JP7490864B2 - クロマ成分符号化ブロックの最大変換サイズ制限を用いた画像符号化／復号化方法、装置、及びビットストリームを伝送する方法 - Google Patents

クロマ成分符号化ブロックの最大変換サイズ制限を用いた画像符号化／復号化方法、装置、及びビットストリームを伝送する方法 Download PDF

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Description

本開示は、画像符号化／復号化方法及び装置に係り、より詳細には、クロマ成分符号化ブロックの最大変換サイズを制限して画像を符号化／復号化する方法、装置、及び本開示の画像符号化方法／装置によって生成されたビットストリームを伝送する方法に関する。
最近、高解像度、高品質の画像、例えばＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）画像及びＵＨＤ（Ｕｌｔｒａ Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）画像への需要が多様な分野で増加している。画像データが高解像度、高品質になるほど、従来の画像データに比べて、伝送される情報量又はビット量が相対的に増加する。伝送される情報量又はビット量の増加は、伝送費用と保存費用の増加をもたらす。
これにより、高解像度、高品質画像の情報を効果的に伝送又は保存し、再生するための高効率の画像圧縮技術が求められる。
本開示は、符号化／復号化効率が向上した画像符号化／復号化方法及び装置を提供することを目的とする。
また、本開示は、クロマ成分符号化ブロックの最大変換サイズを制限することにより符号化／復号化効率の向上を図る画像符号化／復号化方法及び装置を提供することを目的とする。
また、本開示は、本開示による画像符号化方法又は装置によって生成されたビットストリームを伝送する方法を提供することを目的とする。
また、本開示は、本開示による画像符号化方法又は装置によって生成されたビットストリームを保存した記録媒体を提供することを目的とする。
また、本開示は、本開示による画像復号化装置によって受信され、復号化されて画像の復元に利用されるビットストリームを保存した記録媒体を提供することを目的とする。
本開示で解決しようとする技術的課題は上述した技術的課題に制限されず、上述していない別の技術的課題は以降の記載から本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解できるであろう。
本開示の一態様による画像復号化装置によって行われる画像復号化方法は、現在ブロックの予測モードを決定するステップと、前記現在ブロックの予測モードがＩＢＣ（ｉｎｔｒａ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｙ）予測モードである場合、ＩＢＣ予測モード情報に基づいて前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成するステップと、前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて前記現在ブロックの変換ブロックのサイズを決定するステップと、前記変換ブロックのサイズに基づいて前記現在ブロック残差ブロックを生成するステップと、前記予測ブロックと前記現在ブロックの残差ブロックに基づいて前記現在ブロックを復元するステップと、を含むことができる。
また、本開示の一態様による画像復号化装置は、メモリ及び少なくとも一つのプロセッサを含み、前記少なくとも一つのプロセッサは、現在ブロックの予測モードを決定し、前記現在ブロックの予測モードがＩＢＣ（ｉｎｔｒａ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｙ）予測モードである場合、ＩＢＣ予測モード情報に基づいて前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成し、前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて前記現在ブロックの変換ブロックのサイズを決定し、前記変換ブロックのサイズに基づいて前記現在ブロックの残差ブロックを生成することができる。この際、復号化装置は、前記予測ブロックと前記現在ブロックの残差ブロックに基づいて前記現在ブロックを復元することができる。
また、本開示の一態様による画像符号化装置によって行われる画像符号化方法は、前記画像を分割して現在ブロックを決定するステップと、前記現在ブロックに対してＩＢＣ予測を行って現在ブロックの予測ブロックを生成するステップと、前記予測ブロックに基づいて前記現在ブロックの残差ブロックを生成するステップと、前記現在ブロックの予測モード情報を符号化するステップと、を含むことができる。この際、前記残差ブロックは前記現在ブロックの変換ブロックのサイズに基づいて符号化され、前記変換ブロックのサイズは前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて決定されることができる。
また、本開示の別の態様による伝送方法は、本開示の画像符号化装置又は画像符号化方法によって生成されたビットストリームを伝送することができる。
また、本開示の別の態様によるコンピュータ可読記録媒体は、本開示の画像符号化方法又は画像符号化装置によって生成されたビットストリームを保存することができる。
本開示について簡略に要約して上述した特徴は、後述する本開示の詳細な説明の例示的な態様に過ぎず、本開示の範囲を制限するものではない。
本開示によれば、符号化／復号化効率が向上した画像符号化／復号化方法及び装置が提供されることができる。
また、本開示によれば、クロマ成分符号化ブロックの最大変換サイズを制限することにより符号化／復号化効率の向上を図る画像符号化／復号化方法及び装置が提供されることができる。
また、本開示によれば、本開示による画像符号化方法又は装置によって生成されたビットストリームを伝送する方法が提供されることができる。
また、本開示によれば、本開示による画像符号化方法又は装置によって生成されたビットストリームを保存した記録媒体が提供されることができる。
また、本開示によれば、本開示による画像復号化装置によって受信され、復号化されて画像の復元に利用されるビットストリームを保存した記録媒体が提供されることができる。
本開示で得られる効果は、上述した効果に限定されず、上述していない別の効果は、以降の記載から、本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解できるだろう。
本開示による実施例が適用できるビデオコーディングシステムを概略的に示す図である。 本開示による実施例が適用できる画像符号化装置を概略的に示す図である。 本開示による実施例が適用できる画像復号化装置を概略的に示す図である。 一実施例による画像の分割構造を示す図である。 マルチタイプツリー構造によるブロックの分割タイプの一実施例を示す図である。 本開示によるマルチタイプツリーを伴う四分木（ｑｕａｄｔｒｅｅ ｗｉｔｈ ｎｅｓｔｅｄ ｍｕｌｔｉ－ｔｙｐｅ ｔｒｅｅ）構造におけるブロック分割情報のシグナリングメカニズムを例示する図である。 ＣＴＵが多重ＣＵに分割される一実施例を示す図である。 冗長（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ）分割パターンの一実施例を示す図である。 一実施例によるインター予測ベースのビデオ／画像符号化方法を示すフローチャートである。 一実施例によるインター予測部１８０の構成を例示的に示す図である。 一実施例によるインター予測ベースのビデオ／画像復号化方法を示すフローチャートである。 一実施例によるインター予測部２６０の構成を例示的に示す図である。 一実施例による空間マージ候補として用いることができる周辺ブロックを例示する図である。 一実施例によるマージ候補リスト構成方法を概略的に示す図である。 一実施例による動きベクトル予測子候補リスト構成方法を概略的に示す図である。 一実施例による画像符号化装置から画像復号化装置へＭＶＤを伝送するためのシンタックス構造を示す図である。 一実施例によるＩＢＣベースのビデオ／画像符号化方法を示すフローチャートである。 一実施例によるＩＢＣベースのビデオ／画像符号化方法を行う予測部の構成を例示的に示す図である。 一実施例によるＩＢＣベースのビデオ／画像復号化方法を示すフローチャートである。 一実施例によるＩＢＣベースのビデオ／画像復号化方法を行う予測部の構成を例示的に示す図である。 一実施例によるクロマフォーマットシグナリングのためのシンタックスを示す図である。 一実施例によるクロマフォーマット分類表を示す図である。 仮想パイプライン処理のためのＣＵの分割制限事例を説明する図である。 一実施例によるＣＵとＴＵの分割事例を示す図である。 一実施例によるＣＵとＴＵの分割事例を示す図である。 一実施例によるＣＵとＴＵの分割事例を示す図である。 一実施例による最大変換サイズが適用されたＩＢＣ予測及びイントラ予測を示すフローチャートである。 一実施例による最大変換サイズが適用されたＩＢＣ予測及びイントラ予測を示すフローチャートである。 一実施例による符号化装置が画像を符号化する方法を説明するフローチャートである。 一実施例による復号化装置が画像を復号化する方法を示すフローチャートである。 本開示の実施例が適用できるコンテンツストリーミングシステムを例示する図である。
以下、添付図面を参照して、本開示の実施例について、本開示の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施し得るように詳細に説明する。しかし、本開示は、様々な異なる形態で実現でき、ここで説明する実施例に限定されない。
本開示の実施例を説明するにあたり、公知の構成又は機能についての具体的な説明が本開示の要旨を不明確にするおそれがあると判断される場合には、それについての詳細な説明は省略する。そして、図面において、本開示についての説明と関係ない部分は省略し、同様の部分には同様の図面符号を付した。
本開示において、ある構成要素が他の構成要素と「連結」、「結合」又は「接続」されているとするとき、これは、直接的な連結関係だけでなく、それらの間に別の構成要素が存在する間接的な連結関係も含むことができる。また、ある構成要素が他の構成要素を「含む」又は「有する」とするとき、これは、特に反対される記載がない限り、別の構成要素を排除するのではなく、別の構成要素をさらに含むことができることを意味する。
本開示において、「第１」、「第２」などの用語は、一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみで使用され、特に言及されない限り、構成要素間の順序又は重要度などを限定しない。したがって、本開示の範囲内において、一実施例の第１構成要素は、他の実施例で第２構成要素と呼んでもよく、これと同様に、一実施例の第２構成要素を、他の実施例で第１構成要素と呼んでもよい。
本開示において、互いに区別される構成要素は、それぞれの特徴を明確に説明するためのものであり、構成要素が必ずしも分離されることを意味するものではない。つまり、複数の構成要素が統合されて一つのハードウェア又はソフトウェア単位で構成されてもよく、一つの構成要素が分散されて複数のハードウェア又はソフトウェア単位で構成されてもよい。よって、別に言及しなくても、このように統合された又は分散された実施例も本開示の範囲に含まれる。
本開示において、さまざまな実施例で説明する構成要素が必ず必要不可欠な構成要素を意味するものではなく、一部は選択的な構成要素であり得る。したがって、一実施例で説明する構成要素の部分集合で構成される実施例も本開示の範囲に含まれる。また、様々な実施例で説明する構成要素にさらに他の構成要素を含む実施例も、本開示の範囲に含まれる。
本開示は、画像の符号化及び復号化に関するものであって、本開示で使用される用語は、本開示で新たに定義されない限り、本開示の属する技術分野における通常の意味を持つことができる。
本開示において、「ピクチャ（ｐｉｃｔｕｒｅ）」は、一般的に、特定の時間帯のいずれか一つの画像を示す単位を意味し、スライス（ｓｌｉｃｅ）／タイル（ｔｉｌｅ）は、ピクチャの一部を構成する符号化単位であって、一つのピクチャは、一つ以上のスライス／タイルで構成できる。また、スライス／タイルは、一つ以上のＣＴＵ（ｃｏｄｉｎｇ ｔｒｅｅ ｕｎｉｔ）を含むことができる。
本開示において、「ピクセル（ｐｉｘｅｌ）」又は「ペル（ｐｅｌ）」は、一つのピクチャ（又は画像）を構成する最小の単位を意味することができる。また、ピクセルに対応する用語として「サンプル（ｓａｍｐｌｅ）」が使用できる。サンプルは、一般的に、ピクセル又はピクセルの値を示すことができ、ルマ（ｌｕｍａ）成分のピクセル／ピクセル値のみを示すこともでき、クロマ（ｃｈｒｏｍａ）成分のピクセル／ピクセル値のみを示すこともできる。
本開示において、「ユニット（ｕｎｉｔ）」は、画像処理の基本単位を示すことができる。ユニットは、ピクチャの特定の領域及び当該領域に関連する情報のうちの少なくとも一つを含むことができる。ユニットは、場合に応じて、「サンプルアレイ」、「ブロック（ｂｌｏｃｋ）」又は「領域（ａｒｅａ）」などの用語と混用して使用できる。一般な場合、Ｍ×Ｎブロックは、Ｍ個の列とＮ個の行からなるサンプル（又はサンプルアレイ）又は変換係数（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）のセット（又はアレイ）を含むことができる。
本開示において、「現在ブロック」は、「現在コーディングブロック」、「現在コーディングユニット」、「符号化対象ブロック」、「復号化対象ブロック」又は「処理対象ブロック」のうちのいずれか一つを意味することができる。予測が行われる場合、「現在ブロック」は、「現在予測ブロック」又は「予測対象ブロック」を意味することができる。変換（逆変換）／量子化（逆量子化）が行われる場合、「現在ブロック」は「現在変換ブロック」又は「変換対象ブロック」を意味することができる。フィルタリングが行われる場合、「現在ブロック」は「フィルタリング対象ブロック」を意味することができる。
また、本開示において、「現在ブロック」は、クロマブロックという明示的な記載がない限り、「現在ブロックのルマブロック」を意味することができる。「現在ブロックのクロマブロック」は、明示的に「クロマブロック」又は「現在クロマブロック」のようにクロマブロックという明示的な記載を含んで表現できる。
本開示において、「／」と「、」は「及び／又は」と解釈されることができる。例えば、「Ａ／Ｂ」と「Ａ、Ｂ」は「Ａ及び／又はＢ」と解釈されることができる。また、「Ａ／Ｂ／Ｃ」と「Ａ、Ｂ、Ｃ」は、「Ａ、Ｂ及び／又はＣのうちの少なくとも一つ」を意味することができる。
本開示において、「又は」は、「及び／又は」と解釈されることができる。例えば、「Ａ又はＢ」は、１）「Ａ」のみを意味するか、２）「Ｂ」のみを意味するか、３）「Ａ及びＢ」を意味することができる。又は、本開示において、「又は」は、「追加的に又は代替的に（ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ ｏｒ ａｌｔｅｒｎａｔｉｖｅｌｙ）」を意味することができる。
ビデオコーディングシステムの概要
図１は本開示によるビデオコーディングシステムを示す図である。
一実施例によるビデオコーディングシステムは、符号化装置１０及び復号化装置２０を含むことができる。符号化装置１０は、符号化されたビデオ（ｖｉｄｅｏ）及び／又は画像（ｉｍａｇｅ）情報又はデータをファイル又はストリーミング形式でデジタル記憶媒体又はネットワークを介して復号化装置２０へ伝達することができる。
一実施例による符号化装置１０は、ビデオソース生成部１１、符号化部１２及び伝送部１３を含むことができる。一実施例による復号化装置２０は、受信部２１、復号化部２２及びレンダリング部２３を含むことができる。前記符号化部１２は、ビデオ／画像符号化部と呼ばれることができ、前記復号化部２２は、ビデオ／画像復号化部と呼ばれることができる。伝送部１３は、符号化部１２に含まれることができる。受信部２１は、復号化部２２に含まれることができる。レンダリング部２３は、ディスプレイ部を含むこともでき、ディスプレイ部は、別個のデバイス又は外部コンポーネントとして構成されることもできる。
ビデオソース生成部１１は、ビデオ／画像のキャプチャ、合成又は生成過程などを介してビデオ／画像を取得することができる。ビデオソース生成部１１は、ビデオ／画像キャプチャデバイス及び／又はビデオ／画像生成デバイスを含むことができる。ビデオ／画像キャプチャデバイスは、例えば、一つ以上のカメラ、以前にキャプチャされたビデオ／画像を含むビデオ／画像アーカイブなどを含むことができる。ビデオ／画像生成デバイスは、例えば、コンピュータ、タブレット及びスマートフォンなどを含むことができ、（電子的に）ビデオ／画像を生成することができる。例えば、コンピュータなどを介して、仮想のビデオ／画像が生成されることができ、この場合、ビデオ／画像キャプチャ過程は、関連データが生成される過程に置き換えられることができる。
符号化部１２は、入力ビデオ／画像を符号化することができる。符号化部１２は、圧縮及び符号化効率のために、予測、変換、量子化などの一連の手順を行うことができる。符号化部１２は、符号化されたデータ（符号化されたビデオ／画像情報）をビットストリーム（ｂｉｔｓｔｒｅａｍ）形式で出力することができる。
伝送部１３は、ビットストリーム形式で出力された、符号化されたビデオ／画像情報又はデータを、ファイル又はストリーミング形式でデジタル記憶媒体又はネットワークを介して復号化装置２０の受信部２１に伝達することができる。デジタル記憶媒体は、ＵＳＢ、ＳＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ－ｒａｙ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどのさまざまな記憶媒体を含むことができる。伝送部１３は、予め決められたファイルフォーマットを介してメディアファイルを生成するためのエレメントを含むことができ、放送／通信ネットワークを介して伝送するためのエレメントを含むことができる。受信部２１は、前記記憶媒体又はネットワークから前記ビットストリームを抽出／受信して復号化部２２に伝達することができる。
復号化部２２は、符号化部１２の動作に対応する逆量子化、逆変換、予測などの一連の手順を行ってビデオ／画像を復号化することができる。
レンダリング部２３は、復号化されたビデオ／画像をレンダリングすることができる。レンダリングされたビデオ／画像は、ディスプレイ部を介して表示されることができる。
画像符号化装置の概要
図２は本開示による実施例が適用できる画像符号化装置を概略的に示す図である。
図２に示されているように、画像符号化装置１００は、画像分割部１１０、減算部１１５、変換部１２０、量子化部１３０、逆量子化部１４０、逆変換部１５０、加算部１５５、フィルタリング部１６０、メモリ１７０、インター予測部１８０、イントラ予測部１８５及びエントロピー符号化部１９０を含むことができる。インター予測部１８０及びイントラ予測部１８５は、合わせて「予測部」と呼ばれることができる。変換部１２０、量子化部１３０、逆量子化部１４０及び逆変換部１５０は、レジデュアル（ｒｅｓｉｄｕａｌ）処理部に含まれることができる。レジデュアル処理部は減算部１１５をさらに含むこともできる。
画像符号化装置１００を構成する複数の構成部の全部又は少なくとも一部は、実施例によって一つのハードウェアコンポーネント（例えば、エンコーダ又はプロセッサ）で実現されることができる。また、メモリ１７０は、ＤＰＢ（ｄｅｃｏｄｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ ｂｕｆｆｅｒ）を含むことができ、デジタル記憶媒体によって実現できる。
画像分割部１１０は、画像符号化装置１００に入力された入力画像（又は、ピクチャ、フレーム）を一つ以上の処理ユニット（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｕｎｉｔ）に分割することができる。一例として、前記処理ユニットは、コーディングユニット（ｃｏｄｉｎｇ ｕｎｉｔ、ＣＵ）と呼ばれることができる。コーディングユニットは、コーディングツリーユニット（ｃｏｄｉｎｇ ｔｒｅｅ ｕｎｉｔ、ＣＴＵ）又は最大コーディングユニット（ｌａｒｇｅｓｔ ｃｏｄｉｎｇ ｕｎｉｔ、ＬＣＵ）をＱＴ／ＢＴ／ＴＴ（Ｑｕａｄ－ｔｒｅｅ／ｂｉｎａｒｙ－ｔｒｅｅ／ｔｅｒｎａｒｙ－ｔｒｅｅ）構造によって再帰的に（ｒｅｃｕｒｓｉｖｅｌｙ）分割することにより取得されることができる。例えば、一つのコーディングニットは、四分木構造、二分木構造及び／又は三分木構造に基づいて、下位（ｄｅｅｐｅｒ）デプスの複数のコーディングユニットに分割されることができる。コーディングユニットの分割のために、四分木構造が先に適用され、二分木構造及び／又は三分木構造が後で適用されることができる。それ以上分割されない最終コーディングユニットを基に、本開示によるコーディング手順が行われることができる。最大コーディングユニットが最終コーディングユニットとして使用されることができ、最大コーディングユニットを分割して取得した下位デプスのコーディングユニットが最終コーディングユニットとして使用されることもできる。ここで、コーディング手順とは、後述する予測、変換及び／又は復元などの手順を含むことができる。他の例として、前記コーディング手順の処理ユニットは、予測ユニット（ＰＵ：Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ Ｕｎｉｔ）又は変換ユニット（ＴＵ：Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｕｎｉｔ）であることができる。前記予測ユニット及び前記変換ユニットは、それぞれ前記最終コーディングユニットから分割又はパーティショニングされることができる。前記予測ユニットは、サンプル予測の単位であることができ、前記変換ユニットは、変換係数を誘導する単位、及び／又は変換係数からレジデュアル信号（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｉｇｎａｌ）を誘導する単位であることができる。
予測部（インター予測部１８０又はイントラ予測部１８５）は、処理対象ブロック（現在ブロック）に対する予測を行い、前記現在ブロックに対する予測サンプルを含む予測されたブロック（ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｂｌｏｃｋ）を生成することができる。予測部は、現在ブロック又はＣＵ単位でイントラ予測が適用されるか、或いはインター予測が適用されるかを決定することができる。予測部は、現在ブロックの予測に関するさまざまな情報を生成してエントロピー符号化部１９０に伝達することができる。予測に関する情報は、エントロピー符号化部１９０で符号化されてビットストリーム形式で出力されることができる。
イントラ予測部１８５は、現在ピクチャ内のサンプルを参照して現在ブロックを予測することができる。参照される前記サンプルは、イントラ予測モード及び／又はイントラ予測技法に従って、前記現在ブロックの周辺（ｎｅｉｇｈｂｏｒ）に位置することもでき、或いは離れて位置することもできる。イントラ予測モードは、複数の非方向性モードと複数の方向性モードを含むことができる。非方向性モードは、例えば、ＤＣモード及びＰｌａｎａｒモードを含むことができる。方向性モードは、予測方向の細かい程度に応じて、例えば３３個の方向性予測モード又は６５個の方向性予測モードを含むことができる。ただし、これは例示に過ぎず、設定に基づいてそれ以上又はそれ以下の個数の方向性予測モードが使用できる。イントラ予測部１８５は、周辺ブロックに適用された予測モードを用いて、現在ブロックに適用される予測モードを決定することもできる。
