JP2024054401A - 画像符号化装置、画像復号装置、およびビットストリーム生成装置 - Google Patents

画像符号化装置、画像復号装置、およびビットストリーム生成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】効率的な符号化を行う画像符号化装置を提供する。【解決手段】画像符号化装置１００は、回路と、メモリとを備え、回路は、画像ブロック中の非矩形形状を有する第１パーティションについて、第１パーティションの第１動きベクトルを動きベクトル候補セットから選択し、画像ブロック中のパーティションであり第１パーティションと重なる領域を有するパーティションである第２パーティションについて、第２パーティションの第２動きベクトルを動きベクトル候補セットから選択し、選択した第１動きベクトルにより第１パーティションを符号化し、選択した第２動きベクトルにより第２パーティションを符号化し、動きベクトル候補セットからは、画像ブロックのサイズに関する条件なしに単予測動きベクトルのみが選択される。【選択図】図１７

Description

本開示は、ビデオコーディングに関し、例えば、インター予測を行うことで参照フレームに基づきカレントブロックを構築するか、またはイントラ予測を行うことでカレントフレーム内の符号化／復号済み参照ブロックに基づきカレントブロックを構築する、動画像の符号化および復号におけるシステム、構成要素、ならびに方法などに関する。
ビデオコーディング技術は、Ｈ．２６１およびＭＰＥＧ－１から、Ｈ．２６４／ＡＶＣ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）、ＭＰＥＧ－ＬＡ、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）、およびＨ．２６６／ＶＶＣ（Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｅｃ）へ進歩している。この進歩に伴い、様々な用途において増え続けるデジタルビデオデータ量を処理するために、ビデオコーディング技術の改良および最適化を提供することが常に必要とされている。本開示は、さらに、ビデオコーディングにおける進歩、改良、および最適化に関し、特に、非矩形形状（例えば三角形）を有する第１パーティションと、第２パーティションとを少なくとも含む複数のパーティションに画像ブロックを分割するインター予測またはイントラ予測に関する。
一態様に従って、回路と、前記回路に接続されたメモリとを備える画像符号化装置が提供される。前記回路は、動作において、画像ブロック中の非矩形形状を有する第１パーティションについて、前記第１パーティションの第１動きベクトルを動きベクトル候補セットから選択し、前記画像ブロック中のパーティションであり前記第１パーティションと重なる領域を有するパーティションである第２パーティションについて、前記第２パーティションの第２動きベクトルを前記動きベクトル候補セットから選択し、選択した前記第１動きベクトルにより前記第１パーティションを符号化し、選択した前記第２動きベクトルにより前記第２パーティションを符号化し、前記動きベクトル候補セットからは、前記画像ブロックのサイズに関する条件なしに単予測動きベクトルのみが選択される。
本開示の実施形態のいくつかの実施例では、符号化効率を改善し、符号化／復号処理を簡素化し、符号化／復号処理速度を加速し、適切なフィルタ、ブロックサイズ、動きベクトル、参照ピクチャ、参照ブロックなどの符号化および復号において用いられる適切なコンポーネント／動作を効率よく選択してもよい。
開示された実施の形態のさらなる利益および利点は、明細書および図面から明らかになる。利益および／または利点は、様々な実施の形態ならびに明細書および図面の特徴によって個別に得られてもよく、このような利益および／または利点を１以上得るために、様々な実施の形態ならびに明細書および図面の特徴全てを設ける必要はない。
なお、包括的または具体的な実施の形態は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム、記憶媒体、または、それら任意の組み合わせとして実装されてもよい。
図１は、実施の形態に係る符号化装置の機能構成を示すブロック図である。 図２は、ブロック分割の一例を示す図である。 図３は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。 図４Ａは、ＡＬＦ（アダプティブループフィルタ）で用いられるフィルタの形状の一例を示す図である。 図４Ｂは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の他の一例を示す図である。 図４Ｃは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の他の一例を示す図である。 図５Ａは、イントラ予測における６７個のイントラ予測モードを示す図である。 図５Ｂは、ＯＢＭＣ（ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ ｂｌｏｃｋ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）処理による予測画像補正処理の概要を説明するためのフローチャートである。 図５Ｃは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理の概要を説明するための概念図である。 図５Ｄは、ＦＲＵＣ（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ ｕｐ－ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）の一例を示す図である。 図６は、動き軌道に沿う２つのブロック間でのパターンマッチング（バイラテラルマッチング）を説明するための図である。 図７は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング（テンプレートマッチング）を説明するための図である。 図８は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。 図９Ａは、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づくサブブロック単位の動きベクトルの導出を説明するための図である。 図９Ｂは、マージモードによる動きベクトル導出処理の概要を説明するための図である。 図９Ｃは、ＤＭＶＲ（ｄｙｎａｍｉｃ ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｒｅｆｒｅｓｈｉｎｇ）処理の概要を説明するための概念図である。 図９Ｄは、ＬＩＣ（ｌｏｃａｌ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）処理による輝度補正処理を用いた予測画像生成方法の概要を説明するための図である。 図１０は、実施の形態に係る復号装置の機能構成を示すブロック図である。 図１１は、一実施形態に従って、少なくとも、非矩形形状（例えば三角形）を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割してさらに処理を行う全体処理フローを示すフローチャートである。 図１２は、非矩形形状（例えば三角形）を有する第１パーティション、及び、第２パーティション（これも示された複数の例において非矩形形状を有する）に画像ブロックを分割する２つの例示的な方法を示す図である。 図１３は、第１パーティションに基づいて予測される複数の境界画素の複数の第１値と、第２パーティションに基づいて予測される複数の境界画素の複数の第２値とを重み付けすることを伴う境界平滑化処理の一例を示す図である。 図１４は、第１パーティションに基づいて予測される複数の境界画素の複数の第１値と、第２パーティションに基づいて予測される複数の境界画素の複数の第２値とを重み付けすることを伴う境界平滑化処理の３つのさらなる例を示す図である。 図１５は、複数のパラメータ（「複数の第１インデックス値」）例、及び、複数のパラメータによってそれぞれ符号化される複数の情報セットを示すテーブル図である。 図１６は、複数のパラメータ（複数のインデックス値）の二値化を示すテーブル図である。 図１７は、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割する処理を示すフローチャートである。 図１８は、示された複数の例において三角形である非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割する複数の例を示す図である。 図１９は、示された複数の例において少なくとも５つの辺と角との多角形である非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割する複数のさらなる例を示す図である。 図２０は、第１パーティションに基づいて予測される複数の境界画像の複数の第１値と、第２パーティションに基づいて予測される複数の境界画像の複数の第２値とを重み付けすることを伴う境界平滑化処理を示すフローチャートである。 図２１Ａは、複数の境界画素の重み付けされる複数の第１値が、第１パーティションに基づいて予測され、複数の境界画素の重み付けされる複数の第２値が第２パーティションに基づいて予測される境界平滑化処理の例を示す図である。 図２１Ｂは、複数の境界画素の重み付けされる複数の第１値が、第１パーティションに基づいて予測され、複数の境界画素の重み付けされる複数の第２値が第２パーティションに基づいて予測される境界平滑化処理の例を示す図である。 図２１Ｃは、複数の境界画素の重み付けされる複数の第１値が、第１パーティションに基づいて予測され、複数の境界画素の重み付けされる複数の第２値が第２パーティションに基づいて予測される境界平滑化処理の例を示す図である。 図２１Ｄは、複数の境界画素の重み付けされる複数の第１値が、第１パーティションに基づいて予測され、複数の境界画素の重み付けされる複数の第２値が第２パーティションに基づいて予測される境界平滑化処理の例を示す図である。 図２２は、分割を示すパーティションパラメータに基づいて、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割し、エントロピー符号化において、パーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリームに書き込む符号化装置側で行われる方法を示すフローチャートである。 図２３は、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することを示すパーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリームから読み解き、パーティションパラメータに基づいて、複数のパーティションに画像ブロックを分割し、第１パーティション及び第２パーティションを復号する復号装置側で行われる方法を示すフローチャートである。 図２４は、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することをそれぞれ示す複数のパーティションパラメータ（「複数の第１インデックス値」）例、及び、複数のパーティションパラメータによってそれぞれ一体として符号化され得る複数の情報セットを示すテーブル図である。 図２５は、第１パラメータ及び第２パラメータの一方が、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することを示すパーティションパラメータである、第１パラメータ及び第２パラメータの複数の組み合わせ例の表である。 図２６は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成を示すブロック図である。 図２７は、スケーラブル符号化時の符号化構造の一例を示す概念図である。 図２８は、スケーラブル符号化時の符号化構造の一例を示す概念図である。 図２９は、ｗｅｂページの表示画面例を示す概念図である。 図３０は、ｗｅｂページの表示画面例を示す概念図である。 図３１は、スマートフォンの一例を示すブロック図である。 図３２は、スマートフォンの構成例を示すブロック図である。
一態様によれば、回路と、前記回路に接続されたメモリとを備える画像符号化装置が提供される。前記回路は、動作において、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することと、前記第１パーティションについて第１動きベクトルを予測し、前記第２パーティションについて第２動きベクトルを予測することと、前記第１動きベクトルを用いて前記第１パーティションを符号化し、前記第２動きベクトルを用いて前記第２パーティションを符号化することとを行う。
さらなる態様によれば、前記第２パーティションは、非矩形形状を有する。他の態様によれば、前記非矩形形状は、三角形である。さらなる態様によれば、前記非矩形形状は、三角形、台形、及び、少なくとも５つの辺と角とを有する多角形からなる群から選択される。
他の態様によれば、前記予測することは、前記第１動きベクトルを第１動きベクトル候補セットから選択することと、前記第２動きベクトルを第２動きベクトル候補セットから選択することとを含む。例えば、前記第１動きベクトル候補セットは、前記第１パーティションに隣接する複数のパーティションの複数の動きベクトルを含んでもよく、前記第２動きベクトル候補セットは、前記第２パーティションに隣接する複数のパーティションの複数の動きベクトルを含んでもよい。前記第１パーティションに隣接する前記複数のパーティションと前記第２パーティションに隣接する前記複数のパーティションとは、前記第１パーティション及び前記第２パーティションに分割される前記画像ブロックの外部であってもよい。前記隣接する複数のパーティションは、空間的に隣接する複数のパーティション、及び、時間的に隣接する複数のパーティションの一方又は両方であってもよい。前記第１動きベクトル候補セットは、前記第２動きベクトル候補セットと同じであっても、異なってもよい。
他の態様によれば、前記予測することは、第１動きベクトル候補を第１動きベクトル候補セットから選択し、前記第１動きベクトル候補に第１差分動きベクトルを加算することによって前記第１動きベクトルを導出することと、第２動きベクトル候補を第２動きベクトル候補セットから選択し、前記第２動きベクトル候補に第２差分動きベクトルを加算することによって前記第２動きベクトルを導出することとを含む。
他の態様によれば、動作において、原画像を受信し複数のブロックに分割する分割部と、動作において、前記分割部から前記複数のブロックを受信し、予測制御部から複数の予測を受信し、各予測をその対応ブロックから減算して、残差を出力する加算部と、動作において、前記加算部から出力された複数の残差に変換を行って複数の変換係数を出力する変換部と、動作において、前記複数の変換係数を量子化して複数の量子化変換係数を生成する量子化部と、動作において、前記複数の量子化変換係数を符号化してビットストリームを生成するエントロピー符号化部と、動作において、符号化済み参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部、動作において、カレントピクチャにおける符号化済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部、及び、メモリに接続された前記予測制御部とを備える画像符号化装置を提供する。前記予測制御部は、動作において、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに前記複数のブロックを分割し、前記第１パーティションについて第１動きベクトルを予測し、前記第２パーティションについて第２動きベクトルを予測し、前記第１動きベクトルを用いて前記第１パーティションを符号化し、前記第２動きベクトルを用いて前記第２パーティションを符号化する。
他の態様によれば、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することと、前記第１パーティションについて第１動きベクトルを予測し、前記第２パーティションについて第２動きベクトルを予測することと、前記第１動きベクトルを用いて前記第１パーティションを符号化し、前記第２動きベクトルを用いて前記第２パーティションを符号化することとを含む画像符号化方法を提供する。
一態様によれば、回路と、前記回路に接続されたメモリとを備える画像復号装置が提供される。前記回路は、動作において、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することと、前記第１パーティションについて第１動きベクトルを予測し、前記第２パーティションについて第２動きベクトルを予測することと、前記第１動きベクトルを用いて前記第１パーティションを復号し、前記第２動きベクトルを用いて前記第２パーティションを復号することとを行う。
さらなる態様によれば、前記第２パーティションは、非矩形形状を有する。他の態様によれば、前記非矩形形状は、三角形である。さらなる態様によれば、前記非矩形形状は、三角形、台形、及び、少なくとも５つの辺と角とを有する多角形からなる群から選択される。
他の態様によれば、動作において、符号化ビットストリームを受信し復号して複数の量子化変換係数を取得するエントロピー復号部と、動作において、前記複数の量子化変換係数を逆量子化して複数の変換係数を取得し、前記複数の変換係数を逆変換して複数の残差を取得する、逆量子化部及び逆変換部と、動作において、前記逆量子化部及び前記逆変換部から出力された前記複数の残差と、予測制御部から出力された複数の予測とを加算して複数のブロックを再構成する加算部と、動作において、復号済みの参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部、動作において、カレントピクチャにおける復号済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部、及び、メモリに接続された前記予測制御部とを備える画像復号装置が提供される。前記予測制御部は、動作において、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割し、前記第１パーティションについて第１動きベクトルを予測し、前記第２パーティションについて第２動きベクトルを予測し、前記第１動きベクトルを用いて前記第１パーティションを復号し、前記第２動きベクトルを用いて前記第２パーティションを復号する。
他の態様によれば、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することと、前記第１パーティションについて第１動きベクトルを予測し、前記第２パーティションについて第２動きベクトルを予測することと、前記第１動きベクトルを用いて前記第１パーティションを復号し、前記第２動きベクトルを用いて前記第２パーティションを復号することとを含む画像復号方法が提供される。
一態様によれば、回路と、前記回路に接続されたメモリとを備える画像符号化装置が提供される。前記回路は、動作において、画像ブロックから分割された、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの間の境界に沿う境界平滑化動作を行う。当該境界平滑化動作は、前記第１パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの画素セットの複数の第１値を第１予測することと、前記第２パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの前記画素セットの複数の第２値を第２予測することと、前記複数の第１値と前記複数の第２値とを重み付けすることと、重み付けされた前記複数の第１値と重み付けされた前記複数の第２値とを用いて前記第１パーティションを符号化することとを含む。
さらなる態様によれば、前記非矩形形状は、三角形である。他の態様によれば、前記非矩形形状は、三角形、台形、及び、少なくとも５つの辺と角とを有する多角形からなる群から選択される。さらに別の態様によれば、前記第２パーティションは、非矩形形状を有する。
他の態様によれば、前記第１予測及び前記第２予測の少なくとも一方は、符号化済み参照ピクチャにおける参照パーティションに基づいて前記複数の第１値及び前記複数の第２値を予測するインター予測処理である。前記インター予測処理は、前記画素セットを含む前記第１パーティションの複数の画素の複数の第１値を予測してもよく、前記第１パーティションの前記画素セットのみの前記複数の第２値を予測してもよい。
他の態様によれば、前記第１予測及び前記第２予測の少なくとも一方は、カレントピクチャにおける符号化済み参照パーティションに基づいて前記複数の第１値及び前記複数の第２値を予測するイントラ予測処理である。
他の態様によれば、前記第１予測に用いられる予測方法は、前記第２予測に用いられる予測方法と異なる。
さらなる態様によれば、前記複数の第１値及び前記複数の第２値を予測する各行又は各列の前記画素セットの数は、整数である。例えば、各行又は各列の前記画素セットの数が４つである場合、１／８、１／４、３／４及び７／８の複数の重みが、それぞれ、前記画素セットにおける４つの画素の複数の第１値に適用されてもよく、７／８、３／４、１／４及び１／８の複数の重みが、それぞれ、前記画素セットにおける４つの画素の複数の第２値に適用されてもよい。他の例として、各行又は各列の前記画素セットの数が２つである場合、１／３及び２／３の複数の重みが、それぞれ、前記画素セットにおける２つの画素の複数の第１値に適用されてもよく、２／３及び１／３の複数の重みが、それぞれ、前記画素セットにおける２つの画素の複数の第２値に適用されてもよい。
他の態様によれば、複数の重みは、整数値でもよいし、分数値でもよい。
