU in accordance with a degree of overlapping of a reference area and the reference CU.

Description

本発明は、画像が階層的に符号化された階層符号化データを復号する画像復号装置、および画像を階層的に符号化することによって階層符号化データを生成する画像符号化装置、および階層符号化データのデータ構造に関する。   The present invention relates to an image decoding device that decodes hierarchically encoded data in which an image is hierarchically encoded, an image encoding device that generates hierarchically encoded data by hierarchically encoding an image, and a hierarchical code Relates to the data structure of the data.

通信システムで伝送される情報、あるいは蓄積装置に記録される情報の1つに画像あるいは動画像がある。従来、これらの画像(以降、動画像を含む)の伝送・蓄積のため、画像を符号化する技術が知られている。   One of information transmitted in the communication system or information recorded in the storage device is an image or a moving image. 2. Description of the Related Art Conventionally, a technique for encoding an image for transmitting and storing these images (hereinafter including moving images) is known.

動画像符号化方式としては、H.264/MPEG−4.AVCや、その後継コーデックであるHEVC(High-Efficiency Video Coding)が知られている(非特許文献1)。   As a moving image encoding method, H.264 is used. H.264 / MPEG-4. AVC and HEVC (High-Efficiency Video Coding) which is a successor codec are known (Non-Patent Document 1).

このような動画像符号化方式においては、動画像を構成する画像(ピクチャ)は、画像を分割することにより得られるスライス、スライスを分割することにより得られる符号化ツリーブロック(以下、CTB(Coding Tree Block)と称する。)、CBTを再帰的に4分木分割して得られる符号化単位(コーディングユニット(Coding Unit)と呼ばれることもある)からなる階層構造により管理され、符号化/復号される。   In such a moving image coding system, an image (picture) constituting a moving image is a slice obtained by dividing the image, a coding tree block obtained by dividing the slice (hereinafter referred to as CTB (Coding)). Tree Block))), which is managed and encoded / decoded by a hierarchical structure composed of coding units (sometimes called coding units) obtained by recursively dividing a CBT into quadtrees. The

また、符号化単位(以下、CUと称する)は、さらに変換係数の処理を管理するための変換単位、および、予測画像の処理を管理するための予測単位に適宜分割される。   The coding unit (hereinafter referred to as CU) is further divided into a transform unit for managing transform coefficient processing and a prediction unit for managing predicted image processing as appropriate.

そして、これらの動画像符号化方式では、通常、入力画像を符号化/復号することによって得られる局所復号画像に基づいて予測画像が生成され、当該予測画像を入力画像(原画像)から減算して得られる予測残差(「差分画像」または「残差画像」と呼ぶこともある)が直交変換・量子化されて符号化される。   In these moving image encoding methods, a prediction image is usually generated based on a local decoded image obtained by encoding / decoding an input image, and the prediction image is subtracted from the input image (original image). The prediction residual obtained in this way (sometimes referred to as “difference image” or “residual image”) is orthogonally transformed and quantized and encoded.

上述の予測画像の生成方法としては、画面間予測(インター予測)、および、画面内予測(イントラ予測)が挙げられる。   Examples of the predicted image generation method include inter-screen prediction (inter prediction) and intra-screen prediction (intra prediction).

インター予測については、フレーム間の動き補償により予測画像が生成される。一方、イントラ予測においては、同一フレーム内の局所復号画像に基づいて、当該フレームにおける予測画像が順次生成される。   For inter prediction, a predicted image is generated by motion compensation between frames. On the other hand, in intra prediction, based on locally decoded images in the same frame, predicted images in the frame are sequentially generated.

また、HEVCでは、CUによる分割と、CU毎にシグナルされる分割タイプの組み合わせによりインター予測における動き補償の予測単位サイズが表現される。   In HEVC, a prediction unit size for motion compensation in inter prediction is expressed by a combination of division by CU and division type signaled for each CU.

また、近年、必要なデータレートに従って、画像を階層的に符号化する階層符号化技術が提案されている。   In recent years, a hierarchical encoding technique for hierarchically encoding an image according to a necessary data rate has been proposed.

階層符号化の方式としては、ISO/IECとITU−Tの標準としてH.264/AVC Annex G Scalable Video Coding(SVC)が挙げられる。   Hierarchical coding methods include ISO / IEC and ITU-T standards as H.264 standards. H.264 / AVC Annex G Scalable Video Coding (SVC).

SVCでは空間スケーラビリティ、時間スケーラビリティ、SNRスケーラビリティをサポートする。例えば空間スケーラビリティの場合、まず、原画像から所望の解像度にダウンサンプリングした画像を下位レイヤとしてH.264/AVCで符号化する。なお、復号の対象となる対象レイヤにおいて参照される下位レイヤは参照レイヤとも称される。次に対象レイヤではレイヤ間の冗長性を除去するためにレイヤ間予測を行う。   SVC supports spatial scalability, temporal scalability, and SNR scalability. For example, in the case of spatial scalability, first, an image obtained by down-sampling an original image to a desired resolution is used as a lower layer. It is encoded with H.264 / AVC. Note that a lower layer referred to in a target layer to be decoded is also referred to as a reference layer. Next, in the target layer, inter-layer prediction is performed in order to remove redundancy between layers.

レイヤ間予測としては、動き予測に関する情報を同時刻の参照レイヤの情報から予測する動き情報予測、あるいは同時刻の参照レイヤの復号画像をアップサンプリングした画像から予測するテクスチャ予測がある(非特許文献2)。上記動き情報予測では、参照レイヤの動き情報(動きベクトル等)を推定値として動き情報が符号化される。   As the inter-layer prediction, there is motion information prediction in which information related to motion prediction is predicted from information in a reference layer at the same time, or texture prediction in which prediction is performed from an image obtained by up-sampling a decoded image of a reference layer at the same time (non-patent document 2). In the motion information prediction, motion information is encoded using motion information (motion vector or the like) of a reference layer as an estimated value.

SVCでは、レイヤ間で解像度に変更がある場合、参照レイヤの動きベクトルが同一であるか否かに応じて対象レイヤにおいて予測処理の対象となっている対象ブロックのサイズを推定する。   In the SVC, when the resolution is changed between layers, the size of the target block that is the target of the prediction process in the target layer is estimated according to whether the motion vectors of the reference layer are the same.

SVCのレイヤ間予測単位推定処理では、動きベクトルmv、参照インデックスrefIdx、マクロブロックタイプmbType、サブマクロブロックタイプsubMbTypeが推定により導出される。   In the SVC inter-layer prediction unit estimation process, a motion vector mv, a reference index refIdx, a macroblock type mbType, and a sub macroblock type subMbType are derived by estimation.

また、図47を用いて、これらのパラメータの推定処理の流れについて説明すると次のとおりである。   In addition, the flow of the process of estimating these parameters will be described with reference to FIG.

まず、対象マクロブロック(MB)に対応する参照レイヤ上のパーティションの位置を導出する。ここで、パーティションとは、MBを分割して得られるサブマクロブロック(subMB)のことである。   First, the partition position on the reference layer corresponding to the target macroblock (MB) is derived. Here, the partition is a sub macroblock (subMB) obtained by dividing the MB.

続いて、参照レイヤにおけるmvおよびrefIdxを参照して、対象レイヤにおける処理単位ごとにmvおよびrefIdxの推定値を導出する。すなわち、図47(a)に示す対象MBに含まれる最小の処理単位ごとにmvおよびrefIdxの推定値を導出する。これにより図47(b)に示すように、各処理単位において、mvおよびrefIdxの推定値が導出される。図47(b)に示す4×4の矩形は処理単位を示しており、矢印は動きベクトルを示している。   Subsequently, with reference to mv and refIdx in the reference layer, estimated values of mv and refIdx are derived for each processing unit in the target layer. That is, the estimated values of mv and refIdx are derived for each minimum processing unit included in the target MB shown in FIG. Thereby, as shown in FIG. 47B, estimated values of mv and refIdx are derived in each processing unit. A 4 × 4 rectangle shown in FIG. 47B indicates a processing unit, and an arrow indicates a motion vector.

対象MB内のmv,refIdxの推定値に基づいてMBをsubMBに分割するパーティション分割(subMB分割)を導出する。すなわち、同一パーティション内のmv,refIdx推定値が同一になるようにパーティション分割を決定する。図47(b)に示すパーティションR101内では、各処理単位において、mv(refIdx)が同一となっており、パーティションR102内では、各処理単位において、mv(refIdx)が同一となっている。そこで、図47(c)に示すように、マクロブロックMB100は、パーティションR101に対応するサブマクロブロックsubMB101、およびパーティションR102に対応するサブマクロブロックsubMB102に分割される。   Based on the estimated values of mv and refIdx in the target MB, partition division (subMB division) for dividing the MB into subMBs is derived. That is, partition division is determined so that mv and refIdx estimation values in the same partition are the same. In the partition R101 shown in FIG. 47B, mv (refIdx) is the same in each processing unit, and mv (refIdx) is the same in each processing unit in the partition R102. Therefore, as shown in FIG. 47 (c), the macroblock MB100 is divided into a submacroblock subMB101 corresponding to the partition R101 and a submacroblock subMB102 corresponding to the partition R102.

さらに、対象MB内の各subMBについて、mv,refIdxの推定値に基づいて、subMB をさらに分割するsubMBパーティション分割を導出する。すなわち、パーティション分割の場合と同様に、同一パーティション内のmv,refIdx推定値が同一になるようにsubパーティション分割を決定する。subパーティション分割の流れについては、図47に示したマクロブロックMB100の場合と同様であり、図47に示したマクロブロックMB100をサブマクロブロックと読み替えればよい。   Further, for each subMB in the target MB, subMB partition division for further dividing subMB is derived based on the estimated values of mv and refIdx. That is, as in the case of partitioning, sub partitioning is determined so that the mv and refIdx estimation values in the same partition are the same. The flow of sub partitioning is the same as that of the macro block MB100 shown in FIG. 47, and the macro block MB100 shown in FIG. 47 may be read as a sub macro block.

「High efficiency video coding (HEVC) text specification draft 7(JCTVC-I1003_d1)」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 9th Meeting: Geneva, CH, 27 April - 7 May 2012(2012年4月公開)"High efficiency video coding (HEVC) text specification draft 7 (JCTVC-I1003_d1)", Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO / IEC JTC1 / SC29 / WG11 9th Meeting: Geneva, CH, 27 April-7 May 2012 (released in April 2012) ITU-T H.264 「Advanced video coding for generic audiovisual services」(2007年11月公開)ITU-T H.264 “Advanced video coding for generic audiovisual services” (published in November 2007)

しかしながら、上述のようなレイヤ間予測単位推定処理では、対象MBに含まれるすべての処理単位において推定動きベクトルを導出した後にパーティション分割の推定値を導出するため、処理量が多かった。   However, in the inter-layer prediction unit estimation process as described above, the estimated amount of partition division is derived after deriving the estimated motion vector in all the processing units included in the target MB, and thus the processing amount is large.

また、SVCでは、MBは16×16画素から構成されるが、HEVCでは、MBに相当するCTBが最大で64×64画素となる場合がある。このようにCTBが従来のMBよりも大きなサイズとなる場合、上述したようなパーティション分割の手法では、多数のmvを比較する必要がある。   In SVC, MB is composed of 16 × 16 pixels, but in HEVC, CTB corresponding to MB may be 64 × 64 pixels at the maximum. Thus, when the CTB has a size larger than that of the conventional MB, it is necessary to compare a large number of mvs in the partitioning method as described above.

すなわち、HEVCにおいてレイヤ間予測単位推定処理を行う場合、SVCと同様の手法を用いようとすると、多数の動きベクトルの一致判定が必要となり、対象レイヤの予測単位を推定するため、さらに処理量が多くなる。   That is, when inter-layer prediction unit estimation processing is performed in HEVC, if a method similar to SVC is used, it is necessary to determine whether many motion vectors match, and the prediction unit of the target layer is estimated. Become more.

本発明は、上記問題に鑑みてされたものであり、その目的は、階層符号化方式において、参照レイヤから対象CUの分割パターンを推定する処理の処理量を低減することができることができる画像復号装置等を実現することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to perform image decoding that can reduce the amount of processing for estimating a division pattern of a target CU from a reference layer in a hierarchical coding scheme. It is to realize an apparatus or the like.

上記課題を解決するために、本発明に係る画像復号装置は、レイヤごとに異なる品質の画像に関する画像情報が階層的に符号化された階層符号化データを復号して、復号の対象となる対象レイヤにおける画像を復元する画像復号装置であって、上記対象レイヤにおける復号対象の符号化単位である対象符号化単位について、復号済みレイヤである参照レイヤにおける、上記対象符号化単位に対応する領域である参照領域と重複部分を有する符号化単位に基づいて、上記参照領域との重複の度合いを判定するべき参照符号化単位を設定する参照符号化単位設定手段と、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いに応じて、上記対象符号化単位について、予測画像の処理単位である予測単位への分割パターンを決定する分割パターン決定手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above problems, an image decoding apparatus according to the present invention decodes hierarchically encoded data in which image information relating to images of different quality for each layer is hierarchically encoded, and is a target to be decoded. An image decoding apparatus that restores an image in a layer, wherein a target coding unit that is a coding target to be decoded in the target layer is a region corresponding to the target coding unit in a reference layer that is a decoded layer. A reference coding unit setting means for setting a reference coding unit to determine a degree of overlap with the reference area based on a coding unit having an overlapping part with a certain reference area, the reference area and the reference coding A division pattern decision that determines a division pattern into prediction units that are prediction image processing units for the target coding unit according to the degree of overlap with the unit. Characterized in that it comprises a means.

上記画像復号装置は、レイヤごとに異なる品質の画像に関する画像情報が階層的に符号化された階層符号化データを復号して、画像を復元するいわゆる階層画像復号装置である。   The image decoding device is a so-called hierarchical image decoding device that decodes hierarchically encoded data in which image information relating to images of different quality for each layer is hierarchically encoded, and restores the image.

このような階層符号化方式は、(SVC;Scalable Video Coding)と称されることもあり、例えば、H.264/AVC Annex G SVCにおいて標準化されている。また、ここでいう動画像の品質とは、主観的および客観的な動画像の見栄えに影響する要素のことを広く意味する。動画像の品質には、例えば、“解像度”、“フレームレート”および、“画質”が含まれる。以下、より高品質に対応するレイヤは、より上位のレイヤであるといい、より低品質に対応するレイヤは、より下位のレイヤであるという。   Such a hierarchical coding scheme is sometimes referred to as (SVC; Scalable Video Coding), and is standardized in, for example, H.264 / AVC Annex G SVC. In addition, the quality of a moving image here means a factor that affects the appearance of a subjective and objective moving image. The quality of the moving image includes, for example, “resolution”, “frame rate”, and “image quality”. Hereinafter, a layer corresponding to higher quality is referred to as a higher layer, and a layer corresponding to lower quality is referred to as a lower layer.

上記構成において、対象レイヤとは、復号の対象となっているレイヤのことをいう。   In the above configuration, the target layer refers to a layer that is a decoding target.

上記構成によれば、上記対象レイヤにおける予測画像の処理対象となる対象予測単位において、復号済みレイヤである参照レイヤを参照する。   According to the above configuration, the reference layer that is the decoded layer is referred to in the target prediction unit that is the processing target of the predicted image in the target layer.

階層符号化方式では、対象レイヤの復号に際して、画像情報が復号済みのレイヤが参照されることがある。このように、対象レイヤの復号に際して、参照されるレイヤのことを参照レイヤと称する。参照レイヤは、一般的には、対象レイヤの下位レイヤである。しかしながら、対象レイヤよりも下位の全てのレイヤを参照しなくてもよく、少なくとも対象レイヤにおける復号に必要な情報が復号された下位レイヤが参照されればよい。   In the hierarchical coding method, a layer in which image information has been decoded may be referred to when decoding a target layer. As described above, a layer referred to when decoding a target layer is referred to as a reference layer. The reference layer is generally a lower layer of the target layer. However, it is not necessary to refer to all layers lower than the target layer, and at least a lower layer in which information necessary for decoding in the target layer is decoded may be referred to.

また、上記のようなHEVCのような動画像符号化方式では、一般的に、符号化の処理単位である符号化単位がさらに予測画像の処理単位である予測単位に分割される。なお、ここでいう分割のパターンには、“分割なし”すなわち、符号化単位と予測単位とが同じ大きさである場合を含む。   Further, in the moving picture coding scheme such as HEVC as described above, generally, a coding unit that is a processing unit of coding is further divided into prediction units that are processing units of a predicted image. The division pattern here includes “no division”, that is, the case where the encoding unit and the prediction unit have the same size.

対象符号化単位が参照レイヤにおける領域と対応するとは、対象レイヤ上の対象画像(フレーム)における対象符号化単位の空間的位置が、参照レイヤ上の参照画像(フレーム)における参照領域の空間的位置と対応しているということである。   That the target coding unit corresponds to the region in the reference layer is that the spatial position of the target coding unit in the target image (frame) on the target layer is the spatial position of the reference region in the reference image (frame) on the reference layer. It corresponds to that.

上記構成において、参照領域との重複の度合いを判定するべき参照符号化単位は、参照領域周辺の符号化単位を代表するような性質を有する符号化単位であることが好ましい。   In the above configuration, the reference coding unit for which the degree of overlap with the reference region should be determined is preferably a coding unit having a property that represents the coding unit around the reference region.

また、このような参照符号化単位は、例えば、上記対象符号化単位に対応する領域である参照領域と重複部分を有する符号化単位に基づいて設定される。   Also, such a reference coding unit is set based on, for example, a coding unit having an overlapping portion with a reference region that is a region corresponding to the target coding unit.

例えば、対象符号化単位に対応する領域である参照領域と重複部分を有する符号化単位のうちから、所定の基準により選択した符号化単位を上記参照符号化単位として設定することができる。また、単一の符号化単位を選択することに限られず、代表的な性質を参照領域周辺の符号化単位から抽出し、抽出した性質に基づいて仮想的な単一の符号化単位を生成して、参照符号化単位としてもよい。なお、上記仮想的な単一の符号化単位は、上記参照領域と重複するよう領域になるように生成する。   For example, a coding unit selected according to a predetermined criterion from among coding units having an overlapping portion with a reference region that is a region corresponding to the target coding unit can be set as the reference coding unit. In addition, it is not limited to selecting a single coding unit, a representative property is extracted from coding units around the reference region, and a virtual single coding unit is generated based on the extracted property. Thus, a reference coding unit may be used. The virtual single coding unit is generated so as to be an area overlapping the reference area.

上記構成によれば、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いに応じて、上記対象符号化単位について、予測画像の処理単位である予測単位への分割パターンを決定する。   According to the above configuration, a division pattern into prediction units, which are prediction image processing units, is determined for the target coding unit in accordance with the degree of overlap between the reference region and the reference coding unit.

よって、参照レイヤにおける符号化単位の境界を厳密に判定することなく、比較的少ない処理量で、対象符号化単位の予測単位への分割パターンを推定することができる。   Therefore, it is possible to estimate the division pattern of the target coding unit into the prediction unit with a relatively small amount of processing without strictly determining the boundary of the coding unit in the reference layer.

具体的には、参照レイヤの予測単位境界位置に基づきパーティション分割を判定する場合、HEVCのCUサイズが複数あることから判定が複雑になるが、上記構成によれば比較的少ない処理量で分割パターンを推定することができる。   Specifically, when partition partitioning is determined based on the prediction unit boundary position of the reference layer, the determination is complicated because there are a plurality of HEVC CU sizes. Can be estimated.

その結果、予測単位の分割パターンを導出する処理の処理量を低減することができるという効果を奏する。   As a result, it is possible to reduce the amount of processing for deriving the prediction unit division pattern.

本発明に係る画像復号装置では、上記参照符号化単位は、上記参照領域の所定の画素を含む上記参照レイヤにおける符号化単位であることが好ましい。   In the image decoding device according to the present invention, the reference coding unit is preferably a coding unit in the reference layer including a predetermined pixel in the reference region.

上記構成によれば、上記参照符号化単位は、上記参照領域の所定の画素を含む上記参照レイヤにおける符号化単位である。上記所定の画素は、参照領域の中央の画素であってもよいし、参照領域の左上画素であってもよい。   According to the above configuration, the reference coding unit is a coding unit in the reference layer including a predetermined pixel in the reference region. The predetermined pixel may be a pixel in the center of the reference area or an upper left pixel in the reference area.

上記構成によれば、参照領域の所定の画素を含む参照符号化単位を、具体的に、一意に特定することができる。   According to the above configuration, the reference coding unit including a predetermined pixel in the reference area can be specifically identified specifically.

本発明に係る画像復号装置では、上記所定の画素は、上記参照領域の左上画素であることが好ましい。   In the image decoding device according to the present invention, it is preferable that the predetermined pixel is an upper left pixel of the reference region.

上記構成によれば、上記所定の画素は、上記参照領域の左上画素である。画像処理においては、画像や画像を区分けした処理単位等の左上が原点または基準点となることが多いため、このような基準点を分割パターンの決定処理で用いることができる。これにより分割パターンの決定処理の具体的な処理内容の簡素化を図ることができる。   According to the above configuration, the predetermined pixel is the upper left pixel of the reference area. In image processing, the upper left corner of an image or a processing unit that divides the image is often the origin or the reference point. Therefore, such a reference point can be used in the division pattern determination process. Thereby, it is possible to simplify the specific processing contents of the division pattern determination processing.

本発明に係る画像復号装置では、上記参照符号化単位は、上記参照領域と重複部分を有する符号化単位のうち、最大の面積を有する符号化単位であることが好ましい。   In the image decoding apparatus according to the present invention, it is preferable that the reference coding unit is a coding unit having the largest area among coding units having an overlapping portion with the reference region.

上記参照領域と重複部分を有する符号化単位のうち、最大の面積を有する符号化単位は、対象CUと同じPU分割タイプである可能性が高い。   Of the coding units having overlapping portions with the reference region, the coding unit having the largest area is likely to be the same PU partition type as the target CU.

上記構成によれば、上記最大の面積を有する符号化単位を参照符号化単位として設定できるので、分割パターンの推定精度を向上させることができる。   According to the above configuration, since the coding unit having the maximum area can be set as the reference coding unit, it is possible to improve the estimation accuracy of the division pattern.

本発明に係る画像復号装置では、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いは、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複部分の幅および高さに関する大小関係を示すものであり、上記分割パターン決定手段は、上記大小関係に応じて上記分割パターンを決定することが好ましい。   In the image decoding apparatus according to the present invention, the degree of overlap between the reference region and the reference coding unit indicates a magnitude relationship regarding the width and height of the overlapping portion between the reference region and the reference coding unit. In addition, it is preferable that the division pattern determination unit determines the division pattern according to the magnitude relationship.

上記構成によれば、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複領域の大小に応じて、比較的少ない処理量で、具体的に分割パターンを決定することができる。   According to the above configuration, the division pattern can be specifically determined with a relatively small amount of processing according to the size of the overlapping region between the reference region and the reference coding unit.

本発明に係る画像復号装置では、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いは、上記参照領域と上記参照符号化単位との間の包含関係を示すものであり、上記分割パターン決定手段は、上記包含関係に応じて上記分割パターンを決定することが好ましい。   In the image decoding device according to the present invention, the degree of overlap between the reference region and the reference coding unit indicates an inclusion relationship between the reference region and the reference coding unit, and the division pattern determination is performed. The means preferably determines the division pattern according to the inclusion relation.

上記構成によれば、上記参照領域と上記参照符号化単位との間の包含関係に応じて、比較的少ない処理量で、具体的に分割パターンを決定することができる。   According to the above configuration, the division pattern can be specifically determined with a relatively small amount of processing in accordance with the inclusion relationship between the reference region and the reference coding unit.

より具体的には、上記参照領域が上記参照符号化単位に含まれる場合、分割を行わない分割パターンを選択することができる。   More specifically, when the reference area is included in the reference coding unit, a division pattern that does not perform division can be selected.

本発明に係る画像復号装置では、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いは、上記参照符号化単位の右下画素の上記参照領域に対する位置関係を示すものであり、上記分割パターン決定手段は、上記位置関係に応じて上記分割パターンを決定することが好ましい。   In the image decoding device according to the present invention, the degree of overlap between the reference region and the reference coding unit indicates a positional relationship of the lower right pixel of the reference coding unit with respect to the reference region, and the division pattern The determining means preferably determines the division pattern according to the positional relationship.

上記構成によれば、上記参照領域と上記参照符号化単位との間の位置関係に応じて、比較的少ない処理量で、具体的に分割パターンを決定することができる。   According to the above configuration, the division pattern can be specifically determined with a relatively small amount of processing in accordance with the positional relationship between the reference region and the reference coding unit.

本発明に係る画像復号装置では、上記分割パターン決定手段は、対称的なパーティションを上記分割パターンとして決定することが好ましい。   In the image decoding apparatus according to the present invention, it is preferable that the division pattern determination means determines a symmetric partition as the division pattern.

上記構成によれば、対称的なパーティションを上記分割パターンとして決定する。逆にいえば上記構成によれば非対称的なパーティションは導出しない。このため、境界が垂直位置のどこにあるか、または、水平位置のどこにあるかを厳密に判定しなくても済むため、処理が簡略化できる。   According to the above configuration, a symmetric partition is determined as the division pattern. Conversely, according to the above configuration, an asymmetric partition is not derived. For this reason, since it is not necessary to determine exactly where the boundary is in the vertical position or where the boundary is in the horizontal position, the processing can be simplified.

本発明に係る画像復号装置では、上記分割パターン決定手段は、上記対象符号化単位が所定サイズ以下の場合、分割を制限または禁止することが好ましい。   In the image decoding apparatus according to the present invention, it is preferable that the division pattern determination unit restricts or prohibits division when the target coding unit is a predetermined size or less.

上記構成によれば、上記対象符号化単位が所定サイズ以下の場合、分割を制限または禁止する。例えば、8×8CUでは、常に2N×2Nを分割パターンとして決定することができる。つまり、対象符号化単位において予測単位の分割を行うことを禁止することができる。   According to the above configuration, division is restricted or prohibited when the target coding unit is a predetermined size or less. For example, in an 8 × 8 CU, 2N × 2N can always be determined as a division pattern. That is, it is possible to prohibit the division of the prediction unit in the target coding unit.

また、例えば、N×Nを分割パターンとして選択することや、非対称なパーティションを選択することを制限してもよい。   Further, for example, selection of N × N as a division pattern or selection of an asymmetric partition may be limited.

これにより小さいパーティションが発生することを抑制することができる。その結果、処理のボトルネックとなる小サイズの予測単位が発生することを抑制し、平均的な処理量を低減することができる。   The occurrence of smaller partitions can be suppressed. As a result, it is possible to suppress the generation of a small-sized prediction unit that becomes a bottleneck of processing, and to reduce the average processing amount.

本発明に係る画像復号装置では、上記分割パターン決定手段は、上記参照領域が、上記参照符号化単位に包含される場合、上記参照符号化単位の分割パターンに基づいて、上記対象符号化単位における上記分割パターンを導出することが好ましい。   In the image decoding device according to the present invention, the division pattern determining means, when the reference region is included in the reference coding unit, based on the division pattern of the reference coding unit, in the target coding unit. It is preferable to derive the division pattern.

上記構成によれば、上記参照領域が、上記参照符号化単位に包含される場合、上記参照符号化単位の分割パターンに基づいて、処理量を抑えつつ精度よく分割パターンを導出することができる。   According to the above configuration, when the reference region is included in the reference coding unit, the divided pattern can be derived with high accuracy while suppressing the processing amount based on the division pattern of the reference coding unit.

本発明に係る画像復号装置では、上記分割パターン決定手段は、上記参照レイヤの解像度に対する上記対象レイヤの解像度の比が所定値より小さい場合、上記参照符号化単位のサイズと、上記対象符号化単位のサイズとの大小関係に応じて上記分割パターンを決定することが好ましい。   In the image decoding device according to the present invention, when the ratio of the resolution of the target layer to the resolution of the reference layer is smaller than a predetermined value, the division pattern determination unit determines the size of the reference coding unit and the target coding unit. It is preferable to determine the division pattern according to the size relationship with the size.

上記構成によれば、上記参照レイヤの解像度に対する上記対象レイヤの解像度の比が所定値より小さい場合、上記参照符号化単位のサイズと、上記対象符号化単位のサイズとの大小関係に応じて上記分割パターンを決定する。よって、分割パターンの判定処理が大小関係の比較で済むため、判定処理の簡略化を図ることができる。   According to the above configuration, when the ratio of the resolution of the target layer to the resolution of the reference layer is smaller than a predetermined value, the size depends on the size relationship between the size of the reference coding unit and the size of the target coding unit. Determine the division pattern. Therefore, since the division pattern determination process only needs to be compared in magnitude relation, the determination process can be simplified.

本発明に係る画像復号装置では、さらに、上記参照レイヤからの推定処理を行うことを示すフラグである参照レイヤ推定フラグを上記階層符号化データから復号するフラグ復号手段を備え、上記対象符号化単位において復号された上記参照レイヤ推定フラグが、参照レイヤからの推定処理を行うことを示すときに、上記参照符号化単位設定手段による上記参照符号化単位の設定および、上記分割パターン決定手段による上記分割パターンの決定が実行されることが好ましい。   The image decoding apparatus according to the present invention further comprises flag decoding means for decoding a reference layer estimation flag, which is a flag indicating that estimation processing from the reference layer is performed, from the hierarchically encoded data, and the target coding unit When the reference layer estimation flag decoded in step 1 indicates that estimation processing from a reference layer is to be performed, the setting of the reference coding unit by the reference coding unit setting unit and the division by the division pattern determination unit Preferably, pattern determination is performed.

上記構成によれば、参照レイヤからの推定処理を行う符号化単位において、参照レイヤから分割パターンを推定することができる。   According to the above configuration, the division pattern can be estimated from the reference layer in the coding unit for performing the estimation process from the reference layer.

本発明に係る階層符号化データのデータ構造では、請求項12に記載の画像復号装置において復号される階層符号化データのデータ構造であって、上記参照レイヤ推定フラグが、スキップモードであるか否かを示すフラグであるスキップフラグの後、かつ、予測モードの種類を示すフラグである予測モードフラグの前において符号化されており、上記対象符号化単位において復号された上記参照レイヤ推定フラグが、参照レイヤからの推定処理を行うことを示すときには、上記予測モードフラグの符号化が省略されることが好ましい。   The data structure of the hierarchically encoded data according to the present invention is the data structure of the hierarchically encoded data decoded by the image decoding device according to claim 12, wherein the reference layer estimation flag is in a skip mode. The reference layer estimation flag that is encoded after the skip flag that indicates whether or not, and before the prediction mode flag that is a flag indicating the type of prediction mode, and decoded in the target encoding unit, When indicating that the estimation process from the reference layer is performed, it is preferable that the encoding of the prediction mode flag is omitted.

上記構成によれば、参照レイヤ推定フラグ(base_mode_flag)が、参照レイヤからの推定処理を行うことを示すとき、予測モードフラグ(pred_mode_flag)の符号化が省略される。よって、予測モードフラグが省略される分、符号化効率の向上を図ることができる。   According to the said structure, when a reference layer estimation flag (base_mode_flag) shows performing the estimation process from a reference layer, encoding of a prediction mode flag (pred_mode_flag) is abbreviate | omitted. Therefore, the coding efficiency can be improved by the amount that the prediction mode flag is omitted.

なお、参照レイヤ推定フラグが、参照レイヤからの推定処理を行うことを示すとき、分割タイプ(part_mode)を示すフラグを省略する構成としてもよい。これによりさらなる符号化効率の向上を図ることも可能である。   Note that when the reference layer estimation flag indicates that the estimation process from the reference layer is performed, the flag indicating the division type (part_mode) may be omitted. As a result, the encoding efficiency can be further improved.

上記課題を解決するために、本発明に係る画像符号化装置は、レイヤごとに異なる品質の画像に関する画像情報を階層的に符号化し、符号化の対象となる対象レイヤにおける画像に関する情報を含む符号化データを生成する画像符号化装置であって、上記対象レイヤにおける符号化対象の符号化単位である対象符号化単位について、符号化済みレイヤである参照レイヤにおける、上記対象符号化単位に対応する領域である参照領域と重複部分を有する符号化単位に基づいて、上記参照領域との重複の度合いを判定するべき参照符号化単位を設定する参照符号化単位設定手段と、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いに応じて、上記対象符号化単位について、予測画像の処理単位である予測単位への分割パターンを決定する分割パターン決定手段と、を備えることを特徴とする。   In order to solve the above-described problem, an image encoding device according to the present invention hierarchically encodes image information related to images of different quality for each layer, and includes a code including information related to an image in a target layer to be encoded. An image encoding device for generating encoded data, wherein a target encoding unit that is an encoding target encoding unit in the target layer corresponds to the target encoding unit in a reference layer that is an encoded layer A reference coding unit setting means for setting a reference coding unit to determine a degree of overlap with the reference region based on a coding unit having an overlapping portion with a reference region that is a region; the reference region and the reference Division that determines a division pattern into prediction units that are prediction image processing units for the target coding unit according to the degree of overlap with the coding unit Characterized in that it comprises a turn determining means.

このように構成した画像符号化装置も本発明の範疇であり、この場合においても、上記画像復号装置と同様の作用・効果を得ることができる。   The image coding apparatus configured as described above is also within the scope of the present invention, and in this case as well, the same operations and effects as those of the image decoding apparatus can be obtained.

また、上記画像符号化装置に生成され、上記画像復号装置において復号される階層符号化データのデータ構造も本発明の範疇である。   Further, the data structure of hierarchically encoded data generated in the image encoding device and decoded in the image decoding device is also within the scope of the present invention.

本発明に係る画像復号装置は、レイヤごとに異なる品質の画像に関する画像情報が階層的に符号化された階層符号化データを復号して、復号の対象となる対象レイヤにおける画像を復元する画像復号装置であって、上記対象レイヤにおける復号対象の符号化単位である対象符号化単位について、復号済みレイヤである参照レイヤにおける、上記対象符号化単位に対応する領域である参照領域と重複部分を有する符号化単位に基づいて、上記参照領域との重複の度合いを判定するべき参照符号化単位を設定する参照符号化単位設定手段と、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いに応じて、上記対象符号化単位について、予測画像の処理単位である予測単位への分割パターンを決定する分割パターン決定手段と、を備える。   An image decoding apparatus according to the present invention decodes hierarchically encoded data in which image information relating to images of different quality for each layer is hierarchically encoded, and restores an image in a target layer to be decoded The target coding unit that is a coding target to be decoded in the target layer has an overlapping part with a reference region that is a region corresponding to the target coding unit in a reference layer that is a decoded layer Based on the coding unit, reference coding unit setting means for setting a reference coding unit for determining the degree of overlap with the reference region, and according to the degree of overlap between the reference region and the reference coding unit Thus, the target coding unit includes a division pattern determination unit that determines a division pattern into prediction units that are processing units of the prediction image.

本発明に係る画像符号化装置は、レイヤごとに異なる品質の画像に関する画像情報を階層的に符号化し、符号化の対象となる対象レイヤにおける画像に関する情報を含む符号化データを生成する画像符号化装置であって、上記対象レイヤにおける符号化対象の符号化単位である対象符号化単位について、符号化済みレイヤである参照レイヤにおける、上記対象符号化単位に対応する領域である参照領域と重複部分を有する符号化単位に基づいて、上記参照領域との重複の度合いを判定するべき参照符号化単位を設定する参照符号化単位設定手段と、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いに応じて、上記対象符号化単位について、予測画像の処理単位である予測単位への分割パターンを決定する分割パターン決定手段と、を備える。   An image encoding apparatus according to the present invention hierarchically encodes image information related to images of different quality for each layer, and generates image encoded data including information related to images in a target layer to be encoded The apparatus overlaps a reference region that is a region corresponding to the target coding unit in a reference layer that is a coded layer, with respect to a target coding unit that is a coding unit to be coded in the target layer A reference coding unit setting means for setting a reference coding unit for determining a degree of overlap with the reference region based on a coding unit having a degree of overlap between the reference region and the reference coding unit And a division pattern determination unit that determines a division pattern into prediction units that are prediction image processing units for the target coding unit. .

よって、予測単位の分割パターンを導出する処理の処理量を低減することができるという効果を奏する。   Therefore, it is possible to reduce the amount of processing for deriving the prediction unit division pattern.

