JP2016220223A - 動画像符号化装置、動画像符号化方法、動画像符号化プログラム、送信装置、送信方法及び送信プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】動き補償予測に用いる予測情報の候補を状況に応じて導出することにより、符号化情報の符号量の削減を図って符号化効率を向上させる動画像符号化技術を提供する。【解決手段】インター予測情報導出部１０４は、符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける符号化対象の予測ブロックと同一位置あるいはその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、インター予測情報の候補を導出する。有効マージ候補補充部１３５は、インター予測情報の候補数が指定される候補数に満たない場合、指定される候補数になるまで、予測モード、参照インデックスおよび動きベクトル値が同じインター予測情報の候補を補充する。【選択図】図２８

Description

本発明は、動画像符号化技術に関し、特に動き補償予測を利用した動画像符号化技術に関する。

動画像の圧縮符号化方式の代表的なものとして、ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４の規格がある。ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４では、ピクチャを複数の矩形ブロックに分割し、すでに符号化・復号したピクチャを参照ピクチャとし、参照ピクチャからの動きを予測する動き補償が用いられている。この動き補償により動きを予測する手法をインター予測または動き補償予測と呼ぶ。ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４でのインター予測では、複数のピクチャを参照ピクチャとして用いることができ、これらの複数の参照ピクチャから最も適した参照ピクチャをブロック毎に選択して動き補償を行う。そこで、それぞれの参照ピクチャには参照インデックスが割り当てられ、この参照インデックスにより、参照ピクチャを特定する。なお、Ｂピクチャでは、符号化・復号済みの参照ピクチャから最大で２枚を選択してインター予測に用いることができる。それらの２枚の参照ピクチャからの予測をそれぞれ主に前方向の予測として使われるＬ０予測（リスト０予測）、主に後方向の予測として使われるＬ１予測（リスト１予測）として区別している。

さらに、Ｌ０予測とＬ１予測の２つのインター予測を同時に用いる双予測も定義されている。双予測の場合は、双方向の予測を行い、Ｌ０予測、Ｌ１予測のそれぞれのインター予測された信号に重み付け係数を掛け算し、オフセット値を加算して重畳し、最終的なインター予測画像信号を生成する。重み付け予測に用いる重み付け係数及びオフセット値はピクチャ単位で各リストの参照ピクチャ毎に代表的な値が設定され、符号化される。インター予測に関する符号化情報には、ブロック毎に、Ｌ０予測とＬ１予測、双予測を区別する予測モード、ブロック毎の参照リスト毎に、参照ピクチャを特定する参照インデックス、ブロックの移動方向・移動量を表す動きベクトルがあり、これらの符号化情報を符号化・復号する。

さらに、ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４では、符号化／復号済みのブロックのインター予測情報から符号化／復号対象のブロックのインター予測情報を生成するダイレクトモードが定義されている。ダイレクトモードはインター予測情報の符号化が不要となるので、符号化効率が向上する。

時間方向のインター予測情報の相関を利用する時間ダイレクトモードについて図３６を用いて説明する。Ｌ１の参照インデックスが０に登録されているピクチャを基準ピクチャcolPicとする。基準ピクチャcolPic内で符号化／復号対象ブロックと同じ位置のブロックを基準ブロックとする。

基準ブロックがＬ０予測を用いて符号化されていれば、基準ブロックのＬ０の動きベクトルを基準動きベクトルmvColとし、基準ブロックがＬ０予測を用いて符号化されておらず、Ｌ１予測を用いて符号化されていれば、基準ブロックのＬ１の動きベクトルを基準動きベクトルmvColとする。基準動きベクトルmvColが参照するピクチャを時間ダイレクトモードのＬ０の参照ピクチャとし、基準ピクチャcolPicを時間ダイレクトモードのＬ１の参照ピクチャとする。

基準動きベクトルmvColからスケーリング演算処理により時間ダイレクトモードのＬ０の動きベクトルmvL0とＬ１の動きベクトルmvL1を導出する。

基準ピクチャcolPicのＰＯＣから、時間ダイレクトモードのＬ０の参照ピクチャのＰＯＣを減算してピクチャ間距離ｔｄを導出する。なお、ＰＯＣは符号化されるピクチャに関連付けられる変数とし、ピクチャの出力／表示順序で１ずつ増加する値が設定される。２つのピクチャのＰＯＣの差が時間軸方向でのピクチャ間距離を示す。
ｔｄ＝基準ピクチャcolPicのＰＯＣ−時間ダイレクトモードのＬ０の参照ピクチャのＰＯＣ

符号化／復号対象ピクチャのＰＯＣから時間ダイレクトモードのＬ０の参照ピクチャのＰＯＣを減算してピクチャ間距離ｔｂを導出する。
ｔｂ＝符号化／復号対象ピクチャのＰＯＣ−時間ダイレクトモードのＬ０の参照ピクチャのＰＯＣ

基準動きベクトルmvColからスケーリング演算処理により時間ダイレクトモードのＬ０の動きベクトルmvL0を導出する。
mvL0＝ｔｂ / ｔｄ * mvCol

時間ダイレクトモードのＬ０の動きベクトルmvL0から基準動きベクトルmvColを減算しＬ１の動きベクトルmvL1を導出する。
mvL1＝mvL0 - mvCol
なお、動画像符号化装置、動画像復号装置の処理能力が低い場合、時間ダイレクトモードの処理を省略することもできる。

特開２００４−１２９１９１号公報

このような状況下、本発明者らは、動き補償予測を使用する動画像符号化方式において、符号化情報をより一層圧縮し、全体の符号量を削減する必要性を認識するに至った。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、動き補償予測に用いる予測情報の候補を状況に応じて導出することにより、符号化情報の符号量の削減を図って符号化効率を向上させる動画像符号化技術を提供することにある。

動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化装置であって、予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化部と、符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出部と、前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築部と、動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充部と、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充部と、前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択部とを備え、前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であることを特徴とする動画像符号化装置を提供する。
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法であって、予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化ステップと、符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出ステップと、前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築ステップと、動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充ステップと、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充ステップと、前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択ステップとを有し、前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であることを特徴とする動画像符号化方法を提供する。
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化プログラムであって、予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化ステップと、符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出ステップと、前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築ステップと、動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充ステップと、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充ステップと、前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択ステップとをコンピュータに実行させ、前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であることを特徴とする動画像符号化プログラムを提供する。
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法により符号化された符号化ビット列をパケット化して符号化ストリームを得るパケット処理部と、パケット化された前記符号化ストリームを送信する送信部とを備え、前記動画像符号化方法は、予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化ステップと、符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出ステップと、前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築ステップと、動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充ステップと、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充ステップと、前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択ステップとを有し、前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であることを特徴とする送信装置を提供する。
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法により符号化された符号化ビット列をパケット化して符号化ストリームを得るパケット処理ステップと、パケット化された前記符号化ストリームを送信する送信ステップとを有し、前記動画像符号化方法は、予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化ステップと、符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出ステップと、前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築ステップと、動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充ステップと、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充ステップと、前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択ステップとを有し、前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であることを特徴とする送信方法を提供する。
動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法により符号化された符号化ビット列をパケット化して符号化ストリームを得るパケット処理ステップと、パケット化された前記符号化ストリームを送信する送信ステップとコンピュータに実行させ、前記動画像符号化方法は、予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化ステップと、符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出ステップと、前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築ステップと、動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充ステップと、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充ステップと、前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択ステップとを有し、前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であることを特徴とする送信プログラムを提供する。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、動き補償予測に用いる予測情報の候補を状況に応じて導出することにより、伝送する符号化情報の発生符号量を削減させて、符号化効率を向上させることができる。

実施の形態に係る動きベクトルの予測方法を実行する動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る動きベクトルの予測方法を実行する動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 ツリーブロック、符号化ブロックを説明する図である。 予測ブロックの分割モードを説明する図である。 マージモードでの空間マージ候補の予測ブロックを説明する図である。 マージモードでの空間マージ候補の予測ブロックを説明する図である。 マージモードでの空間マージ候補の予測ブロックを説明する図である。 マージモードでの空間マージ候補の予測ブロックを説明する図である。 マージモードでの時間マージ候補の予測ブロックを説明する図である。 マージモードに関する予測ブロック単位でのビットストリームのシンタックスを説明する図である。 マージインデックスのシンタックス要素のエントロピー符号の一例を説明する図である。 第１の実施例の図１の動画像符号化装置のインター予測情報導出部の詳細な構成を示すブロック図である。 第１の実施例の図２の動画像復号装置のインター予測情報導出部の詳細な構成を示すブロック図である。 マージモードでの処理対象の予測ブロックに隣接する予測ブロックを説明する図である。 第１の実施例のマージモードのマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理手順を説明するフローチャートである。 マージモードの空間マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。 時間マージ候補の参照インデックスの導出処理において参照する隣接ブロックを説明する図である。 マージモードの時間マージ候補の参照インデックスの導出処理手順を説明するフローチャートである。 マージモードの時間マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。 マージモードの異なる時間のピクチャの導出処理手順を説明するフローチャートである。 マージモードの異なる時間のピクチャの予測ブロックの導出処理手順を説明するフローチャートである。 マージモードの時間マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。 マージモードの時間マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。 動きベクトルのスケーリング演算処理手順を説明するフローチャートである。 動きベクトルのスケーリング演算処理手順を説明するフローチャートである。 マージモードの追加マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。 マージ候補制限処理手順を説明するフローチャートである。 第２〜７の実施例の図１の動画像符号化装置のインター予測情報導出部の詳細な構成を示すブロック図である。 第２〜７の実施例の図２の動画像復号装置のインター予測情報導出部の詳細な構成を示すブロック図である。 第２〜７の実施例のマージモードのマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理手順を説明するフローチャートである。 第２の実施例のマージモードの有効マージ候補補充処理手順を説明するフローチャートである。 第３の実施例のマージモードの有効マージ候補補充処理手順を説明するフローチャートである。 第４の実施例のマージモードの有効マージ候補補充処理手順を説明するフローチャートである。 第５の実施例のマージモードの追加マージ候補導出処理および有効マージ候補補充処理手順を説明するフローチャートである。 第６〜７の実施例のマージモードの初期化されたインター予測情報をマージ候補として有効にする処理手順を説明するフローチャートである。 従来のＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ／Ｈ．２６４の時間ダイレクトモードを説明する図である。 動画像符号化装置のインター予測情報導出部のインター予測情報選択部の処理手順を説明するフローチャートである。 動画像復号装置のインター予測情報導出部のインター予測情報選択部の処理手順を説明するフローチャートである。

本実施の形態では、動画像の符号化に関し、特にピクチャを任意のサイズ、形状の矩形ブロックに分割し、ピクチャ間でブロック単位に動き補償を行う動画像符号化における符号化効率を向上させる為に、符号化対象ブロックに隣接するブロックまたは符号化済みのピクチャのブロックの動きベクトルから複数の予測動きベクトルを導出し、符号化対象のブロックの動きベクトルと選択された予測動きベクトルとの差分ベクトルを算出して符号化することによって符号量を削減する。あるいは、符号化対象ブロックに隣接するブロックまたは符号化済みのピクチャのブロックの符号化情報を利用することにより、符号化対象ブロックの符号化情報を導出することによって符号量を削減する。また、動画像の復号の場合は、復号対象ブロックに隣接するブロックまたは復号済みのピクチャのブロックの動きベクトルから複数の予測動きベクトルを算出し、符号化ストリームから復号された差分ベクトルと選択された予測動きベクトルとから復号対象のブロックの動きベクトルを算出して復号する。あるいは、復号対象ブロックに隣接するブロックまたは復号済みのピクチャのブロックの符号化情報を利用することにより、復号対象ブロックの符号化情報を導出する。

まず、本実施の形態において使用する技術、及び技術用語を定義する。

（ツリーブロック、符号化ブロックについて）
実施の形態では、ピクチャを１つまたは複数分割したスライスが符号化の基本単位となっており、スライス毎にスライスの種類を示す情報であるスライスタイプが設定される。図３に示されるように、スライス内を任意の同一サイズの正方の矩形の単位にて均等分割する。この単位をツリーブロックと定義し、スライス内での符号化／復号対象ブロック（符号化処理においては符号化対象ブロック、復号処理においては復号対象ブロックのことである。以下、断りのない限り、この意味で用いる。）を特定するためのアドレス管理の基本単位とする。モノクロを除きツリーブロックは１つの輝度信号と２つの色差信号で構成される。ツリーブロックのサイズはピクチャサイズやピクチャ内のテクスチャに応じて、２のべき乗のサイズで自由に設定することができる。ツリーブロックはピクチャ内のテクスチャに応じて、符号化処理を最適にすべく、必要に応じてツリーブロック内の輝度信号、及び色差信号を階層的に４分割（縦横に２分割ずつ）して、ブロックサイズの小さいブロックにすることができる。このブロックをそれぞれ符号化ブロックと定義し、符号化及び復号を行う際の処理の基本単位とする。モノクロを除き符号化ブロックも１つの輝度信号と２つの色差信号で構成される。符号化ブロックの最大サイズはツリーブロックのサイズと同一である。符号化ブロックの最小のサイズとなる符号化ブロックを最小符号化ブロックと呼び、２のべき乗のサイズで自由に設定することができる。

図３においては、符号化ブロックＡは、ツリーブロックを分割せず、１つの符号化ブロックとしたものである。符号化ブロックＢは、ツリーブロックを４分割してできた符号化ブロックである。符号化ブロックＣは、ツリーブロックを４分割してできたブロックをさらに４分割してできた符号化ブロックである。符号化ブロックＤは、ツリーブロックを４分割してできたブロックをさらに階層的に２度４分割してできた符号化ブロックであり、最小サイズの符号化ブロックである。

（予測モードについて）
符号化ブロック単位で、符号化／復号対象ピクチャ内の符号化／復号済み（符号化処理においては符号化した信号を復号したピクチャ、予測ブロック、画像信号等に用い、復号処理においては復号したピクチャ、予測ブロック、画像信号等に用いる。以下、断りのない限り、この意味で用いる。）の周囲の画像信号から予測を行うイントラ予測（MODE_INTRA）、及び符号化／復号済みのピクチャの画像信号から予測を行うインター予測（MODE_INTER）を切り替える。このイントラ予測（MODE_INTRA）とインター予測（MODE_INTER）を識別するモードを予測モード（PredMode）と定義する。予測モード（PredMode）はイントラ予測（MODE_INTRA）、またはインター予測（MODE_INTER）を値として持ち、選択して符号化できる。

（分割モード、予測ブロック、予測ユニットについて）
ピクチャ内をブロックに分割してイントラ予測（MODE_INTRA）及びインター予測（MODE_INTER）を行う場合、イントラ予測及びインター予測の方法を切り替える単位をより小さくするために、必要に応じて符号化ブロックを分割して予測を行う。この符号化ブロックの輝度信号と色差信号の分割方法を識別するモードを分割モード（PartMode）と定義する。さらに、この分割されたブロックを予測ブロックと定義する。図４に示すように、符号化ブロックの輝度信号の分割方法に応じて８種類の分割モード（PartMode）を定義する。

図４（ａ）に示す符号化ブロックの輝度信号を分割せず１つの予測ブロックとみなした分割モード（PartMode）を２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）と定義する。図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す符号化ブロックの輝度信号を上下に並ぶ２つの予測ブロックに分割する分割モード（PartMode）をそれぞれ２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、２Ｎ×ｎＵ分割（PART_2NxnU）、２Ｎ×ｎＤ分割（PART_2NxnD）と定義する。ただし、２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）は上下に１：１の比率で分割した分割モードであり、２Ｎ×ｎＵ分割（PART_2NxnU）は上下に１：３の比率で分割した分割モードであり、２Ｎ×ｎＤ分割（PART_2NxnD）は上下に３：１の比率で分割した分割モードである。図４（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）に示す符号化ブロックの輝度信号を左右に並ぶ２つの予測ブロックに分割する分割モード（PartMode）をそれぞれＮ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）、ｎＬ×２Ｎ分割（PART_nLx2N）、ｎＲ×２Ｎ分割（PART_nRx2N）と定義する。ただし、Ｎ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）は左右に１：１の比率で分割した分割モードであり、ｎＬ×２Ｎ分割（PART_nLx2N）は左右に１：３の比率で分割した分割モードであり、ｎＲ×２Ｎ分割（PART_nRx2N）は左右に３：１の比率で分割した分割モードである。図４（ｈ）に示す符号化ブロックの輝度信号を上下左右に４分割して、４つの予測ブロックとした分割モード（PartMode）をＮ×Ｎ分割（PART_NxN）とそれぞれ定義する。

なお、各分割モード（PartMode）毎に輝度信号の縦横の分割比率と同様に色差信号も分割する。

符号化ブロック内部において、各予測ブロックを特定する為に、０から開始する番号を、符号化順序で、符号化ブロック内部に存在する予測ブロックに対して割り当てる。この番号を分割インデックスPartIdxと定義する。図４の符号化ブロックの各予測ブロックの中に記述された数字は、その予測ブロックの分割インデックスPartIdxを表す。図４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）に示す２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、２Ｎ×ｎＵ分割（PART_2NxnU）、２Ｎ×ｎＤ分割（PART_2NxnD）では上の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを０とし、下の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを１とする。図４（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）に示すＮ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）、ｎＬ×２Ｎ分割（PART_nLx2N）、ｎＲ×２Ｎ分割（PART_nRx2N）では左の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを０とし、右の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを１とする。図４（ｈ）に示すＮ×Ｎ分割（PART_NxN）では、左上の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを０とし、右上の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを１とし、左下の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを２とし、右下の予測ブロックの分割インデックスPartIdxを３とする。

予測モード（PredMode）がインター予測（MODE_INTER）では、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）、２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、２Ｎ×ｎＵ分割（PART_2NxnU）、２Ｎ×ｎＤ分割（PART_2NxnD）、Ｎ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）、ｎＬ×２Ｎ分割（PART_nLx2N）、及びｎＲ×２Ｎ分割（PART_nRx2N）を定義する。最小の符号化ブロックである符号化ブロックＤのみ、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）、２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、２Ｎ×ｎＵ分割（PART_2NxnU）、２Ｎ×ｎＤ分割（PART_2NxnD）、Ｎ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）、ｎＬ×２Ｎ分割（PART_nLx2N）、及びｎＲ×２Ｎ分割（PART_nRx2N）に加えてＮ×Ｎ分割（PART_NxN）を定義することもできるが、本実施の形態においては、分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割（PART_NxN）を定義しないものとする。

予測モード（PredMode）がイントラ予測（MODE_INTRA）では、最小の符号化ブロックである符号化ブロックＤ以外では、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）だけを定義し、最小の符号化ブロックである符号化ブロックＤのみ、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）に加えてＮ×Ｎ分割（PART_NxN）を定義する。なお、最小の符号化ブロック以外にＮ×Ｎ分割（PART_NxN）を定義しない理由は最小の符号化ブロック以外では、符号化ブロックを４分割して小さな符号化ブロックを表現できるからである。