インター予測部１８０は、参照ピクチャ上で動きベクトルによって特定される参照ブロック（参照サンプルアレイ）に基づいて、現在ブロックに対する予測されたブロックを誘導することができる。この時、インター予測モードで伝送される動き情報の量を減らすために、周辺ブロックと現在ブロックとの動き情報の相関性に基づいて動き情報をブロック、サブブロック又はサンプル単位で予測することができる。前記動き情報は、動きベクトル及び参照ピクチャインデックスを含むことができる。前記動き情報は、インター予測方向（Ｌ０予測、Ｌ１予測、Ｂｉ予測など）情報をさらに含むことができる。インター予測の場合、周辺ブロックは、現在ピクチャ内に存在する空間周辺ブロック（ｓｐａｔｉａｌ ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）と、参照ピクチャに存在する時間周辺ブロック（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）を含むことができる。前記参照ブロックを含む参照ピクチャと、前記時間周辺ブロックを含む参照ピクチャとは、同一でもよく、互いに異なってもよい。前記時間周辺ブロックは、コロケート参照ブロック（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂｌｏｃｋ）、コロケートＣＵ（ｃｏｌＣＵ）などの名前で呼ばれることができる。前記時間周辺ブロックを含む参照ピクチャは、コロケートピクチャ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ、ｃｏｌＰｉｃ）と呼ばれることができる。例えば、インター予測部１８０は、周辺ブロックに基づいて動き情報候補リストを構成し、前記現在ブロックの動きベクトル及び／又は参照ピクチャインデックスを導出するために、どの候補が使用されるかを指示する情報を生成することができる。様々な予測モードに基づいて、インター予測が行われることができ、例えばスキップモードとマージモードの場合に、インター予測部１８０は、周辺ブロックの動き情報を現在ブロックの動き情報として用いることができる。スキップモードの場合、マージモードとは異なり、レジデュアル信号が伝送されないことができる。動き情報予測（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ、ＭＶＰ）モードの場合、周辺ブロックの動きベクトルを動きベクトル予測子（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）として用い、動きベクトル差分（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）及び動きベクトル予測子に対するインジケータ（ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）を符号化することにより、現在ブロックの動きベクトルをシグナリングすることができる。動きベクトル差分は、現在ブロックの動きベクトルと動きベクトル予測子との差を意味することができる。
予測部は、後述する様々な予測方法及び／又は予測技法に基づいて予測信号を生成することができる。例えば、予測部は、現在ブロックの予測のために、イントラ予測又はインター予測を適用することができるだけでなく、イントラ予測とインター予測を同時に適用することができる。現在ブロックの予測のためにイントラ予測とインター予測を同時に適用する予測方法は、ＣＩＩＰ（ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｉｎｔｅｒ ａｎｄ ｉｎｔｒａ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）と呼ばれることができる。また、予測部は、現在ブロックの予測のためにイントラブロックコピー（ｉｎｔｒａ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｙ、ＩＢＣ）を行うこともできる。イントラブロックコピーは、例えば、ＳＣＣ（ｓｃｒｅｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｃｏｄｉｎｇ）などのようにゲームなどのコンテンツ画像／動画コーディングのために使用できる。ＩＢＣは、現在ブロックから所定の距離だけ離れた位置の現在ピクチャ内の既に復元された参照ブロックを用いて現在ブロックを予測する方法である。ＩＢＣが適用される場合、現在ピクチャ内の参照ブロックの位置は前記所定の距離に該当するベクトル（ブロックベクトル）として符号化されることができる。ＩＢＣは、基本的に、現在ピクチャ内で予測を行うが、現在ピクチャ内で参照ブロックを導出するという点において、インター予測と同様に行われることができる。すなわち、ＩＢＣは、本開示で説明されるインター予測技法のうちの少なくとも一つを用いることができる。
予測部によって生成された予測信号は、復元信号を生成するために用いられるか、或いはレジデュアル信号を生成するために用いられることができる。減算部１１５は、入力画像信号（原本ブロック、原本サンプルアレイ）から、予測部から出力された予測信号（予測されたブロック、予測サンプルアレイ）を減算して、レジデュアル信号（ｒｅｓｉｄｕａｌ ｓｉｇｎａｌ、残余ブロック、残余サンプルアレイ）を生成することができる。生成されたレジデュアル信号は、変換部１２０に伝送されることができる。
変換部１２０は、レジデュアル信号に変換技法を適用して変換係数（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓ）を生成することができる。例えば、変換技法は、ＤＣＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、ＤＳＴ（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、ＫＬＴ（Ｋａｒｈｕｎｅｎ－Ｌｏｅｖｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、ＧＢＴ（Ｇｒａｐｈ－Ｂａｓｅｄ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）、又はＣＮＴ（Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｌｌｙ Ｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）のうちの少なくとも一つを含むことができる。ここで、ＧＢＴは、ピクセル間の関係情報をグラフで表現するとするとき、このグラフから得られた変換を意味する。ＣＮＴは、以前に復元されたすべてのピクセル（ａｌｌ ｐｒｅｖｉｏｕｓｌｙ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｐｉｘｅｌ）を用いて予測信号を生成し、それに基づいて取得される変換を意味する。変換過程は、正方形の同じサイズを有するピクセルブロックに適用されることもでき、正方形ではない、可変サイズのブロックにも適用されることもできる。
量子化部１３０は、変換係数を量子化してエントロピー符号化部１９０に伝送することができる。エントロピー符号化部１９０は、量子化された信号（量子化された変換係数に関する情報）を符号化してビットストリーム形式で出力することができる。前記量子化された変換係数に関する情報は、レジデュアル情報と呼ばれることができる。量子化部１３０は、係数スキャン順序（ｓｃａｎ ｏｒｄｅｒ）に基づいて、ブロック形式の量子化された変換係数を１次元ベクトル形式で再整列することができ、前記１次元ベクトル形式の量子化された変換係数に基づいて、前記量子化された変換係数に関する情報を生成することもできる。
エントロピー符号化部１９０は、例えば、指数ゴロム（ｅｘｐｏｎｅｎｔｉａｌ Ｇｏｌｏｍｂ）、ＣＡＶＬＣ（ｃｏｎｔｅｘｔ－ａｄａｐｔｉｖｅ ｖａｒｉａｂｌｅ ｌｅｎｇｔｈ ｃｏｄｉｎｇ）、ＣＡＢＡＣ（ｃｏｎｔｅｘｔ－ａｄａｐｔｉｖｅ ｂｉｎａｒｙ ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｃｏｄｉｎｇ）などの様々な符号化方法を行うことができる。エントロピー符号化部１９０は、量子化された変換係数の他に、ビデオ／画像復元に必要な情報（例えば、シンタックス要素（ｓｙｎｔａｘ ｅｌｅｍｅｎｔｓの値など）を一緒に又は別々に符号化することもできる。符号化された情報（例えば、符号化されたビデオ／画像情報）は、ビットストリーム形式でＮＡＬ（ｎｅｔｗｏｒｋ ａｂｓｔｒａｃｔｉｏｎ ｌａｙｅｒ）ユニット単位で伝送又は保存されることができる。前記ビデオ／画像情報は、適応パラメータセット（ＡＰＳ）、ピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）又はビデオパラメータセット（ＶＰＳ）などの様々なパラメータセットに関する情報をさらに含むことができる。また、前記ビデオ／画像情報は、一般制限情報（ｇｅｎｅｒａｌ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）をさらに含むことができる。本開示で言及されたシグナリング情報、伝送される情報及び／又はシンタックス要素は、上述した符号化手順を介して符号化されて前記ビットストリームに含まれることができる。
前記ビットストリームは、ネットワークを介して伝送されることができ、又はデジタル記憶媒体に保存されることができる。ここで、ネットワークは、放送網及び／又は通信網などを含むことができ、デジタル記憶媒体は、ＵＳＢ、ＳＤ、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ－ｒａｙ、ＨＤＤ、ＳＳＤなどのさまざまな記憶媒体を含むことができる。エントロピー符号化部１９０から出力された信号を伝送する伝送部（図示せず）及び／又は保存する保存部（図示せず）が画像符号化装置１００の内／外部要素として備えられることができ、又は伝送部はエントロピー符号化部１９０の構成要素として備えられることもできる。
量子化部１３０から出力された、量子化された変換係数は、レジデュアル信号を生成するために用いられることができる。例えば、量子化された変換係数に逆量子化部１４０及び逆変換部１５０を介して逆量子化及び逆変換を適用することにより、レジデュアル信号（レジデュアルブロック又はレジデュアルサンプル）を復元することができる。
加算部１５５は、復元されたレジデュアル信号をインター予測部１８０又はイントラ予測部１８５から出力された予測信号に加えることにより、復元（ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ）信号（復元ピクチャ、復元ブロック、復元サンプルアレイ）を生成することができる。スキップモードが適用された場合のように処理対象ブロックに対するレジデュアルがない場合、予測されたブロックが復元ブロックとして使用されることができる。加算部１５５は、復元部又は復元ブロック生成部と呼ばれることができる。生成された復元信号は、現在ピクチャ内の次の処理対象ブロックのイントラ予測のために使用されることができ、後述するようにフィルタリングを経て次のピクチャのインター予測のために使用されることもできる。
フィルタリング部１６０は、復元信号にフィルタリングを適用して主観的／客観的画質を向上させることができる。例えば、フィルタリング部１６０は、復元ピクチャに様々なフィルタリング方法を適用して、修正された（ｍｏｄｉｆｉｅｄ）復元ピクチャを生成することができ、前記修正された復元ピクチャをメモリ１７０、具体的にはメモリ１７０のＤＰＢに保存することができる。前記様々なフィルタリング方法は、例えば、デブロッキングフィルタリング、サンプル適応的オフセット（ｓａｍｐｌｅ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｆｆｓｅｔ）、適応的ループフィルタ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｌｏｏｐ ｆｉｌｔｅｒ）、双方向フィルタ（ｂｉｌａｔｅｒａｌ ｆｉｌｔｅｒ）などを含むことができる。フィルタリング部１６０は、各フィルタリング方法についての説明で後述するようにフィルタリングに関する様々な情報を生成してエントロピー符号化部１９０に伝達することができる。フィルタリングに関する情報は、エントロピー符号化部１９０で符号化されてビットストリーム形式で出力されることができる。
メモリ１７０に伝送された、修正された復元ピクチャは、インター予測部１８０で参照ピクチャとして使用されることができる。画像符号化装置１００は、これを介してインター予測が適用される場合、画像符号化装置１００と画像復号化装置での予測ミスマッチを回避することができ、符号化効率も向上させることができる。
メモリ１７０内のＤＰＢは、インター予測部１８０での参照ピクチャとして使用するために、修正された復元ピクチャを保存することができる。メモリ１７０は、現在ピクチャ内の動き情報が導出された（又は符号化された）ブロックの動き情報及び／又は既に復元されたピクチャ内ブロックの動き情報を保存することができる。前記保存された動き情報は、空間周辺ブロックの動き情報又は時間周辺ブロックの動き情報として活用するために、インター予測部１８０に伝達されることができる。メモリ１７０は、現在ピクチャ内の復元されたブロックの復元サンプルを保存することができ、イントラ予測部１８５に伝達することができる。
画像復号化装置の概要
図３は本開示による実施例が適用できる画像復号化装置を概略的に示す図である。
図３に示されているように、画像復号化装置２００は、エントロピー復号化部２１０、逆量子化部２２０、逆変換部２３０、加算部２３５、フィルタリング部２４０、メモリ２５０、インター予測部２６０及びイントラ予測部２６５を含んで構成できる。インター予測部２６０及びイントラ予測部２６５を合わせて「予測部」と呼ばれることができる。逆量子化部２２０、逆変換部２３０はレジデュアル処理部に含まれることができる。
画像復号化装置２００を構成する複数の構成部の全部又は少なくとも一部は、実施例によって一つのハードウェアコンポーネント（例えば、デコーダ又はプロセッサ）で実現されることができる。また、メモリ１７０は、ＤＰＢを含むことができ、デジタル記憶媒体によって実現できる。
ビデオ／画像情報を含むビットストリームを受信した画像復号化装置２００は、図１の画像符号化装置１００で行われたプロセスに対応するプロセスを実行して画像を復元することができる。例えば、画像復号化装置２００は、画像符号化装置で適用された処理ユニットを用いて復号化を行うことができる。したがって、復号化の処理ユニットは、例えばコーディングユニットであることができる。コーディングユニットは、コーディングツリーユニット又は最大コーディングユニットを分割して取得できる。そして、画像復号化装置２００を介して復号化及び出力された復元画像信号は、再生装置（図示せず）を介して再生できる。
画像復号化装置２００は、図２の画像符号化装置から出力された信号をビットストリーム形式で受信することができる。受信された信号は、エントロピー復号化部２１０を介して復号化できる。例えば、エントロピー復号化部２１０は、前記ビットストリームをパーシングして画像復元（又はピクチャ復元）に必要な情報（例えば、ビデオ／画像情報）を導出することができる。前記ビデオ／画像情報は、適応パラメータセット（ＡＰＳ）、ピクチャパラメータセット（ＰＰＳ）、シーケンスパラメータセット（ＳＰＳ）又はビデオパラメータセット（ＶＰＳ）などの様々なパラメータセットに関する情報をさらに含むことができる。また、前記ビデオ／画像情報は、一般制限情報（ｇｅｎｅｒａｌ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）をさらに含むことができる。画像復号化装置は、画像を復号化するために、前記パラメータセットに関する情報及び／又は前記一般制限情報をさらに用いることができる。本開示で言及されたシグナリング情報、受信される情報及び／又はシンタックス要素は、前記復号化手順を介して復号化されることにより、前記ビットストリームから取得されることができる。例えば、エントロピー復号化部２１０は、指数ゴロム符号化、ＣＡＶＬＣ又はＣＡＢＡＣなどのコーディング方法に基づいてビットストリーム内の情報を復号化し、画像復元に必要なシンタックス要素の値、レジデュアルに関する変換係数の量子化された値を出力することができる。より詳細には、ＣＡＢＡＣエントロピー復号化方法は、ビットストリームから各シンタックス要素に該当するビン（ｂｉｎ）を受信し、復号化対象シンタックス要素情報と周辺ブロック及び復号化対象ブロックの復号化情報、或いは以前ステップで復号化されたシンボル／ビンの情報を用いてコンテキスト（ｃｏｎｔｅｘｔ）モデルを決定し、決定されたコンテキストモデルに基づいてビン（ｂｉｎ）の発生確率を予測してビンの算術復号化（ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ ｄｅｃｏｄｉｎｇ）を行うことにより、各シンタックス要素の値に該当するシンボルを生成することができる。この時、ＣＡＢＡＣエントロピー復号化方法は、コンテキストモデルの決定後、次のシンボル／ビンのコンテキストモデルのために、復号化されたシンボル／ビンの情報を用いてコンテキストモデルを更新することができる。エントロピー復号化部２１０で復号化された情報のうち、予測に関する情報は、予測部（インター予測部２６０及びイントラ予測部２６５）に提供され、エントロピー復号化部２１０でエントロピー復号化が行われたレジデュアル値、すなわち量子化された変換係数及び関連パラメータ情報は、逆量子化部２２０に入力されることができる。また、エントロピー復号化部２１０で復号化された情報のうち、フィルタリングに関する情報は、フィルタリング部２４０に提供されることができる。一方、画像符号化装置から出力された信号を受信する受信部（図示せず）が画像復号化装置２００の内／外部要素としてさらに備えられることができ、又は受信部はエントロピー復号化部２１０の構成要素として備えられることもできる。
一方、本開示による画像復号化装置は、ビデオ／画像／ピクチャ復号化装置と呼ばれることができる。前記画像復号化装置は、情報デコーダ（ビデオ／画像／ピクチャ情報デコーダ）及び／又はサンプルデコーダ（ビデオ／画像／ピクチャサンプルデコーダ）を含むこともできる。前記情報デコーダは、エントロピー復号化部２１０を含むことができ、前記サンプルデコーダは、逆量子化部２２０、逆変換部２３０、加算部２３５、フィルタリング部２４０、メモリ２５０、インター予測部２６０及びイントラ予測部２６５のうちの少なくとも一つを含むことができる。
逆量子化部２２０では、量子化された変換係数を逆量子化して変換係数を出力することができる。逆量子化部２２０は、量子化された変換係数を２次元のブロック形式で再整列することができる。この場合、前記再整列は、画像符号化装置で行われた係数スキャン順序に基づいて行われることができる。逆量子化部２２０は、量子化パラメータ（例えば、量子化ステップサイズ情報）を用いて、量子化された変換係数に対する逆量子化を行い、変換係数（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）を取得することができる。
逆変換部２３０では、変換係数を逆変換してレジデュアル信号（レジデュアルブロック、レジデュアルサンプルアレイ）を取得することができる。
予測部は、現在ブロックに対する予測を行い、前記現在ブロックに対する予測サンプルを含む予測されたブロック（ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ ｂｌｏｃｋ）を生成することができる。予測部は、エントロピー復号化部２１０から出力された前記予測に関する情報に基づいて、前記現在ブロックにイントラ予測が適用されるか或いはインター予測が適用されるかを決定することができ、具体的なイントラ／インター予測モード（予測技法）を決定することができる。
予測部が後述の様々な予測方法（技法）に基づいて予測信号を生成することができるのは、画像符号化装置１００の予測部についての説明で述べたのと同様である。
イントラ予測部２６５は、現在ピクチャ内のサンプルを参照して現在ブロックを予測することができる。イントラ予測部１８５についての説明は、イントラ予測部２６５に対しても同様に適用されることができる。
インター予測部２６０は、参照ピクチャ上で動きベクトルによって特定される参照ブロック（参照サンプルアレイ）に基づいて、現在ブロックに対する予測されたブロックを誘導することができる。この時、インター予測モードで伝送される動き情報の量を減らすために、周辺ブロックと現在ブロックとの動き情報の相関性に基づいて動き情報をブロック、サブブロック又はサンプル単位で予測することができる。前記動き情報は、動きベクトル及び参照ピクチャインデックスを含むことができる。前記動き情報は、インター予測方向（Ｌ０予測、Ｌ１予測、Ｂｉ予測など）情報をさらに含むことができる。インター予測の場合に、周辺ブロックは、現在ピクチャ内に存在する空間周辺ブロック（ｓｐａｔｉａｌ ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）と参照ピクチャに存在する時間周辺ブロック（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）を含むことができる。例えば、インター予測部２６０は、周辺ブロックに基づいて動き情報候補リストを構成し、受信した候補選択情報に基づいて前記現在ブロックの動きベクトル及び／又は参照ピクチャインデックスを導出することができる。様々な予測モード（技法）に基づいてインター予測が行われることができ、前記予測に関する情報は、前記現在ブロックに対するインター予測のモード（技法）を指示する情報を含むことができる。
加算部２３５は、取得されたレジデュアル信号を予測部（インター予測部２６０及び／又はイントラ予測部２６５を含む）から出力された予測信号（予測されたブロック、予測サンプルアレイ）に加えることにより、復元信号（復元ピクチャ、復元ブロック、復元サンプルアレイ）を生成することができる。スキップモードが適用された場合のように処理対象ブロックに対するレジデュアルがない場合、予測されたブロックが復元ブロックとして使用されることができる。加算部１５５についての説明は、加算部２３５に対しても同様に適用されることができる。加算部２３５は、復元部又は復元ブロック生成部と呼ばれることができる。生成された復元信号は、現在ピクチャ内の次の処理対象ブロックのイントラ予測のために使用されることができ、後述するようにフィルタリングを経て次のピクチャのインター予測のために使用されることもできる。
フィルタリング部２４０は、復元信号にフィルタリングを適用して主観的／客観的画質を向上させることができる。例えば、フィルタリング部２４０は、復元ピクチャに様々なフィルタリング方法を適用して、修正された（ｍｏｄｉｆｉｅｄ）復元ピクチャを生成することができ、前記修正された復元ピクチャをメモリ２５０、具体的にはメモリ２５０のＤＰＢに保存することができる。前記様々なフィルタリング方法は、例えば、デブロッキングフィルタリング、サンプル適応的オフセット（ｓａｍｐｌｅ ａｄａｐｔｉｖｅ ｏｆｆｓｅｔ）、適応的ループフィルタ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｌｏｏｐ ｆｉｌｔｅｒ）、双方向フィルタ（ｂｉｌａｔｅｒａｌ ｆｉｌｔｅｒ）などを含むことができる。
メモリ２５０のＤＰＢに保存された（修正された）復元ピクチャは、インター予測部２６０で参照ピクチャとして使用されることができる。メモリ２５０は、現在ピクチャ内の動き情報が導出された（又は復号化された）ブロックの動き情報及び／又は既に復元されたピクチャ内のブロックの動き情報を保存することができる。前記保存された動き情報は、空間周辺ブロックの動き情報又は時間周辺ブロックの動き情報として活用するために、インター予測部２６０に伝達することができる。メモリ２５０は、現在ピクチャ内の復元されたブロックの復元サンプルを保存することができ、イントラ予測部２６５に伝達することができる。
本明細書において、画像符号化装置１００のフィルタリング部１６０、インター予測部１８０及びイントラ予測部１８５で説明された実施例は、それぞれ画像復号化装置２００のフィルタリング部２４０、インター予測部２６０及びイントラ予測部２６５にも、同様に又は対応するように適用されることができる。
画像分割の概要
本開示によるビデオ／画像コーディング方法は、次の画像分割構造に基づいて行われることができる。具体的には、後述する予測、レジデュアル処理（（逆）変換、（逆）量子化など）、シンタックス要素コーティング、フィルタリングなどの手順は、前記画像分割構造に基づいて導出されたＣＴＵ、ＣＵ（及び／又はＴＵ、ＰＵ）に基づいて行われることができる。画像はブロック単位で分割されることができ、ブロック分割手順は上述した符号化装置の画像分割部１１０で行われることができる。分割関連情報は、エントロピー符号化部１９０で符号化されてビットストリーム形式で復号化装置に伝達できる。復号化装置のエントロピー復号化部２１０は、前記ビットストリームから取得した前記分割関連情報に基づいて、現在ピクチャのブロック分割構造を導出し、これに基づいて画像復号化のための一連の手順（例えば、予測、レジデュアル処理、ブロック／ピクチャ復元、インループフィルタリングなど）を行うことができる。