他の態様によれば、動作において、原画像を受信し複数のブロックに分割する分割部と、動作において、前記分割部から前記複数のブロックを受信し、予測制御部から複数の予測を受信し、各予測をその対応ブロックから減算して、残差を出力する加算部と、動作において、前記加算部から出力された複数の残差に変換を行って複数の変換係数を出力する変換部と、動作において、前記複数の変換係数を量子化して複数の量子化変換係数を生成する量子化部と、動作において、前記複数の量子化変換係数を符号化してビットストリームを生成するエントロピー符号化部と、動作において、符号化済み参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部、動作において、カレントピクチャにおける符号化済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部、及び、メモリに接続された前記予測制御部とを備える画像符号化装置が提供される。前記予測制御部は、動作において、画像ブロックから分割された、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの間の境界に沿う境界平滑化動作を行う。前記境界平滑化動作は、前記第１パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの画素セットの複数の第１値を第１予測することと、前記第２パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの前記画素セットの複数の第２値を第２予測することと、前記複数の第１値と前記複数の第２値とを重み付けすることと、重み付けされた前記複数の第１値と重み付けされた前記複数の第２値とを用いて前記第１パーティションを符号化することとを含む。
他の態様によれば、画像ブロックから分割された、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの間の境界に沿う境界平滑化動作を行う画像符号化方法が提供される。当該方法は、前記第１パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの画素セットの複数の第１値を第１予測することと、前記第２パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの前記画素セットの複数の第２値を第２予測することと、前記複数の第１値と前記複数の第２値とを重み付けすることと、重み付けされた前記複数の第１値と重み付けされた前記複数の第２値とを用いて前記第１パーティションを符号化することとの４ステップを通常含む。
さらなる態様によれば、回路と、前記回路に接続されたメモリとを備える画像復号装置が提供される。前記回路は、動作において、画像ブロックから分割された、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの間の境界に沿う境界平滑化動作を行う。前記境界平滑化動作は、前記第１パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの画素セットの複数の第１値を第１予測することと、前記第２パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの前記画素セットの複数の第２値を第２予測することと、前記複数の第１値と前記複数の第２値とを重み付けすることと、重み付けされた前記複数の第１値と重み付けされた前記複数の第２値とを用いて前記第１パーティションを復号することとを含む。
他の態様によれば、前記非矩形形状は、三角形である。さらなる態様によれば、前記非矩形形状は、三角形、台形、及び、少なくとも５つの辺と角とを有する多角形からなる群から選択される。他の態様によれば、前記第２パーティションは、非矩形形状を有する。
他の態様によれば、前記第１予測及び前記第２予測の少なくとも一方は、符号化済み参照ピクチャにおける参照パーティションに基づいて前記複数の第１値及び前記複数の第２値を予測するインター予測処理である。前記インター予測処理は、前記画素セットを含む前記第１パーティションの複数の画素の複数の第１値を予測してもよく、前記第１パーティションの前記画素セットのみの前記複数の第２値を予測してもよい。
他の態様によれば、前記第１予測及び前記第２予測の少なくとも一方は、カレントピクチャにおける符号化済み参照パーティションに基づいて前記複数の第１値及び前記複数の第２値を予測するイントラ予測処理である。
他の態様によれば、動作において、符号化ビットストリームを受信し復号して複数の量子化変換係数を取得するエントロピー復号部と、動作において、前記複数の量子化変換係数を逆量子化して複数の変換係数を取得し、前記複数の変換係数を逆変換して複数の残差を取得する、逆量子化部及び逆変換部と、動作において、前記逆量子化部及び前記逆変換部から出力された前記複数の残差と、予測制御部から出力された複数の予測とを加算して複数のブロックを再構成する加算部と、動作において、復号済みの参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部、動作において、カレントピクチャにおける復号済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部、及び、メモリに接続された前記予測制御部とを備える画像復号装置が提供される。前記予測制御部は、動作において、画像ブロックから分割された、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの間の境界に沿う境界平滑化動作を行う。前記境界平滑化動作は、前記第１パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの画素セットの複数の第１値を第１予測することと、前記第２パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの前記画素セットの複数の第２値を第２予測することと、前記複数の第１値と前記複数の第２値とを重み付けすることと、重み付けされた前記複数の第１値と重み付けされた前記複数の第２値とを用いて前記第１パーティションを復号することとを含む。
他の態様によれば、画像ブロックから分割された、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの間の境界に沿う境界平滑化動作を行う画像復号方法が提供される。当該方法は、前記第１パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの画素セットの複数の第１値を第１予測することと、前記第２パーティションの情報を用いて、前記境界に沿う、前記第１パーティションの前記画素セットの複数の第２値を第２予測することと、前記複数の第１値と前記複数の第２値とを重み付けすることと、重み付けされた前記複数の第１値と重み付けされた前記複数の第２値とを用いて前記第１パーティションを復号することとの４ステップを通常含む。
一態様によれば、回路と、前記回路に接続されたメモリとを備える画像符号化装置が提供される。前記回路は、動作において、パーティションシンタックス動作を行い、前記パーティションシンタックス動作は、分割を示すパーティションパラメータに基づいて、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することと、前記第１パーティションと前記第２パーティションとを符号化することと、前記パーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリームに書き込むこととを含む。
さらなる態様によれば、前記パーティションパラメータは、前記第１パーティションが三角形形状を有することを示す。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータは、前記第２パーティションが非矩形形状を有することを示す。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータは、前記非矩形形状が、三角形、台形、及び、少なくとも５つの辺と角とを有する多角形のうちの１つであることを示す。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータは、前記画像ブロックを前記複数のパーティションに分割するために適用される分割方向を一体として符号化する。例えば、前記分割方向は、前記画像ブロックの左上角からその右下角、及び、前記画像ブロックの右上角からその左下角を含んでもよい。前記パーティションパラメータは、少なくとも、前記第１パーティションの第１動きベクトルを一体として符号化してもよい。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータ以外の１つ以上のパラメータは、前記画像ブロックを前記複数のパーティションに分割するために適用される分割方向を符号化する。前記分割方向を符号化するパラメータは、少なくとも、前記第１パーティションの第１動きベクトルを一体として符号化してもよい。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータは、少なくとも、前記第１パーティションの第１動きベクトルを一体として符号化してもよい。前記パーティションパラメータは、前記第２パーティションの第２動きベクトルを一体として符号化してもよい。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータ以外の１つ以上のパラメータは、少なくとも、前記第１パーティションの第１動きベクトルを符号化してもよい。
他の態様によれば、前記１つ以上のパラメータは、前記１つ以上のパラメータのうちの少なくとも１つの値に応じて選択される二値化方式に従って、二値化される。
さらなる態様によれば、動作において、原画像を受信し複数のブロックに分割する分割部と、動作において、前記分割部から前記複数のブロックを受信し、予測制御部から複数の予測を受信し、各予測をその対応ブロックから減算して、残差を出力する加算部と、動作において、前記加算部から出力された複数の残差に変換を行って複数の変換係数を出力する変換部と、動作において、前記複数の変換係数を量子化して複数の量子化変換係数を生成する量子化部と、動作において、前記複数の量子化変換係数を符号化してビットストリームを生成するエントロピー符号化部と、動作において、符号化済み参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部、動作において、カレントピクチャにおける符号化済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部、及び、メモリに接続された前記予測制御部とを備える画像符号化装置が提供される。前記予測制御部は、動作において、分割を示すパーティションパラメータに基づいて、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割し、前記第１パーティションと前記第２パーティションとを符号化する。前記エントロピー符号化部は、動作において、前記パーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリームに書き込む。
他の態様によれば、パーティションシンタックス動作を含む画像符号化方法が提供される。当該方法は、分割を示すパーティションパラメータに基づいて、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することと、前記第１パーティションと前記第２パーティションとを符号化することと、前記パーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリームに書き込むこととの３ステップを通常含む。
他の態様によれば、回路と、前記回路に接続されたメモリとを備える画像復号装置が提供される。前記回路は、動作において、パーティションシンタックス動作を行い、前記パーティションシンタックス動作は、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することを示すパーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリームから読み解くことと、前記パーティションパラメータに基づいて、前記画像ブロックを前記複数のパーティションに分割することと、前記第１パーティションと前記第２パーティションとを復号することとを含む。
さらなる態様によれば、前記パーティションパラメータは、前記第１パーティションが三角形形状を有することを示す。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータは、前記第２パーティションが非矩形形状を有することを示す。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータは、前記非矩形形状が、三角形、台形、及び、少なくとも５つの辺と角とを有する多角形のうちの１つであることを示す。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータは、前記画像ブロックを前記複数のパーティションに分割するために適用される分割方向を一体として符号化する。例えば、前記分割方向は、前記画像ブロックの左上角からその右下角、及び、前記画像ブロックの右上角からその左下角を含む。前記パーティションパラメータは、少なくとも、前記第１パーティションの第１動きベクトルを一体として符号化してもよい。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータ以外の１つ以上のパラメータは、前記画像ブロックを前記複数のパーティションに分割するために適用される分割方向を符号化する。前記分割方向を符号化するパラメータは、少なくとも、前記第１パーティションの第１動きベクトルを一体として符号化してもよい。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータは、少なくとも、前記第１パーティションの第１動きベクトルを一体として符号化してもよい。前記パーティションパラメータは、前記第２パーティションの第２動きベクトルを一体として符号化してもよい。
他の態様によれば、前記パーティションパラメータ以外の１つ以上のパラメータは、少なくとも、前記第１パーティションの第１動きベクトルを符号化してもよい。
他の態様によれば、前記１つ以上のパラメータは、前記１つ以上のパラメータのうちの少なくとも１つの値に応じて選択される二値化方式に従って、二値化される。
さらなる態様によれば、動作において、符号化ビットストリームを受信し復号して複数の量子化変換係数を取得するエントロピー復号部と、動作において、前記複数の量子化変換係数を逆量子化して複数の変換係数を取得し、前記複数の変換係数を逆変換して複数の残差を取得する、逆量子化部及び逆変換部と、動作において、前記逆量子化部及び前記逆変換部から出力された前記複数の残差と、予測制御部から出力された複数の予測とを加算して複数のブロックを再構成する加算部と、動作において、復号済みの参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部、動作において、カレントピクチャにおける復号済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部、及び、メモリに接続された前記予測制御部とを備える画像復号装置が提供される。前記エントロピー復号部は、動作において、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することを示すパーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリームから読み解き、前記パーティションパラメータに基づいて、前記画像ブロックを前記複数のパーティションに分割し、前記第１パーティションと前記第２パーティションとを復号する。
他の態様によれば、パーティションシンタックス動作を含む画像復号方法が提供される。当該方法は、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することを示すパーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリームから読み解くことと、前記パーティションパラメータに基づいて、前記画像ブロックを前記複数のパーティションに分割することと、前記第１パーティションと前記第２パーティションとを復号することとの３ステップを通常含む。
図面において、同一の参照符号は、同じ構成要素を示す。図面における構成要素の大きさおよび相対位置は、必ずしも縮尺比に従うものではない。
以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの関係及び順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。したがって、以下の実施の形態に開示されているけれども、最も広い発明概念を定義する独立請求項に記載されていない構成要素は、任意の構成要素と理解されてもよい。
以下では、符号化装置および復号化装置の実施の形態を説明する。実施の形態は、本開示の各態様で説明する処理および／または構成を適用可能な符号化装置および復号化装置の例である。処理および／または構成は、実施の形態とは異なる符号化装置および復号化装置においても実施可能である。例えば、実施の形態に対して適用される処理および／または構成に関して、例えば以下のいずれかを実施してもよい。
（１）本開示の各態様で説明する実施の形態の符号化装置または復号装置の複数の構成要素のうちいずれかは、本開示の各態様のいずれかで説明する他の構成要素に置き換えまたは組み合わせられてもよい。
（２）実施の形態の符号化装置または復号装置において、当該符号化装置または復号装置の複数の構成要素のうち一部の構成要素によって行われる機能または処理に、機能または処理の追加、置き換え、削除などの任意の変更がなされてもよい。例えば、いずれかの機能または処理は、本開示の各態様のいずれかで説明する他の機能または処理に、置き換えまたは組み合わせられてもよい。
（３）実施の形態の符号化装置または復号装置が実施する方法において、当該方法に含まれる複数の処理のうちの一部の処理について、追加、置き換えおよび削除などの任意の変更がなされてもよい。例えば、方法におけるいずれかの処理は、本開示の各態様のいずれかで説明する他の処理に、置き換えまたは組み合わせられてもよい。
（４）実施の形態の符号化装置または復号装置を構成する複数の構成要素のうちの一部の構成要素は、本開示の各態様のいずれかで説明する構成要素と組み合わせられてもよいし、本開示の各態様のいずれかで説明する機能の一部を備える構成要素と組み合わせられてもよいし、本開示の各態様で説明する構成要素が実施する処理の一部を実施する構成要素と組み合わせられてもよい。
（５）実施の形態の符号化装置または復号装置の機能の一部を備える構成要素、または、実施の形態の符号化装置または復号装置の処理の一部を実施する構成要素は、本開示の各態様いずれかで説明する構成要素と、本開示の各態様でいずれかで説明する機能の一部を備える構成要素と、または、本開示の各態様のいずれかで説明する処理の一部を実施する構成要素と組み合わせまたは置き換えられてもよい。
（６）実施の形態の符号化装置または復号装置が実施する方法において、当該方法に含まれる複数の処理のいずれかは、本開示の各態様のいずれかで説明する処理に、または、同様のいずれかの処理に、置き換えまたは組み合わせられてもよい。
（７）実施の形態の符号化装置または復号装置が実施する方法に含まれる複数の処理のうちの一部の処理は、本開示の各態様のいずれかで説明する処理と組み合わせられてもよい。
（８）本開示の各態様で説明する処理および／または構成の実施の仕方は、実施の形態の符号化装置または復号装置に限定されるものではない。例えば、処理および／または構成は、実施の形態において開示する動画像符号化または動画像復号とは異なる目的で利用される装置において実施されてもよい。
［符号化装置の概要］
まず、実施の形態に係る符号化装置の概要を説明する。図１は、実施の形態に係る符号化装置１００の機能構成を示すブロック図である。符号化装置１００は、動画像をブロック単位で符号化する動画像符号化装置である。
図１に示すように、符号化装置１００は、画像をブロック単位で符号化する装置であって、分割部１０２と、減算部１０４と、変換部１０６と、量子化部１０８と、エントロピー符号化部１１０と、逆量子化部１１２と、逆変換部１１４と、加算部１１６と、ブロックメモリ１１８と、ループフィルタ部１２０と、フレームメモリ１２２と、イントラ予測部１２４と、インター予測部１２６と、予測制御部１２８と、を備える。
符号化装置１００は、例えば、汎用プロセッサ及びメモリにより実現される。この場合、メモリに格納されたソフトウェアプログラムがプロセッサにより実行されたときに、プロセッサは、分割部１０２、減算部１０４、変換部１０６、量子化部１０８、エントロピー符号化部１１０、逆量子化部１１２、逆変換部１１４、加算部１１６、ループフィルタ部１２０、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６及び予測制御部１２８として機能する。また、符号化装置１００は、分割部１０２、減算部１０４、変換部１０６、量子化部１０８、エントロピー符号化部１１０、逆量子化部１１２、逆変換部１１４、加算部１１６、ループフィルタ部１２０、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６及び予測制御部１２８に対応する専用の１以上の電子回路として実現されてもよい。
以下に、符号化装置１００に含まれる各構成要素について説明する。
［分割部］
