JPWO2019064934A1 - 動画像符号化装置、動画像符号化方法および動画像符号化プログラム - Google Patents

Abstract

動画像符号化装置10は、決定された動きベクトルの候補に関する評価コストのうち最小のコストを符号化対象ブロックに関するコストに決定するコスト決定部12と、決定されたコストに対応する動きベクトルの候補を符号化対象ブロックに関する符号化情報として記憶する記憶部13と、符号化対象ブロックに内包されるブロックに関するコストの総和よりもコストが小さい符号化対象ブロックに関する符号化情報に記憶部13に記憶されている内包されるブロックに関する符号化情報を更新する更新部14とを備える。

Description

本発明は、動画像符号化装置、動画像符号化方法および動画像符号化プログラムに関し、特に符号化効率を低下させずに高い並列処理効率で動作する動画像符号化装置、動画像符号化方法および動画像符号化プログラムに関する。

動画像の解像度の向上を求める要求が高まっている。要求に伴い、符号化技術も進歩している。符号化技術の例として、開発された順に、MPEG-2、H.264/MPEG-4 AVC（以下、H.264 という。）、H.265/HEVC（以下、H.265 という。）が挙げられる。新しく開発された符号化技術の方が、先に開発された符号化技術よりも圧縮効率が向上している。上記の符号化技術で用いられている符号化方式は、フレーム間の動き補償予測を用いることによって、より高い符号化効率で情報を圧縮する。

非特許文献１には、H.265 の規格に基づいた処理の内容が記載されている。H.265 の規格に基づいた動画像符号化の処理では、画像（ピクチャ）がCTU(Coding Tree Unit) と呼ばれるブロック単位に分割され、分割されたCTU がラスタスキャン順（画面内で左上から右下へと並んだ順序）に処理される。CTU の最大サイズは、64x64 画素である。

CTU は、さらにCU(Coding Unit) と呼ばれるブロック単位に四分木分割される。H.265 の規格に準拠した動画像符号化処理では、CUごとに符号化処理が行われる。

また、CTU は、輝度信号と色差信号のCTB(Coding Tree Block)で構成される。また、CUは、輝度信号と色差信号のCB(Coding Block)で構成される。

フレーム間の情報を圧縮する動き補償予測は、以下の方法で動画像情報を圧縮する技術である。動き補償予測では、符号化対象フレームと、符号化済みの参照フレームとの間の動き情報が用いられて参照フレームの画像が補正される。次いで、補正された画像（予測画像）と符号化対象フレームの現画像との差分情報と、フレーム間の動きを表す情報のみが符号化される。フレーム間の動きは、移動量を表す動きベクトルで表現される。

動画像符号化では、デコード画像に発生するノイズ量が抑えられつつ、符号化される情報の量が最小になるように動き情報等の予測符号化情報が決定されることが重要である。一般的な動画像符号化方法では、上記の条件を満たすように予測符号化情報が決定されるRD最適化と呼ばれる手法が広く用いられている。

RD最適化では、多数の動きベクトル候補に対して、J=D+λR で表されるレート歪みコストがそれぞれ算出される。D は差分画像に発生する歪み量、R は動き情報の符号化で発生する符号量、λは画像の複雑さ等に依存する重み係数である。算出されたレート歪みコストのうち、値が最小であるレート歪みコストに対応する動きベクトル候補が、動きベクトルとして採用される。

動画像では、空間的近傍に位置するブロック（近傍ブロック）の各動き情報または時間的近傍に位置するブロックの各動き情報は、普通のブロックの各動き情報に比べて相関性が高い。H.265 では、動きベクトルの予測値（予測ベクトル）が近傍ブロックの動きベクトルから適応的に選択されるAMVP(Adaptive Motion Vector Prediction) や、動き情報が近傍ブロックの動き情報からコピーされるマージモードが用いられる。AMVPやマージモードが用いられることによって、動き情報の符号化で発生する符号量R が削減される。

近傍ブロックのうち、符号化対象ブロックに対して空間的近傍に位置するブロックである空間的近傍ブロックを図１９に示す。図１９は、符号化対象ブロックの空間的近傍ブロックを示す説明図である。

空間的近傍ブロックは、具体的には、図１９に示すブロックＡ、ブロックＢ、ブロックＣ、ブロックＤ、ブロックＥである。また、近傍ブロックには、符号化対象ブロックが属するフレームの時間的近傍フレームに属している、符号化対象ブロックと位置が同じブロックである時間的近傍ブロックも含まれる。

マージモードでは、近傍ブロックの動き情報のリストのインデックスのみが符号化され、符号化されたインデックスが伝送される。エンコーダは、マージモードまたはAMVPで用いられるブロックを、近傍ブロックのリストの中から任意に選択できる。エンコーダで得られる近傍ブロックの動き情報は、デコーダで得られる情報と同一である。すなわち、マージモードでは、符号化されたインデックスの伝送が、動き情報の伝送に相当する。マージモードでは、動き情報の符号化で発生する符号量がさらに削減される。

非特許文献１に記載されているように、動き情報の符号化で発生する符号量を削減するために、マージモードにおけるインデックスは、ブロックの位置ごとに固定の情報ではなく、近傍ブロックの符号化モードに応じて設定される。マージモードは、符号量の削減に大きな効果を奏する技術である。より高い符号化効率が達成されるためには、マージモードが適切に使用されることが重要である。

図２０は、一般的な動画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。図２０に示す動画像符号化装置1000は、変換・量子化部1100と、減算部1200と、符号化部1300と、逆変換・逆量子化部1400と、加算部1210と、ループフィルタ1500と、フレームバッファ1600と、予測符号化情報決定部1700と、画面内予測部1800と、動き補償予測部1900とを備える。

減算部1200は、外部から入力された画像信号から、画面内予測部1800または動き補償予測部1900から入力された予測画像を減算する。減算部1200は、予測画像を減算することによって得られた画像を差分画像とし、差分画像を変換・量子化部1100に入力する。

変換・量子化部1100は、入力された差分画像を直交変換し、生成された変換係数を量子化する。変換・量子化部1100は、量子化された変換係数を符号化部1300に入力する。

符号化部1300は、入力された量子化された変換係数に対して可変長符号化や算術符号化等の可逆符号化を行い、ビットストリームを生成する。生成されたビットストリームは、動画像符号化装置1000から出力される。

また、量子化された変換係数は、逆変換・逆量子化部1400に入力される。逆変換・逆量子化部1400は、入力された量子化された変換係数を逆量子化し、生成された変換係数を逆直交変換する。逆変換・逆量子化部1400は、逆直交変換された情報を加算部1210に入力する。

加算部1210は、逆直交変換された情報と予測画像を加算し、再構築画像を生成する。加算部1210は、生成された再構築画像をループフィルタ1500に入力する。

ループフィルタ1500は、入力された再構築画像のブロック歪を除去する。ループフィルタ1500は、ブロック歪が除去された再構築画像をフレームバッファ1600に蓄積する。フレームバッファ1600に蓄積された再構築画像は、他のフレームの参照画像として使用される。

予測符号化情報決定部1700は、入力画像、再構築画像、および他のフレームの参照画像を用いて、画面内予測モードと動き補償予測モードのどちらの予測モードで入力画像を予測するか決定する。また、予測符号化情報決定部1700は、決定された予測モードに対する予測符号化情報を決定する。

画面内予測部1800には、ブロック歪が除去される前の再構築画像が入力される。画面内予測部1800は、入力された再構築画像に対して画面内予測処理を行い、画面内予測処理で生成された画面内予測画像を出力する。

動き補償予測部1900は、フレームバッファ1600に蓄積されている再構築画像の画像ブロックに対応する、入力画像の画像ブロックの位置変化を検出する。次いで、動き補償予測部1900は、検出された位置変化に相当する動きベクトルを求める。また、動き補償予測部1900は、求められた動きベクトルを用いて動き補償予測処理を行い、動き補償予測処理で生成された動き補償予測画像を出力する。

画面内予測部1800および動き補償予測部1900は、予測符号化情報決定部1700の決定内容に従って、それぞれ予測画像を生成する。

次に、動き情報が含まれる予測符号化情報を決定する予測符号化情報決定部1700の構成例を図２１に示す。図２１は、一般的な予測符号化情報決定部の構成例を示すブロック図である。図２１に示す予測符号化情報決定部1700は、動きベクトル探索部1710と、マージベクトル・マージインデックス決定部1720と、画面内予測モード決定部1730と、予測符号化モード決定部1740と、予測情報バッファ1750とを含む。

