JP7391958B2 - ビデオ信号符号化／復号方法及び前記方法に用いられる機器 - Google Patents

ビデオ信号符号化／復号方法及び前記方法に用いられる機器 Download PDF

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Description

本発明は、ビデオ信号符号化／復号方法及び前記方法に用いられる機器に関する。
表示パネルがますます大きくなっていることにつれて、画質がより高いビデオサービスは必要になっている。高精細度ビデオサービスの最大の問題は、データ量の大幅な増加である。このような問題を解決するために、ビデオ圧縮率の向上に関する検討を積極的に進行している。代表的な例として、２００９年に、動画像専門家グループ（Ｍｏｔｉｏｎ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ：ＭＰＥＧ）及び国際電気通信連合－電気通信（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ－Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ：ＩＴＵ－Ｔ）傘下のビデオ符号化専門家グループ（Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ：ＶＣＥＧ）は、ビデオ符号化共同チーム（Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｔｅａｍ ｏｎ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ：ＪＣＴ－ＶＣ）を確立した。ＪＣＴ－ＶＣは、ビデオ圧縮規格ＨＥＶＣ（高効率ビデオ符号化：Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）を提出し、該規格が２０１３年１月２５日に承認された。その圧縮性能は、Ｈ．２６４／ＡＶＣの約２倍である。高精細度ビデオサービスの急激な成長に伴い、ＨＥＶＣの性能上の制限も次第に現れている。
本発明の目的は、ビデオ信号に対して符号化／復号を行う場合に、オフセットベクトルに基づいて、マージ候補から導出された動きベクトルをリファインする方法及び該方法を実行するための機器を提供することである。
本発明の目的は、ビデオ信号に対して符号化／復号を行う場合に、オフセットベクトルのシグナルリング方法、及び該方法を実行するための機器を提供することである。
本発明が実現しようとする技術的課題は、上記言及した技術的課題に限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者は、下記説明により、言及されていない他の技術的課題を明瞭に理解することができる。
本発明のビデオ信号復号／符号化方法は、現在ブロックのマージ候補リストを生成するステップと、前記マージ候補リストに含まれるマージ候補の中から、前記現在ブロックのマージ候補を指定するステップと、前記現在ブロックのオフセットベクトルを導出するステップと、前記オフセットベクトルに前記マージ候補の動きベクトルを加算することで前記現在ブロックの動きベクトルを導出するステップと、を含む。
本発明によるビデオ信号復号／符号化方法において、前記オフセットベクトルの大きさは、動き大きさ候補のうちのいずれか１つを指定する第１インデックス情報に基づいて決定されることができる。
本発明によるビデオ信号復号／符号化方法において、前記動き大きさ候補の最大値又は最小値のうちの少なくとも１つは、前記動き大きさ候補の範囲を示すフラグの値に基づいて異なるように設定されることができる。
本発明によるビデオ信号復号／符号化方法において、前記フラグは、画像レベルでシグナルリングされることができる。
本発明によるビデオ信号復号／符号化方法において、前記動き大きさ候補の最大値又は最小値のうちの少なくとも１つは、前記現在ブロックの動きベクトル精度に基づいて異なるように設定されることができる。
本発明によるビデオ信号復号／符号化方法において、前記オフセットベクトルの大きさは、前記第１インデックス情報により指定される前記動き大きさ候補で表される値にシフト演算を適用することで得られることができる。
本発明によるビデオ信号復号／符号化方法において、前記オフセットベクトルの方向は、ベクトル方向候補のうちのいずれか１つを指定する第２インデックス情報に基づいて、決定されることができる。
本発明の上記簡単な要約の特徴は、下記説明される本発明の詳細な記載の例示的な実施形態だけであり、本発明の範囲を限定するものではない。
本発明によれば、オフセットベクトルに基づいてマージ候補の動きベクトルをリファインすることでインター予測効率を向上させることができる。
本発明によれば、オフセットベクトルの大きさ及び方向を適応的に決定することで、インター予測効率を向上させることができる。
本発明で取得可能な効果は、上記効果に限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者は、下記記述により、言及されていない他の効果を明瞭に理解することができる。
本発明の実施例によるビデオエンコーダ（ｅｎｃｏｄｅｒ）を示すブロック図である。 本発明の実施例によるビデオデコーダ（ｄｅｃｏｄｅｒ）を示すブロック図である。 本発明の実施例による基本符号化ツリーユニットを示す図である。 符号化ブロックの複数の分割タイプを示す図である。 符号化ツリーユニットの分割を示す図である。 本発明の実施例によるインター予測方法を示すフローチャートである。 対象の非線形動きを示す図である。 本発明の実施例によるアフィン動きに基づくインター予測方法を示すフローチャートである。 各アフィン動きモデルのアフィンシードベクトルの例を示す図である。 ４パラメータ動きモデルにおけるサブブロックのアフィンベクトルの例を示す図である。 マージモードで現在ブロックの動き情報を導出するプロセスを示すフローチャートである。 マージ候補を導出するための候補ブロックの例を示す図である。 参照サンプルの位置を示す図である。 マージ候補を導出するための候補ブロックの例を示す図である。 参照サンプルの位置の変動例を示す図である。 参照サンプルの位置の変動例を示す図である。 オフセットベクトルの大きさを示すｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘ及びオフセットベクトルの方向を示すｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｉｄｘの値に基づいたオフセットベクトルを示す図である。 オフセットベクトルの大きさを示すｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘ及びオフセットベクトルの方向を示すｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｉｄｘの値に基づいたオフセットベクトルを示す図である。
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を詳しく説明する。
ビデオの符号化及び復号は、ブロックを単位として実行される。例えば、符号化ブロック、変換ブロック又は予測ブロックに対して、変換、量子化、予測、ループフィルタリング又は再構成などの符号化／復号処理を行うことができる。
以下、符号化／復号されるべきブロックを「現在ブロック」と呼ぶ。例えば、現在符号化／復号処理ステップによれば、現在ブロックは、符号化ブロック、変換ブロック又は予測ブロックを表すことができる。
なお、本明細書で用いられる用語「ユニット」は、特定の符号化／復号プロセスを実行するための基本ユニットを表し、また、「ブロック」は、所定の大きさのサンプルアレイを表すと理解されてもよい。特に明記しない限り、「ブロック」と「ユニット」は、相互交換可能に用いられる。例えば、後述される実施例において、符号化ブロック及び符号化ユニットは、同様な意味を有すると理解されてもよい。
図１は、本発明の実施例によるビデオエンコーダ（ｅｎｃｏｄｅｒ）を示すブロック図である。
図１を参照すると、ビデオ符号化機器１００は、画像分割部１１０、予測部１２０、１２５、変換部１３０、量子化部１３５、再配列部１６０、エントロピー符号化部１６５、逆量子化部１４０、逆変換部１４５、フィルタ部１５０及びメモリ１５５を備えてもよい。
図１に示す各部材は、単独で示されてビデオ符号化機器における互いに異なる特徴的機能を表すが、各部材が分離したハードウェア又は単一のソフトウェアアセンブリで構成されることを表しない。つまり、各部材について、説明しやすくするために、各部材を配列することで、各部材のうちの少なくとも２つの部材を組み合わせて１つの部材を構成するか又は１つの部材を複数の部材に分けて、これにより機能を実行する。本発明の本質を逸脱しない限り、このような各部材を整合する実施例及び各部材を分離させる実施例も本発明の権利範囲に属する。
なお、一部の構成要素は、本発明における本質機能を実行するための必須な構成要素ではなく、性能を向上させるための選択可能な構成要素だけである。本発明は、性能を向上させるだけに用いられる構成要素以外の、本発明の本質の実現に必要な部材のみを含むことで実行されてもよく、また、性能を向上させるだけに用いられる選択的な構成要素以外の必須な構成要素のみを含む構造も本発明の権利範囲に属する。
画像分割部１１０は、入力された画像を少なくとも１つの処理ユニットに分割することができる。この場合、処理ユニットは、予測ユニット（Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ：ＰＵ）であってもよく、変換ユニット（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｕｎｉｔ：ＴＵ）であってもよく、更に符号化ユニット（Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＵ）であってもよい。画像分割部１１０は、１つの画像を複数の符号化ユニット、予測ユニット及び変換ユニットの組み合わせに分割する。所定の基準（例えば、コスト関数）に基づいて符号化ユニット、予測ユニット及び変換ユニットの組み合わせを選択して画像を符号化することができる。
例えば、１つの画像を複数の符号化ユニットに分割することができる。画像を符号化ユニットに分割するために、四分木構造（Ｑｕａｄ Ｔｒｅｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）のような再帰的ツリー構造を用いて、１つのビデオ又は最大符号化ユニット（ｌａｒｇｅｓｔ ｃｏｄｉｎｇ ｕｎｉｔ）をルートとして符号化ユニットを他の符号化ユニットに分割することができる。前記他の符号化ユニットは、分割された符号化ユニットの数と同じである数の子ノードを有してもよい。幾つかの制限によって分割されない符号化ユニットは、リーフノードとなる。つまり、１つの符号化ユニットが正方形分割だけを実現できると仮定する場合、１つの符号化ユニットを最大限４つの他の符号化ユニットに分割することができる。
以下、本発明の実施例において、符号化ユニットは、符号化を実行するユニットを指してもよく、復号を実行するユニットを指してもよい。
１つの符号化ユニットにおける予測ユニットを大きさが同じである正方形又は矩形のうちの少なくとも１つなどの形状に分割することができ、１つの符号化ユニットにおける１つの予測ユニットを形状及び／又は大きさがもう１つの予測ユニットと異なるものに分割することもできる。
符号化ユニットに基づいてイントラ予測を実行する予測ユニットが最小符号化ユニットではない場合、複数の予測ユニットＮ×Ｎに分割する必要がなく、イントラ予測を実行することができる。
予測部１２０、１２５は、インター予測を実行するインター予測部１２０及びイントラ予測を実行するイントラ予測部１２５を含んでもよい。予測ユニットに対して、インター予測を用いるかそれともイントラ予測を用いるかを決定することができ、また、各予測方法に基づいて、具体的な情報（例えば、イントラ予測モード、動きベクトル、参照画像など）を決定することができる。この場合、予測を実行する処理ユニットは、予測方法及び具体的なコンテンツを決定する処理ユニットと異なることがある。例えば、予測ユニットにより、予測方法及び予測モードなどを決定することができ、また、変換ユニットにより予測を実行することができる。生成された予測ブロックとオリジナルブロックとの間の残差値（残差ブロック）を変換部１３０に入力することができる。なお、予測のための予測モード情報、動きベクトル情報などを残差値と共にエントロピー符号化部１６５において符号化してデコーダに伝送することができる。特定の符号化モードを用いる場合、予測部１２０、１２５により予測ブロックを生成することなく、直接的にオリジナルブロックを符号化してデコーダに伝送することもできる。
インター予測部１２０は、現在画像の直前の画像又は直後の画像のうちの少なくとも１つの画像の情報に基づいて予測ユニットを予測することができる。幾つかの場合に、現在画像における符号化された一部の領域の情報に基づいて予測ユニットを予測することもできる。インター予測部１２０は、参照画像補間部、動き予測部、動き補償部を含んでもよい。
参照画像補間部は、メモリ１５５から参照画像情報を受信し、また、参照画像から、整数画素又はその以下の画素情報を生成することができる。輝度画素について言えば、１／４画素を単位として整数画素以下の画素情報を生成するために、フィルタ係数が異なるＤＣＴに基づく８タップ補間フィルタ（ＤＣＴ－ｂａｓｅｄ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ）を用いることができる。色度信号について言えば、１／８画素を単位として整数画素以下の画素情報を生成するために、フィルタ係数が異なるＤＣＴに基づく４タップ補間フィルタ（ＤＣＴ－ｂａｓｅｄ Ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ Ｆｉｌｔｅｒ）を用いることができる。
