JP2019201256A - Image filter device - Google Patents

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Abstract

To suppress performance reduction of CNN filters while performing deblocking filter processing.SOLUTION: An image filter device (32) includes: a neural network unit (34), to which a first type of input image data is input, for outputting a first type of output image data; and a deblocking filter unit (33) for generating image data after a deblocking filter. Image data after the deblocking filter is also input to the neural network unit.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本発明の実施形態は、画像フィルタ装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to an image filter device.

動画像を効率的に伝送または記録するために、動画像を符号化することによって符号化データを生成する動画像符号化装置、および、当該符号化データを復号することによって復号画像を生成する動画像復号装置が用いられている。   In order to efficiently transmit or record a moving image, a moving image encoding device that generates encoded data by encoding the moving image, and a moving image that generates a decoded image by decoding the encoded data An image decoding device is used.

具体的な動画像符号化方式としては、例えば、H.264/AVCやHEVC(High-Efficiency Video Coding)にて提案されている方式などが挙げられる。   Specific examples of the moving image encoding method include a method proposed in H.264 / AVC and HEVC (High-Efficiency Video Coding).

このような動画像符号化方式においては、動画像を構成する画像(ピクチャ)は、画像を分割することにより得られるスライス、スライスを分割することにより得られる符号化ツリーユニット(CTU:Coding Tree Unit)、符号化ツリーユニットを分割することで得られる符号化単位(符号化ユニット(Coding Unit:CU)と呼ばれることもある)、及び、符号化単位を分割することより得られるブロックである予測ユニット(PU)、変換ユニット(TU)からなる階層構造により管理され、CUごとに符号化/復号される。   In such a moving image coding system, an image (picture) constituting a moving image is a slice obtained by dividing the image, a coding tree unit (CTU: Coding Tree Unit) obtained by dividing the slice. ), A coding unit obtained by dividing the coding tree unit (sometimes referred to as a coding unit (CU)), and a prediction unit that is a block obtained by dividing the coding unit (PU) and a hierarchical structure composed of conversion units (TU), and encoded / decoded for each CU.

また、このような動画像符号化方式においては、通常、入力画像を符号化/復号することによって得られる局所復号画像に基づいて予測画像が生成され、当該予測画像を入力画像(原画像)から減算して得られる予測残差(「差分画像」または「残差画像」と呼ぶこともある)が符号化される。予測画像の生成方法としては、画面間予測(インター予測)、および、画面内予測(イントラ予測)が挙げられる。   In such a moving image coding method, a predicted image is usually generated based on a local decoded image obtained by encoding / decoding an input image, and the predicted image is generated from the input image (original image). A prediction residual obtained by subtraction (sometimes referred to as “difference image” or “residual image”) is encoded. Examples of the method for generating a predicted image include inter-screen prediction (inter prediction) and intra-screen prediction (intra prediction).

また、近年の動画像符号化及び復号の技術として非特許文献1が挙げられる。   Further, Non-Patent Document 1 can be cited as a technique for encoding and decoding moving images in recent years.

"Algorithm Description of Joint Exploration Test Model 5", JVET-E1001, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 12-20 January 2017"Algorithm Description of Joint Exploration Test Model 5", JVET-E1001, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO / IEC JTC 1 / SC 29 / WG 11, 12-20 January 2017

上述のような従来技術においては、デブロックフィルタ処理をCNNフィルタ(ニューラルネットワークフィルタ、深層学習フィルタ)による処理へと置き換えた場合、CNNフィルタのニューラルネットワークの各層において処理対象となる画像、及びCNNフィルタからの出力画像に所謂ブロック歪みが残るという問題がある。また、デブロックフィルタの出力画像をCNNフィルタに入力する構成の場合、デブロックフィルタ処理により画像に含まれる情報が欠落することによって、CNNフィルタの性能が低下するという問題がある。   In the conventional technology as described above, when the deblocking filter processing is replaced with processing by a CNN filter (neural network filter, deep learning filter), an image to be processed in each layer of the neural network of the CNN filter, and the CNN filter There is a problem in that so-called block distortion remains in the output image from. Further, in the configuration in which the output image of the deblocking filter is input to the CNN filter, there is a problem that the performance of the CNN filter is deteriorated due to lack of information included in the image by the deblocking filter process.

本発明の一様態は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、デブロックフィルタ処理を施しつつ、CNNフィルタの性能の低下を抑制することを目的とする。   An aspect of the present invention has been made in view of the above problem, and an object thereof is to suppress a decrease in the performance of a CNN filter while performing a deblocking filter process.

上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像フィルタ装置においては、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の入力画像データが少なくとも入力され、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の出力画像データを出力するニューラルネットワーク部と、上記1又は複数の第1種の入力画像データが入力され、当該第1種の入力画像データが示す画像のブロック境界に対してデブロックフィルタ処理を施すことにより、デブロックフィルタ後の画像データを生成するデブロックフィルタ部と、を備え、上記ニューラルネットワーク部には、上記デブロックフィルタ後の画像データも入力される。   In order to solve the above-described problem, in the image filter device according to one aspect of the present invention, at least one or more first-type input image data having a pixel value of luminance or color difference is input, and the luminance or color difference is calculated. A neural network unit that outputs one or a plurality of first-type output image data serving as pixel values and the one or a plurality of first-type input image data are input, and the image indicated by the first-type input image data A deblocking filter unit that generates image data after the deblocking filter by performing a deblocking filter process on the block boundary, and the neural network unit also includes the image data after the deblocking filter. Entered.

本発明の一態様によれば、デブロックフィルタ処理を施しつつ、CNNフィルタの性能の低下を抑制できる。   According to one embodiment of the present invention, it is possible to suppress a decrease in the performance of a CNN filter while performing a deblocking filter process.

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。It is a figure which shows the hierarchical structure of the data of the encoding stream which concerns on this embodiment. PU分割モードのパターンを示す図である。(a)〜(h)は、それぞれ、PU分割モードが、2Nx2N、2NxN、2NxnU、2NxnD、Nx2N、nLx2N、nRx2N、および、NxNの場合のパーティション形状について示している。It is a figure which shows the pattern of PU division | segmentation mode. (A) to (h) show the partition shapes when the PU partitioning modes are 2Nx2N, 2NxN, 2NxnU, 2NxnD, Nx2N, nLx2N, nRx2N, and NxN, respectively. 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。It is a block diagram which shows the structure of the image coding apparatus which concerns on this embodiment. 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。It is the schematic which shows the structure of the image decoding apparatus which concerns on this embodiment. 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。It is the schematic which shows the structure of the image decoding apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るCNNフィルタが有するニューラルネットワークの一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the neural network which the CNN filter concerning this embodiment has. 本実施形態に係る画像フィルタ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image filter apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るCNNフィルタへのデータ入力を示す図である。It is a figure which shows the data input to the CNN filter which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る画像フィルタ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image filter apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る画像フィルタ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image filter apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るデブロックフィルタ判定部の出力画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the output image of the deblocking filter determination part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る判定式の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the determination type which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る画像フィルタ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image filter apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るbS合成部の処理例を示す図である。It is a figure which shows the process example of the bS synthetic | combination part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る画像フィルタ装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the image filter apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るCNNフィルタの構成の一部を示す概略図である。It is the schematic which shows a part of structure of the CNN filter which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るCNNフィルタの構成の一部を示す概略図である。It is the schematic which shows a part of structure of the CNN filter which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るCNNフィルタの構成の一部を示す概略図である。It is the schematic which shows a part of structure of the CNN filter which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るCNNフィルタの構成の一部を示す概略図である。It is the schematic which shows a part of structure of the CNN filter which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るCNNフィルタの構成の一部を示す概略図である。It is the schematic which shows a part of structure of the CNN filter which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る画像符号化装置を搭載した送信装置、および、画像復号装置を搭載した受信装置の構成について示した図である。(a)は、画像符号化装置を搭載した送信装置を示しており、(b)は、画像復号装置を搭載した受信装置を示している。It is the figure shown about the structure of the transmitter which mounts the image coding apparatus which concerns on this embodiment, and the receiver which mounts an image decoding apparatus. (A) shows a transmission device equipped with an image encoding device, and (b) shows a reception device equipped with an image decoding device. 本実施形態に係る画像符号化装置を搭載した記録装置、および、画像復号装置を搭載した再生装置の構成について示した図である。(a)は、画像符号化装置を搭載した記録装置を示しており、(b)は、画像復号装置を搭載した再生装置を示している。It is the figure shown about the structure of the recording device carrying the image coding apparatus which concerns on this embodiment, and the reproducing | regenerating apparatus carrying an image decoding apparatus. (A) shows a recording device equipped with an image encoding device, and (b) shows a playback device equipped with an image decoding device. 本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。It is the schematic which shows the structure of the image transmission system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るデブロックフィルタ判定部の出力画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the output image of the deblocking filter determination part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るデブロックフィルタ判定部の出力画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the output image of the deblocking filter determination part which concerns on this embodiment. 本実施形態に係るデブロックフィルタ判定部の出力画像の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the output image of the deblocking filter determination part which concerns on this embodiment.

(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。
(Embodiment)
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図23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。   FIG. 23 is a schematic diagram illustrating a configuration of the image transmission system 1 according to the present embodiment.

画像伝送システム1は、符号化対象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(動画像符号化装置)11、ネットワーク21、画像復号装置(動画像復号装置)31及び画像表示装置41を含んで構成される。   The image transmission system 1 is a system that transmits a code obtained by encoding an image to be encoded, decodes the transmitted code, and displays an image. The image transmission system 1 includes an image encoding device (moving image encoding device) 11, a network 21, an image decoding device (moving image decoding device) 31, and an image display device 41.

画像符号化装置11には、単一レイヤもしくは複数レイヤの画像を示す画像Tが入力される。レイヤとは、ある時間を構成するピクチャが1つ以上ある場合に、複数のピクチャを区別するために用いられる概念である。たとえば、同一ピクチャを、画質や解像度の異なる複数のレイヤで符号化するとスケーラブル符号化になり、異なる視点のピクチャを複数のレイヤで符号化するとビュースケーラブル符号化となる。複数のレイヤのピクチャ間で予測(インターレイヤ予測、インタービュー予測)を行う場合には、符号化効率が大きく向上する。また予測を行わない場合(サイマルキャスト)の場合にも、符号化データをまとめることができる。   An image T indicating a single layer image or a plurality of layers of images is input to the image encoding device 11. A layer is a concept used to distinguish a plurality of pictures when there are one or more pictures constituting a certain time. For example, when the same picture is encoded with a plurality of layers having different image quality and resolution, scalable encoding is performed, and when a picture of a different viewpoint is encoded with a plurality of layers, view scalable encoding is performed. When prediction is performed between pictures of a plurality of layers (inter-layer prediction, inter-view prediction), encoding efficiency is greatly improved. Further, even when prediction is not performed (simultaneous casting), encoded data can be collected.

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)また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、地上デジタル放送、衛星放送等の放送波を伝送する一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。   The network 21 transmits the encoded stream Te generated by the image encoding device 11 to the image decoding device 31. The network 21 is the Internet, a wide area network (WAN), a small network (LAN), or a combination thereof. The network 21 is not necessarily limited to a bidirectional communication network, and may be a unidirectional communication network that transmits broadcast waves such as terrestrial digital broadcasting and satellite broadcasting. The network 21 may be replaced with a storage medium that records an encoded stream Te such as a DVD (Digital Versatile Disc) or a BD (Blue-ray Disc).

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1または複数の復号画像Tdを生成する。   The image decoding device 31 decodes each encoded stream Te transmitted by the network 21, and generates one or a plurality of decoded images Td decoded.

画像表示装置41は、画像復号装置31が生成した1または複数の復号画像Tdの全部または一部を表示する。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。   The image display device 41 displays all or part of one or a plurality of decoded images Td generated by the image decoding device 31. The image display device 41 includes, for example, a display device such as a liquid crystal display or an organic EL (Electro-luminescence) display. In addition, in the spatial scalable coding and SNR scalable coding, when the image decoding device 31 and the image display device 41 have a high processing capability, an enhancement layer image with a high image quality is displayed and only a lower processing capability is provided. Displays a base layer image that does not require higher processing capability and display capability as an extension layer.

<演算子>
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。
<Operator>
The operators used in this specification are described below.

>>は右ビットシフト、<<は左ビットシフト、&はビットワイズAND、|はビットワイズOR、|=はOR代入演算子である。   >> is right bit shift, << is left bit shift, & is bitwise AND, | is bitwise OR, and | = is OR assignment operator.

x ? y : zは、xが真(0以外)の場合にy、xが偽(0)の場合にzをとる3項演算子である。   x? y: z is a ternary operator that takes y when x is true (other than 0) and takes z when x is false (0).

Clip3(a, b, c) は、cをa以上b以下の値にクリップする関数であり、c<aの場合にはaを返し、c>bの場合にはbを返し、その他の場合にはcを返す関数である(ただし、a<=b)。   Clip3 (a, b, c) is a function that clips c to a value greater than or equal to a and less than or equal to b, returns a if c <a, returns b if c> b, otherwise Is a function that returns c (where a <= b).

<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。
<Structure of encoded stream Te>
Prior to detailed description of the image encoding device 11 and the image decoding device 31 according to the present embodiment, a data structure of an encoded stream Te generated by the image encoding device 11 and decoded by the image decoding device 31 will be described. .

図1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1の(a)〜(f)は、それぞれ、シーケンスSEQを既定する符号化ビデオシーケンス、ピクチャPICTを規定する符号化ピクチャ、スライスSを規定する符号化スライス、スライスデータを規定する符号化スライスデータ、符号化スライスデータに含まれる符号化ツリーユニット、符号化ツリーユニットに含まれる符号化ユニット(Coding Unit;CU)を示す図である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a hierarchical structure of data in the encoded stream Te. The encoded stream Te illustratively includes a sequence and a plurality of pictures constituting the sequence. (A) to (f) of FIG. 1 respectively show an encoded video sequence defining a sequence SEQ, an encoded picture defining a picture PICT, an encoded slice defining a slice S, and an encoded slice defining a slice data It is a figure which shows the coding unit (Coding Unit; CU) contained in the coding tree unit contained in data and coding slice data, and a coding tree unit.

(符号化ビデオシーケンス)
符号化ビデオシーケンスでは、処理対象のシーケンスSEQ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1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1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。
(Encoded video sequence)
In the encoded video sequence, a set of data referred to by the image decoding device 31 for decoding the sequence SEQ to be processed is defined. As shown in FIG. 1A, the sequence SEQ includes a video parameter set (Video Parameter Set), a sequence parameter set SPS (Sequence Parameter Set), a picture parameter set PPS (Picture Parameter Set), a picture PICT, and an addition. Includes SEI (Supplemental Enhancement Information). Here, the value indicated after # indicates the layer ID. Although FIG. 1 shows an example in which encoded data of # 0 and # 1, that is, layer 0 and layer 1, exists, the type of layer and the number of layers are not dependent on this.

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。   The video parameter set VPS is a set of encoding parameters common to a plurality of moving images, a plurality of layers included in the moving image, and encoding parameters related to individual layers in a moving image composed of a plurality of layers. A set is defined.