動きベクトル探索部1710は、ブロックマッチング等を実行することによって、探索範囲内の多数の動きベクトル候補の中からコストが最小になる暫定動きベクトルを決定する機能を有する。なお、ブロックマッチングは、SAD （Sum of Absolute Difference、絶対値誤差和）等のコスト関数を使用し、参照画素上でコストが最小になる動きベクトルを探索する方法である。

マージベクトル・マージインデックス決定部1720は、ブロックマッチング等を実行することによって、近傍ブロックの動きベクトルから導出される複数のマージベクトル候補の中からコストが最小になるマージベクトルを決定する機能を有する。また、マージベクトル・マージインデックス決定部1720は、決定されたコストが最小になるマージベクトルに対応するマージインデックスを決定する機能を有する。

画面内予測モード決定部1730は、複数の画面内予測モードの中から、コストが最小になるモードを決定する機能を有する。

予測符号化モード決定部1740には、動きベクトル探索部1710から出力される、暫定動きベクトルおよび暫定動きベクトルに関するコストが入力される。また、予測符号化モード決定部1740には、マージベクトル・マージインデックス決定部1720から出力される、マージ情報およびマージ情報に関するコストが入力される。なお、マージ情報には、マージベクトルとマージインデックスが含まれる。

また、予測符号化モード決定部1740には、画面内予測モード決定部1730から出力される、画面内モード情報および画面内モード情報に関するコストが入力される。予測符号化モード決定部1740は、入力された情報に基づいて、符号化対象ブロックに対する予測符号化モードを、暫定動きベクトルが用いられる予測ベクトルモード、マージモード、または画面内予測モードのいずれの予測モードにするか決定する。なお、予測ベクトルモードとマージモードは、動き補償予測モードに含まれる。

予測情報バッファ1750は、決定された動き情報等の予測符号化情報を保持する機能を有する。予測情報バッファ1750には、予測符号化モード決定部1740から決定された予測符号化情報が入力される。

次に、マージベクトル・マージインデックス決定部1720の構成例を図２２に示す。図２２は、一般的なマージベクトル・マージインデックス決定部の構成例を示すブロック図である。図２２に示すマージベクトル・マージインデックス決定部1720は、マージベクトル候補リスト生成部1721と、マージベクトル・インデックス選択部1722とを有する。

マージベクトル候補リスト生成部1721は、動き情報バッファ（図示せず）に保持されている近傍ブロックの動きベクトルから、マージベクトルの候補である動きベクトルのリストを生成する機能を有する。

マージベクトル・インデックス選択部1722は、マージベクトル候補リスト生成部1721が生成したリストに含まれる各マージベクトル候補に対して、現画像と参照画像に基づいて評価コストをそれぞれ算出する。マージベクトル・インデックス選択部1722は、算出された評価コストが最小のマージベクトルを選択し、選択されたマージベクトルのインデックスを選択する。マージベクトル・インデックス選択部1722は、選択されたマージベクトルおよびマージインデックスが含まれるマージ情報と、選択されたマージベクトルに関する評価コストを出力する。

多数のベクトルに関するコストが比較される動き推定処理に係る演算量は多い。すなわち、動き推定処理の高速化が求められる。例えば、多数のプロセッサコアを持つGPU(Graphic Processing Unit)等のメニーコアプロセッサが動き推定処理を並列に実行することによって、処理の高速化が実現される可能性が高い。

また、動画像符号化技術における一般的な並列処理手法の１つに、WPP （Wavefront Parallel Processing 、波面並列処理）がある。WPP の具体例が、非特許文献２に記載されている。

図２３は、WPP の例を示す説明図である。図２３に示すように、WPP で動画像符号化装置が各行の画像ブロックを並列に符号化する際、所定の行の符号化対象ブロックは、所定の行の一つ上の行の符号化対象ブロックから２ブロック左にずれたブロックである。よって、所定の行の符号化対象ブロックを符号化する際、動画像符号化装置は、左のブロックや右上のブロックの処理結果を参照できる。

また、特許文献１には、画像を複数の領域に分割し、領域の境界に接するブロックを、境界に接するブロックが属する領域内のブロックの情報のみを用いて符号化することによって、各領域に対して並列に符号化処理を行う符号化処理装置が記載されている。

また、非特許文献１に記載されているH.265 の規格では、符号化処理の並列性を向上させるパラレルマージと呼ばれる機能が採用されている。パラレルマージが使用されると、CTU がMER(Motion Estimation Region) と呼ばれる複数の正方形領域に分割される。

パラレルマージでは、MER に属するブロックが符号化される際、同一のMER に属するブロックの動き情報が参照されないように指定される。すなわち、ブロック間に依存関係がないため、各ブロックが並列に処理される。よって、MER が16x16 サイズに指定されると、符号化装置は、例えば、同一のMER に属する4 個の8x8 サイズのブロック、または16個の4x4 サイズのブロックを、並列に符号化できる。

また、特許文献２および特許文献３には、CUに属するブロックが符号化される際、同一のCUに属する他のブロックの参照が禁止されることによって、同一のCUに属するブロック同士が並列に処理される技術が記載されている。

特開２０１２−１７５４２４号公報 特開２０１３−１２１１６７号公報 特表２０１４−５３３０５９号公報

ITU-T Recommendation H.265 ''High efficiency video coding,'' Apr 2013. Cheung, Nagai-Man, et al. "Video coding on multicore graphics processors." Signal Processing Magazine, IEEE 27.2 (2010): 79-89.

並列処理において複数のプロセッサコアそれぞれが十分に稼働するためには、並列に処理可能なタスクが多数用意されていることが重要である。

上記のタスクは、WPP や、特許文献２および特許文献３に記載されている技術のような並列処理では、各ブロックの符号化処理に相当する。また、特許文献１に記載されている符号化処理装置が実行する並列処理では、上記のタスクは、分割された各領域の符号化処理に相当する。

複数のプロセッサコアを同時に全て稼働させるためには、少なくともプロセッサコア数のタスクが求められる。また、各タスクの処理に係る処理量が異なる場合、タスクが多い方が、各プロセッサが処理する処理量が均等になりやすい。

その理由は、例えばプロセッサコア数しかタスクがない場合、各プロセッサが処理する処理量は、配分されたタスクの処理に係る処理量になる。しかし、プロセッサコア数以上にタスクがある場合、符号化装置は、処理に係る処理量が多いタスクと少ないタスク、または処理に係る処理量が同程度のタスクのように、処理量に応じてタスクを組合せた上でプロセッサコアにタスクを配分できるためである。

すなわち、GPU のような数千以上のプロセッサコアを有するメニーコアプロセッサに並列処理を実行させる場合、並列に処理可能なタスクを多数用意することが求められる。

上記のように、動き推定処理では、空間的相関性に基づいて動き情報が圧縮されることから、ブロック間の空間的なデータ依存関係が使用される。よって、動き推定処理において、多数のブロックの符号化処理、すなわち多数のタスクを並列に処理することが困難という課題がある。

WPP でも、最大でブロック行数分のタスクしか並列に処理されない。解像度が4K(3840x2160) の画像が符号化される場合でも、タスクの最大数は、34(>33.75=2160/64)である。

パラレルマージが使用される場合、MER の最大サイズは、CTU の最大サイズと同一の64x64 サイズである。また、CTU 内の最小ブロックサイズは4x4 サイズである。よって、パラレルマージが使用された場合でも、並列に処理可能なタスクは、最大でも(64x64)/(4x4)=256 個しかない。すなわち、数千ものタスクを並列に処理可能な能力を有するメニーコアプロセッサを十分に稼働させるには、タスク数が不十分である。

また、CU内のPU数は最大で４である。すなわち、特許文献２および特許文献３に記載されている技術が使用された場合でも、並列に処理可能なタスクは最大で４個であり、メニーコアプロセッサを十分に稼働させるにはタスク数が不十分である。多数のタスクを並列に処理可能にすることによって、メニーコアプロセッサが高速で符号化処理を実行することが期待される。

また、特許文献１に記載されている符号化処理装置には、画像が多数の領域に分割されると（すなわち、並列に処理可能なタスクが増えると）、マージモードが適用されないブロックが多くなり、符号化効率が低下するという課題がある。

上記のように、より高い符号化効率が達成されるためには、マージモードが適切に使用されることが重要である。マージモードにおいて並列に処理可能なタスクを増加させる方法は、特許文献１〜特許文献３および非特許文献１〜非特許文献２に記載されていない。