本発明の一実施形態に係る階層動画像復号装置に含まれるPU分割タイプ導出部の構成について例示する機能ブロック図である。It is a functional block diagram which illustrates about the structure of the PU division | segmentation type derivation | leading-out part contained in the hierarchy moving image decoding apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る階層符号化データのレイヤ構造を説明するための図であって、(a)は、階層動画像符号化装置側について示しており、(b)は、階層動画像復号装置側について示している。It is a figure for demonstrating the layer structure of the hierarchy coding data which concerns on embodiment of this invention, Comprising: (a) has shown about the hierarchy moving image encoder side, (b) is a hierarchy moving image decoding. The device side is shown. 本発明の実施形態に係る階層符号化データの構成を説明するための図であって、(a)は、シーケンスSEQを規定するシーケンスレイヤを示しており、(b)は、ピクチャPICTを規定するピクチャレイヤを示しており、(c)は、スライスSを規定するスライスレイヤを示しており、(d)は、ツリーブロック(Tree block)TBLKを規定するツリーブロックレイヤを示しており、(e)は、ツリーブロックTBLKに含まれる符号化単位(Coding Unit;CU)を規定するCUレイヤを示している。It is a figure for demonstrating the structure of the hierarchy coding data which concerns on embodiment of this invention, Comprising: (a) has shown the sequence layer which prescribes | regulates sequence SEQ, (b) has prescribed | regulated picture PICT. (C) shows a slice layer that defines a slice S, (d) shows a tree block layer that defines a tree block TBLK, and (e) Indicates a CU layer that defines a coding unit (CU) included in the tree block TBLK. PU分割タイプのパターンを示す図であり、(a)〜(h)は、それぞれ、PU分割タイプが、2N×N、2N×nU、2N×nD、2N×N、2N×nU、および、2N×nDの場合のパーティション形状について示している。It is a figure which shows the pattern of PU division | segmentation type | mold, (a)-(h) is PU division type 2NxN, 2NxnU, 2NxnD, 2NxN, 2NxnU, and 2N, respectively. The partition shape in the case of xnD is shown. 上記階層動画像復号装置の概略的構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the schematic structure of the said hierarchy moving image decoding apparatus. 上記階層動画像復号装置が備える予測パラメータ復元部の概略的構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the schematic structure of the prediction parameter decompression | restoration part with which the said hierarchy moving image decoding apparatus is provided. 上記階層動画像復号装置において利用可能なイントラ予測の方向について示す図である。It is a figure shown about the direction of the intra prediction which can be utilized in the said hierarchy moving image decoding apparatus. イントラ予測モードと、当該イントラ予測モードに対応付けられている名前とを示す図である。It is a figure which shows intra prediction mode and the name matched with the said intra prediction mode. 上記階層動画像復号装置が備えるテクスチャ復元部の概略的構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the schematic structure of the texture restoration part with which the said hierarchy moving image decoding apparatus is provided. 上記階層動画像復号装置が備えるベース復号部の概略的構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the schematic structure of the base decoding part with which the said hierarchy moving image decoding apparatus is provided. 上記マージ候補導出部が備える空間マージ候補導出部の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the spatial merge candidate derivation | leading-out part with which the said merge candidate derivation | leading-out part is provided. 上記マージ候補導出部が備えるレイヤ間マージ候補導出部の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the merge candidate deriving part between layers with which the said merge candidate deriving part is provided. 上記マージ候補導出部が備える時間マージ候補導出部の動作を説明する図である。It is a figure explaining operation | movement of the time merge candidate derivation | leading-out part with which the said merge candidate derivation | leading-out part is provided. マージ候補組み合わせリストの例を示す図である。It is a figure which shows the example of a merge candidate combination list. 上記マージ候補導出部が備えるゼロマージ候補導出部の動作を示す図である。It is a figure which shows operation | movement of the zero merge candidate derivation | leading-out part with which the said merge candidate derivation | leading-out part is provided. 上記マージ候補導出部の動作の流れの一例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows an example of the flow of operation | movement of the said merge candidate derivation | leading-out part. 上記レイヤ間マージ候補導出部の別の動作について例示する図である。(a)〜(c)は、2個以上の位置から、レイヤ間マージ候補を導出する例を示す。(d)は、レイヤ間マージ候補の導出を禁止する例を示す。It is a figure which illustrates about another operation | movement of the said merge candidate derivation | leading-out part. (A)-(c) shows the example which derives the inter-layer merge candidate from two or more positions. (D) shows an example of prohibiting the derivation of inter-layer merge candidates. 上記マージ候補導出部の動作の流れの別の例を示すフロー図である。It is a flowchart which shows another example of the flow of operation | movement of the said merge candidate derivation | leading-out part. 上記マージ候補導出部の変形例に係る構成について例示する機能ブロック図である。It is a functional block diagram illustrated about the structure which concerns on the modification of the said merge candidate derivation | leading-out part. スキャン順がラスタスキャン順である場合の復号未済の領域について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the area | region which has not been decoded when a scan order is a raster scan order. スキャン順がZスキャン順である場合の復号未済の領域について説明するための図である。It is a figure for demonstrating the area | region which has not been decoded when a scanning order is a Z scanning order. 本発明の一実施形態に係る階層動画像符号化装置の概略的構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the hierarchy moving image encoder which concerns on one Embodiment of this invention. 上記階層動画像符号化装置が備える予測パラメータ復元部の概略的構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the schematic structure of the prediction parameter decompression | restoration part with which the said hierarchy moving image encoder is provided. 上記階層動画像符号化装置において利用可能なイントラ予測の方向について示す図である。It is a figure shown about the direction of the intra prediction which can be utilized in the said hierarchy moving image encoder. 上記階層動画像符号化装置を搭載した送信装置、および、上記階層動画像復号装置を搭載した受信装置の構成について示した図である。(a)は、階層動画像符号化装置を搭載した送信装置を示しており、(b)は、階層動画像復号装置を搭載した受信装置を示している。It is the figure shown about the structure of the transmitter which mounts the said hierarchy moving image encoder, and the receiver which mounts the said hierarchy moving image decoder. (A) shows a transmission device equipped with a hierarchical video encoding device, and (b) shows a reception device equipped with a hierarchical video decoding device. 上記階層動画像符号化装置を搭載した記録装置、および、上記階層動画像復号装置を搭載した再生装置の構成について示した図である。(a)は、階層動画像符号化装置を搭載した記録装置を示しており、(b)は、階層動画像復号装置を搭載した再生装置を示している。It is the figure shown about the structure of the recording device carrying the said hierarchy moving image encoder, and the reproducing | regenerating apparatus carrying the said hierarchy moving image decoding apparatus. (A) shows a recording device equipped with a hierarchical video encoding device, and (b) shows a playback device equipped with a hierarchical video decoding device. 本発明の一実施形態に係る階層動画像復号装置に含まれるマージ候補導出部の構成について例示する機能ブロック図である。It is a functional block diagram which illustrates about the structure of the merge candidate derivation | leading-out part contained in the hierarchy moving image decoding apparatus which concerns on one Embodiment of this invention. 上記PU分割タイプ導出部が備える参照CU設定部が、対象レイヤ上の対象フレームに含まれる対象CUに対して参照CUを設定する例について説明する図である。It is a figure explaining the example in which the reference CU setting part with which the said PU division | segmentation type derivation part is provided sets a reference CU with respect to the object CU contained in the object frame on an object layer. 図28の参照CUの設定について、より具体的に示した図である。It is the figure which showed more concretely about the setting of the reference CU of FIG. 参照CUの右下画素の位置の参照領域における位置を判定した結果を用いて、PU分割タイプを設定する手法について示した図である。It is the figure which showed about the method which sets a PU division | segmentation type using the result of having determined the position in the reference area of the position of the lower right pixel of reference CU. 参照CUの右下画素の位置の参照領域における位置を判定した結果を用いて、PU分割タイプを設定する手法について示した図である。It is the figure which showed about the method which sets a PU division | segmentation type using the result of having determined the position in the reference area of the position of the lower right pixel of reference CU. 参照CUの右下画素の位置の参照領域における位置を判定した結果を用いて、PU分割タイプを設定する手法について示した図である。It is the figure which showed about the method which sets a PU division | segmentation type using the result of having determined the position in the reference area of the position of the lower right pixel of reference CU. 参照CUの右下画素の位置の参照領域における位置を判定した結果を用いて、PU分割タイプを設定する手法について示した図である。It is the figure which showed about the method which sets a PU division | segmentation type using the result of having determined the position in the reference area of the position of the lower right pixel of reference CU. 右下画素の位置を判定する手法についてより具体的に説明する図である。It is a figure which demonstrates more concretely about the method of determining the position of a lower right pixel. 右下画素の位置を判定する手法についてより具体的に説明する図である。It is a figure which demonstrates more concretely about the method of determining the position of a lower right pixel. 参照CUと参照領域との重複領域の重複の度合いを判定した結果を用いて、PU分割タイプを決定する手法について示した図である。It is the figure which showed about the method of determining PU partition type using the result of having determined the overlapping degree of the overlapping area of a reference CU and a reference area. 参照CUと参照領域との重複領域の重複の度合いを判定した結果を用いて、PU分割タイプを決定する手法について示した図である。It is the figure which showed about the method of determining PU partition type using the result of having determined the overlapping degree of the overlapping area of a reference CU and a reference area. 参照CUと参照領域との重複領域の重複の度合いを判定した結果を用いて、PU分割タイプを決定する手法について示した図である。It is the figure which showed about the method of determining PU partition type using the result of having determined the overlapping degree of the overlapping area of a reference CU and a reference area. 重複領域の重複の度合いの判定についてより具体的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating more concretely about determination of the duplication degree of an duplication area | region. 重複領域の重複の度合いの判定についてより具体的に説明するための図である。It is a figure for demonstrating more concretely about determination of the duplication degree of an duplication area | region. シンタックス要素値とCUタイプとの関係を示すテーブルである。It is a table which shows the relationship between a syntax element value and CU type. coding_unitでbase_mode_flagを符号化する場合のシンタックステーブルである。This is a syntax table for coding base_mode_flag with coding_unit. prediction_unitでbase_mode_flagを判定する場合のシンタックステーブルである。It is a syntax table when determining base_mode_flag by prediction_unit. 階層動画像復号装置におけるベーススキップCU復号処理の流れの一例について示すフローチャートである。It is a flowchart shown about an example of the flow of the base skip CU decoding process in a hierarchy moving image decoding apparatus. 階層動画像復号装置におけるスキップCU復号処理の流れの一例について示すフローチャートである。It is a flowchart shown about an example of the flow of the skip CU decoding process in a hierarchy moving image decoding apparatus. 階層動画像復号装置におけるインターCU復号処理の流れの一例について示すフローチャートである。It is a flowchart shown about an example of the flow of the inter CU decoding process in a hierarchy moving image decoding apparatus. SVCのレイヤ間予測単位推定処理について説明する図である。It is a figure explaining the prediction unit estimation process between layers of SVC.

図1〜図46に基づいて、本発明の一実施形態に係る階層動画像復号装置1および階層動画像符号化装置2について説明すれば以下のとおりである。
〔概要〕
本実施の形態に係る階層動画像復号装置(画像復号装置)1は、階層動画像符号化装置(画像符号化装置)2によってスケーラブル映像符号化(SVC;Scalable Video Coding)された符号化データを復号する。スケーラブル映像符号化とは、動画像を低品質のものから高品質のものにかけて階層的に符号化する符号化方式のことである。スケーラブル映像符号化は、例えば、H.264/AVC Annex G SVCにおいて標準化されている。なお、ここでいう動画像の品質とは、主観的および客観的な動画像の見栄えに影響する要素のことを広く意味する。動画像の品質には、例えば、“解像度”、“フレームレート”、“画質”、および、“画素の表現精度”が含まれる。よって、以下、動画像の品質が異なるといえば、例示的には、“解像度”等が異なることを指すが、これに限られない。例えば、異なる量子化ステップで量子化された動画像の場合(すなわち、異なる符号化雑音により符号化された動画像の場合)も互いに動画像の品質が異なるといえる。
The hierarchical moving picture decoding apparatus 1 and the hierarchical moving picture encoding apparatus 2 according to an embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 46 as follows.
〔Overview〕
A hierarchical video decoding device (image decoding device) 1 according to the present embodiment receives encoded data that has been subjected to scalable video coding (SVC) by a hierarchical video encoding device (image encoding device) 2. Decrypt. Scalable video coding is a coding method that hierarchically encodes moving images from low quality to high quality. Scalable video coding is, for example, H.264. H.264 / AVC Annex G SVC. Note that the quality of a moving image here widely means an element that affects the appearance of a subjective and objective moving image. The quality of the moving image includes, for example, “resolution”, “frame rate”, “image quality”, and “pixel representation accuracy”. Therefore, hereinafter, if the quality of the moving image is different, it means that, for example, “resolution” is different, but it is not limited thereto. For example, in the case of moving images quantized in different quantization steps (that is, moving images encoded with different encoding noises), it can be said that the quality of moving images is different from each other.

また、SVCは、階層化される情報の種類の観点から、(1)空間スケーラビリティ、(2)時間スケーラビリティ、および(3)SNR(Signal to Noise Ratio)スケーラビリティに分類されることもある。空間スケーラビリティとは、解像度や画像のサイズにおいて階層化する技術である。時間スケーラビリティとは、フレーム・レート(単位時間のフレーム数)において階層化する技術である。また、SNRスケーラビリティは、符号化雑音において階層化する技術である。   In addition, the SVC is sometimes classified into (1) spatial scalability, (2) temporal scalability, and (3) SNR (Signal to Noise Ratio) scalability from the viewpoint of the type of information to be hierarchized. Spatial scalability is a technique for hierarchizing resolution and image size. Time scalability is a technique for layering at a frame rate (the number of frames per unit time). Also, SNR scalability is a technique for hierarchizing in coding noise.

本実施形態に係る階層動画像符号化装置2及び階層動画像復号装置1の詳細な説明に先立って、まず(1)階層動画像符号化装置2によって生成され、階層動画像復号装置1によって復号される階層符号化データのレイヤ構造について説明し、次いで(2)各レイヤで採用できるデータ構造の具体例について説明を行う。
〔階層符号化データのレイヤ構造〕
ここで、図2を用いて、階層符号化データの符号化および復号について説明すると次のとおりである。図2は、動画像を、下位階層L3、中位階層L2、および上位階層L1の3階層により階層的に符号化/復号する場合について模式的に表す図である。つまり、図2(a)および(b)に示す例では、3階層のうち、上位階層L1が最上位層となり、下位階層L3が最下位層となる。
Prior to detailed description of the hierarchical video encoding device 2 and the hierarchical video decoding device 1 according to the present embodiment, first, (1) the hierarchical video encoding device 2 generates and the hierarchical video decoding device 1 performs decoding. The layer structure of the hierarchically encoded data to be performed will be described, and then (2) a specific example of the data structure that can be adopted in each layer will be described.
[Layer structure of hierarchically encoded data]
Here, encoding and decoding of hierarchically encoded data will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram schematically illustrating a case where a moving image is hierarchically encoded / decoded by three layers of a lower layer L3, a middle layer L2, and an upper layer L1. That is, in the example shown in FIGS. 2A and 2B, of the three layers, the upper layer L1 is the highest layer and the lower layer L3 is the lowest layer.

以下において、階層符号化データから復号され得る特定の品質に対応する復号画像は、特定の階層の復号画像(または、特定の階層に対応する復号画像)と称される(例えば、上位階層L1の復号画像POUT#A)。   In the following, a decoded image corresponding to a specific quality that can be decoded from hierarchically encoded data is referred to as a decoded image of a specific hierarchy (or a decoded image corresponding to a specific hierarchy) (for example, in the upper hierarchy L1). Decoded image POUT # A).

図2(a)は、入力画像PIN#A〜PIN#Cをそれぞれ階層的に符号化して符号化データDATA#A〜DATA#Cを生成する階層動画像符号化装置2#A〜2#Cを示している。図2(b)は、階層的に符号化された符号化データDATA#A〜DATA#Cをそれぞれ復号して復号画像POUT#A〜POUT#Cを生成する階層動画像復号装置1#A〜1#Cを示している。   FIG. 2A shows a hierarchical video encoding device 2 # A-2 # C that generates encoded data DATA # A-DATA # C by hierarchically encoding input images PIN # A-PIN # C, respectively. Is shown. FIG. 2B illustrates a hierarchical video decoding device 1 # A that generates decoded images POUT # A to POUT # C by decoding the hierarchically encoded data DATA # A to DATA # C, respectively. 1 # C is shown.

まず、図2(a)を用いて、符号化装置側について説明する。符号化装置側の入力となる入力画像PIN#A、PIN#B、およびPIN#Cは、原画は同じだが、画像の品質(解像度、フレームレート、および画質等)が異なる。画像の品質は、入力画像PIN#A、PIN#B、およびPIN#Cの順に低くなる。   First, the encoding device side will be described with reference to FIG. The input images PIN # A, PIN # B, and PIN # C that are input on the encoding device side have the same original image but different image quality (resolution, frame rate, image quality, and the like). The image quality decreases in the order of the input images PIN # A, PIN # B, and PIN # C.

下位階層L3の階層動画像符号化装置2#Cは、下位階層L3の入力画像PIN#Cを符号化して下位階層L3の符号化データDATA#Cを生成する。下位階層L3の復号画像POUT#Cを復号するのに必要な基本情報が含まれる(図2において“C”にて示している)。下位階層L3は、最下層の階層であるため、下位階層L3の符号化データDATA#Cは、基本符号化データとも称される。   The hierarchical video encoding apparatus 2 # C of the lower hierarchy L3 encodes the input image PIN # C of the lower hierarchy L3 to generate encoded data DATA # C of the lower hierarchy L3. Basic information necessary for decoding the decoded image POUT # C of the lower layer L3 is included (indicated by “C” in FIG. 2). Since the lower layer L3 is the lowest layer, the encoded data DATA # C of the lower layer L3 is also referred to as basic encoded data.

また、中位階層L2の階層動画像符号化装置2#Bは、中位階層L2の入力画像PIN#Bを、下位階層の符号化データDATA#Cを参照しながら符号化して中位階層L2の符号化データDATA#Bを生成する。中位階層L2の符号化データDATA#Bには、符号化データDATA#Cに含まれる基本情報“C”に加えて、中位階層の復号画像POUT#Bを復号するのに必要な付加的情報(図2において“B”にて示している)が含まれる。   Further, the hierarchical video encoding apparatus 2 # B of the middle hierarchy L2 encodes the input image PIN # B of the middle hierarchy L2 with reference to the encoded data DATA # C of the lower hierarchy, and performs the middle hierarchy L2 Encoded data DATA # B is generated. In addition to the basic information “C” included in the encoded data DATA # C, additional data necessary for decoding the decoded image POUT # B of the intermediate hierarchy is added to the encoded data DATA # B of the intermediate hierarchy L2. Information (indicated by “B” in FIG. 2) is included.

また、上位階層L1の階層動画像符号化装置2#Aは、上位階層L1の入力画像PIN#Aを、中位階層L2の符号化データDATA#Bを参照しながら符号化して上位階層L1の符号化データDATA#Aを生成する。上位階層L1の符号化データDATA#Aには、下位階層L3の復号画像POUT#Cを復号するのに必要な基本情報“C”および中位階層L2の復号画像POUT#Bを復号するのに必要な付加的情報“B”に加えて、上位階層の復号画像POUT#Aを復号するのに必要な付加的情報(図2において“A”にて示している)が含まれる。   Further, the hierarchical video encoding apparatus 2 # A of the upper hierarchy L1 encodes the input image PIN # A of the upper hierarchy L1 with reference to the encoded data DATA # B of the intermediate hierarchy L2 to Encoded data DATA # A is generated. The encoded data DATA # A of the upper layer L1 is used to decode the basic information “C” necessary for decoding the decoded image POUT # C of the lower layer L3 and the decoded image POUT # B of the middle layer L2. In addition to the necessary additional information “B”, additional information (indicated by “A” in FIG. 2) necessary for decoding the decoded image POUT # A of the upper layer is included.

このように上位階層L1の符号化データDATA#Aは、異なる複数の品質の復号画像に関する情報を含む。   As described above, the encoded data DATA # A of the upper layer L1 includes information related to decoded images having a plurality of different qualities.

次に、図2(b)を参照しながら復号装置側について説明する。復号装置側では、上位階層L1、中位階層L2、および下位階層L3それぞれの階層に応じた復号装置1#A、1#B、および1#Cが、符号化データDATA#A、DATA#B、およびDATA#Cを復号して復号画像POUT#A、POUT#B、およびPOUT#Cを出力する。   Next, the decoding device side will be described with reference to FIG. On the decoding device side, the decoding devices 1 # A, 1 # B, and 1 # C corresponding to the layers of the upper layer L1, the middle layer L2, and the lower layer L3 are encoded data DATA # A and DATA # B, respectively. , And DATA # C are decoded to output decoded images POUT # A, POUT # B, and POUT # C.

なお、上位の階層符号化データの一部の情報を抽出して、より下位の特定の復号装置において、当該抽出した情報を復号することで特定の品質の動画像を再生することもできる。   It is also possible to reproduce a moving image having a specific quality by extracting a part of the information of the upper layer encoded data and decoding the extracted information in a lower specific decoding device.

例えば、中位階層L2の階層動画像復号装置1#Bは、上位階層L1の階層符号化データDATA#Aから、復号画像POUT#Bを復号するのに必要な情報(すなわち、階層符号化データDATA#Aに含まれる“B”および“C”)を抽出して、復号画像POUT#Bを復号してもよい。言い換えれば、復号装置側では、上位階層L1の階層符号化データDATA#Aに含まれる情報に基づいて、復号画像POUT#A、POUT#B、およびPOUT#Cを復号することができる。   For example, the hierarchical moving picture decoding apparatus 1 # B in the middle hierarchy L2 receives information necessary for decoding the decoded picture POUT # B from the hierarchical encoded data DATA # A in the upper hierarchy L1 (that is, the hierarchical encoded data). The decoded image POUT # B may be decoded by extracting “B” and “C”) included in DATA # A. In other words, on the decoding device side, the decoded images POUT # A, POUT # B, and POUT # C can be decoded based on information included in the hierarchically encoded data DATA # A of the upper hierarchy L1.

なお、以上の3階層の階層符号化データに限られず、階層符号化データは、2階層で階層符号化されていてもよいし、3階層よりも多い階層数にて階層符号化されていてもよい。   The hierarchical encoded data is not limited to the above three-layer hierarchical encoded data, and the hierarchical encoded data may be hierarchically encoded with two layers or may be hierarchically encoded with a number of layers larger than three. Good.

また、特定の階層の復号画像に関する符号化データの一部または全部を他の階層とは独立して符号化し、特定の階層の復号の際に、他の階層の情報を参照しなくても済むように階層符号化データを構成してもよい。例えば、図2(a)および(b)を用いて上述した例では、復号画像POUT#Bの復号に“C”および“B”を参照すると説明したが、これに限られない。復号画像POUT#Bが“B”だけを用いて復号できるように階層符号化データを構成することも可能である。   Also, a part or all of the encoded data related to the decoded image of a specific hierarchy is encoded independently of the other hierarchy, and it is not necessary to refer to information of the other hierarchy when decoding the specific hierarchy. Hierarchically encoded data may be configured as described above. For example, in the example described above with reference to FIGS. 2A and 2B, it has been described that “C” and “B” are referred to for decoding the decoded image POUT # B, but the present invention is not limited thereto. It is also possible to configure the hierarchically encoded data so that the decoded image POUT # B can be decoded using only “B”.

なお、SNRスケーラビリティを実現する場合、入力画像PIN#A、PIN#B、およびPIN#Cとして同一の原画を用いた上で、復号画像POUT#A、POUT#B、およびPOUT#Cが異なる画質となるよう階層符号化データを生成することもできる。その場合、下位階層の階層動画像符号化装置が、上位階層の階層動画像符号化装置に較べて、より大きい量子化幅を用いて予測残差を量子化することで階層符号化データを生成する。   When SNR scalability is realized, the same original image is used as the input images PIN # A, PIN # B, and PIN # C, and the decoded images POUT # A, POUT # B, and POUT # C have different image quality. Hierarchically encoded data can also be generated so that In that case, the lower layer hierarchical video encoding device generates hierarchical encoded data by quantizing the prediction residual using a larger quantization width than the upper layer hierarchical video encoding device. To do.

本書では、説明の便宜上、次のとおり用語を定義する。以下の用語は、特に断りがなければ、下記の技術的事項のことを表わすのに用いる。   In this document, the following terms are defined for convenience of explanation. The following terms are used to indicate the following technical matters unless otherwise specified.

上位レイヤ : ある階層よりも上位に位置する階層のことを、上位レイヤと称する。例えば、図2において、下位階層L3の上位レイヤは、中位階層L2および上位階層L1である。また、上位レイヤの復号画像とは、より品質の高い(例えば、解像度が高い、フレームレートが高い、画質が高い等)復号画像のことをいう。   Upper layer: A layer positioned higher than a certain layer is referred to as an upper layer. For example, in FIG. 2, the upper layers of the lower layer L3 are the middle layer L2 and the upper layer L1. The decoded image of the upper layer means a decoded image with higher quality (for example, high resolution, high frame rate, high image quality, etc.).

下位レイヤ : ある階層よりも下位に位置する階層のことを、下位レイヤと称する。例えば、図2において、上位階層L1の下位レイヤは、中位階層L2および下位階層L3である。また、下位レイヤの復号画像とは、より品質の低い復号画像のことをいう。   Lower layer: A layer located lower than a certain layer is referred to as a lower layer. For example, in FIG. 2, the lower layers of the upper layer L1 are the middle layer L2 and the lower layer L3. Further, the decoded image of the lower layer refers to a decoded image with lower quality.

対象レイヤ : 復号または符号化の対象となっている階層のことをいう。   Target layer: A layer that is the target of decoding or encoding.

参照レイヤ(reference layer) : 対象レイヤに対応する復号画像を復号するのに参照される特定の下位レイヤのことを参照レイヤと称する。   Reference layer: A specific lower layer referred to for decoding a decoded image corresponding to a target layer is referred to as a reference layer.

図2(a)および(b)に示した例では、上位階層L1の参照レイヤは、中位階層L2および下位階層L3である。しかしながら、これに限られず、特定の上記レイヤの復号において、下位レイヤのすべてを参照しなくてもよいように階層符号化データを構成することもできる。例えば、上位階層L1の参照レイヤが、中位階層L2および下位階層L3のいずれか一方となるように階層符号化データを構成することも可能である。   In the example shown in FIGS. 2A and 2B, the reference layers of the upper hierarchy L1 are the middle hierarchy L2 and the lower hierarchy L3. However, the present invention is not limited to this, and the hierarchically encoded data can be configured so that it is not necessary to refer to all of the lower layers in decoding of the specific layer. For example, the hierarchical encoded data can be configured such that the reference layer of the upper hierarchy L1 is either the middle hierarchy L2 or the lower hierarchy L3.

基本レイヤ(base layer) : 最下層に位置する階層のことを基本レイヤと称する。基本レイヤの復号画像は、符号化データから復号され得るもっとも低い品質の復号画像であり、基本復号画像と呼称される。別の言い方をすれば、基本復号画像は、最下層の階層に対応する復号画像のことである。基本復号画像の復号に必要な階層符号化データの部分符号化データは基本符号化データと呼称される。例えば、上位階層L1の階層符号化データDATA#Aに含まれる基本情報“C”が基本符号化データである。   Base layer: A layer located at the lowest layer is referred to as a base layer. The decoded image of the base layer is the lowest quality decoded image that can be decoded from the encoded data, and is referred to as a basic decoded image. In other words, the basic decoded image is a decoded image corresponding to the lowest layer. The partially encoded data of the hierarchically encoded data necessary for decoding the basic decoded image is referred to as basic encoded data. For example, the basic information “C” included in the hierarchically encoded data DATA # A of the upper hierarchy L1 is the basic encoded data.

拡張レイヤ : 基本レイヤの上位レイヤは、拡張レイヤと称される。   Enhancement layer: The upper layer of the base layer is referred to as an enhancement layer.

レイヤ識別子 : レイヤ識別子は、階層を識別するためのものであり、階層と1対1に対応する。階層符号化データには特定の階層の復号画像の復号に必要な部分符号化データを選択するために用いられる階層識別子が含まれる。特定のレイヤに対応するレイヤ識別子に関連付けられた階層符号化データの部分集合は、レイヤ表現とも呼称される。   Layer identifier: The layer identifier is for identifying a hierarchy, and corresponds to the hierarchy one-to-one. The hierarchically encoded data includes a hierarchical identifier used for selecting partial encoded data necessary for decoding a decoded image of a specific hierarchy. A subset of hierarchically encoded data associated with a layer identifier corresponding to a specific layer is also referred to as a layer representation.

一般に、特定の階層の復号画像の復号には、当該階層のレイヤ表現、および/または、当該階層の下位レイヤに対応するレイヤ表現が用いられる。すなわち、対象レイヤの復号画像の復号においては、対象レイヤのレイヤ表現、および/または、対象レイヤの下位レイヤに含まれる1つ以上階層のレイヤ表現が用いられる。   In general, for decoding a decoded image of a specific hierarchy, a layer expression of the hierarchy and / or a layer expression corresponding to a lower layer of the hierarchy is used. That is, in decoding the decoded image of the target layer, layer representation of the target layer and / or layer representation of one or more layers included in a lower layer of the target layer are used.

レイヤ間予測 : レイヤ間予測とは、対象レイヤのレイヤ表現と異なる階層(参照レイヤ)のレイヤ表現に含まれるシンタックス要素値、シンタックス要素値より導出される値、および復号画像に基づいて、対象レイヤのシンタックス要素値や対象レイヤの復号に用いられる符号化パラメータ等を予測することである。動き予測に関する情報を(同時刻の)参照レイヤの情報から予測するレイヤ間予測のことを動き情報予測と称することもある。また、(同時刻の)下位レイヤの復号画像をアップサンプリングした画像から予測するレイヤ間予測のことをテクスチャ予測(あるいはレイヤ間イントラ予測)と称することもある。なお、レイヤ間予測に用いられる階層は、例示的には、対象レイヤの下位レイヤである。また、参照レイヤを用いず対象レイヤ内で予測を行うことをレイヤ内予測と称することもある。   Inter-layer prediction: Inter-layer prediction is based on a syntax element value included in a layer expression of a layer (reference layer) different from the layer expression of the target layer, a value derived from the syntax element value, and a decoded image. It is to predict the syntax element value of the target layer, the encoding parameter used for decoding of the target layer, and the like. Inter-layer prediction in which information related to motion prediction is predicted from reference layer information (at the same time) may be referred to as motion information prediction. Further, inter-layer prediction that predicts a decoded image of a lower layer (at the same time) from an up-sampled image may be referred to as texture prediction (or inter-layer intra prediction). Note that the hierarchy used for inter-layer prediction is, for example, a lower layer of the target layer. In addition, performing prediction within a target layer without using a reference layer may be referred to as intra-layer prediction.

なお、以上の用語は、飽くまで説明の便宜上のものであり、上記の技術的事項を別の用語にて表現してもかまわない。
〔階層符号化データのデータ構造について〕
以下、各階層の符号化データを生成する符号化方式として、HEVCおよびその拡張方式を用いる場合について例示する。しかしながら、これに限られず、各階層の符号化データを、MPEG−2や、H.264/AVCなどの符号化方式により生成してもよい。
Note that the above terms are for convenience of explanation until they are tired, and the above technical matters may be expressed by other terms.
[Data structure of hierarchically encoded data]
Hereinafter, the case where HEVC and its extended system are used as an encoding system for generating encoded data of each layer will be exemplified. However, the present invention is not limited to this. It may be generated by an encoding method such as H.264 / AVC.

また、下位レイヤと上位レイヤとが異なる符号化方式によって符号化されていてもよい。また、各階層の符号化データは、互いに異なる伝送路を介して階層動画像復号装置1に供給されるものであってもよいし、同一の伝送路を介して階層動画像復号装置1に供給されるものであってもよい。   Further, the lower layer and the upper layer may be encoded by different encoding methods. The encoded data of each layer may be supplied to the hierarchical video decoding device 1 via different transmission paths, or supplied to the hierarchical video decoding device 1 via the same transmission path. It may be done.

例えば、超高精細映像(動画像、4K映像データ)を基本レイヤおよび1つの拡張レイヤによりスケーラブル符号化して伝送する場合、基本レイヤは、4K映像データをダウンスケーリングし、インタレース化した映像データをMPEG−2またはH.264/AVCにより符号化してテレビ放送網で伝送し、拡張レイヤは、4K映像(プログレッシブ)をHEVCにより符号化して、インターネットで伝送してもよい。   For example, when transmitting ultra-high-definition video (moving image, 4K video data) with a base layer and one extended layer in a scalable encoding, the base layer downscales 4K video data, and interlaced video data. MPEG-2 or H.264 The enhancement layer may be encoded by H.264 / AVC and transmitted over a television broadcast network, and the enhancement layer may encode 4K video (progressive) with HEVC and transmit over the Internet.

(基本レイヤ)
図3は、基本レイヤにおいて採用することができる符号化データ(図2の例でいえば、階層符号化データDATA#C)のデータ構造について例示する図である。階層符号化データDATA#Cは、例示的に、シーケンス、およびシーケンスを構成する複数のピクチャを含む。
(Basic layer)
FIG. 3 is a diagram illustrating a data structure of encoded data (hierarchically encoded data DATA # C in the example of FIG. 2) that can be employed in the base layer. Hierarchically encoded data DATA # C illustratively includes a sequence and a plurality of pictures constituting the sequence.

階層符号化データDATA#Cにおけるデータの階層構造を図3に示す。図3の(a)〜(e)は、それぞれ、シーケンスSEQを規定するシーケンスレイヤ、ピクチャPICTを規定するピクチャレイヤ、スライスSを規定するスライスレイヤ、ツリーブロック(Tree block)TBLKを規定するツリーブロックレイヤ、ツリーブロックTBLKに含まれる符号化単位(Coding Unit;CU)を規定するCUレイヤを示す図である。   FIG. 3 shows a hierarchical structure of data in the hierarchically encoded data DATA # C. 3A to 3E respectively show a sequence layer that defines a sequence SEQ, a picture layer that defines a picture PICT, a slice layer that defines a slice S, and a tree block that defines a tree block TBLK. It is a figure which shows the CU layer which prescribes | regulates the coding unit (Coding Unit; CU) contained in a layer and tree block TBLK.

(シーケンスレイヤ)
シーケンスレイヤでは、処理対象のシーケンスSEQ(以下、対象シーケンスとも称する)を復号するために階層動画像復号装置1が参照するデータの集合が規定されている。シーケンスSEQは、図3の(a)に示すように、シーケンスパラメータセットSPS(Sequence Parameter Set)、ピクチャパラメータセットPPS(Picture Parameter Set)、適応パラメータセットAPS(Adaptation Parameter Set)、ピクチャPICT〜PICTNP(NPはシーケンスSEQに含まれるピクチャの総数)、及び、付加拡張情報SEI(Supplemental Enhancement Information)を含んでいる。
(Sequence layer)
In the sequence layer, a set of data referred to by the hierarchical video decoding device 1 for decoding a sequence SEQ to be processed (hereinafter also referred to as a target sequence) is defined. As shown in FIG. 3A, the sequence SEQ includes a sequence parameter set SPS (Sequence Parameter Set), a picture parameter set PPS (Picture Parameter Set), an adaptive parameter set APS (Adaptation Parameter Set), and pictures PICT 1 to PICT. It includes NP (NP is the total number of pictures included in the sequence SEQ) and supplemental enhancement information (SEI).

シーケンスパラメータセットSPSでは、対象シーケンスを復号するために階層動画像復号装置1が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。   In the sequence parameter set SPS, a set of encoding parameters referred to by the hierarchical video decoding device 1 for decoding the target sequence is defined.

ピクチャパラメータセットPPSでは、対象シーケンス内の各ピクチャを復号するために階層動画像復号装置1が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。なお、PPSは複数存在してもよい。その場合、対象シーケンス内の各ピクチャから複数のPPSの何れかを選択する。   In the picture parameter set PPS, a set of encoding parameters referred to by the hierarchical video decoding device 1 for decoding each picture in the target sequence is defined. A plurality of PPS may exist. In that case, one of a plurality of PPSs is selected from each picture in the target sequence.

適応パラメータセットAPSは、対象シーケンス内の各スライスを復号するために階層動画像復号装置1が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。APSは複数存在してもよい。その場合、対象シーケンス内の各スライスから複数のAPSの何れかを選択する。   The adaptive parameter set APS defines a set of encoding parameters that the hierarchical video decoding device 1 refers to in order to decode each slice in the target sequence. There may be a plurality of APSs. In that case, one of a plurality of APSs is selected from each slice in the target sequence.

(ピクチャレイヤ)
ピクチャレイヤでは、処理対象のピクチャPICT(以下、対象ピクチャとも称する)を復号するために階層動画像復号装置1が参照するデータの集合が規定されている。ピクチャPICTは、図3の(b)に示すように、ピクチャヘッダPH、及び、スライスS1〜SNSを含んでいる(NSはピクチャPICTに含まれるスライスの総数)。
(Picture layer)
In the picture layer, a set of data that is referred to by the hierarchical video decoding device 1 in order to decode a picture PICT to be processed (hereinafter also referred to as a target picture) is defined. As shown in FIG. 3B, the picture PICT includes a picture header PH and slices S 1 to S NS (NS is the total number of slices included in the picture PICT).

なお、以下、スライスS1〜SNSのそれぞれを区別する必要が無い場合、符号の添え字を省略して記述することがある。また、以下に説明する階層符号化データDATA#Cに含まれるデータであって、添え字を付している他のデータについても同様である。 Note that, hereinafter, when it is not necessary to distinguish each of the slices S 1 to S NS , the reference numerals may be omitted. The same applies to data included in the hierarchically encoded data DATA # C described below and to which subscripts are added.

ピクチャヘッダPHには、対象ピクチャの復号方法を決定するために階層動画像復号装置1が参照する符号化パラメータ群が含まれている。なお、符号化パラメータ群は、必ずしもピクチャヘッダPH内に直接含んでいる必要はなく、例えばピクチャパラメータセットPPSへの参照を含むことで、間接的に含めても良い。   The picture header PH includes a coding parameter group referred to by the hierarchical video decoding device 1 in order to determine a decoding method of the target picture. Note that the encoding parameter group is not necessarily included directly in the picture header PH, and may be included indirectly, for example, by including a reference to the picture parameter set PPS.

(スライスレイヤ)
スライスレイヤでは、処理対象のスライスS(対象スライスとも称する)を復号するために階層動画像復号装置1が参照するデータの集合が規定されている。スライスSは、図3の(c)に示すように、スライスヘッダSH、及び、ツリーブロックTBLK1〜TBLKNC(NCはスライスSに含まれるツリーブロックの総数)のシーケンスを含んでいる。
(Slice layer)
In the slice layer, a set of data that is referred to by the hierarchical video decoding device 1 in order to decode a slice S (also referred to as a target slice) to be processed is defined. As shown in FIG. 3C, the slice S includes a slice header SH and a sequence of tree blocks TBLK 1 to TBLK NC (NC is the total number of tree blocks included in the slice S).

スライスヘッダSHには、対象スライスの復号方法を決定するために階層動画像復号装置1が参照する符号化パラメータ群が含まれる。スライスタイプを指定するスライスタイプ指定情報(slice_type)は、スライスヘッダSHに含まれる符号化パラメータの一例である。   The slice header SH includes a group of coding parameters that the hierarchical video decoding device 1 refers to in order to determine a method for decoding the target slice. Slice type designation information (slice_type) for designating a slice type is an example of an encoding parameter included in the slice header SH.

スライスタイプ指定情報により指定可能なスライスタイプとしては、(1)符号化の際にイントラ予測のみを用いるIスライス、(2)符号化の際に単方向予測、又は、イントラ予測を用いるPスライス、(3)符号化の際に単方向予測、双方向予測、又は、イントラ予測を用いるBスライスなどが挙げられる。   As slice types that can be specified by the slice type specification information, (1) I slice that uses only intra prediction at the time of encoding, (2) P slice that uses unidirectional prediction or intra prediction at the time of encoding, (3) B-slice using unidirectional prediction, bidirectional prediction, or intra prediction at the time of encoding may be used.

なお、スライスヘッダSHには、上記シーケンスレイヤに含まれる、ピクチャパラメータセットPPSへの参照(pic_parameter_set_id)、適応パラメータセットAPSへの参照(aps_id)を含んでいても良い。   Note that the slice header SH may include a reference to the picture parameter set PPS (pic_parameter_set_id) and a reference to the adaptive parameter set APS (aps_id) included in the sequence layer.

また、スライスヘッダSHには、階層動画像復号装置1の備える適応フィルタによって参照されるフィルタパラメータFPが含まれている。フィルタパラメータFPは、フィルタ係数群を含んでいる。フィルタ係数群には、(1)フィルタのタップ数を指定するタップ数指定情報、(2)フィルタ係数a0〜aNT-1(NTは、フィルタ係数群に含まれるフィルタ係数の総数)、および、(3)オフセットが含まれる。 The slice header SH includes a filter parameter FP that is referred to by an adaptive filter provided in the hierarchical video decoding device 1. The filter parameter FP includes a filter coefficient group. The filter coefficient group includes (1) tap number designation information for designating the number of taps of the filter, (2) filter coefficients a 0 to a NT-1 (NT is the total number of filter coefficients included in the filter coefficient group), and , (3) offset is included.

(ツリーブロックレイヤ)
ツリーブロックレイヤでは、処理対象のツリーブロックTBLK(以下、対象ツリーブロックとも称する)を復号するために階層動画像復号装置1が参照するデータの集合が規定されている。なお、ツリーブロックのことを符号化ツリーブロック(CTB:Coding Tree block)、または、最大符号化単位(LCU:Largest Cording Unit)と呼ぶこともある。
(Tree block layer)
In the tree block layer, a set of data referred to by the hierarchical video decoding device 1 for decoding a processing target tree block TBLK (hereinafter also referred to as a target tree block) is defined. Note that the tree block may be referred to as a coding tree block (CTB) or a maximum coding unit (LCU).

ツリーブロックTBLKは、ツリーブロックヘッダTBLKHと、符号化単位情報CU〜CUNL(NLはツリーブロックTBLKに含まれる符号化単位情報の総数)とを含む。ここで、まず、ツリーブロックTBLKと、符号化単位情報CUとの関係について説明すると次のとおりである。 The tree block TBLK includes a tree block header TBLKH and coding unit information CU 1 to CU NL (NL is the total number of coding unit information included in the tree block TBLK). Here, first, a relationship between the tree block TBLK and the coding unit information CU will be described as follows.

ツリーブロックTBLKは、イントラ予測またはインター予測、および、変換の各処理ためのブロックサイズを特定するためのパーティションに分割される。   The tree block TBLK is divided into partitions for specifying a block size for each process of intra prediction or inter prediction and conversion.

ツリーブロックTBLKの上記パーティションは、再帰的な4分木分割により分割されている。この再帰的な4分木分割により得られる木構造のことを以下、符号化ツリー(coding tree)と称する。   The partition of the tree block TBLK is divided by recursive quadtree partitioning. The tree structure obtained by this recursive quadtree partitioning is hereinafter referred to as a coding tree.

以下、符号化ツリーの末端のノードであるリーフ(leaf)に対応するパーティションを、符号化ノード(coding node)として参照する。また、符号化ノードは、符号化処理の基本的な単位となるため、以下、符号化ノードのことを、符号化単位(CU)とも称する。なお、符号化ノードは、符号化ブロック(CB: Coding Block)と呼ぶこともある。   Hereinafter, a partition corresponding to a leaf that is a node at the end of the coding tree is referred to as a coding node. In addition, since the encoding node is a basic unit of the encoding process, hereinafter, the encoding node is also referred to as an encoding unit (CU). Note that the coding node may be referred to as a coding block (CB).

つまり、符号化単位情報(以下、CU情報と称する)CU〜CUNLは、ツリーブロックTBLKを再帰的に4分木分割して得られる各符号化ノード(符号化単位)に対応する情報である。 That is, coding unit information (hereinafter referred to as CU information) CU 1 to CU NL is information corresponding to each coding node (coding unit) obtained by recursively dividing the tree block TBLK into quadtrees. is there.

また、符号化ツリーのルート(root)は、ツリーブロックTBLKに対応付けられる。換言すれば、ツリーブロックTBLKは、複数の符号化ノードを再帰的に含む4分木分割の木構造の最上位ノードに対応付けられる。   Also, the root of the coding tree is associated with the tree block TBLK. In other words, the tree block TBLK is associated with the highest node of the tree structure of the quadtree partition that recursively includes a plurality of encoding nodes.

なお、各符号化ノードのサイズは、当該符号化ノードが直接に属する符号化ノード(すなわち、当該符号化ノードの1階層上位のノードのパーティション)のサイズの縦横とも半分である。   Note that the size of each coding node is half the size of the coding node to which the coding node directly belongs (that is, the partition of the node one layer higher than the coding node).