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。なお、SPSは複数存在してもよい。その場合、PPSから複数のSPSの何れかを選択する。   In the sequence parameter set SPS, a set of encoding parameters referred to by the image decoding device 31 in order to decode the target sequence is defined. For example, the width and height of the picture are defined. A plurality of SPSs may exist. In that case, one of a plurality of SPSs is selected from the PPS.

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。   In the picture parameter set PPS, a set of encoding parameters referred to by the image decoding device 31 in order to decode each picture in the target sequence is defined. For example, a quantization width reference value (pic_init_qp_minus26) used for picture decoding and a flag (weighted_pred_flag) indicating application of weighted prediction are included. There may be a plurality of PPSs. In that case, one of a plurality of PPSs is selected from each picture in the target sequence.

(符号化ピクチャ)
符号化ピクチャでは、処理対象のピクチャPICT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1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)。
(Encoded picture)
In the coded picture, a set of data referred to by the image decoding device 31 in order to decode the picture PICT to be processed is defined. As shown in FIG. 1B, the picture PICT includes slices S0 to S NS-1 (NS is the total number of slices included in the picture PICT).

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。 Hereinafter, when it is not necessary to distinguish each of the slices S0 to SNS -1 , the subscripts may be omitted. The same applies to data included in an encoded stream Te described below and to which other subscripts are attached.

(符号化スライス)
符号化スライスでは、処理対象のスライスS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1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。
(Encoded slice)
In the coded slice, a set of data referred to by the image decoding device 31 for decoding the slice S to be processed is defined. As shown in FIG. 1C, the slice S includes a slice header SH and slice data SDATA.

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。   The slice header SH includes an encoding parameter group that is referred to by the image decoding device 31 in order to determine a decoding method of the target slice. Slice type designation information (slice_type) for designating a slice type is an example of an encoding parameter included in the slice header SH.

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

なお、スライスヘッダSHには、上記符号化ビデオシーケンスに含まれる、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。   Note that the slice header SH may include a reference (pic_parameter_set_id) to the picture parameter set PPS included in the encoded video sequence.

(符号化スライスデータ)
符号化スライスデータでは、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1の(d)に示すように、符号化ツリーユニット(CTU:Coding Tree Unit)を含んでいる。CTUは、スライスを構成する固定サイズ(例えば64x64)のブロックであり、最大符号化単位(LCU:Largest Coding Unit)と呼ぶこともある。
(Encoded slice data)
In the encoded slice data, a set of data referred to by the image decoding device 31 for decoding the slice data SDATA to be processed is defined. The slice data SDATA includes a coding tree unit (CTU) as shown in FIG. A CTU is a block of a fixed size (for example, 64x64) that constitutes a slice, and is sometimes called a maximum coding unit (LCU: Large Coding Unit).

(符号化ツリーユニット)
図1の(e)に示すように、処理対象の符号化ツリー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。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ノード(CN:Coding Node)と称する。4分木の中間ノードは、符号化ノードであり、符号化ツリーユニット自身も最上位の符号化ノードとして規定される。CTUは、分割フラグ(cu_split_flag)を含み、cu_split_flagが1の場合には、4つの符号化ノードCNに分割される。cu_split_flagが0の場合には、符号化ノードCNは分割されず、1つの符号化ユニット(CU:Coding Unit)をノードとして持つ。符号化ユニットCUは符号化ノードの末端ノードであり、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。
(Encoding tree unit)
As shown in (e) of FIG. 1, a set of data referred to by the image decoding device 31 in order to decode the encoding tree unit to be processed is defined. The coding tree unit is divided by recursive quadtree division. A tree-structured node obtained by recursive quadtree partitioning is referred to as a coding node (CN). An intermediate node of the quadtree is an encoding node, and the encoding tree unit itself is defined as the highest encoding node. The CTU includes a split flag (cu_split_flag), and when cu_split_flag is 1, it is split into four coding nodes CN. When cu_split_flag is 0, the coding node CN is not divided and has one coding unit (CU: Coding Unit) as a node. The encoding unit CU is a terminal node of the encoding node and is not further divided. The encoding unit CU is a basic unit of the encoding process.

また、符号化ツリーユニットCTUのサイズが64x64画素の場合には、符号化ユニットのサイズは、64x64画素、32x32画素、16x16画素、および、8x8画素の何れかをとり得る。   When the size of the coding tree unit CTU is 64x64 pixels, the size of the coding unit can be any of 64x64 pixels, 32x32 pixels, 16x16 pixels, and 8x8 pixels.

(符号化ユニット)
図1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、予測ツリー、変換ツリー、CUヘッダCUHから構成される。CUヘッダでは予測モード、分割方法(PU分割モード)等が規定される。
(Encoding unit)
As shown in (f) of FIG. 1, a set of data referred to by the image decoding device 31 in order to decode an encoding unit to be processed is defined. Specifically, the encoding unit includes a prediction tree, a conversion tree, and a CU header CUH. In the CU header, a prediction mode, a division method (PU division mode), and the like are defined.

予測ツリーでは、符号化ユニットを1または複数に分割した各予測ユニット(PU)の予測情報(参照ピクチャインデックス、動きベクトル等)が規定される。別の表現でいえば、予測ユニットは、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または複数の予測ユニットを含む。なお、以下では、予測ユニットをさらに分割した予測単位を「サブブロック」と呼ぶ。サブブロックは、複数の画素によって構成されている。予測ユニットとサブブロックのサイズが等しい場合には、予測ユニット中のサブブロックは1つである。予測ユニットがサブブロックのサイズよりも大きい場合には、予測ユニットは、サブブロックに分割される。たとえば予測ユニットが8x8、サブブロックが4x4の場合には、予測ユニットは水平に2分割、垂直に2分割からなる、4つのサブブロックに分割される。   In the prediction tree, prediction information (a reference picture index, a motion vector, etc.) of each prediction unit (PU) obtained by dividing the coding unit into one or a plurality of parts is defined. In other words, the prediction unit is one or a plurality of non-overlapping areas constituting the encoding unit. The prediction tree includes one or a plurality of prediction units obtained by the above-described division. Hereinafter, a prediction unit obtained by further dividing the prediction unit is referred to as a “sub-block”. The sub block is composed of a plurality of pixels. When the sizes of the prediction unit and the sub-block are equal, the number of sub-blocks in the prediction unit is one. If the prediction unit is larger than the size of the sub-block, the prediction unit is divided into sub-blocks. For example, when the prediction unit is 8 × 8 and the sub-block is 4 × 4, the prediction unit is divided into four sub-blocks that are divided into two horizontally and two vertically.

予測処理は、この予測ユニット(サブブロック)ごとに行ってもよい。   The prediction process may be performed for each prediction unit (sub-block).

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。   Broadly speaking, there are two types of division in the prediction tree: intra prediction and inter prediction. Intra prediction is prediction within the same picture, and inter prediction refers to prediction processing performed between different pictures (for example, between display times and between layer images).

イントラ予測の場合、分割方法は、2Nx2N(符号化ユニットと同一サイズ)と、NxNとがある。   In the case of intra prediction, there are 2Nx2N (the same size as the coding unit) and NxN division methods.

また、インター予測の場合、分割方法は、符号化データのPU分割モード(part_mode)により符号化され、2Nx2N(符号化ユニットと同一サイズ)、2NxN、2NxnU、2NxnD、Nx2N、nLx2N、nRx2N、および、NxNなどがある。なお、2NxN、Nx2Nは1:1の対称分割を示し、
2NxnU、2NxnDおよびnLx2N、nRx2Nは、1:3、3:1の非対称分割を示す。CUに含まれるPUを順にPU0、PU1、PU2、PU3と表現する。
Also, in the case of inter prediction, the division method is encoded by the PU division mode (part_mode) of the encoded data, 2Nx2N (the same size as the encoding unit), 2NxN, 2NxnU, 2NxnD, Nx2N, nLx2N, nRx2N, and NxN etc. 2NxN and Nx2N indicate 1: 1 symmetrical division,
2NxnU, 2NxnD and nLx2N, nRx2N show a 1: 3, 3: 1 asymmetric partitioning. The PUs included in the CU are expressed as PU0, PU1, PU2, and PU3 in this order.

図2の(a)〜(h)に、それぞれのPU分割モードにおけるパーティションの形状(PU分割の境界の位置)を具体的に図示している。図2の(a)は、2Nx2Nのパーティションを示し、(b)、(c)、(d)は、それぞれ、2NxN、2NxnU、および、2NxnDのパーティション(横長パーティション)を示す。(e)、(f)、(g)は、それぞれ、Nx2N、nLx2N、nRx2Nである場合のパーティション(縦長パーティション)を示し、(h)は、NxNのパーティションを示す。なお、横長パーティションと縦長パーティションを総称して長方形パーティション、2Nx2N、NxNを総称して正方形パーティションと呼ぶ。   2A to 2H specifically illustrate the shape of the partition (the position of the boundary of the PU partition) in each PU partition mode. 2A shows a 2Nx2N partition, and FIGS. 2B, 2C, and 2D show 2NxN, 2NxnU, and 2NxnD partitions (horizontal partitions), respectively. (E), (f), and (g) show partitions (vertical partitions) in the case of Nx2N, nLx2N, and nRx2N, respectively, and (h) shows an NxN partition. The horizontal partition and the vertical partition are collectively referred to as a rectangular partition, and 2Nx2N and NxN are collectively referred to as a square partition.

また、変換ツリーにおいては、符号化ユニットが1または複数の変換ユニットに分割され、各変換ユニットの位置とサイズとが規定される。別の表現でいえば、変換ユニットは、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または複数の変換ユニットを含む。   In the transform tree, the encoding unit is divided into one or a plurality of transform units, and the position and size of each transform unit are defined. In other words, a transform unit is one or more non-overlapping areas that make up a coding unit. The conversion tree includes one or a plurality of conversion units obtained by the above division.

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ユニットとして割り付けるものと、上述したCUの分割と同様、再帰的な4分木分割によるものがある。   There are two types of division in the conversion tree: one in which an area having the same size as that of the encoding unit is allocated as a conversion unit, and the other in division by recursive quadtree division, similar to the above-described CU division.

変換処理は、この変換ユニットごとに行われる。   The conversion process is performed for each conversion unit.

(予測パラメータ)
予測ユニット(PU:Prediction Unit)の予測画像は、PU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、動きベクトル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、フラグが0以外(たとえば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。
(Prediction parameter)
A prediction image of a prediction unit (PU: Prediction Unit) is derived from a prediction parameter associated with the PU. The prediction parameters include a prediction parameter for intra prediction or a prediction parameter for inter prediction. Hereinafter, prediction parameters for inter prediction (inter prediction parameters) will be described. The inter prediction parameter includes prediction list use flags predFlagL0 and predFlagL1, reference picture indexes refIdxL0 and refIdxL1, and motion vectors mvL0 and mvL1. The prediction list use flags predFlagL0 and predFlagL1 are flags indicating whether or not reference picture lists called L0 list and L1 list are used, respectively, and a reference picture list corresponding to a value of 1 is used. In this specification, when “flag indicating whether or not it is XX” is described, when the flag is not 0 (for example, 1) is XX, 0 is not XX, and logical negation, logical product, etc. 1 is treated as true and 0 is treated as false (the same applies hereinafter). However, other values can be used as true values and false values in an actual apparatus or method.

(参照ピクチャリスト)
参照ピクチャリストは、参照ピクチャメモリ306に記憶された参照ピクチャからなるリストである。
(Reference picture list)
The reference picture list is a list including reference pictures stored in the reference picture memory 306.

(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。マージ予測モードは、予測リスト利用フラグpredFlagLX(またはインター予測識別子inter_pred_idc)、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めずに、既に処理した近傍PUの予測パラメータから導出する用いるモードであり、AMVPモードは、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めるモードである。なお、動きベクトルmvLXは、予測ベクトルmvpLXを識別する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。
(Merge prediction and AMVP prediction)
The prediction parameter decoding (encoding) method includes a merge prediction (merge) mode and an AMVP (Adaptive Motion Vector Prediction) mode. The merge flag merge_flag is a flag for identifying these. The merge prediction mode is a mode in which the prediction list use flag predFlagLX (or inter prediction identifier inter_pred_idc), the reference picture index refIdxLX, and the motion vector mvLX are not included in the encoded data and are derived from the prediction parameters of already processed neighboring PUs. The AMVP mode is a mode in which the inter prediction identifier inter_pred_idc, the reference picture index refIdxLX, and the motion vector mvLX are included in the encoded data. The motion vector mvLX is encoded as a prediction vector index mvp_LX_idx for identifying the prediction vector mvpLX and a difference vector mvdLX.

(動きベクトル)
動きベクトルmvLXは、異なる2つのピクチャ上のブロック間のずれ量を示す。動きベクトル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。
(Motion vector)
The motion vector mvLX indicates a shift amount between blocks on two different pictures. A prediction vector and a difference vector related to the motion vector mvLX are referred to as a prediction vector mvpLX and a difference vector mvdLX, respectively.

(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4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(予測画像復号装置)302、ループフィルタ305、参照ピクチャメモリ306、予測パラメータメモリ307、予測画像生成部(予測画像生成装置)308、逆量子化・逆変換部311、及び加算部312を含んで構成される。
(Configuration of image decoding device)
Next, the configuration of the image decoding device 31 according to the present embodiment will be described. FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a configuration of the image decoding device 31 according to the present embodiment. The image decoding device 31 includes an entropy decoding unit 301, a prediction parameter decoding unit (prediction image decoding device) 302, a loop filter 305, a reference picture memory 306, a prediction parameter memory 307, a prediction image generation unit (prediction image generation device) 308, and inversely. A quantization / inverse transform unit 311 and an adder 312 are included.

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。   The prediction parameter decoding unit 302 includes an inter prediction parameter decoding unit 303 and an intra prediction parameter decoding unit 304. The predicted image generation unit 308 includes an inter predicted image generation unit 309 and an intra predicted image generation unit 310.

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。   The entropy decoding unit 301 performs entropy decoding on an encoded stream Te input from the outside, and separates and decodes individual codes (syntax elements). The separated codes include prediction information for generating a prediction image and residual information for generating a difference image.

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、PU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、インター予測識別子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である。どの符号を復号するかの制御は、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・逆変換部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)、DST(Discrete Sine Transform、離散サイン変換)、KLT(Karyhnen Loeve Transform、カルーネンレーベ変換)等の周波数変換を行い量子化して得られる係数である。   The entropy decoding unit 301 outputs a part of the separated code to the prediction parameter decoding unit 302. Some of the separated codes are, for example, a prediction mode predMode, a PU partition mode part_mode, a merge flag merge_flag, a merge index merge_idx, an inter prediction identifier inter_pred_idc, a reference picture index refIdxLX, a prediction vector index mvp_LX_idx, and a difference vector mvdLX. Control of which code is decoded is performed based on an instruction from the prediction parameter decoding unit 302. The entropy decoding unit 301 outputs the quantized coefficient to the inverse quantization / inverse transform unit 311. In the coding process, this quantization coefficient is applied to the residual signal by DCT (Discrete Cosine Transform), DST (Discrete Sine Transform), KLT (Karyhnen Loeve Transform) It is a coefficient obtained by performing frequency conversion such as

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。   Based on the code input from the entropy decoding unit 301, the inter prediction parameter decoding unit 303 refers to the prediction parameter stored in the prediction parameter memory 307 and decodes the inter prediction parameter.