マージモードにおいて並列に処理可能なタスクを増加させる方法を考える。上記のように、マージベクトル候補リスト生成部1721は、近傍ブロックの動きベクトルから、マージベクトルの候補である動きベクトルのリストを生成する。リストを生成する際、マージベクトル候補リスト生成部1721は、符号化対象ブロックが属する所定の領域内のブロックと、所定の領域外のブロックの両方を参照する。

所定の領域外のブロックを参照する場合、所定の領域外のブロックが属するフレームに対する予測符号化情報決定処理が完了していることが求められる。すなわち、各フレームに関する予測符号化情報決定処理の間に依存関係が存在するために、各処理が並列に実行されないことが、並列に処理可能なタスクを増加させることが困難な理由である。

そこで、本発明は、上述した問題を解決する、符号化効率を低下させずに多数のタスクを並列に処理できる動画像符号化装置、動画像符号化方法および動画像符号化プログラムを提供することを目的とする。

本発明による動画像符号化装置は、画像における参照領域に内包される符号化対象ブロックに隣接するブロックである隣接ブロックのうち参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に動き補償予測に用いられる符号化対象ブロックの動きベクトルの候補を決定する動きベクトル候補決定部と、決定された動きベクトルの候補に関する評価コストのうち最小のコストを符号化対象ブロックに関するコストに決定するコスト決定部と、決定されたコストに対応する動きベクトルの候補を符号化対象ブロックに関する符号化情報として記憶する記憶部と、符号化対象ブロックに内包されるブロックに関するコストの総和よりもコストが小さい符号化対象ブロックに関する符号化情報に記憶部に記憶されている内包されるブロックに関する符号化情報を更新する更新部とを備えることを特徴とする。

本発明による動画像符号化方法は、画像における参照領域に内包される符号化対象ブロックに隣接するブロックである隣接ブロックのうち参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に動き補償予測に用いられる符号化対象ブロックの動きベクトルの候補を決定し、決定された動きベクトルの候補に関する評価コストのうち最小のコストを符号化対象ブロックに関するコストに決定し、決定されたコストに対応する動きベクトルの候補を符号化対象ブロックに関する符号化情報として記憶し、符号化対象ブロックに内包されるブロックに関するコストの総和よりもコストが小さい符号化対象ブロックに関する符号化情報に記憶されている内包されるブロックに関する符号化情報を更新することを特徴とする。

本発明による動画像符号化プログラムは、コンピュータに、画像における参照領域に内包される符号化対象ブロックに隣接するブロックである隣接ブロックのうち参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に動き補償予測に用いられる符号化対象ブロックの動きベクトルの候補を決定する第１決定処理、決定された動きベクトルの候補に関する評価コストのうち最小のコストを符号化対象ブロックに関するコストに決定する第２決定処理、決定されたコストに対応する動きベクトルの候補を符号化対象ブロックに関する符号化情報として記憶する記憶処理、および符号化対象ブロックに内包されるブロックに関するコストの総和よりもコストが小さい符号化対象ブロックに関する符号化情報に記憶されている内包されるブロックに関する符号化情報を更新する更新処理を実行させることを特徴とする。

本発明によれば、符号化効率を低下させずに多数のタスクを並列に処理できる。

本発明による動画像符号化装置の第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。 予測符号化情報決定部2700の第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。 マージベクトル・マージインデックス決定部2720の構成例を示すブロック図である。 第１の実施形態の予測符号化情報決定部2700による予測符号化モード決定処理の動作を示すフローチャートである。 第１の実施形態の予測符号化情報決定部2700による予測符号化モード決定処理の他の動作を示すフローチャートである。 マージベクトル候補リスト生成部2721によるマージベクトル候補リスト生成処理の動作を示すフローチャートである。 予測符号化情報決定部2701の第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。 マージベクトル決定部2760の構成例を示すブロック図である。 マージインデックス決定部2770の構成例を示すブロック図である。 第２の実施形態の予測符号化情報決定部2701による予測符号化モード決定処理の動作を示すフローチャートである。 マージベクトル候補リスト生成部2771によるマージベクトル候補リスト生成処理の動作を示すフローチャートである。 マージインデックス選択部2772によるマージインデックス選択処理の動作を示すフローチャートである。 第３の実施形態の予測符号化情報決定部2701による予測符号化モード決定処理の動作を示すフローチャートである。 予測符号化情報決定部2702の第４の実施形態の構成例を示すブロック図である。 第４の実施形態の予測符号化情報決定部2702による予測符号化モード決定処理の動作を示すフローチャートである。 予測符号化情報決定部2703の第５の実施形態の構成例を示すブロック図である。 本発明による動画像符号化装置の機能を実現可能な情報処理装置の構成例を示すブロック図である。 本発明による動画像符号化装置の概要を示すブロック図である。 符号化対象ブロックの空間的近傍ブロックを示す説明図である。 一般的な動画像符号化装置の構成例を示すブロック図である。 一般的な予測符号化情報決定部の構成例を示すブロック図である。 一般的なマージベクトル・マージインデックス決定部の構成例を示すブロック図である。 WPP の例を示す説明図である。

実施形態１．
［構成の説明］
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。図１は、本発明による動画像符号化装置の第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。

図１に示すように、本実施形態の動画像符号化装置1001には、図２０に示す動画像符号化装置1000と異なり、予測符号化情報決定部1700の代わりに予測符号化情報決定部2700が備えられている。予測符号化情報決定部2700以外の図１に示す動画像符号化装置1001の構成は、図２０に示す動画像符号化装置1000の構成と同様である。

本実施形態の予測符号化情報決定部2700は、マージベクトル候補リスト生成時に、符号化対象ブロックが属する、フレーム（画面）内の特定領域外のブロックを参照しないことを特徴とする。

本実施形態における特定領域は、符号化対象ブロックを内包するCTB である。すなわち、予測符号化情報決定部2700は、マージベクトル候補リスト生成時に、符号化対象ブロックが属するCTB に属しないブロックを参照しない。なお、特定領域は、CTB 以外の領域でもよい。

本実施形態の予測符号化情報決定部2700の構成を、図面を参照して説明する。図２は、予測符号化情報決定部2700の第１の実施形態の構成例を示すブロック図である。

図２に示す予測符号化情報決定部2700は、動きベクトル探索部2710と、マージベクトル・マージインデックス決定部2720と、画面内予測モード決定部2730と、予測符号化モード決定部2740と、予測情報バッファ2750とを含む。

動きベクトル探索部2710は、ブロックマッチング等を実行することによって、探索範囲内の多数の動きベクトル候補の中からコストが最小になる暫定動きベクトルを決定する機能を有する。

マージベクトル・マージインデックス決定部2720は、ブロックマッチング等を実行することによって、近傍ブロックの動きベクトルから導出される複数のマージベクトル候補の中からコストが最小になるマージベクトルを決定する機能を有する。また、マージベクトル・マージインデックス決定部2720は、決定されたコストが最小になるマージベクトルに対応するマージインデックスを決定する機能を有する。

画面内予測モード決定部2730は、複数の画面内予測モードの中から、コストが最小になるモードを決定する機能を有する。

予測符号化モード決定部2740には、動きベクトル探索部2710から出力される、暫定動きベクトルおよび暫定動きベクトルに関するコストが入力される。また、予測符号化モード決定部2740には、マージベクトル・マージインデックス決定部2720から出力される、マージ情報およびマージ情報に関するコストが入力される。また、予測符号化モード決定部2740には、画面内予測モード決定部2730から出力される、画面内モード情報および画面内モード情報に関するコストが入力される。

予測符号化モード決定部2740は、入力された情報に基づいて、符号化対象ブロックに対する予測符号化モードを、暫定動きベクトルが用いられる予測ベクトルモード、マージモード、または画面内予測モードのいずれの予測モードにするか決定する。

予測情報バッファ2750は、決定された動き情報等の予測符号化情報を保持する機能を有する。予測情報バッファ2750には、予測符号化モード決定部2740から決定された予測符号化情報が入力される。

図３は、マージベクトル・マージインデックス決定部2720の構成例を示すブロック図である。図３に示すマージベクトル・マージインデックス決定部2720は、マージベクトル候補リスト生成部2721と、マージベクトル・インデックス選択部2722とを有する。

マージベクトル候補リスト生成部2721は、空間的近傍ブロックの予測符号化情報、または時間的近傍ブロックの予測符号化情報から、マージベクトルの候補である動きベクトルのリストを生成する機能を有する。空間的近傍ブロックは、例えば符号化対象ブロックに隣接するブロックである。時間的近傍ブロックは、例えば他フレームにおける符号化対象ブロックと位置が同じブロックである。