（ツリーブロック、符号化ブロック、予測ブロック、変換ブロックの位置）
本実施の形態のツリーブロック、符号化ブロック、予測ブロック、変換ブロックを始めとする各ブロックの位置は、輝度信号の画面の一番左上の輝度信号の画素の位置を原点（０，０）とし、それぞれのブロックの領域に含まれる一番左上の輝度信号の画素の位置を（ｘ，ｙ）の二次元座標で表す。座標軸の向きは水平方向に右の方向、垂直方向に下の方向をそれぞれ正の向きとし、単位は輝度信号の１画素単位である。輝度信号と色差信号で画像サイズ（画素数）が同じである色差フォーマットが４：４：４の場合ではもちろんのこと、輝度信号と色差信号で画像サイズ（画素数）が異なる色差フォーマットが４：２：０、４：２：２の場合でも色差信号の各ブロックの位置をそのブロックの領域に含まれる輝度信号の画素の座標で表し、単位は輝度信号の１画素である。この様にすることで、色差信号の各ブロックの位置が特定できるのはもちろんのこと、座標の値を比較するだけで、輝度信号のブロックと色差信号のブロックの位置の関係も明確となる。

（インター予測モード、参照リストについて）
本発明の実施の形態においては、符号化／復号済みのピクチャの画像信号から予測を行うインター予測では、複数の復号済みのピクチャを参照ピクチャとして用いることができる。複数の参照ピクチャから選択された参照ピクチャを特定するため、予測ブロック毎に参照インデックスを付ける。Ｂスライスでは予測ブロック毎に任意の２枚の参照ピクチャを選択してインター予測を行うことができ、インター予測モードとしてＬ０予測（Pred_L0）、Ｌ１予測（Pred_L1）、双予測（Pred_BI）がある。参照ピクチャはリスト構造のＬ０（参照リスト０）とＬ１（参照リスト１）で管理され、Ｌ０またはＬ１の参照インデックスを指定することにより参照ピクチャを特定することができる。Ｌ０予測（Pred_L0）はＬ０で管理されている参照ピクチャを参照するインター予測であり、Ｌ１予測（Pred_L1）はＬ１で管理されている参照ピクチャを参照するインター予測であり、双予測（Pred_BI）はＬ０予測とＬ１予測が共に行われ、Ｌ０とＬ１のそれぞれで管理されている１つずつの参照ピクチャを参照するインター予測である。Ｐスライスのインター予測ではＬ０予測のみが使用でき、Ｂスライスのインター予測ではＬ０予測、Ｌ１予測、Ｌ０予測とＬ１予測を平均または重み付け加算する双予測（Pred_BI）が使用できる。以降の処理において出力に添え字ＬＸが付いている定数、変数に関しては、Ｌ０、Ｌ１ごとに処理が行われることを前提とする。

（マージモード、マージ候補）
マージモードとは、符号化／復号対象の予測ブロックの予測モード、参照インデックス、動きベクトル等のインター予測情報を符号化／復号するのではなく、符号化／復号対象の予測ブロックと同一ピクチャ内でその符号化／復号対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、あるいは符号化／復号対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化／復号済みのピクチャの符号化／復号対象の予測ブロックと同一位置あるいはその付近（近傍の位置）に存在する予測ブロックのインター予測情報から符号化／復号対象の予測ブロックのインター予測情報を導出することによりインター予測を行うモードである。符号化／復号対象の予測ブロックと同一ピクチャ内でその符号化／復号対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック及びその予測ブロックのインター予測情報を空間マージ候補、符号化／復号対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化／復号済みのピクチャの符号化／復号対象の予測ブロックと同一位置あるいはその付近（近傍の位置）に存在する予測ブロック及びその予測ブロックのインター予測情報から導出されるインター予測情報を時間マージ候補とする。それぞれのマージ候補はマージ候補リストに登録され、マージインデックスによりインター予測で用いるマージ候補を特定する。

（隣接する予測ブロックについて）
図５、図６、図７及び図８は空間マージ候補の導出、および時間マージ候補の参照インデックスの導出の際に参照する符号化／復号対象の予測ブロックと同一ピクチャ内でその符号化／復号対象の予測ブロックに隣接する予測ブロックを説明する図である。図９は時間マージ候補の導出の際に参照する符号化／復号対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化／復号済みのピクチャにおいて、符号化／復号対象の予測ブロックと同一位置あるいはその付近に存在する既に符号化／復号済みの予測ブロックを説明する図である。図５、図６、図７、図８及び図９を用いて符号化／復号対象の予測ブロックの空間方向に隣接する予測ブロック、及び異なる時間の同一位置の予測ブロックについて説明する。

図５に示すように、符号化／復号対象の予測ブロックと同一ピクチャ内でその符号化／復号対象の予測ブロックの左側の辺に隣接する予測ブロックＡ、上側の辺に隣接する予測ブロックＢ、右上の頂点に隣接する予測ブロックＣ、左下の頂点に隣接する予測ブロックＤ、および左上の頂点に隣接する予測ブロックＥを空間方向に隣接する予測ブロックと定義する。

なお、図６に示すように、符号化／復号対象の予測ブロックの左側の辺に隣接する予測ブロックのサイズが符号化／復号対象の予測ブロックより小さく、複数存在する場合には、本実施の形態においては左側の辺に隣接する予測ブロックの中で最も下の予測ブロックＡ１０だけを左側の辺に隣接する予測ブロックＡとする。

同様に、符号化／復号対象の予測ブロックの上側の辺に隣接する予測ブロックのサイズが符号化／復号対象の予測ブロックより小さく、複数存在する場合には、本実施の形態においては左側の辺に隣接する予測ブロックの中で最も右の予測ブロックＢ１０だけを上側の辺に隣接する予測ブロックＢとする。

なお、図７に示すように、符号化／復号対象の予測ブロックの左側に隣接する予測ブロックＦのサイズが符号化／復号対象の予測ブロックより大きい場合にも、前記条件に従い、左側に隣接する予測ブロックＦがその符号化／復号対象の予測ブロックの左側の辺に隣接していれば予測ブロックＡとし、符号化／復号対象の予測ブロックの左下の頂点に隣接していれば予測ブロックＤとし、符号化／復号対象の予測ブロックの左上の頂点に隣接していれば予測ブロックＥとする。図７の例では、予測ブロックＡ、予測ブロックＤ及び予測ブロックＥは同一の予測ブロックとなる。

なお、図８に示すように、符号化／復号対象の予測ブロックの上側に隣接する予測ブロックＧのサイズが符号化／復号対象の予測ブロックより大きい場合にも、前記条件に従い、上側に隣接する予測ブロックＧがその符号化／復号対象の予測ブロックの上側の辺に隣接していれば予測ブロックＢとし、符号化／復号対象の予測ブロックの右上の頂点に隣接していれば予測ブロックＣとし、符号化／復号対象の予測ブロックの左上の頂点に隣接していれば予測ブロックＥとする。図８の例では、予測ブロックＢ、予測ブロックＣ及び予測ブロックＥは同一の予測ブロックとなる。

図９に示すように、符号化／復号対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化／復号済みのピクチャにおいて、符号化／復号対象の予測ブロックと同一位置あるいはその付近に存在する既に符号化／復号済みの予測ブロックＴ０およびＴ１を異なる時間の同一位置の予測ブロックと定義する。

（ＰＯＣについて）
ＰＯＣは符号化されるピクチャに関連付けられる変数とし、ピクチャの出力／表示順序で１ずつ増加する値が設定される。ＰＯＣの値によって、同じピクチャであるかを判別したり、出力／表示順序でのピクチャ間の前後関係を判別したり、ピクチャ間の距離を導出したりすることができる。例えば、２つのピクチャのＰＯＣが同じ値を持つ場合、同一のピクチャであると判断できる。２つのピクチャのＰＯＣが違う値を持つ場合、ＰＯＣの値が小さいピクチャのほうが、先に出力／表示されるピクチャであると判断でき、２つのピクチャのＰＯＣの差が時間軸方向でのピクチャ間距離を示す。

以下、図面と共に本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。実施の形態の動画像符号化装置は、画像メモリ１０１、ヘッダ情報設定部１１７、動きベクトル検出部１０２、差分動きベクトル算出部１０３、インター予測情報導出部１０４、動き補償予測部１０５、イントラ予測部１０６、予測方法決定部１０７、残差信号生成部１０８、直交変換・量子化部１０９、第１符号化ビット列生成部１１８、第２符号化ビット列生成部１１０、第３符号化ビット列生成部１１１、多重化部１１２、逆量子化・逆直交変換部１１３、復号画像信号重畳部１１４、符号化情報格納メモリ１１５、および復号画像メモリ１１６を備える。

ヘッダ情報設定部１１７は、シーケンス、ピクチャ、スライス単位の情報を設定する。設定されたシーケンス、ピクチャ、スライス単位の情報はインター予測情報導出部１０４、第１符号化ビット列生成部１１８に供給するとともに、図示していないがすべてのブロックに供給する。後述する最大マージ候補数maxNumMergeCandもヘッダ情報設定部１１７で設定される。

画像メモリ１０１は、撮影／表示時間順に供給された符号化対象のピクチャの画像信号を一時格納する。画像メモリ１０１は、格納された符号化対象のピクチャの画像信号を、所定の画素ブロック単位で、動きベクトル検出部１０２、予測方法決定部１０７、および残差信号生成部１０８に供給する。その際、撮影／表示時間順に格納されたピクチャの画像信号は、符号化順序に並べ替えられて、画素ブロック単位で、画像メモリ１０１から出力される。

動きベクトル検出部１０２は、画像メモリ１０１から供給される画像信号と復号画像メモリ１１６から供給される参照ピクチャ間でブロックマッチング等により各予測ブロックサイズ、各予測モードのそれぞれの動きベクトルを各予測ブロック単位で検出し、検出された動きベクトルを動き補償予測部１０５、差分動きベクトル算出部１０３、および予測方法決定部１０７に供給する。

差分動きベクトル算出部１０３は、符号化情報格納メモリ１１５に記憶されている既に符号化された画像信号の符号化情報を用いて、複数の予測動きベクトルの候補を算出して予測動きベクトルリストに登録し、予測動きベクトルリストに登録された複数の予測動きベクトルの候補の中から最適な予測動きベクトルを選択し、動きベクトル検出部１０２が検出した動きベクトルと予測動きベクトルから差分動きベクトルを算出し、算出された差分動きベクトルを予測方法決定部１０７に供給する。さらに、予測動きベクトルリストに登録された予測動きベクトルの候補から選択された予測動きベクトルを特定する予測動きベクトルインデックスを予測方法決定部１０７に供給する。

インター予測情報導出部１０４は、マージモードでのマージ候補を導出する。符号化情報格納メモリ１１５に記憶されている既に符号化された予測ブロックの符号化情報を用いて、複数のマージ候補を導出して後述するマージ候補リストに登録し、マージ候補リストに登録された複数のマージ候補の中から適したマージ候補を選択し、選択されたマージ候補の各予測ブロックのＬ０予測、及びＬ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等のインター予測情報を動き補償予測部１０５に供給するとともに、選択されたマージ候補を特定するマージインデックスを予測方法決定部１０７に供給する。ここで、xP、yPはピクチャ内での予測ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスである。インター予測情報導出部１０４の詳細な構成と動作は後述する。

動き補償予測部１０５は、動きベクトル検出部１０２およびインター予測情報導出部１０４により検出された動きベクトルを用いて参照ピクチャからインター予測（動き補償予測）により予測画像信号を生成し、予測画像信号を予測方法決定部１０７に供給する。なお、Ｌ０予測、及びＬ１予測では、片方向の予測を行う。双予測（Pred_BI）の場合は、双方向の予測を行い、Ｌ０予測、Ｌ１予測のそれぞれのインター予測された信号に適応的に重み係数を掛け算し、オフセット値を加算して重畳し、最終的な予測画像信号を生成する。

イントラ予測部１０６は、各イントラ予測モードについてイントラ予測を行う。復号画像メモリ１１６に格納されている復号済みの画像信号からイントラ予測により予測画像信号を生成し、複数のイントラ予測モードの中から適したイントラ予測モードを選択し、選択されたイントラ予測モード、及び選択されたイントラ予測モードに応じた予測画像信号を予測方法決定部１０７に供給する。

予測方法決定部１０７はそれぞれの予測方法毎に符号化情報及び残差信号の符号量、予測画像信号と画像信号との間の歪量等を評価することにより、複数の予測方法の中から、最適な符号化ブロック単位でインター予測（PRED_INTER）かイントラ予測（PRED_INTRA）かを判別する予測モードPredMode、分割モードPartModeを決定し、インター予測（PRED_INTER）では予測ブロック単位でマージモードか否かを決定し、マージモードの場合はマージインデックス、マージモードでない場合はインター予測モード、予測動きベクトルインデックス、Ｌ０、Ｌ１の参照インデックス、差分動きベクトル等を決定して、決定に応じた符号化情報を第２符号化ビット列生成部１１０に供給する。

さらに、予測方法決定部１０７は、決定された予測方法を示す情報、及び決定された予測方法に応じた動きベクトル等を含む符号化情報を符号化情報格納メモリ１１５に格納する。ここで格納する符号化情報は、各符号化ブロックの予測モードPredMode、分割モードPartMode、各予測ブロックのＬ０予測、及びＬ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等である。ここで、xP、yPはピクチャ内での予測ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスである。なお、予測モードPredModeがイントラ予測（MODE_INTRA）の場合、Ｌ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP]、Ｌ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1[xP][yP]は共に０である。一方、予測モードPredModeがインター予測（MODE_INTER）で、インター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）の場合、Ｌ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP]は１, Ｌ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1[xP][yP]は０である。インター予測モードがＬ１予測（Pred_L1）の場合、Ｌ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP]は０, Ｌ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1[xP][yP]は１である。インター予測モードが双予測（Pred_BI）の場合、Ｌ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP]、Ｌ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1[xP][yP]は共に１である。予測方法決定部１０７は、決定された予測モードに応じた予測画像信号を残差信号生成部１０８と復号画像信号重畳部１１４に供給する。

残差信号生成部１０８は、符号化する画像信号と予測画像信号との減算を行うことにより残差信号を生成し、直交変換・量子化部１０９に供給する。
直交変換・量子化部１０９は、残差信号に対して量子化パラメータに応じて直交変換及び量子化を行い直交変換・量子化された残差信号を生成し、第３符号化ビット列生成部１１１と逆量子化・逆直交変換部１１３に供給する。さらに、直交変換・量子化部１０９は、量子化パラメータを符号化情報格納メモリ１１５に格納する。

第１符号化ビット列生成部１１８は、ヘッダ情報設定部１１７で設定されたシーケンス、ピクチャ、スライス単位の情報を符号化する。第１の符号化ビット列を生成し、多重化部１１２に供給する。後述する最大マージ候補数maxNumMergeCandも第１符号化ビット列生成部１１８で符号化される。

第２符号化ビット列生成部１１０は、符号化ブロック及び予測ブロック毎に予測方法決定部１０７によって決定された予測方法に応じた符号化情報を符号化する。具体的には、符号化ブロック毎のスキップモードかどうかを判別する情報、インター予測（PRED_INTER）かイントラ予測（PRED_INTRA）かを判別する予測モードPredMode、分割モードPartMode、イントラ予測（PRED_INTRA）の場合、イントラ予測モード、インター予測（PRED_INTER）の場合、マージモードかどうかを判別するフラグ、マージモードの場合はマージインデックス、マージモードでない場合はインター予測モード、予測動きベクトルインデックス、差分動きベクトルに関する情報等の符号化情報を後述する規定のシンタックス規則に従って符号化して第２の符号化ビット列を生成し、多重化部１１２に供給する。なお、本実施の形態では、符号化ブロックがスキップモード（シンタックス要素skip_flag[x0][y0]が１）の場合、予測ブロックの予測モードPredModeの値はインター予測（MODE_INTER）で、マージモード（merge_flag[x0][y0]が１）で、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）とする。

第３符号化ビット列生成部１１１は、直交変換及び量子化された残差信号を規定のシンタックス規則に従ってエントロピー符号化して第３の符号化ビット列を生成し、多重化部１１２に供給する。多重化部１１２で、第１の符号化ビット列、第２の符号化ビット列および第３の符号化ビット列を規定のシンタックス規則に従って多重化し、ビットストリームを出力する。

逆量子化・逆直交変換部１１３は、直交変換・量子化部１０９から供給された直交変換・量子化された残差信号を逆量子化及び逆直交変換して残差信号を算出し、復号画像信号重畳部１１４に供給する。復号画像信号重畳部１１４は、予測方法決定部１０７による決定に応じた予測画像信号と逆量子化・逆直交変換部１１３で逆量子化及び逆直交変換された残差信号を重畳して復号画像を生成し、復号画像メモリ１１６に格納する。なお、復号画像に対して符号化によるブロック歪等の歪を減少させるフィルタリング処理を施して、復号画像メモリ１１６に格納されることもある。

図２は図１の動画像符号化装置に対応した本発明の実施の形態に係る動画像復号装置の構成を示すブロックである。実施の形態の動画像復号装置は、分離部２０１、第１符号化ビット列復号部２１２、第２符号化ビット列復号部２０２、第３符号化ビット列復号部２０３、動きベクトル算出部２０４、インター予測情報導出部２０５、動き補償予測部２０６、イントラ予測部２０７、逆量子化・逆直交変換部２０８、復号画像信号重畳部２０９、符号化情報格納メモリ２１０、および復号画像メモリ２１１を備える。

図２の動画像復号装置の復号処理は、図１の動画像符号化装置の内部に設けられている復号処理に対応するものであるから、図２の動き補償予測部２０６、逆量子化・逆直交変換部２０８、復号画像信号重畳部２０９、符号化情報格納メモリ２１０、および復号画像メモリ２１１の各構成は、図１の動画像符号化装置の動き補償予測部１０５、逆量子化・逆直交変換部１１３、復号画像信号重畳部１１４、符号化情報格納メモリ１１５、および復号画像メモリ１１６の各構成とそれぞれ対応する機能を有する。

分離部２０１に供給されるビットストリームは規定のシンタックスの規則に従って分離し、分離された符号化ビット列が第１符号化ビット列復号部２１２、第２符号化ビット列復号部２０２、第３符号化ビット列復号部２０３に供給される。

第１符号化ビット列復号部２１２は、供給された符号化ビット列を復号して、シーケンス、ピクチャ、スライス単位の情報を得る。得られたシーケンス、ピクチャ、スライス単位の情報は図示していないがすべてのブロックに供給する。後述する最大マージ候補数maxNumMergeCandも第１符号化ビット列復号部２１２で復号される。

