JP2018174567A - 照度補償装置、画像復号装置、画像符号化装置 - Google Patents

照度補償装置、画像復号装置、画像符号化装置 Download PDF

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Abstract

【課題】照度補償およびＬＭ予測の計算量を低減させる画像復号装置、画像復号方法、画像復号プログラム、画像符号化装置、画像符号化方法、画像符号化プログラム、画像表示システム及び画像伝送システムを提供する。【解決手段】対象ブロックの周囲の画素（以下、隣接復号画像）及び参照レイヤ上の対象ブロックに対応する参照ブロックの周囲の画素（以下、参照画像）を取得し、パラメータａ及びパラメータｂを導出し、パラメータａと対象ブロックの各画素の画素値との積を導出し、パラメータｂを加算して、対象ブロックの照度補償後の予測画像を導出する。インデックスが偶数の隣接復号画像の画素値の和と、インデックスが偶数の上記参照画像の画素値の和を導出し、導出した隣接復号画像の画素値の和及び上記参照画像の画素値の和に基づいて、パラメータａ及びパラメータｂを導出する。【選択図】図２０

Description

本発明は、照度補償装置、画像復号装置、画像符号化装置に関する。
複数視点の画像符号化技術には、複数の視点の画像を符号化する際に画像間の視差を予測することによって情報量を低減する視差予測符号化や、その符号化方法に対応した復号方法が提案されている。視点画像間の視差を表すベクトルを変位ベクトルと呼ぶ。変位ベクトルは、水平方向の要素（ｘ成分）と垂直方向の要素（ｙ成分）を有する２次元のベクトルであり、１つの画像を分割した領域であるブロック毎に算出される。また、複数視点の画像を取得するには、それぞれの視点に配置されたカメラを用いることが一般的である。複数視点の符号化では、各視点画像は、複数のレイヤにおいてそれぞれ異なるレイヤとして符号化される。複数のレイヤから構成される動画像の符号化方法は、一般に、スケーラブル符号化又は階層符号化と呼ばれる。スケーラブル符号化では、レイヤ間で予測を行うことで、高い符号化効率を実現する。レイヤ間で予測を行わずに基準となるレイヤは、ベースレイヤ、それ以外のレイヤは拡張レイヤと呼ばれる。レイヤが視点画像から構成される場合のスケーラブル符号化を、ビュースケーラブル符号化と呼ぶ。このとき、ベースレイヤはベースビュー、拡張レイヤは非ベースビューとも呼ばれる。さらに、ビュースケーラブルに加え、レイヤがテクスチャレイヤ（画像レイヤ）とデプスレイヤ（距離画像レイヤ）から構成される場合のスケーラブル符号化は、３次元スケーラブル符号化と呼ばれる。
また、スケーラブル符号化には、ビュースケーラブル符号化の他、空間的スケーラブル符号化（ベースレイヤとして解像度の低いピクチャ、拡張レイヤが解像度の高いピクチャを処理）、ＳＮＲスケーラブル符号化（ベースレイヤとして画質の低いピクチャ、拡張レイヤとして解像度の高いピクチャを処理）等がある。スケーラブル符号化では、例えばベースレイヤのピクチャを、拡張レイヤのピクチャの符号化において、参照ピクチャとして用いることがある。
また、非特許文献１では、予測対象ブロックの周囲の画素における照度変化を、予測対象ブロックの予測に用いる照度補償と呼ばれる技術が知られている。
また、非特許文献２では、予測対象ブロックの色差画像を、対応する輝度画像から予測するＬＭ予測と呼ばれる技術が知られている。
3D-CE2.h : Results of Illumination Compensation for Inter-View Prediction, JCT3V-B0045, JCT-3V Shanghai, CN, 13-19 Oct 2012 LM Mode Clean-Up, JCTVC-I0148, JCT-VC Geneva, CH, 27 April -7 May 2012
しかしながら、非特許文献１の照度補償においては、対象領域と参照領域の周囲の画素を用いて照度補償の予測パラメータを導出するが、その計算量が大きいという課題がある。また、非特許文献２のＬＭ予測においては、対象領域（色差画像）と参照領域（輝度画像）の周囲の画素を用いて照度補償の予測パラメータを導出するが、その計算量が大きいという課題がある。
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、照度補償およびＬＭ予測の計算量を低減させる画像復号装置、画像復号方法、画像復号プログラム、画像符号化装置、画像符号化方法、画像符号化プログラム、画像表示システム及び画像伝送システムを提供する。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る表示装置は、参照レイヤ上の画像を参照し、対象ブロックの画像に照度補償を適用する照度補償装置であって、上記対象ブロックの周囲の画素（以下、隣接復号画像）及び上記参照レイヤ上の上記対象ブロックに対応する参照ブロックの周囲の画素（以下、参照画像）を取得し、パラメータａ及びパラメータｂを導出する照度パラメータ推定部と、上記パラメータａと上記対象ブロックの各画素の画素値との積を導出し、上記パラメータｂを加算して、上記対象ブロックの照度補償後の予測画像を導出するフィルタ部と、を備え、上記照度パラメータ推定部は、インデックスが偶数の上記隣接復号画像の画素値の和と、インデックスが偶数の上記参照画像の画素値の和を導出し、導出した上記隣接復号画像の画素値の和及び上記参照画像の画素値の和に基づいて、上記パラメータａ及びパラメータｂを導出する。
本発明によれば、照度補償の計算量および実装規模を低減させる。本発明によれば、ＬＭ予測の計算量および実装規模を低減させる。
本発明の実施形態に係る画像伝送システムの構成を示す概略図である。 本実施形態に係る符号化ストリームのデータの階層構造を示す図である。 参照ピクチャリストの一例を示す概念図である。 参照ピクチャの例を示す概念図である。 本実施形態に係る画像復号装置の構成を示す概略図である。 本実施形態に係るインター予測パラメータ復号部の構成を示す概略図である。 本実施形態に係るマージ予測パラメータ導出部の構成を示す概略図である。 本実施形態に係るAMVP予測パラメータ導出部の構成を示す概略図である。 ベクトル候補の一例を示す概念図である。 本実施形態に係るＬＭ予測の概念図である。 本実施形態に係るインター予測画像生成部の構成を示す概略図である。 本実施形態に係る残差予測の概念図である。 本実施形態に係る照度補償の概念図である。 本実施形態に係る照度補償で用いるテーブルを示す図である。 本実施形態に係るＬＭ予測部３１０４の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るＬＭパラメータａ導出部３１０４１６の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るＬＭ正則化項加算部３１０４１８の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るＬＭパラメータａ導出部３１０４１６Ａの構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るＬＭ予測部３１０４Ｈの構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る照度補償部３０９３の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るパラメータａ導出部３０９３１６の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るパラメータａ導出部３０９３１６Ａの構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る照度補償部３０９３Ｈの構成を示すブロック図である。 本実施形態に係る照度補償部３０９３Ｏの構成を示すブロック図である。 第２の実施形態に係る照度補償の参照画素を説明する図である。 第３の実施形態に係る切り替え手段を備える照度補償部３０９３Ｓ０の図を説明するブロック図である。 第３の実施形態に係る照度補償部３０９３Ｓ０の動作を説明するフローチャートである。 第３の実施形態に係る照度補償部３０９３Ｓ０の別の動作を説明するフローチャートである。 第３の実施形態に係る切り替え手段を備える照度補償部３０９３Ｓ１の図を説明するブロック図である。 第３の実施形態に係る照度補償部３０９３Ｓ１の動作を説明するフローチャートである。 第３の実施形態に係る照度補償部３０９３Ｓ１の別の動作を説明するフローチャートである。 本実施形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 本実施形態に係るインター予測パラメータ符号化部の構成を示す概略図である。
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る画像伝送システム１の構成を示す概略図である。
画像伝送システム１は、複数のレイヤ画像を符号化した符号を伝送し、伝送された符号を復号した画像を表示するシステムである。画像伝送システム１は、画像符号化装置１１、ネットワーク２１、画像復号装置３１及び画像表示装置４１を含んで構成される。
画像符号化装置１１には、複数のレイヤ画像（テクスチャ画像ともいう）を示す信号Ｔが入力される。レイヤ画像とは、ある解像度及びある視点で視認もしくは撮影される画像である。複数のレイヤ画像を用いて３次元画像を符号化するビュースケーラブル符号化を行う場合、複数のレイヤ画像のそれぞれは、視点画像と呼ばれる。ここで、視点は撮影装置の位置又は観測点に相当する。例えば、複数の視点画像は、被写体に向かって左右の撮影装置のそれぞれが撮影した画像である。画像符号化装置１１は、この信号のそれぞれを符号化して符号化ストリームＴｅ（符号化データ）を生成する。符号化ストリームＴｅの詳細については、後述する。視点画像とは、ある視点において観測される２次元画像（平面画像）である。視点画像は、例えば２次元平面内に配置された画素毎の輝度値、又は色信号値で示される。以下では、１枚の視点画像又は、その視点画像を示す信号をピクチャ（ｐｉｃｔｕｒｅ）と呼ぶ。また、複数のレイヤ画像を用いて空間スケーラブル符号化を行う場合、その複数のレイヤ画像は、解像度の低いベースレイヤ画像と、解像度の高い拡張レイヤ画像からなる。複数のレイヤ画像を用いてＳＮＲスケーラブル符号化を行う場合、その複数のレイヤ画像は、画質の低いベースレイヤ画像と、画質の高い拡張レイヤ画像からなる。なお、ビュースケーラブル符号化、空間スケーラブル符号化、ＳＮＲスケーラブル符号化を任意に組み合わせて行っても良い。本実施形態では、複数のレイヤ画像として、少なくともベースレイヤ画像と、ベースレイヤ画像以外の画像（拡張レイヤ画像）を含む画像の符号化および復号を扱う。複数のレイヤのうち、画像もしくは符号化パラメータにおいて参照関係（依存関係）にある２つのレイヤについて、参照される側の画像を、第１レイヤ画像、参照する側の画像を第２レイヤ画像と呼ぶ。例えば、ベースレイヤを参照して符号化される（ベースレイヤ以外の）エンハンスレイヤ画像がある場合、ベースレイヤ画像を第１レイヤ画像、エンハンスレイヤ画像を第２レイヤ画像として扱う。なお、エンハンスレイヤ画像の例としては、ベースビュー以外の視点の画像、デプスの画像などがある。
ネットワーク２１は、画像符号化装置１１が生成した符号化ストリームＴｅを画像復号装置３１に伝送する。ネットワーク２１は、インターネット（internet）、広域ネットワーク（WAN:Wide Area Network）、小規模ネットワーク（LAN:Local Area Network）又はこれらの組み合わせである。ネットワーク２１は、必ずしも双方向の通信網に限らず、地上波ディジタル放送、衛星放送等の放送波を伝送する一方向又は双方向の通信網であっても良い。また、ネットワーク２１は、ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＢＤ（Blue-ray Disc）等の符号化ストリームＴｅを記録した記憶媒体で代替されても良い。
画像復号装置３１は、ネットワーク２１が伝送した符号化ストリームＴｅのそれぞれを復号し、それぞれ復号した複数の復号レイヤ画像Ｔｄ（復号視点画像Ｔｄ）を生成する。
画像表示装置４１は、画像復号装置３１が生成した複数の復号レイヤ画像Ｔｄの全部又は一部を表示する。例えば、ビュースケーラブル符号化においては、全部の場合、３次元画像（立体画像）や自由視点画像が表示され、一部の場合、２次元画像が表示される。画像表示装置４１は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレイ等の表示デバイスを備える。また、空間スケーラブル符号化、ＳＮＲスケーラブル符号化では、画像復号装置３１、画像表示装置４１が高い処理能力を有する場合には、画質の高い拡張レイヤ画像を表示し、より低い処理能力しか有しない場合には、拡張レイヤほど高い処理能力、表示能力を必要としないベースレイヤ画像を表示する。
＜符号化ストリームＴｅの構造＞
本実施形態に係る画像符号化装置１１および画像復号装置３１の詳細な説明に先立って、画像符号化装置１１によって生成され、画像復号装置３１によって復号される符号化ストリームＴｅのデータ構造について説明する。
図２は、符号化ストリームＴｅにおけるデータの階層構造を示す図である。符号化ストリームＴｅ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。図２の（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、シーケンスＳＥＱを既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、スライスデータを規定するスライスデータレイヤ、スライスデータに含まれる符号化ツリーユニットを規定する符号化ツリーレイヤ、符号化ツリーに含まれる符号化単位（Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ；ＣＵ）を規定する符号化ユニットレイヤを示す図である。
（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）を復号するために画像復号装置３１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２の（ａ）に示すように、ビデオパラメータセット（Video Parameter Set）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）、ピクチャＰＩＣＴ、及び、付加拡張情報ＳＥＩ（Supplemental Enhancement Information）を含んでいる。ここで＃の後に示される値はレイヤＩＤを示す。図２では、＃０と＃１すなわちレイヤ０とレイヤ１の符号化データが存在する例を示すが、レイヤの種類およびレイヤの数はこれによらない。
ビデオパラメータセットＶＰＳは、複数のレイヤから構成されている動画像において、複数の動画像に共通する符号化パラメータの集合および動画像に含まれる複数のレイヤおよび個々のレイヤに関連する符号化パラメータの集合が規定されている。
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画像復号装置３１が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの幅や高さが規定される。
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画像復号装置３１が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの復号に用いられる量子化幅の基準値（pic_init_qp_minus26）や重み付き予測の適用を示すフラグ（weighted_pred_flag）が含まれる。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。
（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）を復号するために画像復号装置３１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２の（ｂ）に示すように、スライスＳ０〜ＳＮＳ−１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）。
なお、以下、スライスＳ０〜ＳＮＳ−１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、以下に説明する符号化ストリームＴｅ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。
（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）を復号するために画像復号装置３１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２の（ｃ）に示すように、スライスヘッダＳＨ、および、スライスデータＳＤＡＴＡを含んでいる。
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画像復号装置３１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。
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、または、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、または、イントラ予測を用いるＢスライスなどが挙げられる。
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）を含んでいても良い。
（スライスデータレイヤ）
スライスデータレイヤでは、処理対象のスライスデータＳＤＡＴＡを復号するために画像復号装置３１が参照するデータの集合が規定されている。スライスデータＳＤＡＴＡは、図２の（ｄ）に示すように、符号化ツリーブロック（CTB:Coded Tree Block）を含んでいる。ＣＴＢは、スライスを構成する固定サイズ（例えば６４×６４）のブロックであり、最大符号化単位（LCU:Largest Cording Unit）と呼ぶこともある。
（符号化ツリーレイヤ）
符号化ツリーレイヤは、図２の（ｅ）に示すように、処理対象の符号化ツリーブロックを復号するために画像復号装置３１が参照するデータの集合が規定されている。符号化ツリーユニットは、再帰的な４分木分割により分割される。再帰的な４分木分割により得られる木構造のノードのことを符号化ツリー（coding tree）と称する。４分木の中間ノードは、符号化ツリーユニット（CTU:Coded Tree Unit）であり、符号化ツリーブロック自身も最上位のＣＴＵとして規定される。ＣＴＵは、分割フラグ（splif_flag）を含み、splif_flagが１の場合には、４つの符号化ツリーユニットＣＴＵに分割される。splif_flagが０の場合には、符号化ツリーユニットＣＴＵは４つの符号化ユニット（CU:Coded Unit）に分割される。符号化ユニットＣＵは符号化ツリーレイヤの末端ノードであり、このレイヤではこれ以上分割されない。符号化ユニットＣＵは、符号化処理の基本的な単位となる。
また、符号化ツリーブロックＣＴＢのサイズ６４×６４画素の場合には、符号化ユニットのサイズは、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。
（符号化ユニットレイヤ）
符号化ユニットレイヤは、図２の（ｆ）に示すように、処理対象の符号化ユニットを復号するために画像復号装置３１が参照するデータの集合が規定されている。具体的には、符号化ユニットは、ＣＵヘッダＣＵＨ、予測ツリー、変換ツリー、ＣＵヘッダＣＵＦから構成される。ＣＵヘッダＣＵＨでは、符号化ユニットが、イントラ予測を用いるユニットであるか、インター予測を用いるユニットであるかなどが規定される。符号化ユニットは、予測ツリー（prediction tree;PT）および変換ツリー（transform tree;TT）のルートとなる。ＣＵヘッダＣＵＦは、予測ツリーと変換ツリーの間、もしくは、変換ツリーの後に含まれる。
予測ツリーは、符号化ユニットが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、符号化ユニットを構成する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。
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、予測ユニット）とも称する。
予測ツリーにおける分割の種類は、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。イントラ予測とは、同一ピクチャ内の予測であり、インター予測とは、互いに異なるピクチャ間（例えば、表示時刻間、レイヤ画像間）で行われる予測処理を指す。
イントラ予測の場合、分割方法は、２Ｎ×２Ｎ（符号化ユニットと同一サイズ）と、Ｎ×Ｎとがある。
また、インター予測の場合、分割方法は、符号化データのpart_modeにより符号化され、２Ｎ×２Ｎ（符号化ユニットと同一サイズ）、２Ｎ×Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、Ｎ×２Ｎ、ｎＬ×２Ｎ、ｎＲ×２Ｎ、および、Ｎ×Ｎなどがある。なお、２Ｎ×ｎＵは、２Ｎ×２Ｎの符号化ユニットを上から順に２Ｎ×０．５Ｎと２Ｎ×１．５Ｎの２領域に分割することを示す。２Ｎ×ｎＤは、２Ｎ×２Ｎの符号化ユニットを上から順に２Ｎ×１．５Ｎと２Ｎ×０．５Ｎの２領域に分割することを示す。ｎＬ×２Ｎは、２Ｎ×２Ｎの符号化ユニットを左から順に０．５Ｎ×２Ｎと１．５Ｎ×２Ｎの２領域に分割することを示す。ｎＲ×２Ｎは、２Ｎ×２Ｎの符号化ユニットを左から順に１．５Ｎ×２Ｎと０．５Ｎ×１．５Ｎの２領域に分割することを示す。分割数は１、２、４のいずれかであるため、ＣＵに含まれるＰＵは１個から４個である。これらのＰＵを順にＰＵ０、ＰＵ１、ＰＵ２、ＰＵ３と表現する。
また、変換ツリーにおいては、符号化ユニットが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、符号化ユニットを構成する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。
変換ツリーにおける分割には、符号化ユニット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。
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。
（予測パラメータ）
予測ユニットの予測画像は、予測ユニットに付随する予測パラメータによって導出される。予測パラメータには、イントラ予測の予測パラメータもしくはインター予測の予測パラメータがある。以下、インター予測の予測パラメータ（インター予測パラメータ）について説明する。インター予測パラメータは、予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1と、参照ピクチャインデックスrefIdxL0、refIdxL1と、ベクトルｍｖＬ０、ｍｖＬ１から構成される。予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1は、各々Ｌ０リスト、Ｌ１リストと呼ばれる参照ピクチャリストが用いられるか否かを示すフラグであり、値が１の場合に対応する参照ピクチャリストが用いられる。なお、本明細書中「ＸＸであるか否かを示すフラグ」と記す場合、１をＸＸである場合、０をＸＸではない場合とし、論理否定、論理積などでは１を真、０を偽と扱う（以下同様）。但し、実際の装置や方法では真値、偽値として他の値を用いることもできる。２つの参照ピクチャリストが用いられる場合、つまり、predFlagL0＝１， predFlagL1＝１の場合が、双予測に対応し、１つの参照ピクチャリストを用いる場合、すなわち(predFlagL0, predFlagL1) = (1, 0)もしくは(predFlagL0, predFlagL1) = (0, 1)の場合が単予測に対応する。なお、予測リスト利用フラグの情報は、後述のインター予測フラグinter_pred_idcで表現することもできる。通常、後述の予測画像生成部、予測パラメータメモリでは、予測リスト利用フラグが用いれ、符号化データから、どの参照ピクチャリストが用いられるか否かの情報を復号する場合にはインター予測フラグinter_pred_idcが用いられる。
