JPWO2014002407A1 - 画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置、画像復号装置および画像符号化復号装置 - Google Patents

画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置、画像復号装置および画像符号化復号装置 Download PDF

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Abstract

画像符号化方法は、コンテキスト算術符号化によって、（ｉ）ＳＡＯ処理を第１領域に対して行うか否かを示す第１情報、および、（ｉｉ）第１領域に対するＳＡＯ処理に第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す第２情報を連続して符号化するコンテキスト算術符号化ステップ（Ｓ７１１）と、第１情報および第２情報が符号化された後、バイパス算術符号化によって、他の情報を符号化するバイパス算術符号化ステップ（Ｓ７１２）とを含み、他の情報は、ＳＡＯ処理がエッジオフセット処理であるかバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含み、コンテキスト算術符号化ステップ（Ｓ７１１）では、ＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値を第１情報として符号化し、バイパス算術符号化ステップ（Ｓ７１２）では、パラメータのビット列のうち最初のビットの次のビットの値を第３情報として符号化する。

Description

本発明は、算術符号化を用いる画像符号化方法に関する。
算術符号化を用いる画像符号化方法に関して、非特許文献１および非特許文献２に記載の技術がある。
ＩＳＯ／ＩＥＣ １４４９６−１０「ＭＰＥＧ−４ Ｐａｒｔ １０ Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ」 Ｆｒａｎｋ Ｂｏｓｓｅｎ、「Ｃｏｍｍｏｎ ｔｅｓｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｓｏｆｔｗａｒｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎｓ」、ＪＣＴＶＣ−Ｈ１１００、Ｊｏｉｎｔ Ｃｏｌｌａｂｏｒａｔｉｖｅ Ｔｅａｍ ｏｎ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ（ＪＣＴ−ＶＣ） ｏｆ ＩＴＵ−Ｔ ＳＧ１６ ＷＰ３ ａｎｄ ＩＳＯ／ＩＥＣ ＪＴＣ１／ＳＣ２９／ＷＧ１１ ８ｔｈ Ｍｅｅｔｉｎｇ、Ｓａｎ Ｊｏｓｅ、ＣＡ、ＵＳＡ、１−１０ Ｆｅｂｒｕａｒｙ、２０１２、ｈｔｔｐ：／／ｐｈｅｎｉｘ．ｉｔ−ｓｕｄｐａｒｉｓ．ｅｕ／ｊｃｔ／ｄｏｃ＿ｅｎｄ＿ｕｓｅｒ／ｄｏｃｕｍｅｎｔｓ／８＿Ｓａｎ％２０Ｊｏｓｅ／ｗｇ１１／ＪＣＴＶＣ−Ｈ１１００−ｖ１．ｚｉｐ
しかしながら、符号化の処理効率が低い場合、符号化において発生する処理遅延を抑制することは困難である。
そこで、本発明は、高い処理効率で符号化を行うことができる画像符号化方法を提供する。
本発明の一態様に係る画像符号化方法は、可変の確率を用いる算術符号化であるコンテキスト算術符号化によって、（ｉ）画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す第１情報、および、（ｉｉ）前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す第２情報を連続して符号化するコンテキスト算術符号化ステップと、前記第１情報および前記第２情報が符号化された後、固定の確率を用いる算術符号化であるバイパス算術符号化によって、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり前記第１情報とも前記第２情報とも異なる情報である他の情報を符号化するバイパス算術符号化ステップとを含み、前記他の情報は、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含み、前記コンテキスト算術符号化ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値を前記第１情報として符号化し、前記バイパス算術符号化ステップでは、前記パラメータのビット列のうち前記最初のビットの次のビットの値を前記第３情報として符号化する。
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
本発明に係る画像符号化方法は、高い処理効率で符号化を行うことができる。
図１は、実施の形態１に係る画像符号化装置の構成の一例を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１に係る画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。 図３は、実施の形態１に係るエッジオフセットの一例を示す模式図である。 図４は、実施の形態１に係るエッジオフセットのカテゴリを示す模式図である。 図５は、実施の形態１に係るエッジオフセットのタイプを示す模式図である。 図６は、実施の形態１に係るバンドオフセットの一例を示す模式図である。 図７は、実施の形態１に係るバンドオフセットのカテゴリを示す模式図である。 図８は、実施の形態１に係るバンドオフセットの符号化対象情報を示す模式図である。 図９Ａは、実施の形態１に係る領域の分割手順の一例を示す模式図である。 図９Ｂは、実施の形態１に係る領域の分割結果の一例を示す模式図である。 図１０は、実施の形態１に係る画像符号化装置におけるループフィルタリング部の構成の一例を示すブロック図である。 図１１は、実施の形態１に係る画像復号装置におけるループフィルタリング部の構成の一例を示すブロック図である。 図１２は、実施の形態１に係る画像符号化装置におけるループフィルタリング部の動作の一例を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態１に係る画像復号装置におけるループフィルタリング部の動作の一例を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態１に係る画素分類方法を示すインデックス番号へのビット割り当ての一例を示す模式図である。 図１５は、実施の形態１に係る符号化ストリームの一例を示す模式図である。 図１６Ａは、実施の形態１に係るＡＰＳ内のシンタックス（ａｐｓ＿ｓａｏ＿ｐａｒａｍ）の一例を示す模式図である。 図１６Ｂは、実施の形態１に係るＡＰＳ内のシンタックス（ｓａｏ＿ｕｎｉｔ＿ｖｌｃ）の一例を示す模式図である。 図１６Ｃは、実施の形態１に係るＡＰＳ内のシンタックス（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｌｃ）の一例を示す模式図である。 図１７Ａは、実施の形態１に係るスライスデータ内のシンタックス（ｓｌｉｃｅ＿ｄａｔａ）の一例を示す模式図である。 図１７Ｂは、実施の形態１に係るスライスデータ内のシンタックス（ｓａｏ＿ｕｎｉｔ＿ｃａｂａｃ）の一例を示す模式図である。 図１７Ｃは、実施の形態１に係るスライスデータ内のシンタックス（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｃａｂａｃ）の一例を示す模式図である。 図１８は、実施の形態１に係るオフセット情報を共用する領域の一例を示す模式図である。 図１９は、実施の形態１に係る画素分類方法を示すインデックス番号の符号化の一例を示すフローチャートである。 図２０は、実施の形態１に係る画素分類方法を示すインデックス番号の復号の一例を示すフローチャートである。 図２１は、実施の形態２に係る画像符号化装置におけるループフィルタリング部の構成の一例を示すブロック図である。 図２２は、実施の形態２に係る画像復号装置におけるループフィルタリング部の構成の一例を示すブロック図である。 図２３は、実施の形態２に係る画像符号化装置におけるループフィルタリング部の動作の一例を示すフローチャートである。 図２４は、実施の形態２に係る画像復号装置におけるループフィルタリング部の動作の一例を示すフローチャートである。 図２５は、実施の形態２に係る画素分類方法を示すインデックス番号へのビット割り当ての一例を示す模式図である。 図２６は、実施の形態２に係る画素分類方法を示すインデックス番号へのビット割り当ての別の例を示す模式図である。 図２７Ａは、実施の形態２に係るＡＰＳ内のシンタックス（ｓａｏ＿ｕｎｉｔ＿ｖｌｃ）の一例を示す模式図である。 図２７Ｂは、実施の形態２に係るＡＰＳ内のシンタックス（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｌｃ）の一例を示す模式図である。 図２７Ｃは、実施の形態２に係るＡＰＳ内のオフセット情報へのコンテキストインデックスの割り当て例を示す模式図である。 図２７Ｄは、実施の形態２に係るＡＰＳ内のオフセット情報の符号化の一例を示すフローチャートである。 図２７Ｅは、実施の形態２に係るＡＰＳ内のオフセット情報の復号の一例を示すフローチャートである。 図２８Ａは、実施の形態２に係るスライスデータ内のシンタックス（ｓａｏ＿ｕｎｉｔ＿ｃａｂａｃ）の一例を示す模式図である。 図２８Ｂは、実施の形態２に係るスライスデータ内のシンタックス（ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｃａｂａｃ）の一例を示す模式図である。 図２８Ｃは、実施の形態２に係るスライスデータ内のオフセット情報へのコンテキストインデックスの割り当て例を示す模式図である。 図２８Ｄは、実施の形態２に係るスライスデータ内のオフセット情報の符号化の一例を示すフローチャートである。 図２８Ｅは、実施の形態２に係るスライスデータ内のオフセット情報の復号の一例を示すフローチャートである。 図２９は、実施の形態２に係る画素分類方法を示すインデックス番号の符号化の一例を示すフローチャートである。 図３０は、実施の形態２に係る画素分類方法を示すインデックス番号の復号の一例を示すフローチャートである。 図３１は、実施の形態３に係るオフセット情報符号化部の構成の一例を示すブロック図である。 図３２は、実施の形態３に係るオフセット情報復号部の構成の一例を示すブロック図である。 図３３は、実施の形態３の第１例に係るオフセット情報へのコンテキストインデックスの割り当てを示す模式図である。 図３４は、実施の形態３の第１例に係るオフセット情報符号化部の動作を示すフローチャートである。 図３５は、実施の形態３の第１例に係るオフセット情報復号部の動作を示すフローチャートである。 図３６Ａは、実施の形態３の第２例に係るオフセット情報へのコンテキストインデックスの割り当てを示す模式図である。 図３６Ｂは、実施の形態３の第２例に係る画素分類方法を示すインデックス番号へのビット割り当てを示す模式図である。 図３６Ｃは、実施の形態３の第２例に係る画像符号化装置および画像復号装置の客観性能を示す図である。 図３７は、実施の形態３の第２例に係るオフセット情報符号化部の動作を示すフローチャートである。 図３８は、実施の形態３の第２例に係るオフセット情報復号部の動作を示すフローチャートである。 図３９Ａは、実施の形態３の第３例に係るオフセット情報へのコンテキストインデックスの割り当てを示す模式図である。 図３９Ｂは、実施の形態３の第３例に係る画像符号化装置および画像復号装置の客観性能を示す図である。 図４０は、実施の形態３の第３例に係るオフセット情報符号化部の動作を示すフローチャートである。 図４１は、実施の形態３の第３例に係るオフセット情報復号部の動作を示すフローチャートである。 図４２は、実施の形態３に係る符号化の特徴の一例を示すフローチャートである。 図４３は、実施の形態３に係る復号の特徴の一例を示すフローチャートである。 図４４は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。 図４５は、デジタル放送用システムの全体構成図である。 図４６は、テレビの構成例を示すブロック図である。 図４７は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。 図４８は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。 図４９Ａは、携帯電話の一例を示す図である。 図４９Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。 図５０は、多重化データの構成を示す図である。 図５１は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。 図５２は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。 図５３は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。 図５４は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。 図５５は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。 図５６は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。 図５７は、映像データを識別するステップを示す図である。 図５８は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。 図５９は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。 図６０は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。 図６１は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。 図６２Ａは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。 図６２Ｂは、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
（本発明の基礎となった知見）
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、算術符号化を用いる画像符号化方法に関し、課題を見出した。以下に具体的に説明する。
Ｈ．２６ｘと称されるＩＴＵ−Ｔ規格、および、ＭＰＥＧ−ｘと称されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格に代表される画像符号化方式に係る画像符号化装置は、ピクチャを予め定められた単位に分割し、その単位で符号化を行う。例えば、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ方式（非特許文献１参照）に係る画像符号化装置は、水平１６画素および垂直１６画素のマクロブロックと呼ばれる単位で処理を行う。
画像符号化装置は、動き補償を行う場合、マクロブロックをサブブロック（最小で水平４画素および垂直４画素）に分割する。そして、画像符号化装置は、サブブロック毎に異なる動きベクトルを用いて動き補償を行い、原信号と予測信号との差分信号を周波数変換し、差分信号の情報を低周波数領域に集め、量子化をすることで情報を圧縮することができる。
差分信号の情報を低周波数領域に集めるＤＣＴ等の直交変換を用いてブロック単位でピクチャを符号化するための方法では、ブロックの境界にブロック歪みと呼ばれる格子状の歪みが見られることが知られている。画像符号化装置は、デブロッキングフィルタ処理により、ブロック歪みを低減することができる。
しかしながら、上記のデブロッキングフィルタのようなブロック境界のみを処理する方式では、ブロック歪み以外の符号化劣化を低減することが困難である。
そこで、本発明の一態様に係る画像符号化方法は、可変の確率を用いる算術符号化であるコンテキスト算術符号化によって、（ｉ）画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す第１情報、および、（ｉｉ）前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す第２情報を連続して符号化するコンテキスト算術符号化ステップと、前記第１情報および前記第２情報が符号化された後、固定の確率を用いる算術符号化であるバイパス算術符号化によって、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり前記第１情報とも前記第２情報とも異なる情報である他の情報を符号化するバイパス算術符号化ステップとを含み、前記他の情報は、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含み、前記コンテキスト算術符号化ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値を前記第１情報として符号化し、前記バイパス算術符号化ステップでは、前記パラメータのビット列のうち前記最初のビットの次のビットの値を前記第３情報として符号化する。
これにより、画質の向上のためのＳＡＯ処理の１つのパラメータのうち、コンテキスト算術符号化を用いることが適切な部分には、コンテキスト算術符号化が用いられ、バイパス算術符号化を用いることが適切な部分には、バイパス算術符号化が用いられる。さらに、コンテキスト算術符号化が連続して行われる。すなわち、コンテキスト算術符号化およびバイパス算術符号化の頻繁な切り替えが抑制され、同種の処理が連続して行われる。したがって、処理効率が向上する。
例えば、前記コンテキスト算術符号化ステップでは、前記第２情報を符号化した後、前記第１情報を符号化してもよい。
これにより、コンテキスト算術符号化の連続性が維持された状態で、パラメータに含まれる最初のビットの値をコンテキスト算術符号化で符号化した直後に、パラメータに含まれる次のビットの値をバイパス算術符号化で符号化することが可能である。したがって、パラメータに対する複雑な処理が軽減され、処理効率が向上する。
また、例えば、前記バイパス算術符号化ステップでは、オフセット値の絶対値を示す第４情報を含む前記他の情報を符号化してもよい。
これにより、コンテキスト算術符号化の後、様々な情報がバイパス算術符号化で符号化される。すなわち、同種の処理がまとめて行われる。したがって、処理効率が向上する。
また、例えば、前記バイパス算術符号化ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がバンドオフセット処理である場合、前記オフセット値の正負を示す第５情報、および、前記オフセット値の適用範囲を示す第６情報を含む前記他の情報を符号化してもよい。
これにより、コンテキスト算術符号化の後、状況に応じてさらに様々な情報がバイパス算術符号化で符号化される。したがって、処理効率が向上する。
また、例えば、前記コンテキスト算術符号化ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の右に隣接する右領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報、および、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の上に隣接する上領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報のうち少なくとも１つを含む前記第２情報を符号化してもよい。
これにより、連続して行われるコンテキスト算術符号化において、上または左からの流用を示す情報が適切に符号化される。
また、本発明の一態様に係る画像復号方法は、可変の確率を用いる算術復号であるコンテキスト算術復号によって、（ｉ）画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す第１情報、および、（ｉｉ）前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す第２情報を連続して復号するコンテキスト算術復号ステップと、前記第１情報および前記第２情報が復号された後、固定の確率を用いる算術復号であるバイパス算術復号によって、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり前記第１情報とも前記第２情報とも異なる情報である他の情報を復号するバイパス算術復号ステップとを含み、前記他の情報は、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含み、前記コンテキスト算術復号ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値を前記第１情報として復号し、前記バイパス算術復号ステップでは、前記パラメータのビット列のうち前記最初のビットの次のビットの値を前記第３情報として復号する画像復号方法でもよい。
これにより、画質の向上のためのＳＡＯ処理の１つのパラメータのうち、コンテキスト算術復号を用いることが適切な部分には、コンテキスト算術復号が用いられ、バイパス算術復号を用いることが適切な部分には、バイパス算術復号が用いられる。さらに、コンテキスト算術復号が連続して行われる。すなわち、コンテキスト算術復号およびバイパス算術復号の頻繁な切り替えが抑制され、同種の処理が連続して行われる。したがって、処理効率が向上する。
例えば、前記コンテキスト算術復号ステップでは、前記第２情報を復号した後、前記第１情報を復号してもよい。
これにより、コンテキスト算術復号の連続性が維持された状態で、パラメータに含まれる最初のビットの値をコンテキスト算術復号で復号した直後に、パラメータに含まれる次のビットの値をバイパス算術復号で復号することが可能である。したがって、パラメータに対する複雑な処理が軽減され、処理効率が向上する。