また、ツリーブロックTBLKのサイズ、および、各符号化ノードのとり得るサイズは、階層符号化データDATA#CのシーケンスパラメータセットSPSに含まれる、最小符号化ノードのサイズ指定情報、および最大符号化ノードと最小符号化ノードの階層深度の差分に依存する。例えば、最小符号化ノードのサイズが8×8画素であって、最大符号化ノードと最小符号化ノードの階層深度の差分が3である場合、ツリーブロックTBLKのサイズが64×64画素であって、符号化ノードのサイズは、4種類のサイズ、すなわち、64×64画素、32×32画素、16×16画素、および、8×8画素の何れかをとり得る。   Further, the size of the tree block TBLK and the size that each coding node can take are the size specification information of the minimum coding node and the maximum coding node included in the sequence parameter set SPS of the hierarchical coding data DATA # C. And the minimum coding node hierarchy depth difference. For example, when the size of the minimum coding node is 8 × 8 pixels and the difference in the layer depth between the maximum coding node and the minimum coding node is 3, the size of the tree block TBLK is 64 × 64 pixels. The size of the encoding node can take any of four sizes, namely, 64 × 64 pixels, 32 × 32 pixels, 16 × 16 pixels, and 8 × 8 pixels.

(ツリーブロックヘッダ)
ツリーブロックヘッダTBLKHには、対象ツリーブロックの復号方法を決定するために階層動画像復号装置1が参照する符号化パラメータが含まれる。具体的には、図3の(d)に示すように、対象ツリーブロックの各CUへの分割パターンを指定するツリーブロック分割情報SP_TBLK、および、量子化ステップの大きさを指定する量子化パラメータ差分Δqp(qp_delta)が含まれる。
(Tree block header)
The tree block header TBLKH includes an encoding parameter referred to by the hierarchical video decoding device 1 in order to determine a decoding method of the target tree block. Specifically, as shown in FIG. 3D, tree block division information SP_TBLK that specifies a division pattern of the target tree block into each CU, and a quantization parameter difference that specifies the size of the quantization step Δqp (qp_delta) is included.

ツリーブロック分割情報SP_TBLKは、ツリーブロックを分割するための符号化ツリーを表す情報であり、具体的には、対象ツリーブロックに含まれる各CUの形状、サイズ、および、対象ツリーブロック内での位置を指定する情報である。   The tree block division information SP_TBLK is information representing a coding tree for dividing the tree block. Specifically, the shape and size of each CU included in the target tree block, and the position in the target tree block Is information to specify.

なお、ツリーブロック分割情報SP_TBLKは、CUの形状やサイズを明示的に含んでいなくてもよい。例えばツリーブロック分割情報SP_TBLKは、対象ツリーブロック全体またはツリーブロックの部分領域を四分割するか否かを示すフラグの集合であってもよい。その場合、ツリーブロックの形状やサイズを併用することで各CUの形状やサイズを特定できる。   Note that the tree block division information SP_TBLK may not explicitly include the shape or size of the CU. For example, the tree block division information SP_TBLK may be a set of flags indicating whether the entire target tree block or a partial region of the tree block is to be divided into four. In that case, the shape and size of each CU can be specified by using the shape and size of the tree block together.

また、量子化パラメータ差分Δqpは、対象ツリーブロックにおける量子化パラメータqpと、当該対象ツリーブロックの直前に符号化されたツリーブロックにおける量子化パラメータqp’との差分qp−qp’である。   The quantization parameter difference Δqp is a difference qp−qp ′ between the quantization parameter qp in the target tree block and the quantization parameter qp ′ in the tree block encoded immediately before the target tree block.

(CUレイヤ)
CUレイヤでは、処理対象のCU(以下、対象CUとも称する)を復号するために階層動画像復号装置1が参照するデータの集合が規定されている。
(CU layer)
In the CU layer, a set of data referred to by the hierarchical video decoding device 1 for decoding a CU to be processed (hereinafter also referred to as a target CU) is defined.

ここで、CU情報CUに含まれるデータの具体的な内容の説明をする前に、CUに含まれるデータの木構造について説明する。符号化ノードは、予測ツリー(prediction tree;PT)および変換ツリー(transform tree;TT)のルートのノードとなる。予測ツリーおよび変換ツリーについて説明すると次のとおりである。   Here, before describing specific contents of data included in the CU information CU, a tree structure of data included in the CU will be described. The encoding node is a node at the root of a prediction tree (PT) and a transform tree (TT). The prediction tree and the conversion tree are described as follows.

予測ツリーにおいては、符号化ノードが1または複数の予測ブロックに分割され、各予測ブロックの位置とサイズとが規定される。別の表現でいえば、予測ブロックは、符号化ノードを構成する1または複数の重複しない領域である。また、予測ツリーは、上述の分割により得られた1または複数の予測ブロックを含む。   In the prediction tree, the encoding node is divided into one or a plurality of prediction blocks, and the position and size of each prediction block are defined. In other words, the prediction block is one or a plurality of non-overlapping areas constituting the encoding node. The prediction tree includes one or a plurality of prediction blocks obtained by the above division.

予測処理は、この予測ブロックごとに行われる。以下、予測の単位である予測ブロックのことを、予測単位(prediction unit;PU)とも称する。   Prediction processing is performed for each prediction block. Hereinafter, a prediction block that is a unit of prediction is also referred to as a prediction unit (PU).

予測ツリーにおける分割(以下、PU分割と略称する)の種類は、大まかにいえば、イントラ予測の場合と、インター予測の場合との2つがある。   Broadly speaking, there are two types of partitioning in the prediction tree (hereinafter abbreviated as PU partitioning): intra prediction and inter prediction.

イントラ予測の場合、分割方法は、2N×2N(符号化ノードと同一サイズ)と、N×Nとがある。   In the case of intra prediction, there are 2N × 2N (the same size as the encoding node) and N × N division methods.

また、インター予測の場合、分割方法は、2N×2N(符号化ノードと同一サイズ)、2N×N、2N×nU、2N×nD、N×2N、nL×2N、nR×2N、および、N×Nなどがある。PU分割の種類については、後に図面を用いて説明する。   In the case of inter prediction, the division method is 2N × 2N (the same size as the encoding node), 2N × N, 2N × nU, 2N × nD, N × 2N, nL × 2N, nR × 2N, and N XN etc. The types of PU division will be described later with reference to the drawings.

また、変換ツリーにおいては、符号化ノードが1または複数の変換ブロックに分割され、各変換ブロックの位置とサイズとが規定される。別の表現でいえば、変換ブロックは、符号化ノードを構成する1または複数の重複しない領域のことである。また、変換ツリーは、上述の分割より得られた1または複数の変換ブロックを含む。   In the transform tree, the encoding node is divided into one or a plurality of transform blocks, and the position and size of each transform block are defined. In other words, the transform block is one or a plurality of non-overlapping areas constituting the encoding node. The conversion tree includes one or a plurality of conversion blocks obtained by the above division.

変換ツリーにおける分割には、符号化ノードと同一のサイズの領域を変換ブロックとして割り付けるものと、上述したツリーブロックの分割と同様、再帰的な4分木分割によるものがある。   There are two types of division in the transformation tree: one in which an area having the same size as that of a coding node is assigned as a transformation block, and the other in division by recursive quadtree division as in the above-described division of a tree block.

変換処理は、この変換ブロックごとに行われる。以下、変換の単位である変換ブロックのことを、変換単位(transform unit;TU)とも称する。   The conversion process is performed for each conversion block. Hereinafter, a transform block that is a unit of transform is also referred to as a transform unit (TU).

(CU情報のデータ構造)
続いて、図3(e)を参照しながらCU情報CUに含まれるデータの具体的な内容について説明する。図3(e)に示すように、CU情報CUは、具体的には、スキップフラグSKIP、予測ツリー情報(以下、PT情報と略称する)PTI、および、変換ツリー情報(以下、TT情報と略称する)TTIを含む。
(Data structure of CU information)
Next, specific contents of data included in the CU information CU will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3E, the CU information CU specifically includes a skip flag SKIP, prediction tree information (hereinafter abbreviated as PT information) PTI, and conversion tree information (hereinafter abbreviated as TT information). Include TTI).

スキップフラグSKIPは、対象のPUについて、スキップモードが適用されているか否かを示すフラグであり、スキップフラグSKIPの値が1の場合、すなわち、対象CUにスキップモードが適用されている場合、そのCU情報CUにおけるPT情報PTIの一部、および、TT情報TTIは省略される。なお、スキップフラグSKIPは、Iスライスでは省略される。   The skip flag SKIP is a flag indicating whether or not the skip mode is applied to the target PU. When the value of the skip flag SKIP is 1, that is, when the skip mode is applied to the target CU, A part of the PT information PTI and the TT information TTI in the CU information CU are omitted. Note that the skip flag SKIP is omitted for the I slice.

[PT情報]
PT情報PTIは、CUに含まれる予測ツリー(以下、PTと略称する)に関する情報である。言い換えれば、PT情報PTIは、PTに含まれる1または複数のPUそれぞれに関する情報の集合であり、階層動画像復号装置1により予測画像を生成する際に参照される。PT情報PTIは、図3(e)に示すように、予測タイプ情報PType、および、予測情報PInfoを含んでいる。
[PT information]
The PT information PTI is information related to a prediction tree (hereinafter abbreviated as PT) included in the CU. In other words, the PT information PTI is a set of information related to each of one or a plurality of PUs included in the PT, and is referred to when a predicted image is generated by the hierarchical video decoding device 1. As shown in FIG. 3E, the PT information PTI includes prediction type information PType and prediction information PInfo.

予測タイプ情報PTypeは、対象PUについての予測画像生成方法として、イントラ予測を用いるのか、または、インター予測を用いるのかを指定する情報である。   The prediction type information PType is information that specifies whether intra prediction or inter prediction is used as a predicted image generation method for the target PU.

予測情報PInfoは、予測タイプ情報PTypeが何れの予測方法を指定するのかに応じて、イントラ予測情報PP_Intra、または、インター予測情報PP_Interを含む。以下では、イントラ予測が適用されるPUをイントラPUとも呼称し、インター予測が適用されるPUをインターPUとも呼称する。   The prediction information PInfo includes intra prediction information PP_Intra or inter prediction information PP_Inter depending on which prediction method the prediction type information PType specifies. Hereinafter, a PU to which intra prediction is applied is also referred to as an intra PU, and a PU to which inter prediction is applied is also referred to as an inter PU.

インター予測情報PP_Interは、階層動画像復号装置1が、インター予測によってインター予測画像を生成する際に参照される符号化パラメータを含む。より具体的には、インター予測情報PP_Interは、対象CUの各インターPUへの分割パターンを指定するインターPU分割情報、および、各インターPUについてのインター予測パラメータを含む。   The inter prediction information PP_Inter includes a coding parameter that is referred to when the hierarchical video decoding device 1 generates an inter prediction image by inter prediction. More specifically, the inter prediction information PP_Inter includes inter PU division information that specifies a division pattern of the target CU into each inter PU, and inter prediction parameters for each inter PU.

イントラ予測情報PP_Intraは、階層動画像復号装置1が、イントラ予測によってイントラ予測画像を生成する際に参照される符号化パラメータを含む。より具体的には、イントラ予測情報PP_Intraには、対象CUの各イントラPUへの分割パターンを指定するイントラPU分割情報、および、各イントラPUについてのイントラ予測パラメータが含まれる。イントラ予測パラメータは、各イントラPUについてのイントラ予測方法(予測モード)を指定するためのパラメータである。   The intra prediction information PP_Intra includes a coding parameter that is referred to when the hierarchical video decoding device 1 generates an intra predicted image by intra prediction. More specifically, the intra prediction information PP_Intra includes intra PU division information that specifies a division pattern of the target CU into each intra PU, and intra prediction parameters for each intra PU. The intra prediction parameter is a parameter for designating an intra prediction method (prediction mode) for each intra PU.

また、PU分割情報には、対象PUの形状、サイズ、および、位置を指定する情報が含まれていてもよい。PU分割情報の詳細については後述する。   Further, the PU division information may include information specifying the shape, size, and position of the target PU. Details of the PU partition information will be described later.

[TT情報]
TT情報TTIは、CUに含まれる変換ツリー(以下、TTと略称する)に関する情報である。言い換えれば、TT情報TTIは、TTに含まれる1または複数のTUそれぞれに関する情報の集合であり、階層動画像復号装置1により残差データを復号する際に参照される。なお、以下、TUのことをブロックと称することもある。
[TT information]
The TT information TTI is information regarding a conversion tree (hereinafter abbreviated as TT) included in the CU. In other words, the TT information TTI is a set of information regarding each of one or a plurality of TUs included in the TT, and is referred to when the hierarchical video decoding device 1 decodes residual data. Hereinafter, a TU may be referred to as a block.

TT情報TTIは、図3(e)に示すように、対象CUの各変換ブロックへの分割パターンを指定するTT分割情報SP_TT、および、量子化予測残差QD1〜QDNT(NTは、対象CUに含まれるブロックの総数)を含んでいる。 As shown in FIG. 3 (e), the TT information TTI includes TT division information SP_TT that specifies a division pattern of the target CU into each transform block, and quantized prediction residuals QD 1 to QD NT (NT is the target The total number of blocks included in the CU).

TT分割情報SP_TTは、具体的には、対象CUに含まれる各TUの形状、サイズ、および、対象CU内での位置を決定するための情報である。例えば、TT分割情報SP_TTは、対象となるノードの分割を行うのか否かを示す情報(split_transform_unit_flag)と、その分割の深度を示す情報(trafoDepth)とから実現することができる。   Specifically, the TT division information SP_TT is information for determining the shape and size of each TU included in the target CU and the position within the target CU. For example, the TT division information SP_TT can be realized from information (split_transform_unit_flag) indicating whether or not the target node is divided and information (trafoDepth) indicating the division depth.

また、例えば、CUのサイズが、64×64の場合、分割により得られる各TUは、32×32画素から4×4画素までのサイズをとり得る。   For example, when the size of the CU is 64 × 64, each TU obtained by the division can take a size from 32 × 32 pixels to 4 × 4 pixels.

各量子化予測残差QDは、階層動画像符号化装置2が以下の処理1〜3を、処理対象のブロックである対象ブロックに施すことによって生成した符号化データである。   Each quantized prediction residual QD is encoded data generated by the hierarchical video encoding device 2 performing the following processes 1 to 3 on a target block that is a processing target block.

処理1:符号化対象画像から予測画像を減算した予測残差を周波数変換(例えば、DCT変換(Discrete Cosine Transform)およびDST変換(Discrete Sine Transform)等)する;
処理2:処理1にて得られた変換係数を量子化する;
処理3:処理2にて量子化された変換係数を可変長符号化する;
なお、上述した量子化パラメータqpは、階層動画像符号化装置2が変換係数を量子化する際に用いた量子化ステップQPの大きさを表す(QP=2qp/6)。
Process 1: The prediction residual obtained by subtracting the prediction image from the encoding target image is subjected to frequency conversion (for example, DCT conversion (Discrete Cosine Transform) and DST conversion (Discrete Sine Transform));
Process 2: Quantize the transform coefficient obtained in Process 1;
Process 3: Variable length coding is performed on the transform coefficient quantized in Process 2;
Note that the quantization parameter qp described above represents the size of the quantization step QP used when the hierarchical moving image encoding apparatus 2 quantizes the transform coefficient (QP = 2 qp / 6 ).

(予測パラメータ)
インター予測およびイントラ予測における予測パラメータの詳細について説明する。上述のとおり、予測情報PInfoには、インター予測パラメータまたはイントラ予測パラメータが含まれる。
(Prediction parameter)
Details of prediction parameters in inter prediction and intra prediction will be described. As described above, the prediction information PInfo includes an inter prediction parameter or an intra prediction parameter.

インター予測パラメータとしては、例えば、マージフラグ(merge_flag)、マージインデックス(merge_idx)、推定動きベクトルインデックス(mvp_idx)、参照画像インデックス(ref_idx)、インター予測フラグ(inter_pred_flag)、および動きベクトル残差(mvd)が挙げられる。   The inter prediction parameters include, for example, a merge flag (merge_flag), a merge index (merge_idx), an estimated motion vector index (mvp_idx), a reference image index (ref_idx), an inter prediction flag (inter_pred_flag), and a motion vector residual (mvd). Is mentioned.

一方、イントラ予測パラメータとしては、例えば、推定予測モードフラグ、推定予測モードインデックス、および、残余予測モードインデックスが挙げられる。   On the other hand, examples of the intra prediction parameters include an estimated prediction mode flag, an estimated prediction mode index, and a residual prediction mode index.

(PU分割情報)
PU分割情報によって指定されるPU分割タイプには、対象CUのサイズを2N×2N画素とすると、次の合計8種類のパターンがある。すなわち、2N×2N画素、2N×N画素、N×2N画素、およびN×N画素の4つの対称的分割(symmetric splittings)、並びに、2N×nU画素、2N×nD画素、nL×2N画素、およびnR×2N画素の4つの非対称的分割(asymmetric splittings)である。なお、N=2(mは1以上の任意の整数)を意味している。以下、対象CUを分割して得られる領域のことをパーティションとも称する。
(PU partition information)
The PU partition type specified by the PU partition information includes the following eight patterns in total, assuming that the size of the target CU is 2N × 2N pixels. That is, 4 symmetric splittings of 2N × 2N pixels, 2N × N pixels, N × 2N pixels, and N × N pixels, and 2N × nU pixels, 2N × nD pixels, nL × 2N pixels, And four asymmetric splittings of nR × 2N pixels. N = 2 m (m is an arbitrary integer of 1 or more). Hereinafter, an area obtained by dividing the target CU is also referred to as a partition.

図4(a)〜(h)に、それぞれの分割タイプについて、CUにおけるPU分割の境界の位置を具体的に図示している。   4A to 4H specifically illustrate the positions of the boundaries of PU division in the CU for each division type.

図4(a)は、CUの分割を行わない2N×2NのPU分割タイプを示している。また、図4(b)、(c)、および(d)は、それぞれ、PU分割タイプが、2N×N、2N×nU、および、2N×nDである場合のパーティションの形状について示している。また、図4(e)、(f)、および(g)は、それぞれ、PU分割タイプが、N×2N、nL×2N、および、nR×2Nである場合のパーティションの形状について示している。また、図4(h)は、PU分割タイプが、N×Nである場合のパーティションの形状を示している。   FIG. 4A shows a 2N × 2N PU partition type that does not perform CU partitioning. FIGS. 4B, 4C, and 4D show the partition shapes when the PU partition types are 2N × N, 2N × nU, and 2N × nD, respectively. 4 (e), (f), and (g) show the shapes of the partitions when the PU partition types are N × 2N, nL × 2N, and nR × 2N, respectively. FIG. 4H shows the shape of the partition when the PU partition type is N × N.

図4(a)および(h)のPU分割タイプのことを、そのパーティションの形状に基づいて、正方形分割とも称する。また、図4(b)〜(g)のPU分割タイプのことは、非正方形分割とも称する。   The PU partition types shown in FIGS. 4A and 4H are also referred to as square partitions based on the partition shape. Moreover, the PU division type of FIGS. 4B to 4G is also referred to as non-square division.

また、図4(a)〜(h)において、各領域に付した番号は、領域の識別番号を示しており、この識別番号順に、領域に対して処理が行われる。すなわち、当該識別番号は、領域のスキャン順を表している。   Also, in FIGS. 4A to 4H, the numbers given to the respective regions indicate the region identification numbers, and the regions are processed in the order of the identification numbers. That is, the identification number represents the scan order of the area.

[インター予測の場合の分割タイプ]
インターPUでは、上記8種類の分割タイプのうち、N×N(図4(h))以外の7種類が定義されている。なお、上記6つの非対称的分割は、AMP(Asymmetric Motion Partition)と呼ばれることもある。
[Partition type for inter prediction]
In the inter PU, seven types other than N × N (FIG. 4 (h)) are defined among the above eight division types. The six asymmetric partitions are sometimes called AMP (Asymmetric Motion Partition).

また、Nの具体的な値は、当該PUが属するCUのサイズによって規定され、nU、nD、nL、および、nRの具体的な値は、Nの値に応じて定められる。例えば、128×128画素のインターCUは、128×128画素、128×64画素、64×128画素、64×64画素、128×32画素、128×96画素、32×128画素、および、96×128画素のインターPUへ分割することが可能である。   A specific value of N is defined by the size of the CU to which the PU belongs, and specific values of nU, nD, nL, and nR are determined according to the value of N. For example, a 128 × 128 pixel inter-CU includes 128 × 128 pixels, 128 × 64 pixels, 64 × 128 pixels, 64 × 64 pixels, 128 × 32 pixels, 128 × 96 pixels, 32 × 128 pixels, and 96 × It is possible to divide into 128-pixel inter PUs.

[イントラ予測の場合の分割タイプ]
イントラPUでは、次の2種類の分割パターンが定義されている。対象CUを分割しない、すなわち対象CU自身が1つのPUとして取り扱われる分割パターン2N×2Nと、対象CUを、4つのPUへと対称的に分割するパターンN×Nと、である。
[Partition type for intra prediction]
In the intra PU, the following two types of division patterns are defined. A division pattern 2N × 2N in which the target CU is not divided, that is, the target CU itself is handled as one PU, and a pattern N × N in which the target CU is divided into four PUs symmetrically.

したがって、イントラPUでは、図4に示した例でいえば、(a)および(h)の分割パターンを取ることができる。   Therefore, in the intra PU, the division patterns (a) and (h) can be taken in the example shown in FIG.

例えば、128×128画素のイントラCUは、128×128画素、および、64×64画素のイントラPUへ分割することが可能である。   For example, an 128 × 128 pixel intra CU can be divided into 128 × 128 pixel and 64 × 64 pixel intra PUs.

(拡張レイヤ)
拡張レイヤの符号化データについても、例えば、図3に示すデータ構造とほぼ同様のデータ構造を採用することができる。ただし、拡張レイヤの符号化データでは、以下のとおり、付加的な情報を追加したり、パラメータを省略したりすることができる。
(Enhancement layer)
For the enhancement layer encoded data, for example, a data structure substantially similar to the data structure shown in FIG. 3 can be adopted. However, in the encoded data of the enhancement layer, additional information can be added or parameters can be omitted as follows.

SPSには階層符号化を示す情報が符号化されていてもよい。   Information indicating hierarchical encoding may be encoded in the SPS.

また、スライスレイヤでは、空間スケーラビリティ、時間スケーラビリティ、および、SNRスケーラビリティの階層の識別情報(それぞれ、dependency_id、temporal_id、および、quality_id)が符号化されていてもよい。フィルタ情報やフィルタのオン/オフ情報(後述)はPPS、スライスヘッダ、マクロブロックヘッダ等で符号化することが可能である。   In the slice layer, spatial scalability, temporal scalability, and SNR scalability hierarchy identification information (dependency_id, temporal_id, and quality_id, respectively) may be encoded. Filter information and filter on / off information (described later) can be encoded by a PPS, a slice header, a macroblock header, or the like.

また、CU情報CUでは、スキップフラグ(skip_flag)、ベースモードフラグ(base_mode_flag)および予測モードフラグ(pred_mode_flag)が符号化されていてもよい。   In the CU information CU, a skip flag (skip_flag), a base mode flag (base_mode_flag), and a prediction mode flag (pred_mode_flag) may be encoded.

また、これらのフラグにより対象CUのCUタイプが、イントラCU、インターCU、スキップCUおよびベーススキップCUのいずれであるかが指定されていてもよい。   In addition, these flags may specify whether the CU type of the target CU is an intra CU, an inter CU, a skip CU, or a base skip CU.

イントラCUおよびスキップCUは、上述のHEVC方式の場合と同様に定義できる。例えば、スキップCUでは、スキップフラグに“1”が設定される。スキップCUでない場合、スキップフラグに“0”が設定される。また、イントラCUでは、予測モードフラグに“0”が設定される。   Intra CUs and skip CUs can be defined in the same manner as in the HEVC scheme described above. For example, in the skip CU, “1” is set in the skip flag. If it is not a skip CU, “0” is set in the skip flag. In the intra CU, “0” is set in the prediction mode flag.

また、インターCUは、非スキップかつ動き補償(MC;Motion Compensation)を適用するCUと定義されていてもよい。インターCUでは、例えば、スキップフラグに“0”が設定され、予測モードフラグに“1”が設定される。   In addition, the inter CU may be defined as a CU to which non-skip and motion compensation (MC) is applied. In the inter CU, for example, “0” is set in the skip flag and “1” is set in the prediction mode flag.

ベーススキップCUは、CUまたはPUの情報を参照レイヤから推定するCUタイプである。また、ベーススキップCUでは、例えば、スキップフラグに“1”が設定され、ベースモードフラグに“1”が設定される。   The base skip CU is a CU type that estimates CU or PU information from a reference layer. In the base skip CU, for example, “1” is set in the skip flag and “1” is set in the base mode flag.

また、PT情報PTIでは、対象PUのPUタイプが、イントラPU、インターPU、マージPU、およびベースマージPUのいずれであるかが指定されていてもよい。   Also, in the PT information PTI, it may be specified whether the PU type of the target PU is an intra PU, an inter PU, a merge PU, or a base merge PU.

イントラPU、インターPU、マージPUは、上述のHEVC方式の場合と同様に定義できる。   Intra PU, inter PU, and merge PU can be defined similarly to the case of the above-mentioned HEVC system.

ベースマージPUは、PUの情報を参照レイヤから推定するPUタイプである。また、例えば、PT情報PTIにおいて、マージフラグおよびベースモードフラグを符号化しておき、これらのフラグを用いて、対象PUがベースマージを行うPUであるか否かを判定してもよい。すなわち、ベースマージPUでは、マージフラグに“1”が設定され、ベースモードフラグに“1”が設定される。   The base merge PU is a PU type that estimates PU information from a reference layer. Further, for example, in the PT information PTI, a merge flag and a base mode flag may be encoded, and using these flags, it may be determined whether or not the target PU is a PU that performs base merge. That is, in the base merge PU, “1” is set to the merge flag and “1” is set to the base mode flag.

なお、拡張レイヤに含まれる動きベクトル情報のうち、下位レイヤに含まれる動きベクトル情報から導出可能な動きベクトル情報については、拡張レイヤから省略する構成とすることができる。このような構成とすることによって、拡張レイヤの符号量を削減することができるので、符号化効率が向上する。   Of the motion vector information included in the enhancement layer, motion vector information that can be derived from the motion vector information included in the lower layer can be omitted from the enhancement layer. With such a configuration, the code amount of the enhancement layer can be reduced, so that the coding efficiency is improved.

また、上述のとおり拡張レイヤの符号化データを、下位レイヤの符号化方式と異なる符号化方式により生成しても構わない。すなわち、拡張レイヤの符号化・復号処理は、下位レイヤのコーデックの種類に依存しない。   Further, as described above, the encoded data of the enhancement layer may be generated by an encoding method different from the encoding method of the lower layer. That is, the encoding / decoding process of the enhancement layer does not depend on the type of the lower layer codec.

下位レイヤが、例えば、MPEG−2や、H.264/AVC方式によって符号化されていてもよい。   The lower layer is, for example, MPEG-2 or H.264. It may be encoded by the H.264 / AVC format.

対象レイヤと参照レイヤとが異なる符号化方式によって符号化されている場合、参照レイヤのパラメータを、対象レイヤの対応するパラメータ、または、類似のパラメータに変換することでレイヤ間における相応の互換性を保つことができる。例えば、MPEG−2や、H.264/AVC方式におけるマクロブロックは、HEVCにおけるCTBに読み替えて解釈することが可能である。   If the target layer and the reference layer are encoded using different encoding methods, the reference layer parameters are converted to the corresponding parameters of the target layer or similar parameters, so that corresponding compatibility between the layers is achieved. Can keep. For example, MPEG-2, H.264, etc. A macroblock in the H.264 / AVC format can be interpreted as a CTB in HEVC.

なお、以上に説明したパラメータは、単独で符号化されていてもよいし、複数のパラメータが複合的に符号化されていてもよい。複数のパラメータが複合的に符号化される場合は、そのパラメータの値の組み合わせに対してインデックスが割り当てられ、割り当てられた当該インデックスが符号化される。また、パラメータが、別のパラメータや、復号済みの情報から導出可能であれば、当該パラメータの符号化を省略することができる。
〔階層動画像復号装置〕
以下では、本実施形態に係る階層動画像復号装置1の構成について、図1〜図21を参照して説明する。
Note that the parameters described above may be encoded independently, or a plurality of parameters may be encoded in combination. When a plurality of parameters are encoded in combination, an index is assigned to the combination of parameter values, and the assigned index is encoded. Also, if a parameter can be derived from another parameter or decoded information, the encoding of the parameter can be omitted.
[Hierarchical video decoding device]
Below, the structure of the hierarchy moving image decoding apparatus 1 which concerns on this embodiment is demonstrated with reference to FIGS.

(階層動画像復号装置の構成)
図5を用いて、階層動画像復号装置1の概略的構成について説明すると次のとおりである。図5は、階層動画像復号装置1の概略的構成について示した機能ブロック図である。階層動画像復号装置1は、階層動画像符号化装置2から供給される階層符号化データDATAを、HEVC方式により復号して、対象レイヤの復号画像POUT#Tを生成する。
(Configuration of Hierarchical Video Decoding Device)
The schematic configuration of the hierarchical video decoding device 1 will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of the hierarchical video decoding device 1. The hierarchical video decoding device 1 decodes the hierarchical encoded data DATA supplied from the hierarchical video encoding device 2 by the HEVC method, and generates a decoded image POUT # T of the target layer.

図5に示すように階層動画像復号装置1は、NAL逆多重化部11、可変長復号部12、予測パラメータ復元部14、テクスチャ復元部15、およびベース復号部16を備える。   As illustrated in FIG. 5, the hierarchical video decoding device 1 includes a NAL demultiplexing unit 11, a variable length decoding unit 12, a prediction parameter restoration unit 14, a texture restoration unit 15, and a base decoding unit 16.

NAL逆多重化部11は、NAL(Network Abstraction Layer)におけるNALユニット単位で伝送される階層符号化データDATAを逆多重化する。   The NAL demultiplexing unit 11 demultiplexes hierarchically encoded data DATA transmitted in units of NAL units in NAL (Network Abstraction Layer).

NALは、VCL(Video Coding Layer)と、符号化データを伝送・蓄積する下位システムとの間における通信を抽象化するために設けられる層である。   The NAL is a layer provided to abstract communication between a VCL (Video Coding Layer) and a lower system that transmits and stores encoded data.

VCLは、動画像符号化処理を行う層のことであり、VCLにおいて符号化が行われる。一方、ここでいう、下位システムは、H.264/AVCおよびHEVCのファイルフォーマットや、MPEG−2システムに対応する。以下に示す例では、下位システムは、対象レイヤおよび参照レイヤにおける復号処理に対応する。   VCL is a layer that performs moving image encoding processing, and encoding is performed in VCL. On the other hand, the lower system here is H.264. H.264 / AVC and HEVC file formats and the MPEG-2 system. In the example shown below, the lower system corresponds to the decoding process in the target layer and the reference layer.

なお、NALでは、VCLで生成されたビットストリームが、NALユニットという単位で区切られて、宛先となる下位システムへ伝送される。NALユニットには、VCLで符号化された符号化データ、および、当該符号化データが宛先の下位システムに適切に届けられるためのヘッダが含まれる。また、各階層における符号化データは、NALユニット格納されることでNAL多重化されて階層動画像復号装置1に伝送される。   In NAL, a bit stream generated by VCL is divided into units called NAL units and transmitted to a destination lower system. The NAL unit includes encoded data encoded by the VCL and a header for appropriately delivering the encoded data to the destination lower system. Also, the encoded data in each layer is stored in the NAL unit, is NAL multiplexed, and is transmitted to the hierarchical moving image decoding apparatus 1.

NAL逆多重化部11は、階層符号化データDATAを逆多重化して、対象レイヤ符号化データDATA#Tおよび参照レイヤ符号化データDATA#Rを取り出す。また、NAL逆多重化部11は、対象レイヤ符号化データDATA#Tを可変長復号部12に供給するとともに、参照レイヤ符号化データDATA#Rをベース復号部16に供給する。   The NAL demultiplexing unit 11 demultiplexes the hierarchical encoded data DATA, and extracts the target layer encoded data DATA # T and the reference layer encoded data DATA # R. Further, the NAL demultiplexing unit 11 supplies the target layer encoded data DATA # T to the variable length decoding unit 12, and also supplies the reference layer encoded data DATA # R to the base decoding unit 16.

可変長復号部12は、対象レイヤ符号化データDATA#Tに含まれるバイナリから各種のシンタックス値を復号するための情報の復号処理を行う。   The variable length decoding unit 12 performs a decoding process of information for decoding various syntax values from the binary included in the target layer encoded data DATA # T.

具体的には、可変長復号部12は、以下のように、予測情報、符号化情報および変換係数情報を符号化データDATA#Tから復号する。   Specifically, the variable length decoding unit 12 decodes prediction information, encoded information, and transform coefficient information from the encoded data DATA # T as follows.

すなわち、可変長復号部12は、各CUまたはPUに関する予測情報を、符号化データDATA#Tから復号する。予測情報には、例えば、CUタイプまたはPUタイプの指定が含まれる。   That is, the variable length decoding unit 12 decodes the prediction information regarding each CU or PU from the encoded data DATA # T. The prediction information includes, for example, designation of a CU type or a PU type.

CUがインターCUである場合、可変長復号部12はPU分割情報を符号化DATA#Tから復号する。加えて、各PUにおいて、可変長復号部12は、さらに、予測情報として、参照画像インデックスRI、推定動きベクトルインデックスPMVI、及び、動きベクトル残差MVD等の動き情報、モード情報を符号化データDATA#Tから復号する。   When the CU is an inter CU, the variable length decoding unit 12 decodes the PU partition information from the encoded DATA # T. In addition, in each PU, the variable length decoding unit 12 further converts motion information such as a reference image index RI, an estimated motion vector index PMVI, and a motion vector residual MVD, and mode information as encoded data DATA as prediction information. Decrypt from #T.

一方、CUがイントラCUである場合、可変長復号部12は、さらに、予測情報として、(1)予測単位のサイズを指定するサイズ指定情報、および、(2)予測インデックスを指定する予測インデックス指定情報を含むイントラ予測情報を符号化データDATA#Tから復号する。   On the other hand, when the CU is an intra CU, the variable length decoding unit 12 further includes (1) size designation information for designating the size of the prediction unit and (2) prediction index designation for designating the prediction index as the prediction information. The intra prediction information including information is decoded from the encoded data DATA # T.

また、可変長復号部12は、符号化情報を符号化データDATA#Tから復号する。符号化情報には、CUの形状、サイズ、位置を特定するための情報が含まれる。より具体的には、符号化情報には、対象ツリーブロックの各CUへの分割パターンを指定するツリーブロック分割情報、すなわち、対象ツリーブロックに含まれる各CUの形状、サイズ、および、対象ツリーブロック内での位置を指定する情報が含まれる。   The variable length decoding unit 12 decodes the encoded information from the encoded data DATA # T. The encoded information includes information for specifying the shape, size, and position of the CU. More specifically, the encoding information includes tree block division information that specifies a division pattern of the target tree block into each CU, that is, the shape, size, and target tree block of each CU included in the target tree block. Contains information that specifies the position within.

可変長復号部12は、復号した予測情報および符号化情報を予測パラメータ復元部14に供給する。   The variable length decoding unit 12 supplies the decoded prediction information and encoded information to the prediction parameter restoration unit 14.

また、可変長復号部12は、各ブロックに関する量子化予測残差QD、及び、そのブロックを含むツリーブロックに関する量子化パラメータ差分Δqpを符号化データDATA#Tから復号する。可変長復号部12は、復号した量子化予測残差QDおよび量子化パラメータ差分Δqpを変換係数情報としてテクスチャ復元部15に供給する。   Further, the variable length decoding unit 12 decodes the quantization prediction residual QD for each block and the quantization parameter difference Δqp for the tree block including the block from the encoded data DATA # T. The variable length decoding unit 12 supplies the decoded quantization prediction residual QD and the quantization parameter difference Δqp to the texture restoration unit 15 as transform coefficient information.

ベース復号部16は、参照レイヤ符号化データDATA#Rから、対象レイヤに対応する復号画像を復号する際に参照される参照レイヤに関する情報であるベース復号情報を復号する。ベース復号情報には、ベース予測パラメータ、ベース変換係数、およびベース復号画像が含まれる。ベース復号部16は、復号したベース復号情報を予測パラメータ復元部14およびテクスチャ復元部15に供給する。   The base decoding unit 16 decodes base decoding information, which is information regarding a reference layer referred to when decoding a decoded image corresponding to the target layer, from the reference layer encoded data DATA # R. The base decoding information includes a base prediction parameter, a base transform coefficient, and a base decoded image. The base decoding unit 16 supplies the decoded base decoding information to the prediction parameter restoration unit 14 and the texture restoration unit 15.

予測パラメータ復元部14は、予測情報およびベース復号情報を用いて、予測パラメータを復元する。予測パラメータ復元部14は、復元した予測パラメータを、テクスチャ復元部15に供給する。なお、予測パラメータ復元部14は、予測パラメータを復元する際に、テクスチャ復元部15が備えるフレームメモリ155(後述)に格納された動き情報を参照することができる。   The prediction parameter restoration unit 14 restores the prediction parameter using the prediction information and the base decoding information. The prediction parameter restoration unit 14 supplies the restored prediction parameter to the texture restoration unit 15. Note that the prediction parameter restoration unit 14 can refer to motion information stored in a frame memory 155 (described later) included in the texture restoration unit 15 when restoring the prediction parameter.

テクスチャ復元部15は、変換係数情報、ベース復号情報および予測パラメータを用いて、復号画像POUT#Tを生成し、外部に出力する。なお、テクスチャ復元部15では、復元された復号画像に関する情報が、内部に備えるフレームメモリ155(後述)に格納される。   The texture restoration unit 15 generates a decoded image POUT # T using the transform coefficient information, the base decoding information, and the prediction parameter, and outputs the decoded image POUT # T to the outside. The texture restoration unit 15 stores information on the restored decoded image in a frame memory 155 (described later) provided therein.

以下において、ベース復号部16、予測パラメータ復元部14、およびテクスチャ復元部15それぞれの詳細について説明する。   Details of the base decoding unit 16, the prediction parameter restoring unit 14, and the texture restoring unit 15 will be described below.

(予測パラメータ復元部)
図6を用いて、予測パラメータ復元部14の詳細構成について説明する。図6は、予測パラメータ復元部14の構成について例示した機能ブロック図である。
(Prediction parameter restoration unit)
The detailed configuration of the prediction parameter restoration unit 14 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a functional block diagram illustrating the configuration of the prediction parameter restoration unit 14.

図6に示すように、予測パラメータ復元部14は、予測タイプ選択部141、スイッチ142、イントラ予測モード復元部143、動きベクトル候補導出部144、動き情報復元部145、マージ候補導出部146、マージ情報復元部147、およびPU分割タイプ導出部148を備える。   As shown in FIG. 6, the prediction parameter restoration unit 14 includes a prediction type selection unit 141, a switch 142, an intra prediction mode restoration unit 143, a motion vector candidate derivation unit 144, a motion information restoration unit 145, a merge candidate derivation unit 146, a merge An information restoration unit 147 and a PU partition type derivation unit 148 are provided.

予測タイプ選択部141は、CUタイプまたはPUタイプに応じてスイッチ142に切り替え指示を送り予測パラメータの導出処理を制御する。具体的には以下のとおりである。   The prediction type selection unit 141 sends a switching instruction to the switch 142 according to the CU type or the PU type, and controls the prediction parameter derivation process. Specifically, it is as follows.

イントラCUまたはイントラPUが指定されている場合、予測タイプ選択部141はイントラ予測モード復元部143を用いて予測パラメータを導出できるようスイッチ142を制御する。   When the intra CU or the intra PU is designated, the prediction type selection unit 141 controls the switch 142 so that the prediction parameter can be derived using the intra prediction mode restoration unit 143.

インターCU(マージなし)およびインターPU(マージなし)のいずれかが指定されている場合、予測タイプ選択部141は動き情報復元部145を用いて予測パラメータを導出できるようスイッチ142を制御する。   When either inter CU (no merging) or inter PU (no merging) is specified, the prediction type selection unit 141 uses the motion information restoration unit 145 to control the switch 142 so that a prediction parameter can be derived.