マージベクトル・インデックス選択部2722は、マージベクトル候補リスト生成部2721が生成したリストに含まれる各マージベクトル候補に対して、現画像と参照画像に基づいて評価コストをそれぞれ算出する。マージベクトル・インデックス選択部2722は、算出された評価コストが最小のマージベクトルを選択し、選択されたマージベクトルのインデックスを選択する。マージベクトル・インデックス選択部2722は、選択されたマージベクトルおよびマージインデックスが含まれるマージ情報と、選択されたマージベクトルに関する評価コストを出力する。

［動作の説明］
以下、本実施形態の予測符号化情報決定部2700の動作を図４〜図６を参照して説明する。図４は、第１の実施形態の予測符号化情報決定部2700による予測符号化モード決定処理の動作を示すフローチャートである。

図４に示す例は、CTB ごとに１つの符号化対象ブロックに対して画面内予測モード決定処理、動きベクトル探索処理、マージベクトル・マージインデックス決定処理、および予測符号化モード決定処理が連続で実行される動作例である。

予測符号化情報決定部2700には、入力画像を構成するCTB の中で、まだ処理されていないCTB が１つ入力される。すなわち、CTB ループに入る（ステップS101）。

予測符号化情報決定部2700は、入力されたCTB 内のブロックの中で、まだ予測符号化モードが決定されていないブロックを１つ選択する。すなわち、CTB 内ブロックループに入る（ステップS102）。

画面内予測モード決定部2730は、選択されたブロックに対して、コストが最小になる画面内予測モードを決定する（ステップS103）。

次いで、動きベクトル探索部2710は、選択されたブロックに対して、探索範囲内の多数の動きベクトル候補の中からコストが最小になる暫定動きベクトルを決定する（ステップS104）。

次いで、マージベクトル・マージインデックス決定部2720は、選択されたブロックに対して、近傍ブロックの動きベクトルから導出される複数のマージベクトル候補の中からコストが最小になるマージベクトルを決定する。また、マージベクトル・マージインデックス決定部2720は、決定されたマージベクトルに対応するマージインデックスを決定する（ステップS105）。

次いで、予測符号化モード決定部2740は、画面内予測モード決定部2730、動きベクトル探索部2710、およびマージベクトル・マージインデックス決定部2720それぞれから入力された情報に基づいて、選択されたブロックの予測符号化モードを決定する（ステップS106）。

予測符号化情報決定部2700は、入力されたCTB 内のブロックの中で予測符号化モードが決定されていないブロックが存在する間、ステップS103〜ステップS106の処理を繰り返し行う。CTB 内の全てのブロックの予測符号化モードが決定されたとき、予測符号化情報決定部2700は、CTB 内ブロックループを抜ける（ステップS107）。

予測符号化情報決定部2700は、入力画像を構成するCTB の中で処理されていないCTB が存在する間、ステップS102〜ステップS107の処理を繰り返し行う。入力画像を構成する全てのCTB が処理されたとき、予測符号化情報決定部2700は、CTB ループを抜け（ステップS108）、予測符号化モード決定処理を終了する。

次に、予測符号化情報決定部2700による予測符号化モード決定処理の他の動作例を説明する。図５は、第１の実施形態の予測符号化情報決定部2700による予測符号化モード決定処理の他の動作を示すフローチャートである。

図５に示す例は、１つの入力画像に対して画面内予測モード決定処理、動きベクトル探索処理、マージベクトル・マージインデックス決定処理、および予測符号化モード決定処理が順に実行される動作例である。

画面内予測モード決定部2730には、入力画像を構成するCTB の中で、まだ処理されていないCTB が１つ入力される。すなわち、CTB ループに入る（ステップS201）。また、画面内予測モード決定部2730は、入力されたCTB 内のブロックの中で、まだ画面内予測モードが決定されていないブロックを１つ選択する。すなわち、CTB 内ブロックループに入る（ステップS202）。

ステップS203の処理は、図４に示すステップS103の処理と同様である。画面内予測モード決定部2730は、入力されたCTB 内のブロックの中で画面内予測モードが決定されていないブロックが存在する間、ステップS203の処理を繰り返し行う。

CTB 内の全てのブロックの画面内予測モードが決定されたとき、画面内予測モード決定部2730は、CTB 内ブロックループを抜ける（ステップS204）。また、画面内予測モード決定部2730は、入力画像を構成するCTB の中で処理されていないCTB が存在する間、ステップS202〜ステップS204の処理を繰り返し行う。入力画像を構成する全てのCTB が処理されたとき、画面内予測モード決定部2730は、CTB ループを抜ける（ステップS205）。

次いで、動きベクトル探索部2710には、入力画像を構成するCTB の中で、まだ処理されていないCTB が１つ入力される。すなわち、CTB ループに入る（ステップS206）。また、動きベクトル探索部2710は、入力されたCTB 内のブロックの中で、まだ暫定動きベクトルが決定されていないブロックを１つ選択する。すなわち、CTB 内ブロックループに入る（ステップS207）。

ステップS208の処理は、図４に示すステップS104の処理と同様である。動きベクトル探索部2710は、入力されたCTB 内のブロックの中で暫定動きベクトルが決定されていないブロックが存在する間、ステップS208の処理を繰り返し行う。

CTB 内の全てのブロックに対して暫定動きベクトルが決定されたとき、動きベクトル探索部2710は、CTB 内ブロックループを抜ける（ステップS209）。また、動きベクトル探索部2710は、入力画像を構成するCTB の中で処理されていないCTB が存在する間、ステップS207〜ステップS209の処理を繰り返し行う。入力画像を構成する全てのCTB が処理されたとき、動きベクトル探索部2710は、CTB ループを抜ける（ステップS210）。

次いで、マージベクトル・マージインデックス決定部2720には、入力画像を構成するCTB の中で、まだ処理されていないCTB が１つ入力される。すなわち、CTB ループに入る（ステップS211）。また、マージベクトル・マージインデックス決定部2720は、入力されたCTB 内のブロックの中で、まだマージベクトルおよびマージインデックスが決定されていないブロックを１つ選択する。すなわち、CTB 内ブロックループに入る（ステップS212）。

ステップS213の処理は、図４に示すステップS105の処理と同様である。マージベクトル・マージインデックス決定部2720は、入力されたCTB 内のブロックの中でマージベクトルおよびマージインデックスが決定されていないブロックが存在する間、ステップS213の処理を繰り返し行う。

CTB 内の全てのブロックに対してマージベクトルおよびマージインデックスが決定されたとき、マージベクトル・マージインデックス決定部2720は、CTB 内ブロックループを抜ける（ステップS214）。また、マージベクトル・マージインデックス決定部2720は、入力画像を構成するCTB の中で処理されていないCTB が存在する間、ステップS212〜ステップS214の処理を繰り返し行う。入力画像を構成する全てのCTB が処理されたとき、マージベクトル・マージインデックス決定部2720は、CTB ループを抜ける（ステップS215）。

次いで、予測符号化モード決定部2740には、入力画像を構成するCTB の中で、まだ処理されていないCTB が１つ入力される。すなわち、CTB ループに入る（ステップS216）。また、予測符号化モード決定部2740は、入力されたCTB 内のブロックの中で、まだ予測符号化モードが決定されていないブロックを１つ選択する。すなわち、CTB 内ブロックループに入る（ステップS217）。

ステップS218の処理は、図４に示すステップS106の処理と同様である。予測符号化モード決定部2740は、入力されたCTB 内のブロックの中で予測符号化モードが決定されていないブロックが存在する間、ステップS218の処理を繰り返し行う。

CTB 内の全てのブロックの予測符号化モードが決定されたとき、予測符号化モード決定部2740は、CTB 内ブロックループを抜ける（ステップS219）。また、予測符号化モード決定部2740は、入力画像を構成するCTB の中で処理されていないCTB が存在する間、ステップS217〜ステップS219の処理を繰り返し行う。入力画像を構成する全てのCTB が処理されたとき、予測符号化モード決定部2740は、CTB ループを抜け（ステップS220）、予測符号化モード決定処理を終了する。

動きベクトル探索処理、マージベクトル・マージインデックス決定処理、および予測符号化モード決定処理それぞれは、CTB ごとに独立した処理であるため、各CTB に係る処理は並列に実行されてもよい。すなわち、予測符号化情報決定部2700は、図４および図５に示すCTB ループの各処理を、CTB 単位で並列に実行してもよい。

