JPWO2013108688A1 - 画像処理装置および方法 - Google Patents

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Abstract

本開示は、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができるようにする画像処理装置および方法に関する。本開示の画像処理装置は、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定するオフセット設定部か、若しくは、前記変換単位の大きさまたは形状に応じて設定された前記色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを受け取る受け取り部を備える。本開示は、例えば、画像データを処理する画像処理装置等に適用することができる。

Description

本開示は、画像処理装置および方法に関し、色差信号の画質を向上させる画像処理装置および方法に関する。
近年、画像情報をデジタルとして取り扱い、その際、効率の高い情報の伝送、蓄積を目的とし、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMPEG（Moving Picture Experts Group）などの方式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、及び一般家庭における情報受信の双方において普及した。
特に、MPEG2（ISO（International Organization for Standardization）/IEC（International Electrotechnical Commission） 13818-2）は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準で、プロフェッショナル用途及びコンシューマ用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG2圧縮方式を用いることにより、例えば７２０×４８０画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば４〜８Ｍｂｐｓ、１９２０×１０８８画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば１８〜２２Ｍｂｐｓの符号量（ビットレート）を割り当てることで、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
MPEG2は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符号量（ビットレート）、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG4符号化方式の標準化が行われた。画像符号化方式に関しては、１９９８年１２月にISO/IEC 14496-2としてその規格が国際標準に承認された。
更に、近年、当初テレビ会議用の画像符号化を目的として、H.26L （ITU-T（International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector） Q6/16 VCEG（Video Coding Expert Group））という標準の規格化が進んでいる。H.26LはMPEG2やMPEG4といった従来の符号化方式に比べ、その符号化、復号化により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている。また、現在、MPEG4の活動の一環として、このH.26Lをベースに、H.26Lではサポートされない機能をも取り入れ、より高い符号化効率を実現する標準化がJoint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして行われた。
標準化のスケジュールとしては、２００３年３月にはH.264及びMPEG-4 Part10 （Advanced Video Coding、以下AVCと記す）という名の元に国際標準となった。
ところで、AVCにおいては、符号化の処理単位（符号化単位）として、マクロブロックとサブマクロブロックによる階層構造が規定されている。しかしながら、このマクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；４０００画素×２０００画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。
そこで、PostAVC符号化方式となる、HEVC（High Efficiency Video Coding）においては、マクロブロックの代わりの符号化単位としてコーディングユニット（CU（Coding Unit））が規定されている（例えば、非特許文献１参照）。
このようなAVCやHEVCにおいては、色差信号に対する量子化パラメータは、chroma_qp_index_offsetというオフセット値を用いて、輝度信号に対する量子化パラメータを変換することにより生成される。
したがって、色差信号に対する量子化パラメータも、輝度信号に対する量子化パラメータと同様に、符号量をより低減させようと、より大きなブロックほど、より大きな値が設定されるようになされていた。
Benjamin Bross, Woo-Jin Han, Jens-Rainer Ohm, Gary J. Sullivan, Thomas Wiegand," Working Draft 4 of High-Efficiency Video Coding ", JCTVC-F803_d2, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 6th Meeting: Torino, IT, 14-22 July, 2011
しかしながら、直交変換サイズが大きなブロックは、動きが少ない、一様な画像である場合が多く、動きベクトルによって参照される頻度が多い。そのため、色差信号に対する量子化パラメータを、上述したように設定することにより、参照される可能性がより高いブロック程、より大きな量子化パラメータを用いて量子化することとなり、色差信号の画質をより大幅に低減させてしまう恐れがあった。
本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することを目的とする。
本開示の一側面は、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定するオフセット設定部と、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの直交変換係数を量子化する量子化部とを備える画像処理装置である。
前記オフセット設定部は、より大きな前記変換単位に対して、より細かい量子化ステップにより量子化が行われるように、前記オフセットを設定することができる。
前記オフセット設定部は、より大きな前記変換単位の前記オフセットを、より小さな値に設定することができる。
前記オフセット設定部は、前記画像データが符号化された符号化データのビットレートに応じて、より参照され易い大きさの直交変換係数に対して、より細かい量子化ステップにより量子化が行われるように、前記オフセットを設定することができる。
前記オフセット設定部は、前記変換単位の大きさに応じて、予め定められた前記オフセットの初期値を補正することができる。
前記オフセット設定部は、長方形の変換単位に対する前記オフセットとして、前記変換単位と、同じ若しくは近似する大きさの正方形の変換単位に対する前記オフセットの値を設定することができる。
前記オフセット設定部は、前記画像データを直交変換する際の変換単位の大きさおよび形状に応じて、前記オフセットを設定することができる。
本開示の一側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、オフセット設定部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定し、量子化部が、設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの直交変換係数を量子化する画像処理方法である。
本開示の他の側面は、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定するオフセット設定部と、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する逆量子化部とを備える画像処理装置である。
本開示の他の側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、オフセット設定部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定し、逆量子化部が、設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する画像処理方法である。
本開示のさらに他の側面は、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定するオフセット設定部と、前記画像データを符号化する符号化部と、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットと、前記符号化部により生成された符号化データとを伝送する伝送部とを備える画像処理装置である。
前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのパラメータセットとして伝送することができる。
前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された複数の前記オフセットを、１つにまとめて、前記パラメータセットとして伝送することができる。
前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのシーケンスパラメータセットとして伝送することができる。
前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのピクチャパラメータセットとして伝送することができる。
前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのアダプテーションパラメータセットとして伝送することができる。
前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのスライスヘッダとして伝送することができる。
本開示のさらに他の側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、オフセット設定部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定し、符号化部が、前記画像データを符号化し、伝送部が、設定された前記オフセットと、生成された符号化データとを伝送する画像処理方法である。
本開示のさらに他の側面は、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて設定された、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットと、前記画像データを符号化した符号化データとを受け取る受け取り部と、前記受け取り部により受け取られた前記符号化データを復号する復号部と、前記受け取り部により受け取られた前記符号化データから抽出された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記復号部により前記符号化データが復号されて得られた、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する逆量子化部とを備える画像処理装置である。
本開示のさらに他の側面は、また、画像処理装置の画像処理方法であって、受け取り部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて設定された、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットと、前記画像データを符号化した符号化データとを受け取り、復号部が、受け取られた前記符号化データを復号し、逆量子化部が、受け取られた前記符号化データから抽出された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記符号化データが復号されて得られた、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する画像処理方法である。
本開示の一側面においては、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットが設定され、設定されたオフセットを用いて輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、色差信号に対する量子化パラメータを用いて、画像データの直交変換係数が量子化される。
本開示の他の側面においては、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットが設定され、設定されたオフセットを用いて輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、色差信号に対する量子化パラメータを用いて、画像データの量子化された直交変換係数が逆量子化される。
本開示のさらに他の側面においては、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットが設定され、画像データが符号化され、設定されたオフセットと、生成された符号化データとが伝送される。
本開示のさらに他の側面においては、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて設定された、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットと、画像データを符号化した符号化データとが受け取られ、受け取られた符号化データが復号され、受け取られた符号化データから抽出されたオフセットを用いて輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、色差信号に対する量子化パラメータを用いて、符号化データが復号されて得られた、画像データの量子化された直交変換係数が逆量子化される。
本開示によれば、画像を処理することができる。特に、色差成分の画質の低減を抑制することができる。
画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。 量子化ステップと量子化パラメータとの関係の例を示す図である。 色差成分の量子化パラメータと、輝度成分の量子化パラメータから算出されるパラメータとの関係を示す図である。 コーディングユニットの構成例を説明する図である。 ピクチャパラメータセットのシンタックスの例を示す図である。 変換係数のシンタックスの例を示す図である。 直交変換部および量子化部の主な構成例を示すブロック図である。 TUサイズに応じた色差信号に対する量子化パラメータ制御の例を説明する図である。 符号化処理の流れの例を説明するフローチャートである。 直交変換量子化処理の流れの例を説明するフローチャートである。 画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。 逆量子化部の主な構成例を示すブロック図である。 復号処理の流れの例を説明するフローチャートである。 逆量子化逆直交変換処理の流れの例を説明するフローチャートである。 多視点画像符号化方式の例を示す図である。 本技術を適用した多視点画像符号化装置の主な構成例を示す図である。 本技術を適用した多視点画像復号装置の主な構成例を示す図である。 階層画像符号化方式の例を示す図である。 本技術を適用した階層画像符号化装置の主な構成例を示す図である。 本技術を適用した階層画像復号装置の主な構成例を示す図である。 コンピュータの主な構成例を示すブロック図である。 テレビジョン装置の主な構成例を示すブロック図である。 の主な構成例を示すブロック図である。 記録再生機の主な構成例を示すブロック図である。 撮像装置の主な構成例を示すブロック図である。 スケーラブル符号化利用の一例を示すブロック図である。 スケーラブル符号化利用の他の例を示すブロック図である。 スケーラブル符号化利用のさらに他の例を示すブロック図である。
以下、本開示を実施するための形態（以下実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（画像符号化装置）
２．第２の実施の形態（画像復号装置）
３．第３の実施の形態（多視点画像符号化・多視点画像復号装置）
４．第４の実施の形態（階層画像符号化・階層画像復号装置）
５．第５の実施の形態（コンピュータ）
６．第６の実施の形態（テレビジョン受像機）
７．第７の実施の形態（携帯電話機）
８．第８の実施の形態（記録再生装置）
９．第９の実施の形態（撮像装置）
１０．スケーラブル符号化の応用例
＜１．第１の実施の形態＞
＜画像符号化装置＞
図１は、本技術を適用した画像処理装置である画像符号化装置の主な構成例を示すブロック図である。
図１に示される画像符号化装置１００は、例えばHEVC（High Efficiency Video Coding）符号化方式や、H．264及びMPEG（Moving Picture Experts Group）4 Part10（AVC（Advanced Video Coding））符号化方式のように、動画像の画像データを符号化する。
図１に示されるように画像符号化装置１００は、A/D変換部１０１、画面並べ替えバッファ１０２、演算部１０３、直交変換部１０４、量子化部１０５、可逆符号化部１０６、および蓄積バッファ１０７を有する。また、画像符号化装置１００は、逆量子化部１０８、逆直交変換部１０９、演算部１１０、ループフィルタ１１１、フレームメモリ１１２、選択部１１３、イントラ予測部１１４、動き予測・補償部１１５、予測画像選択部１１６、およびレート制御部１１７を有する。
A/D変換部１０１は、入力された画像データをA/D変換し、変換後の画像データ（デジタルデータ）を画面並べ替えバッファ１０２に供給し、記憶させる。画面並べ替えバッファ１０２は、記憶した表示の順番のフレームの画像を、GOP（Group Of Picture）に応じて、符号化のためのフレームの順番に並べ替え、フレームの順番を並び替えた画像を、演算部１０３に供給する。画面並べ替えバッファ１０２は、各フレーム画像を、符号化処理の処理単位（符号化単位）となる所定の部分領域毎に演算部１０３に供給する。