分割部１０２は、入力動画像に含まれる各ピクチャを複数のブロックに分割し、各ブロックを減算部１０４に出力する。例えば、分割部１０２は、まず、ピクチャを固定サイズ（例えば１２８ｘ１２８）のブロックに分割する。この固定サイズのブロックは、符号化ツリーユニット（ＣＴＵ）と呼ばれることがある。そして、分割部１０２は、再帰的な四分木（ｑｕａｄｔｒｅｅ）及び／又は二分木（ｂｉｎａｒｙ ｔｒｅｅ）ブロック分割に基づいて、固定サイズのブロックの各々を可変サイズ（例えば６４ｘ６４以下）のブロックに分割する。この可変サイズのブロックは、符号化ユニット（ＣＵ）、予測ユニット（ＰＵ）あるいは変換ユニット（ＴＵ）と呼ばれることがある。様々な処理例では、ＣＵ、ＰＵ及びＴＵは区別される必要はなく、ピクチャ内の一部又はすべてのブロックがＣＵ、ＰＵ、ＴＵの処理単位となってもよい。
図２は、実施の形態におけるブロック分割の一例を示す図である。図２において、実線は四分木ブロック分割によるブロック境界を表し、破線は二分木ブロック分割によるブロック境界を表す。
ここでは、ブロック１０は、１２８ｘ１２８画素の正方形ブロック（１２８ｘ１２８ブロック）である。この１２８ｘ１２８ブロック１０は、まず、４つの正方形の６４ｘ６４ブロックに分割される（四分木ブロック分割）。
左上の６４ｘ６４ブロックは、さらに２つの矩形の３２ｘ６４ブロックに垂直に分割され、左の３２ｘ６４ブロックはさらに２つの矩形の１６ｘ６４ブロックに垂直に分割される（二分木ブロック分割）。その結果、左上の６４ｘ６４ブロックは、２つの１６ｘ６４ブロック１１、１２と、３２ｘ６４ブロック１３とに分割される。
右上の６４ｘ６４ブロックは、２つの矩形の６４ｘ３２ブロック１４、１５に水平に分割される（二分木ブロック分割）。
左下の６４ｘ６４ブロックは、４つの正方形の３２ｘ３２ブロックに分割される（四分木ブロック分割）。４つの３２ｘ３２ブロックのうち左上のブロック及び右下のブロックはさらに分割される。左上の３２ｘ３２ブロックは、２つの矩形の１６ｘ３２ブロックに垂直に分割され、右の１６ｘ３２ブロックはさらに２つの１６ｘ１６ブロックに水平に分割される（二分木ブロック分割）。右下の３２ｘ３２ブロックは、２つの３２ｘ１６ブロックに水平に分割される（二分木ブロック分割）。その結果、左下の６４ｘ６４ブロックは、１６ｘ３２ブロック１６と、２つの１６ｘ１６ブロック１７、１８と、２つの３２ｘ３２ブロック１９、２０と、２つの３２ｘ１６ブロック２１、２２とに分割される。
右下の６４ｘ６４ブロック２３は分割されない。
以上のように、図２では、ブロック１０は、再帰的な四分木及び二分木ブロック分割に基づいて、１３個の可変サイズのブロック１１～２３に分割される。このような分割は、ＱＴＢＴ（ｑｕａｄ－ｔｒｅｅ ｐｌｕｓ ｂｉｎａｒｙ ｔｒｅｅ）分割と呼ばれることがある。
図２では、１つのブロックが４つ又は２つのブロックに分割されていたが（四分木又は二分木ブロック分割）、分割はこれらに限定されない。例えば、１つのブロックが３つのブロックに分割されてもよい（三分木ブロック分割）。このような三分木ブロック分割を含む分割は、ＭＢＴ（ｍｕｌｔｉ ｔｙｐｅ ｔｒｅｅ）分割と呼ばれることがある。
［減算部］
減算部１０４は、分割部１０２から入力され、分割部１０２によって分割されたブロック単位で、原信号（原サンプル）から予測信号（以下に示す予測制御部１２８から入力される予測サンプル）を減算する。つまり、減算部１０４は、符号化対象ブロック（以下、カレントブロックという）の予測誤差（残差ともいう）を算出する。そして、減算部１０４は、算出された予測誤差（残差）を変換部１０６に出力する。
原信号は、符号化装置１００の入力信号であり、動画像を構成する各ピクチャの画像を表す信号（例えば輝度（ｌｕｍａ）信号及び２つの色差（ｃｈｒｏｍａ）信号）である。以下において、画像を表す信号をサンプルともいうこともある。
［変換部］
変換部１０６は、空間領域の予測誤差を周波数領域の変換係数に変換し、変換係数を量子化部１０８に出力する。具体的には、変換部１０６は、例えば空間領域の予測誤差に対して予め定められた離散コサイン変換（ＤＣＴ）又は離散サイン変換（ＤＳＴ）を行う。
なお、変換部１０６は、複数の変換タイプの中から適応的に変換タイプを選択し、選択された変換タイプに対応する変換基底関数（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｂａｓｉｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を用いて、予測誤差を変換係数に変換してもよい。このような変換は、ＥＭＴ（ｅｘｐｌｉｃｉｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃｏｒｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＡＭＴ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれることがある。
複数の変換タイプは、例えば、ＤＣＴ－ＩＩ、ＤＣＴ－Ｖ、ＤＣＴ－ＶＩＩＩ、ＤＳＴ－Ｉ及びＤＳＴ－ＶＩＩを含む。図３は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。図３においてＮは入力画素の数を示す。これらの複数の変換タイプの中からの変換タイプの選択は、例えば、予測の種類（イントラ予測及びインター予測）に依存してもよいし、イントラ予測モードに依存してもよい。
このようなＥＭＴ又はＡＭＴを適用するか否かを示す情報（例えば、ＥＭＴフラグまたはＡＭＴフラグと呼ばれる）及び選択された変換タイプを示す情報は、通常、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、ビットシーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
また、変換部１０６は、変換係数（変換結果）を再変換してもよい。このような再変換は、ＡＳＴ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＮＳＳＴ（ｎｏｎ－ｓｅｐａｒａｂｌｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれることがある。例えば、変換部１０６は、イントラ予測誤差に対応する変換係数のブロックに含まれるサブブロック（例えば４ｘ４サブブロック）ごとに再変換を行う。ＮＳＳＴを適用するか否かを示す情報及びＮＳＳＴに用いられる変換行列に関する情報は、通常、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
変換部１０６には、Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換と、Ｎｏｎ－Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換とが適用されてもよい。Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換とは、入力の次元の数だけ方向ごとに分離して複数回変換を行う方式であり、Ｎｏｎ－Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換とは、入力が多次元であった際に２つ以上の次元をまとめて１次元とみなして、まとめて変換を行う方式である。
例えば、Ｎｏｎ－Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換の一例として、入力が４×４のブロックであった場合にはそれを１６個の要素を持ったひとつの配列とみなし、その配列に対して１６×１６の変換行列で変換処理を行うようなものが挙げられる。
また、Ｎｏｎ－Ｓｅｐａｒａｂｌｅな変換のさらなる例では、４×４の入力ブロックを１６個の要素を持ったひとつの配列とみなした後に、その配列に対してＧｉｖｅｎｓ回転を複数回行うような変換（例えば、Ｈｙｐｅｒｃｕｂｅ Ｇｉｖｅｎｓ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が行われてもよい。
［量子化部］
量子化部１０８は、変換部１０６から出力された変換係数を量子化する。具体的には、量子化部１０８は、カレントブロックの変換係数を所定の走査順序で走査し、走査された変換係数に対応する量子化パラメータ（ＱＰ）に基づいて当該変換係数を量子化する。そして、量子化部１０８は、カレントブロックの量子化された変換係数（以下、量子化係数という）をエントロピー符号化部１１０及び逆量子化部１１２に出力する。
所定の走査順序は、変換係数の量子化／逆量子化のための順序である。例えば、所定の走査順序は、周波数の昇順（低周波から高周波の順）又は降順（高周波から低周波の順）で定義される。
量子化パラメータ（ＱＰ）とは、量子化ステップ（量子化幅）を定義するパラメータである。例えば、量子化パラメータの値が増加すれば量子化ステップも増加する。つまり、量子化パラメータの値が増加すれば量子化誤差が増大する。
［エントロピー符号化部］
エントロピー符号化部１１０は、量子化部１０８から入力された量子化係数に基づいて符号化信号（符号化ビットストリーム）を生成する。具体的には、例えば、エントロピー符号化部１１０は、量子化係数を二値化し、二値信号を算術符号化し、圧縮されたビットストリームまたはシーケンスを出力する。
［逆量子化部］
逆量子化部１１２は、量子化部１０８から入力された量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部１１２は、カレントブロックの量子化係数を所定の走査順序で逆量子化する。そして、逆量子化部１１２は、カレントブロックの逆量子化された変換係数を逆変換部１１４に出力する。
［逆変換部］
逆変換部１１４は、逆量子化部１１２から入力された変換係数を逆変換することにより予測誤差（残差）を復元する。具体的には、逆変換部１１４は、変換係数に対して、変換部１０６による変換に対応する逆変換を行うことにより、カレントブロックの予測誤差を復元する。そして、逆変換部１１４は、復元された予測誤差を加算部１１６に出力する。
なお、復元された予測誤差は、通常、量子化により情報が失われているので、減算部１０４が算出した予測誤差と一致しない。すなわち、復元された予測誤差には、通常、量子化誤差が含まれている。
［加算部］
加算部１１６は、逆変換部１１４から入力された予測誤差と予測制御部１２８から入力された予測サンプルとを加算することによりカレントブロックを再構成する。そして、加算部１１６は、再構成されたブロックをブロックメモリ１１８及びループフィルタ部１２０に出力する。再構成ブロックは、ローカル復号ブロックと呼ばれることもある。
［ブロックメモリ］
ブロックメモリ１１８は、イントラ予測で参照されるブロックであって符号化対象ピクチャ（「カレントピクチャ」という）内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ１１８は、加算部１１６から出力された再構成ブロックを格納する。
［ループフィルタ部］
ループフィルタ部１２０は、加算部１１６によって再構成されたブロックにループフィルタを施し、フィルタされた再構成ブロックをフレームメモリ１２２に出力する。ループフィルタとは、符号化ループ内で用いられるフィルタ（インループフィルタ）であり、例えば、デブロッキング・フィルタ（ＤＦ）、サンプルアダプティブオフセット（ＳＡＯ）及びアダプティブループフィルタ（ＡＬＦ）などを含む。
ＡＬＦでは、符号化歪みを除去するための最小二乗誤差フィルタが適用され、例えばカレントブロック内の２ｘ２サブブロックごとに、局所的な勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）の方向及び活性度（ａｃｔｉｖｉｔｙ）に基づいて複数のフィルタの中から選択された１つのフィルタが適用される。
具体的には、まず、サブブロック（例えば２ｘ２サブブロック）が複数のクラス（例えば１５又は２５クラス）に分類される。サブブロックの分類は、勾配の方向及び活性度に基づいて行われる。例えば、勾配の方向値Ｄ（例えば０～２又は０～４）と勾配の活性値Ａ（例えば０～４）とを用いて分類値Ｃ（例えばＣ＝５Ｄ＋Ａ）が算出される。そして、分類値Ｃに基づいて、サブブロックが複数のクラスに分類される。
勾配の方向値Ｄは、例えば、複数の方向（例えば水平、垂直及び２つの対角方向）の勾配を比較することにより導出される。また、勾配の活性値Ａは、例えば、複数の方向の勾配を加算し、加算結果を量子化することにより導出される。
このような分類の結果に基づいて、複数のフィルタの中からサブブロックのためのフィルタが決定される。
ＡＬＦで用いられるフィルタの形状としては例えば円対称形状が利用される。図４Ａ～図４Ｃは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の複数の例を示す図である。図４Ａは、５ｘ５ダイヤモンド形状フィルタを示し、図４Ｂは、７ｘ７ダイヤモンド形状フィルタを示し、図４Ｃは、９ｘ９ダイヤモンド形状フィルタを示す。フィルタの形状を示す情報は、通常、ピクチャレベルで信号化される。なお、フィルタの形状を示す情報の信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はＣＵレベル）であってもよい。
ＡＬＦのオン／オフは、ピクチャレベル又はＣＵレベルで決定されてもよい。例えば、輝度についてはＣＵレベルでＡＬＦを適用するか否かが決定され、色差についてはピクチャレベルでＡＬＦを適用するか否かが決定されてもよい。ＡＬＦのオン／オフを示す情報は、通常、ピクチャレベル又はＣＵレベルで信号化される。なお、ＡＬＦのオン／オフを示す情報の信号化は、ピクチャレベル又はＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
選択可能な複数のフィルタ（例えば１５又は２５までのフィルタ）の係数セットは、通常、ピクチャレベルで信号化される。なお、係数セットの信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル、ＣＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
［フレームメモリ］
フレームメモリ１２２は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、例えば、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ１２２は、ループフィルタ部１２０によってフィルタされた再構成ブロックを格納する。
［イントラ予測部］
イントラ予測部１２４は、ブロックメモリ１１８に格納されているようなカレントピクチャ内のブロックを参照してカレントブロックのイントラ予測（画面内予測ともいう）を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部１２４は、カレントブロックに隣接するブロックのサンプル（例えば輝度値、色差値）を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測信号を生成し、イントラ予測信号を予測制御部１２８に出力する。
例えば、イントラ予測部１２４は、予め規定された複数のイントラ予測モードのうちの１つを用いてイントラ予測を行う。複数のイントラ予測モードは、通常、１以上の非方向性予測モードと、複数の方向性予測モードと、を含む。
１以上の非方向性予測モードは、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定されたＰｌａｎａｒ予測モード及びＤＣ予測モードを含む。
複数の方向性予測モードは、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定された３３方向の予測モードを含む。なお、複数の方向性予測モードは、３３方向に加えてさらに３２方向の予測モード（合計で６５個の方向性予測モード）を含んでもよい。
図５Ａは、イントラ予測において用いられ得る全６７個のイントラ予測モード（２個の非方向性予測モード及び６５個の方向性予測モード）を示す概念図である。実線矢印は、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定された３３方向を表し、破線矢印は、追加された３２方向を表す（２個の「非方向性」予測モードは図５Ａには図示されていない）。
様々な処理例では、色差ブロックのイントラ予測において、輝度ブロックが参照されてもよい。つまり、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分が予測されてもよい。このイントラ予測は、ＣＣＬＭ（ｃｒｏｓｓ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｄｅｌ）予測と呼ばれることがある。このような輝度ブロックを参照する色差ブロックのイントラ予測モード（例えばＣＣＬＭモードと呼ばれる）は、色差ブロックのイントラ予測モードの１つとして加えられてもよい。
イントラ予測部１２４は、水平／垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正してもよい。このような補正をともなうイントラ予測は、ＰＤＰＣ（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎｔｒａ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれることがある。ＰＤＰＣの適用の有無を示す情報（例えばＰＤＰＣフラグと呼ばれる）は、通常、ＣＵレベルで信号化される。なお、この情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。
［インター予測部］
インター予測部１２６は、フレームメモリ１２２に格納された参照ピクチャであってカレントピクチャとは異なる参照ピクチャを参照してカレントブロックのインター予測（画面間予測ともいう）を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。インター予測は、カレントブロック又はカレントブロック内のカレントサブブロック（例えば４ｘ４ブロック）の単位で行われる。例えば、インター予測部１２６は、カレントブロック又はカレントサブブロックについて参照ピクチャ内で動き探索（ｍｏｔｉｏｎ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を行い、そのカレントブロック又はサブブロックに最も一致する参照ピクチャ内の参照ブロック又はサブブロックを見つける。そして、インター予測部１２６は、参照ブロック又はサブブロックからカレントブロック又はサブブロックへの動き又は変化を補償する（又は予測する）動き情報（例えば、動きベクトル）を取得する。そして、インター予測部１２６は、その動き情報に基づいて、動き補償（又は動き予測）を行い、カレントブロック又はサブブロックのインター予測信号を生成する。そして、インター予測部１２６は、生成されたインター予測信号を予測制御部１２８に出力する。
動き補償に用いられた動き情報は、多様な形態でインター予測信号として信号化されてもよい。例えば、動きベクトルが信号化されてもよい。他の例として、動きベクトルと予測動きベクトルとの差分が信号化されてもよい。
なお、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測信号が生成されてもよい。具体的には、（参照ピクチャにおける）動き探索により得られた動き情報に基づく予測信号と、（カレントピクチャにおける）隣接ブロックの動き情報に基づく予測信号と、を重み付け加算することにより、カレントブロック内のサブブロック単位でインター予測信号が生成されてもよい。このようなインター予測（動き補償）は、ＯＢＭＣ（ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ ｂｌｏｃｋ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）と呼ばれることがある。
ＯＢＭＣモードでは、ＯＢＭＣのためのサブブロックのサイズを示す情報（例えばＯＢＭＣブロックサイズと呼ばれる）は、シーケンスレベルで信号化されてもよい。また、ＯＢＭＣモードを適用するか否かを示す情報（例えばＯＢＭＣフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化されてもよい。なお、これらの情報の信号化のレベルは、シーケンスレベル及びＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えばピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
ＯＢＭＣモードについて、より具体的に説明する。図５Ｂ及び図５Ｃは、ＯＢＭＣ処理による予測画像補正処理を説明するフローチャート及び概念図である。
図５Ｃを参照すると、まず、符号化対象（カレント）ブロックに割り当てられた動きベクトル（ＭＶ）を用いて通常の動き補償による予測画像（Ｐｒｅｄ）を取得する。図５Ｃにおいて、矢印「ＭＶ」は参照ピクチャを指し、予測画像を得るためにカレントピクチャ内のカレントブロックが何を参照しているのかを示している。
次に、符号化済みの左隣接ブロックに対して既に導出された動きベクトル（ＭＶ＿Ｌ）を符号化対象（カレント）ブロックに適用（再利用）して予測画像（Ｐｒｅｄ＿Ｌ）を取得する。動きベクトル（ＭＶ＿Ｌ）は、カレントブロックから参照ピクチャを指す矢印「ＭＶ＿Ｌ」によって示される。そして、２つの予測画像ＰｒｅｄとＰｒｅｄ＿Ｌとを重ね合わせることで予測画像の１回目の補正を行う。これは、隣接ブロック間の境界を混ぜ合わせる効果を有する。
同様に、符号化済みの上隣接ブロックに対して既に導出された動きベクトル（ＭＶ＿Ｕ）を符号化対象（カレント）ブロックに適用（再利用）して予測画像（Ｐｒｅｄ＿Ｕ）を取得する。動きベクトル（ＭＶ＿Ｕ）は、カレントブロックから参照ピクチャを指す矢印「ＭＶ＿Ｕ」によって示される。そして、予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｕを１回目の補正を行った予測画像（つまり、ＰｒｅｄとＰｒｅｄ＿Ｌ）に重ね合わせることで予測画像の２回目の補正を行う。これは、一態様において、隣接ブロック間の境界を混ぜ合わせる効果を有する。２回目の補正によって得られた予測画像は、隣接ブロックとの境界が混ぜ合わされた（スムージングされた）、カレントブロックの最終的な予測画像である。