第２符号化ビット列復号部２０２は、供給された符号化ビット列を復号して、符号化ブロック単位の情報、及び、予測ブロック単位の符号化情報を得る。具体的には、符号化ブロック単位でスキップモードかどうかを判別する情報、インター予測（PRED_INTER）かイントラ予測（PRED_INTRA）かを判別する予測モードPredMode、分割モードPartMode、インター予測（PRED_INTER）の場合、マージモードかどうかを判別するフラグ、マージモードの場合はマージインデックス、マージモードでない場合はインター予測モード、予測動きベクトルインデックス、差分動きベクトル等に関する符号化情報を後述する規定のシンタックス規則に従って復号し、復号された予測モードPredMode、分割モードPartMode等の符号化情報を符号化情報格納メモリ２１０に格納するとともに、動きベクトル算出部２０４、インター予測情報導出部２０５またはイントラ予測部２０７に供給する。なお、本実施の形態では、符号化ブロックがスキップモード（シンタックス要素skip_flag[x0][y0]が１）の場合、予測ブロックの予測モードPredModeの値はインター予測（MODE_INTER）で、マージモード（merge_flag[x0][y0]が１）で、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）とする。

第３符号化ビット列復号部２０３は、供給された符号化ビット列を復号して直交変換・量子化された残差信号を算出し、直交変換・量子化された残差信号を逆量子化・逆直交変換部２０８に供給する。

動きベクトル算出部２０４は、復号対象の予測ブロックの予測モードPredModeがインター予測（PRED_INTER）でマージモードでない時に、符号化情報格納メモリ２１０に記憶されている既に復号された画像信号の符号化情報を用いて、複数の予測動きベクトルの候補を導出して後述する予測動きベクトルリストに登録し、予測動きベクトルリストに登録された複数の予測動きベクトルの候補の中から、第２符号化ビット列復号部２０２で復号され供給される予測動きベクトルインデックスに応じた予測動きベクトルを選択し、第２符号化ビット列復号部２０２で復号された差分ベクトルと選択された予測動きベクトルから動きベクトルを算出し、他の符号化情報とともに動き補償予測部２０６に供給するとともに、符号化情報格納メモリ２１０に格納する。ここで供給・格納する予測ブロックの符号化情報は、Ｌ０予測、及びＬ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等である。ここで、xP、yPはピクチャ内での予測ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスである。予測モードPredModeがインター予測（MODE_INTER）で、インター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）の場合、Ｌ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0は１, Ｌ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1は０である。インター予測モードがＬ１予測（Pred_L1）の場合、Ｌ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0は０, Ｌ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1は１である。インター予測モードが双予測（Pred_BI）の場合、Ｌ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0、Ｌ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1は共に１である。

インター予測情報導出部２０５は、復号対象の予測ブロックの予測モードPredModeがインター予測（PRED_INTER）でマージモードの時に、マージ候補を導出する。符号化情報格納メモリ１１５に記憶されている既に復号された予測ブロックの符号化情報を用いて、複数のマージの候補を導出して後述するマージ候補リストに登録し、マージ候補リストに登録された複数のマージ候補の中から第２符号化ビット列復号部２０２で復号され供給されるマージインデックスに対応したマージ候補を選択し、選択されたマージ候補のＬ０予測、及びＬ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等のインター予測情報を動き補償予測部２０６に供給するとともに、符号化情報格納メモリ２１０に格納する。ここで、xP、yPはピクチャ内での予測ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスである。インター予測情報導出部２０５の詳細な構成と動作は後述する。

動き補償予測部２０６は、動きベクトル算出部２０４またはインター予測情報導出部２０５で算出されたインター予測情報を用いて復号画像メモリ２１１に格納されている参照ピクチャからインター予測（動き補償予測）により予測画像信号を生成し、予測画像信号を復号画像信号重畳部２０９に供給する。なお、双予測（Pred_BI）の場合は、Ｌ０予測、Ｌ１予測の２つの動き補償予測画像信号に必要に応じて適応的に重み係数を掛け算して重畳し、最終的な予測画像信号を生成する。

イントラ予測部２０７は、復号対象の予測ブロックの予測モードPredModeがイントラ予測（PRED_INTRA）の時に、イントラ予測を行う。第２符号化ビット列復号部２０２で復号された符号化情報にはイントラ予測モードが含まれており、イントラ予測モードに応じて、復号画像メモリ２１１に格納されている復号済みの画像信号からイントラ予測により予測画像信号を生成し、予測画像信号を復号画像信号重畳部２０９に供給する。Ｌ０予測、及びＬ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]を共に０に設定し、符号化情報格納メモリ２１０に格納する。ここで、xP、yPはピクチャ内での予測ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスである。

逆量子化・逆直交変換部２０８は、第２符号化ビット列復号部２０２で復号された直交変換・量子化された残差信号に対して逆直交変換及び逆量子化を行い、逆直交変換・逆量子化された残差信号を得る。

復号画像信号重畳部２０９は、動き補償予測部２０６でインター予測された予測画像信号、またはイントラ予測部２０７でイントラ予測された予測画像信号と、逆量子化・逆直交変換部２０８により逆直交変換・逆量子化された残差信号とを重畳することにより、復号画像信号を復号し、復号画像メモリ２１１に格納する。復号画像メモリ２１１に格納する際には、復号画像に対して符号化によるブロック歪等を減少させるフィルタリング処理を施して、復号画像メモリ２１１に格納されることもある。

（シンタックスについて）
次に、本実施の形態に係る動きベクトルの予測方法を備える動画像符号化装置により符号化され、復号装置により復号される動画像のビットストリームの符号化および復号の共通規則であるシンタックスについて説明する。

本実施の形態においてはヘッダ情報設定部１１７で、シーケンス単位、ピクチャ単位またはスライス単位でマージ候補リストmergeCandListに登録される最大マージ候補数maxNumMergeCandを設定し、シンタックス要素として動画像符号化装置の第１符号化ビット列生成部１１８で符号化され、動画像復号装置の第１符号化ビット列復号部２１２で復号される。最大マージ候補数maxNumMergeCandには０から５までの値を設定できるものとし、主に動画像符号化装置の演算処理量を減らす際に、最大マージ候補数maxNumMergeCandに小さな値を設定する。なお、最大マージ候補数maxNumMergeCandに０が設定された場合は、規定のインター予測情報をマージ候補として用いる。本実施の形態の説明においては、最大マージ候補数maxNumMergeCandを５として説明する。

図１０は予測ブロック単位に記述されるシンタックス規則を示す。本実施の形態では、符号化ブロックがスキップモード（シンタックス要素skip_flag[x0][y0]が１）の場合、予測ブロックの予測モードPredModeの値はインター予測（MODE_INTER）で、マージモード（merge_flag[x0][y0]が１）で、分割モード（PartMode）は２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）とする。merge_flag[x0][y0]が１の場合、マージモードであることを示し、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が１より大きい場合に、参照するマージ候補のリストであるマージリストのインデックスのシンタックス要素merge_idx[x0][y0]が設置される。skip_flag[x0][y0]が１の場合、スキップモードであることを示し、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が１より大きい場合に、参照するマージ候補のリストであるマージリストのインデックスのシンタックス要素merge_idx[x0][y0]が設置される。

予測ブロックの予測モードPredModeの値がインター予測（MODE_INTER）の場合、マージモードかどうかを示すmerge_flag[x0][y0]が設置される。ここで、x0、y0は輝度信号のピクチャ内での予測ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスであり、merge_flag[x0][y0]はピクチャ内の(x0, y0)に位置する予測ブロックのマージモードかどうかを示すフラグである。

次に、merge_flag[x0][y0]が１の場合、マージモードであることを示し、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が１より大きい場合に、参照するマージ候補のリストであるマージリストのインデックスのシンタックス要素merge_idx[x0][y0]が設置される。ここで、x0、y0はピクチャ内での予測ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスであり、merge_idx[x0][y0]はピクチャ内の(x0, y0)に位置する予測ブロックのマージインデックスである。マージインデックスをエントロピー符号化／復号する場合、マージ候補数が小さい程、小さい符号量で符号化／復号することができ、少ない処理量で符号化／復号することができる。図１１はマージインデックスのシンタックス要素merge_idx[x0][y0]のエントロピー符号（コード）の一例である。最大マージ候補数が２の場合、マージインデックスが0, 1の時、マージインデックスのシンタックス要素merge_idx[x0][y0]の符号はそれぞれ'０'、'１'となる。最大マージ候補数が３の場合、マージインデックスが０、１、２の時、マージインデックスのシンタックス要素merge_idx[x0][y0]の符号はそれぞれ'０'、'１０'、'１１'となる。最大マージ候補数が４の場合、マージインデックスが０、１、２、３の時、マージインデックスのシンタックス要素merge_idx[x0][y0]の符号はそれぞれ'０'、'１０'、'１１０'、'１１１'となる。最大マージ候補数が５の場合、マージインデックスが０、１、２、３、４の時、マージインデックスのシンタックス要素merge_idx[x0][y0]の符号はそれぞれ'０'、'１０'、'１１０'、'１１１０'、'１１１１'となる。つまり、マージ候補リストmergeCandListに登録される最大マージ候補数maxNumMergeCandがわかっている場合、最大マージ候補数maxNumMergeCandが少ない方がマージインデックスを小さい符号量で表現可能である。本実施の形態においては、図１１に示すようにマージ候補数に応じて、マージインデックスのそれぞれの値を示す符号を切り替えることでマージインデックスの符号量を削減する。本実施の形態においては、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値以上の値を持つマージインデックスは符号化、復号されることはない。なお、最大マージ候補数maxNumMergeCandが１の場合、マージインデックスを符号化／復号せず、マージインデックスは０である。また、最大マージ候補数が０の場合、規定のインター予測情報をマージ候補として用いるため、マージインデックスは不要である。

一方、merge_flag[x0][y0]が０の場合、マージモードでないことを示し、スライスタイプがＢスライスの場合、インター予測モードを識別するシンタックス要素inter_pred_flag[x0][y0]が設置され、このシンタックス要素でＬ０予測（Pred_L0）、Ｌ１予測（Pred_L1）、双予測（Pred_BI）を識別する。Ｌ０、Ｌ１ごとに、参照ピクチャを特定するための参照インデックスのシンタックス要素ref_idx_l0[x0][y0]、ref_idx_l1[x0][y0]、動きベクトル検出にて求められた予測ブロックの動きベクトルと予測動きベクトルとの差分である差分動きベクトルのシンタックス要素mvd_l0[x0][y0][j]、mvd_l1[x0][y0][j]が設置される。ここで、x0、y0はピクチャ内での予測ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスであり、ref_idx_l0[x0][y0]、mvd_l0[x0][y0][j]はそれぞれピクチャ内の(x0, y0)に位置する予測ブロックのＬ０の参照インデックス、及び差分動きベクトルであり、ref_idx_l1[x0][y0]、mvd_l1[x0][y0][j]はそれぞれピクチャ内の(x0, y0)に位置する予測ブロックのＬ１の参照インデックス、及び差分動きベクトルである。また、ｊは差分動きベクトルの成分を表し、ｊが０はｘ成分を、ｊが１はｙ成分を表す。次に、参照する予測動きベクトルの候補のリストである予測動きベクトルリストのインデックスのシンタックス要素mvp_idx_l0[x0][y0]、mvp_idx_l1[x0][y0]が設置される。ここで、x0、y0はピクチャ内での予測ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスであり、mvp_idx_l0[x0][y0]、mvp_idx_l1[x0][y0]はピクチャ内の(x0, y0)に位置する予測ブロックのＬ０、Ｌ１の予測動きベクトルインデックスである。本発明の本実施の形態においてはこれらの候補数の値を２と設定する。

実施の形態に係るインター予測情報導出方法は、図１の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４及び図２の動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５において実施される。

実施の形態に係るインター予測情報導出方法を図面を用いて説明する。動きベクトルの予測方法は、符号化ブロックを構成する予測ブロック単位に、符号化及び復号の処理の何れでも実施される。予測ブロックの予測モードPredModeがインター予測（MODE_INTER）で、スキップモードを含むマージモードの場合に、符号化の場合、符号化済みの予測ブロックの予測モード、参照インデックス、動きベクトルを利用して符号化対象の予測ブロックの予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出する際、復号の場合、復号済みの予測ブロックの予測モード、参照インデックス、動きベクトルを利用して復号対象の予測ブロックの予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出する際に実施される。

マージモードは図５、図６、図７及び図８を用いて説明した左に隣接する予測ブロックＡ、上に隣接する予測ブロックＢ、右上に隣接する予測ブロックＣ、左下に隣接する予測ブロックＤ、左上に隣接する予測ブロックＥの５つの予測ブロックに加えて、図９を用いて説明した異なる時間の同一位置あるいはその付近に存在する予測ブロックＣｏｌ（Ｔ０、Ｔ１のいずれか）の予測ブロックからマージ候補を導出する。動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４、及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５はそれらのマージ候補を符号化側と復号側で共通の規定の順序でマージ候補リストに登録し、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４がマージ候補リストの要素を特定するマージインデックスを決定して第２符号化ビット列生成部１１０を経由して符号化し、動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５は第２符号化ビット列復号部２０２で復号されたマージインデックスが供給されて、そのマージインデックスに応じた予測ブロックをマージ候補リストから選択し、その選択されたマージ候補の予測モード、参照インデックス、動きベクトル等のインター予測情報を用いて、動き補償予測を行う。

実施の形態に係る第１の実施例のインター予測情報導出方法を図面を用いて説明する。図１２は、実施の形態に係る第１の実施例の図１の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の詳細な構成を示す図である。また、図１３は、実施の形態に係る第１の実施例の図２の動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の詳細な構成を示す図である。

図１２及び図１３の太枠線で囲まれる部分はそれぞれ、インター予測情報導出部１０４及びインター予測情報導出部２０５を示している。

更に、それらの内部の太点線で囲まれる部分はそれぞれのマージ候補を導出してマージ候補リストを構築する動画像符号化装置のマージ候補リストの構築部１２０及び動画像復号装置のマージ候補リストの構築部２２０を示しており、実施の形態の動画像符号化装置と対応する動画像復号装置にも同様に設置され、符号化と復号で矛盾しない同一の判定結果を得られるようにしている。

実施の形態に係るインター予測情報導出方法においては、動画像符号化装置のマージ候補リストの構築部１２０及び動画像復号装置のマージ候補リストの構築部２２０でのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理において、処理対象となる予測ブロックを含む符号化ブロックと同じ符号化ブロックに含まれる予測ブロックを参照せずに、処理対象の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理を行うものとする。この様にすることで、符号化ブロックの分割モード（PartMode）が、２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）でない場合、すなわち、符号化ブロック内に複数の予測ブロックが存在する場合に、符号化側で符号化ブロック内でそれぞれの予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を並列に処理することが可能となる。

符号化ブロック内でのそれぞれの予測ブロックのマージ候補リストの構築の並列処理について、図１４を用いて分割モード（PartMode）毎に説明する。図１４は処理対象の符号化ブロックの分割モード（PartMode）毎に処理対象の予測ブロックに隣接する予測ブロックを説明する図である。図１４において、Ａ０、Ｂ０、Ｃ０、Ｄ０、Ｅ０は分割インデックスPartIdxが０の処理対象の予測ブロックのそれぞれ左側の辺に隣接する予測ブロックＡ、上側の辺に隣接する予測ブロックＢ、右上の頂点に隣接する予測ブロックＣ、左下の頂点に隣接する予測ブロックＤ、および左上の頂点に隣接する予測ブロックＥを示し、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１、Ｅ１は分割インデックスPartIdxが１の処理対象の予測ブロックのそれぞれ左側の辺に隣接する予測ブロックＡ、上側の辺に隣接する予測ブロックＢ、右上の頂点に隣接する予測ブロックＣ、左下の頂点に隣接する予測ブロックＤ、および左上の頂点に隣接する予測ブロックＥを示し、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２、Ｅ２は分割インデックスPartIdxが２の処理対象の予測ブロックのそれぞれ左側の辺に隣接する予測ブロックＡ、上側の辺に隣接する予測ブロックＢ、右上の頂点に隣接する予測ブロックＣ、左下の頂点に隣接する予測ブロックＤ、および左上の頂点に隣接する予測ブロックＥを示し、Ａ３、Ｂ３、Ｃ３、Ｄ３、Ｅ３は分割インデックスPartIdxが３の処理対象の予測ブロックのそれぞれ左側の辺に隣接する予測ブロックＡ、上側の辺に隣接する予測ブロックＢ、右上の頂点に隣接する予測ブロックＣ、左下の頂点に隣接する予測ブロックＤ、および左上の頂点に隣接する予測ブロックＥを示す。

図１４（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は処理対象の符号化ブロックを上下に並ぶ２つの予測ブロックに分割する分割モード（PartMode）が２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、２Ｎ×ｎＵ分割（PART_2NxnU）、２Ｎ×ｎＤ分割（PART_2NxnD）での隣接する予測ブロックを示す図である。PartIdxが１の処理対象の予測ブロックに隣接する予測ブロックＢ１はPartIdxが０の予測ブロックである。したがって、予測ブロックＢ１を参照して、PartIdxが１の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理を行うには、予測ブロックＢ１である同じ符号化ブロックに属するPartIdxが０の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理が完了し、利用するマージ候補を特定した後でないと、処理を行うことができない。したがって、実施の形態に係るインター予測情報導出方法においては、分割モード（PartMode）が２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、２Ｎ×ｎＵ分割（PART_2NxnU）、２Ｎ×ｎＤ分割（PART_2NxnD）で、処理対象の予測ブロックのPartIdxが１では、PartIdxが０の予測ブロックである予測ブロックＢ１を参照せずに、PartIdxが１の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を行うことにより、符号化ブロック内の２つの予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を並列に処理することが可能となる。

図１４（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）は処理対象の符号化ブロックを左右に並ぶ２つの予測ブロックに分割するモードを示す分割モード（PartMode）がＮ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）、ｎＬ×２Ｎ分割（PART_nLx2N）、ｎＲ×２Ｎ分割（PART_nRx2N）での隣接する予測ブロックを示す図である。PartIdxが１の処理対象の予測ブロックに隣接する予測ブロックＡ１はPartIdxが０の予測ブロックである。したがって、予測ブロックＡ１を参照して、PartIdxが１の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理を行うには、予測ブロックＡ１である同じ符号化ブロックに属するPartIdxが０の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理が完了し、利用するマージ候補を特定した後でないと、処理を行うことができない。したがって、実施の形態に係るインター予測情報導出方法においては、分割モード（PartMode）がＮ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）、ｎＬ×２Ｎ分割（PART_nLx2N）、ｎＲ×２Ｎ分割（PART_nRx2N）で、処理対象の予測ブロックのPartIdxが１では、PartIdxが０の予測ブロックである予測ブロックＡ１を参照せずに、PartIdxが１の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を行うことにより、符号化ブロック内のそれぞれの予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を並列に処理することが可能となる。