次に、マージベクトル候補リスト生成部2721によるマージベクトル候補リスト生成処理の動作例を説明する。図６は、マージベクトル候補リスト生成部2721によるマージベクトル候補リスト生成処理の動作を示すフローチャートである。なお、図６に示す処理は、図４に示すステップS105の処理の一部、または図５に示すステップS213の処理の一部に相当する。

マージベクトル候補リスト生成部2721は、例えば図１９に示す処理対象ブロックの周囲のブロックＡ、ブロックＢ、ブロックＣ、ブロックＤ、ブロックＥと、時間的近傍フレームにおける処理対象ブロックと位置が同じブロックを候補ブロックにする。マージベクトル候補リスト生成部2721は、各候補ブロックの中で、まだ検証されていないブロックを１つ選択する。すなわち、候補ブロックループに入る（ステップS301）。

マージベクトル候補リスト生成部2721は、選択された候補ブロックが、処理対象ブロックと同一のCTB 内に存在するか否かを確認する（ステップS302）。

選択された候補ブロックが同一のCTB 内に存在しない場合（ステップS302におけるNo）、マージベクトル候補リスト生成部2721は、選択された候補ブロックの動き情報をマージベクトル候補リストに追加しない。マージベクトル候補リスト生成部2721は、選択された候補ブロックの検証を終了し、次の候補ブロックを選択する（ステップS301）。

選択された候補ブロックが同一のCTB 内に存在する場合（ステップS302におけるYes ）、マージベクトル候補リスト生成部2721は、選択された候補ブロックが有効なブロックであるか否かを確認する（ステップS303）。なお、選択された候補ブロックが同一のCTB 内に存在する場合には、候補ブロックが属するフレームと処理対象ブロックが属するフレームが異なる場合が含まれる。

有効なブロックは、画面内に存在し、かつ画面内予測モードで符号化されていないブロックである。画面内に存在し、かつ画面内予測モードで符号化されていないブロックを有効なブロックにする理由は、画面外に存在するブロックや、画面内予測モードで符号化されているブロックが動きベクトルを持たないためである。

選択された候補ブロックが有効なブロックでない場合（ステップS303におけるNo）、マージベクトル候補リスト生成部2721は、選択された候補ブロックの動き情報をマージベクトル候補リストに追加しない。マージベクトル候補リスト生成部2721は、選択された候補ブロックの検証を終了し、次の候補ブロックを選択する（ステップS301）。

選択された候補ブロックが有効なブロックである場合（ステップS303におけるYes ）、マージベクトル候補リスト生成部2721は、選択された候補ブロックの動き情報をマージベクトル候補として、マージベクトル候補リストに追加する（ステップS304）。

次いで、マージベクトル候補リスト生成部2721は、マージベクトル候補リスト内のマージベクトル候補数が、最大マージ候補数であるか否かを確認する（ステップS305）。マージベクトル候補数が最大マージ候補数である場合（ステップS305におけるYes ）、マージベクトル候補リスト生成部2721は、候補ブロックループを抜け、マージベクトル候補リスト生成処理を終了する。

マージベクトル候補数が最大マージ候補数でない場合（ステップS305におけるNo）、マージベクトル候補リスト生成部2721は、次の候補ブロックを選択する（ステップS301）。

マージベクトル候補リスト生成部2721は、各候補ブロックの中で検証されていない候補ブロックが存在する間、ステップS302〜ステップS305の処理を繰り返し行う。全ての候補ブロックが検証されたとき、マージベクトル候補リスト生成部2721は、候補ブロックループを抜け（ステップS306）、マージベクトル候補リスト生成処理を終了する。

本実施形態のマージベクトル候補リスト生成部2721は、図６に示すステップS302の処理で候補ブロックが符号化対象ブロックと同一のCTB 内に存在するか否かを判定する。マージベクトル候補リスト生成部2721は、同一のCTB 内に存在する候補ブロックの動き情報のみをマージベクトル候補としてリストに追加するため、他のCTB 内に存在する候補ブロックの予測符号化情報を必要としない。

一般的なマージベクトル候補リスト生成部は、同一のCTB 外に存在する候補ブロックの動き情報もマージベクトル候補としてリストに追加するため、他のCTB 内に存在するブロックの動き情報も追加の時点で決定されている必要がある。よって、各CTB に関する処理の間に依存関係があり、処理が並列に実行されない。本実施形態のマージベクトル・マージインデックス決定部2720は、他のCTB 内に存在する候補ブロックの予測符号化情報を参照しないため、各CTB に関する処理を並列に実行できる。

例えば、4K(3840x2160) サイズの画像が64x64 サイズのCTU に分割される場合、本実施形態の動画像符号化装置1001は、(3840x2160)/(64x64)=2025のタスクを並列に処理できる。

従って、本実施形態の動画像符号化装置1001がメニーコアプロセッサで実現される場合、より多くのプロセッサコアが活用され、符号化処理に係る処理時間も短縮される。また、CTB 内の候補ブロックの動き情報は一般的な動画像符号化装置と同様に利用されるため、符号化効率の低下が抑えられる。本実施形態の動画像符号化装置1001は、符号化効率の低下を抑えつつ多数のタスクを並列に処理できるため、高速で符号化処理を実行できる。

また、本実施形態の動画像符号化装置1001が出力する動画像ストリームがデコードされる時にも、各CTB の予測符号化モードが並列に決定される。その理由は、デコード時に異なるCTB の情報を参照する必要がない、すなわちCTB 間に依存関係がないことが保証されているためである。

実施形態２．
［構成の説明］
次に、本発明の第２の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態の動画像符号化装置1002（図示せず）には、図１に示す動画像符号化装置1001と異なり、予測符号化情報決定部2700の代わりに予測符号化情報決定部2701が備えられている。本実施形態の動画像符号化装置1002は、H.265 規格に則ったマージインデックスを導出することを特徴とする。

本実施形態の動画像符号化装置1002における予測符号化情報決定部2701の構成を図７に示す。図７は、予測符号化情報決定部2701の第２の実施形態の構成例を示すブロック図である。

図７に示すように、本実施形態の予測符号化情報決定部2701には、図２に示す予測符号化情報決定部2700と異なり、マージベクトル・マージインデックス決定部2720の代わりにマージベクトル決定部2760とマージインデックス決定部2770が含まれている。

マージベクトル決定部2760とマージインデックス決定部2770以外の図７に示す予測符号化情報決定部2701の構成は、図２に示す予測符号化情報決定部2700の構成と同様である。また、本実施形態の予測符号化モード決定部2740は、第１の実施形態の予測符号化モード決定部2740と異なる機能を有する。

マージベクトル決定部2760は、ブロックマッチング等を実行することによって、近傍ブロックの動きベクトルから導出される複数のマージベクトル候補の中からコストが最小になるマージベクトルを決定する機能を有する。マージベクトル決定部2760は、マージベクトル候補リストを生成する際、符号化対象ブロックが属するCTB 外のブロックを参照しない。

予測符号化モード決定部2740は、入力された情報に基づいて、符号化対象ブロックの予測符号化モードを、画面内予測モードと動き補償予測モードのいずれの予測モードにするか決定する。

予測符号化モード決定部2740は、決定されたモード情報を出力する。また、予測符号化モードが動き補償予測モードに決定された場合、予測符号化モード決定部2740は、動きベクトルのみを出力し、マージ情報を決定しない。予測符号化モード決定部2740から出力されるモード情報は、マージインデックス決定部2770に入力される。

マージインデックス決定部2770は、入力されたモード情報に基づいて、近傍ブロックの動きベクトルから導出される複数のマージベクトル候補に対応するマージインデックスを決定する機能を有する。マージインデックス決定部2770は、マージベクトル候補リストを生成する際、符号化対象ブロックが属するCTB 外のブロックを参照する。

次に、マージベクトル決定部2760の構成例を図８に示す。図８は、マージベクトル決定部2760の構成例を示すブロック図である。図８に示すマージベクトル決定部2760は、マージベクトル候補リスト生成部2761と、マージベクトル選択部2762とを有する。

マージベクトル候補リスト生成部2761は、図３に示すマージベクトル候補リスト生成部2721と同様の機能を有する。

マージベクトル選択部2762は、マージベクトル候補リスト生成部2761が生成したリストに含まれる各マージベクトル候補に対して、現画像と参照画像に基づいて評価コストをそれぞれ算出する。マージベクトル選択部2762は、算出された評価コストが最小のマージベクトルを選択し、選択されたマージベクトルおよびマージベクトルに関する評価コストを出力する。すなわち、マージベクトル選択部2762は、マージベクトル・インデックス選択部2722と異なり、マージインデックスを出力しない。