また、画面並べ替えバッファ１０２は、フレームの順番を並び替えた画像を、同様に部分領域毎に、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５にも供給する。
演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、予測画像選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算し、その差分情報を直交変換部１０４に出力する。例えば、イントラ符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、イントラ予測部１１４から供給される予測画像を減算する。また、例えば、インター符号化が行われる画像の場合、演算部１０３は、画面並べ替えバッファ１０２から読み出された画像から、動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を減算する。
直交変換部１０４は、演算部１０３から供給される差分情報に対して、離散コサイン変換やカルーネン・レーベ変換等の直交変換を施す。なお、この直交変換の方法は任意である。直交変換部１０４は、その直交変換により得られた変換係数を量子化部１０５に供給する。
量子化部１０５は、直交変換部１０４から供給される変換係数を量子化する。量子化部１０５は、量子化された変換係数を可逆符号化部１０６に供給する。
可逆符号化部１０６は、量子化部１０５において量子化された変換係数を、任意の符号化方式で符号化し、符号化データ（ビットストリーム）を生成する。係数データは、レート制御部１１７の制御の下で量子化されているので、この符号化データの符号量は、レート制御部１１７が設定した目標値となる（若しくは目標値に近似する）。
また、可逆符号化部１０６は、イントラ予測のモードを示す情報等を含むイントラ予測情報をイントラ予測部１１４から取得し、インター予測のモードを示す情報や動きベクトル情報などを含むインター予測情報を動き予測・補償部１１５から取得する。さらに、可逆符号化部１０６は、ループフィルタ１１１において使用されたフィルタ係数等を取得する。
可逆符号化部１０６は、これらの各種情報を任意の符号化方式で符号化し、符号化データ（ビットストリーム）に含める（多重化する）。可逆符号化部１０６は、このように生成された符号化データを蓄積バッファ１０７に供給して蓄積させる。
可逆符号化部１０６の符号化方式としては、例えば、可変長符号化または算術符号化等が挙げられる。可変長符号化としては、例えば、H．264/AVC方式で定められているCAVLC（Context-Adaptive Variable Length Coding）などが挙げられる。算術符号化としては、例えば、CABAC（Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding）などが挙げられる。
蓄積バッファ１０７は、可逆符号化部１０６から供給された符号化データを、一時的に保持する。蓄積バッファ１０７は、所定のタイミングにおいて、保持している符号化データを、ビットストリームとして、例えば、後段の図示せぬ記録装置（記録媒体）や伝送路などに出力する。つまり、符号化された各種情報が、画像符号化装置１００によって画像データが符号化されて得られた符号化データを復号する装置（以下、復号側の装置とも称する）（例えば、後述する図１１の画像復号装置２００）に供給される。
また、量子化部１０５において量子化された変換係数は、逆量子化部１０８にも供給される。逆量子化部１０８は、その量子化された変換係数を、量子化部１０５による量子化に対応する方法で逆量子化する。逆量子化部１０８は、得られた変換係数を、逆直交変換部１０９に供給する。
逆直交変換部１０９は、逆量子化部１０８から供給された変換係数を、直交変換部１０４による直交変換に対応する方法で逆直交変換する。逆直交変換された出力（局所的に復元された差分情報）は、演算部１１０に供給される。
演算部１１０は、逆直交変換部１０９から供給された逆直交変換結果、すなわち、局所的に復元された差分情報に、予測画像選択部１１６を介してイントラ予測部１１４若しくは動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を加算し、局所的に再構成された画像（以下、再構成画像と称する）を得る。その再構成画像は、ループフィルタ１１１またはフレームメモリ１１２に供給される。
ループフィルタ１１１は、デブロックフィルタや適応ループフィルタ等を含み、演算部１１０から供給される再構成画像に対して適宜フィルタ処理を行う。例えば、ループフィルタ１１１は、再構成画像に対してデブロックフィルタ処理を行うことにより再構成画像のブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ１１１は、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた再構成画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。
なお、ループフィルタ１１１が、再構成画像に対してさらに、他の任意のフィルタ処理を行うようにしてもよい。また、ループフィルタ１１１は、必要に応じて、フィルタ処理に用いたフィルタ係数等の情報を可逆符号化部１０６に供給し、それを符号化させるようにすることもできる。
ループフィルタ１１１は、フィルタ処理結果（以下、復号画像と称する）をフレームメモリ１１２に供給する。
フレームメモリ１１２は、演算部１１０から供給される再構成画像と、ループフィルタ１１１から供給される復号画像とをそれぞれ記憶する。フレームメモリ１１２は、所定のタイミングにおいて、若しくは、イントラ予測部１１４等の外部からの要求に基づいて、記憶している再構成画像を、選択部１１３を介してイントラ予測部１１４に供給する。また、フレームメモリ１１２は、所定のタイミングにおいて、若しくは、動き予測・補償部１１５等の外部からの要求に基づいて、記憶している復号画像を、選択部１１３を介して、動き予測・補償部１１５に供給する。
選択部１１３は、フレームメモリ１１２から出力される画像の供給先を示す。例えば、イントラ予測の場合、選択部１１３は、フレームメモリ１１２からフィルタ処理されていない画像（再構成画像）を読み出し、周辺画素として、イントラ予測部１１４に供給する。
また、例えば、インター予測の場合、選択部１１３は、フレームメモリ１１２からフィルタ処理された画像（復号画像）を読み出し、参照画像として、それを動き予測・補償部１１５に供給する。
イントラ予測部１１４は、フレームメモリ１１２から、処理対象領域の周辺に位置する周辺領域の画像（周辺画像）を取得すると、その周辺画像の画素値を用いて、基本的にプレディクションユニット（PU（Prediction Unit））を処理単位として予測画像を生成するイントラ予測（画面内予測）を行う。イントラ予測部１１４は、予め用意された複数のモード（イントラ予測モード）でこのイントラ予測を行う。
つまり、イントラ予測部１１４は、候補となる全てのイントラ予測モードで予測画像を生成し、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像を用いて各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、予測画像選択部１１６に供給する。
また、イントラ予測部１１４は、最適なイントラ予測モード等、イントラ予測に関する情報を含むイントラ予測情報を、適宜可逆符号化部１０６に供給し、符号化させる。
動き予測・補償部１１５は、画面並べ替えバッファ１０２から供給される入力画像と、フレームメモリ１１２から供給される参照画像とを用いて、基本的にPU（inter PU）を処理単位として、動き予測（インター予測）を行い、検出された動きベクトルに応じて動き補償処理を行い、予測画像（インター予測画像情報）を生成する。動き予測・補償部１１５は、予め用意された複数のモード（インター予測モード）でこのようなインター予測を行う。
つまり、動き予測・補償部１１５は、候補となる全てのインター予測モードで予測画像を生成し、各予測画像のコスト関数値を評価し、最適なモードを選択する。動き予測・補償部１１５は、最適なインター予測モードを選択すると、その最適なモードで生成された予測画像を、予測画像選択部１１６に供給する。
また、動き予測・補償部１１５は、最適なインター予測モード等、インター予測に関する情報を含むインター予測情報を可逆符号化部１０６に供給し、符号化させる。
予測画像選択部１１６は、演算部１０３や演算部１１０に供給する予測画像の供給元を選択する。例えば、イントラ符号化の場合、予測画像選択部１１６は、予測画像の供給元としてイントラ予測部１１４を選択し、そのイントラ予測部１１４から供給される予測画像を演算部１０３や演算部１１０に供給する。また、例えば、インター符号化の場合、予測画像選択部１１６は、予測画像の供給元として動き予測・補償部１１５を選択し、その動き予測・補償部１１５から供給される予測画像を演算部１０３や演算部１１０に供給する。
レート制御部１１７は、蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データの符号量に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
さらに、画像符号化装置１００は、色差量子化オフセット設定部１２１を有する。
直交変換部１０４の直交変換処理は所定の大きさの領域（直交変換単位、変換単位、または、TU（Transform Unit）とも称する）毎に行われる。この直交変換単位（変換単位）のサイズ（大きさ）は、予め用意された複数の候補の中から選択される。つまり、直交変換部１０４は、各大きさを変換単位として直交変換を行い、コスト関数値が最も小さくなるサイズ（符号量が最も小さくなるサイズ）を、変換単位のサイズ（最適TUサイズとも称する）として選択する。
直交変換部１０４は、その最適TUサイズの変換単位毎に行った直交変換処理により得られる直交変換係数を量子化部１０５に供給する。また、直交変換部１０４は、最適TUサイズに関する情報を、色差量子化オフセット設定部１２１に供給する。
色差量子化オフセット設定部１２１は、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセット値であるchroma_qp_index_offsetを、最適TUサイズに応じて設定する。色差量子化オフセット設定部１２１は、このように設定したchroma_qp_index_offsetを、量子化部１０５および逆量子化部１０８に供給する。
量子化部１０５は、色差量子化オフセット設定部１２１から供給されたchroma_qp_index_offsetを用いて、色差信号に対する量子化パラメータを求め、その色差信号に対する量子化パラメータを用いて、直交変換部１０４から供給される色差信号の直交変換係数を量子化する。
逆量子化部１０８は、色差量子化オフセット設定部１２１から供給されたchroma_qp_index_offsetを用いて、色差信号に対する量子化パラメータを求め、その色差信号に対する量子化パラメータを用いて、量子化部１０５から供給される色差信号の量子化データ（量子化された変換係数）を逆量子化する。
＜量子化パラメータ＞
次に、量子化について説明する。量子化部１０５は、係数データに対して量子化ステップで除算した結果を整数値に丸める処理である量子化を行う。量子化部１０５は、この量子化により係数の値を小さくすることができる。したがって、画像符号化装置１００は、この量子化結果の係数（量子化値）を符号化することにより、量子化前の直交変換係数を符号化する場合よりも、符号量を低減させることができる。
換言するに、量子化ステップのサイズによって符号量の調整が可能である。したがって、量子化ステップのサイズを制御することにより、ビットストリームのレート制御が可能になる。
逆量子化の際には、量子化に用いられた量子化ステップと同一のサイズの量子化ステップが必要になる。AVCやHEVCでは、この量子化ステップの代わりに量子化パラメータが復号側の装置に伝送される。この量子化ステップ（QS）と量子化パラメータ（QP）との間に所定の関係が予め定義される。例えば、AVCの場合、以下の式（１）のような関係が定義されている。
Figure 2013108688
図３は、この量子化ステップ（QS）と量子化パラメータ（QP）との関係の例をグラフとして示す図である。図３のグラフに示されるように、量子化パラメータが６増えると量子化ステップが２倍になるようになされている。
また、以上のような関係に従って、量子化ステップの所望のレンジに合わせて、量子化ステップの取り得る値の範囲が予め定義される。例えばAVCの場合、量子化ステップの最大値が最小値の２５６倍となるように、量子化パラメータの値として０乃至５１までの値が定義されている。
＜色差信号の量子化＞
次に、色差信号に対する量子化処理について述べる。
色差信号も対する量子化パラメータQPcは、輝度信号に対する量子化パラメータQPY、および、所定のパラメータQPIに応じて、図３に示される表のように与えられる。このパラメータQPIは、ピクチャパラメータセット（Picture Parameter Set）中に含まれる、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセット値chroma_qp_index_offsetというパラメータを用いて以下の式（２）のように算出される。
Figure 2013108688
したがって、ユーザは、chroma_qp_index_offsetの値を調整することで、色差信号に対する量子化値を制御することができる。
なお、ハイプロファイル（High Profile）以上においては、Cb信号およびCr信号のそれぞれに対して互いに独立にchroma_qp_index_offsetを設定することができる。
＜コーディングユニット＞
ところで、AVCにおいては、符号化の処理単位（符号化単位）として、マクロブロックとサブマクロブロックによる階層構造が規定されている。しかしながら、このマクロブロックサイズを１６画素×１６画素とするのは、次世代符号化方式の対象となるような、UHD（Ultra High Definition；４０００画素×２０００画素）といった大きな画枠に対しては、最適ではない。
そこで、PostAVC符号化方式となる、HEVC（High Efficiency Video Coding）においては、マクロブロックの代わりの符号化単位としてコーディングユニット（CU（Coding Unit））が規定されている。
このコーディングユニット（CU）は、コーディングツリーブロック（CTB（Coding Tree Block））とも呼ばれ、AVCにおけるマクロブロックと同様の役割を果たす、ピクチャ単位の画像の多層構造の部分領域である。つまり、CUは、符号化処理の単位（符号化単位）である。マクロブロックの大きさが１６×１６画素に固定されているのに対し、CUの大きさは固定されておらず、それぞれのシーケンスにおいて画像圧縮情報中に指定されることになる。
特に、最大の大きさを持つCUを、ラージストコーディングユニット（LCU（Largest Coding Unit）と呼び、また、最小の大きさを持つCUをスモーレストコーディングユニット（SCU（Smallest Coding Unit））と称する。すなわち、LCUは、最大符号化単位であり、SCUは、最小符号化単位である。例えば画像圧縮情報に含まれるシーケンスパラメータセットにおいて、これらの領域のサイズが指定されることになるが、それぞれ、正方形で、２の冪乗で表される大きさに限定される。つまり、ある階層の（正方形の）CUが2x2に４分割された各領域が１階層下の（正方形の）CUとなる。
図４に、HEVCで定義されているコーディングユニット（Coding Unit）の例を示す。図４の例では、LCUの大きさが128（2N（N=64））であり、最大階層深度が５（Depth=4）となる。2Nx2Nの大きさのCUは、split_flagの値が「１」である場合、１つ下の階層となる、NxNの大きさのCUに分割される。
更に、CUは、イントラ若しくはインター予測の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）であるプレディクションユニット（Prediction Unit（PU））に分割され、また、直交変換の処理単位となる領域（ピクチャ単位の画像の部分領域）である、トランスフォームユニット（Transform Unit（TU））に分割される。
インター予測のPU（Inter Prediction Unit）の場合、大きさ2Nx2NのCUに対して、2Nx2N、2NxN、Nx2N、NxNの４種類のサイズが設定可能である。つまり、１つのCUに対して、そのCUと同サイズの１つPU、そのCUを縦若しくは横に２分割した２つのPU、若しくは、そのCUを縦および横にそれぞれ２分割した４つのPUを定義することができる。
画像符号化装置１００は、このようなピクチャ単位の画像の部分領域を処理単位として符号化に関する各処理を行う。以下においては、画像符号化装置１００が、HEVCで定義されるCUを符号化単位とする場合について説明する。つまり、LCUが最大符号化単位となり、SCUが最小符号化単位となる。ただし、画像符号化装置１００による符号化の各処理の処理単位は、これに限らず、任意である。例えば、AVCで定義されるマクロブロックやサブマクロブロックを処理単位とするようにしてもよい。
なお、以下において、「（部分）領域」には、上述した各種領域（例えば、マクロブロック、サブマクロブロック、LCU、CU、SCU、PU、およびTU等）が全て含まれる（それらのいずれかであってもよい）。もちろん、上述した以外の単位が含まれてもよいし、説明の内容に応じて不可能な単位は、適宜、除外するものとする。
＜量子化パラメータに関するシンタクス＞
上述したように、符号化側の装置において量子化に用いられた量子化パラメータ（QP）は、復号側の装置に伝送される。例えば、HEVCの場合、量子化パラメータQPをCU単位で伝送することが可能である。上述したようにCUは階層化構造を有し、LCU内に複数の大きさのCUを形成することができる。画像符号化装置１００は、このうち、任意の大きさ以上のCUについてのみ量子化パラメータを伝送させるようにすることができる。
どの大きさのCUまで量子化パラメータを伝送するかは、例えば、図５に示されるピクチャパラメータセットにおけるシンタクス要素であるmax_cu_qp_delta_depthにより指定される。