なお、ここでは左隣接ブロックと上隣接ブロックを用いた２段階の補正方法を説明したが、右隣接ブロックや下隣接ブロックを用いて２段階よりも多い回数の補正を行う構成とすることも可能である。
なお、重ね合わせを行う領域はブロック全体の画素領域ではなく、ブロック境界近傍の一部の領域のみであってもよい。
なお、ここでは１枚の参照ピクチャに基づいて、追加の予測画像Ｐｒｅｄ＿ＬおよびＰｒｅｄ＿Ｕを重ね合せることで１枚の予測画像Ｐｒｅｄを得るためのＯＢＭＣの予測画像補正処理について説明した。しかし、複数の参照ピクチャに基づいて予測画像が補正される場合には、同様の処理が複数の参照ピクチャのそれぞれに適用されてもよい。このような場合、複数の参照ピクチャに基づくＯＢＭＣの画像補正を行うことによって、各々の参照ピクチャから、補正された予測画像を取得した後に、その取得された複数の補正予測画像をさらに重ね合わせることで最終的な予測画像を取得する。
なお、ＯＢＭＣでは、対象ブロックの単位は、予測ブロック単位であっても、予測ブロックをさらに分割したサブブロック単位であってもよい。
ＯＢＭＣ処理を適用するかどうかの判定の方法として、例えば、ＯＢＭＣ処理を適用するかどうかを示す信号であるｏｂｍｃ＿ｆｌａｇを用いる方法がある。具体的な一例としては、符号化装置において、符号化対象ブロックが動きの複雑な領域に属しているかどうかを判定し、動きの複雑な領域に属している場合はｏｂｍｃ＿ｆｌａｇとして値「１」を設定してＯＢＭＣ処理を適用して符号化を行い、動きの複雑な領域に属していない場合はｏｂｍｃ＿ｆｌａｇとして値「０」を設定してＯＢＭＣ処理を適用せずに符号化を行う。一方、復号装置では、ストリーム（つまり、圧縮シーケンス）に記述されたｏｂｍｃ＿ｆｌａｇを復号することで、その値に応じてＯＢＭＣ処理を適用するかどうかを切替えて復号を行う。
なお、動き情報は、符号化装置側から信号化されずに、復号装置側で導出されてもよい。例えば、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定されたマージモードが用いられてもよい。また例えば、復号装置側で動き探索を行うことにより動き情報が導出されてもよい。この場合、復号装置側では、カレントブロックの画素値を用いずに動き探索が行われてもよい。
ここで、復号装置側で動き探索を行うモードについて説明する。この復号装置側で動き探索を行うモードは、ＰＭＭＶＤ（ｐａｔｔｅｒｎ ｍａｔｃｈｅｄ ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）モード又はＦＲＵＣ（ｆｒａｍｅ ｒａｔｅ ｕｐ－ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）モードと呼ばれることがある。
ＦＲＵＣ処理の一例を図５Ｄに示す。まず、カレントブロックに空間的又は時間的に隣接する符号化済みブロックの動きベクトルを参照して、各々が予測動きベクトル（ＭＶ）を有する複数の候補のリスト（マージリストと共通であってもよい）が生成される。次に、候補リストに登録されている複数の候補ＭＶの中からベスト候補ＭＶを選択する。例えば、候補リストに含まれる各候補ＭＶの評価値が算出され、評価値に基づいて１つの候補ＭＶが選択される。
そして、選択された候補の動きベクトルに基づいて、カレントブロックのための動きベクトルが導出される。具体的には、例えば、選択された候補の動きベクトル（ベスト候補ＭＶ）がそのままカレントブロックのための動きベクトルとして導出される。また例えば、選択された候補の動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の位置の周辺領域において、パターンマッチングを行うことにより、カレントブロックのための動きベクトルが導出されてもよい。すなわち、ベスト候補ＭＶの周辺の領域に対して、参照ピクチャにおけるパターンマッチングと評価値とを用いた探索を行い、さらに評価値が良い値となるＭＶがあった場合は、ベスト候補ＭＶを前記ＭＶに更新して、それをカレントブロックの最終的なＭＶとしてもよい。より良い評価値を有するＭＶへの更新を行う処理を実施しない構成とすることも可能である。
サブブロック単位で処理を行う場合も全く同様の処理としてもよい。
なお、評価値は、様々な方法で算出されてもよい。例えば、動きベクトルに対応する参照ピクチャ内の領域の再構成画像を、所定の領域（例えば、後述するように、他の参照ピクチャの領域、又は、カレントピクチャの隣接ブロックの領域であってもよい）の再構成画像とを比較し、２つの再構成画像の画素値の差分を算出して動きベクトルの評価値として用いてもよい。なお、差分値に加えてそれ以外の情報を用いて評価値を算出してもよい。
次に、パターンマッチングの例について詳細に説明する。まず、候補ＭＶリスト（例えばマージリスト）に含まれる１つの候補ＭＶを、パターンマッチングによる探索のスタートポイントとして選択する。例えば、パターンマッチングとしては、第１パターンマッチング又は第２パターンマッチングが用いられ得る。第１パターンマッチング及び第２パターンマッチングは、それぞれ、バイラテラルマッチング（ｂｉｌａｔｅｒａｌ ｍａｔｃｈｉｎｇ）及びテンプレートマッチング（ｔｅｍｐｌａｔｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれることがある。
第１パターンマッチングでは、異なる２つの参照ピクチャ内の２つのブロックであってカレントブロックの動き軌道（ｍｏｔｉｏｎ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）に沿う２つのブロックの間でパターンマッチングが行われる。したがって、第１パターンマッチングでは、参照ピクチャ内の領域に対し、上述した候補の評価値の算出のための所定の領域として、カレントブロックの動き軌道に沿う他の参照ピクチャ内の領域が用いられる。
図６は、動き軌道に沿う２つの参照ピクチャにおける２つのブロック間での第１パターンマッチング（バイラテラルマッチング）の一例を説明するための図である。図６に示すように、第１パターンマッチングでは、カレントブロック（Ｃｕｒ ｂｌｏｃｋ）の動き軌道に沿う２つのブロックであって異なる２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０、Ｒｅｆ１）内の２つのブロックのペアの中で最もマッチするペアを探索することにより２つの動きベクトル（ＭＶ０、ＭＶ１）が導出される。具体的には、カレントブロックに対して、候補ＭＶで指定された第１の符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内の指定位置における再構成画像と、前記候補ＭＶを表示時間間隔でスケーリングした対称ＭＶで指定された第２の符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ１）内の指定位置における再構成画像との差分を導出し、得られた差分値を用いて評価値を算出する。複数の候補ＭＶの中で最も評価値が良い値となる候補ＭＶを最終ＭＶとして選択することが可能であり、良い結果をもたらし得る。
連続的な動き軌道の仮定の下では、２つの参照ブロックを指し示す動きベクトル（ＭＶ０、ＭＶ１）は、カレントピクチャ（Ｃｕｒ Ｐｉｃ）と２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０、Ｒｅｆ１）との間の時間的な距離（ＴＤ０、ＴＤ１）に対して比例する。例えば、カレントピクチャが時間的に２つの参照ピクチャの間に位置し、カレントピクチャから２つの参照ピクチャへの時間的な距離が等しい場合、第１パターンマッチングでは、２つの鏡映対称な双方向の動きベクトルが導出される。
第２パターンマッチング（テンプレートマッチング）では、カレントピクチャ内のテンプレート（カレントピクチャ内でカレントブロックに隣接するブロック（例えば上及び／又は左隣接ブロック））と参照ピクチャ内のブロックとの間でパターンマッチングが行われる。したがって、第２パターンマッチングでは、上述した候補の評価値の算出のための所定の領域として、カレントピクチャ内のカレントブロックに隣接するブロックが用いられる。
図７は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング（テンプレートマッチング）の一例を説明するための図である。図７に示すように、第２パターンマッチングでは、カレントピクチャ（Ｃｕｒ Ｐｉｃ）内でカレントブロック（Ｃｕｒ ｂｌｏｃｋ）に隣接するブロックと最もマッチするブロックを参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内で探索することによりカレントブロックの動きベクトルが導出される。具体的には、カレントブロックに対して、左隣接および上隣接の両方もしくはどちらか一方の符号化済み領域の再構成画像と、候補ＭＶで指定された符号化済み参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内の同等位置における再構成画像との差分を導出し、得られた差分値を用いて評価値を算出し、複数の候補ＭＶの中で最も評価値が良い値となる候補ＭＶをベスト候補ＭＶとして選択することが可能である。
このようなＦＲＵＣモードを適用するか否かを示す情報（例えばＦＲＵＣフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化されてもよい。また、ＦＲＵＣモードが適用される場合（例えばＦＲＵＣフラグが真の場合）、パターンマッチングの方法（例えば、第１パターンマッチング又は第２パターンマッチング）を示す情報（例えばＦＲＵＣモードフラグと呼ばれる）がＣＵレベルで信号化されてもよい。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
次に、動きベクトルの導出方法を説明する。まず、等速直線運動を仮定したモデルに基づいて動きベクトルを導出するモードについて説明する。このモードは、ＢＩＯ（ｂｉ－ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｌｏｗ）モードと呼ばれることがある。
図８は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。図８において、（ｖｘ，ｖｙ）は、速度ベクトルを示し、τ０、τ１は、それぞれ、カレントピクチャ（Ｃｕｒ Ｐｉｃ）と２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０，Ｒｅｆ１）との間の時間的な距離を示す。（ＭＶｘ０，ＭＶｙ０）は、参照ピクチャＲｅｆ０に対応する動きベクトルを示し、（ＭＶｘ１、ＭＶｙ１）は、参照ピクチャＲｅｆ１に対応する動きベクトルを示す。
このとき速度ベクトル（ｖｘ，ｖｙ）の等速直線運動の仮定の下では、（ＭＶｘ０，ＭＶｙ０）及び（ＭＶｘ１，ＭＶｙ１）は、それぞれ、（ｖｘτ０，ｖｙτ０）及び（－ｖｘτ１，－ｖｙτ１）と表され、以下のオプティカルフロー等式（１）が成り立つ。
Figure 2024054401000002
ここで、Ｉ（ｋ）は、動き補償後の参照画像ｋ（ｋ＝０，１）の輝度値を示す。このオプティカルフロー等式は、（ｉ）輝度値の時間微分と、（ｉｉ）水平方向の速度及び参照画像の空間勾配の水平成分の積と、（ｉｉｉ）垂直方向の速度及び参照画像の空間勾配の垂直成分の積と、の和が、ゼロと等しいことを示す。このオプティカルフロー等式とエルミート補間（Ｈｅｒｍｉｔｅ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）との組み合わせに基づいて、マージリスト等から得られるブロック単位の動きベクトルが画素単位で補正されてもよい。
なお、等速直線運動を仮定したモデルに基づく動きベクトルの導出とは異なる方法で、復号装置側で動きベクトルが導出されてもよい。例えば、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルが導出されてもよい。
次に、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルを導出するモードについて説明する。このモードは、アフィン動き補償予測（ａｆｆｉｎｅ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）モードと呼ばれることがある。
図９Ａは、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づくサブブロック単位の動きベクトルの導出を説明するための図である。図９Ａにおいて、カレントブロックは、１６の４ｘ４サブブロックを含む。ここでは、隣接ブロックの動きベクトルに基づいてカレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルｖ０が導出される。同様に、隣接サブブロックの動きベクトルに基づいてカレントブロックの右上角制御ポイントの動きベクトルｖ１が導出される。そして、２つの動きベクトルｖ０及びｖ１を用いて、以下の式（２）により、カレントブロック内の各サブブロックの動きベクトル（ｖｘ，ｖｙ）が導出される。
Figure 2024054401000003
ここで、ｘ及びｙは、それぞれ、サブブロックの水平位置及び垂直位置を示し、ｗは、予め定められた重み係数を示す。
このアフィン動き補償予測モードでは、左上及び右上角制御ポイントの動きベクトルの導出方法が異なるいくつかのモードを含んでもよい。このアフィン動き補償予測モードを示す情報（例えばアフィンフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化されてもよい。なお、このアフィン動き補償予測モードを示す情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。
［予測制御部］
予測制御部１２８は、（イントラ予測部１２４から出力される信号）イントラ予測信号及び（インター予測部１２６から出力される信号）インター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として減算部１０４及び加算部１１６に出力する。
図１に示すように、種々の処理例では、予測制御部１２８は、エントロピー符号化部１１０に入力される予測パラメータを出力してもよい。エントロピー符号化部１１０は、予測制御部１２８から入力されるその予測パラメータ、量子化部１０８から入力される量子化係数に基づいて、符号化ビットストリーム（またはシーケンス）を生成してもよい。予測パラメータは復号装置に使用されてもよい。復号装置は、符号化ビットストリームを受信して復号し、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６および予測制御部１２８において行われる予測処理と同じ処理を行ってもよい。予測パラメータは、選択予測信号（例えば、動きベクトル、予測タイプ、または、イントラ予測部１２４またはインター予測部１２６で用いられた予測モード）、または、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６および予測制御部１２８において行われる予測処理に基づく、あるいはその予測処理を示す、任意のインデックス、フラグ、もしくは値を含んでいてもよい。
図９Ｂは、マージモードでカレントピクチャの動きベクトルを導出する処理の一例を示している。
まず、予測ＭＶの候補を登録した予測ＭＶリストを生成する。予測ＭＶの候補としては、対象ブロックの空間的に周辺に位置する複数の符号化済みブロックが持つＭＶである空間隣接予測ＭＶ、符号化済み参照ピクチャにおける対象ブロックの位置を投影した近辺のブロックが持つＭＶである時間隣接予測ＭＶ、空間隣接予測ＭＶと時間隣接予測ＭＶのＭＶ値を組み合わせて生成したＭＶである結合予測ＭＶ、および値がゼロのＭＶであるゼロ予測ＭＶ等がある。
次に、予測ＭＶリストに登録されている複数の予測ＭＶの中から１つの予測ＭＶを選択することで、対象ブロックのＭＶとして決定する。
さらに、可変長符号化部では、どの予測ＭＶを選択したかを示す信号であるｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘをストリームに記述して符号化する。
なお、図９Ｂで説明した予測ＭＶリストに登録する予測ＭＶは一例であり、図中の個数とは異なる個数であったり、図中の予測ＭＶの一部の種類を含まない構成であったり、図中の予測ＭＶの種類以外の予測ＭＶを追加した構成であったりしてもよい。
マージモードにより導出した対象ブロックのＭＶを用いて、後述するＤＭＶＲ（ｄｅｃｏｄｅｒ ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔ）処理を行うことによって最終的なＭＶを決定してもよい。
図９Ｃは、ＭＶを決定するためのＤＭＶＲ処理の一例を説明するための概念図である。
まず、（例えばマージモードにおいて）カレントブロックに設定された最適ＭＶＰを、候補ＭＶとする。そして、候補ＭＶ（Ｌ０）に従って、Ｌ０方向の符号化済みピクチャである第１参照ピクチャ（Ｌ０）から参照画素を特定する。同様に、候補ＭＶ（Ｌ１）に従って、Ｌ１方向の符号化済みピクチャである第２参照ピクチャ（Ｌ１）から参照画素を特定する。これらの参照画素の平均をとることでテンプレートを生成する。
次に、前記テンプレートを用いて、第１参照ピクチャ（Ｌ０）および第２参照ピクチャ（Ｌ１）の候補ＭＶの周辺領域をそれぞれ探索し、コストが最小となるＭＶを最終的なＭＶとして決定する。なお、コスト値は、例えば、テンプレートの各画素値と探索領域の各画素値との差分値および候補ＭＶ値等を用いて算出してもよい。
なお、典型的には、符号化装置と、後述の復号化装置とでは、ここで説明した処理の構成および動作は基本的に共通である。
ここで説明した処理例そのものでなくても、候補ＭＶの周辺を探索して最終的なＭＶを導出することができる処理であれば、どのような処理を用いてもよい。
次に、ＬＩＣ（ｌｏｃａｌ ｉｌｌｕｍｉｎａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）処理を用いて予測画像（予測）を生成するモードの一例について説明する。
図９Ｄは、ＬＩＣ処理による輝度補正処理を用いた予測画像生成方法の一例を説明するための概念図である。
まず、符号化済みの参照ピクチャからＭＶを導出して、カレントブロックに対応する参照画像を取得する。
次に、カレントブロックに対して、参照ピクチャとカレントピクチャとで輝度値がどのように変化したかを示す情報を抽出する。この抽出は、カレントピクチャにおける符号化済み左隣接参照領域（周辺参照領域）および符号化済み上隣参照領域（周辺参照領域）の輝度画素値と、導出されたＭＶで指定された参照ピクチャ内の同等位置における輝度画素値とに基づいて行われる。そして、輝度値がどのように変化したかを示す情報を用いて、輝度補正パラメータを算出する。
ＭＶで指定された参照ピクチャ内の参照画像に対して前記輝度補正パラメータを適用する輝度補正処理を行うことで、カレントブロックに対する予測画像を生成する。
なお、図９Ｄにおける前記周辺参照領域の形状は一例であり、これ以外の形状を用いてもよい。
また、ここでは１枚の参照ピクチャから予測画像を生成する処理について説明したが、複数枚の参照ピクチャから予測画像を生成する場合も同様であり、各々の参照ピクチャから取得した参照画像に、上述と同様の方法で輝度補正処理を行ってから予測画像を生成してもよい。
ＬＩＣ処理を適用するかどうかの判定の方法として、例えば、ＬＩＣ処理を適用するかどうかを示す信号であるｌｉｃ＿ｆｌａｇを用いる方法がある。具体的な一例としては、符号化装置において、カレントブロックが、輝度変化が発生している領域に属しているかどうかを判定し、輝度変化が発生している領域に属している場合はｌｉｃ＿ｆｌａｇとして値「１」を設定してＬＩＣ処理を適用して符号化を行い、輝度変化が発生している領域に属していない場合はｌｉｃ＿ｆｌａｇとして値「０」を設定してＬＩＣ処理を適用せずに符号化を行う。一方、復号化装置では、ストリームに記述されたｌｉｃ＿ｆｌａｇを復号化することで、その値に応じてＬＩＣ処理を適用するかどうかを切替えて復号を行ってもよい。
ＬＩＣ処理を適用するかどうかの判定の別の方法として、例えば、周辺ブロックでＬＩＣ処理を適用したかどうかに従って判定する方法もある。具体的な一例としては、カレントブロックがマージモードであった場合、マージモード処理におけるＭＶの導出の際に選択した周辺の符号化済みブロックがＬＩＣ処理を適用して符号化したかどうかを判定する。その結果に応じてＬＩＣ処理を適用するかどうかを切替えて符号化を行う。なお、この例の場合でも、同じ処理が復号装置側の処理に適用される。
［復号装置の概要］
次に、上記の符号化装置１００から出力された符号化信号（符号化ビットストリーム）を復号可能な復号装置の概要について説明する。図１０は、実施の形態に係る復号装置２００の機能構成を示すブロック図である。復号装置２００は、動画像をブロック単位で復号する動画像復号装置である。
図１０に示すように、復号装置２００は、エントロピー復号部２０２と、逆量子化部２０４と、逆変換部２０６と、加算部２０８と、ブロックメモリ２１０と、ループフィルタ部２１２と、フレームメモリ２１４と、イントラ予測部２１６と、インター予測部２１８と、予測制御部２２０と、を備える。
復号装置２００は、例えば、汎用プロセッサ及びメモリにより実現される。この場合、メモリに格納されたソフトウェアプログラムがプロセッサにより実行されたときに、プロセッサは、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０４、逆変換部２０６、加算部２０８、ループフィルタ部２１２、イントラ予測部２１６、インター予測部２１８及び予測制御部２２０として機能する。また、復号装置２００は、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０４、逆変換部２０６、加算部２０８、ループフィルタ部２１２、イントラ予測部２１６、インター予測部２１８及び予測制御部２２０に対応する専用の１以上の電子回路として実現されてもよい。