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。   The inter prediction parameter decoding unit 303 outputs the decoded inter prediction parameter to the prediction image generation unit 308 and stores it in the prediction parameter memory 307. Details of the inter prediction parameter decoding unit 303 will be described later.

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、CU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。   Based on the code input from the entropy decoding unit 301, the intra prediction parameter decoding unit 304 refers to the prediction parameter stored in the prediction parameter memory 307 and decodes the intra prediction parameter. The intra prediction parameter is a parameter used in a process of predicting a CU within one picture, for example, an intra prediction mode IntraPredMode. The intra prediction parameter decoding unit 304 outputs the decoded intra prediction parameter to the prediction image generation unit 308 and stores it in the prediction parameter memory 307.

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(2〜34)、LMモード(35)の何れかを用いるものである。イントラ予測パラメータ復号部304は、IntraPredModeCは輝度モードと同じモードであるか否かを示すフラグを復号し、フラグが輝度モードと同じモードであることを示せば、IntraPredModeCにIntraPredModeYを割り当て、フラグが輝度モードと異なるモードであることを示せば、IntraPredModeCとして、プレーナ予測(0)、DC予測(1)、方向予測(2〜34)、LMモード(35)を復号しても良い。   The intra prediction parameter decoding unit 304 may derive different intra prediction modes depending on the luminance and color difference. In this case, the intra prediction parameter decoding unit 304 decodes the luminance prediction mode IntraPredModeY as the luminance prediction parameter and the color difference prediction mode IntraPredModeC as the color difference prediction parameter. The luminance prediction mode IntraPredModeY is a 35 mode, and corresponds to planar prediction (0), DC prediction (1), and direction prediction (2 to 34). The color difference prediction mode IntraPredModeC uses any one of the planar prediction (0), the DC prediction (1), the direction prediction (2 to 34), and the LM mode (35). The intra prediction parameter decoding unit 304 decodes a flag indicating whether IntraPredModeC is the same mode as the luminance mode. If the flag indicates that the mode is the same as the luminance mode, IntraPredModeC is assigned to IntraPredModeC, and the flag indicates luminance. If the mode is different from the mode, planar prediction (0), DC prediction (1), direction prediction (2 to 34), and LM mode (35) may be decoded as IntraPredModeC.

ループフィルタ305は、加算部312が生成したCUの復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット(SAO)、適応ループフィルタ(ALF)等のフィルタを施す。   The loop filter 305 applies filters such as a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) to the decoded image of the CU generated by the adding unit 312.

参照ピクチャメモリ306は、加算部312が生成したCUの復号画像を、復号対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。   The reference picture memory 306 stores the decoded image of the CU generated by the adding unit 312 at a predetermined position for each decoding target picture and CU.

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予測ユニット(もしくはサブブロック、固定サイズブロック、ピクセル)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(インター予測識別子inter_pred_idc)、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXがある。   The prediction parameter memory 307 stores the prediction parameter at a predetermined position for each decoding target picture and prediction unit (or sub-block, fixed-size block, pixel). Specifically, the prediction parameter memory 307 stores the inter prediction parameter decoded by the inter prediction parameter decoding unit 303, the intra prediction parameter decoded by the intra prediction parameter decoding unit 304, and the prediction mode predMode separated by the entropy decoding unit 301. . The stored inter prediction parameters include, for example, a prediction list utilization flag predFlagLX (inter prediction identifier inter_pred_idc), a reference picture index refIdxLX, and a motion vector mvLX.

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(参照ピクチャブロック)を用いてPUもしくはサブブロックの予測画像を生成する。   The prediction image generation unit 308 receives the prediction mode predMode input from the entropy decoding unit 301, and also receives prediction parameters from the prediction parameter decoding unit 302. Further, the predicted image generation unit 308 reads a reference picture from the reference picture memory 306. The prediction image generation unit 308 generates a prediction image of a PU or sub-block using the input prediction parameter and the read reference picture (reference picture block) in the prediction mode indicated by the prediction mode predMode.

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(参照ピクチャブロック)を用いてインター予測によりPUもしくはサブブロックの予測画像を生成する。   Here, when the prediction mode predMode indicates the inter prediction mode, the inter prediction image generation unit 309 uses the inter prediction parameter input from the inter prediction parameter decoding unit 303 and the read reference picture (reference picture block). To generate a prediction image of a PU or sub-block.

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PUを基準として動きベクトル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をもとに予測を行ってPUの予測画像を生成する。インター予測画像生成部309は、生成したPUの予測画像を加算部312に出力する。ここで、参照ピクチャブロックとは、参照ピクチャ上の画素の集合(通常矩形であるのでブロックと呼ぶ)であり、PUもしくはサブブロックの予測画像を生成するために参照する領域である。   For the reference picture list (L0 list or L1 list) for which the prediction list use flag predFlagLX is 1, the inter predicted image generation unit 309 uses the decoding target PU as a reference from the reference picture indicated by the reference picture index refIdxLX. The reference picture block at the position indicated by mvLX is read from the reference picture memory 306. The inter prediction image generation unit 309 performs prediction based on the read reference picture block to generate a prediction image of the PU. The inter prediction image generation unit 309 outputs the generated prediction image of the PU to the addition unit 312. Here, a reference picture block is a set of pixels on a reference picture (usually called a block because it is a rectangle), and is an area that is referred to in order to generate a predicted image of a PU or sub-block.

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PUのうち、復号対象PUから予め定めた範囲にある隣接PU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PU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PU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。   When the prediction mode predMode indicates the intra prediction mode, the intra predicted image generation unit 310 performs intra prediction using the intra prediction parameter input from the intra prediction parameter decoding unit 304 and the read reference picture. Specifically, the intra predicted image generation unit 310 reads, from the reference picture memory 306, neighboring PUs that are pictures to be decoded and are in a predetermined range from the decoding target PUs among the PUs that have already been decoded. The predetermined range is, for example, one of the left, upper left, upper, and upper right adjacent PUs when the decoding target PU sequentially moves in the so-called raster scan order, and differs depending on the intra prediction mode. The raster scan order is an order in which each row is sequentially moved from the left end to the right end in each picture from the upper end to the lower end.

イントラ予測画像生成部310は、読み出した隣接PUに基づ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PUの予測画像を生成する。イントラ予測画像生成部310は、生成したPUの予測画像を加算部312に出力する。   The intra predicted image generation unit 310 performs prediction in the prediction mode indicated by the intra prediction mode IntraPredMode based on the read adjacent PU, and generates a predicted image of the PU. The intra predicted image generation unit 310 outputs the generated predicted image of the PU to the adding unit 312.

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PUの予測画像を生成し、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(2〜34)、LMモード(35)の何れかによって色差のPUの予測画像を生成する。   When the intra prediction parameter decoding unit 304 derives an intra prediction mode different in luminance and color difference, the intra prediction image generation unit 310 performs planar prediction (0), DC prediction (1), direction according to the luminance prediction mode IntraPredModeY. The prediction image of the luminance PU is generated by any one of the predictions (2 to 34), and the planar prediction (0), the DC prediction (1), the direction prediction (2 to 34), and the LM mode according to the color difference prediction mode IntraPredModeC. A predicted image of the color difference PU is generated by any of (35).

逆量子化・逆変換部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変換係数を求める。逆量子化・逆変換部311は、求めた変換係数について逆DCT、逆DST、逆KLT等の逆周波数変換を行い、残差信号を算出する。逆量子化・逆変換部311は、算出した残差信号を加算部312に出力する。   The inverse quantization / inverse transform unit 311 performs inverse quantization on the quantization coefficient input from the entropy decoding unit 301 to obtain a transform coefficient. The inverse quantization / inverse transform unit 311 performs inverse frequency transform such as inverse DCT, inverse DST, and inverse KLT on the obtained transform coefficient, and calculates a residual signal. The inverse quantization / inverse transform unit 311 outputs the calculated residual signal to the adder 312.

加算部312は、インター予測画像生成部309またはイントラ予測画像生成部310から入力されたPUの予測画像と逆量子化・逆変換部311から入力された残差信号を画素毎に加算して、PUの復号画像を生成する。加算部312は、生成したPUの復号画像を参照ピクチャメモリ306に記憶し、生成したPUの復号画像をピクチャ毎に統合した復号画像Tdを外部に出力する。   The addition unit 312 adds the prediction image of the PU input from the inter prediction image generation unit 309 or the intra prediction image generation unit 310 and the residual signal input from the inverse quantization / inverse conversion unit 311 for each pixel, Generate a decoded PU image. The adding unit 312 stores the generated decoded image of the PU in the reference picture memory 306, and outputs a decoded image Td obtained by integrating the generated decoded image of the PU for each picture to the outside.

(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3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、変換・量子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆変換部105、加算部106、ループフィルタ107、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。
(Configuration of image encoding device)
Next, the configuration of the image encoding device 11 according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of the image encoding device 11 according to the present embodiment. The image encoding device 11 includes a predicted image generation unit 101, a subtraction unit 102, a transform / quantization unit 103, an entropy encoding unit 104, an inverse quantization / inverse transform unit 105, an addition unit 106, a loop filter 107, and a prediction parameter memory. (Prediction parameter storage unit, frame memory) 108, reference picture memory (reference image storage unit, frame memory) 109, encoding parameter determination unit 110, and prediction parameter encoding unit 111. The prediction parameter encoding unit 111 includes an inter prediction parameter encoding unit 112 and an intra prediction parameter encoding unit 113.

予測画像生成部101は画像T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符号化ユニットCU毎に予測ユニットPUの予測画像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から復号済の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、例えばインター予測の場合、動きベクトルである。予測画像生成部101は、対象PUを起点として動きベクトルが示す参照画像上の位置にあるブロックを読み出す。またイントラ予測の場合、予測パラメータとは例えばイントラ予測モードである。イントラ予測モードで使用する隣接PUの画素値を参照ピクチャメモリ109から読み出し、PUの予測画像Pを生成する。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PUの予測画像Pを生成する。予測画像生成部101は、生成したPUの予測画像Pを減算部102に出力する。   For each picture of the image T, the predicted image generation unit 101 generates a predicted image P of the prediction unit PU for each encoding unit CU that is an area obtained by dividing the picture. Here, the predicted image generation unit 101 reads a decoded block from the reference picture memory 109 based on the prediction parameter input from the prediction parameter encoding unit 111. The prediction parameter input from the prediction parameter encoding unit 111 is, for example, a motion vector in the case of inter prediction. The predicted image generation unit 101 reads a block at a position on the reference image indicated by the motion vector with the target PU as a starting point. In the case of intra prediction, the prediction parameter is, for example, an intra prediction mode. A pixel value of an adjacent PU used in the intra prediction mode is read from the reference picture memory 109, and a predicted image P of the PU is generated. The predicted image generation unit 101 generates a predicted image P of the PU using one prediction method among a plurality of prediction methods for the read reference picture block. The predicted image generation unit 101 outputs the generated predicted image P of the PU to the subtraction unit 102.

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ここでの説明を省略する。   Note that since the predicted image generation unit 101 has the same operation as the predicted image generation unit 308 already described, description thereof is omitted here.

予測画像生成部101は、予測パラメータ符号化部から入力されたパラメータを用いて、参照ピクチャメモリから読み出した参照ブロックの画素値をもとにPUの予測画像Pを生成する。予測画像生成部101で生成した予測画像は減算部102、加算部106に出力される。   The predicted image generation unit 101 generates a predicted image P of the PU based on the pixel value of the reference block read from the reference picture memory, using the parameter input from the prediction parameter encoding unit. The predicted image generated by the predicted image generation unit 101 is output to the subtraction unit 102 and the addition unit 106.

減算部102は、予測画像生成部101から入力されたPUの予測画像Pの信号値を、画像Tの対応するPUの画素値から減算して、残差信号を生成する。減算部102は、生成した残差信号を変換・量子化部103に出力する。   The subtraction unit 102 subtracts the signal value of the predicted image P of the PU input from the predicted image generation unit 101 from the pixel value of the corresponding PU of the image T, and generates a residual signal. The subtraction unit 102 outputs the generated residual signal to the transform / quantization unit 103.

変換・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周波数変換を行い、変換係数を算出する。変換・量子化部103は、算出した変換係数を量子化して量子化係数を求める。変換・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・逆変換部105に出力する。   The transformation / quantization unit 103 performs frequency transformation on the residual signal input from the subtraction unit 102 and calculates a transformation coefficient. The transform / quantization unit 103 quantizes the calculated transform coefficient to obtain a quantized coefficient. The transform / quantization unit 103 outputs the obtained quantization coefficient to the entropy coding unit 104 and the inverse quantization / inverse transform unit 105.

エントロピー符号化部104には、変換・量子化部103から量子化係数が入力され、予測パラメータ符号化部111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、予測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。   The entropy encoding unit 104 receives the quantization coefficient from the transform / quantization unit 103 and the encoding parameter from the prediction parameter encoding unit 111. Examples of input encoding parameters include codes such as a reference picture index refIdxLX, a prediction vector index mvp_LX_idx, a difference vector mvdLX, a prediction mode predMode, and a merge index merge_idx.

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。   The entropy encoding unit 104 generates an encoded stream Te by entropy encoding the input quantization coefficient and encoding parameter, and outputs the generated encoded stream Te to the outside.

逆量子化・逆変換部105は、変換・量子化部103から入力された量子化係数を逆量子化して変換係数を求める。逆量子化・逆変換部105は、求めた変換係数について逆周波数変換を行い、残差信号を算出する。逆量子化・逆変換部105は、算出した残差信号を加算部106に出力する。   The inverse quantization / inverse transform unit 105 inversely quantizes the quantization coefficient input from the transform / quantization unit 103 to obtain a transform coefficient. The inverse quantization / inverse transform unit 105 performs inverse frequency transform on the obtained transform coefficient to calculate a residual signal. The inverse quantization / inverse transform unit 105 outputs the calculated residual signal to the addition unit 106.

加算部106は、予測画像生成部101から入力されたPUの予測画像Pの信号値と逆量子化・逆変換部105から入力された残差信号の信号値を画素毎に加算して、復号画像を生成する。加算部106は、生成した復号画像を参照ピクチャメモリ109に記憶する。   The addition unit 106 adds the signal value of the prediction image P of the PU input from the prediction image generation unit 101 and the signal value of the residual signal input from the inverse quantization / inverse conversion unit 105 for each pixel, and performs decoding. Generate an image. The adding unit 106 stores the generated decoded image in the reference picture memory 109.

ループフィルタ107は加算部106が生成した復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット(SAO)、適応ループフィルタ(ALF)を施す。   The loop filter 107 performs a deblocking filter, a sample adaptive offset (SAO), and an adaptive loop filter (ALF) on the decoded image generated by the adding unit 106.

予測パラメータメモリ108は、符号化パラメータ決定部110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CU毎に予め定めた位置に記憶する。   The prediction parameter memory 108 stores the prediction parameter generated by the encoding parameter determination unit 110 at a predetermined position for each picture and CU to be encoded.