また、HEVCの場合、符号量を低減させるため、処理対象のCUである注目CUの量子化パラメータの代わりに、その注目CUの量子化パラメータと、注目CUの周辺のCUの量子化パラメータとの差分値（差分量子化パラメータ）が伝送される。
図６は、変換係数のシンタックスの例を示す図である。図６に示されるように、例えば、その注目CUの差分量子化パラメータを表すcu_qp_deltaなるパラメータが、上述したシンタクス要素max_cu_qp_delta_depthにより指定される大きさ以上のCU毎に伝送される。
この差分量子化パラメータcu_qp_deltaは、以下の式（３）に従って算出される。
Figure 2013108688
ここで、LeftQPは、注目CUの左に位置するCUの量子化パラメータであり、PrevQPは、注目CUの直前に処理されたCUの量子化パラメータである。つまり、注目CUの量子化パラメータと、注目CUの左のCU、若しくは、注目CUの直前に処理されたCUの量子化パラメータとの差分値が伝送される。
＜chroma_qp_index_offsetの制御＞
上述したように色差信号に対する量子化パラメータは、輝度信号に対する量子化パラメータから生成される。したがって、色差信号に対する量子化パラメータも、輝度信号に対する量子化パラメータと同様に、符号量をより低減させようと、より大きなブロックほど、より大きな値が設定される。
しかしながら、直交変換サイズが大きなブロックは、動きが少ない、一様な画像である場合が多く、動きベクトルによって参照される頻度が多い。そのため、色差信号に対する量子化パラメータを、上述したように設定することにより、参照される可能性がより高いブロック程、より大きな量子化パラメータを用いて量子化することとなり、色差信号の画質をより大幅に低減させてしまう恐れがあった。
そこで、色差量子化オフセット設定部１２１が、直交変換単位のサイズに応じてchroma_qp_index_offsetの値を設定するようにし、より大きな変換単位（TU）に対して、より細かい量子化ステップにより量子化が行われるようにする。つまり、より大きな変換単位（TU）のchroma_qp_index_offsetが、より小さな値に設定されるようにする。
このようにすることにより、色差量子化オフセット設定部１２１は、より多く参照されるTUの画質を向上させることができる。つまり、色差量子化オフセット設定部１２１は、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。これにより、画像符号化装置１００は、出力する符号化データの符号化効率を向上させることができる。
＜直交変換部、量子化部、色差量子化オフセット設定部＞
図７は、図１の直交変換部１０４および量子化部１０５の主な構成例を示すブロック図である。
図７に示されるように、直交変換部１０４は、４×４直交変換部１５１、８×８直交変換部１５２、１６×１６直交変換部１５３、４×４コスト関数算出部１５４、８×８コスト関数算出部１５５、１６×１６コスト関数算出部１５６、およびTUサイズ決定部１５７を有する。
４×４直交変換部１５１は、４×４画素を直交変換単位（TU）として、演算部１０３から供給される差分画像を直交変換する。４×４直交変換部１５１は、直交変換の結果として得られた直交変換係数を４×４コスト関数算出部１５４に供給する。
４×４コスト関数算出部１５４は、４×４直交変換部１５１から供給された直交変換係数を用いて、直交変換単位（TU）のサイズを４×４画素とする場合のコスト関数値を算出する。４×４コスト関数算出部１５４は、算出したコスト関数値を、４×４直交変換部１５１から供給された直交変換係数とともにTUサイズ決定部１５７に供給する。
８×８直交変換部１５２は、８×８画素を直交変換単位（TU）として、演算部１０３から供給される差分画像を直交変換する。８×８直交変換部１５２は、直交変換の結果として得られた直交変換係数を８×８コスト関数算出部１５５に供給する。
８×８コスト関数算出部１５５は、８×８直交変換部１５２から供給された直交変換係数を用いて、直交変換単位（TU）のサイズを８×８画素とする場合のコスト関数値を算出する。８×８コスト関数算出部１５５は、算出したコスト関数値を、８×８直交変換部１５２から供給された直交変換係数とともにTUサイズ決定部１５７に供給する。
１６×１６直交変換部１５３は、１６×１６画素を直交変換単位（TU）として、演算部１０３から供給される差分画像を直交変換する。１６×１６直交変換部１５３は、直交変換の結果として得られた直交変換係数を１６×１６コスト関数算出部１５６に供給する。
１６×１６コスト関数算出部１５６は、１６×１６直交変換部１５３から供給された直交変換係数を用いて、直交変換単位（TU）のサイズを１６×１６画素とする場合のコスト関数値を算出する。１６×１６コスト関数算出部１５６は、算出したコスト関数値を、１６×１６直交変換部１５３から供給された直交変換係数とともにTUサイズ決定部１５７に供給する。
TUサイズ決定部１５７は、供給された各サイズの直交変換単位に対応するコスト関数値を比較し、その値が最も小さい（符号量が最も少なくなる）サイズを、最適な直交変換単位（TU）のサイズ（最適TUサイズ）として選択する。
つまり、直交変換部１０４は、予め用意された直交変換単位のサイズの候補のそれぞれについて、直交変換を行い、コスト関数値を求め、その値に基づいて最適TUサイズを選択する。
なお、図７の例の場合、その直交変換単位のサイズの候補として、４×４画素、８×８画素、および１６×１６画素の３つが用意されているが、この候補の数、および、各候補のサイズは、任意である。例えば３２×３２画素といった、上述したサイズより大きな直交変換単位を候補に含めるようにしても良い。また、例えば４×８画素や１６×８画素といった、長方形の直交変換単位を候補に含めるようにしてもよい。
また、直交変換部１０４は、予め用意された全ての候補について、このように直交変換を行い、コスト関数値を求め、その値に基づいて最適TUサイズを選択するようにしてもよいが、状況に応じて一部の候補を選択し、その一部の候補についてのみ、直交変換を行い、コスト関数値を求め、その中から最適TUサイズを選択するようにしてもよい。例えば、画面端やスライス境界などにおいて、直交変換単位のサイズに制限が必要な場合、直交変換部１０４は、予め用意された候補の中から、許容されるサイズの候補を選択するようにしてもよい。
TUサイズ決定部１５７は、選択した最適TUサイズを示す情報を、色差量子化オフセット設定部１２１に供給する。また、TUサイズ決定部１５７は、演算部１０３から供給される差分画像が、最適TUサイズの直交変換単毎に直交変換されて得られた直交変換係数を量子化部１０５（量子化処理部１７２）に供給する。
色差量子化オフセット設定部１２１は、直交変換部１０４から供給される最適TUサイズに応じて、chroma_qp_index_offsetを設定する。その際、色差量子化オフセット設定部１２１は、より大きなTUに対して、より小さな値を設定するようにする。
例えば、色差量子化オフセット設定部１２１が、予め設定されるchroma_qp_index_offsetの初期値を、最適TUサイズに応じて補正するようにしてもよい。この場合、chroma_qp_index_offsetの初期値は、例えば、プロファイルやレベル毎、シーケンス毎、ピクチャ毎、若しくはスライス毎等、所定の単位毎に予め設定される。または、符号化規格において、所定の固定値が、chroma_qp_index_offsetの初期値として予め規定されているようにしてもよい。
色差量子化オフセット設定部１２１は、このchroma_qp_index_offsetの補正量を、最適TUサイズに応じて決定する。例えば、図８に示されるように、１６×１６画素、８×８画素、および４×４画素の各候補に対して、補正量を−Δ１（Δ１≧0）、０、Δ２（Δ２≧0）とするとする。色差量子化オフセット設定部１２１は、これらの中から、最適TUサイズに対応する補正量を選択し、chroma_qp_index_offsetの初期値を、その補正量で補正する。
なお、この例においては、８×８画素を基準（chroma_qp_index_offsetの初期値に対応するTUサイズ）とし、他のTUサイズの場合に補正を行うようにしているが、この基準とするTUサイズは任意である。例えば、４×４画素を基準（補正量０）としてもよいし、１６×１６画素を基準（補正量０）としてもよい。
また、この補正量は、全てのTUサイズの候補について予め設定されていても良いが、一部若しくは全部の候補について、所定の演算により求めるようにしてもよい。この演算は、補正量がTUサイズに応じて決まる（依存する）ようなものであれば、どのような演算であってもよい。また、補正量がTUサイズ以外のパラメータにも依存するような演算であっても良い。このようにすることにより、補正量の候補を記憶するために必要な記憶容量を低減させることができる。
また、TUサイズの各候補について、chroma_qp_index_offsetが予め設定されており、色差量子化オフセット設定部１２１は、最適TUサイズに対応するchroma_qp_index_offsetを、その中から選択するのみとしてもよい。このようにすることにより、色差量子化オフセット設定部１２１の処理が容易になる。ただし、chroma_qp_index_offsetの候補を多く記憶しなければならず、補正量を記憶する場合よりも大きな記憶領域が必要になる。
さらに、色差量子化オフセット設定部１２１が、最適TUサイズに応じて、所定の演算によりchroma_qp_index_offsetを算出するようにしてもよい。この演算は、chroma_qp_index_offsetの値がTUサイズに応じて決まる（依存する）ようなものであれば、どのような演算であってもよい。このようにすることにより、chroma_qp_index_offsetやその補正量を記憶する必要が無いので、必要な記憶容量を低減させることができる。
つまり、色差量子化オフセット設定部１２１は、任意の方法で、最適TUサイズに応じたchroma_qp_index_offsetを算出することができる。
色差量子化オフセット設定部１２１は、以上のように算出したchroma_qp_index_offsetを、量子化部１０５（色差量子化値決定部１７１）に供給する。
図７に示されるように、量子化部１０５は、色差量子化値決定部１７１および量子化処理部１７２を有する。
色差量子化値決定部１７１は、上述した式（２）や図３に示される表を用いて、色差量子化オフセット設定部１２１から供給されたchroma_qp_index_offsetや、輝度信号に対する量子化パラメータから、色差信号に対する量子化パラメータを求める。色差量子化値決定部１７１は、求めた色差信号に対する量子化パラメータを、量子化処理部１７２に供給する。
量子化処理部１７２は、直交変換部１０４（TUサイズ決定部１５７）から供給される輝度信号の直交変換係数を、輝度信号に対する量子化パラメータを用いて量子化する。また、量子化処理部１７２は、直交変換部１０４（TUサイズ決定部１５７）から供給される色差信号の直交変換係数を、色差量子化値決定部１７１から供給された色差信号に対する量子化パラメータを用いて量子化する。
この色差信号に対する量子化パラメータは、上述したように、より大きなTUに対して、より小さな値が設定されるようになされているので、量子化処理部１７２は、色差信号の画質の低減を抑制するように量子化を行うことができる。
量子化処理部１７２は、このように量子化された直交変換係数を、可逆符号化部１０６および逆量子化部１０８に供給する。
なお、色差量子化オフセット設定部１２１は、chroma_qp_index_offsetを、逆量子化部１０８にも供給する。逆量子化部１０８は、このchroma_qp_index_offsetを用いて逆量子化を行うが、その処理は、復号側の装置（例えば図１１の画像復号装置２００）の逆量子化部と同様であるので、その説明は省略する（後述する復号側の装置の説明を適用することができる）。
なお、図８に示される補正量Δ１およびΔ２は、互いに同一の値であってもよいし、互いに異なる値であってもよい。
例えば、コスト関数を用いたRD最適化によるモード判定を行う場合、TUサイズは、ビットレート、すなわち、量子化パラメータの値に依存する。すなわち、より低いビットレートにおいては、最適TUサイズとして１６×１６画素が選ばれやすく、高いビットレートにおいては、最適TUサイズとして４×４画素が選ばれやすい。
このため、量子化パラメータに応じてΔ1とΔ2の値を個別に調整することにより、画像符号化装置１００は、符号化効率をより向上させることが可能である。
＜符号化処理の流れ＞
次に、以上のような画像符号化装置１００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図９のフローチャートを参照して、符号化処理の流れの例を説明する。
ステップＳ１０１において、A/D変換部１０１は入力された画像をA/D変換する。ステップＳ１０２において、画面並べ替えバッファ１０２は、A/D変換された画像を記憶し、各ピクチャの表示する順番から符号化する順番への並べ替えを行う。
ステップＳ１０３において、イントラ予測部１１４は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。ステップＳ１０４において、動き予測・補償部１１５は、インター予測モードでの動き予測や動き補償を行うインター動き予測処理を行う。
ステップＳ１０５において、予測画像選択部１１６は、イントラ予測部１１４および動き予測・補償部１１５から出力された各コスト関数値に基づいて、最適予測モードを決定する。つまり、予測画像選択部１１６は、イントラ予測部１１４により生成された予測画像と、動き予測・補償部１１５により生成された予測画像のいずれか一方を選択する。
ステップＳ１０６において、演算部１０３は、ステップＳ１０２の処理により並び替えられた画像と、ステップＳ１０５の処理により選択された予測画像との差分を演算する。差分データは元の画像データに較べてデータ量が低減される。したがって、画像をそのまま符号化する場合に較べて、データ量を圧縮することができる。
ステップＳ１０７において、直交変換部１０４、量子化部１０５、および色差量子化オフセット設定部１２１は、直交変換量子化処理を実行し、ステップＳ１０６の処理により生成された差分情報を直交変換し、さらにその直交変換を量子化する。
ステップＳ１０７の処理により量子化された差分情報は、次のようにして局部的に復号される。すなわち、ステップＳ１０８において、逆量子化部１０８はステップＳ１０７の処理により量子化された直交変換係数を、その量子化に対応する方法で逆量子化する。ステップＳ１０９において、逆直交変換部１０９は、ステップＳ１０８の処理により得られた直交変換係数を、ステップＳ１０７の処理に対応する方法で逆直交変換する。
ステップＳ１１０において、演算部１１０は、予測画像を局部的に復号された差分情報に加算し、局部的に復号された画像（演算部１０３への入力に対応する画像）を生成する。ステップＳ１１１においてループフィルタ１１１は、ステップＳ１１０の処理により生成された画像をフィルタリングする。これによりブロック歪み等が除去される。
ステップＳ１１２において、フレームメモリ１１２は、ステップＳ１１１の処理によりブロック歪みの除去等が行われた画像を記憶する。なお、フレームメモリ１１２にはループフィルタ１１１によりフィルタ処理されていない画像も演算部１１０から供給され、記憶される。
このフレームメモリ１１２に記憶された画像は、ステップＳ１０３の処理やステップＳ１０４の処理に利用される。
ステップＳ１１３において、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０７の処理により量子化された変換係数を符号化し、符号化データを生成する。すなわち、差分画像（インターの場合、２次差分画像）に対して、可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化が行われる。
なお、可逆符号化部１０６は、ステップＳ１０５の処理により選択された予測画像の予測モードに関する情報を符号化し、差分画像を符号化して得られる符号化データに付加する。例えば、イントラ予測モードが選択された場合、可逆符号化部１０６は、イントラ予測モード情報を符号化する。また、例えば、インター予測モードが選択された場合、可逆符号化部１０６は、インター予測モード情報を符号化する。これらの情報は、例えばヘッダ情報等として符号化データに付加（多重化）される。
ステップＳ１１４において蓄積バッファ１０７は、ステップＳ１１３の処理により生成された符号化データを蓄積する。蓄積バッファ１０７に蓄積された符号化データは、適宜読み出され、任意の伝送路（通信路だけでなく記憶媒体等も含む）を介して復号側の装置に伝送される。
ステップＳ１１５においてレート制御部１１７は、ステップＳ１１４の処理により蓄積バッファ１０７に蓄積された圧縮画像に基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部１０５の量子化動作のレートを制御する。
ステップＳ１１５の処理が終了すると、符号化処理が終了される。
＜直交変換量子化処理の流れ＞
次に図１０のフローチャートを参照して、図９のステップＳ１０７において実行される直交変換量子化処理の流れの例を説明する。
直交変換量子化処理が開始されると、直交変換部１０４の４×４直交変換部１５１、８×８直交変換部１５２、および１６×１６直交変換部１５３は、ステップＳ１５１において、各サイズを直交変換単位（TU）として、直交変換を行う。
ステップＳ１５２において、４×４コスト関数算出部１５４、８×８コスト関数算出部１５５、および１６×１６コスト関数算出部１５６は、ステップＳ１５１の処理により得られた各TUサイズの直交変換結果（直交変換係数）を用いて、各TUサイズに対するコスト関数を算出する。
ステップＳ１５３において、TUサイズ決定部１５７は、ステップＳ１５２において算出された各TUサイズに対するコスト関数値を用いて最適TUサイズを決定する。
ステップＳ１５４において、色差量子化オフセット設定部１２１は、ステップＳ１５３において決定された最適TUサイズに従って、chroma_qp_index_offsetを決定する。
ステップＳ１５５において、直交変換部１０４は、ステップＳ１５３において決定された最適TUサイズで差分画像を直交変換する。ここで改めて直交変換を行っても良いが、例えば、TUサイズ決定部１５７が、ステップＳ１５１において得られた各TUサイズに対応する直交変換係数の中から、最適TUサイズに対応する直交変換係数を選択するようにしてもよい。
ステップＳ１５６において、量子化処理部１７２は、符号化対象の画像の輝度成分（輝度信号）に対する量子化パラメータを設定する。
ステップＳ１５７において、色差量子化値決定部１７１は、chroma_qp_index_offsetに基づいて、符号化対象の画像の色差成分（色差信号）に対する量子化パラメータを設定する。