図１４（ｈ）は処理対象の符号化ブロックを上下左右に４分割して４つの予測ブロックとした分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割（PART_NxN）での隣接する予測ブロックを示す図である。PartIdxが１の処理対象の予測ブロックに隣接する予測ブロックＡ１はPartIdxが０の予測ブロックである。したがって、予測ブロックＡ１を参照してPartIdxが１の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理を行うには、予測ブロックＡ１である同じ符号化ブロックに属するPartIdxが０の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理が完了し、利用するマージ候補を特定した後でないと、処理を行うことができない。したがって、実施の形態に係るインター予測情報導出方法においては、分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割（PART_NxN）で、処理対象の予測ブロックのPartIdxが１では、PartIdxが０の予測ブロックである予測ブロックＡ１を参照せずに、PartIdxが１の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を行うことにより、符号化ブロック内のそれぞれの予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を並列に処理することが可能となる。PartIdxが２の処理対象の予測ブロックに隣接する予測ブロックＢ２はPartIdxが０の予測ブロックであり、予測ブロックＣ２はPartIdxが１の予測ブロックである。したがって、予測ブロックＢ２及びＣ２を参照してPartIdxが２の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理を行うには、予測ブロックＢ２及びＣ２である同じ符号化ブロックに属するPartIdxが０及び１の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理が完了し、利用するマージ候補を特定した後でないと、処理を行うことができない。したがって、実施の形態に係るインター予測情報導出方法においては、分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割（PART_NxN）で、処理対象の予測ブロックのPartIdxが２では、PartIdxが０及び１の予測ブロックである予測ブロックＢ２及びＣ２を参照せずに、PartIdxが２の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を行うことにより、符号化ブロック内のそれぞれの予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を並列に処理することが可能となる。PartIdxが３の処理対象の予測ブロックに隣接する予測ブロックＥ３はPartIdxが０の予測ブロックであり、予測ブロックＢ３はPartIdxが１の予測ブロックであり、予測ブロックＡ３はPartIdxが２の予測ブロックである。したがって、予測ブロックＥ３、Ｂ３及びＡ３を参照してPartIdxが３の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理を行うには、予測ブロックＥ３、Ｂ３及びＡ３である同じ符号化ブロックに属するPartIdxが０、１及び２の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リスト構築処理が完了し、利用するマージ候補を特定した後でないと、処理を行うことができない。したがって、実施の形態に係るインター予測情報導出方法においては、分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割（PART_NxN）で、処理対象の予測ブロックのPartIdxが３では、PartIdxが０、１及び２の予測ブロックである予測ブロックＥ３、Ｂ３及びＡ３を参照せずに、PartIdxが３の予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を行うことにより、符号化ブロック内のそれぞれの予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理を並列に処理することが可能となる。

図１２の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４は、マージ候補リスト生成部１３０、空間マージ候補生成部１３１、時間マージ候補の参照インデックス導出部１３２、時間マージ候補生成部１３３、追加マージ候補生成部１３４、マージ候補制限部１３６およびインター予測情報選択部１３７を含む。

図１３の動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５は、マージ候補リスト生成部２３０、空間マージ候補生成部２３１、時間マージ候補の参照インデックス導出部２３２、時間マージ候補生成部２３３、追加マージ候補生成部２３４、マージ候補制限部２３６およびインター予測情報選択部２３７を含む。

図１５は本発明の実施の形態に係る第１の実施例の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リストの構築部１２０及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リストの構築部２２０とで共通する機能を有するマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理の手順を説明するフローチャートである。
以下、諸過程を順を追って説明する。なお、以下の説明においては特に断りのない限りスライスタイプslice_typeがＢスライスの場合について説明するが、Ｐスライスの場合にも適用できる。ただし、スライスタイプslice_typeがＰスライスの場合、インター予測モードとしてＬ０予測（Pred_L0）だけがあり、Ｌ１予測（Pred_L1）、双予測（Pred_BI）がないので、Ｌ１に纏わる処理を省略することができる。なお、本実施の形態において、動画像符号化装置および動画像復号装置において、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が０の場合、図１５のマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理を省略することができる。

まず、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リスト生成部１３０及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リスト生成部２３０では、マージ候補リストmergeCandListを用意する（図１５のステップＳ１００）。マージ候補リストmergeCandListはリスト構造を成し、マージ候補リスト内部の所在を示すマージインデックスと、インデックスに対応するマージ候補を要素として格納する記憶領域が設けられている。マージインデックスの数字は０から開始され、マージ候補リストmergeCandListの記憶領域に、マージ候補が格納される。以降の処理では、マージ候補リストmergeCandListに登録されたマージインデックスｉのマージ候補となる予測ブロックは、mergeCandList[i]で表すこととし、マージ候補リストmergeCandListとは配列表記をすることで区別することとする。本実施の形態においては、マージ候補リストmergeCandListは少なくとも５個のマージ候補（インター予測情報）を登録することができるものとする。さらに、マージ候補リストmergeCandListに登録されているマージ候補数を示す変数numMergeCandに０を設定する。用意されたマージ候補リストmergeCandListは動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の空間マージ候補生成部１３１及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の空間マージ候補生成部２３１にそれぞれ供給される。

動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の空間マージ候補生成部１３１及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の空間マージ候補生成部２３１では、動画像符号化装置の符号化情報格納メモリ１１５または動画像復号装置の符号化情報格納メモリ２１０に格納されている符号化情報から、符号化／復号対象ブロックに隣接するそれぞれの予測ブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅからの空間マージ候補Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを導出して、導出された空間マージ候補をマージ候補リストmergeCandListに登録する（図１５のステップＳ１０１）。ここで、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅまたは時間マージ候補Ｃｏｌのいずれかを示すＮを定義する。予測ブロックＮのインター予測情報が空間マージ候補Ｎとして利用できるかどうかを示すフラグavailableFlagN、空間マージ候補ＮのＬ０の参照インデックスrefIdxL0N及びＬ１の参照インデックスrefIdxL1N、Ｌ０予測が行われるかどうかを示すＬ０予測フラグpredFlagL0NおよびＬ１予測が行われるかどうかを示すＬ１予測フラグpredFlagL1N、Ｌ０の動きベクトルmvL0N、Ｌ１の動きベクトルmvL1Nを導出する。ただし、本実施の形態においては処理対象となる予測ブロックを含む符号化ブロックと同じ符号化ブロックに含まれる予測ブロックを参照せずに、マージ候補を導出するので、処理対象の予測ブロックを含む符号化ブロックと同じ符号化ブロックに含まれる空間マージ候補は導出しない。ステップＳ１０１の詳細な処理手順については図１６のフローチャートを用いて後ほど詳細に説明する。マージ候補リストmergeCandListは動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の時間マージ候補生成部１３３及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の時間マージ候補生成部２３３にそれぞれ供給される。

続いて、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の時間マージ候補の参照インデックス導出部１３２及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の時間マージ候補の参照インデックス導出部２３２では、符号化／復号対象ブロックに隣接する予測ブロックから時間マージ候補の参照インデックスを導出して、導出された参照インデックスを動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の時間マージ候補生成部１３３及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の時間マージ候補生成部２３３に供給する（図１５のステップＳ１０２）。ただし、本実施の形態においては処理対象となる予測ブロックを含む符号化ブロックと同じ符号化ブロックに含まれる予測ブロックを参照せずに、時間マージ候補の参照インデックスを導出する。スライスタイプslice_typeがＰスライスで時間マージ候補のインター予測情報を用いてインター予測を行う場合は、Ｌ０予測（Pred_L0）を行うために、Ｌ０の参照インデックスだけを導出し、スライスタイプslice_typeがＢスライスで時間マージ候補のインター予測情報を用いてインター予測を行う場合は、双予測（Pred_BI）を行うために、Ｌ０とＬ１のそれぞれの参照インデックスを導出する。ステップＳ１０２の詳細な処理手順については図１８のフローチャートを用いて後ほど詳細に説明する。

続いて、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の時間マージ候補生成部１３３及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の時間マージ候補生成部２３３では、異なる時間のピクチャからの時間マージ候補を導出して、導出された時間マージ候補をマージ候補リストmergeCandListに登録する（図１５のステップＳ１０３）。時間マージ候補が利用できるかどうかを示すフラグavailableFlagCol、時間マージ候補のＬ０予測が行われるかどうかを示すＬ０予測フラグpredFlagL0ColおよびＬ１予測が行われるかどうかを示すＬ１予測フラグpredFlagL1Col、及びＬ０の動きベクトルmvL0N、Ｌ１の動きベクトルmvL1Nを導出する。ステップＳ１０３の詳細な処理手順については図１９のフローチャートを用いて後ほど詳細に説明する。マージ候補リストmergeCandListは動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の追加マージ候補生成部１３４及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の追加マージ候補生成部２３４にそれぞれ供給される。

続いて、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の追加マージ候補生成部１３４及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の追加マージ候補生成部２３４では、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numMergeCandが、最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandを上限として追加マージ候補を導出して、マージ候補リストmergeCandListに登録する（図１５のステップＳ１０４）。最大マージ候補数maxNumMergeCandを上限として、Ｐスライスでは、異なる参照インデックスで動きベクトルが（０，０）の値を持つ予測モードがＬ０予測（Pred_L0）のマージ候補を追加する。Ｂスライスでは、異なる参照インデックスで動きベクトルが（０，０）の値を持つ予測モードが双予測（Pred_BI）のマージ候補を追加する。ステップＳ１０４の詳細な処理手順については図２６のフローチャートを用いて後ほど詳細に説明する。なお、Ｂスライスでは、すでに登録されているマージ候補同士のＬ０予測とＬ１予測の組み合わせを変更した予測モードが双予測（Pred_BI）のマージ候補を導出して登録してもよい。マージ候補リストmergeCandListは動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補制限部１３６及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補制限部２３６にそれぞれ供給される。

続いて、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補制限部１３６及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補制限部２３６では、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numMergeCandの値が最大マージ候補数maxNumMergeCandよりも大きい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numMergeCandの値を最大マージ候補数maxNumMergeCandに制限する（図１５のステップＳ１０６）。マージ候補リストmergeCandListは動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のインター予測情報選択部１３７及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のインター予測情報選択部２３７にそれぞれ供給される。ステップＳ１０６の詳細な処理手順について、図２７のフローチャートを用いて説明する。

最大マージ候補数maxNumMergeCandより大きい場合（図２７のステップＳ７１０１のＹＥＳ）、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numMergeCandの値を最大マージ候補数maxNumMergeCandに更新する（図２７のステップＳ７１０２）。ステップＳ７１０２の処理はマージ候補リストmergeCandList内のマージインデックスが(maxNumMergeCand-1)よりも大きいすべてのマージ候補へのアクセスを禁止し、マージ候補リストmergeCandListに登録されるマージ候補数を最大マージ候補数maxNumMergeCandに制限することを意味する。

本実施の形態においては、スライス単位でマージ候補リストmergeCandList内に登録されるマージ候補数を固定した数に設定している。マージ候補リストmergeCandList内に登録されるマージ候補数を固定する理由はマージ候補リストmergeCandList内に登録されるマージ候補数がマージ候補リストの構築状態に応じて変動すると、エントロピー復号とマージ候補リストの構築に依存関係が生じ、復号側では予測ブロック毎にマージ候補リストを構築しマージ候補リストmergeCandList内に登録されるマージ候補数を導出してからでないと、マージインデックスをエントロピー復号することができず、マージインデックスの復号に遅延が生じるとともにエントロピー復号が複雑になるためである。さらに、エントロピー復号が異なる時間のピクチャの予測ブロックから導出されたマージ候補Colを含むマージ候補リストの構築状態に依存すると、別のピクチャの符号化ビット列の復号時にエラーが発生した際に現在のピクチャの符号化ビット列もそのエラーの影響を受けて正常なマージ候補リストmergeCandList内に登録されるマージ候補数を導出することができず正常にエントロピー復号を続けることができない問題がある。本実施の形態の様にスライス単位でマージ候補リストmergeCandList内に登録されるマージ候補数を固定した数に設定すると、予測ブロック単位でのマージ候補リストmergeCandList内に登録されるマージ候補数の導出が不要となり、マージ候補リストの構築と独立して、マージインデックスをエントロピー復号することができるとともに、別のピクチャの符号化ビット列の復号時にエラーが発生してもその影響を受けずに現在のピクチャの符号化ビット列のエントロピー復号を続けることができる。本実施の形態においては、スライス単位でマージ候補リストmergeCandList内に登録されるマージ候補数を示すシンタックス要素が符号化されるものとし、mergeCandList内に登録されるマージ候補数を最大マージ候補数maxNumMergeCandと定義する。

次に、図１５のステップＳ１０１の処理手順である符号化／復号対象ブロックに隣接する予測ブロックＮからのマージ候補Ｎの導出方法について詳細に説明する。図１６は図１５のステップＳ１０１の空間マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。Ｎには隣接する予測ブロックの領域を表すＡ（左側）、Ｂ（上側）、Ｃ（右上）、Ｄ（左下）またはＥ（左上）が入る。なお、本実施の形態においては、隣接する５つの予測ブロックから最大４つの空間マージ候補を導出する。

図１６で、変数ＮをＡとして符号化／復号対象の予測ブロックの左側に隣接する予測ブロックＡの符号化情報を調べてマージ候補Ａを導出し、変数ＮをＢとして上側に隣接する予測ブロックＢの符号化情報を調べてマージ候補Ｂを導出し、変数ＮをＣとして右上側に隣接する予測ブロックＣの符号化情報を調べてマージ候補Ｃを導出し、変数ＮをＤとして左下側に隣接する予測ブロックＤの符号化情報を調べてマージ候補Ｄを導出し、変数ＮをＥとして左上側に隣接する予測ブロックＥの符号化情報を調べてマージ候補Ｅを導出し、マージ候補リストに登録する（図１６のステップＳ１１０１〜ステップＳ１１１８）。

まず、変数ＮがＥで、フラグavailableFlagA, availableFlagB, availableFlagC, availableFlagDの値を加算して合計が４の場合（図１６のステップＳ１１０２のＹＥＳ）、すなわち４つの空間マージ候補が導出された場合、マージ候補ＥのフラグavailableFlagEを０に設定し（図１６のステップＳ１１０７）、マージ候補Ｅの動きベクトルmvL0E, mvL1Eの値を共に（０，０）に設定し（図１６のステップＳ１１０８）、マージ候補ＥのフラグpredFlagL0E、predFlagL1Eの値を共に０に設定し（図１６のステップＳ１１０９）、ステップＳ１１１８に進み、本空間マージ候補導出処理を終了する。

本実施の形態においては、隣接する予測ブロックから最大で４つのマージ候補を導出するので、既に４つの空間マージ候補が導出された場合はそれ以上の空間マージ候補の導出処理を行う必要がない。

一方、変数ＮがＥでないか、フラグavailableFlagA, availableFlagB, availableFlagC, availableFlagDの値を加算して合計が４でない場合（図１６のステップＳ１１０２のＮＯ）、すなわち４つの空間マージ候補が導出されていない場合、ステップＳ１１０３に進む。隣接する予測ブロックＮが導出対象の予測ブロックを含む符号化ブロックと同じ符号化ブロックに含まれる場合（図１６のステップＳ１１０３のＹＥＳ）、マージ候補ＮのフラグavailableFlagNの値を０に設定し（図１６のステップＳ１１０７）、マージ候補Ｎの動きベクトルmvL0N, mvL1Nの値を共に（０，０）に設定し（図１６のステップＳ１１０８）、マージ候補ＮのフラグpredFlagL0N、predFlagL1Nの値を共に０に設定し（図１６のステップＳ１１０９）、ステップＳ１１１８に進む。隣接する予測ブロックＮが導出対象の予測ブロックを含む符号化ブロックと同じ符号化ブロックに含まれる場合（図１６のステップＳ１１０３のＹＥＳ）、隣接する予測ブロックＮを参照しないことで、予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理の並列処理を可能とする。

具体的には、分割モード（PartMode）が２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、２Ｎ×ｎＵ分割（PART_2NxnU）または２Ｎ×ｎＤ分割（PART_2NxnD）で、処理対象の予測ブロックのPartIdxが１で、隣接する予測ブロックＢの場合が、隣接する予測ブロックＮが導出対象の予測ブロックを含む符号化ブロックと同じ符号化ブロックに含まれる場合である。この場合、隣接する予測ブロックＢはPartIdxが０の予測ブロックであるので、隣接する予測ブロックＢを参照しないことで、予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理の並列処理を可能とする。

さらに、分割モード（PartMode）がＮ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）、ｎＬ×２Ｎ分割（PART_nLx2N）またはｎＲ×２Ｎ分割（PART_nRx2N）で、処理対象の予測ブロックのPartIdxが１で、隣接する予測ブロックＡの場合も、隣接する予測ブロックＮが導出対象の予測ブロックを含む符号化ブロックと同じ符号化ブロックに含まれる場合である。この場合も、隣接する予測ブロックＡはPartIdxが０の予測ブロックであるので、隣接する予測ブロックＡを参照しないことで、予測ブロックのマージ候補導出及びマージ候補リストの構築処理の並列処理を可能とする。

さらに、分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割（PART_NxN）で、処理対象の予測ブロックのPartIdxが１、２または３の場合も、隣接する予測ブロックＮが導出対象の予測ブロックを含む符号化ブロックと同じ符号化ブロックに含まれることがある。

一方、隣接する予測ブロックＮが処理対象の予測ブロックを含む符号化ブロックと同じ符号化ブロックに含まれない場合（図１６のステップＳ１１０３のＮＯ）、符号化／復号対象の予測ブロックに隣接する予測ブロックＮを特定し、それぞれの予測ブロックＮが利用できる場合は符号化情報格納メモリ１１５または２１０から予測ブロックＮの符号化情報を取得する（図１６のステップＳ１１０４）。

隣接する予測ブロックＮが利用できないか（図１６のステップＳ１１０５のＮＯ）、予測ブロックＮの予測モードPredModeがイントラ予測（MODE_INTRA）である場合（図１６のステップＳ１１０６のＮＯ）、マージ候補ＮのフラグavailableFlagNの値を０に設定し（図１６のステップＳ１１０７）、マージ候補Ｎの動きベクトルmvL0N, mvL1Nの値を共に（０，０）に設定し（図１６のステップＳ１１０８）、マージ候補ＮのフラグpredFlagL0N、predFlagL1Nの値を共に０に設定し（ステップＳ１１０９）、ステップＳ１１１８に進む。ここで、隣接する予測ブロックＮが利用できない場合とは、具体的には隣接する予測ブロックＮが符号化／復号対象スライスの外に位置する場合や、まだ符号化／復号処理順序で後のため、符号化／復号処理が完了していない場合等が該当する。