参照ピクチャメモリ109は、ループフィルタ107が生成した復号画像を、符号化対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。   The reference picture memory 109 stores the decoded image generated by the loop filter 107 at a predetermined position for each picture to be encoded and each CU.

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PUの予測画像Pを生成する。   The encoding parameter determination unit 110 selects one set from among a plurality of sets of encoding parameters. The encoding parameter is a parameter to be encoded that is generated in association with the above-described prediction parameter or the prediction parameter. The predicted image generation unit 101 generates a predicted image P of the PU using each of these encoding parameter sets.

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。符号化パラメータ決定部110は決定した符号化パラメータを予測パラメータメモリ108に記憶する。   The encoding parameter determination unit 110 calculates a cost value indicating the amount of information and the encoding error for each of the plurality of sets. The cost value is, for example, the sum of a code amount and a square error multiplied by a coefficient λ. The code amount is the information amount of the encoded stream Te obtained by entropy encoding the quantization error and the encoding parameter. The square error is the sum between pixels regarding the square value of the residual value of the residual signal calculated by the subtracting unit 102. The coefficient λ is a real number larger than a preset zero. The encoding parameter determination unit 110 selects a set of encoding parameters that minimizes the calculated cost value. As a result, the entropy encoding unit 104 outputs the selected set of encoding parameters to the outside as the encoded stream Te, and does not output the set of unselected encoding parameters. The encoding parameter determination unit 110 stores the determined encoding parameter in the prediction parameter memory 108.

予測パラメータ符号化部111は、符号化パラメータ決定部110から入力されたパラメータから、符号化するための形式を導出し、エントロピー符号化部104に出力する。符号化するための形式の導出とは、例えば動きベクトルと予測ベクトルから差分ベクトルを導出することである。また予測パラメータ符号化部111は、符号化パラメータ決定部110から入力されたパラメータから予測画像を生成するために必要なパラメータを導出し、予測画像生成部101に出力する。予測画像を生成するために必要なパラメータとは、例えばサブブロック単位の動きベクトルである。   The prediction parameter encoding unit 111 derives a format for encoding from the parameters input from the encoding parameter determination unit 110 and outputs the format to the entropy encoding unit 104. Deriving the format for encoding is, for example, deriving a difference vector from a motion vector and a prediction vector. Also, the prediction parameter encoding unit 111 derives parameters necessary for generating a prediction image from the parameters input from the encoding parameter determination unit 110 and outputs the parameters to the prediction image generation unit 101. The parameter necessary for generating the predicted image is, for example, a motion vector in units of sub-blocks.

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、差分ベクトルのような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、予測画像生成部101に出力する予測画像の生成に必要な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4等、参照)がインター予測パラメータを導出する構成と一部同一の構成を含む。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。   The inter prediction parameter encoding unit 112 derives an inter prediction parameter such as a difference vector based on the prediction parameter input from the encoding parameter determination unit 110. The inter prediction parameter encoding unit 112 derives parameters necessary for generating a prediction image to be output to the prediction image generating unit 101, and an inter prediction parameter decoding unit 303 (see FIG. 4 and the like) derives an inter prediction parameter. Including the same configuration as that of The configuration of the inter prediction parameter encoding unit 112 will be described later.

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から入力されたイントラ予測モードIntraPredModeから、符号化するための形式(例えばMPM_idx、rem_intra_luma_pred_mode等)を導出する。   The intra prediction parameter encoding unit 113 derives a format (for example, MPM_idx, rem_intra_luma_pred_mode) for encoding from the intra prediction mode IntraPredMode input from the encoding parameter determination unit 110.

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、ループフィルタ305、予測画像生成部308、逆量子化・逆変換部311、加算部312、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆変換部105、ループフィルタ107、符号化パラメータ決定部110、予測パラメータ符号化部111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、画像復号装置31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。   In addition, a part of the image encoding device 11 and the image decoding device 31 in the above-described embodiment, for example, the entropy decoding unit 301, the prediction parameter decoding unit 302, the loop filter 305, the predicted image generation unit 308, the inverse quantization / inverse transformation. Unit 311, addition unit 312, predicted image generation unit 101, subtraction unit 102, transform / quantization unit 103, entropy encoding unit 104, inverse quantization / inverse transform unit 105, loop filter 107, encoding parameter determination unit 110, The prediction parameter encoding unit 111 may be realized by a computer. In that case, the program for realizing the control function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium may be read by a computer system and executed. Here, the “computer system” is a computer system built in either the image encoding device 11 or the image decoding device 31 and includes hardware such as an OS and peripheral devices. The “computer-readable recording medium” refers to a storage device such as a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, a CD-ROM, or a hard disk built in a computer system. Furthermore, the “computer-readable recording medium” is a medium that dynamically holds a program for a short time, such as a communication line when transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, In such a case, a volatile memory inside a computer system serving as a server or a client may be included and a program that holds a program for a certain period of time. The program may be a program for realizing a part of the functions described above, and may be a program capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system.

図5は、本実施形態に係る画像復号装置31aの構成を示す概略図である。なお、説明の便宜上、図4に示した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、説明を省略する。   FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of the image decoding device 31a according to the present embodiment. For convenience of explanation, members having the same functions as those shown in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

図5に示すように、画像復号装置31aは、図4に示す構成から、ループフィルタ305に替わり、画像フィルタ装置32を備える。   As illustrated in FIG. 5, the image decoding device 31 a includes an image filter device 32 instead of the loop filter 305 from the configuration illustrated in FIG. 4.

画像フィルタ装置32は、入力画像に対してデブロックフィルタ処理等を適宜施し、画像データを出力する装置である。本実施形態において、画像フィルタ装置32には、加算部312が生成した1又は複数のCUの復号画像が入力される。   The image filter device 32 is a device that appropriately performs deblock filter processing or the like on the input image and outputs image data. In the present embodiment, the image filter device 32 receives the decoded image of one or more CUs generated by the adding unit 312.

また、画像フィルタ装置32は、デブロックフィルタ部33と、CNNフィルタ34とを備える。デブロックフィルタ部33は、入力画像に対してブロック歪みによるノイズを低減する処理を施すフィルタである。CNNフィルタ34は、加算部312が生成した復号画像と、デブロックフィルタ部33からの出力画像とを入力画像とし、自身が有するニューラルネットワークにおいて1又は複数のフィルタ処理を施し、出力画像データを出力する。   The image filter device 32 includes a deblock filter unit 33 and a CNN filter 34. The deblocking filter unit 33 is a filter that performs processing for reducing noise due to block distortion on an input image. The CNN filter 34 uses the decoded image generated by the adding unit 312 and the output image from the deblocking filter unit 33 as input images, performs one or a plurality of filter processes in its own neural network, and outputs output image data To do.

ここで、CNNとは、コンボリューション層(ニューロンは空間的位置を有し、空間的な位置に近い入力のみと接続する構成であって、ニューロンの積和演算における重み係数/カーネル及びバイアス/オフセットがピクチャ内の位置に依存しない層)を少なくとも有するニューラルネットワークの総称である。重み係数をカーネルとも呼ぶ。CNNフィルタ34は、コンボリューション層の他、フルコネクション層(FCN)と呼ばれる、ニューロンは空間的位置を有さず全ての入力と接続する構成や、LCN(Locally Connected Networks)層とよばれる、ニューロンは空間的位置を有し、空間的な位置に近い入力のみと接続する構成であるがCNNと異なり重み係数やバイアスを共有しない構成を含むことができる。CNNフィルタ34において、コンボリューション層への入力サイズと、コンボリューション層からの出力サイズとは異なってもよい。すなわち、CNNフィルタ34は、コンボリューションフィルタを適用する位置を移動させる場合の移動量(ステップサイズ)を1より大きくすることで、出力サイズが入力サイズよりも小さくなるコンボリューション層を含むことができる。また、出力サイズが入力サイズよりも大きくなるデコンボリューション層(Deconvolution)も含むことができる。デコンボリューション層は、トランスポーズコンボリューション層(TransposeConvolution)とよばれる場合もある。また、CNNフィルタ34は、プーリング層(Pooling)、ドロップアウト(DropOut)層等を含むことができる。プーリング層は、大きな画像を小さなウィンドウに区切り、区切ったそれぞれのウィンドウに応じて最大値や平均値等の代表値を得る層であり、ドロップアウト層は、確率に応じて出力を固定値(例えば0)にすることでランダム性を追加する層である。   Here, CNN is a convolution layer (a neuron has a spatial position and is connected only to an input close to the spatial position, and the weight coefficient / kernel and bias / offset in the product-sum operation of the neuron. Is a generic name for neural networks having at least a layer independent of position in a picture. The weight coefficient is also called a kernel. In addition to the convolution layer, the CNN filter 34 is called a full connection layer (FCN). A neuron does not have a spatial position and is connected to all inputs, or a neuron called an LCN (Locally Connected Networks) layer. Is a configuration that has a spatial position and is connected only to an input close to the spatial position, but can include a configuration that does not share a weighting factor or a bias unlike CNN. In the CNN filter 34, the input size to the convolution layer may be different from the output size from the convolution layer. That is, the CNN filter 34 can include a convolution layer in which the output size is smaller than the input size by making the amount of movement (step size) larger than 1 when moving the position where the convolution filter is applied. . In addition, a deconvolution layer (Deconvolution) in which the output size is larger than the input size can be included. The deconvolution layer may be called a transpose convolution layer (TransposeConvolution). The CNN filter 34 may include a pooling layer (Pooling), a dropout (DropOut) layer, and the like. The pooling layer is a layer that divides a large image into small windows, and obtains a representative value such as a maximum value or an average value according to each divided window, and the dropout layer has a fixed output (for example, output depending on the probability) 0) is a layer for adding randomness.

図6は、CNNフィルタ34が有するニューラルネットワークの一例を示す概略図である。CNNフィルタ34は、concat層(concatenate層)51、直列に設けられた1又は複数のconv層52、及びadd層53を備える。   FIG. 6 is a schematic diagram illustrating an example of a neural network included in the CNN filter 34. The CNN filter 34 includes a concat layer (concatenate layer) 51, one or a plurality of conv layers 52 provided in series, and an add layer 53.

まず、CNNフィルタ34は、concat層51において、加算部312が生成した復号画像と、デブロックフィルタ部33の出力画像とを結合(concatenate)する。ここで、図6において、recSamplesIn[][]は、加算部312が生成した復号画像を示している。また、recSamplesDF[][]は、デブロックフィルタ部33の出力画像を示している。また、図6に示すように、concat層51は、上述した画像を結合する場合に、符号化パラメータを画素値とする画像も結合してもよい。図6において、cuparam[][]は、符号化パラメータを画素値とする画像を示している。   First, the CNN filter 34 concatenates the decoded image generated by the adding unit 312 and the output image of the deblocking filter unit 33 in the concat layer 51. Here, in FIG. 6, recSamplesIn [] [] indicates the decoded image generated by the adding unit 312. RecSamplesDF [] [] represents an output image of the deblock filter unit 33. Further, as shown in FIG. 6, the concat layer 51 may combine an image having a coding parameter as a pixel value when combining the above-described images. In FIG. 6, cuparam [] [] represents an image having the encoding parameter as a pixel value.

続いて、1又は複数のconv層52において所謂畳み込み処理と称される1又は複数のフィルタ処理が施される。   Subsequently, one or a plurality of filter processes referred to as a so-called convolution process are performed on one or a plurality of conv layers 52.

ここで、本実施形態において、conv層52は、下記の構成の少なくとも何れかを含むことができる。   Here, in the present embodiment, the conv layer 52 can include at least one of the following configurations.

(1)conv(x):フィルタをかける処理(convolution)を実施する構成
(2)act(conv(x)):convolutionの後にactivation(非線形関数、例えば、sigmoid, tanh, relu, elu、seluなど)を実施する構成
(3)batch_norm(act(conv(x))):convolutionとactivationの後にバッチノーマライゼーション(入力のレンジの正規化)を実施する構成
(4)act(batch_norm(conv(x))):convolutionとactivationの間にバッチノーマライゼーション(入力のレンジの正規化)を実施する構成
(5)pooling:conv層間で情報の圧縮、空間的変化の平準化を実施する構成
続いて、add層53は、加算部312が生成した復号画像と、1又は複数のフィルタ処理が施されたconv層52の出力画像とを、画素毎に加算し、CNNフィルタ34の出力とする。ここで、図6のrecSamplesOut[][]は、CNNフィルタ34の出力を示している。
(1) Conv (x): Configuration for performing filtering (convolution) (2) act (conv (x)): Activation after convolution (non-linear function such as sigmoid, tanh, relu, elu, selu, etc.) (3) batch_norm (act (conv (x))): Configuration that performs batch normalization (input range normalization) after convolution and activation (4) act (batch_norm (conv (x)) ): Configuration that performs batch normalization (normalization of input range) between convolution and activation (5) pooling: Configuration that performs compression of information and leveling of spatial changes between conv layers Subsequently, add layer 53 Adds the decoded image generated by the adding unit 312 and the output image of the conv layer 52 on which one or more filter processes have been performed, for each pixel, and outputs the result as the output of the CNN filter 34. Here, recSamplesOut [] [] in FIG. 6 indicates the output of the CNN filter 34.

以下、上述した構成における画像フィルタ装置32の処理の例について項目ごとに説明する。なお、以下の各例においては、上述した、重複する説明を繰り返さない。   Hereinafter, an example of processing of the image filter device 32 having the above-described configuration will be described for each item. In addition, in each following example, the overlapping description mentioned above is not repeated.

(画像データ入出力例1)
本例においては、加算部312が生成した復号画像と、デブロックフィルタ処理が施された当該復号画像とが、CNNフィルタ34に入力される構成について説明する。
(Image data input / output example 1)
In this example, a configuration in which the decoded image generated by the addition unit 312 and the decoded image subjected to the deblocking filter process are input to the CNN filter 34 will be described.

図7は、本例に係る画像フィルタ装置32の構成を示す図である。ここで、画像フィルタ装置32に入力される画像データrecSamplesIn[][]は、加算部312が生成した復号画像であって、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の入力画像データに相当する。図7に示すように、デブロックフィルタ部33は、デブロックフィルタ判定部(フィルタ強度画像生成部)56と、デブロックフィルタ処理部57とを備える。   FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the image filter device 32 according to the present example. Here, the image data recSamplesIn [] [] input to the image filter device 32 is a decoded image generated by the adder 312 and one or more first type input images having luminance or color difference as pixel values. Corresponds to data. As illustrated in FIG. 7, the deblock filter unit 33 includes a deblock filter determination unit (filter strength image generation unit) 56 and a deblock filter processing unit 57.

デブロックフィルタ部33は、入力される画像のブロック境界に対してデブロックフィルタ処理を施すことにより、デブロックフィルタ後の画像データを生成する。   The deblocking filter unit 33 generates image data after the deblocking filter by performing a deblocking filter process on the block boundary of the input image.

デブロックフィルタ判定部56は、入力画像についてブロックの列及び行ごとにブロック歪みの強度を判定する。なお、デブロックフィルタ判定部56による処理の詳細については後述する。   The deblock filter determination unit 56 determines the strength of block distortion for each column and row of the input image. Details of the processing by the deblocking filter determination unit 56 will be described later.