また、例えば、前記バイパス算術復号ステップでは、オフセット値の絶対値を示す第４情報を含む前記他の情報を復号してもよい。
これにより、コンテキスト算術復号の後、様々な情報がバイパス算術復号で復号される。すなわち、同種の処理がまとめて行われる。したがって、処理効率が向上する。
また、例えば、前記バイパス算術復号ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がバンドオフセット処理である場合、前記オフセット値の正負を示す第５情報、および、前記オフセット値の適用範囲を示す第６情報を含む前記他の情報を復号してもよい。
これにより、コンテキスト算術復号の後、状況に応じてさらに様々な情報がバイパス算術復号で復号される。したがって、処理効率が向上する。
また、例えば、前記コンテキスト算術復号ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の右に隣接する右領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報、および、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の上に隣接する上領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報のうち少なくとも１つを含む前記第２情報を復号してもよい。
これにより、連続して行われるコンテキスト算術復号において、上または左からの流用を示す情報が適切に復号される。
また、これらの包括的または具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの非一時的な記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
以下、実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示す。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
また、下記ではｃｏｄｉｎｇはｅｎｃｏｄｉｎｇの意味で使用する場合もある。
（実施の形態１）
本実施の形態に係る画像符号化装置の構成を図１に示す。図１に示された画像符号化装置１００は、制御部１１０および符号化部１２０を備える。符号化部１２０は、減算部１２１、周波数変換部１２２、量子化部１２３、エントロピー符号化部１２４、逆量子化部１２５、逆周波数変換部１２６、加算部１２７、ループフィルタリング部１２８、記憶部１２９、面内予測部１３０、動き補償部１３１、動き検出部１３２およびスイッチ１３３を含む。
符号化部１２０は、画像１４１をブロック毎に符号化して、符号化ストリーム１４２を生成する。その際、符号化部１２０の減算部１２１は、画像１４１の複数の画素値で構成される画素ブロックから、予測画像の複数の画素値で構成される画素ブロックを減算する。周波数変換部１２２は、減算により得られた画素ブロックを複数の周波数係数で構成される係数ブロックに変換する。量子化部１２３は、周波数変換部１２２により得られた係数ブロックを量子化する。
一方、動き検出部１３２は、画像１４１の画素ブロックを用いて動きベクトルを検出する。動き補償部１３１は、記憶部１２９の参照画像、および、動き検出部１３２により検出された動きベクトルを用いて、面間予測（インター予測）を行う。面内予測部１３０は、面内予測モードに従い、加算部１２７で得られた画素ブロックを用いて、面内予測（イントラ予測）を行う。スイッチ１３３は、面内予測または面間予測により得られた予測画像の画素ブロックを減算部１２１および加算部１２７に入力する。
そして、エントロピー符号化部１２４は、ブロックのパーティション情報、予測の種別、動きベクトル、予測モード（面内予測モード）、量子化パラメータ、および、量子化された係数ブロック等に対して、エントロピー符号化を施すことにより、符号化ストリーム１４２を生成する。
また、逆量子化部１２５は、量子化された係数ブロックを逆量子化する。そして、逆周波数変換部１２６は、逆量子化された係数ブロックを画素ブロックに変換する。そして、加算部１２７は、逆周波数変換部１２６により得られた画素ブロックに、予測画像の画素ブロックを加算する。ループフィルタリング部１２８は、加算部１２７で得られた画素ブロックから歪みを抑制し、画素ブロックを参照画像として記憶部１２９に格納する。
また、制御部１１０は、符号化部１２０を制御する。
画像符号化装置１００は、上記の動作によって、画像１４１を符号化する。そして、画像符号化装置１００は、周波数変換、量子化、面内予測、面間予測、エントロピー符号化およびループフィルタリング等の様々な処理によって、符号化ストリーム１４２のデータ量を低減させる。
図１に示された画像符号化装置１００に対応する画像復号装置２００の構成を図２に示す。図２に示された画像復号装置２００は、制御部２１０および復号部２２０を備える。復号部２２０は、エントロピー復号部２２４、逆量子化部２２５、逆周波数変換部２２６、加算部２２７、ループフィルタリング部２２８、記憶部２２９、面内予測部２３０、動き補償部２３１およびスイッチ２３３を含む。
復号部２２０は、符号化ストリーム２４２に含まれる画像２４１をブロック毎に復号する。その際、復号部２２０のエントロピー復号部２２４は、符号化ストリーム２４２に対して、エントロピー復号を施すことにより、ブロックのパーティション情報、予測の種別、動きベクトル、面内予測モード、量子化パラメータ、および、量子化された係数ブロック等を取得する。
そして、制御部２１０は、復号部２２０の動作を制御する。
復号部２２０の逆量子化部２２５は、量子化された係数ブロックを逆量子化する。逆周波数変換部２２６は、逆量子化された係数ブロックを画素ブロックに変換する。
加算部２２７は、逆周波数変換部２２６により得られた画素ブロックに予測画像の画素ブロックを加算する。ループフィルタリング部２２８は、加算部２２７により得られた画素ブロックから歪みを抑制する。その後、ループフィルタリング部２２８は、画素ブロックで構成される参照画像を記憶部２２９に格納する。また、ループフィルタリング部２２８は、画素ブロックで構成される画像２４１を出力する。
予測の種別が面内予測である場合、面内予測部２３０が、面内予測モードに従い、加算部２２７で得られた画素ブロックを用いて面内予測を行う。予測の種別が面間予測である場合、動き補償部２３１が、動きベクトル、および、記憶部２２９の参照画像を用いて、面間予測を行う。スイッチ２３３は、面内予測または面間予測により得られた予測画像の画素ブロックを加算部２２７に入力する。
画像復号装置２００は、上記のように、画像符号化装置１００に対応する動作によって、符号化ストリーム２４２に含まれる画像２４１をブロック毎に復号する。
ここで、ループフィルタリング処理について、さらに詳しく説明する。ループフィルタリング処理は、再構成信号の符号化劣化を低減するための処理であり、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ方式（非特許文献１参照）では、マクロブロック境界に発生するブロック状の歪みを低減するデブロッキングフィルタ処理が行われる。
ただし、マクロブロック内に生じる符号化劣化については、デブロッキングフィルタ処理では解消されない。そのため、本実施の形態では、符号化劣化を低減するためのオフセット処理が行われる。オフセット処理は、再構成信号の処理対象ブロック内に含まれる画素にオフセット値を加算することにより、原信号に対する歪みを軽減する。
また、オフセット処理は、処理対象ブロック内の画素を複数カテゴリに分類し、カテゴリ毎に共通のオフセット値を使用する。画素分類方法には、分類対象画素とその隣接画素との比較により行われるエッジオフセットの画素分類方法と、分類対象画素の画素値により行われるバンドオフセットの画素分類方法とがある。エッジオフセットは、エッジに応じて行われるオフセットであり、バンドオフセットは、画素値に応じて行われるオフセットである。
以下では、エッジオフセットの画素分類方法を用いることを、画素分類方法がエッジオフセットである、あるいは、画素分類方法にエッジオフセットを用いると表現する場合がある。また、同様に、バンドオフセットの画素分類方法を用いることを、画素分類方法がバンドオフセットである、あるいは、画素分類方法にバンドオフセットを用いると表現する場合がある。
図３は、エッジオフセットによる画素分類方法の例を示した模式図である。エッジオフセットでは、分類対象画素ｃとその左右の隣接画素ｃ１、ｃ２との大小関係により分類を行う。
図４は、エッジオフセットにより処理対象ブロックを５つのカテゴリに分類する例を示した模式図である。例えば、ｃの画素値がｃ１の画素値よりも大きく、ｃ２の画素値と等しい場合、対象画素はカテゴリ３に分類され、カテゴリ３に割り当てられているオフセット値Ｏｆｆｓｅｔ［３］が加算される。
また、図５に示すように、エッジオフセットにおいて、分類対象画素と比較される画素は、左右隣接画素（ＥＯ（０））、上下隣接画素（ＥＯ（１））、斜め隣接画素（ＥＯ（２）あるいはＥＯ（３））、あるいはそれらの組合せ（ＥＯ（４）あるいはＥＯ（５））などである。
図６は、バンドオフセットによる画素分類方法の例を示した模式図である。ここで、処理対象画素値の取り得る階調が均等にＭ分割されている。Ｍは例えば３２である。分割された階調区分がカテゴリとなる。処理対象画素は、その画素値が含まれるカテゴリに分類される。
図７は、バンドオフセットにより処理対象ブロックを１６のクラスに分類した例を示した模式図である。例えば、ｃの画素値が、Ｒ９以上Ｒ１０未満の場合、処理対象画素はカテゴリ９に分類され、カテゴリ９に割り当てられているオフセット値Ｏｆｆｓｅｔ［９］が加算される。
また、全てのカテゴリに対してオフセット値を割り当てる必要はなく、図８に示すように、画像符号化装置１００は、オフセット効果の高いカテゴリに対するオフセット値のみを符号化できる。その際、画像符号化装置１００は、符号化したオフセット値のカテゴリを示すカテゴリインデックス番号も合わせて符号化する。
また、ＳＡＯ（サンプル適応オフセット：Ｓａｍｐｌｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｆｆｓｅｔ）は、図９Ａに示すように、階層的にブロックを分割することで得られる処理対象領域単位に、最適な画素分類方法およびオフセット値を決定する。分割パターンの一例を図９Ｂに示す。
図１０は、本実施の形態に係る画像符号化装置１００におけるループフィルタリング部１２８の構成の一例を示すブロック図である。
ループフィルタリング部１２８は、信号取得部１５１、オフセット情報算出部１５２、オフセット処理部１５３、オフセット情報符号化部１５４、および、信号出力部１５５を含む。
信号取得部１５１は、再構成済みの処理対象領域の画素信号を取得する。
オフセット情報算出部１５２は、オフセット処理に使用する分割パターン、画素分類方法およびオフセット値などのオフセット情報を算出する。
オフセット処理部１５３は、オフセット情報を用いて、処理対象領域内の画素をカテゴリに分類し、カテゴリ毎にオフセット処理を行う。
オフセット情報符号化部１５４は、オフセット情報を図１に示すエントロピー符号化部１２４へ出力する。なお、オフセット情報符号化部１５４が、オフセット情報を符号化してもよい。また、オフセット情報符号化部１５４は、エントロピー符号化部１２４に含まれてもよい。
信号出力部１５５は、オフセット処理が行われた処理対象領域の画素信号を出力する。
図１１は、本実施の形態に係る画像復号装置２００におけるループフィルタリング部２２８の構成の一例を示すブロック図である。
ループフィルタリング部２２８は、信号取得部２５１、オフセット情報復号部２５２、オフセット処理部２５３、および、信号出力部２５４を含む。
信号取得部２５１は、再構成済みの処理対象領域の画素信号を取得する。
オフセット情報復号部２５２は、オフセット処理に使用する分割パターン、画素分類方法およびオフセット値などのオフセット情報を取得する。なお、オフセット情報復号部２５２が、オフセット情報を復号してもよい。また、オフセット情報復号部２５２は、エントロピー復号部２２４に含まれてもよい。
オフセット処理部２５３は、オフセット情報を用いて、処理対象領域内の画素をカテゴリに分類し、カテゴリ毎にオフセット処理を行う。
信号出力部２５４は、オフセット処理が行われた処理対象領域の画素信号を出力する。
図１２は、主に、図１に示された画像符号化装置１００のうち、図１０に示されたループフィルタリング部１２８の動作を示すフローチャートである。
まず、信号取得部１５１は、加算部１２７から再構成済みの処理対象領域の画素信号を取得する（Ｓ１５１）。次に、オフセット情報算出部１５２は、オフセット処理に使用する分割パターン、画素分類方法およびオフセット値などのオフセット情報を算出する（Ｓ１５２）。次に、オフセット処理部１５３は、オフセット情報に基づき、領域を分割し、分割領域の画素をカテゴリに分類し、カテゴリ毎にオフセット値を加算する（Ｓ１５３）。
次に、オフセット情報符号化部１５４は、分割パターン、画素分類方法、カテゴリインデックス番号およびオフセット値などのオフセット情報をエントロピー符号化部１２４へ出力する。エントロピー符号化部１２４はオフセット情報を符号化して、符号化されたオフセット情報を符号化ストリームへ挿入する（Ｓ１５４）。なお、オフセット情報符号化部１５４がオフセット情報を符号化して、符号化されたオフセット情報を符号化ストリームへ挿入してもよい。
次に、信号出力部１５５は、オフセット済みの処理対象領域の画素信号を記憶部１２９へ出力する（Ｓ１５５）。
図１３は、主に、図２に示された画像復号装置２００のうち、図１１に示されたループフィルタリング部２２８の動作を示すフローチャートである。
まず、信号取得部２５１は、加算部２２７から再構成済みの処理対象領域の画素信号を取得する（Ｓ２５１）。
次に、エントロピー復号部２２４は、符号化ストリームから分割パターン、画素分類方法、カテゴリインデックス番号およびオフセット値などのオフセット情報を復号し、オフセット情報復号部２５２は、復号されたオフセット情報を取得する（Ｓ２５２）。なお、オフセット情報復号部２５２が、符号化ストリームからオフセット情報を復号してもよい。
次に、オフセット処理部２５３は、オフセット情報に基づき、領域を分割し、分割領域の画素をカテゴリに分類し、カテゴリ毎にオフセット値を加算する（Ｓ２５３）。次に、信号出力部２５４は、オフセット済みの処理対象領域の画素信号を記憶部２２９へ出力する（Ｓ２５４）。
ここで、オフセット情報符号化部１５４およびオフセット情報復号部２５２におけるオフセット情報の符号化および復号について、さらに詳しく説明する。オフセット処理における画素分類方法には、一例として、エッジオフセットにＥＯ（０）、ＥＯ（１）、ＥＯ（２）およびＥＯ（３）、バンドオフセットにＢＯ（０）の５種類がある。
上記の各画素分類方法を示すインデックス番号の割り当ての一例を図１４に示す。図１４では、小さな値は小さなビット長になり、大きな値は大きなビット長になるように、インデックス番号が２値化され、最大ビット長は５ビットに指定されている。しかし、割り当て方法はこれに限定されない。例えば、最大ビット長が指定されずに全てのインデックス番号で最後尾が０になるようにビットが割り当てられてもよい。
また、処理対象ブロックに対して、オフセット処理を行わないことを示す情報がインデックス番号の０番に割り当てられている。
実施の形態１に係る画像符号化装置１００は、動画像を符号化することで符号化ストリームを生成する。符号化ストリームは、図１５に示すように、ＳＰＳ（Ｓｅｑｕｅｎｃｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）およびＰＰＳ（Ｐｉｃｔｕｒｅ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）などのヘッダ部分と、符号化された画像データであるピクチャデータとを含んでいる。
ピクチャデータは、さらに、スライスヘッダ（ＳＨ）と、スライスデータとを含んでいる。スライスデータは、スライスに含まれる符号化された画像データを含んでいる。スライスデータは、さらに、ブロックヘッダ（ＢＨ）と、ブロックデータとを含んでいる。ブロックデータは、ブロックに含まれる符号化された画像データを含んでいる。
また、符号化ストリームは、上記とは別に１つあるいは複数のスライスで使用するパラメータを格納したＡＰＳ（Ａｄａｐｔａｔｉｏｎ Ｐａｒａｍｅｔｅｒ Ｓｅｔ）を含んでいる。ＡＰＳにはインデックス番号ａｐｓ＿ｉｄｘが割り当てられており、画像符号化装置１００は、使用するＡＰＳを呼び出すためのインデックス番号ａｐｓ＿ｉｄｘをスライスヘッダに挿入することができる。
オフセット情報は、オフセット情報符号化部１５４（またはエントロピー符号化部１２４）において、符号化され、ＳＰＳ、ＰＰＳ、ＳＨ、スライスデータ、ＢＨ、ブロックデータおよびＡＰＳのいずれかに挿入される。また、オフセット情報は、オフセット情報復号部２５２（またはエントロピー復号部２２４）において、ＳＰＳ、ＰＰＳ、ＳＨ、スライスデータ、ＢＨ、ブロックデータおよびＡＰＳのいずれかから取得され、復号される。
オフセット情報をＡＰＳに挿入する例を図１６Ａ、図１６Ｂおよび図１６Ｃに示す。画像符号化装置１００は、スライス内にある全てのブロックのオフセット情報を一括してＡＰＳに挿入することができ、画像復号装置２００は、ＡＰＳからオフセット情報を一括して取得できる。
また、オフセット情報をスライスデータに挿入する例を図１７Ａ、図１７Ｂおよび図１７Ｃに示す。画像符号化装置１００は、オフセット情報をスライスデータにおけるブロック単位に挿入でき、画像復号装置２００は、オフセット情報をスライスデータにおけるブロック単位に取得できる。
本実施の形態において、画像符号化装置１００（画像復号装置２００）は、図１８に示すように複数の処理対象領域でオフセット情報を共用することができる。図１８の実線はオフセット処理の処理対象領域区分の境界であり、点線は、共通のオフセット情報を使用する領域区分の境界である。ここで、画像符号化装置１００は、符号化ストリームへ、オフセット値などを示すオフセット情報ではなく、オフセット値などを共用することを示す情報を挿入することで、オフセット処理によるビット量の増加を抑制することができる。
例えば、画像符号化装置１００は、図１６Ａのｓａｏ＿ｏｎｅ＿ｌｕｍａ＿ｕｎｉｔ＿ｆｌａｇ、ｓａｏ＿ｏｎｅ＿ｃｒ＿ｕｎｉｔ＿ｆｌａｇおよびｓａｏ＿ｏｎｅ＿ｃｂ＿ｕｎｉｔ＿ｆｌａｇのように、スライス内の全てのブロックでオフセット情報を共用することを示すフラグを符号化してもよい。また、画像符号化装置１００は、図１６Ａのｓａｏ＿ｒｅｐｅａｔ＿ｒｏｗ＿ｆｌａｇのように１ライン分のオフセット情報を１つ上のラインからコピーすることを示すフラグを符号化してもよい。
また、画像符号化装置１００は、図１６ＢのｓａｏＲｕｎおよびｓａｏ＿ｒｕｎ＿ｄｉｆｆのようにオフセット情報を共有する処理対象領域の数を示すパラメータを符号化してもよい。また、画像符号化装置１００は、図１６Ｂおよび図１７Ｂのように、左あるいは上の領域からオフセット情報をコピーすることを示すｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇあるいはｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇを符号化してもよい。
図１９は、オフセット情報符号化部１５４がオフセット情報のうち画素分類方法を示すインデックス番号を符号化する動作を示すフローチャートである。
まず、オフセット情報符号化部１５４は、オフセット処理を行ったか否かを判定する（Ｓ１５４１）。オフセット情報算出部１５２は、分割パターン、画素分類方法、カテゴリインデックス番号およびオフセット値などのオフセット情報を算出する。オフセット情報算出部１５２は、符号化劣化の補正量に対して、オフセット情報に要するビット量が大きくなった場合、オフセット処理を行わないと判定する。この場合、オフセット処理部１５３は、オフセット処理を行わない。
ここでは、オフセット情報符号化部１５４は、オフセット情報算出部１５２またはオフセット処理部１５３から、オフセット処理を行ったか否かに関する情報を取得する。オフセット処理が行われなかった場合（Ｓ１５４１でＮｏ）、オフセット情報符号化部１５４は、画素分類方法を示すインデックス番号を０として符号化する（Ｓ１５４２）。
オフセット処理が行われた場合（Ｓ１５４１でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部１５４は、画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（０）であるか否かを判定する（Ｓ１５４３）。画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（０）である場合（Ｓ１５４３でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部１５４は、画素分類方法を示すインデックス番号を１として符号化する（Ｓ１５４４）。
画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（０）でない場合（Ｓ１５４３でＮｏ）、オフセット情報符号化部１５４は、画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（１）であるか否かを判定する（Ｓ１５４５）。画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（１）である場合（Ｓ１５４５でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部１５４は、画素分類方法を示すインデックス番号を２として符号化する（Ｓ１５４６）。
