JP2023047920A - 画像復号装置、画像復号方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】ＧＰＭにおいてイントラ予測モードを追加する場合に、インター予測性能が改善させ、符号化性能を向上させること。【解決手段】本発明に係る画像復号装置２００は、ＧＰＭに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するインター予測部２４１と、ＧＰＭに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するイントラ予測部２４２と、ＧＰＭが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力する予測情報バッファ２４４とを備え、イントラ予測部２４２は、復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づいてイントラ予測モードを導出し、導出したイントラ予測モードを用いてイントラ予測画素を生成する。【選択図】図３

Description

本発明は、画像復号装置、画像復号方法及びプログラムに関する。

非特許文献１では、ＧＰＭ（Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｏｄｅ）が開示されている。

ＧＰＭは、矩形ブロックを斜めに２分割しそれぞれを動き補償する。具体的には、ＧＰＭにおいて、分割された２領域は、それぞれマージモードの動きベクトルにより動き補償され、重み付き平均により合成される。斜めの分割パターンとしては、角度と位置とによって６４パターンが用意されている。

ＩＴＵ-Ｔ Ｈ.２６６/ＶＶＣ ＪＶＥＴ-Ｕ０１００、「Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｍｅｔｈｏｄｓ ｂｅｙｏｎｄ ＶＶＣ」 ＪＶＥＴ-Ｗ００２４、「ＥＥ２：Ｓｕｍｍａｒｙ Ｒｅｐｏｒｔ ｏｎ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｂｅｙｏｎｄ ＶＶＣ ｃａｐａｂｉｌｉｔｙ」

しかしながら、非特許文献１で開示されているＧＰＭは、インター予測に限定されているため、符号化性能の改善余地があるという問題点があった。 そこで、本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ＧＰＭにおいてイントラ予測モードを追加する場合に、インター予測性能が改善させ、符号化性能を向上させることができる画像復号装置、画像復号方法及びプログラムを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備え、前記イントラ予測部は、前記復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づいてイントラ予測モードを導出し、導出した前記イントラ予測モードを用いてイントラ予測画素を生成するように構成されていることを要旨とする。

本発明の第２の特徴は、画像復号装置であって、幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備え、前記イントラ予測部は、前記復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づいて複数のイントラ予測モードを導出し、所定のインデックスを用いて、導出した前記複数のイントラ予測モードで構成されるイントラ予測モード候補リストの中から１つ又は複数のイントラ予測モードを選択して前記イントラ予測画素を生成するか否かについて制御するように構成されていることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、画像復号装置であって、幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備え、前記イントラ予測部は、前記幾何学分割モードの分割形状又は、前記復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づいて複数のイントラ予測モードを導出し、所定のインデックスを用いて、導出した前記複数のイントラ予測モードで構成されるイントラ予測モード候補リストの中から１つ又は複数のイントラ予測モードを選択して前記イントラ予測画素を生成するか否かについて制御し、前記複数のイントラ予測モードを導出する際に、前記幾何学分割モードの分割形状に対して平行方向のイントラ予測モードを前記イントラ予測モード候補リストの最初に登録するように構成されていることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、画像復号装置であって、復号対象スライス又は復号対象ブロックの制御データを復号するように構成されている復号部を備え、前記復号部は、前記復号対象スライス又は前記復号対象ブロックの制御データを復号することにより、前記復号対象ブロックがＩスライスに含まれており且つＤｕａｌ Ｔｒｅｅであると特定される場合は、前記復号対象ブロックの輝度成分に対して幾何学分割モードが適用されると判定されていても、前記復号対象ブロックの輝度成分に対応する色差成分ブロックに対する幾何学分割モードを適用不可と判定し、それ以外の場合は、前記色差成分ブロックに対する幾何学分割モードを適用不可と判定しないように構成されていることを要旨とする画像復号装置。

本発明の第５の特徴は、画像復号装置であって、前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックのイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備え、前記イントラ予測部は、前記復号対象ブロックがＤｕａｌ Ｔｒｅｅではなく且つ前記復号対象ブロックの輝度成分に対して幾何学分割モードが適用される場合において、前記復号対象ブロックの色差成分に対して幾何学分割モードを適用し、さらに、復号対象ブロックの色差成分に対応する輝度成分の幾何学分割モードによる各分割領域に対して使用されるイントラ予測モードを、前記色差成分の幾何学分割モードによって分割された各分割領域に対するイントラ予測モードとして導出するように構成されていることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、画像復号方法であって、幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成する工程Ａと、前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成する工程Ｂと、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力する工程Ｃと、を備え、前記工程Ａにおいて、前記復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素隣接参照ブロックに基づいてイントラ予測モードを導出し、導出した前記イントラ予測モードを用いてイントラ予測画素を生成することを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、コンピュータを、画像復号装置として機能させるプログラムであって、前記画像復号装置は、幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、 前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備え、前記イントラ予測部は、前記復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素隣接参照ブロックに基づいてイントラ予測モードを導出し、導出した前記イントラ予測モードを用いてイントラ予測画素を生成するように構成されていることを要旨とする。

本発明によれば、ＧＰＭにおいてイントラ予測モードを追加する場合に、インター予測性能が改善させ、符号化性能を向上させることができる画像復号装置、画像復号方法及びプログラムを提供することができる。

図１は、一実施形態に係る画像処理システム１の構成の一例を示す図である。 図２は、一実施形態に係る画像符号化装置１００の機能ブロックの一例を示す図である。 図３は、一実施形態に係る画像復号装置２００の機能ブロックの一例を示す図である。 図４は、非特許文献１に開示されている幾何学分割モードにより、矩形の復号対象ブロックが幾何学分割モードの分割線によって、幾何学形状の分割領域Ａと分割領域Ｂに２分割されるケースの一例を示す図である。 図５は、本実施形態に係るＧＰＭに対するイントラ予測モードの適用の一例を示す。 図６は、本実施形態に係るＧＰＭに対するイントラ予測モードの適用の一例を示す。 図７は、本実施形態に係るイントラ予測モード候補リストの一例を示す図である。 図８は、非特許文献２に係る通常イントラ予測に対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法、及び、かかる導出方法を応用した本実施形態に係る幾何学分割モードに対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法１の一例を示す図である。 図９は、非特許文献２で開示されているＧＰＭ向けのテンプレートマッチングという技術において、ＧＰＭの分割線に基づいて参照するテンプレート（隣接参照画素）のエリアを制限するためのテーブルを示す図である。 図１０は、非特許文献３に係る通常イントラ予測に対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法、及び、かかる導出方法を応用した本実施形態に係る幾何学分割モードに対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法２の一例を示す図である。 図１１は、非特許文献１及び非特許文献２に係る通常イントラ予測に対する隣接参照ブロックに基づくイントラ予測モードの導出方法、及び、かかる導出方法を応用した本実施形態に係る幾何学分割モードに対する隣接参照ブロックに基づくイントラ予測モードの導出方法の一例を示す図である。 図１２は、非特許文献１で開示されているマージ候補リストの構築方法を示す図である。 図１３は、非特許文献１及び本実施形態に係るＧＰＭの各分割領域Ａ/Ｂの予測画素に対する重み係数ｗの値の一例を示す図である。 図１４は、ＧＰＭの分割線の角度を規定するａｎｇｌｅＩｄｘの一例を示す図である。 図１５は、ｄｉｓＬｕｔの一例を示す図である。 図１６は、非特許文献１で開示されている被保存予測情報種別及び本実施形態に係る被保存予測情報種別が４×４画素サブブロックごとに特定される例を示す図である。 図１７は、ＧＰＭ適用ブロックを構成するサブブロックのｓＴｙｐｅの値に応じて保存される非特許文献１で開示されている動き情報及び本実施形態に係る予測情報の一覧を示す図である。 図１８は、図４のような異なる２つのインター予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。 図１９は、図５のようなイントラ予測とインター予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。 図２０は、図６のような異なる２つのイントラ予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。 図２１は、図７のような異なる２つのイントラ予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
以下、図１～図２１を参照して、本発明の第１実施形態に係る画像処理システム１０について説明する。図１は、本実施形態に係る画像処理システム１０について示す図である。

（画像処理システム１０）
図１に示すように、本実施形態に係る画像処理システム１０は、画像符号化装置１００及び画像復号装置２００を有する。

画像符号化装置１００は、入力画像信号（ピクチャ）を符号化することによって符号化データを生成するように構成されている。画像復号装置２００は、符号化データを復号することによって出力画像信号を生成するように構成されている。

ここで、かかる符号化データは、画像符号化装置１００から画像復号装置２００に対して伝送路を介して送信されてもよい。また、符号化データは、記憶媒体に格納された上で、画像符号化装置１００から画像復号装置２００に提供されてもよい。

（画像符号化装置１００）
以下、図２を参照して、本実施形態に係る画像符号化装置１００について説明する。図２は、本実施形態に係る画像符号化装置１００の機能ブロックの一例について示す図である。

図２に示すように、画像符号化装置１００は、インター予測部１１１と、イントラ予測部１１２と、合成部１１３と、予測情報バッファ１１４と、減算器１２１と、加算器１２２と、変換・量子化部１３１と、逆変換・逆量子化部１３２と、符号化部１４０と、インループフィルタ処理部１５０と、フレームバッファ１６０とを有する。

インター予測部１１１は、インター予測（フレーム間予測）によってインター予測信号を生成するように構成されている。

具体的には、インター予測部１１１は、符号化対象フレーム（対象フレーム）とフレームバッファ１６０に格納される参照フレームとの比較によって、参照フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに対する動きベクトル（ＭＶ：Ｍｏｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ）を決定するように構成されている。ここで、参照フレームは、対象フレームとは異なるフレームである。

また、インター予測部１１１は、参照ブロック及び動きベクトルに基づいて符号化対象ブロック（以下、対象ブロック）に含まれるインター予測信号を対象ブロック毎に生成するように構成されている。

また、インター予測部１１１は、インター予測信号を合成部１１３に出力するように構成されている。

また、インター予測部１１１は、図２には図示していないが、インター予測の制御に関する情報（具体的には、インター予測モードや動きベクトルや参照フレームリストや参照フレーム番号等の情報）を符号化部１４０に出力するように構成されている。

イントラ予測部１１２は、イントラ予測（フレーム内予測）によってイントラ予測信号を生成するように構成されている。

具体的には、イントラ予測部１１２は、対象フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに基づいてイントラ予測信号を対象ブロック毎に生成するように構成されている。ここで、参照ブロックは、対象ブロックについて参照されるブロックである。例えば、参照ブロックは、対象ブロックに隣接するブロックである。

また、イントラ予測部１１２は、イントラ予測信号を合成部１１３に出力するように構成されている。

また、イントラ予測部１１２は、図２には図示していないが、イントラ予測の制御に関する情報（具体的には、イントラ予測モード等の情報）を符号化部１４０に出力するように構成されている。

合成部１１３は、インター予測部１１１から入力されたインター予測信号又は/且つイントラ予測部１１２から入力されたイントラ予測信号を、予め設定された重み係数を用いて合成し、合成された予測信号（以下、まとめて予測信号と記載）を減算器１２１及び加算器１２２に出力するように構成されている。

予測情報バッファ１１４は、インター予測部１１１又はイントラ予測部１１２から入力される予測情報を保存する、或いは、保存された予測情報をインター予測部１１１又はイントラ予測部１１２又は合成部１１３又はインループフィルタ処理部１５０に出力するように構成されている。ここで、予測情報の詳細については後述する。

ここで、合成部１１３のインター予測信号又は/且つイントラ予測信号の合成処理に関しては、非特許文献１と同様の構成を本実施形態でも採ること可能であるため、説明は省略する。

減算器１２１は、入力画像信号から予測信号を減算し、予測残差信号を変換・量子化部１３１に出力するように構成されている。ここで、減算器１２１は、イントラ予測又はインター予測によって生成される予測信号と入力画像信号との差分である予測残差信号を生成するように構成されている。

加算器１２２は、逆変換・逆量子化部１３２から出力される予測残差信号に合成部１１３から出力される予測信号を加算してフィルタ処理前復号信号を生成し、かかるフィルタ処理前復号信号をイントラ予測部１１２及びインループフィルタ処理部１５０に出力するように構成されている。

ここで、フィルタ処理前復号信号は、イントラ予測部１１２で用いる参照ブロックを構成する。

変換・量子化部１３１は、予測残差信号の変換処理を行うとともに、係数レベル値を取得するように構成されている。さらに、変換・量子化部１３１は、係数レベル値の量子化を行うように構成されていてもよい。

ここで、変換処理は、予測残差信号を周波数成分信号に変換する処理である。かかる変換処理としては、離散コサイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、以下、ＤＣＴと記す）に対応する基底パタン（変換行列）が用いられてもよく、離散サイン変換（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、以下、ＤＳＴと記す）に対応する基底パタン（変換行列）が用いられてもよい。

また、変換処理としては、非特許文献１で開示されている複数の変換基底から予測残差信号の係数の偏りに適したものを水平・垂直方向毎に選択可能とするＭＴＳ（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ）や、１次変換後の変換係数をさらに低周波数領域に集中させることで符号化性能を改善するＬＦＮＳＴ（Ｌｏｗ Ｆｒｅｑｕｅｃｎｙ Ｎｏｎ-Ｓｅｐａｒａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が用いられてもよい。