以下に、復号装置２００に含まれる各構成要素について説明する。
［エントロピー復号部］
エントロピー復号部２０２は、符号化ビットストリームをエントロピー復号する。具体的には、エントロピー復号部２０２は、例えば、符号化ビットストリームから二値信号に算術復号する。そして、エントロピー復号部２０２は、二値信号を多値化（ｄｅｂｉｎａｒｉｚｅ）する。エントロピー復号部２０２は、ブロック単位で量子化係数を逆量子化部２０４に出力する。エントロピー復号部２０２は、実施の形態におけるイントラ予測部２１６、インター予測部２１８および予測制御部２２０に、符号化ビットストリーム（図１参照）に含まれている予測パラメータを出力してもよい。イントラ予測部２１６、インター予測部２１８および予測制御部２２０は、符号化装置側におけるイントラ予測部１２４、インター予測部１２６および予測制御部１２８で行われる処理と同じ予測処理を実行することができる。
［逆量子化部］
逆量子化部２０４は、エントロピー復号部２０２から入力された復号対象ブロック（以下、カレントブロックという）の量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部２０４は、カレントブロックの量子化係数の各々について、当該量子化係数に対応する量子化パラメータに基づいて当該量子化係数を逆量子化する。そして、逆量子化部２０４は、カレントブロックの逆量子化された量子化係数（つまり変換係数）を逆変換部２０６に出力する。
［逆変換部］
逆変換部２０６は、逆量子化部２０４から入力された変換係数を逆変換することにより予測誤差（残差）を復元する。
例えば符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＥＭＴ又はＡＭＴを適用することを示す場合（例えばＡＭＴフラグが真）、逆変換部２０６は、読み解かれた変換タイプを示す情報に基づいてカレントブロックの変換係数を逆変換する。
また例えば、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＮＳＳＴを適用することを示す場合、逆変換部２０６は、変換係数に逆再変換を適用する。
［加算部］
加算部２０８は、逆変換部２０６から入力された予測誤差と予測制御部２２０から入力された予測サンプルとを加算することによりカレントブロックを再構成する。そして、加算部２０８は、再構成されたブロックをブロックメモリ２１０及びループフィルタ部２１２に出力する。
［ブロックメモリ］
ブロックメモリ２１０は、イントラ予測で参照されるブロックであって復号対象ピクチャ（以下、カレントピクチャという）内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ２１０は、加算部２０８から出力された再構成ブロックを格納する。
［ループフィルタ部］
ループフィルタ部２１２は、加算部２０８によって再構成されたブロックにループフィルタを施し、フィルタされた再構成ブロックをフレームメモリ２１４及び表示装置等に出力する。
符号化ビットストリームから読み解かれたＡＬＦのオン／オフを示す情報がＡＬＦのオンを示す場合、局所的な勾配の方向及び活性度に基づいて複数のフィルタの中から１つのフィルタが選択され、選択されたフィルタが再構成ブロックに適用される。
［フレームメモリ］
フレームメモリ２１４は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ２１４は、ループフィルタ部２１２によってフィルタされた再構成ブロックを格納する。
［イントラ予測部］
イントラ予測部２１６は、符号化ビットストリームから読み解かれたイントラ予測モードに基づいて、ブロックメモリ２１０に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してイントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２１６は、カレントブロックに隣接するブロックのサンプル（例えば輝度値、色差値）を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測信号を生成し、イントラ予測信号を予測制御部２２０に出力する。
なお、色差ブロックのイントラ予測において輝度ブロックを参照するイントラ予測モードが選択されている場合は、イントラ予測部２１６は、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分を予測してもよい。
また、符号化ビットストリーム（例えば、エントロピー復号部２０２から出力される予測パラメータ）から読み解かれた情報がＰＤＰＣの適用を示す場合、イントラ予測部２１６は、水平／垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正する。
［インター予測部］
インター予測部２１８は、フレームメモリ２１４に格納された参照ピクチャを参照して、カレントブロックを予測する。予測は、カレントブロック又はカレントブロック内のサブブロック（例えば４ｘ４ブロック）の単位で行われる。例えば、インター予測部２１８は、符号化ビットストリーム（例えば、エントロピー復号部２０２から出力される予測パラメータ）から読み解かれた動き情報（例えば動きベクトル）を用いて動き補償を行うことでカレントブロック又はサブブロックのインター予測信号を生成し、インター予測信号を予測制御部２２０に出力する。
符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＯＢＭＣモードを適用することを示す場合、インター予測部２１８は、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測信号を生成する。
また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＦＲＵＣモードを適用することを示す場合、インター予測部２１８は、符号化ストリームから読み解かれたパターンマッチングの方法（バイラテラルマッチング又はテンプレートマッチング）に従って動き探索を行うことにより動き情報を導出する。そして、インター予測部２１８は、導出された動き情報を用いて動き補償（予測）を行う。
また、インター予測部２１８は、ＢＩＯモードが適用される場合に、等速直線運動を仮定したモデルに基づいて動きベクトルを導出する。また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がアフィン動き補償予測モードを適用することを示す場合には、インター予測部２１８は、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルを導出する。
［予測制御部］
予測制御部２２０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算部２０８に出力する。全体的に、復号装置側の予測制御部２２０、イントラ予測部２１６およびインター予測部２１８の構成、機能、および処理は、符号化装置側の予測制御部１２８、イントラ予測部１２４およびインター予測部１２６の構成、機能、および処理と対応していてもよい。
［非矩形分割］
符号化装置（図１参照）のイントラ予測部１２４及びインター予測部１２６に接続された予測制御部１２８においても、復号装置（図１０参照）のイントラ予測部２１６及びインター予測部２１８に接続された予測制御部２２０においても、従来、各ブロックの分割から得られ、動き情報（例えば複数の動きベクトル）が得られる複数のパーティション（又は、複数の可変サイズブロック、又は、複数のサブブロック）は、図２に示されるように、常に矩形である。発明者らは、三角形形状のような非矩形形状を有する複数のパーティションを生成することが、様々な実施において、ピクチャにおける画像の内容に応じて、画質及び符号化効率の改善を導くことを発見した。以下、予測の目的で画像ブロックから分割される少なくとも１つのパーティションが非矩形形状を有する様々な実施の形態が述べられる。なお、これらの実施の形態は、符号化装置側（イントラ予測部１２４及びインター予測部１２６に接続された予測制御部１２８）に対して、及び、復号装置側（イントラ予測部２１６及びインター予測部２１８に接続された予測制御部２２０）に対して、等しく適用可能であり、図１の符号化装置等に、又は、図１０の復号装置等に、実装されてもよい。
図１１は、非矩形形状（例えば三角形）を有する少なくとも第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割し、さらに、第１パーティションと第２パーティションとの再構成された組み合わせとして画像ブロックを符号化（又は復号）する処理を行う処理の一例を示すフローチャートである。
ステップＳ１００１で、画像ブロックは、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、非矩形形状を有しても有さなくてもよい第２パーティションを含む複数のパーティションに分割される。例えば、図１２に示されるように、画像ブロックは、共に非矩形形状（例えば三角形）を有する第１パーティション及び第２パーティションを作成するため、画像ブロックの左上角から画像ブロックの右下角へ分割されてもよい。あるいは、画像ブロックは、共に非矩形形状（例えば三角形）を有する第１パーティション及び第２パーティションを作成するため、画像ブロックの右上角から画像ブロックの左下角へ分割されてもよい。図１２及び図１７～図１９を参照して、後に、非矩形の分割の様々な例が述べられる。
ステップＳ１００２において、処理は、第１パーティションについて第１動きベクトルを予測し、第２パーティションについて第２動きベクトルを予測する。例えば、第１動きベクトル及び第２動きベクトルを予測することは、第１動きベクトル候補セットから第１動きベクトルを選択すること、及び、第２動きベクトル候補セットから第２動きベクトルを選択することを含んでいてもよい。
ステップＳ１００３において、上記のステップＳ１００２で導出された第１動きベクトルを用いて第１パーティションを取得し、上記のステップＳ１００２で導出された第２動きベクトルを用いて第２パーティションを取得するため、動き補償処理が行われる。
ステップＳ１００４において、第１パーティションと第２パーティションとの（再構成された）組み合わせとして画像ブロックについて予測処理が行われる。予測処理は、第１パーティションと第２パーティションとの間の境界を滑らかにするための境界平滑化処理を含む。例えば、境界平滑化処理は、第１パーティションに基づいて予測される、複数の境界画素の複数の第１値と、第２パーティションに基づいて予測される、複数の境界画素の複数の第２値とを重み付けすることを伴う。境界平滑化処理の様々な実装が、図１３、図１４、図２０及び図２１Ａ～図２１Ｄを参照して後に述べられる。
ステップＳ１００５において、処理は、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションに画像ブロックを分割することを示すパーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータを用いて画像ブロックを符号化又は復号する。図１５の表に集約されるように、例えば、パーティションパラメータ（「第１インデックス値」）は、例えば、（例えば図１２に示されるように左上から右下へ又は右上から左下への）分割に適用される分割方向と、上述されたステップＳ１００２で導出された第１動きベクトル及び第２動きベクトルとを一体として符号化してもよい。パーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータを伴うこのようなパーティションシンタックス動作の詳細は、図１５、図１６及び図２２～図２５を参照して、後に詳細に述べられる。
図１７は、画像ブロックを分割する処理２０００を示すフローチャートである。ステップＳ２００１において、処理は、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、非矩形形状を有しても有さなくてもよい第２パーティションを含む複数のパーティションに画像を分割する。図１２に示されるように、画像ブロックは、三角形形状を有する第１パーティション、及び、同じく三角形形状を有する第２パーティションに分割される。少なくとも第１パーティションが非矩形形状を有する、第１パーティション及び第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックが分割される多数の他の例がある。非矩形形状は、三角形であってもよいし、台形であってもよいし、少なくとも５つの辺と角とを有する多角形であってもよい。
例えば、図１８に示されるように、画像ブロックは、２つの三角形形状パーティションに分割されてもよい。画像ブロックは、２つの三角形形状パーティションよりも多く（例えば３つの三角形形状パーティション）に分割されてもよい。画像ブロックは、１つ又は複数の三角形形状パーティションと、１つ又は複数の矩形形状パーティションとの組み合わせに分割されてもよい。あるいは、画像ブロックは、１つ又は複数の三角形形状パーティションと、１つ又は複数の多角形形状パーティションとの組み合わせに分割されてもよい。
さらに図１９に示されるように、画像ブロックは、Ｌ形状（多角形形状）パーティションと、矩形形状パーティションとに分割されてもよい。画像ブロックは、五角形（多角形）形状パーティションと、三角形形状パーティションとに分割されてもよい。画像ブロックは、六角形（多角形）形状パーティションと、五角形（多角形）形状パーティションとに分割されてもよい。あるいは、画像ブロックは、複数の多角形形状パーティションに分割されてもよい。
図１７を再び参照し、ステップＳ２００２において、処理は、第１パーティションについて、例えば第１動きベクトル候補セットから第１パーティションを選択することによって、第１動きベクトルを予測し、第２パーティションについて、例えば第２動きベクトル候補セットから第２パーティションを選択することによって、第２動きベクトルを予測する。例えば、第１動きベクトル候補セットは、第１パーティションに隣接する複数のパーティションの複数の動きベクトルを含んでいてもよく、第２動きベクトル候補セットは、第２パーティションに隣接する複数のパーティションの複数の動きベクトルを含んでいてもよい。隣接する複数のパーティションは、空間的に隣接する複数のパーティションと、時間的に隣接する複数のパーティションとの一方又は両方であってもよい。空間的に隣接する複数のパーティションのいくつかの例は、処理されるパーティションの左、左下、下、右下、右、右上、上又は左上に位置するパーティションを含む。時間的に隣接する複数のパーティションの複数の例は、画像ブロックの複数の参照ピクチャにおける複数のｃｏ－ｌｏｃａｔｅｄパーティションを含む。
様々な実装において、第１パーティションに隣接する複数のパーティション、及び、第２パーティションに隣接する複数のパーティションは、第１パーティション及び第２パーティションに分割される画像ブロックの外部であってもよい。第１動きベクトル候補セットは、第２動きベクトル候補セットと、同じであってもよいし、異なっていてもよい。さらに、第１動きベクトル候補セット、及び、第２動きベクトル候補セットの少なくとも１つは、画像ブロックについて準備された他の第３動きベクトル候補セットと同じであってもよい。
いくつかの実装では、ステップＳ２００２において、第１パーティションと同様に第２パーティションも非矩形形状（例えば三角形）を有するとの判定に応じて、処理２０００は、第１パーティションを除く（つまり第１パーティションの動きベクトルを除く）、第２パーティションに隣接する複数のパーティションの複数の動きベクトルを含む第２動きベクトル候補セットを（非矩形形状第２パーティションについて）作成する。一方、第１パーティションと同様でなく第２パーティションが矩形形状を有するとの判定に応じて、処理２０００は、第１パーティションを含む、第２パーティションに隣接する複数のパーティションの複数の動きベクトルを含む第２動きベクトル候補セットを（矩形形状第２パーティションについて）作成する。
ステップＳ２００３において、処理は、上述されたステップＳ２００２で導出された第１動きベクトルを用いて第１パーティションを符号化又は復号し、上述されたステップＳ２００２で導出された第２動きベクトルを用いて第２パーティションを符号化又は復号する。
図１７の処理２０００のような画像ブロック分割処理は、例えば図１に示されたような回路及び回路に接続されたメモリを含む画像符号化装置によって行われてもよい。回路は、動作において、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割すること（ステップＳ２００１）、第１パーティションについて第１動きベクトル、及び、第２パーティションについて第２動きベクトルを予測すること（ステップＳ２００２）、第１動きベクトルを用いて第１パーティションを、及び、第２動きベクトルを用いて第２パーティションを符号化すること（ステップＳ２００３）を行う。
他の実施の形態に従って、図１に示されたような、画像符号化装置は、動作において原画像を受信し複数のブロックに分割する分割部１０２、動作において分割部から複数のブロック、及び、予測制御部１２８から複数の予測を受信し、各予測をその対応ブロックから減算して、残差を出力する加算部１０４、動作において加算部１０４から出力された複数の残差に変換を行って複数の変換係数を出力する変換部１０６、動作において複数の変換係数を量子化して複数の量子化変換係数を生成する量子化部１０８、動作において複数の量子化変換係数を符号化してビットストリームを生成するエントロピー符号化部１１０、及び、動作において符号化済み参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部１２６と、動作においてカレントピクチャにおける符号化済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部１２４と、メモリ１１８、１２２とに接続された予測制御部１２８を含んで、提供される。予測制御部１２８は、動作において、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに複数のブロックを分割し（図１７、ステップＳ２００１）、第１パーティションについて第１動きベクトル、及び、第２パーティションについて第２動きベクトルを予測し（ステップＳ２００２）、第１動きベクトルを用いて第１パーティションを、及び、第２動きベクトルを用いて第２パーティションを符号化する（ステップＳ２００３）。
他の実施の形態に従って、例えば図１０に示されるような回路及び回路に接続されたメモリを含む画像復号装置が提供される。回路は、動作において、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割すること（図１７、ステップＳ２００１）と、第１パーティションについて第１動きベクトル、及び、第２パーティションについて第２動きベクトルを予測すること（ステップＳ２００２）と、第１動きベクトルを用いて第１パーティションを、及び、第２動きベクトルを用いて第２パーティションを復号すること（ステップＳ２００３）とを行う。
さらに実施の形態に従って、図１０に示された画像復号装置は、動作において符号化ビットストリームを受信し復号して複数の量子化変換係数を取得するエントロピー復号部２０２、動作において、複数の量子化変換係数を逆量子化して複数の変換係数を取得し、複数の変換係数を逆変換して複数の残差を取得する逆量子化部２０４及び逆変換部２０６、動作において、逆量子化部２０４及び逆変換部２０６から出力された複数の残差と、予測制御部２２０から出力された複数の予測とを加算して複数のブロックを再構成する加算部２０８、及び、動作において復号済みの参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部２１８と、動作においてカレントピクチャにおける復号済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部２１６と、メモリ２１０、２１４とに接続された予測制御部２２０を含んで、提供される。予測制御部２２０は、動作において、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割し（図１７、ステップＳ２００１）、第１パーティションについて第１動きベクトル、及び、第２パーティションについて第２動きベクトルを予測し（ステップＳ２００２）、第１動きベクトルを用いて第１パーティションを、及び、第２動きベクトルを用いて第２パーティションを復号する（ステップＳ２００３）。
［境界平滑化］
図１１、ステップＳ１００４において上述されたように、様々な実施の形態に従って、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの（再構成された）組み合わせとして画像ブロックについて予測処理を行うことは、第１パーティションと第２パーティションとの間の境界に沿う境界平滑化処理の適用を伴ってもよい。
例えば、図２１Ｂは、第１パーティションに基づいて第１予測された複数の境界画素の複数の第１値と、第２パーティションに基づいて第２予測された複数の境界画素の複数の第２値とを重み付けすることを伴う境界平滑化処理の一例を示す。
図２０は、一実施形態に従って、第１パーティションに基づいて第１予測された複数の境界画素の複数の第１値と、第２パーティションに基づいて第２予測された複数の境界画素の複数の第２値とを重み付けすることを伴う全体の境界平滑化処理３０００を示すフローチャートである。ステップＳ３００１において、図２１Ａ、又は、上述された図１２、図１８及び図１９に示されたように、画像ブロックは、少なくとも第１パーティションが非矩形形状を有する、第１パーティション及び第２パーティションに、境界に沿って分割される。