ピクチャは、コーティングツリーユニット（ｃｏｄｉｎｇ ｔｒｅｅ ｕｎｉｔｓ、ＣＴＵｓ）のシーケンスに分割されることができる。図４はピクチャがＣＴＵに分割される例を示す。ＣＴＵはコーティングツリーブロック（ＣＴＢ）に対応することができる。或いは、ＣＴＵはルマサンプルのコーティングツリーブロックと、対応するクロマサンプルの二つのコーティングツリーブロックを含むことができる。例えば、三つのサンプルアレイを含むピクチャに対して、ＣＴＵは、ルマサンプルのＮ×Ｎブロックとクロマサンプルの二つの対応ブロックを含むことができる。
ＣＴＵ分割の概要
前述したように、コーディングユニットは、コーディングツリーユニット（ＣＴＵ）又は最大コーディングユニット（ＬＣＵ）をＱＴ／ＢＴ／ＴＴ（Ｑｕａｄ－ｔｒｅｅ／ｂｉｎａｒｙ－ｔｒｅｅ／ｔｅｒｎａｒｙ－ｔｒｅｅ）構造によって再帰的に分割することにより取得できる。例えば、ＣＴＵは、まず、四分木構造に分割されることができる。その後、四分木構造のリーフノードは、マルチタイプツリー構造によってさらに分割されることができる。
四分木による分割は、現在ＣＵ（又はＣＴＵ）を４等分する分割を意味する。四分木による分割によって、現在ＣＵは、同じ幅と同じ高さを有する４つのＣＵに分割されることができる。現在ＣＵがそれ以上四分木構造に分割されない場合、現在ＣＵは、四分木構造のリーフノードに該当する。四分木構造のリーフノードに該当するＣＵは、それ以上分割されず、前述した最終コーディングユニットとして使用できる。又は、四分木構造のリーフノードに該当するＣＵは、マルチタイプツリー構造によってさらに分割されることができる。
図５はマルチタイプツリー構造によるブロックの分割タイプを示す図である。マルチタイプツリー構造による分割は、二分木構造による２つの分割と三分木構造による２つの分割を含むことができる。
二分木構造による２つの分割は、垂直バイナリ分割（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｂｉｎａｒｙ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ、ＳＰＬＩＴ＿ＢＴ＿ＶＥＲ）と水平バイナリ分割（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｂｉｎａｒｙ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ、ＳＰＬＩＴ＿ＢＴ＿ＨＯＲ）を含むことができる。垂直バイナリ分割（ＳＰＬＩＴ＿ＢＴ＿ＶＥＲ）は、現在ＣＵを垂直方向に二等分する分割を意味する。図４に示されているように、垂直バイナリ分割によって、現在ＣＵの高さと同じ高さ及び現在ＣＵの幅の半分の幅を有する２つのＣＵが生成されることができる。水平バイナリ分割（ＳＰＬＩＴ＿ＢＴ＿ＨＯＲ）は、現在ＣＵを水平方向に二等分する分割を意味する。図５に示されているように、水平バイナリ分割によって、現在ＣＵの高さの半分の高さをもって現在ＣＵの幅と同じ幅を有する２つのＣＵが生成されることができる。
三分木構造による２つの分割は、垂直ターナリ分割（ｖｅｒｔｉｃａｌ ｔｅｒｎａｒｙ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ、ＳＰＬＩＴ＿ＴＴ＿ＶＥＲ）と水平ターナリ分割（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｔｅｒｎａｒｙ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ、ＳＰＬＩＴ＿ＴＴ＿ＨＯＲ）を含むことができる。垂直ターナリ分割（ＳＰＬＩＴ＿ＴＴ＿ＶＥＲ）は、現在ＣＵを垂直方向に１：２：１の割合で分割する。図５に示されているように、垂直ターナリ分割によって、現在ＣＵの高さと同じ高さ及び現在ＣＵの幅の１／４の幅を有する２つのＣＵと、現在ＣＵの高さと同じ高さ及び現在ＣＵの幅の半分の幅を有するＣＵが生成されることができる。水平ターナリ分割ＳＰＬＩＴ＿ＴＴ＿ＨＯＲは、現在ＣＵを水平方向に１：２：１の割合で分割する。図４に示されているように、水平ターナリ分割によって、現在ＣＵの高さの１／４の高さ及び現在ＣＵの幅と同じ幅を有する２つのＣＵと、現在ＣＵの高さの半分の高さ及び現在ＣＵの幅と同じ幅を有する１つのＣＵが生成されることができる。
図６は本開示によるマルチタイプツリーを伴う四分木（ｑｕａｄｔｒｅｅ ｗｉｔｈ ｎｅｓｔｅｄ ｍｕｌｔｉ－ｔｙｐｅ ｔｒｅｅ）構造でのブロック分割情報のシグナリングメカニズムを例示する図である。
ここで、ＣＴＵは四分木のルート（ｒｏｏｔ）ノードとして扱われ、ＣＴＵは四分木構造に初めて分割される。現在ＣＵ（ＣＴＵ又は四分木のノード（ＱＴ＿ｎｏｄｅ））に対して四分木分割を行うか否かを指示する情報（例えば、ｑｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｆｌａｇ）がシグナリングされることができる。例えば、ｑｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｆｌａｇが第１値（例えば、「１」）であれば、現在ＣＵは四分木に分割されることができる。また、ｑｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｆｌａｇが第２値（例えば、「０」）であれば、現在ＣＵは、四分木に分割されず、四分木のリーフノード（ＱＴ＿ｌｅａｆ＿ｎｏｄｅ）になる。各四分木のリーフノードは、以後、マルチタイプツリー構造にさらに分割されることができる。つまり、四分木のリーフノードは、マルチタイプツリーのノード（ＭＴＴ＿ｎｏｄｅ）になることができる。マルチタイプツリー構造で、現在ノードがさらに分割されるかを指示するために、第１フラグ（ａ ｆｉｒｓｔ ｆｌａｇ、例えば、ｍｔｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｆｌａｇ）がシグナリングされることができる。もし当該ノードがさらに分割される場合（例えば、第１フラグが１である場合）には、分割方向（ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）を指示するために、第２フラグ（ａ ｓｅｃｏｎｄ ｆｌａｇ、例えば、ｍｔｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｖｅｒｔｉｃｌａ＿ｆｌａｇ）がシグナリングされることができる。例えば、第２フラグが１である場合には、分割方向は垂直方向であり、第２フラグが０である場合には、分割方向は水平方向であることができる。その後、分割タイプがバイナリ分割タイプであるかターナリ分割タイプであるかを指示するために、第３フラグ（ａ ｔｈｉｒｄ ｆｌａｇ、例えば、ｍｔｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｂｉｎａｒｙ＿ｆｌａｇ）がシグナリングされることができる。例えば、第３フラグが１である場合には、分割タイプはバイナリ分割タイプであり、第３フラグが０である場合には、分割タイプはターナリ分割タイプであることができる。バイナリ分割又はターナリ分割によって取得されたマルチタイプツリーのノードは、マルチタイプツリー構造にさらにパーティショニングされることができる。しかし、マルチタイプツリーのノードは四分木構造にパーティショニングされることはできない。前記第１フラグが０である場合、マルチタイプツリーの該当ノードは、それ以上分割されず、マルチタイプツリーのリーフノード（ＭＴＴ＿ｌｅａｆ＿ｎｏｄｅ）になる。マルチタイプツリーのリーフノードに該当するＣＵは、前述した最終コーディングユニットとして使用できる。
前述したｍｔｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｖｅｒｔｉｃａｌ＿ｆｌａｇ及びｍｔｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｂｉｎａｒｙ＿ｆｌａｇに基づいて、ＣＵのマルチタイプツリー分割モード（ｍｕｌｔｉ－ｔｙｐｅ ｔｒｅｅ ｓｐｌｉｔｔｉｎｇ ｍｏｄｅ、ＭｔｔＳｐｌｉｔＭｏｄｅ）が表１のとおりに導出されることができる。以下の説明において、マルチツリー分割モードは、マルチツリー分割タイプ又は分割タイプと略称することができる。
Figure 0007490864000001
図７は四分木の適用後にマルチタイプツリーが適用されることによりＣＴＵが多重ＣＵに分割される例を示す。図７において、太いブロックエッジ（ｂｏｌｄ ｂｌｏｃｋ ｅｄｇｅ）７１０は四分木分割を示し、残りのエッジ７２０はマルチタイプツリー分割を示す。ＣＵはコーディングブロックＣＢに対応することができる。一実施例において、ＣＵは、ルマサンプルのコーディングブロックと、ルマサンプルに対応するクロマサンプルの二つのコーディングブロックと、を含むことができる。クロマ成分（サンプル）ＣＢ又はＴＢサイズは、ピクチャ／画像のカラーフォーマット（クロマフォーマット、例えば、４：４：４、４：２：２、４：２：０など）による成分比に従ってルマ成分（サンプル）ＣＢ又はＴＢサイズに基づいて導出されることができる。カラーフォーマットが４：４：４である場合、クロマ成分ＣＢ／ＴＢサイズは、ルマ成分ＣＢ／ＴＢサイズと同一に設定されることができる。カラーフォーマットが４：２：２である場合、クロマ成分ＣＢ／ＴＢの幅はルマ成分ＣＢ／ＴＢの幅の半分に設定されることができ、クロマ成分ＣＢ／ＴＢの高さはルマ成分ＣＢ／ＴＢの高さに設定されることができる。カラーフォーマットが４：２：０である場合、クロマ成分ＣＢ／ＴＢの幅はルマ成分ＣＢ／ＴＢの幅の半分に設定されることができ、クロマ成分ＣＢ／ＴＢの高さはルマ成分ＣＢ／ＴＢの高さの半分に設定されることができる。
一実施例において、ルマサンプル単位を基準にＣＴＵのサイズが１２８であるとき、ＣＵのサイズは、ＣＴＵと同じサイズである１２８×１２８から４×４までのサイズを有することができる。一実施例において、４：２：０カラーフォーマット（又はクロマフォーマット）である場合、クロマＣＢサイズは６４×６４から２×２までのサイズを持つことができる。
一方、一実施例において、ＣＵサイズとＴＵサイズとが同じであることができる。又は、ＣＵ領域内に複数のＴＵが存在することもできる。ＴＵサイズとは、一般的に、ルマ成分（サンプル）ＴＢ（Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ Ｂｌｏｃｋ）サイズを示すことができる。
前記ＴＵサイズは、予め設定された値である最大許容ＴＢサイズ（ｍａｘＴｂＳｉｚｅ）に基づいて導出されることができる。例えば、前記ＣＵサイズが前記ｍａｘＴｂＳｉｚｅよりも大きい場合、前記ＣＵから、前記ｍａｘＴｂＳｉｚｅを持つ複数のＴＵ（ＴＢ）が導出され、前記ＴＵ（ＴＢ）単位で変換／逆変換が行われることができる。例えば、最大許容ルマＴＢサイズは６４×６４であり、最大許容クロマＴＢサイズは３２×３２であることができる。もし前記ツリー構造によって分割されたＣＢの幅又は高さが最大変換幅又は高さよりも大きい場合、当該ＣＢは、自動的に（又は暗黙的に）水平及び垂直方向のＴＢサイズの制限を満足するまで分割されることができる。
また、例えばイントラ予測が適用される場合、イントラ予測モード／タイプは、前記ＣＵ（又はＣＢ）単位で導出され、周辺参照サンプル導出及び予測サンプル生成手順は、ＴＵ（又はＴＢ）単位で行われることができる。この場合、一つのＣＵ（又はＣＢ）領域内に一つ又は複数のＴＵ（又はＴＢ）が存在することができ、この場合、前記複数のＴＵ（又はＴＢ）は同じイントラ予測モード／タイプを共有することができる。
一方、マルチタイプツリーを伴った四分木コーディングツリースキームのために、次のパラメータがＳＰＳシンタックス要素として符号化装置から復号化装置にシグナリングされることができる。例えば、四分木のルートノードのサイズを示すパラメータであるＣＴＵｓｉｚｅ、四分木のリーフノードの最小許容サイズを示すパラメータであるＭｉｎＱＴＳｉｚｅ、二分木のルートノードの最大許容サイズを示すパラメータであるＭａｘＢＴＳｉｚｅ、三分木のルートノードの最大許容サイズを示すパラメータであるＭａｘＴＴＳｉｚｅ、四分木のリーフノードから分割されるマルチタイプツリーの最大許容階層深さ（ｍａｘｉｍｕｍ ａｌｌｏｗｅｄ ｈｉｅｒａｒｃｈｙ ｄｅｐｔｈ）を示すパラメータであるＭａｘＭｔｔＤｅｐｔｈ、二分木の最小許容リーフノードサイズを示すパラメータであるＭｉｎＢｔＳｉｚｅ、及び三分木の最小許容リーフノードサイズを示すパラメータであるＭｉｎＴｔＳｉｚｅのうちの少なくとも一つがシグナリングされることができる。
４：２：０クロマフォーマットを用いる一実施例において、ＣＴＵサイズは１２８×１２８ルマブロック及びルマブロックに対応する二つの６４×６４クロマブロックに設定されることができる。この場合、ＭｉｎＱＴＳｉｚｅは１６×１６に設定され、ＭａｘＢｔＳｉｚｅは１２８×１２８に設定され、ＭａｘＴｔＳｚｉｅは６４×６４に設定され、ＭｉｎＢｔＳｉｚｅ及びＭｉｎＴｔＳｉｚｅは４×４に設定され、ＭａｘＭｔｔＤｅｐｔｈは４に設定されことができる。四分木分割は、ＣＴＵに適用されて四分木のリーフノードを生成することができる。四分木のリーフノードはリーフＱＴノードと呼ばれることができる。四分木のリーフノードは１６×１６サイズ（例えば、ｔｈｅ ＭｉｎＱＴＳｉｚｅ）から１２８×１２８サイズ（例えば、ｔｈｅ ＣＴＵ ｓｉｚｅ）を持つことができる。もしリーフＱＴノードが１２８×１２８である場合、さらに二分木／三分木に分割されないことができる。これは、この場合に分割されてもＭａｘＢｔｓｉｚｅ及びＭａｘＴｔｓｚｉｅ（例えば、６４×６４）を超過するためである。これ以外の場合、リーフＱＴノードは、マルチタイプツリーにさらに分割されることができる。よって、リーフＱＴノードは、マルチタイプツリーに対するルートノード（ｒｏｏｔ ｎｏｄｅ）であり、リーフＱＴノードは、マルチタイプツリーデプス（ｍｔｔＤｅｐｔｈ）０値を持つことができる。もし、マルチタイプツリーデプスがＭａｘＭｔｔｄｅｐｔｈ（例えば、４）に到達した場合、それ以上の追加分割は考慮されないことができる。もし、マルチタイプツリーノードの幅がＭｉｎＢｔＳｉｚｅと同じであり、２ｘＭｉｎＴｔＳｉｚｅと同じかそれより小さい場合、それ以上の追加的な水平分割は考慮されないことができる。もし、マルチタイプツリーノードの高さがＭｉｎＢｔＳｉｚｅと同じであり、２ｘＭｉｎＴｔＳｉｚｅと同じかそれより小さい場合、それ以上の追加的な垂直分割は考慮されないことができる。このように分割が考慮されない場合、符号化装置は、分割情報のシグナリングを省略することができる。このような場合、復号化装置は、所定の値に分割情報を誘導することができる。
一方、一つのＣＴＵは、ルマサンプルのコーディングブロック（以下、「ルマブロック」という）と、これに対応するクロマサンプルの二つのコーディングブロック（以下、「クロマブロック」という）と、を含むことができる。前述したコーディングツリースキームは、現在ＣＵのルマブロック及びクロマブロックに対して同様に適用されることもでき、個別的に（ｓｅｐａｒａｔｅ）適用されることもできる。具体的には、一つのＣＴＵ内のルマブロック及びクロマブロックが同じブロックツリー構造に分割されることができ、この場合のツリー構造は、シングルツリー（ＳＩＮＧＬＥ＿ＴＲＥＥ）と表すことができる。又は、一つのＣＴＵ内のルマブロック及びクロマブロックは、個別ブロックツリー構造に分割されることができ、この場合のツリー構造は、デュアルツリー（ＤＵＡＬ＿ＴＲＥＥ）と表すことができる。つまり、ＣＴＵがデュアルツリーに分割される場合、ルマブロックに対するブロックツリー構造とクロマブロックに対するブロックツリー構造が別個に存在することができる。このとき、ルマブロックに対するブロックツリー構造は、デュアルツリールマ（ＤＵＡＬ＿ＴＲＥＥ＿ＬＵＭＡ）と呼ばれることができ、クロマブロックに対するブロックツリー構造は、デュアルツリークロマ（ＤＵＡＬ＿ＴＲＥＥ＿ＣＨＲＯＭＡ）と呼ばれることができる。Ｐ及びＢスライス／タイルグループに対して、一つのＣＴＵ内のルマブロック及びクロマブロックは、同じコーディングツリー構造を持つように制限されることができる。しかし、Ｉスライス／タイルグループに対して、ルマブロック及びクロマブロックは、互いに個別ブロックツリー構造を持つことができる。もし個別ブロックツリー構造が適用される場合、ルマＣＴＢ（Ｃｏｄｉｎｇ Ｔｒｅｅ Ｂｌｏｃｋ）は、特定のコーディングツリー構造に基づいてＣＵに分割され、クロマＣＴＢは、他のコーディングツリー構造に基づいてクロマＣＵに分割されることができる。すなわち、個別ブロックツリー構造が適用されるＩスライス／タイルグループ内のＣＵは、ルマ成分のコーディングブロック又は２つのクロマ成分のコーディングブロックで構成され、Ｐ又はＢスライス／タイルグループのＣＵは、三つのカラー成分（ルマ成分及び二つのクロマ成分）のブロックで構成され得ることを意味することができる。
上記において、マルチタイプツリーを伴った四分木コーディングツリー構造について説明したが、ＣＵが分割される構造はこれに限定されない。例えば、ＢＴ構造及びＴＴ構造は、多数の分割ツリー（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ｐａｒｔｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｔｒｅｅ、ＭＰＴ）構造に含まれる概念と解釈されることができ、ＣＵはＱＴ構造及びＭＰＴ構造によって分割されると解釈することができる。ＱＴ構造及びＭＰＴ構造によってＣＵが分割される一例において、ＱＴ構造のリーフノードが幾つかのブロックに分割されるかに関する情報を含むシンタックス要素（例えば、ＭＰＴ＿ｓｐｌｉｔ＿ｔｙｐｅ）及びＱＴ構造のリーフノードが垂直及び水平のうちのどの方向に分割されるかに関する情報を含むシンタックス要素（例えば、ＭＰＴ＿ｓｐｌｉｔ＿ｍｏｄｅ）が、シグナリングされることにより、分割構造が決定されることができる。
別の例において、ＣＵは、ＱＴ構造、ＢＴ構造又はＴＴ構造とは異なる方法で分割されることができる。つまり、ＱＴ構造によって下位デプスのＣＵが上位デプスのＣＵの１／４サイズに分割されるか、或いはＢＴ構造によって下位デプスのＣＵが上位デプスのＣＵの１／２サイズに分割されるか、或いはＴＴ構造によって下位デプスのＣＵが上位デプスのＣＵの１／４又は１／２サイズに分割されるのとは異なり、下位デプスのＣＵは、場合によって、上位デプスのＣＵの１／５、１／３、３／８、３／５、２／３又は５／８のサイズに分割されることができ、ＣＵが分割される方法は、これに限定されない。
このように、前記マルチタイプツリーを伴った四分木コーディングブロック構造は、非常に柔軟なブロック分割構造を提供することができる。一方、マルチタイプツリーに支援される分割タイプのために、場合によって、異なる分割パターンが潜在的に同一のコーディングブロック構造の結果を導出することができる。符号化装置と復号化装置は、このような冗長（ｒｅｄｕｎｄａｎｔ）分割パターンの発生を制限することにより、分割情報のデータ量を減らすことができる。
例えば、図８は二分木分割及び三分木分割で発生しうる冗長分割パターンを例示的に示す。図８に示されているように、２ステップレベルの一方向に対する連続バイナリ分割８１０と８２０は、ターナリ分割後のセンターパーティションに対するバイナリ分割と同じコーディングブロック構造を持つ。このような場合、三分木分割のセンターブロック８３０、８４０に対する二分木分割は禁止できる。このような禁止は、すべてのピクチャのＣＵに対して適用できる。このような特定の分割が禁止される場合、対応するシンタックス要素のシグナリングは、このように禁止される場合を反映して修正でき、これにより、分割のためにシグナリングされるビット数を減らすことができる。例えば、図８に示されている例のように、ＣＵのセンターブロックに対する二分木分割が禁止される場合、分割がバイナリ分割であるかターナリ分割であるかを示すｍｔｔ＿ｓｐｌｉｔ＿ｃｕ＿ｂｉｎａｒｙ＿ｆｌａｇシンタックス要素はシグナリングされず、その値は０に復号化装置によって誘導されることができる。
インター予測の概要
以下、本開示によるインター予測について説明する。
本開示による画像符号化装置／画像復号化装置の予測部は、ブロック単位でインター予測を行って予測サンプルを導出することができる。インター予測は、現在ピクチャ以外のピクチャのデータ要素（例えば、サンプル値、又は動き情報など）に依存的な方法で導出される予測を示すことができる。現在ブロックにインター予測が適用される場合、参照ピクチャインデックスが指す参照ピクチャ上で動きベクトルによって特定される参照ブロック（参照サンプルアレイ）を基に、現在ブロックに対する予測されたブロック（予測ブロック又は予測サンプルアレイ）を誘導することができる。この時、インター予測モードで伝送される動き情報の量を減らすために、周辺ブロックと現在ブロックとの動き情報の相関性に基づいて現在ブロックの動き情報をブロック、サブブロック又はサンプル単位で予測することができる。前記動き情報は、動きベクトル及び参照ピクチャインデックスを含むことができる。前記動き情報は、インター予測タイプ（Ｌ０予測、Ｌ１予測、Ｂｉ予測など）情報をさらに含むことができる。インター予測が適用される場合、前記周辺ブロックは、現在ピクチャ内に存在する空間周辺ブロック（ｓｐａｔｉａｌ ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）と、参照ピクチャに存在する時間周辺ブロック（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｎｅｉｇｈｂｏｒｉｎｇ ｂｌｏｃｋ）を含むことができる。前記参照ブロックを含む参照ピクチャと、前記時間周辺ブロックを含む参照ピクチャとは、同一でもよく、異なってもよい。前記時間周辺ブロックは、コロケート参照ブロック（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｂｌｏｃｋ）、コロケートＣＵ（ｃｏｌＣＵ）、ｃｏｌブロック（ｃｏｌＢｌｏｃｋ）などの名前で呼ばれることができ、前記時間周辺ブロックを含む参照ピクチャは、コロケートピクチャ（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ、ｃｏｌＰｉｃ）、ｃｏｌピクチャ（ｃｏｌ Ｐｉｃｔｕｒｅ）などの名前で呼ばれることができる。例えば、現在ブロックの周辺ブロックを基に動き情報候補リストが構成でき、前記現在ブロックの動きベクトル及び／又は参照ピクチャインデックスを導出するために、どの候補が選択（使用）されるかを指すフラグ又はインデックス情報がシグナリングされることができる。
インター予測は、様々な予測モードに基づいて行われることができる。例えば、スキップモードとマージモードの場合、現在ブロックの動き情報は、選択された周辺ブロックの動き情報と同一であってもよい。スキップモードの場合、マージモードとは異なり、レジデュアル信号が伝送されないことができる。動き情報予測（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ、ＭＶＰ）モードの場合、選択された周辺ブロックの動きベクトルを動きベクトル予測子（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）として用い、動きベクトル差分（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）はシグナリングされることができる。この場合、前記動きベクトル予測子及び動きベクトル差分の和を用いて前記現在ブロックの動きベクトルを導出することができる。本開示において、ＭＶＰモードは、ＡＭＶＰ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｍｏｔｉｏｎ Ｖｅｃｔｏｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）と同じ意味で使用されることができる。