ベーススキップCU、ベースマージPU、スキップCUおよびマージPUのいずれかが指定されている場合、予測タイプ選択部141はマージ情報復元部147を用いて予測パラメータを導出できるようスイッチ142を制御する。   When any one of the base skip CU, the base merge PU, the skip CU, and the merge PU is designated, the prediction type selection unit 141 uses the merge information restoration unit 147 to control the switch 142 so that the prediction parameter can be derived.

スイッチ142は、予測タイプ選択部141の指示に応じて、予測情報を、イントラ予測モード復元部143、動き情報復元部145、およびマージ情報復元部147のいずれかに供給する。予測情報の供給先において予測パラメータが導出される。   The switch 142 supplies the prediction information to any of the intra prediction mode restoration unit 143, the motion information restoration unit 145, and the merge information restoration unit 147 in accordance with an instruction from the prediction type selection unit 141. A prediction parameter is derived at a supply destination of the prediction information.

イントラ予測モード復元部143は、予測情報から予測モードを導出する。すなわち、イントラ予測モード復元部143が予測パラメータとして復元するのは予測モードである。   The intra prediction mode restoration unit 143 derives a prediction mode from the prediction information. That is, the intra prediction mode restoration unit 143 restores the prediction parameter in the prediction mode.

ここで、図7を用いて、予測モードの定義について説明する。図7は、予測モードの定義を示している。同図に示すように、36種類の予測モードが定義されており、それぞれの予測モードは、「0」〜「35」の番号(イントラ予測モードインデックス)によって特定される。また、図8に示すように、各予測モードには次のような名称が割り当てられている。すなわち、「0」は、“Intra_Planar(プラナー予測モード、平面予測モード)”であり、「1」は、“Intra DC(イントラDC予測モード)”であり、「2」〜「34」は、“Intra Angular(方向予測)”であり、「35」は、“Intra From Luma”である。「35」は、色差予測モード固有のものであり、輝度の予測に基づいて色差の予測を行うモードである。言い換えれば、色差予測モード「35」は、輝度画素値と色差画素値との相関を利用した予測モードである。色差予測モード「35」はLMモードとも称する。予測モード数(intraPredModeNum)は、対象ブロックのサイズによらず「35」である。   Here, the definition of the prediction mode will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows the definition of the prediction mode. As shown in the figure, 36 types of prediction modes are defined, and each prediction mode is specified by a number (intra prediction mode index) from “0” to “35”. Moreover, as shown in FIG. 8, the following names are assigned to each prediction mode. That is, “0” is “Intra_Planar (planar prediction mode, plane prediction mode)”, “1” is “Intra DC (intra DC prediction mode)”, and “2” to “34” are “ "Intra Angular (direction prediction)" and "35" is "Intra From Luma". “35” is unique to the color difference prediction mode, and is a mode for performing color difference prediction based on luminance prediction. In other words, the color difference prediction mode “35” is a prediction mode using the correlation between the luminance pixel value and the color difference pixel value. The color difference prediction mode “35” is also referred to as an LM mode. The number of prediction modes (intraPredModeNum) is “35” regardless of the size of the target block.

動きベクトル候補導出部144は、ベース復号情報を用いて、レイヤ内動き推定処理、または、レイヤ間動き推定処理により推定動きベクトルの候補を導出する。動きベクトル候補導出部144は、導出した動きベクトルの候補を動き情報復元部145に供給する。   The motion vector candidate derivation unit 144 uses the base decoding information to derive an estimated motion vector candidate by intra-layer motion estimation processing or inter-layer motion estimation processing. The motion vector candidate derivation unit 144 supplies the derived motion vector candidates to the motion information restoration unit 145.

動き情報復元部145は、マージを行わない各インターPUに関する動き情報を復元する。すなわち、動き情報復元部145が予測パラメータとして復元するのは動き情報である。   The motion information restoration unit 145 restores motion information regarding each inter PU that is not merged. That is, the motion information restoring unit 145 restores motion information as a prediction parameter.

動き情報復元部145は、対象CU(PU)がインターCU(インターPU)である場合、予測情報から、動き情報を復元する。より具体的には、動き情報復元部145は、動きベクトル残差(mvd)、推定動きベクトルインデックス(mvp_idx)、インター予測フラグ(inter_pred_flag)および、参照画像インデックス(refIdx)を取得する。そして、インター予測フラグの値に基づいて、参照画像リストL0と参照画像リストL1各々について参照画像リスト利用フラグを決定する。続いて、対応する参照画像リスト利用フラグが、当該参照画像を利用することを示している場合、動き情報復元部145は、推定動きベクトルインデックスの値に基づいて、推定動きベクトルを導出するとともに、動きベクトル残差と推定動きベクトルとに基づいて動きベクトルを導出する。動き情報復元部145は、導出した動きベクトルと、参照画像リスト利用フラグ、および、参照画像インデックスと合わせて動き情報(動き補償パラメータ)として出力する。   When the target CU (PU) is an inter CU (inter PU), the motion information restoration unit 145 restores motion information from the prediction information. More specifically, the motion information restoration unit 145 acquires a motion vector residual (mvd), an estimated motion vector index (mvp_idx), an inter prediction flag (inter_pred_flag), and a reference image index (refIdx). Then, based on the value of the inter prediction flag, a reference image list use flag is determined for each of the reference image list L0 and the reference image list L1. Subsequently, when the corresponding reference image list use flag indicates that the reference image is used, the motion information restoration unit 145 derives an estimated motion vector based on the value of the estimated motion vector index, A motion vector is derived based on the motion vector residual and the estimated motion vector. The motion information restoration unit 145 outputs the motion vector (motion compensation parameter) together with the derived motion vector, the reference image list use flag, and the reference image index.

マージ候補導出部146は、後述するフレームメモリ155から供給される復号済みの動き情報および/またはベース復号部16から供給されるベース復号情報等を用いて、各種のマージ候補を導出する。マージ候補導出部146は、導出したマージ候補をマージ情報復元部147に供給する。   The merge candidate derivation unit 146 derives various merge candidates by using decoded motion information supplied from a frame memory 155 described later and / or base decoding information supplied from the base decoding unit 16 and the like. The merge candidate derivation unit 146 supplies the derived merge candidates to the merge information restoration unit 147.

マージ情報復元部147は、レイヤ内またはレイヤ間でマージを行う各PUに関する動き情報を復元する。すなわち、動き情報復元部145が予測パラメータとして復元するのは動き情報である。   The merge information restoration unit 147 restores motion information regarding each PU that is merged within or between layers. That is, the motion information restoring unit 145 restores motion information as a prediction parameter.

具体的には、マージ情報復元部147は、対象CU(PU)がレイヤ内でマージを行うスキップCU(マージPU)である場合、マージ候補導出部146がレイヤ内マージにより導出したマージ候補リストから、予測情報に含まれるマージインデックス(merge_idx)に対応する動き補償パラメータを導出することにより、動き情報を復元する。   Specifically, when the target CU (PU) is a skip CU (merge PU) that performs merging within a layer, the merge information restoration unit 147 uses the merge candidate list derived by the merge candidate derivation unit 146 by intra-layer merging. Then, the motion information is restored by deriving a motion compensation parameter corresponding to the merge index (merge_idx) included in the prediction information.

また、マージ情報復元部147は、レイヤ間でマージを行うベーススキップCUである場合、マージ候補導出部146がレイヤ間マージにより導出したマージ候補リストから、予測情報に含まれるマージインデックス(merge_idx)に対応する動き補償パラメータを導出することにより、動き情報を復元する。   In addition, when the merge information restoration unit 147 is a base skip CU that performs merging between layers, the merge information merging unit 146 derives a merge index (merge_idx) included in the prediction information from the merge candidate list derived by inter-layer merging. The motion information is restored by deriving the corresponding motion compensation parameter.

PU分割タイプ導出部148は、符号化情報およびベース復号情報を用いて、対象レイヤにおける対象CUのPUへのPU分割タイプを推定する。PU分割タイプ導出部148は、推定したPU分割タイプをマージ候補導出部146およびマージ情報復元部147に供給する。   The PU partition type deriving unit 148 estimates the PU partition type to the PU of the target CU in the target layer using the encoded information and the base decoding information. The PU partition type deriving unit 148 supplies the estimated PU partition type to the merge candidate deriving unit 146 and the merge information restoring unit 147.

なお、マージ候補導出部146およびPU分割タイプ導出部148の詳細については後述する。   Details of the merge candidate derivation unit 146 and the PU partition type derivation unit 148 will be described later.

(テクスチャ復元部)
図9を用いて、テクスチャ復元部15の詳細構成について説明する。図9は、テクスチャ復元部15の構成について例示した機能ブロック図である。
(Texture restoration part)
The detailed configuration of the texture restoration unit 15 will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a functional block diagram illustrating the configuration of the texture restoration unit 15.

図9に示すように、テクスチャ復元部15は、逆直交変換・逆量子化部151、テクスチャ予測部152、加算器153、ループフィルタ部154、およびフレームメモリ155を備える。   As shown in FIG. 9, the texture restoration unit 15 includes an inverse orthogonal transform / inverse quantization unit 151, a texture prediction unit 152, an adder 153, a loop filter unit 154, and a frame memory 155.

逆直交変換・逆量子化部151は、(1)可変長復号部12から供給される変換係数情報に含まれる量子化予測残差QDを逆量子化し、(2)逆量子化によって得られたDCT係数を逆直交変換(例えば、DCT(Discrete Cosine Transform)変換)し、(3)逆直交変換によって得られた予測残差Dを加算器153に供給する。なお、量子化予測残差QDを逆量子化する際に、逆直交変換・逆量子化部151は、変換係数情報に含まれる量子化パラメータ差分Δqpから量子化ステップQPを導出する。量子化パラメータqpは、直前に逆量子化/逆直交変換したツリーブロックに関する量子化パラメータqp’に量子化パラメータ差分Δqpを加算することによって導出でき、量子化ステップQPは、量子化パラメータqpからQP=2qp/6によって導出できる。また、逆直交変換・逆量子化部151による予測残差Dの生成は、ブロック(変換単位)を単位として行われる。 The inverse orthogonal transform / inverse quantization unit 151 (1) inversely quantizes the quantized prediction residual QD included in the transform coefficient information supplied from the variable length decoding unit 12, and (2) obtained by inverse quantization. The DCT coefficient is subjected to inverse orthogonal transform (for example, DCT (Discrete Cosine Transform) transform), and (3) the prediction residual D obtained by the inverse orthogonal transform is supplied to the adder 153. When the quantization prediction residual QD is inversely quantized, the inverse orthogonal transform / inverse quantization unit 151 derives a quantization step QP from the quantization parameter difference Δqp included in the transform coefficient information. The quantization parameter qp can be derived by adding the quantization parameter difference Δqp to the quantization parameter qp ′ related to the tree block that has been inversely quantized / inversely orthogonally transformed immediately before, and the quantization step QP is performed from the quantization parameter qp to QP. = 2 It can be derived by qp / 6 . Further, the generation of the prediction residual D by the inverse orthogonal transform / inverse quantization unit 151 is performed in units of blocks (transform units).

テクスチャ予測部152は、予測パラメータに応じて、ベース復号情報に含まれるベース復号画像またはフレームメモリに格納されている復号済みの復号画像を参照し、予測画像を生成する。   The texture prediction unit 152 refers to the base decoded image included in the base decoding information or the decoded decoded image stored in the frame memory according to the prediction parameter, and generates a predicted image.

テクスチャ予測部152は、より詳細には、インター予測部152A、レイヤ内イントラ予測部152B、およびレイヤ間イントラ予測部152Cを備える。   More specifically, the texture prediction unit 152 includes an inter prediction unit 152A, an intra-layer intra prediction unit 152B, and an inter-layer intra prediction unit 152C.

インター予測部152Aは、各インター予測パーティションに関する予測画像をインター予測により生成する。具体的には、インター予測部152Aは、動き情報復元部145またはマージ情報復元部147から予測パラメータとして供給される動き情報を用いて、参照画像から予測画像を生成する。   The inter prediction unit 152A generates a prediction image related to each inter prediction partition by inter prediction. Specifically, the inter prediction unit 152A generates a prediction image from the reference image using the motion information supplied as a prediction parameter from the motion information restoration unit 145 or the merge information restoration unit 147.

レイヤ内イントラ予測部152Bは、各イントラ予測パーティションに関する予測画像をレイヤ内イントラ予測により生成する。具体的には、レイヤ内イントラ予測部152Bは、イントラ予測モード復元部143から予測パラメータとして供給される予測モードを用いて、対象パーティションにおいて復号済みの復号画像から予測画像を生成する。   The intra-layer intra prediction unit 152B generates a prediction image related to each intra-prediction partition by intra-layer intra prediction. Specifically, the intra-layer intra prediction unit 152B generates a prediction image from the decoded image that has been decoded in the target partition, using the prediction mode supplied from the intra prediction mode restoration unit 143 as a prediction parameter.

レイヤ間イントラ予測部152Cは、各イントラ予測パーティションに関する予測画像をレイヤ間イントラ予測により生成する。具体的には、レイヤ間イントラ予測部152Cは、イントラ予測モード復元部143から予測パラメータとして供給される予測モードを用いて、ベース復号情報に含まれるベース復号画像に基づいて予測画像を生成する。ベース復号画像は、対象レイヤの解像度に合わせて適宜アップサンプリングされてもよい。   The intra-layer intra prediction unit 152C generates a prediction image related to each intra prediction partition by inter-layer intra prediction. Specifically, the intra-layer intra prediction unit 152C generates a prediction image based on the base decoded image included in the base decoding information, using the prediction mode supplied from the intra prediction mode restoration unit 143 as a prediction parameter. The base decoded image may be appropriately upsampled according to the resolution of the target layer.

テクスチャ予測部152は、インター予測部152A、レイヤ内イントラ予測部152Bまたはレイヤ間イントラ予測部152Cが生成した予測画像を加算器153に供給する。   The texture prediction unit 152 supplies the prediction image generated by the inter prediction unit 152A, the intra-layer intra prediction unit 152B, or the inter-layer intra prediction unit 152C to the adder 153.

加算器153は、テクスチャ予測部153予測画像と、逆直交変換・逆量子化部151から供給された予測残差Dとを加算することによって復号画像を生成する。   The adder 153 adds the texture prediction unit 153 prediction image and the prediction residual D supplied from the inverse orthogonal transform / inverse quantization unit 151 to generate a decoded image.

ループフィルタ部154は、加算器153から供給される復号画像に対し、デブロッキング処理や、適応フィルタパラメータによるフィルタ処理を施すものである。   The loop filter unit 154 subjects the decoded image supplied from the adder 153 to deblocking processing and filtering processing using adaptive filter parameters.

フレームメモリ155は、ループフィルタ部154によるフィルタ済み復号画像を格納する。   The frame memory 155 stores the decoded image that has been filtered by the loop filter unit 154.

(ベース復号部)
図10を用いて、ベース復号部16の詳細構成について説明する。図10は、ベース復号部16の構成について例示した機能ブロック図である。
(Base decoding unit)
The detailed configuration of the base decoding unit 16 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a functional block diagram illustrating the configuration of the base decoding unit 16.

図10に示すように、ベース復号部16は、可変長復号部161、ベース予測パラメータ復元部162、ベース変換係数復元部163、およびベーステクスチャ復元部164を備える。   As illustrated in FIG. 10, the base decoding unit 16 includes a variable length decoding unit 161, a base prediction parameter restoration unit 162, a base transform coefficient restoration unit 163, and a base texture restoration unit 164.

可変長復号部161は、参照レイヤ符号化データDATA#Rに含まれるバイナリから各種のシンタックス値を復号するための情報の復号処理を行う。   The variable length decoding unit 161 performs a decoding process of information for decoding various syntax values from the binary included in the reference layer encoded data DATA # R.

具体的には、可変長復号部161は、予測情報および変換係数情報を符号化データDATA#Rから復号する。可変長復号部161が復号する予測情報および変換係数のシンタックスは、可変長復号部12と同様であるのでここではその詳細な説明を省略する。   Specifically, the variable length decoding unit 161 decodes prediction information and transform coefficient information from the encoded data DATA # R. The syntax of the prediction information and transform coefficients decoded by the variable length decoding unit 161 is the same as that of the variable length decoding unit 12, and therefore detailed description thereof is omitted here.

可変長復号部161は、復号した予測情報をベース予測パラメータ復元部162に供給するとともに、復号した変換係数情報をベース変換係数復元部163に供給する。   The variable length decoding unit 161 supplies the decoded prediction information to the base prediction parameter restoring unit 162 and also supplies the decoded transform coefficient information to the base transform coefficient restoring unit 163.

ベース予測パラメータ復元部162は、可変長復号部161から供給される予測情報に基づいて、ベース予測パラメータを復元する。ベース予測パラメータ復元部162が、ベース予測パラメータを復元する方法については、予測パラメータ復元部14と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。ベース予測パラメータ復元部162は、復元したベース予測パラメータを、ベーステクスチャ復元部164に供給するとともに、外部に出力する。   The base prediction parameter restoration unit 162 restores the base prediction parameter based on the prediction information supplied from the variable length decoding unit 161. The method by which the base prediction parameter restoration unit 162 restores the base prediction parameter is the same as that of the prediction parameter restoration unit 14, and thus detailed description thereof is omitted here. The base prediction parameter restoration unit 162 supplies the restored base prediction parameter to the base texture restoration unit 164 and outputs it to the outside.

ベース変換係数復元部163は、可変長復号部161から供給される変換係数情報に基づいて、変換係数を復元する。ベース変換係数復元部163が変換係数を復元する方法については、逆直交変換・逆量子化部151と同様であるので、ここではその詳細な説明を省略する。ベース変換係数復元部163は、復元したベース変換係数を、ベーステクスチャ復元部164に供給するとともに、外部に出力する。   The base transform coefficient restoration unit 163 restores transform coefficients based on the transform coefficient information supplied from the variable length decoding unit 161. The method by which the base transform coefficient restoration unit 163 restores the transform coefficients is the same as that of the inverse orthogonal transform / inverse quantization unit 151, and thus detailed description thereof is omitted here. The base conversion coefficient restoration unit 163 supplies the restored base conversion coefficient to the base texture restoration unit 164 and outputs it to the outside.

ベーステクスチャ復元部164は、ベース予測パラメータ復元部162から供給されるベース予測パラメータと、ベース変換係数復元部163から供給されるベース変換係数とを用いて、復号画像を生成する。具体的には、ベーステクスチャ復元部164は、ベース予測パラメータに基づき、テクスチャ予測部152と同様のテクスチャ予測を行って、予測画像を生成する。また、ベーステクスチャ復元部164は、ベース変換係数に基づいて予測残差を生成し、生成した予測残差と、テクスチャ予測により生成した予測画像とを加算することでベース復号画像を生成する。   The base texture restoration unit 164 uses the base prediction parameter supplied from the base prediction parameter restoration unit 162 and the base transform coefficient supplied from the base transform coefficient restoration unit 163 to generate a decoded image. Specifically, the base texture restoration unit 164 performs the same texture prediction as the texture prediction unit 152 based on the base prediction parameter, and generates a predicted image. Also, the base texture restoration unit 164 generates a prediction residual based on the base conversion coefficient, and generates a base decoded image by adding the generated prediction residual and the predicted image generated by texture prediction.

なお、ベーステクスチャ復元部164は、ベース復号画像に対して、ループフィルタ部154と同様のフィルタ処理を施してもよい。また、ベーステクスチャ復元部164は、復号済みのベース復号画像を格納するためのフレームメモリを備えていてもよく、テクスチャ予測においてフレームメモリに格納されている復号済みのベース復号画像を参照してもよい。   Note that the base texture restoration unit 164 may perform the same filter processing as the loop filter unit 154 on the base decoded image. Further, the base texture restoration unit 164 may include a frame memory for storing the decoded base decoded image, or may refer to the decoded base decoded image stored in the frame memory in texture prediction. Good.

<<マージ候補導出部の詳細>>
次に、図27を用いて、マージ候補導出部146の詳細構成について説明する。図27は、マージ候補導出部146の構成について例示した機能ブロック図である。
<< Details of merge candidate derivation unit >>
Next, the detailed configuration of the merge candidate derivation unit 146 will be described with reference to FIG. FIG. 27 is a functional block diagram illustrating the configuration of the merge candidate derivation unit 146.

図27に示すように、マージ候補導出部146は、マージ候補導出制御部(判定手段)1461、マージ候補格納部1462、スライスタイプ判定部1463、および個別マージ候補導出部1464を備える構成である。   As illustrated in FIG. 27, the merge candidate derivation unit 146 includes a merge candidate derivation control unit (determination unit) 1461, a merge candidate storage unit 1462, a slice type determination unit 1463, and an individual merge candidate derivation unit 1464.

マージ候補導出制御部1461は、個別マージ候補導出部1464を制御し、所定数(マージ候補導出数)のマージ候補を導出しマージ候補格納部1462に格納する。上記マージ候補導出数として、例えば、merge_idx+1の値が通常用いられる。なお、上記マージ候補導出数として、merge_idx+1の値以上の任意の整数を用いてもよい。例えば、merge_idxの最大値に1を加えた値をMRG_MAX_NUM_CANDSとして、上記マージ候補導出数として用いてもよい。   The merge candidate derivation control unit 1461 controls the individual merge candidate derivation unit 1464 to derive a predetermined number (merge candidate derivation number) of merge candidates and store them in the merge candidate storage unit 1462. As the merge candidate derivation number, for example, the value of merge_idx + 1 is normally used. Note that an arbitrary integer greater than or equal to the value of merge_idx + 1 may be used as the merge candidate derivation number. For example, a value obtained by adding 1 to the maximum value of merge_idx may be used as MRG_MAX_NUM_CANDS as the merge candidate derivation number.

マージ候補格納部1462には、複数のマージ候補が格納される。マージ候補は順序づけられたリスト(マージ候補リスト)として記録される。   The merge candidate storage unit 1462 stores a plurality of merge candidates. Merge candidates are recorded as an ordered list (merge candidate list).

スライスタイプ判定部1463は、要求に応じて対象PUを含むスライスのスライスタイプを判定し、結果を出力する。   The slice type determination unit 1463 determines the slice type of the slice including the target PU in response to the request, and outputs the result.

個別マージ候補導出部1464は、指定された導出方法によりマージ候補を導出して出力する。指定された導出方法に基づき選択される各マージ候補導出部の詳細動作については後述する。なお、導出されるマージ候補は、例示的には、参照画像リストLXに対する参照画像リスト利用フラグ(predFlagLX)、参照画像インデックス(refIdxLX)、動きベクトル(mvLX)から構成される。ここで、LXはL0またはL1である。   The individual merge candidate derivation unit 1464 derives and outputs merge candidates by a designated derivation method. The detailed operation of each merge candidate derivation unit selected based on the designated derivation method will be described later. The derived merge candidate is illustratively composed of a reference image list use flag (predFlagLX), a reference image index (refIdxLX), and a motion vector (mvLX) for the reference image list LX. Here, LX is L0 or L1.

(個別マージ候補導出部の詳細)
個別マージ候補導出部1464は、より詳細には、空間マージ候補導出部(対象レイヤ候補導出手段、空間動き情報候補導出手段)1464A、レイヤ間マージ候補導出部(層間候補導出手段)1464B、時間マージ候補導出部(対象レイヤ候補導出手段、時間動き情報候補導出手段)1464C、結合マージ候補導出部(対象レイヤ候補導出手段)1464D、および、ゼロマージ候補導出部(対象レイヤ候補導出手段)1464Eを有している。なお、図27では図示しないが、空間マージ候補導出部1464Aおよび時間マージ候補導出部1464Cには、フレームメモリ155に格納されている復号済のCU及びPUの符号化パラメータ、特に、PU単位の動き補償(動き補償パラメータ)が供給される。
(Details of individual merge candidate derivation unit)
More specifically, the individual merge candidate derivation unit 1464 includes a spatial merge candidate derivation unit (target layer candidate derivation unit, spatial motion information candidate derivation unit) 1464A, an inter-layer merge candidate derivation unit (interlayer candidate derivation unit) 1464B, and time merge. A candidate deriving unit (target layer candidate deriving unit, temporal motion information candidate deriving unit) 1464C, a merge merge candidate deriving unit (target layer candidate deriving unit) 1464D, and a zero merge candidate deriving unit (target layer candidate deriving unit) 1464E ing. Although not shown in FIG. 27, the spatial merge candidate derivation unit 1464A and the temporal merge candidate derivation unit 1464C include the decoded CU and PU encoding parameters stored in the frame memory 155, in particular, motion in units of PUs. Compensation (motion compensation parameters) is provided.

また、以下では、空間マージ候補導出部1464A、レイヤ間マージ候補導出部1464B、時間マージ候補導出部1464C、結合マージ候補導出部1464D、および、ゼロマージ候補導出部1464Eをまとめて参照する場合、“各マージ候補導出部”と総称する。また、各マージ候補導出部は、所定の優先順に従ってマージ候補を導出する。このマージ候補の導出順序は、マージ候補導出制御部1461によって制御される。   In the following, when referring to the spatial merge candidate derivation unit 1464A, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B, the temporal merge candidate derivation unit 1464C, the combined merge candidate derivation unit 1464D, and the zero merge candidate derivation unit 1464E, These are collectively referred to as “merge candidate derivation unit”. Each merge candidate derivation unit derives merge candidates according to a predetermined priority order. The merge candidate derivation order is controlled by the merge candidate derivation control unit 1461.

また、レイヤ内マージを行う場合、マージ候補導出制御部1461は、レイヤ間マージ候補を除く任意のマージ候補を各マージ候補導出部に導出させることができる。また、レイヤ間マージを行う場合、マージ候補導出制御部1461は、レイヤ間マージ候補を含む任意のマージ候補を各マージ候補導出部に導出させることができる。   Further, when performing intra-layer merging, the merge candidate derivation control unit 1461 can cause each merge candidate derivation unit to derive arbitrary merge candidates excluding inter-layer merge candidates. Further, when performing inter-layer merging, the merge candidate derivation control unit 1461 can cause each merge candidate derivation unit to derive arbitrary merge candidates including inter-layer merge candidates.

(空間マージ候補導出部)
図11は、空間マージ候補導出部1464Aの動作を説明するための図である。図11は、対象PUと、隣接ブロックA0、A1、B0、B1、B2の位置関係を示している。空間マージ候補導出部1464Aでは、概略的には、上記各隣接ブロックにおける動き補償パラメータが、マージ候補として出力される。導出する順序は、例示的に、A1、B1、B0、A0、B2であるとする。導出されたマージ候補は、マージ候補格納部1462に格納される。より厳密には、導出された順番で、マージ候補格納部1462に格納されているマージ候補リストの末尾に追加される。各隣接ブロックの位置は、PUの左上座標を(xP,yP)、PUのサイズnPSW、nPSHとして、以下のように表現できる。
A0:(xP - 1,yP + nPSH)
A1:(xP - 1,yP + nPSH - 1)
B0:(xP + nPSW,yP - 1)
B1:(xP + nPSW - 1,yP - 1)
B2:(xP - 1,yP - 1)
なお、以下の条件のいずれかを満たす場合は、位置N(NはA0、A1、B0、B1、または、B2のいずれか)に対応するマージ候補は導出されない。
・位置Nのブロックが利用可能ではない(availableではない)場合。
・位置Nのブロックがイントラ符号化されている場合。
・NがB2であって、A0、A1、B0、B1の位置に対応するマージ候補が全て導出された場合。
・PUの分割タイプが、2N×NもしくはN×2N、かつ、PUのインデックスが1であって、ブロックNとインデックス0のPUが同一の動き補償パラメータを有する場合。
・NがB0であって、ブロックNとブロックB1が同一の動き補償パラメータを有する場合。
・NがA0であって、ブロックNとブロックA1が同一の動き補償パラメータを有する場合。
・NがB2であって、ブロックNが、ブロックA1またはブロックB1のいずれかと同一の動き補償パラメータを有する場合。
(Spatial merge candidate derivation unit)
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of the spatial merge candidate derivation unit 1464A. FIG. 11 shows the positional relationship between the target PU and adjacent blocks A0, A1, B0, B1, and B2. In general, the spatial merge candidate derivation unit 1464A outputs the motion compensation parameters in the adjacent blocks as merge candidates. Assume that the derivation order is A1, B1, B0, A0, and B2, for example. The derived merge candidates are stored in the merge candidate storage unit 1462. More precisely, the merge candidates are added to the end of the merge candidate list stored in the merge candidate storage unit 1462 in the derived order. The position of each adjacent block can be expressed as follows, where the upper left coordinates of the PU are (xP, yP) and the PU sizes are nPSW and nPSH.
A0: (xP-1, yP + nPSH)
A1: (xP-1, yP + nPSH-1)
B0: (xP + nPSW, yP-1)
B1: (xP + nPSW-1, yP-1)
B2: (xP-1, yP-1)
Note that when any of the following conditions is satisfied, a merge candidate corresponding to the position N (N is any one of A0, A1, B0, B1, or B2) is not derived.
The block at position N is not available (not available).
-The block at position N is intra-coded.
When N is B2 and all merge candidates corresponding to positions A0, A1, B0, and B1 are derived.
When the PU partition type is 2N × N or N × 2N, and the PU index is 1, and the PU of block N and index 0 has the same motion compensation parameter.
When N is B0 and block N and block B1 have the same motion compensation parameter.
When N is A0 and block N and block A1 have the same motion compensation parameter.
If N is B2 and block N has the same motion compensation parameters as either block A1 or block B1.

ここで、あるブロックがavailableではない場合とは、当該ブロックが画面外にある場合、スライス外にある場合、または、未復号である場合である。また、2つのブロックが同一の動き補償パラメータを有するとは、両ブロックにおいて、参照画像リストL0とL1の双方について、参照画像リスト利用フラグ、参照画像インデックス、動きベクトルが全て等しいことを表す。動き補償パラメータの同一性の判定(一致判定)、については後に詳細に説明する。   Here, a case where a certain block is not available is a case where the block is outside the screen, outside the slice, or undecoded. In addition, two blocks having the same motion compensation parameter means that the reference image list use flag, the reference image index, and the motion vector are all equal for both the reference image lists L0 and L1. The determination of the identity of motion compensation parameters (match determination) will be described in detail later.

(レイヤ間マージ候補導出部)
図12は、レイヤ間マージ候補導出部1464Bの動作を示す図である。図12は、レイヤ間マージ候補を導出する際に参照する参照レイヤ上の領域を示している。レイヤ間マージ候補導出部1464Bでは、例示的には、対象PUに対応する参照レイヤ上の領域(以下、対応参照領域と略称する)における右下の位置C0における動き補償パラメータが、マージ候補として出力される。導出されたマージ候補は、マージ候補格納部1462に格納される。より厳密には、導出された順番で、マージ候補格納部1462に格納されているマージ候補リストの末尾に追加される。
(Inter-layer merge candidate derivation unit)
FIG. 12 is a diagram illustrating the operation of the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B. FIG. 12 illustrates an area on the reference layer that is referred to when an inter-layer merge candidate is derived. In the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B, for example, the motion compensation parameter at the lower right position C0 in the region on the reference layer (hereinafter, abbreviated as the corresponding reference region) corresponding to the target PU is output as the merge candidate. Is done. The derived merge candidates are stored in the merge candidate storage unit 1462. More precisely, the merge candidates are added to the end of the merge candidate list stored in the merge candidate storage unit 1462 in the derived order.

レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、具体的には、次のようにベース復号情報を参照してマージ候補を導出する。   Specifically, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B derives merge candidates by referring to the base decoding information as follows.

レイヤ間マージ候補導出部1464Bが参照するベース復号情報には、参照レイヤの動き補償パラメータ(mxLX_RL, refIdxLX_RL, predFlagLX_RL)が含れている。   The base decoding information referred to by the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B includes the motion compensation parameters (mxLX_RL, refIdxLX_RL, predFlagLX_RL) of the reference layer.

また、レイヤ間マージ候補導出部1464Bが出力するマージ候補(マージ候補C0)は、動き補償パラメータ(mvLX_C0, refIdxLX_C0, predFlagLX_C0)より構成される。   Further, the merge candidate (merge candidate C0) output by the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B is configured by motion compensation parameters (mvLX_C0, refIdxLX_C0, predFlagLX_C0).

ここで、
対象予測単位の左上画素位置 :(xP, yP)
対応する参照レイヤの画素位置:(xPR, yPR)
参照レイヤに対する対象レイヤの解像度の比率:(scaleX, scaleY)
対象PUのサイズ:nPSW * nPSH
とすると、対応参照領域のサイズは、nPSWR = ceil(nPSW / scaleX)、nPSHR = ceil(nPSH / scaleY)である。対応参照領域は、対象PUに対応する参照レイヤ上の領域のことである。
here,
Upper left pixel position of the target prediction unit: (xP, yP)
Corresponding reference layer pixel position: (xPR, yPR)
Ratio of target layer resolution to reference layer: (scaleX, scaleY)
Target PU size: nPSW * nPSH
Then, the sizes of the corresponding reference areas are nPSWR = ceil (nPSW / scaleX) and nPSHR = ceil (nPSH / scaleY). The corresponding reference area is an area on the reference layer corresponding to the target PU.

また、このときC0の位置(xC0, yC0)とすると、
(xC0, yC0) = (xPR + nPSWR - 1, yPR + nPSHR - 1)
であり、マージ候補C0は、
mvL_C0[0] = mvLX_RL(xC0, yC0)[0] * scaleX
mvL_C0[1] = mvLX_RL(xC0, yC0)[1] * scaleY
refIdxLX_C0 = refIdxLX_RL(xC0, yC0)
predFlagLX_C0 = predFlagLX_RL(xC0, yC0)
となる。
At this time, if the position of C0 (xC0, yC0),
(xC0, yC0) = (xPR + nPSWR-1, yPR + nPSHR-1)
And the merge candidate C0 is
mvL_C0 [0] = mvLX_RL (xC0, yC0) [0] * scaleX
mvL_C0 [1] = mvLX_RL (xC0, yC0) [1] * scaleY
refIdxLX_C0 = refIdxLX_RL (xC0, yC0)
predFlagLX_C0 = predFlagLX_RL (xC0, yC0)
It becomes.

空間マージ候補は、前述のとおり対象PUの右上(B1、B0)、左下(A1、A0)、および左上(B2)の位置の情報に基づき導出されるのに対して、レイヤ間マージ候補は、対応参照領域における右下(C0)の位置の情報に基づいて導出される。これにより、マージ候補リストに、空間マージ候補とは性質の異なる多様なマージ候補が含まれることになる。   As described above, the spatial merge candidate is derived based on the position information of the upper right (B1, B0), lower left (A1, A0), and upper left (B2) of the target PU, whereas the inter-layer merge candidate is It is derived based on the information of the lower right (C0) position in the corresponding reference area. As a result, the merge candidate list includes various merge candidates having different properties from the spatial merge candidates.

その結果、マージ候補リストに含まれるいずれかのマージ候補が、実際の動き情報と一致する可能性が高まり、これにより動き情報の符号量を削減することができる。   As a result, there is a higher possibility that any merge candidate included in the merge candidate list matches the actual motion information, thereby reducing the amount of code of the motion information.

なお、以上の例に限定されず、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、対応参照領域内の任意の位置からマージ候補を導出できるようになっていてもよい。   Note that the present invention is not limited to the above example, and the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B may be configured to derive a merge candidate from an arbitrary position in the corresponding reference region.

例えば、対象予測単位において復号未済の領域に対応する参照レイヤ上の領域において復号されている動き情報をマージ候補として導出できるようになっていればよい。   For example, it is only necessary that motion information decoded in a region on a reference layer corresponding to an undecoded region in the target prediction unit can be derived as a merge candidate.

また、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、右下(C0)の右、下、および右下のいずれかに隣接する位置の情報に基づいて導出してもよい。   Further, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B may derive based on information on a position adjacent to any of the lower right (C0) right, lower, and lower right.

例えば、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、図11に示した対象PUの領域R1付近の位置に対応する参照レイヤ上の位置からマージ候補を導出できるようになっていてもよい。領域R1は、対象参照領域内の右下の位置を含む所定範囲の領域と表現することができる。   For example, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B may be able to derive a merge candidate from a position on the reference layer corresponding to a position near the region R1 of the target PU illustrated in FIG. The region R1 can be expressed as a region in a predetermined range including the lower right position in the target reference region.

定性的に言えば、空間マージ候補が導出される位置と異なる位置(“異なる位置”とは、言い換えれば、“所定の距離以上、離間した位置”)に対応する参照レイヤ上の位置から、レイヤ間マージ候補が導出されるようになっていればよい。   Qualitatively speaking, from the position on the reference layer corresponding to a position different from the position from which the spatial merge candidate is derived (“different position”, in other words, “position separated by a predetermined distance or more”), It is only necessary that the intermerging candidate is derived.

空間マージ候補では、主に対象PUの左上領域に対応する動き情報が多く、右下領域(領域R1)に対応する動き情報が少ない。上記構成によれば、レイヤ間マージ候補として、対応参照領域内の位置から、空間マージ候補と異なる性質のマージ候補を導出することができる。   In the spatial merge candidate, there is mostly motion information corresponding to the upper left area of the target PU, and less motion information corresponding to the lower right area (area R1). According to the above configuration, a merge candidate having a property different from that of the spatial merge candidate can be derived from the position in the corresponding reference region as the inter-layer merge candidate.

復号未済の領域について補足すると、以下の通りである。一般に、ツリーブロックは、図20に示すように、ピクチャの左上を起点として、右下方向に向かうラスタスキャン順に復号処理される。そのような場合、対象予測単位が含まれる対象ツリーブロックに対して、ラスタスキャン順で後続のツリーブロックは、復号未済の領域となる。ラスタスキャン順の場合、対象ツリーブロックより下に位置するツリーブロック、または、対象ツリーブロックと垂直位置が同じツリーブロックであって、対象ツリーブロックよりも右に位置するツリーブロックが復号未済のツリーブロックである。復号未済のツリーブロックに含まれる領域は、復号未済の領域である。   A supplementary explanation of the undecrypted area is as follows. In general, as shown in FIG. 20, tree blocks are decoded in raster scan order starting from the upper left corner of the picture and moving in the lower right direction. In such a case, a tree block subsequent to the target tree block including the target prediction unit in the raster scan order is an undecoded region. In the raster scan order, the tree block located below the target tree block or the tree block whose vertical position is the same as the target tree block and located right of the target tree block has not been decoded yet. It is. The area included in the undecoded tree block is an undecoded area.

次に、ツリーブロック内の符号化単位(CU)の処理順について、ツリーブロック内のCUは、いわゆるZスキャンの順により処理される。Zスキャンでは、ツリーブロックを4つの合同な正方形に分割して、左上、右上、左下、右下の各正方形領域に含まれるCUの順に処理を行う。続いて、各正方形領域についても再帰的に処理を行う。例えば、左上の領域をさらに4つの合同な正方領域に分割し、左上、右上、左下、右下の順に各正方形領域に含まれるCUの処理を行う。   Next, regarding the processing order of the coding units (CU) in the tree block, the CUs in the tree block are processed in the so-called Z-scan order. In the Z scan, the tree block is divided into four congruent squares, and processing is performed in the order of the CUs included in the upper left, upper right, lower left, and lower right square regions. Subsequently, processing is also performed recursively for each square area. For example, the upper left area is further divided into four congruent square areas, and CUs included in each square area are processed in the order of upper left, upper right, lower left, and lower right.

Zスキャンの例について、図21の例を参照しながら説明する。図21において、各領域に付与された数字はZスキャンによるスキャン順を表す。ツリーブロックを4分割した左上領域に1〜7のCU、右上領域に8のCU、左下領域に9のCU、そして、右下領域に10〜13のCUが含まれている。1〜7のCUが含まれる左上領域をさらに4分割した左上領域に1のCU、右上領域に2のCU、左下領域に3のCU、右下領域に4〜7のCUが含まれる。Zスキャン順で対象CUよりも後のCUは復号未済のCUであり、当該CUに含まれる領域は復号未済の領域である。   An example of Z scanning will be described with reference to the example of FIG. In FIG. 21, the numbers assigned to the respective regions represent the scan order by Z scan. The upper left area obtained by dividing the tree block into four includes 1 to 7 CUs, the upper right area includes 8 CUs, the lower left area includes 9 CUs, and the lower right area includes 10 to 13 CUs. The upper left area including the CUs 1 to 7 is further divided into four, and the upper left area includes 1 CU, the upper right area includes 2 CUs, the lower left area includes 3 CUs, and the lower right area includes 4 to 7 CUs. A CU after the target CU in the Z-scan order is a CU that has not been decoded, and a region included in the CU is a region that has not been decoded.

また、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、特定の位置からマージ候補を導出することを制限または禁止されていてもよい。   Further, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B may be restricted or prohibited from deriving merge candidates from a specific position.