ステップＳ１５８において、量子化処理部１７２は、ステップＳ１５６において設定された輝度信号に対する量子化パラメータを用いて、輝度信号の直交変換係数を量子化する。また、量子化処理部１７２は、ステップＳ１５７において設定された色差信号に対する量子化パラメータを用いて、色差信号の直交変換係数を量子化する。
このように、輝度成分および色差成分を量子化すると、量子化部１０５は、直交変換量子化処理を終了し、処理を図９のステップＳ１０７に戻し、それ以降の処理を繰り返す。
以上のように、各処理を行うことにより、画像符号化装置１００は、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。これにより、画像符号化装置１００は、出力する符号化データの符号化効率を向上させることができる。
＜２．第２の実施の形態＞
＜画像復号装置＞
図１１は、本技術を適用した画像処理装置である画像復号装置の主な構成例を示すブロック図である。図１１に示される画像復号装置２００は、上述した画像符号化装置１００に対応し、画像符号化装置１００が画像データを符号化して生成したビットストリーム（符号化データ）を正しく復号し、復号画像を生成する。
図１１に示されるように画像復号装置２００は、蓄積バッファ２０１、可逆復号部２０２、逆量子化部２０３、逆直交変換部２０４、演算部２０５、ループフィルタ２０６、画面並べ替えバッファ２０７、およびD/A変換部２０８を有する。また、画像復号装置２００は、フレームメモリ２０９、選択部２１０、イントラ予測部２１１、動き予測・補償部２１２、および選択部２１３を有する。
蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積し、所定のタイミングにおいてその符号化データを可逆復号部２０２に供給する。可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１より供給された、図１の可逆符号化部１０６により符号化された情報を、可逆符号化部１０６の符号化方式に対応する方式で復号する。可逆復号部２０２は、復号して得られた差分画像の量子化された係数データを、逆量子化部２０３に供給する。
また、可逆復号部２０２は、符号化データを復号して得られた最適な予測モードに関する情報を参照し、最適な予測モードにイントラ予測モードが選択されたかインター予測モードが選択されたかを判定する。つまり、可逆復号部２０２は、伝送されてきた符号化データにおいて採用された予測モードが、イントラ予測であるか、インター予測であるかを判定する。
可逆復号部２０２は、その判定結果に基づいて、その予測モードに関する情報を、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２に供給する。例えば、画像符号化装置１００において最適な予測モードとしてイントラ予測モードが選択された場合、可逆復号部２０２は、符号化側から供給された、その選択されたイントラ予測モードに関する情報であるイントラ予測情報をイントラ予測部２１１に供給する。また、例えば、画像符号化装置１００において最適な予測モードとしてインター予測モードが選択された場合、可逆復号部２０２は、符号化側から供給された、その選択されたインター予測モードに関する情報であるインター予測情報を動き予測・補償部２１２に供給する。
逆量子化部２０３は、可逆復号部２０２により復号されて得られた量子化された係数データを、図１の量子化部１０５の量子化方式に対応する方式（逆量子化部１０８と同様の方式）で逆量子化を行う。逆量子化部２０３は、逆量子化された係数データを逆直交変換部２０４に供給する。
逆直交変換部２０４は、図１の直交変換部１０４の直交変換方式に対応する方式で逆量子化部２０３から供給される係数データを逆直交変換する。逆直交変換部２０４は、この逆直交変換処理により、画像符号化装置１００において直交変換される前の差分画像に対応する差分画像を得る。
逆直交変換されて得られた差分画像は、演算部２０５に供給される。また、演算部２０５には、選択部２１３を介して、イントラ予測部２１１若しくは動き予測・補償部２１２から予測画像が供給される。
演算部２０５は、差分画像と予測画像とを加算し、画像符号化装置１００の演算部１０３により予測画像が減算される前の画像に対応する再構成画像を得る。演算部２０５は、その再構成画像をループフィルタ２０６に供給する。
ループフィルタ２０６は、供給された再構成画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜施して復号画像を生成する。例えば、ループフィルタ２０６は、再構成画像に対してデブロックフィルタ処理を行うことにより、ブロック歪を除去する。また、例えば、ループフィルタ２０６は、そのデブロックフィルタ処理結果（ブロック歪みの除去が行われた再構成画像）に対して、ウィナーフィルタ（Wiener Filter）を用いてループフィルタ処理を行うことにより画質改善を行う。
なお、ループフィルタ２０６が行うフィルタ処理の種類は任意であり、上述した以外のフィルタ処理を行ってもよい。また、ループフィルタ２０６が、図１の画像符号化装置１００から供給されたフィルタ係数を用いてフィルタ処理を行うようにしてもよい。
ループフィルタ２０６は、フィルタ処理結果である復号画像を画面並べ替えバッファ２０７およびフレームメモリ２０９に供給する。なお、このループフィルタ２０６によるフィルタ処理は省略することもできる。つまり、演算部２０５の出力が、フィルタ処理されずに、フレームメモリ２０９に格納されるようにすることもできる。例えば、イントラ予測部２１１は、この画像に含まれる画素の画素値を周辺画素の画素値として利用する。
画面並べ替えバッファ２０７は、供給された復号画像の並べ替えを行う。すなわち、図１の画面並べ替えバッファ１０２により符号化の順番のために並べ替えられたフレームの順番が、元の表示の順番に並べ替えられる。D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７から供給された復号画像をD/A変換し、図示せぬディスプレイに出力し、表示させる。
フレームメモリ２０９は、供給される再構成画像や復号画像を記憶する。また、フレームメモリ２０９は、所定のタイミングにおいて、若しくは、イントラ予測部２１１や動き予測・補償部２１２等の外部の要求に基づいて、記憶している再構成画像や復号画像を、選択部２１０を介してイントラ予測部２１１や動き予測・補償部２１２に供給する。
イントラ予測部２１１は、図１のイントラ予測部１１４と基本的に同様の処理を行う。ただし、イントラ予測部２１１は、符号化の際にイントラ予測により予測画像が生成された領域に対してのみ、イントラ予測を行う。
動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるインター予測情報に基づいてインター予測（動き予測や動き補償を含む）を行い、予測画像を生成する。なお、動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給されるインター予測情報に基づいて、符号化の際にインター予測が行われた領域に対してのみ、インター予測を行う。
イントラ予測部２１１および動き予測・補償部２１２は、予測処理単位の領域毎に、生成した予測画像を、選択部２１３を介して演算部２０５に供給する。
選択部２１３は、イントラ予測部２１１から供給される予測画像、若しくは、動き予測・補償部２１２から供給される予測画像を演算部２０５に供給する。
画像復号装置２００は、さらに、色差量子化オフセット設定部２２１を有する。
画像復号装置２００においても、上述した画像符号化装置１００において行われる処理と基本的に同様の処理が実行され、最適TUサイズに応じてchroma_qp_index_offsetがセットされ、そのchroma_qp_index_offsetを用いて色差信号に対する量子化パラメータが行われる。ただし、画像復号装置２００の場合、最適TUサイズは、実際に行われた直交変換の処理単位（直交変換単位）のサイズであるので、画像符号化装置１００の直交変換部１０４が行うような、最適TUサイズを決定するための処理は省略される。
可逆復号部２０２は、符号化データを復号すると、その複合した注目領域について、直交変換単位のサイズ（最適TUサイズ）を取得する。この最適TUサイズに関する情報は、任意である。例えば図６に示されるようなシンタクスとして、符号化データの所定の位置に格納されるようにしてもよいし。符号化データとは別に伝送されるようにしてもよい。可逆復号部２０２は、復号して得られたデータを解析してその最適TUサイズに関する情報を抽出し、それを色差量子化オフセット設定部２２１に供給する。
色差量子化オフセット設定部２２１は、可逆復号部２０２から供給される最適TUサイズを用いて、chroma_qp_index_offsetを設定する。この処理は、色差量子化オフセット設定部１２１の場合と同様である。つまり、色差量子化オフセット設定部２２１は、より大きなTUに対して、より小さな値が設定されるように、chroma_qp_index_offsetを設定する。
最適TUサイズからchroma_qp_index_offsetを求める方法は任意であるが、chroma_qp_index_offsetの誤差をより低減させるために、色差量子化オフセット設定部１２１と同じ方法を用いるのが望ましい。
そのために、例えば、画像符号化装置１００および画像復号装置２００の両方に、chroma_qp_index_offsetを求める互いに共通の方法が予め定められていてもよいし、この画像符号化装置１００において適用されたchroma_qp_index_offsetを求める方法に関する情報が、画像符号化装置１００から画像復号装置２００に伝送されるようにしてもよい。
色差量子化オフセット設定部２２１は、設定したchroma_qp_index_offsetを、逆量子化部２０３に供給する。
逆量子化部２０３は、色差信号について、色差量子化オフセット設定部２２１から供給されたchroma_qp_index_offsetを用いて、色差信号に対する量子化パラメータを求め、可逆復号部２０２から供給される、量子化された色差信号の直交変換係数を逆量子化する。
＜可逆復号部、色差量子化オフセット設定部、逆量子化部＞
図１２は、図１１の逆量子化部２０３の主な構成例を示すブロック図である。
図１２に示されるように、逆量子化部２０３は、色差量子化値決定部２５１および逆量子化処理部２５２を有する。
色差量子化値決定部２５１は、色差量子化値決定部１７１と同様に、上述した式（２）や図３に示される表を用いて、色差量子化オフセット設定部２２１から供給されたchroma_qp_index_offsetや、輝度信号に対する量子化パラメータから、色差信号に対する量子化パラメータを求める。色差量子化値決定部２５１は、求めた色差信号に対する量子化パラメータを、逆量子化処理部２５２に供給する。
逆量子化処理部２５２は、可逆復号部２０２から供給される、輝度信号の、量子化された直交変換係数を、輝度信号に対する量子化パラメータを用いて逆量子化する。また、逆量子化処理部２５２は、可逆復号部２０２から供給される、色差信号の、量子化された直交変換係数を、色差量子化値決定部２５１から供給された色差信号に対する量子化パラメータを用いて逆量子化する。
逆量子化処理部２５２は、このように逆量子化されて得られた直交変換係数を、逆直交変換部２０４に供給する。逆直交変換部２０４は、その直交変換係数を逆直交変換し、差分画像を復元する。
以上のように、画像符号化装置１００の場合と同様に、TUサイズに応じて、より大きなTUに対して、より小さな値が設定されるようにchroma_qp_index_offsetの値を決定するので、逆量子化部２０３は、色差信号の画質の低減を抑制するように量子化された直交変換係数を、正しく逆量子化することができる。
つまり、画像復号装置２００は、量子化による色差信号の画質の低減を抑制するように、画像データが符号化されて得られた符号化データを正しく復号することができる。したがって、画像復号装置２００は、量子化による色差信号の画質の低減の抑制を実現することができ、符号化データの符号化効率の向上を実現させることができる。
＜復号処理の流れ＞
次に、以上のような画像復号装置２００により実行される各処理の流れについて説明する。最初に、図１３のフローチャートを参照して、復号処理の流れの例を説明する。
復号処理が開始されると、ステップＳ２０１において、蓄積バッファ２０１は、伝送されてきた符号化データを蓄積する。ステップＳ２０２において、可逆復号部２０２は、蓄積バッファ２０１から供給される符号化データを復号する。すなわち、図１の可逆符号化部１０６により符号化されたＩピクチャ、Ｐピクチャ、並びにＢピクチャが復号される。
このとき、動きベクトル情報、参照フレーム情報、予測モード情報（イントラ予測モード、またはインター予測モード）、並びに、量子化に関するパラメータ等の情報も復号される。
ステップＳ２０３において、色差量子化オフセット設定部２２１、逆量子化部２０３、および逆直交変換部２０４は、逆量子化逆直交変換処理を行い、ステップＳ２０２の処理により得られた、量子化された直交変換係数を逆量子化し、得られた直交変換係数をさらに逆直交変換する。
これにより図１の直交変換部１０４の入力（演算部１０３の出力）に対応する差分情報が復号されたことになる。
ステップＳ２０４において、イントラ予測部２１１、または動き予測・補償部２１２は、可逆復号部２０２から供給される予測モード情報に対応して、それぞれ画像の予測処理を行う。すなわち、可逆復号部２０２からイントラ予測モード情報が供給された場合、イントラ予測部２１１は、イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。また、可逆復号部２０２からインター予測モード情報が供給された場合、動き予測・補償部２１２は、インター予測処理（動き予測および動き補償を含む）を行う。
ステップＳ２０５において、演算部２０５は、ステップＳ２０３の処理により得られた差分情報に、ステップＳ２０４の処理により得られた予測画像を加算する。これにより元の画像データが復号される。
ステップＳ２０６において、ループフィルタ２０６は、ステップＳ２０５の処理により得られた再構成画像に対して、デブロックフィルタ処理や適応ループフィルタ処理等を含むループフィルタ処理を適宜行う。
ステップＳ２０７において、画面並べ替えバッファ２０７は、復号画像データのフレームの並べ替えを行う。すなわち、復号画像データの、画像符号化装置１００の画面並べ替えバッファ１０２（図１）により符号化のために並べ替えられたフレームの順序が、元の表示の順序に並べ替えられる。
ステップＳ２０８において、D/A変換部２０８は、画面並べ替えバッファ２０７においてフレームが並べ替えられた復号画像データをD/A変換する。この復号画像データが図示せぬディスプレイに出力され、その画像が表示される。
ステップＳ２０９において、フレームメモリ２０９は、ステップＳ２０６の処理によりフィルタリングされた復号画像を記憶する。
＜量子化パラメータ復号処理の流れ＞
次に、図１３のステップＳ２０３において実行される逆量子化逆直交変換処理の流れの例を、図１４のフローチャートを参照して説明する。
逆量子化逆直交変換処理が開始されると、色差量子化オフセット設定部２２１は、ステップＳ２５１において、可逆復号部２０２において抽出された最適TUサイズ（可逆復号部２０２において復号された符号化データのTUサイズ）を取得する。
ステップＳ２５２において、色差量子化オフセット設定部２２１は、ステップＳ２５１において取得した最適TUサイズに従って、より大きなTUに対してより小さな値が設定されるように、chroma_qp_index_offsetを決定する。
ステップＳ２５３において、逆量子化処理部２５２は、画像の輝度成分（輝度信号）に対する量子化パラメータを設定する。
ステップＳ２５４において、色差量子化値決定部２５１は、ステップＳ２５２において決定されたchroma_qp_index_offsetに基づいて、画像の色差成分（色差信号）に対する量子化パラメータを設定する。
ステップＳ２５５において、逆量子化処理部２５２は、ステップＳ２５３において設定された輝度成分に対する量子化パラメータを用いて、輝度信号に対する量子化パラメータを用いて、輝度信号の、量子化された直交変換係数を逆量子化する。また、逆量子化処理部２５２は、ステップＳ２５４において設定された色差信号に対する量子化パラメータを用いて、色差信号の、量子化された直交変換係数を逆量子化する。
ステップＳ２５６において、逆直交変換部２０４は、ステップＳ２５５の処理により得られた直交変換係数に対して、最適TUサイズで逆直交変換を行う。このようにして、差分画像が復元されると、逆直交変換部２０４は、逆量子化逆直交変換処理を終了し、処理を図１３のステップＳ２０３に戻し、それ以降の処理を実行させる。
以上のように、各処理を行うことにより、画像復号装置２００は、量子化による色差信号の画質の低減の抑制を実現することができる。これにより、画像復号装置２００は、符号化データの符号化効率の向上を実現することができる。
＜応用例＞
以上においては、画像符号化装置１００および画像復号装置２００のそれぞれにおいて、chroma_qp_index_offsetが求められるように説明したが、これに限らず、例えば、符号化側の装置（画像符号化装置１００）が、自身が設定したchroma_qp_index_offsetを、復号側の装置（画像復号装置２００）に伝送し、復号側の装置（画像復号装置２００）がそのchroma_qp_index_offsetを利用して色差信号に対する量子化パラメータを求めるようにしても良い。
その場合、そのchroma_qp_index_offsetが、符号化データに付加されて伝送されるようにしても良い。その場合、chroma_qp_index_offsetが付加される位置は任意である。
例えば、chroma_qp_index_offsetが、所定のパラメータセットとして伝送されるようにしても良い。その場合、chroma_qp_index_offsetが、所定の単位毎に、１つにまとめて伝送されるようにしてもよい。例えば、シーケンス内のchroma_qp_index_offsetが、シーケンスパラメータセット（SPS（Sequence Parameter Set））に格納されるようにしてもよい。また、ピクチャ内のchroma_qp_index_offsetが、ピクチャパラメータセット（PPS（picture parameter set））に格納されるようにしてもよい。また、chroma_qp_index_offsetが、アダプテーションパラメータセット（APS（Adaptation Parameter Set））に格納されるようにしてもよい。