デブロックフィルタ処理部57は、CTUの分割単位における境界近傍の画素であって、ブロック歪みが生じている画素に対して、ブロック歪みを低減する処理を施す。   The deblocking filter processing unit 57 performs processing for reducing block distortion on pixels near the boundary in the CTU division unit and in which block distortion has occurred.

CNNフィルタ34は、加算部312が生成した復号画像と、デブロックフィルタ処理が施された当該復号画像との双方を用いて、各層におけるフィルタ処理を行う。   The CNN filter 34 performs filter processing in each layer using both the decoded image generated by the adding unit 312 and the decoded image subjected to deblocking filter processing.

このように本例に係る画像フィルタ装置32においては、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の入力画像データが少なくとも入力され、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の出力画像データを出力するニューラルネットワーク部(CNNフィルタ)34と、上記1又は複数の第1種の入力画像データが入力され、当該第1種の入力画像データのブロック境界に対してデブロックフィルタ処理を施すことにより、デブロックフィルタ後の画像データを生成するデブロックフィルタ部33と、を備え、ニューラルネットワーク部34には、上記デブロックフィルタ後の画像データも入力される。   As described above, in the image filter device 32 according to this example, at least one or a plurality of first-type input image data having a luminance or color difference as a pixel value is input, and one or a plurality of input image data having a luminance or a color difference as a pixel value is input. The neural network unit (CNN filter) 34 for outputting the first type of output image data and the one or more first type of input image data are input, and the block boundary of the first type of input image data is input. A deblocking filter unit 33 for generating image data after the deblocking filter by performing the deblocking filter process, and the neural network unit 34 also receives the image data after the deblocking filter.

上記の構成によれば、CNNフィルタ34は、デブロックフィルタ処理による情報の欠落が無い復号画像と、ブロック歪みが補正された当該復号画像とを用いてフィルタ処理を行うことにより、デブロックフィルタ処理を施しつつ、CNNフィルタ34の性能の低下を抑制できる。   According to the above configuration, the CNN filter 34 performs the filtering process using the decoded image in which no information is lost by the deblocking filter process and the decoded image in which the block distortion is corrected, thereby performing the deblocking filter process. It is possible to suppress a decrease in the performance of the CNN filter 34 while performing the above.

また、図7に示す例においては、加算部312が生成した復号画像と、デブロック処理が施された当該復号画像とが、CNNフィルタ34に別々に入力されたが、双方の画像を示す信号が、デブロックフィルタ部33、又は図7には図示しない部材により、単一の信号にインターリーブされてCNNフィルタ34に入力される構成でもよい。   In the example illustrated in FIG. 7, the decoded image generated by the adding unit 312 and the decoded image subjected to the deblocking process are separately input to the CNN filter 34. However, the deblocking filter unit 33 or a member (not shown in FIG. 7) may be configured to be interleaved into a single signal and input to the CNN filter 34.

図8は、CNNフィルタ34へのデータ入力を示す図である。ここで、図8(a)は、入力画像データを示す複数の信号が、CNNフィルタ34へ別々に入力される構成を示している。   FIG. 8 is a diagram showing data input to the CNN filter 34. Here, FIG. 8A shows a configuration in which a plurality of signals indicating input image data are separately input to the CNN filter 34.

図8(b)は、入力画像データを示す複数の信号が、インターリーブ又はコンカティネートされてCNNフィルタ34に入力される構成を示している。このように、ニューラルネットワーク部(CNNフィルタ)34には、第1種の入力画像データと、デブロックフィルタ後の当該画像データとをインターリーブして得られる画像が入力されてもよい。また、ニューラルネットワーク部(CNNフィルタ)34には、第1種の入力画像データと、デブロックフィルタ後の当該画像データとをコンカテネートして得られる画像が入力されてもよい。   FIG. 8B shows a configuration in which a plurality of signals indicating input image data are interleaved or concatenated and input to the CNN filter 34. As described above, the neural network unit (CNN filter) 34 may receive an image obtained by interleaving the first type of input image data and the image data after the deblocking filter. Further, the neural network unit (CNN filter) 34 may receive an image obtained by concatenating the first type of input image data and the image data after the deblocking filter.

なお、後述する他の例においても、上述したように、CNNフィルタ34への入力信号であって、画像等を示す複数の入力信号が、単一の信号にインターリーブ又はコンカティネートされてCNNフィルタ34に入力される構成でもよい。   In other examples to be described later, as described above, a plurality of input signals indicating images and the like are interleaved or concatenated into a single signal as input to the CNN filter 34. 34 may be input.

(画像データ入出力例2)
本例においては、加算部312が生成した復号画像と、上述したデブロックフィルタ判定部56の出力とが、CNNフィルタ34に入力される構成について説明する。なお、既に説明した事項については重複する説明を繰り返さない。
(Image data input / output example 2)
In this example, a configuration in which the decoded image generated by the adding unit 312 and the output of the deblock filter determining unit 56 described above are input to the CNN filter 34 will be described. In addition, the overlapping description is not repeated about the already demonstrated matter.

図9は、本例に係る画像フィルタ装置32の構成を示す図である。CNNフィルタ34への画像データ入出力例1とは異なり、デブロックフィルタ処理部57の出力ではなく、デブロックフィルタ判定部(フィルタ強度画像生成部)56の出力がCNNフィルタ34に入力される。換言すると、CNNフィルタ34には、加算部312が生成した復号画像と、当該復号画像におけるブロック歪みの位置及び強度を示すフィルタ強度画像だけが入力される。また、デブロックフィルタ部33は、図9に示すようにデブロックフィルタ処理部57を備えていなくともよい。   FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the image filter device 32 according to the present example. Unlike the image data input / output example 1 to the CNN filter 34, not the output of the deblock filter processing unit 57 but the output of the deblock filter determination unit (filter strength image generation unit) 56 is input to the CNN filter 34. In other words, only the decoded image generated by the adding unit 312 and the filter strength image indicating the position and strength of block distortion in the decoded image are input to the CNN filter 34. Further, the deblocking filter unit 33 may not include the deblocking filter processing unit 57 as shown in FIG.

図24は、CNNフィルタ34に入力されるフィルタ強度画像の一例である。図24(a)に示すようにフィルタ強度画像は、ブロック境界の場合にある値(例えば1)、ブロック境界以外の場合にそれ以外の値(例えば0)であるような画像であってもよい。図24(b)に示すように、ブロック境界からの距離に応じて値を変更してもよい。例えば、ブロック境界では2、ブロック境界から距離1では1、ブロック境界から距離2以上では0となるような画像でもよい。   FIG. 24 is an example of a filter strength image input to the CNN filter 34. As shown in FIG. 24A, the filter strength image may be an image having a certain value (for example, 1) in the case of a block boundary, and other values (for example, 0) in cases other than the block boundary. . As shown in FIG. 24B, the value may be changed according to the distance from the block boundary. For example, the image may be 2 at a block boundary, 1 at a distance 1 from the block boundary, and 0 at a distance 2 or more from the block boundary.

また、図10に示すように、CNNフィルタ34には、垂直方向及び水平方向におけるブロック歪みの位置及び強度を示す信号(画像、情報)が別々に入力されてもよい。デブロックフィルタ判定部56の出力がCNNフィルタ34に入力される他の例においても同様である。   As shown in FIG. 10, signals (images and information) indicating the position and intensity of block distortion in the vertical direction and the horizontal direction may be separately input to the CNN filter 34. The same applies to other examples in which the output of the deblocking filter determination unit 56 is input to the CNN filter 34.

なお、図10において、垂直bS導出部58は、垂直方向におけるブロック歪みの強度を画素値とする画像を生成する部材であって、水平bS導出部59は、水平方向におけるブロック歪みの強度を画素値とする画像を生成する部材である。   In FIG. 10, the vertical bS deriving unit 58 is a member that generates an image having the pixel value of the block distortion strength in the vertical direction, and the horizontal bS deriving unit 59 calculates the block distortion strength in the horizontal direction to the pixel. It is a member that generates an image as a value.

図11は、垂直方向及び水平方向におけるブロック歪みの強度を画素値とする、デブロックフィルタ判定部56が出力するフィルタ強度画像の例を示す図である。図11の例においては、図11(a)或いは図11(b)に示す矩形全体が、8×8の領域を表し、数値は強度を表す画素である。なお、太線で囲んだ矩形は領域をさらに分割したCU(4×8、4×4、4×4)である。   FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a filter strength image output by the deblocking filter determination unit 56 using the block distortion strength in the vertical direction and the horizontal direction as pixel values. In the example of FIG. 11, the whole rectangle shown in FIG. 11A or FIG. 11B represents an 8 × 8 region, and the numerical value is a pixel representing intensity. A rectangle surrounded by a thick line is a CU (4 × 8, 4 × 4, 4 × 4) obtained by further dividing the region.

以下、図11に記載のように、bSV[][]は、垂直方向における当該出力画像を意味するのとし、bSH[][]は、水平方向における当該出力画像を意味するものとする。   Hereinafter, as shown in FIG. 11, bSV [] [] means the output image in the vertical direction, and bSH [] [] means the output image in the horizontal direction.

ここで、各CUに記載された数値は、デブロックフィルタ判定部56が判定したブロック歪みの強度を示している。図11に示す例において、デブロックフィルタ判定部56は、数値2を有するCUの境界近傍の画素の方が、数値1を有するCUの境界近傍の画素よりも強いブロック歪みが生じているものと判定している。   Here, the numerical value described in each CU indicates the intensity of block distortion determined by the deblock filter determination unit 56. In the example illustrated in FIG. 11, the deblock filter determination unit 56 indicates that the pixel near the boundary of the CU having the numerical value 2 has a stronger block distortion than the pixel near the boundary of the CU having the numerical value 1. Judgment.

なお、ブロック強度bS[][]及びbSH[][]、bSV[][]は図11に限定されず、図24、図25、図26の例でもよい。   Note that the block strengths bS [] [], bSH [] [], bSV [] [] are not limited to those in FIG. 11, and may be the examples in FIGS. 24, 25, and 26.

デブロックフィルタ判定部56は、ブロック境界以外の場合にブロック強度を0、ブロック境界の場合に1以上に設定しても良い(図24)。   The deblocking filter determination unit 56 may set the block strength to 0 in cases other than the block boundary and to 1 or more in the case of the block boundary (FIG. 24).

また、デブロックフィルタ判定部56は、ブロック境界以外の場合にブロック強度を0、ブロック境界であって、以下の判定の場合に1以上に設定しても良い(図25)。
・変換ブロックの境界、かつ変換係数がブロック内に少なくとも1つある場合
・各ブロックに対応する予測画像が異なる参照ピクチャから生成されている場合
・各ブロックに対応する予測画像の動きベクトルのずれが4(1画素相当)以上である場合
また、デブロックフィルタ判定部56は、ブロック境界以外の場合にブロック強度を0、ブロック境界で例えば以下に示す場合に、ブロック強度を1以上(例えば2)、それ以外の場合を1と判定してもよい(図11、図26)。
・変換ブロックの境界、かつ変換係数がブロック内に少なくとも1つある場合
・各ブロックに対応する予測画像が異なる参照ピクチャから生成されている場合
・各ブロックに対応する予測画像の動きベクトルのずれが4(1画素相当)以上である場合
図12は、デブロックフィルタ判定部56がブロック境界のフィルタ強度(強度)を決定する場合に用いる判定式の例を示す図である。ここで、p[0]、p[3]、q[0]、q[3]は互いに隣接するブロックに含まれる画素値を示している。また、β、tCは、量子化パラメータに応じて定まる値である。
Further, the deblocking filter determination unit 56 may set the block strength to 0 in a case other than the block boundary and to 1 or more in the case of the following determination in the block boundary (FIG. 25).
-When there is at least one transform coefficient in the block boundary-When the predicted image corresponding to each block is generated from a different reference picture-The motion vector shift of the predicted image corresponding to each block When the block strength is 4 (equivalent to one pixel) or more, the deblocking filter determination unit 56 sets the block strength to 0 or more (for example, 2) when the block strength is 0 when the block boundary is other than the block boundary. The other cases may be determined as 1 (FIGS. 11 and 26).
-When there is at least one transform coefficient in the block boundary-When the predicted image corresponding to each block is generated from a different reference picture-The motion vector shift of the predicted image corresponding to each block FIG. 12 is a diagram illustrating an example of a determination formula used when the deblock filter determination unit 56 determines the filter strength (strength) of the block boundary. Here, p [0], p [3], q [0], and q [3] indicate pixel values included in adjacent blocks. Β and tC are values determined according to the quantization parameter.

図12の判別式は、ブロックに隣接する領域の画素値の変化を示す指標、並びにブロックに隣接する画素の差分dpqが、所定の閾値よりも共に小さい場合に、bSV[][]あるいはbSH[][]に1、そうでない場合に0が設定されることを示している。   The discriminant of FIG. 12 shows that the index indicating the change in the pixel value of the area adjacent to the block and the difference dpq between the pixels adjacent to the block are both smaller than a predetermined threshold value, bSV [] [] or bSH [ ] [] Indicates that 1 is set, otherwise 0 is set.

また、デブロックフィルタ判定部56は、例えば、ブロックがイントラ予測モードの場合に、当該ブロック境界において強いブロック歪みが生じていると推定し、bSV[][]あるいはbSH[][]に2を設定してもよい。   Further, for example, when the block is in the intra prediction mode, the deblock filter determination unit 56 estimates that strong block distortion has occurred at the block boundary, and sets 2 in bSV [] [] or bSH [] []. It may be set.

また、ブロック歪みの強度を示す画素値を規定する方法は特定の方法に限定されない。例えば、当該画素がブロック境界に隣接していてもデブロックフィルタ強度は低くても良いと判定し、当該画素に関連付けられたbSV[][]あるいはbSH[][]を0とする構成でもよいし、他の値に関連付けてもよい。   Further, the method for defining the pixel value indicating the intensity of block distortion is not limited to a specific method. For example, it may be determined that the deblock filter strength may be low even if the pixel is adjacent to the block boundary, and bSV [] [] or bSH [] [] associated with the pixel is set to 0. However, it may be associated with other values.

図13は、デブロックフィルタ部33が垂直方向と水平方向とのブロック歪みの強度を示す情報を合成してCNNフィルタ34に出力する構成を示す概略図である。また、図13は、図9の構成をより具体的な例を示す図と言うこともできる。   FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a configuration in which the deblock filter unit 33 synthesizes information indicating the intensity of block distortion in the vertical direction and the horizontal direction and outputs the combined information to the CNN filter 34. 13 can also be said to be a diagram showing a more specific example of the configuration of FIG.

ここで、bS合成部60は、垂直方向と水平方向とのブロック歪みの強度を示す画像の画素値を合計する部材である。   Here, the bS composition unit 60 is a member that sums up pixel values of an image indicating the intensity of block distortion in the vertical direction and the horizontal direction.