符号化データに含まれるインター予測パラメータを導出するためのシンタックス要素には、例えば、分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測フラグinter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXがある。
（参照ピクチャリストの一例）
次に、参照ピクチャリストの一例について説明する。参照ピクチャリストとは、参照ピクチャメモリ３０６（図５）に記憶された参照ピクチャからなる列である。図３は、参照ピクチャリストの一例を示す概念図である。参照ピクチャリスト６０１において、左右に一列に配列された５個の長方形は、それぞれ参照ピクチャを示す。左端から右へ順に示されている符号、Ｐ１、Ｐ２、Ｑ０、Ｐ３、Ｐ４は、それぞれの参照ピクチャを示す符号である。Ｐ１等のＰとは、視点Ｐを示し、そしてＱ０のＱとは、視点Ｐとは異なる視点Ｑを示す。Ｐ及びＱの添字は、ピクチャ順序番号ＰＯＣを示す。refIdxLXの真下の下向きの矢印は、参照ピクチャインデックスrefIdxLXが、参照ピクチャメモリ３０６において参照ピクチャＱ０を参照するインデックスであることを示す。
（参照ピクチャの例）
次に、ベクトルを導出する際に用いる参照ピクチャの例について説明する。図４は、参照ピクチャの例を示す概念図である。図４において、横軸は表示時刻を示し、縦軸は視点を示す。図４に示されている、縦２行、横３列（計６個）の長方形は、それぞれピクチャを示す。６個の長方形のうち、下行の左から２列目の長方形は復号対象のピクチャ（対象ピクチャ）を示し、残りの５個の長方形がそれぞれ参照ピクチャを示す。対象ピクチャから上向きの矢印で示される参照ピクチャＱ０は対象ピクチャと同表示時刻であって視点が異なるピクチャである。対象ピクチャを基準とする変位予測においては、参照ピクチャＱ０が用いられる。対象ピクチャから左向きの矢印で示される参照ピクチャＰ１は、対象ピクチャと同じ視点であって、過去のピクチャである。対象ピクチャから右向きの矢印で示される参照ピクチャＰ２は、対象ピクチャと同じ視点であって、未来のピクチャである。対象ピクチャを基準とする動き予測においては、参照ピクチャＰ１又はＰ２が用いられる。
（インター予測フラグと予測リスト利用フラグ）
インター予測フラグと、予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1の関係は以下のように相互に変換可能である。そのため、インター予測パラメータとしては、予測リスト利用フラグを用いても良いし、インター予測フラグを用いてもよい。また、以下、予測リスト利用フラグを用いた判定は、インター予測フラグに置き替えても可能である。逆に、インター予測フラグを用いた判定は、予測リスト利用フラグに置き替えても可能である。
インター予測フラグ ＝ （predFlagL1＜＜１） ＋ predFlagL0
predFlagL0 ＝インター予測フラグ ＆ １
predFlagL1 ＝インター予測フラグ ＞＞ １
ここで、＞＞は右シフト、＜＜は左シフトである。
（マージ予測とAMVP予測）
予測パラメータの復号（符号化）方法には、マージ予測（ｍｅｒｇｅ）モードとAMVP（Adaptive Motion Vector Prediction、適応動きベクトル予測）モードがある、マージフラグmerge_flagは、これらを識別するためのフラグである。マージ予測モードでも、AMVPモードでも、既に処理済みのブロックの予測パラメータを用いて、対象ＰＵの予測パラメータが導出される。マージ予測モードは、予測リスト利用フラグpredFlagLX（インター予測フラグinter_pred_idcinter_pred_idc）、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、ベクトルmvLXを符号化データに含めずに、既に導出した予測パラメータをそのまま用いるモードであり、AMVPモードは、インター予測フラグinter_pred_idcinter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、ベクトルmvLXを符号化データに含めるモードである。なおベクトルmvLXは、予測ベクトルを示す予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxと差分ベクトル（mvdLX）として符号化される。
インター予測フラグinter_pred_idcは、参照ピクチャの種類および数を示すデータであり、Ｐｒｅｄ＿Ｌ０、Ｐｒｅｄ＿Ｌ１、Ｐｒｅｄ＿Ｂｉの何れかの値をとる。Ｐｒｅｄ＿Ｌ０、Ｐｒｅｄ＿Ｌ１は、各々Ｌ０リスト、Ｌ１リストと呼ばれる参照ピクチャリストに記憶された参照ピクチャが用いられることを示し、共に１枚の参照ピクチャを用いること（単予測）を示す。Ｌ０リスト、Ｌ１リストを用いた予測を各々Ｌ０予測、Ｌ１予測と呼ぶ。Ｐｒｅｄ＿Ｂｉは２枚の参照ピクチャを用いること（双予測）を示し、Ｌ０リストとＬ１リストに記憶された参照ピクチャの２つを用いることを示す。予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxは予測ベクトルを示すインデックスであり、参照ピクチャインデックスrefIdxLXは、参照ピクチャリストに記憶された参照ピクチャを示すインデックスである。なお、ＬＸは、Ｌ０予測とＬ１予測を区別しない場合に用いられる記述方法であり、ＬＸをＬ０、Ｌ１に置き換えることでＬ０リストに対するパラメータとＬ１リストに対するパラメータを区別するする。例えば、refIdxL0はＬ０予測に用いる参照ピクチャインデックス、refIdxL1はＬ１予測に用いる参照ピクチャインデックス、refIdx（refIdxLX）は、refIdxL0とrefIdxL1を区別しない場合に用いられる表記である。
マージインデックスmerge_idxは、処理が完了したブロックから導出される予測パラメータ候補（マージ候補）のうち、いずれかの予測パラメータを復号対象ブロックの予測パラメータとして用いるかを示すインデックスである。
（動きベクトルと変位ベクトル）
ベクトルmvLXには、動きベクトルと変位ベクトル（disparity vector、視差ベクトル）がある。動きベクトルとは、あるレイヤのある表示時刻でのピクチャにおけるブロックの位置と、異なる表示時刻（例えば、隣接する離散時刻）における同一のレイヤのピクチャにおける対応するブロックの位置との間の位置のずれを示すベクトルである。変位ベクトルとは、あるレイヤのある表示時刻でのピクチャにおけるブロックの位置と、同一の表示時刻における異なるレイヤのピクチャにおける対応するブロックの位置との間の位置のずれを示すベクトルである。異なるレイヤのピクチャとしては、異なる視点のピクチャである場合、もしくは、異なる解像度のピクチャである場合などがある。特に、異なる視点のピクチャに対応する変位ベクトルを視差ベクトルと呼ぶ。以下の説明では、動きベクトルと変位ベクトルを区別しない場合には、単にベクトルmvLXと呼ぶ。ベクトルmvLXに関する予測ベクトル、差分ベクトルを、それぞれ予測ベクトルmvpLX、差分ベクトルmvdLXと呼ぶ。ベクトルmvLXおよび差分ベクトルmvdLXが、動きベクトルであるか、変位ベクトルであるかは、ベクトルに付随する参照ピクチャインデックスrefIdxLXを用いて行われる。
（画像復号装置の構成）
次に、本実施形態に係る画像復号装置３１の構成について説明する。図５は、本実施形態に係る画像復号装置３１の構成を示す概略図である。画像復号装置３１は、エントロピー復号部３０１、予測パラメータ復号部３０２、参照ピクチャメモリ（参照画像記憶部、フレームメモリ）３０６、予測パラメータメモリ（予測パラメータ記憶部、フレームメモリ）３０７、予測画像生成部３０８、逆量子化・逆ＤＣＴ部３１１、及び加算部３１２、残差格納部３１３（残差記録部）を含んで構成される。
また、予測パラメータ復号部３０２は、インター予測パラメータ復号部３０３及びイントラ予測パラメータ復号部３０４を含んで構成される。予測画像生成部３０８は、インター予測画像生成部３０９及びイントラ予測画像生成部３１０を含んで構成される。
エントロピー復号部３０１は、外部から入力された符号化ストリームＴｅに対してエントロピー復号を行って、個々の符号（シンタックス要素）を分離し復号する。分離された符号には、予測画像を生成するための予測情報および、差分画像を生成するための残差情報などがある。
エントロピー復号部３０１は、分離した符号の一部を予測パラメータ復号部３０２に出力する。分離した符号の一部とは、例えば、予測モードPredMode、分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測フラグinter_pred_idcinter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXである。どの符号を復号するか否かの制御は、予測パラメータ復号部３０２の指示に基づいて行われる。エントロピー復号部３０１は、量子化係数を逆量子化・逆ＤＣＴ部３１１に出力する。この量子化係数は、符号化処理において、残差信号に対してＤＣＴ（Discrete Cosine Transform、離散コサイン変換）を行い量子化して得られる係数である。
インター予測パラメータ復号部３０３は、エントロピー復号部３０１から入力された符号に基づいて、予測パラメータメモリ３０７に記憶された予測パラメータを参照してインター予測パラメータを復号する。
インター予測パラメータ復号部３０３は、復号したインター予測パラメータを予測画像生成部３０８に出力し、また予測パラメータメモリ３０７に記憶する。インター予測パラメータ復号部３０３の詳細については後述する。
イントラ予測パラメータ復号部３０４は、エントロピー復号部３０１から入力された符号に基づいて、予測パラメータメモリ３０７に記憶された予測パラメータを参照してイントラ予測パラメータを復号する。イントラ予測パラメータとは、ピクチャブロックを１つのピクチャ内で予測する処理で用いるパラメータ、例えば、イントラ予測モードＩｎｔｒａPredModeである。イントラ予測パラメータ復号部３０４は、復号したイントラ予測パラメータを予測画像生成部３０８に出力し、また予測パラメータメモリ３０７に記憶する。
イントラ予測パラメータ復号部３０４は、輝度と色差で異なるイントラ予測モードを導出しても良い。この場合、イントラ予測パラメータ復号部３０４は、輝度の予測パラメータとして輝度予測モードIntraPredModeY、色差の予測パラメータとして、色差予測モードIntraPredModeCを復号する。輝度予測モードIntraPredModeYは、３５モードであり、プレーナ予測（０）、ＤＣ予測（１）、方向予測（２〜３４）が対応する。色差予測モードIntraPredModeCは、プレーナ予測（０）、ＤＣ予測（１）、方向予測（２、３、４）、ＬＭモード（５）の何れかを用いるもの。
参照ピクチャメモリ３０６は、加算部３１２が生成した参照ピクチャのブロック（参照ピクチャブロック）を、復号対象のピクチャ及びブロック毎に予め定めた位置に記憶する。
予測パラメータメモリ３０７は、予測パラメータを、復号対象のピクチャ及びブロック毎に予め定めた位置に記憶する。具体的には、予測パラメータメモリ３０７は、インター予測パラメータ復号部３０３が復号したインター予測パラメータ、イントラ予測パラメータ復号部３０４が復号したイントラ予測パラメータ及びエントロピー復号部３０１が分離した予測モードpredModeを記憶する。記憶されるインター予測パラメータには、例えば、予測リスト利用フラグpredFlagLX（インター予測フラグinter_pred_idcinter_pred_idc）、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、ベクトルmvLXがある。
予測画像生成部３０８には、エントロピー復号部３０１から入力された予測モードpredModeが入力され、また予測パラメータ復号部３０２から予測パラメータが入力される。また、予測画像生成部３０８は、参照ピクチャメモリ３０６から参照ピクチャを読み出す。予測画像生成部３０８は、予測モードpredModeが示す予測モードで、入力された予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いて予測ピクチャブロックＰ（予測画像）を生成する。
ここで、予測モードpredModeがインター予測モードを示す場合、インター予測画像生成部３０９は、インター予測パラメータ復号部３０３から入力されたインター予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてインター予測により予測ピクチャブロックＰを生成する。予測ピクチャブロックＰは予測単位ＰＵに対応する。ＰＵは、上述したように予測処理を行う単位となる複数の画素からなるピクチャの一部分、つまり１度に予測処理が行われる復号対象ブロックに相当する。
インター予測画像生成部３０９は、予測リスト利用フラグpredFlagLXが１である参照ピクチャリスト（Ｌ０リスト、もしくはＬ１リスト）に対し、参照ピクチャインデックスrefIdxLXで示される参照ピクチャから、復号対象ブロックを基準としてベクトルmvLXが示す位置にある参照ピクチャブロックを参照ピクチャメモリ３０６から読み出す。インター予測画像生成部３０９は、読み出した参照ピクチャブロックについて予測を行って予測ピクチャブロックＰを生成する。インター予測画像生成部３０９は、生成した予測ピクチャブロックＰを加算部３１２に出力する。
予測モードpredModeがイントラ予測モードを示す場合、イントラ予測画像生成部３１０は、イントラ予測パラメータ復号部３０４から入力されたイントラ予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてイントラ予測を行う。具体的には、イントラ予測画像生成部３１０は、復号対象のピクチャであって、既に復号されたブロックのうち復号対象ブロックから予め定めた範囲にある参照ピクチャブロックを参照ピクチャメモリ３０６から読み出す。予め定めた範囲とは、復号対象ブロックがいわゆるラスタースキャンの順序で順次移動する場合、例えば、左、左上、上、右上の隣接ブロックのうちのいずれかであり、イントラ予測モードによって異なる。ラスタースキャンの順序とは、各ピクチャにおいて、上端から下端まで各行について、順次左端から右端まで移動させる順序である。
イントラ予測画像生成部３１０は、読み出した参照ピクチャブロックについてイントラ予測モードIntraPredModeが示す予測モードで予測を行って予測ピクチャブロックを生成する。イントラ予測画像生成部３１０は、生成した予測ピクチャブロックＰを加算部３１２に出力する。
イントラ予測パラメータ復号部３０４において、輝度と色差で異なるイントラ予測モードを導出する場合、イントラ予測画像生成部３１０は、輝度予測モードIntraPredModeYに応じて、プレーナ予測（０）、ＤＣ予測（１）、方向予測（２〜３４）の何れかによって輝度の予測ピクチャブロックを生成し、色差予測モードIntraPredModeCに応じて、プレーナ予測（０）、ＤＣ予測（１）、方向予測（２、３、４）、ＬＭモード（５）の何れかによって色差の予測ピクチャブロックを生成する。ＬＭモードは、対象ブロックに隣接する処理済み画像を用いて、輝度の画素値から、色差の画素値を予測する予測パラメータを導出し、その予測パラメータに基づいて、処理済みの輝度のブロックから、色差のピクチャブロックを生成する。このような予測はＬＭ予測と呼ばれる。イントラ予測画像生成部３１０は、図示しないＤＣ予測部３１０１、プレーナ予測部３１０２、方向予測部３１０３、ＬＭ予測部３１０４から構成される。
（ＬＭ予測部３１０４）
図１５は、ＬＭ予測部３１０４の構成を示すブロック図である。ＬＭ予測部３１０４は、ＬＭパラメータ推定部３１０４１と、ＬＭ予測フィルタ部３１０４２から構成される。ＬＭパラメータ推定部３１０４１は、ＬＭ積算値導出部３１０４１２、ＬＭ加算値導出部３１０４１３、ＬＭ第１パラメータ導出部３１０４１４、ＬＭ第２パラメータ導出部３１０４１５、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６、ＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７から構成される。
ＬＭパラメータ推定部３１０４１は、対象ブロック（対象予測ユニット）の画素を、参照ブロックの画素から推定するための推定パラメータを求める。図１０は、ＬＭ予測を説明するための図である。図１３では、対象ブロックの周囲の色差画像上の画素Ｌと、対象ブロックに対応する輝度画像上の参照ブロック（対応ブロック）の周囲の画素Ｃの位置を示している。
ＬＭパラメータ推定部３１０４１は、図１０に示す対象ブロックの周囲に対応する輝度ブロックの周囲の画素Ｃを隣接輝度画像の画素値x[]（参照画像領域）、対象ブロックの周囲の色差成分の画素Ｌを隣接色差画像の画素値y[]（対象画像領域）とし、これら隣接輝度画像の画素値x[]と隣接色差画像の画素値y[]に基づいて、隣接色差画像の画素値y[]を隣接輝度画像の画素値xから線形予測する場合のパラメータであるパラメータａ、パラメータｂを導出する。
ＬＭ加算値導出部３１０４１３は、隣接色差画像の画素値yの和Yと隣接輝度画像の画素値xの和Xを、以下の式（Ｂ−２）式（Ｂ−３）により導出する。
ＬＭ積算値導出部３１０４１２は隣接色差画像の画素値yと隣接輝度画像の画素値xの積の和XYと、隣接輝度画像の画素値の２乗の和XXを、以下の式（Ｂ−４）〜（Ｂ−５）により導出する。この時、ＬＭ積算値導出部３１０４１２は、隣接色差画像の画素値yと隣接輝度画像の画素値xの積の和XYの導出時と、隣接輝度画像の画素値xの２乗の和XXの導出時には、積算シフト値precShiftだけ右シフトしてから加算する。以下の和の前にX、Y、XY、XXは0に初期化しておく。
X = Σx[i] 式（Ｂ−２）
Y = Σy[i] 式（Ｂ−３）
XX += Σ(x[i] * x[i]) 式（Ｂ−４）
XY += Σ(y[i] * y[i]) 式（Ｂ−５）
ここで、Σは、参照領域に対する和であり、参照領域の画素を特定するインデックスiに対する和を導出する。y[i]は、隣接復号画像のインデックスiにおける画素値。x[i]は、参照画像のインデックスiにおける画素値。カウントシフト値iCountShiftは、参照領域のサイズの２の対数である。ここで、インデックスiを２倍して、隣接色差画像の画素値yと、隣接輝度画像の画素値xを参照している。
iCountShift = log2 (参照領域の画素数) 式（Ｂ−６）
ＬＭ第１パラメータ導出部３１０４１４は、隣接色差画像の画素値yと隣接輝度画像の画素値xの積の和XYと、隣接色差画像の画素値の和Yと隣接輝度画像の画素値の和Xの積の差から第１パラメータa1を以下の式により導出する。
a1 = ( XY << iCountShift ) - (Y * X); 式（Ｂ−７）
式（Ｂ−７）に示すように、XYは、カウントシフト値iCountShiftだけ左シフト、YとXの積は積算シフト値precShiftだけ右シフトしてから、両者の差を算出する。
ＬＭ第２パラメータ導出部３１０４１５は、隣接輝度画像の画素値の２乗の和XXと、隣接輝度画像の画素値の和Xの２乗の差から第２パラメータa2を以下の式により導出する。
a2 = ( XX << iCountShift ) - (X * X); 式（Ｂ−８）
導出された第１パラメータa１と第２パラメータa2は、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６に出力される。
図１６は、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６の構成を示すブロック図である。ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６は、ＬＭ第１パラメータクリップ部３１０４１６１、ＬＭ第１パラメータ正規化シフト部３１０４１６２、ＬＭ第２パラメータ正規化シフト部３１０４１６３、テーブルベースＬＭパラメータａ導出部３１０４１６４から構成される。
ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６は、照度補償における線形予測において傾きに対応するパラメータａを導出する。具体的には、第１パラメータa1と第２パラメータa2の比を整数化のため固定シフト値だけ左シフトした値であるa1 / a2 << iShiftに相当するパラメータａを以下の処理により、整数演算を用いて導出する。
ＬＭ第１パラメータクリップ部３１０４１６１は、第１パラメータa1を第２パラメータa2の大きさに応じて制限する。例えば以下の式のように、a1を約-2*a2以上、a2の127/64(=127>>6)倍以下にクリップする。
a1 = Clip3(-2*a2, (127*a2)>>6, a1) 式（Ｂ−１２´）
ＬＭ第１パラメータクリップ部３１０４１６１により、a1の値はa2の値に応じてクリップされるため、その比であるa1 / a2の値も、-2から127/64の間にクリップされる。従って、パラメータａの値であるa1 / a2 << iShiftの値も、-2<<iShiftから(127/64)<<iShiftにクリップされる。すなわち、iShift=6の場合、パラメータａは-128〜127となり、8ビット整数の範囲で扱うことができる。
ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６は、テーブルベースＬＭパラメータａ導出部３１０４１６４を用いて、a1 / a2 << iShiftの演算を、図１４に示す逆数テーブル値invTable[]を用いて以下の式により導出する。
a1 * invTable[a2] >> log2(M) 式（Ａ―０）
ここで、Mは、2のShiftA1乗により導出される定数とする。ShiftA1をテーブルシフト値と呼ぶ。式（Ａ―０）に示すように、逆数テーブルinvTable[]を用いることにより、a2での除算に相当する演算を、a2の逆数に相当する逆数テーブルinvTable[a2]との積と、log2(M)の右シフトにより実現することができる。
図１４は、本実施形態で用いる逆数テーブル値invTable[]である。図１４に示す逆数invTable[x]は、インデックスxが０の場合に０となり、インデックスxが０以外の場合には、所定の定数（２のShiftA1乗）をxで割って整数化した値から導出される。すなわち、
invTable[x] ＝ ０ （xが０の場合） 式（Ｔ−１）
invTable[x] ＝ Floor((2^ ShiftA1 / x/2) / x) （xが０以外の場合） 式（Ｔ−２）
ここで、上記テーブルは、xが[0..2^ ShiftA2-1]の範囲で定義される。図１４の例では、ShiftA2=6すなわち、0..63の範囲で定義されている。なお、Floor(x)は、小数点以下を切り捨てにより整数化する関数である。式（Ｔ−１）の代わりに、以下の式（Ｔ−２´）を用いても良い。すなわち、除数xの1/2倍を加える丸目調整を行わなくても良い。
invTable[x] ＝ Floor(M / x) （xが０以外の場合） 式（Ｔ−２´）
なお、逆数テーブルinvTable[x]は、x=0においてinvTable[x]が０であるように定義する。通常1 / xの除算はx=0の場合が定義されないため、x=0であるか否かに応じて分岐して処理する必要があるが、上記のように定義することにより、1 / xを1 * invTable[x]で行う場合、x=0であるかに否かで分岐することなく処理を行うことができる。また、x=0の場合の除算のこの結果は０となる。
ここで、逆数テーブルinvTableのサイズを、0から2のShiftA2乗-1、すなわちxが[0, 2^ShiftA2乗-1]の範囲のinvTable[x]を定義しているため、式（Ａ―０）を行うためには、a2の値を、2^ ShiftA2乗-1以下にする必要がある。そのため、第２正規化シフト値iScaleShiftA2により、第２パラメータa2を右シフトして、[0.. 2^ ShiftA2乗-1]の範囲となる正規化第２パラメータa2sを導出し、正規化第２パラメータa2sを用いて、逆数テーブルinvTableを引くこととする。また、式（Ａ―０）のa1 * invTable[a2]の積を32bitの範囲で行うためには、a1の値が大きくなりすぎないように、第１正規化シフト値iScaleShiftA1により、第１パラメータa1を右シフトして、正規化第１パラメータa1sを導出する。次に、正規化第１パラメータa1sを用いて、逆数テーブルinvTableとの積を計算する。ここでは、正規化第１パラメータa1sと逆数テーブルinvTableの積が32bitを超えないようにする。具体的にはＬＭパラメータａ導出部３１０４１６は、式（Ａ―０）の代わりに、次の式（Ａ―１）を行って得られる値を用いてパラメータａを導出する。