画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（１）でない場合（Ｓ１５４５でＮｏ）、オフセット情報符号化部１５４は、画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（２）であるか否かを判定する（Ｓ１５４７）。画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（２）である場合（Ｓ１５４７でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部１５４は、画素分類方法を示すインデックス番号を３として符号化する（Ｓ１５４８）。
画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（２）でない場合（Ｓ１５４７でＮｏ）、オフセット情報符号化部１５４は、画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（３）であるか否かを判定する（Ｓ１５４９）。画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（３）である場合（Ｓ１５４９でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部１５４は、画素分類方法を示すインデックス番号を４として符号化する（Ｓ１５５０）。
画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（３）でない場合（Ｓ１５４９でＮｏ）、オフセット情報符号化部１５４は、画素分類方法を示すインデックス番号を５として符号化する（Ｓ１５５１）。
図２０は、オフセット情報復号部２５２がオフセット情報のうち画素分類方法を示すインデックス番号を復号する動作、および、オフセット処理部２５３がオフセット処理を行う動作を示すフローチャートである。
まず、オフセット処理部２５３は、オフセット情報復号部２５２が復号したインデックス番号が０であるか否かを判定する（Ｓ２５２１）。インデックス番号が０である場合（Ｓ２５２１でＹｅｓ）、オフセット処理部２５３はオフセット処理を行わない（Ｓ２５２２）。
インデックス番号が０でない場合（Ｓ２５２１でＮｏ）、オフセット処理部２５３は、オフセット情報復号部２５２が復号したインデックス番号が１であるか否かを判定する（Ｓ２５２３）。インデックス番号が１である場合（Ｓ２５２３でＹｅｓ）、オフセット処理部２５３は、エッジオフセットＥＯ（０）を行う（Ｓ２５２４）。
インデックス番号が１でない場合（Ｓ２５２３でＮｏ）、オフセット処理部２５３は、オフセット情報復号部２５２が復号したインデックス番号が２であるか否かを判定する（Ｓ２５２５）。インデックス番号が２である場合（Ｓ２５２５でＹｅｓ）、オフセット処理部２５３は、エッジオフセットＥＯ（１）を行う（Ｓ２５２６）。
インデックス番号が２でない場合（Ｓ２５２５でＮｏ）、オフセット処理部２５３は、オフセット情報復号部２５２が復号したインデックス番号が３であるか否かを判定する（Ｓ２５２７）。インデックス番号が３である場合（Ｓ２５２７でＹｅｓ）、オフセット処理部２５３は、エッジオフセットＥＯ（２）を行う（Ｓ２５２８）。
インデックス番号が３でない場合（Ｓ２５２７でＮｏ）、オフセット処理部２５３は、オフセット情報復号部２５２が復号したインデックス番号が４であるか否かを判定する（Ｓ２５２９）。インデックス番号が４である場合（Ｓ２５２９でＹｅｓ）、オフセット処理部２５３は、エッジオフセットＥＯ（３）を行う（Ｓ２５３０）。
インデックス番号が４でない場合（Ｓ２５２９でＮｏ）、オフセット処理部２５３は、バンドオフセットＢＯ（０）を行う（Ｓ２５３１）。
以上により、画像符号化装置１００および画像復号装置２００は、再構成済みの画像信号に、原信号と再構成済みの画像信号との差を補うためのオフセット値を加算する。これにより、原信号に近い再構成信号を生成することが可能となる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、オフセット情報を複数の領域で共用することが可能である。しかし、低処理遅延あるいは低メモリ量を考慮すると、共用対象領域は近傍の領域に限定される。例えば、共用対象領域を左と上に隣接する領域のみに限定すれば、処理遅延は低減する。また、共用対象領域を左に隣接する領域のみに限定すれば、処理済みの領域のオフセット情報を格納するためのメモリ量が抑制される。
一方、共用対象領域の限定によって、大きな領域でオフセット情報を共用することが困難になる。そのため、オフセット情報そのものの符号化の頻度が上昇し、ビット量が増加する。ここで、図１６Ｃあるいは図１７Ｃに示すようにバンドオフセットではパラメータとしてバンドオフセット符号化開始カテゴリｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎが符号化される。そのため、エッジオフセットよりもビット量が大きい。したがって、ビット量の増加の観点からはエッジオフセットを使用する方が有利である。
そこで、本実施の形態に係る画像符号化装置は、エッジオフセットに対するバンドオフセットの不利を改善するため、バンドオフセットの使用時に要するビット量を削減する。なお、バンドオフセット符号化開始カテゴリｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎは、オフセット値の適用範囲を示す情報の例である。
以下、本実施の形態に係る画像符号化装置、および、画像符号化装置に対応する画像復号装置について説明する。
図２１は、本実施の形態に係る画像符号化装置のループフィルタリング部の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る画像符号化装置のその他の構成は、図１に示された画像符号化装置１００の構成と同様である。図２２は、本実施の形態に係る画像復号装置のループフィルタリング部の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る画像復号装置のその他の構成は、図２に示された画像復号装置２００の構成と同様である。
図２３は、図２１に示されたループフィルタリング部３００（画像符号化装置のループフィルタリング部）の動作を示すフローチャートである。図２４は、図２２に示されたループフィルタリング部４００（画像復号装置のループフィルタリング部）の動作を示すフローチャートである。
まず、図２１に示されたループフィルタリング部３００（画像符号化装置のループフィルタリング部）の構成および動作を説明する。ループフィルタリング部３００は、信号取得部３０１、オフセット情報算出部３０２、オフセット処理部３０３、信号出力部３０４、オフセット情報符号化部３０５および制御部３０６を備える。実施の形態１との重複部分の説明を省略し、相違点について、すなわち、図２１の制御部３０６、図２１のオフセット情報符号化部３０５、および、図２３のステップＳ３０４について説明する。
制御部３０６は、画素分類方法がバンドオフセットである場合、バンドオフセットのオフセット情報のビット量が小さくなるようにオフセット情報符号化部３０５を制御する。
オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法がバンドオフセットであることを示すインデックス番号の数値が小さくなるように符号化を行う。
図２３のステップＳ３０４において、オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法にインデックス番号を割り当てて、オフセット情報を符号化する。この時、オフセット情報符号化部３０５は、バンドオフセットＢＯ（０）を示すインデックス番号が４つのエッジオフセットＥＯ（０）、ＥＯ（１）、ＥＯ（２）およびＥＯ（３）よりも小さくなるように、インデックス番号を割り当てる。そして、オフセット情報符号化部３０５は、符号化されたオフセット情報を符号化ストリームへ挿入する。
次に、図２２に示されたループフィルタリング部４００（画像復号装置のループフィルタリング部）の構成および動作を説明する。ループフィルタリング部４００は、信号取得部４０１、オフセット情報復号部４０２、オフセット処理部４０３、信号出力部４０４および制御部４０５を備える。実施の形態１との重複部分の説明を省略し、相違点について、すなわち、図２２の制御部４０５、図２２のオフセット情報復号部４０２、および、図２４のステップＳ４０２について説明する。
制御部４０５は、画素分類方法がバンドオフセットである場合、小さいビット量でバンドオフセットのオフセット情報が復号されるようにオフセット情報復号部４０２を制御する。
オフセット情報復号部４０２は、数値の小さいインデックス番号を画素分類方法がバンドオフセットであることを示すインデックス番号として復号する。
図２４のステップＳ４０２において、オフセット情報復号部４０２は、画素分類方法にインデックス番号を割り当てて、オフセット情報を復号する。この時、オフセット情報復号部４０２は、バンドオフセットＢＯ（０）を示すインデックス番号が４つのエッジオフセットＥＯ（０）、ＥＯ（１）、ＥＯ（２）およびＥＯ（３）よりも小さくなるように、インデックス番号を割り当てる。
ここで、オフセット情報符号化部３０５およびオフセット情報復号部４０２におけるオフセット情報の符号化および復号について、さらに詳しく説明する。オフセット処理における画素分類方法には、実施の形態１と同様に、エッジオフセットＥＯ（０）、ＥＯ（１）、ＥＯ（２）およびＥＯ（３）、および、バンドオフセットＢＯ（０）が採用される。この場合、画素分類方法を示すインデックス番号に対応する最小ビット量と最大ビット量との差は、オフセット処理をしない場合のインデックス番号０を除いて、３ビットである。
実施の形態１では、図１４のように、バンドオフセットに最大ビット量が割り当てられている。バンドオフセットのカテゴリ数が３２である場合、ｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを含めて最大で８ビットおよび最小で５ビットの差が、バンドオフセットとエッジオフセットとの間で発生する。
このため、本実施の形態では、図２５のようにバンドオフセットを示すインデックス番号に対して、エッジオフセットよりも小さなビットが割り当てられる。これにより、バンドオフセットとエッジオフセットとのビット量の差は最大で４ビットおよび最小で２ビットとなり、エッジオフセットに対するバンドオフセットの不利は改善される。
なお、図２６のように、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグ（オフセット処理フラグ）は、ｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇとして、画素分類方法を示すインデックス番号ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘから独立していてもよい。
図２６では、バンドオフセットをインデックス番号の０番に割り当てている。そして、小さな値は小さなビット長になり、大きな値は大きなビット長になるように、インデックス番号が２値化され、最大ビット長は４ビットに指定されている。しかし、割り当て方法は、これに限定されない。例えば、最大ビット長が指定されずに全てのインデックス番号で最後尾が０になるようにビットが割り当てられてもよい。以降、図２６のビット割り当てを前提に説明する。
オフセット情報をＡＰＳに挿入する例を図２７Ａおよび図２７Ｂに示す。画素分類方法を示すインデックスから独立したオフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが、図２７Ａのｓａｏ＿ｕｎｉｔ＿ｖｌｃ内に新たに設けられている。また、図２７Ｂのｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｖｌｃ内のｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘにおいて、バンドオフセットへ最小のビットが割り当てられる。
図２７Ｃは、ＡＰＳ内のオフセット情報のコンテキストの一例を示す図である。図２７Ｄは、ＡＰＳ内のオフセット情報の符号化の一例を示すフローチャートである。図２７Ｅは、ＡＰＳ内のオフセット情報の復号の一例を示すフローチャートである。
また、オフセット情報をスライスデータに挿入する例を図２８Ａおよび図２８Ｂに示す。図２８Ａのｓａｏ＿ｕｎｉｔ＿ｃａｂａｃ内にオフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが新たに設けられている。また、図２８Ｂのｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｃａｂａｃ内のｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘにおいて、バンドオフセットへ最小のビットが割り当てられる。
図２８Ｃは、スライスデータ内のオフセット情報のコンテキストの一例を示す模式図である。図２８Ｄは、スライスデータ内のオフセット情報の符号化の一例を示すフローチャートである。図２８Ｅは、スライスデータ内のオフセット情報の復号の一例を示すフローチャートである。
図２９は、オフセット情報符号化部３０５がオフセット情報のうち画素分類方法を示すインデックス番号を符号化する動作を示すフローチャートである。
まず、オフセット情報符号化部３０５は、オフセット処理を行ったか否かを判定する（Ｓ３０５１）。オフセット情報算出部３０２は、分割パターン、画素分類方法、カテゴリインデックス番号およびオフセット値などのオフセット情報を算出する。オフセット情報算出部３０２は、符号化劣化の補正量に対して、オフセット情報に要するビット量が大きくなった場合、オフセット処理を行わないと判定する。この場合、オフセット処理部３０３は、オフセット処理を行わない。
ここでは、オフセット情報符号化部３０５は、オフセット情報算出部３０２またはオフセット処理部３０３から、オフセット処理を行ったか否かに関する情報を取得する。オフセット処理が行われなかった場合（Ｓ３０５１でＮｏ）、オフセット情報符号化部３０５は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグを０として符号化する（Ｓ３０５２）。
オフセット処理が行われた場合（Ｓ３０５１でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部３０５は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグを１として符号化する（Ｓ３０５３）。そして、オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法がバンドオフセットＢＯ（０）であるか否かを判定する（Ｓ３０５４）。
画素分類方法がバンドオフセットＢＯ（０）である場合（Ｓ３０５４でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法を示すインデックス番号を０として符号化する（Ｓ３０５５）。画素分類方法がバンドオフセットＢＯ（０）でない場合（Ｓ３０５４でＮｏ）、オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（０）であるか否かを判定する（Ｓ３０５６）。
画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（０）である場合（Ｓ３０５６でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法を示すインデックス番号を１として符号化する（Ｓ３０５７）。画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（０）でない場合（Ｓ３０５６でＮｏ）、オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（１）であるか否かを判定する（Ｓ３０５８）。
画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（１）である場合（Ｓ３０５８でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法を示すインデックス番号を２として符号化する（Ｓ３０５９）。画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（１）でない場合（Ｓ３０５８でＮｏ）、オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（２）であるか否かを判定する（Ｓ３０６０）。
画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（２）である場合（Ｓ３０６０でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法を示すインデックス番号を３として符号化する（Ｓ３０６１）。画素分類方法がエッジオフセットＥＯ（２）でない場合（Ｓ３０６０でＮｏ）、オフセット情報符号化部３０５は、画素分類方法を示すインデックス番号を４として符号化する（Ｓ３０６２）。
図３０は、オフセット情報復号部４０２がオフセット情報のうち画素分類方法を示すインデックス番号を復号する動作、および、オフセット処理部４０３がオフセット処理を行う動作を示すフローチャートである。
まず、オフセット処理部４０３は、オフセット情報復号部４０２が復号したオフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグが０であるか否かを判定する（Ｓ４０２１）。オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグが０である場合（Ｓ４０２１でＹｅｓ）、オフセット処理部４０３はオフセット処理を行わない（Ｓ４０２２）。
オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグが０でない場合（Ｓ４０２１でＮｏ）、オフセット情報復号部４０２は、インデックス番号を復号する（Ｓ４０２３）。そして、オフセット処理部４０３は、オフセット情報復号部４０２が復号したインデックス番号が０であるか否かを判定する（Ｓ４０２４）。
インデックス番号が０である場合（Ｓ４０２４でＹｅｓ）、オフセット処理部４０３は、バンドオフセットＢＯ（０）を行う（Ｓ４０２５）。インデックス番号が０でない場合（Ｓ４０２４でＮｏ）、オフセット処理部４０３は、オフセット情報復号部４０２が復号したインデックス番号が１であるか否かを判定する（Ｓ４０２６）。
インデックス番号が１である場合（Ｓ４０２６でＹｅｓ）、オフセット処理部４０３は、エッジオフセットＥＯ（０）を行う（Ｓ４０２７）。インデックス番号が１でない場合（Ｓ４０２６でＮｏ）、オフセット処理部４０３は、オフセット情報復号部４０２が復号したインデックス番号が２であるか否かを判定する（Ｓ４０２８）。
インデックス番号が２である場合（Ｓ４０２８でＹｅｓ）、オフセット処理部４０３は、エッジオフセットＥＯ（１）を行う（Ｓ４０２９）。インデックス番号が２でない場合（Ｓ４０２８でＮｏ）、オフセット処理部４０３は、オフセット情報復号部４０２が復号したインデックス番号が３であるか否かを判定する（Ｓ４０３０）。
インデックス番号が３である場合（Ｓ４０３０でＹｅｓ）、オフセット処理部４０３は、エッジオフセットＥＯ（２）を行う（Ｓ４０３１）。インデックス番号が３でない場合（Ｓ４０３０でＮｏ）、オフセット処理部４０３は、エッジオフセットＥＯ（３）を行う（Ｓ４０３２）。
以上により、画像符号化装置および画像復号装置は、バンドオフセットとエッジオフセットのオフセット情報の符号化に要するビット量の差分を小さくする。これにより、画像符号化装置および画像復号装置は、処理対象領域毎に適切なオフセット処理を行うことができる。したがって、符号化効率および主観画質が向上する。
なお、画像符号化装置および画像復号装置は、輝度信号に対してオフセット処理を行う場合、エッジオフセットのインデックス番号に小さなビット量を割り当ててもよい。そして、画像符号化装置および画像復号装置は、色差信号に対してオフセット処理を行う場合、バンドオフセットのインデックス番号に小さなビット量を割り当ててもよい。これにより、処理される信号の特徴に適した画素分類方法が使用されやすくなる。したがって、符号化効率および主観画質がさらに向上する。
また、画像符号化装置および画像復号装置は、周波数変換係数を参照し、低周波成分の小さい処理対象領域では、エッジオフセットのインデックス番号に小さなビット量を割り当ててもよい。そして、画像符号化装置および画像復号装置は、低周波成分の大きな処理対象領域では、バンドオフセットのインデックス番号に小さなビット量を割り当ててもよい。これにより、処理される信号の特徴に適した画素分類方法が使用されやすくなる。したがって、符号化効率および主観画質がさらに向上する。
また、上記低周波成分の多寡の判定には、閾値が用いられてもよいし、この閾値が符号化されてもよい。
ここで、オフセット情報符号化部３０５およびオフセット情報復号部４０２において、オフセット情報の符号化および復号を行う方法として算術符号化について説明する。算術符号化では、画像符号化装置は、まず、符号化対象信号を多値信号から２値信号（ｂｉｎ、０または１の信号）に変換（２値化）し、２値信号を算術符号化して符号列を生成する。算術符号化には、適応的なシンボル発生確率を用いて算術符号化するコンテキスト算術符号化（コンテキスト適応算術符号化）がある。
コンテキスト算術符号化において、画像符号化装置は、符号化対象の信号毎にコンテキストを選択し、コンテキストに対応してシンボル発生確率を特定する。より具体的には、コンテキスト算術符号化において、画像符号化装置は、最初にコンテキストをロードし、そのコンテキストに対するシンボル発生確率に基づいて対象信号の算術符号化を行う。そして、画像符号化装置は、符号化した対象信号の値に応じてコンテキストに対応するシンボル発生確率を更新する。