前記動き情報は、インター予測タイプ（Ｌ０予測、Ｌ１予測、Ｂｉ予測など）に基づいてＬ０動き情報及び／又はＬ１動き情報を含むことができる。Ｌ０方向の動きベクトルは、Ｌ０動きベクトル又はＭＶＬ０と呼ばれることができ、Ｌ１方向の動きベクトルは、Ｌ１動きベクトル又はＭＶＬ１と呼ばれることができる。Ｌ０動きベクトルに基づいた予測はＬ０予測と呼ばれることができ、Ｌ１動きベクトルに基づいた予測はＬ１予測と呼ばれることができ、前記Ｌ０動きベクトル及び前記Ｌ１動きベクトルの両方ともに基づいた予測は双（Ｂｉ）予測と呼ばれることができる。ここで、Ｌ０動きベクトルは、参照ピクチャリストＬ０（Ｌ０）に関連した動きベクトルを示すことができ、Ｌ１動きベクトルは、参照ピクチャリストＬ１（Ｌ１）に関連した動きベクトルを示すことができる。参照ピクチャリストＬ０は、前記現在ピクチャよりも出力順序において以前のピクチャを参照ピクチャとして含むことができ、参照ピクチャリストＬ１は、前記現在ピクチャよりも出力順序において以後のピクチャを含むことができる。前記以前のピクチャは、順方向（参照）ピクチャと呼ばれることができ、前記以後のピクチャは、逆方向（参照ピクチャ）と呼ばれることができる。前記参照ピクチャリストＬ０は、前記現在ピクチャよりも出力順序において以後のピクチャを参照ピクチャとしてさらに含むことができる。この場合、前記参照ピクチャリストＬ０内で前記前ピクチャが先にインデックス化され、前記以後のピクチャは、その次にインデックス化されることができる。前記参照ピクチャリストＬ１は、前記現在ピクチャよりも出力順序において以前のピクチャを参照ピクチャとしてさらに含むことができる。この場合、前記参照ピクチャリストＬ１内で前記以後のピクチャが先にインデックス化され、前記以前のピクチャはその次にインデックス化されることができる。ここで、出力順序は、ＰＯＣ（ｐｉｃｔｕｒｅ ｏｒｄｅｒ ｃｏｕｎｔ）順序（ｏｒｄｅｒ）に対応することができる。
図９はインター予測ベースのビデオ／画像符号化方法を示すフローチャートである。
図１０は本開示によるインター予測部１８０の構成を例示的に示す図である。
図９の符号化方法は、図２の画像符号化装置によって行われることができる。具体的には、ステップＳ６１０は、インター予測部１８０によって行われることができ、ステップＳ６２０は、レジデュアル処理部によって行われることができる。具体的には、ステップＳ６２０は、減算部１１５によって行われることができる。ステップＳ６３０は、エントロピー符号化部１９０によって行われることができる。ステップＳ６３０の予測情報はインター予測部１８０によって導出され、ステップＳ６３０のレジデュアル情報はレジデュアル処理部によって導出されることができる。前記レジデュアル情報は前記レジデュアルサンプルに関する情報である。前記レジデュアル情報は、前記レジデュアルサンプルに対する量子化された変換係数に関する情報を含むことができる。前述したように、前記レジデュアルサンプルは、画像符号化装置の変換部１２０を介して変換係数として導出され、前記変換係数は、量子化部１３０を介して量子化された変換係数として導出されることができる。前記量子化された変換係数に関する情報がレジデュアルコーディング手順を介してエントロピー符号化部１９０で符号化されることができる。
画像符号化装置は、現在ブロックに対するインター予測を行うことができる（Ｓ６１０）。画像符号化装置は、現在ブロックのインター予測モード及び動き情報を導出し、前記現在ブロックの予測サンプルを生成することができる。ここで、インター予測モード決定、動き情報導出及び予測サンプル生成手順は、同時に行われてもよく、いずれか一つの手順が他の手順よりも先に行われてもよい。例えば、図１０に示されているように、画像符号化装置のインター予測部１８０は、予測モード決定部１８１、動き情報導出部１８２、及び予測サンプル導出部１８３を含むことができる。予測モード決定部１８１で前記現在ブロックに対する予測モードを決定し、動き情報導出部１８２で前記現在ブロックの動き情報を導出し、予測サンプル導出部１８３で前記現在ブロックの予測サンプルを導出することができる。例えば、画像符号化装置のインター予測部１８０は、動き推定（ｍｏｔｉｏｎ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を介して参照ピクチャの一定の領域（探索領域）内で前記現在ブロックと類似のブロックを探索し、前記現在ブロックとの差が最小又は一定の基準以下である参照ブロックを導出することができる。これに基づいて、前記参照ブロックが位置する参照ピクチャを指す参照ピクチャインデックスを導出し、前記参照ブロックと前記現在ブロックとの位置差に基づいて動きベクトルを導出することができる。画像符号化装置は、様々な予測モードのうち、前記現在ブロックに対して適用されるモードを決定することができる。画像符号化装置は、前記様々な予測モードに対するレート歪みコスト（Ｒａｔｅ－Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ（ＲＤ） ｃｏｓｔ）を比較し、前記現在ブロックに対する最適の予測モードを決定することができる。しかし、画像符号化装置が現在ブロックに対する予測モードを決定する方法は、上記の例に限定されず、様々な方法が利用できる。
例えば、現在ブロックにスキップモード又はマージモードが適用される場合、画像符号化装置は、前記現在ブロックの周辺ブロックからマージ候補を誘導し、誘導されたマージ候補を用いてマージ候補リストを構成することができる。また、画像符号化装置は、前記マージ候補リストに含まれているマージ候補が指す参照ブロックのうち、現在ブロックとの差が最小又は一定の基準以下である参照ブロックを導出することができる。この場合、前記導出された参照ブロックに関連するマージ候補が選択され、前記選択されたマージ候補を示すマージインデックス情報が生成されて画像復号化装置にシグナリングされることができる。前記選択されたマージ候補の動き情報を用いて前記現在ブロックの動き情報を導出することができる。
他の例として、前記現在ブロックにＭＶＰモードが適用される場合、画像符号化装置は、前記現在ブロックの周辺ブロックからｍｖｐ（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）候補を誘導し、誘導されたｍｖｐ候補を用いてｍｖｐ候補リストを構成することができる。また、画像符号化装置は、前記ｍｖｐ候補リストに含まれているｍｖｐ候補のうち、選択されたｍｖｐ候補の動きベクトルを前記現在ブロックのｍｖｐとして用いることができる。この場合、例えば、前述した動き推定によって導出された参照ブロックを指す動きベクトルが前記現在ブロックの動きベクトルとして用いられることができ、前記ｍｖｐ候補のうち、前記現在ブロックの動きベクトルとの差が最も小さい動きベクトルを持つｍｖｐ候補が、前記選択されたｍｖｐ候補になることができる。前記現在ブロックの動きベクトルから前記ｍｖｐを差し引いた差分であるＭＶＤ（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）が導出されることができる。この場合、前記選択されたｍｖｐ候補を示すインデックス情報、及び前記ＭＶＤに関する情報が画像復号化装置にシグナリングされることができる。また、ＭＶＰモードが適用される場合、前記参照ピクチャインデックスの値は、参照ピクチャインデックス情報で構成されて別途に前記画像復号化装置にシグナリングされることができる。
画像符号化装置は、前記予測サンプルに基づいてレジデュアルサンプルを導出することができる（Ｓ６２０）。画像符号化装置は、前記現在ブロックの原本サンプルと前記予測サンプルとの比較によって前記レジデュアルサンプルを導出することができる。例えば、前記レジデュアルサンプルは、原本サンプルから対応する予測サンプルを減算することにより導出されることができる。
画像符号化装置は、予測情報及びレジデュアル情報を含む画像情報を符号化することができる（Ｓ６３０）。画像符号化装置は、符号化された画像情報をビットストリーム形式で出力することができる。前記予測情報は、前記予測手順に関連した情報であって、予測モード情報（例えば、ｓｋｉｐ ｆｌａｇ、ｍｅｒｇｅ ｆｌａｇ又はｍｏｄｅ ｉｎｄｅｘなど）及び動き情報に関する情報を含むことができる。前記予測モード情報のうち、ｓｋｉｐ ｆｌａｇは、現在ブロックに対してスキップモードが適用されるか否かを示す情報であり、ｍｅｒｇｅ ｆｌａｇは、現在ブロックに対してマージモードが適用されるか否かを示す情報である。又は、予測モード情報は、ｍｏｄｅ ｉｎｄｅｘのように、複数の予測モードのうちのいずれか一つを指示する情報であってもよい。前記ｓｋｉｐ ｆｌａｇとｍｅｒｇｅ ｆｌａｇがそれぞれ０である場合、現在ブロックに対してＭＶＰモードが適用されると決定されることができる。前記動き情報に関する情報は、動きベクトルを導出するための情報である候補選択情報（例えば、ｍｅｒｇｅ ｉｎｄｅｘ、ｍｖｐ ｆｌａｇ又はｍｖｐ ｉｎｄｅｘ）を含むことができる。前記候補選択情報のうち、ｍｅｒｇｅ ｉｎｄｅｘは、現在ブロックに対してマージモードが適用される場合にシグナリングされることができ、マージ候補リストに含まれているマージ候補のうちのいずれか一つを選択するための情報であることができる。前記候補選択情報のうち、ｍｖｐ ｆｌａｇ又はｍｖｐ ｉｎｄｅｘは、現在ブロックに対してＭＶＰモードが適用される場合にシグナリングされることができ、ｍｖｐ候補リストに含まれているｍｖｐ候補のうちのいずれか一つを選択するための情報であることができる。また、前記動き情報に関する情報は、上述したＭＶＤに関する情報及び／又は参照ピクチャインデックス情報を含むことができる。また、前記動き情報に関する情報は、Ｌ０予測、Ｌ１予測、又は双（Ｂｉ）予測が適用されるか否かを示す情報を含むことができる。前記レジデュアル情報は、前記レジデュアルサンプルに関する情報である。前記レジデュアル情報は、前記レジデュアルサンプルに対する量子化された変換係数に関する情報を含むことができる。
出力されたビットストリームは、（デジタル）記憶媒体に保存されて画像復号化装置に伝達されることができ、又はネットワークを介して画像復号化装置に伝達されることもできる。
一方、前述したように、画像符号化装置は、前記参照サンプル及び前記レジデュアルサンプルに基づいて復元ピクチャ（復元サンプル及び復元ブロックを含むピクチャ）を生成することができる。これは、画像復号化装置で行われるのと同じ予測結果を画像符号化装置で導出するためであり、これによりコーディング効率を高めることができるためである。したがって、画像符号化装置は、復元ピクチャ（又は復元サンプル、復元ブロック）をメモリに保存し、インター予測のためのピクチャとして活用することができる。前記復元ピクチャにインループフィルタリング手順などがさらに適用できるのは、上述したとおりである。
図１１はインター予測ベースのビデオ／画像復号化方法を示すフローチャートである。
図１２は本開示によるインター予測部２６０の構成を例示的に示す図である。
画像復号化装置は、前記画像符号化装置で行われた動作と対応する動作を行うことができる。画像復号化装置は、受信された予測情報に基づいて現在ブロックに対する予測を行い、予測サンプルを導出することができる。
図１１の復号化方法は、図３の画像復号化装置によって行われることができる。ステップＳ８１０乃至Ｓ８３０は、インター予測部２６０によって行われることができ、ステップＳ８１０の予測情報及びステップＳ８４０のレジデュアル情報は、エントロピー復号化部２１０によってビットストリームから取得されることができる。画像復号化装置のレジデュアル処理部は、前記レジデュアル情報に基づいて、現在ブロックに対するレジデュアルサンプルを導出することができる（Ｓ８４０）。具体的には、前記レジデュアル処理部の逆量子化部２２０は、前記レジデュアル情報に基づいて導出された、量子化された変換係数に基づいて、逆量子化を行って変換係数を導出し、前記レジデュアル処理部の逆変換部２３０は、前記変換係数に対する逆変換を行って前記現在ブロックに対するレジデュアルサンプルを導出することができる。ステップＳ８５０は、加算部２３５又は復元部によって行われることができる。
具体的には、画像復号化装置は、受信された予測情報に基づいて、前記現在ブロックに対する予測モードを決定することができる（Ｓ８１０）。画像復号化装置は、前記予測情報内の予測モード情報に基づいて、前記現在ブロックにどのインター予測モードが適用されるかを決定することができる。
例えば、前記ｓｋｉｐ ｆｌａｇに基づいて、前記現在ブロックに前記スキップモードが適用されるか否かを決定することができる。また、前記ｍｅｒｇｅ ｆｌａｇに基づいて、前記現在ブロックに前記マージモードが適用されるか或いはＭＶＰモードが決定されるかを決定することができる。又は、前記ｍｏｄｅ ｉｎｄｅｘに基づいて、多様なインター予測モード候補のうちのいずれか一つを選択することができる。前記インター予測モード候補は、スキップモード、マージモード及び／又はＭＶＰモードを含むことができ、又は後述する様々なインター予測モードを含むことができる。
画像復号化装置は、前記決定されたインター予測モードに基づいて前記現在ブロックの動き情報を導出することができる（Ｓ８２０）。例えば、画像復号化装置は、前記現在ブロックにスキップモード又はマージモードが適用される場合、後述するマージ候補リストを構成し、前記マージ候補リストに含まれているマージ候補のうちのいずれか一つを選択することができる。前記選択は、前述した候補選択情報（ｍｅｒｇｅ ｉｎｄｅｘ）に基づいて行われることができる。前記選択されたマージ候補の動き情報を用いて前記現在ブロックの動き情報を導出することができる。例えば、前記選択されたマージ候補の動き情報が前記現在ブロックの動き情報として用いられることができる。
他の例として、画像復号化装置は、前記現在ブロックにＭＶＰモードが適用される場合、ｍｖｐ候補リストを構成し、前記ｍｖｐ候補リストに含まれているｍｖｐ候補の中から選ばれたｍｖｐ候補の動きベクトルを前記現在ブロックのｍｖｐとして用いることができる。前記選択は、前述した候補選択情報（ｍｖｐ ｆｌａｇ又はｍｖｐ ｉｎｄｅｘ）に基づいて行われることができる。この場合、前記ＭＶＤに関する情報に基づいて、前記現在ブロックのＭＶＤを導出することができ、前記現在ブロックのｍｖｐと前記ＭＶＤに基づいて前記現在ブロックの動きベクトルを導出することができる。また、前記参照ピクチャインデックス情報に基づいて前記現在ブロックの参照ピクチャインデックスを導出することができる。前記現在ブロックに関する関連参照ピクチャリスト内で前記参照ピクチャインデックスが指すピクチャが、前記現在ブロックのインター予測のために参照される参照ピクチャとして導出されることができる。
画像復号化装置は、前記現在ブロックの動き情報に基づいて、前記現在ブロックに対する予測サンプルを生成することができる（Ｓ８３０）。この場合、前記現在ブロックの参照ピクチャインデックスに基づいて前記参照ピクチャを導出し、前記現在ブロックの動きベクトルが前記参照ピクチャ上で指す参照ブロックのサンプルを用いて前記現在ブロックの予測サンプルを導出することができる。場合に応じて、前記現在ブロックの予測サンプルのうち、全部又は一部に対する予測サンプルフィルタリング手順がさらに行われることができる。
例えば、図１２に示されているように、画像復号化装置のインター予測部２６０は、予測モード決定部２６１、動き情報導出部２６２及び予測サンプル導出部２６３を含むことができる。画像復号化装置のインター予測部２６０は、予測モード決定部２６１から受信された予測モード情報に基づいて、前記現在ブロックに対する予測モードを決定し、動き情報導出部２６２から受信された動き情報に関する情報に基づいて前記現在ブロックの動き情報（動きベクトル及び／又は参照ピクチャインデックスなど）を導出し、予測サンプル導出部２６３で前記現在ブロックの予測サンプルを導出することができる。
画像復号化装置は、受信されたレジデュアル情報に基づいて、前記現在ブロックに対するレジデュアルサンプルを生成することができる（Ｓ８４０）。画像復号化装置は、前記予測サンプル及び前記レジデュアルサンプルに基づいて前記現在ブロックに対する復元サンプルを生成し、これに基づいて復元ピクチャを生成することができる（Ｓ８５０）。以後、前記復元ピクチャにインループフィルタ手順などがさらに適用できるのは、前述したとおりである。
前述したように、インター予測手順は、インター予測モード決定ステップ、決定された予測モードによる動き情報導出ステップ、導出された動き情報に基づく予測実行（予測サンプルの生成）ステップを含むことができる。前記インター予測手順は、前述したように画像符号化装置及び画像復号化装置で行われることができる。
以下、予測モードによる動き情報導出ステップについてより詳細に説明する。
前述したように、インター予測は、現在ブロックの動き情報を用いて行われることができる。画像符号化装置は、動き推定（ｍｏｔｉｏｎ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）手順を介して、現在ブロックに対する最適の動き情報を導出することができる。例えば、画像符号化装置は、現在ブロックに対する原本ピクチャ内の原本ブロックを用いて相関性の高い類似な参照ブロックを参照ピクチャ内の定められた探索範囲内で分数ピクセル単位にて探索することができ、これにより動き情報を導出することができる。ブロックの類似性は、現在ブロックと参照ブロック間のＳＡＤ（ｓｕｍ ｏｆ ａｂｓｏｌｕｔｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅｓ）に基づいて計算できる。この場合、探索領域内のＳＡＤが最も小さい参照ブロックを基に、動き情報を導出することができる。導出された動き情報は、インター予測モードに基づいて、様々な方法によって画像復号化装置にシグナリングされることができる。
現在ブロックに対してマージモード（ｍｅｒｇｅ ｍｏｄｅ）が適用される場合、現在ブロックの動き情報が直接伝送されず、周辺ブロックの動き情報を用いて前記現在ブロックの動き情報を誘導する。よって、マージモードを用いたことを知らせるフラグ情報及びどの周辺ブロックをマージ候補として用いたかを知らせる候補選択情報（例えば、マージインデックス）を伝送することにより、現在予測ブロックの動き情報を指示することができる。本開示において、現在ブロックは予測実行の単位であるので、現在ブロックは現在予測ブロックと同じ意味で使用され、周辺ブロックは周辺予測ブロックと同じ意味で使用されることができる。
画像符号化装置は、マージモードを行うために現在ブロックの動き情報を誘導するのに用いられるマージ候補ブロック（ｍｅｒｇｅ ｃａｎｄｉｄａｔｅ ｂｌｏｃｋ）を探索することができる。例えば、前記マージ候補ブロックは、最大５個まで使用できるが、これに限定されない。前記マージ候補ブロックの最大個数は、スライスヘッダー又はタイルグループヘッダーから伝送されることができるが、これに限定されない。前記マージ候補ブロックを見つけた後、画像符号化装置はマージ候補リストを生成することができ、これらのうち、ＲＤコストが最も小さいマージ候補ブロックを最終マージ候補ブロックとして選択することができる。
本開示は、前記マージ候補リストを構成するマージ候補ブロックに対する様々な実施例を提供する。前記マージ候補リストは、例えば５つのマージ候補ブロックを用いることができる。例えば、４つの空間マージ候補（ｓｐａｔｉａｌ ｍｅｒｇｅ ｃａｎｄｉｄａｔｅ）と１つの時間マージ候補（ｔｅｍｐｏｒａｌ ｍｅｒｇｅ ｃａｎｄｉｄａｔｅ）を用いることができる。
図１３は空間マージ候補として用いることができる周辺ブロックを例示する図である。
図１４は本開示の一例によるマージ候補リスト構成方法を概略的に示す図である。
画像符号化装置／画像復号化装置は、現在ブロックの空間周辺ブロックを探索して導出された空間マージ候補をマージ候補リストに挿入することができる（Ｓ１１１０）。例えば、前記空間周辺ブロックは、図１３に示されているように、前記現在ブロックの左下側コーナー周辺ブロックＡ０、左側周辺ブロックＡ１、右上側コーナー周辺ブロックＢ０、上側周辺ブロックＢ１、及び左上側コーナー周辺ブロックＢ２を含むことができる。ただし、これは例示に過ぎず、前述した空間周辺ブロック以外にも右側周辺ブロック、下側周辺ブロック、右下側周辺ブロックなどの追加的な周辺ブロックがさらに前記空間周辺ブロックとして使用できる。画像符号化装置／画像復号化装置は、前記空間周辺ブロックを優先順位に基づいて探索することにより、利用可能なブロックを検出し、検出されたブロックの動き情報を前記空間マージ候補として導出することができる。例えば、画像符号化装置／画像復号化装置は、図１３に示されている５つのブロックをＡ１、Ｂ１、Ｂ０、Ａ０、Ｂ２の順に探索し、利用可能な候補を順次インデックス化することにより、マージ候補リストを構成することができる。
画像符号化装置／画像復号化装置は、前記現在ブロックの時間周辺ブロックを探索して導出された時間マージ候補を前記マージ候補リストに挿入することができる（Ｓ１１２０）。前記時間周辺ブロックは、前記現在ブロックが位置する現在ピクチャとは異なるピクチャである参照ピクチャ上に位置することができる。前記時間周辺ブロックが位置する参照ピクチャは、コロケート（ｃｏｌｌｏｃａｔｅｄ）ピクチャ又はｃｏｌピクチャと呼ばれることができる。前記時間周辺ブロックは、前記ｃｏｌピクチャ上における前記現在ブロックに対するコロケートブロック（ｃｏｌｏｃａｔｅｄ ｂｌｏｃｋ）の右下側コーナー周辺ブロック及び右下側センターブロックの順に探索できる。一方、メモリ負荷を減らすためにｍｏｔｉｏｎ ｄａｔａ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎが適用される場合、前記ｃｏｌピクチャに対して、一定の保存単位ごとに特定の動き情報を代表動き情報として保存することができる。この場合、前記一定の保存ユニット内のすべてのブロックに対する動き情報を保存する必要がなく、これによりｍｏｔｉｏｎ ｄａｔａ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ効果を得ることができる。この場合、一定の保存単位は、例えば１６×１６サンプル単位、又は８×８サンプル単位などで予め定められることもでき、又は画像符号化装置から画像復号化装置へ前記一定の保存単位に対するサイズ情報がシグナリングされることもできる。前記ｍｏｔｉｏｎ ｄａｔａ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎが適用される場合、前記時間周辺ブロックの動き情報は、前記時間周辺ブロックが位置する前記一定の保存単位の代表動き情報に置き換えられることができる。つまり、この場合、実現の観点からみると、前記時間周辺ブロックの座標に位置する予測ブロックロックではなく、前記時間周辺ブロックの座標（左上端サンプルポジション）に基づいて一定の値だけ算術右シフトした後、算術左シフトした位置をカバーする予測ブロックの動き情報に基づいて前記時間マージ候補が導出されることができる。例えば、前記一定の保存単位が２ｎ×２ｎサンプル単位である場合、前記時間周辺ブロックの座標が（ｘＴｎｂ、ｙＴｎｂ）であるとすれば、修正された位置である（（ｘＴｎｂ＞＞ｎ）＜＜ｎ）、（ｙＴｎｂ＞＞ｎ）＜＜ｎ））に位置する予測ブロックの動き情報が前記時間マージ候補のために使用できる。具体的には、例えば、前記一定の保存単位が１６×１６サンプル単位である場合、前記時間周辺ブロックの座標が（ｘＴｎｂ、ｙＴｎｂ）であるとすれば、修正された位置である（（ｘＴｎｂ＞＞４）＜＜４）、（ｙＴｎｂ＞＞４）＜＜４））に位置する予測ブロックの動き情報が前記時間マージ候補のために使用できる。又は、例えば、前記一定の保存単位が８×８サンプル単位である場合、前記時間周辺ブロックの座標が（ｘＴｎｂ、ｙＴｎｂ）であるとすれば、修正された位置である（（ｘＴｎｂ＞＞３）＜＜３）、（ｙＴｎｂ＞＞３）＜＜３））に位置する予測ブロックの動き情報が前記時間マージ候補のために使用できる。
再び図１４を参照すると、画像符号化装置／画像復号化装置は、現在マージ候補の個数が最大マージ候補の個数よりも小さいか否かを確認することができる（Ｓ１１３０）。前記最大マージ候補の個数は、予め定義されるか、或いは画像符号化装置から画像復号化装置にシグナリングされることができる。例えば、画像符号化装置は、前記最大マージ候補の個数に関する情報を生成し、符号化してビットストリーム形式で前記画像復号化装置に伝達することができる。前記最大マージ候補の個数が全て満たされると、以後の候補追加過程（Ｓ１１４０）は行われないことができる。
ステップＳ１１３０の確認結果、前記現在マージ候補の個数が前記最大マージ候補の個数よりも小さい場合、画像符号化装置／画像復号化装置は、所定の方式に基づいて追加マージ候補を誘導した後、前記マージ候補リストに挿入することができる（Ｓ１１４０）。