a1s * invTable[a2s] >> log2(M) 式（Ａ―１）
ＬＭ第２パラメータ正規化シフト部３１０４１６３は、第２パラメータa2の大きさに応じて、図１４のテーブルの導出に用いた所定のビット幅ShiftA2に対して、以下の式により第２正規化シフト値iScaleShiftA2を導出する。導出された第２正規化シフト値iScaleShiftA2は、テーブルベースＬＭパラメータａ導出部３１０４１６４に出力される。
iScaleShiftA2 = Max( 0, Floor( Log2( Abs( a2 ) ) ) - (ShiftA2-1))
式（Ｂ−１４）
なお、Floor( Log2( Abs( x ) ) )は、a2を32ビットレジスタに格納した際に、ビット列の左側 Leftmost bit から見て 0 が連続している数である Number of Leading Zero (NLZ)を用いて、
Floor( Log2( Abs( x ) ) ) = 32 - NLZ(x) - 1
により求めることができる。なお、64ビットレジスタを用いる場合には、64 - NLZ(x)- 1により導出することができる。
なお、NLZの導出は、比較的複雑な計算が必要になるため、数が少ない方が好ましい。
ＬＭ第１パラメータ正規化シフト部３１０４１６２は、第２正規化シフト値iScaleShiftA2に応じて、以下の式により第１正規化シフト値iScaleShiftA1を導出する。導出された第１正規化シフト値iScaleShiftA1は、テーブルベースＬＭパラメータａ導出部３１０４１６４に出力される。
iScaleShiftA1 = Max(0, iScaleShiftA2 - offsetA1) 式（Ｂ−１３）
なお、offsetA1はここでは14以下を満たす定数とする。
上記では、第２正規化シフト値から所定の定数offsetA1を減じることにより、第２正規化シフト値を導出する。ここで、式（Ｂ−１４）、式（Ｂ−１３）では、第１正規化シフト値と第２正規化シフト値の両者を０以上にクリップしている。上記では、第２正規化シフトを０以上にクリップしてから、所定の定数offsetA1を減じ、０以上にクリップすることにより第１正規化シフト値を導出しているが、第２正規化シフトを０以上にクリップする前に所定の定数offsetA1を減じ、０以上にクリップすることにより第１正規化シフト値を導出しても良い。
上記では、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値を用いて導出するため、第１正規化パラメータを導出する処理が容易になるという効果を奏する。すなわち、第１正規化パラメータを、比較的演算量の大きい次の式（Ｂ−１３´）にように求めることを避けることができる。
iScaleShiftA1 = Max( 0, Floor( Log2( Abs( a1 ) ) ) - (31-ShiftA1-1)) 式（Ｂ−１３´）
ＬＭ第１パラメータ正規化シフト部３１０４１６２、ＬＭ第２パラメータ正規化シフト部３１０４１６３は、第１パラメータa1を第１正規化シフト値iScaleShiftA1、第２パラメータa2を第２正規化シフト値iScaleShiftA2により右シフトし、正規化第１パラメータa1sと正規化第２パラメータa2sを導出する。
a1s = a1 >> iScaleShiftA1 式（Ｂ−１５）
a2s = a2 >> iScaleShiftA2 式（Ｂ−１６）
これにより、正規化第１パラメータa1sと正規化第２パラメータa2sは各々、０から2のShiftA1乗-1、０から2のShiftA2乗-1の間の値に正規化される。
テーブルベースＬＭパラメータａ導出部３１０４１６４は、第１正規化シフト値iScaleShiftA1と第２正規化シフト値iScaleShiftA2の差に基づいて、以下の式によりパラメータａシフト値iScaleShiftAを導出する。
ScaleShiftA = ShiftA1 + iScaleShiftA2 - iScaleShiftA1 - iShift 式（Ｂ−１８）
ここで、iScaleShiftA1 = Max(0, iScaleShiftA2 - offsetA1)であるから、以下の式が得られる。
ScaleShiftA <= ShiftA1 + iScaleShiftA2 - (iScaleShiftA2 - offsetA1) - iShift
ScaleShiftA <= ShiftA1 + offsetA1 - iShift
offsetA1は0以上、固定シフト値iShiftは5から8ビット、ShiftA1は14ビット〜15ビットであるから、ScaleShiftAは常に0以上になる。ScaleShiftAが0未満になる場合には、ScaleShiftAが０以上であるか０未満であるかに応じて分岐を行いScaleShiftAが０以上であればScaleShiftAの値で右シフトし、ScaleShiftAが０未満であればScaleShiftAの絶対値（=-ScaleShiftA）の値で左シフトすることが必要であるが、上記の構成では不要である。
すなわち、上記では、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値から所定の定数を減じて導出するため、逆数テーブルをかけた後にシフトする際に用いるScaleShiftAが常に０以上になる。そのため、ScaleShiftAが０以上であるかに応じた分岐が不要になり、常に右シフトでパラメータａを導出することができるため、計算量を削減する効果を奏する。
テーブルベースＬＭパラメータａ導出部３１０４１６４は、正規化第２パラメータa2sに応じて定まる逆数テーブル値invTableを参照し、正規化第１パラメータa1sとの積をとりテーブルシフト値（ScaleShiftA）で右シフトすることにより、以下の式によりパラメータａを導出する。
a = (a1s * invTable[a2s]) >> (ScaleShiftA) 式（Ｂ−１９）
パラメータａの値は、第１パラメータa1と第２パラメータa2の比(a1/a2を固定シフト値iShiftだけ左シフトした値に相当する)。
導出されたパラメータａは、ＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７とＬＭ予測フィルタ部３１０４２に出力される。
ＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７は、隣接色差画像の画素値の和Yから、隣接輝度画像の画素値の和Xにパラメータａをかけて固定シフト値iShiftだけ右シフトした値を引いた値を、参照領域の画素数で割ることにより、以下の式によりパラメータｂを導出する。
b = ( Y - ( ( a * X ) >> iShift ) + ( 1 << ( iCountShift - 1 ) ) ) >> iCountShift 式（Ｂ−２０）
なお、iCountShiftの右シフトは、参照領域の画素数で割ることに相当する。
ＬＭ予測フィルタ部３１０４２は、ＬＭパラメータ推定部３１０４１が導出した推定パラメータを用いて、ＬＭ予測前の予測画像predSamples []から、ＬＭ予測後の予測画像predSamples´[]を導出する。例えば、パラメータｂを式（Ｂ−２０）により導出する場合には以下の式を用いる。
predSamples´[x][y] = (a * predSamples[x][y] >> iShift)+b 式（Ｂ−２１）
なお、ＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７の代わりに、ＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７の別の構成ＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７´を用いても良い。この場合、隣接色差画像の画素値の和Yを固定シフト値iShiftだけ左シフトした値から、隣接輝度画像の画素値の和Xにパラメータａをかけた値を引いた値を、参照画素の数で割ることにより、以下の式によりパラメータｂを導出しても良い。
b = ( (Y << iShift) - ( ( a * X ) ) + ( 1 << ( iCountShift - 1 ) ) ) >> iCountShift 式（Ｂ−２０´）
なお、画素のビット深度が8ビットの場合、画素値xの範囲は8ビット非負変数、パラメータａの範囲も8ビット非負変数の範囲となる、従ってソフトウェアでは最小のビット数である8ビット非負変数（Ｃ言語ではunsigned char）同士の演算で演算可能である。8ビット非負変数は、例えば128ビットレジスタを用いるSIMD演算において、16個同時にレジスタに格納し演算することができる。すなわち、16画素同時に処理することができるため、高速化の効果を奏する。
ＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７の代わりに、ＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７の別の構成であるＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７´を用いる場合には、ＬＭ予測フィルタ部３１０４２の代わりに、ＬＭ予測フィルタ部３１０４２の別の構成であるＬＭ予測フィルタ部３１０４２´を用いる。ＬＭ予測フィルタ部３１０４２´は、ＬＭ予測前の予測画像predSamples []から、以下の式により、ＬＭ予測後の予測画像predSamples´[]を導出する。
predSamples´[x][y] = (a * predSamples[x][y] + b >> iShift) 式（Ｂ−２１´）
（ＬＭ予測部３１０４の変形例）
なお、ＬＭ予測部３１０４はさらにＬＭ正則化項加算部３１０４１８を備えても良い。図１７は、ＬＭ正則化項加算部３１０４１８の構成を示すブロック図である。ＬＭ正則化項加算部３１０４１８は、正則化項導出部３１０４１８０、ＬＭ第２パラメータ正則化項加算部３１０４１８２から構成される。正則化項とは、最小２乗法による予測パラメータ導出において、目的関数にパラメータコストとして加算される項である。
正則化項導出部３１０４１８０は、正則化項acostを導出する。
acost ＝ XX >> ashift 式（Ｅ−１）
なお、ashiftは、正則化項の大きさを調整するための固定値である。
ＬＭ第２パラメータ正則化項加算部３１０４１８２は、第２パラメータの導出に用いるパラメータ（例えばXX）に正則化項を加算する。
XX ＝ XX ＋ acost 式（Ｅ−３）
パラメータａを導出する際の分母となる第２パラメータに正則化項を加算することで、パラメータａが０に近づく。隣接色差画像の画素値yと隣接輝度画像の画素値xの相関が弱い場合に、正則化項の影響が強くなり、相関が強い場合には、正則化項の影響は弱くなる。線形予測の傾きに相当するパラメータａが０となる場合には、線形予測のオフセット成分に相当するパラメータｂのみとなる。オフセット成分の推定値は、傾き成分の推定値に比べると頑健であるから、相関が弱い場合にオフセット成分のみとなることは、全体として推定精度が向上する。
なお、正則化項の加算は、ＬＭ第２パラメータ導出部３１０４１５で行っても良い。この場合、第２パラメータは、式（Ｂ−８）の代わりに以下の式により導出される。
a2 = ( (XX + acost) << iCountShift ) - (X * X); 式（Ｅ−３´）
上記ＬＭパラメータ推定部３１０４１の構成では、隣接輝度画像の画素値の２乗の和XXと、隣接輝度画像の画素値の和Xの２乗の差から導出される第２パラメータa2を導出する際に正則化項acostを加算する。正則化項によって推定されるパラメータが頑健になるため、ＬＭ予測の効果が向上する効果を奏する。
（ＬＭ予測部３１０４の別の変形例）
なお、ＬＭ予測部３１０４は、ＬＭ正則化項加算部３１０４１８とは別のＬＭ正則化項加算部３１０４１８Ｒを備えても良い。ＬＭパラメータ推定部３１０４１の変形例として、以下のような正則化項を用いるＬＭパラメータ推定部３１０４１Ｒを用いても良い。ＬＭパラメータ推定部３１０４１Ｒは、ＬＭ第１パラメータ導出部３１０４１４Ｒ、ＬＭ第２パラメータ導出部３１０４１５Ｒ、ＬＭ正則化項導出部３１０４１８０Ｒを備える。
ＬＭ正則化項導出部３１０４１８０Ｒは、正則化項acostX、acostYを導出する。
acostX ＝ X << ashiftX 式（Ｅ−１Ｘ）
acostY ＝ Y << ashiftY 式（Ｅ−１Ｙ）
なお、ashiftX、ashiftYは、正則化項の大きさを調整するための値である。
ＬＭ第１パラメータ導出部３１０４１４ＲおよびＬＭ第２パラメータ導出部３１０４１５Ｒは、ＬＭ正則化項導出部３１０４１８０Ｒで導出された正則化項を用いて以下のように第１パラメータと第２パラメータを導出する。
a1 = ( (XY + acostY) << iCountShift ) - (X * Y); 式（Ｅ−３´´）
a2 = ( (XX + acostX) << iCountShift ) - (X * X); 式（Ｅ−３´´）
上記以外のＬＭ第１パラメータ導出部３１０４１４ＲおよびＬＭ第２パラメータ導出部３１０４１５Ｒの動作は、ＬＭ第１パラメータ導出部３１０４１４およびＬＭ第２パラメータ導出部３１０４１５と同じである。
以上の構成によれば、パラメータａを導出する場合の分子に相当する第１パラメータパラメータa1の導出において、隣接色差成分の和Yから導出される正則化項acostYを加算し、パラメータａを導出する場合の分母に相当する第２パラメータパラメータa2の導出において、隣接輝度成分の和Xから導出される正則化項acostXを加算する。一般に、画素の和から導出される１次の項であるX、Yの方が、画素の積の和から導出される２次の項であるXX、YYよりも頑健であるので、上記のようにＬＭ加算値導出部３１０４１３で導出される１次の項である、隣接色差成分の和Y、隣接輝度成分の和Xを各々、第１パラメータa1、第２パラメータa2に正則化項として加算することで、第１パラメータa1、第２パラメータa2の比に対応するパラメータａも頑健になる。正則化項によって推定されるパラメータが頑健になるため、ＬＭ予測の効果が向上する効果を奏する。
（ＬＭ予測部３１０４Ａ）
以下、ＬＭ予測部３１０４の変形例であるＬＭ予測部３１０４Ａを説明する。ＬＭ予測部３１０４Ａは、ＬＭ予測部３１０４とほぼ同一の構成であるが、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６の代わりに、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６Ａを用いることがことなる。以下、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６Ａを説明する。
図１８は、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６Ａの構成を示すブロック図である。ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６Ａは、ＬＭ第１パラメータクリップ部３１０４１６１、ＬＭ第１パラメータ正規化シフト部３１０４１６２、ＬＭ第２パラメータ正規化シフト部３１０４１６３Ａ、除算ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６５Ａから構成される。ＬＭ第１パラメータクリップ部３１０４１６１は、既に説明したとおりであるので説明を省略する。
ＬＭ第２パラメータ正規化シフト部３１０４１６３Ａは、既に説明したＬＭ第２パラメータ正規化シフト部３１０４１６３において、ShiftA2=7として、第２正規化シフト値iScaleShiftA2を導出する。
ＬＭ第１パラメータ正規化シフト部３１０４１６２は、既に説明したように、第２正規化シフト値iScaleShiftA2に応じて、以下の式により第１正規化シフト値iScaleShiftA1を導出する。導出された第１正規化シフト値iScaleShiftA1は、除算ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６５Ａに出力される。
除算ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６５Ａは、第１正規化シフト値iScaleShiftA1と第２正規化シフト値iScaleShiftA2の差に基づいて、以下の式によりパラメータａシフト値iScaleShiftAを導出する。
ScaleShiftA = ShiftA1 + iScaleShiftA2 - iScaleShiftA1 - iShift 式（Ｂ−１８）
さらに、除算ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６５Ａは、以下の式によりパラメータａを導出する。
tb = (16318 + a2s/2) / a2s 式（Ｂ−１９´）
a = (a1s * tb) >> ShiftA 式（Ｂ−１９´´）
すなわち、正規化第２パラメータa2sを用いて、所定の定数16318とa2/2の和をa2sで割る（ここでは整数以下を切り捨て、すなわち小数点演算の場合には除算後にFloorを行う）ことにより、中間パラメータtbを導出する。さらに、中間パラメータと正規化第１パラメータa1sとの積を、ShiftAで右シフトすることによりパラメータａを導出する。
なお、図１４のテーブルを、ShiftA1=14、ShiftA2=7により生成し、以下の式によりパラメータａを導出することも可能である。
a = (a1s * invTable[a2s]) >> (ScaleShiftA) 式（Ｂ−１９）
以上の構成のＬＭ予測部３１０４Ａでは、動きベクトルのスケーリングと同じ処理が可能であるように選択された、所定の定数ShiftA1=14、ShiftA2=7に従って導出された第１正規化シフト値iScaleShiftA1、第２正規化シフト値iScaleShiftA2により第１パラメータa1、第２パラメータa2を右シフトすることにより、第１正規化パラメータa1s、第２正規化パラメータa2sを導出する。その後、上記の処理により中間パラメータtbを導出し、さらに、パラメータａを導出する。これにより、ＬＭ予測においても、動きベクトルと同じスケーリングを用いることができるため、実装規模を低減する効果を奏する。
また、上記では、第１正規化シフト値と第２正規化シフト値の両者とも、第２パラメータa2の大きさに応じて導出する。具体的には、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値を用いて導出するため、第１正規化シフト値を第２パラメータa1の大きさに応じて導出し、第２正規化シフト値を第２パラメータa2の大きさに応じて導出する場合に比べて、第１正規化パラメータを導出する処理が容易になるという効果を奏する。
また、上記では、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値から所定の定数を減じて導出するため、逆数テーブルをかけた後にシフトする際に用いるScaleShiftAが常に０以上になる。そのため、ScaleShiftAが０以上であるかに応じた分岐が不要になり、常に右シフトでパラメータａを導出することができるため、計算量を削減する効果を奏する。
（ＬＭ予測部３１０４Ｈ）
以下、ＬＭ予測部３１０４の変形例であるＬＭ予測部３１０４Ｈを説明する。
図１９は、ＬＭ予測部３１０４Ｈの構成を示すブロック図である。ＬＭ予測部３１０４は、ＬＭパラメータ推定部３１０４１Ｈと、ＬＭ予測フィルタ部３１０４２から構成される。
ＬＭパラメータ推定部３１０４１Ｈは、ＬＭ加算値導出部３１０４１３、ＬＭ第１パラメータ導出部３１０４１４Ｈ、ＬＭ第２パラメータ導出部３１０４１５Ｈ、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６、ＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７から構成される。なお、ＬＭパラメータ推定部３１０４１と同じ番号の手段については同じ構成であるので説明を省略する。
ＬＭ加算値導出部３１０４１３、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６、ＬＭパラメータｂ導出部３１０４１７は既に説明した手段と同一であるため説明を省略する。
ＬＭ第１パラメータ導出部３１０４１４Ｈは、隣接色差画像の画素値yの和Yから第１パラメータa1を以下の式により導出する。
a1 = Y; 式（Ｂ−７´）
ＬＭ第２パラメータ導出部３１０４１５Ｈは、隣接輝度画像の画素値xの和Xから第２パラメータa2を以下の式により導出する。
a2 = X; 式（Ｂ−８´）
導出された第１パラメータa１と第２パラメータa2は、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６に出力される。
ＬＭ予測部３１０４Ｈは、ＬＭ予測部３１０４と比較して、画素の積の和である２次の項を導出する積算値導出部３１０４１２がなく、画素の和である１次の項を導出する加算値導出部３１０４１３のみを備える。そのため、比較的、容易な処理で、ＬＭパラメータを導出することができる。しかし、２次の項を用いるＬＭ予測部３１０４の方が、符号化効率が高い。
また、ＬＭ予測部３１０４Ｈでは、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値を用いて導出するため、第１正規化パラメータを導出する処理が容易になるという効果を奏する。
なお、画像のビット深度が10bit以下の場合には、パラメータａ導出部３１０４１６は、第１パラメータ正規化シフト部３１０４１６２を備えない構成で良い。すなわち、iScaleShiftA1=0として、次の式（Ｂ−１５´）のように、正規化第１パラメータa1sとして第１パラメータを用いればよい。
a1s = a1 式（Ｂ−１５´）
これは、以下の式の通りによる。
画像のビット深度がbitDepthの場合には、第１パラメータa1は、画素値のビット深度bitDepthと、参照画素数の最大値128の2の対数7の和から、bitDepth+7以下のビット数で扱える。逆数テーブル値の最大値は、2のShiftA1乗であるから、積が32ビット以下の条件は、bitDepth + 7 + ShiftA1 <= 32である。
変形すると、以下が得られる。
bitDepth <= 25 - ShiftA1
ShiftA1が14,15の場合には、bitDepth <= 10であれば、この式を満たすことから、画素のビット深度が10bit以下の場合には第１パラメータ正規化シフト部３１０４１６２は不要となる。
（ＬＭ予測部３１０４Ｈの変形例）
ＬＭ予測部３１０４ＨはさらにＬＭ正則化項加算部３１０４１８Ｈを備えても良い。ＬＭ正則化項加算部３１０４１８Ｈは、隣接輝度画像の画素値xの和Xから正則化項acostを導出する。
acost ＝ X >> ashift 式（Ｅ−１´）
ここで、ashiftは所定の定数であり、右シフトにより正則化項acostの大きさを調整するために用いられる。
なお、通常の画像では、隣接輝度画像の画素値xの和Xと隣接色差画像の画素値yの和Yはほぼ等しいため、隣接色差画像の画素値yの和Yから正則化項acostを導出しても良い。
acost ＝ Y >> ashift 式（Ｅ−１´´）
ＬＭ正則化項加算部３１０４１８Ｅは、第２パラメータの導出に用いるパラメータ（例えばX）に正則化項を加算する。
X ＝ X ＋ acost 式（Ｈ−３）
なお、正則化項の加算は、ＬＭ第１パラメータ導出部３１０４１４Ｈおよび、ＬＭ第２パラメータ導出部３１０４１５Ｈで行っても良い。この場合、第２パラメータは、式（Ｂ−８´）の代わりに以下の式により導出される。
a2 = X + acost 式（Ｅ−３´´）
上記ＬＭパラメータ推定部３１０４１Ｈの構成では、正則化項を第２パラメータa2に加算してから、第１パラメータa1と第２パラメータa2の比に相当する値のパラメータａを算出することによって、外れ値などがある場合において、推定されるパラメータが頑健になり、符号化効率が向上する効果を奏する。なお、正則化項は、隣接輝度画像の画素値xの和Xから生成しても良いし、隣接色差画像の画素値yの和Yから生成しても良い。
（ＬＭ予測部３１０４ＨＡ）
以下、ＬＭ予測部３１０４の変形例であるＬＭ予測部３１０４ＨＡを説明する。ＬＭ予測部３１０４ＨＡは、ＬＭ予測部３１０４Ｈとほぼ同一の構成であるが、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６の代わりに、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６Ａを用いることがことなる。なお、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６Ａを含め構成要素は既に説明したため説明を省略する。
ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６Ａは、ＬＭパラメータａ導出部３１０４１６と異なり、パラメータａの導出に除算を用いるが、この除算は、動きベクトルのスケーリングで用いられる以下の処理と同一であるため実装規模を低減させる効果を奏する。
上記では、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値を用いて導出するため、第１正規化パラメータを導出する処理が容易になるという効果を奏する。
また、上記では、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値から所定の定数を減じて導出するため、逆数テーブルをかけた後にシフトする際に用いるScaleShiftAが常に０以上になる。そのため、ScaleShiftAが０以上であるかに応じた分岐が不要になり、常に右シフトでパラメータａを導出することができるため、計算量を削減する効果を奏する。
逆量子化・逆ＤＣＴ部３１１は、エントロピー復号部３０１から入力された量子化係数を逆量子化してＤＣＴ係数を求める。逆量子化・逆ＤＣＴ部３１１は、求めたＤＣＴ係数について逆ＤＣＴ（Inverse Discrete Cosine Transform、逆離散コサイン変換）を行い、復号残差信号を算出する。逆量子化・逆ＤＣＴ部３１１は、算出した復号残差信号を加算部３１２および残差格納部３１３に出力する。
加算部３１２は、インター予測画像生成部３０９及びイントラ予測画像生成部３１０から入力された予測ピクチャブロックＰと逆量子化・逆ＤＣＴ部３１１から入力された復号残差信号の信号値を画素毎に加算して、参照ピクチャブロックを生成する。加算部３１２は、生成した参照ピクチャブロックを参照ピクチャメモリ３０６に記憶し、生成した参照ピクチャブロックをピクチャ毎に統合した復号レイヤ画像Ｔｄを外部に出力する。
（インター予測パラメータ復号部の構成）
次に、インター予測パラメータ復号部３０３の構成について説明する。
図６は、本実施形態に係るインター予測パラメータ復号部３０３の構成を示す概略図である。インター予測パラメータ復号部３０３は、インター予測パラメータ復号制御部３０３１、AMVP予測パラメータ導出部３０３２、加算部３０３５及びマージ予測パラメータ導出部３０３６を含んで構成される。
インター予測パラメータ復号制御部３０３１は、インター予測に関連する符号（シンタックス要素の復号をエントロピー復号部３０１に指示し、符号化データに含まれる符号（シンタックス要素）を例えば、分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測フラグinter_pred_idcinter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXを抽出する。
インター予測パラメータ復号制御部３０３１は、まず、をマージフラグ抽出する。インター予測パラメータ復号制御部３０３１が、あるシンタックス要素を抽出すると表現する場合は、あるシンタックス要素の復号をエントロピー復号部３０１に指示し、該当のシンタックス要素を符号化データから読み出すことを意味する。ここで、マージフラグが示す値が１、すなわち、マージ予測モードを示す場合、インター予測パラメータ復号制御部３０３１は、マージ予測に係る予測パラメータとして、マージインデックスmerge_idxを抽出する。インター予測パラメータ復号制御部３０３１は、抽出したマージインデックスmerge_idxをマージ予測パラメータ導出部３０３６に出力する。
マージフラグmerge_flagが０、すなわち、AMVP予測モードを示す場合、インター予測パラメータ復号制御部３０３１は、エントロピー復号部３０１を用いて符号化データからAMVP予測パラメータを抽出する。AMVP予測パラメータとして、例えば、インター予測フラグinter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXがある。インター予測パラメータ復号制御部３０３１は、抽出したインター予測フラグinter_pred_idcinter_pred_idcから導出した予測リスト利用フラグpredFlagLXと、参照ピクチャインデックスrefIdxLXをAMVP予測パラメータ導出部３０３２及び予測画像生成部３０８（図５）に出力し、また予測パラメータメモリ３０７（図５）に記憶する。インター予測パラメータ復号制御部３０３１は、抽出したベクトルインデックスmvp_LX_idxをAMVP予測パラメータ導出部３０３２に出力する。インター予測パラメータ復号制御部３０３１は、抽出した差分ベクトルmvdLXを加算部３０３５に出力する。
図７は、本実施形態に係るマージ予測パラメータ導出部３０３６の構成を示す概略図である。マージ予測パラメータ導出部３０３６は、マージ候補導出部３０３６１とマージ候補選択部３０３６２を備える。マージ候補導出部３０３６１は、マージ候補格納部３０３６１１と、拡張マージ候補導出部３０３６１２と基本マージ候補導出部３０３６１３を含んで構成される。
マージ候補格納部３０３６１１は、拡張マージ候補導出部３０３６１２及び基本マージ候補導出部３０３６１３から入力されたマージ候補を格納する。なお、マージ候補は、予測リスト利用フラグpredFlagLX、ベクトルmvLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLXを含んで構成されている。マージ候補格納部３０３６１１において、格納されたマージ候補には、所定の規則に従ってインデックスが割り当てられる。例えば、拡張マージ候補導出部３０３６１２から入力されたマージ候補には、インデックスとして「０」を割り当てる。
拡張マージ候補導出部３０３６１２は、変位ベクトル取得部３０３６１２２と、インターレイヤマージ候補導出部３０３６１２１とインターレイヤ変位マージ候補導出部３０３６１２３を含んで構成される。
変位ベクトル取得部３０３６１２２は、まず、復号対象ブロックに隣接する複数の候補ブロック（例えば、左、上、右上に隣接するブロック）から順に変位ベクトルを取得する。具体的には、候補ブロックの一つを選択し、選択した候補ブロックのベクトルが変位ベクトルであるか動きベクトルであるかを、候補ブロックの参照ピクチャインデックスrefIdxLXを用いてリファレンスレイヤ判定部３０３１１１（後述）を用いて判定し変位ベクトルが有る場合には、それを変位ベクトルとする。候補ブロックに変位ベクトルがない場合には、次の候補ブロックを順に走査する。隣接するブロックに変位ベクトルがない場合、変位ベクトル取得部３０３６１２２は、時間的に別の表示順の参照ピクチャに含まれるブロックの対象ブロックに対応する位置のブロックの変位ベクトルの取得を試みる。変位ベクトルが取得できなかった場合には、変位ベクトル取得部３０３６１２２は、変位ベクトルとしてゼロベクトルを設定する。変位ベクトル取得部３０３６１２２は、変位ベクトルをインターレイヤマージ候補導出部３０３６１２１及びインターレイヤ変位マージ候補導出部に出力する。
インターレイヤマージ候補導出部３０３６１２１は、変位ベクトル取得部３０３６１２２から変位ベクトルを入力される。インターレイヤマージ候補導出部３０３６１２１は、別レイヤ（例えばベースレイヤ、ベースビュー）の復号対象ピクチャと同一ＰＯＣを持つピクチャ内から、変位ベクトル取得部３０３６１２２から入力された変位ベクトルだけが示すブロックを選択し、該ブロックが有する動きベクトルである予測パラメータを予測パラメータメモリ３０７から読み出す。より具体的には、インターレイヤマージ候補導出部３０３６１２１が読みだす予測パラメータは、対象ブロックの中心点を起点にしたときに、起点の座標に変位ベクトルを加算した座標を含むブロックの予測パラメータである。
参照ブロックの座標（ｘＲｅｆ、ｙＲｅｆ）は、対象ブロックの座標が（ｘＰ、ｙＰ）、変位ベクトルが（mvDisp［０］、mvDisp［１］）、対象ブロックの幅と高さがｎＰＳＷ、ｎＰＳＨの場合に以下の式により導出する。
xRef = Clip3( 0, PicWidthInSamplesL- 1, xP + ( ( nPSW - 1 ) >> 1 ) + ( ( mvDisp[0] + 2 ) >> 2 ) )
yRef = Clip3( 0, PicHeightInSamplesL- 1, yP + ( ( nPSH - 1 ) >> 1 ) + ( ( mvDisp[1] + 2 ) >> 2 ))
なお、インターレイヤマージ候補導出部３０３６１２１は、予測パラメータが動きベクトルか否かを、インター予測パラメータ復号制御部３０３１に含まれる後述するリファレンスレイヤ判定部３０３１１１の判定方法において偽（変位ベクトルではない）と判定した方法により判定する。インターレイヤマージ候補導出部３０３６１２１は、読みだした予測パラメータをマージ候補としてマージ候補格納部３０３６１１に出力する。また、インターレイヤマージ候補導出部３０３６１２１は、予測パラメータを導出出来なかった際には、その旨をインターレイヤ変位マージ候補導出部に出力する。本マージ候補は、動き予測のインターレイヤ候補（インタービュー候補）でありインターレイヤマージ候補（動き予測）とも記載する。
インターレイヤ変位マージ候補導出部３０３６１２３は、変位ベクトル取得部３０３６１２２から変位ベクトルを入力される。インターレイヤ変位マージ候補導出部３０３６１２３は、入力された変位ベクトルと、変位ベクトルが指す先のレイヤ画像の参照ピクチャインデックスrefIdxLX（例えば、復号対象ピクチャと同一ＰＯＣを持つベースレイヤ画像のインデックス）をマージ候補としてマージ候補格納部３０３６１１に出力する。本マージ候補は、変位予測のインターレイヤ候補（インタービュー候補）でありインターレイヤマージ候補（変位予測）とも記載する。
基本マージ候補導出部３０３６１３は、空間マージ候補導出部３０３６１３１と時間マージ候補導出部３０３６１３２と結合マージ候補導出部３０３６１３３とゼロマージ候補導出部３０３６１３４を含んで構成される。
空間マージ候補導出部３０３６１３１は、所定の規則に従って、予測パラメータメモリ３０７が記憶している予測パラメータ（予測リスト利用フラグpredFlagLX、ベクトルmvLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX）を読み出し、読み出した予測パラメータをマージ候補として導出する。読み出される予測パラメータは、復号対象ブロックから予め定めた範囲内にあるブロック（例えば、復号対象ブロックの左下端、左上端、右上端にそれぞれ接するブロックの全部又は一部）のそれぞれに係る予測パラメータである。導出されたマージ候補はマージ候補格納部３０３６１１に格納される。
時間マージ候補導出部３０３６１３２は、復号対象ブロックの右下の座標を含む参照画像中のブロックの予測パラメータを予測パラメータメモリ３０７から読みだしマージ候補とする。参照画像の指定方法は、例えば、スライスヘッダに置いて指定された参照ピクチャインデックスrefIdxLXでも良いし、復号対象ブロックに隣接するブロックの参照ピクチャインデックスrefIdxLXのうち最小のものを用いて指定しても良い。導出されたマージ候補はマージ候補格納部３０３６１１に格納される。
結合マージ候補導出部３０３６１３３は、既に導出されマージ候補格納部３０３６１１に格納された２つの異なる導出済マージ候補のベクトルと参照ピクチャインデックスを、それぞれＬ０、Ｌ１のベクトルとして組み合わせることで結合マージ候補を導出する。導出されたマージ候補はマージ候補格納部３０３６１１に格納される。
ゼロマージ候補導出部３０３６１３４は、参照ピクチャインデックスrefIdxLXが０であり、ベクトルmvLXのＸ成分、Ｙ成分が共に０であるマージ候補を導出する。導出されたマージ候補はマージ候補格納部３０３６１１に格納される。
マージ候補選択部３０３６２は、マージ候補格納部３０３６１１に格納されているマージ候補のうち、インター予測パラメータ復号制御部３０３１から入力されたマージインデックスmerge_idxに対応するインデックスが割り当てられたマージ候補を、対象ＰＵのインター予測パラメータとして選択する。マージ候補選択部３０３６２は選択したマージ候補を予測パラメータメモリ３０７（図５）に記憶するとともに、予測画像生成部３０８（図５）に出力する。
図８は、本実施形態に係るAMVP予測パラメータ導出部３０３２の構成を示す概略図である。AMVP予測パラメータ導出部３０３２は、ベクトル候補導出部３０３３と予測ベクトル選択部３０３４を備える。ベクトル候補導出部３０３３は、参照ピクチャインデックスrefIdxに基づいて予測パラメータメモリ３０７（図５）が記憶するベクトル（動きベクトル又は変位ベクトル）をベクトル候補mvpLXとして読み出す。読み出されるベクトルは、復号対象ブロックから予め定めた範囲内にあるブロック（例えば、復号対象ブロックの左下端、左上端、右上端にそれぞれ接するブロックの全部又は一部）のそれぞれに係るベクトルである。
予測ベクトル選択部３０３４は、ベクトル候補導出部３０３３が読み出したベクトル候補のうち、インター予測パラメータ復号制御部３０３１から入力されたベクトルインデックスmvp_LX_idxが示すベクトル候補を予測ベクトルmvpLXとして選択する。予測ベクトル選択部３０３４は、選択した予測ベクトルmvpLXを加算部３０３５に出力する。
図９は、ベクトル候補の一例を示す概念図である。図９に示す予測ベクトルリスト６０２は、ベクトル候補導出部３０３３において導出される複数のベクトル候補からなるリストである。予測ベクトルリスト６０２において、左右に一列に配列された５個の長方形は、それぞれ予測ベクトルを示す領域を示す。左端から２番目のmvp_LX_idxの真下の下向きの矢印とその下のmvpLXは、ベクトルインデックスmvp_LX_idxが、予測パラメータメモリ３０７においてベクトルmvpLXを参照するインデックスであることを示す。
候補ベクトルは、復号処理が完了したブロックであって、復号対象ブロックから予め定めた範囲のブロック（例えば、隣接ブロック）を参照し、参照したブロックに係るベクトルに基づいて生成される。なお、隣接ブロックには、対象ブロックに空間的に隣接するブロック、例えば、左ブロック、上ブロックの他、対象ブロックに時間的に隣接するブロック、例えば、対象ブロックと同じ位置で、表示時刻が異なるブロックから得られたブロックを含む。
加算部３０３５は、予測ベクトル選択部３０３４から入力された予測ベクトルmvpLXとインター予測パラメータ復号制御部から入力された差分ベクトルmvdLXを加算してベクトルmvLXを算出する。加算部３０３５は、算出したベクトルmvLXを予測画像生成部３０８（図５）に出力する。
インター予測パラメータ復号制御部３０３１は、追加予測フラグ復号部３０３１１、マージインデックス復号部３０３１２、ベクトル候補インデックス復号部３０３１３、及び図示しない、分割モード復号部、マージフラグ復号部、インター予測フラグ復号部、参照ピクチャインデックス復号部、ベクトル差分復号部を含んで構成される。分割モード復号部、マージフラグ復号部、マージインデックス復号部、インター予測フラグ復号部、参照ピクチャインデックス復号部、ベクトル候補インデックス復号部３０３１３、ベクトル差分復号部は各々、分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測フラグinter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXを復号する。
追加予測フラグ復号部３０３１１は、追加予測を行うか否かを示すフラグを復号する。追加予測はここでは照度補償と残差予測である。追加予測フラグ復号部３０３１１は、照度補償を行うか否かを示すフラグである照度補償フラグic_enable_flagおよび残差予測を行うかを示すフラグである残差予測フラグres_pred_flagを復号し、インター予測画像生成部３０９に出力する。なお、照度補償および残差予測は、分割モードPartModeが２Ｎ×２Ｎの場合に限定して処理する。従って、追加予測フラグ復号部３０３１１は、照度補償フラグic_enable_flagおよび残差予測フラグres_pred_flagは、分割モードPartModeが２Ｎ×２Ｎの場合に値を復号し、それ以外の場合にはic_enable_flag＝０、res_pred_flag＝０に設定する。
変位ベクトル取得部は、対象ＰＵに隣接するブロックが変位ベクトルを持つ場合には、その変位ベクトルを予測パラメータメモリ３０７から抽出し、予測パラメータメモリ３０７を参照し、対象ＰＵに隣接するブロックの予測フラグpredFlagLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLXとベクトルmvLXを読み出す。変位ベクトル取得部は、内部にリファレンスレイヤ判定部３０３１１１を備える。変位ベクトル取得部は、対象ＰＵに隣接するブロックの予測パラメータを順に読み出し、リファレンスレイヤ判定部３０３１１１を用いて、隣接ブロックの参照ピクチャインデックスから隣接ブロックが変位ベクトルを備えるか否かを判定する。隣接ブロックが変位ベクトルを備える場合には、その変位ベクトルを出力する。隣接ブロックの予測パラメータに変位ベクトルが無い場合にはゼロベクトルを変位ベクトルとして出力する。
（リファレンスレイヤ判定部３０３１１１）
リファレンスレイヤ判定部３０３１１１は、入力された参照ピクチャインデックスrefIdxLXに基づいて、参照ピクチャインデックスrefIdxLXが指す参照ピクチャと、対象ピクチャの関係を示すリファレンスレイヤ情報reference_layer_infoを定める。リファレンスレイヤ情報reference_layer_infoは、参照ピクチャへのベクトルmvLXが変位ベクトルであるか動きベクトルであるかを示す情報である。
対象ピクチャのレイヤと参照ピクチャのレイヤが同じレイヤである場合の予測を、同一レイヤ予測と呼び、この場合に得られるベクトルは動きベクトルである。対象ピクチャのレイヤと、参照ピクチャのレイヤが異なるレイヤである場合の予測をインターレイヤ予測と呼び、この場合に得られるベクトルは変位ベクトルである。
（インター予測画像生成部３０９）
図１１は、本実施形態に係るインター予測画像生成部３０９の構成を示す概略図である。インター予測画像生成部３０９は、動き変位補償部３０９１、残差予測部３０９２、照度補償部３０９３、重み予測部３０９４を含んで構成される。
（動き変位補償）
動き変位補償部３０９１は、インター予測パラメータ復号部３０３から入力された、予測リスト利用フラグpredFlagLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXに基づいて、参照ピクチャメモリ３０６から、参照ピクチャインデックスrefIdxLXで指定された参照ピクチャの対象ブロックの位置を起点として、ベクトルmvLXだけずれた位置にあるブロックを読み出すことによって動き変位補償画像を生成する。ここで、ベクトルmvLXが整数ベクトルでない場合には、動き補償フィルタ（もしくは変位補償フィルタ）と呼ばれる小数位置の画素を生成するためのフィルタを施して、動き変位補償画像を生成する。一般に、ベクトルmvLXが動きベクトルの場合、上記処理を動き補償と呼び、変位ベクトルの場合は変位補償と呼ぶ。ここでは総称して動き変位補償と表現する。以下、Ｌ０予測の動き変位補償画像をpredSamplesL0、Ｌ１予測の動き変位補償画像をpredSamplesL1と呼ぶ。両者を区別しない場合predSamplesLXと呼ぶ。以下、動き変位補償部３０９１で得られた動き変位補償画像predSamplesLXに、さらに残差予測および照度補償が行われる例を説明するが、これらの出力画像もまた、動き変位補償画像predSamplesLXと呼ぶ。なお、以下の残差予測および照度補償において、入力画像と出力画像を区別する場合には、入力画像をpredSamplesLX、出力画像をpredSamplesLX´と表現する。
（残差予測）
残差予測部３０９２は、残差予測フラグres_pred_flagが１の場合に、入力された動き変位補償画像predSamplesLXに対して、残差予測を行う。残差予測フラグres_pred_flagが０の場合には、入力された動き変位補償画像predSamplesLXをそのまま出力する。インター予測パラメータ復号部３０３から入力された変位ベクトルmvDispと、残差格納部３１３に格納された残差ｒｅｆＲｅｓＳａｍｐｌｅｓを用いて、動き変位補償部３０９１で得られた動き変位補償画像predSamplesLXに対し残差予測を行う。残差予測は、予測画像生成の対象とする対象レイヤ（第２のレイヤ画像）とは異なる参照レイヤ（第１のレイヤ画像）の残差を、対象レイヤの予測した画像である動き変位補償画像predSamplesLXに加えることにより行われる。すなわち、参照レイヤと同様の残差が対象レイヤにも生じると仮定して、既に導出された参照レイヤの残差を対象レイヤの残差の推定値として用いる。ベースレイヤ（ベースビュー）では同じレイヤの画像のみが参照画像となる。従って、参照レイヤ（第１のレイヤ画像）がベースレイヤ（ベースビュー）である場合には、参照レイヤの予測画像は動き補償による予測画像であることから、対象レイヤ（第２のレイヤ画像）による予測においても、動き補償による予測画像である場合に、残差予測は有効である。すなわち、残差予測は対象ブロックが動き補償の場合に有効であるという特性を持つ。
残差予測部３０９２は、図示しない残差取得部３０９２１と、残差フィルタ部３０９２２から構成される。図１２は、残差予測を説明するための図である。対象レイヤ上の対象ブロックに対応する対応ブロックは、参照レイヤ上の画像の対象ブロックの位置を起点として、参照レイヤと対象レイヤの位置関係を示すベクトルである変位ベクトルmvDispだけずれた位置になるブロックに位置する。従って、残差予測に用いる残差は、変位ベクトルmvDispだけずれた位置にある残差を用いる。具体的には、残差取得部３０９２１は、対象ブロックの画素の座標（ｘ， ｙ）を、対象ブロックの変位ベクトルmvDispの整数画素成分だけずらした位置の画素を導出する。変位ベクトルmvDispが小数精度であることを考慮し、残差取得部３０９２１は、対象ブロックの画素の座標が（ｘＰ、ｙＰ）である場合に対応する画素Ｒ０のＸ座標ｘＲ０と、画素Ｒ０の隣接画素Ｒ１のＸ座標ｘＲ１を以下の式により導出する。
xR0 = Clip3( 0, PicWidthInSamplesL- 1, xP + x + (mvDisp[0] >> 2 ) )
xR1 = Clip3( 0, PicWidthInSamplesL- 1, xP + x + (mvDisp[0] >> 2 ) + 1 )
ここで、Clip3(x, y, z）は、ｚをｘ以上、ｙ以下に制限（クリップ）する関数である。なお、mvDisp[0] >> 2は、１／４ペル精度のベクトルにおいて整数成分を導出する式である。
残差取得部３０９２１は、変位ベクトルmvDispで指定される座標の小数画素位置（mvDisp[0] - ( ( mvDisp[0] >> 2 ) << 2 ) ）に応じて、画素Ｒ０の重み係数ｗ０と、画素Ｒ１の重み係数ｗ１を以下の式により導出する。
w0 = 4 - mvDisp[0] + ( ( mvDisp[0] >> 2 ) << 2 )
w1 = mvDisp[0] - ( ( mvDisp[0] >> 2 ) << 2 )
続いて、残差取得部３０９２１は、残差格納部３１３から、画素Ｒ０、画素Ｒ１の残差をｒｅｆＲｅｓＳａｍｐｌｅｓＬ［ ｘＲ０， ｙ ］、ｒｅｆＲｅｓＳａｍｐｌｅｓＬ［ ｘＲ１， ｙ ］により取得する。残差フィルタ部３０９２２は、推定残差ｄｅｌｔａＬを以下の式で導出する。
deltaL = ( w0 * Clip3(xmin, xmax, refResSamplesL[ xR0, y ]) + w1 * Clip3(xmin, xmax, refResSamplesL[ xR1, y ] + 2 )) >> 2
ここで、xmin=-(1<<(BitDepthY-1))、xmax = (1<<(BitDepthY-1))-1である。残差取得部３０９２１は、参照レイヤの残差を読み出す際に、所定のビット幅に収まる範囲にクリップしてから読み出す。例えば、ビット深度をBitDepthＹとする場合、refResSamplesL[ xR0, y ]、refResSamplesL[ xR1, y ]を、-(1<<(BitDepthY-1)) ~ + (1<<BitDepthY-1)-1に制限し、残差を読み出す。なお上記の説明ではビット深度に輝度のビット深度bitDepthＹを用いたが、色差の残差を読み出す場合にも同様のクリップ処理を行う。この場合には、ビット深度を色差のビット深度bitDepthＣに置き替えて処理を行う（以下同様）。