輝度信号、色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒにおいて、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇの符号化には、共通のコンテキストが使用されてもよいし、図２７Ｃまたは図２８Ｃのようにそれぞれの信号でコンテキストが切り替えられてもよい。
図２８Ｄは、オフセット情報符号化部３０５が、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇを符号化しスライスデータに挿入する場合に３つのコンテキストを使用する例を示すフローチャートである。
まず、オフセット情報符号化部３０５は、処理対象信号が輝度信号であるか否かを判定する（Ｓ３０４１）。オフセット情報符号化部３０５は、輝度信号の判定に、図２８Ａに示されるｃＩｄｘを用いる。ここでは、ｃＩｄｘ＝０の場合、処理対象信号は輝度信号である。
処理対象信号が輝度信号である場合（Ｓ３０４１でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部３０５は、コンテキスト１を選択し、ロードする（Ｓ３０４２）。処理対象信号が輝度信号でない場合（Ｓ３０４１でＮｏ）、オフセット情報符号化部３０５は、処理対象信号が色差信号Ｃｂであるか否かを判定する（Ｓ３０４３）。オフセット情報符号化部３０５は、色差信号Ｃｂの判定に、輝度信号の判定（Ｓ３０４１）と同様、ｃＩｄｘを用いる。ここでは、ｃＩｄｘ＝１の場合、処理対象信号は色差信号Ｃｂである。
処理対象信号が色差信号Ｃｂである場合（Ｓ３０４３でＹｅｓ）、オフセット情報符号化部３０５は、コンテキスト２を選択し、ロードする（Ｓ３０４４）。処理対象信号が色差信号Ｃｂでない場合（Ｓ３０４３でＮｏ）、オフセット情報符号化部３０５は、コンテキスト３を選択し、ロードする（Ｓ３０４５）。
そして、オフセット情報符号化部３０５は、選択されロードされたコンテキストを用いて、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇを符号化する（Ｓ３０４６）。
なお、図２７Ｄのフローチャートは、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが符号化され、ＡＰＳに挿入される場合の例を示しているが、上記の図２８Ｄと同じであるため、説明を省略する。
図２８Ｅは、オフセット情報復号部４０２が、スライスデータに挿入されたオフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇを復号する場合に３つのコンテキストを使用する例を示すフローチャートである。
まず、オフセット情報復号部４０２は、処理対象信号が輝度信号であるか否かを判定する（Ｓ４０２１）。オフセット情報復号部４０２は、輝度信号の判定に、図２８Ａに示されるｃＩｄｘを用いる。ここでは、ｃＩｄｘ＝０の場合、処理対象信号は輝度信号である。
処理対象信号が輝度信号である場合（Ｓ４０２１でＹｅｓ）、オフセット情報復号部４０２は、コンテキスト１を選択し、ロードする（Ｓ４０２２）。処理対象信号が輝度信号でない場合（Ｓ４０２１でＮｏ）、オフセット情報復号部４０２は、処理対象信号が色差信号Ｃｂであるか否かを判定する（Ｓ４０２３）。オフセット情報復号部４０２は、色差信号Ｃｂの判定に、輝度信号の判定（Ｓ４０２１）と同様、ｃＩｄｘを用いる。ここでは、ｃＩｄｘ＝１の場合、処理対象信号は色差信号Ｃｂである。
処理対象信号が色差信号Ｃｂである場合（Ｓ４０２３でＹｅｓ）、オフセット情報復号部４０２は、コンテキスト２を選択し、ロードする（Ｓ４０２４）。処理対象信号が色差信号Ｃｂでない場合（Ｓ４０２３でＮｏ）、オフセット情報復号部４０２は、コンテキスト３を選択し、ロードする（Ｓ４０２５）。
そして、オフセット情報復号部４０２は、選択されロードされたコンテキストを用いて、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇを復号する（Ｓ４０２６）。
なお、図２７Ｅのフローチャートは、ＡＰＳに挿入されたオフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが復号される場合の例を示しているが、上記の図２８Ｅと同じであるため、説明を省略する。
以上により、画像符号化装置および画像復号装置は、輝度信号、色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒでそれぞれ異なるコンテキストを使用することによって、各信号の特徴に応じてシンボル発生確率を割り当てることができる。そのため、画像符号化装置および画像復号装置は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇの符号量を抑制することができる。
なお、画像符号化装置および画像復号装置は、色差信号ＣｂおよびＣｒのみコンテキストを共用することで、符号化および復号に用いられるコンテキストの数を２つ（輝度信号および色差信号）にしてもよい。
（実施の形態３）
実施の形態１に係る画像符号化装置および画像復号装置は、原信号と再構成信号との差分値から算出されたオフセット値を再構成信号に加算することにより、原信号に対する再構成信号の歪みを軽減することができる。さらに、画像符号化装置および画像復号装置は、オフセット情報を複数の処理対象領域で共用することにより、符号化ストリームにおけるオフセット情報のビット量の増加を抑制する。
また、実施の形態２では、画像符号化装置は、処理対象領域毎にオフセット処理を行うか否かを示す情報をオフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇとして画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘから独立してオフセット情報の先頭で符号化する。そして、画像符号化装置は、オフセット処理を行わない場合、左あるいは上の領域からオフセット情報をコピーするか否かを示すｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇあるいはｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの符号化を行わない。
これにより、ビット量を抑制することが可能である。本実施の形態に係る画像符号化装置は、さらに、各オフセット情報に対する算術符号化の統一化あるいは簡略化を行うことにより、スループットを改善できる。
算術符号化には、実施の形態２で説明したコンテキスト算術符号化の他にバイパス算術符号化がある。コンテキスト算術符号化は、適応的なシンボル発生確率を使用する。一方、バイパス算術符号化は、シンボル発生確率を５０％として算術符号化を行う。これにより、画像符号化装置は、バイパス算術符号化において、コンテキストのロードおよび更新を行わなくてもよいため、処理の高速化が可能となる。
本実施の形態に係るオフセット情報符号化部およびオフセット情報復号部の動作は、実施の形態１に係るオフセット情報符号化部１５４およびオフセット情報復号部２５２の動作と異なる。また、本実施の形態に係るオフセット情報符号化部およびオフセット情報復号部の動作は、実施の形態２に係るオフセット情報符号化部３０５およびオフセット情報復号部４０２の動作とも異なる。以降、この差異について説明する。
本実施の形態に係る画像符号化装置においてオフセット情報の符号化を行うオフセット情報符号化部５０７の構成を図３１に示す。オフセット情報符号化部５０７は、算術符号化制御部５０７１、コンテキスト算術符号化部５０７２およびバイパス算術符号化部５０７３を含む。
算術符号化制御部５０７１は、オフセット情報に応じて、コンテキスト算術符号化およびバイパス算術符号化のどちらを使用するかを切り替える。なお、算術符号化制御部５０７１は、図１に示された画像符号化装置１００の制御部１１０に含まれてもよい。コンテキスト算術符号化部５０７２は、オフセット情報に応じて、コンテキストをロードし、符号化を行う。バイパス算術符号化部５０７３は、シンボル発生確率に５０％を用いて、符号化を行う。
本実施の形態に係る画像復号装置においてオフセット情報の復号を行うオフセット情報復号部６０６の構成を図３２に示す。オフセット情報復号部６０６は、算術復号制御部６０６１、コンテキスト算術復号部６０６２およびバイパス算術復号部６０６３を含む。
算術復号制御部６０６１は、オフセット情報に応じて、コンテキスト算術復号（コンテキスト適応算術復号）およびバイパス算術復号のどちらを使用するかを切り替える。なお、算術復号制御部６０６１は、図２に示された画像復号装置２００の制御部２１０に含まれてもよい。コンテキスト算術復号部６０６２は、オフセット情報に応じて、コンテキストをロードし、復号を行う。バイパス算術復号部６０６３は、シンボル発生確率に５０％を用いて、復号を行う。
図３３は、本実施の形態の第１例に係るオフセット情報へのコンテキスト（コンテキストインデックス）の割り当てを示し、また、オフセット情報の各シンタックス要素に使用される算術符号化の種別を示す。
オフセット情報の符号化および復号についてのシンタックスは、図１７Ａ、図１７Ｂおよび図１７Ｃに示された実施の形態１のシンタックスと同じである。
ここで、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの最初の１ビット目は、図１４に示したように、オフセット処理を行うか否かのＯＮ／ＯＦＦの役割を果たしている。この１ビット目は、他のオフセット情報に比べてシンボル発生確率の偏りが大きい。そのため、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの１ビット目のみコンテキスト算術符号化が使用され、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの２ビット目以降を含む他のオフセット情報にはバイパス算術符号化が使用される。
図３４は、オフセット情報符号化部５０７が図３３に示された算術符号化の組合せに基づいてオフセット情報を符号化する例を示すフローチャートである。
まず、オフセット情報符号化部５０７で処理が開始される時点で、算術符号化制御部５０７１は、符号化方法としてバイパス算術符号化を設定する（Ｓ５０７０）。
次に、算術符号化制御部５０７１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの左端であるか否かを判定する（Ｓ５０７１）。オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみである。そのため、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの符号化前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が左端でない場合（Ｓ５０７１でＮｏ）、バイパス算術符号化部５０７３は、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇを符号化する（Ｓ５０７２）。
左端の場合（Ｓ５０７１でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５０７２）の後、算術符号化制御部５０７１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ５０７３）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であることは、左の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、左の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５０７２）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報符号化部５０７は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ５０７３でＹｅｓ）、算術符号化制御部５０７１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの上端であるか否かを判定する（Ｓ５０７４）。左端の判定（Ｓ５０７１）と同様に、オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみであるため、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの符号化前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が上端でない場合（Ｓ５０７４でＮｏ）、バイパス算術符号化部５０７３は、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇを符号化する（Ｓ５０７５）。
上端の場合（Ｓ５０７４でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５０７５）の後、算術符号化制御部５０７１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ５０７６）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であることは、上の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、上の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５０７５）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報符号化部５０７は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ５０７６でＹｅｓ）、算術符号化制御部５０７１は、符号化方法をコンテキスト算術符号化に切り替える（Ｓ５０７７）。
次に、コンテキスト算術符号化部５０７２は、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘのｂｉｎＩｄｘ０用のコンテキストをロードする。そして、コンテキスト算術符号化部５０７２は、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘのｂｉｎＩｄｘ０を符号化する（Ｓ５０７８）。
次に、算術符号化制御部５０７１は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘのｂｉｎＩｄｘ０が１であるか否かを判定する（Ｓ５０７９）。ここで、ｂｉｎＩｄｘ０が０であることは、処理対象領域のオフセット処理を行わないことを示し、１であることは、オフセット処理を行うことを示す。
ｂｉｎＩｄｘ０が１である場合（Ｓ５０７９でＹｅｓ）、算術符号化制御部５０７１は、符号化方法をバイパス算術符号化に切り替える（Ｓ５０８０）。
そして、バイパス算術符号化部５０７３は、ｂｉｎＩｄｘ０を除く残りの画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ、および、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔを符号化する（Ｓ５０８１）。ここで、本実施の形態において、複数のオフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの個数は、いずれの画素分類方法でも同じ４である。しかし、バイパス算術符号化部５０７３は、画素分類方法毎に異なる個数のオフセット絶対値を符号化してもよい。
次に、算術符号化制御部５０７１は、画素分類方法がバンドオフセットであるか否かを判定する（Ｓ５０８２）。ここで、算術符号化制御部５０７１は、判定に、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘを使用する。
この例では、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの値として、バンドオフセットに５が割り当てられている。そのため、算術符号化制御部５０７１は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが５である場合、画素分類方法がバンドオフセットであると判定し、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが５でない場合、画素分類方法がバンドオフセットでないと判定する。
画素分類方法がバンドオフセットである場合（Ｓ５０８２でＹｅｓ）、バイパス算術符号化部５０７３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ、および、バンドオフセット符号化開始カテゴリｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを符号化する（Ｓ５０８３）。
なお、本実施の形態では、バンドオフセットの場合のみ、バイパス算術符号化部５０７３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを符号化する。しかし、エッジオフセットの場合にも、バイパス算術符号化部５０７３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを符号化してよい。この場合、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎは、ステップＳ５０８１で符号化される。
また、この場合、ステップＳ５０８１において、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔとオフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎとが、統合され、オフセット値として符号化されてもよい。
図３５は、オフセット情報復号部６０６が図３３に示された算術復号の組合せに基づいてオフセット情報を復号する例を示すフローチャートである。
まず、オフセット情報復号部６０６で処理が開始される時点で、算術復号制御部６０６１は、復号方法としてバイパス算術復号を設定する（Ｓ６０６０）。
次に、算術復号制御部６０６１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの左端であるか否かを判定する（Ｓ６０６１）。オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみである。そのため、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの復号前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が左端でない場合（Ｓ６０６１でＮｏ）、バイパス算術復号部６０６３は、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇを復号する（Ｓ６０６２）。
左端の場合（Ｓ６０６１でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６０６２）の後、算術復号制御部６０６１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ６０６３）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であることは、左の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、左の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６０６２）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報復号部６０６は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ６０６３でＹｅｓ）、算術復号制御部６０６１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの上端であるか否かを判定する（Ｓ６０６４）。左端の判定（Ｓ６０６１）と同様に、オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみであるため、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの復号前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が上端でない場合（Ｓ６０６４でＮｏ）、バイパス算術復号部６０６３は、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇを復号する（Ｓ６０６５）。
上端の場合（Ｓ６０６４でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６０６５）の後、算術復号制御部６０６１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ６０６６）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であることは、上の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、上の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６０６５）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報復号部６０６は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ６０６６でＹｅｓ）、算術復号制御部６０６１は、復号方法をコンテキスト算術復号に切り替える（Ｓ６０６７）。