なお、スライス内のchroma_qp_index_offsetが、スライスヘッダやCUヘッダ等に格納されるようにしてもよい。また、これら以外の位置にchroma_qp_index_offsetが付加されるようにしても良い。さらに、１つのchroma_qp_index_offsetに関する情報が符号化データの複数の位置に付加されるようにしてもよい。
もちろん、chroma_qp_index_offsetが、符号化データとは別のデータとして伝送されるようにしてもよい。
また、chroma_qp_index_offsetの代わりに、上述したchroma_qp_index_offsetの補正量や、chroma_qp_index_offsetの候補といった、各直交変換単位（TU）のchroma_qp_index_offsetの決定に利用される各種パラメータが、符号化側の装置から復号側の装置に伝送されるようにしてもよい。その場合も、伝送の仕方は、上述したchroma_qp_index_offsetの場合と同様である。
また、HEVCにおいては、３２×２といった、長方形の直交変換単位（NSQT）を用いることも可能である。このような長方形の直交変換単位（TU）のchroma_qp_index_offsetの値として、同一（若しくは近似する）の面積の直交変換単位（TU）のchroma_qp_index_offsetの値を用いるようにしてもよい。例えば、３２×２画素の直交変換単位（TU）のchroma_qp_index_offsetを、８×８画素の直交変換単位（TU）と同一の値に設定するようにしてもよい。
もちろん、長方形の直交変換単位（TU）に対して、chroma_qp_index_offsetの値を新たに定めてもよい。つまり、chroma_qp_index_offsetが、直交変換単位（TU）の大きさおよび形状に応じて設定されるようにしてもよい。また、chroma_qp_index_offsetが、直交変換単位（TU）の大きさまたは形状に応じて設定されるようにしてもよい。
なお、以上においては、chroma_qp_index_offsetを設定する単位を、直交変換単位としたが、chroma_qp_index_offsetの値は、画像内の部分領域（ピクチャ内ローカル）毎であれば（サブピクチャレベルであれば）、任意の単位毎に制御することができる。例えば、PU、CU、LCU、単位であっても、或いは、PU単位であっても良い。また、マクロブロックやサブマクロブロックであってもよい。
＜３．第３の実施の形態＞
＜多視画像点符号化・多視点画像復号への適用＞
上述した一連の処理は、多視点画像符号化・多視点画像復号に適用することができる。図１５は、多視点画像符号化方式の一例を示す。
図１５に示されるように、多視点画像は、複数の視点の画像を含み、その複数の視点のうちの所定の１つの視点の画像が、ベースビューの画像に指定されている。ベースビューの画像以外の各視点の画像は、ノンベースビューの画像として扱われる。
図１５のような多視点画像を符号化・復号する場合、各ビューの画像を符号化・復号するが、この各ビューの符号化・復号に対して、第１の実施の形態および第２の実施の形態において上述した方法を適用するようにしてもよい。このようにすることにより、各ビューについて、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。
さらに、各ビューの符号化・復号において、第１の実施の形態および第２の実施の形態において上述した方法において使用されるフラグやパラメータを共有するようにしてもよい。例えば、chroma_qp_index_offset、最適TUサイズ、および色差信号に対する量子化パラメータ等を、各ビューの符号化・復号において共有するようにしてもよい。もちろん、これらの内の一部のみを、各ビューの符号化・復号において共有するようにしてもよいし、これら以外の必要な情報も、各ビューの符号化・復号において共有するようにしてもよい。このようにすることにより、伝送する符号量の増大を抑制することができ、符号化効率の低減を抑制することができる。
なお、共有の方法は任意である。例えば、このようなパラメータが、各ビュー共通のパラメータとして、ビットストリームの、各ビューの処理において参照可能な所定の位置に格納されるようにしてもよいし、各ビューの処理において他のビューのパラメータを参照することができるようにしてもよい。
＜多視点画像符号化装置＞
図１６は、上述した多視点画像符号化を行う多視点画像符号化装置を示す図である。図１６に示されるように、多視点画像符号化装置６００は、符号化部６０１、符号化部６０２、および多重化部６０３を有する。
符号化部６０１は、ベースビュー画像を符号化し、ベースビュー画像符号化ストリームを生成する。符号化部６０２は、ノンベースビュー画像を符号化し、ノンベースビュー画像符号化ストリームを生成する。多重化部６０３は、符号化部６０１において生成されたベースビュー画像符号化ストリームと、符号化部６０２において生成されたノンベースビュー画像符号化ストリームとを多重化し、多視点画像符号化ストリームを生成する。
この多視点画像符号化装置６００の符号化部６０１および符号化部６０２に対して、画像符号化装置１００（図１）を適用することができる。つまり、例えば、上述したように、符号化部６０１および符号化部６０２は、直交変換単位の大きさまたは形状に応じて、オフセット値（chroma_qp_index_offset）を設定し、そのオフセット値を用いて、色差信号に対する量子化パラメータを求め、その量子化パラメータを用いて色差信号を量子化する。これにより、多視点画像符号化装置６００（符号化部６０１および符号化部６０２）は、各ビューについて、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。
また、符号化部６０１と符号化部６０２とが、上述したような量子化に関する各種パラメータを共有することにより、伝送する符号量の増大を抑制することができ、符号化効率の低減を抑制することができる。
＜多視点画像復号装置＞
図１７は、上述した多視点画像復号を行う多視点画像復号装置を示す図である。図１７に示されるように、多視点画像復号装置６１０は、逆多重化部６１１、復号部６１２、および復号部６１３を有する。
逆多重化部６１１は、ベースビュー画像符号化ストリームとノンベースビュー画像符号化ストリームとが多重化された多視点画像符号化ストリームを逆多重化し、ベースビュー画像符号化ストリームと、ノンベースビュー画像符号化ストリームとを抽出する。復号部６１２は、逆多重化部６１１により抽出されたベースビュー画像符号化ストリームを復号し、ベースビュー画像を得る。復号部６１３は、逆多重化部６１１により抽出されたノンベースビュー画像符号化ストリームを復号し、ノンベースビュー画像を得る。
この多視点画像復号装置６１０の復号部６１２および復号部６１３に対して、画像復号装置２００（図１１）を適用することができる。つまり、例えば、上述したように、復号部６１２および復号部６１３は、直交変換単位の大きさまたは形状に応じて、オフセット値（chroma_qp_index_offset）を設定し、そのオフセット値を用いて、色差信号に対する量子化パラメータを求め、その量子化パラメータを用いて色差信号を逆量子化する。これにより、多視点画像復号装置６１０（復号部６１２および復号部６１３）は、各ビューについて、色差信号の画質の低減を抑制するように量子化された直交変換係数を、正しく逆量子化することができる。つまり、多視点画像復号装置６１０（復号部６１２および復号部６１３）は、各ビューについて、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。
また、復号部６１２と復号部６１３とが、上述したような量子化に関する各種パラメータを共有することにより、伝送する符号量の増大を抑制することができ、符号化効率の低減を抑制することができる。
＜４．第４の実施の形態＞
＜階層画像点符号化・階層画像復号への適用＞
上述した一連の処理は、階層画像符号化・階層画像復号に適用することができる。図１８は、階層画像符号化方式の一例を示す。
図１８に示されるように、階層画像は、複数の階層の画像を含み、その複数の階層のうちの所定の１つの階層の画像が、ベースレイヤの画像に指定されている。ベースレイヤの画像以外の各階層の画像は、ノンベースレイヤ（エンハンスメントレイヤとも称する）の画像として扱われる。
図１８のような階層画像を符号化・復号する場合、各階層の画像を符号化・復号するが、この各階層の符号化・復号に対して、第１の実施の形態および第２の実施の形態において上述した方法を適用するようにしてもよい。このようにすることにより、各階層について、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。
さらに、各階層の符号化・復号において、第１の実施の形態および第２の実施の形態において上述した方法において使用されるフラグやパラメータを共有するようにしてもよい。例えば、chroma_qp_index_offset、最適TUサイズ、および色差信号に対する量子化パラメータ等を、各階層の符号化・復号において共有するようにしてもよい。もちろん、これらの内の一部のみを、各階層の符号化・復号において共有するようにしてもよいし、これら以外の必要な情報も、各階層の符号化・復号において共有するようにしてもよい。このようにすることにより、伝送する符号量の増大を抑制することができ、符号化効率の低減を抑制することができる。
このような階層画像の例として、空間解像度によって階層化したもの（空間解像度スケーラビリティとも称する）がある（spatial scalability）。空間解像度スケーラビリティを有する階層画像の場合、階層毎に画像の解像度が異なる。例えば、空間的に最も低解像度の画像の階層をベースレイヤとされ、ベースレイヤよりも高解像度の画像の階層をノンベースレイヤ（エンハンスメントレイヤ）とされる。
ノンベースレイヤ（エンハンスメントレイヤ）の画像データは、他の階層から独立したデータとし、ベースレイヤの場合と同様に、その画像データのみによりその階層の解像度の画像を得ることができるようにしてもよいが、その階層の画像と他の階層（例えば１つ下の階層）の画像との差分画像に対応するデータとするのが一般的である。この場合、ベースレイヤの階層の解像度の画像は、そのベースレイヤの画像データのみにより得られるが、ノンベースレイヤ（エンハンスメントレイヤ）の階層の解像度の画像は、その階層の画像データと、他の階層（例えば１つ下の階層）の画像データを合成することにより得られる。このようにすることにより、階層間の画像データの冗長性を抑制することができる。
このような空間解像度スケーラビリティを有する階層画像は、階層毎に画像の解像度が異なるので、各階層の符号化・復号の処理単位の解像度も互いに異なる。したがって、各階層の符号化・復号において例えば、chroma_qp_index_offset、最適TUサイズ、および色差信号に対する量子化パラメータ等のような量子化に関するパラメータを共有する場合、各階層の解像度比に応じて、その量子化に関するパラメータの値を補正するようにしてもよい。
なお、スケーラビリティ性を持たせるパラメータは、空間解像度に限らず、例えば、時間解像度がある（temporal scalability）。時間解像度スケーラビリティを有する階層画像の場合、階層毎に画像のフレームレートが異なる。また、その他にも、例えば、階層毎に画像データのビット深度が異なるビット深度スケーラビリティ（bit-depth scalability）や、階層毎にコンポーネントのフォーマットが異なるクロマスケーラビリティ（chroma scalability）等がある。
また、その他にも、例えば、階層毎に画像の信号雑音比（SNR（Signal to Noise ratio））が異なるSNRスケーラビリティ（SNR scalability）がある。
このような解像度以外のパラメータにスケーラビリティ性を持たせる場合も、解像度の場合と同様に、そのスケーラブルなパラメータの階層間の比に応じて、階層間で共有する量子化に関するパラメータの値を補正するようにしてもよい。
＜階層画像符号化装置＞
図１９は、上述した階層画像符号化を行う階層画像符号化装置を示す図である。図１９に示されるように、階層画像符号化装置６２０は、符号化部６２１、符号化部６２２、および多重化部６２３を有する。
符号化部６２１は、ベースレイヤ画像を符号化し、ベースレイヤ画像符号化ストリームを生成する。符号化部６２２は、ノンベースレイヤ画像を符号化し、ノンベースレイヤ画像符号化ストリームを生成する。多重化部６２３は、符号化部６２１において生成されたベースレイヤ画像符号化ストリームと、符号化部６２２において生成されたノンベースレイヤ画像符号化ストリームとを多重化し、階層画像符号化ストリームを生成する。
この階層画像符号化装置６２０の符号化部６２１および符号化部６２２に対して、画像符号化装置１００（図１）を適用することができる。つまり、例えば、上述したように、符号化部６２１および符号化部６２２は、直交変換単位の大きさまたは形状に応じて、オフセット値（chroma_qp_index_offset）を設定し、そのオフセット値を用いて、色差信号に対する量子化パラメータを求め、その量子化パラメータを用いて色差信号を量子化する。これにより、階層画像符号化装置６２０（符号化部６２１および符号化部６２２）は、各階層について、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。
また、符号化部６２１と符号化部６２２とが、上述したような量子化に関する各種パラメータを共有することにより、伝送する符号量の増大を抑制することができ、符号化効率の低減を抑制することができる。
＜階層画像復号装置＞
図２０は、上述した階層画像復号を行う階層画像復号装置を示す図である。図２０に示されるように、階層画像復号装置６３０は、逆多重化部６３１、復号部６３２、および復号部６３３を有する。
逆多重化部６３１は、ベースレイヤ画像符号化ストリームとノンベースレイヤ画像符号化ストリームとが多重化された階層画像符号化ストリームを逆多重化し、ベースレイヤ画像符号化ストリームと、ノンベースレイヤ画像符号化ストリームとを抽出する。復号部６３２は、逆多重化部６３１により抽出されたベースレイヤ画像符号化ストリームを復号し、ベースレイヤ画像を得る。復号部６３３は、逆多重化部６３１により抽出されたノンベースレイヤ画像符号化ストリームを復号し、ノンベースレイヤ画像を得る。
この階層画像復号装置６３０の復号部６３２および復号部６３３に対して、画像復号装置２００（図１１）を適用することができる。つまり、例えば、上述したように、復号部６３２および復号部６３３は、直交変換単位の大きさまたは形状に応じて、オフセット値（chroma_qp_index_offset）を設定し、そのオフセット値を用いて、色差信号に対する量子化パラメータを求め、その量子化パラメータを用いて色差信号を逆量子化する。これにより、階層画像復号装置６３０（復号部６３２および復号部６３３）は、各階層について、色差信号の画質の低減を抑制するように量子化された直交変換係数を、正しく逆量子化することができる。つまり、階層画像復号装置６３０（復号部６３２および復号部６３３）は、各階層について、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。
また、復号部６３２と復号部６３３とが、上述したような量子化に関する各種パラメータを共有することにより、伝送する符号量の増大を抑制することができ、符号化効率の低減を抑制することができる。
＜５．第５の実施の形態＞
＜コンピュータ＞
上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行させることもできるし、ソフトウエアにより実行させることもできる。この場合、例えば、図２１に示されるようなコンピュータとして構成されるようにしてもよい。
図２１において、コンピュータ８００のCPU（Central Processing Unit）８０１は、ROM（Read Only Memory）８０２に記憶されているプログラム、または記憶部８１３からRAM（Random Access Memory）８０３にロードされたプログラムに従って各種の処理を実行する。RAM８０３にはまた、CPU８０１が各種の処理を実行する上において必要なデータなども適宜記憶される。
CPU８０１、ROM８０２、およびRAM８０３は、バス８０４を介して相互に接続されている。このバス８０４にはまた、入出力インタフェース８１０も接続されている。
入出力インタフェース８１０には、キーボード、マウス、タッチパネル、および入力端子などよりなる入力部８１１、CRT（Cathode Ray Tube）、LCD（Liquid Crystal Display）、およびOELD（Organic ElectroLuminescence Display）などよりなるディスプレイ、並びにスピーカ等の任意の出力デバイスや出力端子等よりなる出力部８１２、ハードディスクやフラッシュメモリ等の任意の記憶媒体やその記憶媒体の入出力を制御する制御部等により構成される記憶部８１３、モデム、LANインタフェース、USB（Universal Serial Bus）、並びにBluetooth（登録商標）等、有線や無線の任意の通信デバイスよりなる通信部８１４が接続されている。通信部８１４は、例えばインターネットを含むネットワークを介して他の通信デバイスとの通信処理を行う。
入出力インタフェース８１０にはまた、必要に応じてドライブ８１５が接続される。そのドライブ８１５には、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、或いは半導体メモリなどのリムーバブルメディア８２１が適宜装着される。ドライブ８１５は、例えばCPU８０１の制御に従って、自身に装着されたリムーバブルメディア８２１からコンピュータプログラムやデータ等を読み出す。その読み出されたデータやコンピュータプログラムは、例えば、RAM８０３に供給される。また、リムーバブルメディア８２１から読み出されたコンピュータプログラムは、必要に応じて記憶部８１３にインストールされる。
上述した一連の処理をソフトウエアにより実行させる場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、ネットワークや記録媒体からインストールされる。
この記録媒体は、例えば、図２１に示されるように、装置本体とは別に、ユーザにプログラムを配信するために配布される、プログラムが記録されている磁気ディスク（フレキシブルディスクを含む）、光ディスク（CD-ROM（Compact Disc - Read Only Memory）,DVD（Digital Versatile Disc）を含む）、光磁気ディスク（MD（Mini Disc）を含む）、若しくは半導体メモリなどよりなるリムーバブルメディア８２１により構成されるだけでなく、装置本体に予め組み込まれた状態でユーザに配信される、プログラムが記録されているROM８０２や、記憶部８１３に含まれるハードディスクなどで構成される。