例えば、図17(d)に示すような対応参照領域における左上の位置C0からマージ候補を導出することが禁止されていてもよい。   For example, it may be prohibited to derive a merge candidate from the upper left position C0 in the corresponding reference region as shown in FIG.

また、対応参照領域における右下(C0)の位置に対応する動き情報がメモリ上に記録されていない場合もあるが、そのような場合には右下(C0)の近傍の位置に対応する情報に基づいてマージ候補を導出してもよい。例えば、参照レイヤの動き情報が特定の間隔(N画素単位)で間引いて記録されている場合、C0の位置、すなわち、(xC0,yC0)の位置に替えて、((xC0//N)*N, (yC0//N)*N)の位置に対応する動き情報に基づいてマージ候補を導出してもよい。ここで、演算子“//”は、“x//y”の値がxをyで割った商となる演算子である。   In some cases, motion information corresponding to the lower right (C0) position in the corresponding reference area is not recorded in the memory. In such a case, information corresponding to a position near the lower right (C0) is used. Based on the above, merge candidates may be derived. For example, when the motion information of the reference layer is recorded by being thinned out at a specific interval (N pixel unit), it is changed to the position of C0, that is, the position of (xC0, yC0) ((xC0 // N) * N, (yC0 // N) * N) may be derived based on motion information corresponding to the position. Here, the operator “//” is an operator whose value of “x // y” is a quotient obtained by dividing x by y.

(時間マージ候補導出部)
図13は、時間マージ候補導出部1464Cの動作を説明する図である。図13(a)を参照して説明すると、時間マージ候補導出部1464Cは、概略的には、時間マージ候補を次のようにして導出する。すなわち、現ピクチャがcurrPicである場合、時間マージ候補導出部1464Cは、現ピクチャ内における対象PUの空間的位置とほぼ同じ空間的位置を占める、参照画像インデックスrefIdxL0で指定される参照画像上のPU、もしくは、参照画像インデックスrefIdxL1で指定される参照画像上のPUの動き補償パラメータをコピーすることにより時間マージ候補を導出する。図13(b)を参照して、参照インデックス番号refIdxL0、参照インデックス番号refIdxL1の導出方法を説明する。参照インデックス番号refIdxLX(ここでXは0もしくは1もしくはC)は、対象PUの隣接PU、A、B、Cのブロックの参照ピクチャrefIdxLXA、refIdxLXB、refIdxLXCを用いて以下のように求められる。
(1)refIdxLXA = refIdxLXB = refIdxLXCの場合、
refIdxLXA = -1のとき、refIdxLX = 0
それ以外のとき、refIdxLX = refIdxLXA
(2)refIdxLXA = refIdxLXBの場合、
refIdxLXA = -1のとき、refIdxLX = refIdxLXC
それ以外のとき、refIdxLX = refIdxLXA
(3)refIdxLXB = refIdxLXCの場合、
refIdxLXB = -1のとき、refIdxLX = refIdxLXA
それ以外のとき、refIdxLX = refIdxLXB
(4)refIdxLXA = refIdxLXCの場合、
refIdxLXA = -1のとき、refIdxLX = refIdxLXB
それ以外のとき、refIdxLX = refIdxLXA
(5)refIdxLXA = -1の場合、
refIdxLX = min( refIdxLXB, refIdxLXC)
(6)refIdxLXB = -1の場合、
refIdxLX = min( refIdxLXA, refIdxLXC)
(7)refIdxLXC = -1の場合、
refIdxLX = min( refIdxLXA, refIdxLXB)
(8)その他の場合、
refIdxLX = min( refIdxLXA, refIdxLXB, refIdxLXC)
ここで、minは最小値をとる関数である。
なお、ブロックA、Bの座標は、以下の通りである。
A:(xP - 1,yP + nPSH - 1)
B:(xP + nPSW - 1,yP - 1)
ブロックCの座標は、下記C0、C1、C2の何れかである。C0からC2の順に走査し、各位置に対応するPUが、availableであり、イントラ以外である場合に、その位置のPUのrefIdxLXを、refIdxLXCとする。
C0:(xP + nPSW - 1,yP - 1)
C1:(xP - 1,yP + nPSH)
C2:(xP - 1,yP - 1)
上記のようにrefIdxL0、refIdxL1が導出されると、refIdxL0で示される参照ピクチャの位置(xP +nPSW、yP +nPSH)の動き補償パラメータを用いて、L0の動きベクトルを定め、refIdxL1で示される参照ピクチャの位置(xP +nPSW、yP +nPSH)の動き補償パラメータを用いて、L1の動きベクトルを定めることにより、時間的マージ候補を導出する。すなわち、各参照ピクチャリストLX(X=0、X=1もしくはX=C)に対する動きベクトルmvLXCol[0]、mvLXCol[0]を、LXリスト及びrefIdxLXで示される参照ピクチャから算出する。具体的には、refIdxLXで示される参照ピクチャの位置(xP +nPSW、yP +nPSH)のPUがunavailableである、もしくは、イントラ予測モードである場合には、時間的マージ候補のLXの動きベクトルmvLXCol[0]、mvLXCol[1]を0に定める。それ以外、すなわち、該PUのPredFlagL0が0である場合には、該PUのL1の動きベクトルMvL1を、時間的マージ候補のLXの動きベクトルmvLXCol[0]、mvLXCol[1]として用いる。それ以外の場合には、該PUのL0の動きベクトルMvL0を、時間マージ候補のLXの動きベクトルmvLXCol[0]、mvLXCol[1]として用いる。
(Time merge candidate derivation unit)
FIG. 13 is a diagram for explaining the operation of the time merge candidate derivation unit 1464C. Explaining with reference to FIG. 13A, the temporal merge candidate derivation unit 1464C generally derives the temporal merge candidate as follows. That is, when the current picture is currPic, the temporal merge candidate deriving unit 1464C occupies the PU on the reference image specified by the reference image index refIdxL0 that occupies substantially the same spatial position as the target PU in the current picture. Alternatively, the temporal merge candidate is derived by copying the motion compensation parameter of the PU on the reference image specified by the reference image index refIdxL1. A method of deriving the reference index number refIdxL0 and the reference index number refIdxL1 will be described with reference to FIG. The reference index number refIdxLX (where X is 0, 1 or C) is obtained as follows using the reference pictures refIdxLXA, refIdxLXB, and refIdxLXC of the adjacent PU, A, B, and C blocks of the target PU.
(1) If refIdxLXA = refIdxLXB = refIdxLXC,
When refIdxLXA = -1, refIdxLX = 0
Otherwise, refIdxLX = refIdxLXA
(2) When refIdxLXA = refIdxLXB
When refIdxLXA = -1, refIdxLX = refIdxLXC
Otherwise, refIdxLX = refIdxLXA
(3) If refIdxLXB = refIdxLXC,
When refIdxLXB = -1, refIdxLX = refIdxLXA
Otherwise, refIdxLX = refIdxLXB
(4) When refIdxLXA = refIdxLXC
When refIdxLXA = -1, refIdxLX = refIdxLXB
Otherwise, refIdxLX = refIdxLXA
(5) When refIdxLXA = -1,
refIdxLX = min (refIdxLXB, refIdxLXC)
(6) When refIdxLXB = -1,
refIdxLX = min (refIdxLXA, refIdxLXC)
(7) When refIdxLXC = -1,
refIdxLX = min (refIdxLXA, refIdxLXB)
(8) In other cases,
refIdxLX = min (refIdxLXA, refIdxLXB, refIdxLXC)
Here, min is a function that takes a minimum value.
The coordinates of the blocks A and B are as follows.
A: (xP-1, yP + nPSH-1)
B: (xP + nPSW-1, yP-1)
The coordinates of the block C are any of the following C0, C1, and C2. If the PU corresponding to each position is available and other than intra, the refIdxLX of the PU at that position is set as refIdxLXC.
C0: (xP + nPSW-1, yP-1)
C1: (xP-1, yP + nPSH)
C2: (xP-1, yP-1)
When refIdxL0 and refIdxL1 are derived as described above, the motion compensation parameter of the position of the reference picture (xP + nPSW, yP + nPSH) indicated by refIdxL0 is used to determine the L0 motion vector, and the reference indicated by refIdxL1 A temporal merge candidate is derived by determining the L1 motion vector using the motion compensation parameter of the picture position (xP + nPSW, yP + nPSH). That is, the motion vectors mvLXCol [0] and mvLXCol [0] for each reference picture list LX (X = 0, X = 1 or X = C) are calculated from the reference picture indicated by the LX list and refIdxLX. Specifically, if the PU at the position of the reference picture (xP + nPSW, yP + nPSH) indicated by refIdxLX is unavailable or in the intra prediction mode, the motion vector mvLXCol of the temporal merge candidate LX [0], mvLXCol [1] is set to 0. Otherwise, that is, when PredFlagL0 of the PU is 0, the L1 motion vector MvL1 of the PU is used as the temporal merge candidate LX motion vectors mvLXCol [0] and mvLXCol [1]. In other cases, the L0 motion vector MvL0 of the PU is used as the temporal merge candidate LX motion vectors mvLXCol [0] and mvLXCol [1].

続いて、動きベクトルmvLXColを、現フレームのPOC(Picture Order Count)と参照ピクチャのPOCを用いてスケーリングして最終的な時間マージ候補を得る。時間マージ候補導出部1464Cは、導出した時間マージ候補を、マージ候補格納部1462に格納する。   Subsequently, the motion vector mvLXCol is scaled using the POC (Picture Order Count) of the current frame and the POC of the reference picture to obtain a final temporal merge candidate. The time merge candidate derivation unit 1464C stores the derived time merge candidate in the merge candidate storage unit 1462.

(結合マージ候補導出部)
結合マージ候補導出部1464Dは、概略的には、既に導出されマージ候補格納部1462に格納された、2つの異なる導出済マージ候補の動きベクトルを組み合わせることで結合マージ候補を導出する。
(Join merge candidate derivation unit)
In general, the merge merge candidate deriving unit 1464D derives a merge merge candidate by combining motion vectors of two different derived merge candidates already derived and stored in the merge candidate storage unit 1462.

結合マージ候補導出部1464Dでは、結合マージ候補カウントcombCntを0から増加させ、マージ候補リストの要素数がマージ候補導出数と一致するか、または、combCntが最大値(5)を超えるまで、結合マージ候補を導出して、マージ候補リストの末尾に追加する。   The merge merge candidate derivation unit 1464D increments the merge merge candidate count combCnt from 0, and merges until the number of elements in the merge candidate list matches the merge candidate derivation number, or until combCnt exceeds the maximum value (5). Candidates are derived and added to the end of the merge candidate list.

特定の結合マージ候補カウントcombCntに対応する結合マージ候補の導出手順は次の通りである。   The procedure for deriving the merge merge candidate corresponding to the specific merge merge candidate count combCnt is as follows.

まず、マージ候補組み合わせリストをcombCntをインデックス(combIdx)として参照して、結合に用いる2つのマージ候補、すなわち、L0マージ候補とL1マージ候補のマージ候補リスト上の位置を示すインデックスl0CandIdx、L1CandIdxをそれぞれ導出する。マージ候補組み合わせリストの例を図14に示す。結合マージ候補は、参照画像リストL0に対してL0マージ候補、参照画像リストL1に対してL1マージ候補の動き補償パラメータをそれぞれコピーすることで生成される。なお、以下の何れかの条件が満たされる場合には、combCntに対応する結合マージ候補は導出されない。
・L0マージ候補のL0参照画像リスト利用フラグが0
・L1マージ候補のL1参照画像リスト利用フラグが0
・L0マージ候補とL1マージ候補の動きベクトルまたは参照画像が一致
上記の手順で結合マージ候補が導出される。なお、結合マージ候補に対応する動き補償パラメータでは、L0とL1の参照画像リスト利用フラグが共に1となっている。すなわち、結合マージ候補は双予測を行うマージ候補である。したがって、双予測が適用不可能である状況(例えば、Pスライス内のPU)では、結合マージ候補はマージ候補リストに含まれない。
First, the merge candidate combination list is referred to with combCnt as an index (combIdx), and two merge candidates used for the combination, that is, indexes l0CandIdx and L1CandIdx indicating the positions of the L0 merge candidate and the L1 merge candidate on the merge candidate list, respectively To derive. An example of the merge candidate combination list is shown in FIG. The merge merge candidate is generated by copying the motion compensation parameters of the L0 merge candidate to the reference image list L0 and the L1 merge candidate to the reference image list L1. Note that when any of the following conditions is satisfied, a merge merge candidate corresponding to combCnt is not derived.
-L0 reference image list use flag of L0 merge candidate is 0
-L1 reference image list use flag of L1 merge candidate is 0
The motion vectors or reference images of the L0 merge candidate and the L1 merge candidate match. The combined merge candidate is derived by the above procedure. In the motion compensation parameter corresponding to the merge merge candidate, both the L0 and L1 reference image list use flags are 1. That is, the merge merge candidate is a merge candidate that performs bi-prediction. Thus, in situations where bi-prediction is not applicable (eg, PUs in P slices), merge merge candidates are not included in the merge candidate list.

(ゼロマージ候補導出部)
図15は、ゼロマージ候補導出部1464Eの動作を示す図である。マージ候補格納部1462のマージ候補数がマージ候補導出数に到達していれば、ゼロマージ候補導出部1464Eは、処理を行わない(ゼロマージ候補は導出されない)。一方、マージ候補数がマージ候補導出数個に到達していなければ、ゼロマージ候補導出部1464Eは、マージ候補数がマージ候補導出数に到達するまでゼロベクトルを有するマージ候補を生成してマージ候補リストに追加する。すなわち、参照するマージ候補のインデックスをzeroCandmとして、L0の動きベクトル(mvL0zeroCandm[0]、mvL0zeroCandm[1])、L1の動きベクトル(mvL1zeroCandm[0]、mvL1zeroCandm[1])が共に0となるような候補を導出する。ここで、インデックスzeroCandmは、既に導出されたマージ候補リストの最後のインデックスの値に1を加えた値を用いる。mは、0から開始するインデックスであり、ゼロマージ候補をマージ候補リストに追加する際に1ずつインクリメントする。
(Zero merge candidate derivation unit)
FIG. 15 is a diagram illustrating the operation of the zero merge candidate derivation unit 1464E. If the number of merge candidates in the merge candidate storage unit 1462 reaches the number of merge candidate derivations, the zero merge candidate derivation unit 1464E does not perform processing (zero merge candidates are not derived). On the other hand, if the number of merge candidates does not reach the number of merge candidate derivations, the zero merge candidate derivation unit 1464E generates a merge candidate having a zero vector until the number of merge candidates reaches the number of merge candidate derivations to generate a merge candidate list. Add to. That is, the index of the merge candidate to be referenced is zeroCand m , and the L0 motion vector (mvL0zeroCand m [0], mvL0zeroCand m [1]) and the L1 motion vector (mvL1zeroCand m [0], mvL1zeroCand m [1]) are both A candidate such as 0 is derived. Here, the index zeroCand m uses a value obtained by adding 1 to the value of the last index of the merge candidate list already derived. m is an index starting from 0, and is incremented by 1 when a zero merge candidate is added to the merge candidate list.

(マージ候補導出処理の流れ)
図16を用いてマージ候補導出処理の流れの一例について説明する。図16は、マージ候補導出部146の動作の流れの一例を示すフロー図である。
(Merge candidate derivation process flow)
An example of the merge candidate derivation process flow will be described with reference to FIG. FIG. 16 is a flowchart illustrating an example of the operation flow of the merge candidate derivation unit 146.

図16に示すように、まず、空間マージ候補導出部1464Aにおいて、マージ候補S0〜マージ候補S2が導出される(S101)。   As shown in FIG. 16, first, merge candidate S0 to merge candidate S2 are derived in spatial merge candidate derivation unit 1464A (S101).

続いて、レイヤ間マージ候補導出部1464Bにおいて、マージ候補C0が導出される(S102)。   Subsequently, the merge candidate C0 is derived in the inter-layer merge candidate deriving unit 1464B (S102).

続いて、時間マージ候補導出部1464Cにおいて、マージ候補Tが導出される(S103)。   Subsequently, the merge candidate T is derived in the time merge candidate deriving unit 1464C (S103).

続いて、結合マージ候補導出部1464Dにおいて、マージ候補Cが導出される(S104)。なお、S104は、スライスタイプ判定部1463によって、スライスタイプがBスライスであると判定されときに実行するように構成しても構わない。   Subsequently, a merge candidate C is derived in the merge merge candidate deriving unit 1464D (S104). Note that S104 may be configured to be executed when the slice type determination unit 1463 determines that the slice type is a B slice.

最後にゼロマージ候補導出部1464Eにおいて、マージ候補Zが導出される(S105)。   Finally, the merge candidate Z is derived in the zero merge candidate derivation unit 1464E (S105).

(作用・効果)
以上に示したように、階層動画像復号装置1は、レイヤごとに異なる品質の画像に関する画像情報が階層的に符号化された階層符号化データDATAを復号して、復号の対象となる対象レイヤにおける動き情報を復元し、復元した動き情報に基づく動き補償予測によって生成した予測画像を用いて、上記対象レイヤにおける復号画像POUT#Tを復元する階層動画像復号装置1であって、上記対象レイヤにおける予測画像生成の処理対象となる対象予測単位において、復号済みレイヤである参照レイヤを参照し、該対象予測単位を含む周辺領域で復号未済の領域に対応する該参照レイヤ上の領域において復号されている動き情報を、上記対象予測単位における動き情報を推定するための候補として導出するレイヤ間マージ候補導出部1464Bを備える構成である。
(Action / Effect)
As described above, the hierarchical video decoding device 1 decodes the hierarchically encoded data DATA in which image information relating to images of different quality for each layer is hierarchically encoded, and the target layer to be decoded Is a hierarchical video decoding device 1 that restores the decoded image POUT # T in the target layer using a predicted image generated by motion compensated prediction based on the restored motion information. In the target prediction unit that is the processing target of prediction image generation in, a reference layer that is a decoded layer is referred to, and decoding is performed in a region on the reference layer that corresponds to an undecoded region in a peripheral region that includes the target prediction unit Inter-layer merge candidate derivation unit 146 that derives motion information as a candidate for estimating motion information in the target prediction unit. It is configured to include B.

よって、上記構成によれば、同じレイヤでは未復号のため利用できない領域に対応する参照領域上の動き情報をマージ候補リストに追加することができる。   Therefore, according to the above configuration, motion information on a reference area corresponding to an area that cannot be used because it is not decoded in the same layer can be added to the merge candidate list.

これにより、階層符号化における動き情報候補リストの生成において、多様な動き情報を候補として導出することで動き情報の符号量削減を図ることができるという効果を奏する。   Thereby, in the generation of the motion information candidate list in hierarchical encoding, there is an effect that the amount of motion information can be reduced by deriving various motion information as candidates.

(マージ候補導出部の変形例)
以下において、マージ候補導出部146の好ましい変形例について説明する。
(Modification of merge candidate derivation unit)
In the following, a preferred modification of the merge candidate derivation unit 146 will be described.

(2個以上の位置からレイヤ間マージ候補を導出する)
図17(a)〜(c)に示すように、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、参照領域上の2個以上の位置から、レイヤ間マージ候補を導出してもよい。以下、図17(a)〜(c)のそれぞれについて順に説明する。
(Derive layer merge candidates from two or more positions)
As illustrated in FIGS. 17A to 17C, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B may derive inter-layer merge candidates from two or more positions on the reference region. Hereinafter, each of FIGS. 17A to 17C will be described in order.

[1] 図17(a)に示すように、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、位置C0に加えて、対応参照領域における左上の位置C1をさらにレイヤ間マージ候補導出の対象としてもよい。   [1] As illustrated in FIG. 17A, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B may further target the inter-layer merge candidate derivation in addition to the position C0 in the upper left position C1 in the corresponding reference region.

例えば、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、位置C0が利用不可である場合、位置C1を利用する。すなわち、レイヤ間マージ候補導出部1464Bのマージ候補導出の優先順位としては、右下の位置C0が、位置C1に優先する。   For example, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B uses the position C1 when the position C0 is unavailable. That is, as the priority of merge candidate derivation by the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B, the lower right position C0 has priority over the position C1.

上記変形例によれば、位置C0が利用不可のため、位置C0の動き情報が参照できない場合でも、レイヤ間マージ候補導出部1464Bがレイヤ間マージ候補を導出できる場合がある。   According to the above modification, the inter-layer merge candidate deriving unit 1464B may be able to derive the inter-layer merge candidate even when the motion information at the position C0 cannot be referred to because the position C0 cannot be used.

[2] 図17(b)に示すように、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、対応参照領域の右下隣接ブロックC0、C2、C3と、対応参照領域における左上の位置C1とをレイヤ間マージ候補の導出に利用してもよい。なお、マージ候補導出の優先順位は、例示的に、位置C0,C1,C2、およびC3の順とする。   [2] As illustrated in FIG. 17B, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B merges the lower right adjacent blocks C0, C2, and C3 of the corresponding reference area and the upper left position C1 of the corresponding reference area. It may be used for derivation of candidates. It should be noted that the priority order for merging candidate derivation is illustratively in the order of positions C0, C1, C2, and C3.

対象PUまたは対応参照領域が小さい場合、対応参照領域における左上の位置に対応する画素と右下の位置に対応する画素とが同じ動き情報の記録単位に属している可能性がある。   When the target PU or the corresponding reference area is small, there is a possibility that the pixel corresponding to the upper left position and the pixel corresponding to the lower right position in the corresponding reference area belong to the same motion information recording unit.

右下隣接ブロックの動き情報を用いることで、対応参照領域における左上の部分と異なる記録単位から動き情報を導出できる可能性が高まる。   By using the motion information of the lower right adjacent block, the possibility that the motion information can be derived from a recording unit different from the upper left portion in the corresponding reference area is increased.

これにより、対応参照領域の左上部分と、異なる動き情報を導出できる可能性が高まる。   This increases the possibility of deriving different motion information from the upper left part of the corresponding reference area.

[3] 図17(c)に示すように、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、対応参照領域における右下の位置C0、対応参照領域の右下隣接ブロックC1、対応参照領域における左上の位置C1、対応参照領域の右隣接ブロックC3および下隣接ブロックC4をレイヤ間マージ候補の導出に利用してもよい。   [3] As illustrated in FIG. 17C, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B includes a lower right position C0 in the corresponding reference area, a lower right adjacent block C1 in the corresponding reference area, and an upper left position C1 in the corresponding reference area. The right adjacent block C3 and the lower adjacent block C4 of the corresponding reference region may be used for deriving inter-layer merge candidates.

また、マージ候補導出の優先順位は、位置C0,C1,C2、C3、およびC4の順としてもよい。   Further, the priorities of merging candidate derivation may be in the order of positions C0, C1, C2, C3, and C4.

また、位置C0〜C4の各位置において、動き情報が存在しない場合は、レイヤ間マージ候補を追加しなくてもよい。   Further, if there is no motion information at each of the positions C0 to C4, it is not necessary to add an inter-layer merge candidate.

また、マージ候補導出制御部1461が、位置C1〜C4における動き補償パラメータそれぞれと、位置C0における動き補償パラメータとの間で一致判定を行い、その判定の結果、互いの動き補償パラメータが一致しない場合に、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、対応するマージ候補を導出してもよい。   In addition, when merge candidate derivation control unit 1461 performs a match determination between each of the motion compensation parameters at positions C1 to C4 and the motion compensation parameter at position C0, the motion compensation parameters do not match as a result of the determination. In addition, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B may derive a corresponding merge candidate.

なお、ブロックA、ブロックBの動き補償パラメータの一致判定を行う関数equalMotion(A, B)の動作は、例示的には、以下のように規定できる。   The operation of the function equalMotion (A, B) for determining whether the motion compensation parameters of the block A and the block B coincide with each other can be exemplarily defined as follows.

equalMotion(A, B) = (predFlagL0A == predFlagL0B) && (predFlagL1A == predFlagL1B) && mvL0A[0] == mvL0B[0] && mvL0A[1] == mvL0B[1] && mvL1A[0] == mvL1B[0] && mvL1A[1] == mvL1B[1])
ここで、predFlagL0A、predFlagL1Aは、各々、ブロックAにおいてL0、L1の参照ピクチャが用いられる場合に1、それ以外は0となる。mvL0[0]、mvL0[1]は、L0の水平動きベクトル、垂直動きベクトル、mvL1[0]、mvL1[1]は、L1の水平動きベクトル、垂直動きベクトルである。なお、ブロックBの場合には、上記AをBに置き換える。
equalMotion (A, B) = (predFlagL0A == predFlagL0B) && (predFlagL1A == predFlagL1B) && mvL0A [0] == mvL0B [0] && mvL0A [1] == mvL0B [1] && mvL1A [1] = [0] && mvL1A [1] == mvL1B [1])
Here, predFlagL0A and predFlagL1A are 1 when the reference pictures L0 and L1 are used in the block A, respectively, and 0 otherwise. mvL0 [0] and mvL0 [1] are the horizontal motion vector and vertical motion vector of L0, and mvL1 [0] and mvL1 [1] are the horizontal motion vector and vertical motion vector of L1. In the case of block B, A is replaced with B.

また、レイヤ間マージ候補導出部1464Bは、上記一致判定を行いながら、上記優先順位の順にマージ候補を導出し、ユニークなマージ候補の数が2個になるまで、レイヤ間マージ候補を追加してもよい。   Further, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B derives merge candidates in the order of priority while performing the above-described matching determination, and adds inter-layer merge candidates until the number of unique merge candidates becomes two. Also good.

上記変形例に係る構成によれば、異なる動き情報を導出できる可能性が高まるため、符号化対象の動き情報がマージ候補に含まれる可能性が高まる。その結果、動き情報の符号量を削減することができる。   According to the configuration according to the modified example, since the possibility that different motion information can be derived increases, the possibility that the motion information to be encoded is included in the merge candidate increases. As a result, the amount of code of motion information can be reduced.

(一致判定)
マージ候補導出制御部1461は、各マージ候補導出部が導出するマージ候補の動き補償パラメータの一致判定(以下、マージ候補の一致判定と称する)を行ってもよい。また、マージ候補導出制御部1461は、一致判定の結果、ユニークと判定されたマージ候補のみをマージ候補格納部1462に格納してもよい。また、マージ候補導出制御部1461は、レイヤ間マージ候補導出部1464Bが導出するレイヤ間マージ候補と、他のマージ候補導出部が導出するマージ候補との一致判定を省略してもよい。
(Match judgment)
The merge candidate derivation control unit 1461 may perform match determination of motion compensation parameters of merge candidates derived by each merge candidate derivation unit (hereinafter referred to as merge candidate match determination). Further, the merge candidate derivation control unit 1461 may store only the merge candidates determined to be unique as a result of the match determination in the merge candidate storage unit 1462. Further, the merge candidate derivation control unit 1461 may omit the determination of matching between the inter-layer merge candidate derived by the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B and the merge candidate derived by another merge candidate derivation unit.

例えば、図16に示すフローチャートにおいて、レイヤ間マージ候補導出部1464Bよりも後に、時間マージ候補導出部1464Cおよび結合マージ候補導出部1464Dがマージ候補を導出する。ここで、時間マージ候補および結合マージ候補とマージ候補リストに含まれるマージ候補との一致判定を省略してもよい。   For example, in the flowchart shown in FIG. 16, the temporal merge candidate derivation unit 1464C and the combined merge candidate derivation unit 1464D derive merge candidates after the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B. Here, you may abbreviate | omit the coincidence determination with the time merge candidate and the merge merge candidate, and the merge candidate included in the merge candidate list.

上記変形例に係る構成によれば、レイヤ間マージ候補導出ステップ(S102)と、時間マージ候補導出ステップ(S103)および結合マージ候補導出ステップ(S104)とを並列に実行することができる。   According to the configuration according to the modification, the inter-layer merge candidate derivation step (S102), the temporal merge candidate derivation step (S103), and the merged merge candidate derivation step (S104) can be executed in parallel.

また、マージ候補導出制御部1461は、空間マージ候補と、レイヤ間マージ候補との一致判定を行う場合、空間マージ候補のマージ候補S0(マージ候補リスト内の最初のマージ候補)とのみ一致判定を行うことが好ましい。   Also, the merge candidate derivation control unit 1461, when performing a match determination between the spatial merge candidate and the inter-layer merge candidate, performs a match determination only with the merge candidate S0 of the spatial merge candidate (the first merge candidate in the merge candidate list). Preferably it is done.

これにより、並列性の低下を抑えつつ、同一のマージ候補が候補リストに含まれる可能性を低減できる。   Thereby, it is possible to reduce the possibility that the same merge candidate is included in the candidate list while suppressing a decrease in parallelism.

(マージ候補導出ステップの省略)
図18を用いてマージ候補導出処理の流れの別の例について説明する。図18は、マージ候補導出部146の動作の別の例を示すフロー図である。
(Omit the merge candidate derivation step)
Another example of the merge candidate derivation process will be described with reference to FIG. FIG. 18 is a flowchart illustrating another example of the operation of the merge candidate derivation unit 146.

以下では、図18を参照しながら、レイヤ間マージ候補導出ステップを実行する場合、時間マージ候補導出ステップを省略する例について説明する。   Hereinafter, an example in which the temporal merge candidate derivation step is omitted when the inter-layer merge candidate derivation step is executed will be described with reference to FIG.

図18に示すように、まず、空間マージ候補導出部1464Aにおいて、マージ候補S0〜マージ候補S2が導出される(S201)。   As shown in FIG. 18, first, merge candidate S0 to merge candidate S2 are derived in spatial merge candidate derivation unit 1464A (S201).

次に、マージ候補導出制御部1461が、レイヤ間マージ候補導出が有効であるか否かを判定する(S202)。マージ候補導出制御部1461は、例えば、次の(A)または(B)の場合に、レイヤ間マージ候補導出が有効であると判定することができる。   Next, the merge candidate derivation control unit 1461 determines whether or not the inter-layer merge candidate derivation is valid (S202). The merge candidate derivation control unit 1461 can determine that the inter-layer merge candidate derivation is effective in the following case (A) or (B), for example.

(A)SPS、PPSに含まれるフラグが、レイヤ間マージ予測が有効であることを示している場合;または、
(B)対象PUに対応する参照レイヤが存在し、対象PUおよび参照レイヤが、Pスライス、またはBスライスである場合。
(A) When a flag included in SPS or PPS indicates that inter-layer merge prediction is valid; or
(B) A reference layer corresponding to the target PU exists, and the target PU and the reference layer are P slices or B slices.

ここで、レイヤ間マージ候補導出が有効である場合(S202においてYES)、レイヤ間マージ候補導出部1464Bにおいて、マージ候補C0が導出される(S204)。   If the inter-layer merge candidate derivation is valid (YES in S202), the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B derives the merge candidate C0 (S204).

一方、レイヤ間マージ候補導出が有効でない場合(S202においてNO)、時間マージ候補導出部1464Cにおいて、マージ候補Tが導出される(S203)。   On the other hand, if the inter-layer merge candidate derivation is not valid (NO in S202), the merge candidate T is derived in the temporal merge candidate derivation unit 1464C (S203).

すなわち、レイヤ間マージ候補ステップ(S204)および時間マージ候補導出ステップ(S203)は択一的に行われるため、両者のうちの一方が実行される場合、他方は省略される。   That is, since the inter-layer merge candidate step (S204) and the temporal merge candidate derivation step (S203) are performed alternatively, when one of the two is executed, the other is omitted.

以後、結合マージ候補導出部1464Dにおいて、マージ候補Cが導出される(S205)。最後にゼロマージ候補導出部1464Eにおいて、マージ候補Zが導出される(S206)。   Thereafter, the merge candidate C is derived in the merge merge candidate deriving unit 1464D (S205). Finally, the merge candidate Z is derived in the zero merge candidate derivation unit 1464E (S206).

時間マージ候補とレイヤ間マージ候補とを併用する場合における動き情報の符号量削減幅は、何れか一方を用いる場合における動き情報の符号量削減幅と大きな差がない。   The code amount reduction width of the motion information when the temporal merge candidate and the inter-layer merge candidate are used together is not significantly different from the code amount reduction width of the motion information when either one is used.

よって、レイヤ間マージ候補を用いる場合、時間マージ候補を用いなくても、それほど符号量は増大しない。さらに言えば、時間マージ候補の導出を省略すれば、時間マージ候補の導出に関する処理負荷の低減や、メモリ資源の節約を図ることができる。   Therefore, when the inter-layer merge candidate is used, the code amount does not increase so much even if the temporal merge candidate is not used. Furthermore, if the derivation of the time merge candidate is omitted, the processing load related to the derivation of the time merge candidate can be reduced, and the memory resource can be saved.

上記構成によれば、レイヤ間マージ候補を用いる場合、時間マージ候補の導出を省略する。   According to the above configuration, when using inter-layer merge candidates, derivation of temporal merge candidates is omitted.

よって、レイヤ間マージ候補を用いる場合において時間マージ候補を用いない。これにより、動き情報の符号量が大きく増加することを抑えつつ、時間マージ候補導出に必要な処理量、および、参照画像の動きベクトルを記録するメモリ量を削減することができる。   Therefore, the time merge candidate is not used when the inter-layer merge candidate is used. As a result, it is possible to reduce the amount of processing necessary for deriving the temporal merge candidate and the amount of memory for recording the motion vector of the reference image, while suppressing a significant increase in the amount of code of motion information.

また、逆のことも言える。例えば、時間マージ候補を用いる場合、レイヤ間マージ候補を用いなくても、それほど符号量は増大しない。   The reverse is also true. For example, when temporal merge candidates are used, the code amount does not increase so much even if inter-layer merge candidates are not used.

上記構成によれば、時間マージ候補を用いる場合、レイヤ間マージ候補の導出を省略する。よって、動き情報の符号量をそれほど大きく増加させることがない一方で、レイヤ間マージ候補に必要な処理量を削減することができる。   According to the above configuration, when using temporal merge candidates, derivation of inter-layer merge candidates is omitted. Therefore, while not increasing the code amount of motion information so much, the processing amount required for the inter-layer merge candidate can be reduced.

以上のように、レイヤ間マージ候補および時間マージ候補のいずれか一方を択一的に導出することで、レイヤ間マージ候補および時間マージ候補の両マージ候補を併用するケースを回避することができる。すなわち、両マージ候補を処理しなければならないケースを回避することができる。これにより、処理量の最悪値(最も処理量が多くなる場合の処理量)の低減を図ることができる。   As described above, by selectively deriving one of the inter-layer merge candidate and the temporal merge candidate, it is possible to avoid a case where both the inter-layer merge candidate and the temporal merge candidate are used together. That is, it is possible to avoid a case where both merge candidates must be processed. Thereby, it is possible to reduce the worst value of the processing amount (the processing amount when the processing amount is the largest).

(レイヤ間イントラ候補導出部)
図19を用いて、マージ候補導出部146の変形例について説明する。個別マージ候補導出部1464は、さらに、レイヤ間イントラ候補導出部1464Fを有していてもよい。
(Inter-layer intra candidate derivation unit)
A modification of the merge candidate derivation unit 146 will be described with reference to FIG. The individual merge candidate derivation unit 1464 may further include an inter-layer intra candidate derivation unit 1464F.

本変形例では、マージ候補リストの概念を拡張する。具体的には、レイヤ間イントラ候補導出部1464Fが、マージ候補リストにおいてレイヤ間イントラ予測(テクスチャ予測)をシグナルする。   In this modification, the concept of the merge candidate list is expanded. Specifically, the inter-layer intra candidate derivation unit 1464F signals inter-layer intra prediction (texture prediction) in the merge candidate list.

すなわち、レイヤ間イントラ候補導出部1464Fは、マージ候補リストに、レイヤ間イントラ予測をシグナルする候補であるレイヤ間イントラ候補を追加する。マージ候補リストからレイヤ間イントラ候補が選択された場合、テクスチャ予測部152のレイヤ間イントラ予測部152Cが、参照レイヤの復号画素をアップサンプルした画像に基づいて予測画像を生成する。   That is, the inter-layer intra candidate derivation unit 1464F adds an inter-layer intra candidate that is a candidate for signaling inter-layer intra prediction to the merge candidate list. When the inter-layer intra candidate is selected from the merge candidate list, the inter-layer intra prediction unit 152C of the texture prediction unit 152 generates a prediction image based on the image obtained by up-sampling the decoded pixels of the reference layer.

また、本変形例では、マージ候補導出制御部1461は、次の優先順で各マージ候補をマージ候補リストに追加してもよい。   In this modification, the merge candidate derivation control unit 1461 may add each merge candidate to the merge candidate list in the following priority order.

1)空間マージ候補、2)時間マージ候補、3)レイヤ間マージ候補、4)結合マージ候補、5)ゼロマージ候補、6)レイヤ間イントラ候補
また、マージ候補導出部146におけるマージ候補の導出は、例えば、以下に示す手法により行うことができる。
1) Spatial merge candidate, 2) Temporal merge candidate, 3) Inter-layer merge candidate, 4) Join merge candidate, 5) Zero merge candidate, 6) Inter-layer intra candidate Further, the merge candidate derivation unit 146 derives the merge candidate For example, it can be performed by the following method.

すなわち、一つの手法としては、1)〜6)の優先順に、マージ候補リストのマージ候補導出数の最大値になるまでマージ候補を追加する。また、別の手法としては、1)〜5)の優先順でマージ候補リストのマージ候補導出数の最大値−1個のマージ候補を追加し、その後ろに6)レイヤ間マージ候補をマージ候補として追加する。   That is, as one method, merge candidates are added in the priority order of 1) to 6) until the maximum merge candidate derivation number in the merge candidate list is reached. As another method, the merge candidate derivation maximum value minus one merge candidate is added in the priority order of 1) to 5), and 6) the inter-layer merge candidate is merged after that. Add as

上記構成によれば、レイヤ間イントラ予測をPU単位で選択することができる。これにより、CUごとに選択フラグ(base_mode_flag)を設ける場合に比べてサイド情報を削減することができる。   According to the said structure, intra prediction between layers can be selected per PU. Thereby, compared with the case where a selection flag (base_mode_flag) is provided for every CU, side information can be reduced.

また、マージ候補導出制御部1461は、次の優先順で各マージ候補をマージ候補リストに追加してもよい。   Further, the merge candidate derivation control unit 1461 may add each merge candidate to the merge candidate list in the following priority order.

1)空間マージ候補、2)時間マージ候補、3)レイヤ間候補、4)結合マージ候補、5)ゼロマージ候補
ここで、3)レイヤ間候補は、レイヤ間予測に関するマージ候補であり、具体的には、レイヤ間マージ候補またはレイヤ間イントラ候補である。対象PUに対応する参照レイヤ上の領域が属するCU(以下、参照CUと称する)の予測タイプに応じて、レイヤ間候補として追加される候補が、レイヤ間マージ候補およびレイヤ間イントラ候補の間で切り替えられる。なお、この切り替えは、マージ候補導出制御部1461が制御すればよい。
1) Spatial merge candidate, 2) Temporal merge candidate, 3) Inter-layer candidate, 4) Joined merge candidate, 5) Zero-merge candidate Here, 3) Inter-layer candidate is a merge candidate related to inter-layer prediction. Is an inter-layer merge candidate or an inter-layer intra candidate. A candidate to be added as an inter-layer candidate according to a prediction type of a CU (hereinafter referred to as a reference CU) to which a region on a reference layer corresponding to the target PU belongs is between an inter-layer merge candidate and an inter-layer intra candidate. Can be switched. This switching may be controlled by the merge candidate derivation control unit 1461.

参照CUがインターCUの場合、レイヤ間マージ候補導出部1464Bがレイヤ間マージ候補をレイヤ間候補として導出する。レイヤ間マージ候補が選択された場合、テクスチャ予測部152のインター予測部152Aが動き補償予測により予測画像を生成する。   When the reference CU is an inter CU, the inter-layer merge candidate derivation unit 1464B derives the inter-layer merge candidate as an inter-layer candidate. When the inter-layer merge candidate is selected, the inter prediction unit 152A of the texture prediction unit 152 generates a prediction image by motion compensation prediction.

参照CUがイントラCUの場合、レイヤ間イントラ候補導出部1464Fがレイヤ間イントラ候補をレイヤ間候補として導出する。レイヤ間イントラ候補が選択された場合、テクスチャ予測部152のレイヤ間イントラ予測部152Cが、参照レイヤの復号画素をアップサンプルした画像に基づいて予測画像を生成する。   When the reference CU is an intra CU, the inter-layer intra candidate derivation unit 1464F derives the inter-layer intra candidate as an inter-layer candidate. When the inter-layer intra candidate is selected, the inter-layer intra prediction unit 152C of the texture prediction unit 152 generates a prediction image based on an image obtained by up-sampling the decoded pixels of the reference layer.