次に、コンテキスト算術復号部６０６２は、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘのｂｉｎＩｄｘ０用のコンテキストをロードする。そして、コンテキスト算術復号部６０６２は、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘのｂｉｎＩｄｘ０を復号する（Ｓ６０６８）。
次に、算術復号制御部６０６１は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘのｂｉｎＩｄｘ０が１であるか否かを判定する（Ｓ６０６９）。ここで、ｂｉｎＩｄｘ０が０であることは、処理対象領域のオフセット処理を行わないことを示し、１であることは、オフセット処理を行うことを示す。
ｂｉｎＩｄｘ０が１である場合（Ｓ６０６９でＹｅｓ）、算術復号制御部６０６１は、復号方法をバイパス算術復号に切り替える（Ｓ６０７０）。
そして、バイパス算術復号部６０６３は、ｂｉｎＩｄｘ０を除く残りの画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ、および、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔを復号する（Ｓ６０７１）。ここで、本実施の形態において、複数のオフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの個数は、いずれの画素分類方法でも同じ４である。しかし、バイパス算術復号部６０６３は、画素分類方法毎に異なる個数のオフセット絶対値を復号してもよい。
次に、算術復号制御部６０６１は、画素分類方法がバンドオフセットであるか否かを判定する（Ｓ６０７２）。ここで、算術復号制御部６０６１は、判定に、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘを使用する。
この例では、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの値として、バンドオフセットに５が割り当てられている。そのため、算術復号制御部６０６１は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが５である場合、画素分類方法がバンドオフセットであると判定し、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが５でない場合、画素分類方法がバンドオフセットでないと判定する。
画素分類方法がバンドオフセットである場合（Ｓ６０７２でＹｅｓ）、バイパス算術復号部６０６３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ、および、バンドオフセット符号化開始カテゴリｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを復号する（Ｓ６０７３）。
なお、本実施の形態では、バンドオフセットの場合のみ、バイパス算術復号部６０６３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを復号する。しかし、エッジオフセットの場合にも、バイパス算術復号部６０６３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを復号してよい。この場合、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎは、ステップＳ６０７１で復号される。
また、この場合、ステップＳ６０７１において、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔとオフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎとが、統合され、オフセット値として復号されてもよい。
以上のように、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘのｂｉｎＩｄｘ０を除く全てのオフセット情報の符号化および復号にバイパス算術符号化およびバイパス算術復号が使用される。これにより、画像符号化装置および画像復号装置は、コンテキストのロードおよび更新を随所に行わなくてもよい。したがって、スループットが改善される。
図３６Ａは、本実施の形態の第２例に係るオフセット情報へのコンテキスト（コンテキストインデックス）の割り当てを示し、また、オフセット情報の各シンタックス要素に使用される算術符号化の種別を示す。
この例では、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの１ビット目が、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇとして、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘから独立して、オフセット情報の先頭で符号化（復号）される。オフセット情報の符号化および復号についてのシンタックスは、図２８Ａおよび図２８Ｂに示された実施の形態２のシンタックスと同じである。
ここで、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇは、他のオフセット情報に比べてシンボル発生確率の偏りが大きい。そのため、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇのみに対して、コンテキスト算術符号化が使用される。そして、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇの次に符号化（復号）される左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ、および、その後のオフセット情報に対して、バイパス算術符号化が使用される。
左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ以降の全てのオフセット情報に対して、バイパス算術符号化が使用されることにより、さらにスループットが改善される。
ここでは、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇおよび画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘへのビット割り当ては、図２６に示された実施の形態２と同じである。しかし、ビット割り当て方法は、これに限らない。画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘへのビットの割り当てに関して、図３６Ｂに示すように、エッジオフセット（０）に最小のビット量が割り当てられ、バンドオフセットに最大のビット量が割り当てられてもよい。
図２８Ｂの例では、ｉｆ文による条件分岐数を抑制するために、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎおよびバンドオフセット符号化開始カテゴリｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎが連続して符号化（復号）される。しかし、符号化（復号）の順序は、図２８Ｂの例に限定されない。
図３６Ｃは、図３６Ａの例に係る画像符号化装置および画像復号装置の客観性能を示す表である。図３６Ｃは、非特許文献２の指標に基づいて、客観性能の劣化が少ないことを示している。図３６Ａの例に対応する客観性能については後述する。
図３７は、オフセット情報符号化部５０７が図３６Ａに示された算術符号化の組合せに基づいてオフセット情報を符号化する例を示すフローチャートである。
まず、オフセット情報符号化部５０７で処理が開始される時点で、算術符号化制御部５０７１は、符号化方法としてコンテキスト算術符号化を設定する（Ｓ５１７０）。
次に、コンテキスト算術符号化部５０７２は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇ用のコンテキストをロードし、そのコンテキストを用いて、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇを符号化する（Ｓ５１７１）。
次に、算術符号化制御部５０７１は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが１であるか否かを判定する（Ｓ５１７２）。ここで、ｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが０であることは、処理対象領域のオフセット処理を行わないことを示し、１であることは、処理対象領域のオフセット処理を行うことを示す。
オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが１である場合（Ｓ５１７２でＹｅｓ）、算術符号化制御部５０７１は、符号化方法をバイパス算術符号化に切り替える（Ｓ５１７３）。これにより、以降の符号化ステップは全てバイパス算術符号化を使用して行われる。
次に、算術符号化制御部５０７１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの左端であるか否かを判定する（Ｓ５１７４）。オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみである。そのため、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの符号化前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が左端でない場合（Ｓ５１７４でＮｏ）、バイパス算術符号化部５０７３は、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇを符号化する（Ｓ５１７５）。
左端の場合（Ｓ５１７４でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５１７５）の後、算術符号化制御部５０７１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ５１７６）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であることは、左の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、左の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５１７５）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報符号化部５０７は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ５１７６でＹｅｓ）、算術符号化制御部５０７１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの上端であるか否かを判定する（Ｓ５１７７）。左端の判定（Ｓ５１７４）と同様に、オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみであるため、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの符号化前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が上端でない場合（Ｓ５１７７でＮｏ）、バイパス算術符号化部５０７３は、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇを符号化する（Ｓ５１７８）。
上端の場合（Ｓ５１７７でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５１７８）の後、算術符号化制御部５０７１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ５１７９）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であることは、上の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、上の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５１７８）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報符号化部５０７は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ５１７９でＹｅｓ）、バイパス算術符号化部５０７３は、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ、および、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔを符号化する（Ｓ５１８０）。ここで、本実施の形態において、複数のオフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの個数は、いずれの画素分類方法でも同じ４である。しかし、バイパス算術符号化部５０７３は、画素分類方法毎に異なる個数のオフセット絶対値を符号化してもよい。
次に、算術符号化制御部５０７１は、画素分類方法がバンドオフセットであるか否かを判定する（Ｓ５１８１）。ここで、算術符号化制御部５０７１は、判定に、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘを使用する。
この例では、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの値として、バンドオフセットに０が割り当てられている。そのため、算術符号化制御部５０７１は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが０である場合、画素分類方法がバンドオフセットであると判定し、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが０でない場合、画素分類方法がバンドオフセットでないと判定する。
画素分類方法がバンドオフセットである場合（Ｓ５１８１でＹｅｓ）、バイパス算術符号化部５０７３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ、および、バンドオフセット符号化開始カテゴリｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを符号化する（Ｓ５１８２）。
なお、本実施の形態では、バンドオフセットの場合のみ、バイパス算術符号化部５０７３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを符号化する。しかし、エッジオフセットの場合にも、バイパス算術符号化部５０７３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを符号化してよい。この場合、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎは、ステップＳ５１８０で符号化される。
また、この場合、ステップＳ５１８０において、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔとオフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎとが、統合され、オフセット値として符号化されてもよい。
図３８は、オフセット情報復号部６０６が図３６Ａに示された算術復号の組合せに基づいてオフセット情報を復号する例を示すフローチャートである。
まず、オフセット情報復号部６０６で処理が開始される時点で、算術復号制御部６０６１は、復号方法としてコンテキスト算術復号を設定する（Ｓ６１６０）。
次に、コンテキスト算術復号部６０６２は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇ用のコンテキストをロードし、そのコンテキストを用いて、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇを復号する（Ｓ６１６１）。
次に、算術復号制御部６０６１は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが１であるか否かを判定する（Ｓ６１６２）。ここで、ｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが０であることは、処理対象領域のオフセット処理を行わないことを示し、１であることは、処理対象領域のオフセット処理を行うことを示す。
オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが１である場合（Ｓ６１６２でＹｅｓ）、算術復号制御部６０６１は、復号方法をバイパス算術復号に切り替える（Ｓ６１６３）。これにより、以降の復号ステップは全てバイパス算術復号を使用して行われる。
次に、算術復号制御部６０６１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの左端であるか否かを判定する（Ｓ６１６４）。オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみである。そのため、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの復号前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が左端でない場合（Ｓ６１６４でＮｏ）、バイパス算術復号部６０６３は、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇを復号する（Ｓ６１６５）。
左端の場合（Ｓ６１６４でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６１６５）の後、算術復号制御部６０６１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ６１６６）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であることは、左の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、左の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６１６５）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報復号部６０６は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ６１６６でＹｅｓ）、算術復号制御部６０６１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの上端であるか否かを判定する（Ｓ６１６７）。左端の判定（Ｓ６１６４）と同様に、オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみであるため、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの復号前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が上端でない場合（Ｓ６１６７でＮｏ）、バイパス算術復号部６０６３は、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇを復号する（Ｓ６１６８）。
上端の場合（Ｓ６１６７でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６１６８）の後、算術復号制御部６０６１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ６１６９）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であることは、上の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、上の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６１６８）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報復号部６０６は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ６１６９でＹｅｓ）、バイパス算術復号部６０６３は、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ、および、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔを復号する（Ｓ６１７０）。ここで、本実施の形態において、複数のオフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの個数は、いずれの画素分類方法でも同じ４である。しかし、バイパス算術復号部６０６３は、画素分類方法毎に異なる個数のオフセット絶対値を復号してもよい。
次に、算術復号制御部６０６１は、画素分類方法がバンドオフセットであるか否かを判定する（Ｓ６１７１）。ここで、算術復号制御部６０６１は、判定に、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘを使用する。