ステップＳ３００２において、境界に沿う、第１パーティションの画素セット（図２１Ａにおける「複数の境界画素」）の複数の第１値（例えば色、輝度、透明性等）は、第１パーティションの情報を用いて、第１予測される。ステップＳ３００３において、境界に沿う、第１パーティションの（同じ）画素セットの複数の第２値は、第２パーティションの情報を用いて第２予測される。いくつかの実施の形態において、第１予測及び第２予測の少なくとも１つが、符号化済み参照ピクチャにおける参照パーティションに基づいて複数の第１値及び複数の第２値を予測するインター予測処理である。図２１Ｄを参照して、いくつか実装では、予測処理は、第１パーティション及び第２パーティションが重なる画素セットを含む第１パーティション（「第１サンプルセット」）の全ての画素の複数の第１値を予測し、第１パーティションと第２パーティションとが重なる画素セット（「第２サンプルセット」）のみの第２値を予測する。他の実装において、第１予測及び第２予測の少なくとも１つは、カレントピクチャにおける符号化済み参照パーティションに基づいて複数の第１値及び複数の第２値を予測するイントラ予測処理である。いくつかの実装において、第１予測に用いられる予測方法は、第２予測に用いられる予測方法とは異なる。例えば、第１予測は、インター予測処理を含んでいてもよいし、第２予測は、イントラ予測処理を含んでいてもよい。複数の第１値の第１予測、又は、複数の第２値の第２予測に用いられる情報は、第１パーティション又は第２パーティションの複数の動きベクトル、複数のイントラ予測方向等であってもよい。
ステップＳ３００４において、第１パーティションを用いて予測される複数の第１値、及び、第２パーティションを用いて予測される複数の第２値は、重み付けされる。ステップＳ３００５において、第１パーティションは、重み付けされた複数の第１値及び複数の第２値を用いて符号化又は復号される。
図２１Ｂは、第１パーティション及び第２パーティションが各行又は各行の（最大）５画素で重なる境界平滑化動作の例を示す。すなわち、複数の第１値が第１パーティションに基づいて予測され、複数の第２値が第２パーティションに基づいて予測される各行又は各列の画素セットの数は、最大で５つである。図２１Ｃは、第１パーティション及び第２パーティションが各行又は各列の（最大）３画素で重なる境界平滑化動作の他の例を示す。すなわち、複数の第１値が第１パーティションに基づいて予測され、複数の第２値が第２パーティションに基づいて予測される各行又は各列の画素セットの数は、最大で３つである。
図１３は、第１パーティション及び第２パーティションが各行又は各列の（最大）４画素で重なる境界平滑化動作の他の例を示す。すなわち、複数の第１値が第１パーティションに基づいて予測され、複数の第２値が第２パーティションに基づいて予測される各行又は各列の画素セットの数は、最大で４つである。示された例において、１／８、１／４、３／４及び７／８の複数の重みが、それぞれ、セットにおける４つの画素の複数の第１値に、７／８、３／４、１／４及び１／８の複数の重みが、それぞれ、セットにおける４つの画素の複数の第２値に、適用されてもよい。
図１４は、さらに、第１パーティション及び第２パーティションが各行又は各列の０画素で重なる（つまりそれらが重ならい）、各行又は各列の（最大）１画素で重なる、及び、各行又は各列の（最大）２画素で重なる境界平滑化動作の複数の例を示す。第１パーティション及び第２パーティションが重ならない例において、複数のゼロ重みが適用される。第１パーティション及び第２パーティションが各行又は各列の１画素で重なる例において、第１パーティションに基づいて予測されるセットにおける複数の画素の複数の第１値に１／２の重みが適用されてもよく、第２パーティションに基づいて予測されるセットにおける複数の画素の複数の第２値に１／２の重みが適用されてもよい。第１パーティション及び第２パーティションが各行又は各列の２画素で重なる例において、第１パーティションに基づいて予測されるセットにおける２つの画素の複数の第１値に、それぞれ、１／３及び２／３の重みが適用されてもよく、第２パーティションに基づいて予測されるセットにおける２つの画素の複数の第２値に、それぞれ、２／３及び１／３の重みが適用されてもよい。
上述された複数の実施の形態に従って、第１パーティション及び第２パーティションが重なるセットにおける複数の画素の数は整数である。他の複数の実装において、セットにおいて重なる画素の数は、例えば、非整数であってもよいし、分数であってもよい。画素セットの複数の第１値及び複数の第２値に適用される複数の重みも、各適用に応じて、分数又は整数であってもよい。
図２０の処理３０００のような境界平滑化処理は、例えば図１に示されたような回路及び回路に接続されたメモリを含む画像符号化装置によって行われてもよい。回路は、動作において、画像ブロックから分割される、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの間の境界に沿って境界平滑化動作を行う（図２０、ステップＳ３００１）。境界平滑化動作は、境界に沿う、第１パーティションの画素セットの複数の第１値を第１パーティションの情報を用いて予測すること（ステップＳ３００２）と、境界に沿う、第１パーティションの画素セットの複数の第２値を第２パーティションの情報を用いて第２予測すること（ステップＳ３００３）と、複数の第１値及び複数の第２値を重み付けすること（ステップＳ３００４）と、重み付けされた複数の第１値、及び、重み付けされた複数の第２値を用いて、第１パーティションを符号化すること（ステップＳ３００５）とを含む。
他の実施の形態に従って、図１に示されたような、画像符号化装置は、動作において原画像を受信し複数のブロックに分割する分割部１０２、動作において分割部から複数のブロック、及び、予測制御部１２８から複数の予測を受信し、各予測をその対応ブロックから減算して、残差を出力する加算部１０４、動作において加算部１０４から出力された複数の残差に変換を行って複数の変換係数を出力する変換部１０６、動作において複数の変換係数を量子化して複数の量子化変換係数を生成する量子化部１０８、動作において複数の量子化変換係数を符号化してビットストリームを生成するエントロピー符号化部１１０、及び、動作において符号化済み参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部１２６と、動作においてカレントピクチャにおける符号化済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部１２４と、メモリ１１８、１２２とに接続された予測制御部１２８を含んで、提供される。予測制御部１２８は、動作において、画像ブロックから分割される、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの間の境界に沿って境界平滑化動作を行う（図２０、ステップＳ３００１）。境界平滑化動作は、境界に沿う、第１パーティションの画素セットの複数の第１値を、第１パーティションの情報を用いて第１予測すること（ステップＳ３００２）と、境界に沿う、第１パーティションの画素セットの複数の第２値を、第２パーティションの情報を用いて第２予測すること（ステップＳ３００３）と、複数の第１値及び複数の第２値を重み付けすること（ステップＳ３００４）と、重み付けされた複数の第１値、及び、重み付けされた複数の第２値を用いて第１パーティションを符号化すること（ステップＳ３００５）とを含む。
他の実施の形態に従って、例えば、図１０に示されたような、回路及び回路に接続されたメモリを含む画像復号装置が提供される。回路は、動作において、画像ブロックから分割される、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの間の境界に沿って境界平滑化動作を行う（図２０、ステップＳ３００１）。境界平滑化動作は、境界に沿う、第１パーティションの画素セットの複数の第１値を第１パーティションの情報を用いて第１予測すること（ステップＳ３００２）と、境界に沿う、第１パーティションの画素セットの複数の第２値を第２パーティションの情報を用いて第２予測すること（ステップＳ３００３）と、複数の第１値及び複数の第２値を重み付けすること（ステップＳ３００４）と、重み付けされた複数の第１値、及び、重み付けされた複数の第２値を用いて、第１パーティションを復号すること（ステップＳ３００５）とを含む。
他の実施の形態に従って、図１０に示された画像復号装置は、動作において符号化ビットストリームを受信し復号して複数の量子化変換係数を取得するエントロピー復号部２０２、動作において、複数の量子化変換係数を逆量子化して複数の変換係数を取得し、複数の変換係数を逆変換して複数の残差を取得する逆量子化部２０４及び逆変換部２０６、動作において、逆量子化部２０４及び逆変換部２０６から出力された複数の残差と、予測制御部２２０から出力された複数の予測とを加算して複数のブロックを再構成する加算部２０８、及び、動作において復号済みの参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部２１８と、動作においてカレントピクチャにおける復号済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部２１６と、メモリ２１０、２１４とに接続された予測制御部２２０を含んで、提供される。予測制御部２２０は、動作において、画像ブロックから分割される、非矩形形状を有する第１パーティションと、第２パーティションとの間の境界に沿って境界平滑化動作を行う（図２０、ステップＳ３００１）。境界平滑化動作は、境界に沿う、第１パーティションの画素セットの複数の第１値を第１パーティションの情報を用いて第１予測すること（ステップＳ３００２）と、境界に沿う、第１パーティションの画素セットの複数の第２値を第２パーティションの情報を用いて第２予測すること（ステップＳ３００３）と、複数の第１値及び複数の第２値を重み付けすること（ステップＳ３００４）と、重み付けされた複数の第１値、及び、重み付けされた複数の第２値を用いて、第１パーティションを復号すること（ステップＳ３００５）とを含む。
［パーティションパラメータシンタックスを用いるエントロピー符号化及び復号］
図１１、ステップＳ１００５に示されるように、様々な実施の形態に従って、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションに分割された画像ブロックは、画像ブロックの非矩形分割を示すパーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータを用いて符号化又は復号されてもよい。様々な実施の形態において、このようなパーティションパラメータは、後により十分に述べられるように、例えば、分割に適用される分割方向（例えば、左上から右下へ、又は、右上から左下へ、図１２参照）と、ステップＳ１００２で予測された第１動きベクトル及び第２動きベクトルとを一体として符号化してもよい。
図１５は、複数のサンプルパーティションパラメータ（「第１インデックス値」）及び複数のパーティションパラメータによってそれぞれ一体として符号化される複数の情報セットの表である。複数のパーティションパラメータ（「第１インデックス値」）は、０から６に入り、共に三角形である第１パーティション及び第２パーティションに画像ブロックを分割する方向（図１２参照）、第１パーティションについて予測された第１動きベクトル（図１１、ステップＳ１００２）、及び、第２パーティションについて予測された第２動きベクトル（図１１、ステップＳ１００２）を一体として符号化する。特に、パーティションパラメータ０は、分割方向が左上角から右下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第１」動きベクトルであることを符号化する。
パーティションパラメータ１は、分割方向が右上角から左下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第１」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであることを符号化する。パーティションパラメータ２は、分割方向が右上角から左下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第１」動きベクトルであることを符号化する。パーティションパラメータ３は、分割方向が左上角から右下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであることを符号化する。パーティションパラメータ４は、分割方向が右上角から左下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第３」動きベクトルであることを符号化する。パーティションパラメータ５は、分割方向が左上角から右下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第３」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第１」動きベクトルであることを符号化する。パーティションパラメータ６は、分割方向が左上角から右下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第４」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第１」動きベクトルであることを符号化する。
図２２は、符号化装置側で行われる方法４０００を示すフローチャートである。ステップＳ４００１において、処理は、分割を示すパーティションパラメータに基づいて、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割する。例えば、上述された図１５に示されたように、パーティションパラメータは、画像ブロックを分割する方向（例えば、右上角から左下角、又は、左上角から右下角）を示してもよい。ステップＳ４００２において、処理は、第１パーティション及び第２パーティションを符号化する。ステップＳ４００３において、処理は、復号装置側が１つ以上のパラメータを取得して復号装置側の第１パーティション及び第２パーティションについて（符号化装置側で行われたものと）同じ予測処理を行うため受信でき復号できるビットストリームにパーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータを書き込む。パーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータは、第１パーティションの非矩形形状、第２パーティションの形状、第１パーティション及び第２パーティションを取得するための画像ブロックの分割に用いられる分割方向、第１パーティションの第１動きベクトル、第２パーティションの第２動きベクトル等のような、様々な情報を一体として又は別々に符号化する。
図２３は、復号装置側で行われる方法５０００を示すフローチャートである。ステップＳ５００１において、処理は、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することを示すパーティションパラメータを１つ以上のパラメータが含むビットストリームから、１つ以上のパラメータを読み解く。ビットストリームから読み解かれるパーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータは、第１パーティションの非矩形形状、第２パーティションの形状、第１パーティション及び第２パーティションを取得するため画像ブロックの分割に用いられる分割方向、第１パーティションの第１動きベクトル、第２パーティションの第２動きベクトル等のような、復号装置側が符号化装置側で行われたものと同じ予測処理行うため必要とされる様々な情報を一体として又は別々に符号化してもよい。ステップＳ５００２において、処理５０００は、ビットストリームから読み解かれたパーティションパラメータに基づいて、画像ブロックを複数のパーティションに分割する。ステップＳ５００３において、処理は、画像ブロックから分割されるような、第１パーティション及び第２パーティションを復号する。
図２４は、図１５において上述されたサンプル表に特性が類似し、複数のサンプルパーティションパラメータ（「第１インデックス値」）及びそれぞれ複数のパーティションパラメータによって一体として符号化された複数の情報セットの表である。図２４において、パーティションパラメータ（「第１インデックス値」）は、０から６に入り、画像ブロックから分割される第１パーティション及び第２パーティションの形状、画像ブロックを第１パーティション及び第２パーティションに分割する方向、第１パーティションについて予測される第１動きベクトル（図１１、ステップＳ１００２）、及び、第２パーティションについて予測される第２動きベクトル（図１１、ステップＳ１００２）を一体として符号化する。特に、パーティションパラメータ０は、第１パーティションも第２パーティションも三角形形状を有さないこと、従って、分割方向情報が「Ｎ／Ａ」であること、第１動きベクトル情報が「Ｎ／Ａ」であること、及び、第２動きベクトル情報が「Ｎ／Ａ」であることを符号化する。
パーティションパラメータ１は、第１パーティション及び第２パーティションが三角形であること、分割方向が左上角から右下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第１」動きベクトルであることを符号化する。パーティションパラメータ２は、第１パーティション及び第２パーティションが三角形であること、分割方向が右上角から左下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第１」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであることを符号化する。パーティションパラメータ３は、第１パーティション及び第２パーティションが三角形であること、分割方向が右上角から左下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第１」動きベクトルであることを符号化する。パーティションパラメータ４は、第１パーティション及び第２パーティションが三角形であること、分割方向が左上角から右下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであることを符号化する。パーティションパラメータ５は、第１パーティション及び第２パーティションが三角形であること、分割方向が右上角から左下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第２」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第３」動きベクトルであることを符号化する。パーティションパラメータ６は、第１パーティション及び第２パーティションが三角形であること、分割方向が左上角から右下角であること、第１動きベクトルが第１パーティションについて第１動きベクトル候補セットに列挙された「第３」動きベクトルであること、及び、第２動きベクトルが第２パーティションについて第２動きベクトル候補セットに列挙された「第１」動きベクトルであることを符号化する。
いくつかの実装に従って、複数のパーティションパラメータ（複数のインデックス値）は、少なくとも１つ、又は、１つ以上のパラメータの値に応じて選択される二値化方式に従って、二値化されてもよい。図１６は、複数のインデックス値（複数のパーティションパラメータ値）を二値化する二値化方式例を示す。
図２５は、第１パラメータ及び第２パラメータの組み合わせ例の表であり、第１パラメータ及び第２パラメータの一方が、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することを示すパーティションパラメータである。この例において、パーティションパラメータは、他の複数のパラメータの１つ以上によって符号化される他の情報を一体として符号化することなく画像ブロックを分割することを示すことに用いられてもよい。
図２５における第１例において、第１パラメータは、画像ブロックサイズを示すことに用いられ、第２パラメータは、画像ブロックから分割された複数のパーティションの少なくとも１つが三角形形状を有することを示すためのパーティションパラメータ（フラグ）として用いられる。第１パラメータ及び第２パラメータのこのような組み合わせは、例えば、１）画像ブロックサイズが６４×６４よりも大きい場合に三角形形状パーティションがないこと、又は、２）画像ブロックの幅と高さとの比率が４よりも大きい場合（例えば６４×４）に三角形形状パーティションがないことを示すために用いられてもよい。
図２５の第２例において、第１パラメータは、予測モードを示すために用いられ、第２パラメータは、画像ブロックから分割された複数のパーティションの少なくとも１つが三角形形状を有することを示すためのパーティションパラメータ（フラグ）として用いられる。第１パラメータ及び第２パラメータのこのような組み合わせは、例えば、１）画像ブロックがイントラモードで符号化される場合に三角形パーティションがないことを示すために用いられてもよい。
図２５の第３例において、第１パラメータは、画像ブロックから分割された複数のパーティションの少なくとも１つが三角形形状を有することを示すためのパーティションパラメータ（フラグ）として用いられ、第２パラメータは、予測モードを示すために用いられる。第１パラメータ及び第２パラメータのこのような組み合わせは、例えば、１）画像ブロックから分割された複数のパーティションの少なくとも１つが三角形形状を有する場合に画像ブロックがインター符号化されなければならいことを示すために用いられてもよい。
図２５の第４例において、第１パラメータは、隣接ブロックの動きベクトルを示し、第２パラメータは、画像ブロックを２つの三角形に分割する方向を示すパーティションパラメータとして用いられる。第１パラメータ及び第２パラメータのこのような組み合わせは、例えば、１）隣接ブロックの動きベクトルが斜め方向である場合に画像ブロックを２つの三角形に分割する方向が左上角から右下角であることを示すために用いられてもよい。