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
また、本明細書において、記録媒体に記録されるプログラムを記述するステップは、記載された順序に沿って時系列的に行われる処理はもちろん、必ずしも時系列的に処理されなくとも、並列的あるいは個別に実行される処理をも含むものである。
また、本明細書において、システムとは、複数のデバイス（装置）により構成される装置全体を表すものである。
また、以上において、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。つまり、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
上述した実施形態に係る画像符号化装置１００（図１）および画像復号装置２００（図１１）は、衛星放送、ケーブルＴＶなどの有線放送、インターネット上での配信、及びセルラー通信による端末への配信などにおける送信機若しくは受信機、光ディスク、磁気ディスク及びフラッシュメモリなどの媒体に画像を記録する記録装置、又は、これら記憶媒体から画像を再生する再生装置などの様々な電子機器に応用され得る。以下、４つの応用例について説明する。
＜６．第６の実施の形態＞
＜テレビジョン装置＞
図２２は、上述した実施形態を適用したテレビジョン装置の概略的な構成の一例を示している。テレビジョン装置９００は、アンテナ９０１、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、表示部９０６、音声信号処理部９０７、スピーカ９０８、外部インタフェース９０９、制御部９１０、ユーザインタフェース９１１、及びバス９１２を備える。
チューナ９０２は、アンテナ９０１を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９０２は、復調により得られた符号化ビットストリームをデマルチプレクサ９０３へ出力する。即ち、チューナ９０２は、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送部としての役割を有する。
デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームから視聴対象の番組の映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、分離した各ストリームをデコーダ９０４へ出力する。また、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームからEPG（Electronic Program Guide）などの補助的なデータを抽出し、抽出したデータを制御部９１０に供給する。なお、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームがスクランブルされている場合には、デスクランブルを行ってもよい。
デコーダ９０４は、デマルチプレクサ９０３から入力される映像ストリーム及び音声ストリームを復号する。そして、デコーダ９０４は、復号処理により生成される映像データを映像信号処理部９０５へ出力する。また、デコーダ９０４は、復号処理により生成される音声データを音声信号処理部９０７へ出力する。
映像信号処理部９０５は、デコーダ９０４から入力される映像データを再生し、表示部９０６に映像を表示させる。また、映像信号処理部９０５は、ネットワークを介して供給されるアプリケーション画面を表示部９０６に表示させてもよい。また、映像信号処理部９０５は、映像データについて、設定に応じて、例えばノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。さらに、映像信号処理部９０５は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUI（Graphical User Interface）の画像を生成し、生成した画像を出力画像に重畳してもよい。
表示部９０６は、映像信号処理部９０５から供給される駆動信号により駆動され、表示デバイス（例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ又はOELD（Organic ElectroLuminescence Display）（有機ELディスプレイ）など）の映像面上に映像又は画像を表示する。
音声信号処理部９０７は、デコーダ９０４から入力される音声データについてD/A変換及び増幅などの再生処理を行い、スピーカ９０８から音声を出力させる。また、音声信号処理部９０７は、音声データについてノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。
外部インタフェース９０９は、テレビジョン装置９００と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。例えば、外部インタフェース９０９を介して受信される映像ストリーム又は音声ストリームが、デコーダ９０４により復号されてもよい。即ち、外部インタフェース９０９もまた、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送部としての役割を有する。
制御部９１０は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、プログラムデータ、EPGデータ、及びネットワークを介して取得されるデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、テレビジョン装置９００の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９１１から入力される操作信号に応じて、テレビジョン装置９００の動作を制御する。
ユーザインタフェース９１１は、制御部９１０と接続される。ユーザインタフェース９１１は、例えば、ユーザがテレビジョン装置９００を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９１１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９１０へ出力する。
バス９１２は、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、音声信号処理部９０７、外部インタフェース９０９及び制御部９１０を相互に接続する。
このように構成されたテレビジョン装置９００において、デコーダ９０４は、上述した実施形態に係る画像復号装置２００（図１１）の機能を有する。従って、デコーダ９０４は、直交変換等の処理単位の大きさに応じて制御された、輝度信号に対する量子化パラメータに対するオフセット値を用いて、色差信号に対する量子化パラメータを求めることができる。したがって、テレビジョン装置９００は、量子化による色差信号の画質の低減の抑制を実現することができる。
＜７．第７の実施の形態＞
＜携帯電話機＞
図２３は、上述した実施形態を適用した携帯電話機の概略的な構成の一例を示している。携帯電話機９２０は、アンテナ９２１、通信部９２２、音声コーデック９２３、スピーカ９２４、マイクロホン９２５、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、制御部９３１、操作部９３２、及びバス９３３を備える。
アンテナ９２１は、通信部９２２に接続される。スピーカ９２４及びマイクロホン９２５は、音声コーデック９２３に接続される。操作部９３２は、制御部９３１に接続される。バス９３３は、通信部９２２、音声コーデック９２３、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、及び制御部９３１を相互に接続する。
携帯電話機９２０は、音声通話モード、データ通信モード、撮影モード及びテレビ電話モードを含む様々な動作モードで、音声信号の送受信、電子メール又は画像データの送受信、画像の撮像、及びデータの記録などの動作を行う。
音声通話モードにおいて、マイクロホン９２５により生成されるアナログ音声信号は、音声コーデック９２３に供給される。音声コーデック９２３は、アナログ音声信号を音声データへ変換し、変換された音声データをA/D変換し圧縮する。そして、音声コーデック９２３は、圧縮後の音声データを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、音声データを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して音声データを生成し、生成した音声データを音声コーデック９２３へ出力する。音声コーデック９２３は、音声データを伸張し及びD/A変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
また、データ通信モードにおいて、例えば、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザによる操作に応じて、電子メールを構成する文字データを生成する。また、制御部９３１は、文字を表示部９３０に表示させる。また、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザからの送信指示に応じて電子メールデータを生成し、生成した電子メールデータを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、電子メールデータを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して電子メールデータを復元し、復元した電子メールデータを制御部９３１へ出力する。制御部９３１は、表示部９３０に電子メールの内容を表示させると共に、電子メールデータを記録再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
記録再生部９２９は、読み書き可能な任意の記憶媒体を有する。例えば、記憶媒体は、RAM又はフラッシュメモリなどの内蔵型の記憶媒体であってもよく、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USBメモリ、又はメモリカードなどの外部装着型の記憶媒体であってもよい。
また、撮影モードにおいて、例えば、カメラ部９２６は、被写体を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを画像処理部９２７へ出力する。画像処理部９２７は、カメラ部９２６から入力される画像データを符号化し、符号化ストリームを記録再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
また、テレビ電話モードにおいて、例えば、多重分離部９２８は、画像処理部９２７により符号化された映像ストリームと、音声コーデック９２３から入力される音声ストリームとを多重化し、多重化したストリームを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、ストリームを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。これら送信信号及び受信信号には、符号化ビットストリームが含まれ得る。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号してストリームを復元し、復元したストリームを多重分離部９２８へ出力する。多重分離部９２８は、入力されるストリームから映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、映像ストリームを画像処理部９２７、音声ストリームを音声コーデック９２３へ出力する。画像処理部９２７は、映像ストリームを復号し、映像データを生成する。映像データは、表示部９３０に供給され、表示部９３０により一連の画像が表示される。音声コーデック９２３は、音声ストリームを伸張し及びＤ／Ａ変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
このように構成された携帯電話機９２０において、画像処理部９２７は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１００（図１）の機能と、画像復号装置２００（図１１）の機能とを有する。従って、携帯電話機９２０で符号化及び復号される画像について、画像処理部９２７は、直交変換等の処理単位の大きさに応じて、色差信号に対する量子化パラメータの、輝度信号に対する量子化パラメータに対するオフセット値を制御したり、そのオフセット値を用いて、輝度信号に対する量子化パラメータから、色差信号に対する量子化パラメータを求めたりすることができる。したがって、携帯電話機９２０は、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。
また、以上においては携帯電話機９２０として説明したが、例えば、PDA（Personal Digital Assistants）、スマートフォン、UMPC（Ultra Mobile Personal Computer）、ネットブック、ノート型パーソナルコンピュータ等、この携帯電話機９２０と同様の撮像機能や通信機能を有する装置であれば、どのような装置であっても携帯電話機９２０の場合と同様に、本技術を適用した画像符号化装置および画像復号装置を適用することができる。
＜８．第８の実施の形態＞
＜記録再生装置＞
図２４は、上述した実施形態を適用した記録再生装置の概略的な構成の一例を示している。記録再生装置９４０は、例えば、受信した放送番組の音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録する。また、記録再生装置９４０は、例えば、他の装置から取得される音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録してもよい。また、記録再生装置９４０は、例えば、ユーザの指示に応じて、記録媒体に記録されているデータをモニタ及びスピーカ上で再生する。このとき、記録再生装置９４０は、音声データ及び映像データを復号する。
記録再生装置９４０は、チューナ９４１、外部インタフェース９４２、エンコーダ９４３、HDD（Hard Disk Drive）９４４、ディスクドライブ９４５、セレクタ９４６、デコーダ９４７、OSD（On-Screen Display）９４８、制御部９４９、及びユーザインタフェース９５０を備える。
チューナ９４１は、アンテナ（図示せず）を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９４１は、復調により得られた符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。即ち、チューナ９４１は、記録再生装置９４０における伝送部としての役割を有する。
外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。外部インタフェース９４２は、例えば、IEEE1394インタフェース、ネットワークインタフェース、USBインタフェース、又はフラッシュメモリインタフェースなどであってよい。例えば、外部インタフェース９４２を介して受信される映像データ及び音声データは、エンコーダ９４３へ入力される。即ち、外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０における伝送部としての役割を有する。
エンコーダ９４３は、外部インタフェース９４２から入力される映像データ及び音声データが符号化されていない場合に、映像データ及び音声データを符号化する。そして、エンコーダ９４３は、符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。
HDD９４４は、映像及び音声などのコンテンツデータが圧縮された符号化ビットストリーム、各種プログラムおよびその他のデータを内部のハードディスクに記録する。また、HDD９４４は、映像及び音声の再生時に、これらデータをハードディスクから読み出す。
ディスクドライブ９４５は、装着されている記録媒体へのデータの記録及び読み出しを行う。ディスクドライブ９４５に装着される記録媒体は、例えばDVDディスク（DVD-Video、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等）又はBlu-ray（登録商標）ディスクなどであってよい。
セレクタ９４６は、映像及び音声の記録時には、チューナ９４１又はエンコーダ９４３から入力される符号化ビットストリームを選択し、選択した符号化ビットストリームをＨＤＤ９４４又はディスクドライブ９４５へ出力する。また、セレクタ９４６は、映像及び音声の再生時には、HDD９４４又はディスクドライブ９４５から入力される符号化ビットストリームをデコーダ９４７へ出力する。
デコーダ９４７は、符号化ビットストリームを復号し、映像データ及び音声データを生成する。そして、デコーダ９４７は、生成した映像データをOSD９４８へ出力する。また、デコーダ９０４は、生成した音声データを外部のスピーカへ出力する。
OSD９４８は、デコーダ９４７から入力される映像データを再生し、映像を表示する。また、OSD９４８は、表示する映像に、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUIの画像を重畳してもよい。
制御部９４９は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、記録再生装置９４０の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９５０から入力される操作信号に応じて、記録再生装置９４０の動作を制御する。
ユーザインタフェース９５０は、制御部９４９と接続される。ユーザインタフェース９５０は、例えば、ユーザが記録再生装置９４０を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９５０は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９４９へ出力する。