この例では、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの値として、バンドオフセットに０が割り当てられている。そのため、算術復号制御部６０６１は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが０である場合、画素分類方法がバンドオフセットであると判定し、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが０でない場合、画素分類方法がバンドオフセットでないと判定する。
画素分類方法がバンドオフセットである場合（Ｓ６１７１でＹｅｓ）、バイパス算術復号部６０６３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ、および、バンドオフセット符号化開始カテゴリｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを復号する（Ｓ６１７２）。
なお、本実施の形態では、バンドオフセットの場合のみ、バイパス算術復号部６０６３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを復号する。しかし、エッジオフセットの場合にも、バイパス算術復号部６０６３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを復号してよい。この場合、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎは、ステップＳ６１７０で復号される。
また、この場合、ステップＳ６１７０において、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔとオフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎとが、統合され、オフセット値として復号されてもよい。
以上のように、先頭のオフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇを除く全てのオフセット情報の符号化および復号にバイパス算術符号化およびバイパス算術復号が使用される。これにより、画像符号化装置および画像復号装置は、コンテキストのロードおよび更新を随所に行わなくてもよい。したがって、スループットが改善される。
図３６Ｃは、ＨＥＶＣ規格で策定されているテスト条件（非特許文献２参照）に基づく結果を図３６Ａの例に係る客観性能として示す。
図３６ＣのＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎは、符号化のパラメータ設定条件である。ＢＤ−ｒａｔｅは、再構成画像のＰＳＮＲ（Ｐｅａｋ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）および符号化ストリームの符号量から算出される客観指標である。負のＢＤ−ｒａｔｅは客観性能の改善を示し、正のＢＤ−ｒａｔｅは客観性能の劣化を示す。なお、図３６ＣのＢＤ−ｒａｔｅは、実施の形態１との比較に基づいて図３６Ａの例に係る客観性能の改善または劣化を示す。
図３６Ｃの通り、ＢＤ−ｒａｔｅは、±０．１の範囲内に収まっている。これは、図３６Ａの例に係る客観性能が実施の形態１とほぼ同等であることを示す。すなわち、図３６Ａの例では、客観性能の劣化が少なく、スループットが改善されている。
図３９Ａは、本実施の形態の第３例に係るオフセット情報へのコンテキスト（コンテキストインデックス）の割り当てを示し、また、オフセット情報の各シンタックス要素に使用される算術符号化の種別を示す。
この例では、図３６Ａと比較して、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇおよび上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇに対して、コンテキスト算術符号化が使用される。オフセット情報の符号化および復号についてのシンタックスは、図２８Ａおよび図２８Ｂに示された実施の形態２のシンタックスと同じである。
ｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇ、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇおよびｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇのシンボル発生確率の偏りは他のオフセット情報に比べて大きい。そのため、上記３つのフラグのみにコンテキスト算術符号化が使用され、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ以降のオフセット情報にはバイパス算術符号化が使用される。これにより、画像符号化装置は、符号化効率とスループットとをバランス良く維持しながら、オフセット情報を符号化できる。
オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇおよび画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘには、図２６のようにビットが割り当てられてもよいし、図３６Ｂのように割り当てられてもよい。
図２８Ｂの例では、ｉｆ文による条件分岐数を抑制するために、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎおよびバンドオフセット符号化開始カテゴリｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎが連続して符号化（復号）される。しかし、符号化（復号）の順序は、図２８Ｂの例に限定されない。
また、図３９Ａの例では、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇ、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ、および、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇにコンテキストが用いられる。これらのフラグに用いられるコンテキストが輝度信号、色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒで共用されてもよい。これにより、コンテキストの数の削減、および、メモリサイズの削減が、可能である。
また、画像符号化装置は、輝度信号、色差信号Ｃｂおよび色差信号Ｃｒに異なるコンテキストを使用してもよいし、色差信号ＣｂおよびＣｒのみで同じコンテキストを共用してもよい。これにより、画像符号化装置は、全ての信号で同じコンテキストを共用するよりも符号化効率を向上できる。
図３９Ｂは、図３９Ａの例に係る画像符号化装置および画像復号装置の客観性能を示す表である。図３９Ｂは、非特許文献２の指標に基づいて、客観性能の劣化が少ないことを示している。図３９Ａの例に対応する客観性能については後述する。
図４０は、オフセット情報符号化部５０７が図３９Ａに示された算術符号化の組合せに基づいてオフセット情報を符号化する例を示すフローチャートである。
まず、オフセット情報符号化部５０７で処理が開始される時点で、算術符号化制御部５０７１は、符号化方法としてコンテキスト算術符号化を設定する（Ｓ５２７０）。
次に、コンテキスト算術符号化部５０７２は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇ用のコンテキストをロードし、そのコンテキストを用いて、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇを符号化する（Ｓ５２７１）。
次に、算術符号化制御部５０７１は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが１であるか否かを判定する（Ｓ５２７２）。ここで、ｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが０であることは、処理対象領域のオフセット処理を行わないことを示し、１であることは、処理対象領域のオフセット処理を行うことを示す。
オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが１である場合（Ｓ５２７２でＹｅｓ）、算術符号化制御部５０７１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの左端であるか否かを判定する（Ｓ５２７３）。オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみである。そのため、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの符号化前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が左端でない場合（Ｓ５２７３でＮｏ）、コンテキスト算術符号化部５０７２は、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ用のコンテキストをロードする。そして、コンテキスト算術符号化部５０７２は、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇを符号化する（Ｓ５２７４）。
左端の場合（Ｓ５２７３でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５２７４）の後、算術符号化制御部５０７１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ５２７５）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であることは、左の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、左の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５２７４）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報符号化部５０７は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ５２７５でＹｅｓ）、算術符号化制御部５０７１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの上端であるか否かを判定する（Ｓ５２７６）。左端の判定（Ｓ５２７３）と同様に、オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみであるため、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの符号化前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が上端でない場合（Ｓ５２７６でＮｏ）、コンテキスト算術符号化部５０７２は、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇ用のコンテキストをロードする。そして、コンテキスト算術符号化部５０７２は、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇを符号化する（Ｓ５２７７）。
上端の場合（Ｓ５２７６でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５２７７）の後、算術符号化制御部５０７１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ５２７８）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であることは、上の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、上の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの符号化（Ｓ５２７７）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報符号化部５０７は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ５２７８でＹｅｓ）、算術符号化制御部５０７１は、符号化方法をバイパス算術符号化に切り替える（Ｓ５２７９）。これにより、以降の符号化ステップは全てバイパス算術符号化を使用して行われる。
次に、バイパス算術符号化部５０７３は、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ、および、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔを符号化する（Ｓ５２８０）。ここで、本実施の形態において、複数のオフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの個数は、いずれの画素分類方法でも同じ４である。しかし、バイパス算術符号化部５０７３は、画素分類方法毎に異なる個数のオフセット絶対値を符号化してもよい。
次に、算術符号化制御部５０７１は、画素分類方法がバンドオフセットであるか否かを判定する（Ｓ５２８１）。ここで、算術符号化制御部５０７１は、判定に、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘを使用する。
この例では、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの値として、バンドオフセットに０が割り当てられている。そのため、算術符号化制御部５０７１は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが０である場合、画素分類方法がバンドオフセットであると判定し、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが０でない場合、画素分類方法がバンドオフセットではないと判定する。
画素分類方法がバンドオフセットである場合（Ｓ５２８１でＹｅｓ）、バイパス算術符号化部５０７３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎ、および、バンドオフセット符号化開始カテゴリｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを符号化する（Ｓ５２８２）。
なお、本実施の形態では、バンドオフセットの場合のみ、バイパス算術符号化部５０７３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを符号化する。しかし、エッジオフセットの場合にも、バイパス算術符号化部５０７３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを符号化してよい。この場合、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎは、ステップＳ５２８０で符号化される。
また、この場合、ステップＳ５２８０において、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔとオフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎとが、統合され、オフセット値として符号化されてもよい。
図４１は、オフセット情報復号部６０６が図３９Ａに示された算術復号の組合せに基づいてオフセット情報を復号する例を示すフローチャートである。
まず、オフセット情報復号部６０６で処理が開始される時点で、算術復号制御部６０６１は、復号方法としてコンテキスト算術復号を設定する（Ｓ６２６０）。
次に、コンテキスト算術復号部６０６２は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇ用のコンテキストをロードし、そのコンテキストを用いて、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇを復号する（Ｓ６２６１）。
次に、算術復号制御部６０６１は、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが１であるか否かを判定する（Ｓ６２６２）。ここで、ｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが０であることは、処理対象領域のオフセット処理を行わないことを示し、１であることは、処理対象領域のオフセット処理を行うことを示す。
次に、ｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇが１である場合（Ｓ６２６２でＹｅｓ）、算術復号制御部６０６１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの左端であるか否かを判定する（Ｓ６２６３）。オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみである。そのため、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの復号前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が左端でない場合（Ｓ６２６３でＮｏ）、コンテキスト算術復号部６０６２は、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ用のコンテキストをロードする。そして、コンテキスト算術復号部６０６２は、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇを復号する（Ｓ６２６４）。
左端の場合（Ｓ６２６３でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６２６４）の後、算術復号制御部６０６１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ６２６５）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０であることは、左の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、左の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６２６４）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報復号部６０６は、処理を開始する時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ６２６５でＹｅｓ）、算術復号制御部６０６１は、処理対象領域がスライスまたはタイルの上端であるか否かを判定する（Ｓ６２６６）。左端の判定（Ｓ６２６３）と同様に、オフセット情報のコピーは、同じスライスかつ同じタイルの領域からのみであるため、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの復号前に、上記の判定が行われる。
処理対象領域が上端でない場合（Ｓ６２６６でＮｏ）、コンテキスト算術復号部６０６２は、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇ用のコンテキストをロードする。そして、コンテキスト算術復号部６０６２は、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇを復号する（Ｓ６２６７）。
上端の場合（Ｓ６２６６でＹｅｓ）、または、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６２６７）の後、算術復号制御部６０６１は、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であるか否かを判定する（Ｓ６２６８）。ここで、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０であることは、上の領域からオフセット情報をコピーしないことを示し、１であることは、上の領域からオフセット情報をコピーすることを示す。
なお、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの復号（Ｓ６２６７）が行われない場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値が存在しない。この場合、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの値は０として処理される。また、オフセット情報復号部６０６は、処理が開始される時点で、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇ用のメモリを確保し、初期値０を設定してもよい。
次に、ｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇが０である場合（Ｓ６２６８でＹｅｓ）、算術復号制御部６０６１は、復号方法をバイパス算術復号に切り替える（Ｓ６２６９）。これにより、以降の復号ステップは全てバイパス算術復号を使用して行われる。
次に、バイパス算術復号部６０６３は、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘ、および、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔを復号する（Ｓ６２７０）。ここで、本実施の形態において、複数のオフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔの個数は、いずれの画素分類方法でも同じ４である。しかし、バイパス算術復号部６０６３は、画素分類方法毎に異なる個数のオフセット絶対値を復号してもよい。