図２５の第５例において、第１パラメータは、隣接ブロックのイントラ予測方向を示し、第２パラメータは、画像ブロックを２つの三角形に分割する方向を示すパーティションパラメータとして用いられる。第１パラメータ及び第２パラメータのこのような組み合わせは、例えば、１）隣接ブロックのイントラ予測方向が逆斜め方向である場合、画像ブロックを２つの三角形に分割する方向が右上角から左下角であることを示すために用いられてもよい。
パーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータの複数の表、及び、図１５、図２４及び図２５に示されたような、どの情報が一体として又は別々に符号化されるかは、複数の例のみとして提示され、上述されたパーティションシンタックス動作の部分として様々な情報を一体として又は別々に符号化する他の多数の方法が本開示の範囲内であると理解されるべきである。例えば、パーティションパラメータが、第１パーティションが三角形、台形、又は、少なくとも５つの辺及び角を有する多角形であることを示してもよい。パーティションパラメータは、第２パーティションが、三角形、台形、及び、少なくとも５つの辺及び角を有する多角形のような、非矩形形状を有することを示してもよい。第１パーティションの非矩形形状、第２パーティションの形状（非矩形又は矩形であってもよい）、画像ブロックを複数のパーティションに分割するために適用される分割方向（例えば、画像ブロックの左上角からその右下角、及び、画像ブロックの右上角からその左下角）のような、分割についての１つ以上の情報をパーティションパラメータが示してもよい。パーティションパラメータは、第１パーティションの第１動きベクトル、第２パーティションの第２動きベクトル、画像ブロックサイズ、予測モード、隣接ブロックの動きベクトル、隣接ブロックのイントラ予測方向等のような、さらなる情報を一体として符号化する。あるいは、さらなる情報のいずれかが、パーティションパラメータ以外の１つ以上のパラメータによって別々に符号化されてもよい。
図２２の処理４０００のようなパーティションシンタックス動作は、例えば図１に示されたような、回路及び回路に接続されたメモリを含む画像符号化装置によって行われてもよい。回路は、動作において、分割を示すパーティションパラメータに基づいて、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割すること（図２２、ステップＳ４００１）と、第１パーティション及び第２パーティションを符号化すること（Ｓ４００２）と、パーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリーム書き込むこと（Ｓ４００３）とを含むパーティションシンタックス動作を行う。
他の実施の形態に従って、図１に示されたような、画像符号化装置は、動作において原画像を受信し複数のブロックに分割する分割部１０２、動作において分割部から複数のブロック、及び、予測制御部１２８から複数の予測を受信し、各予測をその対応ブロックから減算して、残差を出力する加算部１０４、動作において加算部１０４から出力された複数の残差に変換を行って複数の変換係数を出力する変換部１０６、動作において複数の変換係数を量子化して複数の量子化変換係数を生成する量子化部１０８、動作において複数の量子化変換係数を符号化してビットストリームを生成するエントロピー符号化部１１０、及び、動作において符号化済み参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部１２６と、動作においてカレントピクチャにおける符号化済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部１２４と、メモリ１１８、１２２とに接続された予測制御部１２８を含んで、提供される。予測制御部１２８は、動作において、分割を示すパーティションパラメータに基づいて、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割し（図２２、ステップＳ４００１）、第１パーティション及び第２パーティションを符号化する（ステップＳ４００２）。エントロピー符号化部１１０は、動作において、パーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリーム書き込む（ステップＳ４００３）。
他の実施の形態に従って、例えば、図１０に示されたような、回路及び回路に接続されたメモリを含む画像復号装置が提供される。回路は、動作において、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することを示すパーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリームから読み解くこと（図２３、ステップＳ５００１）と、パーティションパラメータに基づいて、画像ブロックを複数のパーティションに分割すること（Ｓ５００２）と、第１パーティション及び第２パーティションを復号すること（Ｓ５００３）とを含むパーティションシンタックス動作を行う。
さらに実施の形態に従って、図１０に示された画像復号装置は、動作において符号化ビットストリームを受信し復号して複数の量子化変換係数を取得するエントロピー復号部２０２、動作において、複数の量子化変換係数を逆量子化して複数の変換係数を取得し、複数の変換係数を逆変換して複数の残差を取得する逆量子化部２０４及び逆変換部２０６、動作において、逆量子化部２０４及び逆変換部２０６から出力された複数の残差と、予測制御部２２０から出力された複数の予測とを加算して複数のブロックを再構成する加算部２０８、及び、動作において復号済みの参照ピクチャにおける参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するインター予測部２１８と、動作においてカレントピクチャにおける復号済み参照ブロックに基づいてカレントブロックの予測を生成するイントラ予測部２１６と、メモリ２１０、２１４とに接続された予測制御部２２０を含んで、提供される。エントロピー復号部２０２は、動作において、いくつかの実装では予測制御部２２０と協力して、非矩形形状を有する第１パーティション、及び、第２パーティションを含む複数のパーティションに画像ブロックを分割することを示すパーティションパラメータを含む１つ以上のパラメータをビットストリームから読み解き（図２３、ステップＳ５００１）、パーティションパラメータに基づいて、画像ブロックを複数のパーティションに分割し（Ｓ５００２）、第１パーティション及び第２パーティションを復号する（Ｓ５００３）。
他の複数の例に従って、インター予測部は、次の処理を行ってもよい。
第１動きベクトル候補セットに含まれる全ての動きベクトル候補は、複数の単予測動きベクトルであってもよい。つまり、インター予測部は、複数の単予測動きベクトルのみを第１動きベクトル候補セットにおける複数の動きベクトル候補として決定してもよい。
インター予測部は、第１動きベクトル候補セットから、複数の単予測動きベクトル候補のみを選択してもよい。
小さいブロックの予測に単予測動きベクトルのみが用いられてもよい。大きいブロックの予測に双予測動きベクトルが用いられてもよい。一例として、予測処理は、画像ブロックのサイズを判定することを含んでいてもよい。画像ブロックのサイズが閾値よりも大きいと判定された場合、予測が、第１動きベクトル候補セットから第１動きベクトルを選択することを含んでいてもよいし、第１動きベクトル候補セットが、単予測動きベクトル及び／又は双予測動きベクトルを含んでいてもよい。画像ブロックのサイズが閾値よりも大きくないと判定された場合、予測が、第１動きベクトル候補セットから第１動きベクトルを選択することを含んでいてもよいし、第１動きベクトル候補セットが、複数の単予測動きベクトルのみを含んでいてもよい。
［実施及び応用］
以上の各実施の形態において、機能的又は作用的なブロックの各々は、通常、ＭＰＵ（ｍｉｃｒｏ ｐｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）及びメモリ等によって実現可能である。また、機能ブロックの各々による処理は、ＲＯＭ等の記録媒体に記録されたソフトウェア（プログラム）を読み出して実行するプロセッサなどのプログラム実行部として実現されてもよい。当該ソフトウェアは、配布されてもよい。当該ソフトウェアは、半導体メモリなどの様々な記録媒体に記録されてもよい。なお、各機能ブロックをハードウェア（専用回路）によって実現することも可能である。ハードウェア及びソフトウェアの様々な組み合わせが採用され得る。
各実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するプロセッサは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。
本開示の態様は、以上の実施例に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本開示の態様の範囲内に包含される。
さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）又は動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例、及び、その応用例を実施する種々のシステムを説明する。このようなシステムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、画像復号方法を用いた画像復号装置、又は、両方を備える画像符号化復号装置を有することを特徴としてもよい。このようなシステムの他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。
［使用例］
図２６は、コンテンツ配信サービスを実現する適切なコンテンツ供給システムｅｘ１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ、図示された例における固定無線局である基地局ｅｘ１０６、ｅｘ１０７、ｅｘ１０８、ｅｘ１０９、ｅｘ１１０が設置されている。
このコンテンツ供給システムｅｘ１００では、インターネットｅｘ１０１に、インターネットサービスプロバイダｅｘ１０２又は通信網ｅｘ１０４、及び基地局ｅｘ１０６～ｅｘ１１０を介して、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、及びスマートフォンｅｘ１１５などの各機器が接続される。当該コンテンツ供給システムｅｘ１００は、上記のいずれかの装置を組合せて接続するようにしてもよい。種々の実施において、基地局ｅｘ１０６～ｅｘ１１０を介さずに、各機器が電話網又は近距離無線等を介して直接的又は間接的に相互に接続されていてもよい。さらに、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、インターネットｅｘ１０１等を介して、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、及びスマートフォンｅｘ１１５などの各機器と接続されてもよい。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、衛星ｅｘ１１６を介して、飛行機ｅｘ１１７内のホットスポット内の端末等と接続されてもよい。
なお、基地局ｅｘ１０６～ｅｘ１１０の代わりに、無線アクセスポイント又はホットスポット等が用いられてもよい。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、インターネットｅｘ１０１又はインターネットサービスプロバイダｅｘ１０２を介さずに直接通信網ｅｘ１０４と接続されてもよいし、衛星ｅｘ１１６を介さず直接飛行機ｅｘ１１７と接続されてもよい。
カメラｅｘ１１３はデジタルカメラ等の静止画撮影、及び動画撮影が可能な機器である。また、スマートフォンｅｘ１１５は、２Ｇ、３Ｇ、３．９Ｇ、４Ｇ、そして今後は５Ｇと呼ばれる移動通信システムの方式に対応したスマートフォン機、携帯電話機、又はＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙ－ｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等である。
家電ｅｘ１１４は、冷蔵庫、又は家庭用燃料電池コージェネレーションシステムに含まれる機器等である。
コンテンツ供給システムｅｘ１００では、撮影機能を有する端末が基地局ｅｘ１０６等を通じてストリーミングサーバｅｘ１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、端末（コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、スマートフォンｅｘ１１５、及び飛行機ｅｘ１１７内の端末等）は、ユーザが当該端末を用いて撮影した静止画又は動画コンテンツに対して上記各実施の形態で説明した符号化処理を行ってもよく、符号化により得られた映像データと、映像に対応する音を符号化した音データと多重化してもよく、得られたデータをストリーミングサーバｅｘ１０３に送信してもよい。即ち、各端末は、本開示の一態様に係る画像符号化装置として機能する。
一方、ストリーミングサーバｅｘ１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントは、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、スマートフォンｅｘ１１５、又は飛行機ｅｘ１１７内の端末等である。配信されたデータを受信した各機器は、受信したデータを復号化処理して再生してもよい。即ち、各機器は、本開示の一態様に係る画像復号装置として機能してもよい。
［分散処理］
また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は複数のサーバ又は複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。例えば、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、ＣＤＮ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）により実現され、世界中に分散された多数のエッジサーバとエッジサーバ間をつなぐネットワークによりコンテンツ配信が実現されていてもよい。ＣＤＮでは、クライアントに応じて物理的に近いエッジサーバが動的に割り当てられ得る。そして、当該エッジサーバにコンテンツがキャッシュ及び配信されることで遅延を減らすことができる。また、いくつかのタイプのエラーが発生した場合又はトラフィックの増加などにより通信状態が変わる場合に複数のエッジサーバで処理を分散したり、他のエッジサーバに配信主体を切り替えたり、障害が生じたネットワークの部分を迂回して配信を続けることができるので、高速かつ安定した配信が実現できる。
また、配信自体の分散処理にとどまらず、撮影したデータの符号化処理を各端末で行ってもよいし、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、一般に符号化処理では、処理ループが２度行われる。１度目のループでフレーム又はシーン単位での画像の複雑さ、又は、符号量が検出される。また、２度目のループでは画質を維持して符号化効率を向上させる処理が行われる。例えば、端末が１度目の符号化処理を行い、コンテンツを受け取ったサーバ側が２度目の符号化処理を行うことで、各端末での処理負荷を減らしつつもコンテンツの質と効率を向上させることができる。この場合、ほぼリアルタイムで受信して復号する要求があれば、端末が行った一度目の符号化済みデータを他の端末で受信して再生することもできるので、より柔軟なリアルタイム配信も可能になる。
他の例として、カメラｅｘ１１３等は、画像から特徴量（特徴又は特性の量）を抽出し、特徴量に関するデータをメタデータとして圧縮してサーバに送信する。サーバは、例えば特徴量からオブジェクトの重要性を判断して量子化精度を切り替えるなど、画像の意味（又は内容の重要性）に応じた圧縮を行う。特徴量データはサーバでの再度の圧縮時の動きベクトル予測の精度及び効率向上に特に有効である。また、端末でＶＬＣ（可変長符号化）などの簡易的な符号化を行い、サーバでＣＡＢＡＣ（コンテキスト適応型二値算術符号化方式）など処理負荷の大きな符号化を行ってもよい。
さらに他の例として、スタジアム、ショッピングモール、又は工場などにおいては、複数の端末によりほぼ同一のシーンが撮影された複数の映像データが存在する場合がある。この場合には、撮影を行った複数の端末と、必要に応じて撮影をしていない他の端末及びサーバを用いて、例えばＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）単位、ピクチャ単位、又はピクチャを分割したタイル単位などで符号化処理をそれぞれ割り当てて分散処理を行う。これにより、遅延を減らし、よりリアルタイム性を実現できる。
複数の映像データはほぼ同一シーンであるため、各端末で撮影された映像データを互いに参照し合えるように、サーバで管理及び／又は指示をしてもよい。また、各端末からの符号化済みデータを、サーバが受信し複数のデータ間で参照関係を変更、又はピクチャ自体を補正或いは差し替えて符号化しなおしてもよい。これにより、一つ一つのデータの質と効率を高めたストリームを生成できる。
さらに、サーバは、映像データの符号化方式を変更するトランスコードを行ったうえで映像データを配信してもよい。例えば、サーバは、ＭＰＥＧ系の符号化方式をＶＰ系（例えばＶＰ９）に変換してもよいし、Ｈ．２６４をＨ．２６５に変換等してもよい。
このように、符号化処理は、端末、又は１以上のサーバにより行うことが可能である。よって、以下では、処理を行う主体として「サーバ」又は「端末」等の記載を用いるが、サーバで行われる処理の一部又は全てが端末で行われてもよいし、端末で行われる処理の一部又は全てがサーバで行われてもよい。また、これらに関しては、復号処理についても同様である。
［３Ｄ、マルチアングル］
互いにほぼ同期した複数のカメラｅｘ１１３及び／又はスマートフォンｅｘ１１５などの端末により撮影された異なるシーン、又は、同一シーンを異なるアングルから撮影した画像或いは映像を統合して利用することが増えてきている。各端末で撮影した映像は、別途取得した端末間の相対的な位置関係、又は、映像に含まれる特徴点が一致する領域などに基づいて統合され得る。
サーバは、２次元の動画像を符号化するだけでなく、動画像のシーン解析などに基づいて自動的に、又は、ユーザが指定した時刻において、静止画を符号化し、受信端末に送信してもよい。サーバは、さらに、撮影端末間の相対的な位置関係を取得できる場合には、２次元の動画像だけでなく、同一シーンが異なるアングルから撮影された映像に基づき、当該シーンの３次元形状を生成できる。サーバは、ポイントクラウドなどにより生成した３次元のデータを別途符号化してもよいし、３次元データを用いて人物又はオブジェクトを認識或いは追跡した結果に基づいて、受信端末に送信する映像を、複数の端末で撮影した映像から、選択、又は、再構成して生成してもよい。
このようにして、ユーザは、各撮影端末に対応する各映像を任意に選択してシーンを楽しむこともできるし、複数画像又は映像を用いて再構成された３次元データから選択視点の映像を切り出したコンテンツを楽しむこともできる。さらに、映像と共に、音も複数の相異なるアングルから収音され、サーバは、特定のアングル又は空間からの音を対応する映像と多重化して、多重化された映像と音とを送信してもよい。
また、近年ではＶｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＶＲ）及びＡｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＡＲ）など、現実世界と仮想世界とを対応付けたコンテンツも普及してきている。ＶＲの画像の場合、サーバは、右目用及び左目用の視点画像をそれぞれ作成し、Ｍｕｌｔｉ－Ｖｉｅｗ Ｃｏｄｉｎｇ（ＭＶＣ）などにより各視点映像間で参照を許容する符号化を行ってもよいし、互いに参照せずに別ストリームとして符号化してもよい。別ストリームの復号時には、ユーザの視点に応じて仮想的な３次元空間が再現されるように互いに同期させて再生するとよい。
ＡＲの画像の場合には、サーバは、現実空間のカメラ情報に、仮想空間上の仮想物体情報を、３次元的位置又はユーザの視点の動きに基づいて重畳してもよい。復号装置は、仮想物体情報及び３次元データを取得又は保持し、ユーザの視点の動きに応じて２次元画像を生成し、スムーズにつなげることで重畳データを作成してもよい。または、復号装置は仮想物体情報の依頼に加えてユーザの視点の動きをサーバに送信してもよい。サーバは、サーバに保持される３次元データから受信した視点の動きに合わせて重畳データを作成し、重畳データを符号化して復号装置に配信してもよい。なお、重畳データは、典型的には、ＲＧＢ以外に透過度を示すα値を有し、サーバは、３次元データから作成されたオブジェクト以外の部分のα値が０などに設定し、当該部分が透過する状態で、符号化してもよい。もしくは、サーバは、クロマキーのように所定の値のＲＧＢ値を背景に設定し、オブジェクト以外の部分は背景色にしたデータを生成してもよい。所定の値のＲＧＢ値は、予め定められていてもよい。
同様に配信されたデータの復号処理はクライアント（例えば、端末）で行っても、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、ある端末が、一旦サーバに受信リクエストを送り、そのリクエストに応じたコンテンツを他の端末で受信し復号処理を行い、ディスプレイを有する装置に復号済みの信号が送信されてもよい。通信可能な端末自体の性能によらず処理を分散して適切なコンテンツを選択することで画質のよいデータを再生することができる。また、他の例として大きなサイズの画像データをＴＶ等で受信しつつ、鑑賞者の個人端末にピクチャが分割されたタイルなど一部の領域が復号されて表示されてもよい。これにより、全体像を共有化しつつ、自身の担当分野又はより詳細に確認したい領域を手元で確認することができる。