動き予測部は、参照画像補間部により補間された参照画像に基づいて、動き予測を実行することができる。動きベクトルを算出するための方法として、全探索ブロックマッチングアルゴリズム（ＦＢＭＡ：Ｆｕｌｌ ｓｅａｒｃｈ－ｂａｓｅｄ Ｂｌｏｃｋ Ｍａｔｃｈｉｎｇ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）、３段階探索法（ＴＳＳ：Ｔｈｒｅｅ Ｓｔｅｐ Ｓｅａｒｃｈ）、新たな３段階探索アルゴリズム（ＮＴＳ：Ｎｅｗ Ｔｈｒｅｅ－Ｓｔｅｐ Ｓｅａｒｃｈ Ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）等の複数の方法を用いることができる。補間された画素によれば、動きベクトルは、１／２画素又は１／４画素を単位とした動きベクトル値を有してもよい。動き予測部において、異なる動き予測方法を用いることで現在予測ユニットを予測することができる。動き予測方法として、スキップ（Ｓｋｉｐ）方法、マージ（Ｍｅｒｇｅ）方法、アドバンスト動きベクトル予測（ＡＭＶＰ：Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）方法、イントラブロック複製（Ｉｎｔｒａ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｙ）方法などの複数の方法を用いることができる。
イントラ予測部１２５は、現在画像における画素情報である、現在ブロックの周辺の参照画素情報に基づいて、予測ユニットを生成することができる。現在予測ユニットの隣接ブロックは、インター予測を実行したブロックであり、且つ参照画素は、インター予測を実行した画素である場合、インター予測を実行したブロックに含まれる参照画素を、周辺のイントラ予測を実行したブロックの参照画素情報とすることができる。つまり、参照画素が利用不可能である場合、利用不可能な参照画素情報の代わりに、利用可能な参照画素のうちの少なくとも１つの参照画素を用いることができる。
イントラ予測において、予測モードは、予測方向に基づいて参照画素情報を用いる角度予測モード及び予測を実行する場合に方向情報を使用しない非角度モードを有してもよい。輝度情報を予測するためのモードは、色度情報を予測するためのモードと異なってもよい。色度情報を予測するために、輝度情報を予測するためのイントラ予測モード情報又は予測された輝度信号情報を用いることができる。
イントラ予測を実行する場合、予測ユニットの大きさが変換ユニットの大きさと同じであると、予測ユニットの左側に位置する画素、左上に位置する画素、上方に位置する画素に基づいて、予測ユニットに対してイントラ予測を実行することができる。しかしながら、イントラ予測を実行する場合、予測ユニットの大きさが変換ユニットの大きさと異なると、変換ユニットの参照画素に基づいてイントラ予測を実行することができる。なお、最小符号化ユニットのみに対して、Ｎ×Ｎ分割を用いたイントラ予測を適用することができる。
予測モードに基づいて参照画素に対して適応的イントラ平滑化（ＡＩＳ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｉｎｔｒａ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）フィルタを適用した後、イントラ予測方法で、予測ブロックを生成することができる。参照画素に適用される適応的イントラ平滑化フィルタのタイプは異なる可能性がある。イントラ予測方法を実行するために、現在予測ユニットの周辺に位置する予測ユニットのイントラ予測モードに基づいて、現在予測ユニットのイントラ予測モードを予測することができる。周辺予測ユニットから予測されたモード情報を用いて現在予測ユニットの予測モードを予測する場合、現在予測ユニットのイントラ予測モードが周辺予測ユニットのイントラ予測モードと同じであると、所定のフラグ情報を用いて、現在予測ユニットの予測モードが周辺予測ユニットと同じであることを表す情報を伝送することができる。現在予測ユニットの予測モードが周辺予測ユニットの予測モードと異なると、エントロピー符号化を実行することで、現在ブロックの予測モード情報を符号化することができる。
なお、予測部１２０、１２５で生成された予測ユニットに基づいて予測を実行する予測ユニットと予測ユニットのオリジナルブロックとの差分値である残差値情報を含む残差ブロックを生成することができる。生成された残差ブロックを変換部１３０に入力することができる。
変換部１３０において、離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、離散サイン変換（ＤＳＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）などの変換方法で、オリジナルブロックと、予測部１２０及び１２５により生成された予測ユニット間の残差値（ｒｅｓｉｄｕａｌ）情報を含む残差ブロックと、に対して変換を行うことができる。ここで、ＤＣＴ変換カーネルは、ＤＣＴ２又はＤＣＴ８のうちの少なくとも１つを含み、ＤＳＴｃは、ＤＳＴ７を含む。残差ブロックを変換するためにＤＣＴを適用するかそれともＤＳＴを適用するかについて、残差ブロックを生成するための予測ユニットのイントラ予測モード情報に基づいて決定することができる。残差ブロックに対する変換をスキップすることもできる。残差ブロックに対する変換をスキップするかどうかを表すフラグを符号化することができる。大きさが閾値以下である残差ブロック、輝度成分又は色度成分（４：４：４フォーマット以下）について、変換をスキップすることを許容できる。
量子化部１３５は、変換部１３０で周波数領域に変換された値を量子化することができる。量子化係数は、ブロック又は画像の重要度によって変わってもよい。量子化部１３５で算出された値は、逆量子化部１４０及び再配列部１６０に提供されてもよい。
再配列部１６０は、量子化された残差値に対して係数値の再配列を実行することができる。
再配列部１６０は、係数走査（Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ Ｓｃａｎｎｉｎｇ）方法で、２次元のブロック形状係数を１次元のベクトル形態に変更することができる。例えば、再配列部１６０は、ジグザグ走査（Ｚｉｇ－Ｚａｇ Ｓｃａｎ）方法で、ＤＣ係数ないし高周波数領域の係数を走査し、それを１次元ベクトル形態に変換することができる。変換ユニットの大きさ及びイントラ予測モードによれば、ジグザグ走査の代わりに、列方向に沿って２次元ブロック形状係数を走査する垂直走査及び行方向に沿って２次元ブロック形状係数を走査する水平走査を用いることもできる。つまり、変換ユニットの大きさ及びイントラ予測モードに基づいて、ジグザグ走査、垂直方向走査及び水平方向走査のうちのどちらを用いるかを決定することができる。
エントロピー符号化部１６５は、再配列部１６０で算出された値に基づいてエントロピー符号化を実行することができる。例えば、エントロピー符号化は、指数ゴロムコード（Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ Ｇｏｌｏｍｂ）、コンテキスト適応型可変長符号化（ＣＡＶＬＣ：Ｃｏｎｔｅｘｔ－Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｉｎｇ）、コンテキスト適応型二値算術符号化（ＣＡＢＡＣ：Ｃｏｎｔｅｘｔ－Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｉｎａｒｙ Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ）等の複数の符号化方法を用いることができる。
エントロピー符号化部１６５は、再配列部１６０及び予測部１２０、１２５からの符号化ユニットの残差値係数情報及びブロックタイプ情報、予測モード情報、分割ユニット情報、予測ユニット情報及び伝送ユニット情報、動きベクトル情報、参照フレーム情報、ブロックの補間情報、フィルタリング情報などの複数の情報を符号化することができる。
エントロピー符号化部１６５は、再配列部１６０から入力された符号化ユニットの係数値に対してエントロピー符号化を行うことができる。
逆量子化部１４０及び逆変換部１４５は、量子化部１３５により量子化された複数の値に対して逆量子化を行い、変換部１３０により変換された値に対して逆変換を行う。逆量子化部１４０及び逆変換部１４５で生成された残差値と、予測部１２０、１２５に含まれる動き予測部、動き補償部及びイントラ予測部により予測された予測ユニットと、をマージすることで、再構成ブロック（Ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ Ｂｌｏｃｋ）を生成することができる。
フィルタ部１５０は、デブロッキングフィルタ、オフセット補正部（ｏｆｆｓｅｔ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ ｕｎｉｔ）、適応型ループフィルタ（ＡＬＦ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｌｏｏｐ Ｆｉｌｔｅｒ）のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
デブロッキングフィルタは、ブロック間の境界により、再構成された画像で生成されたブロック歪みを除去することができる。デブロッキングを実行するかどうかを判定するために、ブロックに含まれる幾つかの列又は行に含まれる画素に基づいて、現在ブロックに対してデブロッキングフィルタを適用するかどうかを判定することができる。ブロックに対してデブロッキングフィルタを適用する場合、必要なデブロッキングフィルタリング強度に基づいて強フィルタ（Ｓｔｒｏｎｇ Ｆｉｌｔｅｒ）又は弱フィルタ（Ｗｅａｋ Ｆｉｌｔｅｒ）を適用することができる。なお、デブロッキングフィルタを用いる過程において、垂直フィルタリング又は水平フィルタリングを実行する場合、水平方向フィルタリング及び垂直方向フィルタリングを同期して実行することができる。
オフセット補正部は、画素単位で、デブロッキングされるビデオにおける、オリジナルビデオとのオフセットを補正することができる。下記方式で、指定した画像に対してオフセット補正を行うことができる。つまり、ビデオに含まれる画素を所定の数の領域に分割した後、オフセット実行を必要とする領域を決定し、対応する領域に対してオフセットを適用するか又は各画素の縁情報を考慮してオフセットを適用する。
フィルタリングされた再構成画像とオリジナルビデオを比較した値に基づいて、適応的ループフィルタリング（ＡＬＦ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｌｏｏｐ Ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）を実行することができる。ビデオに含まれる画素を所定のグループに分割した後、該当するグループに用いられる１つのフィルタを決定することで、各グループに対してフィルタリングを差別的に実行することができる。適応的ループフィルタリングを適用するかどうかに関わる情報及び輝度情報を符号化ユニット（Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ：ＣＵ）に応じて伝送することができる。適用される適応的ループフィルタの形状及びフィルタ係数は、各ブロックによって異なる。なお、適用されるブロックの特性に関わらず、同一タイプ（一定のタイプ）の適応的ループフィルタを適用することもできる。
メモリ１５５は、フィルタ部１５０により算出された再構成ブロック又は画像を記憶することができ、インター予測を実行する場合、記憶された再構成ブロック又は画像を予測部１２０、１２５に提供することができる。
図２は、本発明の実施例によるビデオデコーダ（ｄｅｃｏｄｅｒ）を示すブロック図である。
図２を参照すると、ビデオデコーダ２００は、エントロピー復号部２１０、再配列部２１５、逆量子化部２２０、逆変換部２２５、予測部２３０、予測部２３５、フィルタ部２４０、メモリ２４５を備えてもよい。
ビデオエンコーダからビデオビットストリームを入力する場合、ビデオエンコーダによるステップと逆であるステップで、入力されたビットストリームを復号することができる。
エントロピー復号部２１０は、ビデオエンコーダのエントロピー符号化部でエントロピー符号化を実行するステップと逆であるステップで、エントロピー復号を実行することができる。例えば、ビデオエンコーダで実行される方法に対応するように、指数ゴロムコード（Ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ Ｇｏｌｏｍｂ）、コンテキスト適応型可変長符号化（ＣＡＶＬＣ：Ｃｏｎｔｅｘｔ－Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｌｅｎｇｔｈ Ｃｏｄｉｎｇ）、コンテキスト適応型二値算術符号化（ＣＡＢＡＣ：Ｃｏｎｔｅｘｔ－Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｂｉｎａｒｙ Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ Ｃｏｄｉｎｇ）等の複数の方法を適用することができる。
エントロピー復号部２１０は、エンコーダにより実行されたイントラ予測及びインター予測に関わる情報に対して復号を行うことができる。
再配列部２１５は、符号化部においてエントロピー復号部２１０によりエントロピー復号されたビットストリームを再配列する方法で再配列を実行することができる。１次元ベクトル形態で表される複数の係数を２次元ブロック形状の係数に再構成することで再配列を行うことができる。再配列部２１５は、符号化部により実行された係数走査に関わる情報を受信し、該当する符号化部により実行された走査順に応じて逆走査を行う方法で、再配列を実行することができる。
逆量子化部２２０は、エンコーダにより提供された量子化パラメータ及び再配列されたブロックの係数値に基づいて逆量子化を実行することができる。
逆変換部２２５は、ビデオエンコーダにより実行された量子化結果に対して、逆離散コサイン変換、逆離散サイン変換を実行することができる。前記逆離散コサイン変換、逆離散サイン変換は、変換部により実行された変換の逆変換であり、つまり、離散コサイン変換、離散サイン変換の逆変換である。ここで、ＤＣＴ変換カーネルは、ＤＣＴ２又はＤＣＴ８のうちの少なくとも１つを含んでもよく、ＤＳＴ変換カーネルは、ＤＳＴ７を含んでもよい。代替的には、ビデオエンコーダにおいて変換をスキップすると、逆変換部２２５は、逆変換を実行しなくてもよい。逆変換は、ビデオエンコーダで決定された伝送ユニットにより実行されてもよい。ビデオデコーダの逆変換部２２５において、予測方法、現在ブロックの大きさ及び予測方向などの複数の情報に基づいて、変換方法（例えば、ＤＣＴ又はＤＳＴ）を選択的に実行することができる。
予測部２３０、２３５は、エントロピー復号部２１０により提供された、予測ブロックの生成に関わる情報及びメモリ２４５により提供された先に復号されたブロック又は画像情報に基づいて、予測ブロックを生成することができる。