次に、マージインデックス決定部2770の構成例を図９に示す。図９は、マージインデックス決定部2770の構成例を示すブロック図である。図９に示すマージインデックス決定部2770は、マージベクトル候補リスト生成部2771と、マージインデックス選択部2772とを有する。

マージベクトル候補リスト生成部2771は、空間的近傍ブロックの予測符号化情報、または時間的近傍ブロックの予測符号化情報から、マージベクトルの候補である動きベクトルのリストを生成する機能を有する。マージベクトル候補リスト生成部2771は、リストを生成する際、近傍ブロックが処理対象ブロックと同一のCTB 内に存在するか否かを確認しない。

マージインデックス選択部2772は、マージベクトル候補リスト生成部2771が生成したリストに対応するマージインデックスを選択する機能を有する。マージインデックスを選択する際、マージインデックス選択部2772は、予測符号化モード決定部2740から入力されたモード情報を用いる。マージインデックス選択部2772は、選択されたマージインデックスを出力する。

［動作の説明］
以下、本実施形態の予測符号化情報決定部2701の動作を図１０を参照して説明する。図１０は、第２の実施形態の予測符号化情報決定部2701による予測符号化モード決定処理の動作を示すフローチャートである。

図１０に示す例は、CTB ごとに１つの符号化対象ブロックに対して画面内予測モード決定処理、動きベクトル探索処理、マージベクトル決定処理、および予測符号化モード決定処理が連続で実行された後、CTB ごとに１つの符号化対象ブロックに対してマージインデックス決定処理が実行される動作例である。

ステップS401〜ステップS404の処理は、図４に示すステップS101〜ステップS104の処理と同様である。

マージベクトル決定部2760は、選択されたブロックに対して、近傍ブロックの動きベクトルから導出される複数のマージベクトル候補の中からコストが最小になるマージベクトルを決定する（ステップS405）。

ステップS406〜ステップS408の処理は、図４に示すステップS106〜ステップS108の処理と同様である。

マージインデックス決定部2770には、入力画像を構成するCTB の中で、まだ処理されていないCTB が１つ入力される。すなわち、CTB ループに入る（ステップS409）。

マージインデックス決定部2770は、入力されたマージ情報に基づいて、入力されたCTB 内の予測符号化モードが動き補償予測モードに決定されたブロックの中で、まだマージインデックスが決定されていないブロックを１つ選択する。すなわち、CTB 内ブロックループに入る（ステップS410）。

マージベクトル候補リスト生成部2771は、選択されたブロックに対して、近傍ブロックの動きベクトルから複数のマージベクトル候補が含まれるマージベクトル候補リストを生成する。次いで、マージインデックス選択部2772は、生成されたマージベクトル候補リストに対応するマージインデックスを決定する（ステップS411）。

マージインデックス決定部2770は、入力されたCTB 内の予測符号化モードが動き補償予測モードに決定されたブロックの中でマージインデックスが決定されていないブロックが存在する間、ステップS411の処理を繰り返し行う。CTB 内の予測符号化モードが動き補償予測モードに決定された全てのブロックに対してマージインデックスが決定されたとき、マージインデックス決定部2770は、CTB 内ブロックループを抜ける（ステップS412）。

マージインデックス決定部2770は、入力画像を構成するCTB の中で処理されていないCTB が存在する間、ステップS410〜ステップS412の処理を繰り返し行う。入力画像を構成する全てのCTB が処理されたとき、マージインデックス決定部2770は、CTB ループを抜け（ステップS413）、予測符号化モード決定処理を終了する。

なお、本実施形態の予測符号化情報決定部2701は、図５に示す例と同様に、１つの入力画像に対して画面内予測モード決定処理、動きベクトル探索処理、マージベクトル決定処理、予測符号化モード決定処理、およびマージインデックス決定処理を順に実行してもよい。

動きベクトル探索処理、マージベクトル決定処理、および予測符号化モード決定処理それぞれは、CTB ごとに独立した処理であるため、各CTB に係る処理は並列に実行されてもよい。

また、マージインデックス決定部2770には、CTB 外のブロックの動き情報とモード情報が入力される。すなわち、全てのCTB に対して予測符号化モードが決定された後であれば、マージインデックス決定部2770は、マージインデックス決定処理をCTB 単位で並列に実行できる。すなわち、予測符号化情報決定部2701は、図１０に示すCTB ループの各処理を、CTB 単位で並列に実行してもよい。

次に、マージベクトル候補リスト生成部2771によるマージベクトル候補リスト生成処理の動作例を説明する。図１１は、マージベクトル候補リスト生成部2771によるマージベクトル候補リスト生成処理の動作を示すフローチャートである。なお、図１１に示す処理は、図１０に示すステップS411の処理の一部に相当する。

マージベクトル候補リスト生成部2771は、処理対象ブロックが属するCTB 外のブロックの動き情報も、マージベクトル候補としてリストに追加する。すなわち、図１１に示す動作例には、図６に示す選択された候補ブロックが処理対象ブロックと同一のCTB 内に存在するか否かを確認するステップS302の処理がない。

ステップS501の処理は、図６に示すステップS301の処理と同様である。また、ステップS502〜ステップS505の処理は、図６に示すステップS303〜ステップS306の処理と同様である。

マージベクトル候補リスト生成部2771は、CTB 外のブロックの動き情報もマージベクトル候補にする。すなわち、生成されたマージベクトル候補リストは、H.265 規格に準拠したリストになる。本実施形態では、CTB 外のブロックの動き情報もマージベクトルとして使用されるため、第１の実施形態よりも符号化の精度が向上する可能性がある。

次に、マージインデックス選択部2772によるマージインデックス選択処理の動作例を説明する。図１２は、マージインデックス選択部2772によるマージインデックス選択処理の動作を示すフローチャートである。なお、図１２に示す処理は、図１０に示すステップS411の処理の一部に相当する。

マージインデックス選択部2772は、マージベクトル候補リスト生成部2771が生成したリスト内の各マージベクトル候補の中で、まだ検証されていないマージベクトル候補を１つ選択する。すなわち、リスト内候補ベクトルループに入る（ステップS601）。

マージインデックス選択部2772は、選択されたマージベクトル候補が、予測符号化モード決定部2740から入力された処理対象ブロックに関する動きベクトルと同一か否かを確認する（ステップS602）。

選択されたマージベクトル候補が処理対象ブロックに関する動きベクトルと同一でない場合（ステップS602におけるNo）、マージインデックス選択部2772は、選択されたマージベクトル候補の検証を終了し、次のマージベクトル候補を選択する（ステップS601）。

選択されたマージベクトル候補が処理対象ブロックに関する動きベクトルと同一である場合（ステップS602におけるYes ）、マージインデックス選択部2772は、リスト内候補ベクトルループを抜ける。マージインデックス選択部2772は、処理対象ブロックの予測符号化モードがマージモードであるか否かを示すフラグであるマージフラグをONに設定する（ステップS605）。ONに設定されたマージフラグは、予測符号化モードがマージモードであることを示す。

すなわち、予測符号化モード決定部2740が決定した予測符号化モードが予測ベクトルモードであっても処理対象ブロックに関する動きベクトルがマージベクトル候補と同一であれば、マージインデックス選択部2772は、マージフラグをONに設定する。マージフラグがONに設定されることによって、予測符号化モードは、予測ベクトルモードからマージモードに修正される。

次いで、マージインデックス選択部2772は、リストのインデックスをマージインデックスとして設定する（ステップS606）。CTB 外のブロックの動き情報も含まれているため、設定されたマージインデックスは、H.265 規格に準拠したマージインデックスである。設定した後、マージインデックス選択部2772は、マージインデックス選択処理を終了する。

マージインデックス選択部2772は、各マージベクトル候補の中で検証されていないマージベクトル候補が存在する間、ステップS602の処理を繰り返し行う。全てのマージベクトル候補が検証された結果、処理対象ブロックに関する動きベクトルと同一のマージベクトル候補がリスト内に存在しなかった場合、マージインデックス選択部2772は、リスト内候補ベクトルループを抜ける（ステップS603）。