上記処理は、変位ベクトルmvDispが小数精度を有する場合に、線形補間により画素を導出していたが、線形補間を用いず、近傍の整数画素を用いても良い。具体的には、残差取得部３０９２１は、対象ブロックの画素に対応する画素として画素ｘＲ０のみを取得し、以下の式を用いて推定残差deltaLを導出しても良い。
deltaL = Clip3(xmin, xmax, refResSamplesL[ xR0, y ])
上記推定残差deltaLの導出後、残差フィルタ部３０９２２は、残差予測部３０９２に入力された動き変位画像predSamplesLXに推定残差deltaLを加算し、動き変位画像predSamplesLX´として出力する。
predSamplesLX´ ［ ｘ， ｙ ］ ＝ predSamplesLX ［ ｘ， ｙ ］ ＋ deltaL
（照度補償）
照度補償部３０９３は、照度補償フラグic_enable_flagが１の場合に、入力された動き変位補償画像predSamplesLXに対して、照度補償を行う。照度補償フラグic_enable_flagが０の場合には、入力された動き変位補償画像predSamplesLXをそのまま出力する。照度補償部３０９３に入力される動き変位補償画像predSamplesLXは、残差予測がオフの場合には、動き変位補償部３０９１の出力画像であり、残差予測がオンの場合には、残差予測部３０９２の出力画像である。
照度パラメータ推定部３０９３１は、対象ブロック（対象予測ユニット）の画素を、参照ブロックの画素から推定するための推定パラメータを求める。図１３は、照度補償を説明するための図である。図１３では、対象ブロックの周囲の画素Ｌと、対象ブロックから変位ベクトルだけずれた位置にある、参照レイヤ画像上の参照ブロック（対応ブロック）の周囲の画素Ｃの位置を示している。
照度パラメータ推定部３０９３１は、上記対象ブロックの周囲の画素Ｌ（Ｌ０〜ＬＮ−１）と上記参照ブロックの周囲の画素Ｃ（Ｃ０〜ＣＮ−１）から、推定パラメータ（照度変化パラメータ）を求める。
以下、照度補償部３０９３およびその変形例の詳細を説明する。
（照度補償部３０９３）
図２０は、照度補償部３０９３の構成を示すブロック図である。照度補償部３０９３は、照度パラメータ推定部３０９３１と、照度補償フィルタ部３０９３２から構成される。照度パラメータ推定部３０９３１は、積算値導出部３０９３１２、加算値導出部３０９３１３、第１パラメータ導出部３０９３１４、第２パラメータ導出部３０９３１５、パラメータａ導出部３０９３１６、パラメータｂ導出部３０９３１７から構成される。
照度パラメータ推定部３０９３１は、図１３に示す参照レイヤ画像上の参照ブロックの周囲の画素Ｃを参照画像の画素値x[]、対象レイヤ画像上の対象ブロックの周囲の画素Ｌを隣接復号画像の画素値y[]とし、これら参照画像の画素値x[]と隣接復号画像の画素値y[]に基づいて、隣接復号画像の画素値y[]を参照画像の画素値xから線形予測する場合のパラメータであるパラメータａ、パラメータｂを導出する。
加算値導出部３０９３１３は、隣接復号画像の画素値yの和Yと参照画像の画素値xの和Xを、以下の式（Ｂ−２）式（Ｂ−３）により導出する。
積算値導出部３０９３１２は隣接復号画像の画素値yと参照画像の画素値xの積の和XYと、参照画像の画素値の２乗の和XXを、以下の式（Ｂ−４）〜（Ｂ−５）により導出する。以下の和の前にX、Y、XY、XXは0に初期化しておく。
X = Σx[i] 式（Ｂ−２）
Y = Σy[i] 式（Ｂ−３）
XX += Σ(x[i] * x[i]) 式（Ｂ−４）
XY += Σ(y[i] * y[i]) 式（Ｂ−５）
ここで、Σは、参照領域に対する和であり、参照領域の画素を特定するインデックスiに対する和を導出する。y[i]は、隣接復号画像のインデックスiにおける画素値。x[i]は、参照画像のインデックスiにおける画素値。
iCountShift = log2 (参照領域の画素数) 式（Ｂ−６）
第１パラメータ導出部３０９３１４は、隣接復号画像の画素値yと参照画像の画素値xの積の和XYと、隣接復号画像の画素値の和Yと参照画像の画素値の和Xの積の差から第１パラメータa1を以下の式により導出する。
a1 = ( XY << iCountShift ) - (Y * X); 式（Ｂ−７）
第２パラメータ導出部３０９３１５は、参照画像の画素値の２乗の和XXと、参照画像の画素値の和Xの２乗の差から第２パラメータa2を以下の式により導出する。
a2 = ( XX << iCountShift ) - (X * X) >> precShift; 式（Ｂ−８）
式（Ｂ−８）に示すように、XXは、カウントシフト値iCountShiftだけ左シフト、XとXの積は積算シフト値precShiftだけ右シフトしてから、両者の差を算出する。
導出された第１パラメータa１と第２パラメータa2は、パラメータａ導出部３０９３１６に出力される。
図２１は、パラメータａ導出部３０９３１６の構成を示すブロック図である。パラメータａ導出部３０９３１６は、第１パラメータクリップ部３０９３１６１、第１パラメータ正規化シフト部３０９３１６２、第２パラメータ正規化シフト部３０９３１６３、テーブルベースパラメータａ導出部３０９３１６４から構成される。
パラメータａ導出部３０９３１６は、照度補償における線形予測において傾きに対応するパラメータａを導出する。具体的には、第１パラメータa1と第２パラメータa2の比を整数化のため固定シフト値だけ左シフトした値であるa1 / a2 << iShiftに相当するパラメータａを以下の処理により、整数演算を用いて導出する。
第１パラメータクリップ部３０９３１６１は、第１パラメータa1を第２パラメータa2の大きさに応じて制限する。例えば以下の式のように、a1を0以上、a2の2倍以下にクリップする。
a1 = Clip3(0, 2*a2, a1) 式（Ｂ−１２）
第１パラメータクリップ部３０９３１６１により、a1の値はa2の値に応じてクリップされるため、その比であるa1 / a2の値も、0から2の間にクリップされる。従って、パラメータａの値であるa1 / a2 << iShiftの値も、0から2<<iShiftにクリップされる。すなわち、iShift=6の場合、パラメータａは0〜128となり、8ビット非負整数の範囲で扱うことができる。
第２パラメータ正規化シフト部３０９３１６３は、第２パラメータa2の大きさに応じて、図１４のテーブルの導出に用いた所定のビット幅ShiftA2に対して、以下の式により第２正規化シフト値iScaleShiftA2を導出する。導出された第２正規化シフト値iScaleShiftA2は、テーブルベースパラメータａ導出部３０９３１６４に出力される。
iScaleShiftA2 = Max( 0, Floor( Log2( Abs( a2 ) ) ) - (ShiftA2-1))
式（Ｂ−１４）
なお、Floor( Log2( Abs( x ) ) )は、a2を32ビットレジスタに格納した際に、ビット列の左側 Leftmost bit から見て 0 が連続している数である Number of Leading Zero (NLZ)を用いて、
Floor( Log2( Abs( x ) ) ) = 32 - NLZ(x) - 1
により求めることができる。なお、64ビットレジスタを用いる場合には、64 - NLZ(x)- 1により導出することができる。
なお、NLZの導出は、比較的複雑な計算が必要になるため、数が少ない方が好ましい。
第１パラメータ正規化シフト部３０９３１６２は、第２正規化シフト値iScaleShiftA2に応じて、以下の式により第１正規化シフト値iScaleShiftA1を導出する。導出された第１正規化シフト値iScaleShiftA1は、テーブルベースパラメータａ導出部３０９３１６４に出力される。
iScaleShiftA1 = Max(0, iScaleShiftA2 - offsetA1) 式（Ｂ−１３）
なお、offsetA1はここでは14以下を満たす定数とする。
上記では、第２正規化シフト値から所定の定数offsetA1を減じることにより、第２正規化シフト値を導出する。ここで、式（Ｂ−１４）、式（Ｂ−１３）では、第１正規化シフト値と第２正規化シフト値の両者を０以上にクリップしている。上記では、第２正規化シフトを０以上にクリップしてから、所定の定数offsetA1を減じ、０以上にクリップすることにより第１正規化シフト値を導出しているが、第２正規化シフトを０以上にクリップする前に所定の定数offsetA1を減じ、０以上にクリップすることにより第１正規化シフト値を導出しても良い。また、上記では、第１正規化シフト値と第２正規化シフト値の両者とも、第２パラメータa2の大きさに応じて導出する。具体的には、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値を用いて導出する。従って、第１正規化シフト値を第２パラメータa1の大きさに応じて導出し、第２正規化シフト値を第２パラメータa2の大きさに応じて導出する場合に比べて、第１正規化パラメータを導出する処理が容易になるという効果を奏する。すなわち、第１正規化パラメータを、比較的演算量の大きい次の式（Ｂ−１３´）にように求めることを避けることができる。
iScaleShiftA1 = Max( 0, Floor( Log2( Abs( a1 ) ) ) - (31-ShiftA1-1)) 式（Ｂ−１３´）
なお、offsetA1は、iScaleShiftA1が以下の式を満たすように導出される。
まず、式（Ｂ−１９）において、a1s* invTable[a2s]が32ビット整数の範囲（-2^31〜2^31）で扱うためには、以下の式が成り立つ必要がある。
a1s* invTable[a2s] <= 2^31-1
ここで、a1s= a1>>iScaleShiftA1、invTable[a2s]= Floor(2^ShiftA1+a2s/2) / a2s <=（2^ShiftA1+2^ShiftA2）/ a2s）であるので、以下の式が得られる。
(a1>>iScaleShiftA1)*(2^ShiftA1+2^ShiftA2) / a2s <= 2^31-1
さらにa1<=2*a2であるので、以下の式が得られる。
((2*a2)>>iScaleShiftA1)*(2^ShiftA1+2^ShiftA2) / a2s <= 2^31-1
さらに、a2=a2s<<iScaleShiftA2であるから、以下の式が得られる。
(2*(a2s<<iScaleShiftA2)>>iScaleShiftA1)*(2^ShiftA1+2^ShiftA2) / a2s <= 2^31-1
変形すると、以下の式が得られる。
(2*(1<<iScaleShiftA2)>>iScaleShiftA1)*(2^ShiftA1+2^ShiftA2) <= 2^31-1
変形すると、以下の式が得られる。
(1<<(iScaleShiftA2-iScaleShiftA1+1))*(2^ShiftA1+2^ShiftA2) <= 2^31-1
ここで、iScaleShiftA1= iScaleShiftA2-offsetA1を代入すると、以下の式が得られる。
(1<<(offsetA1+1))*(2^ShiftA1+2^ShiftA2) <= 2^31-1
ここで、2^ShiftA1+2^ShiftA2 = a * 2^ShiftA1と置いて変形すると
(a<<(offsetA1+1+ShiftA1) <= 2^31-1
(1<<offsetA1+1+ShiftA1) <= (2^31-1) / a
ここでa が(2^31-1)/2^30以下であれば、
(1<<offsetA1+1+ShiftA1) <= 2^30
従って、
offsetA1+1+ShiftA1 <= 2^30
結局、以下の式を満たすoffsetA1を用いることが好適である。
offsetA1 <= 29 - ShiftA1
ここで、ShiftA1=15とすると、以下の条件が得られる。
offsetA1 <= 14
なお、a が(2^31-1)/2^30以下の条件は、以下に示すように変形できる。
a = (2^ShiftA1+2^ShiftA2) / 2^ShiftA1 <= (2^31-1)/2^30 <=b
(2^ShiftA1+2^ShiftA2) / 2^ShiftA1 <= (2^31-1)/2^30
2^ShiftA1+2^ShiftA2 <= (2^31-1)/2^30*2^ShiftA1
2^ShiftA2 <= 2^ShiftA1*((2^31-1)/2^30-1)
2^ShiftA2 <= 2^ShiftA1*(2^30-1)/ 2^30
ShiftA2 <= ShiftA1 + log2((2^30-1)/ 2^30)
従って、
ShiftA2 <= ShiftA1 - 1.34
これは、ShiftA1 = 15、ShiftA2 = 7のような値であれば容易に満たすことができる。
以上、offsetA1の説明終わり。以下、継続。
第１パラメータ正規化シフト部３０９３１６２、第２パラメータ正規化シフト部３０９３１６３は、第１パラメータa1を第１正規化シフト値iScaleShiftA1、第２パラメータa2を第２正規化シフト値iScaleShiftA2により右シフトし、正規化第１パラメータa1sと正規化第２パラメータa2sを導出する。
a1s = a1 >> iScaleShiftA1 式（Ｂ−１５）
a2s = a2 >> iScaleShiftA2 式（Ｂ−１６）
これにより、正規化第１パラメータa1sと正規化第２パラメータa2sは各々、０から2のShiftA1乗-1、０から2のShiftA2乗-1の間の値に正規化される。
テーブルベースパラメータａ導出部３０９３１６４は、第１正規化シフト値iScaleShiftA1と第２正規化シフト値iScaleShiftA2の差に基づいて、以下の式によりパラメータａシフト値iScaleShiftAを導出する。
ScaleShiftA = ShiftA1 + iScaleShiftA2 - iScaleShiftA1 - iShift 式（Ｂ−１８）
ここで、iScaleShiftA1 = Max(0, iScaleShiftA2 - offsetA1)であるから、以下の式が得られる。
ScaleShiftA <= ShiftA1 + iScaleShiftA2 - (iScaleShiftA2 - offsetA1) - iShift
ScaleShiftA <= ShiftA1 + offsetA1 - iShift
offsetA1は0以上、固定シフト値iShiftは5から8ビット、ShiftA1は14ビット〜15ビットであるから、ScaleShiftAは常に0以上になる。
上記では、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値から所定の定数を減じて導出するため、逆数テーブルをかけた後にシフトする際に用いるScaleShiftAが常に０以上になる。そのため、ScaleShiftAが０以上であるかに応じた分岐が不要になり、常に右シフトでパラメータａを導出することができるため、計算量を削減する効果を奏する。
テーブルベースパラメータａ導出部３０９３１６４は、正規化第２パラメータa2sに応じて定まる逆数テーブル値invTableを参照し、正規化第１パラメータa1sとの積をとりテーブルシフト値（ScaleShiftA）で右シフトすることにより、以下の式によりパラメータａを導出する。
a = (a1s * invTable[a2s]) >> (ScaleShiftA) 式（Ｂ−１９）
ここでinvTable[]は図１４で説明したテーブルである。
なお、既に説明した第１パラメータクリップ部３０９３１６１と第１パラメータ正規化シフト部３０９３１６２はa1s * invTable[a2s]の値が32ビットを超えないようにするための処理であり、第２パラメータ正規化シフト部３０９３１６３は、a2sが2^ShiftA2-1を超えないようにする処理である。
パラメータａの値は、第１パラメータa1と第２パラメータa2の比(a1/a2を固定シフト値iShiftだけ左シフトした値に相当する)。
導出されたパラメータａは、パラメータｂ導出部３０９３１７と照度補償フィルタ部３０９３２に出力される。
パラメータｂ導出部３０９３１７は、隣接復号画像の画素値の和Yから、参照画像の画素値の和Xにパラメータａをかけて固定シフト値iShiftだけ右シフトした値を減じた値を、参照領域の画素数で割ることにより、以下の式によりパラメータｂを導出する。
b = ( Y - ( ( a * X ) >> iShift ) + ( 1 << ( iCountShift - 1 ) ) ) >> iCountShift 式（Ｂ−２０）
なお、iCountShiftの右シフトは、参照領域の画素数で割ることに相当する。
照度補償フィルタ部３０９３２は、照度パラメータ推定部３０９３１が導出した推定パラメータを用いて、照度補償前の予測画像predSamples []から、照度補償後の予測画像predSamples´[]を導出する。例えば、パラメータｂを式（Ｂ−２０）により導出する場合には以下の式を用いる。
predSamples´[x][y] = (a * predSamples[x][y] >> iShift)+b 式（Ｂ−２１）
なお、パラメータｂ導出部３０９３１７の代わりに、パラメータｂ導出部３０９３１７の別の構成パラメータｂ導出部３０９３１７´を用いても良い。この場合、隣接復号画像の画素値の和Yを固定シフト値iShiftだけ左シフトした値から、参照画像の画素値の和Xにパラメータａをかけた値を引いた値を、参照画素の数で割ることにより、以下の式によりパラメータｂを導出しても良い。
b = ( (Y << iShift) - ( ( a * X ) ) + ( 1 << ( iCountShift - 1 ) ) ) >> iCountShift 式（Ｂ−２０´）
なお、画素のビット深度が8ビットの場合、画素値xの範囲は8ビット非負変数、パラメータａの範囲も8ビット非負変数の範囲となる、従ってソフトウェアでは最小のビット数である8ビット非負変数（Ｃ言語ではunsigned char）同士の演算で演算可能である。8ビット非負変数は、例えば128ビットレジスタを用いるSIMD演算において、16個同時にレジスタに格納し演算することができる。すなわち、16画素同時に処理することができるため、高速化の効果を奏する。
パラメータｂ導出部３０９３１７の代わりに、パラメータｂ導出部３０９３１７の別の構成であるパラメータｂ導出部３０９３１７´を用いる場合には、照度補償フィルタ部３０９３２の代わりに、照度補償フィルタ部３０９３２の別の構成である照度補償フィルタ部３０９３２´を用いる。照度補償フィルタ部３０９３２´は、照度補償前の予測画像predSamples []から、以下の式により、照度補償後の予測画像predSamples´[]を導出する。
predSamples´[x][y] = (a * predSamples[x][y] + b >> iShift) 式（Ｂ−２１´）
照度補償部３０９３では、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値を用いて導出するため、第１正規化パラメータを導出する処理が容易になるという効果を奏する。
また、上記では、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値から所定の定数を減じて導出するため、逆数テーブルをかけた後にシフトする際に用いるScaleShiftAが常に０以上になる。そのため、ScaleShiftAが０以上であるかに応じた分岐が不要になり、常に右シフトでパラメータａを導出することができるため、計算量を削減する効果を奏する。
（照度補償部３０９３Ａ）
以下、照度補償部３０９３の変形例である照度補償部３０９３Ａを説明する。照度補償部３０９３Ａは、照度補償部３０９３とほぼ同一の構成であるが、パラメータａ導出部３０９３１６の代わりに、パラメータａ導出部３０９３１６Ａを用いることがことなる。以下、パラメータａ導出部３０９３１６Ａのみを説明する。
照度補償部３０９３Ａは、照度パラメータ推定部３０９３１Ａと、照度補償フィルタ部３０９３２から構成される。照度パラメータ推定部３０９３１Ａは、積算値導出部３０９３１２、加算値導出部３０９３１３、第１パラメータ導出部３０９３１４、第２パラメータ導出部３０９３１５、パラメータａ導出部３０９３１６Ａ、パラメータｂ導出部３０９３１７から構成される。
図２２は、パラメータａ導出部３０９３１６Ａの構成を示すブロック図である。パラメータａ導出部３０９３１６Ａは、第１パラメータクリップ部３０９３１６１、第１パラメータ正規化シフト部３０９３１６２、第２パラメータ正規化シフト部３０９３１６３Ａ、除算パラメータａ導出部３０９３１６５Ａから構成される。第１パラメータクリップ部３０９３１６１は、既に説明したとおりであるので説明を省略する。
第２パラメータ正規化シフト部３０９３１６３Ａは、既に説明した第２パラメータ正規化シフト部３０９３１６３において、ShiftA2=7として、第２正規化シフト値iScaleShiftA2を導出する。
第１パラメータ正規化シフト部３０９３１６２は、既に説明したように、第２正規化シフト値iScaleShiftA2に応じて、式（Ｂ−１３）により第１正規化シフト値iScaleShiftA1を導出する。
導出された第１正規化シフト値iScaleShiftA1は、除算パラメータａ導出部３０９３１６５Ａに出力される。
除算パラメータａ導出部３０９３１６５Ａは、動きベクトルスケーリングと同様の演算を用いて、a1 / a2 << iShiftに相当するパラメータａを導出する。
動きベクトルスケーリングは、以下の式で導出される。
tx = ( 16384 + ( Abs( td ) >> 1 ) ) / td 式（ＭＶ−１）
distScaleFactor = Clip3( - 4096, 4095, ( tb * tx + 32 ) >> 6 ) 式（ＭＶ−２）
mvLXA = Clip3( - 32768, 32767, Sign( distScaleFactor * mvLXA ) *
( ( Abs( distScaleFactor * mvLXA ) + 127 ) >> 8 ) ) 式（ＭＶ−３）
ここでmvLXAは、スケーリングの対象になる動きベクトルであり、以上の式により、mvLXA = mvLXA * tb / tdに相当するスケーリングが行われる。なお、式（ＭＶ−１）の除算は、整数での切り捨てを含む除算であり、以下のように切り捨てによる整数化を行うFloorにより表現することもできる。
tx = Floor( ( 16384 + ( Abs( td ) >> 1 ) ) / td) 式（ＭＶ−１´）
ここで、td、tbは以下の式で導出されるPOC差分であり、-128から127の値を有する。
td = Clip3( - 128, 127, DiffPicOrderCnt( currPic, refPicA )
tb = Clip3( - 128, 127, DiffPicOrderCnt( currPic, refPicB )
なお、DiffPicOrderCnt(x,y)は、ピクチャxとピクチャyのPOC差分を導出する関数。currPicは対象ピクチャ、refPicA、refPicBは参照ピクチャである。
上記では、tb / tdの演算を、以下のtxを一度導出した上で導出する。これは、tdの範囲が-128〜127に限定されることから、以下のxが-128から127に対応する逆数テーブルinvTableTX[]を予め導出することによって、式（ＭＶ−１）の除算演算をテーブルで導出することができる。
invTableTX[x] = ( 16384 + ( Abs( x ) >> 1 ) ) / x 式（ＭＶ−２）
このテーブルは、ＬＭ予測及び照度補償で用いる図１４のテーブルと同様である。しかしながら、ＬＭ予測及び照度補償で用いる、第１パラメータa1、第２パラメータａ2の値の範囲はPOCよりも大きいため、動きベクトルスケーリングの処理をそのまま適用することはできない。具体的には、以下の式（Ｔ−２）と比較すると、ShiftA1=14、ShiftA2=7として、図１４のinvTableを設計し、第１パラメータ正規化シフト部３０９３１６２Ａ、第２パラメータ正規化シフト部３０９３１６３Ａを用いる必要がある。動きベクトルスケーリングと同じ処理により、照度補償のパラメータａ導出が可能であることが分かる。
tx ＝ Floor((2^ ShiftA1 / x/2) / x) （xが０以外の場合） 式（Ｔ−２）
ここでx = [0..2^ShiftA2-1]。
第２パラメータ正規化シフト部３０９３１６３Ａは、既に説明した第２パラメータ正規化シフト部３０９３１６３において、ShiftA2=7として、第２正規化シフト値iScaleShiftA2を導出する。
除算パラメータａ導出部３０９３１６５Ａは、第１正規化シフト値iScaleShiftA1と第２正規化シフト値iScaleShiftA2の差に基づいて、以下の式によりパラメータａシフト値iScaleShiftAを導出する。
ScaleShiftA = ShiftA1 + iScaleShiftA2 - iScaleShiftA1 - iShift 式（Ｂ−１８）