参照レイヤがインターCUである場合、動き補償処理における処理量削減を図るため、当該インターCUの復号画像はレイヤ間予測における動き情報予測に用いられない。また、参照レイヤがイントラCUの場合、当該イントラCUでは動き補償の情報が存在しない。   When the reference layer is an inter CU, the decoded image of the inter CU is not used for motion information prediction in inter-layer prediction in order to reduce the processing amount in the motion compensation process. Further, when the reference layer is an intra CU, there is no motion compensation information in the intra CU.

上記構成によれば、参照CUがインターCUかイントラCUかに応じて、当該参照CUにおいて利用可能な情報を用いて候補を生成する。   According to the above configuration, candidates are generated using information available in the reference CU, depending on whether the reference CU is an inter CU or an intra CU.

これによりマージ候補リストにおいて、レイヤ間マージ候補とレイヤ間イントラ候補とを別々の候補とする場合に比べて、マージ候補の数を削減することができる。   Thereby, in the merge candidate list, the number of merge candidates can be reduced compared to the case where the inter-layer merge candidate and the inter-layer intra candidate are different candidates.

また、マージ候補を追加する際に、利用可能でない情報を参照してしまうというオーバーヘッドを抑制することができる。   In addition, when adding merge candidates, it is possible to suppress the overhead of referring to information that is not available.

<<PU分割タイプ導出部の詳細>>
次に、図1を用いて、PU分割タイプ導出部148の詳細構成について説明する。図1は、PU分割タイプ導出部148の構成について例示した機能ブロック図である。
<< Details of PU partition type deriving section >>
Next, the detailed configuration of the PU partition type deriving unit 148 will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a functional block diagram illustrating the configuration of the PU partition type deriving unit 148.

図1に示すように、PU分割タイプ導出部148は、参照CU設定部1481、およびPU分割推定部1482を備える構成である。   As illustrated in FIG. 1, the PU partition type derivation unit 148 includes a reference CU setting unit 1481 and a PU partition estimation unit 1482.

参照CU設定部1481は、復号の対象となる対象CUの復号化の際に、当該対象CUに対応する参照レイヤ上の領域を設定し、設定した参照領域を基準として、PU分割推定時に参照すべき参照レイヤ上のCUを設定する。以後、参照CU設定部1481が設定する上記領域のことを参照領域と称し、上記参照レイヤ上のCUのことを参照CUと称する。   The reference CU setting unit 1481 sets an area on the reference layer corresponding to the target CU when decoding the target CU to be decoded, and refers to the set reference area at the time of PU partition estimation. Set the CU on the power reference layer. Hereinafter, the region set by the reference CU setting unit 1481 is referred to as a reference region, and the CU on the reference layer is referred to as a reference CU.

PU分割推定部1482は、参照CU設定部1481によって設定された参照CUを参照して、対象レイヤの対象CUにおけるPUへの分割タイプ(推定PU分割タイプ)を推定するものである。   The PU partition estimation unit 1482 refers to the reference CU set by the reference CU setting unit 1481, and estimates the partition type (estimated PU partition type) into PUs in the target CU of the target layer.

より具体的には、PU分割推定部1482は、右下画素位置判定部1482A、重複領域判定部1482B、および分割タイプ決定部1482Cを備えている。   More specifically, the PU partition estimation unit 1482 includes a lower right pixel position determination unit 1482A, an overlap region determination unit 1482B, and a partition type determination unit 1482C.

右下画素位置判定部1482Aは、参照CUにおける右下画素の位置の参照領域内での位置を判定する。   The lower right pixel position determination unit 1482A determines the position of the position of the lower right pixel in the reference CU within the reference area.

重複領域判定部1482Bは、参照CUと参照領域とが重なる領域(以下、重複領域と称する)の重複の度合いを判定する。重複領域の重複の度合いには、例えば、重複領域の面積の大小や、重複領域の形状、幅および高さの大小関係、および参照CUと参照領域との包含関係が含まれる。   The overlapping area determination unit 1482B determines the degree of overlapping of an area where the reference CU and the reference area overlap (hereinafter referred to as an overlapping area). The overlapping degree of the overlapping region includes, for example, the size of the overlapping region, the size of the overlapping region, the relationship between the width and the height, and the inclusion relationship between the reference CU and the reference region.

分割タイプ決定部1482Cは、右下画素位置判定部1482Aまたは重複領域判定部1482Bの判定結果に応じて、対象CUにおけるPU分割タイプを決定する。   The division type determination unit 1482C determines the PU division type in the target CU according to the determination result of the lower right pixel position determination unit 1482A or the overlapping region determination unit 1482B.

以下において、図28〜図40を用いて、参照CU設定部1481およびPU分割推定部1482の動作の詳細について順に説明する。   In the following, details of operations of the reference CU setting unit 1481 and the PU partition estimation unit 1482 will be described in order with reference to FIGS. 28 to 40.

(参照CU設定部の動作について)
図28を用いて、参照CU設定部1481が、対象レイヤ上の対象フレームtgtFR1に含まれる対象CUtgtCUに対して参照CUを設定する例について説明する。
(Operation of reference CU setting unit)
An example in which the reference CU setting unit 1481 sets a reference CU for the target CUtgtCU included in the target frame tgtFR1 on the target layer will be described with reference to FIG.

図28に示すように、まず、参照CU設定部1481は、参照レイヤ上の参照フレームrefFR1に含まれるCUであって、対象CUtgtCUに対応する参照レイヤ上の参照領域refREGを設定する。   As illustrated in FIG. 28, first, the reference CU setting unit 1481 sets a reference region refREG on the reference layer corresponding to the target CUtgtCU, which is a CU included in the reference frame refFR1 on the reference layer.

すなわち、参照フレームrefFR1は、例示的には、対象フレームtgtFR1と同時刻における参照レイヤ上のフレームである。   That is, the reference frame refFR1 is illustratively a frame on the reference layer at the same time as the target frame tgtFR1.

また、ここで対象CUtgtCUが参照領域refREGと“対応する”とは、対象レイヤ上の対象フレームtgtFR1における対象CUtgtCUの空間的位置が、参照レイヤ上の参照フレームrefFR1における参照領域refREGの空間的位置と対応しているということである。   Further, here, the target CUtgtCU “corresponds” to the reference region refREG means that the spatial position of the target CUtgtCU in the target frame tgtFR1 on the target layer is the spatial position of the reference region refREG in the reference frame refFR1 on the reference layer. It means that it corresponds.

次に、参照CU設定部1481は、参照領域refREGを基準として、参照CUを設定する。   Next, the reference CU setting unit 1481 sets a reference CU based on the reference area refREG.

図28に示す例では、参照レイヤ上のコーディングツリーブロックrefCTB1に参照領域refREGが含まれている。また、コーディングツリーブロックrefCTB1には、階層深度1のCUであるrefCU0、refCU1、refCU2、およびrefCU3が含まれる。また、refCU0には、階層深度2の分割CUであるrefCU00、refCU01、refCU02、およびrefCU03が含まれる。   In the example shown in FIG. 28, the reference area refREG is included in the coding tree block refCTB1 on the reference layer. Also, the coding tree block refCTB1 includes refCU0, refCU1, refCU2, and refCU3, which are CUs having a hierarchical depth of 1. Also, refCU0 includes refCU00, refCU01, refCU02, and refCU03, which are split CUs with a hierarchical depth of 2.

ここで、参照領域refREGは、参照レイヤ上の複数のCUと重複部分を有する可能性がある。すなわち、参照領域refREGは、参照レイヤ上の複数のCUと重なり合う可能性がある。   Here, there is a possibility that the reference region refREG has an overlapping portion with a plurality of CUs on the reference layer. That is, the reference area refREG may overlap with a plurality of CUs on the reference layer.

図28に示す例では、参照領域refREGは、refCU00、refCU01、refCU02、およびrefCU03、refCU1、refCU2、およびrefCU3と重複部分を有する。   In the example shown in FIG. 28, the reference area refREG has an overlapping part with refCU00, refCU01, refCU02, refCU03, refCU1, refCU2, and refCU3.

以下では、主として、参照CU設定部1481が、対象CUの左上画素tgtCUPXに対応する画素refCUPXを含む参照レイヤ上のCUを参照CUとして設定する例について説明する。すなわち、図28に示す例では、refCU00が参照CUとなる。   Hereinafter, an example in which the reference CU setting unit 1481 mainly sets a CU on the reference layer including the pixel refCUPX corresponding to the upper left pixel tgtCUPX of the target CU as the reference CU will be described. That is, in the example shown in FIG. 28, refCU00 is the reference CU.

図29を用いて、上述のような参照CUの設定について、より具体的に説明する。図29に示すように、対象レイヤ上の対象フレームtgtFR1の高さおよび幅を、それぞれhPicおよびwPicとする。また、対象CUtgtCUの高さおよび幅を、それぞれhCuおよびwCuとし、左上画素の位置の対象フレームtgtFR1における座標表現を、(xCu,yCu)とする。また、参照レイヤ上の参照フレームrefFR1の高さおよび幅を、それぞれhRefPicおよびwRefPicとする。   The setting of the reference CU as described above will be described more specifically with reference to FIG. As shown in FIG. 29, the height and width of the target frame tgtFR1 on the target layer are hPic and wPic, respectively. Also, the height and width of the target CUtgtCU are hCu and wCu, respectively, and the coordinate representation in the target frame tgtFR1 at the position of the upper left pixel is (xCu, yCu). Further, the height and width of the reference frame refFR1 on the reference layer are set to hRefPic and wRefPic, respectively.

左上画素に対応する参照CUを設定する場合、参照CU設定部1481は、以下のとおり参照CUを設定する。まず、参照CU設定部1481は、以下の計算により、参照領域refREGの座標(xRefReg, yRefReg)を導出する。なお、以下のscaleX・scaleYは、対象フレームの幅・高さの参照フレームの幅・高さに対する比である。   When setting the reference CU corresponding to the upper left pixel, the reference CU setting unit 1481 sets the reference CU as follows. First, the reference CU setting unit 1481 derives the coordinates (xRefReg, yRefReg) of the reference region refREG by the following calculation. Note that scaleX and scaleY below are the ratios of the width and height of the target frame to the width and height of the reference frame.

scaleX = wPic / wRefPic
scaleY = hPic / hRefPic
xRefReg = xCu / scaleX
yRefReg = yCu / scaleY
続いて、参照CU設定部1481は、以上のようにして得られた参照領域refREGの座標(xRefReg, yRefReg)を含むCUを参照CUとして設定する。
scaleX = wPic / wRefPic
scaleY = hPic / hRefPic
xRefReg = xCu / scaleX
yRefReg = yCu / scaleY
Subsequently, the reference CU setting unit 1481 sets a CU including the coordinates (xRefReg, yRefReg) of the reference region refREG obtained as described above as a reference CU.

なお、上記に限られず、参照CU設定部1481は、以下のようにして、中心画素に対応する参照CUを設定してもよい。まず、参照CU設定部1481は、以下の計算により、参照領域refREGの幅および高さ(wRefReg, hRefReg)を導出する。なお、以下に示すscaleX,scaleY,xRefReg およびyRefRegの導出方法については、既に説明した通りである。   The reference CU setting unit 1481 is not limited to the above, and may set the reference CU corresponding to the center pixel as follows. First, the reference CU setting unit 1481 derives the width and height (wRefReg, hRefReg) of the reference region refREG by the following calculation. Note that the method for deriving scaleX, scaleY, xRefReg and yRefReg shown below has already been described.

wRefReg = wCu / scaleX
hRefReg = hCu / scaleY
このとき、参照領域の中心画素の座標(xRefC, yRefC)は、
xRefC = xRefReg + (hRefReg >> 1)
yRefC = yRefReg + (wRefReg >> 1)
により得られる。
wRefReg = wCu / scaleX
hRefReg = hCu / scaleY
At this time, the coordinates (xRefC, yRefC) of the center pixel of the reference area are
xRefC = xRefReg + (hRefReg >> 1)
yRefC = yRefReg + (wRefReg >> 1)
Is obtained.

続いて、参照CU設定部1481は、以上のようにして得られた参照領域の中心画素の座標(xRefC, yRefC)を含むCUを参照CUとして設定する。   Subsequently, the reference CU setting unit 1481 sets a CU including the coordinates (xRefC, yRefC) of the center pixel of the reference area obtained as described above as a reference CU.

上記の例において、scaleXおよびscaleYの値は、参照レイヤ上の参照フレーム全体と対象レイヤ上の対象フレーム全体が空間的に対応することを仮定して算出されているが、それに限らない。例えば、対象レイヤ上の部分領域が参照レイヤ上の参照フレーム全体と空間的に対応するような場合も考えられる。そのような場合、scaleXやscaleYの値は、対象レイヤ上の部分領域の位置(対象フレーム左上からのオフセット)や当該部分領域のサイズに基づいて算出される。   In the above example, the values of scaleX and scaleY are calculated on the assumption that the entire reference frame on the reference layer and the entire target frame on the target layer correspond spatially, but are not limited thereto. For example, a case where the partial region on the target layer spatially corresponds to the entire reference frame on the reference layer can be considered. In such a case, the values of scaleX and scaleY are calculated based on the position of the partial area on the target layer (offset from the upper left of the target frame) and the size of the partial area.

(PU分割推定部の動作について)
次に、図30〜図40を用いて、PU分割推定部1482が、対象CUtgtCUのPU分割タイプを推定する例について説明する。
(About the operation of the PU partition estimation unit)
Next, an example in which the PU partition estimation unit 1482 estimates the PU partition type of the target CUtgtCU will be described with reference to FIGS. 30 to 40.

[単一の参照CU(参照領域の左上画素を含むCU)を用いる場合]
まず、右下画素位置判定部1482Aが参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置が参照領域refREGにおける位置を判定し、当該判定結果に基づいて、分割タイプ決定部1482Cが対象CUにおけるPU分割タイプを決定する例について説明する。なお、上述のとおり参照領域refREGの左上画素が参照CUrefCUには含まれる。
[When using a single reference CU (a CU including the upper left pixel of the reference area)]
First, the lower right pixel position determination unit 1482A determines the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU in the reference region refREG, and based on the determination result, the division type determination unit 1482C determines the PU partition type in the target CU. An example will be described. As described above, the upper left pixel of the reference area refREG is included in the reference CUrefCU.

[A]右下画素が参照領域の上半分
図30(a)に示すように、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置が参照領域refREG内の上半分の位置(直線M1より上の領域)にあると判定される場合、分割タイプ決定部1482Cは、対象CUtgtCUにおけるPU分割タイプを、2N×Nと推定する(図30(b)参照)。
[A] Lower right pixel is upper half of reference area As shown in FIG. 30A, the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU is positioned at the upper half of the reference area refREG (area above the straight line M1). When it is determined that there is a partition type determination unit 1482C, the PU partition type in the target CUtgtCU is estimated to be 2N × N (see FIG. 30B).

参照CUの右下画素が参照領域の上半分の位置にある場合、参照領域の上半分に、少なくとも水平方向のCU境界が存在する。一般にCU境界が存在する場合、境界を挟んだ2領域が異なる動き情報を有する可能性が、CU境界が存在しない場合に較べて高い。従って、参照領域の上半分には、物体の境界が存在する可能性が高い。そのため、物体の境界が存在する可能性が高い上半分の領域と、物体の境界の有無が不明である下半分の領域を異なるPUに分割することで、物体の境界が存在しないPUが設定される可能性を高めることができる。   When the lower right pixel of the reference CU is in the upper half position of the reference area, at least a horizontal CU boundary exists in the upper half of the reference area. In general, when a CU boundary exists, the possibility that the two regions sandwiching the boundary have different motion information is higher than when there is no CU boundary. Therefore, there is a high possibility that an object boundary exists in the upper half of the reference area. Therefore, by dividing the upper half area where the object boundary is likely to exist and the lower half area where the existence of the object boundary is unknown into different PUs, a PU with no object boundary is set. Can increase the possibility of

[B]右下画素が参照領域の左下
図31(a)に示すように、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置が参照領域refREG内の左下の位置(直線M1より下であって直線M2より左の領域)にあると判定される場合、分割タイプ決定部1482Cは、対象CUtgtCUにおけるPU分割タイプを、N×2Nと推定する(図31(b)参照)。
[B] Lower right pixel is lower left of reference area As shown in FIG. 31A, the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU is lower left in the reference area refREG (below the straight line M1 and from the straight line M2. When it is determined that it is in the left region), the division type determination unit 1482C estimates the PU division type in the target CUtgtCU as N × 2N (see FIG. 31B).

参照CUの右下画素が参照領域の左下の位置にある場合、参照領域の左半分に、少なくとも垂直方向のCU境界が存在する。従って、参照領域の左半分と右半分を分割するPU分割タイプを用いることで、[A]の場合と同様に、物体の境界が存在しないPUが設定される可能性を高めることができる。   When the lower right pixel of the reference CU is in the lower left position of the reference area, at least a vertical CU boundary exists in the left half of the reference area. Therefore, by using the PU division type that divides the left half and the right half of the reference area, it is possible to increase the possibility that a PU having no object boundary is set, as in the case of [A].

[C]右下画素が参照領域の右下
図32(a)に示すように、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置が参照領域refREG内の右下の位置(直線M1より下であって直線M2より右の領域)にあると判定される場合、分割タイプ決定部1482Cは、対象CUtgtCUにおけるPU分割タイプを、2N×2Nと推定する(図32(b)参照)。
[C] Lower right pixel is lower right of reference area As shown in FIG. 32A, the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU is a lower right position in the reference area refREG (below the straight line M1 and a straight line). When it is determined that it is in the area to the right of M2, the division type determination unit 1482C estimates the PU division type in the target CUtgtCU as 2N × 2N (see FIG. 32B).

参照CUの右下画素が参照領域の右下の位置にある場合、参照領域と参照CUの重複領域の面積が大きい。そのため、参照領域の大部分が単一のCU(参照CU)に含まれている可能性が高く、一様な動き情報を有している可能性が高い。そのため、参照領域内で一様な動きを有する場合に最も適したPU分割である2N×2Nを用いることで、符号化効率を向上できる。   When the lower right pixel of the reference CU is in the lower right position of the reference area, the area of the overlapping area of the reference area and the reference CU is large. Therefore, it is highly possible that most of the reference area is included in a single CU (reference CU), and there is a high possibility that uniform motion information is included. For this reason, encoding efficiency can be improved by using 2N × 2N, which is the most suitable PU partition when there is uniform motion in the reference region.

[D]参照CUが参照領域を含む
図33(a)に示すように、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置が参照領域refREGの外側右下の位置にあると判定される場合、すなわち、参照CUrefCUが、参照領域refREGを含むような場合、分割タイプ決定部1482Cは、対象CUtgtCUにおけるPU分割タイプを、2N×2Nと推定する(図32(b)参照)。
[D] Reference CU includes reference area As shown in FIG. 33A, when it is determined that the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU is at the lower right position outside the reference area refREG, that is, reference When the CUrefCU includes the reference region refREG, the division type determination unit 1482C estimates the PU division type in the target CUtgtCU as 2N × 2N (see FIG. 32B).

参照CUが参照領域を含む場合、参照領域内で一様な動き情報を有している可能性が高い。そのため、参照領域内で一様な動きを有する場合に最も適したPU分割である2N×2Nを用いることで、符号化効率を向上できる。   When the reference CU includes a reference area, there is a high possibility of having uniform motion information within the reference area. For this reason, encoding efficiency can be improved by using 2N × 2N, which is the most suitable PU partition when there is uniform motion in the reference region.

以上のように、参照領域内のCU境界の位置を厳密に導出することなく、右下画素の位置判定処理によりPU分割タイプを導出することができる。これにより、比較的少ない処理量でPU分割タイプを導出することができる。   As described above, the PU division type can be derived by the position determination process of the lower right pixel without strictly deriving the position of the CU boundary in the reference region. Thereby, it is possible to derive the PU partition type with a relatively small processing amount.

図34および図35を用いて、右下画素位置判定部1482Aが、右下画素refCUPXの位置を判定する手法についてより具体的に説明する。   A method in which the lower right pixel position determination unit 1482A determines the position of the lower right pixel refCUPX will be described more specifically with reference to FIGS. 34 and 35. FIG.

図34に示すように、参照領域refREGの左上画素の位置を(xRefReg,yRefReg)とし、参照領域refREGのサイズを、wRefReg×hRefRegとする。また、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置を(xRefCUBR,yRefCUBR)とする。   As shown in FIG. 34, the position of the upper left pixel of the reference region refREG is (xRefReg, yRefReg), and the size of the reference region refREG is wRefReg × hRefReg. Further, the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU is assumed to be (xRefCUBR, yRefCUBR).

上記判定条件[A]〜[D]のそれぞれについて説明すると次のとおりである。   Each of the determination conditions [A] to [D] will be described as follows.

[A]右下画素が参照領域の上半分
図35は、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置と、判定結果との関係を示す図である。
[A] Lower right pixel is upper half of reference area FIG. 35 is a diagram illustrating the relationship between the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU and the determination result.

まず、右下画素位置判定部1482Aは、式(A1)の真偽を判定する。   First, the lower right pixel position determination unit 1482A determines whether the expression (A1) is true or false.

yRefCuBR < yRefReg + (hRefReg >> 1) ・・・(A1)
式(A1)では、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置が、参照領域refREGの上半分にあるか否かを判定している。すなわち、式(A1)が真である場合、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置は、図35に示す区画Aに存在する。なお、図35に示す各区画に付したラベルA〜Dは、判定条件[A]〜[D]に対応している。例えば、判定条件“[A]右下画素が参照領域の上半分”を満たす位置が、区画Aに対応している。
yRefCuBR <yRefReg + (hRefReg >> 1) (A1)
In Expression (A1), it is determined whether or not the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU is in the upper half of the reference area refREG. That is, when the formula (A1) is true, the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU exists in the section A shown in FIG. Note that the labels A to D given to the sections shown in FIG. 35 correspond to the determination conditions [A] to [D]. For example, the position where the determination condition “[A] lower right pixel satisfies the upper half of the reference area” corresponds to the section A.

[B]右下画素が参照領域の左下
式(A1)が偽である場合、右下画素位置判定部1482Aは、さらに、式(A2)の真偽を判定する。
[B] If the lower right pixel is the lower left expression (A1) of the reference region, the lower right pixel position determination unit 1482A further determines the authenticity of the expression (A2).

xRefCuBR < xRefReg + (wRefReg >> 1) ・・・(A2)
式(A2)では、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置が、参照領域refREGの左下にあるか否かを判定している。すなわち、式(A2)が真である場合、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置は、図35に示す区画Bに存在する。
xRefCuBR <xRefReg + (wRefReg >> 1) (A2)
In the expression (A2), it is determined whether or not the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU is at the lower left of the reference area refREG. That is, when the formula (A2) is true, the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU exists in the section B shown in FIG.

[C]右下画素が参照領域の右下
式(A2)が偽である場合、右下画素位置判定部1482Aは、さらに、式(A3)の真偽を判定する。
[C] If the lower right pixel is the lower right expression (A2) of the reference area, the lower right pixel position determination unit 1482A further determines the authenticity of the expression (A3).

xRefCuBR < xRefReg + wRefReg ||
xRefCuBR < yRefReg + hRefReg ・・・(A3)
式(A3)では、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置が、参照領域refREGの右下にあるか否かを判定している。すなわち、式(A3)が真である場合、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置は、図35に示す区画Cに存在する。
xRefCuBR <xRefReg + wRefReg ||
xRefCuBR <yRefReg + hRefReg (A3)
In the equation (A3), it is determined whether or not the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU is at the lower right of the reference region refREG. That is, when the formula (A3) is true, the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU exists in the section C shown in FIG.

[D]参照CUが参照領域を含む
式(A3)が偽である場合、右下画素位置判定部1482Aは、さらに、式(A4)の真偽を判定する。
[D] Reference CU includes reference region When expression (A3) is false, lower right pixel position determination unit 1482A further determines the authenticity of expression (A4).

(xRefCuBR >= xRefReg + wRefReg &&
yRefCuBR >= yRefReg + hRefReg) ・・・(A4)
式(A4)では、参照CUrefCUが、参照領域refREGを含むか否かを判定している。すなわち、式(A4)が真である場合、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置は、図35に示す区画Dに存在する。
(xRefCuBR> = xRefReg + wRefReg &&
yRefCuBR> = yRefReg + hRefReg) (A4)
In Expression (A4), it is determined whether or not the reference CUrefCU includes the reference area refREG. That is, when the formula (A4) is true, the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU exists in the section D shown in FIG.

[参照CUと参照領域が重なる領域(重複領域)の重複の度合いによる判定]
次に、重複領域判定部1482Bが参照CUrefCUと参照領域refREGとの重複領域の重複の度合いを判定し、当該判定結果に基づいて、分割タイプ決定部1482Cが対象CUにおけるPU分割タイプを決定する例について説明する。
[Determination by Degree of Overlap of Area Overlapping Reference CU and Reference Area (Overlapping Area)]
Next, an example in which the overlapping region determination unit 1482B determines the degree of overlapping between the reference CUrefCU and the reference region refREG, and the partition type determination unit 1482C determines the PU partition type in the target CU based on the determination result. Will be described.

なお、図36においても、図34と同様、参照領域refREGの左上画素の位置を(xRefReg,yRefReg)とする。また、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置を(xRefCUBR,yRefCUBR)とする。また、参照領域refREGの右下画素の位置を(xRefRegBR、yRefRegBR)とし、参照CUrefCUの左上画素の位置を(xRefCU,yRefCU)とする。   In FIG. 36 as well, as in FIG. 34, the position of the upper left pixel of the reference region refREG is (xRefReg, yRefReg). Further, the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU is assumed to be (xRefCUBR, yRefCUBR). Further, the position of the lower right pixel of the reference area refREG is (xRefRegBR, yRefRegBR), and the position of the upper left pixel of the reference CUrefCU is (xRefCU, yRefCU).

[A´]参照CUrefCUが参照領域refREGを含む場合
図36(a)に示すように、参照CUrefCUが参照領域refREGを含むと判定される場合(参照領域refREGが重複領域と一致する場合)、分割タイプ決定部1482Cは、対象CUtgtCUにおけるPU分割タイプを、2N×2Nと推定する(図36(b)参照)。なお、上記判定は、例えば、参照CUrefCUの左上画素の位置と、参照領域refREGの左上画素の位置とを比較し、さらに、参照CUrefCUの幅および高さと、参照領域refREGの幅および高さとを比較することにより行うことができる。
[A ′] Reference CUrefCU includes reference region refREG As shown in FIG. 36A, when it is determined that reference CUrefCU includes reference region refREG (when reference region refREG matches the overlapping region), division The type determination unit 1482C estimates the PU partition type in the target CUtgtCU as 2N × 2N (see FIG. 36B). In the determination, for example, the position of the upper left pixel of the reference CUrefCU is compared with the position of the upper left pixel of the reference area refREG, and the width and height of the reference CUrefCU are compared with the width and height of the reference area refREG. This can be done.

また、重複領域の幅(wOver)、重複領域の幅(hOver)を算出して、それらの値に基づいて判定を行ってもよい。wOver、hOverはそれぞれ次の式で算出できる。   Alternatively, the width (wOver) of the overlapping area and the width (hOver) of the overlapping area may be calculated, and the determination may be performed based on these values. wOver and hOver can be calculated using the following equations.

wOver = Min(xRefRegBR, xRefCuBR) - Max(xRefReg, xRefCu)
hOver = Min(yRefRegBR, yRefCuBR) - Max(yRefReg, yRefCu)
ここで、参照CUrefCUが参照領域refREGを含む場合、重複領域と参照領域refREGが一致し、次の関係式が成り立つ。
wOver = Min (xRefRegBR, xRefCuBR)-Max (xRefReg, xRefCu)
hOver = Min (yRefRegBR, yRefCuBR)-Max (yRefReg, yRefCu)
Here, when the reference CUrefCU includes the reference area refREG, the overlapping area and the reference area refREG coincide with each other, and the following relational expression is established.

wOver == wRefReg && hOver == hRefReg
なお、参照CUrefCUが参照領域refREGの位置関係に特定の制約がある場合、より簡略化した計算によりwOver、hOverの値を算出できる。例えば、参照CUrefCUが参照領域refREGの左上画素を含む場合、参照CUrefCUの左上画素は、参照領域refREGの左上画素よりも常に左上に位置する。従って、そのような場合、wOver、hOverの値はそれぞれ以下の式により計算できる。
wOver == wRefReg && hOver == hRefReg
When the reference CUrefCU has a specific restriction on the positional relationship of the reference region refREG, the values of wOver and hOver can be calculated by a simplified calculation. For example, when the reference CUrefCU includes the upper left pixel of the reference area refREG, the upper left pixel of the reference CUrefCU is always located at the upper left than the upper left pixel of the reference area refREG. Therefore, in such a case, the values of wOver and hOver can be calculated by the following equations, respectively.

wOver = Min(xRefRegBR, xRefCuBR) - xRefReg
hOver = Min(yRefRegBR, yRefCuBR) - yRefReg
[B´]重複領域の幅がその高さ以上の場合
[A´]でない場合であって、図37(a)または(b)に示すように、参照CUrefCUと参照領域refREGとの重複領域の幅が、当該重複領域の高さ以上と判定される場合、分割タイプ決定部1482Cは、対象CUtgtCUにおけるPU分割タイプを、2N×Nと推定する(図37(c)参照)。なお、図37(a)および(b)では、wOverを“w”と、hOverを“h”とそれぞれ略記している。
wOver = Min (xRefRegBR, xRefCuBR)-xRefReg
hOver = Min (yRefRegBR, yRefCuBR)-yRefReg
[B ′] When the width of the overlapping area is greater than or equal to the height thereof As shown in FIG. 37 (a) or (b), the overlapping area of the reference CUrefCU and the reference area refREG When it is determined that the width is equal to or greater than the height of the overlapping region, the division type determination unit 1482C estimates the PU division type in the target CUtgtCU as 2N × N (see FIG. 37C). In FIGS. 37A and 37B, wOver is abbreviated as “w” and hOver is abbreviated as “h”.

具体的には、重複領域判定部1482Bは、式(B1)の真偽を判定する。   Specifically, the overlapping area determination unit 1482B determines whether the expression (B1) is true or false.

wOver >=hOver ・・・(B1)
式(B1)が真であれば、重複領域の幅がその高さ以上と判定される。
wOver> = hOver (B1)
If the formula (B1) is true, it is determined that the width of the overlapping region is equal to or greater than the height.

[C´]重複領域の幅がその高さ未満の場合、
それ以外の場合([A´]でも「B´」でもない場合)であって、図38(a)または(b)に示すように、参照CUrefCUと参照領域refREGとの重複領域の幅が、当該重複領域の高さ未満と判定される場合、分割タイプ決定部1482Cは、対象CUtgtCUにおけるPU分割タイプを、N×2Nと推定する(図38(c)参照)。
[C ′] If the width of the overlapping region is less than its height,
In other cases (when neither [A ′] nor “B ′”), as shown in FIG. 38 (a) or (b), the width of the overlapping region of the reference CUrefCU and the reference region refREG is When it is determined that the height is less than the overlap area, the division type determination unit 1482C estimates the PU division type in the target CUtgtCU as N × 2N (see FIG. 38C).

重複領域判定部1482Bは、上記式(B1)が偽である場合、重複領域の幅がその高さ未満と判定してもよい。   If the above formula (B1) is false, the overlapping area determination unit 1482B may determine that the width of the overlapping area is less than its height.

なお、以上の説明では、参照領域refREGの左上画素の位置(xRefReg,yRefReg)と、参照CUrefCUの右下画素refCUPXの位置(xRefCUBR,yRefCUBR)とを判定における比較の対象とした。しかしながらこれに限られず、以上の判定は、参照領域refREGの左上画素以外の画素位置に対応する参照CUを用いる場合にも適用可能である。   In the above description, the position of the upper left pixel (xRefReg, yRefReg) of the reference area refREG and the position of the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU (xRefCUBR, yRefCUBR) are used for comparison. However, the present invention is not limited to this, and the above determination can also be applied to the case where a reference CU corresponding to a pixel position other than the upper left pixel of the reference region refREG is used.

(作用・効果)
以上に示したように、階層動画像復号装置1は、レイヤごとに異なる品質の画像に関する画像情報が階層的に符号化された階層符号化データを復号して、復号の対象となる対象レイヤにおける画像を復元する階層動画像復号装置1であって、上記対象レイヤにおける対象CUについて、参照レイヤにおける、上記対象CUに対応する参照領域と重複部分を有するCUに基づいて、上記参照領域との重複の度合いを判定するべき参照CUを設定する参照CU設定部1481と、上記参照領域と上記参照CUとの重複の度合いに応じて、上記対象CUについて、PU分割タイプを決定するPU分割推定部1482と、を備える構成である。
(Action / Effect)
As described above, the hierarchical moving image decoding apparatus 1 decodes hierarchically encoded data in which image information related to images of different quality for each layer is hierarchically encoded, in the target layer to be decoded. The hierarchical video decoding device 1 for restoring an image, wherein a target CU in the target layer overlaps with the reference region based on a CU having an overlapping portion with a reference region corresponding to the target CU in the reference layer. A reference CU setting unit 1481 for setting a reference CU to be determined, and a PU partition estimation unit 1482 for determining a PU partition type for the target CU according to the degree of overlap between the reference region and the reference CU. It is the composition provided with.

よって、PU分割タイプを導出する処理の処理量を低減することができるという効果を奏する。   Therefore, it is possible to reduce the amount of processing for deriving the PU partition type.

(PU分割タイプ導出部の変形例)
以下において、PU分割タイプ導出部148の好ましい変形例について説明する。
(Modification of PU partition type deriving unit)
Below, the preferable modification of PU division | segmentation type derivation | leading-out part 148 is demonstrated.

(参照CUのPU分割タイプを利用した判定)
右下画素位置判定部1482Aによる判定に応じて、分割タイプ決定部1482Cは、参照CUのPU分割タイプを利用した判定を行う構成としてもよい。
(Judgment using PU partition type of reference CU)
In accordance with the determination by the lower right pixel position determination unit 1482A, the division type determination unit 1482C may perform a determination using the PU division type of the reference CU.

[厳密な計算を省略する場合]
具体的には、上記“単一の参照CUを用いる場合”で説明した[A]〜[C]に該当すると判定される場合は、前述のとおりとする。すなわち、参照CUrefCUの右下画素refCUPXが参照領域refREG内に含まれると判定される場合、分割タイプ決定部1482Cは、参照CUのPU分割タイプは用いずに対象CUのPU分割タイプを決定する。
[When exact calculation is omitted]
Specifically, if it is determined that the above-described case of [A] to [C] described in “When using a single reference CU” is used, it is as described above. That is, when it is determined that the lower right pixel refCUPX of the reference CUrefCU is included in the reference region refREG, the division type determination unit 1482C determines the PU partition type of the target CU without using the PU partition type of the reference CU.

一方、上記[D]に該当すると判定される場合は、分割タイプ決定部1482Cは、参照CUのPU分割タイプを利用して、以下のとおり対象CUのPU分割タイプを決定する。すなわち、
[D1]参照CUのPU分割タイプが2N×2Nの場合:
分割タイプ決定部1482Cは、対象CUのPU分割タイプを、2N×2Nと決定する。
On the other hand, when it determines with corresponding to said [D], division type determination part 1482C determines the PU division type of object CU as follows using the PU division type of reference CU. That is,
[D1] When the PU partition type of the reference CU is 2N × 2N:
The division type determination unit 1482C determines the PU division type of the target CU as 2N × 2N.

[D2]参照CUのPU分割タイプが2N×N or 2N×nU or 2N×nDの場合:
分割タイプ決定部1482Cは、対象CUのPU分割タイプを、2N×Nと決定する。
[D2] When the PU partition type of the reference CU is 2N × N or 2N × nU or 2N × nD:
The division type determination unit 1482C determines the PU division type of the target CU as 2N × N.

[D3]参照CUのPU分割タイプがN×2N or nL×2N or nR×2Nの場合:
分割タイプ決定部1482Cは、対象CUのPU分割タイプを、N×2Nと決定する。
[D3] When the PU partition type of the reference CU is N × 2N or nL × 2N or nR × 2N:
The division type determination unit 1482C determines the PU division type of the target CU as N × 2N.

以上の構成によれば、参照CU内にパーティション境界(PU境界)がない場合、パーティション境界のないPU分割タイプである2N×2Nを対象CUにおけるPU分割タイプとして決定する([D1]の場合)。   According to the above configuration, when there is no partition boundary (PU boundary) in the reference CU, 2N × 2N which is a PU partition type without a partition boundary is determined as a PU partition type in the target CU (in the case of [D1]). .

また、参照CUにおいてPU境界が存在する可能性がある場合([D2]または[D3]の場合)、参照CUにおけるPU境界の位置の厳密な計算を省略し、垂直または水平の何れに境界がありえるかのみを判定して、対象CUにおけるPU分割タイプを決定する。   Also, when there is a possibility that a PU boundary exists in the reference CU (in the case of [D2] or [D3]), the exact calculation of the position of the PU boundary in the reference CU is omitted, and the boundary is either vertical or horizontal. Only the possibility is determined, and the PU partition type in the target CU is determined.

なお、“参照CUと参照領域が重なる領域重複の度合いによる判定”の場合は、上記[A´]の場合に上記[D1]〜[D3]の判定を行ってもよい。   Note that in the case of “determination based on the degree of overlap of the reference CU and the reference region overlapping”, the determinations of [D1] to [D3] may be performed in the case of [A ′].

[厳密な計算を実行する場合]
厳密な計算を省略する場合の構成は、以上に説明したとおりであるが、分割タイプ決定部1482Cは、参照CUにおけるPU境界の位置を厳密に計算して、対象CUにおけるPU分割タイプを決定する構成であっても構わない。以下において、このような分割タイプ決定部1482Cの構成例を示す。
[When performing exact calculations]
The configuration when the strict calculation is omitted is as described above, but the division type determination unit 1482C determines the PU partition type in the target CU by strictly calculating the position of the PU boundary in the reference CU. It may be a configuration. Hereinafter, a configuration example of such a division type determination unit 1482C will be shown.

上記“単一の参照CUを用いる場合”で説明した[A]〜[C]に該当すると判定される場合は、前述のとおりとする。   In the case where it is determined that it corresponds to [A] to [C] described in the above “in the case of using a single reference CU”, it is as described above.

一方、上記[D]に該当すると判定される場合は、分割タイプ決定部1482Cは、参照CUのPU分割タイプを利用して、以下のとおり対象CUのPU分割タイプを決定する。すなわち、
[D1]参照CUのPU分割タイプが2N×2Nの場合:
分割タイプ決定部1482Cは、対象CUのPU分割タイプを、2N×2Nと決定する。
On the other hand, when it determines with corresponding to said [D], division type determination part 1482C determines the PU division type of object CU as follows using the PU division type of reference CU. That is,
[D1] When the PU partition type of the reference CU is 2N × 2N:
The division type determination unit 1482C determines the PU division type of the target CU as 2N × 2N.

[D2]参照CUのPU分割タイプが2N×N or 2N×nU or 2N×nDの場合:
図39(a)、(b)および(c)に示すように、参照CUのPU分割タイプが2N×N or 2N×nU or 2N×nDの場合、分割タイプ決定部1482Cは、以下の計算により、参照CUにおけるPU境界の位置(すなわち、横PU境界の位置)を厳密に計算する。
[D2] When the PU partition type of the reference CU is 2N × N or 2N × nU or 2N × nD:
As illustrated in FIGS. 39A, 39B, and 39C, when the PU partition type of the reference CU is 2N × N or 2N × nU or 2N × nD, the partition type determination unit 1482C performs the following calculation: Then, the position of the PU boundary in the reference CU (that is, the position of the horizontal PU boundary) is strictly calculated.

ここで、図40に示すように、参照CUrefCUの左上画素の位置を(xRefCu, yRefCu)とし、参照CUrefCUの高さおよび幅を、それぞれhRefCu, wRefCuとする。また、参照CUrefCuにおけるPU境界の基準となる位置を、参照CUの左辺と、PU境界とが交わる位置(xRefCu,yPub)とする(yPubは、縦PU境界の位置)。また、参照領域refREGの左上画素の位置を(xRefReg, yRefReg)とし、参照領域の高さおよび幅を、それぞれ、hRefReg, wRefRegとする。   Here, as shown in FIG. 40, the position of the upper left pixel of the reference CUrefCU is (xRefCu, yRefCu), and the height and width of the reference CUrefCU are hRefCu, wRefCu, respectively. In addition, the reference position of the PU boundary in the reference CUrefCu is a position (xRefCu, yPub) where the left side of the reference CU intersects the PU boundary (yPub is the position of the vertical PU boundary). Further, the position of the upper left pixel of the reference area refREG is (xRefReg, yRefReg), and the height and width of the reference area are hRefReg and wRefReg, respectively.