逆変換・逆量子化部１３２は、変換・量子化部１３１から出力される係数レベル値の逆変換処理を行うように構成されている。ここで、逆変換・逆量子化部１３２は、逆変換処理に先立って、係数レベル値の逆量子化を行うように構成されていてもよい。

ここで、逆変換処理及び逆量子化は、変換・量子化部１３１で行われる変換処理及び量子化とは逆の手順で行われる。

符号化部１４０は、変換・量子化部１３１から出力された係数レベル値を符号化し、符号化データを出力するように構成されている。

ここで、例えば、符号化は、係数レベル値の発生確率に基づいて異なる長さの符号を割り当てるエントロピー符号化である。

また、符号化部１４０は、係数レベル値に加えて、復号処理で用いる制御データを符号化するように構成されている。

ここで、制御データは、符号化ブロックサイズ、予測ブロックサイズ、変換ブロックサイズ等のブロックサイズに関する情報（フラグやインデックス）を含んでもよい。

また、制御データは、後述する画像復号装置２００における逆変換・逆量子化部２２０の逆変換・逆量子化処理やインター予測部２４１のインター予測信号生成処理やイントラ予測部２４２のイントラ予測信号生成処理や合成部２４３のインター予測信号又は/且つイントラ予測信号の合成処理やインループフィルタ処理部２５０のフィルタ処理等の制御に必要な情報（フラグやインデックス）を含んでもよい。

なお、非特許文献１では、これらの制御データは、シンタックスと呼称され、その定義は、セマンティクスと呼称されている。

また、制御データは、後述するシーケンス・パラメータ・セット（ＳＰＳ：Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）やピクチャ・パラメータ・セット（ＰＰＳ：Ｐｉｃｕｔｒｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）やピクチャヘッダ（ＰＨ：Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｈｅａｄｅｒ）やスライスヘッダ（ＳＨ：Ｓｌｉｃｅ Ｈｅａｄｅｒ）等のヘッダ情報を含んでもよい。

インループフィルタ処理部１５０は、加算器１２２から出力されるフィルタ処理前復号信号に対してフィルタ処理を行うとともに、フィルタ処理後復号信号をフレームバッファ１６０に出力するように構成されている。

ここで、例えば、フィルタ処理は、ブロック（符号化ブロック、予測ブロック又は変換ブロック）の境界部分で生じる歪みを減少するデブロッキングフィルタ処理や画像符号化装置１００から伝送されるフィルタ係数やフィルタ選択情報、画像の絵柄の局所的な性質等に基づいてフィルタを切り替える適応ループフィルタ処理である。

フレームバッファ１６０は、インター予測部１１１で用いる参照フレームを蓄積するように構成されている。

ここで、フィルタ処理後復号信号は、インター予測部１１１で用いる参照フレームを構成する。

（画像復号装置２００）
以下、図３を参照して、本実施形態に係る画像復号装置２００について説明する。図３は、本実施形態に係る画像復号装置２００の機能ブロックの一例について示す図である。

図３に示すように、画像復号装置２００は、復号部２１０と、逆変換・逆量子化部２２０と、加算器２３０と、インター予測部２４１と、イントラ予測部２４２と、合成部２４３と、予測情報バッファ２２４と、インループフィルタ処理部２５０と、フレームバッファ２６０とを有する。

復号部２１０は、画像符号化装置１００によって生成される符号化データを復号し、係数レベル値を復号するように構成されている。

ここで、復号は、例えば、符号化部１４０で行われるエントロピー符号化とは逆の手順のエントロピー復号である。

また、復号部２１０は、符号化データの復号処理によって制御データを取得するように構成されていてもよい。

ここで、制御データは、上述した復号ブロック（上述の画像符号化装置１００における符号化対象ブロックと同義。以下、まとめて対象ブロックと記載）のブロックサイズに関する情報を含んでもよい。

また、制御データは、逆変換・逆量子化部２２０の逆変換・逆量子化処理やインター予測部２４１やイントラ予測部２４２の予測画素生成処理やインループフィルタ処理部２５０のフィルタ処理等の制御に必要な情報（フラグやインデックス）が含んでもよい。

また、制御データは、上述したシーケンス・パラメータ・セット（ＳＰＳ：Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）やピクチャ・パラメータ・セット（ＰＰＳ：Ｐｉｃｕｔｒｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）やピクチャヘッダ（ＰＨ：Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｈｅａｄｅｒ）やスライスヘッダ（ＳＨ：Ｓｌｉｃｅ Ｈｅａｄｅｒ）等のヘッダ情報を含んでもよい。

逆変換・逆量子化部２２０は、復号部２１０から出力される係数レベル値の逆変換処理を行うように構成されている。ここで、逆変換・逆量子化部２２０は、逆変換処理に先立って、係数レベル値の逆量子化を行うように構成されていてもよい。

ここで、逆変換処理及び逆量子化は、変換・量子化部１３１で行われる変換処理及び量子化とは逆の手順で行われる。

インター予測部２４１は、インター予測部１１１と同様に、インター予測（フレーム間予測）によってインター予測信号を生成するように構成されている。

具体的には、インター予測部２４１は、符号化データから復号した動きベクトル及び参照フレームに含まれる参照信号に基づいてインター予測信号を生成するように構成されている。インター予測部２４１は、インター予測信号を合成部２４３に出力するように構成されている。

イントラ予測部２４２は、イントラ予測部１１２と同様に、イントラ予測（フレーム内予測）によってイントラ予測信号を生成するように構成されている。

具体的には、イントラ予測部２４２は、対象フレームに含まれる参照ブロックを特定し、特定された参照ブロックに基づいてイントラ予測信号を予測ブロック毎に生成するように構成されている。イントラ予測部２４２は、イントラ予測信号を合成部２４３に出力するように構成されている。

合成部２４３は、合成部１１３と同様に、インター予測部２４１から入力されたインター予測信号又は/且つイントラ予測部２４２から入力されたイントラ予測信号を、予め設定された重み係数を用いて合成し、合成された予測信号（以下、まとめて予測信号と記載）を加算器２３０に出力するように構成されている。

予測情報バッファ２４４は、予測情報バッファ１１４と同様に、インター予測部２２１又はイントラ予測部２２２から入力される予測情報を保存する、或いは、保存された予測情報をインター予測部２４１又はイントラ予測部２４２又は合成部２４３又はインループフィルタ処理部２５０に出力するように構成されている。ここで、予測情報の詳細については後述する。

加算器２３０は、逆変換・逆量子化部２２０から出力される予測残差信号に合成部２４３から出力される予測信号を加算してフィルタ処理前復号信号を生成し、かかるフィルタ処理前復号信号をインループフィルタ処理部２５０に出力するように構成されている。

ここで、フィルタ処理前復号信号は、イントラ予測部２４２で用いる参照ブロックを構成する。

インループフィルタ処理部２５０は、インループフィルタ処理部１５０と同様に、加算器２３０から出力されるフィルタ処理前復号信号に対してフィルタ処理を行うとともに、フィルタ処理後復号信号をフレームバッファ２６０に出力するように構成されている。

ここで、例えば、フィルタ処理は、ブロック（符号化ブロック、予測ブロック、変換ブロック或いはそれらを分割したサブブロック）の境界部分で生じる歪みを減少するデブロッキングフィルタ処理や、画像符号化装置１００から伝送されるフィルタ係数やフィルタ選択情報や画像の絵柄の局所的な性質等に基づいてフィルタを切り替える適応ループフィルタ処理である。

フレームバッファ２６０は、フレームバッファ１６０と同様に、インター予測部２４１で用いる参照フレームを蓄積するように構成されている。

ここで、フィルタ処理後復号信号は、インター予測部２４１で用いる参照フレームを構成する。

（幾何学分割モード）
以下、図４を用いて、復号部２１０とインター予測部２４１とイントラ予測部２４２に係る非特許文献１で開示されている幾何学分割モード（ＧＰＭ：Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｏｄｅ）について説明する。

図４は、非特許文献１に開示されている幾何学分割モードにより、矩形の復号対象ブロックが幾何学分割モードの分割線Ｌによって、幾何学形状の分割領域Ａと分割領域Ｂに２分割されるケースの一例を示す。

ここで、非特許文献１で開示されている幾何学分割モードの分割線Ｌは、角度と位置とによって６４パターンが用意されている。

また、非特許文献１に係るＧＰＭは、分割領域Ａ及び分割領域Ｂのそれぞれに対して、インター予測を適用し、インター予測（動き補償）画素を生成する。

具体的には、かかるＧＰＭでは、非特許文献1で開示されているマージ候補リストを構築し、かかるマージ候補リスト及び画像符号化装置１００から伝送される各分割領域Ａ/Ｂに対する２つのマージインデックス（ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０、ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１）に基づいて、各分割領域Ａ/Ｂの動きベクトル（ｍｖＡ、ｍｖＢ）及び参照フレームを導出して、参照ブロック、すなわち、インター予測（又は、動き補償）ブロックを生成し、最終的に各分割領域Ａ/Ｂのインター予測画素が、予め設定された重みによって加重平均されて合成される。

（ＧＰＭへのイントラ予測の適用）
以下、図５及び図６を用いて、復号部２１０とインター予測部２４１とイントラ予測部２４２に係る非特許文献１で開示されている幾何学分割モード（ＧＰＭ：Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｍｏｄｅ）及び本実施形態に係る第１の幾何学分割モード（ＧＰＭ）へのイントラ予測モードへの適用について説明する。

図５及び図６は、本実施形態に係るＧＰＭに対するイントラ予測モードの適用の一例を示す。

具体的に、図５は、各分割領域Ａ/Ｂに対してイントラ予測（ｍｏｄｅＸ）及びインター予測が適用される場合の本実施形態に係るＧＰＭの構成例を示す。図６は、各分割領域にＡ/Ｂ対して、異なる２つのイントラ予測（ｍｏｄｅＸ、ｍｏｄｅＹ）が適用される場合の本実施形態に係るＧＰＭの構成例を示す。

ここで、本実施形態に係る第１のＧＰＭでは、各分割領域Ａ/Ｂに対しては、インター予測或いはイントラ予測モードのいずれも適用することができる。さらに、イントラ予測で適用するイントラ予測モードの種別は、対象ブロックに適用されるＧＰＭの分割形状（分割線）に基づいて限定する。すなわち、対象ブロックに適用されるＧＰＭの分割形状（分割線）に基づいて適用可能なイントラ予測モードが導出される。

また、本実施形態に係る第２のＧＰＭでは、復号対象ブロックにおけるイントラ予測モードを追加適用したＧＰＭの適用の可不可及びＧＰＭ適用時の各分割領域Ａ/Ｂにおける予測モード種別の特定方法に関して規定している。

これにより、イントラ予測モードを追加適用したＧＰＭが適切に復号対象ブロックに適用されると共に、最適な予測モードが特定されることで、結果として符号化性能のさらなる改善余地を実現することができる。

なお、以降では、図４に示すような異なる２つのインター予測で構成されるＧＰＭ、図５に示すようなイントラ予測及びインター予測で構成されるＧＰＭ、図６に示すような２つのイントラ予測で構成されるＧＰＭを、それぞれ、Ｉｎｔｅｒ/Ｉｎｔｅｒ-ＧＰＭ、とＩｎｔｒａ/Ｉｎｔｅｒ-ＧＰＭ、Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭ呼称する。

さらに、本実施形態では、ＧＰＭに追加適用されるイントラ予測に対して、上述の復号対象ブロックに適用されるＧＰＭの分割形状（分割線）に基づくイントラ予測モードの導出方法に加えて、復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づくイントラ予測モードの導出方法に関して規定している。

ここで、復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックは、復号対象ブロックに隣接し且つ復号対象ブロックの復号処理の開始時点で復号処理が完了している参照画素又は参照ブロックのことである。

ＧＰＭのイントラ予測に適用するイントラ予測モードが隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づいて導出できることにより、ＧＰＭにおけるイントラ予測性能が向上し、結果として符号化性能のさらなる改善余地を実現することができる。

［イントラ予測部２４２におけるイントラ予測モード導出方法及び選択方法］
以降では、イントラ予測部２４２における本実施形態で提案するＧＰＭへのイントラ予測の適用パターンのうち、Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｅｒ-ＧＰＭ及びＩｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭに対するイントラ予測モードの導出方法及び選択方法について説明する。

（イントラ予測モード候補リスト）
以下、図７を用いて、本実施形態に係るイントラ予測部２４２におけるＧＰＭ向けのイントラ予測モード候補リスト（以降、イントラ予測モード候補リスト）の構築方法について説明する。図７は、本実施形態に係るイントラ予測モード候補リストの一例を示す図である。

本実施形態では、かかるイントラ予測モード候補リストのリストサイズは、固定値でもよい。例えば、リストサイズは、「３」、「４」及び「５」や非特許文献１で開示されているＧＰＭが非適用のイントラ予測ブロック向けのイントラ予測モード候補リストの最大サイズである「６」や非特許文献３で開示されいているＧＰＭが非適用のイントラ予測ブロック向けのイントラ予測モード候補リストの最大サイズである「２２」であってもよい。或いは、リストサイズは、「７」から「２１」の間に正数であってもよい。

或いは、かかるイントラ予測モード候補リストのリストサイズは、可変値でもよい。例えば、リストサイズの最大値を規定するインデックスをシーケンス或いはピクチャ或いはスライス単位の制御データに内包させ、これを復号部２１０によって復号することで、シーケンス或いはピクチャ或いはスライス単位のリストサイズの最大値を特定することができる。