さらに、除算パラメータａ導出部３０９３１６５Ａは、以下の式によりパラメータａを導出する。
tb = (16318 + (a2s>>1)) / a2s 式（Ｂ−１９´）
a = (a1s * tb) >> ShiftA 式（Ｂ−１９´´）
すなわち、正規化第２パラメータa2sを用いて、所定の定数16318と(a2s>>1)の和をa2sで割る（ここでは整数以下を切り捨て、すなわち小数点演算の場合には除算後にFloorを行う）ことにより、中間パラメータtbを導出する。さらに、中間パラメータtbと正規化第１パラメータa1sとの積を、ShiftAで右シフトすることによりパラメータａを導出する。
なお、図１４のテーブルを、ShiftA1=14、ShiftA2=7により生成し、以下の式によりパラメータａを導出することも可能である。
a = (a1s * invTable[a2s]) >> (ScaleShiftA) 式（Ｂ−１９）
以上の構成の照度補償部３０９３Ａでは、動きベクトルのスケーリングと同じ処理が可能であるように選択された、所定の定数ShiftA1=14、ShiftA2=7に従って導出された第１正規化シフト値iScaleShiftA1、第２正規化シフト値iScaleShiftA2により第１パラメータa1、第２パラメータa2を右シフトすることにより、第１正規化パラメータa1s、第２正規化パラメータa2sを導出する。その後、上記の処理により中間パラメータtbを導出し、さらに、パラメータａを導出する。これにより、照度補償においても、動きベクトルと同じスケーリングを用いることができるため、実装規模を低減する効果を奏する。
また、照度補償部３０９３Ａでは、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値を用いて導出するため、第１正規化パラメータを導出する処理が容易になるという効果を奏する。
また、上記では、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値から所定の定数を減じて導出するため、逆数テーブルをかけた後にシフトする際に用いるScaleShiftAが常に０以上になる。そのため、ScaleShiftAが０以上であるかに応じた分岐が不要になり、常に右シフトでパラメータａを導出することができるため、計算量を削減する効果を奏する。
（照度補償部３０９３Ｈ）
以下、照度補償部３０９３の変形例である照度補償部３０９３Ｈを説明する。
図２３は、照度補償部３０９３Ｈの構成を示すブロック図である。照度補償部３０９３Ｈは、照度パラメータ推定部３０９３１Ｈと、照度補償フィルタ部３０９３２から構成される。なお、照度パラメータ推定部３０９３１１と同じ番号の手段については同じ構成であるので説明を省略する。
照度パラメータ推定部３０９３１Ｈは、加算値導出部３０９３１３、第１パラメータ導出部３０９３１４Ｈ、第２パラメータ導出部３０９３１５Ｈ、パラメータａ導出部３０９３１６、パラメータｂ導出部３０９３１７から構成される。
加算値導出部３０９３１３、パラメータａ導出部３０９３１６、パラメータｂ導出部３０９３１７は既に説明した手段と同一であるため説明を省略する。
第１パラメータ導出部３０９３１４Ｈは、隣接復号画像の画素値yの和Yから第１パラメータa1を以下の式により導出する。
a1 = Y; 式（Ｂ−７´）
第２パラメータ導出部３０９３１５Ｈは、参照画像の画素値xの和Xから第２パラメータa2を以下の式により導出する。
a2 = X; 式（Ｂ−８´）
導出された第１パラメータa１と第２パラメータa2は、パラメータａ導出部３０９３１６に出力される。
照度補償部３０９３Ｈは、照度補償部３０９３と比較して、画素の積の和である２次の項を導出する積算値導出部３０９３１２がなく、画素の和である１次の項を導出する加算値導出部３０９３１３のみを備える。そのため、比較的、容易な処理で、照度変化パラメータを導出することができる。しかし、２次の項を用いる照度補償部３０９３の方が、符号化効率が高い。
また、照度補償部３０９３Ｈでは、第１正規化シフト値を第２正規化シフト値を用いて導出するため、第１正規化パラメータを導出する処理が容易になるという効果を奏する。
なお、画像のビット深度が10bit以下の場合には、パラメータａ導出部３０９３１６は、第１パラメータ正規化シフト部３０９３１６２を備えない構成で良い。すなわち、iScaleShiftA1=0として、次の式（Ｂ−１５´）のように、正規化第１パラメータa1sとして第１パラメータを用いればよい。
a1s = a1 式（Ｂ−１５´）
これは、以下の式の通りによる。
画像のビット深度がbitDepthの場合には、第１パラメータa1は、画素値のビット深度bitDepthと、参照画素数の最大値128の2の対数7の和から、bitDepth+7以下のビット数で扱える。逆数テーブル値の最大値は、2のShiftA1乗であるから、積が32ビット以下の条件は、bitDepth + 7 + ShiftA1 <= 32である。
変形すると、以下が得られる。
bitDepth <= 25 - ShiftA1
ShiftA1が14,15の場合には、bitDepth <= 10であれば、この式を満たすことから、画素のビット深度が10bit以下の場合には第１パラメータ正規化シフト部３０９３１６２は不要となる。
（照度補償部３０９３ＨＡ）
以下、照度補償部３０９３の変形例である照度補償部３０９３ＨＡを説明する。照度補償部３０９３ＨＡは、照度補償部３０９３Ｈとほぼ同一の構成であるが、パラメータａ導出部３０９３１６の代わりに、パラメータａ導出部３０９３１６Ａを用いることがことなる。なお、パラメータａ導出部３０９３１６Ａを含め構成要素は既に説明したため説明を省略する。
パラメータａ導出部３０９３１６Ａは、パラメータａ導出部３０９３１６と異なり、パラメータａの導出に除算を用いるが、この除算は、動きベクトルのスケーリングで用いられる以下の処理と同一であるため、実装規模を低減させる効果を奏する。
また、照度補償部３０９３ＨＡは、画素の和である１次の項を導出する加算値導出部３０９３１３のみを備える。そのため、比較的、容易な処理で、照度変化パラメータを導出することができる。
なお、画像のビット深度が10bit以下の場合には、パラメータａ導出部３０９３１６Ａは、第１パラメータ正規化シフト部３０９３１６２を備えない構成で良い。すなわち、iScaleShiftA1=0として、次の式（Ｂ−１５´）のように、正規化第１パラメータa1sとして第１パラメータを用いればよい。
a1s = a1 式（Ｂ−１５´）
（照度補償部３０９３Ｏ）
以下、照度補償部３０９３の変形例である照度補償部３０９３Ｏを説明する。
図２４は、照度補償部３０９３Ｏの構成を示すブロック図である。照度補償部３０９３Ｏは、照度パラメータ推定部３０９３１Ｏと、照度補償フィルタ部３０９３２Ｏから構成される。照度パラメータ推定部３０９３１Ｏは、加算値導出部３０９３１３、パラメータｂ導出部３０９３１７Ｏから構成される。
照度パラメータ推定部３０９３１Ｏは、図１３に示す参照レイヤ画像上の対象ブロックに対応する参照ブロックの周囲の画素Ｃ（参照画像領域）を参照画像の画素値x[]、対象レイヤ画像上の対象ブロックの周囲の画素Ｌを隣接復号画像の画素値y[]（対象画像領域）とし、これら参照画像の画素値x[]と隣接復号画像の画素値y[]に基づいて、隣接復号画像の画素値y[]を参照画像の画素値xから予測する場合のパラメータであるパラメータａとパラメータｂを導出する。
加算値導出部３０９３１３は、隣接復号画像の画素値yの和Yと参照画像の画素値xの和Xを、以下の式（Ｂ−２）式（Ｂ−３）により導出する。
X = Σx[i] 式（Ｂ−２）
Y = Σy[i] 式（Ｂ−３）
ここで、Σは、参照領域に対する和であり、参照領域の画素を特定するインデックスiに対する和を導出する。y[i]は、隣接復号画像のインデックスiにおける画素値であり、x[i]は、参照画像のインデックスiにおける画素値である。カウントシフト値iCountShiftは、参照領域のサイズの２の対数である。
iCountShift = log2 (参照領域の画素数) 式（Ｂ−６）
パラメータｂ導出部３０９３１７Ｏは、隣接復号画像の画素値の和Yと参照画像の画素値の和Xの差を、参照領域の画素数で割ることにより、以下の式によりパラメータｂを導出する。
b = ( Y - X + ( 1 << ( iCountShift - 1 ) ) ) >> iCountShift 式（Ｂ−２０´´）
なお、iCountShiftの右シフトは、参照領域の画素数で割ることに相当する。
照度補償フィルタ部３０９３２Ｏは、照度パラメータ推定部３０９３１Ｏが導出した推定パラメータを用いて、照度補償前の予測画像predSamples []から、照度補償後の予測画像predSamples´[]を導出する。例えば、パラメータｂを式（Ｂ−２０）により導出する場合には以下の式を用いる。
predSamples´[x][y] = predSamples[x][y]+b 式（Ｂ−２１）
（重み予測）
重み予測部３０９４は、入力される動き変位画像predSamplesLXに重み係数を乗算することにより予測ピクチャブロックＰ（予測画像）を生成する。入力される動き変位画像predSamplesLXは、残差予測、照度補償が行われる場合には、それらが施された画像である。参照リスト利用フラグの一方（predFlagL0もしくはpredFlagL1）が１の場合（単予測の場合）で、重み予測を用いない場合には入力された動き変位画像predSamplesLX（ＬＸはＬ０もしくはＬ１）を画素ビット数に合わせる以下の式の処理を行う。
predSamples[ x ][ y ] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( predSamplesLX[ x ][ y ] + offset1 ) >> shift1 )
ここで、shift1=14-bitDepth、offset1=1<<(shift1-1)である。
また、参照リスト利用フラグの両者（predFlagL0もしくはpredFlagL1）が１の場合（双予測の場合）で、重み予測を用いない場合には、入力された動き変位画像predSamplesL0、predSamplesL1を平均し画素ビット数に合わせる以下の式の処理を行う。
predSamples[ x ][ y ] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( predSamplesL0[ x ][ y ] + predSamplesL1[ x ][ y ] + offset2 ) >> shift2 )
ここで、shift2=15-bitDepth、offset2=1<<(shift2-1)である。
さらに、単予測の場合で、重み予測を行う場合には、重み予測部３０９４は、重み予測係数ｗ０とオフセットｏ０を導出し、以下の式の処理を行う。
predSamples[ x ][ y ] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( (predSamplesLX[ x ][ y ] * w0 + 2log2WD - 1) >> log2WD ) + o0 )
ここで、ｌｏｇ２ＷＤは所定のシフト量を示す変数である。
さらに、双予測の場合で、重み予測を行う場合には、重み予測部３０９４は、重み予測係数ｗ０、ｗ１、ｏ０、ｏ１を導出し、以下の式の処理を行う。
predSamples[ x ][ y ] = Clip3( 0, ( 1 << bitDepth ) - 1, ( predSamplesL0 [ x ][ y ] * w0 + predSamplesL1[ x ][ y ] * w1 + ((o0 + o1 + 1) << log2WD) ) >> (log2WD + 1) )
（画像符号化装置の構成）
次に、本実施形態に係る画像符号化装置１１の構成について説明する。図３２は、本実施形態に係る画像符号化装置１１の構成を示すブロック図である。画像符号化装置１１は、予測画像生成部１０１、減算部１０２、ＤＣＴ・量子化部１０３、エントロピー符号化部１０４、逆量子化・逆ＤＣＴ部１０５、加算部１０６、予測パラメータメモリ（予測パラメータ記憶部、フレームメモリ）１０８、参照ピクチャメモリ（参照画像記憶部、フレームメモリ）１０９、符号化パラメータ決定部１１０、予測パラメータ符号化部１１１、残差格納部３１３（残差記録部）を含んで構成される。予測パラメータ符号化部１１１は、インター予測パラメータ符号化部１１２及びイントラ予測パラメータ符号化部１１３を含んで構成される。
予測画像生成部１０１は、外部から入力されたレイヤ画像Ｔの視点毎の各ピクチャについて、そのピクチャを分割した領域であるブロック毎に予測ピクチャブロックＰを生成する。ここで、予測画像生成部１０１は、予測パラメータ符号化部１１１から入力された予測パラメータに基づいて参照ピクチャメモリ１０９から参照ピクチャブロックを読み出す。予測パラメータ符号化部１１１から入力された予測パラメータとは、例えば、動きベクトル又は変位ベクトルである。予測画像生成部１０１は、符号化対象ブロックを起点として予測された動きベクトル又は変位ベクトルが示す位置にあるブロックの参照ピクチャブロックを読み出す。予測画像生成部１０１は、読み出した参照ピクチャブロックについて複数の予測方式のうちの１つの予測方式を用いて予測ピクチャブロックＰを生成する。予測画像生成部１０１は、生成した予測ピクチャブロックＰを減算部１０２に出力する。なお、予測画像生成部１０１は、既に説明した予測画像生成部３０８と同じ動作であるため予測ピクチャブロックＰの生成の詳細は省略する。
予測画像生成部１０１は、予測方式を選択するために、例えば、レイヤ画像に含まれるブロックの画素毎の信号値と予測ピクチャブロックＰの対応する画素毎の信号値との差分に基づく誤差値を最小にする予測方式を選択する。予測方式を選択する方法は、これには限られない。
符号化対象のピクチャがベースビューピクチャである場合には、複数の予測方式とは、イントラ予測、動き予測及びマージ予測である。動き予測とは、上述のインター予測のうち、表示時刻間の予測である。マージ予測とは、既に符号化されたブロックであって、符号化対象ブロックから予め定めた範囲内にあるブロックと同一の参照ピクチャブロック及び予測パラメータを用いる予測である。符号化対象のピクチャがノンベースビューピクチャである場合には、複数の予測方式とは、イントラ予測、動き予測、マージ予測、及び変位予測である。変位予測（視差予測）とは、上述のインター予測のうち、別レイヤ画像（別視点画像）間の予測である。さらに、動き予測、マージ予測、及び変位予測である。変位予測（視差予測）に対して、追加予測（残差予測および照度補償）を行う場合と行わない場合の予測がある。
予測画像生成部１０１は、イントラ予測を選択した場合、予測ピクチャブロックＰを生成する際に用いたイントラ予測モードを示す予測モードpredModeを予測パラメータ符号化部１１１に出力する。なお、イントラ予測の色差予測モードIntraPredModeCの一つとして、ＬＭ予測部３０９３を用いるＬＭ予測を用いる。
予測画像生成部１０１は、動き予測を選択した場合、予測ピクチャブロックＰを生成する際に用いた動きベクトルmvLXを予測パラメータメモリ１０８に記憶し、インター予測パラメータ符号化部１１２に出力する。動きベクトルmvLXは、符号化対象ブロックの位置から予測ピクチャブロックＰを生成する際の参照ピクチャブロックの位置までのベクトルを示す。動きベクトルmvLXを示す情報には、参照ピクチャを示す情報（例えば、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、ピクチャ順序番号ＰＯＣ）を含み、予測パラメータを表すものであっても良い。また、予測画像生成部１０１は、インター予測モードを示す予測モードpredModeを予測パラメータ符号化部１１１に出力する。
予測画像生成部１０１は、変位予測を選択した場合、予測ピクチャブロックＰを生成する際に用いた変位ベクトルを予測パラメータメモリ１０８に記憶し、インター予測パラメータ符号化部１１２に出力する。変位ベクトルdvLXは、符号化対象ブロックの位置から予測ピクチャブロックＰを生成する際の参照ピクチャブロックの位置までのベクトルを示す。変位ベクトルdvLXを示す情報には、参照ピクチャを示す情報（例えば、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、ビューＩＤview_id）を含み、予測パラメータを表すものであっても良い。また、予測画像生成部１０１は、インター予測モードを示す予測モードpredModeを予測パラメータ符号化部１１１に出力する。
予測画像生成部１０１は、マージ予測を選択した場合、選択した参照ピクチャブロックを示すマージインデックスmerge_idxをインター予測パラメータ符号化部１１２に出力する。また、予測画像生成部１０１は、マージ予測モードを示す予測モードpredModeを予測パラメータ符号化部１１１に出力する。
上記の、動き予測、変位予測、マージ予測において、予測画像生成部１０１は、残差予測フラグres_pred_flagが残差予測を行うことを示す場合には、既に説明したように予測画像生成部１０１に含まれる残差予測部３０９２において残差予測を行い、照度補償フラグic_enable_flagが照度補償を行うことを示す場合には、既に説明したように予測画像生成部１０１に含まれる照度補償部３０９３において照度補償予測を行う。また、照度補償部３０９３の代わりに、照度補償部３０９３Ａ、照度補償部３０９３Ｈ、照度補償部３０９３ＨＡを用いても良い。
減算部１０２は、予測画像生成部１０１から入力された予測ピクチャブロックＰの信号値を、外部から入力されたレイヤ画像Ｔの対応するブロックの信号値から画素毎に減算して、残差信号を生成する。減算部１０２は、生成した残差信号をＤＣＴ・量子化部１０３と符号化パラメータ決定部１１０に出力する。
ＤＣＴ・量子化部１０３は、減算部１０２から入力された残差信号についてＤＣＴを行い、ＤＣＴ係数を算出する。ＤＣＴ・量子化部１０３は、算出したＤＣＴ係数を量子化して量子化係数を求める。ＤＣＴ・量子化部１０３は、求めた量子化係数をエントロピー符号化部１０４及び逆量子化・逆ＤＣＴ部１０５に出力する。
エントロピー符号化部１０４には、ＤＣＴ・量子化部１０３から量子化係数が入力され、符号化パラメータ決定部１１０から符号化パラメータが入力される。入力される符号化パラメータには、例えば、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLX、予測モードpredMode、及びマージインデックスmerge_idx等の符号がある。
エントロピー符号化部１０４は、入力された量子化係数と符号化パラメータをエントロピー符号化して符号化ストリームＴｅを生成し、生成した符号化ストリームＴｅを外部に出力する。
逆量子化・逆ＤＣＴ部１０５は、ＤＣＴ・量子化部１０３から入力された量子化係数を逆量子化してＤＣＴ係数を求める。逆量子化・逆ＤＣＴ部１０５は、求めたＤＣＴ係数について逆ＤＣＴを行い、復号残差信号を算出する。逆量子化・逆ＤＣＴ部１０５は、算出した復号残差信号を加算部１０６に出力する。
加算部１０６は、予測画像生成部１０１から入力された予測ピクチャブロックＰの信号値と逆量子化・逆ＤＣＴ部１０５から入力された復号残差信号の信号値を画素毎に加算して、参照ピクチャブロックを生成する。加算部１０６は、生成した参照ピクチャブロックを参照ピクチャメモリ１０９に記憶する。
予測パラメータメモリ１０８は、予測パラメータ符号化部１１１が生成した予測パラメータを、符号化対象のピクチャ及びブロック毎に予め定めた位置に記憶する。
参照ピクチャメモリ１０９は、加算部１０６が生成した参照ピクチャブロックを、符号化対象のピクチャ及びブロック毎に予め定めた位置に記憶する。
符号化パラメータ決定部１１０は、符号化パラメータの複数のセットのうち、１つのセットを選択する。符号化パラメータとは、上述した予測パラメータやこの予測パラメータに関連して生成される符号化の対象となるパラメータである。予測画像生成部１０１は、これらの符号化パラメータのセットの各々を用いて予測ピクチャブロックＰを生成する。
符号化パラメータ決定部１１０は、複数のセットの各々について情報量の大きさと符号化誤差を示すコスト値を算出する。コスト値は、例えば、符号量と二乗誤差に係数λを乗じた値との和である。符号量は、量子化誤差と符号化パラメータをエントロピー符号化して得られる符号化ストリームＴｅの情報量である。二乗誤差は、減算部１０２において算出された残差信号の残差値の二乗値についての画素間の総和である。係数λは、予め設定されたゼロよりも大きい実数である。符号化パラメータ決定部１１０は、算出したコスト値が最小となる符号化パラメータのセットを選択する。これにより、エントロピー符号化部１０４は、選択した符号化パラメータのセットを符号化ストリームＴｅとして外部に出力し、選択されなかった符号化パラメータのセットを出力しない。
予測パラメータ符号化部１１１は、予測画像生成部１０１から入力されたパラメータに基づいて予測ピクチャを生成する際に用いる予測パラメータを導出し、導出した予測パラメータを符号化して符号化パラメータのセットを生成する。予測パラメータ符号化部１１１は、生成した符号化パラメータのセットをエントロピー符号化部１０４に出力する。
予測パラメータ符号化部１１１は、生成した符号化パラメータのセットのうち符号化パラメータ決定部１１０が選択したものに対応する予測パラメータを予測パラメータメモリ１０８に記憶する。
予測パラメータ符号化部１１１は、予測画像生成部１０１から入力された予測モードpredModeがインター予測モードを示す場合、インター予測パラメータ符号化部１１２を動作させる。予測パラメータ符号化部１１１は、予測モードpredModeがイントラ予測モードを示す場合、イントラ予測パラメータ符号化部１１３を動作させる。
インター予測パラメータ符号化部１１２は、符号化パラメータ決定部１１０から入力された予測パラメータに基づいてインター予測パラメータを導出する。インター予測パラメータ符号化部１１２は、インター予測パラメータを導出する構成として、インター予測パラメータ復号部３０３（図５等、参照）がインター予測パラメータを導出する構成と同一の構成を含む。インター予測パラメータ符号化部１１２の構成については、後述する。
イントラ予測パラメータ符号化部１１３は、符号化パラメータ決定部１１０から入力された予測モードpredModeが示すイントラ予測モードIntraPredModeをインター予測パラメータのセットとして定める。
（インター予測パラメータ符号化部の構成）
次に、インター予測パラメータ符号化部１１２の構成について説明する。インター予測パラメータ符号化部１１２は、インター予測パラメータ復号部３０３に対応する手段である。
図３３は、本実施形態に係るインター予測パラメータ符号化部１１２の構成を示す概略図である。
インター予測パラメータ符号化部１１２は、インター予測パラメータ符号化制御部１０３１、マージ予測パラメータ導出部１１２１、AMVP予測パラメータ導出部１１２２、減算部１１２３、及び予測パラメータ統合部１１２６を含んで構成される。
マージ予測パラメータ導出部１１２１は、上述のマージ予測パラメータ導出部３０３６（図７参照）と同様な構成を有する。
インター予測パラメータ符号化制御部１０３１は、インター予測に関連する符号（シンタックス要素の復号をエントロピー符号化部１０４に指示し、符号化データに含まれる符号（シンタックス要素）を例えば、分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測フラグinter_pred_idcinter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXを符号化する。
インター予測パラメータ符号化制御部１０３１は、追加予測フラグ符号化部１０３１１、マージインデックス符号化部１０３１２、ベクトル候補インデックス符号化部１０３１３、及び図示しない、分割モード符号化部、マージフラグ符号化部、インター予測フラグ符号化部、参照ピクチャインデックス符号化部、ベクトル差分符号化部を含んで構成される。分割モード符号化部、マージフラグ符号化部、マージインデックス符号化部、インター予測フラグ符号化部、参照ピクチャインデックス符号化部、ベクトル候補インデックス符号化部１０３１３、ベクトル差分符号化部は各々、分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測フラグinter_pred_idcinter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXを符号化する。
追加予測フラグ符号化部１０３１は、追加予測が行われるか否かを示すために、照度補償フラグic_enable_flag、残差予測フラグres_pred_flagを符号化する。