このように構成された記録再生装置９４０において、エンコーダ９４３は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１００（図１）の機能を有する。また、デコーダ９４７は、上述した実施形態に係る画像復号装置２００（図１１）の機能を有する。従って、記録再生装置９４０で符号化及び復号される画像について、エンコーダ９４３およびデコーダ９４７は、直交変換等の処理単位の大きさに応じて、色差信号に対する量子化パラメータの、輝度信号に対する量子化パラメータに対するオフセット値を制御したり、そのオフセット値を用いて、輝度信号に対する量子化パラメータから、色差信号に対する量子化パラメータを求めたりすることができる。したがって、記録再生装置９４０は、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。
＜９．第９の実施の形態＞
＜撮像装置＞
図２５は、上述した実施形態を適用した撮像装置の概略的な構成の一例を示している。撮像装置９６０は、被写体を撮像して画像を生成し、画像データを符号化して記録媒体に記録する。
撮像装置９６０は、光学ブロック９６１、撮像部９６２、信号処理部９６３、画像処理部９６４、表示部９６５、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、OSD９６９、制御部９７０、ユーザインタフェース９７１、及びバス９７２を備える。
光学ブロック９６１は、撮像部９６２に接続される。撮像部９６２は、信号処理部９６３に接続される。表示部９６５は、画像処理部９６４に接続される。ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０に接続される。バス９７２は、画像処理部９６４、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、OSD９６９、及び制御部９７０を相互に接続する。
光学ブロック９６１は、フォーカスレンズ及び絞り機構などを有する。光学ブロック９６１は、被写体の光学像を撮像部９６２の撮像面に結像させる。撮像部９６２は、CCD又はCMOSなどのイメージセンサを有し、撮像面に結像した光学像を光電変換によって電気信号としての画像信号に変換する。そして、撮像部９６２は、画像信号を信号処理部９６３へ出力する。
信号処理部９６３は、撮像部９６２から入力される画像信号に対してニー補正、ガンマ補正、色補正などの種々のカメラ信号処理を行う。信号処理部９６３は、カメラ信号処理後の画像データを画像処理部９６４へ出力する。
画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを符号化し、符号化データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した符号化データを外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８へ出力する。また、画像処理部９６４は、外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８から入力される符号化データを復号し、画像データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した画像データを表示部９６５へ出力する。また、画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを表示部９６５へ出力して画像を表示させてもよい。また、画像処理部９６４は、ＯＳＤ９６９から取得される表示用データを、表示部９６５へ出力する画像に重畳してもよい。
OSD９６９は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのGUIの画像を生成して、生成した画像を画像処理部９６４へ出力する。
外部インタフェース９６６は、例えばUSB入出力端子として構成される。外部インタフェース９６６は、例えば、画像の印刷時に、撮像装置９６０とプリンタとを接続する。また、外部インタフェース９６６には、必要に応じてドライブが接続される。ドライブには、例えば、磁気ディスク又は光ディスクなどのリムーバブルメディアが装着され、リムーバブルメディアから読み出されるプログラムが、撮像装置９６０にインストールされ得る。さらに、外部インタフェース９６６は、LAN又はインターネットなどのネットワークに接続されるネットワークインタフェースとして構成されてもよい。即ち、外部インタフェース９６６は、撮像装置９６０における伝送部としての役割を有する。
メディアドライブ９６８に装着される記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、又は半導体メモリなどの、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアであってよい。また、メディアドライブ９６８に記録媒体が固定的に装着され、例えば、内蔵型ハードディスクドライブ又はSSD（Solid State Drive）のような非可搬性の記憶部が構成されてもよい。
制御部９７０は、CPUなどのプロセッサ、並びにRAM及びROMなどのメモリを有する。メモリは、CPUにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、撮像装置９６０の起動時にCPUにより読み込まれ、実行される。CPUは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９７１から入力される操作信号に応じて、撮像装置９６０の動作を制御する。
ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０と接続される。ユーザインタフェース９７１は、例えば、ユーザが撮像装置９６０を操作するためのボタン及びスイッチなどを有する。ユーザインタフェース９７１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９７０へ出力する。
このように構成された撮像装置９６０において、画像処理部９６４は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１００（図１）の機能と画像復号装置２００（図１１）の機能を有する。従って、撮像装置９６０で符号化及び復号される画像について、画像処理部９６４は、直交変換等の処理単位の大きさに応じて、色差信号に対する量子化パラメータの、輝度信号に対する量子化パラメータに対するオフセット値を制御したり、そのオフセット値を用いて、輝度信号に対する量子化パラメータから、色差信号に対する量子化パラメータを求めたりすることができる。したがって、撮像装置９６０は、量子化による色差信号の画質の低減を抑制することができる。
もちろん、本技術を適用した画像符号化装置および画像復号装置は、上述した装置以外の装置やシステムにも適用可能である。
＜１０．スケーラブル符号化の応用例＞
＜第１のシステム＞
次に、スケーラブル符号化（階層符号化）されたスケーラブル符号化データの具体的な利用例について説明する。スケーラブル符号化は、例えば、図２６に示される例のように、伝送するデータの選択のために利用される。
図２６に示されるデータ伝送システム１０００において、配信サーバ１００２は、スケーラブル符号化データ記憶部１００１に記憶されているスケーラブル符号化データを読み出し、ネットワーク１００３を介して、パーソナルコンピュータ１００４、AV機器１００５、タブレットデバイス１００６、および携帯電話機１００７等の端末装置に配信する。
その際、配信サーバ１００２は、端末装置の能力や通信環境等に応じて、適切な品質の符号化データを選択して伝送する。配信サーバ１００２が不要に高品質なデータを伝送しても、端末装置において高画質な画像を得られるとは限らず、遅延やオーバフローの発生要因となる恐れがある。また、不要に通信帯域を占有したり、端末装置の負荷を不要に増大させたりしてしまう恐れもある。逆に、配信サーバ１００２が不要に低品質なデータを伝送しても、端末装置において十分な画質の画像を得ることができない恐れがある。そのため、配信サーバ１００２は、スケーラブル符号化データ記憶部１００１に記憶されているスケーラブル符号化データを、適宜、端末装置の能力や通信環境等に対して適切な品質の符号化データとして読み出し、伝送する。
例えば、スケーラブル符号化データ記憶部１００１は、スケーラブルに符号化されたスケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１を記憶するとする。このスケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１は、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤの両方を含む符号化データであり、復号することにより、ベースレイヤの画像およびエンハンスメントレイヤの画像の両方を得ることができるデータである。
配信サーバ１００２は、データを伝送する端末装置の能力や通信環境等に応じて、適切なレイヤを選択し、そのレイヤのデータを読み出す。例えば、配信サーバ１００２は、処理能力の高いパーソナルコンピュータ１００４やタブレットデバイス１００６に対しては、高品質なスケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１をスケーラブル符号化データ記憶部１００１から読み出し、そのまま伝送する。これに対して、例えば、配信サーバ１００２は、処理能力の低いAV機器１００５や携帯電話機１００７に対しては、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１からベースレイヤのデータを抽出し、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１と同じコンテンツのデータであるが、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１よりも低品質なスケーラブル符号化データ（BL）１０１２として伝送する。
このようにスケーラブル符号化データを用いることにより、データ量を容易に調整することができるので、遅延やオーバフローの発生を抑制したり、端末装置や通信媒体の負荷の不要な増大を抑制したりすることができる。また、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１は、レイヤ間の冗長性が低減されているので、各レイヤの符号化データを個別のデータとする場合よりもそのデータ量を低減させることができる。したがって、スケーラブル符号化データ記憶部１００１の記憶領域をより効率よく使用することができる。
なお、パーソナルコンピュータ１００４乃至携帯電話機１００７のように、端末装置には様々な装置を適用することができるので、端末装置のハードウエアの性能は、装置によって異なる。また、端末装置が実行するアプリケーションも様々であるので、そのソフトウエアの能力も様々である。さらに、通信媒体となるネットワーク１００３も、例えばインターネットやLAN（Local Area Network）等、有線若しくは無線、またはその両方を含むあらゆる通信回線網を適用することができ、そのデータ伝送能力は様々である。さらに、他の通信等によっても変化する恐れがある。
そこで、配信サーバ１００２は、データ伝送を開始する前に、データの伝送先となる端末装置と通信を行い、端末装置のハードウエア性能や、端末装置が実行するアプリケーション（ソフトウエア）の性能等といった端末装置の能力に関する情報、並びに、ネットワーク１００３の利用可能帯域幅等の通信環境に関する情報を得るようにしてもよい。そして、配信サーバ１００２が、ここで得た情報を基に、適切なレイヤを選択するようにしてもよい。
なお、レイヤの抽出は、端末装置において行うようにしてもよい。例えば、パーソナルコンピュータ１００４が、伝送されたスケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１を復号し、ベースレイヤの画像を表示しても良いし、エンハンスメントレイヤの画像を表示しても良い。また、例えば、パーソナルコンピュータ１００４が、伝送されたスケーラブル符号化データ（BL+EL）１０１１から、ベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１０１２を抽出し、記憶したり、他の装置に転送したり、復号してベースレイヤの画像を表示したりするようにしてもよい。
もちろん、スケーラブル符号化データ記憶部１００１、配信サーバ１００２、ネットワーク１００３、および端末装置の数はいずれも任意である。また、以上においては、配信サーバ１００２がデータを端末装置に伝送する例について説明したが、利用例はこれに限定されない。データ伝送システム１０００は、スケーラブル符号化された符号化データを端末装置に伝送する際、端末装置の能力や通信環境等に応じて、適切なレイヤを選択して伝送するシステムであれば、任意のシステムに適用することができる。
そして、以上のような図２６のようなデータ伝送システム１０００においても、図１８乃至図２０を参照して上述した階層符号化・階層復号への適用と同様に本技術を適用することにより、図１８乃至図２０を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
＜第２のシステム＞
また、スケーラブル符号化は、例えば、図２７に示される例のように、複数の通信媒体を介する伝送のために利用される。
図２７に示されるデータ伝送システム１１００において、放送局１１０１は、地上波放送１１１１により、ベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１１２１を伝送する。また、放送局１１０１は、有線若しくは無線またはその両方の通信網よりなる任意のネットワーク１１１２を介して、エンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ（EL）１１２２を伝送する（例えばパケット化して伝送する）。
端末装置１１０２は、放送局１１０１が放送する地上波放送１１１１の受信機能を有し、この地上波放送１１１１を介して伝送されるベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１１２１を受け取る。また、端末装置１１０２は、ネットワーク１１１２を介した通信を行う通信機能をさらに有し、このネットワーク１１１２を介して伝送されるエンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ（EL）１１２２を受け取る。
端末装置１１０２は、例えばユーザ指示等に応じて、地上波放送１１１１を介して取得したベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１１２１を、復号してベースレイヤの画像を得たり、記憶したり、他の装置に伝送したりする。
また、端末装置１１０２は、例えばユーザ指示等に応じて、地上波放送１１１１を介して取得したベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１１２１と、ネットワーク１１１２を介して取得したエンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ（EL）１１２２とを合成して、スケーラブル符号化データ（BL+EL）を得たり、それを復号してエンハンスメントレイヤの画像を得たり、記憶したり、他の装置に伝送したりする。
以上のように、スケーラブル符号化データは、例えばレイヤ毎に異なる通信媒体を介して伝送させることができる。したがって、負荷を分散させることができ、遅延やオーバフローの発生を抑制することができる。
また、状況に応じて、伝送に使用する通信媒体を、レイヤ毎に選択することができるようにしてもよい。例えば、データ量が比較的多いベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１１２１を帯域幅の広い通信媒体を介して伝送させ、データ量が比較的少ないエンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ（EL）１１２２を帯域幅の狭い通信媒体を介して伝送させるようにしてもよい。また、例えば、エンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ（EL）１１２２を伝送する通信媒体を、ネットワーク１１１２とするか、地上波放送１１１１とするかを、ネットワーク１１１２の利用可能帯域幅に応じて切り替えるようにしてもよい。もちろん、任意のレイヤのデータについて同様である。
このように制御することにより、データ伝送における負荷の増大を、より抑制することができる。
もちろん、レイヤ数は任意であり、伝送に利用する通信媒体の数も任意である。また、データ配信先となる端末装置１１０２の数も任意である。さらに、以上においては、放送局１１０１からの放送を例に説明したが、利用例はこれに限定されない。データ伝送システム１１００は、スケーラブル符号化された符号化データを、レイヤを単位として複数に分割し、複数の回線を介して伝送するシステムであれば、任意のシステムに適用することができる。
そして、以上のような図２７のデータ伝送システム１１００においても、図１８乃至図２０を参照して上述した階層符号化・階層復号への適用と同様に本技術を適用することにより、図１８乃至図２０を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
＜第３のシステム＞
また、スケーラブル符号化は、例えば、図２８に示される例のように、符号化データの記憶に利用される。
図２８に示される撮像システム１２００において、撮像装置１２０１は、被写体１２１１を撮像して得られた画像データをスケーラブル符号化し、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１２２１として、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２に供給する。
スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２は、撮像装置１２０１から供給されるスケーラブル符号化データ（BL+EL）１２２１を、状況に応じた品質で記憶する。例えば、通常時の場合、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２は、スケーラブル符号化データ（BL+EL）１２２１からベースレイヤのデータを抽出し、低品質でデータ量の少ないベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１２２２として記憶する。これに対して、例えば、注目時の場合、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２は、高品質でデータ量の多いスケーラブル符号化データ（BL+EL）１２２１のまま記憶する。