かかるイントラ予測モード候補リストには、後述するＧＰＭの分割形状又は復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素隣接参照ブロックに基づいて導出される複数のイントラ予測モードが登録される。これらイントラ予測モードの導出方法の詳細については後述する。

イントラ予測部は、上記イントラ予測モードの導出（イントラ予測モード候補リストの構築）完了後、復号部２１０で復号或いは推定された分割領域Ａ/Ｂのそれぞれに対する２つのイントラ予測モードインデックス（ｉｎｔｒa_ｇｐｍ_ｉｄｘ０とｉｎｔｒa_ｇｐｍ_ｉｄｘ１）の値に基づいて、分割領域Ａ/Ｂのそれぞれに対してイントラ予測モード候補リスト内のいずれか１つのイントラ予測モードをイントラ予測画素生成に使用するかを選択してもよい。

なお、Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭに対して、かかる2つのイントラ予測モードインデックスが同じ値になる場合は、ＧＰＭが非適用のイントラ予測と同一になるため、かかる2つのイントラ予測モードインデックスは、必ず異なる値になるように構成される。

また、変更例として、Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭの分割領域Ａ/Ｂに対するイントラ予測モードの導出において、上述した分割領域Ａ/Ｂに対して共通利用されるイントラ予測モード候補リストの代わりに、分割領域Ａ/Ｂに対して異なるイントラ予測モード候補リストを構築して、分割領域Ａ/Ｂに対するそれぞれの当該イントラ予測モード候補リストとそれぞれのイントラ予測モードインデックスにより分割領域Ａ/Ｂに対するそれぞれのイントラ予測モードを導出してもよい。

かかる異なる２つのイントラ予測モード候補リストの構築方法は、ＧＰＭの分割形状によって制御してもよい。

例えば、後述するＧＰＭの分割形状に基づくイントラ予測モードの導出方法において、復号対象ブロックの最左上に位置する画素を含む分割領域及び最左上に位置する画素を含まない分割領域がある場合、前者の分割領域に対するイントラ予測モード候補リストには、ＧＰＭの分割線に対してＡｎｇｕｌａｒ予測又は垂直方向に近いＡｎｇｕｌａｒ予測又はＰｌｎａｒ予測を登録可能とするが、後者の分割領域に対するイントラ予測モード候補リストには、ＧＰＭの分割線に対して垂直方向のＡｎｇｕｌａｒ予測又は垂直方向に近いＡｎｇｕｌａｒ予測又はＰｌｎａｒ予測又はＤＣ予測を登録不可と構成してもよい。

このとき、前者の分割領域に対するイントラ予測モード候補リストに登録されるＧＰＭの分割線に対してＡｎｇｕｌａｒ予測又は垂直方向に近いＡｎｇｕｌａｒ予測又はＰｌｎａｒ予測は、当該イントラ予測モード候補リストの最小リスト番号又はその次点のリスト番号に登録してもよい。

或いは、前者の分割領域に対するイントラ予測モード候補リストには、ＧＰＭの分割線に対して平行方向のＡｎｇｕｌａｒ予測を登録不可とし、後者の分割領域に対するイントラ予測モード候補リストには、ＧＰＭの分割線に対して平行方向のＡｎｇｕｌａｒ予測を登録するように構成してもよい。

このとき、後者の分割領域に対するイントラ予測モード候補リストに登録されるＧＰＭの分割線に対して平行方向のＡｎｇｕｌａｒ予測は、当該イントラ予測モード候補リストの最小リスト番号に登録してもよい。

以上の構成により、後者の分割領域が、復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素を、前者の分割領域を跨いだ上で予測する、すなわち、ＧＰＭの分割線に対してＧＰＭの分割線に対して垂直方向のＡｎｇｕｌａｒ予測又は垂直方向に近いＡｎｇｕｌａｒ予測又はＰｌｎａｒ予測又はＤＣ予測することを回避でき、且つ、後者の分割領域は復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素を前者の分割領域を跨がずに予測する、すなわち、ＧＰＭの分割線に対して平行方向のＡｎｇｕｌａｒ予測することができるため、予測性能の向上効果が期待できる。

また、この異なる２つのイントラ予測モード候補リストに対して、後述する復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づくイントラ予測モードの導出方法を一部変更してもよい。

例えば、ＧＰＭの分割形状によって、各分割領域に近接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックのみを用いて、それぞれのイントラ予測モード候補リストに導出されたイントラ予測モード候補を登録してもよい。

なお、復号部２１０は、ＧＰＭを構成するイントラ予測の合計適用数に応じて、かかるイントラ予測モード候補リスト内からイントラ予測画素生成に使用するイントラ予測モードを選択するためのイントラ予測モードインデックスについての復号要否を判定してもよい。

ここで、上述の変更例として、イントラ予測部２４２は、上述のイントラ予測モードインデックスの値に応じて、イントラ予測モード候補リスト内の複数のイントラ予測モードを選択して、イントラ予測画素を生成してもよい。

かかる構成によれば、ハードウェア実装された画像復号装置２００では、イントラ予測画素の生成に必要な回路規模が増大するが、複数のイントラ予測モードによりイントラ予測画素を生成できるため、イントラ予測性能が向上し、結果として符号化性能の改善が期待できる。

なお、複数のイントラ予測モードを使用してイントラ予測画素を生成（合成）する場合、平均してイントラ予測画素を合成してもよい。

或いは、所定の重み値で加重平均してイントラ予測画素を合成してもよい。例えば、かかる所定の重み値の設定方法として、イントラ予測モード候補リストの登録順が早い（リスト番号が小さい）イントラ予測モードほど、重み値を大きく設定してもよい。逆に、イントラ予測モード候補リストの登録順が遅い（リスト番号が大きい）イントラ予測モードほど、重み値を小さく設定してもよい。

イントラ予測モード候補リスト番号の小さいイントラ予測モードの方が、ＧＰＭに適用されるイントラ予測性能の向上率が高いため、このように設定すれば、結果として符号化性能の改善効果が期待できる。

（分割形状に基づくイントラ予測モード導出方法）
本実施形態では、イントラ予測部２４２は、ＧＰＭの分割形状（分割線）に基づいて、イントラ予測モードを導出し、上述のイントラ予測モード候補リストに登録する。

ここで、導出されるイントラ予測モードは、例えば、非特許文献１で開示されているＧＰＭが非適用のイントラ予測（以降、通常イントラ予測）向けに用意された６７種のＡｎｇｕｌａｒ予測の中から、ＧＰＭの分割形状（分割線）に対して平行となるＡｎｇｕｌａｒ予測とするように構成してもよい。

或いは、変更例として導出されるイントラ予測モードは、非特許文献１で開示されている通常イントラ予測向けに用意された６７種のＡｎｇｕｌａｒ予測の中から、ＧＰＭの分割形状（分割線）に対して、垂直となるＡｎｇｕｌａｒ予測とするように構成してもよい。

イントラ予測部２４２は、導出されたＡｎｇｕｌａｒ予測を、後述する他のイントラ予測モードの導出完了後であっても、上述のイントラ予測モード候補リストの最初に登録してもよい。

ＧＰＭの分割形状に基づいて導出されたイントラ予測モードは、ＧＰＭの分割形状に応じたエッジ等のテクスチャを反映した上でイントラ予測画素を生成できるため、イントラ予測性能の高い向上効果が期待できる。それゆえ、ＧＰＭのイントラ予測領域に対する当該イントラ予測モードの選択率は高いことが期待できるため、イントラ予測モード候補リスト内で最小リスト番号に紐づければ、必要なイントラ予測モードインデックスの総符号長も短くでき、結果として符号化性能の改善効果が期待できる。

（隣接参照画素に基づくイントラ予測モード導出方法１）
以下、図８及び図９を用いて、非特許文献２に係る通常イントラ予測に対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法、及び、かかる導出方法を応用した本実施形態に係る幾何学分割モードに対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法１を説明する。

図８は、非特許文献２に係る通常イントラ予測に対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法、及び、かかる導出方法を応用した本実施形態に係る幾何学分割モードに対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法１の一例を示す図である。以降では、これらの導出方法を総じて「ＤＩＭＤ（Ｄｅｃｏｄｅｒ－ｓｉｄｅ Ｉｎｔｒａ Ｍｏｄｅ Ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）」と呼称する。

非特許文献２では、かかるＤＩＭＤにおいて、図８に示すように、復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素に対して、３×３画素のウインドウサイズの横及び縦方向のＳｏｂｅｌフィルタを適用して、通常イントラ予測向けの全Ａｎｇｕｌａｒ予測モードに対する画素値のヒストグラムを計算する。ここで、Ｓｏｂｅｌフィルタを適用して各Ａｎｇｕｌａｒ予測モードに対応付けるための隣接参照画素の角度及び画素値の計算方法については、非特許文献２と同じ構成を本実施形態でも採ることができるため、詳細な説明は省略する。

非特許文献２では、また、復号対象ブロックのブロックサイズに応じて、ヒストグラムの計算に使用する隣接参照画素領域が、図８に示すように制御されている。具体的には、４×４画素ブロックでは、復号対象ブロックの最上左端の画素の上及び左のそれぞれの３×３画素領域のみを使用して、ヒストグラムが計算される。

非特許文献２では、計算されたヒストグラムの中で最高及び次点の画素値であるイントラ予測モード及びＰｌａｎａｒモードを用いてイントラ予測画素が生成され、さらに、生成されたイントラ予測画素が所定の重み値を用いて加重平均されて、最終的なイントラ予測画素が生成される。

本実施形態では、イントラ予測部２４２は、上述の非特許文献２で開示されているＤＩＭＤをＧＰＭのイントラ予測モードの導出のみに適用してもよい。すなわち、導出された複数のイントラ予測モードを用いたイントラ予測画素の合成/生成処理は行わない。

これにより、ＧＰＭのイントラ予測領域（Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭの場合は、２つのイントラ予測領域）に対して、１つのイントラ予測モードでイントラ予測画素生成できるため、ハードウェア実装された画像復号装置２００におけるＧＰＭのイントラ予測画素の生成に必要な回路規模の増大を回避しつつ、復号対象ブロックの隣接参照画素のヒストグラムの解析によって、ＧＰＭの分割形状に適したエッジ等のテクスチャを反映したイントラ予測を適用できるようになるため、イントラ予測性能が向上し、結果として符号化性能の改善が期待できる。

なお、本実施形態において、非特許文献２と同様に、復号部２１０は、ＤＩＭＤの適用可不可を判定するフラグを復号或いはは推定することで、イントラ予測モードを導出するかしないかについて判定するように構成してもよい。

また、本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、ＧＰＭ向けのイントラ予測モード候補リストに既に同一のイントラ予測モードが含まれない場合は、かかるＤＩＭＤにより導出したイントラ予測モードを登録し、ＧＰＭ向けのイントラ予測モード候補リストに既に同一のイントラ予測モードが含まれる場合は、かかるＤＩＭＤにより導出したイントラ予測モードを登録しないように構成されていてもよい。

かかる構成によれば、イントラ予測モード候補リスト内に同じイントラ予測モードが重複して登録されることを回避できる。

ここで、かかるイントラ予測モード候補リストに対する新規のイントラ予測モードを登録する際に、既存のイントラ予測モードとの一致性を比較して、両者が一致する場合は、剪定する処理を、以降では、「イントラ予測モード候補選定処理」と呼称する。

また、本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、かかるＤＩＭＤにより導出したイントラ予測モードのうち、イントラ予測モード候補リストに登録するイントラ予測モード数を１つに限定してもよい。その場合、イントラ予測部２４２は、ヒストグラムの中から最高画素値（輝度値）であるＡｎｇｕｌａｒ予測モードを導出する。

なお、上述のイントラ予測モード候補選定処理で、最高画素値（輝度値）であるＡｎｇｕｌａｒ予測モード（以下、１ｓｔ Ａｎｇｕｌａｒ予測モード）が剪定される場合は、順次ヒストグラムの高い方から既存のイントラ予測モードと比較して、両者が一致しないものを登録してもよい。

或いは、上述のイントラ予測モード候補選定処理で、１ｓｔ Ａｎｇｕｌａｒ予測モードが剪定される場合は、ＤＩＭＤによるイントラ予測モードの導出処理を終了してもよい。

変更例として、ＤＩＭＤにより導出したイントラ予測モードのうち、イントラ予測モード候補リストに登録するイントラ予測モード数を２つに限定してもよい。かかる場合、イントラ予測部２４２は、ヒストグラムの中から１ｓｔ Ａｎｇｕｌａｒ予測モード及び最高画素値（輝度値）の次点である２ｎｄ Ａｎｇｕｌａｒ予測モードを導出する。

なお、１ｓｔ Ａｎｇｕｌａｒ予測モード又は２ｎｄ Ａｎｇｕｌａｒ予測モードが剪定される場合は、上述の場合と同様に、これらの次にヒストグラムの高い方から既存のイントラ予測モードと比較して、両者が一致しないものを登録してもよいし、そのままＤＩＭＤによるイントラ予測モードの導出処理を終了してもよい。

また、本実施形態にかかるイントラ予測部２４２は、ＧＰＭの分割形状（すなわち、ＧＰＭ分割線の角度）に基づいて、上述のＤＩＭＤのヒストグラム計算に用いる隣接参照画素を所定領域に制限してもよい。