マージ予測パラメータ導出部１１２１には、予測画像生成部１０１から入力された予測モードpredModeがマージ予測モードを示す場合、符号化パラメータ決定部１１０からマージインデックスmerge_idxが入力される。マージインデックスmerge_idxは、予測パラメータ統合部１１２６に出力される。マージ予測パラメータ導出部１１２１は、マージ候補のうちマージインデックスmerge_idxが示す参照ブロックの参照ピクチャインデックスrefIdxLX、ベクトルmvLXを予測パラメータメモリ１０８から読み出す。マージ候補とは、符号化対象となる符号化対象ブロックから予め定めた範囲にある参照ブロック（例えば、符号化対象ブロックの左下端、左上端、右上端に接する参照ブロックのうち）であって、符号化処理が完了した参照ブロックである。
AMVP予測パラメータ導出部１１２２は、上述のAMVP予測パラメータ導出部３０３２（図８参照）と同様な構成を有する。
AMVP予測パラメータ導出部１１２２には、予測画像生成部１０１から入力された予測モードpredModeがインター予測モードを示す場合、符号化パラメータ決定部１１０からベクトルmvLXが入力される。AMVP予測パラメータ導出部１１２２は、入力されたベクトルmvLXに基づいて予測ベクトルmvpLXを導出する。AMVP予測パラメータ導出部１１２２は、導出した予測ベクトルmvpLXを減算部１１２３に出力する。なお、参照ピクチャインデックスrefIdx及びベクトルインデックスmvp_LX_idxは、予測パラメータ統合部１１２６に出力される。
減算部１１２３は、符号化パラメータ決定部１１０から入力されたベクトルmvLXからAMVP予測パラメータ導出部１１２２から入力された予測ベクトルmvpLXを減算して差分ベクトルmvdLXを生成する。差分ベクトルmvdLXは予測パラメータ統合部１１２６に出力する。
予測画像生成部１０１から入力された予測モードpredModeがマージ予測モードを示す場合には、予測パラメータ統合部１１２６は、符号化パラメータ決定部１１０から入力されたマージインデックスmerge_idxをエントロピー符号化部１０４に出力する。
予測画像生成部１０１から入力された予測モードpredModeがインター予測モードを示す場合には、予測パラメータ統合部１１２６は、次の処理を行う。
予測パラメータ統合部１１２６は、符号化パラメータ決定部１１０から入力された参照ピクチャインデックスrefIdxLX及びベクトルインデックスmvp_LX_idx、減算部１１２３から入力された差分ベクトルmvdLXを統合する。予測パラメータ統合部１１２６は、統合した符号をエントロピー符号化部１０４に出力する。
（第２の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。第２の実施形態における画像符号化装置１１、画像復号装置３１は、照度補償手段として、第１の実施形態で説明した照度補償３０９３、照度補償３０９３Ａ、照度補償３０９３Ｈ、照度補償３０９３、照度補償３０９３Ｏの変わりに、照度補償３０９３Ｓ、照度補償３０９３ＡＳ、照度補償３０９３ＨＳ、照度補償３０９３Ｓ、照度補償３０９３ＯＳの構成を用いる。第２の実施形態は、参照画像の画素値x、隣接復号画像の画素値yをサブサンプルしながら参照して照度変化パラメータの算出する。
図２５は、第２の実施形態の照度補償の参照画素を説明する図である。図２５に示すように、対象ブロックに隣接する隣接復号画像の画素値yも、対応ブロックに隣接する参照画像の画素値xも２対１のサブサンプリングにより、サンプリングされた画素のみが参照される。
（照度補償部３０９３Ｓ）
照度補償部３０９３Ｓは、照度パラメータ推定部３０９３１Ｓと、照度補償フィルタ部３０９３２から構成される。照度パラメータ推定部３０９３１Ｓは、積算値導出部３０９３１２Ｓ、加算値導出部３０９３１３Ｓ、第１パラメータ導出部３０９３１４、第２パラメータ導出部３０９３１５、パラメータａ導出部３０９３１６、パラメータｂ導出部３０９３１７から構成される。
加算値導出部３０９３１３Ｓは、隣接復号画像の画素値yの和Yと参照画像の画素値xの和Xを、以下の式（Ｂ−２）式（Ｂ−３）により導出する。
積算値導出部３０９３１２Ｓは隣接復号画像の画素値yと参照画像の画素値xの積の和XYと、参照画像の画素値の２乗の和XXを、以下の式（Ｂ−４）〜（Ｂ−５）により導出する。以下の和の前にX、Y、XY、XXは0に初期化しておく。
X = Σx[i*2] 式（Ｂ−２）
Y = Σy[i*2] 式（Ｂ−３）
XX += Σ(x[i*2] * x[i*2]) 式（Ｂ−４）
XY += Σ(y[i*2] * y[i*2]) 式（Ｂ−５）
ここで、Σは、参照領域に対する和であり、参照領域の画素を特定するインデックスiに対する和を導出する。y[i]は、隣接復号画像のインデックスiにおける画素値。x[i]は、参照画像のインデックスiにおける画素値。カウントシフト値iCountShiftは、参照領域のサイズの２の対数である。ここで、インデックスiを２倍して、隣接復号画像の画素値yと、参照画像の画素値xを参照している。i*2は、0、2、4、・・・というとびとびの値をとるため、加算値導出部３０９３１３では、上記隣接復号画像の画素と上記参照画像の画素をサブサンプリングして参照することを示す。なお、上記サブサンプリングは、対象ブロックの左に隣接する隣接復号画像および対応ブロックの左に隣接する参照領域の場合には縦方向の画素を間引くサブサンプリングを行い（Ｙ座標をインデックス＊２でアクセスすることなどにより0, 2, 4, などのとびとびの値とする）、対象ブロックの上に隣接する隣接復号画像および対応ブロックの上に隣接する参照領域の場合には横方向の画素を間引くサブサンプリングを行う（Ｘ座標をインデックス＊２でアクセスすることなどにより0, 2, 4, などのとびとびの値とする）。
上記照度パラメータ推定部３０９３１Ｓでは、照度補償フィルタ部３０９３２での照度補償に使われる傾き成分であるパラメータａ、オフセット成分であるパラメータｂを、サブサンプリングした画素から導出した加算値を用いて導出する。サブサンプルにより照度変化パラメータを算出する計算量を削減する効果を奏する。
（照度補償部３０９３ＡＳ）
以下、照度補償部３０９３Ｓｖの変形例である照度補償部３０９３ＡＳを説明する。
照度補償部３０９３ＡＳは、照度パラメータ推定部３０９３１ＡＳと、照度補償フィルタ部３０９３２から構成される。
照度補償部３０９３ＡＳは、照度パラメータ推定部３０９３１ＡＳと、照度補償フィルタ部３０９３２から構成される。照度パラメータ推定部３０９３１ＡＳは、積算値導出部３０９３１２Ｓ、加算値導出部３０９３１３Ｓ、第１パラメータ導出部３０９３１４、第２パラメータ導出部３０９３１５、パラメータａ導出部３０９３１６Ａ、パラメータｂ導出部３０９３１７から構成される。
上記構成の、パラメータａ導出部３０９３１６ＡＳでは、動きベクトルのスケーリングと同じ処理が可能であるように選択された、所定の定数ShiftA1=14、ShiftA2=7に従って導出された第１正規化シフト値iScaleShiftA1、第２正規化シフト値iScaleShiftA2により第１パラメータa1、第２パラメータa2を右シフトすることにより、第１正規化パラメータa1s、第２正規化パラメータa2sを導出する。その後、上記の処理により中間パラメータtbを導出し、さらに、パラメータａを導出する。これにより、照度補償においても、動きベクトルと同じスケーリングを用いることができるため、実装規模を低減する効果を奏する。
上記構成の、照度パラメータ推定部３０９３１ＡＳでは、積算値導出部３０９３１２Ｓ、加算値導出部３０９３１３Ｓを用いることにより、照度補償フィルタ部３０９３２での照度補償に使われる傾き成分であるパラメータａ、オフセット成分であるパラメータｂを、サブサンプリングした画素から導出した加算値を用いて導出する。サブサンプルにより照度変化パラメータを算出する計算量を削減する効果を奏する。
（照度補償部３０９３ＨＳ）
以下、照度補償部３０９３Ｓの変形例である照度補償部３０９３ＨＳを説明する。
照度補償部３０９３ＨＳは、照度パラメータ推定部３０９３１ＨＳと、照度補償フィルタ部３０９３２から構成される。
照度パラメータ推定部３０９３１ＨＳは、加算値導出部３０９３１３Ｓ、第１パラメータ導出部３０９３１４Ｈ、第２パラメータ導出部３０９３１５Ｈ、パラメータａ導出部３０９３１６、パラメータｂ導出部３０９３１７から構成される。
加算値導出部３０９３１３Ｓは、隣接復号画像の画素値yの和Yと参照画像の画素値xの和Xを、以下の式（Ｂ−２）式（Ｂ−３）により導出する。
X = Σx[i*2] 式（Ｂ−２）
Y = Σy[i*2] 式（Ｂ−３）
上記構成の、照度パラメータ推定部３０９３１ＨＳでは、加算値導出部３０９３１３Ｓを用いることにより、照度補償フィルタ部３０９３２での照度補償に使われるオフセット成分であるパラメータｂを、サブサンプリングした画素から導出した加算値を用いて導出する。サブサンプルにより照度変化パラメータを算出する計算量を削減する効果を奏する。
（照度補償部３０９３ＨＡＳ）
以下、照度補償部３０９３Ｓの変形例である照度補償部３０９３ＨＡＳを説明する。照度補償部３０９３ＨＡＳは、照度補償部３０９３ＨＡとほぼ同一の構成であるが、加算値導出部３０９３１３の代わりに加算値導出部３０９３１３Ｓを用いることが異なる。
上記構成の、照度パラメータ推定部３０９３１ＨＡＳでは、加算値導出部３０９３１３Ｓを用いることにより、照度補償フィルタ部３０９３２での照度補償に使われるオフセット成分であるパラメータｂを、サブサンプリングした画素から導出した加算値を用いて導出する。サブサンプルにより照度変化パラメータを算出する計算量を削減する効果を奏する。
（照度補償部３０９３ＯＳ）
以下、照度補償部３０９３Ｏの変形例である照度補償部３０９３ＯＳを説明する。
照度補償部３０９３ＯＳは、照度パラメータ推定部３０９３１ＯＳと、照度補償フィルタ部３０９３２Ｏから構成される。照度パラメータ推定部３０９３１ＯＳは、加算値導出部３０９３１３Ｓ、パラメータｂ導出部３０９３１７Ｏから構成される。
加算値導出部３０９３１３Ｓは、隣接復号画像の画素値yの和Yと参照画像の画素値xの和Xを、以下の式（Ｂ−２）式（Ｂ−３）により導出する。
X = Σx[i*2] 式（Ｂ−２）
Y = Σy[i*2] 式（Ｂ−３）
上記構成の、照度パラメータ推定部３０９３１ＯＳでは、加算値導出部３０９３１３Ｓを用いることにより、照度補償フィルタ部３０９３２Ｏでの照度補償に使われるオフセット成分であるパラメータｂを、サブサンプリングした画素から導出した加算値を用いて導出する。サブサンプルにより照度変化パラメータを算出する計算量を削減する効果を奏する。
（第３の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。第３の実施形態における画像符号化装置１１、画像復号装置３１は、照度補償手段として、照度補償３０９３の代わりに、照度補償手段３０９３Ｓ０もしくは照度補償手段３０９３Ｓ１を備える。照度補償手段の構成は、第１の実施形態で説明した画像符号化装置１１、画像復号装置３１と同じである。
（照度補償手段３０９３Ｓ０）
図２６は、切り替え手段を備える照度補償部３０９３Ｓ０の図を説明するブロック図である。図２６に示す通り、照度補償部３０９３Ｓ０は、内部に、照度補償切替部３０９３９Ｓ０と、照度補償部を備える。照度補償切替部３０９３９Ｓ０は、ブロック情報に応じて、照度補償を行うか否かを切り替える手段であり、ブロック情報が照度処理を行うことを示す場合に照度補償部で処理されたブロックを用い、ブロック情報が照度処理を行うことを示さない場合には、照度補償部で処理されていないブロックを用いる。なお、照度補償部３０９３には、これまで説明した照度補償部３０９３の他、照度補償部３０９３Ａ、照度補償部３０９３Ｈ、照度補償部３０９３ＨＡ、照度補償部３０９３Ｏ、照度補償部３０９３Ｓ、照度補償部３０９３ＡＳ、照度補償部３０９３ＨＳ、照度補償部３０９３ＨＡＳ、照度補償部３０９３ＯＳなどを用いることができる。
図２７は、照度補償部３０９３Ｓ０の動作を説明するフローチャートである。
Ｓ１１０１：照度補償切替部３０９３９Ｓ０において、ブロック情報であるブロックサイズをチェックし、所定のサイズ（４×４）以上である場合には、Ｓ１１０２に遷移し照度補償を行う。所定のサイズ未満の場合には、Ｓ１１０３に遷移しそのまま終了する。
Ｓ１１０２：照度補償部３０９３で照度補償を行う。
Ｓ１１０３：終了
照度補償は特にブロックサイズが小さい場合に計算負荷が高いため、計算負荷の高い小ブロックの照度補償を行わないことによって、照度補償における最悪ケースの計算量を削減する効果を奏する。
図２８は、照度補償部３０９３Ｓ０の別の動作を説明するフローチャートである。
Ｓ１２０１：照度補償切替部３０９３９Ｓ０において、ブロック情報である色コンポーネントをチェックし、色コンポーネントcIdxが輝度（cIdxが0、輝度ブロック）である場合には、Ｓ１２０２に遷移し照度補償を行う、色コンポーネントcIdxが色差（cIdxが0以外、色差ブロック）の場合には、Ｓ１２０３に遷移しそのまま終了する。
Ｓ１２０２：照度補償部３０９３で照度補償を行う。
Ｓ１２０３：終了
特に色差成分の解像度が輝度成分の解像度の半分である４：２：０の場合には、輝度のＰＵが８×８の場合には、色差のＰＵは４×４であり、色差のブロックサイズが小さくなる。単位面積当たりの計算負荷の高い色差において照度補償を行わないことによって、照度補償における最悪ケースの計算量を削減する効果を奏する。
なお、ブロックサイズが４×４ブロック以上である否かの判定として、ブロックの幅widthもしくはブロックの高さが4より大きいことを判定条件とすることができる。また、輝度ブロックには４×４ブロックが用いず、色差にのみ４×４ブロックを用いる構成では、ブロックサイズが４×４ブロック以上である否かの判定として、ＣＵサイズが８×８ブロックより大きいか輝度ブロックであることを判定条件とすることができる。すなわち、ＣＵサイズが８×８ブロックより大きいか輝度ブロックである場合に照度予測を行い、それ以外の場合に照度予測を行わない構成でも良い。
（照度補償手段３０９３Ｓ１）
図２９は、切り替え手段を備える照度補償部３０９３Ｓ１の図を説明するブロック図である。図２９に示す通り、照度補償部３０９３Ｓ１は、内部に、照度補償切替部３０９３９Ｓ１と、照度補償部３０９３、照度補償部３０９３Ｏを備える。照度補償部３０９３は、線形モデルによる照度補償を行う手段であり、例えば、照度補償部３０９３の他にも、照度補償部３０９３Ａ、照度補償部３０９３Ｈ、照度補償部３０９３ＨＡ、照度補償部３０９３Ｓ、照度補償部３０９３ＡＳ、照度補償部３０９３ＨＳ、照度補償部３０９３ＨＡＳなどを用いることができる。照度補償部３０９３Ｏは、オフセットモデルによる照度補償を行う手段である。例えば、照度補償部３０９３Ｏの他にも照度補償部３０９３ＯＳなどを用いることができる。なお、線形モデルによる照度補償とは、傾きに相当するパラメータａと、オフセットに相当するパラメータｂを照度変形パラメータに用い、参照ピクチャから得られる動き補償画像とパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段を備える照度補償を指す。なお、整数演算のために右シフトを伴っても良い。つまり、動き補償画像とパラメータａの積の後に右シフトを行いパラメータｂを加えるを加算しても良いし、動き補償画像とパラメータａの積の後に右シフトを行いパラメータｂを加えてから右シフトを行っても良い。また、オフセットモデルによる照度補償とは、参照ピクチャから得られる動き補償画像に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段を備える照度補償を指す。
照度補償切替部３０９３９Ｓ１は、ブロック情報に応じて、線形モデルによる照度補償を行うか、オフセットモデルによる照度補償を行うか否かを切り替える。
図３０は、照度補償部３０９３Ｓ１の動作を説明するフローチャートである。
Ｓ１３０１：照度補償切替部３０９３９Ｓ１において、ブロック情報であるブロックサイズをチェックし、所定のサイズ（例えば、４×４ブロック）以上である場合には、Ｓ１３０２に遷移し線形モデルによる照度補償を行う。所定のサイズ未満の場合には、Ｓ１３０３に遷移し、オフセットモデルによる照度補償を行う。
Ｓ１３０２：照度補償部３０９３で線形モデルによる照度補償を行う。
Ｓ１３０３：照度補償部３０９３Ｏでオフセットモデルによる照度補償を行う。
Ｓ１３０４：終了
照度補償は特にブロックサイズが小さい場合に計算負荷が高いため、計算負荷の高い小ブロックの計算負荷の低いオフセットモデルによる照度補償を行うことによって、照度補償が特に計算負荷の高い場合の計算量を削減する効果を奏する。特に、照度補償が２Ｎ×２Ｎに制限されている場合（PartModeが2N×2Nの場合のみ照度補償フラグic_enable_flagをセットし、それ以外の場合には照度補償フラグic_enable_flagを０とする場合）には、輝度ブロックサイズは８×８が最小、色差ブロックサイズは４×４が最小となる。そのため、ブロックサイズが４×４の場合が最小ブロックとなり計算負荷の上で最悪ケースとなる。特に所定のサイズを４×４に定めることによって最悪ケースにおける計算負荷を削減する効果を奏する。
なお、ブロックサイズが４×４ブロック以上である否かの判定として、ブロックの幅widthもしくはブロックの高さが4より大きいことを判定条件とすることができる。また、輝度ブロックには４×４ブロックが用いず、色差にのみ４×４ブロックを用いる構成では、ブロックサイズが４×４ブロック以上である否かの判定として、ＣＵサイズが８×８ブロックより大きいか輝度ブロックであることを判定条件とすることができる。すなわち、ＣＵサイズが８×８ブロックより大きいか輝度ブロックである場合に線形モデルによる照度予測を行い、それ以外の場合にオフセットモデルによる照度予測を行う構成でも良い。
図３１は、照度補償部３０９３Ｓ１の別の動作を説明するフローチャートである。
Ｓ１４０１：照度補償切替部３０９３９Ｓ１において、ブロック情報である色コンポーネントをチェックし、色コンポーネントcIdxが輝度（cIdxが0、対象ブロックが輝度ブロック）である場合には、Ｓ１４０２に遷移し照度補償を行う、色コンポーネントが色差（cIdxが0以外、対象ブロックが色差ブロック）である場合の場合には、Ｓ１４０３に遷移しそのまま終了する。
Ｓ１４０２：線形照度補償部３０９３で線形モデルによる照度補償を行う。
Ｓ１４０３：オフセット照度補償部３０９３Ｏでオフセットモデルによる照度補償を行う。
Ｓ１４０４：終了
特に色差成分の解像度が輝度成分の解像度の半分である４：２：０の場合には、輝度のＰＵが８×８の場合には、色差のＰＵは４×４であり、色差のブロックサイズが小さくなる。単位面積当たりの計算負荷の高い色差において計算負荷の高い小ブロックの計算負荷の低いオフセットモデルによる照度補償を行うことによって、照度補償における最悪ケースの計算量を削減する効果を奏する。
なお、上述した実施形態における画像符号化装置１１、画像復号装置３１の一部、例えば、エントロピー復号部３０１、予測パラメータ復号部３０２、予測画像生成部１０１、ＤＣＴ・量子化部１０３、エントロピー符号化部１０４、逆量子化・逆ＤＣＴ部１０５、符号化パラメータ決定部１１０、予測パラメータ符号化部１１１、エントロピー復号部３０１、予測パラメータ復号部３０２、予測画像生成部３０８、逆量子化・逆ＤＣＴ部３１１をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、画像符号化装置１１−１１ｈ、画像復号装置３１−３１ｈのいずれかに内蔵されたコンピュータシステムであって、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
また、上述した実施形態における画像符号化装置１１、画像復号装置３１の一部、または全部を、ＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ Ｓｃａｌｅ Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の集積回路として実現しても良い。画像符号化装置１１、画像復号装置３１の各機能ブロックは個別にプロセッサ化しても良いし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
〔付記事項〕
上述の実施形態は以下のように表現することもできる。
一構成の照度補償装置によれば、動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照レイヤ上の参照画像と、対象レイヤ上の隣接復号画像から照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、参照ピクチャから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段を含み、上記照度パラメータ推定部は、第１パラメータと第２パラメータから上記パラメータａを導出するパラメータａ導出手段を備え、上記パラメータａ導出手段は、第１正規化シフト値と第２正規化シフト値を導出するパラメータ正規化シフト部と、第１正規化シフト値を用いて上記第１パラメータを右シフトして正規化第１パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部と、上記第２正規化シフト値を用いて上記第２パラメータを右シフトして正規化第２パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部を備え、上記パラメータ正規化シフト部は、上記第２正規化シフト値から所定の値を減算することにより上記第１正規化シフト値を導出することを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照レイヤ上の参照画像領域と、対象レイヤ上の隣接復号画像領域から少なくともパラメータｂを含む照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、参照ピクチャから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段、もしくは、上記動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段のいずれかを含み、上記照度パラメータ推定部は、上記参照画像領域と上記隣接復号画像領域の画素をサブサンプリングして参照することにより導出することを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、対象ブロックが所定のサイズ以上の場合には、上記照度補償部により照度補償を行い、上記対象ブロックが所定のサイズ未満の場合には、照度補償を行わないことを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照レイヤ上の参照画像領域と、対象レイヤ上の隣接復号画像領域から照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、対象ブロックが所定のサイズ以上の場合には、上記参照レイヤから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行い、対象ブロックが上記所定のサイズ未満の場合には、上記動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行うことを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照レイヤ上の参照画像領域と、対象レイヤ上の隣接復号画像領域から照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、対象ブロックが輝度ブロックの場合には、参照レイヤから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行い、対象ブロックが色差ブロックの場合には、上記動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行うことを特徴とする。
一構成のＬＭ予測装置によれば、輝度画像から色差予測画像を適用するＬＭ予測部を備え、上記ＬＭ予測部は、隣接輝度画像と隣接色差画像からＬＭパラメータを導出するＬＭパラメータ推定部と、上記ＬＭパラメータを用いて、輝度画像から色差予測画像を生成するＬＭ予測フィルタを備え、上記ＬＭ予測フィルタは、輝度画像とＬＭパラメータのパラメータａの積にＬＭパラメータのパラメータｂを加える手段を含み、上記ＬＭパラメータ推定部は、隣接輝度画像の画素値と隣接色差画像の画素値の積の和と、隣接色差画像の画素値yと隣接輝度画像の画素値xの積の和XYと、隣接色差画像の画素値の和Yと隣接輝度画像の画素値の和Xの積の差から第１パラメータa1と、隣接輝度画像の画素値の２乗の和XXと、隣接輝度画像の画素値の和Xの２乗の差から第２パラメータa2ｖから、パラメータａを導出するパラメータａ導出部を備え、上記パラメータａ導出部は、上記第１パラメータa1と上記第２パラメータa2を、第２パラメータa2に応じて定まる第１正規化シフト値、第２正規化シフト値に応じて右シフトする手段を備えることを特徴とする。