上述したように、ビデオエンコーダにおける操作方式と同じである方式でイントラ予測を実行する場合、予測ユニットの大きさが変換ユニットの大きさと同じであると、予測ユニットの左側に位置する画素、左上に位置する画素、上方に位置する画素に基づいて、予測ユニットに対してイントラ予測を実行する。イントラ予測を実行する場合、予測ユニットの大きさが変換ユニットの大きさと異なると、変換ユニットの参照画素に基づいてイントラ予測を実行することができる。なお、最小符号化ユニットのみに対して、Ｎ×Ｎ分割を用いたイントラ予測を適用することができる。
予測部２３０、２３５は、予測ユニット判定部、インター予測部及びイントラ予測部を含んでもよい。予測ユニット判定部は、エントロピー復号部２１０から入力された予測ユニット情報、イントラ予測方法の予測モード情報、インター予測方法の動き予測関連情報などの複数の情報を受信し、現在符号化ユニットに基づいて、予測ユニットを分類し、予測ユニットがインター予測を実行しているかそれともイントラ予測を実行しているかを決定する。インター予測部２３０は、ビデオエンコーダにより提供された、現在予測ユニットのインター予測の実行に必要な情報を用いて、現在予測ユニットが属する現在画像の直前の画像又は直後の画像のうちの少なくとも１つの画像に含まれる情報に基づいて、現在予測ユニットに対してインター予測を実行することができる。代替的には、現在予測ユニットが属する現在画像における再構成された一部の領域の情報に基づいて、インター予測を実行することもできる。
インター予測を実行するために、符号化ユニットに基づいて、対応する符号化ユニットに含まれる予測ユニットの動き予測方法がスキップモード（Ｓｋｉｐ Ｍｏｄｅ）、マージモード（Ｍｅｒｇｅ Ｍｏｄｅ）、アドバンスド動きベクトル予測モード（ＡＭＶＰ Ｍｏｄｅ）、イントラブロック複製モードのうちのどちらであるかを判定することができる。
イントラ予測部２３５は、現在画像における画素情報に基づいて予測ブロックを生成することができる。予測ユニットが、イントラ予測を実行した予測ユニットである場合、ビデオエンコーダから提供された予測ユニットのイントラ予測モード情報に基づいて、イントラ予測を実行することができる。イントラ予測部２３５は、適応的イントラ平滑化（ＡＩＳ：Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｉｎｔｒａ Ｓｍｏｏｔｈｉｎｇ）フィルタ、参照画素補間部、ＤＣフィルタを含んでもよい。適応的イントラ平滑化フィルタは、現在ブロックの参照画素に対してフィルタリングを実行する部分であり、また、現在予測ユニットの予測モードに基づいて、フィルタを適用するかどうかを決定することができる。ビデオエンコーダから提供された予測ユニットの予測モード及び適応的イントラ平滑化フィルタ情報を用いて、現在ブロックの参照画素に対して適応的イントラ平滑化フィルタリングを実行することができる。現在ブロックの予測モードが、適応的イントラ平滑化フィルタリングを実行しないモードであると、適応的イントラ平滑化フィルタを適用しなくてもよい。
参照画素補間部について言えば、予測ユニットの予測モードが、参照画素に対して補間を行う画素値に基づいてイントラ予測を実行する予測ユニットであると、参照画素に対して補間を行うことで、整数値又はその以下の画素単位の参照画素を生成することができる。現在予測ユニットの予測モードが、参照画素に対して補間を行わない方式で予測ブロックを生成する予測モードであると、参照画素に対して補間を行わなくてもよい。現在ブロックの予測モードがＤＣモードであると、ＤＣフィルタは、フィルタリングにより予測ブロックを生成することができる。
再構成されたブロック又は画像をフィルタ部２４０に提供することができる。フィルタ部２４０は、デブロッキングフィルタ、オフセット補正部、ＡＬＦを含んでもよい。
ビデオエンコーダから、該当するブロック又は画像に対してデブロッキングフィルタを適用するかどうかに関わる情報及びデブロッキングフィルタを適用する場合に強フィルタを用いるかそれとも弱フィルタを用いるかに関わる情報を受信することができる。ビデオデコーダのデブロッキングフィルタは、ビデオエンコーダから提供された、デブロッキングフィルタに関わる情報を受信することができ、また、ビデオデコーダは、該当するブロックに対してデブロッキングフィルタリングを実行することができる。
オフセット補正部は、符号化を行う場合にビデオに適用されるオフセット補正のタイプ及びオフセット情報に基づいて、再構成された画像に対してオフセット補正を実行することができる。
エンコーダから提供された、ＡＬＦを適用するかどうかに関わる情報、ＡＬＦ係数情報等に基づいて、ＡＬＦを符号化ユニットに適用することができる。このようなＡＬＦ情報は、特定のパラメータ集合に含まれることで提供されてもよい。
メモリ２４５は、再構成された画像又はブロックを記憶し、前記画像又はブロックを参照画像又は参照ブロックとして利用できるようになり、また、再構成された画像を出力部に提供することができる。
図３は、本発明の実施例による基本符号化ツリーユニットを示す図である。
大きさが最も大きい符号化ブロックを符号化ツリーブロックと定義することができる。１つの画像は、複数の符号化ツリーユニット（符号化ツリーユニットは、大きさがＣｏｄｉｎｇ Ｔｒｅｅ Ｕｎｉｔ：ＣＴＵ）に分割されてもよい。最も大きい符号化ユニットであり、最大符号化ユニット（ＬＣＵ：Ｌａｒｇｅｓｔ Ｃｏｄｉｎｇ Ｕｎｉｔ）と呼ばれてもよい。図３は、１つの画像を複数の符号化ツリーユニットに分割する例を示す。
符号化ツリーユニットの大きさは、画像レベル又はシーケンスレベルで定義されてもよい。このため、画像パラメータ集合又はシーケンスパラメータ集合により、信号を用いて、符号化ツリーユニットの大きさを示す情報を送信することができる。
例えば、シーケンスにおける画像全体の符号化ツリーユニットの大きさを１２８×１２８とすることができる。代替的には、画像レベルの１２８×１２８又は２５６×２５６のうちのいずれか１つを符号化ツリーユニットの大きさと決定することができる。例えば、第１画像における符号化ツリーユニットの大きさを１２８×１２８とし、また、第２画像における符号化ツリーユニットの大きさを２５６×２５６とすることができる。
符号化ツリーユニットの分割により符号化ブロックを生成することができる。符号化ブロックは、符号化／復号処理を行うための基本ユニットを表す。例えば、異なる符号化ブロックに応じて予測又は変換を実行することができ、又は、異なる符号化ブロックに応じて予測符号化モードを決定することができる。ここで、予測符号化モードは、予測画像を生成する方法を表す。例えば、予測符号化モードは、画面内予測（Ｉｎｔｒａ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ：イントラ予測）、画面間予測（Ｉｎｔｅｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ：インター予測）、現在画像参照（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇ：ＣＰＲ）、イントラブロック複製（Ｉｎｔｒａ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｙ：ＩＢＣ））又は組み合わせ予測（Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）を含んでもよい。符号化ブロックについて、イントラ予測、インター予測、現在画像参照又は組み合わせ予測のうちの少なくとも１つの予測符号化モードを用いて、符号化ブロックに関わる予測ブロックを生成することができる。
ビットストリームを介して、現在ブロックの予測符号化モードを表す情報をシグナルリングすることができる。例えば、前記情報は、予測符号化モードがイントラモードであるかそれともインターモードであるかを示す１ビットフラグであってもよい。現在ブロックの予測符号化モードがインターモードであると決定された場合のみ、現在画像参照又は組み合わせ予測を用いることができる。
現在画像参照は、現在画像を参照画像とし、現在画像における符号化／復号された領域から現在ブロックの予測ブロックを取得するために用いられる。ここで、現在画像は、現在ブロックを含む画像を意味する。ビットストリームを介して、現在ブロックに対して現在画像参照を適用するかどうかを表す情報をシグナルリングすることができる。例えば、前記情報は、１ビットフラグであってもよい。前記フラグが真である場合、現在ブロックの予測符号化モードを現在画像参照と決定することができる。前記フラグが偽である場合、現在ブロックの予測モードをインター予測と決定することができる。
代替的には、参照画像インデックスに基づいて、現在ブロックの予測符号化モードを決定することができる。例えば、参照画像インデックスが現在画像を指し示す場合、現在ブロックの予測符号化モードを現在画像参照と決定することができる。参照画像インデックスが現在の画像ではない他の画像を指し示す場合、現在ブロックの予測符号化モードをインター予測と決定することができる。つまり、現在画像参照は、現在画像における符号化／復号された領域の情報を用いる予測方法であり、また、インター予測は、符号化／復号された他の画像の情報を用いる予測方法である。
組み合わせ予測は、イントラ予測、インター予測及び現在画像参照のうちの２つ以上を組み合わせることで形成された符号化モードである。例えば、組み合わせ予測を適用する場合、イントラ予測、インター予測又は現在画像参照のうちの１つに基づいて、第１予測ブロックを生成することができ、また、もう１つに基づいて、第２予測ブロックを生成することができる。第１予測ブロック及び第２予測ブロックを生成する場合、第１予測ブロック及び第２予測ブロックの平均演算及び加重加算により最終的予測ブロックを生成することができる。ビットストリームを介して、組み合わせ予測を適用するかどうかを表す情報をシグナルリングすることができる。前記情報は、１ビットフラグであってもよい。
図４は、符号化ブロックの複数の分割タイプを示す図である。
四分木分割、二分木分割又は三分木分割に基づいて、符号化ブロックを複数の符号化ブロックに分割することができる。また、四分木分割、二分木分割又は三分木分割に基づいて、分割された符号化ブロックを更に複数の符号化ブロックに分割することもできる。
四分木分割は、現在ブロックを４つのブロックに分割する分割技術である。四分木分割の結果として、現在ブロックを４つの正方形パーティション（図４の（ａ）における「ＳＰＬＩＴ＿ＱＴ」を参照する）に分割することができる。
二分木分割は、現在ブロックを２つのブロックに分割する分割技術である。垂直方向に沿って（即ち、現在ブロックを横断する垂直線を用いる）、現在ブロックを２つのブロックに分割する過程を垂直方向二分木分割と呼び、また、水平方向に沿って（即ち、現在ブロックを横断する水平線を用いる）、現在ブロックを２つのブロックに分割する過程を水平方向二分木分割と呼ぶことができる。二分木分割を行った後に、現在ブロックを２つの非正方形パーティションに分割することができる。図４の（ｂ）における「ＳＰＬＩＴ＿ＢＴ＿ＶＥＲ」は、垂直方向二分木分割結果を表し、また、図４（ｃ）における「ＳＰＬＩＴ＿ＢＴ＿ＨＯＲ」は、水平方向二分木分割結果を表す。
三分木分割は、現在ブロックを３つのブロックに分割する分割技術である。垂直方向に沿って（即ち、現在ブロックを横断する２本の垂直線を用いる）、現在ブロックを３つのブロックに分割する過程を垂直方向三分木分割と呼び、また、水平方向に沿って（即ち、現在ブロックを横断する２本の水平線）、現在ブロックを３つのブロックに分割する過程を水平方向三分木分割と呼ぶことができる。三分木分割を行った後、現在ブロックを３つの非正方形パーティションに分割することができる。この場合、現在ブロックの中心に位置するパーティションの幅／高さは、他のパーティションの幅／高さの２倍であってもよい。図４（ｄ）における「ＳＰＬＩＴ＿ＴＴ＿ＶＥＲ」は、垂直方向三分木分割結果を表し、また、図４（ｅ）における「ＳＰＬＩＴ＿ＴＴ＿ＨＯＲ」は、水平方向三分木分割結果を表す。
符号化ツリーユニットの分割回数を分割深度（Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｄｅｐｔｈ）と定義することができる。シーケンス又は画像レベルで、符号化ツリーユニットの最大分割深度を決定することができる。従って、符号化ツリーユニットの最大分割深度は、シーケンス又は画像によって異なってもよい。
代替的には、複数の分割技術のそれぞれに対して最大分割深度を単独で決定することができる。例えば、四分木分割を許容する最大分割深度は、二分木分割及び／又は三分木分割を許容する最大分割深度と異なってもよい。
エンコーダは、ビットストリームを介して、シグナルリング現在ブロックの分割形状又は分割深度のうちの少なくとも１つを表す情報をシグナルリングすることができる。デコーダは、ビットストリームから解析された情報に基づいて、符号化ツリーユニットの分割形状及び分割深度を決定することができる。
図５は、符号化ツリーユニットの分割例を示す図である。
四分木分割、二分木分割及び／又は三分木分割などの分割技術で符号化ブロックを分割する過程を多分木分割（Ｍｕｌｔｉ Ｔｒｅｅ Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ）と呼ぶことができる。
符号化ブロックに対して多分木分割を適用することで生成された符号化ブロックを複数の下位符号化ブロックと呼ぶことができる。符号化ブロックの分割深度がｋである場合、複数の下位符号化ブロックの分割深度をｋ＋１とする。
一方で、分割深度がｋ＋１である複数の符号化ブロックについて、分割深度がｋである符号化ブロックを上位符号化ブロックと呼ぶことができる。
上位符号化ブロックの分割形状又は隣接符号化ブロックの分割タイプのうちの少なくとも１つに基づいて、現在符号化ブロックの分割タイプを決定することができる。ここで、隣接符号化ブロックは、現在符号化ブロックに隣接し、それは、現在符号化ブロックの上隣接ブロック、左隣接ブロック又は左上隅に隣接する隣接ブロックのうちの少なくとも１つを含んでもよい。ここで、分割タイプは、四分木分割を行うかどうか、二分木分割を行うかどうか、二分木分割方向、三分木分割を行うかどうか又は三分木分割方向のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
符号化ブロックの分割形状を決定するために、ビットストリームを介して、符号化ブロックが分割されたかどうかを表す情報をシグナルリングすることができる。前記情報は、１ビットフラグ「ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｆｌａｇ」であり、前記フラグが真である場合、多分木分割技術で符号化ブロックを分割することを示す。
「ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｆｌａｇ」が真である場合、ビットストリームを介して、符号化ブロックが四分木分割されたかどうかを表す情報をシグナルリングすることができる。前記情報は、１ビットフラグ「ｓｐｌｉｔ＿ｑｔ＿ｆｌａｇ」であり、前記フラグが真である場合、符号化ブロックは、４つのブロックに分割されてもよい。
例えば、図５に示す例において、符号化ツリーユニットが四分木分割されたことにより、分割深度が１である４つの符号化ブロックを生成することが図示される。なお、四分木分割結果として生成された４つの符号化ブロックのうちの１番目の符号化ブロック及び４番目の符号化ブロックに対して再び四分木分割を適用することを図示する。最終的に、分割深度が２である４つの符号化ブロックを生成することができる。
なお、分割深度が２である符号化ブロックに対して再び四分木分割を適用することで分割深度が３である符号化ブロックを生成することができる。
符号化ブロックに対して四分木分割を適用していない場合、符号化ブロックの大きさ、符号化ブロックが画像の境界に位置するかどうか、最大分割深度又は隣接ブロックの分割形状のうちの少なくとも１つを考慮することで、前記符号化ブロックに対して二分木分割を実行するかそれとも三分木分割を実行するかを決定することができる。前記符号化ブロックに対して二分木分割又は三分木分割を実行すると決定した場合、ビットストリームを介して、分割方向を表す情報をシグナルリングすることができる。前記情報は、１ビットフラグ「ｍｔｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｖｅｒｔｉｃａｌ＿ｆｌａｇ」であってもよい。前記フラグに基づいて、分割方向が垂直方向であるかそれとも水平方向であるかを決定することができる。なお、ビットストリームを介して、前記符号化ブロックに対して二分木分割又は三分木分割のうちのどちらを適用するかを表す情報をシグナルリングすることができる。前記情報は、１ビットフラグ「ｍｔｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｂｉｎａｒｙ＿ｆｌａｇ」であってもよい。前記フラグに基づいて、前記符号化ブロックに対して二分木分割を適用するかそれとも三分木分割を適用するかを決定することができる。
例えば、図５に示す例において、分割深度が１である符号化ブロックに対して垂直方向二分木分割を適用することを図示する。前記分割結果として生成された符号化ブロックのうちの左側符号化ブロックに対して垂直方向三分木分割を適用し、右側符号化ブロックに対して垂直方向二分木分割を適用する。
インター予測は、直前の画像の情報を用いて現在ブロックを予測する予測符号化モードである。例えば、直前の画像における、現在ブロックと同一の位置でのブロック（以下、コロケーテッドブロックと呼ぶ。Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ ｂｌｏｃｋ）を現在ブロックの予測ブロックとすることができる。以下、位置が現在ブロックと同じであるブロックに基づいて生成された予測ブロックをコロケーテッド予測ブロック（Ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｂｌｏｃｋ）と呼ぶ。
一方で、直前の画像に存在する対象が現在画像における他の位置に移動した場合、対象の動きにより、現在ブロックを効果的に予測することができる。例えば、直前の画像と現在画像を比較することで対象の移動方向及び大きさを了解できると、対象の動き情報を考慮して現在ブロックの予測ブロック（又は予測画像）を生成することができる。以下、動き情報を用いることで生成された予測ブロックを動き予測ブロックと呼ぶことができる。
現在ブロックから予測ブロックを減算することで残差ブロック（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｂｌｏｃｋ）を生成することができる。この場合、対象の動きが存在する場合、コロケーテッド予測ブロックの代わりに動き予測ブロックを用いることで、残差ブロックのエネルギーを減少させ、残差ブロックの圧縮性能を向上させることができる。
上述したように、動き情報を用いて予測ブロックを生成する過程を動き補償予測と呼ぶことができる。大部分のインター予測において、動き補償予測に基づいて予測ブロックを生成することができる。
動き情報は、動きベクトル、参照画像インデックス、予測方向又は双方向加重値インデックスのうちの少なくとも１つを含んでもよい。動きベクトルは、対象の移動方向及び大きさを表す。参照画像インデックスは、参照画像リストに含まれる複数の参照画像のうちの、現在ブロックの参照画像を指定する。予測方向は、一方向Ｌ０予測、一方向Ｌ１予測又は双方向予測（Ｌ０予測及びＬ１予測）のうちのいずれか１つを指す。現在ブロックの予測方向に基づいて、Ｌ０方向の動き情報又はＬ１方向の動き情報のうちの少なくとも１つを用いることができる。双方向加重値インデックスは、Ｌ０予測ブロックに適用される加重値及びＬ１予測ブロックに適用される加重値を指定する。
図６は、本発明の実施例によるインター予測方法を示すフローチャートである。
図６を参照すると、インター予測方法は、現在ブロックのインター予測モードを決定するステップ（Ｓ６０１）と、決定されたインター予測モードに基づいて、現在ブロックの動き情報を得るステップ（Ｓ６０２）と、得られた動き情報に基づいて、現在ブロックに対して動き補償予測を実行するステップ（Ｓ６０３）と、を含む。
ここで、インター予測モードは、現在ブロックの動き情報を決定するための複数の技術を表し、また、並進（Ｔｒａｎｓｌａｔｉｏｎ）動き情報を用いたインター予測モード及びアフィン（Ａｆｆｉｎｅ）動き情報を用いたインター予測モードを含んでもよい。例えば、並進動き情報を用いたインター予測モードは、マージモード及びアドバンスド動きベクトル予測モードを含んでもよい。アフィン動き情報を用いたインター予測モードは、アフィンマージモード及びアフィン動きベクトル予測モードを含んでもよい。インター予測モードによれば、現在ブロックに隣接する隣接ブロック又はビットストリームから解析された情報に基づいて、現在ブロックの動き情報を決定することができる。
以下、アフィン動き情報を用いたインター予測方法を詳しく説明する。
図７は、対象の非線形動きを示す図である。
ビデオ内の対象の動きは、非線形動きである可能性がある。例えば、図７に示す例のように、カメラ拡大（Ｚｏｏｍ－ｉｎ）、縮小（Ｚｏｏｍ－ｏｕｔ）、回転（Ｒｏｔａｔｉｏｎ）又はアフィン変換などの対象の非線形動きを発生する可能性がある。対象の非線形動きを発生した場合、並進動きベクトルにより対象の動きを有効に表すことができない。従って、対象の非線形動きを発生した部分において、並進動きの代わりに、アフィン動きを用いることで、符号化効率を向上させることができる。
図８は、本発明の実施例によるアフィン動きに基づくインター予測方法を示すフローチャートである。
ビットストリームから解析された情報に基づいて、現在ブロックに対してアフィン動きに基づくインター予測技術を適用するかどうかを決定することができる。具体的には、現在ブロックに対してアフィンマージモードを適用するかどうかを示すフラグ又は現在ブロックに対してアフィン動きベクトル予測モードを適用するかどうかを示すフラグのうちの少なくとも１つに基づいて、現在ブロックに対してアフィン動きに基づくインター予測技術を適用するかどうかを決定することができる。
アフィン動きに基づくインター予測技術を現在ブロックに適用する場合、現在ブロックのアフィン動きモデルを決定することができる（Ｓ８０１）。アフィン動きモデルは、６パラメータアフィン動きモデル又は４パラメータアフィン動きモデルのうちの少なくとも１つにより決定されてもよい。６パラメータアフィン動きモデルは、６つのパラメータでアフィン動きを表し、また、４パラメータアフィン動きモデルは、４つのパラメータでアフィン動きを表す。
式１は、６つのパラメータでアフィン動きを表す場合である。アフィン動きは、アフィンシードベクトルにより決定された所定領域の並進動きを表す。
Figure 0007391958000001
６つのパラメータでアフィン動きを表す場合、複雑な動きを表すことができるが、各パラメータに対して符号化を行う場合に必要なビット数は増加するため、符号化効率を低下させる。従って、４つのパラメータで、アフィン動きを表すこともできる。式２は、４つのパラメータで、アフィン動きを表す場合である。
Figure 0007391958000002
現在ブロックのアフィン動きモデルを決定するための情報に対して符号化を行い、ビットストリームを介して、シグナルリングすることができる。例えば、前記情報は、１ビットフラグ「ａｆｆｉｎｅ＿ｔｙｐｅ＿ｆｌａｇ」であってもよい。前記フラグの値が０である場合、４パラメータアフィン動きモデルを適用することを表す。前記フラグの値が１である場合、６パラメータアフィン動きモデルを適用することを表す。前記フラグは、スライス、画像ブロック又はブロック（例えば、符号化ブロック又は符号化ツリーユニット）を単位として符号化を行うことができる。スライスレベルで、信号を用いてフラグを送信する場合、前記スライスに属する全てのブロックに対して、前記スライスレベルで決定されたアフィン動きモデルを適用することができる。
代替的には、現在ブロックのアフィンインター予測モードに基づいて、現在ブロックのアフィン動きモデルを決定することができる。例えば、アフィンマージモードを適用する場合、現在ブロックのアフィン動きモデルを４パラメータ動きモデルと決定することができる。一方で、アフィン動きベクトル予測モードを適用する場合、現在ブロックのアフィン動きモデルを決定するための情報に対して符号化を行い、ビットストリームを介してシグナルリングすることができる。例えば、現在ブロックに対してアフィン動きベクトル予測モードを適用する場合、１ビットフラグ「ａｆｆｉｎｅ＿ｔｙｐｅ＿ｆｌａｇ」に基づいて、現在ブロックのアフィン動きモデルを決定することができる。
次に、現在ブロックのアフィンシードベクトルを導出することができる（Ｓ８０２）。４パラメータアフィン動きモデルを選択した場合、現在ブロックの２つの制御点での動きベクトルを導出することができる。なお、６パラメータアフィン動きモデルを選択した場合、現在ブロックの３つの制御点での動きベクトルを導出することができる。制御点での動きベクトルをアフィンシードベクトルと呼ぶことができる。制御点は、現在ブロックの左上隅、右上隅又は左下隅のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
図９は、各アフィン動きモデルのアフィンシードベクトルの例を示す図である。
４パラメータアフィン動きモデルにおいて、左上隅、右上隅又は左下隅のうちの２つに関わるアフィンシードベクトルを導出することができる。例えば、図９の（ａ）に示す例のように、４パラメータアフィン動きモデルを選択した場合、現在ブロックの左上隅（例えば、左上サンプル（ｘ０，ｙ０））に関わるアフィンシードベクトルｓｖ０及び現在ブロックの右上隅（例えば、右上サンプル（ｘ１，ｙ１））に関わるアフィンシードベクトルｓｖ１を用いてアフィンベクトルを導出することができる。また、左上隅に関わるアフィンシードベクトルの代わりに、左下隅に関わるアフィンシードベクトルを用いることもできる。又は、右上隅に関わるアフィンシードベクトルの代わりに、左下隅に関わるアフィンシードベクトルを用いることもできる。
６パラメータアフィン動きモデルにおいて、左上隅、右上隅及び左下隅に関わるアフィンシードベクトルを導出することができる。例えば、図９の（ｂ）に示す例のように、６パラメータアフィン動きモデルを選択し場合、現在ブロックの左上隅（例えば、左上サンプル（ｘ０，ｙ０））に関わるアフィンシードベクトルｓｖ０、現在ブロックの右上隅（例えば、右上サンプル（ｘ１，ｙ１））に関わるアフィンシードベクトルｓｖ１及び現在ブロックの左上隅（例えば、左上サンプル（ｘ２，ｙ２））に関わるアフィンシードベクトルｓｖ２を用いてアフィンベクトルを導出することができる。
後述する実施例において、４パラメータアフィン動きモデルで、左上制御点及び右上制御点のアフィンシードベクトルをそれぞれ第１アフィンシードベクトル及び第２アフィンシードベクトルと呼ぶ。後述する、第１アフィンシードベクトル及び第２アフィンシードベクトルを用いる実施例において、第１アフィンシードベクトル及び第２アフィンシードベクトルのうちの少なくとも１つを左下制御点のアフィンシードベクトル（第３アフィンシードベクトル）又は右下制御点のアフィンシードベクトル（第４アフィンシードベクトル）に置き換えることができる。
なお、６パラメータアフィン動きモデルで、左上制御点、右上制御点及び左下制御点のアフィンシードベクトルをそれぞれ第１アフィンシードベクトル、第２アフィンシードベクトル及び第３アフィンシードベクトルと呼ぶ。後述する、第１アフィンシードベクトル、第２アフィンシードベクトル及び第３アフィンシードベクトルを用いる実施例において、第１アフィンシードベクトル、第２アフィンシードベクトル及び第３アフィンシードベクトルのうちの少なくとも１つを右下制御点のアフィンシードベクトル（第４アフィンシードベクトル）に置き換えることができる。
アフィンシードベクトルを用いて、異なるサブブロックに応じて、アフィンベクトルを導出することができる（Ｓ８０３）。ここで、アフィンベクトルは、アフィンシードベクトルに基づいて導出された並進動きベクトルを表す。サブブロックのアフィンベクトルをアフィンサブブロック動きベクトル又はサブブロック動きベクトルと呼ぶことができる。
図１０は、４パラメータ動きモデルにおけるサブブロックのアフィンベクトルの例を示す図である。
制御点の位置、サブブロックの位置及びアフィンシードベクトルに基づいてサブブロックのアフィンベクトルを導出することができる。例えば、式３は、アフィンサブブロックベクトルの導出例を示す。
Figure 0007391958000003
前記式３において、（ｘ，ｙ）は、サブブロックの位置を表す。ここで、サブブロックの位置は、サブブロックに含まれる参照サンプルの位置を表す。参照サンプルは、サブブロックの左上隅に位置するサンプルであってもよく、又はｘ軸又はｙ軸座標における少なくとも１つの、中心位置に位置するサンプルであってもよい。（ｘ０，ｙ０）は、第１制御点の位置を表し、また、（ｓｖ０ｘ，ｓｖ０ｙ）は、第１アフィンシードベクトルを表す。なお、（ｘ１，ｙ１）は、第２制御点の位置を表し、また、（ｓｖ１ｘ，ｓｖ１ｙ）は、第２アフィンシードベクトルを表す。
第１制御点及び第２制御点はそれぞれ現在ブロックの左上隅及び右上隅に対応する場合、ｘ１－ｘ０を現在ブロックの幅と同じである値と設定することができる。