図９は、非特許文献２で開示されているＧＰＭ向けのテンプレートマッチングという技術において、ＧＰＭの分割線の角度（具体的には、角度を示すインデックス、ａｎｇｌｅＩｄｘ）に基づいて参照するテンプレート（隣接参照画素）のエリアを制限するためのテーブルを示す図である。

具体的には、図９に示すＡ及びＬは、それぞれ復号対象ブロックの上部及び左部を示す。

本実施形態では、この非特許文献２で開示されているＧＰＭの分割線に基づいて規定された（制限された）隣接参照画素のテーブルを、ＤＩＭＤのヒストグラムの計算に適用してもよい。例えば、幾何学分割モードの分割形状（ａｎｇｌｅＩｄｘ）が「０」の場合は、分割領域Ａは復号対象ブロックの上部のみに隣接する隣接参照画素を使用してヒストグラムを計算する一方で、分割領域Ｂは復号対象ブロックの上部及び左部に隣接する隣接参照画素を使用してヒストグラムを計算する。この幾何学分割モードの分割形状に基づく、ＤＩＭＤのヒストグラムの計算における隣接参照画素の参照位置の制限により、復号対象ブロックに隣接する全ての隣接参照画素を計算に使用することを回避しつつ、ＧＰＭの分割線の方向にのみ存在する隣接参照画素を用いてＡｎｇｕｌａｒ予測を導出できるため、ＧＰＭのインター予測に対するＤＩＭＤによるイントラ予測モードの導出処理負荷を軽減できる。

（隣接参照画素に基づくイントラ予測モード導出方法２）
以下、図９及び図１０を用いて、非特許文献３に係る通常イントラ予測に対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法、及び、かかる導出方法を応用した本実施形態に係る幾何学分割モードに対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法２を説明する。

図１０は、非特許文献３に係る通常イントラ予測に対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法、及び、かかる導出方法を応用した本実施形態に係る幾何学分割モードに対する隣接参照画素に基づくイントラ予測モードの導出方法２の一例を示す図である。以降では、これらの導出方法を総じて「ＴＩＭＤ（Ｔｅｍｐｌａｔｅ-ｂａｓｅｄ Ｉｎｔｒａ Ｍｏｄｅ Ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）」と呼称する。

非特許文献３では、ＴＩＭＤにおいて、図１０に示すように、復号対象ブロックに隣接する所定ラインの隣接参照画素（以下、テンプレート）、及び、かかるテンプレート向けの隣接参照画素及び所定のイントラ予測モードを用いて生成したテンプレート向けイントラ予測画素（以下、テンプレート向けイントラ予測画素）のＳＡＴＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）を計算し、所定のイントラ予測モードの中でＳＡＴＤが最小及びその次点であるイントラ予測モードを、ＴＩＭＤのイントラ予測モードとして導出して、イントラ予測画素を生成する。

ここで、上述のＴＩＭＤのＳＡＴＤの計算において使用されるイントラ予測モードは、通常イントラ予測向けのイントラ予測モード候補リストに含まれるイントラ予測モードである。

非特許文献３におけるＴＩＭＤでは、通常イントラ予測向けイントラ予測モード候補リストに、垂直予測モード、水平予測モード及びＤＣ予測モードが含まれていない場合は、これらを含んだ状態で、ＳＡＴＤを計算して、イントラ予測モードを導出する。

本実施形態では、かかる非特許文献３で開示されているＴＩＭＤを応用して、イントラ予測部２４２は、イントラ予測モードを導出してもよい。すなわち、イントラ予測部２４２は、導出した複数のイントラ予測モードを用いたイントラ予測画素の合成/生成処理について行わない。

かかる構成によれば、ＧＰＭのイントラ予測領域（Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭの場合は、２つのイントラ予測領域）に対して、１つのイントラ予測モードでイントラ予測画素を生成できるため、ハードウェア実装された画像復号装置２００におけるＧＰＭのイントラ予測画素の生成に必要な回路規模の増大を回避しつつ、復号対象ブロックの隣接参照画素のヒストグラムの解析によって、ＧＰＭの分割形状に適したエッジ等のテクスチャを反映したイントラ予測を適用できるようになるため、イントラ予測性能が向上し、結果として符号化性能の改善が期待できる。

なお、本実施形態において、非特許文献２と同様に、復号部２１０は、ＴＩＭＤの適用可不可を判定するフラグを復号又は推定することで、イントラ予測モードを導出するかしないかについて判定するように構成されていてもよい。

また、本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、ＧＰＭ向けのイントラ予測モード候補リストに既に同一のイントラ予測モードが含まれない場合、ＴＩＭＤにより導出したイントラ予測モードを登録し、ＧＰＭ向けのイントラ予測モード候補リストに既に同一のイントラ予測モードが含まれている場合、ＴＩＭＤにより導出したイントラ予測モードを登録しないように構成されていてもよい。

かかる構成によれば、イントラ予測モード候補リスト内に同じイントラ予測モードが重複して登録されることを回避できる。

ここで、かかるイントラ予測モード候補リストに対する新規のイントラ予測モードを登録する際に、既存のイントラ予測モードとの一致性を比較して、両者が一致する場合に剪定する処理を、以降では、「イントラ予測モード候補選定処理」と呼称する。

また、本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、ＴＩＭＤにより導出したイントラ予測モードのうち、イントラ予測モード候補リストに登録するイントラ予測モード数を１つに限定してもよい。かかる場合、イントラ予測部２４２は、ＳＡＴＤの計算の中から最小のＳＡＴＤコストであるイントラ予測モード（Ａｎｇｕｌａｒ予測）を導出する。

ただし、本実施形態では、かかるＴＩＭＤ処理におけるＳＡＴＤの計算において、非特許文献３とは異なり、ＤＣ予測モードをＳＡＴＤの計算の中から除外してもよい。

なぜなら、復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素の全てを用いてイントラ予測画素を生成するＤＣ予測は、ＧＰＭの分割形状に応じたエッジ等のテクスチャを適切に反映できずに、イントラ予測画素を生成してしまう可能性があるため、ＤＣ予測をＴＩＭＤ処理におけるのＳＡＴＤの計算から除外することで、ＴＩＭＤでＤＣ予測モードが導出されることを回避できる。

なお、上述のイントラ予測モード候補選定処理において、最小のＳＡＴＤコストであるＡｎｇｕｌａｒ予測モード（以下、１ｓｔ Ａｎｇｕｌａｒ予測モード）が剪定される場合は、順次ＳＡＴＤコストの低い方から既存のイントラ予測モードと比較して、両者が一致しないものを登録してもよい。或いは、１ｓｔ Ａｎｇｕｌａｒ予測モードが剪定される場合は、ＴＩＭＤによるイントラ予測モードの導出処理を終了してもよい。

変更例として、ＴＩＭＤにより導出したイントラ予測モードのうち、イントラ予測モード候補リストに登録するイントラ予測モード数を２つに限定してもよい。かかる場合、イントラ予測部２４２は、ＳＡＴＤコストの中から１ｓｔ Ａｎｇｕｌａｒ予測モード及び最小のＳＡＴＤコストの次点である２ｎｄ Ａｎｇｕｌａｒ予測モードを導出する。

なお、１ｓｔ Ａｎｇｕｌａｒ予測モード又は２ｎｄ Ａｎｇｕｌａｒ予測モードが剪定される場合は、上述の場合と同様に、これらの次にＳＡＴＤコストの低い方から既存のイントラ予測モードと比較して、両者が一致しないものを登録してもよいし、そのままＴＩＭＤによるイントラ予測モードの導出処理を終了してもよい。

また、本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、ＧＰＭの分割形状（すなわち、ＧＰＭ分割線の角度）に基づいて、上述のＴＩＭＤのＳＡＴＤコストの計算に用いる隣接参照画素を所定領域に制限してもよい。

本実施形態では、図９に示す非特許文献２で開示されいてるＧＰＭの分割線に基づいて規定された隣接参照画素領域のテーブルを、ＴＩＭＤ処理におけるＳＡＴＤコストの計算に適用してもよい。例えば、幾何学分割モードの分割形状（ａｎｇｌｅＩｄｘ）が「０」の場合は、分割領域Ａは復号対象ブロックの上部のみに隣接する隣接参照画素及び当該隣接参照画素のさらに上部に隣接する隣接参照画素のみを使用してＳＡＴＤコストを計算する一方で、分割領域Ｂは復号対象ブロックの上部及び左部に隣接する隣接参照画素及びこれらに隣接する隣接参照画素を使用してＳＡＴＤコストを計算する。この幾何学分割モードの分割形状に基づく、ＴＩＭＤ処理におけるＳＡＴＤコストの計算における隣接参照画素の参照位置の制限により、復号対象ブロックに隣接する全ての隣接参照画素を計算に使用することを回避しつつ、ＧＰＭの分割線の方向にのみ存在する隣接参照画素を用いてＡｎｇｕｌａｒ予測を導出できるため、ＧＰＭのインター予測に対するＴＩＭＤによるイントラ予測モードの導出処理の負荷を軽減できる。

さらに、本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、ＴＩＭＤ処理におけるＳＡＴＤの計算に使用するイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが既にイントラ予測モード候補リストに登録されている場合は、かかるイントラ予測モードのＳＡＴＤの計算以降を処理しないように構成してもよい。

かかる構成によれば、イントラ予測モードに既に登録されたイントラ予測モードに対して、重複してＴＩＭＤ処理を経て同一のイントラ予測モードが登録されることを回避できるため、ＧＰＭのインター予測に対するＴＩＭＤ処理の負荷を軽減できる。

（隣接参照ブロックに基づくイントラ予測モード導出方法）
以下、図９及び図１１を用いて、非特許文献１及び非特許文献２に係る通常イントラ予測に対する隣接参照ブロックに基づくイントラ予測モードの導出方法、及び、かかる導出方法を応用した本実施形態に係る幾何学分割モードに対する隣接参照ブロックに基づくイントラ予測モードの導出方法について説明する。

図１１は、非特許文献１及び非特許文献２に係る通常イントラ予測に対する隣接参照ブロックに基づくイントラ予測モードの導出方法、及び、かかる導出方法を応用した本実施形態に係る幾何学分割モードに対する隣接参照ブロックに基づくイントラ予測モードの導出方法の一例を示す図である。以降では、これらの導出方法を総じて「ＢＩＭＤ（Ｂｌｏｃｋ-ｂａｓｅｄ Ｉｎｔｒａ Ｍｏｄｅ Ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）」と呼称する。

非特許文献３では、ＢＩＭＤにおいて、図１１に示すように、復号対象ブロックに隣接する所定位置の隣接参照ブロックが有するイントラ予測モードを、ＢＩＭＤのイントラ予測モードとして導出して、イントラ予測画素を生成する。

なお、ここで導出される隣接参照ブロックのイントラ予測モードは、隣接参照ブロックがイントラ予測ブロックである場合は、当該隣接参照ブロックが有するイントラ予測モードがそのまま参照されるが、隣接参照ブロックがインター予測ブロックであるか或いはインター予測ブロック且つイントラ予測が適用されたＧＰＭ適用ブロックである場合には、後述する４×４サブブロック画素単位で保存されるイントラ予測モードが参照される。

ここで、非特許文献１及び非特許文献２では、上述のＢＩＭＤにおいて参照される隣接参照ブロックは、図１１に示すように、復号対象ブロックの左（Ａ０）、左下（Ａ１）、上（Ｂ０）、右上（Ｂ１）及び左上（Ｂ２）に設定されている。

本実施形態では、非特許文献１及び非特許文献２で開示されているＢＩＭＤを応用して、イントラ予測部２４２は、イントラ予測モードを導出してもよい。すなわち、イントラ予測部２４２は、導出した複数のイントラ予測モードを用いたイントラ予測画素の合成/生成処理は行わない。

かかる構成によれば、ＧＰＭのイントラ予測領域（Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭの場合は、２つのイントラ予測領域）に対して、復号対象ブロックの隣接参照ブロックが有するイントラ予測モードが含まれ得るイントラ予測モード候補リストからイントラ予測モードを選択してイントラ予測画素を生成できるため、ＧＰＭの分割形状に適したエッジ等のテクスチャを反映したイントラ予測を適用できるようになり、イントラ予測性能が向上し、結果として符号化性能の改善が期待できる。

また、本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、ＧＰＭ向けのイントラ予測モード候補リストに既に同一のイントラ予測モードが含まれない場合は、ＢＩＭＤにより導出したイントラ予測モードを登録し、ＧＰＭ向けのイントラ予測モード候補リストに既に同一のイントラ予測モードが含まれる場合は、ＢＩＭＤにより導出したイントラ予測モードを登録しないように構成されていてもよい。

かかる構成によれば、イントラ予測モード候補リスト内に同じイントラ予測モードが重複して登録されることを回避できる。

ここで、イントラ予測モード候補リストに対する新規のイントラ予測モードを登録する際に、既存のイントラ予測モードとの一致性を比較して、両者が一致する場合に剪定する処理を、以降では、「イントラ予測モード候補選定処理」と呼称する。

また、本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、非特許文献１及び非特許文献２とは異なり、ＢＩＭＤにより導出したイントラ予測モードがＤＣ予測モードである場合は、イントラ予測モード候補リストに登録しないように構成されていてもよい。