ステップＳ１１３０の確認結果、前記現在マージ候補の個数が前記最大マージ候補の個数よりも小さくない場合、画像符号化装置／画像復号化装置は、前記マージ候補リストの構成を終了することができる。この場合、画像符号化装置は、ＲＤコストに基づいて、前記マージ候補リストを構成するマージ候補のうちの最適のマージ候補を選択することができ、前記選択されたマージ候補を指す候補選択情報（例えば、ｍｅｒｇｅ ｉｎｄｅｘ）を画像復号化装置にシグナリングすることができる。画像復号化装置は、前記マージ候補リスト及び前記候補選択情報に基づいて前記最適のマージ候補を選択することができる。
前記選択されたマージ候補の動き情報が前記現在ブロックの動き情報として使用されることができ、前記現在ブロックの動き情報に基づいて前記現在ブロックの予測サンプルを導出することができるのは、前述したとおりである。画像符号化装置は、前記予測サンプルに基づいて前記現在ブロックのレジデュアルサンプルを導出することができ、前記レジデュアルサンプルに関するレジデュアル情報を画像復号化装置にシグナリングすることができる。画像復号化装置は、前記レジデュアル情報に基づいて導出されたレジデュアルサンプル及び前記予測サンプルに基づいて復元サンプルを生成し、これに基づいて復元ピクチャを生成することができるのは、前述したとおりである。
現在ブロックに対してスキップモード（ｓｋｉｐ ｍｏｄｅ）が適用される場合、前でマージモードが適用される場合と同様の方法で前記現在ブロックの動き情報を導出することができる。ただし、スキップモードが適用される場合、当該ブロックに対するレジデュアル信号が省略される。よって、予測サンプルが直ちに復元サンプルとして使用できる。
現在ブロックに対してＭＶＰモードが適用される場合、復元された空間周辺ブロック（例えば、図１３に示されている周辺ブロック）の動きベクトル及び／又は時間周辺ブロック（又はＣｏｌブロック）に対応する動きベクトルを用いて、動きベクトル予測子（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ、ｍｖｐ）候補リストが生成できる。つまり、復元された空間周辺ブロックの動きベクトル及び／又は時間周辺ブロックに対応する動きベクトルが現在ブロックの動きベクトル予測子候補として使用できる。双予測が適用される場合、Ｌ０動き情報導出のためのｍｖｐ候補リストとＬ１動き情報導出のためのｍｖｐ候補リストが個別に生成されて利用できる。現在ブロックに対する予測情報（又は予測に関する情報）は、前記ｍｖｐ候補リストに含まれている動きベクトル予測子候補の中から選択された最適の動きベクトル予測子候補を指示する候補選択情報（例えば、ＭＶＰフラグ又はＭＶＰインデックス）を含むことができる。このとき、予測部は、前記候補選択情報を用いて、ｍｖｐ候補リストに含まれている動きベクトル予測子候補の中から、現在ブロックの動きベクトル予測子を選択することができる。画像符号化装置の予測部は、現在ブロックの動きベクトルと動きベクトル予測子との動きベクトル差分（ＭＶＤ）を求めることができ、これを符号化してビットストリーム形式で出力することができる。つまり、ＭＶＤは現在ブロックの動きベクトルから前記動きベクトル予測子を差し引いた値で求められることができる。画像復号化装置の予測部は、前記予測に関する情報に含まれている動きベクトル差分を取得し、前記動きベクトル差分と前記動きベクトル予測子との加算を介して、現在ブロックの前記動きベクトルを導出することができる。画像復号化装置の予測部は、参照ピクチャを指示する参照ピクチャインデックスなどを前記予測に関する情報から取得又は誘導することができる。
図１５は本開示の一例による動きベクトル予測子候補リスト構成方法を概略的に示す図である。
まず、現在ブロックの空間候補ブロックを探索して、利用可能な候補ブロックをｍｖｐ候補リストに挿入することができる（Ｓ１２１０）。その後、ｍｖｐ候補リストに含まれているｍｖｐ候補が２つ未満であるか否かが判断され（Ｓ１２２０）、２つである場合、ｍｖｐ候補リストの構成を完了することができる。
ステップＳ１２２０で、利用可能な空間候補ブロックが２つ未満である場合、現在ブロックの時間候補ブロックを探索して、利用可能な候補ブロックをｍｖｐ候補リストに挿入することができる（Ｓ１２３０）。時間候補ブロックが利用可能でなければ、ゼロ動きベクトルをｍｖｐ候補リストに挿入（Ｓ１２４０）することにより、ｍｖｐ候補リストの構成を完了することができる。
一方、ＭＶＰモードが適用される場合、参照ピクチャインデックスが明示的にシグナリングされることができる。この場合、Ｌ０予測のためのピクチャインデックス（ｒｅｆｉｄｘＬ０）とＬ１予測のための参照ピクチャインデックス（ｒｅｆｉｄｘＬ１）が区分されてシグナリングされることができる。例えば、ＭＶＰモードが適用され、双予測（ＢＩ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）が適用される場合、前記ｒｅｆｉｄｘＬ０に関する情報及びｒｅｆｉｄｘＬ１に関する情報が両方ともシグナリングされることができる。
前述したように、ＭＶＰモードが適用される場合、画像符号化装置から導出されたＭＶＤに関する情報が画像復号化装置にシグナリングされることができる。ＭＶＤに関する情報は、例えばＭＶＤ絶対値及び符号に対するｘ、ｙ成分を示す情報を含むことができる。この場合、ＭＶＤ絶対値が０よりも大きいか、及び１よりも大きいか否か、ＭＶＤの残りを示す情報が段階的にシグナリングされることができる。例えば、ＭＶＤ絶対値が１よりも大きいか否かを示す情報は、ＭＶＤ絶対値が０よりも大きいか否かを示すｆｌａｇ情報の値が１である場合に限ってシグナリングされることができる。
図１６は本開示の一例によって画像符号化装置から画像復号化装置へＭＶＤを伝送するためのシンタックス構造を示す図である。
図１６において、ａｂｓ＿ｍｖｄ＿ｇｒｅａｔｅｒ０＿ｆｌａｇ［０］は、ＭＶＤのｘ成分の絶対値が０よりも大きいか否かを示し、ａｂｓ＿ｍｖｄ＿ｇｒｅａｔｅｒ０＿ｆｌａｇ［１］は、ＭＶＤのｙ成分の絶対値が０よりも大きいか否かを示す。同様に、ａｂｓ＿ｍｖｄ＿ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ［０］は、ＭＶＤのｘ成分の絶対値が１よりも大きいか否かを示し、ａｂｓ＿ｍｖｄ＿ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇ［１］は、ＭＶＤのｙ成分の絶対値が１よりも大きいか否かを示す。図１６に示されているように、ａｂｓ＿ｍｖｄ＿ｇｒｅａｔｅｒ１＿ｆｌａｇは、ａｂｓ＿ｍｖｄ＿ｇｒｅａｔｅｒ０＿ｆｌａｇが１であるときにのみ伝送されることができる。図１６において、ａｂｓ＿ｍｖｄ＿ｍｉｎｕｓ２は、ＭＶＤの絶対値から２を差し引いた値を示し、ｍｖｄ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇは、ＭＶＤの符号がプラスであるかマイナスであるかを示す。図１６に示されたシンタックス構造を用いて、ＭＶＤは次の数式のように導出できる。
［数１］
ＭＶＤ［ｃｏｍｐＩｄｘ］＝ａｂｓ＿ｍｖｄ＿ｇｒｅａｔｅｒ０＿ｆｌａｇ［ｃｏｍｐＩｄｘ］＊ａｂｓ＿ｍｖｄ＿ｍｉｎｕｓ２［ｃｏｍｐＩｄｘ］＋２＊１－２＊ｍｖｄ＿ｓｉｇｎ＿ｆｌａｇ［ｃｏｍｐＩｄｘ］
一方、Ｌ０予測のためのＭＶＤ（ＭＶＤＬ０）とＬ１予測のためのＭＶＤ（ＭＶＤＬ１）が区分されてシグナリングされることもでき、前記ＭＶＤに関する情報は、ＭＶＤＬ０に関する情報及び／又はＭＶＤＬ１に関する情報を含むことができる。例えば、現在ブロックにＭＶＰモードが適用され且つＢＩ予測が適用される場合、前記ＭＶＤＬ０に関する情報及びＭＶＤＬ１に関する情報が両方ともシグナリングされることができる。
ＩＢＣ（Ｉｎｔｒａ Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｙ）予測の概要
以下、本開示によるＩＢＣ予測について説明する。
ＩＢＣ予測は、画像符号化装置／画像復号化装置の予測部で行われることができる。ＩＢＣ予測は、簡単に「ＩＢＣ」と呼ばれることができる。前記ＩＢＣは、例えばＳＣＣ（ｓｃｒｅｅｎ ｃｏｎｔｅｎｔ ｃｏｄｉｎｇ）などのようにゲームなどのコンテンツ画像／動画コーディングのために使用できる。前記ＩＢＣは、基本的に現在ピクチャ内で予測を行うが、現在ピクチャ内で参照ブロックを導出するという点で、インター予測と同様に行われることができる。つまり、ＩＢＣは、本開示で説明されたインター予測技法のうちの少なくとも一つを用いることができる。例えば、ＩＢＣでは、前述した動き情報（動きベクトル）導出方法のうちの少なくとも一つを用いることができる。前記インター予測技法のうちの少なくとも一つは、前記ＩＢＣ予測を考慮して一部修正されて用いられることもできる。前記ＩＢＣは、現在ピクチャを参照することができる。よって、ＣＰＲ（ｃｕｒｒｅｎｔ ｐｉｃｔｕｒｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｉｎｇ）とも呼ばれることができる。
ＩＢＣのために、画像符号化装置は、ブロックマッチングＢＭを行って現在ブロック（例えば、ＣＵ）に対する最適のブロックベクトル（又は動きベクトル）を導出することができる。前記導出されたブロックベクトル（又は動きベクトル）は、前述したインター予測での動き情報（動きベクトル）シグナリングと同様の方法を用いて、ビットストリームを介して画像復号化装置にシグナリングされることができる。画像復号化装置は、前記シグナリングされたブロックベクトル（動きベクトル）を介して、現在ピクチャ内で前記現在ブロックに対する参照ブロックを導出することができ、これにより前記現在ブロックに対する予測信号（予測されたブロック又は予測サンプル）を導出することができる。ここで、前記ブロックベクトル（又は動きベクトル）は、現在ブロックから現在ピクチャ内の既に復元された領域に位置する参照ブロックまでの変位（ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ）を示すことができる。よって、前記ブロックベクトル（又は動きベクトル）は、変位ベクトルと呼ばれることもできる。以下、ＩＢＣにおける前記動きベクトルは、前記ブロックベクトル又は前記変位ベクトルに対応することができる。現在ブロックの動きベクトルは、ルマ成分に対する動きベクトル（ルマ動きベクトル）又はクロマ成分に対する動きベクトル（クロマ動きベクトル）を含むことができる。例えば、ＩＢＣコーディングされたＣＵに対するルマ動きベクトルも、整数サンプル単位（すなわち、ｉｎｔｅｇｅｒ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ）であることができる。クロマ動きベクトルも、整数サンプル単位でクリッピング（ｃｌｉｐｐｅｄ）できる。前述したように、ＩＢＣは、インター予測技法のうちの少なくとも一つを用いることができ、例えば、ルマ動きベクトルは、前述したマージモード又はＭＶＰモードを用いて符号化／復号化されることができる。
ルマＩＢＣブロックに対してマージモードが適用される場合、ルマＩＢＣブロックに対するマージ候補リストは、図１４を参照して説明したインターモードでのマージ候補リストと同様に構成されることができる。ただし、ルマＩＢＣブロックの場合、マージ候補として、時間周辺ブロックは利用されなくてよい。
ルマＩＢＣブロックに対してＭＶＰモードが適用される場合、ルマＩＢＣブロックに対するｍｖｐ候補リストは、図１５を参照して説明したインターモードでのｍｖｐ候補リストと同様に構成されることができる。ただし、ルマＩＢＣブロックの場合、ｍｖｐ候補として時間候補ブロックは利用されなくてもよい。
ＩＢＣは、現在ピクチャ内の既に復元された領域から参照ブロックを導出する。このとき、メモリの消費と画像復号化装置の複雑度を減少させるために、現在ピクチャ内の既に復元された領域のうち、既に定義された領域（ｐｒｅｄｅｆｉｎｅｄ ａｒｅａ）のみが参照できる。前記既に定義された領域は、現在ブロックが含まれている現在ＣＴＵを含むことができる。このように、参照可能な復元領域を既に定義された領域に制限することにより、ＩＢＣモードは、ローカルオンチップメモリ（ｌｏｃａｌ ｏｎ－ｃｈｉｐ ｍｅｍｏｒｙ）を用いてハードウェア的に実現できる。
ＩＢＣを実行する画像符号化装置は、前記既に定義された領域を探索して、最も小さいＲＤコストを持つ参照ブロックを決定し、参照ブロックと現在ブロックの位置に基づいて動きベクトル（ブロックベクトル）を導出することができる。
現在ブロックに対してＩＢＣを適用するか否かは、ＣＵレベルで、ＩＢＣ実行情報としてシグナリングされることができる。現在ブロックの動きベクトルのシグナリング方法（ＩＢＣ ＭＶＰモード又はＩＢＣスキップ／マージモード）に関する情報がシグナリングされることができる。ＩＢＣ実行情報は、現在ブロックの予測モードを決定するのに使用できる。よって、ＩＢＣ実行情報は、現在ブロックの予測モードに関する情報に含まれることができる。
ＩＢＣスキップ／マージモードの場合、マージ候補インデックスがシグナリングされてマージ候補リストに含まれているブロックベクトルのうち、現在ルマブロックの予測に使用されるブロックベクトルを指示するために使用できる。このとき、マージ候補リストは、ＩＢＣで符号化された周辺ブロックを含むことができる。マージ候補リストは、空間マージ候補を含むことができ、時間マージ候補は含まないように構成できる。また、マージ候補リストは、さらにＨＭＶＰ（Ｈｉｓｔｒｏｒｙ－ｂａｓｅｄ ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）候補及び／又はペアワイズ（ｐａｉｒｗｉｓｅ）候補を含むことができる。
ＩＢＣ ＭＶＰモードの場合、ブロックベクトル差分値が前述のインターモードの動きベクトル差分値と同様の方法で符号化できる。ブロックベクトル予測方法は、インターモードのＭＶＰモードと同様に、２つの候補を予測子として含むｍｖｐ候補リストを構成して用いることができる。前記２つの候補のうちのいずれか一つは、左側周辺ブロックから誘導され、残りの一つは、上側周辺ブロックから誘導されることができる。このとき、左側又は上側周辺ブロックがＩＢＣで符号化された場合にのみ、当該周辺ブロックから候補を誘導することができる。もし左側又は上側周辺ブロックが利用可能でない場合、例えば、ＩＢＣで符号化されていない場合、デフォルトブロックベクトルが予測子としてｍｖｐ候補リストに含まれることができる。また、２つのブロックベクトル予測子のうちのいずれか一つを指示するための情報（例えば、フラグ）が候補選択情報としてシグナリングされ、利用されるのは、インターモードのＭＶＰモードと同様である。前記ｍｖｐ候補リストは、デフォルトブロックベクトルとしてＨＭＶＰ候補及び／又はゼロ動きベクトルを含むことができる。
前記ＨＭＶＰ候補は、ヒストリベースのＭＶＰ候補と呼ばれることもあり、現在ブロックの符号化／復号化の以前に使用されたＭＶＰ候補、マージ候補又はブロックベクトル候補は、ＨＭＶＰ候補としてＨＭＶＰリストに保存されることができる。以後、現在ブロックのマージ候補リスト又はｍｖｐ候補リストが最大個数の候補を含まない場合、ＨＭＶＰリストに保存された候補がＨＭＶＰ候補として現在ブロックのマージ候補リスト又はｍｖｐ候補リストに追加されることができる。
前記ペアワイズ（ｐａｉｒｗｉｓｅ）候補は、現在ブロックのマージ候補リストに既に含まれている候補の中から、予め決められた順序に従って２つの候補を選択し、選択された２つの候補を平均することにより誘導される候補を意味する。
図１７はＩＢＣベースのビデオ／画像符号化方法を示すフローチャートである。
図１８は本開示によるＩＢＣベースのビデオ／画像符号化方法を実行する予測部の構成を例示的に示す図である。
図１７の符号化方法は、図２の画像符号化装置によって実行できる。具体的には、ステップＳ１４１０は予測部によって行われることができ、ステップＳ１４２０はレジデュアル処理部によって行われることができる。具体的には、ステップＳ１４２０は減算部１１５によって行われることができる。ステップＳ１４３０はエントロピー符号化部１９０によって行われることができる。ステップＳ１４３０の予測情報は、予測部によって導出され、ステップＳ１４３０のレジデュアル情報は、レジデュアル処理部によって導出されることができる。前記レジデュアル情報は、前記レジデュアルサンプルに関する情報である。前記レジデュアル情報は、前記レジデュアルサンプルに対する量子化された変換係数に関する情報を含むことができる。前述したように、前記レジデュアルサンプルは、画像符号化装置の変換部１２０を介して変換係数として導出され、前記変換係数は、量子化部１３０を介して量子化された変換係数として導出されることができる。前記量子化された変換係数に関する情報がレジデュアルコーディング手順を介してエントロピー符号化部１９０で符号化されることができる。
画像符号化装置は、現在ブロックに対するＩＢＣ予測（ＩＢＣに基づく予測）を行うことができる（Ｓ１４１０）。画像符号化装置は、現在ブロックの予測モード及び動きベクトル（ブロックベクトル）を導出し、前記現在ブロックの予測サンプルを生成することができる。前記予測モードは、前述したインター予測モードのうちの少なくとも一つを含むことができる。ここで、予測モード決定、動きベクトル導出及び予測サンプル生成手順は、同時に行われてもよく、いずれか一つの手順が先に行われてもよい。例えば、図１８に示されているように、ＩＢＣに基づくビデオ／画像符号化方法を行う画像符号化装置の予測部は、予測モード決定部、動きベクトル導出部、予測サンプル導出部を含むことができる。予測モード決定部で前記現在ブロックに対する予測モードを決定し、動きベクトル導出部で前記現在ブロックの動きベクトルを導出し、予測サンプル導出部で前記現在ブロックの予測サンプルを導出することができる。例えば、画像符号化装置の予測部は、現在ピクチャの復元された領域（又は復元された領域のうちの一定の領域（探索領域））内で前記現在ブロックと類似のブロックを探索し、前記現在ブロックとの差が最小又は一定の基準以下である参照ブロックを導出することができる。画像符号化装置は、前記参照ブロックと前記現在ブロックとの変位差に基づいて動きベクトルを導出することができる。画像符号化装置は、様々な予測モードのうち、前記現在ブロックに対して適用されるモードを決定することができる。画像符号化装置は、前記様々な予測モードに対するレート歪みコスト（ＲＤコスト）を比較し、前記現在ブロックに対する最適の予測モードを決定することができる。しかし、画像符号化装置が現在ブロックに対する予測モードを決定する方法は、上記の例に限定されず、様々な方法が使用できる。
例えば、現在ブロックにスキップモード又はマージモードが適用される場合、画像符号化装置は、前記現在ブロックの周辺ブロックからマージ候補を誘導し、誘導されたマージ候補を用いてマージ候補リストを構成することができる。また、画像符号化装置は、前記マージ候補リストに含まれているマージ候補が指す参照ブロックのうち、前記現在ブロックとの差が最小又は一定の基準以下である参照ブロックを導出することができる。この場合、前記導出された参照ブロックに関連するマージ候補が選択され、前記選択されたマージ候補を指すマージインデックス情報が生成されて画像復号化装置にシグナリングされることができる。前記選択されたマージ候補の動きベクトルを用いて前記現在ブロックの動きベクトルが導出することができる。
他の例として、前記現在ブロックにＭＶＰモードが適用される場合、画像符号化装置は、前記現在ブロックの周辺ブロックからｍｖｐ（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）候補を誘導し、誘導されたｍｖｐ候補を用いてｍｖｐ候補リストを構成することができる。また、画像符号化装置は、前記ｍｖｐ候補リストに含まれているｍｖｐ候補の中から選ばれたｍｖｐ候補の動きベクトルを前記現在ブロックのｍｖｐとして用いることができる。この場合、例えば、前述した動き推定によって導出された参照ブロックを指す動きベクトルが前記現在ブロックの動きベクトルとして使用でき、前記ｍｖｐ候補のうち、前記現在ブロックの動きベクトルとの差が最も小さい動きベクトルを有するｍｖｐ候補が、前記選択されたｍｖｐ候補になることができる。前記現在ブロックの動きベクトルから前記ｍｖｐを差し引いた差分であるＭＶＤ（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）が導出されることができる。この場合、前記選択されたｍｖｐ候補を指すインデックス情報、及び前記ＭＶＤに関する情報が画像復号化装置にシグナリングされることができる。
画像符号化装置は、前記予測サンプルに基づいてレジデュアルサンプルを導出することができる（Ｓ１４２０）。画像符号化装置は、前記現在ブロックの原本サンプルと前記予測サンプルとの比較を介して前記レジデュアルサンプルを導出することができる。例えば、前記レジデュアルサンプルは、原本サンプルから対応する予測サンプルを減算することにより導出されることができる。
画像符号化装置は、予測情報及びレジデュアル情報を含む画像情報を符号化することができる（Ｓ１４３０）。画像符号化装置は、符号化された画像情報をビットストリーム形式で出力することができる。前記予測情報は、前記予測手順に関連した情報として予測モード情報（例えば、ｓｋｉｐ ｆｌａｇ、ｍｅｒｇｅ ｆｌａｇ又はｍｏｄｅ ｉｎｄｅｘなど）及び動きベクトルに関する情報を含むことができる。前記予測モード情報のうち、ｓｋｉｐ ｆｌａｇは、現在ブロックに対してスキップモードが適用されるかど否かを示す情報であり、ｍｅｒｇｅ ｆｌａｇは、現在ブロックに対してマージモードが適用されるか否かを示す情報である。又は、予測モード情報は、ｍｏｄｅ ｉｎｄｅｘのように、複数の予測モードのうちのいずれか一つを指示する情報であってもよい。前記ｓｋｉｐ ｆｌａｇとｍｅｒｇｅ ｆｌａｇがそれぞれ０である場合、現在ブロックに対してＭＶＰモードが適用されると決定できる。前記動きベクトルに関する情報は、動きベクトルを導出するための情報である候補選択情報（例えば、ｍｅｒｇｅ ｉｎｄｅｘ、ｍｖｐ ｆｌａｇ又はｍｖｐ ｉｎｄｅｘ）を含むことができる。前記候補選択情報のうちのｍｅｒｇｅ ｉｎｄｅｘは、現在ブロックに対してマージモードが適用される場合にシグナリングされることができ、マージ候補リストに含まれているマージ候補のうちのいずれか一つを選択するための情報であることができる。前記候補選択情報のうちのｍｖｐ ｆｌａｇ又はｍｖｐ ｉｎｄｅｘは、現在ブロックに対してＭＶＰモードが適用される場合にシグナリングされることができ、ｍｖｐ候補リストに含まれているｍｖｐ候補のうちのいずれか一つを選択するための情報であることができる。また、前記動きベクトルに関する情報は、上述したＭＶＤに関する情報を含むことができる。また、前記動きベクトルに関する情報は、Ｌ０予測、Ｌ１予測、又は双（ｂｉ）予測が適用されるか否かを示す情報を含むことができる。前記レジデュアル情報は、前記レジデュアルサンプルに関する情報である。前記レジデュアル情報は、前記レジデュアルサンプルに対する量子化された変換係数に関する情報を含むことができる。
出力されたビットストリームは、（デジタル）記憶媒体に保存されて画像復号化装置に伝達されることもでき、又はネットワークを介して画像復号化装置に伝達されることもできる。
一方、前述したように、画像符号化装置は、前記参照サンプル及び前記レジデュアルサンプルを基に、復元ピクチャ（復元サンプル及び復元ブロックを含むピクチャ）を生成することができる。これは、画像復号化装置で行われるのと同じ予測結果を画像符号化装置で導出するためであり、これによりコーディング効率を高めることができるためである。よって、画像符号化装置は、復元ピクチャ（又は復元サンプル、復元ブロック）をメモリに保存し、インター予測のための参照ピクチャとして活用することができる。前記復元ピクチャにインループフィルタリング手順などがさらに適用できるのは、上述したとおりである。
図１９はＩＢＣベースのビデオ／画像復号化方法を示すフローチャートである。
図２０は本開示によるＩＢＣベースのビデオ／画像復号化方法を実行する予測部の構成を例示的に示す図である。
画像復号化装置は、前記画像符号化装置で行われた動作と対応する動作を行うことができる。画像復号化装置は、受信された予測情報に基づいて、現在ブロックに対するＩＢＣ予測を行い、予測サンプルを導出することができる。
図１９の復号化方法は、図３の画像復号化装置によって行われることができる。ステップＳ１６１０乃至Ｓ１６３０は予測部によって行われることができ、ステップＳ１６１０の予測情報及びステップＳ１６４０のレジデュアル情報はエントロピー復号化部２１０によってビットストリームから取得されることができる。画像復号化装置のレジデュアル処理部は、前記レジデュアル情報に基づいて、現在ブロックに対するレジデュアルサンプルを導出することができる（Ｓ１６４０）。具体的には、前記レジデュアル処理部の逆量子化部２２０は、前記レジデュアル情報に基づいて導出された量子化された変換係数を基に、逆量子化を行って変換係数を導出し、前記レジデュアル処理部の逆変換部２３０は、前記変換係数に対する逆変換を行って前記現在ブロックに対するレジデュアルサンプルを導出することができる。ステップＳ１６５０は加算部２３５又は復元部によって行われることができる。