続いて、各サブブロックのアフィンベクトルを用いて各サブブロックに対して動き補償予測を実行することができる（Ｓ８０４）。動き補償予測を実行した後、各サブブロックに関わる予測ブロックを生成することができる。サブブロックの予測ブロックを現在ブロックの予測ブロックと設定することができる。
続いて、並進動き情報を用いたインター予測方法を詳しく説明する。
現在ブロックの他のブロックの動き情報から現在ブロックの動き情報を導出することができる。ここで、他のブロックは、現在ブロックよりも優先してインター予測で符号化／復号を行うブロックであてもよい。現在ブロックの動き情報を他のブロックの動き情報と同じくする場合をマージモードと定義することができる。また、他のブロックの動きベクトルを現在ブロックの動きベクトルの予測値と設定する場合を動きベクトル予測モードと定義することができる。
図１１は、マージモードで現在ブロックの動き情報を導出するプロセスを示すフローチャートである。
現在ブロックのマージ候補を導出することができる（Ｓ１１０１）。現在ブロックのマージ候補は、現在ブロックの前の、インター予測で符号化／復号されたブロックから導出される。
図１２は、マージ候補を導出するための候補ブロックの例を示す図である。
候補ブロックは、現在ブロックに隣接するサンプルを含む隣接ブロック又は現在ブロックに隣接しないサンプルを含む非隣接ブロックのうちの少なくとも１つを含んでもよい。以下に、候補ブロックを決定するためのサンプルを参照サンプルと指定する。なお、現在ブロックに隣接する参照サンプルを隣接参照サンプルと呼び、現在ブロックに隣接しない参照サンプルを非隣接参照サンプルと呼ぶ。
隣接参照サンプルは、現在ブロックの最左側列の隣接列、又は現在ブロックの最上行の隣接行に含まれてもよい。例えば、現在ブロックの左上サンプの座標が（０，０）であると、（－１，Ｈ－１）位置での参照サンプルを含むブロック、（Ｗ－１，－１）位置での参照サンプルを含むブロック、（Ｗ，－１）位置での参照サンプルを含むブロック、（－１，Ｈ）位置での参照サンプルを含むブロック又は（－１，－１）位置での参照サンプルを含むブロックのうちの１つは、候補ブロックとして用いられてもよい。図面に示すように、インデックスが０から４である隣接ブロックを候補ブロックとして用いることができる。
非隣接参照サンプルは、現在ブロックに隣接する参照サンプルとのｘ軸距離又はｙ軸距離のうちの少なくとも１つが事前定義された値を有するサンプルを表す。例えば、左側参照サンプルとのｘ軸距離が事前定義された値である参照サンプルを含むブロック、上参照サンプルとのｙ軸距離が事前定義された値である非隣接サンプルを含むブロック、又は左上参照サンプルとのｘ軸距離及びｙ軸距離が事前定義された値である非隣接サンプルを含むブロックのうちの１つを候補ブロックとして用いることができる。事前定義された値は、４、８、１２、１６等の整数であってもよい。図面に示すように、インデックスが５から２６であるブロックのうちの少なくとも１つを候補ブロックとして用いることができる。
隣接参照サンプルと同一の垂直線、水平線又は対角線に位置しないサンプルを非隣接参照サンプルとすることができる。
図１３は、参照サンプルの位置を示す図である。
図１３に示す例のように、上非隣接参照サンプルのｘ座標を上隣接参照サンプルのｘ座標と異なるように設定することができる。例えば、上隣接参照サンプルの位置が（Ｗ－１，－１）である場合、ｙ軸に沿って上隣接参照サンプルからＮだけ離れる上非隣接参照サンプルの位置を（（Ｗ／２）－１，－１－Ｎ）とし、また、ｙ軸に沿って上隣接参照サンプルから２Ｎだけ離れる上非隣接参照サンプルの位置を（０，－１－２Ｎ）とすることができる。つまり、非隣接参照サンプルの位置は、隣接参照サンプルの位置及び隣接参照サンプルとの距離に基づいて決定されてもよい。
以下、候補ブロックのうちの、隣接参照サンプルを含む候補ブロックを隣接ブロックと呼び、非隣接参照サンプルを含むブロックを非隣接ブロックと呼ぶ。
現在ブロックと候補ブロックとの距離が閾値以上である場合、前記候補ブロックを、マージ候補として利用不可能であるものと設定することができる。前記閾値は、符号化ツリーユニットの大きさによって決まってもよい。例えば、前記閾値を符号化ツリーユニットの高さ（ｃｔｕ＿ｈｅｉｇｈｔ）とするか又は符号化ツリーユニットの高さに対してオフセット値を加算又は減算することで得られた値（例えば、ｃｔｕ＿ｈｅｉｇｈｔ ± Ｎ）とすることができる。オフセット値Ｎは、エンコーダ及びデコーダで事前定義された値であり、４、８、１６、３２又はｃｔｕ＿ｈｅｉｇｈｔとしてもよい。
現在ブロックのｙ軸座標と候補ブロックに含まれるサンプルのｙ軸座標との差分値が閾値より大きい場合、候補ブロックを、マージ候補として利用不可能であるものと決定することができる。
代替的には、現在ブロックと同一の符号化ツリーユニットに属しない候補ブロックを、マージ候補として利用不可能であるものと設定することができる。例えば、参照サンプルは現在ブロックが属する符号化ツリーユニットの上境界を越えた場合、参照サンプルを含む候補ブロックを、マージ候補として利用不可能であるものと設定することができる。
現在ブロックの上境界が符号化ツリーユニットの上境界に隣接する場合、複数の候補ブロックを、マージ候補として利用不可能であるものと設定すれば、現在ブロックの符号化／復号効率を低下させる。上記問題を解決するために、候補ブロックを設定することで、現在ブロックの上方に位置する候補ブロックの数を現在ブロックの左側に位置する候補ブロックの数より多くすることができる。
図１４は、マージ候補を導出するための候補ブロックの例を示す図である。
図１４に示す例のように、現在ブロックの上方のＮ個のブロック列に属する上ブロック及び現在ブロックの左側のＭ個のブロック列に属する左側ブロックを候補ブロックとすることができる。この場合、ＭをＮより大きいものとすることで、左側候補ブロックの数を上候補ブロックの数より大きいものとすることができる。
例えば、現在ブロック内の参照サンプルのｙ軸座標と候補ブロックとして利用可能である上ブロックのｙ軸座標との差分値を現在ブロックの高さのＮ倍以下にすることができる。なお、現在ブロック内の参照サンプルのｘ軸座標と候補ブロックとして利用可能である左側ブロックのｘ軸座標との差分値を現在ブロックの幅のＭ倍以下にすることができる。
例えば、図１４に示す例において、現在ブロックの上方の２つのブロック列に属するブロック及び現在ブロックの左側の５つのブロック列に属するブロックを候補ブロックとすることを図示する。
もう１つの例として、候補ブロックは、現在ブロックと同一の符号化ツリーユニットに属しない場合、前記候補ブロックの代わりに、現在ブロックと同一の符号化ツリーユニットに属するブロック、又は前記符号化ツリーユニットの境界に隣接する参照サンプルを含むブロックを用いて、マージ候補を導出することができる。
図１５は、参照サンプルの位置の変動例を示す図である。
参照サンプルが現在ブロックと異なる符号化ツリーユニットに含まれ、且つ前記参照サンプルが前記符号化ツリーユニットの境界に隣接しない場合、前記参照サンプルの代わりに、前記符号化ツリーユニットの境界に隣接する参照サンプルを用いて候補ブロック参照サンプルを決定することができる。
例えば、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示す例において、現在ブロックの上境界と符号化ツリーユニットの上境界が互いに接触する場合、現在ブロックの上方の参照サンプルは、現在ブロックと異なる符号化ツリーユニットに属する。符号化ツリーユニットの上境界に隣接するサンプルで、現在ブロックと異なる符号化ツリーユニットに属する参照サンプルのうちの、符号化ツリーユニットの上境界に隣接しない参照サンプルを置き換えることができる。
例えば、図１５（ａ）の例に示すように、位置６での参照サンプルは、符号化ツリーユニットの上境界の位置６’に位置するサンプルに置き換えられる。図１５（ｂ）の例に示すように、位置１５での参照サンプルは、符号化ツリーユニットの上境界の位置１５’に位置するサンプルに置き換えられる。この場合、置換えサンプルのｙ座標は、符号化ツリーユニットの隣接位置に変わってもよく、置換えサンプルのｘ座標は、参照サンプルと同じであるように設定されてもよい。例えば、位置６’でのサンプルは、位置６でのサンプルと同一のｘ座標を有してもよく、位置１５’でのサンプルは、位置１５でのサンプルと同一のｘ座標を有してもよい。
代替的には、参照サンプルのｘ座標に対してオフセット値を加算又は減算することで得られた値を置換サンプルのｘ座標とすることができる。例えば、現在ブロックの上方に位置する隣接参照サンプルと非隣接参照サンプルのｘ座標が同じである場合、参照サンプルのｘ座標に対してオフセット値を加算又は減算することで得られた値を置換えサンプルのｘ座標とすることができる。その目的は、非隣接参照サンプルを置き換えるための置換えサンプルが他の非隣接参照サンプル又は隣接参照サンプルと同一の位置にあることを防止することである。
図１６は、参照サンプルの位置の変動例を示す図である。
符号化ツリーユニットの境界に位置するサンプルで、現在ブロックと異なる符号化ツリーユニットに含まれて且つ符号化ツリーユニットの境界に隣接しない参照サンプルを置き換える場合、参照サンプルのｘ座標に対してオフセット値を加算又は減算することで得られた値を置換えサンプルのｘ座標とすることができる。
例えば、図１６に示す例において、位置６での参照サンプル及び位置１５での参照サンプルはそれぞれ、符号化ツリーユニットの上境界に隣接する行と同一のｙ座標を有する、位置６’でのサンプル及び位置１５’でのサンプルに置き換えられてもよい。この場合、位置６’でのサンプルのｘ座標は、位置６での参照サンプルのｘ座標との差分値がＷ／２であるものと設定されてもよく、位置１５’でのサンプルのｘ座標は、位置１５での参照サンプルのｘ座標との差分値がＷ－１であるものと設定されてもよい。
図１５及び図１６に示す例と異なっており、現在ブロックの最上行の上方に位置する行のｙ座標又は符号化ツリーユニットの上境界のｙ座標は更に、置換えサンプルのｙ座標と設定されてもよい。
図示されていないが、符号化ツリーユニットの左境界に基づいて、参照サンプルを代替するためのサンプルを決定することができる。例えば、参照サンプルは、現在ブロックと同一の符号化ツリーユニットに含まれず、且つ符号化ツリーユニットの左境界に隣接しない場合、前記参照サンプルを符号化ツリーユニットの左境界に隣接するサンプルに置き換えることができる。この場合、置換えサンプルは、参照サンプルと同一のｙ座標を有してもよく、又は、参照サンプルのｙ座標に対してオフセット値を加算又は減算することで得られたｙ座標を有してもよい。
続いて、置換えサンプルを含むブロックを候補ブロックとし、前記候補ブロックに基づいて、現在ブロックのマージ候補を導出することができる。
現在ブロックと異なる画像に含まれる時間的隣接ブロックからマージ候補を導出することもできる。例えば、コロケーテッド画像に含まれるコロケーテッドブロックからマージ候補を導出することができる。
マージ候補の動き情報を候補ブロックの動き情報と同じであるように設定することができる。例えば、候補ブロックの動きベクトル、参照画像インデックス、予測方向又は双方向加重値インデックスのうちの少なくとも１つをマージ候補の動き情報とすることができる。
マージ候補を含むマージ候補リストを生成することができる（Ｓ１１０２）。前記マージ候補は、現在ブロックに隣接する隣接ブロックから導出された隣接マージ候補、及び非隣接ブロックから導出された非隣接マージ候補に分類されてもよい。
所定の順番に応じて、マージ候補リスト内の複数のマージ候補のインデックスを割り当てることができる。例えば、隣接マージ候補に割り当てられるインデックスは、非隣接マージ候補に割り当てられるインデックスよりも小さい値を有してもよい。代替的には、図１２又は図１４に示す各ブロックのインデックスに基づいて、インデックスを各マージ候補に割り当てることができる。
マージ候補リストに複数のマージ候補が含まれる場合、前記複数のマージ候補のうちの少なくとも１つを選択することができる（Ｓ１１０３）。この場合、ビットストリームを介して、現在ブロックの動き情報が隣接マージ候補から導出されたものであるかどうかを示す情報をシグナルリングすることができる。前記情報は、１ビットフラグであってもよい。例えば、ビットストリームを介して、現在ブロックの動き情報が隣接マージ候補から導出されたものであるかどうかを示すシンタックス要素ｉｓＡｄｊａｎｃｅｎｔＭｅｒｇｅＦｌａｇをシグナルリングすることができる。シンタックス要素ｉｓＡｄｊａｎｃｅｎｔＭｅｒｇｅＦｌａｇの値が１である場合、現在ブロックの動き情報は、隣接マージ候補に基づいて導出されてもよい。一方で、シンタックス要素ｉｓＡｄｊａｎｃｅｎｔＭｅｒｇｅＦｌａｇの値が０である場合、現在ブロックの動き情報は、非隣接マージ候補に基づいて導出されてもよい。
表１は、シンタックス要素ｉｓＡｄｊａｎｃｅｎｔＭｅｒｇｅＦｌａｇを含むシンタックステーブルを示す。
Figure 0007391958000004
Figure 0007391958000005
ビットストリームを介して、複数のマージ候補のうちのいずれかを指定するための情報をシグナルリングすることができる。例えば、ビットストリームを介して、マージ候補リストに含まれるマージ候補のうちのいずれか１つのインデックスを示す情報をシグナルリングすることができる。
ｉｓＡｄｊａｃｅｎｔＭｅｒｇｅｆｌａｇが１である場合、信号を用いて、隣接マージ候補のうちのいずれか１つを決定するためのシンタックス要素ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘを送信することができる。シンタックス要素ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘの最大値を隣接マージ候補の数との差分値が１である値とすることができる。
ｉｓＡｄｊａｃｅｎｔＭｅｒｇｅｆｌａｇが０である場合、信号を用いて、非隣接マージ候補のうちのいずれか１つを決定するためのシンタックス要素ＮＡ＿ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘを送信することができる。シンタックス要素ＮＡ＿ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘは、非隣接マージ候補のインデックスと隣接マージ候補の数との差を求めることで得られた値を示す。デコーダは、ＮＡ＿ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘに基づいてインデックスに隣接マージ候補の数を加算することで、非隣接マージ候補を選択することができる。