図14は、bS合成部が、ブロック歪みの強度を画素値とする各画像を合成する例を示す図である。ここではbS合成部は、入力された双方の画像の各ブロックが有する画素値を合計し、出力画像を出力する。なお、図14の例において、bS合成部の出力画像におけるブロック歪みの強度を示す画素値は、0〜4であるが、CNNフィルタ34においては、必ずしも上述した各画素値ごとに異なる処理をしなくともよい。なお、合成の方法は要素の和に限定されず、要素のOR演算や、要素の最大値演算、要素の積でもよい。また、要素の和を所定の範囲にクリップしても良い。例えば、0、1、2を要素とするbSH[][]と、bSV[][]の合成の出力は、OR演算なら0、1を要素とし、最大値では0、1、2である。また、合計を0から2の間にクリップする場合には、0、1、2になる。   FIG. 14 is a diagram illustrating an example in which the bS synthesis unit synthesizes each image having a block distortion strength as a pixel value. Here, the bS synthesis unit sums up the pixel values of the respective blocks of both the inputted images, and outputs an output image. In the example of FIG. 14, the pixel value indicating the block distortion strength in the output image of the bS synthesis unit is 0 to 4, but the CNN filter 34 does not necessarily perform different processing for each pixel value described above. Not necessary. The combining method is not limited to the sum of elements, and may be an OR operation of elements, a maximum value calculation of elements, or a product of elements. Further, the sum of elements may be clipped within a predetermined range. For example, the combined output of bSH [] [] and bSV [] [] having elements 0, 1, and 2 is 0, 1 for an OR operation, and 0, 1, 2 for the maximum value. When the total is clipped between 0 and 2, it becomes 0, 1, and 2.

このように、本例に係る画像フィルタ装置32においては、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の入力画像データが少なくとも入力され、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の出力画像データを出力するニューラルネットワーク部(CNNフィルタ)34と、上記1又は複数の第1種の入力画像データが入力され、当該第1種の入力画像データが示す画像のブロック境界に対して作用すべきデブロックフィルタ処理の強度を画素値とするフィルタ強度画像を生成するフィルタ強度画像生成部(デブロックフィルタ判定部)56と、を備え、ニューラルネットワーク部34には、フィルタ強度画像生成部が生成したフィルタ強度画像も入力される。   Thus, in the image filter device 32 according to the present example, at least one or a plurality of first type input image data having a luminance or color difference as a pixel value is input, and one or a plurality of pixels having the luminance or color difference as a pixel value. A neural network unit (CNN filter) 34 for outputting the first type of output image data and the one or more first type of input image data are input, and an image block indicated by the first type of input image data A filter strength image generation unit (deblocking filter determination unit) 56 that generates a filter strength image using the deblocking filter processing strength to be applied to the boundary as a pixel value. The neural network unit 34 includes a filter The filter strength image generated by the strength image generation unit is also input.

上記の構成によれば、CNNフィルタ34は、入力画像のブロック歪みが生じた領域に適したフィルタ処理をニューラルネットワークを利用して行うことができる。   According to the above configuration, the CNN filter 34 can perform filter processing suitable for an area where block distortion of the input image has occurred using a neural network.

(画像データ入出力例3)
本例においては、加算部312が生成した復号画像、デブロックフィルタ判定部56の出力、及びデブロックフィルタ処理部57の出力、つまりデブロック処理が施された当該復号画像が、CNNフィルタ34に入力される構成について説明する。なお、既に説明した事項については重複する説明を繰り返さない。
(Image data input / output example 3)
In this example, the decoded image generated by the adding unit 312, the output of the deblocking filter determination unit 56, and the output of the deblocking filter processing unit 57, that is, the decoded image that has been subjected to the deblocking processing, is sent to the CNN filter 34. The input configuration will be described. In addition, the overlapping description is not repeated about the already demonstrated matter.

図15は、本例に係る画像フィルタ装置32の構成を示す図である。図15に示すように、CNNフィルタ34には、上述した各データが入力される。   FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration of the image filter device 32 according to the present example. As shown in FIG. 15, each data described above is input to the CNN filter 34.

CNNフィルタ34は、加算部312が生成した復号画像と、デブロックフィルタ判定部56の出力、及びデブロックフィルタ処理部57の出力を用いて、各層におけるフィルタ処理を行う。   The CNN filter 34 performs filter processing in each layer using the decoded image generated by the addition unit 312, the output of the deblock filter determination unit 56, and the output of the deblock filter processing unit 57.

具体的には、本例に係る画像フィルタ装置32においては、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の入力画像データが少なくとも入力され、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の出力画像データを出力するニューラルネットワーク部(CNNフィルタ)34と、上記1又は複数の第1種の入力画像データが入力され、当該第1種の入力画像データが示す画像のブロック境界に対して作用すべきデブロックフィルタ処理の強度を画素値とするフィルタ強度画像と、当該フィルタ強度画像を参照して当該第1種の入力画像データが示す画像のブロック境界に対してデブロックフィルタ処理を施すことにより、デブロックフィルタ後の画像データとを生成するデブロックフィルタ部33と、を備え、ニューラルネットワーク部34には、上記フィルタ強度画像と上記デブロックフィルタ後の画像データとも入力される。   Specifically, in the image filter device 32 according to the present example, at least one or a plurality of first-type input image data having a pixel value of luminance or color difference is input, and 1 or A neural network unit (CNN filter) 34 that outputs a plurality of first-type output image data and the one or more first-type input image data are input, and an image indicated by the first-type input image data is displayed. A filter strength image having the pixel value as the deblocking filter processing strength to be applied to the block boundary, and a block boundary of the image indicated by the first type input image data with reference to the filter strength image. A deblocking filter unit 33 for generating image data after the deblocking filter by performing a block filter process, and a neural network unit 3 The inputted with image data after the filter intensity image and the deblocking filter.

上記の構成によれば、CNNフィルタ34が、デブロックフィルタ処理の強度を画素値とするフィルタ強度画像を用いてフィルタ処理を行うことにより、デブロックフィルタ処理(DF処理)をCNNフィルタに置き換えた場合に残るブロック歪みを解消することができる。また、CNNフィルタ34は、補正された当該復号画像の何れの領域にブロック歪みが生じていたかという情報を参照できる。   According to the above configuration, the deblocking filter process (DF process) is replaced with the CNN filter by performing the filter process using the filter intensity image in which the deblocking filter process intensity is the pixel value. The block distortion remaining in the case can be eliminated. Further, the CNN filter 34 can refer to information on which region of the corrected decoded image has a block distortion.

(ニューラルネットワークの構成例1)
本例においては、CNNフィルタ34におけるニューラルネットワークの構成例について説明する。なお、本例に係るCNNフィルタ34は自身が有するニューラルネットワークにおいて、1又は複数のdeconv層を備える。deconv層は、Deconvolution処理が施される層であって、入力画像よりも出力画像のサイズが大きくなる点においてconv層と異なる。
(Neural network configuration example 1)
In this example, a configuration example of a neural network in the CNN filter 34 will be described. Note that the CNN filter 34 according to this example includes one or a plurality of deconv layers in its own neural network. The deconv layer is a layer on which the Deconvolution process is performed, and is different from the conv layer in that the size of the output image is larger than the input image.

図16は、本例に係るCNNフィルタ34の構成の一部を示す概略図である。図16の画像71は、復号画像でもよいし、図6におけるconcat層から入力された画像のように復号画像と、デブロックフィルタ部33の出力画像とを結合(concatenate)した画像でもよい。   FIG. 16 is a schematic diagram showing a part of the configuration of the CNN filter 34 according to the present example. The image 71 in FIG. 16 may be a decoded image, or may be an image obtained by concatenating the decoded image and the output image of the deblocking filter unit 33 like the image input from the concat layer in FIG.

また、矢印によって隔てられた各エンティティは、ニューラルネットワークの各層においてフィルタ処理が施されたデータ(例えば幅×高さ×チャネル数の3次元データ)を示している。そして、矢印は、ニューラルネットワークの処理を示している。図16に示すように、CNNフィルタ34は、並列に構成された複数のニューラルネットワークを有している。なお、ニューラルネットワークの入力データ、中間データ、出力データの情報は、幅×高さを有する2次元データでもよいし、幅×高さ×チャネル数を有する3次元データであってもよい。本実施形態では2次元データであるか3次元データであるかによらず単に画像とも表現する。なお、ニューラルネットワーク上の中間データは、ある種の特徴を表現したデータであることから、「特徴マップ」とも呼ばれる。   In addition, each entity separated by an arrow indicates data (for example, three-dimensional data of width × height × number of channels) subjected to filter processing in each layer of the neural network. The arrows indicate the neural network processing. As shown in FIG. 16, the CNN filter 34 has a plurality of neural networks configured in parallel. Note that the input data, intermediate data, and output data information of the neural network may be two-dimensional data having width × height, or may be three-dimensional data having width × height × number of channels. In the present embodiment, it is simply expressed as an image regardless of whether it is two-dimensional data or three-dimensional data. The intermediate data on the neural network is also a “feature map” because it is data representing a certain kind of feature.

なお、図16には、第1〜3のニューラルネットワークが図示されているが、CNNフィルタ34は、並列に構成された4以上のニューラルネットワークを有していてもよい。また、CNNフィルタ34は、輝度画像以外を対象としたニューラルネットワークを別途有していてもよい。   Although the first to third neural networks are illustrated in FIG. 16, the CNN filter 34 may include four or more neural networks configured in parallel. Further, the CNN filter 34 may have a separate neural network for other than the luminance image.

また、本例及び以降のニューラルネットワークの構成例における説明は、画像フィルタ装置32がデブロックフィルタ部33を備えていない構成においても適用可能である。   In addition, the description in this example and the subsequent configuration examples of the neural network can be applied to a configuration in which the image filter device 32 does not include the deblock filter unit 33.

以下、図16において、最上段のニューラルネットワークを第1のニューラルネットワーク、2段目のニューラルネットワークを第2のニューラルネットワークと呼称する。また、上からN段目(Nは1以上の整数)のニューラルネットワークを第Nのニューラルネットワークとして説明する。   Hereinafter, in FIG. 16, the uppermost neural network is referred to as a first neural network, and the second neural network is referred to as a second neural network. Further, the Nth-stage neural network from the top (N is an integer of 1 or more) will be described as the Nth neural network.

第1のニューラルネットワークの入力層に入力される画像は、第1の入力画像データに相当する。また、第2のニューラルネットワークの入力層には、第1のニューラルネットワークのconv層において縮小された画像であって、第2の入力画像データに相当する画像が入力される。また、第3の入力層には、第2のニューラルネットワークにおいて更に縮小された画像が入力される。なお、Convolution処理によって細部の情報が畳み込まれるため、より縮小された画像の方が、当該画像に描画された物体の、より大域的な特徴を示している。なお、conv層として示した縮小はステップ数が1より大きいconv処理によって行っても良いし、pooling処理を用いてもよい。   The image input to the input layer of the first neural network corresponds to the first input image data. An image corresponding to the second input image data, which is an image reduced in the conv layer of the first neural network, is input to the input layer of the second neural network. In addition, an image further reduced in the second neural network is input to the third input layer. Since detailed information is convolved by the convolution process, the reduced image shows a global feature of the object drawn on the image. Note that the reduction shown as the conv layer may be performed by conv processing having a step number larger than 1, or pooling processing may be used.

また、図16の例においては、第Nのニューラルネットワークの最初のフィルタ処理において縮小された画像が第N+1のニューラルネットワークに入力されているが、画像の縮小を伴わない1又は複数のフィルタ処理を経たのちに、続くフィルタ処理において画像が縮小されて第N+1のニューラルネットワークに入力されてもよい。   In the example of FIG. 16, the image reduced in the first filter processing of the Nth neural network is input to the (N + 1) th neural network, but one or more filter processing without image reduction is performed. After that, the image may be reduced and input to the (N + 1) th neural network in subsequent filter processing.

続いて、各ニューラルネットワークが有するconcat層等における処理について具体例により説明する。第3のニューラルネットワークが処理対象とする画像は、最終的にDeconvolution処理(図中deconv層)によって拡大されたのちに、第2のニューラルネットワークのconcat層に入力される。そして当該画像は、第2のニューラルネットワークの前の層から入力された画像と、上記concat層において結合される。ここで、結合される各画像のサイズは等しい。即ち、第3のニューラルネットワークのdeconv層においては、処理対象とする画像を、上記各画像のサイズが等しくなるように拡大する。つまり、conv層での縮小率の逆数を使用する。なお、縮小及び拡大は、Convolution処理、Deconvolution処理に限定されず、bilinier補間やnearest neighbour補間などを用いても良い。   Subsequently, processing in a concat layer or the like included in each neural network will be described with a specific example. The image to be processed by the third neural network is finally enlarged by the deconvolution process (deconv layer in the figure) and then input to the concat layer of the second neural network. The image is combined with the image input from the previous layer of the second neural network in the concat layer. Here, the size of each image to be combined is equal. That is, in the deconv layer of the third neural network, the image to be processed is enlarged so that the sizes of the images are equal. That is, the inverse of the reduction rate in the conv layer is used. Note that the reduction and enlargement are not limited to the convolution process and the deconvolution process, and billinier interpolation, nearest neighbor interpolation, or the like may be used.

一般化すると、第N+1のニューラルネットワークの処理対象となっている画像は、第Nのニューラルネットワークに入力される前に、deconv層によって、結合される画像のサイズが等しくなるように拡大される、と言える。ただし、各ニューラルネットワークにおいて、deconv層又はconcat層の後にconv層が設けられていてもよい。   When generalized, the image to be processed by the (N + 1) th neural network is enlarged by the deconv layer so that the sizes of the combined images are equal before being input to the Nth neural network. It can be said. However, in each neural network, a conv layer may be provided after the deconv layer or the concat layer.

そして、add層53は、第1のニューラルネットワークにおける処理前と処理後との第1の入力画像データそれぞれを画素毎に加算し、CNNフィルタ34の出力とする。   Then, the add layer 53 adds the first input image data before and after the processing in the first neural network for each pixel and outputs the result as the output of the CNN filter 34.

このように、本例に係る画像フィルタ装置32においては、第1の入力画像データが入力される第1のニューラルネットワークと、上記第1のニューラルネットワークの少なくとも一部と並列に構成され、上記第1の入力画像データを縮小して得られる第2の入力画像が入力される第2のニューラルネットワークとを備え、上記第2のニューラルネットワークの出力データは、上記第1のニューラルネットワークの何れかの層に入力される。   As described above, the image filter device 32 according to this example is configured in parallel with the first neural network to which the first input image data is input and at least a part of the first neural network. A second neural network to which a second input image obtained by reducing one input image data is input, and output data of the second neural network is any one of the first neural networks Entered into the layer.

上記の構成によれば、大域的特徴と局所的特徴との双方を用いたフィルタ処理をニューラルネットワークを利用して行う画像フィルタ装置32を実現できる。   According to said structure, the image filter apparatus 32 which performs the filter process using both a global feature and a local feature using a neural network is realizable.

(ニューラルネットワークの構成例2)
色空間が4:2:0である場合、輝度と色差の粒度(サイズ、解像度)が異なる。そのため、解像度を合わせるためのなんらかの変換処理が必要である。本例においては、色差を画素値とする色差画像を対象とするニューラルネットワークにおいて、縮小された解像度で輝度画像の中間データ(特徴マップ)と色差の中間データ(特徴マップ)を結合する構成について説明する。なお、既に説明した事項については重複する説明を繰り返さない。
(Neural network configuration example 2)
When the color space is 4: 2: 0, the granularity (size, resolution) of luminance and color difference is different. Therefore, some conversion process is required to match the resolution. In this example, a configuration in which intermediate data (feature map) of luminance image and intermediate data (feature map) of color difference are combined at a reduced resolution in a neural network that targets color difference images having color differences as pixel values will be described. To do. In addition, the overlapping description is not repeated about the already demonstrated matter.