次に、算術復号制御部６０６１は、画素分類方法がバンドオフセットであるか否かを判定する（Ｓ６２７１）。ここで、算術復号制御部６０６１は、判定に画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘを使用する。
この例では、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘの値として、バンドオフセットに０が割り当てられている。そのため、算術復号制御部６０６１は、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが０である場合、画素分類方法がバンドオフセットであると判定し、ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘが０でない場合、画素分類方法がバンドオフセットではないと判定する。
画素分類方法がバンドオフセットである場合（Ｓ６２７１でＹｅｓ）、バイパス算術復号部６０６３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎおよびバンドオフセット符号化開始カテゴリｓａｏ＿ｂａｎｄ＿ｐｏｓｉｔｉｏｎを復号する（Ｓ６２７２）。
なお、本実施の形態では、バンドオフセットの場合のみ、バイパス算術復号部６０６３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを復号する。しかし、エッジオフセットの場合にも、バイパス算術復号部６０６３は、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎを復号してもよい。この場合、オフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎは、ステップＳ６２７０で復号される。
また、この場合、ステップＳ６２７０において、オフセット絶対値ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔとオフセット値±符号ｓａｏ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｓｉｇｎとが、統合され、オフセット値として復号されてもよい。
以上のように、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇ、左側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｌｅｆｔ＿ｆｌａｇ、および、上側オフセット情報コピーフラグｓａｏ＿ｍｅｒｇｅ＿ｕｐ＿ｆｌａｇの先頭の３つのパラメータの後の全てのパラメータの符号化（復号）にバイパス算術符号化（復号）が使用される。これにより、画像符号化装置および画像復号装置は、コンテキストのロードおよび更新を随所に行わなくてもよい。したがって、スループットが改善される。
図３９Ｂは、ＨＥＶＣ規格で策定されているテスト条件（非特許文献２参照）に基づく結果を図３９Ａの例に係る客観性能として示す。
図３９ＢのＣｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎは、符号化のパラメータ設定条件である。ＢＤ−ｒａｔｅは、再構成画像のＰＳＮＲ（Ｐｅａｋ Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｎｏｉｓｅ Ｒａｔｉｏ）および符号化ストリームの符号量から算出される客観指標である。負のＢＤ−ｒａｔｅは客観性能の改善を示し、正のＢＤ−ｒａｔｅは客観性能の劣化を示す。なお、図３９ＢのＢＤ−ｒａｔｅは、実施の形態１との比較に基づいて図３９Ａの例に係る客観性能の改善または劣化を示す。
図３９Ｂの通り、ＢＤ−ｒａｔｅは、±０．１の範囲内に収まっている。これは、図３９Ａの例に係る客観性能が実施の形態１とほぼ同等であることを示す。すなわち、図３９Ａの例では、客観性能の劣化が少なく、スループットが改善されている。
図４２は、上記の符号化の特徴の一例を示すフローチャートである。まず、コンテキスト算術符号化部５０７２は、コンテキスト算術符号化によって、第１情報および第２情報を連続して符号化する（Ｓ７１１）。コンテキスト算術符号化は、可変の確率を用いる算術符号化である。第１情報は、画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す。第２情報は、第１領域に対するＳＡＯ処理に第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す。
例えば、図３３の例に従って、コンテキスト算術符号化部５０７２は、第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値をコンテキスト算術符号化によって第１情報として符号化する。
次に、バイパス算術符号化部５０７３は、第１情報および第２情報が符号化された後、バイパス算術符号化によって、他の情報を符号化する（Ｓ７１２）。バイパス算術符号化は、固定の確率を用いる算術符号化である。他の情報は、第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり第１情報とも第２情報とも異なる情報である。また、他の情報は、第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含む。
例えば、図３３の例に従って、バイパス算術符号化部５０７３は、第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの次のビットの値をバイパス算術符号化によって第３情報として符号化する。ここで、最初のビットの次のビットの値は、図２５の例のように、バンドオフセットかエッジオフセットかを示す。
図４３は、上記の復号の特徴の一例を示すフローチャートである。まず、コンテキスト算術復号部６０６２は、コンテキスト算術復号によって、第１情報および第２情報を連続して復号する（Ｓ７２１）。コンテキスト算術復号は、可変の確率を用いる算術復号である。第１情報は、画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す。第２情報は、第１領域に対するＳＡＯ処理に第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す。
例えば、図３３の例に従って、コンテキスト算術復号部６０６２は、第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値をコンテキスト算術復号によって第１情報として復号する。
次に、バイパス算術復号部６０６３は、第１情報および第２情報が復号された後、バイパス算術復号によって、他の情報を復号する（Ｓ７２２）。バイパス算術復号は、固定の確率を用いる算術復号である。他の情報は、第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり第１情報とも第２情報とも異なる情報である。また、他の情報は、第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含む。
例えば、図３３の例に従って、バイパス算術復号部６０６３は、第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの次のビットの値をバイパス算術復号によって第３情報として復号する。ここで、最初のビットの次のビットの値は、図２５の例のように、バンドオフセットかエッジオフセットかを示す。
なお、第１情報および第２情報のどちらが先に符号化されてもよい。同様に、第１情報および第２情報のどちらが先に復号されてもよい。しかし、第２情報が第１情報よりも先に処理されることで、１つのパラメータに対応する第１情報および第３情報を連続して処理することが可能である。
また、符号化の順序は、符号化ストリームに情報を符号（コード）として書き込む順序であり、復号の順序は、符号化ストリームから符号（コード）を情報として読み込む順序である。すなわち、複数の図面を用いて上記に例示された符号化および復号の順序は、符号化ストリーム内の情報の順序に対応する。また、複数の図面を用いて上記に例示されたシンタックス要素の順序は、符号化ストリーム内の情報の順序に対応し、符号化および復号の順序に対応する。
また、エッジオフセット処理は、より具体的には、エッジに応じた分類に基づいて行われる。また、バンドオフセット処理は、より具体的には、画素値に応じた分類に基づいて行われる。
また、画像符号化装置は、図４２に示された処理のみを行う装置でもよい。同様に、画像復号装置は、図４３に示された処理のみを行う装置でもよい。その他の装置が、その他の処理を行ってもよい。
以上のように、本実施の形態に係る画像符号化装置は、高い処理効率で画像を符号化することができる。また、本実施の形態に係る画像復号装置は、高い処理効率で画像を復号することができる。
なお、上記各実施の形態において、各構成要素は、専用のハードウェアで構成されるか、各構成要素に適したソフトウェアプログラムを実行することによって実現されてもよい。各構成要素は、ＣＰＵまたはプロセッサなどのプログラム実行部が、ハードディスクまたは半導体メモリなどの記録媒体に記録されたソフトウェアプログラムを読み出して実行することによって実現されてもよい。
言い換えると、画像符号化装置および画像復号装置は、制御回路（ｃｏｎｔｒｏｌ ｃｉｒｃｕｉｔｒｙ）と、当該制御回路に電気的に接続された（当該制御回路からアクセス可能な）記憶装置（ｓｔｏｒａｇｅ）とを備える。制御回路は、専用のハードウェア及びプログラム実行部の少なくとも一方を含む。また、記憶装置は、制御回路がプログラム実行部を含む場合には、当該プログラム実行部により実行されるソフトウェアプログラムを記憶する。
ここで、上記各実施の形態の画像符号化装置などを実現するソフトウェアは、次のようなプログラムである。
すなわち、このプログラムは、コンピュータに、可変の確率を用いる算術符号化であるコンテキスト算術符号化によって、（ｉ）画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す第１情報、および、（ｉｉ）前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す第２情報を連続して符号化するコンテキスト算術符号化ステップと、前記第１情報および前記第２情報が符号化された後、固定の確率を用いる算術符号化であるバイパス算術符号化によって、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり前記第１情報とも前記第２情報とも異なる情報である他の情報を符号化するバイパス算術符号化ステップとを含み、前記他の情報は、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含み、前記コンテキスト算術符号化ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値を前記第１情報として符号化し、前記バイパス算術符号化ステップでは、前記パラメータのビット列のうち前記最初のビットの次のビットの値を前記第３情報として符号化する画像符号化方法を実行させる。
また、このプログラムは、コンピュータに、可変の確率を用いる算術復号であるコンテキスト算術復号によって、（ｉ）画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す第１情報、および、（ｉｉ）前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す第２情報を連続して復号するコンテキスト算術復号ステップと、前記第１情報および前記第２情報が復号された後、固定の確率を用いる算術復号であるバイパス算術復号によって、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり前記第１情報とも前記第２情報とも異なる情報である他の情報を復号するバイパス算術復号ステップとを含み、前記他の情報は、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含み、前記コンテキスト算術復号ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値を前記第１情報として復号し、前記バイパス算術復号ステップでは、前記パラメータのビット列のうち前記最初のビットの次のビットの値を前記第３情報として復号する画像復号方法を実行させてもよい。
また、各構成要素は、回路であってもよい。これらの回路は、全体として１つの回路を構成してもよいし、それぞれ別々の回路であってもよい。また、各構成要素は、汎用的なプロセッサで実現されてもよいし、専用のプロセッサで実現されてもよい。
以上、一つまたは複数の態様に係る画像符号化装置などについて、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
例えば、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグおよびオフセット情報コピーフラグ以外のオフセット情報について、シンボル発生確率に偏りがある場合、画像符号化装置は、コンテキスト算術符号化を使用して、そのオフセット情報を符号化してもよい。同様に、画像復号装置は、コンテキスト算術復号を使用して、そのオフセット情報を復号してもよい。
また、コンテキスト算術符号化（復号）が適用されるオフセット情報とバイパス算術符号化（復号）が適用されるオフセット情報とが、それぞれ可能な限り連続して符号化（復号）されるように最適な設計が行われてもよい。
また、オフセット処理を行うか否かを示す情報が、オフセット処理ＯＮ／ＯＦＦフラグｓａｏ＿ｏｎ＿ｆｌａｇ、あるいは、画素分類方法ｓａｏ＿ｔｙｐｅ＿ｉｄｘのビット列の一部として設計されていなくてもよい。このような場合でも、オフセット処理を行うか否かを示す情報（ビット）のみにコンテキスト算術符号化が使用されてもよい。
また、オフセット情報コピーフラグは、左または上以外の隣接領域からオフセット情報をコピーするか否かを示してもよい。また、左側オフセット情報コピーフラグおよび上側オフセット情報コピーフラグのうちいずれか一方だけが存在してもよい。
また、画像符号化復号装置が、画像符号化装置および画像復号装置を備えてもよい。また、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順序が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。また、各種情報を記憶するための専用または共用の記憶部が構成に追加されてもよい。
（実施の形態４）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）や動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、及び画像復号方法を用いた画像復号装置からなる画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。
図４４は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。
このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２および電話網ex１０４、および基地局ex１０６からex１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５などの各機器が接続される。
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図４４のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex１１４は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、ＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。
コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、ストリーミングサーバex１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex１１３に限らず、カメラex１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex１１６、コンピュータex１１１、ストリーミングサーバex１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
また、これら符号化・復号化処理は、一般的にコンピュータex１１１や各機器が有するＬＳＩex５００において処理する。ＬＳＩex５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化・復号化用のソフトウェアをコンピュータex１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。
また、ストリーミングサーバex１０３は複数のサーバや複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。
以上のようにして、コンテンツ供給システムex１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号化し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図４５に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）。
また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアex２１５に記録した多重化データを読み取り復号化する、または記録メディアex２１５に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ／レコーダex２１８にも上記各実施の形態で示した動画像復号化装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex２１９に表示され、多重化データが記録された記録メディアex２１５により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex２０３または衛星／地上波放送のアンテナex２０４に接続されたセットトップボックスex２１７内に動画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号化装置を組み込んでもよい。
図４６は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。
また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５（本発明の一態様に係る画像符号化装置または画像復号装置として機能する）を有する信号処理部ex３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
まず、テレビex３００がアンテナex２０４等により外部から取得した多重化データを復号化し、再生する構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ex３１０の制御に基づいて、変調／復調部ex３０２で復調した多重化データを多重／分離部ex３０３で分離する。さらにテレビex３００は、分離した音声データを音声信号処理部ex３０４で復号化し、分離した映像データを映像信号処理部ex３０５で上記各実施の形態で説明した復号化方法を用いて復号化する。復号化した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex３１８、ex３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアex２１５、ex２１６から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex３００が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ex３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ex３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex３０５で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ex３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex３２０、ex３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex３１８、ex３１９、ex３２０、ex３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、１つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ex３０２や多重／分離部ex３０３の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
また、テレビex３００は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex３００は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。