なぜなら、復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素の全てを用いてイントラ予測画素を生成するＤＣ予測は、ＧＰＭの分割形状に応じたエッジ等のテクスチャを適切に反映できずに、イントラ予測画素を生成してしまう可能性があるため、ＤＣ予測をＢＩＭＤのイントラ予測モードから除外して、ＤＣ予測モードがイントラ予測画素の生成に使用されることを回避できる。

また、本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、ＢＩＭＤによるイントラ予測モードの導出において、参照する図１１に示す最大５つの隣接参照ブロックの順序を、非特許文献１及び非特許文献２と同様に構成してもよい。なお、その参照順については、非特許文献１及び非特許文献２で開示されているため、本実施形態では詳細な説明は省略する。

変更例として、本実施形態では、図９に示す非特許文献２で開示されているＧＰＭの分割線に基づいて規定された（制限された）隣接参照画素領域のテーブルを、ＢＩＭＤの隣接参照ブロックの参照に適用してもよい。例えば、幾何学分割モードの分割形状（ａｎｇｌｅＩｄｘ）が「０」の場合は、分割領域Ａは復号対象ブロックの上部のみに隣接する隣接参照ブロック（図１１のＢ０、Ｂ１、Ｂ２）のみのイントラ予測モードを参照する一方で、分割領域Ｂは復号対象ブロックの上部及び左部に隣接する隣接参照ブロック（左部はＡ０、Ａ１、上部はＢ０、Ｂ１、Ｂ２）のイントラ予測モードを参照する。この幾何学分割モードの分割形状に基づく、ＢＩＭＤのイントラ予測モードの導出における隣接参照ブロックの参照位置の制限により、復号対象ブロックに隣接する全ての隣接参照ブロックのイントラ予測モードを参照することを回避しつつ、ＧＰＭの分割線の方向にのみ存在する隣接参照ブロックが有するイントラ予測モード（Ａｎｇｕｌａｒ予測）のみを参照してイントラ予測モードを導出できるため、ＧＰＭのインター予測に対するＢＩＭＤによるイントラ予測モードの導出処理の負荷を軽減できる。

（各イントラ予測モード導出順序）
本実施形形態に係るイントラ予測部２４２は、上述したＧＰＭ分割形状に基づくイントラ予測モード（以下、ＧＩＭＤ：ＧＰＭ-ａｎｇｌｅ-ｂａｓｅｄ Ｉｎｔｒａ Ｍｏｄｅ Ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）、及び、隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づく３種類のイントラ予測モードの導出方法（ＤＩＭＤ、ＴＩＭＤ、ＢＩＭＤ）を組み合わせて、イントラ予測モードを導出するように構成されていてもよい。以下に、効果的と考えられる構成例を示す。
構成例１. ＧＩＭＤ→ＤＩＭＤ
構成例２. ＧＩＭＤ→ＴＩＭＤ
構成例３. ＧＩＭＤ→ＢＩＭＤ
構成例４. ＧＩＭＤ→ＤＩＭＤ→ＴＩＭＤ
構成例５. ＧＩＭＤ→ＤＩＭＤ→ＢＩＭＤ
構成例６. ＧＩＭＤ→ＴＩＭＤ→ＢＩＭＤ
７. ＧＩＭＤ→ＤＩＭＤ→ＴＩＭＤ→ＢＩＭＤ
まず、構成例１～３は、ＧＩＭＤにそれぞれＤＩＭＤ、ＴＩＭＤ及びＢＩＭＤのみを組み合わせた方法である。ＧＩＭＤで導出されるイントラ予測モードは、ＤＩＭＤ、ＴＩＭＤ及びＢＩＭＤで導出されるイントラ予測モードよりも、より直接的にＧＰＭの分割線に基づくエッジ等のテクスチャを反映したイントラ予測モードを導出できる可能性があるため、ＤＩＭＤ、ＴＩＭＤ及びＢＩＭＤよりも前に導出するように構成している。

次に、構成例４及び５は、ＤＩＭＤをＴＩＭＤ又はＢＩＭＤよりも前に配置する構成例である。

ＤＩＭＤをＴＩＭＤより前に配置した理由は、ＤＩＭＤによるイントラ予測モードの導出処理がＳＡＴＤの計算等の比較的重い計算処理が含まれるＴＩＭＤによるイントラ予測モードの導出よりも軽量であるためである。

一方で、ＤＩＭＤをＢＩＭＤより前に配置した理由は、ヒストグラムの計算が含まれるＤＩＭＤによるイントラ予測モードの導出処理がＢＩＭＤによるイントラ予測モードの導出よりも軽量でないが、ＤＩＭＤで導出されたイントラ予測モードの方がＢＩＭＤで導出されたイントラ予測―ドよりも、ヒストグラムの計算により、よりＧＰＭの分割線に基づくエッジ等のテクスチャを反映したイントラ予測モードを導出できる可能性があるため、イントラ予測性能の向上効果が高いと考えられるためである。

構成例６では、ＴＩＭＤをＢＩＭＤより前に配置している。配置理由は、上述のＤＩＭＤをＢＩＭＤより前に配置する理由と同じである。

構成例７は、ＧＩＭＤ、ＤＩＭＤ、ＴＩＭＤ及びＢＩＭＤの全てを組み合わせた構成例であり、上述の理由により、この順序でイントラ予測モードを導出すると、より効率的に予測性能の高いイントラ予測モードを導出できることが期待できる。

（各イントラ予測モード導出方法の開始制限）
本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、上述した幾何学ブロック分割モードに対するイントラ予測モードの各導出処理の開始時点で、イントラ予測モード候補リストに含まれるイントラ予測モードの候補数がイントラ予測モード候補リストサイズの最大値に達していない場合は、各導出処理を開始し、かかる候補数がイントラ予測モード候補リストサイズの最大値に達している場合は、各導出処理を開始しない。

かかる構成によれば、不要なイントラ予測モードの導出処理の実行を回避でき、イントラ予測部２４２の全体の処理負荷の軽減が期待できる。

（イントラ予測モード導出完了後のイントラ予測モード候補リストの登録方法）
本実施形態に係るイントラ予測部２４２は、上述した幾何学ブロック分割モードに対するイントラ予測モードの導出処理の完了時点で、イントラ予測モード候補リストに含まれるイントラ予測モードの候補数がイントラ予測モード候補リストサイズの最大値に達していない場合には、イントラ予測モード候補リストに既に同一の予測モードが含まれる場合、所定のイントラ予測モードを登録しないように構成されていてもよい。

例えば、イントラ予測部２４２は、ＧＰＭ分割線に対して平行方向のＡｎｇｕｌａｒ予測モードが登録されている場合は、所定のイントラ予測モードとして、ＧＰＭ分割線に対して垂直方向のＡｎｇｕｌａｒ予測モードを登録してもよい。

変更例として、例えば、イントラ予測部２４２は、ＧＰＭ分割線に対して垂直方向のＡｎｇｕｌａｒ予測モードが登録されている場合は、ＧＰＭ分割線に対して平行方向のＡｎｇｕｌａｒ予測モードを登録してもよい。

また、変更例として、イントラ予測部２４２は、上述のＡｎｇｕｌａｒ予測モードの後に、Ｐｌａｎａｒモード、次点でイントラ予測モード候補リストに最初に登録されているイントラ予測モードの近傍のイントラ予測モードを登録してもよい。

［インター予測部２４１における動き情報導出方法及び選択方法］
以降では、インター予測部２４２における本実施形態で提案するＧＰＭへのイントラ予測の適用パターンのうち、Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｅｒ-ＧＰＭ及びＩｎｔｅｒ/Ｉｎｔｅｒ-ＧＰＭに対する動き情報の導出方法及び選択方法について説明する。

（色差信号成分ブロックに対するＧＰＭの適用可不可の制御方法とイントラ予測モードの導出方法）
以下、本実施形態におけるイントラ予測部２４２の色差信号成分ブロックに対するＧＰＭの適用可不可の制御方法とイントラ予測モードの導出方法を説明する。

非特許文献１では、Ｉスライス（イントラ予測ブロックのみを含むスライス）に限り、輝度信号成分及び色差信号成分が独立したブロック分割（Ｄｕａｌ Ｔｒｅｅ）を可能としている。復号対象ブロックのＤｕａｌ Ｔｒｅｅの適用有無は、スライス単位で復号部２１０が復号する制御データで特定される。

本実施形態では、復号対象ブロックがＤｕａｌ Ｔｒｅｅである場合、復号部２１０は、復号対象ブロックの色差成分に対してＧＰＭ（Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭ）を適用不可と判定する。

なお、同一スライスにおける色差成分に対応する輝度成分の同じ位置（領域）に対してＧＰＭ（Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭ）が適用されている場合、イントラ予測部２４１は、対応する輝度成分の同じ位置（領域）に４×４画素ブロック単位で保存されたイントラ予測モードを色差成分向けのイントラ予測モードとして導出する。それ以外の場合は、輝度成分のイントラ予測ブロックが有するイントラ予測モードを色差成分向けのイントラ予測モードとして導出する。

一方、復号対象ブロックがＤｕａｌ Ｔｒｅｅではない場合、復号部２１０は、復号対象ブロックの色差成分に対してＧＰＭ（Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭ）を適用不可とは判定しない。

ここで、復号部２１０は、輝度成分および色差成分に対するＧＰＭ（Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭ）の適用有無は、それぞれ共通した復号対象ブロック単位の制御データ、例えば、ｇｐｍ_ｉｎｔｒａ_ｅｎａｂｌｅｄ_ｆｌaｇの値を復号するか推定するかで判定してもよい。

復号対象ブロックの輝度成分及び色差成分に対してＧＰＭ（Ｉｎｔｒａ/Ｉｎｔｒａ-ＧＰＭ）を適用すると判定される場合は、イントラ予測部２４２は、色差成分ブロックに対応する輝度成分ブロックのＧＰＭ各分割領域で使用されるイントラ予測モードを、同色差成分ブロックのＧＰＭ各分割領域に使用するイントラ予測モードとして導出してもよい。

（マージ候補リスト）
本実施形態では、インター予測部２４１は、非特許文献１で開示されているＧＰＭ向けのマージ候補リストから動き情報を導出してもよい。

ここで、マージ候補リストの構築方法については、非特許文献１で開示されている構成を本実施形態にも適用できるため、詳細な説明は省略する。

インター予測部２４１は、上述の動き情報の導出（マージ候補リストの構築）の完了後、復号部２１０で復号或いは推定された分割領域Ａ/Ｂのそれぞれに対する２つのマージインデックス（ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０/ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１）の値に基づいて、マージ候補リスト内のいずれの動き情報をインター予測画素の生成に使用するかについて選択してもよい。

なお、復号部２１０は、ＧＰＭを構成するインター予測の合計適用数に応じて、マージ候補リスト内からインター予測画素の生成に使用する動き情報を選択するためのマージインデックスの復号要否を判定してもよい。

非特許文献１では、分割領域Ａ/Ｂに対するインター予測の動き情報は、復号部２１０で復号或いは推定された２つのマージインデックス（ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０/ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１）の値と、図１２に示すＧＰＭ向けのマージ候補リスト（ＭｅｒｇｅＣａｎｄＬｉｓｔ［ｍ，ｎ］）とによって導出される。

ここで、ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０及びｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１に基づいて導出される動き情報が極力重複しないように、ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０及びｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１で選択される動き情報の導出対象となるリスト番号は、図１２のＸに示すようにＭｅｒｇｅＣａｎｄＬｉｓｔの偶数番号と奇数番号とで入れ子構造になっている。

具体的には、ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０及びｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１に基づき、以下のｍ及びｎを計算する。

ｍ＝ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ０［ｘＣｂ］［ｙＣｂ］
ｎ＝ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１［ｘＣｂ］［ｙＣｂ］＋（（ｍｅｒｇｅ_ｇｐｍ_ｉｄｘ１［ｘＣｂ］［ｙＣｂ］＞＝ｍ）？１：０）
このように算出されたｍの値に基づき、分割領域Ａの動き情報を構成する動きベクトル、参照画像インデックス及び予測リストフラグが、以下のように導出される。

まず、Ｘの値をｍ＆０ｘ０１（ｍの値が偶数であるか否かの判定）及びｎ＆０ｘ０１（ｎの値が偶数であるか否かの判定）から算出する。ここで、算出されたＸが０の場合は、Ｘの値を（１－Ｘ）とする。

最後に、分割領域Ａの動きベクトルｍｖＡ、参照画像インデックスｒｅｆＩｄｘＡ、予測リストフラグｐｒｅＬｉｓｔＦｌａｇＡ、分割領域Ｂの動きベクトルｍｖＢ、参照画像インデックスｒｅｆＩｄｘＢ、予測リストフラグｐｒｅＬｉｓｔＦｌａｇＢを、それぞれ以下のように導出する。

ｍｖＡ＝ｍｖＬＸＭ
ｒｅｆＩｄｘＡ＝ｒｅｆＩｄｘＬＸＭ
ｐｒｅＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝Ｘ
ｍｖＢ＝ｍｖＬＸＮ
ｒｅｆＩｄｘＢ＝ｒｅｆＩｄｘＬＸＮ
ｐｒｅＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝Ｘ
ここで、Ｍ及びＮは、それぞれマージ候補リストにおけるｍ及びｎが示すマージ候補の番号、すなわち、
Ｍ＝ＭｅｒｇｅＣａｎｄＬｉｓｔ［ｍ］
Ｎ＝ＭｅｒｇｅＣａｎｄＬｉｓｔ［ｎ］
である。