マージ候補リストに含まれるマージ候補の数が閾値未満である場合、インター動き情報リストに含まれるマージ候補をマージ候補リストに追加することができる。ここで、閾値は、マージ候補リストに含まれる最大マージ候補数又は最大マージ候補数からオフセット値を減算した値であってもよい。オフセット値は、１又は２等の整数であってもよい。インター動き情報リストは、現在ブロックの前に符号化／復号されたブロックに基づいて導出されたマージ候補を含んでもよい。
インター動き情報リストは、現在画像におけるインター予測に基づいて符号化／復号されたブロックから導出されたマージ候補を含む。例えば、インター動き情報リストに含まれるマージ候補の動き情報を、インター予測に基づいて符号化／復号されたブロックの動き情報に等しいように設定することができる。ここで、動き情報は、動きベクトル、参照画像インデックス、予測方向又は双方向加重値インデックスのうちの少なくとも１つを含んでもよい。解釈の便宜上、インター動き情報リストに含まれるマージ候補をインターマージ候補と呼ぶ。
現在ブロックのマージ候補を選択する場合、前記マージ候補の動きベクトルは、初期動きベクトルと設定される。また、初期動きベクトルに対してオフセットベクトルを加算又は減算することで、現在ブロックの動き補償予測を実行することができる。マージ候補の動きベクトルに対してオフセットベクトルを加算又は減算することで新たな動きベクトルを導出することは、マージ動き差分値符号化方法と定義されてもよい。
ビットストリームを介して、マージオフセット符号化方法を用いるかどうかを示す情報をシグナルリングすることができる。前記情報は、１ビットのフラグｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇであってもよい。例えば、ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇの値が１である場合、マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用することを示す。マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用する場合、マージ候補の動きベクトルに対してオフセットベクトルを加算又は減算することで、現在ブロックの動きベクトルを導出することができる。ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇの値が０である場合、マージ動き差分値符号化方法が現在ブロックに適用されていないことを示す。マージオフセット符号化方法が適用されていない場合、マージ候補の動きベクトルを現在ブロックの動きベクトルとすることができる。
スキップモードを適用するかどうかを示すスキップフラグの値が真である場合又はマージモードを適用するかどうかを示すマージフラグの値が真である場合にのみ、シグナルリングされることが可能である。例えば、スキップモードを現在ブロックに適用するかどうかを示すｓｋｉｐ＿ｆｌａｇの値が１である場合、又は、マージモードを現在ブロックに適用するかどうかを示すｍｅｒｇｅ＿ｆｌａｇの値が１である場合、ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇに対して符号化を行い、シグナルリングすることができる。
マージオフセット符号化方法を現在ブロックに適用すると決定した場合、別途、マージ候補リストに含まれるマージ候補のうちのいずれか１つを指定する情報、オフセットベクトルの大きさを示す情報、及びオフセットベクトルの方向を示す情報のうちの少なくとも１つをシグナルリングすることができる。
ビットストリームを介して、マージ候補リストに含まれることが可能であるマージ候補の最大数を決定するための情報をシグナルリングすることができる。例えば、マージ候補リストに含まれることが可能であるマージ候補の最大数を６又はより小さい整数とすることができる。
マージオフセット符号化方法を現在ブロックに適用すると決定した場合、所定の最大数のマージ候補のみを現在ブロックの初期動きベクトルとすることができる。つまり、マージオフセット符号化方法を適用するかどうかに基づいて、現在ブロックに利用可能なマージ候補の数を適応的に決定することができる。例えば、ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇの値を０とした場合、現在ブロックに利用可能なマージ候補の最大数をＭとしてもよい。ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇの値を１とした場合、現在ブロックに利用可能なマージ候補の最大数をＮとしてもよい。ここで、Ｍは、マージ候補リストに含まれるマージ候補の最大数を表し、また、Ｎは、Ｍ以下の整数を表す。
例えば、Ｍが６であり、且つＮが２である場合、マージ候補リストに含まれるマージ候補のうち最小インデックスを有する２つのマージ候補を、現在ブロックに利用可能であるものと設定することができる。従って、インデックス値が０であるマージ候補の動きベクトル又はインデックス値が１であるマージ候補の動きベクトルを現在ブロックの初期動きベクトルと設定することができる。ＭとＮが同じである場合（例えば、Ｍ及びＮが２である場合）、マージ候補リストに含まれる全てのマージ候補を、現在ブロックに利用可能であるものと設定することができる。
代替的には、マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用するかどうかに基づいて、隣接ブロックをマージ候補として利用できるかどうかを決定することができる。例えば、ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇの値が１である場合、現在ブロックの右上隅に隣接する隣接ブロック、左下隅に隣接する隣接ブロック、及び左下隅に隣接する隣接ブロックのうちの少なくとも１つを、マージ候補として利用不可能なものと設定することができる。従って、マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用する場合、現在ブロックの右上隅に隣接する隣接ブロック、左下隅に隣接する隣接ブロック、及び左下隅に隣接する隣接ブロックのうちの少なくとも１つの動きベクトルを、初期動きベクトルと設定することができない。代替的には、ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇの値が１である場合、現在ブロックの時間的隣接ブロックを、マージ候補として利用不可能であるものと設定することができる。
マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用する場合、対をなすマージ候補及びゼロマージ候補のうちの少なくとも１つを使用しないように設定することができる。従って、ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇの値が１である場合、マージ候補リストに含まれるマージ候補の数が最大数未満であっても、対をなすマージ候補又はゼロマージ候補のうちの少なくとも１つをマージ候補リストに追加しない可能性もある。
マージ候補の動きベクトルを、現在ブロックの初期動きベクトルと設定することができる。この場合、現在ブロックに利用可能なマージ候補の数が複数である場合、ビットストリームを介して、複数のマージ候補のうちのいずれか１つを指定する情報をシグナルリングすることができる。例えば、マージ候補リストに含まれるマージ候補の最大数が１より大きい場合、ビットストリームを介して、複数のマージ候補のうちのいずれか１つを示す情報ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘをシグナルリングすることができる。つまり、マージオフセット符号化方法で、複数のマージ候補のうちのいずれか１つを指定するための情報ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘにより、マージ候補を指定することができる。現在ブロックの初期動きベクトルは、ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘで示されるマージ候補の動きベクトルと設定されてもよい。
一方で、現在ブロックに利用可能なマージ候補の数が１である場合、マージ候補を指定するための情報をシグナルリングすることを省略してもよい。例えば、マージ候補リストに含まれることが可能であるマージ候補の最大数が１以下である場合、マージ候補を指定するための情報ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘをシグナルリングすることを省略してもよい。つまり、マージオフセット符号化方法で、マージ候補リストに１つのマージ候補が含まれる時、マージ候補を指定するための情報ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘの符号化を省略し、また、マージ候補リストに含まれるマージ候補に基づいて、初期動きベクトルを決定することができる。マージ候補の動きベクトルは、現在ブロックの初期動きベクトルと設定されてもよい。
もう１つの例として、現在ブロックのマージ候補を決定した後、マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用するかどうかを決定することができる。例えば、マージ候補リストに含まれることが可能であるマージ候補の最大数が１より大きい場合、マージ候補のうちのいずれか１つを指定するための情報ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘをシグナルリングすることができる。ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘに基づいて、マージ候補を選択した後、マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用するかどうかを示すｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇに対して復号を行うことができる。表２は、上記実施例によるシンタックステーブルを示す図である。
Figure 0007391958000006
Figure 0007391958000007
もう１つの例として、現在ブロックのマージ候補を決定した後、決定されたマージ候補インデックスが、マージ動き差分値符号化方法を適用する場合に利用可能なマージ候補の最大数より小さい場合のみに、マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用するかどうかを決定することができる。例えば、インデックス情報ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘの値がＮ未満である場合のみに、現在ブロックに対してマージ動き差分値符号化方法を適用するかどうかを示すｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇに対して符号化を行い、シグナルリングすることができる。インデックス情報ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘの値がＮ以上である場合、ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇに対する符号化を省略することができる。ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇに対する符号化を省略すると、マージ動き差分値符号化方法が現在ブロックに適用されていないと決定することができる。
代替的には、現在ブロックのマージ候補を決定した後、決定されたマージ候補が双方向動き情報を有するかそれとも一方向動き情報を有するかを考慮して、マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用するかどうかを決定することができる。例えば、インデックス情報ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘの値がＮ未満であって、且つインデックス情報に基づいて選択されたマージ候補が双方向動き情報を有する場合のみに、マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用するかどうかを示すｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇに対して符号化を行い、シグナルリングすることができる。任意選択的に、インデックス情報ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘの値がＮ未満であって、インデックス情報に基づいて選択されたマージ候補が一方向動き情報を有する場合のみに、マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用するかどうかを示すｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇに対して符号化を行い、シグナルリングする。
代替的には、現在ブロックの大きさ、現在ブロックの形状、及び現在ブロックが符号化ツリーユニットの境界に接触するかどうかのうちの少なくとも１つに基づいて、マージ動き差分値符号化方法を適用するかどうかを決定することができる。現在ブロックの大きさ、現在ブロックの形状、及び現在ブロックが符号化ツリーユニットの境界に接触するかどうかのうちの少なくとも１つが所定の条件を満たしない場合、マージ動き差分値符号化方法を現在ブロックに適用するかどうかを示すｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇに対する符号化を省略してもよい。
マージ候補を選択する場合、マージ候補の動きベクトルを現在ブロックの初期動きベクトルとすることができる。続いて、オフセットベクトルの大きさを示す情報及びオフセットベクトルの方向を示す情報を復号し、オフセットベクトルを決定することができる。オフセットベクトルは、水平方向成分又は垂直方向成分を有することができる。
オフセットベクトルの大きさを示す情報は、動き大きさ候補のうちのいずれか１つを示すインデックス情報であってもよい。例えば、ビットストリームを介して、動き大きさ候補のうちのいずれか１つを示すインデックス情報ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘをシグナルリングすることができる。表３は、インデックス情報ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘの二値化、ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘに基づいてオフセットベクトルの大きさを決定するための変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶの値を示す。