一方、隣接する予測ブロックＮが導出対象の予測ブロックの符号化ブロックと同じ符号化ブロック外で（図１６のステップＳ１１０４のＹＥＳ）、隣接する予測ブロックＮが利用でき（図１６のステップＳ１１０５のＹＥＳ）、予測ブロックＮの予測モードPredModeがイントラ予測（MODE_INTRA）でない場合（図１６のステップＳ１１０６のＹＥＳ）、予測ブロックＮのインター予測情報をマージ候補Ｎのインター予測情報とする。マージ候補ＮのフラグavailableFlagNの値を１に設定し（図１６のステップＳ１１１０）、マージ候補Ｎの動きベクトルmvL0N, mvL1Nをそれぞれ予測ブロックＮの動きベクトルmvL0N[xN][yN], mvL1N[xN][yN]と同じ値に設定し（図１６のステップＳ１１１１）、マージ候補Ｎの参照インデックスrefIdxL0N, refIdxL1Nをそれぞれ予測ブロックＮの参照インデックスrefIdxL0[xN][yN], refIdxL1[xN][yN]と同じ値に設定し（図１６のステップＳ１１１２）、マージ候補ＮのフラグpredFlagL0N, predFlagL1Nをそれぞれ予測ブロックＮのフラグpredFlagL0[xN][yN], predFlagL1[xN][yN]に設定する（図１６のステップＳ１１１３）。ここで、xN、yNはピクチャ内での予測ブロックＮの左上の画素の位置を示すインデックスである。

続いて、マージ候補ＮのフラグpredFlagL0N, predFlagL1N、マージ候補Ｎの参照インデックスrefIdxL0N, refIdxL1N、マージ候補Ｎの動きベクトルmvL0N, mvL1Nをすでに導出されたマージ候補とそれぞれ比較する（図１６のステップＳ１１１４）。同一マージ候補が存在しない場合（図１６のステップＳ１１１５のＹＥＳ）、マージ候補Ｎをマージ候補リストmergeCandListのマージインデックスがnumMergeCandと同じ値で示される位置に登録し（図１６のステップＳ１１１６）、マージ候補数numMergeCandに１を加算する（図１６のステップＳ１１１７）。一方、同一マージ候補が存在する場合（図１６のステップＳ１１１５のＮＯ）、ステップＳ１１１６およびステップＳ１１１７をスキップして、ステップＳ１１１８に進む。

以上のステップＳ１１０２〜ステップＳ１１１７の処理をＮ＝Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅについてそれぞれ繰り返す（図１６のステップＳ１１０１〜ステップＳ１１１８）。

次に、図１５のＳ１０２の時間マージ候補の参照インデックスを導出する方法について詳細に説明する。時間マージ候補のＬ０とＬ１のそれぞれの参照インデックスを導出する。

本実施の形態においては、空間マージ候補の参照インデックス、即ち符号化／復号対象ブロックに隣接する予測ブロックで利用された参照インデックスを利用して時間マージ候補の参照インデックスを導出する。これは、時間マージ候補が選択される場合において、符号化／復号対象の予測ブロックの参照インデックスは空間マージ候補となる符号化／復号対象ブロックに隣接する予測ブロックの参照インデックスと高い相関を持つからである。特に、本実施の形態においては、符号化／復号対象の予測ブロックの左の辺に隣接する予測ブロックＡの参照インデックスだけを利用する。なぜなら、空間マージ候補でもある隣接する予測ブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅの中でも符号化／復号対象の予測ブロックの辺に接している予測ブロックＡ，Ｂは、符号化／復号対象の予測ブロックの頂点のみに接している予測ブロックＣ，Ｄ，Ｅよりも相関が高いからである。相対的に相関の低い予測ブロックＣ，Ｄ，Ｅを利用せずに、利用する予測ブロックを予測ブロックＡに限定することで、時間マージ候補の参照インデックスの導出による符号化効率の改善効果を得るとともに、時間マージ候補の参照インデックス導出処理に関する演算量及びメモリアクセス量を削減する。

図１７は本実施の形態における時間マージ候補の参照インデックスの導出処理において参照する隣接ブロックを示す図である。本実施の形態では、符号化ブロックの分割モード（PartMode）に関わらず、予測ブロックの分割インデックスPartIdxに応じて、導出対象の予測ブロックの左辺に隣接する予測ブロックを参照するかどうかを切り替える。予測ブロックの分割インデックスPartIdxが０の場合は左辺に隣接する予測ブロックを参照し、分割インデックスPartIdxが０以外の場合は隣接する予測ブロックを参照せずデフォルト値とする。予測ブロックの分割インデックスPartIdxが０の場合はどの分割モード（PartMode）においても左辺に隣接する予測ブロックは必ず符号化ブロック外となるが、予測ブロックの分割インデックスPartIdxが０以外の場合は分割モード（PartMode）よっては符号化ブロック内となる。分割モード（PartMode）が２Ｎ×２Ｎ分割（PART_2Nx2N）では、図１７（ａ）に示すように、導出対象の予測ブロックの左に隣接する予測ブロックＡ０を参照し、時間マージ候補のＬＸの参照インデックスを予測ブロックＡ０のＬＸの参照インデックスの値に設定する。

処理対象の符号化ブロックを上下に並ぶ２つの予測ブロックに分割する分割モード（PartMode）が２Ｎ×Ｎ分割（PART_2NxN）、２Ｎ×ｎＵ分割（PART_2NxnU）、２Ｎ×ｎＤ分割（PART_2NxnD）、および処理対象の符号化ブロックを左右に並ぶ２つの予測ブロックに分割する分割モード（PartMode）がＮ×２Ｎ分割（PART_Nx2N）、ｎＬ×２Ｎ分割（PART_nLx2N）、ｎＲ×２Ｎ分割（PART_nRx2N）では、図１７（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）に示すように、導出対象の分割インデックスPartIdxが０の予測ブロックでは左に隣接する予測ブロックＡ０を参照し、時間マージ候補のＬＸの参照インデックスを予測ブロックＡ０のＬＸの参照インデックスの値に設定する。導出対象の分割インデックスPartIdxが１の予測ブロックでは隣接する予測ブロックを参照せず、時間マージ候補のＬＸの参照インデックスをデフォルト値の０に設定する。参照する予測ブロックＡ０が符号化ブロック外にあるので、分割インデックスPartIdxが０と１の２つの予測ブロックの時間マージ候補の参照インデックスをそれぞれ並列に導出することができる。

処理対象の符号化ブロックを上下左右に４分割して４つの予測ブロックに分割する分割モード（PartMode）がＮ×Ｎ分割（PART_NxN）では、図１７（ｈ）に示すように、導出対象の分割インデックスPartIdxが０の予測ブロックでは左に隣接する予測ブロックＡ０を参照し、時間マージ候補のＬＸの参照インデックスを予測ブロックＡ０のＬＸの参照インデックスの値に設定する。導出対象の分割インデックスPartIdxが１、２および３の予測ブロックでは隣接する予測ブロックを参照せず、時間マージ候補のＬＸの参照インデックスをデフォルト値の０に設定する。参照する予測ブロックＡ０が符号化ブロック外にあるので、分割インデックスPartIdxが０、１、２および３の４つの予測ブロックの時間マージ候補の参照インデックスをそれぞれ並列に導出することができる。

ただし、隣接する予測ブロックＡがＬＸ予測を行わない場合は時間マージ候補のＬＸの参照インデックスの値をデフォルト値の０とする。隣接する予測ブロックＡがＬＸ予測を行わない場合や導出対象の予測ブロックの分割インデックスPartIdxが１の場合に、時間マージ候補のＬＸの参照インデックスのデフォルト値を０とする理由は、インター予測において参照インデックスの値が０に対応する参照ピクチャが最も選択される確率が高いからである。ただし、これに限定されず、参照インデックスのデフォルト値を０以外の値（１、２など）としても良いし、シーケンスレベル、ピクチャレベル、またはスライスレベルで符号化ストリーム内に参照インデックスのデフォルト値を示すシンタックス要素を設置し伝送できるようにして、符号化側で選択できるようにしても良い。

図１８は本実施の形態による図１５のステップＳ１０２の時間マージ候補の参照インデックスの導出処理手順を説明するフローチャートである。まず、分割インデックスPartIdxが０である場合（ステップＳ２１０４のＹＥＳ）、符号化情報格納メモリ１１５または２１０から導出対象の予測ブロックの左に隣接する予測ブロックＡの符号化情報を取得する（ステップＳ２１１１）。

続くステップＳ２１１３からステップＳ２１１５までの処理をＬ０、Ｌ１それぞれにおいて行う（ステップＳ２１１２〜Ｓ２１１６）。なお、時間マージ候補のＬ０の参照インデックスを導出する際にはＬＸはＬ０に設定され、Ｌ１の参照インデックスを導出する際にはＬＸはＬ１に設定される。ただし、スライスタイプslice_typeがＰスライスの場合、インター予測モードとしてＬ０予測（Pred_L0）だけがあり、Ｌ１予測（Pred_L1）、双予測（Pred_BI）がないので、Ｌ１に纏わる処理を省略することができる。

予測ブロックＡのＬＸ予測を行うかどうかを示すフラグpredFlagLX[xA][yA]が０でない場合（ステップＳ２１１３のＹＥＳ）、時間マージ候補のＬＸの参照インデックスrefIdxLXColを予測ブロックＡのＬＸの参照インデックスrefIdxLX[xA][yA]の値と同じ値に設定する（ステップＳ２１１４）。ここで、xA、yAはピクチャ内での予測ブロックＡの左上の画素の位置を示すインデックスである。

なお、本実施の形態においては、予測ブロックＮ（Ｎ＝Ａ，Ｂ）において、予測ブロックＮが符号化／復号対象のスライス外で利用できない場合や予測ブロックＮが符号化／復号順序で符号化／復号対象の予測ブロックよりも後のために符号化／復号されておらず利用できない場合や予測ブロックＮの予測モードPredModeがイントラ予測（MODE_INTRA）の場合、Ｌ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xN][yN]、予測ブロックＮのＬ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1[xN][yN]は共に０である。ここで、xN、yNはピクチャ内での予測ブロックＮの左上の画素の位置を示すインデックスである。予測ブロックＮの予測モードPredModeがインター予測（MODE_INTER）で、インター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）の場合、予測ブロックＮのＬ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xN][yN]は１, Ｌ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1[xN][yN]は０である。予測ブロックＮのインター予測モードがＬ１予測（Pred_L1）の場合、予測ブロックＮのＬ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xN][yN]は０, Ｌ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1[xN][yN]は１である。予測ブロックＮのインター予測モードが双予測（Pred_BI）の場合、予測ブロックＮのＬ０予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xN][yN]、Ｌ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL1[xN][yN]は共に１である。

予測ブロックＡのＬＸ予測を行うかどうかを示すフラグpredFlagLX[xA][yA]が０である場合（ステップＳ２１１３のＮＯ）、時間マージ候補のＬＸの参照インデックスrefIdxLXColをデフォルト値の０に設定する（ステップＳ２１１５）。

Ｌ０、Ｌ１それぞれにおいてステップＳ２１１３からステップＳ２１１５までの処理を行い（ステップＳ２１１２〜Ｓ２１１６）、本参照インデックス導出処理を終了する。

一方、分割インデックスPartIdxが０でない場合（ステップＳ２１０４のＮＯ）、続くステップＳ２１２１の処理をＬ０、Ｌ１それぞれにおいて行う（ステップＳ２１１８〜Ｓ２１２２）。なお、時間マージ候補のＬ０の参照インデックスを導出する際にはＬＸはＬ０に設定され、Ｌ１の参照インデックスを導出する際にはＬＸはＬ１に設定される。ただし、スライスタイプslice_typeがＰスライスの場合、インター予測モードとしてＬ０予測（Pred_L0）だけがあり、Ｌ１予測（Pred_L1）、双予測（Pred_BI）がないので、Ｌ１に纏わる処理を省略することができる。

時間マージ候補のＬＸの参照インデックスrefIdxLXColをデフォルト値の０に設定する（ステップＳ２１２１）。

Ｌ０、Ｌ１それぞれにおいてステップＳ２１２１までの処理を行い（ステップＳ２１１８〜Ｓ２１２２）、本参照インデックス導出処理を終了する。

なお、本実施の形態においては導出対象の予測ブロックの左辺に隣接する予測ブロックを参照するかどうかを切り替えたが、左辺に隣接する予測ブロックの代わりに上辺に隣接する予測ブロックを参照するかどうかを切り替えてもよい。

次に、図１５のＳ１０３の異なる時間のマージ候補の導出方法について詳細に説明する。図１９は図１５のステップＳ１０３の時間マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。

まず、スライス単位でスライスヘッダに記述されるスライスタイプslice_typeと時間方向の予測動きベクトルの候補、またはマージ候補を導出する際に用いる異なる時間のピクチャcolPicが処理対象の予測ブロックが含まれるピクチャのＬ０の参照リスト或いはＬ１の参照リストのどちらに登録されている参照ピクチャを使用するかを示すフラグcollocated_from_l0_flagにより、異なる時間のピクチャcolPicを導出する（ステップＳ３１０１）。

図２０は図１９のステップＳ３１０１の異なる時間のピクチャcolPicの導出処理手順を説明するフローチャートである。スライスタイプslice_typeがＢスライスで、フラグcollocated_from_l0_flagが０の場合（ステップＳ３２０１のＹＥＳ、ステップＳ３２０２のＹＥＳ）、RefPicList1[0]、すなわち参照リストＬ１の参照インデックスが０のピクチャが異なる時間のピクチャcolPicとなる（ステップＳ３２０３）。そうでない場合、すなわちスライスタイプslice_typeがＢスライスで前述のフラグcollocated_from_l0_flagが１の場合（ステップＳ３２０１のＹＥＳ、ステップＳ３２０２のＮＯ）、またはスライスタイプslice_typeがＰスライスの場合（ステップＳ３２０１のＮＯ、Ｓ３２０４のＹＥＳ）、RefPicList0[0]、すなわち参照リストＬ０の参照インデックスが０のピクチャが異なる時間のピクチャcolPicとなる（ステップＳ３２０５）。

次に、図１９のフローチャートに戻り、異なる時間の予測ブロックcolPUを導出し、符号化情報を取得する（ステップＳ３１０２）。

図２１は図１９のステップＳ３１０２の異なる時間のピクチャcolPicの予測ブロックcolPUの導出処理手順を説明するフローチャートである。

まず、異なる時間のピクチャcolPic内で処理対象の予測ブロックと同一位置の右下（外側）に位置する予測ブロックを異なる時間の予測ブロックcolPUとする（ステップＳ３３０１）。この予測ブロックは図９の予測ブロックＴ０に相当する。

次に、異なる時間の予測ブロックcolPUの符号化情報を取得する（ステップＳ３３０２）。異なる時間の予測ブロックcolPUのPredModeが利用できないか、異なる時間の予測ブロックcolPUの予測モードPredModeがイントラ予測（MODE_INTRA）である場合（ステップＳ３３０３のＹＥＳ、ステップＳ３３０４のＹＥＳ）、異なる時間のピクチャcolPic内で処理対象の予測ブロックと同一位置の中央左上に位置する予測ブロックを異なる時間の予測ブロックcolPUとする（ステップＳ３３０５）。この予測ブロックは図９の予測ブロックＴ１に相当する。

次に、図１９のフローチャートに戻り、符号化／復号対象の予測ブロックと同位置の他ピクチャの予測ブロックから導出されるＬ０の予測動きベクトルmvL0Colと時間マージ候補Ｃｏｌが有効か否かを示すフラグavailableFlagL0Colを導出するとともに（ステップＳ３１０３）、Ｌ１の予測動きベクトルmvL1Colと時間マージ候補Ｃｏｌが有効か否かを示すフラグavailableFlagL1Colを導出する（ステップＳ３１０４）。さらに、フラグavailableFlagL0Col またはフラグavailableFlagL1Colが1の場合に、時間マージ候補Ｃｏｌが有効か否かを示すフラグavailableFlagColを1に設定する。

図２２は図１９のステップＳ３１０３、ステップＳ３１０４の時間マージ候補のインター予測情報の導出処理手順を説明するフローチャートである。Ｌ０またはＬ１で、時間マージ候補の導出対象のリストをＬＸとし、ＬＸを用いた予測をＬＸ予測とする。以下、断りのない限り、この意味で用いる。時間マージ候補のＬ０の導出処理であるステップＳ３１０３として呼び出される際には、ＬＸがＬ０となり、時間マージ候補のＬ１の導出処理であるステップＳ３１０４として呼び出される際には、ＬＸがＬ１となる。

異なる時間の予測ブロックcolPUの予測モードPredModeがイントラ予測（MODE_INTRA）か、利用できない場合（ステップＳ３４０１のＮＯ、ステップＳ３４０２のＮＯ）、時間マージ候補は存在しないものとする。フラグavailableFlagLXColとフラグpredFlagLXColを共に０とし（ステップＳ３４０３）、動きベクトルmvLXColを（０，０）として（ステップＳ３４０４）、本時間マージ候補のインター予測情報の導出処理を終了する。

予測ブロックcolPUが利用できて予測モードPredModeがイントラ予測（MODE_INTRA）でない場合（ステップＳ３４０１のＹＥＳ、ステップＳ３４０２のＹＥＳ）、以下の手順でmvColとrefIdxColとavailableFlagColを導出する。

予測ブロックcolPUのＬ０予測が利用されているかどうかを示すフラグPredFlagL0[xPCol][yPCol]が０の場合（ステップＳ３４０５のＹＥＳ）、予測ブロックcolPUの予測モードはPred_L1であるので、動きベクトルmvColが予測ブロックcolPUのＬ１の動きベクトルであるMvL1[xPCol][yPCol]と同じ値に設定され（ステップＳ３４０６）、参照インデックスrefIdxColがＬ１の参照インデックスRefIdxL1[xPCol][yPCol]と同じ値に設定され（ステップＳ３４０７）、リストListColがＬ１に設定される（ステップＳ３４０８）。ここで、xPCol、yPColは異なる時間のピクチャcolPic内での予測ブロックcolPUの左上の画素の位置を示すインデックスである。

一方、予測ブロックcolPUのＬ０予測フラグPredFlagL0[xPCol][yPCol]が０でない場合（図２２のステップＳ３４０５のＮＯ）、予測ブロックcolPUのＬ１予測フラグPredFlagL1[xPCol][yPCol]が０かどうかを判定する。予測ブロックcolPUのＬ１予測フラグPredFlagL1[xPCol][yPCol]が０の場合（ステップＳ３４０９のＹＥＳ）、動きベクトルmvColが予測ブロックcolPUのＬ０の動きベクトルであるMvL0[xPCol][yPCol]と同じ値に設定され（ステップＳ３４１０）、参照インデックスrefIdxColがＬ０の参照インデックスRefIdxL0[xPCol][yPCol]と同じ値に設定され（ステップＳ３４１１）、リストListColがＬ０に設定される（ステップＳ３４１２）。

予測ブロックcolPUのＬ０予測フラグPredFlagL0[xPCol][yPCol]と予測ブロックcolPUのＬ１予測フラグPredFlagL1[xPCol][yPCol]が共に０でない場合（ステップＳ３４０５のＮＯ、ステップＳ３４０９のＮＯ）、予測ブロックcolPUのインター予測モードは双予測（Pred_BI）であるので、Ｌ０、Ｌ１の２つの動きベクトルから、一方を選択する（ステップＳ３４１３）。