変更例として、本実施形態では、非特許文献１で開示されているＧＰＭ向けのマージ候補リストの代替として、非特許文献２で開示されているＧＰＭ向けのマージ候補リストを用いてもよい。

具体的には、非特許文献１で開示されている上述の通常マージモード向けのマージ候補リストに導入されている剪定処理（以下、通常マージモード向けマージ候補剪定処理）よりも強力な剪定処理（以下、ＧＰＭ向けマージ候補剪定処理）が導入されている。

また、具体的には、非特許文献１で開示されている通常マージモード向け剪定処理とは異なり、動き情報を剪定対象とするかどうかの判定を、動き情報が有する参照フレームが非特許文献１と同じく完全一致するかどうかを判定するが、動き情報が有する動きベクトルについては完全一致ではなく、復号対象ブロックのブロックサイズに基づく閾値により判定している。

具体的に、復号対象ブロックサイズが６４画素未満である場合、かかる閾値は１/４画素に設定されており、復号対象ブロックサイズが６４画素以上且つ２５６画素未満である場合、かかる閾値は、１/２画素に設定されており、復号対象ブロックサイズが２５６画素以上である場合、かかる閾値は、１画素に設定されている。

ＧＰＭ向けマージ候補剪定処理の具体的なフローは、通常マージモード向け剪定処理と同様に、まず、参照フレームが完全一致するかが比較され、完全一致する場合は、次に、動きベクトルが完全一致するかどうかが判定される。

参照フレームが完全一致しない場合は、たとえ動きベクトルが閾値未満であっても、剪定対象とみなされない。かかる場合、比較対象のうちマージ候補リストにはない動き情報は、新規のマージ候補としてマージ候補リストに追加される構成となっている。

次に、参照フレームが完全一致し且つ動きベクトルが閾値未満である場合は、剪定対象とみなされる。それ以外の場合は、比較対象のうちマージ候補リストにはない動き情報は、新規のマージ候補としてマージ候補リストに追加される構成となっている。

かかる構成によれば、通常マージモード向け剪定処理では剪定対象ではなかった動きベクトルが類似する場合の動き情報も剪定対象に含まれることになるため、ＧＰＭの２つのマージインデックスによって導出される動き情報の類似性を排除でき、符号化性能の改善が期待できる。

なお、この非特許文献２で開示されているＧＰＭ向けマージ候補剪定処理において、動き情報が双予測である場合（すなわち、動きベクトル及び参照フレームをＬ０及びＬ１のそれぞれ１つずつ持つ場合）は、比較対象のマージ候補のＬ０及びＬ１の参照フレームのそれぞれと完全一致する場合に剪定対象とみなされる。

本実施形態では、インター予測部２４１は、ＧＰＭ向けマージ候補剪定処理が追加されたＧＰＭのマージ候補リストを通常マージモード向けの代替として用いて動き情報を導出してもよい。

かかる構成によれば、より類似度が低い動き情報から構成されたマージ候補リスト内から動き情報を導出できるため、結果として符号化性能の改善が期待できる。

更なる変更例として、インター予測部２４１は、動きベクトルの導出に使用するマージ候補リストとして、通常マージモード向けのマージ候補リスト及びＧＰＭ向けのマージ候補リストのいずれを使用するかをフラグによって切り替えてもよい。

具体的には、復号部２１０が復号する、例えば、１ビットのフラグを制御データに含まれるように構成することで、復号部２１０が当該フラグの値を復号或いは推定して、インター予測部２４１に伝達することで、この切り替えが実現できる。

かかる構成によれば、インター予測部２４１は、より多様なバリエーションから動き情報が導出することができるため、予測性能が向上し、結果として符号化性能の改善が期待できる。

（ＧＰＭの重み係数）
以下、図１３～図１５を用いて、復号部２１０、インター予測部２４１、イントラ予測部２４２及び合成部２４３に係る非特許文献１及び本実施形態に係るＧＰＭの重み係数ｗについて説明する。

図１３は、非特許文献１及び本実施形態に係るＧＰＭの各分割領域Ａ/Ｂの予測画素に対する重み係数ｗの値の一例を示す図である。

インター予測部２４１又はイントラ予測部２４２によって生成された各分割領域Ａ/Ｂの予測画素が、合成部２４３で重み係数ｗによって合成（加重平均）される。

非特許文献１において、重み係数ｗの値は、０～８の値が用いられており、本実施形態でも、かかる重み係数ｗの値を用いてもよい。ここで、重み係数ｗの値０、８は、非ブレンディング領域（非Ｂｌｅｎｄｉｎｇ領域）を示し、重み係数ｗの値１～７は、ブレンディング領域（Ｂｌｅｎｄｉｎｇ）を示す。

なお、本実施形態において、重み係数ｗの計算方法は、非特許文献１と同様の方法で、画素位置（ｘＬ、ｙＬ）及び対象ブロックサイズから算出されるオフセット値（ｏｆｆｓｅｔＸ、ｏｆｆｓｅｔＹ）、図１４に示す幾何学分割モード（ＧＰＭ）の分割線の角度を規定するａｎｇｌｅＩｄｘから算出される変位（ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＸ、ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＹ）及び図１５に示すｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＸ、ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＹから算出されるテーブル値ｄｉｓＬｕｔから、以下のように算出するように構成することができる。

ｗｅｉｇｈｔＩｄｘ＝（（（ｘＬ＋ｏｆｆｓｅｔＸ）＜＜１）＋１）×ｄｉｓＬｕｔ［ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＸ］＋（（（ｙＬ＋ｏｆｆｓｅｔＹ）＜＜１）＋１）×ｄｉｓＬｕｔ［ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＹ］
ｗｅｉｇｈｔＩｄｘＬ＝ｐａｒｔＦｌｉｐ？３２＋ｗｅｉｇｈｔＩｄｘ：３２－ｗｅｉｇｈｔＩｄｘ
ｗ＝Ｃｌｉｐ３（０，８，（ｗｅｉｇｈｔＩｄｘＬ＋４）＞＞３）
［インター予測部２４１、イントラ予測部２４２、予測情報バッファ２４４における予測情報保存方法］

（被保存動き情報種別および被保存予測情報種別）
以下、図１６用いて、復号部２１０、インター予測部２４１、イントラ予測部２４２及び予測情報バッファ２４４に非特許文献１で開示されている被保存動き情報種別及び本実施形態に係る被保存予測情報種別について説明する。

図１６は、非特許文献１で開示されている被保存予測情報種別及び本実施形態に係る被保存予測情報種別が４×４画素サブブロックごとに特定される例を示す図である。

両者の計算方法は、以下に示すように同じであるが、図１６に示すように、保存される情報が、非特許文献１では動き情報であるのに対して、本実施形態では予測情報である点が異なる。

第１に、被保存動き情報種別の値及び被保存予測情報種別の値（計算方法が同じであるため、以降では、便宜的に、いずれの値もｓＴｙｐｅとして定義する）は、非特許文献１と同様に、４×４画素サブブロック単位のインデックス（ｘＳｂＩｄｘ、ｙＳｂＩｄｘ）、上述の重み係数ｗと同様に算出されるオフセット値（ｏｆｆｓｅｔＸ、ｏｆｆｓｅｔＹ）、変位（ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＸ、ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＹ）及びテーブル（ｄｉｓＬｕｔ）から、以下のように計算される。

ｍｏｔｉｏｎＩｄｘ＝（（（４×ｘＳｂＩｄｘ＋ｏｆｆｓｅｔＸ）＜＜１）＋５）×ｄｉｓＬｕｔ［ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＸ］＋（（（４×ｙＳｂＩｄｘ＋ｏｆｆｓｅｔＹ）＜＜１）＋５）×ｄｉｓＬｕｔ［ｄｉｐｌａｃｅｍｅｎｔＹ］
ｓＴｙｐｅ＝Ａｂｓ（ｍｏｔｉｏｎＩｄｘ）＜３２？２：（ｍｏｔｉｏｎＩｄｘ＜＝０？（１－ｉｓＦｌｉｐ）：ｉｓＦｌｉｐ）
ここで、ｓＴｙｐｅの値は、図１６に示すように、０，１，２の３種類の値から構成され、それぞれの値に応じて、予測情報バッファ２４４に保存される動き情報及び予測情報が、以下のように、インター予測部２４１及びイントラ予測部２４２によって制御される。

ｓＴｙｐｅの値が０の場合は、非特許文献１では分割領域Ａの動き情報を保存し、本実施形態では分割領域Ａの予測情報を保存する。

ｓＴｙｐｅの値が１の場合は、非特許文献１では分割領域Ｂの動き情報を保存し、本実施形態では分割領域Ｂの予測情報を保存する。

ｓＴｙｐｅの値が２の場合は、非特許文献１では分割領域Ａ及び分割領域Ｂの動き情報又は分割領域Ｂのみの動き情報を保存し、本実施形態では分割領域Ａ及び分割領域Ｂの予測情報又は分割領域Ｂのみの予測情報を保存する。

ここで、保存される動き情報及び予測情報については後述する。

なお、上述のｓＴｙｐｅの算出単位及び後述する動き情報又は予測情報の保存単位を、上述の４×４画素サブブロック単位から、設計者の意図で変更してもよい。

具体的には、保存する情報量を削減するために、上述のｓＴｙｐｅの算出単位及び後述する動き情報又は予測情報の保存単位を８×８画素や１６×１６画素等と大きくしてもよい。

或いは、保存する情報量が増えるが、他のブロックやフレームから参照される際の動き情報又は予測情報の精度を向上させるために、上述のｓＴｙｐｅの算出単位及び後述する動き情報又は予測情報の保存単位を２×２画素等と小さくしてもよい。

（予測情報バッファ２４４に保存される動き情報及び予測情報）
以下、図１７を用いて、インター予測部２４１から予測情報バッファ２４４に保存される非特許文献１で開示されている動き情報及び本実施形態にかかる予測情報についてそれぞれ説明する。

図１７は、ＧＰＭ適用ブロックを構成するサブブロックのｓＴｙｐｅの値に応じて保存される非特許文献１で開示されている動き情報及び本実施形態に係る予測情報の一覧を示す図である。

第１に、非特許文献１で開示されているＧＰＭで最終的に保存される動き情報は、以下のパラメータから構成される。
・予測方向（ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１）
・Ｌ０及びＬ１の動きベクトル（ｍｖＬ０、ｍｖＬ１）
・Ｌ０及びＬ１の参照画像インデックス（ｒｅｆＩｄｘＬ０、ｒｅｆＩｄｘＬ１）
・ＢｃｗＩｄｘ
なお、予測方向（ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１）は、後述するｓＴｙｐｅに応じて保存されるサブブロックの予測方向を示すパラメータであり、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０の値及びｐｒｅｄＦｌａｇＬ１の値に基づいて、Ｌ０片予測、Ｌ１片予測、Ｌ０/Ｌ１双予測の３種類に分類される。

ここで、Ｌ０片予測とは、Ｌ０リストから導出した１つの動きベクトルによるインター予測であり、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０が１であり且つｐｒｅｄＦｌａｇＬ１が０であるケースが、この条件を示す値としてそれぞれ保存される。

また、Ｌ１片予測とは、Ｌ１リストから導出した１つの動きベクトルによるインター予測であり、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０が０であり且つｐｒｅｄＦｌａｇＬ１が１であるケースが、この条件を示す値としてそれぞれ保存される。

また、Ｌ０/Ｌ１双予測とは、Ｌ０リスト及びＬ１リストのそれぞれから導出した２つの動きベクトルによるインター予測であり、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０が１であり且つｐｒｅｄＦｌａｇＬ１が１であるケースが、この条件を示す値としてそれぞれ保存される。

また、Ｌ０及びＬ１の動きベクトル（ｍｖＬ０、ｍｖＬ１）は、上述のリスト番号Ｌ０及びＬ１に対する動きベクトルである。

また、Ｌ０及びＬ１の参照画像インデックス（ｒｅｆＩｄｘＬ０、ｒｅｆＩｄｘＬ１）は、それぞれｍｖＬ０及びｍｖＬ１が参照する参照フレームを示すインデックスである。

また、ＢｃｗＩｄｘは、非特許文献１で開示されているＢＣＷ（Ｂｉ-ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ＣＵ-ｌｅｖｅｌ ｗｅｉｇｈｔｓ）の重み係数の値を特定するインデックスである。

これらの非特許文献１で開示されている予測情報バッファ２４４に保存される動き情報に対して、本実施形態において予測情報バッファ２４４に保存される予測情報として、図１７に示すように、予測種別及びイントラ予測モードが保存されるパラメータとして追加される。

ここで、予測種別は、図１７に示すようにインター予測（Ｉｎｔｅｒ）及びイントラ予測（Ｉｎｔｒａ）のいずれかを示す内部パラメータである。

また、本実施形態に係る予測情報として、図１７に示すように、ｈｐｅＩｆＩｄｘやＩＢＣ ＦｌａｇやＬＩＣ Ｆｌａｇが追加されてもよい。

ここで、ｈｐｅＩｆＩｄｘ及びＩＢＣ Ｆｌａｇは、それぞれ非特許文献１で開示されているＳＩＦ（Ｓｗｉｔｃｈａｂｌｅ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ）及びＩＢＣ（Ｉｎｔｒａ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｙ）、及び、非特許文献２で開示されているＬＩＣ（Ｌｏｃａｌ Ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）の適用有無を特定するフラグである。