Figure 0007391958000008
変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶを所定値で除算することで、オフセットベクトルの大きさを導出することができる。式４は、オフセットベクトルの大きさを決定する例を示す。
Figure 0007391958000009
式４によれば、変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｇｅＭＶを４で除算することで得られた値又は変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶを左へ２だけシフトすることで得られた値をオフセットベクトルの大きさとすることができる。
表３に示す例よりも多い動き大きさ候補又はより少ない動き大きさ候補を用いることができ、又は、動きベクトルオフセット大きさ候補の範囲を、表３に示す例と異なるように設定することができる。例えば、オフセットベクトルの水平方向成分又は垂直方向成分の大きさを、２個のサンプル距離以下とすることができる。表４は、インデックス情報ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘの二値化、ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘに基づいてオフセットベクトルの大きさを決定するための変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶの値を示す。
Figure 0007391958000010
代替的には、動きベクトル精度に基づいて、動きベクトルオフセット大きさ候補の範囲を、異なるように設定することができる。例えば、現在ブロックの動きベクトル精度が小数画素（ｆｒａｃｔｉｏｎａｌ－ｐｅｌ）である場合、インデックス情報ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘの値に対応する変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶの値を１、２、４、８、１６などとすることができる。ここで、小数画素は、１／１６画素、１／８画素（ｏｃｔｏ－ｐｅｌ）、１／４画素（ｑｕａｒｔｅｒ－ｐｅｌ）又は１／２画素（ｈａｌｆ－ｐｅｌ）のうちの少なくとも１つを含む。一方で、現在ブロックの動きベクトル精度が整数画素である場合、インデックス情報ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘの値に対応する変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶの値を４、８、１６、３２、６４などとすることができる。つまり、現在ブロックの動きベクトル精度に基づいて、変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶを決定するための表を、異なるように設定することができる。
例えば、現在ブロック又はマージ候補の動きベクトル精度が１／４画素である場合、表３を用いて、ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘで表される変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶを導出することができる。一方で、現在ブロック又はマージ候補の動きベクトル精度が整数画素である場合、表３におけるｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘで示される変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶの値をＮ倍（例えば、４倍）にすることで導出された値を変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶの値とすることができる。
ビットストリームを介して、動きベクトル精度を決定するための情報をシグナルリングすることができる。例えば、シーケンスレベル、画像レベル、スライス（ｓｌｉｃｅ）レベル又はブロックレベルで、信号により情報を送信することができる。従って、ビットストリームを介して、シグナルリングされた、動きベクトル精度に関わる情報に基づいて、動き大きさ候補の範囲を、異なるように設定することができる。代替的には、現在ブロックのマージ候補に基づいて、動きベクトル精度を決定することができる。例えば、現在ブロックの動きベクトル精度を、マージ候補の動きベクトル精度と同じであるように設定することができる。
代替的には、ビットストリームを介して、オフセットベクトルの検索範囲を決定するための情報をシグナルリングすることができる。検索範囲に基づいて、動き大きさ候補の数、動き大きさ候補の最小値及び動き大きさ候補の最大値のうちの少なくとも１つを決定することができる。例えば、ビットストリームを介して、オフセットベクトルの検索範囲を決定するためのフラグｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｅｃｔｏｒ＿ｆｌａｇをシグナルリングすることができる。前記情報は、シーケンスヘッダ、画像ヘッダ又はスライスヘッダを介して、シグナルリングされてもよい。
例えば、ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｅｘｔｅｎｄ＿ｒａｎｇｅ＿ｆｌａｇの値が０である場合、オフセットベクトルの大きさを２以下とすることができる。従って、ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶの最大値を８とすることができる。一方で、ｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｅｘｔｅｎｄ＿ｒａｎｇｅ＿ｆｌａｇの値が１である場合、オフセットベクトルの大きさを、３２個のサンプル距離とすることができる。従って、ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶの最大値を１２８とすることができる。
オフセットベクトルの大きさが閾値より大きいかどうかを示すフラグを用いて、オフセットベクトルの大きさを決定することができる。例えば、ビットストリームを介して、オフセットベクトルの大きさが閾値より大きいかどうかを示すフラグｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｆｌａｇをシグナルリングすることができる。閾値は、１、２、４、８又は１６であってもよい。例えば、ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｆｌａｇが１である場合、オフセットベクトルの大きさが４より大きいことを示す。一方で、ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｆｌａｇが０である場合、オフセットベクトルの大きさが４以下であることを示す。
オフセットベクトルの大きさが閾値より大きい場合、インデックス情報ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘを用いて、オフセットベクトルの大きさと閾値との差分値を導出することができる。代替的には、オフセットベクトルの大きさが閾値以下である場合、インデックス情報ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘを用いて、オフセットベクトルの大きさを決定することができる。表５は、ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｆｌａｇ及びｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘを符号化するプロセスのシンタックステーブルを示す。
Figure 0007391958000011
Figure 0007391958000012
式５は、ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｆｌａｇ及びｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘを用いて、オフセットベクトルの大きさを決定するための変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶを導出する例を示す。
Figure 0007391958000013
式５において、ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｆｌａｇの値を１又は０とすることができる。ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘの値を１、２、４、８、１６、３２、６４、１２８等とすることができる。Ｎは、閾値により決定された係数を表す。例えば、閾値が４である場合、Ｎを１６とすることができる。
オフセットベクトルの方向を示す情報は、ベクトル方向候補のうちのいずれか１つを示すインデックス情報であってもよい。例えば、ビットストリームを介して、ベクトル方向候補のうちのいずれか１つを示すインデックス情報ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｉｄｘをシグナルリングすることができる。表６は、インデックス情報ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｉｄｘの二値化、ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｉｄｘによるオフセットベクトルの方向を示す。
Figure 0007391958000014
表６において、ｓｉｇｎ［０］は、水平方向を示し、また、ｓｉｇｎ［１］は、垂直方向を示す。＋１は、オフセットベクトルのｘ成分又はｙ成分の値が正数（＋）であることを示し、また、－１は、オフセットベクトルのｘ成分又はｙ成分の値が負数（－）であることを示す。式６は、オフセットベクトルの大きさ及び方向に基づいて、オフセットベクトルを決定する例を示す。
Figure 0007391958000015
式６において、ｏｆｆｓｅｔＭＶ［０］は、オフセットベクトルの垂直方向成分を示し、ｏｆｆｓｅｔＭＶ［１］は、オフセットベクトルの水平方向ベクトルを示す。
図１７は、オフセットベクトルの大きさを示すｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘ及びオフセットベクトルの方向を示すｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｉｄｘの値に基づいたオフセットベクトルを示す図である。
図７に示す例において、ｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘ及びｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｉｄｘの値に基づいて、オフセットベクトルの大きさ及び方向を決定することができる。オフセットベクトルの最大大きさを、閾値以下に設定することができる。ここで、閾値は、エンコーダ及びデコーダにより事前定義された値を有してもよい。例えば、閾値は、３２個のサンプル距離であってもよい。代替的には、初期動きベクトルの大きさに基づいて閾値を決定することができる。例えば、初期動きベクトルの水平成分の大きさに基づいて、水平方向の閾値を設定することができ、初期動きベクトルの垂直成分に基づいて、垂直方向の閾値を設定することができる。
マージ候補が双方向動き情報を有する場合、マージ候補のＬ０動きベクトルを現在ブロックのＬ０初期動きベクトルとすることができ、また、マージ候補のＬ１動きベクトルを現在ブロックのＬ１初期動きベクトルとすることができる。この場合、マージ候補のＬ０参照画像と現在画像との出力順差分値（以下、Ｌ０差分値と呼ぶ）及びマージ候補のＬ１参照画像と現在画像との出力順差分値（以下、Ｌ１差分値と呼ぶ）を考慮することで、Ｌ０オフセットベクトル及びＬ１オフセットベクトルを決定することができる。
まず、Ｌ０差分値とＬ１差分値のシンボルが同じである場合、Ｌ０オフセットベクトルとＬ１オフセットベクトルを、同じであるように設定することができる。一方で、Ｌ０差分値とＬ１差分値のシンボルが異なる場合、Ｌ０オフセットベクトルと逆である方向で、Ｌ１オフセットベクトルを設定することができる。
Ｌ０オフセットベクトルの大きさとＬ１オフセットベクトルの大きさを同じであるように設定することができる。代替的には、Ｌ０差分値及びＬ１差分値に基づいてＬ０オフセットベクトルを縮小することで、Ｌ１オフセットベクトルの大きさを決定することができる。
例えば、式７は、Ｌ０差分値とＬ１差分値のシンボルが同じである場合のＬ０オフセットベクトル及びＬ１オフセットベクトルを示す。
Figure 0007391958000016
式７において、ｏｆｆｓｅｔＭＶＬ０［０］は、Ｌ０オフセットベクトルの水平方向成分を示し、ｏｆｆｓｅｔＭＶＬ０［１］は、Ｌ０オフセットベクトルの垂直方向成分を示す。ｏｆｆｓｅｔＭＶＬ１［０］は、Ｌ１オフセットベクトルの水平方向成分を示し、ｏｆｆｓｅｔＭＶＬ１［１］は、Ｌ１オフセットベクトルの垂直方向成分を示す。
式８は、Ｌ０差分値とＬ１差分値のシンボルが異なる場合のＬ０オフセットベクトル及びＬ１オフセットベクトルを示す。
Figure 0007391958000017
４つ以上のベクトル方向候補を定義することもできる。表７及び表８は、８個のベクトル方向候補を定義する例を示す。
Figure 0007391958000018
Figure 0007391958000019
表７及び表８において、ｓｉｇｎ［０］及びｓｉｇｎ［１］の絶対値が０より大きい場合、オフセットベクトルが対角線方向にあることを示す。表６を用いる場合、対角線オフセットベクトルのｘ軸成分及びｙ軸成分の大きさをａｂｓ（ｏｆｆｓｅｔＭＶ）とし、表７を用いる場合、対角線オフセットベクトルのｘ軸成分及びｙ軸成分の大きさをａｂｓ（ｏｆｆｓｅｔＭＶ／２）とする。
図１８は、オフセットベクトルの大きさを示すｄｉｓｔａｎｃｅ＿ｉｄｘ及びオフセットベクトルの方向を示すｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｉｄｘの値に基づいたオフセットベクトルを示す図である。