図２３は予測ブロックcolPUのインター予測モードが双予測（Pred_BI）のときの時間マージ候補のインター予測情報の導出処理手順を示すフローチャートである。

まず、すべての参照リストに登録されているすべてのピクチャのＰＯＣが現在の符号化／復号対象ピクチャのＰＯＣより小さいかどうかを判定し（ステップＳ３５０１）、予測ブロックcolPUのすべての参照リストであるＬ０及びＬ１に登録されているすべてのピクチャのＰＯＣが現在の符号化／復号対象ピクチャのＰＯＣより小さい場合で（ステップＳ３５０１のＹＥＳ）、ＬＸがＬ０、即ち符号化／復号対象ピクチャのＬ０の動きベクトルの予測ベクトル候補を導出している場合（ステップＳ３５０２のＹＥＳ）、予測ブロックcolPUのＬ０の方のインター予測情報を選択し、ＬＸがＬ１、即ち符号化／復号対象ピクチャのＬ１の動きベクトルの予測ベクトル候補を導出している場合（ステップＳ３５０２のＮＯ）、予測ブロックcolPUのＬ１の方のインター予測情報を選択する。一方、予測ブロックcolPUのすべての参照リストＬ０及びＬ１に登録されているピクチャのＰＯＣの少なくとも１つが現在の符号化／復号対象ピクチャのＰＯＣより大きい場合で（ステップＳ３５０１のＮＯ）、フラグcollocated_from_l0_flagが０の場合（ステップＳ３５０３のＹＥＳ）、予測ブロックcolPUのＬ０の方のインター予測情報を選択し、フラグcollocated_from_l0_flagが１の場合（ステップＳ３５０３のＮＯ）、予測ブロックcolPUのＬ１の方のインター予測情報を選択する。

予測ブロックcolPUのＬ０の方のインター予測情報を選択する場合（ステップのＹＥＳ、ステップＳ３５０３のＹＥＳ）、動きベクトルmvColがMvL0[xPCol][yPCol]と同じ値に設定され（ステップＳ３５０４）、参照インデックスrefIdxColがRefIdxL0[xPCol][yPCol]と同じ値に設定され（ステップＳ３５０５）、リストListColがＬ０に設定される（ステップＳ３５０６）。

予測ブロックcolPUのＬ１の方のインター予測情報を選択する場合（ステップＳ２５０２のＮＯ、ステップＳ３５０３のＮＯ）、動きベクトルmvColがMvL1[xPCol][yPCol]と同じ値に設定され（ステップＳ３５０７）、参照インデックスrefIdxColがRefIdxL1[xPCol][yPCol]と同じ値に設定され（ステップＳ３５０８）、リストListColがＬ１に設定される（ステップＳ３５０９）。

図２２に戻り、予測ブロックcolPUからインター予測情報が取得できたらフラグavailableFlagLXColとフラグpredFlagLXColを共に１とする（ステップＳ３４１４）。

続いて、動きベクトルmvColをスケーリングして時間マージ候補のＬＸの動きベクトルmvLXColとする（ステップＳ３４１５）。この動きベクトルのスケーリング演算処理手順を図２４及び図２５を用いて説明する。

図２４は図２２のステップＳ３４１５の動きベクトルのスケーリング演算処理手順を示すフローチャートである。

異なる時間のピクチャcolPicのＰＯＣから、予測ブロックcolPUのリストListColで参照する参照インデックスrefIdxColに対応する参照ピクチャのＰＯＣを減算してピクチャ間距離ｔｄを導出する（ステップＳ３６０１）。なお、異なる時間のピクチャcolPicよりも予測ブロックcolPUのリストListColで参照する参照ピクチャのＰＯＣの方が表示順序で前の場合、ピクチャ間距離ｔｄは正の値となり、異なる時間のピクチャcolPicよりも予測ブロックcolPUのリストListColで参照する参照ピクチャのＰＯＣの方が表示順序で後の場合、ピクチャ間距離ｔｄは負の値となる。
ｔｄ＝異なる時間のピクチャcolPicのＰＯＣ−予測ブロックcolPUのリストListColで参照する参照ピクチャのＰＯＣ

現在の符号化／復号対象ピクチャのＰＯＣから図１５のステップＳ１０２で導出された時間マージ候補のＬＸの参照インデックスに対応する参照ピクチャのＰＯＣを減算してピクチャ間距離ｔｂを導出する（ステップＳ３６０２）。なお、現在の符号化／復号対象ピクチャよりも現在の符号化／復号対象ピクチャのリストＬＸで参照する参照ピクチャの方が表示順序で前の場合、ピクチャ間距離ｔｂは正の値となり、現在の符号化／復号対象ピクチャのリストＬＸで参照する参照ピクチャの方が表示順序で後の場合、ピクチャ間距離ｔｂは負の値となる。
ｔｂ＝現在の符号化／復号対象ピクチャのＰＯＣ−時間マージ候補のＬＸの参照インデックスに対応する参照ピクチャのＰＯＣ

続いて、ピクチャ間距離ｔｄとｔｂを比較し（ステップＳ３６０３）、ピクチャ間距離ｔｄとｔｂが等しい場合（ステップＳ３６０３のＹＥＳ）、時間マージ候補のＬＸの動きベクトルmvLXColを動きベクトルmvColと同じ値に設定して（ステップＳ３６０４）、本スケーリング演算処理を終了する。
mvLXCol＝mvCol

一方、ピクチャ間距離ｔｄとｔｂが等しくない場合（ステップＳ３６０３のＮＯ）、次式によりmvColにスケール係数ｔｂ／ｔｄを乗じることでスケーリング演算処理を行い（ステップＳ３６０５）、スケーリングされた時間マージ候補のＬＸの動きベクトルmvLXColを得る。
mvLXCol＝ｔｂ / ｔｄ * mvCol

また、ステップＳ３６０５のスケーリング演算を整数精度の演算で行う場合の例を図２５に示す。図２５のステップＳ３６０６〜ステップＳ３６０８の処理が、図２４のステップＳ３６０５の処理に相当する。

まず、図２４のフローチャートと同様に、ピクチャ間距離ｔｄとピクチャ間距離ｔｂを導出する（ステップＳ３６０１、ステップＳ３６０２）。

続いて、ピクチャ間距離ｔｄとｔｂを比較し（ステップＳ３６０３）、ピクチャ間距離ｔｄとｔｂが等しい場合（ステップＳ３６０３のＹＥＳ）、図２４のフローチャートと同様に、時間マージ候補のＬＸの動きベクトルmvLXColを動きベクトルmvColと同じ値に設定して（ステップＳ３６０４）、本スケーリング演算処理を終了する。
mvLXCol＝mvCol

一方、ピクチャ間距離ｔｄとｔｂが等しくない場合（ステップＳ３６０３のＮＯ）、次式により変数ｔｘを導出する（ステップＳ３６０６）。
tx = ( 16384 + Abs( td / 2 ) ) / td

続いて、次式によりスケール係数DistScaleFactorを導出する（ステップＳ３６０７）。
DistScaleFactor = ( tb * tx + 32 ) >> 6

続いて、次式により、スケーリングされた時間マージ候補のＬＸの動きベクトルmvLXColを得る（ステップＳ３６０８）。
mvLXCol = ClipMv( Sign( DistScaleFactor * mvCol ) * ( (Abs( DistScaleFactor * mvCol ) + 127 ) >> 8 ) )

次に、図１９のフローチャートに戻り、時間マージ候補が存在する場合（ステップＳ３１０５のＹＥＳ）、時間マージ候補をマージ候補リストmergeCandListのマージインデックスがnumMergeCandと同じ値で示される位置に登録し（ステップＳ３１０６）、マージ候補数numMergeCandに１を加算して（ステップＳ３１０７）、本時間マージ候補導出処理を終了する。一方、時間マージ候補が存在しない場合（ステップＳ３１０５のＮＯ）、ステップＳ３１０６およびステップＳ３１０７をスキップして、本時間マージ候補導出処理を終了する。

次に、図１２の追加マージ候補生成部１３４および図１３の追加マージ候補生成部２３４で実施される図１５のステップＳ１０４の処理手順である追加マージ候補の導出方法について詳細に説明する。図２６は図１５のステップＳ１０４の追加マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。

図１２の追加マージ候補生成部１３４および図１３の追加マージ候補生成部２３４で実施される追加マージ候補導出処理においては、マージ候補の選択の幅を広げて、符号化効率を向上させるために、異なる値のインター予測情報を持つ複数のマージ候補を生成し、マージ候補リストに登録する。特に、図２６の追加マージ候補導出処理においては、予測モードと動きベクトルの値を固定し、異なる参照インデックスの値の複数のマージ候補を生成し、マージ候補リストに登録する（図２６のステップＳ５１０１〜Ｓ５１１９）。

まず、スライスタイプがＰスライスの場合（図２６のステップＳ５１０１のＹＥＳ）、参照インデックス数を示す変数numRefIdxにＬ０の参照インデックス数の値を設定する（図２６のステップＳ５１０２）。一方、スライスタイプがＰスライスでない場合（図２６のステップＳ５１０１のＮＯ）、すなわちスライスタイプがＢスライスの場合、参照インデックス数を示す変数numRefIdxにＬ０の参照インデックス数とＬ１の参照インデックス数の小さい方の値を設定する（図２６のステップＳ５１０３）。続いて参照インデックスｉに０を設定する（図２６のステップＳ５１０４）。

続いて、参照インデックスｉを変更しながら、スライスタイプに応じた予測モードの動きベクトルの値が（０，０）の追加マージ候補を導出し、マージ候補リストに登録する。（図２６のステップＳ５１０５〜Ｓ５１１９）。

まず、マージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さい場合（図２６のステップＳ５１０６のＹＥＳ）、ステップＳ５１０７に進み、マージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さくない場合（図２６のステップＳ５１０６のＮＯ）、本追加マージ候補導出処理を終了する。続いて、参照インデックスｉが変数numRefIdxより小さい場合（図２６のステップＳ５１０７のＹＥＳ）、ステップＳ５１０９に進み、参照インデックスｉが変数numRefIdxよりより小さくない場合（図２６のステップＳ５１０７のＮＯ）、本追加マージ候補導出処理を終了する。

続いて、スライスタイプがＰスライスの場合（図２６のステップＳ５１０９のＹＥＳ）、追加マージ候補の動きベクトルmvL0Zero、mvL1Zeroに（０，０）を設定し（図２６のステップＳ５１１０）、追加マージ候補の参照インデックスrefIdxL0Zeroに参照インデックスｉの値を設定し、refIdxL1Zeroに−１を設定し（図２６のステップＳ５１１１）、追加マージ候補のフラグpredFlagL0Zeroに１を設定し、predFlagL1Zeroに０を設定して（図２６のステップＳ５１１２）、ステップＳ５１１６に進む。

一方、スライスタイプがＰスライスでない場合（図２６のステップＳ５１０９のＮＯ）、すなわちスライスタイプがＢスライスの場合、追加マージ候補の動きベクトルmvL0Zero、mvL1Zeroに（０，０）を設定し（図２６のステップＳ５１１３）、追加マージ候補の参照インデックスrefIdxL0Zero、refIdxL1Zeroに参照インデックスｉの値を設定し（図２６のステップＳ５１１４）、追加マージ候補のフラグpredFlagL0Zero、predFlagL1Zeroに１を設定して（図２６のステップＳ５１１５）、ステップＳ５１１６に進む。

続いて、追加マージ候補をマージ候補リストmergeCandListのマージインデックスがnumMergeCandと同じ値で示される位置に登録し（図２６のステップＳ５１１６）、マージ候補数numMergeCandに１を加算する（図２６のステップＳ５１１７）。続いて、インデックスｉに１を加算し（図２６のステップＳ５１１８）、ステップＳ５１１９に進む。

以上のステップＳ５１０６〜ステップＳ５１１８の処理をそれぞれの参照インデックスｉ毎にそれぞれ繰り返す（図２６のステップＳ５１０５〜ステップＳ５１１９）。

図２６では予測モードと動きベクトルの値を固定し、異なる参照インデックスの値の複数のマージ候補を生成し、マージ候補リストに登録するものとしてしたが、異なる予測モードの複数のマージ候補を生成して、マージ候補リストに登録してもよいし、異なる動きベクトルの値のマージ候補を生成し、マージ候補リストに登録してもよい。動きベクトルの値を変更する場合には、例えば、（０，０）、（１，０）、（−１，０）、（０，１）、（０，−１）の順序で動きベクトルの値を変更しながら、追加する。

次に、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のインター予測情報選択部１３７について説明する。図３７は動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のインター予測情報選択部１３７の処理手順を説明するフローチャートである。第１の実施例の図１２において、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のインター予測情報選択部１３７では、マージ候補数numMergeCandが０より大きい場合（図３７のステップＳ８１０１のＹＥＳ）、マージ候補リストに登録されているマージインデックスが０から（numMergeCand-1）の範囲内で指し示される有効なマージ候補の中から、マージ候補を選択し、選択されたマージ候補の各予測ブロックのＬ０予測、及びＬ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等のインター予測情報を動き補償予測部１０５に供給するとともに、選択されたマージ候補を特定するマージインデックスを予測方法決定部１０７に供給する（図３７のステップＳ８１０２）。マージインデックスmergeIdxの値がマージ候補数numMergeIdxの値未満の場合、マージインデックスmergeIdxはマージ候補リストmergeCandListに登録されている有効なマージ候補を指し示す。マージインデックスmergeIdxの値がマージ候補数numMergeIdxの値以上の場合、マージインデックスmergeIdxはマージ候補リストmergeCandListに登録されていない無効なマージ候補を指し示す。なお、後述の規定を符号化側にも適用することで、マージインデックスmergeIdxが無効なマージ候補を指し示す場合においても、有効なマージ候補を選択することが可能となる。

マージ候補の選択においては、予測方法決定部１０７と同様の方法を用いることができる。それぞれのマージ候補ごとに符号化情報及び残差信号の符号量と予測画像信号と画像信号との間の符号化歪を導出し、最も少ない発生符号量と符号化歪となるマージ候補が決定される。それぞれのマージ候補毎にマージモードの符号化情報であるマージインデックスのシンタックス要素merge_idxのエントロピー符号化を行い、符号化情報の符号量を算出する。さらに、それぞれのマージ候補毎に動き補償予測部１０５と同様の方法で各マージ候補のインター予測情報に応じて動き補償した予測画像信号と、画像メモリ１０１から供給される符号化対象の画像信号との予測残差信号を符号化した予測残差信号の符号量を算出する。符号化情報、即ちマージインデックスの符号量と予測残差信号の符号量とが加算された総発生符号量を算出し評価値とする。

また、こうした予測残差信号を符号化後に、歪量評価の為に復号し、符号化により生じる元の画像信号との誤差を表す比率として符号化歪が算出される。これら総発生符号量と符号化歪とをマージ候補毎に比較することで、少ない発生符号量と符号化歪となる符号化情報が決定される。決定された符号化情報に対応するマージインデックスが、予測ブロック単位の第２のシンタックスパターンで表されるフラグmerge_idxとして符号化される。
尚、ここで算出される発生符号量は、符号化過程をシミュレートしたものであることが望ましいが、簡便に近似したり、概算することも可能である。

一方、マージ候補数numMergeCandが０の場合（図３７のステップＳ８１０２のＮＯ）、規定のスライスタイプに応じたデフォルト値のインター予測情報を動き補償予測部１０５に供給する（ステップＳ８１０３〜Ｓ８１０５）。インター予測情報のデフォルト値は、スライスタイプがＰスライスの場合（図３７のステップＳ８１０３のＹＥＳ）、Ｌ０予測（Pred_L0）で（フラグpredFlagL0[xP][yP]の値が１、predFlagL1[xP][yP]の値が０）、Ｌ０の参照インデックスが０（参照インデックスrefIdxL0[xP][yP]の値が０、refIdxL1[xP][yP]の値が−１）で、Ｌ０のベクトル値mvL0[xP][yP]が（０，０）とする（図３７のステップＳ８１０４）。一方、スライスタイプがＰスライスでない場合（ステップＳ８１０３のＮＯ）、すなわちスライスタイプがＢスライスの場合、インター予測モードが双予測（Pred_BI）で（フラグpredFlagL0[xP][yP]、predFlagL1[xP][yP]の値が共に１）、参照インデックスが双方共に０（参照インデックスrefIdxL0[xP][yP]、refIdxL1[xP][yP]の値が共に０）で、Ｌ０およびＬ１のベクトル値mvL0[xP][yP]、mvL1[xP][yP]が双方共に（０，０）とする（ステップＳ８１０５）。なお、インター予測情報のデフォルト値は、スライスタイプに係らずスライスタイプがＢスライスの場合においても、Ｌ０予測（Pred_L0）で（フラグpredFlagL0[xP][yP]の値が１、predFlagL1[xP][yP]の値が０）、Ｌ０の参照インデックスが０（参照インデックスrefIdxL0[xP][yP]の値が０、refIdxL1[xP][yP]の値が−１）で、Ｌ０のベクトル値mvL0[xP][yP]が（０，０）とすることもできる。

次に、動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のインター予測情報選択部２３７について説明する。図３８は動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のインター予測情報選択部２３７の処理手順を説明するフローチャートである。第１の実施例の図１３において、動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のインター予測情報選択部２３７では、マージ候補数numMergeCandが０より大きい場合（図３８のステップＳ９１０１のＹＥＳ）、マージ候補リストmergeCandListに登録されているマージ候補の中から、第２符号化ビット列復号部２０２から供給されたマージインデックスmergeIdxに対応するマージ候補を選択し、選択されたマージ候補のＬ０予測、及びＬ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等のインター予測情報を動き補償予測部２０６に供給するとともに、符号化情報格納メモリ２１０に格納する（図３８のステップＳ９１０２）。

なお、万が一、符号化側で無効なマージ候補を指し示すマージインデックスを符号化した場合、復号側で無効なマージ候補を選択することになる。その場合、無効なインター予測情報でインター予測が行われることになり、予期しない予測信号が得られる可能性がある。また、インター予測モードが規格外の値を示したり、参照インデックスが存在しない参照ピクチャを指し示したりすることで、エラーが発生し、復号が異常終了する可能性もある。

そこで、本実施の形態に係る第１の実施例では、供給されたマージインデックスmergeIdxの値がマージ候補数numMergeIdxの値以上の場合、マージインデックスmergeIdxにマージ候補数numMergeIdxの値を設定してから前記処理を行うものとする。供給されたマージインデックスmergeIdxの値がマージ候補数numMergeIdxの値以上の場合、符号化側で設定されたマージインデックスmergeIdxはマージ候補リストmergeCandListに登録されていない無効なマージ候補を指し示す。マージインデックスmergeIdxのクリッピング処理により、マージ候補リストmergeCandListの最後に登録されたマージ候補を得ることができる。このマージインデックスmergeIdxのクリッピング処理を規定することで、復号側でマージ候補リストmergeCandListに登録されていない無効なマージ候補を選択することを防ぐことが可能となる。