[1]分割タイプ決定部1482Cは、以下のとおり横PU境界のy方向の位置yPubを導出する。   [1] The division type determination unit 1482C derives the position yPub in the y direction of the horizontal PU boundary as follows.

yPub = yRefCu + (hRefCu * bPos)
bPos = 0.25 (2NxnUの場合)
0.5 (2NxNの場合)
0.75 (2NxnDの場合)
[2]分割タイプ決定部1482Cは、yPubの参照領域refREG内での位置にお応じて、以下のとおりPU分割タイプを決定する。以下では、d = yPub - yRefRegとする。すなわち、ここでは、分割タイプ決定部1482Cは、参照CUrefCUの横PU境界の参照領域refREGにおける位置に応じて、PU分割タイプを決定している。
yPub = yRefCu + (hRefCu * bPos)
bPos = 0.25 (when 2NxnU)
0.5 (2NxN)
0.75 (for 2NxnD)
[2] The partition type determination unit 1482C determines the PU partition type as follows according to the position in the reference area refREG of yPub. In the following, d = yPub−yRefReg. That is, here, the division type determination unit 1482C determines the PU division type according to the position in the reference region refREG of the horizontal PU boundary of the reference CUrefCU.

[2−1] d ≦ 0 または d ≧ hRefRegの場合
これは、参照領域refREGが、参照CUrefCUのいずれかのパーティションに含まれるような場合である。分割タイプ決定部1482Cは、PU分割タイプを2N×2Nと決定する。
[2-1] When d ≦ 0 or d ≧ hRefReg This is a case where the reference area refREG is included in any partition of the reference CUrefCU. The division type determination unit 1482C determines the PU division type as 2N × 2N.

[2−2] 0 < d < 0.25 * hRefRegの場合
これは、参照CUrefCUのPU境界が、参照領域refREGの上1/4以上の位置を横切る場合である。分割タイプ決定部1482Cは、PU分割タイプを2N×nUと決定する。
[2-2] 0 <d <0.25 * hRefReg This is a case where the PU boundary of the reference CUrefCU crosses the position of 1/4 or more above the reference region refREG. The division type determination unit 1482C determines the PU division type as 2N × nU.

[2−3]0.25 * hRefReg ≦ d < 0.75 * hRefRegの場合
これは、参照CUrefCUのPU境界が、参照領域refREGの中央付近(上1/4〜下1/4の位置)を横切る場合である。分割タイプ決定部1482Cは、PU分割タイプを2N×Nと決定する。
[2-3] In the case of 0.25 * hRefReg ≦ d <0.75 * hRefReg This is a case where the PU boundary of the reference CUrefCU crosses the vicinity of the center of the reference region refREG (position of upper 1/4 to lower 1/4). . The division type determination unit 1482C determines the PU division type as 2N × N.

[2−4]0.75 * hRefReg ≦ d < hRefRegの場合
これは、参照CUrefCUのPU境界が、参照領域refREGの下1/4以上の位置を横切る場合である。分割タイプ決定部1482Cは、PU分割タイプを2N×nDと決定する。
[2-4] In the case of 0.75 * hRefReg ≦ d <hRefReg This is a case where the PU boundary of the reference CUrefCU crosses the position of ¼ or more below the reference region refREG. The division type determination unit 1482C determines the PU division type as 2N × nD.

[D3]参照CUのPU分割タイプがN×2N or nL×2N or nR×2Nの場合:
分割タイプ決定部1482Cは、参照CUにおけるPU境界の位置(すなわち、縦PU境界の位置)を厳密に計算する。その計算方法は、図40を用いて示した計算手法を、縦PU境界について応用したものを用いることが可能であるので、その詳細な説明を省略する。
[D3] When the PU partition type of the reference CU is N × 2N or nL × 2N or nR × 2N:
The division type determination unit 1482C strictly calculates the position of the PU boundary (that is, the position of the vertical PU boundary) in the reference CU. As the calculation method, the calculation method shown in FIG. 40 applied to the vertical PU boundary can be used, and thus detailed description thereof is omitted.

(解像度比が小さい場合の判定)
参照レイヤの解像度に対する対象レイヤの解像度の比が所定値以下である場合(例えば、1.5以下の場合)、分割タイプ決定部1482Cは、参照CUのサイズと、対象CUのサイズとの大小に応じてPU分割タイプを決定してもよい。
(Judgment when resolution ratio is small)
When the ratio of the resolution of the target layer to the resolution of the reference layer is equal to or less than a predetermined value (for example, 1.5 or less), the division type determination unit 1482C increases or decreases the size of the reference CU and the size of the target CU. The PU partition type may be determined accordingly.

例えば、参照CUのサイズが、対象CUのサイズよりも大きい場合、分割タイプ決定部1482Cは、PU分割タイプを2N×2Nと決定してもよい。   For example, when the size of the reference CU is larger than the size of the target CU, the division type determination unit 1482C may determine the PU division type as 2N × 2N.

また、例えば、参照CUのサイズが、対象CUのサイズ以下の場合、分割タイプ決定部1482Cは、参照CUのPU分割タイプを、PU分割タイプとしてもよい。   For example, when the size of the reference CU is equal to or smaller than the size of the target CU, the division type determination unit 1482C may set the PU division type of the reference CU as the PU division type.

以上の構成によれば、判定処理を簡略化することができる。   According to the above configuration, the determination process can be simplified.

(ブロックサイズによる制限)
小さいサイズのPUがPU分割により発生することを抑制することが好ましい。よって、分割タイプ決定部1482Cは、所定のサイズのCU(例えば、8×8CU)では、常に2N×2NをPU分割タイプとする構成であってもよい。すなわち、分割タイプ決定部1482Cは、所定のサイズのCUでは、分割を禁止してもよい。
(Limit by block size)
It is preferable to suppress the generation of a small size PU due to PU partitioning. Therefore, the division type determination unit 1482C may be configured to always use 2N × 2N as the PU division type in a predetermined size CU (for example, 8 × 8 CU). That is, the division type determination unit 1482C may prohibit division in a CU having a predetermined size.

上記構成によれば、処理のボトルネックとなる小サイズPUのインターCUの割合を減らすことができ、これにより平均的な処理量を低減することができる。   According to the above configuration, it is possible to reduce the proportion of small-sized PU inter-CUs that become a bottleneck for processing, thereby reducing the average processing amount.

なお、分割タイプ決定部1482Cは、所定のサイズのCUにおいて、対称的なパーティションのみをPU分割タイプとして導出してもよい。また、分割タイプ決定部1482Cは、N×NをPU分割パターンとして導出することを制限してもよい。   Note that the partition type determination unit 1482C may derive only a symmetric partition as a PU partition type in a CU having a predetermined size. Further, the division type determination unit 1482C may limit deriving N × N as a PU division pattern.

(非対称パーティションの制限)
参照レイヤからPU分割タイプを決定する場合、分割タイプ決定部1482Cは、非対称パーティションをPU分割タイプとして導出しないような構成であってもよい。例えば、参照CUのPU分割タイプから対象CUのPU分割タイプを推定する場合、分割タイプ決定部1482Cは、境界の方向性に応じた対称パーティションをPU分割タイプとして導出する構成であってもよい。
(Asymmetric partition limitation)
When determining the PU partition type from the reference layer, the partition type determining unit 1482C may be configured not to derive the asymmetric partition as the PU partition type. For example, when estimating the PU partition type of the target CU from the PU partition type of the reference CU, the partition type determining unit 1482C may be configured to derive a symmetric partition according to the directionality of the boundary as the PU partition type.

言い換えれば、上述の参照CUのPU分割タイプを利用した判定は、[D]の場合に限られず、[A]〜[C]にも適用することができる。また、上述の参照CUのPU分割タイプを利用した判定を[A]〜[C]にも適用する場合、分割タイプ決定部1482Cは、対称パーティションをPU分割タイプとして導出してもよい。   In other words, the determination using the reference CU PU partition type is not limited to the case of [D], and can also be applied to [A] to [C]. In addition, when the above-described determination using the PU partition type of the reference CU is also applied to [A] to [C], the partition type determination unit 1482C may derive a symmetric partition as a PU partition type.

上記構成によれば、垂直または水平境界の厳密な位置を判定しなくても済むため、処理を簡略化することができる。   According to the above configuration, since it is not necessary to determine the exact position of the vertical or horizontal boundary, the processing can be simplified.

(参照CUの選択・設定)
以上の説明では、参照CU設定部1481は、参照領域refREGと重複部分を有する複数のCUのうち、対象CUの左上画素を含むCUを参照CUとして設定する構成について説明した。
(Selection / setting of reference CU)
In the above description, the configuration in which the reference CU setting unit 1481 sets the CU including the upper left pixel of the target CU as the reference CU among the plurality of CUs having an overlapping portion with the reference region refREG has been described.

しかしながら、本発明は上記の構成には限られない。参照CU設定部1481は、より一般的には、参照領域refREGと重複部分を有する複数のCUのうちから所定の基準で単一の参照CUを設定する構成であってもよい。   However, the present invention is not limited to the above configuration. More generally, the reference CU setting unit 1481 may be configured to set a single reference CU based on a predetermined criterion from among a plurality of CUs having an overlapping portion with the reference region refREG.

例えば、参照CU設定部1481は、上記複数のCUのうち、対象CUに含まれる所定の位置にある画素に対応する画素を含む参照レイヤ上のCUを参照CUとして設定してもよい。具体例を挙げると、参照CU設定部1481は、対象CUに含まれる中央画素に対応する画素を含む参照レイヤ上のCUを参照CUとして設定してもよい。   For example, the reference CU setting unit 1481 may set a CU on a reference layer including a pixel corresponding to a pixel at a predetermined position included in the target CU among the plurality of CUs as a reference CU. As a specific example, the reference CU setting unit 1481 may set a CU on the reference layer including a pixel corresponding to the central pixel included in the target CU as the reference CU.

また別の具体例では、参照CU設定部1481は、参照領域refREGと重複部分を有する複数のCUのうちから、最大の面積を有するCUを参照CUとして用いてもよい。   In another specific example, the reference CU setting unit 1481 may use, as a reference CU, a CU having the largest area among a plurality of CUs having overlapping portions with the reference region refREG.

上記構成によれば、対象CUに含まれる中央画素に対応する画素を含む参照レイヤ上のCUや、上記複数のCUのうち最大の面積を有するCUは、対象CUと同じPU分割タイプである可能性が高いため、推定精度を向上させることができる。   According to the above configuration, the CU on the reference layer including the pixel corresponding to the central pixel included in the target CU, or the CU having the largest area among the plurality of CUs may be the same PU partition type as the target CU. Therefore, the estimation accuracy can be improved.

また、参照CU設定部1481は、参照領域refREGと重複部分を有する複数のCUから仮想的な単一のCUを生成してもよい。具体的には、参照CU設定部1481は、複数のCUにおける代表的な性質を参照領域周辺のCUから抽出し、抽出した性質に基づいて仮想的な単一のCUを生成して、参照符号化単位としてもよい。例えば、参照CU設定部1481は、複数のCUのサイズおよび形状に基づいて、あるいは、これらの情報を組み合わせて、当該仮想的な単一のCUを生成することができる。なお、上記仮想的な単一の符号化単位は、上記参照領域と重複するよう領域になるように生成する。   Further, the reference CU setting unit 1481 may generate a virtual single CU from a plurality of CUs having overlapping portions with the reference region refREG. Specifically, the reference CU setting unit 1481 extracts representative properties in a plurality of CUs from CUs around the reference region, generates a virtual single CU based on the extracted properties, and generates a reference code. It may be a unit. For example, the reference CU setting unit 1481 can generate the virtual single CU based on the size and shape of a plurality of CUs or by combining these pieces of information. The virtual single coding unit is generated so as to be an area overlapping the reference area.

また、参照CU設定部1481は、参照領域refREGと重複部分を有する複数のCUを参照CUリストとして利用してもよい。   Further, the reference CU setting unit 1481 may use a plurality of CUs having overlapping portions with the reference region refREG as a reference CU list.

(PU分割推定部の補足)
上記図1のPU分割推定部1482の説明において、PU分割推定部1482は右下画素位置判定部1482Aと重複領域判定部1482Bの双方を備える構成として説明したが、常にいずれか一方の判定部を用いるように構成した上で、PU分割推定部1482を右下画素位置判定部1482Aと重複領域判定部1482Bのいずれか一方を含む構成としてもよい。
(Supplement to PU partition estimation unit)
In the description of the PU partition estimation unit 1482 in FIG. 1 described above, the PU partition estimation unit 1482 has been described as a configuration including both the lower right pixel position determination unit 1482A and the overlapping region determination unit 1482B, but one of the determination units is always used. The PU partition estimation unit 1482 may be configured to include one of the lower right pixel position determination unit 1482A and the overlap region determination unit 1482B.

(その他の変形例)
以下において、その他の変形例について説明する。
(Other variations)
In the following, other modifications will be described.

(シンタックステーブルの構成例)
ベーススキップCUを符号化するためのシンタックスの構成例について以下説明する。その構成の概要は、次のとおりである。まず、参照レイヤの情報を用いるか否かのベースモードフラグ(base_mode_flag)を符号化する。また、ベースモードフラグが“true”の場合、PartModeの導出に上述したPU分割タイプ導出部148によるPU分割タイプの推定を用いる。
(Syntax table configuration example)
A configuration example of the syntax for encoding the base skip CU will be described below. The outline of the configuration is as follows. First, a base mode flag (base_mode_flag) indicating whether to use reference layer information is encoded. When the base mode flag is “true”, estimation of the PU partition type by the PU partition type deriving unit 148 described above is used to derive the PartMode.

なお、シンタックス構成の仕方によっては、PU分割タイプ以外の推定(例えば、pred_mode)を実行する場合もある。   Depending on the syntax configuration, estimation other than the PU partition type (for example, pred_mode) may be executed.

[coding_unitでbase_mode_flagを符号化する構成]
図41および図42を用いて、coding_unitでbase_mode_flagを符号化する構成例について説明する。
[Configuration to encode base_mode_flag with coding_unit]
A configuration example in which base_mode_flag is encoded with coding_unit will be described with reference to FIGS. 41 and 42.

図42にcoding_unitでbase_mode_flagを符号化する場合のシンタックスの構成例を示している。   FIG. 42 shows a configuration example of syntax when base_mode_flag is encoded with coding_unit.

図42に示すように、coding_unitにおいて、skip_flagの直後にbase_mode_flagを符号化してもよい(SYN11)。なお、以下では、base_mode_flagの符号化に関連する技術的事項として、予測モードpred_mode、およびPU分割タイプpart_modeの省略および導出を、あわせて検討する。   As shown in FIG. 42, base_mode_flag may be encoded immediately after skip_flag in coding_unit (SYN11). In the following, as a technical matter related to coding of base_mode_flag, omission and derivation of prediction mode pred_mode and PU partition type part_mode will be considered together.

図42を参照し、さらに具体的に説明すると、符号化データの構成において、ベースモードフラグ(base_mode_flag)は、スキップフラグ(skip_flag)の後、かつ予測モードフラグ(pred_mode_flag)の前に配置される。   More specifically, with reference to FIG. 42, in the configuration of the encoded data, the base mode flag (base_mode_flag) is arranged after the skip flag (skip_flag) and before the prediction mode flag (pred_mode_flag).

また、ベースモードフラグ(base_mode_flag)が“true”の場合には、予測モードフラグ(pred_mode_flag)および分割タイプ(part_mode)を配置しない(それぞれ、SYN12およびSYN13に対応)。   Further, when the base mode flag (base_mode_flag) is “true”, the prediction mode flag (pred_mode_flag) and the partition type (part_mode) are not arranged (corresponding to SYN12 and SYN13, respectively).

図42に示すシンタックスの構成例によれば、ベーススキップCUにおける復号(base_mode_flagに関する復号)は、次のように行われる。   According to the configuration example of the syntax shown in FIG. 42, decoding in base skip CU (decoding related to base_mode_flag) is performed as follows.

(1)階層動画像復号装置1は、base_mode_flagを復号する。   (1) The hierarchical video decoding device 1 decodes base_mode_flag.

(2)base_mode_flagが“true”の場合、階層動画像復号装置1は、PredModeとPartModeとを推定(infer)により導出する。   (2) When base_mode_flag is “true”, the hierarchical video decoding device 1 derives PredMode and PartMode by estimation (infer).

(3)これに対して、base_mode_flagが“false”の場合、階層動画像復号装置1は、pred_mode_flagとpart_modeのシンタックス要素値を符号化データより復号して、復号したシンタックス値に基づいてPredModeとPartModeとを導出する。   (3) On the other hand, when base_mode_flag is “false”, the hierarchical video decoding device 1 decodes the syntax element values of pred_mode_flag and part_mode from the encoded data, and based on the decoded syntax value, PredMode And PartMode are derived.

以上の復号処理を表形式にて表すと図41のとおりである。図41は、シンタックス要素値とCUタイプとの関係について示すテーブルである。同図において、“-”は、そのCUタイプでは復号しなくてもよいシンタックス要素であることを示している。   The above decoding process is represented in a table format as shown in FIG. FIG. 41 is a table showing the relationship between syntax element values and CU types. In the figure, “-” indicates a syntax element that does not need to be decoded in the CU type.

以上のシンタックス構成によれば、図41に示すように、ベーススキップCUの場合、pred_mode_flagとpart_modeとを復号しないため、符号化効率が向上する。   According to the above syntax configuration, as shown in FIG. 41, in the case of a base skip CU, since pred_mode_flag and part_mode are not decoded, encoding efficiency is improved.

(予測モード(PredMode)の導出)
以下に、予測モード(PredMode)の導出方法について説明する。
(Derivation of prediction mode (PredMode))
Below, the derivation | leading-out method of prediction mode (PredMode) is demonstrated.

[導出方法1]
べースレイヤがIスライスである場合、階層動画像復号装置1は、対象CUにおいて常にイントラ予測(MODE_INTRA)を用いてもよい。
[Derivation Method 1]
When the base layer is an I slice, the hierarchical video decoding device 1 may always use intra prediction (MODE_INTRA) in the target CU.

一方、べースレイヤがIスライスでない場合、階層動画像復号装置1は、参照CUのPredModeを用いてもよい。なお、上記の参照CUには、例えば、対象CUの左上画素を含む参照レイヤ上のCUを用いることができる。   On the other hand, when the base layer is not an I slice, the hierarchical video decoding device 1 may use the PredMode of the reference CU. For example, a CU on the reference layer including the upper left pixel of the target CU can be used as the reference CU.

[導出方法2]
べースレイヤがIスライスである場合、階層動画像復号装置1は、対象CUにおいて常にイントラ予測(MODE_INTRA)を用いてもよい。
[Derivation Method 2]
When the base layer is an I slice, the hierarchical video decoding device 1 may always use intra prediction (MODE_INTRA) in the target CU.

一方、ベースレイヤがIスライスでない場合、階層動画像復号装置1は、インター予測(MODE_INTER)を用いる。   On the other hand, when the base layer is not an I slice, the hierarchical video decoding device 1 uses inter prediction (MODE_INTER).

なお、上記導出方法1および2において、「ベースレイヤがIスライスでない場合」という条件は、「ベースレイヤがIDR(Instantaneous Decoding Refresh)である場合」という条件でもよい。IDRとは、参照ピクチャの初期化のことであり、IDRピクチャは、参照がリセットされたピクチャである。つまり、IDRピクチャでは、そのピクチャより前(スライス)の情報を参照せずに、そのピクチャ以後のピクチャが正しく復号できる。   In the derivation methods 1 and 2, the condition “when the base layer is not an I slice” may be the condition “when the base layer is IDR (Instantaneous Decoding Refresh)”. IDR is initialization of a reference picture, and an IDR picture is a picture whose reference has been reset. That is, in an IDR picture, pictures subsequent to that picture can be correctly decoded without referring to information prior to that picture (slice).

(merge_flagの導出)
図43を用いて、prediction_unitでbase_mode_flagの判定に応じてmerge_flagを符号化する構成例について説明する。
(Derivation of merge_flag)
A configuration example in which merge_flag is encoded according to determination of base_mode_flag in prediction_unit will be described using FIG. 43.

図43にprediction_unitでbase_mode_flagの判定を行ってからmerge_flagを符号化する場合のシンタックスの構成例を示している。   FIG. 43 shows a configuration example of syntax when encoding merge_flag after determining base_mode_flag in prediction_unit.

図43に示すように、prediction_unitにおいて、mereg_flagの直前でbase_mode_flagを判定してもよい(SYN21)。また、base_mode_flagが“true”である場合は、merge_flagを配置しなくてもよい。   As shown in FIG. 43, base_mode_flag may be determined immediately before mereg_flag in prediction_unit (SYN 21). Further, when base_mode_flag is “true”, merge_flag need not be arranged.

すなわち、base_mode_flagが“true”となるベーススキップCUに含まれる各PUでは、常にマージモードを用いる構成(merge_flag=true)であってもよい。   That is, each PU included in the base skip CU in which base_mode_flag is “true” may be configured to always use the merge mode (merge_flag = true).

上記構成によれば、3つのフラグpred_mode, part_mode, merge_flagを省略することができる。これにより、これら3つのフラグの符号量を削減でき符号化効率が向上する。   According to the above configuration, the three flags pred_mode, part_mode, and merge_flag can be omitted. Thereby, the code amount of these three flags can be reduced, and the encoding efficiency is improved.

(階層動画像復号装置におけるCU復号処理の流れ)
図44、図45、および図46を用いて階層動画像復号装置1における予測パラメータに関するCU復号処理の流れの一例について説明する。図44、図45、および図46は、それぞれ、ベーススキップCU、スキップCU、およびインターCUの予測パラメータに関する復号処理の流れの一例を示すフロー図である。
(Flow of CU decoding process in hierarchical video decoding apparatus)
An example of the flow of the CU decoding process related to the prediction parameter in the hierarchical video decoding device 1 will be described with reference to FIGS. 44, 45, and 46. 44, 45, and 46 are flowcharts illustrating examples of the flow of the decoding process regarding the prediction parameters of the base skip CU, the skip CU, and the inter CU, respectively.

まず、図44を用いて、階層動画像復号装置1におけるベーススキップCU復号処理の流れの一例について説明する。   First, an example of the flow of the base skip CU decoding process in the hierarchical video decoding device 1 will be described with reference to FIG.

対象CUがベーススキップCUの場合、参照CU設定部1481が対象CUに対応する参照CUを設定する(S301)。   When the target CU is a base skip CU, the reference CU setting unit 1481 sets a reference CU corresponding to the target CU (S301).

続いて、PU分割推定部1482が、対象CUにおけるPU分割タイプをレイヤ間予測により推定する(S302)。具体的には、PU分割タイプの推定は、右下画素位置判定部1482Aにおける判定結果、または、重複領域判定部1482Bにおける判定結果に基づいて、分割タイプ決定部1482Cによって実行される。   Subsequently, the PU partition estimation unit 1482 estimates the PU partition type in the target CU by inter-layer prediction (S302). Specifically, the PU partition type is estimated by the partition type determination unit 1482C based on the determination result in the lower right pixel position determination unit 1482A or the determination result in the overlap region determination unit 1482B.

続いて、推定されたPU分割タイプに従って、PUが分割され対象PUが設定されると(S303)、対象PUについてマージ候補導出部146がマージ候補リストを導出する(S304)。なお、マージ候補導出部146は、例示的には、マージ候補リストの導出において、レイヤ間マージ候補を導出する。しかしながら、レイヤ間予測をどの程度行うかは任意に設定することができる。例えば、ベーススキップCUでは、PU分割タイプのみをレイヤ間予測の対象としてもよい。すなわち、S304において、レイヤ内マージ候補のみを導出する構成も採用可能である。また、ベーススキップCUにおいて、S301“参照CUの設定”・S302“PU分割の推定”処理の代わりに、後述のS401“PU分割を2N×2Nに設定”処理を実行してもよい。また、ベーススキップCU以外のCUにおいて、PU分割の推定を行っても構わない。   Subsequently, when a PU is divided and a target PU is set according to the estimated PU partition type (S303), the merge candidate derivation unit 146 derives a merge candidate list for the target PU (S304). For example, the merge candidate derivation unit 146 derives an inter-layer merge candidate in derivation of the merge candidate list. However, how much the inter-layer prediction is performed can be arbitrarily set. For example, in the base skip CU, only the PU partition type may be the target of inter-layer prediction. That is, it is possible to adopt a configuration in which only the intra-layer merge candidates are derived in S304. In addition, in the base skip CU, instead of the S301 “reference CU setting” and S302 “PU partition estimation” processing, S401 “PU partition setting to 2N × 2N” described later may be executed. Further, PU division may be estimated in CUs other than the base skip CU.

続いて、マージ情報復元部147が、導出されたマージ候補リストからマージ候補を選択する(S305)。   Subsequently, the merge information restoration unit 147 selects a merge candidate from the derived merge candidate list (S305).

ここで、対象PUが、対象CUにおける処理順序上の最終PUでなければ(S306においてNO)、S303〜S305の処理が繰り返し実行される。   Here, if the target PU is not the final PU in the processing order in the target CU (NO in S306), the processes of S303 to S305 are repeatedly executed.

その後、対象CUにおける処理順序上の最終PUまで処理が完了すれば(S306においてYES)、ベーススキップCU復号処理が終了する。   Thereafter, when the processing is completed up to the last PU in the processing order in the target CU (YES in S306), the base skip CU decoding processing ends.

次に、図45を用いて、階層動画像復号装置1におけるスキップCU復号処理の流れの一例について説明する。   Next, an example of the flow of the skip CU decoding process in the hierarchical video decoding device 1 will be described with reference to FIG.

対象CUがスキップCUの場合、予測パラメータ復元部14において、PU分割タイプが2N×2N(すなわちPU分割なし)に設定されるとともに(S401)、対象PUが設定される(S402)。   When the target CU is a skip CU, the prediction parameter restoration unit 14 sets the PU partition type to 2N × 2N (that is, no PU partition) (S401) and sets the target PU (S402).

続いて、マージ候補リスト導出部146が、対象PUについて、マージ候補リストを導出する(S403)。さらに、マージ情報復元部147が、導出されたマージ候補リストからマージ候補を選択し(S404)、その後、スキップCU復号処理が終了する。   Subsequently, the merge candidate list derivation unit 146 derives a merge candidate list for the target PU (S403). Further, the merge information restoration unit 147 selects a merge candidate from the derived merge candidate list (S404), and then the skip CU decoding process ends.

次に、図46を用いて、階層動画像復号装置1におけるインターCU復号処理の流れの一例について説明する。   Next, an example of the flow of the inter CU decoding process in the hierarchical video decoding device 1 will be described with reference to FIG.

対象CUがインターCUの場合、PU分割タイプが符号化データから復号される(S501)。また、復号されたPU分割タイプに従って対象CUにおけるPUへのパーティションが設定され、対象PUが設定される(S502)。   When the target CU is an inter CU, the PU partition type is decoded from the encoded data (S501). Further, the partition to the PU in the target CU is set according to the decoded PU partition type, and the target PU is set (S502).

続いて、対象PUがマージPUであるか否かが判定される(S503)。対象PUがマージPUである場合(S503においてYES)、マージ候補導出部146がマージ候補リストを導出し(S504)、マージ情報復元部147がマージ候補リストからマージ候補を選択する(S505)。   Subsequently, it is determined whether or not the target PU is a merge PU (S503). When the target PU is a merge PU (YES in S503), the merge candidate derivation unit 146 derives a merge candidate list (S504), and the merge information restoration unit 147 selects a merge candidate from the merge candidate list (S505).

一方、対象PUがマージPUでない場合(S503においてNO)、PU情報が符号化パラメータから復号される(S507)。   On the other hand, when the target PU is not a merge PU (NO in S503), PU information is decoded from the encoding parameters (S507).

S505またはS507の処理の後、対象PUが、対象CUにおける処理順序上の最終PUでなければ(S506においてNO)、S502〜S507の処理が繰り返し実行される。   After the process of S505 or S507, if the target PU is not the final PU in the process order in the target CU (NO in S506), the processes of S502 to S507 are repeatedly executed.

その後、対象CUにおける処理順序上の最終PUまで処理が完了すれば(S506においてYES)、インターCU復号処理が終了する。
〔階層動画像符号化装置〕
以下では、本実施形態に係る階層動画像符号化装置2の構成について、図22〜図24を参照して説明する。
Thereafter, when the processing is completed up to the final PU in the processing order in the target CU (YES in S506), the inter-CU decoding processing is ended.
[Hierarchical video encoding device]
Below, the structure of the hierarchy moving image encoder 2 which concerns on this embodiment is demonstrated with reference to FIGS.

(階層動画像符号化装置の構成)
図22を用いて、階層動画像符号化装置2の概略的構成について説明すると次のとおりである。図22は、階層動画像符号化装置2の概略的構成について示した機能ブロック図である。階層動画像符号化装置2は、対象レイヤの入力画像PIN#Tを、参照レイヤ符号化データDATA#Rを参照しながら符号化して、対象レイヤの階層符号化データDATAを生成する。なお、参照レイヤ符号化データDATA#Rは、参照レイヤに対応する階層動画像符号化装置において符号化済みであるとする。
(Configuration of Hierarchical Video Encoding Device)
The schematic configuration of the hierarchical video encoding device 2 will be described with reference to FIG. FIG. 22 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the hierarchical video encoding device 2. The hierarchical video encoding device 2 encodes the input image PIN # T of the target layer with reference to the reference layer encoded data DATA # R to generate hierarchical encoded data DATA of the target layer. It is assumed that the reference layer encoded data DATA # R has been encoded in the hierarchical video encoding apparatus corresponding to the reference layer.

図22に示すように階層動画像符号化装置2は、予測パラメータ決定部21、予測情報生成部22、ベース復号部23、テクスチャ情報生成部24、可変長符号化部25、およびNAL多重化部26を備える。   As shown in FIG. 22, the hierarchical video encoding device 2 includes a prediction parameter determination unit 21, a prediction information generation unit 22, a base decoding unit 23, a texture information generation unit 24, a variable length encoding unit 25, and a NAL multiplexing unit. 26.

予測パラメータ決定部21は、入力画像PIN#Tに基づいて、予測画像の予測に用いられる予測パラメータおよびその他の符号化の設定を決定する。   The prediction parameter determination unit 21 determines a prediction parameter used for prediction of a predicted image and other encoding settings based on the input image PIN # T.

予測パラメータ決定部21は、予測パラメータをはじめとする符号化の設定を、以下のとおり行う。   The prediction parameter determination unit 21 performs encoding settings including prediction parameters as follows.

まず、予測パラメータ決定部21は、入力画像PIN#Tを、スライス単位、ツリーブロック単位、CU単位に順次分割することにより、対象CUについてのCU画像を生成する。   First, the prediction parameter determination unit 21 generates a CU image for the target CU by sequentially dividing the input image PIN # T into slice units, tree block units, and CU units.

また、予測パラメータ決定部21は、分割処理の結果に基づいて、符号化情報(ヘッダ情報とも称されることがある)を生成する。符号化情報は、(1)対象スライスに属するツリーブロックのサイズ、形状および対象スライス内での位置についての情報であるツリーブロック情報と、(2)各ツリーブロックに属するCUのサイズ、形状および対象ツリーブロック内での位置についての情報であるCU情報とを含んでいる。   In addition, the prediction parameter determination unit 21 generates encoded information (sometimes referred to as header information) based on the result of the division process. The encoding information includes (1) tree block information that is information about the size and shape of the tree block belonging to the target slice and the position in the target slice, and (2) the size, shape, and target of the CU belonging to each tree block. CU information which is information about the position in the tree block.

さらに、予測パラメータ決定部21は、CU画像、ツリーブロック情報、およびCU情報を参照して、対象CUの予測タイプ、対象CUのPUへの分割情報、および、予測パラメータ(対象CUが、イントラCUであればイントラ予測モード、インターCUである場合には各PUにおける動き補償パラメータ)を導出する。   Further, the prediction parameter determination unit 21 refers to the CU image, the tree block information, and the CU information, and predicts the prediction type of the target CU, the division information of the target CU into the PU, and the prediction parameter (the target CU is an intra CU). If so, the intra prediction mode, and in the case of an inter CU, a motion compensation parameter in each PU is derived.

予測パラメータ決定部21は、(1)対象CUの予測タイプ、(2)対象CUの各PUへの可能な分割パターン、および、(3)各PUに割り付ける可能な予測モード(イントラCUであればイントラ予測モード、インターCUであれば動き補償パラメータ)、の全ての組み合わせについて、コストを算出し、最低コストの予測タイプ、分割パターン、および、予測モードを決定する。   The prediction parameter determination unit 21 includes (1) a prediction type of the target CU, (2) a possible division pattern for each PU of the target CU, and (3) a prediction mode that can be assigned to each PU (if it is an intra CU). The cost is calculated for all combinations of the intra prediction mode and the motion compensation parameter in the case of inter CU), and the prediction type, division pattern, and prediction mode with the lowest cost are determined.

予測パラメータ決定部21は、符号化情報および予測パラメータを予測情報生成部22およびテクスチャ情報生成部24に供給する。なお、説明の簡便のため図示しないが、予測パラメータ決定部21において決定された上記の符号化の設定は、階層動画像符号化装置2の各部において参照可能とする。   The prediction parameter determination unit 21 supplies the encoded information and the prediction parameter to the prediction information generation unit 22 and the texture information generation unit 24. Although not shown for simplicity of explanation, the above-described encoding setting determined by the prediction parameter determination unit 21 can be referred to by each unit of the hierarchical video encoding device 2.

予測情報生成部22は、予測パラメータ決定部21から供給される予測パラメータと、参照レイヤ符号化データDATA#Rとに基づいて予測パラメータに関するシンタックス値を含む予測情報を生成する。予測情報生成部22は、生成した予測情報を可変長符号化部25に供給する。なお、予測情報生成部22は、予測パラメータを復元する際に、テクスチャ情報生成24が備えるフレームメモリ244(後述)に格納された動き情報を参照することができる。   The prediction information generation unit 22 generates prediction information including a syntax value related to the prediction parameter based on the prediction parameter supplied from the prediction parameter determination unit 21 and the reference layer encoded data DATA # R. The prediction information generation unit 22 supplies the generated prediction information to the variable length encoding unit 25. The prediction information generation unit 22 can refer to motion information stored in a frame memory 244 (described later) included in the texture information generation 24 when restoring the prediction parameter.

ベース復号部23は、階層動画像復号装置1のベース復号部16と同様であるので、ここではその説明を省略する。   Since the base decoding unit 23 is the same as the base decoding unit 16 of the hierarchical video decoding device 1, the description thereof is omitted here.

テクスチャ情報生成部24は、入力画像PIN#Tから予測画像を減算して得られる予測残差を、直交変換・量子化した変換係数を含む変換係数情報を生成する。テクスチャ情報生成部24は、生成した変換係数情報を可変長符号化部25に供給する。なお、テクスチャ情報生成24では、復元された復号画像に関する情報が、内部に備えるフレームメモリ244(後述)に格納される。   The texture information generation unit 24 generates transform coefficient information including transform coefficients obtained by orthogonal transform / quantization of the prediction residual obtained by subtracting the predicted image from the input image PIN # T. The texture information generation unit 24 supplies the generated transform coefficient information to the variable length encoding unit 25. In the texture information generation 24, information on the restored decoded image is stored in an internal frame memory 244 (described later).

可変長符号化部25は、予測情報生成部22から供給される予測情報およびテクスチャ情報生成部24から供給される変換係数情報を可変長符号化して対象レイヤ符号化データDATA#Tを生成する。可変長符号化部25は、生成した対象レイヤ符号化データDATA#TをNAL多重化部26に供給する。   The variable length coding unit 25 performs variable length coding on the prediction information supplied from the prediction information generation unit 22 and the transform coefficient information supplied from the texture information generation unit 24 to generate target layer encoded data DATA # T. The variable length encoding unit 25 supplies the generated target layer encoded data DATA # T to the NAL multiplexing unit 26.

NAL多重化部26は、可変長符号化部25から供給される対象レイヤ符号化データDATA#Tと、参照レイヤ符号化データDATA#RとをNALユニットに格納することでNAL多重化した階層動画像符号化データDATAを生成し、外部に出力する。   The NAL multiplexing unit 26 stores the target layer encoded data DATA # T and the reference layer encoded data DATA # R supplied from the variable length encoding unit 25 in the NAL unit, and thereby performs hierarchical video that has been NAL multiplexed. Image encoded data DATA is generated and output to the outside.

以下において、予測情報生成部22、およびテクスチャ情報生成部24それぞれの詳細について説明する。   Hereinafter, details of each of the prediction information generation unit 22 and the texture information generation unit 24 will be described.

(予測情報生成部)
図23を用いて、予測情報生成部22の詳細構成について説明する。図23は、予測情報生成部22の構成について例示した機能ブロック図である。
(Prediction information generator)
The detailed configuration of the prediction information generation unit 22 will be described with reference to FIG. FIG. 23 is a functional block diagram illustrating the configuration of the prediction information generation unit 22.

図23に示すように、予測情報生成部22は、予測タイプ選択部221、スイッチ222、イントラ予測モード導出部223、動きベクトル候補導出部224、動き情報生成部225、マージ候補導出部(層間候補導出手段)226、マージ情報生成部227、およびPU分割タイプ導出部228を備える。   As shown in FIG. 23, the prediction information generation unit 22 includes a prediction type selection unit 221, a switch 222, an intra prediction mode derivation unit 223, a motion vector candidate derivation unit 224, a motion information generation unit 225, a merge candidate derivation unit (interlayer candidate). (Derivation means) 226, merge information generation unit 227, and PU partition type derivation unit 228.

予測タイプ選択部221は、CUタイプまたはPUタイプに応じてスイッチ222に切り替え指示を送り予測パラメータの導出処理を制御する。具体的には以下のとおりである。   The prediction type selection unit 221 sends a switching instruction to the switch 222 according to the CU type or PU type, and controls the prediction parameter derivation process. Specifically, it is as follows.

イントラCUまたはイントラPUが指定されている場合、予測タイプ選択部221はイントラ予測モード導出部223を用いて予測情報を導出できるようスイッチ222を制御する。   When intra CU or intra PU is designated, the prediction type selection unit 221 controls the switch 222 so that prediction information can be derived using the intra prediction mode deriving unit 223.

インターCU(マージなし)およびインターPU(マージなし)のいずれかが指定されている場合、予測タイプ選択部221は動き情報生成部225を用いて予測パラメータを導出できるようスイッチ222を制御する。   When either inter CU (no merging) or inter PU (no merging) is specified, the prediction type selection unit 221 uses the motion information generation unit 225 to control the switch 222 so that a prediction parameter can be derived.

ベーススキップCU、ベースマージPU、スキップCUおよびマージPUのいずれかが指定されている場合、予測タイプ選択部221はマージ情報生成部227を用いて予測パラメータを導出できるようスイッチ222を制御する。   When any one of the base skip CU, the base merge PU, the skip CU, and the merge PU is designated, the prediction type selection unit 221 controls the switch 222 so that a prediction parameter can be derived using the merge information generation unit 227.

スイッチ222は、予測タイプ選択部221の指示に応じて、予測パラメータを、イントラ予測モード導出部223、動き情報生成部225、およびマージ情報生成部227のいずれかに供給する。予測情報の供給先において予測パラメータが導出される。   The switch 222 supplies the prediction parameter to any of the intra prediction mode deriving unit 223, the motion information generating unit 225, and the merge information generating unit 227 in accordance with an instruction from the prediction type selecting unit 221. A prediction parameter is derived at a supply destination of the prediction information.

イントラ予測モード導出部223は、イントラ予測モードに関するシンタックス値を導出する。すなわち、イントラ予測モード復元部143が予測情報として生成するのは、予測モードに関するシンタックス値である。   The intra prediction mode deriving unit 223 derives a syntax value related to the intra prediction mode. That is, the intra prediction mode restoration unit 143 generates a syntax value related to the prediction mode as the prediction information.

動きベクトル候補導出部224は、ベース復号情報を用いて、レイヤ内動き推定処理、または、レイヤ間動き推定処理により推定動きベクトルの候補を導出する。動きベクトル候補導出部224は、導出した動きベクトルの候補を動き情報生成部225に供給する。   The motion vector candidate derivation unit 224 uses the base decoding information to derive an estimated motion vector candidate by intra-layer motion estimation processing or inter-layer motion estimation processing. The motion vector candidate derivation unit 224 supplies the derived motion vector candidates to the motion information generation unit 225.