（被保存予測情報種別に応じて保存される予測情報の詳細）
以下、図１８～図２１を用いて、本実施形態に係るインター予測部２４１又はイントラ予測部２４２が被保存予測情報種別ｓＴｙｐｅに応じて、予測情報バッファ２４４に保存する予測情報の詳細を説明する。

図１８は、図４のような異なる２つのインター予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。以下に、ｓＴｙｐｅの値に応じて保存さされる各予測情報の詳細を説明する。

第１に、予測種別は、全てのｓＴｙｐｅ領域でインター予測（Ｉｎｔｅｒ）であることが保存される。

第２に、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０、ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１、ｍｖＬ０、ｍｖＬ１、ｒｅｆＩｄｘＬ０及びｒｅｆＩｄｘＬ１は、ｓＴｙｐｅの値と、上述の分割領域Ａ/Ｂの動きベクトルの導出先を示すマージ候補リストのリスト番号を示すｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ及びｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢの値とに応じて、非特許文献１に開示されている方法と同様に、以下のように保存される。

まず、ｓＴｙｐｅ＝０の場合は、以下のように計算される。

ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？１：０
ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？０：１
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｒｅｆＩｄｘＡ：－１
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？－１：ｒｅｆＩｄｘＡ
ｍｖＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｍｖＡ：０
ｍｖＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？０：ｍｖＡ
次に、ｓＴｙｐｅ＝１の場合、又は、ｓＴｙｐｅ＝２且つｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＋ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ≠１の場合は、以下のように計算される。

ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？１：０
ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？０：１
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？ｒｅｆＩｄｘＢ：－１
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？－１：ｒｅｆＩｄｘＢ
ｍｖＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？ｍｖＢ：０
ｍｖＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？０：ｍｖＢ
ここで、ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＋ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ≠１は、分割領域Ａ/Ｂのリスト番号が一致する場合を示す。このとき、動きベクトルの重複を避けるため、ｓＴｙｐｅ＝２の場合であっても分割領域Ｂの動きベクトルのみを保存する構成としている。

次に、ｓＴｙｐｅ＝２且つｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＋ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝１の場合 は、以下のように計算される。

ｐｒｅｄＦｌａｇＬ０＝１
ｐｒｅｄＦｌａｇＬ１＝１
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｒｅｆＩｄｘＡ：ｒｅｆＩｄｘＢ
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｒｅｆＩｄｘＢ：ｒｅｆＩｄｘＡ
ｍｖＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｍｖＡ：ｍｖＢ
ｍｖＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＝＝０）？ｍｖＢ：ｍｖＡ
ここで、ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＡ＋ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝１は、分割領域Ａ/Ｂのリスト番号が一致しない場合を示す。このとき、分割領域Ａ/Ｂの２つ動きベクトルをそのまま保存する構成としている。

なお、図１８では図示していないが、上述のｍｖＬ０及びｍｖＬ１は、非特許文献２で開示されているＧＰＭに対するＭＭＶＤ（Ｍｅｒｇｅ ｗｉｔｈ Ｍｏｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）やＩｎｔｅｒ ＴＭ（Ｔｅｍｐｌａｔｅ Ｍａｔｃｈｉｎｇ）により修正される前の動きベクトルを保存してもよい。

或いは、上述のｍｖＬ０及びｍｖＬ１は、非特許文献２で開示されているＧＰＭに対するＭＭＶＤやＩｎｔｅｒ ＴＭにより修正された後の動きベクトルであってもよい。

修正後の動きベクトルを保存する場合は、当該ＧＰＭ適用ブロックから動きベクトルを取得して予測画素を生成する予測ブロックの予測精度が向上する。

一方、修正前の動きベクトルを保存する場合は、当該ＧＰＭから動きベクトルを参照する予測ブロックの予測精度の向上は期待できないが、当該ＧＰＭブロックに対するＭＭＶＤ及びＩｎｔｅｒ ＴＭの処理完了を待たずに、当該ＧＰＭ適用ブロックの参照元ブロックの動きベクトルの導出処理を開始できるようになるため、復号処理時間の削減が期待できる。

なお、修正前後のいずれの動きベクトルを保存するかは、後述する図１８～図１５に対しても同様に選択可能である。

次に、イントラ予測モードは、全てのｓＴｙｐｅ領域で保存しないとしてもよい。或いは、全てのｓＴｙｐｅ領域でイントラ予測が無効であることを示す値が保存されてもよい。なぜなら、図１８に示す構成では、全ての領域がインター予測であるため、対象ブロックに適用されたイントラ予測モードが存在しえないためである。

一方で、各ｓＴｙｐｅ領域に保存されるイントラ予測モードとして、各ｓＴｙｐｅ領域に保存される動き情報の参照先がイントラ予測ブロックである場合は、その参照ブロックのイントラ予測モードを、当該対象ブロックのイントラ予測モードとして保存してもよい。また、各ｓＴｙｐｅ領域に保存される動き情報の参照先がインター予測ブロックである場合は、当該対象ブロックのイントラ予測モードをPｌａｎａｒモードとして保存してもよいし、或いは、その参照先のインター予測ブロックに保存された動き情報の参照先を用いてさらにイントラ予測モードを再帰的に追跡してもよい。ただし、追跡範囲には限度があるため、追跡上限に達した場合にイントラ予測モードの参照先が見つからなければ、Ｐｌａｎａｒモードを当該対象ブロックのイントラ予測モードとして保存してもよい。これにより、当該対象ブロックの所定領域の予測種別がインター予測であっても、当該対象ブロックからフレーム内の別のブロック（たとえば隣接ブロック）から参照された場合に、イントラ予測を参照することができる。

次に、ＢｃｗＩｄｘ、ｈｐｅＩｆＩｄｘ、ＩＢＣ Ｆｌａｇ、ＬＩＣ Ｆｌａｇは、全てのｓＴｙｐｅ領域で無効である値ことを示す値が保存されてもよい。なぜなら、ＢＣＷ、ＳＩＦ、ＩＢＣ及びＬＩＣは、いずれもＧＰＭと排他の符号化ツールであるため、ＧＰＭが適用された対象ブロックでは、これらの符号化ツールが無効であることが自明であるためである。

関連して、図１８から図２０には図示していないが、ＩＢＣで使用される動きベクトルは保存しなくてもよいし、ゼロベクトルが保存されてもよい。これらのパラメータは、後述する図１９と図２０においても、同様の構成を採ることができるため、図１９及び図２０におけるこれらパラメータの詳細の説明は、以降では省略する。

図１９及び図２０は、図６のようなイントラ予測とインター予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。以下に、ｓＴｙｐｅの値に応じて保存される各予測情報の詳細を説明する。

第１に、ｓＴｙｐｅｒ＝１の場合にインター予測が適用されている分割領域（Ｉｎｔｅｒの分割領域）で保存される予測情報は、本実施形態においては、対象ブロックがBスライスに含まれない場合（Pスライスに含まれる場合）には片予測が適用されるが、対象ブロックがＢスライスに含まれる場合には前述の通りマージインデックスに対応するマージ候補の動き情報次第では、双予測が適用される。以下にこの2つのケースにおけるｓＴｙｐｅｒ＝１の場合にインター予測が適用されている分割領域（Ｉｎｔｅｒの分割領域）で保存される予測情報を示す。

まず、図１９は、対象ブロックがBスライスに含まれない場合（Pスライスに含まれる場合）には片予測が適用されるケースで保存される予測情報の一例である。保存される予測情報は、図１９に示すように、図１８のｓＴｙｐｅｒ＝１の場合にインター予測が適用されている分割領域（Ｉｎｔｅｒの分割領域）で保存される予測情報の構成例と同じ構成を採れる。

図１９に対して、図２０は、対象ブロックがＢスライスに含まれる場合にかつ双予測が適用されるケースで保存される予測情報の一例である。保存される予測情報は、図２０に示すように、図１８のｓＴｙｐｅｒ＝１の場合にインター予測が適用されている分割領域（Ｉｎｔｅｒの分割領域）で保存される予測情報の構成例とは異なる。具体的に、当該領域に対する１つのマージインデックスに対応するマージ候補が有する動き情報から、Ｌ０及びＬ１のそれぞれの動きベクトルＭＶＬ０及びＭＶＬ１、及び、Ｌ０及びＬ１のそれぞれの参照フレームを示すインデックスＲｅｆＩｄｘＬ０及びＲｅｆＩｄｘＬ１が保存される。

なお、図２０のケースにおいても、保存される予測情報のうちイントラ予測モードについては、図１８のｓＴｙｐｅｒ＝１の場合にインター予測が適用されている分割領域（Ｉｎｔｅｒの分割領域）で保存される予測情報の構成例と同じ構成を採ってもよい。

第２に、ｓＴｙｐｅｒ＝０の場合にイントラ予測が適用されている分割領域（Ｉｎｔｒａの分割領域）で保存される予測情報は、図１９と図２０に示すように以下のように保存される。

予測種別＝Ｉｎｔｒａ
ｐｒｅｄＦｌａｇ０＝０
ｐｒｅｄＦｌａｇ１＝０
ｍｖＬ０＝０
ｍｖＬ１＝０
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝－１
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝－１
イントラ予測モード＝ｍｏｄｅＸ
ここで、かかる分割領域では、イントラ予測が適用されているため、上述のように、予測種別としてＩｎｔｒａが保存され、イントラ予測モードとしてｍｏｄｅＸが保存される。

なお、変更例として、例えば、非特許文献１のように、隣接からサブブロック単位でイントラ予測種別のみを参照し、イントラ予測モードを参照しない符号化ツールしか含まれていない場合は、予測種別としてＩｎｔｒａを保存しつつ、イントラ予測モードを保存しない構成を採ってもよい。

さらなる変更例として、ＧＰＭに対してイントラ予測モードが適用される場合であっても、この適用されたイントラ予測モードをいずれも保存しないと構成してもよい。

一方で、動き情報を持たないため、上述のようにｐｒｅｄＦｌａｇ０及びｐｒｅｄＦｌａｇＬ１として０を保存し、ｍｖＬ０及びｍｖＬ１として０（ゼロベクトルを意味する）を保存し、ｒｅｆＩｄｘＬ０及びｒｅｆＩｄｘＬ１として‐１（参照フレームが存在しないことを意味する）を保存してもよい。

或いは、変更例として、予測情報バッファ２４４のバッファ領域の容量の逼迫を回避するために、これらの動き情報を保存しない構成をとってもよい。

第３に、ｓＴｙｐｅｒ＝２の場合にイントラ予測及びインター予測が適用されている分割領域（Ｉｎｔｒａ＋Ｉｎｔｅｒの分割領域）で保存される予測情報は、前述のｓＴｙｐｅｒ＝１に保存される予測情報の構成次第で、図１９と図２０に示すように異なる。

図１９に示すケースでは、以下のように保存される。

予測種別＝Ｉｎｔｅｒ
ｐｒｅｄＦｌａｇ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？１：０
ｐｒｅｄＦｌａｇ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？０：１
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？ｒｅｆＩｄｘＢ：－１
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？－１：ｒｅｆＩｄｘＢ
ｍｖＬ０＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？ｍｖＢ：０
ｍｖＬ１＝（ｐｒｅｄＬｉｓｔＦｌａｇＢ＝＝０）？０：ｍｖＢ
イントラ予測モード＝ｍｏｄｅＸ
一方で、図１９に示すケースでは、以下のように保存される。

予測種別＝Ｉｎｔｅｒ
ｐｒｅｄＦｌａｇ０＝１
ｐｒｅｄＦｌａｇ１＝１
ｒｅｆＩｄｘＬ０＝ＲｅｆＩｄｘＬ０
ｒｅｆＩｄｘＬ１＝ＲｅｆＩｄｘＬ１
ｍｖＬ０＝ＭＶＬ０
ｍｖＬ１＝ＭＶＬ１
イントラ予測モード＝ｍｏｄｅＸ
ここで、かかる分割領域では、ｓＴｙｐｅ＝１のイントラ予測が適用されているため、予測情報のうち、予測種別及びイントラ予測モードとしては、上述の通り、ｓＴｙｐｅ＝１で保存されるものと同じパラメータが保存される。将来的に保存できるイントラ予測モードが2種類になった場合は、かかる分割領域では、ｓＴｙｐｅ＝０のイントラ予測モードを追加で保存してもよい。

また、かかる分割領域では、ｓＴｙｐｅ＝２のインター予測が適用されているため、予測情報のうち、動き場情報に係るパラメータとしては、上述の通り、ｓＴｙｐｅ＝２で保存されるものと同じパラメータが保存される。

図２１は、図７のような異なる２つのイントラ予測から構成されるＧＰＭに対して保存される予測情報の一例を示す図である。以下に、ｓＴｙｐｅの値に応じて保存される各予測情報の詳細を説明する。

第１に、全てのｓＴｙｐｅ領域で保存される予測情報のうち、イントラ予測モード以外のパラメータは、図１９で説明したｓＴｙｐｅ＝０の場合にＩｎｔｒａの分割領域で保存されるパラメータと同一の構成を採ることができるため、説明を省略する。

第２に、ｓＴｙｐｅ＝０の領域及びｓＴｙｐｅ＝１の領域のイントラ予測モードとしては、図２０に示すように、各領域で適用された異なる２つのイントラ予測モードｍｏｄｅＸ及びｍｏｄｅＹがそれぞれ保存される。