あるいは、供給されたマージインデックスmergeIdxの値がマージ候補数numMergeIdxの値以上の場合、マージ候補のインター予測情報を、既定の値に規定することで無効なマージ候補を選択することを防ぐこともできる。この既定のマージ候補のインター予測情報は、予測モードをＬ０予測、参照インデックスの値を０、動きベクトルの値を（０，０）とする。なお、Ｂスライスの場合、予測モードを双予測とすることもできる。

一方、マージ候補数numMergeCandが０の場合（図３８のステップＳ９１０２のＮＯ）、規定のスライスタイプに応じたデフォルト値のインター予測情報を動き補償予測部２０６に供給するとともに、符号化情報格納メモリ２１０に格納する。（図３８のステップＳ９１０３〜Ｓ９１０５）。インター予測情報のデフォルト値は、スライスタイプがＰスライスの場合（図３８のステップＳ９１０３のＹＥＳ）、Ｌ０予測（Pred_L0）で（フラグpredFlagL0[xP][yP]の値が１、predFlagL1[xP][yP]の値が０）、Ｌ０の参照インデックスが０（参照インデックスrefIdxL0[xP][yP]の値が０、refIdxL1[xP][yP]の値が−１）で、Ｌ０のベクトル値mvL0[xP][yP]が（０，０）とする（図３８のステップＳ９１０４）。一方、スライスタイプがＰスライスでない場合（図３８のステップＳ９１０３のＮＯ）、すなわちスライスタイプがＢスライスの場合、インター予測モードが双予測（Pred_BI）で（フラグpredFlagL0[xP][yP]、predFlagL1[xP][yP]の値が共に１）、参照インデックスが双方共に０（参照インデックスrefIdxL0[xP][yP]、refIdxL1[xP][yP]の値が共に０）で、Ｌ０およびＬ１のベクトル値mvL0[xP][yP]、mvL1[xP][yP]が双方共に（０，０）とする（図３８のステップＳ９１０５）。なお、インター予測情報のデフォルト値は、スライスタイプに係らずスライスタイプがＢスライスの場合においても、Ｌ０予測（Pred_L0）で（フラグpredFlagL0[xP][yP]の値が１、predFlagL1[xP][yP]の値が０）、Ｌ０の参照インデックスが０（参照インデックスrefIdxL0[xP][yP]の値が０、refIdxL1[xP][yP]の値が−１）で、Ｌ０のベクトル値mvL0[xP][yP]が（０，０）とすることもできる。

次に、実施の形態に係る第２の実施例のインター予測情報導出方法を図面を用いて説明する。図２８は、実施の形態に係る第２の実施例の図１の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の詳細な構成を示す図である。また、図２９は、実施の形態に係る第２の実施例の図２の動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の詳細な構成を示す図である。第２の実施例の図２８のインター予測情報導出部１０４は第１の実施例の図１２のインター予測情報導出部１０４とは有効マージ候補補充部１３５が追加されている点が異なる。第２の実施例の図２９のインター予測情報導出部２０５は第１の実施例の図１３のインター予測情報導出部２０５とは有効マージ候補補充部２３５が追加されている点が異なる。なお、本実施の形態において、動画像符号化装置および動画像復号装置において、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が０の場合、図３０のマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理を省略することができる。

図３０は本発明の実施の形態に係る第２の実施例の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リストの構築部１２０及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リストの構築部２２０とで共通する機能を有するマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理の手順を説明するフローチャートである。第２の実施例の図３０のフローチャートは、第１の実施例の図１５のフローチャートとは、ステップＳ１０５の有効マージ候補の導出処理が追加されている点が異なる。

動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リスト生成部１３０及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リスト生成部２３０では、マージ候補リストmergeCandListを用意し（図３０のステップＳ１００）、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の空間マージ候補生成部１３１及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の空間マージ候補生成部２３１では、動画像符号化装置の符号化情報格納メモリ１１５または動画像復号装置の符号化情報格納メモリ２１０に格納されている符号化情報から、符号化／復号対象ブロックに隣接するそれぞれの予測ブロックＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅからの空間マージ候補Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを導出して、導出された空間マージ候補をマージ候補リストmergeCandListに登録し（図３０のステップＳ１０１）、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の時間マージ候補の参照インデックス導出部１３２及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の時間マージ候補の参照インデックス導出部２３２では、符号化／復号対象ブロックに隣接する予測ブロックから時間マージ候補の参照インデックスを導出して、導出された参照インデックスを動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の時間マージ候補生成部１３３及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の時間マージ候補生成部２３３に供給し（図３０のステップＳ１０２）、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の時間マージ候補生成部１３３及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の時間マージ候補生成部２３３では、異なる時間のピクチャからの時間マージ候補を導出して、導出された時間マージ候補をマージ候補リストmergeCandListに登録し（図３０のステップＳ１０３）、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の追加マージ候補生成部１３４及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の追加マージ候補生成部２３４では、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numMergeCandが、最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandを上限として追加マージ候補を導出して、マージ候補リストmergeCandListに登録するところまでは（図３０のステップＳ１０４）、第１の実施例と同様である。続いて、第２の実施例では、有効マージ候補補充部１３５および有効マージ候補補充部２３５で有効なマージ候補を補充することで、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補を無くす（図３０のステップＳ１０５）。マージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補を無くすことで、復号側で、無効なマージ候補が選択されることなく、有効なマージ候補のみが選択されることが補償される。

本実施の形態に係る第２の実施例の図２８の有効マージ候補補充部１３５および図２９の有効マージ候補補充部２３５で実施される図３０のステップＳ１０５の処理手順である有効マージ候補の導出方法について図３１のフローチャートを用いて詳細に説明する。図３１は本実施の形態に係る第２の実施例の図３０のステップＳ１０５の有効マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。

第２の実施例の図３１の有効マージ候補導出処理においては、シンプルな処理によりマージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補が無くなるまで、有効なマージ候補をマージ候補リストに登録するために、同じ値のインター予測情報を持つ複数のマージ候補をマージ候補リストに登録する。スライスタイプに応じたインター予測モードの動きベクトルの値が（０，０）の有効マージ候補を、マージ候補リストに登録する。（図３１のステップＳ６１０１〜Ｓ６１１３）。

まず、マージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さい場合（図３１のステップＳ６１０２のＹＥＳ）、ステップＳ６１０３に進み、マージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さくない場合（図３１のステップＳ６１０２のＮＯ）、本有効マージ候補導出処理を終了する。

続いて、スライスタイプがＰスライスの場合（図３１のステップＳ６１０３のＹＥＳ）、インター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）で、参照インデックスが０で、ベクトル値が（０，０）のマージ候補を有効マージ候補とする。予測も有効マージ候補の動きベクトルmvL0Zero、mvL1Zeroに（０，０）を設定し（図３１のステップＳ６１０４）、有効マージ候補の参照インデックスrefIdxL0Zeroに０を設定し、refIdxL1Zeroに−１を設定し（図３１のステップＳ６１０５）、有効マージ候補のフラグpredFlagL0Zeroに１を設定し、predFlagL1Zeroに０を設定して（図３１のステップＳ６１０６）、ステップＳ６１１０に進む。

一方、スライスタイプがＰスライスでない場合（図３１のステップＳ６１０３のＮＯ）、すなわちスライスタイプがＢスライスの場合、インター予測モードが双予測（Pred_BI）で、参照インデックスが双方共に０でベクトル値が双方共に（０，０）のマージ候補を有効マージ候補とする。有効マージ候補の動きベクトルmvL0Zero、mvL1 Zeroに（０，０）を設定し（図３１のステップＳ６１０７）、有効マージ候補の参照インデックスrefIdxL0Zero、refIdxL1Zeroに参照インデックスｉの値を設定し（図３１のステップＳ６１０８）、有効マージ候補のフラグpredFlagL0Zero、predFlagL1Zeroに１を設定して（図３１のステップＳ６１０９）、ステップＳ６１１０に進む。

続いて、有効マージ候補をマージ候補リストmergeCandListのマージインデックスがnumMergeCandと同じ値で示される位置に登録し（図３１のステップＳ６１１０）、マージ候補数numMergeCandに１を加算して（図３１のステップＳ６１１２）、ステップＳ６１１３に進む。

以上のステップＳ６１０２〜ステップＳ６１１２の処理をマージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandになるまで繰り返す（図３１のステップＳ６１０１〜ステップＳ６１１３）。以上の処理により、第２の実施例では、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補を無くす。

第２の実施例の図２８において、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のインター予測情報選択部１３７では、第１の実施例の図１２のインター予測情報選択部１３７と同様に、マージ候補数numMergeCandが０より大きい場合（図３７のステップＳ８１０１のＹＥＳ）、マージ候補リストに登録されているマージ候補の中から、マージ候補を選択し、選択されたマージ候補の各予測ブロックのＬ０予測、及びＬ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等のインター予測情報を動き補償予測部１０５に供給するとともに、選択されたマージ候補を特定するマージインデックスを予測方法決定部１０７に供給する（図３７のステップＳ８１０２）。ただし、第２の実施例においては、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補は存在せず、すべて有効なマージ候補である。一方、マージ候補数numMergeCandが０の場合（ステップＳ８１０２のＮＯ）、規定のスライスタイプに応じたデフォルト値のインター予測情報を動き補償予測部１０５に供給する（ステップＳ８１０３〜Ｓ８１０５）。

一方、第２の実施例の図２９において、動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のインター予測情報選択部２３７では、第１の実施例の図１３のインター予測情報選択部２３７と同様に、マージ候補数numMergeCandが０より大きい場合（図３８のステップＳ９１０１のＹＥＳ）、マージ候補リストmergeCandListに登録されているマージ候補の中から、第２符号化ビット列復号部２０２から供給されたマージインデックスmergeIdxに対応するマージ候補を選択し、選択されたマージ候補のＬ０予測、及びＬ１予測を利用するかどうかを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等のインター予測情報を動き補償予測部２０６に供給するとともに、符号化情報格納メモリ２１０に格納する。ただし、第２の実施例においては、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補は存在せず、すべて有効なマージ候補である。一方、マージ候補数numMergeCandが０の場合（図３８のステップＳ９１０２のＮＯ）、規定のスライスタイプに応じたデフォルト値のインター予測情報を動き補償予測部２０６に供給するとともに、符号化情報格納メモリ２１０に格納する。（図３８のステップＳ９１０３〜Ｓ９１０５）。

次に、実施の形態に係る第３の実施例のインター予測情報導出方法を説明する。図２８は、実施の形態に係る第３の実施例の図１の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の詳細な構成を示す図でもある。また、図２９は、実施の形態に係る第３の実施例の図２の動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の詳細な構成を示す図でもある。図３０は本発明の実施の形態に係る第３の実施例の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リストの構築部１２０及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リストの構築部２２０とで共通する機能を有するマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理の手順を説明するフローチャートでもある。第３の実施例においては、第２の実施例と同様に、図２８の有効マージ候補補充部１３５および図２９の有効マージ候補補充部２３５で有効なマージ候補を補充することで、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補を無くす（図３０のステップＳ１０５）。マージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補を無くすことで、復号側で、無効なマージ候補が選択されることなく、有効なマージ候補のみが選択されることが補償される。ただし、第３の実施例においてはスライスタイプに関係なく、インター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）で、参照インデックスが０でベクトル値が（０，０）のマージ候補を有効マージ候補とする。第３の実施例は図２８に示す第２の実施例の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リストの構築部１２０及び図２９に示す動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リストの構築部２２０と構成が同じである。ただし、第２の実施例とは有効マージ候補補充部１３５、有効マージ候補補充部２３５で実施される図３０のステップＳ１０５の処理手順が異なる。

本実施の形態に係る第３の実施例の図２８の有効マージ候補補充部１３５および図２９の有効マージ候補補充部２３５で実施される図３０のステップＳ１０５の処理手順である有効マージ候補の導出方法について図３２のフローチャートを用いて詳細に説明する。図３２は本実施の形態に係る第３の実施例の図３０のステップＳ１０５の有効マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。

第３の実施例の図３２の有効マージ候補導出処理においては、第２の実施例の図３１の有効マージ候補導出処理と同様にシンプルな処理によりマージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補が無くなるまで、有効なマージ候補をマージ候補リストに登録するために、同じ値のインター予測情報を持つ複数のマージ候補をマージ候補リストに登録する。ただし、第３の実施例では、スライスタイプに関わらずインター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）で、動きベクトルの値が（０，０）の有効マージ候補を、マージ候補リストに登録する。（図３２のステップＳ６１０１〜Ｓ６１１３）。

まず、マージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さい場合（図３２のステップＳ６１０２のＹＥＳ）、ステップＳ６１０３に進み、マージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さくない場合（図３２のステップＳ６１０２のＮＯ）、本有効マージ候補導出処理を終了する。

続いて、インター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）で、参照インデックスが０でベクトル値が（０，０）のマージ候補を有効マージ候補とする。予測も有効マージ候補の動きベクトルmvL0Zero、mvL1Zeroに（０，０）を設定し（図３２のステップＳ６１０４）、有効マージ候補の参照インデックスrefIdxL0Zeroに０を設定し、refIdxL1Zeroに−１を設定し（図３２のステップＳ６１０５）、有効マージ候補のフラグpredFlagL0Zeroに１を設定し、predFlagL1Zeroに０を設定する（図３２のステップＳ６１０６）。

続いて、有効マージ候補をマージ候補リストmergeCandListのマージインデックスがnumMergeCandと同じ値で示される位置に登録し（図３２のステップＳ６１１０）、マージ候補数numMergeCandに１を加算して（図３２のステップＳ６１１２）、ステップＳ６１１３に進む。

以上のステップＳ６１０２〜ステップＳ６１１２の処理をマージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandになるまで繰り返す（図３２のステップＳ６１０１〜ステップＳ６１１３）。以上の処理により、第３の実施例では、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補を無くす。

次に、実施の形態に係る第４の実施例のインター予測情報導出方法を説明する。図２８は、実施の形態に係る第４の実施例の図１の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の詳細な構成を示す図でもある。また、図２９は、実施の形態に係る第４の実施例の図２の動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の詳細な構成を示す図でもある。図３０は本発明の実施の形態に係る第４の実施例の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リストの構築部１２０及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リストの構築部２２０とで共通する機能を有するマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理の手順を説明するフローチャートでもある。第４の実施例においては、第２の実施例および第３の実施例と同様に、図２８の有効マージ候補補充部１３５および図２９の有効マージ候補補充部２３５で有効なマージ候補を補充することで、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補を無くす（図３０のステップＳ１０５）。マージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補を無くすことで、復号側で、無効なマージ候補が選択されることなく、有効なマージ候補のみが選択されることが補償される。ただし、第４の実施例においては最後にマージリストに登録されたマージ候補を有効マージ候補として、繰り返しマージ候補リストに登録する。第４の実施例は図２８に示す第２の実施例および第３の実施例の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リストの構築部１２０及び図２９に示す動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リストの構築部２２０と構成が同じである。ただし、第２の実施例および第３の実施例とは有効マージ候補補充部１３５、有効マージ候補補充部２３５で実施される図３０のステップＳ１０５の処理手順が異なる。

本実施の形態に係る第４の実施例の図２８の有効マージ候補補充部１３５および図２９の有効マージ候補補充部２３５で実施される図３０のステップＳ１０５の処理手順である有効マージ候補の導出方法について図３２のフローチャートを用いて詳細に説明する。図３３は本実施の形態に係る第４の実施例の図３０のステップＳ１０５の有効マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。

第４の実施例の図３３の有効マージ候補導出処理においては、第２の実施例の図３１および第３の実施例の図３２の有効マージ候補導出処理と同様にシンプルな処理によりマージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補が無くなるまで、有効なマージ候補をマージ候補リストに登録するために、同じ値のインター予測情報を持つ複数のマージ候補をマージ候補リストに登録する。ただし、第４の実施例では、最後にマージリストに登録されたマージ候補を有効マージ候補として、繰り返しマージ候補リストに登録する。（図３３のステップＳ６１０１〜Ｓ６１１３）。

まず、マージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さい場合（図３３のステップＳ６１０２のＹＥＳ）、ステップＳ６１１１に進み、マージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さくない場合（図３３のステップＳ６１０２のＮＯ）、本有効マージ候補導出処理を終了する。

続いて、最後にマージリストに登録されたマージ候補を有効マージ候補として、繰り返しマージ候補リストに登録する（図３３のステップＳ６１１１）。具体的には、マージ候補リストのインデックスの値が（numMergeIdx-1）の位置に登録されているマージ候補とインター予測モード、参照インデックス、ベクトル値が同じマージ候補が有効マージ候補としてマージ候補リストmergeCandListのマージインデックスがnumMergeCandと同じ値で示される位置に登録される。続いて、マージ候補数numMergeCandに１を加算して（図３３のステップＳ６１１２）、ステップＳ６１１３に進む。

以上のステップＳ６１０２〜ステップＳ６１１２の処理をマージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandになるまで繰り返す（図３３のステップＳ６１０１〜ステップＳ６１１３）。以上の処理により、第４の実施例では、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補を無くす。

次に、実施の形態に係る第５の実施例のインター予測情報導出方法を説明する。図２８は、実施の形態に係る第４の実施例の図１の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の詳細な構成を示す図でもある。また、図２９は、実施の形態に係る第４の実施例の図２の動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の詳細な構成を示す図でもある。図３０は本発明の実施の形態に係る第４の実施例の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リストの構築部１２０及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リストの構築部２２０とで共通する機能を有するマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理の手順を説明するフローチャートでもある。第５の実施例は第４の実施例の図２６の追加マージ候補の処理と図３３の有効マージ候補の処理を組み合わせた処理を行う。

第５の実施例の図２８の追加マージ候補生成部１３４および有効マージ候補補充部１３５で行われる処理の組み合わせである追加マージ候補および有効マージ候補生成ブロック１２１、および図２９の追加マージ候補生成部２３４と有効マージ候補補充部２３５で行われる処理の組み合わせである追加マージ候補および有効マージ候補生成ブロック２２１で実施される、図３０のステップＳ１０４およびステップＳ１０５を組み合わせた処理手順であるステップＳ１１０の追加マージ候補および有効マージ候補の導出方法について詳細に説明する。図３４は本実施の形態に係る第５の実施例の図３０のステップＳ１１０の追加マージ候補および有効マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。

図３４の追加マージ候補および有効マージ候補導出処理においては、マージ候補の選択の幅を広げて、符号化効率を向上させるために、異なる値のインター予測情報を持つ複数のマージ候補を生成し、マージ候補リストに登録するとともに、その後、リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補が無くなるまで、有効なマージ候補をマージ候補リストに登録するために、同じ値のインター予測情報を持つ複数のマージ候補をマージ候補リストに登録する（図３４のステップＳ５１０１〜Ｓ５１１９）。

まず、スライスタイプがＰスライスの場合（図３４のステップＳ５１０１のＹＥＳ）、参照インデックス数を示す変数numRefIdxにＬ０の参照インデックス数の値を設定する（図３４のステップＳ５１０２）。一方、スライスタイプがＰスライスでない場合（図３４のステップＳ５１０１のＮＯ）、すなわちスライスタイプがＢスライスの場合、参照インデックス数を示す変数numRefIdxにＬ０の参照インデックス数とＬ１の参照インデックス数の小さい方の値を設定する（図３４のステップＳ５１０３）。続いて参照インデックスｉに０を設定する（図３４のステップＳ５１０４）。