具体的には、画像復号化装置は、受信された予測情報に基づいて前記現在ブロックに対する予測モードを決定することができる（Ｓ１６１０）。画像復号化装置は、前記予測情報内の予測モード情報に基づいて、前記現在ブロックにどの予測モードが適用されるかを決定することができる。
例えば、前記ｓｋｉｐ ｆｌａｇに基づいて、前記現在ブロックに前記スキップモードが適用されか否かを決定することができる。また、前記ｍｅｒｇｅ ｆｌａｇに基づいて、前記現在ブロックに前記マージモードが適用されるか、又はＭＶＰモードが決定されるかを決定することができる。又は、前記ｍｏｄｅ ｉｎｄｅｘに基づいて、様々な予測モード候補のうちのいずれか一つを選択することができる。前記予測モード候補は、スキップモード、マージモード及び／又はＭＶＰモードを含むことができ、又は前述した様々なインター予測モードを含むことができる。
画像復号化装置は、前記決定された予測モードを基に、前記現在ブロックの動きベクトルを導出することができる（Ｓ１６２０）。例えば、画像復号化装置は、前記現在ブロックにスキップモード又はマージモードが適用される場合、前述したマージ候補リストを構成し、前記マージ候補リストに含まれているマージ候補のうちのいずれか一つを選択することができる。前記選択は、前述した候補選択情報（ｍｅｒｇｅ ｉｎｄｅｘ）に基づいて行われることができる。前記選択されたマージ候補の動きベクトルを用いて前記現在ブロックの動きベクトルが導出することができる。例えば、前記選択されたマージ候補の動きベクトルが前記現在ブロックの動きベクトルとして使用できる。
他の例として、画像復号化装置は、前記現在ブロックにＭＶＰモードが適用される場合、ｍｖｐ候補リストを構成し、前記ｍｖｐ候補リストに含まれているｍｖｐ候補の中から選択されたｍｖｐ候補の動きベクトルを前記現在ブロックのｍｖｐとして用いることができる。前記選択は、前述した候補選択情報（ｍｖｐ ｆｌａｇ ｏｒ ｍｖｐ ｉｎｄｅｘ）に基づいて行われることができる。この場合、前記ＭＶＤに関する情報に基づいて前記現在ブロックのＭＶＤを導出することができ、前記現在ブロックのｍｖｐと前記ＭＶＤに基づいて前記現在ブロックの動きベクトルを導出することができる。
画像復号化装置は、前記現在ブロックの動きベクトルに基づいて前記現在ブロックに対する予測サンプルを生成することができる（Ｓ１６３０）。前記現在ブロックの動きベクトルが前記現在ピクチャ上で指す参照ブロックのサンプルを用いて、前記現在ブロックの予測サンプルを導出することができる。場合に応じて、前記現在ブロックの予測サンプルのうちの全部又は一部に対する予測サンプルフィルタリング手順がさらに行われることができる。
例えば、図２０に示されているように、ＩＢＣベースのビデオ／画像復号化方法を実行する画像復号化装置の予測部は、予測モード決定部、動きベクトル導出部及び予測サンプル導出部を含むことができる。画像復号化装置の予測部は、受信された予測モード情報に基づいて前記現在ブロックに対する予測モードを予測モード決定部で決定し、受信された動きベクトルに関する情報に基づいて前記現在ブロックの動きベクトルを動きベクトル導出部で導出し、予測サンプル導出部で前記現在ブロックの予測サンプルを導出することができる。
画像復号化装置は、受信されたレジデュアル情報に基づいて前記現在ブロックに対するレジデュアルサンプルを生成することができる（Ｓ１６４０）。画像復号化装置は、前記予測サンプル及び前記レジデュアルサンプルに基づいて前記現在ブロックに対する復元サンプルを生成し、これに基づいて復元ピクチャを生成することができる（Ｓ１６５０）。その後、前記復元ピクチャにインループフィルタリング手順などがさらに適用できるのは、前述したとおりである。
前述したように、一つのユニット（例えば、コーディングユニットＣＵ）は、ルマブロック（ルマＣＢ（ｃｏｄｉｎｇ ｂｌｏｃｋ））とクロマブロック（クロマＣＢ）を含むことができる。このとき、ルマブロックとこれに対応するクロマブロックは、同じ動き情報（例えば、動きベクトル）を持つこともでき、又は異なる動き情報を持つこともできる。一例として、クロマブロックの動き情報は、ルマブロックの動き情報に基づいて導出されることにより、ルマブロックと対応するクロマブロックが同じ動き情報を持つことができる。
クロマフォーマットの概要
以下、クロマフォーマットについて説明する。画像は、ルマ成分（例えば、Ｙ）アレイと２つのクロマ成分（例えば、Ｃｂ、Ｃｒ）アレイを含む符号化データで符号化されることができる。例えば、符号化された画像の１つのピクセルは、ルマサンプルとクロマサンプルを含むことができる。ルマサンプルとクロマサンプルの構成フォーマットを示すためにクロマフォーマットが使用されることができ、クロマフォーマットはカラーフォーマットとも呼ばれることができる。
一実施例において、画像は、モノクロム（ｍｏｎｏｃｈｒｏｍｅ）、４：２：０、４：２：２、４：４：４などの様々なクロマフォーマットで符号化されることができる。モノクロームサンプリングでは、一つのサンプルアレイが存在することができ、前記サンプルアレイは、ルマアレイであり得る。４：２：０サンプリングでは、１つのルマサンプルアレイと２つのクロマサンプルアレイが存在することができ、２つのクロマアレイのそれぞれは、高さがルマアレイの半分であり、幅もルマアレイの半分であり得る。４：２：２サンプリングでは、１つのルマサンプルアレイと２つのクロマサンプルアレイが存在することができ、２つのクロマアレイのそれぞれは、高さがルマアレイと同じであり、幅はルマアレイの半分であり得る。４：４：４サンプリングでは、１つのルマサンプルアレイと２つのクロマサンプルアレイが存在することができ、２つのクロマアレイのそれぞれは、高さ及び幅がルマアレイと同じであり得る。
例えば、４：２：０サンプリングの場合、クロマサンプルは、対応するルマサンプルの下端に位置することができる。４：２：２サンプリングの場合、クロマサンプルは、対応するルマサンプルの位置に重畳して位置することができる。４：４：４サンプリングの場合、ルマサンプルとクロマサンプルはいずれも、重畳した位置に位置することができる。
符号化装置及び復号化装置で使用されるクロマフォーマットは、予め定められることもできる。又は、符号化装置及び復号化装置で適応的に使用されるために、符号化装置から復号化装置へクロマフォーマットがシグナリングされることもできる。一実施例において、クロマフォーマットは、ｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃ及びｓｅｐａｒａｔｅ＿ｃｏｌｏｕｒ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｌａｇのうちの少なくとも一つに基づいてシグナリングされることができる。ｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃ及びｓｅｐａｒａｔｅ＿ｃｏｌｏｕｒ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｌａｇのうちの少なくとも一つは、ＤＰＳ、ＶＰＳ、ＳＰＳ又はＰＰＳなどの上位レベルシンタックスを介してシグナリングされることができる。例えば、ｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃ及びｓｅｐａｒａｔｅ＿ｃｏｌｏｕｒ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｌａｇは、図２１のようなＳＰＳシンタックスに含まれることができる。
一方、図２２はｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃ及びｓｅｐａｒａｔｅ＿ｃｏｌｏｕｒ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｌａｇのシグナリングを利用したクロマフォーマット分類の一実施例を示す。ｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃは、符号化画像に適用されたクロマフォーマットを示す情報であり得る。ｓｅｐａｒａｔｅ＿ｃｏｌｏｕｒ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｌａｇは、特定のクロマフォーマットにおいてカラーアレイが分離されて処理されるか否かを示すことができる。例えば、ｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃの第１値（例えば、０）はモノクロームサンプリングを示すことができる。ｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃの第２値（例えば、１）は４：２：０サンプリングを示すことができる。ｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃの第３値（例えば、２）は４：２：２サンプリングを示すことができる。ｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃの第４値（例えば、３）は４：４：４サンプリングを示すことができる。
４：４：４サンプリングでは、ｓｅｐａｒａｔｅ＿ｃｏｌｏｕｒ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｌａｇの値に基づいて次の内容が適用できる。もしｓｅｐａｒａｔｅ＿ｃｏｌｏｕｒ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｌａｇの値が第１値（例えば、０）である場合、２つのクロマアレイのそれぞれは、ルマアレイと同じ高さ及び同じ幅を有するがことができる。このような場合、クロマサンプルアレイのタイプを示すＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅの値は、ｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃと同一に設定されることができる。もしｓｅｐａｒａｔｅ＿ｃｏｌｏｕｒ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｌａｇの値が第２値（例えば、１）である場合、ルマ、Ｃｂ及びＣｒサンプルアレイは、分離されて（ｓｅｐａｒａｔｅｌｙ）処理されることにより、それぞれモノクロームサンプリングされたピクチャのように処理されることができる。このとき、ＣｈｒｏｍａＡｒｒａｙＴｙｐｅは０に設定されることができる。
クロマブロックに対するイントラ予測
現在ブロックにイントラ予測が行われる場合、現在ブロックのルマ成分ブロック（ルマブロック）に対する予測、及びクロマ成分ロック（クロマブロック）に対する予測が行われることができ、この場合、クロマブロックに対するイントラ予測モードは、ルマブロックに対するイントラ予測モードとは別個に設定されることができる。
例えば、クロマブロックに対するイントラ予測モードは、イントラクロマ予測モード情報に基づいて指示されることができ、前記イントラクロマ予測モード情報は、ｉｎｔｒａ＿ｃｈｒｏｍａ＿ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅシンタックス要素の形態でシグナリングされることができる。一例として、前記イントラクロマ予測モード情報は、Ｐｌａｎａｒモード、ＤＣモード、垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）モード、水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）モード、ＤＭ（Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｍｏｄｅ）、ＣＣＬＭ（Ｃｒｏｓｓ－ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｄｅｌ）モードのうちのいずれか一つを指すことができる。ここで、Ｐｌａｎａｒモードは０番イントラ予測モード、前記ＤＣモードは１番イントラ予測モード、前記垂直モードは２６番イントラ予測モード、前記水平モードは１０番イントラ予測モードをそれぞれ示すことができる。ＤＭはｄｉｒｅｃｔ ｍｏｄｅとも呼ばれることができる。ＣＣＬＭはＬＭ（ｌｉｎｅａｒ ｍｏｄｅｌ）とも呼ばれることができる。
一方、ＤＭとＣＣＬＭは、ルマブロックの情報を用いてクロマブロックを予測する従属的なイントラ予測モードである。前記ＤＭは、前記ルマ成分に対するイントラ予測モードと同一のイントラ予測モードが前記クロマ成分に対するイントラ予測モードとして適用されるモードを示すことができる。また、前記ＣＣＬＭは、クロマブロックに対する予測ブロックを生成する過程でルマブロックの復元されたサンプルをサブサンプリングした後、サブサンプリングされたサンプルにＣＣＬＭパラメータα及びβを適用して導出されたサンプルを前記クロマブロックの予測サンプルとして使用するイントラ予測モードを示すことができる。
ここで、ｐｒｅｄｃ（ｉ，ｊ）は、現在ＣＵ内の前記現在クロマブロックの（ｉ，ｊ）座標の予測サンプルを示すことができる。ｒｅｃＬ’（ｉ，ｊ）は、前記ＣＵ内の前記現在ルマブロックの（ｉ，ｊ）座標の復元サンプルを示すことができる。例えば、前記ｒｅｃＬ’（ｉ，ｊ）は、前記現在ルマブロックのダウンサンプリング（ｄｏｗｎ－ｓａｎｍｐｌｅｄ）された復元サンプルを示すができる。線形モデル係数α及びβは、シグナリングされることもできるが、周辺サンプルから誘導されることもできる。
仮想パイプラインデータユニット
ピクチャ内におけるパイプライン処理のために、仮想パイプラインデータユニット（Ｖｉｒｔｕａｌ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｄａｔａ ｕｎｉｔｓ、ＶＰＤＵｓ）が定義されることができる。前記ＶＰＤＵは、一つのピクチャ内における非重畳ユニット（ｎｏｎ－ｏｖｅｒｌａｐｐｉｎｇ ｕｎｉｔｓ）と定義されることができる。ハードウェア復号化装置で、多重パイプラインステージによって連続的な（ｓｕｃｃｅｓｓｉｖｅ）ＶＰＤＵが同時に処理されることができる。大部分のパイプラインステージ（ｍｏｓｔ ｐｉｐｅｌｉｎｅ ｓｔａｇｅｓ）におけるＶＰＤＵサイズは、バッファサイズにほぼ比例することができる（ｒｏｕｇｈｌｙ ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ）。よって、ＶＰＤＵサイズを小さく維持することは、ハードウェアの観点からバッファサイズを考慮する上で重要である。大部分のハードウェア復号化装置において、前記ＶＰＤＵサイズは、最大ＴＢ（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｂｌｏｃｋ）サイズと同一に設定されることができる。例えば、ＶＰＤＵサイズは、６４×６４（６４×６４ルマサンプル）サイズであり得る。また、ＶＶＣで上述した三分木（ＴＴ）及び／又は二分木（ＢＴ）パーティションを考慮して、前記ＶＰＤＵサイズが変更（増加又は減少）されることができる。
一方、ＶＰＤＵサイズを６４×６４のルマサンプルサイズに維持するためには、図２３に示すようなＣＵの分割は制限できる。より詳細には、次の制限（ｒｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎｓ）のうちの少なくとも一つが適用できる。
制限１：幅又は高さが１２８である或いは幅及び高さが１２８であるＣＵに、三分木分割（ＴＴ）が許容されない。
制限２：１２８×Ｎ（ここで、Ｎは６４以下で０よりも大きい整数）のＣＵに水平二分木分割（ＢＴ）が許容されない（例えば、幅が１２８であり且つ高さが１２８よりも小さいＣＵに対しては水平二分木分割が許容されない）。
制限３：Ｎ×１２８（ここで、Ｎは６４以下で０よりも大きい整数）のＣＵに垂直二分木分割（ＢＴ）が許容されない（例えば、高さが１２８であり且つ幅が１２８よりも小さいＣＵに対しては、垂直二分木分割が許容されない）。
パイプライン処理のためのクロマブロックの最大サイズ制限の問題
パーティショニング構造及び変換プロセスなどについて前述したように、ＣＵは、複数のＴＵを生成するために分割できる。ＣＵのサイズが最大ＴＵサイズよりも大きい場合、ＣＵは複数のＴＵに分割されることができる。これにより、それぞれのＴＵに対して変換及び／又は逆変換が行われることができる。一般に、ルマブロックのための最大ＴＵサイズは、符号化装置及び／又は復号化装置が実行することが可能な最大可用変換サイズに設定されることができる。一実施例によるＣＵとＴＵの分割例示が図２４乃至図２６に示されている。
図２４はルマＣＵとクロマＣＵが一実施例によって分割されて生成されたＴＵの例示を示す。一実施例において、ルマＣＵの最大サイズは６４×６４であることができ、最大可用変換サイズは３２×３２であることができ、非正方形（ｎｏｎ－ｓｑｕａｒｅ）ＴＵは許容されないことができる。これにより、ルマ成分変換ブロックの最大サイズは３２×３２であることができる。このような一実施例において、最大ＴＵサイズは、次の数式のように設定されることができる。
［数３］
ｍａｘＴｂＳｉｚｅ＝（ｃＩｄｘ＝＝０）？ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ：ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ／ｍａｘ（ＳｕｂＷｉｄｔｈＣ，ＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣ）
前記数式において、ｍａｘＴｂＳｉｚｅは変換ブロック（ＴＢ、Ｔｒａｎｆｏｒｍ ｂｌｏｃｋ）の最大サイズであり、ｃＩｄｘは当該ブロックのカラーコンポーネントであり得る。ｃＩｄｘ０はルマ成分、１はＣｂクロマ成分、２はＣｒクロマ成分をそれぞれ示すことができる。ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹはルマ成分変換ブロックの最大サイズであり、ＳｕｂＷｉｄｔｈＣはルマブロックの幅に対するクロマブロックの幅の比率であり、ＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣはルマブロックの高さに対するクロマブロックの高さの比率であり、ｍａｘ（Ａ，Ｂ）はＡ及びＢのうちのより大きい値を結果値に返す関数を示す。
前記数式によって、前記実施例において、ルマブロックの場合、ルマ成分変換ブロックの最大サイズに変換ブロックの最大サイズが設定されることができる。ここで、ルマ成分変換ブロックの最大サイズは、符号化時に設定される値であって、ビットストリームを介して符号化装置から復号化装置にシグナルされることができる。
また、前記実施例において、クロマブロックの変換ブロックの最大サイズは、ルマ成分変換ブロックの最大サイズをＳｕｂＷｉｄｔｈＣ及びＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣのうちの大きい値で割った値に設定されることができる。ここで、ＳｕｂＷｉｄｔｈＣ及びＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣは、図２３に示すように、ビットストリームを介して符号化装置から復号化装置にシグナリングされるｃｈｒｏｍａ＿ｆｏｒｍａｔ＿ｉｄｃとｓｅｐａｒａｔｅ＿ｃｏｌｏｕｒ＿ｐｌａｎｅ＿ｆｌａｇに基づいて決定されることができる。
前記数式によって、前記実施例の場合、変換ブロックの最大サイズは、変換ブロックが持つことができる最小幅及び最小高さのうちのいずれか一つに決定されることができる。これにより、前記実施例でのルマブロック及びクロマブロックのＴＵ分割は、図２４のように行われることができる。例えば、図２４に示すように、４：２：２フォーマットを有するクロマブロックの場合、変換ブロックの最大サイズが１６に決定されることにより、ルマＣＵの変換ブロックへの分割形態とは異なる形態でクロマＣＵが多数の変換ブロックに分割されることができる。
図２５はルマＣＵとクロマＣＵが他の一実施例によって分割して生成されたＴＵの例示を示す。一実施例において、ルマＣＵの最大サイズは１２８×１２８であることができ、最大可用変換サイズは６４×６４であることができ、非正方形（ｎｏｎ－ｓｑｕａｒｅ）ＴＵは許容されないことができる。これにより、ルマ成分変換ブロックの最大サイズは６４×６４であることができる。このような一実施例において、変換ブロックの最大サイズは、下記数式のように設定されることができる。下記数式において、ｍｉｎ（Ａ，Ｂ）は、Ａ及びＢのうちの小さい値を返す関数であり得る。
［数４］
ｍａｘＴｂＳｉｚｅ＝（ｃＩｄｘ＝＝０）？ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ：ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ／ｍｉｎ（ＳｕｂＷｉｄｔｈＣ，ＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣ）
一方、前記数式によって、変換ブロックの最大サイズとして当該ブロックの幅及び高さのうちの大きい値が適用されることにより、ルマＣＵとクロマＣＵは、図２５の例のように複数のＴＵに分割されることができる。
図２４及び図２５の例において、４：２：２フォーマットを有するクロマＣＵは、ＴＵに分割される際に、対応するルマＣＵのＴＵ分割形態とは異なる形態で分割される。しかし、前述したクロマブロックの予測のためのＤＭモードやＣＣＬＭモードのようにルマブロックを参照してクロマブロックの符号化／復号化を行う場合、クロマブロックに対応するルマブロックの符号化（又は復号化）直後に該当するクロマブロックの符号化（又は復号化）を処理することが、パイプライン処理におけるｄｅｌａｙを減らし且つメモリを節約するために効率的である。
しかし、図２４の例の場合、１つのルマ変換ブロック２４１１の符号化処理の後、２つのクロマ変換ブロック２４２１及び２４２３の符号化が行われなければならず、これは、他のカラーフォーマット（４：４：４又は４：２：０）との関係において別途の処理を要する。また、図２５の例の場合、２つのルマ変換ブロック２５１１、２５１２の符号化処理の後、１つのクロマ変換ブロック２５２１の符号化が行われなければならない。このように、上述したＴＵ分割方法は、４：２：２フォーマットを活用する場合、ルマブロックとそれに対応するクロマブロックとがマッチしないので、パイプライン処理を行うのに別途のプロセスを追加するか、或いはパイプライン処理を行うことができなくなるという問題点が発生する。
パイプライン処理のためのクロマ変換ブロックの最大サイズ制限
以下、前述したＶＰＤＵを行うための条件が達成されるように、クロマＣＵのための最大変換ブロックのサイズを設定する方法を説明する。
図２６はルマＣＵとクロマＣＵが別の一実施例によって分割されて生成されたＴＵの例示を示す。一実施例において、ルマＣＵの最大サイズは１２８×１２８であることができ、最大可用変換サイズは６４×６４であることができ、非正方形（ｎｏｎ－ｓｑｕａｒｅ）ＴＵの分割が許容されることができる。これにより、ルマ成分変換ブロックの最大サイズは６４×６４であることができる。
図２６のように、非正方形ＴＵの分割のために、変換ブロックの最大サイズは、幅と高さに対してそれぞれ定義されることができる。例えば、変換ブロックの最大幅（ｍａｘＴｂＷｉｄｔｈ）と変換ブロックの最大高さ（ｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔ）を下記数式のように定義することにより、変換ブロックの最大サイズが定義されることができる。
［数５］
ｍａｘＴｂＷｉｄｔｈ＝（ｃＩｄｘ＝＝０）？ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ：ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ／ＳｕｂＷｉｄｔｈＣ
［数６］
ｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔ＝（ｃＩｄｘ＝＝０）？ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ：ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ／ＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣ
上述した実施例のように、変換ブロックの最大サイズを幅と高さで定義することにより、図２６の例のように、４：２：２フォーマットを有するクロマＣＵの場合にも、対応するルマＣＵのＴＵ分割形態と同様に、クロマＣＵをＴＵに分割することができる。これにより、ルマＣＵのＴＵに対応するようにクロマＣＵのＴＵが分割されることにより、ルマブロックの符号化（又は復号化）直後にそれに対応するクロマブロックの符号化（又は復号化）を処理することができ、これによりパイプライン処理におけるｄｅｌａｙを減らすことができる。
ＩＢＣ予測モード及びインター予測モードにおけるクロマ変換ブロックの最大サイズ制限
以下、上述したクロマパイプライン処理のためのクロマ変換ブロックの最大サイズ制限が適用されたＩＢＣ（Ｉｎｔｒａ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｙ）予測モード及びインター予測モードの実行について説明する。符号化装置及び復号化装置は、以下の記載に従って、クロマ変換ブロックの最大サイズを制限してＩＢＣ予測及びインター予測を行うことができ、互いの動作は対応することができる。また、以下のＩＢＣ予測についての説明は、インター予測モードにそのまま適用されることができる。これにより、以下の一実施例による復号化装置のＩＢＣ予測動作について説明する。
一実施例による復号化装置は、ＩＢＣ予測を行い、（ｃｂＷｉｄｔｈ）×（ｃｂＨｅｉｇｈｔ）サイズのルマ予測ブロックｐｒｅｄＳａｍｐｌｅｓＬと、（ｃｂＷｉｄｔｈ／ＳｕｂＷｉｄｔｈＣ）×（ｃｂＨｅｉｇｈｔ／ＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣ）サイズのクロマ予測ブロックｐｒｅｄＳａｍｐｌｅｓＣｂ及びｐｒｅｄＳａｍｐｌｅｓＣｒを生成することができる。ここで、ｃｂＷｉｄｔｈは現在ＣＵの幅であり、ｃｂＨｅｉｇｈｔは現在ＣＵの高さであり得る。
そして、復号化装置は、（ｃｂＷｉｄｔｈ）×（ｃｂＨｅｉｇｈｔ）サイズのルマ残差ブロックｒｅｓＳａｍｐｌｅｓＬと、（ｃｂＷｉｄｔｈ／ＳｕｂＷｉｄｔｈＣ）×（ｃｂＨｅｉｇｈｔ／ＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣ）サイズのクロマ残差ブロックｒｅｓＳａｍｐｌｅｓＣｒ及びｒｅｓＳａｍｐｌｅｓＣｂを生成することができる。最後に、復号化装置は、前記予測ブロックと残差ブロックを用いて復元ブロックを生成することができる。
以下、一実施例による復号化装置がＩＢＣ予測モードで符号化されたＣＵの残差ブロックを生成するためにクロマ変換ブロックの最大サイズを制限する方法について説明する。復号化装置は、本ステップで生成された残差ブロックを用いて復元ブロックを生成することができる。
一実施例による復号化装置は、ＩＢＣ予測モードで符号化されたＣＵの（ｎＴｂＷ）×（ｎＴｂＨ）サイズの残差ブロックを生成するために、下記の情報をビットストリームから直接取得するか、或いはビットストリームから取得された他の情報から誘導することができる。ここで、ｎＴｂＷ及びｎＴｂＨは、現在ＣＵの幅ｃｂＷｉｄｔｈと現在ＣＵの高さｃｂＨｅｉｇｈｔに設定されていてもよい。
－現在ピクチャの左上側サンプルの位置から相対的に現在変換ブロックの左上側サンプルの位置を示すサンプル位置（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０）
－現在変換ブロックの幅を示すパラメータｎＴｂＷ
－現在変換ブロックの高さを示すパラメータｎＴｂＨ
－現在ＣＵのカラーコンポーネントを示すパラメータｃＩｄｘ
復号化装置は、入力された前記情報から、変換ブロックの最大幅ｍａｘＴｂＷｉｄｔｈ及び変換ブロックの最大高さｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔを次のように誘導することができる。
［数７］
ｍａｘＴｂＷｉｄｔｈ＝（ｃＩｄｘ＝＝０）？ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ：ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ／ＳｕｂＷｉｄｔｈＣ
［数８］
ｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔ＝（ｃＩｄｘ＝＝０）？ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ：ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ／ＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣ
さらに、復号化装置は、現在変換ブロックの左上側サンプル位置（ｘＴｂＹ，ｙＴｂＹ）を、現在ＣＵがルマ成分であるか或いはクロマ成分であるかに基づいて次のように誘導することができる。
［数９］
（ｘＴｂＹ，ｙＴｂＹ）＝（ｃＩｄｘ＝＝０）？（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０）：（ｘＴｂ０＊ＳｕｂＷｉｄｔｈＣ，ｙＴｂ０＊ＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣ）
前記数式のように、現在変換ブロックがクロマブロックである場合、現在変換ブロックのクロマフォーマットによって決定されるクロマブロックのサイズを反映するために、クロマフォーマットに基づいて変換ブロックの最大幅及び高さと、現在変換ブロックの左上側サンプル位置が決定されることができる。
以下、復号化装置は、次の手順を行って残差ブロックを生成することができる。これについて図２７を参照して説明する。まず、復号化装置は、現在変換ブロックを分割するか否かを判断することができる（Ｓ２７１０）。例えば、復号化装置は、現在変換ブロックの幅及び高さが最大変換ブロックの幅及び高さよりも大きいか否かに基づいて、現在変換ブロックを分割するか否かを判断することができる。例えば、復号化装置は、ｎＴｂＷがｍａｘＴｂＷｉｄｔｈよりも大きいかｎＴｂＨがｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔよりも大きい場合、現在変換ブロックを分割して下位変換ブロックを生成することを決定することができる。
現在変換ブロックを下位変換ブロックに分割する場合、上述したように、復号化装置は下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨを下記数式のように誘導することができる（Ｓ２７２０）。
［数１０］
ｎｅｗＴｂＷ＝（ｎＴｂＷ＞ｍａｘＴｂＷｉｄｔｈ）？（ｎＴｂＷ／２）：ｎＴｂＷ
［数１１］
ｎｅｗＴｂＨ＝（ｎＴｂＨ＞ｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔ）？（ｎＴｂＨ／２）：ｎＴｂＨ
次に、復号化装置は、現在変換ブロックを分割する下位変換ブロックを用いて残差ブロックを生成することができる（Ｓ２７３０）。一実施例において、図２６に示すように、現在変換ブロックは、４：２：２フォーマットのクロマＣＵの幅と高さを有する変換ブロックであり、下位変換ブロックは、これを非正方四分割する第１下位変換ブロック２６２１乃至第４下位ブロック２６２４であり得る。
まず、復号化装置は、第１下位変換ブロックに対して残差ブロックを生成することができる。図２６を参照すると、第１下位変換ブロック２６２１は、サンプル位置（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０）、下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨに特定できる。復号化装置は、現在ＣＵのカラーコンポーネントｃＩｄｘを用いて第１下位変換ブロック２６２１の残差ブロックを生成することができる。復号化装置は、これに基づいて復元ピクチャ（ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）を生成することができる。以後、復元ピクチャに対してインループフィルタリングが行われることができる。
次に、ｎＴｂＷがｍａｘＴｂＷｉｄｔｈよりも大きい場合、復号化装置は、第２下位変換ブロックに対して残差ブロックを生成することができる。第２下位変換ブロック２６２２は、サンプル位置（ｘＴｂ０＋ｎｅｗＴｂＷ，ｙＴｂ０）、下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ、及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨに特定できる。復号化装置は、現在ＣＵのカラーコンポーネントｃＩｄｘを用いて第２下位変換ブロック２６２２の残差ブロックを生成することができる。復号化装置は、それに基づいて復元ピクチャ（ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）を生成することができる。その後、復元ピクチャに対してインループフィルタリングが行われることができる。
次に、ｎＴｂＨがｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔよりも大きい場合、復号化装置は、第３下位変換ブロックに対して残差ブロックを生成することができる。第３下位変換ブロック２６２３は、サンプル位置（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０＋ｎｅｗＴｂＨ）、下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ、及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨに特定できる。前述と同様に、復号化装置は、現在ＣＵのカラーコンポーネントｃＩｄｘを用いて残差ブロックを生成することができる。
次に、ｎＴｂＷがｍａｘＴｂＷｉｄｔｈより大きく且つｎＴｂＨがｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔよりも大きい場合、復号化装置は、第４下位変換ブロックに対して残差ブロックを生成することができる。第４下位変換ブロック２６２４は、サンプル位置（ｘＴｂ０＋ｎｅｗＴｂＷ，ｙＴｂ０＋ｎｅｗＴｂＨ）、下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ、及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨに特定できる。前述と同様に、復号化装置は、現在ＣＵのカラーコンポーネントｃＩｄｘを用いて残差ブロックを生成することができる。
一方、復号化装置は、現在変換ブロックの分割が行われない場合、次のようにＩＢＣ予測を行うことができる。例えば、ｎＴｂＷがｍａｘＴｂＷｉｄｔｈより小さく且つｎＴｂＨがｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔよりも小さい場合、現在変換ブロックが分割されないことができる。このような場合、復号化装置は、サンプル位置（ｘＴｂＹ，ｘＴｂＹ）、現在ＣＵのカラーコンポーネントｃＩｄｘ、変換ブロック幅ｎＴｂＷ、及び変換ブロック高さｎＴｂＨを入力としてスケーリング及び変換プロセスを行うことで、ＩＢＣ予測モードのための残差ブロックを生成することができる。復号化装置は、これに基づいて復元ピクチャ（ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）を生成することができる。以後、復元ピクチャに対してインループフィルタリングが行われることができる。
イントラ予測モードにおけるクロマ変換ブロックの最大サイズ制限
以下、上述したクロマパイプライン処理のためのクロマ変換ブロックの最大サイズ制限が適用されたイントラ予測モードの実行について説明する。符号化装置と復号化装置は、以下の記載に従って、クロマ変換ブロックの最大サイズを制限してイントラ予測を行うことができ、互いの動作は対応するという点で、以下、復号化装置の動作を説明する。
一実施例による復号化装置は、イントラ予測を行うことで、復元ピクチャ（ａ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）を生成することができる。復元ピクチャにはインループフィルタリングが行われることができる。一実施例による復号化装置は、イントラ予測を行うために、以下の情報をビットストリームから直接取得するか、或いはビットストリームから取得された他の情報から誘導することができる。
－現在ピクチャの左上側サンプルの位置から相対的に現在変換ブロックの左上側サンプルの位置を示すサンプル位置（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０）
－現在変換ブロックの幅を示すパラメータｎＴｂＷ
－現在変換ブロックの高さを示すパラメータｎＴｂＨ
－現在ＣＵのイントラ予測モードを示すパラメータｐｒｅｄＭｏｄｅＩｎｔｒａ
－現在ＣＵのカラーコンポーネントを示すパラメータｃＩｄｘ
復号化装置は、入力された前記情報から、変換ブロックの最大幅ｍａｘＴｂＷｉｄｔｈ及び変換ブロックの最大高さｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔを次のように誘導することができる。
［数１２］
ｍａｘＴｂＷｉｄｔｈ＝（ｃＩｄｘ＝＝０）？ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ：ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ／ＳｕｂＷｉｄｔｈＣ
［数１３］
ｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔ＝（ｃＩｄｘ＝＝０）？ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ：ＭａｘＴｂＳｉｚｅＹ／ＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣ
さらに、復号化装置は、現在変換ブロックの左上側サンプル位置（ｘＴｂＹ，ｙＴｂＹ）を、現在ＣＵがルマ成分であるか或いはクロマ成分であるかに基づいて次のように誘導することができる。
［数１４］
（ｘＴｂＹ，ｙＴｂＹ）＝（ｃＩｄｘ＝＝０）？（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０）：（ｘＴｂ０＊ＳｕｂＷｉｄｔｈＣ，ｙＴｂ０＊ＳｕｂＨｅｉｇｈｔＣ）
以下、復号化装置は、次の手順を行ってイントラ予測を行うことができる。これを図２８を参照して説明する。まず、復号化装置は、現在変換ブロックを分割するか否かを判断することができる（Ｓ２８１０）。例えば、復号化装置は、現在変換ブロックの幅及び高さが最大変換ブロックの幅及び高さより大きいか否かに基づいて、現在変換ブロックを分割するか否かを判断することができる。これに加えて、復号化装置は、現在ＣＵにＩＳＰ（Ｉｎｔｒａ Ｓｕｂ－ｐａｒｔｉｔｏｎ）が適用されるか否かをさらに考慮して、分割するか否かを判断することもできる。例えば、復号化装置は、ｎＴｂＷがｍａｘＴｂＷｉｄｔｈよりも大きいかｎＴｂＨがｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔよりも大きい場合、現在変換ブロックを分割してイントラ予測を行うことを決定することができる。また、復号化装置は、このような場合にも現在ＣＵにＩＳＰが適用されない場合（例えば、ＩｎｔｒａＳｕｂｐａｒｔｉｔｉｏｎＳｐｌｉｔＴｙｐｅの値がＮＯ＿ＩＳＰ＿ＳＰＬＩＴである。すなわち、現在ＣＵにＩＳＰが適用されない）に限って、現在変換ブロックを分割してイントラ予測を行うことを決定することもできる。
現在変換ブロックを下位変換ブロックに分割する場合、復号化装置は、下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨを次の数式のように誘導することができる（Ｓ２８２０）。
［数１５］
ｎｅｗＴｂＷ＝（ｎＴｂＷ＞ｍａｘＴｂＷｉｄｔｈ）？（ｎＴｂＷ／２）：ｎＴｂＷ
［数１６］
ｎｅｗＴｂＨ＝（ｎＴｂＨ＞ｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔ）？（ｎＴｂＨ／２）：ｎＴｂＨ
図２６を参照して説明する。一実施例において、現在変換ブロックの幅ｎＴｂＷはクロマＣＵの幅であり、現在変換ブロックの高さｎＴｂＨはクロマＣＵの高さであり得る。このような実施例において、下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨは、クロマＣＵを分割する変換ブロック２６２１の幅及び高さに決定されることができる。つまり、このような実施例において、現在変換ブロックは４：２：２フォーマットのクロマＣＵの幅及び高さを有する変換ブロックであり、下位変換ブロックはこれを非正方四分割する第１下位変換ブロック２６２１乃至第４下位ブロック２６２４であり得る。
次に、復号化装置は、現在変換ブロックを分割する下位変換ブロックを用いてイントラ予測を行うことができる（Ｓ２８３０）。まず、復号化装置は、第１下位変換ブロックに対してイントラ予測を行うことができる。図２６を参照すると、第１下位変換ブロック２６２１は、サンプル位置（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０）、下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ、及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨに特定できる。復号化装置は、現在ＣＵのイントラ予測モードｐｒｅｄＭｏｄｅＩｎｔｒａ及び現在ＣＵのカラーコンポーネントｃＩｄｘを用いて第１下位変換ブロック２６２１のイントラ予測を行うことができる。これにより、第１下位変換ブロック２６２１に対する復元ピクチャ（ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）が生成されることができる。
例えば、復号化装置は、イントラサンプル予測プロセスを行うことにより、（ｎｅｗＴｂＷ）×（ｎｅｗＴｂＨ）サイズの予測サンプル行列ｐｒｅｄＳａｍｐｌｅｓを生成することができる。例えば、復号化装置は、サンプル位置（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０）、イントラ予測モードｐｒｅｄＭｏｄｅＩｎｔｒａ、変換ブロック幅（ｎＴｂＷ）ｎｅｗＴｂＷ、変換ブロック高さ（ｎＴｂＨ）ｎｅｗＴｂＨ、コーディングブロック幅（ｎＣｂＷ）ｎＴｂＷ、コーディングブロック高さ（ｎＣｂＨ）ｎＴｂＨ、及びパラメータｃＩｄｘの値を用いてイントラサンプル予測プロセスを行うことができる。
また、復号化装置は、スケーリング及び変換プロセスを行って（ｎｅｗＴｂＷ）×（ｎｅｗＴｂＨ）サイズの残差サンプル行列ｒｅｓＳａｍｐｌｅｓを生成することができる。例えば、復号化装置は、サンプル位置（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０）、パラメータｃＩｄｘの値、変換ブロック幅（ｎＴｂＷ）ｎｅｗＴｂＷ、変換ブロック高さ（ｎＴｂＨ）ｎｅｗＴｂＨに基づいて、スケーリング及び変換プロセスを行うことができる。
また、復号化装置は、カラーコンポーネントに対するピクチャ復元プロセスを行うことにより、復元ピクチャを生成することができる。例えば、復号化装置は、変換ブロック位置を（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０）に設定し、変換ブロック幅（ｎＴｂＷ）をｎｅｗＴｂＷに設定し、変換ブロック高さ（ｎＴｂＨ）をｎｅｗＴｂＨに設定し、パラメータｃＩｄｘの値を用い、（ｎｅｗＴｂＷ）×（ｎｅｗＴｂＨ）サイズの予測サンプル行列ｐｒｅｄＳａｍｐｌｅｓ、（ｎｅｗＴｂＷ）×（ｎｅｗＴｂＨ）サイズの残差サンプル行列ｒｅｓＳａｍｐｌｅｓを用いることにより、カラーコンポーネントに対するピクチャ復元プロセスを行うことができる。
次に、ｎＴｂＷがｍａｘＴｂＷｉｄｔｈよりも大きい場合、復号化装置は、第２下位変換ブロックに対してイントラ予測を行うことができる。第２下位変換ブロック２６２２は、サンプル位置（ｘＴｂ０＋ｎｅｗＴｂＷ，ｙＴｂ０）、下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ、及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨに特定できる。復号化装置は、現在ＣＵのイントラ予測モードｐｒｅｄＭｏｄｅＩｎｔｒａ及び現在ＣＵのカラーコンポーネントｃＩｄｘを用いて第２下位変換ブロック２６２２のイントラ予測を行うことができる。第２下位変換ブロック２６２２のイントラ予測は、それに対するサンプル位置に対して第１下位変換ブロック２６２１のイントラ予測と同様に行われることができる。これにより、第２下位変換ブロック２６２２に対する復元ピクチャ（ａ ｍｏｄｉｆｉｅｄ ｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ ｐｉｃｔｕｒｅ）が生成されることができる。
次に、ｎＴｂＨがｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔよりも大きい場合、復号化装置は、第３下位変換ブロックに対してイントラ予測を行うことができる。第３下位変換ブロック２６２３は、サンプル位置（ｘＴｂ０，ｙＴｂ０＋ｎｅｗＴｂＨ）、下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ、及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨに特定できる。前述と同様に、復号化装置は、現在ＣＵのイントラ予測モードｐｒｅｄＭｏｄｅＩｎｔｒａ及び現在ＣＵのカラーコンポーネントｃＩｄｘを用いてイントラ予測を行うことができる。
次に、ｎＴｂＷがｍａｘＴｂＷｉｄｔｈより大きく且つｎＴｂＨがｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔよりも大きい場合、復号化装置は、第４下位変換ブロックに対してイントラ予測を行うことができる。第４下位変換ブロック２６２４は、サンプル位置（ｘＴｂ０＋ｎｅｗＴｂＷ，ｙＴｂ０＋ｎｅｗＴｂＨ）、下位変換ブロックの幅ｎｅｗＴｂＷ、及び下位変換ブロックの高さｎｅｗＴｂＨに特定できる。前述と同様に、復号化装置は、現在ＣＵのイントラ予測モードｐｒｅｄＭｏｄｅＩｎｔｒａ及び現在ＣＵのカラーコンポーネントｃＩｄｘを用いてイントラ予測を行うことができる。
一方、復号化装置は、現在変換ブロックの分割が行われない場合、次のようにイントラ予測を行うことができる。例えば、ｎＴｂＷがｍａｘＴｂＷｉｄｔｈより小さく且つｎＴｂＨがｍａｘＴｂＨｅｉｇｈｔより小さい場合、又は現在ＣＵにＩＳＰが適用される場合（例えば、ＩｎｔｒａＳｕｂｐａｒｔｉｔｉｏｎＳｐｌｉｔＴｙｐｅの値がＮＯ＿ＩＳＰ＿ＳＰＬＩＴではない）、現在変換ブロックが分割されないことができる。
まず、復号化装置は、パラメータｎＷ、ｎＨ、ｎｕｍＰａｒｔｓＸ及びｎｕｍＰａｒｔｓＹを次の数式のように誘導することができる。
［数１７］
ｎＷ＝ＩｎｔｒａＳｕｂＰａｒｔｉｔｉｏｎｓＳｐｌｉｔＴｙｐｅ＝＝ＩＳＰ＿ＶＥＲ＿ＳＰＬＩＴ？ｎＴｂＷ／ＮｕｍＩｎｔｒａＳｕｂＰａｒｔｉｔｉｏｎｓ：ｎＴｂＷ
ｎＨ＝ＩｎｔｒａＳｕｂＰａｒｔｉｔｉｏｎｓＳｐｌｉｔＴｙｐｅ＝＝ＩＳＰ＿ＨＯＲ＿ＳＰＬＩＴ？ｎＴｂＨ／ＮｕｍＩｎｔｒａＳｕｂＰａｒｔｉｔｉｏｎｓ：ｎＴｂＨ
ｎｕｍＰａｒｔｓＸ＝ＩｎｔｒａＳｕｂＰａｒｔｉｔｉｏｎｓＳｐｌｉｔＴｙｐｅ＝＝ＩＳＰ＿ＶＥＲ＿ＳＰＬＩＴ？ＮｕｍＩｎｔｒａＳｕｂＰａｒｔｉｔｉｏｎｓ：１
ｎｕｍＰａｒｔｓＹ＝ＩｎｔｒａＳｕｂＰａｒｔｉｔｉｏｎｓＳｐｌｉｔＴｙｐｅ＝＝ＩＳＰ＿ＨＯＲ＿ＳＰＬＩＴ？ＮｕｍＩｎｔｒａＳｕｂＰａｒｔｉｔｉｏｎｓ：１
前記数式において、ＩｎｔｒａＳｕｂＰａｒｔｉｔｉｏｎｓＳｐｌｉｔＴｙｐｅは、現在ＣＵのＩＳＰ分割タイプを示し、ＩＳＰ＿ＶＥＲ＿ＳＰＬＩＴは垂直ＩＳＰ分割を示し、ＩＳＰ＿ＨＯＲ＿ＳＰＬＩＴは水平ＩＳＰ分割を示す。ＮｕｍＩｎｔｒａＳｕｂＰａｒｔｉｔｉｏｎｓはＩＳＰサブパーティションの個数を示す。