第３に、ｓＴｙｐｅ＝２の領域では、図２０に示すように、ｓＴｙｐｅ＝０の領域及びｓＴｙｐｅ＝１の領域のイントラ予測モードの双方を保存してもよいし、いずれか１つのイントラ予測モードを保存してもよい。

前者については、例えば、２つのイントラ予測モードが画像符号化装置１００及び画像復号装置２００で使用可能か場合は、２つのイントラ予測モードを保存する構成をとってもよい。

後者については、例えば、決め打ちでｓＴｙｐｅ＝０のイントラ予測モードをｓＴｙｐｅ＝２のイントラ予測モードとして選択してもよい。

或いは、例えば、４×４画素サブブロックがいずれのイントラ予測モードから支配的に生成されたかを、例えば、４×４画素サブブロックをさらに細分割した２×２画素サブブロック単位で計算して、支配的なイントラ予測モードをｓＴｙｐｅ＝２の領域のイントラ予測モードとして選択してもよい。

或いは、当該サブブロックが有する２つのイントラ予測モードが示す方向に存在する隣接する参照画素と当該サブブロックとの距離が小さい方をｓＴｙｐｅ＝２のイントラ予測モードとして選択してもよい。

さらなる変更例として、図２１に示すように、２つのGPMに対して２つのイントラ予測モードが適用される場合であっても、この適用された２つのイントラ予測モードをいずれも保存しないと構成してもよい。

以上に説明した予測情報及び予測情報の保存方法を用いることで、ＧＰＭにイントラ予測を追加する場合の予測情報を、フレーム内或いはフレーム外から適切に参照することができるため、結果的に符号化性能の向上が期待できる。

なお、以上で説明した予測情報バッファ２４４に保存される予測情報のうち、イントラ予測モード以外のパラメータについては、フレーム内或いはフレーム外から参照されなくなった場合に、予測情報バッファ２４４から削除してもよい。

また、当該パラメータ分の保存領域を、予測情報バッファ２４４に確保している場合は、初期化してもよい。ここで、フレーム外から参照されなくなるタイミングは、フレームバッファ２６０（フレームバッファ１６０）から当該ＧＰＭ適用ブロックが含まれるフレームが削除されるタイミングと同じである。

さらに、予測情報バッファ２４４に保存される予測情報のうち、イントラ予測モードについては、フレーム内から参照されなくなった場合に、予測情報バッファ２４４から削除してもよい。また、当該イントラ予測モード分だけの保存領域を、予測情報バッファ２４４に確保している場合は、初期化してもよい。

なお、上述では、ＧＰＭにより、矩形ブロックが幾何学形状に２分割される事例を参照して、その場合のＧＰＭへのイントラ予測モードの適用時のシグナリング方法について説明したが、ＧＰＭにより矩形ブロックが幾何学形状に３分割以上に分割される事例においても、同様の概念で、本実施形態で説明したシグナリング方法は適用できる。

上述の画像符号化装置１００及び画像復号装置２００は、コンピュータに各機能（各工程）を実行させるプログラムであって実現されていてもよい。

なお、上述の各実施形態では、本発明を画像符号化装置１００及び画像復号装置２００への適用を例にして説明したが、本発明は、これのみに限定されるものではなく、画像符号化装置１００及び画像復号装置２００の各機能を備えた画像符号化システム及び画像復号システムにも同様に適用できる。

なお、本実施形態によれば、例えば、動画像通信において総合的なサービス品質の向上を実現できることから、国連が主導する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の目標９「レジリエントなインフラを整備し、持続可能な産業化を推進するとともに、イノベーションの拡大を図る」に貢献することが可能となる。

１０…画像処理システム
１００…画像符号化装置
１１１、２４１…インター予測部
１１２、２４２…イントラ予測部
１１３、２４３…合成部
１１４、２２４…予測情報バッファ
１２１…減算器
１２２、２３０…加算器
１３１…変換・量子化部
１３２、２２０…逆変換・逆量子化部
１４０…符号化部
１５０、２５０…インループフィルタ処理部
１６０、２６０…フレームバッファ
２００…画像復号装置
２１０…復号部

Claims (20)

1. 画像復号装置であって、
   幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、
   前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、
   前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備え、
   前記イントラ予測部は、前記復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づいてイントラ予測モードを導出し、導出した前記イントラ予測モードを用いてイントラ予測画素を生成するように構成されていることを特徴とする画像復号装置。
2. 画像復号装置であって、
   幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、
   前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、
   前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備え、
   前記イントラ予測部は、
   前記復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づいて複数のイントラ予測モードを導出し、
   所定のインデックスを用いて、導出した前記複数のイントラ予測モードで構成されるイントラ予測モード候補リストの中から１つ又は複数のイントラ予測モードを選択して前記イントラ予測画素を生成するか否かについて制御するように構成されていることを特徴とする画像復号装置。
3. 前記イントラ予測部は、さらに前記幾何学分割モードの分割形状に基づいて前記複数のイントラ予測モードを導出するように構成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像復号装置。
4. 画像復号装置であって、
   幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、
   前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、
   前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備え、
   前記イントラ予測部は、
   前記幾何学分割モードの分割形状、又は、前記復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づいて複数のイントラ予測モードを導出し、
   所定のインデックスを用いて、導出した前記複数のイントラ予測モードで構成されるイントラ予測モード候補リストの中から１つ又は複数のイントラ予測モードを選択して前記イントラ予測画素を生成するか否かについて制御し、
   前記複数のイントラ予測モードを導出する際に、前記幾何学分割モードの分割形状に対して平行方向のイントラ予測モードを前記イントラ予測モード候補リストの最初に登録するように構成されていることを特徴とする画像復号装置。
5. 前記イントラ予測部は、
   前記イントラ予測モードを導出する際に、
   所定のＡｎｇｕｌａｒ予測モードに対する隣接参照画素のヒストグラムを計算し、
   イントラ予測モード候補リストに既に同一のＡｎｇｕｌａｒ予測モードが含まれない場合は、前記ヒストグラムで最高画素値から所定数のＡｎｇｕｌａｒ予測モードを登録し、
   前記イントラ予測モード候補リストに既に同一のＡｎｇｕｌａｒ予測モードが含まれている場合は、前記所定数のＡｎｇｕｌａｒ予測モードを登録しないように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像復号装置。
6. 前記イントラ予測部は、前記ヒストグラムを計算する際に、前記幾何学分割モードの分割形状に基づいて前記隣接参照画素を所定領域に制限するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の画像復号装置。
7. 前記イントラ予測部は、
   前記イントラ予測モードを導出する際に、
   前記復号対象ブロックに隣接する第１テンプレートと、前記第１テンプレートに対して隣接する隣接参照画素及び前記幾何学分割モードが適用されない通常のイントラ予測向けに構築されたイントラ予測モード候補リストに登録されたイントラ予測モードを使用して生成されたイントラ予測画素とを比較してコストを計算し、
   前記幾何学分割モード向けのイントラ予測モード候補リストに既に同一の予測モードが含まれない場合、前記コストのうち最小コストとなるイントラ予測モードを登録し、
   前記幾何学分割モード向けのイントラ予測モード候補リストに既に同一の予測モードが含まれない場合、前記最小コストとなるイントラ予測モードを登録しないように構成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の画像復号装置。
8. 前記イントラ予測部は、前記コストを計算する際に、前記第１テンプレート又は前記第１テンプレートに対して隣接する隣接参照画素を所定位置に制限するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の画像復号装置。
9. 前記イントラ予測部は、
   前記イントラ予測モードを導出する際に、
   前記復号対象ブロックの所定位置に隣接する参照ブロックのイントラ予測モードを導出し、
   前記イントラ予測モード候補リストに既に同一の予測モードが含まれない場合、導出した前記イントラ予測モードを登録し、
   前記イントラ予測モード候補リストに既に同一の予測モードが含まれる場合、導出した前記イントラ予測モードを登録しないように構成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載の画像復号装置。
10. 前記イントラ予測部は、前記幾何学分割モードの分割形状に基づいて、前記復号対象ブロックの第１位置に隣接する隣接参照ブロックのイントラ予測モードを導出する際に、前記隣接参照ブロックを第２位置に制限することを特徴とする請求項９に記載の画像復号装置。
11. 前記イントラ予測部は、
    前記イントラ予測モードを導出する際に、
    前記隣接参照画素を用いて前記ヒストグラムを計算し、
    計算した前記ヒストグラムに基づいてイントラ予測モードを導出した後に、前記隣接参照画素を用いたコスト計算に基づいて前記イントラ予測モードを導出するように構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像復号装置。
12. 前記イントラ予測部は、
    前記イントラ予測モードを導出する際に、
    前記隣接参照画素を用いて前記ヒストグラムを計算し、
    計算した前記ヒストグラムに基づいてイントラ予測モードを導出した後に、前記復号対象ブロックの隣接参照ブロックに基づいて前記イントラ予測モードを導出するように構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像復号装置。
13. 前記イントラ予測部は、
    前記イントラ予測モードを導出する際に、
    前記隣接参照画素を用いたコスト計算に基づいてイントラ予測モードを導出した後に、前記復号対象ブロックの隣接参照ブロックに基づいて前記イントラ予測モードを導出するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像復号装置。
14. 前記イントラ予測部は、
    前記イントラ予測モードを導出する際に、
    前記隣接参照画素を用いて前記ヒストグラムを計算し、
    計算した前記ヒストグラムに基づいてイントラ予測モードを導出した後に、前記隣接参照画素を用いたコスト計算に基づいて前記イントラ予測モードを導出し、
    前記隣接参照画素を用いたコスト計算に基づいてイントラ予測モードを導出した後に、前記復号対象ブロックの隣接参照ブロックに基づいて前記イントラ予測モードを導出するように構成されていることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像復号装置。
15. 前記イントラ予測部は、
    イントラ予測モード候補リストに含まれるイントラ予測モードの候補数が前記イントラ予測モード候補リストのサイズの最大値に達していない場合、前記イントラ予測モードの導出処理を開始し、
    前記候補数が前記最大値に達している場合、前記イントラ予測モードの導出処理を開始しないように構成されていることを特徴とする請求項１～１４のいずれか一項に記載の画像復号装置。
16. 前記イントラ予測部は、
    全ての前記イントラ予測モードを導出した後に、
    イントラ予測モード候補リストに含まれるイントラ予測モードの候補数が前記イントラ予測モード候補リストのサイズの最大値に達していない場合で、且つ、前記イントラ予測モード候補リストに既に同一の予測モードが含まれない場合、前記イントラ予測モード候補リストに所定のイントラ予測モードを登録し、
    前記候補数が前記最大値に達していない場合で、且つ、前記イントラ予測モード候補リストに既に同一の予測モードが含まれている場合、前記イントラ予測モード候補リストに所定のイントラ予測モードを登録しないように構成されていることを特徴とする請求項１～１４のいずれか一項に記載の画像復号装置。
17. 画像復号装置であって、
    復号対象スライス又は復号対象ブロックの制御データを復号するように構成されている復号部を備え、
    前記復号部は、前記復号対象スライス又は前記復号対象ブロックの制御データを復号することにより、
    前記復号対象ブロックがＩスライスに含まれており且つＤｕａｌ Ｔｒｅｅであると特定される場合は、前記復号対象ブロックの輝度成分に対して幾何学分割モードが適用されると判定されていても、前記復号対象ブロックの輝度成分に対応する色差成分ブロックに対する幾何学分割モードを適用不可と判定し、
    それ以外の場合は、前記色差成分ブロックに対する幾何学分割モードを適用不可と判定しないように構成されていることを特徴とする記載の画像復号装置。
18. 画像復号装置であって、
    前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、
    前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックのイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備え、
    前記イントラ予測部は、
    前記復号対象ブロックがＤｕａｌ Ｔｒｅｅではなく且つ前記復号対象ブロックの輝度成分に対して幾何学分割モードが適用される場合において、前記復号対象ブロックの色差成分に対して幾何学分割モードを適用し、さらに、復号対象ブロックの色差成分に対応する輝度成分の幾何学分割モードによる各分割領域に対して使用されるイントラ予測モードを、前記色差成分の幾何学分割モードによって分割された各分割領域に対するイントラ予測モードとして導出するように構成されていることを特徴とする画像復号装置。
19. 画像復号方法であって、
    幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成する工程Ａと、
    前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成する工程Ｂと、
    前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力する工程Ｃと、を備え、
    前記工程Ａにおいて、前記復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づいてイントラ予測モードを導出し、導出した前記イントラ予測モードを用いてイントラ予測画素を生成することを特徴とする画像復号方法。
20. コンピュータを、画像復号装置として機能させるプログラムであって、
    前記画像復号装置は、
    幾何学分割モードに対する動き情報を導出して動き補償画素を生成するように構成されているインター予測部と、
    前記幾何学分割モードに対するイントラ予測モードを導出してイントラ予測画素を生成するように構成されているイントラ予測部と、
    前記幾何学分割モードが適用された復号対象ブロックの動き情報又はイントラ予測モードと、インター予測及びイントラ予測のいずれかが適用されたかを判定可能な予測種別とを含む予測情報を保存又は出力するように構成されている予測情報バッファと、を備え、
    前記イントラ予測部は、前記復号対象ブロックに隣接する隣接参照画素又は隣接参照ブロックに基づいてイントラ予測モードを導出し、導出した前記イントラ予測モードを用いてイントラ予測画素を生成するように構成されていることを特徴とするプログラム。
    

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