次いで、マージインデックス選択部2772は、マージフラグをOFF に設定する（ステップS604）。OFF に設定されたマージフラグは、予測符号化モードがマージモードでないことを示す。設定した後、マージインデックス選択部2772は、マージインデックス選択処理を終了する。

本実施形態では、各符号化対象ブロックの予測符号化モードが決定された後、マージインデックス決定部2770がH.265 規格に準拠したマージインデックスを再度設定する。よって、H.265 規格に準拠していれば、専用デコーダではないデコーダでも、本実施形態の動画像符号化装置1002が出力するビットストリームを復号できる。

実施形態３．
［構成の説明］
次に、本発明の第３の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態の動画像符号化装置1002の構成は、第２の実施形態の動画像符号化装置1002の構成と同様である。また、本実施形態の動画像符号化装置1002における予測符号化情報決定部2701の構成は、図７に示す予測符号化情報決定部2701の構成と同様である。

本実施形態の動画像符号化装置1002は、マージベクトル決定処理と予測符号化モード決定処理を複数回繰り返すことによって、第１の実施形態および第２の実施形態よりも精度の高い動き情報を算出し、符号化効率を向上させることを特徴とする。

なお、本実施形態のマージベクトル候補リスト生成部2761は、マージベクトル候補リスト生成時に、処理対象ブロックが属するCTB 外のブロックの動き情報もマージベクトル候補にする。

［動作の説明］
以下、本実施形態の予測符号化情報決定部2701の動作を図１３を参照して説明する。図１３は、第３の実施形態の予測符号化情報決定部2701による予測符号化モード決定処理の動作を示すフローチャートである。

予測符号化情報決定部2701には、入力画像を構成するCTB の中で、まだ処理されていないCTB が１つ入力される。すなわち、CTB ループに入る（ステップS701）。また、予測符号化情報決定部2701は、入力されたCTB 内のブロックの中で、まだ画面内予測モードおよび暫定動きベクトルが決定されていないブロックを１つ選択する。すなわち、CTB 内ブロックループに入る（ステップS702）。

ステップS703〜ステップS704の処理は、図１０に示すステップS403〜ステップS404の処理と同様である。

予測符号化情報決定部2701は、入力されたCTB 内のブロックの中で画面内予測モードおよび暫定動きベクトルが決定されていないブロックが存在する間、ステップS703〜ステップS704の処理を繰り返し行う。CTB 内の全てのブロックに対して画面内予測モードおよび暫定動きベクトルが決定されたとき、予測符号化情報決定部2701は、CTB 内ブロックループを抜ける（ステップS705）。

また、予測符号化情報決定部2701は、入力画像を構成するCTB の中で処理されていないCTB が存在する間、ステップS702〜ステップS705の処理を繰り返し行う。入力画像を構成する全てのCTB が処理されたとき、予測符号化情報決定部2701は、CTB ループを抜ける（ステップS706）。

次いで、予測符号化情報決定部2701は、N ループに入る（ステップS707）。N は1 以上の整数である。また、N ループにおける予測符号化情報決定部2701のループ回数をn とする。

次いで、予測符号化情報決定部2701には、入力画像を構成するCTB の中で、まだ処理されていないCTB が１つ入力される。すなわち、CTB ループに入る（ステップS708）。また、予測符号化情報決定部2701は、入力されたCTB 内のブロックの中で、まだマージベクトルおよび予測符号化モードが決定されていないブロックを１つ選択する。すなわち、CTB 内ブロックループに入る（ステップS709）。

マージベクトル決定部2760は、選択されたブロックに対して、近傍ブロックの動きベクトルから導出される複数のマージベクトル候補の中からコストが最小になるマージベクトルを決定する（ステップS710）。

マージベクトル候補リスト生成部2761によるマージベクトル候補リスト生成の動作は、図１１に示す動作と同様である。n=1 の時、マージベクトル候補リスト生成部2761に入力されるCTB 外の近傍ブロックの動き情報はない。または、n=1 の時、マージベクトル候補リスト生成部2761に入力されるCTB 外の近傍ブロックの動き情報は、動きベクトル探索部2710が出力する動き情報である。

n ≧2 の時、マージベクトル候補リスト生成部2761に入力されるCTB 外の近傍ブロックの動き情報は、(n-1) の時の予測符号化モード決定部2740が出力した予測符号化モード情報に含まれる動き情報である。

ステップS711の処理は、図１０に示すステップS406の処理と同様である。

予測符号化情報決定部2701は、入力されたCTB 内のブロックの中でマージベクトルおよび予測符号化モードが決定されていないブロックが存在する間、ステップS710〜ステップS711の処理を繰り返し行う。CTB 内の全てのブロックに対してマージベクトルおよび予測符号化モードが決定されたとき、予測符号化情報決定部2701は、CTB 内ブロックループを抜ける（ステップS712）。

また、予測符号化情報決定部2701は、入力画像を構成するCTB の中で処理されていないCTB が存在する間、ステップS709〜ステップS712の処理を繰り返し行う。入力画像を構成する全てのCTB が処理されたとき、予測符号化情報決定部2701は、CTB ループを抜け（ステップS713）、n に1 を加算する。

予測符号化情報決定部2701は、n<N の間、ステップS708〜ステップS713の処理を繰り返し行う。n=N のとき、予測符号化情報決定部2701は、N ループを抜ける（ステップS714）。

ステップS715〜ステップS719の処理は、図１０に示すステップS409〜ステップS413の処理と同様である。

なお、予測符号化情報決定部2701は、図１３に示すCTB ループの各処理を、CTB 単位で並列に実行してもよい。

本実施形態のマージベクトル決定部2760は、マージベクトル決定処理を繰り返し実行する。また、予測符号化モード決定部2740は、予測符号化モード決定処理を繰り返し実行する。よって、マージベクトル決定部2760は、前回の予測符号化モード決定処理で生成された、処理対象ブロックが属するCTB 外の近傍ブロックの動き情報も参照できる。すなわち、本実施形態の動画像符号化装置1002は、第１の実施形態および第２の実施形態よりも動き情報の精度を向上させ、符号化効率を高めることができる。

また、第２の実施形態と同様、本実施形態でも、予測符号化モード決定部2740が所定回目に予測符号化モードを決定した後、マージインデックス決定部2770がH.265 規格に準拠したマージインデックスを再度設定する。よって、H.265 規格に準拠していれば、専用デコーダではないデコーダでも、本実施形態の動画像符号化装置1002が出力するビットストリームを復号できる。

実施形態４．
［構成の説明］
次に、本発明の第４の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態の動画像符号化装置1003（図示せず）には、図１に示す動画像符号化装置1001と異なり、予測符号化情報決定部2700の代わりに予測符号化情報決定部2702が備えられている。本実施形態の動画像符号化装置1003は、第３の実施形態の機能に加えて、CBサイズを選択できることを特徴とする。

上述したCTB は、CBと呼ばれるブロックに階層的に四分木分割される。H.265 規格では、CBサイズは、8x8 画素、16x16 画素、32x32 画素、64x64 画素のいずれかである。エンコーダは、CTB をCBに分割する際、分割するCBサイズを規格の範囲内で任意に決定できる。画像が表示する絵柄の複雑さに応じて適切なCBサイズが用いられると、圧縮効率が向上することが知られている。

本実施形態の動画像符号化装置1003における予測符号化情報決定部2702の構成を図１４に示す。図１４は、予測符号化情報決定部2702の第４の実施形態の構成例を示すブロック図である。

図１４に示すように、本実施形態の予測符号化情報決定部2702には、図７に示す予測符号化情報決定部2701と異なり、サイズ決定部2780と、サイズコストバッファ2790とが追加されている。

サイズ決定部2780とサイズコストバッファ2790以外の図１４に示す予測符号化情報決定部2702の構成は、図７に示す予測符号化情報決定部2701の構成と同様である。本実施形態の予測符号化情報決定部2702には、CBサイズを決定する一般的な技術が採用されている。

サイズ決定部2780は、CBサイズを選択する機能を有する。また、サイズコストバッファ2790は、暫定最良サイズのコストを記憶する機能を有する。

具体的には、サイズ決定部2780は、予測符号化モード決定部2740から出力される対象CBのコストと、サイズコストバッファ2790に記憶されている対象CBが４分割された場合に生成される４つのサブCBのコストの合計を比較する。

サイズ決定部2780は、比較した結果コストが小さい方のCBサイズを選択する。次いで、サイズ決定部2780は、選択されたCBサイズのコストをサイズコストバッファ2790に格納する。また、サイズ決定部2780は、コストが小さい方のCBサイズの情報を用いて、予測情報バッファ2750に記憶されている予測符号化情報を更新する。