また、リーダ／レコーダex２１８で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号化処理または符号化処理はテレビex３００、リーダ／レコーダex２１８のいずれで行ってもよいし、テレビex３００とリーダ／レコーダex２１８が互いに分担して行ってもよい。
一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図４７に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
図４８に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図４６に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。
図４９Ａは、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図４９Ｂを用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話及び電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５７から出力する。
さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し（即ち、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する）、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ex３５３に送出する。
多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調部（変調／復調回路部）ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。
データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し（即ち、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する）、ＬＣＤ制御部ex３５９を介して表示部ex３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ex３５７から音声が出力される。
また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
また、本発明はかかる上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
（実施の形態５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
図５０は、多重化データの構成を示す図である。図５０に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ−３、Ｄｏｌｂｙ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ−ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。
図５１は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。
図５２は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図５２における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図５２の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。
図５３は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ−ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図５３下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。
また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｍａｐ Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ Ｃｌｏｃｋ Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）などがある。ＰＡＴは多重化データ中に利用されるＰＭＴのＰＩＤが何であるかを示し、ＰＡＴ自身のＰＩＤは０で登録される。ＰＭＴは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのＰＩＤと各ＰＩＤに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｔｉｍｅ Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。
図５４はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。
多重化データ情報ファイルは、図５５に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
多重化データ情報は図５５に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
ストリーム属性情報は図５６に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
本実施の形態においては、上記多重化データのうち、ＰＭＴに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、ＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。
また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図５７に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
（実施の形態６）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図５８に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。
なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
また、上記では、制御部ex５０１が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５０１の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。このようなプログラマブル・ロジック・デバイスは、典型的には、ソフトウェア又はファームウェアを構成するプログラムを、ロードする又はメモリ等から読み込むことで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法、又は動画像復号化方法を実行することができる。
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
（実施の形態７）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図５９は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図５８のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図５８の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態５で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態５で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図６１のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
図６０は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
（実施の形態８）
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図６２Ａのex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明の一態様に特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明の一態様は、エントロピー復号に特徴を有していることから、例えば、エントロピー復号については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外の逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
また、処理を一部共有化する他の例を図６２Ｂのex１０００に示す。この例では、本発明の一態様に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の一態様に係る動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明の一態様、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
このように、本発明の一態様に係る動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
本発明に係る画像符号化方法および画像復号方法は、画質の劣化を防止するとともに、処理効率を向上させることができるという効果を奏し、例えば、画像の蓄積、伝送および通信などの様々な用途に利用可能である。例えば、本発明に係る画像符号化方法および画像復号方法は、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラおよびデジタルビデオカメラ等の高解像度の情報表示機器および撮像機器に利用可能であり、利用価値が高い。
１００ 画像符号化装置
１１０、２１０、３０６、４０５ 制御部
１２０ 符号化部
１２１ 減算部
１２２ 周波数変換部
１２３ 量子化部
１２４ エントロピー符号化部
１２５、２２５ 逆量子化部
１２６、２２６ 逆周波数変換部
１２７、２２７ 加算部
１２８、２２８、３００、４００ ループフィルタリング部
１２９、２２９ 記憶部
１３０、２３０ 面内予測部
１３１、２３１ 動き補償部
１３２ 動き検出部
１３３、２３３ スイッチ
１４１、２４１ 画像
１４２、２４２ 符号化ストリーム
１５１、２５１、３０１、４０１ 信号取得部
１５２、３０２ オフセット情報算出部
１５３、２５３、３０３、４０３ オフセット処理部
１５４、３０５、５０７ オフセット情報符号化部
１５５、２５４、３０４、４０４ 信号出力部
２００ 画像復号装置
２２０ 復号部
２２４ エントロピー復号部
２５２、４０２、６０６ オフセット情報復号部
５０７１ 算術符号化制御部
５０７２ コンテキスト算術符号化部
５０７３ バイパス算術符号化部
６０６１ 算術復号制御部
６０６２ コンテキスト算術復号部
６０６３ バイパス算術復号部
また、例えば、前記コンテキスト算術符号化ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の左に隣接する左領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報、および、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の上に隣接する上領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報のうち少なくとも１つを含む前記第２情報を符号化してもよい。
また、例えば、前記コンテキスト算術復号ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の左に隣接する左領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報、および、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の上に隣接する上領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報のうち少なくとも１つを含む前記第２情報を復号してもよい。

Claims (15)

  1. 可変の確率を用いる算術符号化であるコンテキスト算術符号化によって、（ｉ）画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す第１情報、および、（ｉｉ）前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す第２情報を連続して符号化するコンテキスト算術符号化ステップと、
    前記第１情報および前記第２情報が符号化された後、固定の確率を用いる算術符号化であるバイパス算術符号化によって、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり前記第１情報とも前記第２情報とも異なる情報である他の情報を符号化するバイパス算術符号化ステップとを含み、
    前記他の情報は、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含み、
    前記コンテキスト算術符号化ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値を前記第１情報として符号化し、
    前記バイパス算術符号化ステップでは、前記パラメータのビット列のうち前記最初のビットの次のビットの値を前記第３情報として符号化する
    画像符号化方法。
  2. 前記コンテキスト算術符号化ステップでは、前記第２情報を符号化した後、前記第１情報を符号化する
    請求項１に記載の画像符号化方法。
  3. 前記バイパス算術符号化ステップでは、オフセット値の絶対値を示す第４情報を含む前記他の情報を符号化する
    請求項１または２に記載の画像符号化方法。
  4. 前記バイパス算術符号化ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がバンドオフセット処理である場合、前記オフセット値の正負を示す第５情報、および、前記オフセット値の適用範囲を示す第６情報を含む前記他の情報を符号化する
    請求項３に記載の画像符号化方法。
  5. 前記コンテキスト算術符号化ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の右に隣接する右領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報、および、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の上に隣接する上領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報のうち少なくとも１つを含む前記第２情報を符号化する
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
  6. 可変の確率を用いる算術復号であるコンテキスト算術復号によって、（ｉ）画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す第１情報、および、（ｉｉ）前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す第２情報を連続して復号するコンテキスト算術復号ステップと、
    前記第１情報および前記第２情報が復号された後、固定の確率を用いる算術復号であるバイパス算術復号によって、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり前記第１情報とも前記第２情報とも異なる情報である他の情報を復号するバイパス算術復号ステップとを含み、
    前記他の情報は、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含み、
    前記コンテキスト算術復号ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値を前記第１情報として復号し、
    前記バイパス算術復号ステップでは、前記パラメータのビット列のうち前記最初のビットの次のビットの値を前記第３情報として復号する
    画像復号方法。
  7. 前記コンテキスト算術復号ステップでは、前記第２情報を復号した後、前記第１情報を復号する
    請求項６に記載の画像復号方法。
  8. 前記バイパス算術復号ステップでは、オフセット値の絶対値を示す第４情報を含む前記他の情報を復号する
    請求項６または７に記載の画像復号方法。
  9. 前記バイパス算術復号ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がバンドオフセット処理である場合、前記オフセット値の正負を示す第５情報、および、前記オフセット値の適用範囲を示す第６情報を含む前記他の情報を復号する
    請求項８に記載の画像復号方法。
  10. 前記コンテキスト算術復号ステップでは、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の右に隣接する右領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報、および、前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域の上に隣接する上領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す情報のうち少なくとも１つを含む前記第２情報を復号する
    請求項６〜９のいずれか１項に記載の画像復号方法。
  11. 制御回路と、
    前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、
    前記制御回路は、
    可変の確率を用いる算術符号化であるコンテキスト算術符号化によって、（ｉ）画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す第１情報、および、（ｉｉ）前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す第２情報を連続して符号化するコンテキスト算術符号化ステップと、
    前記第１情報および前記第２情報が符号化された後、固定の確率を用いる算術符号化であるバイパス算術符号化によって、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり前記第１情報とも前記第２情報とも異なる情報である他の情報を符号化するバイパス算術符号化ステップとを実行し、
    前記他の情報は、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含み、
    前記制御回路は、
    前記コンテキスト算術符号化ステップにおいて、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値を前記第１情報として符号化し、
    前記バイパス算術符号化ステップにおいて、前記パラメータのビット列のうち前記最初のビットの次のビットの値を前記第３情報として符号化する
    画像符号化装置。
  12. 制御回路と、
    前記制御回路に電気的に接続される記憶装置とを備え、
    前記制御回路は、
    可変の確率を用いる算術復号であるコンテキスト算術復号によって、（ｉ）画素値のオフセット処理であるＳＡＯ（サンプル適応オフセット）処理を画像の第１領域に対して行うか否かを示す第１情報、および、（ｉｉ）前記第１領域に対するＳＡＯ処理に前記第１領域とは別の領域に対するＳＡＯ処理の情報を用いるか否かを示す第２情報を連続して復号するコンテキスト算術復号ステップと、
    前記第１情報および前記第２情報が復号された後、固定の確率を用いる算術復号であるバイパス算術復号によって、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の情報であり前記第１情報とも前記第２情報とも異なる情報である他の情報を復号するバイパス算術復号ステップとを実行し、
    前記他の情報は、前記第１領域に対するＳＡＯ処理がエッジに応じて行われるエッジオフセット処理であるか画素値に応じて行われるバンドオフセット処理であるかを示す第３情報を含み、
    前記制御回路は、
    前記コンテキスト算術復号ステップにおいて、前記第１領域に対するＳＡＯ処理の種別を示すパラメータのビット列のうち最初のビットの値を前記第１情報として復号し、
    前記バイパス算術復号ステップにおいて、前記パラメータのビット列のうち前記最初のビットの次のビットの値を前記第３情報として復号する
    画像復号装置。
  13. 請求項１１に記載の画像符号化装置と、
    請求項１２に記載の画像復号装置とを備える
    画像符号化復号装置。
  14. 請求項１に記載の画像符号化方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
  15. 請求項６に記載の画像復号方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
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