動き情報生成部225は、マージを行わない各インター予測パーティションにおける動き情報に関するシンタックス値を生成する。すなわち、動き情報復元部145が予測情報として生成するのは動き情報に関するシンタックス値である。具体的には、動き情報生成部225は、各PUにおける動き補償パラメータから、対応するシンタックス要素値であるinter_pred_flag、mvd、mvp_idx、および、refIdxを導出する。   The motion information generation unit 225 generates a syntax value related to motion information in each inter prediction partition that is not merged. That is, the motion information restoration unit 145 generates a syntax value related to motion information as prediction information. Specifically, the motion information generation unit 225 derives corresponding syntax element values inter_pred_flag, mvd, mvp_idx, and refIdx from the motion compensation parameter in each PU.

具体的には、動き情報生成部225は、対象PUがベースマージPUである場合、動きベクトル候補導出部224から供給される動きベクトルの候補に基づいて、上記シンタックス値を導出する。   Specifically, when the target PU is a base merge PU, the motion information generation unit 225 derives the syntax value based on the motion vector candidates supplied from the motion vector candidate derivation unit 224.

一方、動き情報復元部145は、対象CU(PU)がマージを行わないインターCU(インターPU)である場合、予測パラメータに含まれる動き情報に基づいて、上記シンタックス値を導出する。   On the other hand, when the target CU (PU) is an inter CU (inter PU) that does not perform merging, the motion information restoration unit 145 derives the syntax value based on the motion information included in the prediction parameter.

マージ候補導出部226は、後述するフレームメモリ155から供給される復号済みの動き情報および/またはベース復号部23から供給されるベース復号情報等を用いて、各PUにおける動き補償パラメータと類似の動き補償パラメータを有するマージ候補を導出する。マージ候補導出部226は、導出したマージ候補をマージ情報生成部227に供給する。マージ候補導出部226の構成は、階層動画像復号装置1に含まれるマージ候補導出部146の構成と同様であるので、その説明を省略する。   The merge candidate derivation unit 226 uses motion information similar to a motion compensation parameter in each PU using decoded motion information supplied from a frame memory 155 described later and / or base decoding information supplied from the base decoding unit 23, and the like. A merge candidate having a compensation parameter is derived. The merge candidate derivation unit 226 supplies the derived merge candidates to the merge information generation unit 227. The configuration of the merge candidate derivation unit 226 is the same as the configuration of the merge candidate derivation unit 146 included in the hierarchical video decoding device 1, and thus the description thereof is omitted.

マージ情報生成部227は、マージを行う各インター予測パーティションに関する動き情報に関するシンタックス値を生成する。すなわち、マージ情報生成部227が予測情報として生成するのは動き情報に関するシンタックス値である。具体的には、マージ情報生成部227は、各PUにおける動き補償パラメータと類似の動き補償パラメータを有するマージ候補を指定するシンタックス要素値merge_idxを出力する。   The merge information generation unit 227 generates a syntax value related to motion information regarding each inter prediction partition to be merged. That is, the merge information generation unit 227 generates a syntax value related to motion information as prediction information. Specifically, the merge information generation unit 227 outputs a syntax element value merge_idx that specifies a merge candidate having a motion compensation parameter similar to the motion compensation parameter in each PU.

PU分割タイプ導出部228は、符号化情報およびベース復号情報を用いて、対象レイヤにおける対象CUのPUへのPU分割タイプを推定する。PU分割タイプ導出部228の構成は、階層画像復号装置1に含まれるPU分割タイプ導出部148の構成と同様であるので、その詳細な説明を省略する。   The PU partition type deriving unit 228 estimates the PU partition type to the PU of the target CU in the target layer using the encoded information and the base decoding information. Since the configuration of the PU partition type deriving unit 228 is the same as the configuration of the PU partition type deriving unit 148 included in the hierarchical image decoding device 1, detailed description thereof is omitted.

(テクスチャ情報生成部)
図24を用いて、テクスチャ情報生成部24の詳細構成について説明する。図24は、テクスチャ情報生成部24の構成について例示した機能ブロック図である。
(Texture information generator)
A detailed configuration of the texture information generation unit 24 will be described with reference to FIG. FIG. 24 is a functional block diagram illustrating the configuration of the texture information generation unit 24.

図24に示すように、テクスチャ情報生成部24は、テクスチャ予測部241、減算器242、直交変換・量子化部243、逆直交変換・逆量子化部244、加算器245、ループフィルタ部246、およびフレームメモリ247を備える。   As shown in FIG. 24, the texture information generation unit 24 includes a texture prediction unit 241, a subtractor 242, an orthogonal transformation / quantization unit 243, an inverse orthogonal transformation / inverse quantization unit 244, an adder 245, a loop filter unit 246, And a frame memory 247.

減算器242は、入力画像PIN#Tからテクスチャ予測部241から供給される予測画像を減算することによって、予測残差Dを生成する。減算器242は、生成した予測残差Dを、変換・量子化部243に供給する。   The subtractor 242 generates a prediction residual D by subtracting the prediction image supplied from the texture prediction unit 241 from the input image PIN # T. The subtractor 242 supplies the generated prediction residual D to the transform / quantization unit 243.

直交変換・量子化部243は、予測残差Dに対して、直交変換および量子化を行うことで量子化予測残差を生成する。なお、ここで直交変換とは、画素領域から周波数領域への直交変換のことをさす。また、直交変換の例としては、DCT変換(Discrete Cosine Transform)、およびDST変換(Discrete Sine Transform)等が挙げられる。また、具体的な量子化過程については、すでに説明した通りであるので、ここではその説明を省略する。直交変換・量子化部243は、生成した量子化予測残差を含む変換係数情報を逆変換・逆量子化部244および可変長符号化部25に供給する。   The orthogonal transform / quantization unit 243 generates a quantized prediction residual by performing orthogonal transform and quantization on the prediction residual D. Here, the orthogonal transform refers to an orthogonal transform from the pixel region to the frequency region. Further, examples of orthogonal transform include DCT transform (Discrete Cosine Transform), DST transform (Discrete Sine Transform), and the like. In addition, the specific quantization process is as described above, and the description thereof is omitted here. The orthogonal transform / quantization unit 243 supplies the generated transform coefficient information including the quantized prediction residual to the inverse transform / inverse quantization unit 244 and the variable length coding unit 25.

テクスチャ予測部241、逆直交変換・逆量子化部244、加算器245、ループフィルタ部246、およびフレームメモリ247は、それぞれ、階層動画像復号装置1に含まれるテクスチャ予測部152、逆直交変換・逆量子化部151、加算器153、ループフィルタ部154、およびフレームメモリ155と同様であるので、ここではその説明は省略する。ただし、テクスチャ予測部241は、加算器245だけでなく減算器242にも予測画像を供給する。   The texture prediction unit 241, the inverse orthogonal transform / inverse quantization unit 244, the adder 245, the loop filter unit 246, and the frame memory 247 are respectively a texture prediction unit 152, an inverse orthogonal transform / Since it is similar to the inverse quantization unit 151, the adder 153, the loop filter unit 154, and the frame memory 155, the description thereof is omitted here. However, the texture prediction unit 241 supplies the predicted image not only to the adder 245 but also to the subtractor 242.

(他の階層動画像符号化/復号システムへの適用例)
上述した階層動画像符号化装置2及び階層動画像復号装置1は、動画像の送信、受信、記録、再生を行う各種装置に搭載して利用することができる。なお、動画像は、カメラ等により撮像された自然動画像であってもよいし、コンピュータ等により生成された人工動画像(CGおよびGUIを含む)であってもよい。
(Application example to other hierarchical video encoding / decoding systems)
The above-described hierarchical moving image encoding device 2 and hierarchical moving image decoding device 1 can be used by being mounted on various devices that perform transmission, reception, recording, and reproduction of moving images. The moving image may be a natural moving image captured by a camera or the like, or may be an artificial moving image (including CG and GUI) generated by a computer or the like.

まず、上述した階層動画像符号化装置2及び階層動画像復号装置1を、動画像の送信及び受信に利用できることを、図25を参照して説明する。   First, it will be described with reference to FIG. 25 that the above-described hierarchical video encoding device 2 and hierarchical video decoding device 1 can be used for transmission and reception of video.

図25の(a)は、階層動画像符号化装置2を搭載した送信装置PROD_Aの構成を示したブロック図である。図25の(a)に示すように、送信装置PROD_Aは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_A1と、符号化部PROD_A1が得た符号化データで搬送波を変調することによって変調信号を得る変調部PROD_A2と、変調部PROD_A2が得た変調信号を送信する送信部PROD_A3と、を備えている。上述した階層動画像符号化装置2は、この符号化部PROD_A1として利用される。   FIG. 25A is a block diagram illustrating a configuration of a transmission device PROD_A in which the hierarchical video encoding device 2 is mounted. As illustrated in (a) of FIG. 25, the transmission device PROD_A modulates a carrier wave with an encoding unit PROD_A1 that obtains encoded data by encoding a moving image, and the encoded data obtained by the encoding unit PROD_A1. Thus, a modulation unit PROD_A2 that obtains a modulation signal and a transmission unit PROD_A3 that transmits the modulation signal obtained by the modulation unit PROD_A2 are provided. The hierarchical moving image encoding apparatus 2 described above is used as the encoding unit PROD_A1.

送信装置PROD_Aは、符号化部PROD_A1に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像するカメラPROD_A4、動画像を記録した記録媒体PROD_A5、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_A6、及び、画像を生成または加工する画像処理部A7を更に備えていてもよい。図25の(a)においては、これら全てを送信装置PROD_Aが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。   The transmission device PROD_A is a camera PROD_A4 that captures a moving image, a recording medium PROD_A5 that records the moving image, an input terminal PROD_A6 that inputs the moving image from the outside, as a supply source of the moving image input to the encoding unit PROD_A1 An image processing unit A7 that generates or processes an image may be further provided. FIG. 25A illustrates a configuration in which the transmission apparatus PROD_A includes all of these, but a part of the configuration may be omitted.

なお、記録媒体PROD_A5は、符号化されていない動画像を記録したものであってもよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化された動画像を記録したものであってもよい。後者の場合、記録媒体PROD_A5と符号化部PROD_A1との間に、記録媒体PROD_A5から読み出した符号化データを記録用の符号化方式に従って復号する復号部(不図示)を介在させるとよい。   The recording medium PROD_A5 may be a recording of a non-encoded moving image, or a recording of a moving image encoded by a recording encoding scheme different from the transmission encoding scheme. It may be a thing. In the latter case, a decoding unit (not shown) for decoding the encoded data read from the recording medium PROD_A5 according to the recording encoding method may be interposed between the recording medium PROD_A5 and the encoding unit PROD_A1.

図25の(b)は、階層動画像復号装置1を搭載した受信装置PROD_Bの構成を示したブロック図である。図25の(b)に示すように、受信装置PROD_Bは、変調信号を受信する受信部PROD_B1と、受信部PROD_B1が受信した変調信号を復調することによって符号化データを得る復調部PROD_B2と、復調部PROD_B2が得た符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_B3と、を備えている。上述した階層動画像復号装置1は、この復号部PROD_B3として利用される。   FIG. 25B is a block diagram illustrating a configuration of the receiving device PROD_B in which the hierarchical video decoding device 1 is mounted. As illustrated in (b) of FIG. 25, the reception device PROD_B includes a reception unit PROD_B1 that receives a modulation signal, a demodulation unit PROD_B2 that obtains encoded data by demodulating the modulation signal received by the reception unit PROD_B1, and a demodulation A decoding unit PROD_B3 that obtains a moving image by decoding the encoded data obtained by the unit PROD_B2. The above-described hierarchical video decoding device 1 is used as the decoding unit PROD_B3.

受信装置PROD_Bは、復号部PROD_B3が出力する動画像の供給先として、動画像を表示するディスプレイPROD_B4、動画像を記録するための記録媒体PROD_B5、及び、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_B6を更に備えていてもよい。図25の(b)においては、これら全てを受信装置PROD_Bが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。   The receiving device PROD_B has a display PROD_B4 for displaying a moving image, a recording medium PROD_B5 for recording the moving image, and an output terminal for outputting the moving image to the outside as a supply destination of the moving image output by the decoding unit PROD_B3. PROD_B6 may be further provided. FIG. 25B illustrates a configuration in which the reception apparatus PROD_B includes all of these, but a part of the configuration may be omitted.

なお、記録媒体PROD_B5は、符号化されていない動画像を記録するためのものであってもよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化されたものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_B3と記録媒体PROD_B5との間に、復号部PROD_B3から取得した動画像を記録用の符号化方式に従って符号化する符号化部(不図示)を介在させるとよい。   The recording medium PROD_B5 may be used for recording a non-encoded moving image, or may be encoded using a recording encoding method different from the transmission encoding method. May be. In the latter case, an encoding unit (not shown) for encoding the moving image acquired from the decoding unit PROD_B3 according to the recording encoding method may be interposed between the decoding unit PROD_B3 and the recording medium PROD_B5.

なお、変調信号を伝送する伝送媒体は、無線であってもよいし、有線であってもよい。また、変調信号を伝送する伝送態様は、放送(ここでは、送信先が予め特定されていない送信態様を指す)であってもよいし、通信(ここでは、送信先が予め特定されている送信態様を指す)であってもよい。すなわち、変調信号の伝送は、無線放送、有線放送、無線通信、及び有線通信の何れによって実現してもよい。   Note that the transmission medium for transmitting the modulation signal may be wireless or wired. Further, the transmission mode for transmitting the modulated signal may be broadcasting (here, a transmission mode in which the transmission destination is not specified in advance) or communication (here, transmission in which the transmission destination is specified in advance). Refers to the embodiment). That is, the transmission of the modulation signal may be realized by any of wireless broadcasting, wired broadcasting, wireless communication, and wired communication.

例えば、地上デジタル放送の放送局(放送設備など)/受信局(テレビジョン受像機など)は、変調信号を無線放送で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である。また、ケーブルテレビ放送の放送局(放送設備など)/受信局(テレビジョン受像機など)は、変調信号を有線放送で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である。   For example, a terrestrial digital broadcast broadcasting station (such as broadcasting equipment) / receiving station (such as a television receiver) is an example of a transmitting device PROD_A / receiving device PROD_B that transmits and receives a modulated signal by wireless broadcasting. Further, a broadcasting station (such as broadcasting equipment) / receiving station (such as a television receiver) of cable television broadcasting is an example of a transmitting device PROD_A / receiving device PROD_B that transmits and receives a modulated signal by cable broadcasting.

また、インターネットを用いたVOD(Video On Demand)サービスや動画共有サービスなどのサーバ(ワークステーションなど)/クライアント(テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなど)は、変調信号を通信で送受信する送信装置PROD_A/受信装置PROD_Bの一例である(通常、LANにおいては伝送媒体として無線又は有線の何れかが用いられ、WANにおいては伝送媒体として有線が用いられる)。ここで、パーソナルコンピュータには、デスクトップ型PC、ラップトップ型PC、及びタブレット型PCが含まれる。また、スマートフォンには、多機能携帯電話端末も含まれる。   Also, a server (workstation or the like) / client (television receiver, personal computer, smartphone, etc.) such as a VOD (Video On Demand) service or a video sharing service using the Internet transmits and receives a modulated signal by communication. This is an example of PROD_A / reception device PROD_B (usually, either a wireless or wired transmission medium is used in a LAN, and a wired transmission medium is used in a WAN). Here, the personal computer includes a desktop PC, a laptop PC, and a tablet PC. The smartphone also includes a multi-function mobile phone terminal.

なお、動画共有サービスのクライアントは、サーバからダウンロードした符号化データを復号してディスプレイに表示する機能に加え、カメラで撮像した動画像を符号化してサーバにアップロードする機能を有している。すなわち、動画共有サービスのクライアントは、送信装置PROD_A及び受信装置PROD_Bの双方として機能する。   Note that the client of the video sharing service has a function of encoding a moving image captured by a camera and uploading it to the server in addition to a function of decoding the encoded data downloaded from the server and displaying it on the display. That is, the client of the video sharing service functions as both the transmission device PROD_A and the reception device PROD_B.

次に、上述した階層動画像符号化装置2及び階層動画像復号装置1を、動画像の記録及び再生に利用できることを、図26を参照して説明する。   Next, the fact that the above-described hierarchical video encoding device 2 and hierarchical video decoding device 1 can be used for video recording and reproduction will be described with reference to FIG.

図26の(a)は、上述した階層動画像符号化装置2を搭載した記録装置PROD_Cの構成を示したブロック図である。図26の(a)に示すように、記録装置PROD_Cは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_C1と、符号化部PROD_C1が得た符号化データを記録媒体PROD_Mに書き込む書込部PROD_C2と、を備えている。上述した階層動画像符号化装置2は、この符号化部PROD_C1として利用される。   FIG. 26A is a block diagram illustrating a configuration of a recording apparatus PROD_C in which the above-described hierarchical video encoding apparatus 2 is mounted. As shown in (a) of FIG. 26, the recording device PROD_C includes an encoding unit PROD_C1 that obtains encoded data by encoding a moving image, and the encoded data obtained by the encoding unit PROD_C1 on the recording medium PROD_M. A writing unit PROD_C2 for writing. The hierarchical moving image encoding device 2 described above is used as the encoding unit PROD_C1.

なお、記録媒体PROD_Mは、(1)HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されるタイプのものであってもよいし、(2)SDメモリカードやUSB(Universal Serial Bus)フラッシュメモリなどのように、記録装置PROD_Cに接続されるタイプのものであってもよいし、(3)DVD(Digital Versatile Disc)やBD(Blu-ray Disc:登録商標)などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されたドライブ装置(不図示)に装填されるものであってもよい。   The recording medium PROD_M may be of a type built in the recording device PROD_C, such as (1) HDD (Hard Disk Drive) or SSD (Solid State Drive), or (2) SD memory. It may be of a type connected to the recording device PROD_C, such as a card or USB (Universal Serial Bus) flash memory, or (3) DVD (Digital Versatile Disc) or BD (Blu-ray Disc: registration) Or a drive device (not shown) built in the recording device PROD_C.

また、記録装置PROD_Cは、符号化部PROD_C1に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像するカメラPROD_C3、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_C4、動画像を受信するための受信部PROD_C5、及び、画像を生成または加工する画像処理部C6を更に備えていてもよい。図26の(a)においては、これら全てを記録装置PROD_Cが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。   The recording device PROD_C is a camera PROD_C3 that captures moving images as a supply source of moving images to be input to the encoding unit PROD_C1, an input terminal PROD_C4 for inputting moving images from the outside, and reception for receiving moving images. The unit PROD_C5 and an image processing unit C6 that generates or processes an image may be further provided. In FIG. 26A, a configuration in which all of these are provided in the recording apparatus PROD_C is illustrated, but a part may be omitted.

なお、受信部PROD_C5は、符号化されていない動画像を受信するものであってもよいし、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを受信するものであってもよい。後者の場合、受信部PROD_C5と符号化部PROD_C1との間に、伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを復号する伝送用復号部(不図示)を介在させるとよい。   The receiving unit PROD_C5 may receive a non-encoded moving image, or may receive encoded data encoded by a transmission encoding scheme different from the recording encoding scheme. You may do. In the latter case, a transmission decoding unit (not shown) that decodes encoded data encoded by the transmission encoding method may be interposed between the reception unit PROD_C5 and the encoding unit PROD_C1.

このような記録装置PROD_Cとしては、例えば、DVDレコーダ、BDレコーダ、HDD(Hard Disk Drive)レコーダなどが挙げられる(この場合、入力端子PROD_C4又は受信部PROD_C5が動画像の主な供給源となる)。また、カムコーダ(この場合、カメラPROD_C3が動画像の主な供給源となる)、パーソナルコンピュータ(この場合、受信部PROD_C5又は画像処理部C6が動画像の主な供給源となる)、スマートフォン(この場合、カメラPROD_C3又は受信部PROD_C5が動画像の主な供給源となる)なども、このような記録装置PROD_Cの一例である。   Examples of such a recording device PROD_C include a DVD recorder, a BD recorder, and an HDD (Hard Disk Drive) recorder (in this case, the input terminal PROD_C4 or the receiving unit PROD_C5 is a main supply source of moving images). . In addition, a camcorder (in this case, the camera PROD_C3 is a main source of moving images), a personal computer (in this case, the receiving unit PROD_C5 or the image processing unit C6 is a main source of moving images), a smartphone (in this case In this case, the camera PROD_C3 or the receiving unit PROD_C5 is a main supply source of moving images) is also an example of such a recording device PROD_C.

図26の(b)は、上述した階層動画像復号装置1を搭載した再生装置PROD_Dの構成を示したブロックである。図26の(b)に示すように、再生装置PROD_Dは、記録媒体PROD_Mに書き込まれた符号化データを読み出す読出部PROD_D1と、読出部PROD_D1が読み出した符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_D2と、を備えている。上述した階層動画像復号装置1は、この復号部PROD_D2として利用される。   FIG. 26B is a block diagram illustrating a configuration of a playback device PROD_D in which the above-described hierarchical video decoding device 1 is mounted. As shown in (b) of FIG. 26, the playback device PROD_D reads a moving image by decoding a read unit PROD_D1 that reads encoded data written to the recording medium PROD_M and a coded data read by the read unit PROD_D1. And a decoding unit PROD_D2 to be obtained. The hierarchical moving image decoding apparatus 1 described above is used as the decoding unit PROD_D2.

なお、記録媒体PROD_Mは、(1)HDDやSSDなどのように、再生装置PROD_Dに内蔵されるタイプのものであってもよいし、(2)SDメモリカードやUSBフラッシュメモリなどのように、再生装置PROD_Dに接続されるタイプのものであってもよいし、(3)DVDやBDなどのように、再生装置PROD_Dに内蔵されたドライブ装置(不図示)に装填されるものであってもよい。   Note that the recording medium PROD_M may be of the type built into the playback device PROD_D, such as (1) HDD or SSD, or (2) such as an SD memory card or USB flash memory, It may be of a type connected to the playback device PROD_D, or (3) may be loaded into a drive device (not shown) built in the playback device PROD_D, such as DVD or BD. Good.

また、再生装置PROD_Dは、復号部PROD_D2が出力する動画像の供給先として、動画像を表示するディスプレイPROD_D3、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_D4、及び、動画像を送信する送信部PROD_D5を更に備えていてもよい。図26の(b)においては、これら全てを再生装置PROD_Dが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。   In addition, the playback device PROD_D has a display PROD_D3 that displays a moving image, an output terminal PROD_D4 that outputs the moving image to the outside, and a transmission unit that transmits the moving image as a supply destination of the moving image output by the decoding unit PROD_D2. PROD_D5 may be further provided. FIG. 26B illustrates a configuration in which the playback apparatus PROD_D includes all of these, but a part may be omitted.

なお、送信部PROD_D5は、符号化されていない動画像を送信するものであってもよいし、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを送信するものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_D2と送信部PROD_D5との間に、動画像を伝送用の符号化方式で符号化する符号化部(不図示)を介在させるとよい。     The transmission unit PROD_D5 may transmit an unencoded moving image, or transmits encoded data encoded by a transmission encoding method different from the recording encoding method. You may do. In the latter case, it is preferable to interpose an encoding unit (not shown) that encodes a moving image with an encoding method for transmission between the decoding unit PROD_D2 and the transmission unit PROD_D5.

このような再生装置PROD_Dとしては、例えば、DVDプレイヤ、BDプレイヤ、HDDプレイヤなどが挙げられる(この場合、テレビジョン受像機等が接続される出力端子PROD_D4が動画像の主な供給先となる)。また、テレビジョン受像機(この場合、ディスプレイPROD_D3が動画像の主な供給先となる)、デジタルサイネージ(電子看板や電子掲示板等とも称され、ディスプレイPROD_D3又は送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、デスクトップ型PC(この場合、出力端子PROD_D4又は送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、ラップトップ型又はタブレット型PC(この場合、ディスプレイPROD_D3又は送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)、スマートフォン(この場合、ディスプレイPROD_D3又は送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる)なども、このような再生装置PROD_Dの一例である。   Examples of such a playback device PROD_D include a DVD player, a BD player, and an HDD player (in this case, an output terminal PROD_D4 to which a television receiver or the like is connected is a main supply destination of moving images). . In addition, a television receiver (in this case, the display PROD_D3 is a main supply destination of moving images), a digital signage (also referred to as an electronic signboard or an electronic bulletin board), and the display PROD_D3 or the transmission unit PROD_D5 is the main supply of moving images. Desktop PC (in this case, the output terminal PROD_D4 or the transmission unit PROD_D5 is the main video image supply destination), laptop or tablet PC (in this case, the display PROD_D3 or the transmission unit PROD_D5 is a moving image) A smartphone (which is a main image supply destination), a smartphone (in this case, the display PROD_D3 or the transmission unit PROD_D5 is a main moving image supply destination), and the like are also examples of such a playback device PROD_D.

(ハードウェア的実現およびソフトウェア的実現について)
最後に、階層動画像復号装置1、階層動画像符号化装置2の各ブロックは、集積回路(ICチップ)上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
(About hardware implementation and software implementation)
Finally, each block of the hierarchical video decoding device 1 and the hierarchical video encoding device 2 may be realized in hardware by a logic circuit formed on an integrated circuit (IC chip), or may be a CPU (Central It may be realized by software using a Processing Unit).

後者の場合、上記各装置は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムを格納したROM(Read Only Memory)、上記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置(記録媒体)などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである上記各装置の制御プログラムのプログラムコード(実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム)をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記各装置に供給し、そのコンピュータ(またはCPUやMPU(Micro Processing Unit))が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。   In the latter case, each of the devices includes a CPU that executes instructions of a control program that realizes each function, a ROM (Read Only Memory) that stores the program, a RAM (Random Access Memory) that expands the program, the program, and A storage device (recording medium) such as a memory for storing various data is provided. An object of the present invention is to provide a recording medium in which a program code (execution format program, intermediate code program, source program) of a control program for each of the above devices, which is software that realizes the above-described functions, is recorded so as to be readable by a computer. This can also be achieved by supplying to each of the above devices and reading and executing the program code recorded on the recording medium by the computer (or CPU or MPU (Micro Processing Unit)).

上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー(登録商標)ディスク/ハードディスク等の磁気ディスクやCD−ROM(Compact Disc Read-Only Memory)/MO(Magneto-Optical)/MD(Mini Disc)/DVD(Digital Versatile Disk)/CD−R(CD Recordable)等の光ディスクを含むディスク類、ICカード(メモリカードを含む)/光カード等のカード類、マスクROM/EPROM(Erasable Programmable Read-only Memory)/EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable and Programmable Read-only Memory)/フラッシュROM等の半導体メモリ類、あるいはPLD(Programmable Logic Device)やFPGA(Field Programmable Gate Array)等の論理回路類などを用いることができる。   Examples of the recording medium include tapes such as magnetic tapes and cassette tapes, magnetic disks such as floppy (registered trademark) disks / hard disks, CD-ROM (Compact Disc Read-Only Memory) / MO (Magneto-Optical) / Disks including optical disks such as MD (Mini Disc) / DVD (Digital Versatile Disk) / CD-R (CD Recordable), cards such as IC cards (including memory cards) / optical cards, mask ROM / EPROM (Erasable Programmable Read-only Memory (EEPROM) (Electrically Erasable and Programmable Read-only Memory) / Semiconductor memories such as flash ROM, or logic circuits such as PLD (Programmable Logic Device) and FPGA (Field Programmable Gate Array) Etc. can be used.

また、上記各装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN(Local Area Network)、ISDN(Integrated Services Digital Network)、VAN(Value-Added Network)、CATV(Community Antenna Television)通信網、仮想専用網(Virtual Private Network)、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、IEEE(Institute of Electrical and Electronic Engineers)1394、USB、電力線搬送、ケーブルTV回線、電話線、ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)回線等の有線でも、IrDA(Infrared Data Association)やリモコンのような赤外線、Bluetooth(登録商標)、IEEE802.11無線、HDR(High Data Rate)、NFC(Near Field Communication)、DLNA(Digital Living Network Alliance)、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。   Further, each of the above devices may be configured to be connectable to a communication network, and the program code may be supplied via the communication network. The communication network is not particularly limited as long as it can transmit the program code. For example, the Internet, an intranet, an extranet, a LAN (Local Area Network), an ISDN (Integrated Services Digital Network), a VAN (Value-Added Network), a CATV (Community Antenna Television) communication network, a virtual private network (Virtual Private Network), A telephone line network, a mobile communication network, a satellite communication network, etc. can be used. The transmission medium constituting the communication network may be any medium that can transmit the program code, and is not limited to a specific configuration or type. For example, infra-red such as IrDA (Infrared Data Association) or remote control, such as IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) 1394, USB, power line carrier, cable TV line, telephone line, ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) line, etc. , Bluetooth (registered trademark), IEEE 802.11 wireless, HDR (High Data Rate), NFC (Near Field Communication), DLNA (Digital Living Network Alliance), mobile phone network, satellite line, terrestrial digital network, etc. Is possible. The present invention can also be realized in the form of a computer data signal embedded in a carrier wave in which the program code is embodied by electronic transmission.

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、実施形態に開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and the present invention is also applied to an embodiment obtained by appropriately combining technical means disclosed in the embodiment. It is included in the technical scope of the invention.

本発明は、画像データが階層的に符号化された符号化データを復号する階層動画像復号装置、および、画像データが階層的に符号化された符号化データを生成する階層動画像符号化装置に好適に適用することができる。また、階層動画像符号化装置によって生成され、階層動画像復号装置によって参照される階層符号化データのデータ構造に好適に適用することができる。   The present invention relates to a hierarchical video decoding device that decodes encoded data in which image data is hierarchically encoded, and a hierarchical video encoding device that generates encoded data in which image data is hierarchically encoded. It can be suitably applied to. Further, the present invention can be suitably applied to the data structure of hierarchically encoded data that is generated by a hierarchical video encoding device and referenced by the hierarchical video decoding device.

1 階層動画像復号装置(画像復号装置)
11 NAL逆多重化部
12 可変長復号部(フラグ復号手段)
13 ベース復号部
14 予測パラメータ復元部
15 テクスチャ復元部
146 マージ候補導出部
148 PU分割タイプ導出部
1461 マージ候補導出制御部(判定手段)
1462 マージ候補格納部
1463 スライスタイプ判定部
1464 個別マージ候補導出部
1464A 空間マージ候補導出部(対象レイヤ候補導出手段、空間動き情報候補導出手段)
1464B レイヤ間マージ候補導出部(層間候補導出手段)
1464C 時間マージ候補導出部(対象レイヤ候補導出手段、時間動き情報候補導出手段)
1464D 結合マージ候補導出部(対象レイヤ候補導出手段)
1464E ゼロマージ候補導出部(対象レイヤ候補導出手段)
1464F
1481 参照CU設定部(参照符号化単位設定手段)
1482 PU分割推定部(分割パターン決定手段)
1482A 右下画素位置判定部
1482B 重複領域判定部
2 階層動画像符号化装置(画像符号化装置)
21 予測パラメータ決定部
22 予測情報生成部
23 ベース復号部
24 テクスチャ情報生成
25 可変長符号化部
26 NAL逆多重化部
226 マージ候補導出部(層間候補導出手段)
1. Hierarchical video decoding device (image decoding device)
11 NAL demultiplexing unit 12 Variable length decoding unit (flag decoding means)
13 Base decoding unit 14 Prediction parameter restoration unit 15 Texture restoration unit 146 Merge candidate derivation unit 148 PU partition type derivation unit 1461 Merge candidate derivation control unit (determination means)
1462 Merge candidate storage unit 1463 Slice type determination unit 1464 Individual merge candidate derivation unit 1464A Spatial merge candidate derivation unit (target layer candidate derivation unit, spatial motion information candidate derivation unit)
1464B Inter-layer merge candidate derivation unit (interlayer candidate derivation means)
1464C temporal merge candidate derivation unit (target layer candidate derivation means, temporal motion information candidate derivation means)
1464D Join merge candidate derivation unit (target layer candidate derivation means)
1464E Zero merge candidate derivation unit (target layer candidate derivation means)
1464F
1481 Reference CU setting section (reference coding unit setting means)
1482 PU partition estimation unit (partition pattern determination means)
1482A Lower right pixel position determination unit 1482B Overlapping region determination unit 2 Hierarchical video encoding device (image encoding device)
21 Prediction parameter determination unit 22 Prediction information generation unit 23 Base decoding unit 24 Texture information generation 25 Variable length encoding unit 26 NAL demultiplexing unit 226 Merge candidate deriving unit (interlayer candidate deriving unit)

Claims (14)

レイヤごとに異なる品質の画像に関する画像情報が階層的に符号化された階層符号化データを復号して、復号の対象となる対象レイヤにおける画像を復元する画像復号装置であって、
上記対象レイヤにおける復号対象の符号化単位である対象符号化単位について、復号済みレイヤである参照レイヤにおける、上記対象符号化単位に対応する領域である参照領域と重複部分を有する符号化単位に基づいて、上記参照領域との重複の度合いを判定するべき参照符号化単位を設定する参照符号化単位設定手段と、
上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いに応じて、上記対象符号化単位について、予測画像の処理単位である予測単位への分割パターンを決定する分割パターン決定手段と、を備えることを特徴とする画像復号装置。
An image decoding device that decodes hierarchically encoded data in which image information relating to images of different quality for each layer is hierarchically encoded, and restores an image in a target layer to be decoded,
For the target coding unit that is the decoding target coding unit in the target layer, the reference layer that is the decoded layer is based on the coding unit that has an overlapping portion with the reference region that is the region corresponding to the target coding unit. A reference coding unit setting means for setting a reference coding unit to determine the degree of overlap with the reference region,
A division pattern determining unit that determines a division pattern of the target coding unit into a prediction unit that is a processing unit of a predicted image according to a degree of overlap between the reference region and the reference coding unit. An image decoding apparatus characterized by the above.
上記参照符号化単位は、上記参照領域の所定の画素を含む上記参照レイヤにおける符号化単位であることを特徴とする請求項1に記載の画像復号装置。   The image decoding apparatus according to claim 1, wherein the reference coding unit is a coding unit in the reference layer including a predetermined pixel in the reference region. 上記所定の画素は、上記参照領域の左上画素であることを特徴とする請求項2に記載の画像復号装置。   The image decoding apparatus according to claim 2, wherein the predetermined pixel is an upper left pixel of the reference area. 上記参照符号化単位は、上記参照領域と重複部分を有する符号化単位のうち、最大の面積を有する符号化単位であることを特徴とする請求項1に記載の画像復号装置。   The image decoding apparatus according to claim 1, wherein the reference coding unit is a coding unit having a maximum area among coding units having an overlapping portion with the reference region. 上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いは、上記参照領域と上記参照符号化単位との重複部分の幅および高さに関する大小関係を示すものであり、
上記分割パターン決定手段は、上記大小関係に応じて上記分割パターンを決定することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の画像復号装置。
The degree of overlap between the reference region and the reference coding unit indicates a magnitude relationship regarding the width and height of the overlapping portion between the reference region and the reference coding unit.
5. The image decoding device according to claim 1, wherein the division pattern determination unit determines the division pattern according to the magnitude relationship.
上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いは、上記参照領域と上記参照符号化単位との間の包含関係を示すものであり、
上記分割パターン決定手段は、上記包含関係に応じて上記分割パターンを決定することを特徴とする請求項1から4の何れか1項に記載の画像復号装置。
The degree of overlap between the reference region and the reference coding unit indicates an inclusive relationship between the reference region and the reference coding unit,
5. The image decoding device according to claim 1, wherein the division pattern determination unit determines the division pattern according to the inclusion relation.
上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いは、上記参照符号化単位の右下画素の上記参照領域に対する位置関係を示すものであり、
上記分割パターン決定手段は、上記位置関係に応じて上記分割パターンを決定することを特徴とする請求項3に記載の画像復号装置。
The degree of overlap between the reference region and the reference coding unit indicates the positional relationship of the lower right pixel of the reference coding unit with respect to the reference region,
The image decoding apparatus according to claim 3, wherein the division pattern determination unit determines the division pattern according to the positional relationship.
上記分割パターン決定手段は、対称的なパーティションを上記分割パターンとして決定することを特徴とする請求項1から7の何れか1項に記載の画像復号装置。   The image decoding apparatus according to claim 1, wherein the division pattern determination unit determines a symmetric partition as the division pattern. 上記分割パターン決定手段は、上記対象符号化単位が所定サイズ以下の場合、分割を制限または禁止することを特徴とする請求項1から7に記載の画像復号装置。   The image decoding apparatus according to claim 1, wherein the division pattern determination unit restricts or prohibits division when the target coding unit is a predetermined size or less. 上記分割パターン決定手段は、上記参照領域が、上記参照符号化単位に包含される場合、上記参照符号化単位の分割パターンに基づいて、上記対象符号化単位における上記分割パターンを導出することを特徴とする請求項5から7の何れか1項に記載の画像復号装置   The division pattern determination means derives the division pattern in the target coding unit based on the division pattern of the reference coding unit when the reference region is included in the reference coding unit. The image decoding device according to any one of claims 5 to 7 上記分割パターン決定手段は、上記参照レイヤの解像度に対する上記対象レイヤの解像度の比が所定値より小さい場合、上記参照符号化単位のサイズと、上記対象符号化単位のサイズとの大小関係に応じて上記分割パターンを決定することを特徴とする請求項1から10の何れか1項に記載の画像復号装置。   When the ratio of the resolution of the target layer with respect to the resolution of the reference layer is smaller than a predetermined value, the division pattern determination unit is configured according to a magnitude relationship between the size of the reference coding unit and the size of the target coding unit. The image decoding apparatus according to claim 1, wherein the division pattern is determined. さらに、上記参照レイヤからの推定処理を行うことを示すフラグである参照レイヤ推定フラグを上記階層符号化データから復号するフラグ復号手段を備え、
上記対象符号化単位において復号された上記参照レイヤ推定フラグが、参照レイヤからの推定処理を行うことを示すときに、
上記参照符号化単位設定手段による上記参照符号化単位の設定および、
上記分割パターン決定手段による上記分割パターンの決定が実行されることを特徴とする請求項1から11の何れか1項に記載の画像復号装置。
Furthermore, it comprises flag decoding means for decoding a reference layer estimation flag, which is a flag indicating that the estimation processing from the reference layer is performed, from the hierarchically encoded data,
When the reference layer estimation flag decoded in the target coding unit indicates that estimation processing from a reference layer is performed,
Setting of the reference coding unit by the reference coding unit setting means; and
The image decoding apparatus according to claim 1, wherein the division pattern determination unit determines the division pattern.
請求項12に記載の画像復号装置において復号される階層符号化データのデータ構造であって、
上記参照レイヤ推定フラグが、スキップモードであるか否かを示すフラグであるスキップフラグの後、かつ、予測モードの種類を示すフラグである予測モードフラグの前において符号化されており、
上記対象符号化単位において復号された上記参照レイヤ推定フラグが、参照レイヤからの推定処理を行うことを示すときには、上記予測モードフラグの符号化が省略されることを特徴とする階層符号化データのデータ構造。
A data structure of hierarchically encoded data decoded by the image decoding device according to claim 12,
The reference layer estimation flag is encoded after a skip flag that is a flag indicating whether or not the mode is a skip mode and before a prediction mode flag that is a flag indicating the type of the prediction mode,
When the reference layer estimation flag decoded in the target coding unit indicates that the estimation process from the reference layer is performed, the encoding of the prediction mode flag is omitted. data structure.
レイヤごとに異なる品質の画像に関する画像情報を階層的に符号化し、符号化の対象となる対象レイヤにおける画像に関する情報を含む符号化データを生成する画像符号化装置であって、
上記対象レイヤにおける符号化対象の符号化単位である対象符号化単位について、符号化済みレイヤである参照レイヤにおける、上記対象符号化単位に対応する領域である参照領域と重複部分を有する符号化単位に基づいて、上記参照領域との重複の度合いを判定するべき参照符号化単位を設定する参照符号化単位設定手段と、
上記参照領域と上記参照符号化単位との重複の度合いに応じて、上記対象符号化単位について、予測画像の処理単位である予測単位への分割パターンを決定する分割パターン決定手段と、を備えることを特徴とする画像符号化装置。
An image encoding device that hierarchically encodes image information related to images of different quality for each layer and generates encoded data including information related to an image in a target layer to be encoded,
For a target coding unit that is a coding unit to be coded in the target layer, a coding unit that has an overlapping portion with a reference region that is a region corresponding to the target coding unit in a reference layer that is a coded layer Based on the reference coding unit setting means for setting a reference coding unit to determine the degree of overlap with the reference region,
A division pattern determining unit that determines a division pattern of the target coding unit into a prediction unit that is a processing unit of a predicted image according to a degree of overlap between the reference region and the reference coding unit. An image encoding device characterized by the above.
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