本例に係るCNNフィルタ34においては、輝度画像を対象とするニューラルネットワークとは別に、色差画像を対象とするニューラルネットワークが設けられている。図17は、本例に係るCNNフィルタ34の構成の一部を示す概略図である。色差画像のニューラルネットワークは、色差CbとCr(不図示)とのそれぞれについて設けられているが、以下、前者を例に挙げて説明する。なお、上記の記載は、色差Cbを示す画像を対象とするニューラルネットワークと、色差Crを示す画像を対象とするニューラルネットワークとの必ずしも双方が、本例にて説明する構成であることを要することを意味しない。   In the CNN filter 34 according to this example, a neural network for a color difference image is provided separately from a neural network for a luminance image. FIG. 17 is a schematic diagram showing a part of the configuration of the CNN filter 34 according to the present example. The neural network of the color difference image is provided for each of the color differences Cb and Cr (not shown). Hereinafter, the former will be described as an example. Note that the above description requires that both the neural network targeting the image showing the color difference Cb and the neural network targeting the image showing the color difference Cr have the configuration described in this example. Does not mean.

最下段の色差画像を対象とするニューラルネットワークにおいては、まずconcat層において、色差画像と上述した第2の入力画像データとが結合される。ここで、結合される各画像のサイズは等しい。即ち、輝度画像を対象とする第1のニューラルネットワークのconv層においては、処理対象とする画像を、上記色差画像のサイズと等しくなるように縮小する。本例においては、色差画像の解像度は水平・垂直方向とも輝度画像の1/2と仮定し、上記conv層においては当該画像を水平・垂直方向とも1/2の大きさに縮小される。   In the neural network for the lowermost color difference image, first, the color difference image and the above-described second input image data are combined in the concat layer. Here, the size of each image to be combined is equal. In other words, in the conv layer of the first neural network for the luminance image, the image to be processed is reduced so as to be equal to the size of the color difference image. In this example, the resolution of the color difference image is assumed to be 1/2 of the luminance image in both the horizontal and vertical directions, and the image is reduced to 1/2 the size in the horizontal and vertical directions in the conv layer.

なお、図17に例示する色差を対象とするニューラルネットワークにおいては、最初に各画像の結合処理がなされているが、結合処理を伴わない1又は複数のフィルタ処理を経たのちに、concat層において結合処理がなされる構成でもよい。   Note that in the neural network for color differences illustrated in FIG. 17, each image is first combined. After one or a plurality of filter processes without the combination processing, the image is combined in the concat layer. A configuration in which processing is performed may be used.

図18は、上記構成を示す概略図である。また、図18は、上述した第3のニューラルネットワークの処理対象である画像がdeconv層において好適なサイズに拡大され、色差画像を対象とするニューラルネットワークに入力されることを例示している。   FIG. 18 is a schematic diagram showing the above configuration. FIG. 18 illustrates that the image that is the processing target of the third neural network described above is enlarged to a suitable size in the deconv layer and is input to the neural network that targets the color difference image.

また、CNNフィルタ34は、輝度画像を対象とするニューラルネットワークと同様に、並列に構成された複数の色差画像を対象とするニューラルネットワークを有していてもよい。   Further, the CNN filter 34 may include a neural network that targets a plurality of color difference images that are configured in parallel, similarly to the neural network that targets a luminance image.

本例の構成によれば、輝度画像の大域的特徴を示す特徴マップを参照することでニューラルネットワークを利用する色差画像のフィルタ処理の効果を向上させることができる。   According to the configuration of this example, it is possible to improve the effect of the color difference image filtering process using the neural network by referring to the feature map indicating the global feature of the luminance image.

(ニューラルネットワークの構成例3)
符号化パラメータは通常4×4単位で導出・処理され、画素単位で処理される輝度画像とは粒度(サイズ、解像度)が異なる。そのため、解像度を合わせるためのなんらかの変換処理が必要である。本例においては、ニューラルネットワーク上の縮小された解像度において、入力画像(例えば輝度画像)と符号化パラメータを画素値とする画像とを結合する構成について説明する。なお、既に説明した事項については重複する説明を繰り返さない。
(Neural network configuration example 3)
The encoding parameter is usually derived and processed in units of 4 × 4, and has a different granularity (size, resolution) from the luminance image processed in units of pixels. Therefore, some conversion process is required to match the resolution. In this example, a configuration for combining an input image (for example, a luminance image) and an image having a coding parameter as a pixel value at a reduced resolution on a neural network will be described. In addition, the overlapping description is not repeated about the already demonstrated matter.

本構成は、ニューラルネットワークにより輝度画像を例えば1/4に縮小し、輝度画像と符号化データを同じ解像度に合わせた上で結合することに特徴がある。縮小された解像度での結合処理は、解像度が小さい分だけ処理量が小さいことと、大域の情報を扱うことができるという効果がある。さらに、符号化データとの結合後に再度、入力画像の解像度に拡大することで、出力画像を得るが、このときに、入力画像と同じ等倍の解像度で処理した画像である中間データと、先の縮小した解像度で処理してから拡大した画像である中間データを結合して処理する点も特徴である。   This configuration is characterized in that a luminance image is reduced to, for example, ¼ by a neural network, and the luminance image and encoded data are combined after matching the same resolution. The combined processing at the reduced resolution has an effect that the processing amount is small as much as the resolution is small and that global information can be handled. Further, after combining with the encoded data, the output image is obtained by enlarging again to the resolution of the input image. At this time, intermediate data that is an image processed at the same resolution as the input image, Another feature is that intermediate data, which is an enlarged image after processing at a reduced resolution, is processed.

図19は、本例に係るCNNフィルタ34の構成の一部を示す概略図である。図19は、上述した、輝度画像を処理対象とする第3のニューラルネットワークのconcat層において、縮小された輝度画像と符号化パラメータを画素値とする画像とが結合されることを例示している。   FIG. 19 is a schematic diagram showing a part of the configuration of the CNN filter 34 according to the present example. FIG. 19 illustrates that the reduced luminance image and the image having the encoding parameter as the pixel value are combined in the concat layer of the third neural network that processes the luminance image as described above. .

図19の具体例では、符号化パラメータからなる画像(画像73)の解像度は、第1の入力画像データである画像71の解像度よりも小さく、ここでは水平・垂直方向とも1/4の例を示す。画像71は、縮小処理により、符号化パラメータからなる画像(画像73)と解像度を合わせたうえで画像73と結合する。ここでは、解像度が1/2になる、conv層での処理を2回施されたうえで、フィルタ処理が適宜施された画像73と結合する。   In the specific example of FIG. 19, the resolution of the image (image 73) made up of the encoding parameters is smaller than the resolution of the image 71, which is the first input image data. Show. The image 71 is combined with the image 73 after the resolution is matched with the image (image 73) made up of the encoding parameters by reduction processing. Here, after the processing in the conv layer is performed twice, the resolution is halved, and then combined with the image 73 appropriately subjected to the filter processing.

また、図19の具体例では、縮小された解像度において符号化パラメータからなる画像と結合された中間データを例えば4倍に拡大し、縮小されない解像度においてニューラルネットワークで処理された中間データと結合する。この結合された中間データをさらにニューラルネットワークで処理して出力画像を得る。図19の具体例では、縮小された解像度において符号化パラメータからなる画像と結合された中間データを例えば2倍ずつに拡大することで、1/4解像度での処理と1/2解像度での処理、1:1解像度での処理を含む。   Further, in the specific example of FIG. 19, the intermediate data combined with the image composed of the encoding parameters at the reduced resolution is enlarged by, for example, four times, and combined with the intermediate data processed by the neural network at the resolution not reduced. The combined intermediate data is further processed by a neural network to obtain an output image. In the specific example of FIG. 19, the intermediate data combined with the image composed of the encoding parameters at the reduced resolution is enlarged by, for example, twice, so that the processing at 1/4 resolution and the processing at 1/2 resolution are performed. Includes processing at 1: 1 resolution.

また、符号化パラメータを画素値とする画像がdeconv層において好適な大きさに拡大されて、例えば第2のニューラルネットワークの何れかの層において輝度画像と結合される構成でもよい。   In addition, an image in which the encoding parameter is a pixel value may be enlarged to a suitable size in the deconv layer, and may be combined with the luminance image in any layer of the second neural network, for example.

また、ニューラルネットワークにおいて、符号化パラメータを画素値とする画像が結合される対象は、輝度画像に限定されず、例えば色差画像と結合されてもよい。色差画像の場合には、通例では、縮小は1/2、拡大は2倍でよい。   In addition, in the neural network, an object to which an image having an encoding parameter as a pixel value is combined is not limited to a luminance image, and may be combined with, for example, a color difference image. In the case of a color-difference image, the reduction may typically be ½ and the enlargement may be double.

本例の構成によれば、縮小された解像度において、符号化パラメータの画像を扱うため、等倍の解像度で全て処理を行う場合よりも、処理量を削減できる。また、大域の情報を用いることができるため、処理性能を向上させる効果がある。   According to the configuration of this example, since the image of the encoding parameter is handled at the reduced resolution, the processing amount can be reduced as compared with the case where all the processes are performed at the same resolution. In addition, since global information can be used, there is an effect of improving processing performance.

(ニューラルネットワークの構成例4)
本例においては、ニューラルネットワーク上において、入力画像(例えば輝度画像)と複数の符号化パラメータを画素値とする画像とを結合する構成について説明する。
(Neural network configuration example 4)
In this example, a configuration for combining an input image (for example, a luminance image) and an image having a plurality of encoding parameters as pixel values on a neural network will be described.

図20は、本例に係るCNNフィルタ34の構成の一部を示す概略図である。以下、輝度画像を対象とする最上段のニューラルネットワークを第1のニューラルネットワーク、2段目、3段目の符号化パラメータを画素値とする画像を対象とするニューラルネットワークを、それぞれ第2のニューラルネットワーク、第3のニューラルネットワークとして説明する。   FIG. 20 is a schematic diagram illustrating a part of the configuration of the CNN filter 34 according to the present example. In the following, the uppermost neural network for the luminance image is designated as the first neural network, and the neural network for the image having the second and third coding parameters as pixel values is designated as the second neural network. The network will be described as a third neural network.

ただし、CNNフィルタ34は、ニューラルネットワークの構成例3等において上述した構成と同様に、輝度画像又は色差画像を対象とするニューラルネットワークであって、並列に構成された複数のニューラルネットワークを有する場合においても、本例は当該ニューラルネットワークに対して適用可能である。   However, the CNN filter 34 is a neural network for luminance images or color difference images as in the configuration described above in the configuration example 3 of the neural network, and has a plurality of neural networks configured in parallel. However, this example is applicable to the neural network.

図20に示す例においては、第2のニューラルネットワークの入力層には、第1の符号化パラメータを画素値とする、第2の入力画像データに相当する画像が入力され、第3のニューラルネットワークの入力層には、第2の符号化パラメータを画素値とする、第3の入力画像データに相当する画像が入力される。   In the example shown in FIG. 20, an image corresponding to the second input image data having the first encoding parameter as a pixel value is input to the input layer of the second neural network, and the third neural network. An image corresponding to the third input image data having the second encoding parameter as a pixel value is input to the input layer.

そして、各画像は、1又は複数のフィルタ処理を適宜施されたうえで、第2又は第3のニューラルネットワークのconcat層において結合処理が施される。結合された画像は、deconv層において好適なサイズに拡大されて第1のニューラルネットワークのconcat層に入力される。   Each image is appropriately subjected to one or a plurality of filter processes, and then subjected to a combination process in the concat layer of the second or third neural network. The combined image is enlarged to a suitable size in the deconv layer and input to the concat layer of the first neural network.

なお、各画像は、結合前に必ずしもフィルタ処理が施されることを要しない。また、結合された画像は、Deconvolution処理が施される前又は後に1又は複数のフィルタ処理が別途施されてもよい。また、符号化パラメータを画素値とする各画像は、第1のニューラルネットワークに入力される前に必ずしも結合されることを要しない。各画像が別々に第1のニューラルネットワークのconcat層に入力され、各画像がまとめて結合される構成でもよい。   Each image does not necessarily need to be filtered before combining. In addition, the combined image may be separately subjected to one or a plurality of filter processes before or after the Deconvolution process is performed. In addition, the images having the encoding parameter as the pixel value do not necessarily need to be combined before being input to the first neural network. Each image may be input separately to the concat layer of the first neural network, and the images may be combined together.

このように、本例に係る画像フィルタ装置32においては、第1の入力画像データが入力される第1のニューラルネットワークと、第1の符号化パラメータを画素値とする第2の入力画像データが入力される第2のニューラルネットワークと、第2の符号化パラメータを画素値とする第3の入力画像データが入力される第3のニューラルネットワークと、を備え、上記第2のニューラルネットワークの出力データと上記第3のニューラルネットワークの出力データとがコンカテネート、つまり結合されたうえで、上記第1のニューラルネットワークの何れかの層に入力される。   As described above, in the image filter device 32 according to this example, the first neural network to which the first input image data is input and the second input image data having the first encoding parameter as the pixel value are included. A second neural network to be inputted; and a third neural network to which third input image data having a second encoding parameter as a pixel value is inputted, and output data of the second neural network. And the output data of the third neural network are concatenated, that is, combined, and input to any layer of the first neural network.

上記の構成によれば、複数の符号化パラメータを用いて画像のフィルタ処理をニューラルネットワークを利用して行うことができる。   According to the above configuration, it is possible to perform image filtering using a neural network using a plurality of encoding parameters.

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。   Moreover, you may implement | achieve part or all of the image coding apparatus 11 in the embodiment mentioned above, and the image decoding apparatus 31 as integrated circuits, such as LSI (Large Scale Integration). Each functional block of the image encoding device 11 and the image decoding device 31 may be individually made into a processor, or a part or all of them may be integrated into a processor. Further, the method of circuit integration is not limited to LSI, and may be realized by a dedicated circuit or a general-purpose processor. Further, in the case where an integrated circuit technology that replaces LSI appears due to progress in semiconductor technology, an integrated circuit based on the technology may be used.

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。   As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to

〔応用例〕
上述した画像符号化装置11及び画像復号装置31は、動画像の送信、受信、記録、再生を行う各種装置に搭載して利用することができる。なお、動画像は、カメラ等により撮像された自然動画像であってもよいし、コンピュータ等により生成された人工動画像(CGおよびGUIを含む)であってもよい。
[Application example]
The image encoding device 11 and the image decoding device 31 described above can be used by being mounted on various devices that perform transmission, reception, recording, and reproduction of moving images. The moving image may be a natural moving image captured by a camera or the like, or an artificial moving image (including CG and GUI) generated by a computer or the like.

まず、上述した画像符号化装置11及び画像復号装置31を、動画像の送信及び受信に利用できることを、図21を参照して説明する。   First, it will be described with reference to FIG. 21 that the image encoding device 11 and the image decoding device 31 described above can be used for transmission and reception of moving images.