屋内外の近距離、中距離、又は長距離の無線通信が複数使用可能な状況下で、ＭＰＥＧ－ＤＡＳＨなどの配信システム規格を利用して、シームレスにコンテンツを受信することが可能かもしれない。ユーザは、ユーザの端末、屋内外に配置されたディスプレイなどの復号装置又は表示装置を自由に選択しながらリアルタイムで切り替えてもよい。また、自身の位置情報などを用いて、復号する端末及び表示する端末を切り替えながら復号を行うことができる。これにより、ユーザが目的地へ移動している間に、表示可能なデバイスが埋め込まれた隣の建物の壁面又は地面の一部に情報をマップ及び表示することが可能になる。また、符号化データが受信端末から短時間でアクセスできるサーバにキャッシュされている、又は、コンテンツ・デリバリー・サービスにおけるエッジサーバにコピーされている、などの、ネットワーク上での符号化データへのアクセス容易性に基づいて、受信データのビットレートを切り替えることも可能である。
［スケーラブル符号化］
コンテンツの切り替えに関して、図２７に示す、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法を応用して圧縮符号化されたスケーラブルなストリームを用いて説明する。サーバは、個別のストリームとして内容は同じで質の異なるストリームを複数有していても構わないが、図示するようにレイヤに分けて符号化を行うことで実現される時間的／空間的スケーラブルなストリームの特徴を活かして、コンテンツを切り替える構成であってもよい。つまり、復号側が性能という内的要因と通信帯域の状態などの外的要因とに応じてどのレイヤを復号するかを決定することで、復号側は、低解像度のコンテンツと高解像度のコンテンツとを自由に切り替えて復号できる。例えばユーザが移動中にスマートフォンｅｘ１１５で視聴していた映像の続きを、例えば帰宅後にインターネットＴＶ等の機器で視聴したい場合には、当該機器は、同じストリームを異なるレイヤまで復号すればよいので、サーバ側の負担を軽減できる。
さらに、上記のように、レイヤ毎にピクチャが符号化されており、ベースレイヤの上位のエンハンスメントレイヤでスケーラビリティを実現する構成以外に、エンハンスメントレイヤが画像の統計情報などに基づくメタ情報を含んでいてもよい。復号側が、メタ情報に基づきベースレイヤのピクチャを超解像することで高画質化したコンテンツを生成してもよい。超解像は、解像度を維持及び／又は拡大しつつ、ＳＮ比を向上してもよい。メタ情報は、超解像処理に用いるような線形或いは非線形のフィルタ係数を特定するため情報、又は、超解像処理に用いるフィルタ処理、機械学習或いは最小２乗演算におけるパラメータ値を特定する情報などを含む。
または、画像内のオブジェクトなどの意味合いに応じてピクチャがタイル等に分割される構成が提供されてもよい。復号側が、復号するタイルを選択することで一部の領域だけを復号する。さらに、オブジェクトの属性（人物、車、ボールなど）と映像内の位置（同一画像における座標位置など）とをメタ情報として格納することで、復号側は、メタ情報に基づいて所望のオブジェクトの位置を特定し、そのオブジェクトを含むタイルを決定できる。例えば、図２８に示すように、メタ情報は、ＨＥＶＣにおけるＳＥＩ（ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔａｌ ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）メッセージなど、画素データとは異なるデータ格納構造を用いて格納されてもよい。このメタ情報は、例えば、メインオブジェクトの位置、サイズ、又は色彩などを示す。
ストリーム、シーケンス又はランダムアクセス単位など、複数のピクチャから構成される単位でメタ情報が格納されてもよい。復号側は、特定人物が映像内に出現する時刻などを取得でき、ピクチャ単位の情報と時間情報を合わせることで、オブジェクトが存在するピクチャを特定でき、ピクチャ内でのオブジェクトの位置を決定できる。
［Ｗｅｂページの最適化］
図２９は、コンピュータｅｘ１１１等におけるｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図３０は、スマートフォンｅｘ１１５等におけるｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図２９及び図３０に示すようにｗｅｂページが、画像コンテンツへのリンクであるリンク画像を複数含む場合があり、閲覧するデバイスによってその見え方は異なっていてもよい。画面上に複数のリンク画像が見える場合には、ユーザが明示的にリンク画像を選択するまで、又は画面の中央付近にリンク画像が近付く或いはリンク画像の全体が画面内に入るまで、表示装置（復号装置）は、リンク画像として各コンテンツが有する静止画又はＩピクチャを表示してもよいし、複数の静止画又はＩピクチャ等でｇｉｆアニメのような映像を表示してもよいし、ベースレイヤのみを受信し、映像を復号及び表示してもよい。
ユーザによりリンク画像が選択された場合、表示装置は、例えばベースレイヤを最優先にしつつ復号を行う。なお、ｗｅｂページを構成するＨＴＭＬにスケーラブルなコンテンツであることを示す情報があれば、表示装置は、エンハンスメントレイヤまで復号してもよい。さらに、リアルタイム性を担保するために、選択される前又は通信帯域が非常に厳しい場合には、表示装置は、前方参照のピクチャ（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、前方参照のみのＢピクチャ）のみを復号及び表示することで、先頭ピクチャの復号時刻と表示時刻との間の遅延（コンテンツの復号開始から表示開始までの遅延）を低減できる。またさらに、表示装置は、ピクチャの参照関係を敢えて無視して、全てのＢピクチャ及びＰピクチャを前方参照にして粗く復号し、時間が経ち受信したピクチャが増えるにつれて正常の復号を行ってもよい。
［自動走行］
また、車の自動走行又は走行支援のため２次元又は３次元の地図情報などのような静止画又は映像データを送受信する場合、受信端末は、１以上のレイヤに属する画像データに加えて、メタ情報として天候又は工事の情報なども受信し、これらを対応付けて復号してもよい。なお、メタ情報は、レイヤに属してもよいし、単に画像データと多重化されてもよい。
この場合、受信端末を含む車、ドローン又は飛行機などが移動するため、受信端末は、当該受信端末の位置情報を送信することで、基地局ｅｘ１０６～ｅｘ１１０を切り替えながらシームレスな受信及び復号の実行を実現できる。また、受信端末は、ユーザの選択、ユーザの状況及び／又は通信帯域の状態に応じて、メタ情報をどの程度受信するか、又は地図情報をどの程度更新していくかを動的に切り替えることが可能になる。
コンテンツ供給システムｅｘ１００では、ユーザが送信した符号化された情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号し、再生することができる。
［個人コンテンツの配信］
また、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、映像配信業者による高画質で長時間のコンテンツのみならず、個人による低画質で短時間のコンテンツのユニキャスト、又はマルチキャスト配信が可能である。このような個人のコンテンツは今後も増加していくと考えられる。個人コンテンツをより優れたコンテンツにするために、サーバは、編集処理を行ってから符号化処理を行ってもよい。これは、例えば、以下のような構成を用いて実現できる。
撮影時にリアルタイム又は蓄積して撮影後に、サーバは、原画データ又は符号化済みデータから撮影エラー、シーン探索、意味の解析、及びオブジェクト検出などの認識処理を行う。そして、サーバは、認識結果に基づいて手動又は自動で、ピントずれ又は手ブレなどを補正したり、明度が他のピクチャに比べて低い又は焦点が合っていないシーンなどの重要性の低いシーンを削除したり、オブジェクトのエッジを強調したり、色合いを変化させるなどの編集を行う。サーバは、編集結果に基づいて編集後のデータを符号化する。また撮影時刻が長すぎると視聴率が下がることも知られており、サーバは、撮影時間に応じて特定の時間範囲内のコンテンツになるように上記のように重要性が低いシーンのみならず動きが少ないシーンなどを、画像処理結果に基づき自動でクリップしてもよい。または、サーバは、シーンの意味解析の結果に基づいてダイジェストを生成して符号化してもよい。
個人コンテンツには、そのままでは著作権、著作者人格権、又は肖像権等の侵害となるものが写り込んでいるケースもあり、共有する範囲が意図した範囲を超えてしまうなど個人にとって不都合な場合もある。よって、例えば、サーバは、画面の周辺部の人の顔、又は家の中などを敢えて焦点が合わない画像に変更して符号化してもよい。さらに、サーバは、符号化対象画像内に、予め登録した人物とは異なる人物の顔が映っているかどうかを認識し、映っている場合には、顔の部分にモザイクをかけるなどの処理を行ってもよい。または、符号化の前処理又は後処理として、著作権などの観点からユーザが画像を加工したい人物又は背景領域を指定してもよい。サーバは、指定された領域を別の映像に置き換える、又は焦点をぼかすなどの処理を行ってもよい。人物であれば、動画像において人物をトラッキングして、人物の顔の部分の映像を置き換えることができる。
データ量の小さい個人コンテンツの視聴はリアルタイム性の要求が強いため、帯域幅にもよるが、復号装置は、まずベースレイヤを最優先で受信して復号及び再生を行ってもよい。復号装置は、この間にエンハンスメントレイヤを受信し、再生がループされる場合など２回以上再生される場合に、エンハンスメントレイヤも含めて高画質の映像を再生してもよい。このようにスケーラブルな符号化が行われているストリームであれば、未選択時又は見始めた段階では粗い動画だが、徐々にストリームがスマートになり画像がよくなるような体験を提供することができる。スケーラブル符号化以外にも、１回目に再生される粗いストリームと、１回目の動画を参照して符号化される２回目のストリームとが１つのストリームとして構成されていても同様の体験を提供できる。
［その他の実施応用例］
また、これらの符号化又は復号処理は、一般的に各端末が有するＬＳＩｅｘ５００において処理される。ＬＳＩ（ｌａｒｇｅ ｓｃａｌｅ ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）ｅｘ５００（図２６参照）は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化又は復号用のソフトウェアをコンピュータｅｘ１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク、又はハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化又は復号処理を行ってもよい。さらに、スマートフォンｅｘ１１５がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データはスマートフォンｅｘ１１５が有するＬＳＩｅｘ５００で符号化処理されたデータであってもよい。
なお、ＬＳＩｅｘ５００は、アプリケーションソフトをダウンロードしてアクティベートする構成であってもよい。この場合、端末は、まず、当該端末がコンテンツの符号化方式に対応しているか、又は、特定サービスの実行能力を有するかを判定する。端末がコンテンツの符号化方式に対応していない場合、又は、特定サービスの実行能力を有さない場合、端末は、コーデック又はアプリケーションソフトをダウンロードし、その後、コンテンツ取得及び再生してもよい。
また、インターネットｅｘ１０１を介したコンテンツ供給システムｅｘ１００に限らず、デジタル放送用システムにも上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）又は動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。衛星などを利用して放送用の電波に映像と音が多重化された多重化データを載せて送受信するため、コンテンツ供給システムｅｘ１００のユニキャストがし易い構成に対してマルチキャスト向きであるという違いがあるが符号化処理及び復号処理に関しては同様の応用が可能である。
［ハードウェア構成］
図３１は、図２６に示されたスマートフォンｅｘ１１５のさらに詳細を示す図である。また、図３２は、スマートフォンｅｘ１１５の構成例を示す図である。スマートフォンｅｘ１１５は、基地局ｅｘ１１０との間で電波を送受信するためのアンテナｅｘ４５０と、映像及び静止画を撮ることが可能なカメラ部ｅｘ４６５と、カメラ部ｅｘ４６５で撮像した映像、及びアンテナｅｘ４５０で受信した映像等が復号されたデータを表示する表示部ｅｘ４５８とを備える。スマートフォンｅｘ１１５は、さらに、タッチパネル等である操作部ｅｘ４６６と、音声又は音響を出力するためのスピーカ等である音声出力部ｅｘ４５７と、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ｅｘ４５６と、撮影した映像或いは静止画、録音した音声、受信した映像或いは静止画、メール等の符号化されたデータ、又は、復号化されたデータを保存可能なメモリ部ｅｘ４６７と、ユーザを特定し、ネットワークをはじめ各種データへのアクセスの認証をするためのＳＩＭｅｘ４６８とのインタフェース部であるスロット部ｅｘ４６４とを備える。なお、メモリ部ｅｘ４６７の代わりに外付けメモリが用いられてもよい。
表示部ｅｘ４５８及び操作部ｅｘ４６６等を統括的に制御し得る主制御部ｅｘ４６０と、電源回路部ｅｘ４６１、操作入力制御部ｅｘ４６２、映像信号処理部ｅｘ４５５、カメラインタフェース部ｅｘ４６３、ディスプレイ制御部ｅｘ４５９、変調／復調部ｅｘ４５２、多重／分離部ｅｘ４５３、音声信号処理部ｅｘ４５４、スロット部ｅｘ４６４、及びメモリ部ｅｘ４６７とが同期バスｅｘ４７０を介して接続されている。
電源回路部ｅｘ４６１は、ユーザの操作により電源キーがオン状態にされると、スマートフォンｅｘ１１５を動作可能な状態に起動し、バッテリパックから各部に対して電力を供給する。
スマートフォンｅｘ１１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有する主制御部ｅｘ４６０の制御に基づいて、通話及データ通信等の処理を行う。通話時は、音声入力部ｅｘ４５６で収音した音声信号を音声信号処理部ｅｘ４５４でデジタル音声信号に変換し、変調／復調部ｅｘ４５２でスペクトラム拡散処理を施し、送信／受信部ｅｘ４５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施し、その結果の信号を、アンテナｅｘ４５０を介して送信する。また受信データを増幅して周波数変換処理及びアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ｅｘ４５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ｅｘ４５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ｅｘ４５７から出力する。データ通信モード時は、本体部の操作部ｅｘ４６６等の操作に基づいてテキスト、静止画、又は映像データが操作入力制御部ｅｘ４６２を介して主制御部ｅｘ４６０の制御下で送出され得る。同様の送受信処理が行われる。データ通信モード時に映像、静止画、又は映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ｅｘ４５５は、メモリ部ｅｘ４６７に保存されている映像信号又はカメラ部ｅｘ４６５から入力された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し、符号化された映像データを多重／分離部ｅｘ４５３に送出する。音声信号処理部ｅｘ４５４は、映像又は静止画をカメラ部ｅｘ４６５で撮像中に音声入力部ｅｘ４５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ｅｘ４５３に送出する。多重／分離部ｅｘ４５３は、符号化済み映像データと符号化済み音声データを所定の方式で多重化し、変調／復調部（変調／復調回路部）ｅｘ４５２、及び送信／受信部ｅｘ４５１で変調処理及び変換処理を施してアンテナｅｘ４５０を介して送信する。所定の方式は、予め定められていてもよい。
電子メール又はチャットに添付された映像、又はウェブページにリンクされた映像を受信した場合等において、アンテナｅｘ４５０を介して受信された多重化データを復号するために、多重／分離部ｅｘ４５３は、多重化データを分離することにより、多重化データを映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスｅｘ４７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ｅｘ４５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ｅｘ４５４に供給する。映像信号処理部ｅｘ４５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって映像信号を復号し、ディスプレイ制御部ｅｘ４５９を介して表示部ｅｘ４５８から、リンクされた動画像ファイルに含まれる映像又は静止画が表示される。音声信号処理部ｅｘ４５４は、音声信号を復号し、音声出力部ｅｘ４５７から音声が出力される。リアルタイムストリーミングがますます普及しだしているため、ユーザの状況によっては音声の再生が社会的にふさわしくないこともあり得る。そのため、初期値としては、音声信号は再生せず映像データのみを再生する構成の方が望ましく、ユーザが映像データをクリックするなど操作を行った場合にのみ音声を同期して再生してもよい。
またここではスマートフォンｅｘ１１５を例に説明したが、端末としては符号化器及び復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみを有する送信端末、及び、復号化器のみを有する受信端末という他の実装形式が考えられる。デジタル放送用システムにおいて、映像データに音声データが多重化された多重化データを受信又は送信するとして説明した。ただし、多重化データには、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されてもよい。また、多重化データではなく映像データ自体が受信又は送信されてもよい。
なお、ＣＰＵを含む主制御部ｅｘ４６０が符号化又は復号処理を制御するとして説明したが、種々の端末はＧＰＵを備えることも多い。よって、ＣＰＵとＧＰＵで共通化されたメモリ、又は共通に使用できるようにアドレスが管理されているメモリにより、ＧＰＵの性能を活かして広い領域を一括して処理する構成でもよい。これにより符号化時間を短縮でき、リアルタイム性を確保し、低遅延を実現できる。特に動き探索、デブロックフィルタ、ＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｆｆｓｅｔ）、及び変換・量子化の処理を、ＣＰＵではなく、ＧＰＵでピクチャなどの単位で一括して行うと効率的である。

Claims (3)

  1. 回路と、
    前記回路に接続されたメモリとを備え、
    前記回路は、動作において、
    画像ブロック中の非矩形形状を有する第１パーティションについて、前記第１パーティションの第１動きベクトルを動きベクトル候補セットから選択し、
    前記画像ブロック中のパーティションであり前記第１パーティションと重なる領域を有するパーティションである第２パーティションについて、前記第２パーティションの第２動きベクトルを前記動きベクトル候補セットから選択し、
    選択した前記第１動きベクトルにより前記第１パーティションを符号化し、
    選択した前記第２動きベクトルにより前記第２パーティションを符号化し、
    前記動きベクトル候補セットからは、前記画像ブロックのサイズに関する条件なしに単予測動きベクトルのみが選択される、
    画像符号化装置。
  2. 回路と、
    前記回路に接続されたメモリとを備え、
    前記回路は、動作において、
    画像ブロック中の非矩形形状を有する第１パーティションについて、前記第１パーティションの第１動きベクトルを動きベクトル候補セットから選択し、
    前記画像ブロック中のパーティションであり前記第１パーティションと重なる領域を有するパーティションである第２パーティションについて、前記第２パーティションの第２動きベクトルを前記動きベクトル候補セットから選択し、
    選択した前記第１動きベクトルにより前記第１パーティションを復号し、
    選択した前記第２動きベクトルにより前記第２パーティションを復号し、
    前記動きベクトル候補セットからは、前記画像ブロックのサイズに関する条件なしに単予測動きベクトルのみが選択される、
    画像復号装置。
  3. 回路と、
    前記回路に接続されたメモリとを備え、
    前記回路は、動作において、
    パーティション処理を復号装置に実行させるためのパラメータを生成し、
    前記パラメータをビットストリームに含め、
    前記パーティション処理は、
    画像ブロック中の非矩形形状を有する第１パーティションの第１動きベクトルが動きベクトル候補セットから選択されることと、
    前記画像ブロック中のパーティションであり前記第１パーティションと重なる領域を有するパーティションである第２パーティションの第２動きベクトルが前記動きベクトル候補セットから選択されることと、
    選択した前記第１動きベクトルにより前記第１パーティションが復号されることと、
    選択した前記第２動きベクトルにより前記第２パーティションが復号されることとを含み、
    前記動きベクトル候補セットからは、前記画像ブロックのサイズに関する条件なしに単予測動きベクトルのみが選択される、
    ビットストリーム生成装置。
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