〔構成１〕
動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照レイヤ上の参照画像と、対象レイヤ上の隣接復号画像から照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、参照ピクチャから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段を含み、上記照度パラメータ推定部は、第１パラメータと第２パラメータから上記パラメータａを導出するパラメータａ導出手段を備え、上記パラメータａ導出手段は、第１正規化シフト値と第２正規化シフト値を導出するパラメータ正規化シフト部と、第１正規化シフト値を用いて上記第１パラメータを右シフトして正規化第１パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部と、上記第２正規化シフト値を用いて上記第２パラメータを右シフトして正規化第２パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部を備え、上記パラメータ正規化シフト部は、上記第２正規化シフト値から所定の値を減算することにより上記第１正規化シフト値を導出することを特徴とする照度補償装置。
〔構成２〕
動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照レイヤ上の参照画像と、対象レイヤ上の隣接復号画像から少なくともパラメータｂを含む照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、参照ピクチャから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段、もしくは、上記動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段のいずれかを含み、上記照度パラメータ推定部は、上記参照画像と上記隣接復号画像の画素をサブサンプリングして参照することにより導出することを特徴とする照度補償装置。
〔構成３〕
上記照度パラメータ推定部は、隣接復号画像の画素の和と、参照画像の画素の和の差から上記パラメータｂを導出するパラメータｂ導出手段を備え、上記隣接復号画像の画素と上記参照画像の画素はサブサンプリングされていることを特徴とする構成２に記載の照度補償装置。
〔構成４〕
上記照度パラメータ推定部は、隣接復号画像の画素の積の和から導出される第１パラメータと、参照画像の画素の和から導出される第２パラメータを用いて、上記パラメータａを導出するパラメータａ導出手段と、隣接復号画像の画素の和と、上記パラメータａと、参照画像の画素の和から、上記パラメータｂを導出するパラメータｂ導出手段を備え、上記隣接復号画像の画素と上記参照画像の画素はサブサンプリングされていることを特徴とする構成２に記載の照度補償装置。
〔構成５〕
上記照度パラメータ推定部は、参照画像の画素と隣接復号画像の画素の積の和と、参照画像の画素の和と隣接復号画像の画素の和の積から導出される第１パラメータと、参照画像の画素の２乗の和と、参照画像の画素の和の２乗から導出される第２パラメータから、上記パラメータａを導出するパラメータａ導出手段と、隣接復号画像の画素の和と、上記パラメータａと、参照画像の画素の和から、上記パラメータｂを導出するパラメータｂ導出手段を備え、上記隣接復号画像の画素と上記参照画像の画素はサブサンプリングされていることを特徴とする構成２に記載の照度補償装置。
〔構成６〕
上記パラメータａ導出手段は、第１正規化シフト値と第２正規化シフト値を導出するパラメータ正規化シフト部と、上記第１正規化シフト値を用いて上記第１パラメータを右シフトして正規化第１パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部と、上記第２正規化シフト値を用いて上記第２パラメータを右シフトして正規化第２パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部を備え、上記パラメータ正規化シフト部は、上記第２正規化シフト値から所定の値を減算することにより、上記第１正規化シフト値を導出することを特徴とする構成４から構成５に記載の照度補償装置。
〔構成７〕
上記パラメータａ導出手段は、少なくとも第２正規化シフト値を導出するパラメータ正規化シフト部と、上記第２正規化シフト値を０以上にクリップした数により上記第２パラメータを右シフトして、127以下となる正規化第２パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部を備え、(16318+(正規化第２パラメータ>>1)) /正規化第２パラメータにより導出されるtbを導出する手段と上記tbと第１パラメータの積に応じて、パラメータａを導出する手段を備えることを特徴とする構成１、構成４、構成５に記載の照度補償装置。
〔構成８〕
動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、対象ブロックが所定のサイズ以上の場合には、上記照度補償部により照度補償を行い、上記対象ブロックが所定のサイズ未満の場合には、照度補償を行わないことを特徴とする照度補償装置。
〔構成９〕
動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照ピクチャ上の参照画像領域と、対象レイヤ上の隣接復号画像領域から照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、対象ブロックが所定のサイズ以上の場合には、参照レイヤから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行い、対象ブロックが上記所定のサイズ未満の場合には、上記動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行うことを特徴とする照度補償装置。
〔構成１０〕
上記所定のサイズは４×４ブロックであることを特徴とする構成８から構成９に記載の照度補償装置。
〔構成１１〕
動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照ピクチャ上の参照画像領域と、復号対象ピクチャ上の隣接復号画像領域から照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、対象ブロックが輝度ブロックの場合には、参照ピクチャから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行い、対象ブロックが色差ブロックの場合には、上記動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行うことを特徴とする照度補償装置。
〔構成１２〕
輝度画像から色差予測画像を適用するＬＭ予測部を備え、上記ＬＭ予測部は、隣接輝度画像と隣接色差画像からＬＭパラメータを導出するＬＭパラメータ推定部と、上記ＬＭパラメータを用いて、輝度画像から色差予測画像を生成するＬＭ予測フィルタを備え、上記ＬＭ予測フィルタは、輝度画像とＬＭパラメータのパラメータａの積にＬＭパラメータのパラメータｂを加える手段を含み、上記ＬＭパラメータ推定部は、隣接輝度画像の画素値と隣接色差画像の画素値の積の和と、隣接色差画像の画素値yと隣接輝度画像の画素値xの積の和XYと、隣接色差画像の画素値の和Yと隣接輝度画像の画素値の和Xの積の差から第１パラメータa1と、隣接輝度画像の画素値の２乗の和XXと、隣接輝度画像の画素値の和Xの２乗の差から第２パラメータa2から、パラメータａを導出するパラメータａ導出部を備え、上記パラメータａ導出部は、上記第１パラメータa1と上記第２パラメータa2を、第２パラメータa2に応じて定まる第１正規化シフト値、第２正規化シフト値に応じて右シフトする手段を備えることを特徴とするＬＭ予測装置。
〔構成１３〕
上記パラメータａ導出部は、さらに正則化項を導出する正則化項導出手段を備え、少なくとも、上記正則化項を上記第２パラメータa2に加算することを特徴とする構成１２に記載のＬＭ予測装置。
〔構成１４〕
上記パラメータａ導出部は、さらに正則化項を導出する正則化項導出手段を備え、隣接色差画像の画素値の和Yから導出される正則化項を上記第１パラメータa1に加算し、隣接輝度画像の画素値の和Xから導出される正則化項を上記第２パラメータa2に加算することを特徴とする構成１２に記載のＬＭ予測装置。
〔構成１５〕
構成１から構成１１に記載の照度補償装置を備える画像復号装置。
〔構成１６〕
構成１から構成１１に記載の照度補償装置を備える画像符号化装置。
（まとめ）
本明細書には、少なくとも以下の発明についても記載されている。
一構成の照度補償装置によれば、動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照レイヤ上の参照画像と、対象レイヤ上の隣接復号画像から照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、参照ピクチャから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段を含み、上記照度パラメータ推定部は、第１パラメータと第２パラメータから上記パラメータａを導出するパラメータａ導出手段を備え、上記パラメータａ導出手段は、第１正規化シフト値と第２正規化シフト値を導出するパラメータ正規化シフト部と、第１正規化シフト値を用いて上記第１パラメータを右シフトして正規化第１パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部と、上記第２正規化シフト値を用いて上記第２パラメータを右シフトして正規化第２パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部を備え、上記パラメータ正規化シフト部は、上記第２正規化シフト値から所定の値を減算することにより上記第１正規化シフト値を導出することを特徴とする。
上記構成によれば、第２正規化シフト値に応じて第１正規化シフト値を導出するため、第１正規化シフト値を導出する計算量を削減する効果を奏する。
一構成の照度補償装置によれば、動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照レイヤ上の参照画像領域と、対象レイヤ上の隣接復号画像領域から少なくともパラメータｂを含む照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、参照ピクチャから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段、もしくは、上記動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段のいずれかを含み、上記照度パラメータ推定部は、上記参照画像領域と上記隣接復号画像領域の画素をサブサンプリングして参照することにより導出することを特徴とする。
上記構成によれば、サブサンプルにした画素を参照して、照度変化パラメータを算出するため計算量を削減する効果を奏する。
一構成の照度補償装置によれば、上記照度パラメータ推定部は、隣接復号画像の画素の和と、参照画像の画素の和の差から上記パラメータｂを導出するパラメータｂ導出手段を備え、上記隣接復号画像の画素と上記参照画像の画素はサブサンプリングされていることを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、上記照度パラメータ推定部は、隣接復号画像の画素の積の和から導出される第１パラメータと、参照画像の画素の和から導出される第２パラメータを用いて、上記パラメータａを導出するパラメータａ導出手段と、
隣接復号画像の画素の和と、上記パラメータａと、参照画像の画素の和から、上記パラメータｂを導出するパラメータｂ導出手段を備え、
上記隣接復号画像の画素と上記参照画像の画素はサブサンプリングされていることを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、上記照度パラメータ推定部は、参照画像の画素と隣接復号画像の画素の積の和と、参照画像の画素の和と隣接復号画像の画素の和の積から導出される第１パラメータと、参照画像の画素の２乗の和と、参照画像の画素の和の２乗から導出される第２パラメータから、上記パラメータａを導出するパラメータａ導出手段と、隣接復号画像の画素の和と、上記パラメータａと、参照画像の画素の和から、上記パラメータｂを導出するパラメータｂ導出手段を備え、上記隣接復号画像の画素と上記参照画像の画素はサブサンプリングされていることを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、上記パラメータａ導出手段は、第１正規化シフト値と第２正規化シフト値を導出するパラメータ正規化シフト部と、上記第１正規化シフト値を０以上にクリップした数により上記第１パラメータを右シフトして正規化第１パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部を備え、上記第２正規化シフト値を０以上にクリップした数により上記第２パラメータを右シフトして正規化第２パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部を備え、上記第２正規化シフト値から所定の値を減算することにより、上記第１正規化シフト値を導出することを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、上記パラメータａ導出手段は、少なくとも第２正規化シフト値を導出するパラメータ正規化シフト部と、上記第２正規化シフト値を０以上にクリップした数により上記第２パラメータを右シフトして127以下の正規化第２パラメータを導出するパラメータ正規化シフト部を備え、(16318+(正規化第２パラメータ>>1)) /正規化第２パラメータにより導出されるtbを導出する手段と上記tbと第１パラメータの積を用いて、パラメータａを導出する手段を備えることを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、対象ブロックが所定のサイズ以上の場合には、上記照度補償部により照度補償を行い、上記対象ブロックが所定のサイズ未満の場合には、照度補償を行わないことを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照レイヤ上の参照画像領域と、対象レイヤ上の隣接復号画像領域から照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、対象ブロックが所定のサイズ以上の場合には、上記参照レイヤから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行い、対象ブロックが上記所定のサイズ未満の場合には、上記動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行うことを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、上記所定のサイズは４×４ブロックであることを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、動き補償画像に照度補償を適用する照度補償部を備え、上記照度補償部は、参照レイヤ上の参照画像領域と、対象レイヤ上の隣接復号画像領域から照度変化パラメータを導出する照度パラメータ推定部と、上記照度変化パラメータを用いて照度補償を行う照度補償フィルタを備え、照度補償フィルタは、対象ブロックが輝度ブロックの場合には、参照レイヤから得られる動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータａの積に照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行い、対象ブロックが色差ブロックの場合には、上記動き補償画像と照度変化パラメータのパラメータｂを加える手段により照度補償を行うことを特徴とする。
一構成のＬＭ予測装置によれば、輝度画像から色差予測画像を適用するＬＭ予測部を備え、上記ＬＭ予測部は、隣接輝度画像と隣接色差画像からＬＭパラメータを導出するＬＭパラメータ推定部と、上記ＬＭパラメータを用いて、輝度画像から色差予測画像を生成するＬＭ予測フィルタを備え、上記ＬＭ予測フィルタは、輝度画像とＬＭパラメータのパラメータａの積にＬＭパラメータのパラメータｂを加える手段を含み、上記ＬＭパラメータ推定部は、隣接輝度画像の画素値と隣接色差画像の画素値の積の和と、隣接色差画像の画素値yと隣接輝度画像の画素値xの積の和XYと、隣接色差画像の画素値の和Yと隣接輝度画像の画素値の和Xの積の差から第１パラメータa1と、隣接輝度画像の画素値の２乗の和XXと、隣接輝度画像の画素値の和Xの２乗の差から第２パラメータa2ｖから、パラメータａを導出するパラメータａ導出部を備え、上記パラメータａ導出部は、上記第１パラメータa1と上記第２パラメータa2を、第２パラメータa2に応じて定まる第１正規化シフト値、第２正規化シフト値に応じて右シフトする手段を備えることを特徴とする。
一構成のＬＭ予測装置によれば、上記パラメータａ導出部は、さらに正則化項を導出する正則化項導出手段を備え、少なくとも、上記正則化項を上記第２パラメータa2に加算することを特徴とする。
一構成のＬＭ予測装置によれば、上記パラメータａ導出部は、さらに正則化項を導出する正則化項導出手段を備え、隣接色差画像の画素値の和Yから導出される正則化項を上記第１パラメータa1に加算し、隣接輝度画像の画素値の和Xから導出される正則化項を上記第２パラメータa2に加算することを特徴とする。
一構成の照度補償装置によれば、上記記載の照度補償装置を備える。
一構成の照度補償装置によれば、上記記載の照度補償装置を備える。
本発明は、画像データが符号化された符号化データを復号する画像復号装置、および、画像データが符号化された符号化データを生成する画像符号化装置に好適に適用することができる。また、画像符号化装置によって生成され、画像復号装置によって参照される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。
１…画像伝送システム
１１…画像符号化装置
１０１…予測画像生成部
１０２…減算部
１０３…ＤＣＴ・量子化部
１０４…エントロピー符号化部
１０５…逆量子化・逆ＤＣＴ部
１０６…加算部
１０８…予測パラメータメモリ（フレームメモリ）
１０９…参照ピクチャメモリ（フレームメモリ）
１１０…符号化パラメータ決定部
１１１…予測パラメータ符号化部
１１２…インター予測パラメータ符号化部
１１２１…マージ予測パラメータ導出部
１１２２…AMVP予測パラメータ導出部
１１２３…減算部
１１２６…予測パラメータ統合部
１１３…イントラ予測パラメータ符号化部
２１…ネットワーク
３１…画像復号装置
３０１…エントロピー復号部
３０２…予測パラメータ復号部
３０３…インター予測パラメータ復号部
３０３１１１…リファレンスレイヤ判定部
３０３１２…マージインデックス復号部
３０３１３…ベクトル候補インデックス復号部
３０３２…AMVP予測パラメータ導出部
３０３５…加算部
３０３６…マージ予測パラメータ導出部
３０３６１…マージ候補導出部
３０３６１１…マージ候補格納部
３０３６１２…拡張マージ候補導出部
３０３６１２１…インターレイヤマージ候補導出部
３０３６１２２…変位ベクトル取得部
３０３６１２３…インターレイヤ変位マージ候補導出部
３０３６１３…基本マージ候補導出部
３０３６１３１…空間マージ候補導出部
３０３６１３２…時間マージ候補導出部
３０３６１３３…結合マージ候補導出部
３０３６１３４…ゼロマージ候補導出部
３０３６２…マージ候補選択部
３０４…イントラ予測パラメータ復号部
３０６…参照ピクチャメモリ（フレームメモリ）
３０７…予測パラメータメモリ（フレームメモリ）
３０８…予測画像生成部
３０９…インター予測画像生成部
３０９１…変位補償部
３０９２…残差予測部
３０９２１…残差取得部
３０９２２…残差フィルタ部
３０９３…照度補償部
３０９３Ａ…照度補償部
３０９３Ｈ…照度補償部
３０９３ＨＡ…照度補償部
３０９３Ｏ…照度補償部
３０９３Ｓ…照度補償部
３０９３ＨＳ…照度補償部
３０９３ＨＡＳ…照度補償部
３０９３ＯＳ…照度補償部
３０９３１…照度パラメータ推定部
３０９３１Ｈ…照度パラメータ推定部
３０９３１Ｏ…照度パラメータ推定部
３０９３１２…積算値導出部
３０９３１４…第１パラメータ導出部
３０９３１４Ｈ…第１パラメータ導出部
３０９３１５…第２パラメータ導出部
３０９３１５Ｈ…第２パラメータ導出部
３０９３１６…パラメータａ導出部
３０９３１６Ａ…パラメータａ導出部
３０９３１６１…第１パラメータクリップ部
３０９３１６２…第１パラメータ正規化シフト部（パラメータ正規化シフト部）
３０９３１６３…第２パラメータ正規化シフト部（パラメータ正規化シフト部）
３０９３１６４…テーブルベースパラメータａ導出部
３０９３１６５Ａ…除算パラメータａ導出部
３０９３１７…パラメータｂ導出部
３０９３１７Ｏ…パラメータｂ導出部
３０９３２…照度補償フィルタ部
３０９３２´…照度補償フィルタ部
３０９４…重み予測部
３１０…イントラ予測画像生成部
３１０４…ＬＭ予測部
３１０４１…ＬＭパラメータ推定部
３１０４２…ＬＭ予測フィルタ部
３１０４１２…ＬＭ積算値導出部
３１０４１３…ＬＭ加算値導出部
３１０４１４…ＬＭ第１パラメータ導出部
３１０４１５…ＬＭ第２パラメータ導出部
３１０４１６…ＬＭパラメータａ導出部
３１０４１６Ａ…ＬＭパラメータａ導出部
３１０４１６１…ＬＭ第１パラメータクリップ部
３１０４１６２…ＬＭ第１パラメータ正規化シフト部（パラメータ正規化シフト部）
３１０４１６３…ＬＭ第２パラメータ正規化シフト部（パラメータ正規化シフト部）
３１０４１６４…テーブルベースＬＭパラメータａ導出部
３１０４１６５Ａ…除算ＬＭパラメータａ導出部
３１０４１７…ＬＭパラメータｂ導出部
３１０４１８…ＬＭ正則化項加算部
３１０４１８２…ＬＭ第２パラメータ正則化項加算部
３１１…逆量子化・逆ＤＣＴ部
３１２…加算部
３１３…残差格納部
４１…画像表示装置

Claims (4)

  1. 参照レイヤ上の画像を参照し、対象ブロックの画像に照度補償を適用する照度補償装置であって、
    上記対象ブロックの周囲の画素（以下、隣接復号画像）及び上記参照レイヤ上の上記対象ブロックに対応する参照ブロックの周囲の画素（以下、参照画像）を取得し、パラメータａ及びパラメータｂを導出する照度パラメータ推定部と、
    上記パラメータａと上記対象ブロックの各画素の画素値との積を導出し、上記パラメータｂを加算して、上記対象ブロックの照度補償後の予測画像を導出するフィルタ部と、を備え、
    上記照度パラメータ推定部は、
    インデックスが偶数の上記隣接復号画像の画素値の和と、インデックスが偶数の上記参照画像の画素値の和を導出し、
    導出した上記隣接復号画像の画素値の和及び上記参照画像の画素値の和に基づいて、上記パラメータａ及びパラメータｂを導出することを特徴とする照度補償装置。
  2. 上記照度パラメータ推定部は、
    １）上記隣接復号画像の画素値の和、上記参照画像の画素値の和、及び上記隣接復号画像の画素値と参照画像の画素値の積の和から第１パラメータを導出し、
    ２）上記参照画像の画素値の和と上記参照画像の画素値の２乗の和から第２パラメータを導出し、
    ３）上記第２パラメータから第２正規化シフト値を導出し、
    ４）上記第２正規化シフト値から所定の値を減算することによって第１正規化シフト値を導出し、
    ５）上記第１パラメータを上記第１正規化シフト値で右シフトすることによって正規化第１パラメータを導出し、
    ６）上記第２パラメータを上記第２正規化シフト値で右シフトすることによって正規化第２パラメータを導出し、
    ７）上記正規化第２パラメータに対応するテーブル値に上記正規化第１パラメータを乗算することによって上記パラメータａを導出し、
    ８）上記隣接復号画像の画素値の和から、上記参照画像の画素値の和に上記パラメータａを乗算した値を減算することによって上記パラメータｂを導出することを特徴とする請求項１に記載の照度補償装置。
  3. 請求項１または２に記載の照度補償装置を備える画像復号装置。
  4. 請求項１または２に記載の照度補償装置を備える画像符号化装置。
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