図21の(a)は、画像符号化装置11を搭載した送信装置PROD_Aの構成を示したブロック図である。図21の(a)に示すように、送信装置PROD_Aは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_A1と、符号化部PROD_A1が得た符号化データで搬送波を変調することによって変調信号を得る変調部PROD_A2と、変調部PROD_A2が得た変調信号を送信する送信部PROD_A3と、を備えている。上述した画像符号化装置11は、この符号化部PROD_A1として利用される。   FIG. 21A is a block diagram illustrating a configuration of a transmission device PROD_A in which the image encoding device 11 is mounted. As illustrated in FIG. 21A, the transmission apparatus PROD_A modulates a carrier wave with an encoding unit PROD_A1 that obtains encoded data by encoding a moving image, and the encoded data obtained by the encoding unit PROD_A1. Thus, a modulation unit PROD_A2 that obtains a modulation signal and a transmission unit PROD_A3 that transmits the modulation signal obtained by the modulation unit PROD_A2 are provided. The above-described image encoding device 11 is used as the encoding unit PROD_A1.

送信装置PROD_Aは、符号化部PROD_A1に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像するカメラPROD_A4、動画像を記録した記録媒体PROD_A5、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_A6、及び、画像を生成または加工する画像処理部A7を更に備えていてもよい。図21の(a)においては、これら全てを送信装置PROD_Aが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。   Transmission device PROD_A, as a source of moving images to be input to the encoding unit PROD_A1, a camera PROD_A4 that captures moving images, a recording medium PROD_A5 that records moving images, an input terminal PROD_A6 for inputting moving images from the outside, and An image processing unit A7 that generates or processes an image may be further provided. FIG. 21A illustrates a configuration in which the transmission apparatus PROD_A includes all of these, but a part of the configuration may be omitted.

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

図21の(b)は、画像復号装置31を搭載した受信装置PROD_Bの構成を示したブロック図である。図21の(b)に示すように、受信装置PROD_Bは、変調信号を受信する受信部PROD_B1と、受信部PROD_B1が受信した変調信号を復調することによって符号化データを得る復調部PROD_B2と、復調部PROD_B2が得た符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_B3と、を備えている。上述した画像復号装置31は、この復号部PROD_B3として利用される。   FIG. 21B is a block diagram illustrating a configuration of a receiving device PROD_B in which the image decoding device 31 is mounted. As illustrated in FIG. 21B, the reception device PROD_B includes a reception unit PROD_B1 that receives a modulation signal, a demodulation unit PROD_B2 that obtains encoded data by demodulating the modulation signal received by the reception unit PROD_B1, A decoding unit PROD_B3 that obtains a moving image by decoding the encoded data obtained by the unit PROD_B2. The above-described image decoding device 31 is used as the decoding unit PROD_B3.

受信装置PROD_Bは、復号部PROD_B3が出力する動画像の供給先として、動画像を表示するディスプレイPROD_B4、動画像を記録するための記録媒体PROD_B5、及び、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_B6を更に備えていてもよい。図21の(b)においては、これら全てを受信装置PROD_Bが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。   The receiving device PROD_B is a display destination PROD_B4 for displaying a moving image, a recording medium PROD_B5 for recording a moving image, and an output terminal for outputting the moving image to the outside as a supply destination of the moving image output by the decoding unit PROD_B3 PROD_B6 may be further provided. FIG. 21B illustrates a configuration in which all of these are provided in the receiving device PROD_B, but some of them may be omitted.

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

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

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

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

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

次に、上述した画像符号化装置11及び画像復号装置31を、動画像の記録及び再生に利用できることを、図22を参照して説明する。   Next, the fact that the above-described image encoding device 11 and image decoding device 31 can be used for recording and reproduction of moving images will be described with reference to FIG.

図22の(a)は、上述した画像符号化装置11を搭載した記録装置PROD_Cの構成を示したブロック図である。図22の(a)に示すように、記録装置PROD_Cは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_C1と、符号化部PROD_C1が得た符号化データを記録媒体PROD_Mに書き込む書込部PROD_C2と、を備えている。上述した画像符号化装置11は、この符号化部PROD_C1として利用される。   FIG. 22A is a block diagram illustrating a configuration of a recording apparatus PROD_C in which the above-described image encoding device 11 is mounted. As shown in FIG. 22A, the recording apparatus PROD_C includes an encoding unit PROD_C1 that obtains encoded data by encoding a moving image, and the encoded data obtained by the encoding unit PROD_C1 on the recording medium PROD_M. A writing unit PROD_C2 for writing. The above-described image encoding device 11 is used as the encoding unit PROD_C1.

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

また、記録装置PROD_Cは、符号化部PROD_C1に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像するカメラPROD_C3、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_C4、動画像を受信するための受信部PROD_C5、及び、画像を生成または加工する画像処理部PROD_C6を更に備えていてもよい。図22の(a)においては、これら全てを記録装置PROD_Cが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。   In addition, the recording device PROD_C is a camera PROD_C3 that captures moving images as a source of moving images to be input to the encoding unit PROD_C1, an input terminal PROD_C4 for inputting moving images from the outside, and a reception for receiving moving images A unit PROD_C5 and an image processing unit PROD_C6 for generating or processing an image may be further provided. FIG. 22A illustrates a configuration in which the recording apparatus PROD_C includes all of these, but some of them may be omitted.

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

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

図22の(b)は、上述した画像復号装置31を搭載した再生装置PROD_Dの構成を示したブロックである。図22の(b)に示すように、再生装置PROD_Dは、記録媒体PROD_Mに書き込まれた符号化データを読み出す読出部PROD_D1と、読出部PROD_D1が読み出した符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_D2と、を備えている。上述した画像復号装置31は、この復号部PROD_D2として利用される。   FIG. 22B is a block showing a configuration of a playback device PROD_D in which the above-described image decoding device 31 is mounted. As shown in FIG. 22B, the playback device PROD_D reads a moving image by decoding a read unit PROD_D1 that reads encoded data written on the recording medium PROD_M and a read unit PROD_D1 that reads the encoded data. And a decoding unit PROD_D2 to obtain. The above-described image decoding device 31 is used as the decoding unit PROD_D2.

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

また、再生装置PROD_Dは、復号部PROD_D2が出力する動画像の供給先として、動画像を表示するディスプレイPROD_D3、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_D4、及び、動画像を送信する送信部PROD_D5を更に備えていてもよい。図22の(b)においては、これら全てを再生装置PROD_Dが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。   In addition, the playback device PROD_D has a display unit PROD_D3 that displays a moving image as a supply destination of the moving image output by the decoding unit PROD_D2, an output terminal PROD_D4 that outputs the moving image to the outside, and a transmission unit that transmits the moving image. PROD_D5 may be further provided. FIG. 22B illustrates a configuration in which the playback apparatus PROD_D includes all of these, but some of the configurations may be omitted.

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

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

(ハードウェア的実現およびソフトウェア的実現)
また、上述した画像復号装置31および画像符号化装置11の各ブロックは、集積回路(ICチップ)上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
(Hardware implementation and software implementation)
Each block of the image decoding device 31 and the image encoding device 11 described above may be realized in hardware by a logic circuit formed on an integrated circuit (IC chip), or may be a CPU (Central Processing Unit). You may implement | achieve by software using.

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

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

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

本発明の実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The embodiments of the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the claims. That is, embodiments obtained by combining technical means appropriately modified within the scope of the claims are also included in the technical scope of the present invention.

本発明の実施形態は、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。   Embodiments of the present invention can be preferably applied to an image decoding apparatus that decodes encoded data in which image data is encoded, and an image encoding apparatus that generates encoded data in which image data is encoded. it can. Further, the present invention can be suitably applied to the data structure of encoded data generated by an image encoding device and referenced by the image decoding device.

1 画像伝送システム
11 画像符号化装置
21 ネットワーク
31、31a 画像復号装置
32 画像フィルタ装置
33 デブロックフィルタ部
34 CNNフィルタ(ニューラルネットワーク部)
41 画像表示装置
56 デブロックフィルタ判定部
57 デブロックフィルタ処理部
58 垂直bS導出部
59 水平bS導出部
60 bS合成部
101、308 予測画像生成部
102 減算部
103 量子化部
104 エントロピー符号化部
105、311 逆変換部
106、312 加算部
107、305 ループフィルタ
108、307 予測パラメータメモリ
109、306 参照ピクチャメモリ
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
113 イントラ予測パラメータ符号化部
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
304 イントラ予測パラメータ復号部
309、1011 インター予測画像生成部
310 イントラ予測画像生成部
10111、3091 補償部
10112、3094 予測部
Te 符号化ストリーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image transmission system 11 Image coding apparatus 21 Network 31, 31a Image decoding apparatus 32 Image filter apparatus 33 Deblock filter part 34 CNN filter (neural network part)
41 image display device 56 deblock filter determination unit 57 deblock filter processing unit 58 vertical bS derivation unit 59 horizontal bS derivation unit 60 bS synthesis unit 101, 308 prediction image generation unit 102 subtraction unit 103 quantization unit 104 entropy encoding unit 105 311 Inverse transform unit 106, 312 Adder unit 107, 305 Loop filter 108, 307 Prediction parameter memory 109, 306 Reference picture memory 110 Encoding parameter determination unit 111 Prediction parameter encoding unit 112 Inter prediction parameter encoding unit 113 Intra prediction parameter Encoding unit 301 Entropy decoding unit 302 Prediction parameter decoding unit 303 Inter prediction parameter decoding unit 304 Intra prediction parameter decoding units 309 and 1011 Inter prediction image generation unit 310 Intra prediction image generation unit 10111, 3091 Compensator 10112, 3094 Predictor Te Code stream

Claims (7)

画像フィルタ装置において、
輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の入力画像データが少なくとも入力され、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の出力画像データを出力するニューラルネットワーク部と、
上記1又は複数の第1種の入力画像データが入力され、当該第1種の入力画像データが示す画像のブロック境界に対してデブロックフィルタ処理を施すことにより、デブロックフィルタ後の画像データを生成するデブロックフィルタ部と、
を備え、
上記ニューラルネットワーク部には、上記デブロックフィルタ後の画像データも入力される
ことを特徴とする画像フィルタ装置。
In the image filter device,
A neural network unit that receives at least one or a plurality of first type input image data having a luminance or color difference as a pixel value and outputs one or a plurality of first type output image data having a luminance or a color difference as a pixel value; ,
The one or more first-type input image data is input, and deblocking filter processing is performed on the block boundary of the image indicated by the first-type input image data. A deblocking filter unit to be generated;
With
An image filter device, wherein the neural network unit also receives image data after the deblocking filter.
上記ニューラルネットワーク部には、上記第1種の入力画像データと、上記デブロックフィルタ後の画像データとをインターリーブして得られる画像が入力される
ことを特徴とする請求項1に記載の画像フィルタ装置。
2. The image filter according to claim 1, wherein an image obtained by interleaving the first type of input image data and the image data after the deblocking filter is input to the neural network unit. apparatus.
上記ニューラルネットワーク部には、上記第1種の入力画像データと、上記デブロックフィルタ後の画像データとをコンカテネートして得られる画像が入力される
ことを特徴とする請求項1に記載の画像フィルタ装置。
2. The image filter according to claim 1, wherein an image obtained by concatenating the first type of input image data and the image data after the deblocking filter is input to the neural network unit. apparatus.
画像フィルタ装置において、
輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の入力画像データが少なくとも入力され、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の出力画像データを出力するニューラルネットワーク部と、
上記1又は複数の第1種の入力画像データが入力され、当該第1種の入力画像データが示す画像のブロック境界に対して作用すべきデブロックフィルタ処理の強度を画素値とするフィルタ強度画像を生成するフィルタ強度画像生成部と、
を備え、
上記ニューラルネットワーク部には、上記フィルタ強度画像生成部が生成したフィルタ強度画像も入力される
ことを特徴とする画像フィルタ装置。
In the image filter device,
A neural network unit that receives at least one or a plurality of first type input image data having a luminance or color difference as a pixel value and outputs one or a plurality of first type output image data having a luminance or a color difference as a pixel value; ,
A filter intensity image in which the intensity of deblocking filter processing to be applied to the block boundary of the image indicated by the first type of input image data is input as the pixel value. A filter strength image generation unit for generating
With
An image filter device, wherein the filter strength image generated by the filter strength image generation unit is also input to the neural network unit.
画像フィルタ装置において、
輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の入力画像データが少なくとも入力され、輝度又は色差を画素値とする1又は複数の第1種の出力画像データを出力するニューラルネットワーク部と、
上記1又は複数の第1種の入力画像データが入力され、
当該第1種の入力画像データが示す画像のブロック境界に対して作用すべきデブロックフィルタ処理の強度を画素値とするフィルタ強度画像と、
当該フィルタ強度画像を参照して当該第1種の入力画像データが示す画像のブロック境界に対してデブロックフィルタ処理を施すことにより、デブロックフィルタ後の画像データと
を生成するデブロックフィルタ部と、
を備え、
上記ニューラルネットワーク部には、上記フィルタ強度画像と上記デブロックフィルタ後の画像データとも入力される
ことを特徴とする画像フィルタ装置。
In the image filter device,
A neural network unit that receives at least one or a plurality of first type input image data having a luminance or color difference as a pixel value and outputs one or a plurality of first type output image data having a luminance or a color difference as a pixel value; ,
The one or more first type input image data is input,
A filter strength image whose pixel value is the strength of deblocking filter processing to be applied to the block boundary of the image indicated by the first type of input image data;
A deblocking filter unit that generates image data after the deblocking filter by performing deblocking filter processing on the block boundary of the image indicated by the first type of input image data with reference to the filter strength image; ,
With
The image filter device, wherein the neural network unit receives both the filter strength image and the image data after the deblocking filter.
画像フィルタ装置において、
第1の入力画像データが入力される第1のニューラルネットワークと、
上記第1のニューラルネットワークの少なくとも一部と並列に構成され、上記第1の入力画像データを縮小して得られる第2の入力画像データが入力される第2のニューラルネットワークとを備え、
上記第2のニューラルネットワークの出力データは、上記第1のニューラルネットワークの何れかの層に入力される
ことを特徴とする画像フィルタ装置。
In the image filter device,
A first neural network to which first input image data is input;
A second neural network configured in parallel with at least a part of the first neural network, into which second input image data obtained by reducing the first input image data is input,
The output data of the second neural network is input to any layer of the first neural network.
画像フィルタ装置において、
第1の入力画像データが入力される第1のニューラルネットワークと、
第1の符号化パラメータを画素値とする第2の入力画像データが入力される第2のニューラルネットワークと、
第2の符号化パラメータを画素値とする第3の入力画像データが入力される第3のニューラルネットワークと、
を備え、
上記第2のニューラルネットワークの出力データと上記第3のニューラルネットワークの出力データとがコンカテネートされたうえで、上記第1のニューラルネットワークの何れかの層に入力される
ことを特徴とする画像フィルタ装置。
In the image filter device,
A first neural network to which first input image data is input;
A second neural network to which second input image data having the first encoding parameter as a pixel value is input;
A third neural network to which third input image data having a second encoding parameter as a pixel value is input;
With
The output data of the second neural network and the output data of the third neural network are concatenated and then input to any layer of the first neural network. .
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