このようにすることにより、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２は、必要な場合のみ、画像を高画質に保存することができるので、画質劣化による画像の価値の低減を抑制しながら、データ量の増大を抑制することができ、記憶領域の利用効率を向上させることができる。
例えば、撮像装置１２０１が監視カメラであるとする。撮像画像に監視対象（例えば侵入者）が写っていない場合（通常時の場合）、撮像画像の内容は重要でない可能性が高いので、データ量の低減が優先され、その画像データ（スケーラブル符号化データ）は、低品質に記憶される。これに対して、撮像画像に監視対象が被写体１２１１として写っている場合（注目時の場合）、その撮像画像の内容は重要である可能性が高いので、画質が優先され、その画像データ（スケーラブル符号化データ）は、高品質に記憶される。
なお、通常時であるか注目時であるかは、例えば、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２が、画像を解析することにより判定しても良い。また、撮像装置１２０１が判定し、その判定結果をスケーラブル符号化データ記憶装置１２０２に伝送するようにしてもよい。
なお、通常時であるか注目時であるかの判定基準は任意であり、判定基準とする画像の内容は任意である。もちろん、画像の内容以外の条件を判定基準とすることもできる。例えば、収録した音声の大きさや波形等に応じて切り替えるようにしてもよいし、所定の時間毎に切り替えるようにしてもよいし、ユーザ指示等の外部からの指示によって切り替えるようにしてもよい。
また、以上においては、通常時と注目時の２つの状態を切り替える例を説明したが、状態の数は任意であり、例えば、通常時、やや注目時、注目時、非常に注目時等のように、３つ以上の状態を切り替えるようにしてもよい。ただし、この切り替える状態の上限数は、スケーラブル符号化データのレイヤ数に依存する。
また、撮像装置１２０１が、スケーラブル符号化のレイヤ数を、状態に応じて決定するようにしてもよい。例えば、通常時の場合、撮像装置１２０１が、低品質でデータ量の少ないベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL）１２２２を生成し、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２に供給するようにしてもよい。また、例えば、注目時の場合、撮像装置１２０１が、高品質でデータ量の多いベースレイヤのスケーラブル符号化データ（BL+EL）１２２１を生成し、スケーラブル符号化データ記憶装置１２０２に供給するようにしてもよい。
以上においては、監視カメラを例に説明したが、この撮像システム１２００の用途は任意であり、監視カメラに限定されない。
そして、以上のような図２８の撮像システム１２００においても、図１８乃至図２０を参照して上述した階層符号化・階層復号への適用と同様に本技術を適用することにより、図１８乃至図２０を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
なお、本技術は、予め用意された解像度等が互いに異なる複数の符号化データの中から適切なものをセグメント単位で選択して使用する、例えばMPEG DASH等のようなHTTPストリーミングにも適用することができる。つまり、このような複数の符号化データ間で、符号化や復号に関する情報を共有することもできる。
なお、本明細書では、量子化パラメータが、符号化側から復号側へ伝送される例について説明した。量子化行列パラメータを伝送する手法は、符号化ビットストリームに多重化されることなく、符号化ビットストリームと関連付けられた別個のデータとして伝送され又は記録されてもよい。ここで、「関連付ける」という用語は、ビットストリームに含まれる画像（スライス若しくはブロックなど、画像の一部であってもよい）と当該画像に対応する情報とを復号時にリンクさせ得るようにすることを意味する。即ち、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の伝送路上で伝送されてもよい。また、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の記録媒体（又は同一の記録媒体の別の記録エリア）に記録されてもよい。さらに、情報と画像（又はビットストリーム）とは、例えば、複数フレーム、１フレーム、又はフレーム内の一部分などの任意の単位で互いに関連付けられてよい。
以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１） 画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定するオフセット設定部と、
前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの直交変換係数を量子化する量子化部と
を備える画像処理装置。
（２） 前記オフセット設定部は、より大きな前記変換単位に対して、より細かい量子化ステップにより量子化が行われるように、前記オフセットを設定する
前記（１）に記載の画像処理装置。
（３） 前記オフセット設定部は、より大きな前記変換単位の前記オフセットを、より小さな値に設定する
前記（２）に記載の画像処理装置。
（４） 前記オフセット設定部は、前記画像データが符号化された符号化データのビットレートに応じて、より参照され易い大きさの直交変換係数に対して、より細かい量子化ステップにより量子化が行われるように、前記オフセットを設定する
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の画像処理装置。
（５） 前記オフセット設定部は、前記変換単位の大きさに応じて、予め定められた前記オフセットの初期値を補正する
前記（１）乃至（４）のいずれかに記載の画像処理装置。
（６） 前記オフセット設定部は、長方形の変換単位に対する前記オフセットとして、前記変換単位と、同じ若しくは近似する大きさの正方形の変換単位に対する前記オフセットの値を設定する
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（７） 前記オフセット設定部は、前記画像データを直交変換する際の変換単位の大きさおよび形状に応じて、前記オフセットを設定する
前記（１）乃至（５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（８） 画像処理装置の画像処理方法であって、
オフセット設定部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定し、
量子化部が、設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの直交変換係数を量子化する
画像処理方法。
（９） 画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定するオフセット設定部と、
前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する逆量子化部と
を備える画像処理装置。
（１０） 画像処理装置の画像処理方法であって、
オフセット設定部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定し、
逆量子化部が、設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する
画像処理方法。
（１１） 画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定するオフセット設定部と、
前記画像データを符号化する符号化部と、
前記オフセット設定部により設定された前記オフセットと、前記符号化部により生成された符号化データとを伝送する伝送部と
を備える画像処理装置。
（１２） 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのパラメータセットとして伝送する
前記（１１）に記載の画像処理装置。
（１３） 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された複数の前記オフセットを、１つにまとめて、前記パラメータセットとして伝送する
前記（１２）に記載の画像処理装置。
（１４） 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのシーケンスパラメータセットとして伝送する
前記（１３）に記載の画像処理装置。
（１５） 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのピクチャパラメータセットとして伝送する
前記（１３）または（１４）に記載の画像処理装置。
（１６） 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのアダプテーションパラメータセットとして伝送する
前記（１３）乃至（１５）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１７） 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのスライスヘッダとして伝送する
前記（１１）乃至（１６）のいずれかに記載の画像処理装置。
（１８） 画像処理装置の画像処理方法であって、
オフセット設定部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定し、
符号化部が、前記画像データを符号化し、
伝送部が、設定された前記オフセットと、生成された符号化データとを伝送する
画像処理方法。
（１９） 画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて設定された、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットと、前記画像データを符号化した符号化データとを受け取る受け取り部と、
前記受け取り部により受け取られた前記符号化データを復号する復号部と、
前記受け取り部により受け取られた前記符号化データから抽出された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記復号部により前記符号化データが復号されて得られた、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する逆量子化部と
を備える画像処理装置。
（２０） 画像処理装置の画像処理方法であって、
受け取り部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて設定された、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットと、前記画像データを符号化した符号化データとを受け取り、
復号部が、受け取られた前記符号化データを復号し、
逆量子化部が、受け取られた前記符号化データから抽出された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記符号化データが復号されて得られた、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する
画像処理方法。
１００ 画像符号化装置， １２１ 色差量子化オフセット設定部， １５１ ４×４直交変換部， １５２ ８×８直交変換部， １５３ １６×１６直交変換部， １５４ ４×４コスト関数算出部， １５５ ８×８コスト関数算出部， １５６ １６×１６コスト関数算出部， １５７ TUサイズ決定部， １７１ 色差量子化値決定部， １７２ 量子化処理部， ２００ 画像復号装置， ２２１ 色差量子化オフセット設定部， ２５１ 色差量子化値決定部， ２５２ 逆量子化処理部

Claims (20)

  1. 画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定するオフセット設定部と、
    前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの直交変換係数を量子化する量子化部と
    を備える画像処理装置。
  2. 前記オフセット設定部は、より大きな前記変換単位に対して、より細かい量子化ステップにより量子化が行われるように、前記オフセットを設定する
    請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 前記オフセット設定部は、より大きな前記変換単位の前記オフセットを、より小さな値に設定する
    請求項２に記載の画像処理装置。
  4. 前記オフセット設定部は、前記画像データが符号化された符号化データのビットレートに応じて、より参照され易い大きさの直交変換係数に対して、より細かい量子化ステップにより量子化が行われるように、前記オフセットを設定する
    請求項１に記載の画像処理装置。
  5. 前記オフセット設定部は、前記変換単位の大きさに応じて、予め定められた前記オフセットの初期値を補正する
    請求項１に記載の画像処理装置。
  6. 前記オフセット設定部は、長方形の変換単位に対する前記オフセットとして、前記変換単位と、同じ若しくは近似する大きさの正方形の変換単位に対する前記オフセットの値を設定する
    請求項１に記載の画像処理装置。
  7. 前記オフセット設定部は、前記画像データを直交変換する際の変換単位の大きさおよび形状に応じて、前記オフセットを設定する
    請求項１に記載の画像処理装置。
  8. 画像処理装置の画像処理方法であって、
    オフセット設定部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定し、
    量子化部が、設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの直交変換係数を量子化する
    画像処理方法。
  9. 画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定するオフセット設定部と、
    前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する逆量子化部と
    を備える画像処理装置。
  10. 画像処理装置の画像処理方法であって、
    オフセット設定部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定し、
    逆量子化部が、設定された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する
    画像処理方法。
  11. 画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定するオフセット設定部と、
    前記画像データを符号化する符号化部と、
    前記オフセット設定部により設定された前記オフセットと、前記符号化部により生成された符号化データとを伝送する伝送部と
    を備える画像処理装置。
  12. 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのパラメータセットとして伝送する
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  13. 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された複数の前記オフセットを、１つにまとめて、前記パラメータセットとして伝送する
    請求項１２に記載の画像処理装置。
  14. 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのシーケンスパラメータセットとして伝送する
    請求項１３に記載の画像処理装置。
  15. 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのピクチャパラメータセットとして伝送する
    請求項１３に記載の画像処理装置。
  16. 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのアダプテーションパラメータセットとして伝送する
    請求項１３に記載の画像処理装置。
  17. 前記伝送部は、前記オフセット設定部により設定された前記オフセットを、前記符号化データのスライスヘッダとして伝送する
    請求項１１に記載の画像処理装置。
  18. 画像処理装置の画像処理方法であって、
    オフセット設定部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットを設定し、
    符号化部が、前記画像データを符号化し、
    伝送部が、設定された前記オフセットと、生成された符号化データとを伝送する
    画像処理方法。
  19. 画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて設定された、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットと、前記画像データを符号化した符号化データとを受け取る受け取り部と、
    前記受け取り部により受け取られた前記符号化データを復号する復号部と、
    前記受け取り部により受け取られた前記符号化データから抽出された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記復号部により前記符号化データが復号されて得られた、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する逆量子化部と
    を備える画像処理装置。
  20. 画像処理装置の画像処理方法であって、
    受け取り部が、画像データを直交変換する際の変換単位の大きさまたは形状に応じて設定された、輝度信号に対する量子化パラメータを基準とする、色差信号に対する量子化パラメータのオフセットと、前記画像データを符号化した符号化データとを受け取り、
    復号部が、受け取られた前記符号化データを復号し、
    逆量子化部が、受け取られた前記符号化データから抽出された前記オフセットを用いて前記輝度信号に対する量子化パラメータから求められた、前記色差信号に対する量子化パラメータを用いて、前記符号化データが復号されて得られた、前記画像データの量子化された直交変換係数を逆量子化する
    画像処理方法。
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