図１８（ａ）は、表６を適用する場合の例であり、図１８（ｂ）は、表７を適用する場合の例である。
ビットストリームを介して、ベクトル方向候補の数又は大きさのうちの少なくとも１つを決定するための情報をシグナルリングすることができる。例えば、ビットストリームを介して、ベクトル方向候補を決定するためのフラグｍｅｒｇｅ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ＿ｒａｎｇｅ＿ｆｌａｇをシグナルリングすることができる。シーケンスレベル、画像レベル又はスライスレベルで、信号によりフラグを送信することができる。例えば、フラグの値が０である場合、表６に示す４つのベクトル方向候補を用いることができる。一方で、フラグの値が１である場合、表７又は表８に示す８個のベクトル方向候補を用いることができる。
代替的には、オフセットベクトルの大きさに基づいて、ベクトル方向候補の数又は大きさのうちの少なくとも１つを決定することができる。例えば、オフセットベクトルの大きさを決定するための変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶの値が閾値以下である場合、表７又は表８に示す８個のベクトル方向候補を用いることができる。一方で、変数ＤｉｓｔＦｒｏｍＭｅｒｇｅＭＶの値が閾値より大きい場合、表６に示す４個のベクトル方向候補を用いることができる。
代替的には、初期動きベクトルのｘ成分の値ＭＶｘ及びｙ成分の値ＭＶｙに基づいて、ベクトル方向候補の数又は大きさのうちの少なくとも１つを決定することができる。例えば、ＭＶｘとＭＶｙとの差又は差の絶対値が閾値以下である場合、表７又は表８に示す８個のベクトル方向候補を用いるこおｔができる。一方で、ＭＶｘとＭＶｙとの差又は差の絶対値が閾値より大きい場合、表６に示す４個のベクトル方向候補を用いることができる。
オフセットベクトルに初期動きベクトルを加算することで、現在ブロックの動きベクトルを導出することができる。式９は、現在ブロックの動きベクトルを決定する例を示す。
Figure 0007391958000020
式９において、ｍｖＬ０は、現在ブロックのＬ０動きベクトルを示し、ｍｖＬ１は、現在ブロックのＬ１動きベクトルを示す。ｍｅｒｇｅＭＶＬ０は、現在ブロックのＬ０初期動きベクトル（即ち、マージ候補のＬ０動きベクトル）を示し、ｍｅｒｇｅＭＶＬ１は、現在ブロックのＬ１初期動きベクトルを示す。［０］は、動きベクトルの水平方向成分を示し、［１］は、動きベクトルの垂直方向成分を示す。
イントラ予測は、現在ブロックの周辺の符号化／復号された再構成サンプルを用いて現在ブロックを予測することである。この場合、現在ブロックのイントラ予測は、インループフィルタを適用する前の再構成サンプルを用いることができる。
イントラ予測技術は、マトリックス（Ｍａｔｒｉｘ）に基づくイントラ予測及び周辺の再構成サンプルとの方向性を考慮した一般的なイントラ予測を含む。ビットストリームを介して、現在ブロックのイントラ予測技術を示す情報をシグナルリングすることができる。前記情報は、１ビットフラグであってもよい。代替的には、現在ブロックの位置、大きさ、形状又は隣接ブロックのイントラ予測技術のうちの少なくとも１つに基づいて、現在ブロックのイントラ予測技術を決定することができる。例えば、現在ブロックが画像の境界に跨って存在する場合、現在ブロックを、マトリックスに基づくイントラ予測を適用しないように設定する。
マトリックスに基づくイントラ予測は、エンコーダ及びデコーダに記憶されたマトリックスと現在ブロックの周辺の再構成サンプルとのマトリックス乗算に基づいて現在ブロックの予測ブロックを得る方法である。ビットストリームを介して、記憶された複数のマトリックスのうちのいずれか１つを示すための情報をシグナルリングすることができる。デコーダは、前記情報及び現在ブロックの大きさに基づいて、現在ブロックのイントラ予測に用いられるマトリックスを決定することができる。
一般的なイントラ予測は、非角度イントラ予測モード又は角度イントラ予測モードに基づいて現在ブロックに関わる予測ブロックを得る方法である。
オリジナル画像と予測画像を減算することで、導出される残差画像を導出することができる。この場合、残差画像を周波数領域に変更する場合、周波数成分のうちの高周波数成分を除去しても、ビデオの主観画質を大幅に低下させることがない。従って、高周波数成分の値を小さくするか又は高周波数成分の値を０とすると、明らかな視覚的歪みを引き起こすことなく、圧縮効率を向上させるという効果を有する。上記特性を反映するために、現在ブロックを変換することで残差画像を２次元周波数成分に分解することができる。離散コサイン変換（ＤＣＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又は離散サイン変換（ＤＳＴ：Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等の変換技術を用いて前記変換を実行することができる。
ＤＣＴ又はＤＳＴを用いて現在ブロックを変換した後、変換された現在ブロックに対して再び変換を行うことができる。この場合、ＤＣＴ又はＤＳＴに基づく変換を第１変換と定義し、第１変換を適用したブロックに対して再び変換を行うプロセスを第２変換と呼ぶ。
第１変換は、複数の変換カーネル候補のうちのいずれか１つを用いて実行することができる。例えば、ＤＣＴ２、ＤＣＴ８又はＤＣＴ７のうちのいずれか１つを用いて第１変換を実行することができる。
水平方向及び垂直方向に対して、異なる変換カーネルを用いることもできる。ビットストリームを介して、水平方向の変換カーネルと垂直方向の変換カーネルの組み合わせを表す情報をシグナルリングすることもできる。
第１変換及び第２変換の実行ユニットは、異なる。例えば、８×８ブロックに対して第１変換を実行し、また、変換された８×８ブロックにおける大きさが４×４であるサブブロックに対して第２変換を実行することができる。この場合、第２変換を実行しない余剰領域の変換係数を０とすることもできる。
代替的には、４×４ブロックに対して第１変換を実行し、また、変換された４×４ブロックを含む大きさが８×８である領域に対して第２変換を実行することができる。
ビットストリームを介して、第２変換を実行するかどうかを表す情報をシグナルリングすることができる。
デコーダにおいて、第２変換の逆変換（第２逆変換）を実行し、また、その結果に対して第１変換の逆変換（第１逆変換）を実行することができる。第２逆変換及び第１逆変換の実行結果として、現在ブロックの残差信号を得ることができる。
量子化は、ブロックのエネルギーの減少に用いられ、また、量子化プロセスは、変換係数を特定の定数で除算するプロセスを含む。前記定数は、量子化パラメータにより導出されてもよく、また、量子化パラメータは、１から６３の値と定義されてもよい。
エンコーダにおいて変換及び量子化を実行すると、デコーダは、逆量子化及び逆変換により、残差ブロックを得ることができる。デコーダにおいて、予測ブロックと残差ブロックを加算することで、現在ブロックの再構成ブロックを得ることができる。
現在ブロックの再構成ブロックを得ると、インループフィルタリング（Ｉｎ－ｌｏｏｐ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ）により、量子化及び符号化プロセスにおいて発生した情報紛失を減少させることができる。インループフィルタは、デブロッキングフィルタ（Ｄｅｂｌｏｃｋｉｎｇ ｆｉｌｔｅｒ）、サンプル適応型オフセットフィルタ（Ｓａｍｐｌｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｆｆｓｅｔ ｆｉｌｔｅｒ：ＳＡＯ）又は適応型ループフィルタ（Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｌｏｏｐ Ｆｉｌｔｅｒ：ＡＬＦ）のうちの少なくとも１つを含んでもよい。
復号プロセス又は符号化プロセスに重点を置いて説明する実施例を符号化プロセス又は復号プロセスに用いるものも本発明の範囲内に含まれる。説明された順番と異なる順番で、所定の順番で説明された複数の実施例を変更したものも本発明の範囲内に含まれる。
一連のステップ又はフローチャートに基づいて実施例を説明したが、これは、発明の時間的順番を限定しない。また、必要に応じて、同時に実行してもよいか又は他の順番に応じて実行してもよい。なお、上記実施例において、ブロック図を構成する構成要素（例えば、ユニット、モジュール等）は、それぞれ、ハードウェア機器又はソフトウェアとして実現されてもよい。また、複数の構成要素を組み合わせて単一のハードウェア機器又はソフトウェアとして実行されてもよい。前記実施例は、プログラム命令の形態で実行してもよい。前記プログラム命令は、種々のコンピュータ部材により実行されてコンピュータ可読記憶媒体に記録されてもよい。前記コンピュータ可読記憶媒体は、プログラム命令、データファイル、データ構造などを単独で含んでもよいか又はその組み合わせを含んでもよい。コンピュータ可読記憶媒体の例として、ハードディスク、フレキシブルディスク及び磁気テープなどの磁気媒体、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ等の光学記録媒体、フロップティーカールディスク（ｆｌｏｐｔｉｃａｌ ｄｉｓｋ）のような磁気－光学媒体（ｍａｇｎｅｔｏ－ｏｐｔｉｃａｌ ｍｅｄｉａ）及びＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等のような、プログラム命令を記憶して該命令を実行する方式で特に配置されたハードウェア機器を含んでもよい。前記ハードウェア機器は、１つ又は複数のソフトウェアモジュールとして操作を行い、本発明による処理を実行するように構成されてもよく、その逆も同様である。
本発明は、ビデオに対して符号化／復号を行う電子機器に適用可能である。

Claims (12)

  1. ビデオ復号方法であって、
    現在ブロックのマージ候補リストを生成するステップと、
    前記マージ候補リストに含まれるマージ候補の中から、前記現在ブロックのマージ候補を指定するステップと、
    前記現在ブロックのオフセットベクトルを導出するステップと、
    前記オフセットベクトルに前記マージ候補の動きベクトルを加算することで前記現在ブロックの動きベクトルを導出するステップと、を含み、
    前記オフセットベクトルの大きさは、動き大きさ候補のうちのいずれか１つを指定する第１インデックス情報に基づいて、決定され、
    動き大きさ候補の最大値又は最小値のうちの少なくとも１つは、前記現在ブロックの動きベクトル精度に基づいて、異なるように設定される、ビデオ復号方法。
  2. 前記動き大きさ候補の最大値又は最小値のうちの少なくとも１つは、前記動き大きさ候補の範囲を示すフラグの値に基づいて、異なるように設定されることを特徴とする
    請求項１に記載のビデオ復号方法。
  3. 前記フラグは、画像レベルで、シグナルリングされることを特徴とする
    請求項２に記載のビデオ復号方法。
  4. 前記オフセットベクトルの大きさは、前記第１インデックス情報により指定される前記動き大きさ候補で表される値にシフト演算を適用することで得られることを特徴とする
    請求項１に記載のビデオ復号方法。
  5. 前記オフセットベクトルの方向は、ベクトル方向候補のうちのいずれか１つを指定する第２インデックス情報に基づいて、決定されることを特徴とする
    請求項１に記載のビデオ復号方法。
  6. 動きベクトルオフセット大きさ候補の範囲は、前記動きベクトル精度に基づいて、異なるように設定されることを特徴とする
    請求項１に記載のビデオ復号方法。
  7. 前記現在ブロックの動きベクトル精度が小数画素である場合、インデックス情報の値に対応する変数の値を１、２、４、８又は１６とし、または、
    前記現在ブロックの動きベクトル精度が整数画素である場合、インデックス情報の値に対応する変数の値を４、８、１６、３２又は６４とすることを特徴とする
    請求項１に記載のビデオ復号方法。
  8. 前記小数画素は１／４画素であることを特徴とする
    請求項７に記載のビデオ復号方法。
  9. 前記動きベクトル精度を決定するための情報は、ビットストリームの画像レベルでシグナリングされることを特徴とする
    請求項１に記載のビデオ復号方法。
  10. ビデオ符号化方法であって、
    現在ブロックのマージ候補リストを生成するステップと、
    前記マージ候補リストに含まれるマージ候補の中から、前記現在ブロックのマージ候補を選択するステップと、
    前記現在ブロックのオフセットベクトルを導出するステップと、
    前記オフセットベクトルに前記マージ候補の動きベクトルを加算することで前記現在ブロックの動きベクトルを導出するステップと、を含み、
    第１インデックス情報に対して符号化を行うステップを更に含み、前記第１インデックス情報は、複数の動き大きさ候補のうち、前記オフセットベクトルの大きさの動き大きさ候補を指定するためのものであり、
    動き大きさ候補の最大値又は最小値のうちの少なくとも１つは、前記現在ブロックの動きベクトル精度に基づいて、異なるように設定される、ビデオ符号化方法。
  11. 前記動き大きさ候補の範囲を示すフラグを符号化するステップを更に含み、前記符号化されたフラグの値に基づいて、前記動き大きさ候補の最大値又は最小値のうちの少なくとも１つが、異なるように設定され、又は、
    前記ビデオ符号化方法は、第２インデックス情報に対して符号化を行うステップを更に含み、前記第２インデックス情報は、複数のベクトル方向候補のうち、前記オフセットベクトルの方向を示すベクトル方向候補を指定するためのものであることを特徴とする
    請求項１０に記載のビデオ符号化方法。
  12. ビデオ復号機器であって、現在ブロックのマージ候補リストを生成し、前記マージ候補リストに含まれるマージ候補の中から、前記現在ブロックのマージ候補を指定し、前記現在ブロックのオフセットベクトルを導出し、前記オフセットベクトルに前記マージ候補の動きベクトルを加算することで前記現在ブロックの動きベクトルを導出するように構成されるインター予測部を備え、前記オフセットベクトルの大きさは、動き大きさ候補のうちのいずれか１つを指定する第１インデックス情報に基づいて、決定され、動き大きさ候補の最大値又は最小値のうちの少なくとも１つは、前記現在ブロックの動きベクトル精度に基づいて、異なるように設定される、ビデオ復号機器。
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