続いて、参照インデックスｉを変更しながら、スライスタイプに応じた予測モードの動きベクトルの値が（０，０）の追加マージ候補を導出し、マージ候補リストに登録する。（図３４のステップＳ５１０５〜Ｓ５１１９）。

まず、マージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さい場合（図３４のステップＳ５１０６のＹＥＳ）、ステップＳ５１０７に進み、マージ候補数numMergeCandが最大マージ候補数maxNumMergeCandより小さくない場合（図３４のステップＳ５１０６のＮＯ）、本追加マージ候補導出処理を終了する。

続いて、参照インデックスｉが変数numRefIdxより小さい場合（図３４のステップＳ５１０７のＹＥＳ）、ステップＳ５１０９に進み、追加マージ候補の登録処理を行う。参照インデックスｉが変数numRefIdxよりより小さくない場合（図３４のステップＳ５１０７のＮＯ）、参照インデックスｉに（numRefIdx-1）を設定して（図３４のステップＳ５１０８）、ステップＳ５１０９に進み、有効マージ候補の登録処理を行う。

続いて、スライスタイプがＰスライスの場合（図３４のステップＳ５１０９のＹＥＳ）、追加マージ候補の動きベクトルmvL0Zero、mvL1Zeroに（０，０）を設定し（図３４のステップＳ５１１０）、追加マージ候補の参照インデックスrefIdxL0Zeroに参照インデックスｉの値を設定し、refIdxL1Zeroに−１を設定し（図３４のステップＳ５１１１）、追加マージ候補のフラグpredFlagL0Zeroに１を設定し、predFlagL1Zeroに０を設定して（図３４のステップＳ５１１２）、ステップＳ５１１６に進む。

一方、スライスタイプがＰスライスでない場合（図３４のステップＳ５１０９のＮＯ）、すなわちスライスタイプがＢスライスの場合、追加マージ候補の動きベクトルmvL0Zero、mvL1 Zeroに（０，０）を設定し（図３４のステップＳ５１１３）、追加マージ候補の参照インデックスrefIdxL0Zero、refIdxL1Zeroに参照インデックスｉの値を設定し（図３４のステップＳ５１１４）、追加マージ候補のフラグpredFlagL0Zero、predFlagL1Zeroに１を設定して（図３４のステップＳ５１１５）、ステップＳ５１１６に進む。

続いて、追加マージ候補をマージ候補リストmergeCandListのマージインデックスがnumMergeCandと同じ値で示される位置に登録し（図３４のステップＳ５１１６）、マージ候補数numMergeCandに１を加算する（図３４のステップＳ５１１７）。続いて、インデックスｉに１を加算し（図３４のステップＳ５１１８）、ステップＳ５１１９に進む。

以上のステップＳ５１０６〜ステップＳ５１１８の処理をそれぞれの参照インデックスｉ毎にそれぞれ繰り返す（図３４のステップＳ５１０５〜ステップＳ５１１９）。以上の処理により、第５の実施例では、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補を無くす。

次に、実施の形態に係る第６の実施例のインター予測情報導出方法を説明する。図２８は、実施の形態に係る第６の実施例の図１の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の詳細な構成を示す図でもある。また、図２９は、実施の形態に係る第６の実施例の図２の動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の詳細な構成を示す図でもある。図３０は本発明の実施の形態に係る第６の実施例の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リストの構築部１２０及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リストの構築部２２０とで共通する機能を有するマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理の手順を説明するフローチャートでもある。第６の実施例は第２の実施例と実装方法が異なるが、復号側で同一のインター予測情報を得ることができる。第６の実施例においては、マージ候補リスト内のすべてのインデックスあるいは、０から（maxMergeCand-1）の値で指し示される範囲内のインター予測情報を規定の値で初期化してから、それぞれのマージ候補導出および登録処理を行う。図２８のマージ候補リスト生成部１３０および図２９のマージ候補リスト生成部２３０で、スライスタイプがＰスライスの場合、マージ候補リスト内のすべての要素について、インター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）で、参照インデックスが０で、ベクトル値が（０，０）の値を設定することで初期化する。スライスタイプがＰスライスでない場合、すなわちスライスタイプがＢスライスの場合、マージ候補リスト内のすべての要素について、インター予測モードが双予測（Pred_BI）で、参照インデックスが双方共に０で、ベクトル値が双方共に（０，０）の値を設定することで初期化する。さらに、マージ候補数numMergeCandに０を設定する。

さらに、第６の実施例の図２９の有効マージ候補補充部１３５および図３０の有効マージ候補補充部２３５で、初期化されたインター予測情報を有効にし、有効なマージ候補とする。本実施の形態に係る第６の実施例の図２８の有効マージ候補補充部１３５および図２９の有効マージ候補補充部２３５で実施される図３０のステップＳ１０５の処理手順である有効マージ候補の導出方法について図３５のフローチャートを用いて詳細に説明する。図３５は本実施の形態に係る第６の実施例の図３０のステップＳ１０５の初期化されたインター予測情報をマージ候補として有効にする処理手順を説明するフローチャートである。最大マージ候補数maxNumMergeCandよりもマージ候補数numMergeCandのほうが小さい場合（図３５のステップＳ６２０１）、マージ候補数numMergeCandに最大マージ候補数maxNumMergeCandの値を設定する（図３５のステップＳ６２０１）。本処理により、図２９のマージ候補リスト生成部１３０および図３０のマージ候補リスト生成部２３０で初期化されたインター予測情報を有効にし、有効マージ候補とする。

次に、実施の形態に係る第７の実施例のインター予測情報導出方法を説明する。図２８は、実施の形態に係る第７の実施例の図１の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４の詳細な構成を示す図でもある。また、図２９は、実施の形態に係る第７の実施例の図２の動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５の詳細な構成を示す図でもある。図３０は本発明の実施の形態に係る第７の実施例の動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リストの構築部１２０及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リストの構築部２２０とで共通する機能を有するマージ候補の導出処理及びマージ候補リストの構築処理の手順を説明するフローチャートでもある。第７の実施例は第３の実施例と実装方法が異なるが、復号側で同一のインター予測情報を得ることができる。第７の実施例においても、第６の実施例と同様にマージ候補リスト内のすべてのインデックスあるいは、０から（maxMergeCand-1）の値で指し示される範囲内のインター予測情報を規定の値で初期化してから、それぞれのマージ候補導出および登録処理を行う。ただし、第７の実施例においては、図２８のマージ候補リスト生成部１３０および図２９のマージ候補リスト生成部２３０で、スライスタイプに関わらず、マージ候補リスト内のすべての要素について、インター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）で、参照インデックスが０で、ベクトル値が（０，０）の値を設定することで初期化する。それ以外の処理は第６の実施例と同じである。

以上、本実施の形態について説明した。符号化側で無効なマージ候補を指し示すマージインデックスを符号化した場合、復号側で無効なマージ候補を選択した場合、無効なインター予測情報でインター予測が行われることになり、予期しない予測信号が得られる可能性がある。また、インター予測モードが規格外の値を示したり、参照インデックスが存在しない参照ピクチャを指し示したりすることで、エラーが発生し、復号が異常終了する可能性もある。

本実施の形態の第１の実施例により、符号化側で無効なマージ候補を指し示すマージインデックスを符号化しても、復号側で無効なマージ候補のインター予測情報を用いたインター予測が行われることが無い。本実施の形態の規則に従った動画像符号化装置においては、同一のインター予測情報を得ることができ、同一の予測信号を得ることができるので、同一の復号画像を得ることができる。

また、本実施の形態の第２〜７の実施例により、符号化側で無効なマージ候補を指し示すマージインデックスを選択して符号化されることがなく、復号側で無効なマージ候補のインター予測情報を用いたインター予測が行われないことが補償され、動画像復号装置において、同一のインター予測情報を得ることができ、同一の予測信号を得ることができるので、同一の復号画像を得ることができる。

なお、本実施の形態の第２〜５の実施例では、動画像符号化装置の有効マージ候補補充部１３５および動画像復号装置の有効マージ候補補充部２３５において、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内で、無効なマージ候補が無くなるまで、有効なマージ候補を登録したが、少なくとも０から（maxNumMergeCand-1）の範囲内で、無効なマージ候補が無ければよく、（maxNumMergeCand-1）以上の所定の範囲まで有効なマージ候補を登録してもよい。

また、本実施の形態の第６〜７の実施例では、動画像符号化装置のインター予測情報導出部１０４のマージ候補リストの構築部１２０及び動画像復号装置のインター予測情報導出部２０５のマージ候補リストの構築部２２０において、マージ候補リスト内のマージインデックスが０から（maxNumMergeCand-1）の値で指し示される範囲内のインター予測情報を規定の値で初期化したが、少なくとも０から（maxNumMergeCand-1）の範囲内で初期化すればよく、（maxNumMergeCand-1）以上の所定の範囲まで初期化してもよい。

以上述べた実施の形態においては、空間マージ候補、時間マージ候補、追加マージ候補をそれぞれ導出するものとして説明した。しかし、それぞれのマージ候補の導出処理を省略する形態も考えられ、本発明に含まれる。また、それぞれのマージ候補の導出処理を変更したり、新たなマージ候補の導出処理を追加する形態も考えられ、本発明に含まれる。

本実施の形態で説明した図２６の追加マージ候補の導出を行う場合、Ｂスライスの際に、追加マージ候補と同じインター予測情報の値を持つ有効マージ候補を補充する第２の実施例、第６の実施例の方法よりも、追加マージ候補と異なるインター予測情報の値を持つＬ０予測の有効マージ候補を補充する第３の実施例、第７の実施例の方法の方が適している。本実施の形態で説明した図２６の追加マージ候補の導出を行わない場合、Ｂスライスの際に、Ｌ０予測の有効マージ候補を補充する第３の実施例、第７の実施例の方法よりも、予測効率の高い双予測の有効マージ候補を補充する第２の実施例、第６の実施例の方法の方が適している。

また、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が０の際にデフォルト値のインター予測情報を規定せず、スキップモードおよびマージモードを禁止した場合、スキップモードやマージモードのフラグは伝送するものの、スキップモードやマージモードが選択できないことにより、符号化効率が低下する。さらに、符号化側で禁止されたスキップモードやマージモードを選択して符号化されたビットストリームを復号する場合、復号側でエラーが発生し、復号処理が異常終了する可能性もある。

しかし、本実施の形態においては、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値にかかわらず、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が０の際に、スキップモードを含むマージモードを常に選択することができる。その際、スキップモードやマージモードではインター予測情報はデフォルト値を出力する。インター予測情報のデフォルト値としては、例えば、スライスタイプがＢスライスの場合、予測モードが双予測（Pred_BI）であり、参照画像インデックスの値が０であり、動きベクトルの値が（０，０）を規定する。そのために、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が０の際にも、符号化側でスキップモードやマージモードが無効な値として符号化されることがなく、復号側で規定されたデフォルト値のインター予測情報を用いたインター予測が行われることが補償され、動画像復号装置において、同一のインター予測情報を得ることができ、同一の予測信号を得ることができるので、同一の復号画像を得ることができる。さらに、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が０の際にも、スキップモードやマージモードが選択できるので、スキップモードやマージモードを禁止した場合に比べて符号化効率が向上する。

最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が０の場合のスキップモードを含むマージモードのインター予測情報はデフォルト値を用いるため、最大マージ候補数maxNumMergeCandの値が１以上の場合と異なり、マージ候補リストを構築する処理が必要なく、マージ候補リスト構築処理を行わない演算量の少ない符号化装置を実現することが可能になる。また、復号側の処理もスキップモードを含むマージモードのインター予測情報にデフォルト値を設定するだけであるため、復号側の最小限の対応で演算量の少なく符号化効率の低下を抑制した復号装置に対応可能である。

以上述べた実施の形態の動画像符号化装置が出力する動画像の符号化ストリームは、実施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号することができるように特定のデータフォーマットを有しており、動画像符号化装置に対応する動画像復号装置がこの特定のデータフォーマットの符号化ストリームを復号することができる。

動画像符号化装置と動画像復号装置の間で符号化ストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式に変換して伝送してもよい。その場合、動画像符号化装置が出力する符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネットワークに送信する動画像送信装置と、ネットワークから符号化データを受信して符号化ストリームに復元して動画像復号装置に供給する動画像受信装置とが設けられる。

動画像送信装置は、動画像符号化装置が出力する符号化ストリームをバッファするメモリと、符号化ストリームをパケット化するパケット処理部と、パケット化された符号化データをネットワークを介して送信する送信部とを含む。動画像受信装置は、パケット化された符号化データをネットワークを介して受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、符号化データをパケット処理して符号化ストリームを生成し、動画像復号装置に提供するパケット処理部とを含む。

以上の符号化及び復号に関する処理は、ハードウェアを用いた伝送、蓄積、受信装置として実現することができるのは勿論のこと、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）やフラッシュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによっても実現することができる。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムをコンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供することも、地上波あるいは衛星ディジタル放送のデータ放送として提供することも可能である。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。

１０１ 画像メモリ、 １１７ ヘッダ情報設定部、 １０２ 動きベクトル検出部、 １０３ 差分動きベクトル算出部、 １０４ インター予測情報導出部、 １０５ 動き補償予測部、 １０６ イントラ予測部、 １０７ 予測方法決定部、 １０８ 残差信号生成部、 １０９ 直交変換・量子化部、 １１８ 第１符号化ビット列生成部、１１０ 第２符号化ビット列生成部、 １１１ 第３符号化ビット列生成部、 １１２ 多重化部、 １１３ 逆量子化・逆直交変換部、 １１４ 復号画像信号重畳部、 １１５ 符号化情報格納メモリ、 １１６ 復号画像メモリ、 １３０ マージ候補リスト生成部、 １３１ 空間マージ候補生成部、 １３２ 時間マージ候補の参照インデックス導出部、 １３３ 時間マージ候補生成部、 １３４ 追加マージ候補生成部、 １３５ 有効マージ候補補充部、 １３６ マージ候補制限部、 １３７ インター予測情報選択部、 ２０１ 分離部、 ２１２ 第１符号化ビット列復号部、 ２０２ 第２符号化ビット列復号部、 ２０３ 第３符号化ビット列復号部、 ２０４ 動きベクトル算出部、 ２０５ インター予測情報導出部、 ２０６ 動き補償予測部、 ２０７ イントラ予測部、 ２０８ 逆量子化・逆直交変換部、 ２０９ 復号画像信号重畳部、 ２１０ 符号化情報格納メモリ、 ２１１ 復号画像メモリ、 ２３０ マージ候補リスト生成部、 ２３１ 空間マージ候補生成部、 ２３２ 時間マージ候補の参照インデックス導出部、 ２３３ 時間マージ候補生成部、 ２３４ 追加マージ候補生成部、 ２３５ 有効マージ候補補充部、 ２３６ マージ候補制限部、 ２３７ インター予測情報選択部。

Claims (6)

1. 動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化装置であって、
   予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化部と、
   符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出部と、
   前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築部と、
   動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充部と、
   前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充部と、
   前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択部とを備え、
   前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、
   前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、
   前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、
   前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値である
   ことを特徴とする動画像符号化装置。
2. 動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法であって、
   予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化ステップと、
   符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出ステップと、
   前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築ステップと、
   動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充ステップと、
   前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充ステップと、
   前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択ステップとを有し、
   前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、
   前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、
   前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、
   前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値である
   ことを特徴とする動画像符号化方法。
3. 動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化プログラムであって、
   予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化ステップと、
   符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出ステップと、
   前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築ステップと、
   動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充ステップと、
   前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充ステップと、
   前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択ステップとをコンピュータに実行させ、
   前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、
   前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、
   前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、
   前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値である
   ことを特徴とする動画像符号化プログラム。
4. 動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法により符号化された符号化ビット列をパケット化して符号化ストリームを得るパケット処理部と、
   パケット化された前記符号化ストリームを送信する送信部とを備え、
   前記動画像符号化方法は、
   予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化ステップと、
   符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出ステップと、
   前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築ステップと、
   動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充ステップと、
   前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充ステップと、
   前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択ステップとを有し、
   前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、
   前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、
   前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、
   前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値である
   ことを特徴とする送信装置。
5. 動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法により符号化された符号化ビット列をパケット化して符号化ストリームを得るパケット処理ステップと、
   パケット化された前記符号化ストリームを送信する送信ステップとを有し、
   前記動画像符号化方法は、
   予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化ステップと、
   符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出ステップと、
   前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築ステップと、
   動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充ステップと、
   前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充ステップと、
   前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択ステップとを有し、
   前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、
   前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、
   前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、
   前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値である
   ことを特徴とする送信方法。
6. 動画像の各ピクチャを分割したブロック単位でマージ候補のインター予測情報によるインター予測を用いて前記動画像を符号化する動画像符号化方法により符号化された符号化ビット列をパケット化して符号化ストリームを得るパケット処理ステップと、
   パケット化された前記符号化ストリームを送信する送信ステップとコンピュータに実行させ、
   前記動画像符号化方法は、
   予め指定されたマージ候補の数を示す情報を符号化する予測情報符号化ステップと、
   符号化対象の予測ブロックに隣接する予測ブロック、または符号化対象の予測ブロックと時間的に異なる符号化済みのピクチャにおける前記符号化対象の予測ブロックと同一位置又はその付近に存在する予測ブロックのインター予測情報から、前記マージ候補を導出する予測情報導出ステップと、
   前記導出されたマージ候補からマージ候補リストを構築する候補リスト構築ステップと、
   動きベクトルには第１の数を設定し、インター予測モードには第２の数を設定し、参照インデックスには第３の数を設定したマージ候補を追加する第１の処理を、前記構築されたマージ候補リストへ繰り返し実行する第１候補補充ステップと、
   前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数未満であった場合、動きベクトルには前記第１の数を設定し、インター予測モードには前記第２の数を設定し、参照インデックスには第４の数を設定したマージ候補を追加する第２の処理を、前記第１の処理を実行したマージ候補リストに含まれるマージ候補の数が前記予め指定されたマージ候補の数に達するまで、前記第１の処理を実行したマージ候補リストへ繰り返し実行する第２候補補充ステップと、
   前記予め指定されたマージ候補の数に達したマージ候補リストに含まれるマージ候補から１つのマージ候補を選択するマージ候補選択ステップとを有し、
   前記第１の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値であり、
   前記第２の数は前記第１の処理および前記第２の処理ごとに値が異ならない値であって、符号化対象となる画像がＢピクチャである場合に、インター予測モードは双予測であることを示す値であり、
   前記第３の数は前記第１の処理ごとに値が異なる変数であり、
   前記第４の数は前記第２の処理ごとに値が異ならない所定の値である
   ことを特徴とする送信プログラム。

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