次に、復号化装置は、イントラサンプル予測プロセスを行うことにより、（ｎＴｂＷ）×（ｎＴｂＨ）サイズの予測サンプル行列ｐｒｅｄＳａｍｐｌｅｓを生成することができる。例えば、復号化装置は、サンプル位置（ｘＴｂ０＋ｎＷ＊ｘＰａｒｔＩｄｘ，ｙＴｂ０＋ｎＨ＊ｙＰａｒｔＩｄｘ）、イントラ予測モードｐｒｅｄＭｏｄｅＩｎｔｒａ、変換ブロックの幅（ｎＴｂＷ）ｎＷ、変換ブロックの高さ（ｎＴｂＨ）ｎＨ、コーディングブロックの幅（ｎＣｂＷ）ｎＴｂＷ、コーディングブロックの高さ（ｎＣｂＨ）ｎＴｂＨ、及びパラメータｃＩｄｘの値を用いてイントラサンプル予測プロセスを行うことができる。ここで、パーティションインデックスｘＰａｒｔＩｄｘの値は０からｎｕｍＰａｒｔＸ－１までの値を持つことができ、ｙＰａｒｔＩｄｘは０からｎｕｍＰａｒｔｓＹ－１までの値を持つことができる。
次に、復号化装置は、スケーリング及び変換プロセスを行うことにより、（ｎＴｂＷ）×（ｎＴｂＨ）サイズの残差サンプル行列ｒｅｓＳａｍｐｌｅｓを生成することができる。例えば、復号化装置は、サンプル位置（ｘＴｂＹ＋ｎＷ＊ｘＰａｒｔＩｄｘ，ｙＴｂＹ＋ｎＨ＊ｙＰａｒｔＩｄｘ）、パラメータｃＩｄｘの値、変換ブロックの幅（ｎＴｂＷ）ｎＷ、変換ブロックの高さ（ｎＴｂＨ）ｎＨに基づいて、スケーリング及び変換プロセスを行うことができる。
次に、復号化装置は、カラーコンポーネントに対するピクチャ復元プロセスを行うことにより、復元ピクチャを生成することができる。例えば、復号化装置は、変換ブロック位置を（ｘＴｂ０＋ｎＷ＊ｘＰａｒｔＩｄｘ，ｙＴｂ０＋ｎＨ＊ｙＰａｒｔＩｄｘ）に設定し、変換ブロックの幅（ｎＴｂＷ）をｎＷに設定し、変換ブロックの高さ（ｎＴｂＨ）をｎＨに設定し、予め設定されたｃＩｄｘの値を用い、（ｎＴｂＷ）×（ｎＴｂＨ）サイズの予測サンプル行列ｐｒｅｄＳａｍｐｌｅｓ、（ｎＴｂＷ）×（ｎＴｂＨ）サイズの残差サンプル行列ｒｅｓＳａｍｐｌｅｓを用いることにより、カラーコンポーネントに対するピクチャ復元プロセスを行うことができる。
符号化方法
以下、上述した方法を用いて一実施例に係る符号化装置が符号化を行う方法について、図２９を参照して説明する。一実施例による符号化装置はメモリ及び少なくとも一つのプロセッサを含み、前記少なくとも一つのプロセッサは以下の符号化方法を行うことができる。
まず、符号化装置は、画像を分割して現在ブロックを決定することができる（Ｓ２９１０）。次に、符号化装置は、前記現在ブロックに対してＩＢＣ予測を行って現在ブロックの予測ブロックを生成することができる（Ｓ２９２０）。次に、符号化装置は、前記予測ブロックに基づいて前記現在ブロックの残差ブロックを生成することができる（Ｓ２９３０）。次に、符号化装置は、前記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（Ｓ２９４０）。このとき、前記残差ブロックは前記現在ブロックの変換ブロックのサイズに基づいて符号化され、前記変換ブロックのサイズは前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて決定されることができる。
より詳細には、前記現在ブロックのカラーコンポーネントがクロマ成分である場合、前記変換ブロックのサイズはカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。また、前記変換ブロックの幅は変換ブロックの最大幅に基づいて決定され、前記変換ブロックの最大幅は前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大サイズとカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。
また、前記変換ブロックの高さは、変換ブロックの最大高さに基づいて決定され、前記変換ブロックの最大高さは、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大サイズとカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。
また、前記現在ブロックのカラーフォーマットが、クロマブロックの幅及び高さが対応するルマブロックの幅の半分であることを示すフォーマットである場合、前記変換ブロックの最大幅は、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大幅の半分に決定され、前記変換ブロックの最大高さは、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大高さの半分に決定されることができる。
また、前記現在ブロックがクロマブロックであれば、前記変換ブロックの左上側サンプルの位置は、前記現在ブロックに対応するルマブロックの左上側サンプルの位置とカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。
また、前記現在ブロックがクロマブロックであれば、前記変換ブロックが複数の下位変換ブロックに分割される場合、下位変換ブロックの左上側位置は、変換ブロックの最大幅と変換ブロックの最大高さに基づいて決定されることができる。このような場合、前記変換ブロックの最大幅は、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大サイズとカラーフォーマットに基づいて決定され、前記変換ブロックの最大高さは、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大サイズとカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。
また、前記現在ブロックがクロマブロックであれば、前記変換ブロックの幅が変換ブロックの最大幅よりも大きい場合、前記現在ブロックを垂直分割して複数の下位変換ブロックが生成されることができる。前記変換ブロックの最大幅は、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大サイズとカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。このような場合、前記複数の下位変換ブロックは、第１下位変換ブロック及び第２下位変換ブロックを含み、前記第１下位変換ブロックの幅と前記第２下位変換ブロックの幅は、前記変換ブロックの最大幅に決定されることができる。
また、前記現在ブロックはクロマブロックであり、前記変換ブロックの高さが変換ブロックの最大高さよりも大きい場合、前記現在ブロックを水平分割して複数の下位変換ブロックが生成され、前記変換ブロックの最大高さは、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大高さとカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。このような場合、前記複数の下位変換ブロックは、第３下位変換ブロック及び第４下位変換ブロックを含み、前記第３下位変換ブロックの高さと前記第４下位変換ブロックの高さは、前記変換ブロックの最大高さに決定されることができる。
復号化方法
以下、上述した方法を用いて、一実施例による復号化装置が復号化を行う方法について、図３０を参照して説明する。一実施例による復号化装置は、メモリ及び少なくとも一つのプロセッサを含み、前記少なくとも一つのプロセッサは、以下の復号化方法を行うことができる。
まず、復号化装置は、現在ブロックの予測モードを決定することができる（Ｓ３０１０）。次に、復号化装置は、前記現在ブロックの予測モードがＩＢＣ（ｉｎｔｒａ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｙ）予測モードである場合、ＩＢＣ予測モード情報に基づいて前記現在ブロックに対する予測ブロックを生成することができる（Ｓ３０２０）。次に、復号化装置は、前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて、前記現在ブロックの変換ブロックのサイズを決定することができる（Ｓ３０３０）。次に、復号化装置は、前記変換ブロックのサイズに基づいて前記現在ブロックの残差ブロックを生成することができる（Ｓ３０４０）。次いで、復号化装置は、前記予測ブロックと前記現在ブロックの残差ブロックに基づいて前記現在ブロックを復元することができる（Ｓ３０５０）。
より詳細には、前記現在ブロックのカラーコンポーネントがクロマ成分である場合、前記変換ブロックのサイズは、カラーフォーマットに基づいて決定されることができる。また、前記変換ブロックの幅は、変換ブロックの最大幅に基づいて決定され、前記変換ブロックの最大幅は、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大サイズとカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。
また、前記変換ブロックの高さは、変換ブロックの最大高さに基づいて決定され、前記変換ブロックの最大高さは、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大サイズとカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。
また、前記現在ブロックのカラーフォーマットが、クロマブロックの幅及び高さが対応するルマブロックの幅の半分であることを示すフォーマットである場合、前記変換ブロックの最大幅は、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大幅の半分に決定され、前記変換ブロックの最大高さは、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大高さの半分に決定されることができる。
また、前記現在ブロックがクロマブロックであれば、前記変換ブロックの左上側サンプルの位置は、前記現在ブロックに対応するルマブロックの左上側サンプルの位置とカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。
また、前記現在ブロックがクロマブロックであれば、前記変換ブロックが複数の下位変換ブロックに分割される場合、下位変換ブロックの左上側位置は、変換ブロックの最大幅と変換ブロックの最大高さに基づいて決定されることができる。このような場合、前記変換ブロックの最大幅は、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大サイズとカラーフォーマットに基づいて決定され、前記変換ブロックの最大高さは、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大サイズとカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。
また、前記現在ブロックがクロマブロックであれば、前記変換ブロックの幅が変換ブロックの最大幅よりも大きい場合、前記現在ブロックを垂直分割して複数の下位変換ブロックが生成できる。前記変換ブロックの最大幅は、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大サイズとカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。このような場合、前記複数の下位変換ブロックは、第１下位変換ブロック及び第２下位変換ブロックを含み、前記第１下位変換ブロックの幅と前記第２下位変換ブロックの幅は、前記変換ブロックの最大幅に決定されることができる。
また、前記現在ブロックはクロマブロックであり、前記変換ブロックの高さが変換ブロックの最大高さよりも大きい場合、前記現在ブロックを水平分割して複数の下位変換ブロックが生成され、前記変換ブロックの最大高さは、前記現在ブロックに対応するルマブロックの変換ブロックの最大高さとカラーフォーマットに基づいて決定されることができる。このような場合、前記複数の下位変換ブロックは、第３下位変換ブロックの高さと第４下位変換ブロックを含み、前記第３下位変換ブロックの高さと前記第４下位変換ブロックの高さは、前記変換ブロックの最大高さに決定されることができる。
応用実施例
本開示の例示的な方法は、説明の明確性のために動作のシリーズで表現されているが、これは、ステップが行われる順序を制限するためのものではなく、必要な場合には、それぞれのステップが同時に又は異なる順序で行われることもできる。本開示による方法を実現するために、例示するステップにさらに他のステップを含むか、一部のステップを除いて残りのステップを含むか、又は一部のステップを除いて追加の他のステップを含むこともできる。
本開示において、所定の動作（ステップ）を行う画像符号化装置又は画像復号化装置は、当該動作（ステップ）の実行条件や状況を確認する動作（ステップ）を行うことができる。例えば、所定の条件が満足される場合、所定の動作を行うと記載された場合、画像符号化装置又は画像復号化装置は、前記所定の条件が満足されるか否かを確認する動作を行った後、前記所定の動作を行うことができる。
本開示の様々な実施例は、すべての可能な組み合わせを羅列したものではなく、本開示の代表的な態様を説明するためのものであり、様々な実施例で説明する事項は、独立して適用されてもよく、２つ以上の組み合わせで適用されてもよい。
また、本開示の様々な実施例は、ハードウェア、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、ソフトウェア、又はそれらの組み合わせなどによって実現できる。ハードウェアによる実現の場合、１つ又はそれ以上のＡＳＩＣｓ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）、ＤＳＰｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒｓ）、ＤＳＰＤｓ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＰＬＤｓ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅｓ）、ＦＰＧＡｓ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙｓ）、汎用プロセッサ（ｇｅｎｅｒａｌ ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサなどによって実現できる。
また、本開示の実施例が適用された画像復号化装置及び画像符号化装置は、マルチメディア放送送受信装置、モバイル通信端末、ホームシネマビデオ装置、デジタルシネマビデオ装置、監視用カメラ、ビデオ会話装置、ビデオ通信などのリアルタイム通信装置、モバイルストリーミング装置、記憶媒体、カムコーダ、注文型ビデオ（ＶｏＤ）サービス提供装置、ＯＴＴビデオ（Ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｔｏｐ ｖｉｄｅｏ）装置、インターネットストリーミングサービス提供装置、３次元（３Ｄ）ビデオ装置、画像電話ビデオ装置、及び医療用ビデオ装置などに含まれることができ、ビデオ信号又はデータ信号を処理するために使用できる。例えば、ＯＴＴビデオ（Ｏｖｅｒ ｔｈｅ ｔｏｐ ｖｉｄｅｏ）装置としては、ゲームコンソール、ブルーレイプレーヤー、インターネット接続ＴＶ、ホームシアターシステム、スマートフォン、タブレットＰＣ、ＤＶＲ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｉｄｅｏ Ｒｅｃｏｄｅｒ）などを含むことができる。
図３１は本開示の実施例が適用できるコンテンツストリーミングシステムを例示する図である。
図３１に示されているように、本開示の実施例が適用されたコンテンツストリーミングシステムは、大きく、符号化サーバ、ストリーミングサーバ、Ｗｅｂサーバ、メディアストレージ、ユーザ装置及びマルチメディア入力装置を含むことができる。
前記符号化サーバは、スマートフォン、カメラ、カムコーダなどのマルチメディア入力装置から入力されたコンテンツをデジタルデータに圧縮してビットストリームを生成し、これを前記ストリーミングサーバに伝送する役割を果たす。他の例として、スマートフォン、カメラ、ビデオカメラなどのマルチメディア入力装置がビットストリームを直接生成する場合、前記符号化サーバは省略できる。
前記ビットストリームは、本開示の実施例が適用された画像符号化方法及び／又は画像符号化装置によって生成でき、前記ストリーミングサーバは、前記ビットストリームを伝送又は受信する過程で一時的に前記ビットストリームを保存することができる。
前記ストリーミングサーバは、Ｗｅｂサーバを介してユーザの要求に基づいてマルチメディアデータをユーザ装置に伝送し、前記Ｗｅｂサーバは、ユーザにどんなサービスがあるかを知らせる媒介体の役割を果たすことができる。ユーザが前記Ｗｅｂサーバに所望のサービスを要求すると、前記Ｗｅｂサーバは、これをストリーミングサーバに伝達し、前記ストリーミングサーバは、ユーザにマルチメディアデータを伝送することができる。この時、前記コンテンツストリーミングシステムは、別途の制御サーバを含むことができ、この場合、前記制御サーバは、前記コンテンツストリーミングシステム内の各装置間の命令／応答を制御する役割を果たすことができる。
前記ストリーミングサーバは、メディアストレージ及び／又は符号化サーバからコンテンツを受信することができる。例えば、前記符号化サーバからコンテンツを受信する場合、前記コンテンツをリアルタイムで受信することができる。この場合、円滑なストリーミングサービスを提供するために、前記ストリーミングサーバは、前記ビットストリームを一定時間の間保存することができる。
前記ユーザ装置の例としては、携帯電話、スマートフォン（ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ）、ノートパソコン（ｌａｐｔｏｐ ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、デジタル放送用端末、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）、ＰＭＰ（ｐｏｒｔａｂｌｅ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｐｌａｙｅｒ）、ナビゲーション、スレートＰＣ（ｓｌａｔｅ ＰＣ）、タブレットＰＣ（ｔａｂｌｅｔ ＰＣ）、ウルトラブック（ｕｌｔｒａｂｏｏｋ）、ウェアラブルデバイス（ｗｅａｒａｂｌｅ ｄｅｖｉｃｅ）、例えば、スマートウォッチ（ｓｍａｒｔｗａｔｃｈ）、スマートグラス（ｓｍａｒｔ ｇｌａｓｓ）、ＨＭＤ（ｈｅａｄ ｍｏｕｎｔｅｄ ｄｉｓｐｌａｙ）、デジタルＴＶ、デスクトップコンピュータ、デジタルサイネージなどがあり得る。
前記コンテンツストリーミングシステム内の各サーバは、分散サーバとして運営されることができ、この場合、各サーバから受信するデータは、分散処理されることができる。
本開示の範囲は、様々な実施例の方法による動作が装置又はコンピュータ上で実行されるようにするソフトウェア又はマシン－実行可能なコマンド（例えば、オペレーティングシステム、アプリケーション、ファームウェア（ｆｉｒｍｗａｒｅ）、プログラムなど）、及びこのようなソフトウェア又はコマンドなどが保存されて装置又はコンピュータ上で実行できる非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ－ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）を含む。
本開示による実施例は、画像を符号化／復号化するために利用可能である。

Claims (6)

  1. 画像復号化装置によって行われる画像復号化方法であって、
    現在ブロックの予測モードを決定するステップと、
    前記現在ブロックの予測モードがＩＢＣ（ｉｎｔｒａ ｂｌｏｃｋ ｃｏｐｙ）予測モードであることに基づき、ＩＢＣ予測モード情報に基づいて前記現在ブロックの予測ブロックを生成するステップと、
    前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて前記現在ブロックの変換ブロックのサイズを決定するステップと、
    前記変換ブロックのサイズに基づいて前記現在ブロックの残差ブロックを生成するステップと、
    前記予測ブロックと前記現在ブロックの残差ブロックに基づいて前記現在ブロックを復元するステップと、を含み、
    前記変換ブロックの最大幅と最大高さは、前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて別々に決定され、
    前記現在ブロックはクロマブロックであり、
    前記変換ブロックが複数の下位変換ブロックに分割されることに基づき、下位変換ブロックの左上側位置は、前記変換ブロックの最大幅と変換ブロックの最大高さに基づいて決定される、画像復号化方法。
  2. 前記変換ブロックの幅は、前記変換ブロックの最大幅に基づいて決定され、前記変換ブロックの最大幅は、前記現在ブロックに対応するルマ変換ブロックの最大サイズと前記現在ブロックのカラーフォーマットに基づいて決定される、請求項１に記載の画像復号化方法。
  3. 前記変換ブロックの高さは、変換ブロックの最大高さに基づいて決定され、前記変換ブロックの最大高さは、前記現在ブロックに対応するルマ変換ブロックの最大サイズと前記現在ブロックのカラーフォーマットに基づいて決定される、請求項１に記載の画像復号化方法。
  4. 前記現在ブロックのカラーフォーマットが、クロマブロックの幅及び高さが対応するルマブロックの幅の半分であることを示すフォーマットであることに基づいて、前記変換ブロックの最大幅は、ルマ変換ブロックの最大幅の半分に決定され、前記変換ブロックの最大高さは、ルマ変換ブロックの最大高さの半分に決定される、請求項１に記載の画像復号化方法。
  5. 画像符号化装置によって行われる画像の符号化方法であって、
    前記画像を分割して現在ブロックを決定するステップと、
    前記現在ブロックに対してＩＢＣ予測を行って現在ブロックの予測ブロックを生成するステップと、
    前記予測ブロックに基づいて前記現在ブロックの残差ブロックを生成するステップと、
    前記現在ブロックの予測モード情報を符号化するステップと、を含み、
    前記残差ブロックは前記現在ブロックの変換ブロックのサイズに基づいて符号化され、
    前記変換ブロックのサイズは前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて決定され、
    前記変換ブロックの最大幅と最大高さは、前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて別々に決定され、
    前記現在ブロックはクロマブロックであり、
    前記変換ブロックが複数の下位変換ブロックに分割されることに基づき、下位変換ブロックの左上側位置は、変換ブロックの最大幅と変換ブロックの最大高さに基づいて決定される、画像の符号化方法。
  6. 画像の符号化方法によって生成されたビットストリームを伝送する方法であって、
    前記画像の符号化方法は、
    前記画像を分割して現在ブロックを決定するステップと、
    前記現在ブロックに対してＩＢＣ予測を行って現在ブロックの予測ブロックを生成するステップと、
    前記予測ブロックに基づいて前記現在ブロックの残差ブロックを生成するステップと、
    前記現在ブロックの予測モード情報を符号化するステップと、を含み、
    前記残差ブロックは前記現在ブロックの変換ブロックのサイズに基づいて符号化され、
    前記変換ブロックのサイズは前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて決定され、
    前記変換ブロックの最大幅と最大高さは、前記現在ブロックのカラーコンポーネントに基づいて別々に決定され、
    前記現在ブロックはクロマブロックであり、
    前記変換ブロックが複数の下位変換ブロックに分割されることに基づき、下位変換ブロックの左上側位置は、変換ブロックの最大幅と変換ブロックの最大高さに基づいて決定される、ビットストリームを伝送する方法。
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