［動作の説明］
以下、本実施形態の予測符号化情報決定部2702の動作を図１５を参照して説明する。図１５は、第４の実施形態の予測符号化情報決定部2702による予測符号化モード決定処理の動作を示すフローチャートである。

図１５に示す動作例には、図１３に示す動作例に、符号化に最適なブロックサイズを選択する処理、および符号化に最適なブロックサイズを更新する処理が追加されている。

予測符号化情報決定部2702には、入力画像を構成するCTB の中で、まだ処理されていないCTB が１つ入力される。すなわち、CTB ループに入る（ステップS801）。

予測符号化情報決定部2702は、ブロックサイズの中で、まだ入力されたCTB に関して画面内予測モードおよび暫定動きベクトルが決定されていないブロックサイズを１つ選択する。例えば、予測符号化情報決定部2702は、処理対象のブロックサイズを8x8 画素、16x16 画素、32x32 画素、64x64 画素の中から順に選択する。すなわち、ブロックサイズループに入る（ステップS802）。

予測符号化情報決定部2702は、入力されたCTB 内の、ステップS802で選択されたブロックサイズのブロックの中で、まだ画面内予測モードおよび暫定動きベクトルが決定されていないブロックを１つ選択する。すなわち、CTB 内ブロックループに入る（ステップS803）。

ステップS804〜ステップS805の処理は、図１０に示すステップS403〜ステップS404の処理と同様である。

予測符号化情報決定部2702は、入力されたCTB 内の選択されたブロックサイズのブロックの中で画面内予測モードおよび暫定動きベクトルが決定されていないブロックが存在する間、ステップS804〜ステップS805の処理を繰り返し行う。CTB 内の選択されたブロックサイズの全てのブロックに対して画面内予測モードおよび暫定動きベクトルが決定されたとき、予測符号化情報決定部2702は、CTB 内ブロックループを抜ける（ステップS806）。

また、予測符号化情報決定部2702は、入力されたCTB に関して画面内予測モードおよび暫定動きベクトルが決定されていないブロックサイズが存在する間、ステップS803〜ステップS806の処理を繰り返し行う。全てのブロックサイズに対して画面内予測モードおよび暫定動きベクトルが決定されたとき、予測符号化情報決定部2702は、ブロックサイズループを抜ける（ステップS807）。

また、予測符号化情報決定部2702は、入力画像を構成するCTB の中で処理されていないCTB が存在する間、ステップS802〜ステップS807の処理を繰り返し行う。入力画像を構成する全てのCTB が処理されたとき、予測符号化情報決定部2702は、CTB ループを抜ける（ステップS808）。

次いで、予測符号化情報決定部2702は、N ループに入る（ステップS809）。N は1 以上の整数である。また、N ループにおける予測符号化情報決定部2702のループ回数をn とする。

次いで、予測符号化情報決定部2702には、入力画像を構成するCTB の中で、まだ処理されていないCTB が１つ入力される。すなわち、CTB ループに入る（ステップS810）。

また、予測符号化情報決定部2702は、ブロックサイズの中で、まだ入力されたCTB に関してマージベクトルおよび予測符号化モードが決定されていないブロックサイズを１つ選択する。例えば、予測符号化情報決定部2702は、処理対象のブロックサイズを8x8 画素、16x16 画素、32x32 画素、64x64 画素の中から順に選択する。すなわち、ブロックサイズループに入る（ステップS811）。

また、予測符号化情報決定部2702は、入力されたCTB 内のブロックの中で、まだマージベクトルおよび予測符号化モードが決定されていないブロックを１つ選択する。すなわち、CTB 内ブロックループに入る（ステップS812）。

ステップS813の処理は、図１３に示すステップS710の処理と同様である。

予測符号化モード決定部2740には、動きベクトル探索部2710から出力される、暫定動きベクトルおよび暫定動きベクトルに関するコストが入力される。また、予測符号化モード決定部2740には、マージベクトル・マージインデックス決定部2720から出力される、マージ情報およびマージ情報に関するコストが入力される。また、予測符号化モード決定部2740には、画面内予測モード決定部2730から出力される、画面内モード情報および画面内モード情報に関するコストが入力される。

予測符号化モード決定部2740は、入力された情報に基づいて、符号化対象ブロックに対する予測符号化モードを、暫定動きベクトルが用いられる予測ベクトルモード、マージモード、または画面内予測モードのいずれの予測モードにするか決定する（ステップS814）。予測符号化モード決定部2740は、決定された予測モードのコストおよび決定された予測符号化情報をサイズ決定部2780に入力する。

処理対象のブロックサイズが最小の8x8 画素である場合、サイズ決定部2780は、入力された処理対象のブロックに関するコストをサイズコストバッファ2790に格納する。また、サイズ決定部2780は、入力された予測符号化情報を予測情報バッファ2750に格納する。

処理対象のブロックサイズが最小の8x8 画素でない場合、サイズ決定部2780は、サイズコストバッファ2790に記憶されている処理対象のブロックが内包するブロックに関するコストを合計する。

例えば、処理対象のブロックサイズが16x16 画素である場合、処理対象のブロックは、サイズが8x8 画素の４つのブロックを内包する。サイズ決定部2780は、8x8 画素の４つのブロックに関するコストを合計する。

次いで、サイズ決定部2780は、コストの合計と処理対象ブロックに関するコストとを比較する。比較の結果、処理対象ブロックに関するコストがコストの合計以上であれば、サイズ決定部2780は、ステップS816の処理を行う。

比較の結果、処理対象ブロックに関するコストの方が小さければ、サイズ決定部2780は、サイズコストバッファ2790に記憶されている内包されるブロックに関するコストを処理対象ブロックに関するコストに更新する。

また、サイズ決定部2780は、予測情報バッファ2750に記憶されている内包されるブロックに関する予測符号化情報を処理対象ブロックに関する予測符号化情報に更新する（ステップS815）。

予測符号化情報決定部2702は、入力されたCTB 内の選択されたブロックサイズのブロックの中でマージベクトルおよび予測符号化モードが決定されていないブロックが存在する間、ステップS813〜ステップS815の処理を繰り返し行う。CTB 内の選択されたブロックサイズの全てのブロックに対してマージベクトルおよび予測符号化モードが決定されたとき、予測符号化情報決定部2702は、CTB 内ブロックループを抜ける（ステップS816）。

また、予測符号化情報決定部2702は、入力されたCTB に関してマージベクトルおよび予測符号化モードが決定されていないブロックサイズが存在する間、ステップS812〜ステップS816の処理を繰り返し行う。全てのブロックサイズに対してマージベクトルおよび予測符号化モードが決定されたとき、予測符号化情報決定部2702は、ブロックサイズループを抜ける（ステップS817）。

また、予測符号化情報決定部2702は、入力画像を構成するCTB の中で処理されていないCTB が存在する間、ステップS811〜ステップS817の処理を繰り返し行う。入力画像を構成する全てのCTB が処理されたとき、予測符号化情報決定部2702は、CTB ループを抜け（ステップS818）、n に1 を加算する。

予測符号化情報決定部2702は、n<N の間、ステップS810〜ステップS818の処理を繰り返し行う。n=N のとき、予測符号化情報決定部2702は、N ループを抜ける（ステップS819）。

ステップS820〜ステップS824の処理は、図１０に示すステップS409〜ステップS413の処理と同様である。

なお、予測符号化情報決定部2702は、図１５に示すCTB ループの各処理を、CTB 単位で並列に実行してもよい。

ステップS818の処理が終了した段階で、サイズコストバッファ2790には、総コストが最小になるようにCTB が分割された場合のCTB 内のブロックに関するコストが記憶されている。また、予測情報バッファ2750には、総コストが最小になるようにCTB が分割された場合の予測符号化情報が記憶されている。すなわち、本実施形態の動画像符号化装置1003は、圧縮効率が高まるようにCTB が分割されるCBのブロックサイズを選択できる。

実施形態５．
［構成の説明］
次に、本発明の第５の実施形態を、図面を参照して説明する。本実施形態の動画像符号化装置1004（図示せず）には、図１に示す動画像符号化装置1001と異なり、予測符号化情報決定部2700の代わりに予測符号化情報決定部2703が備えられている。

本実施形態の動画像符号化装置1004における予測符号化情報決定部2703の構成を図１６に示す。図１６は、予測符号化情報決定部2703の第５の実施形態の構成例を示すブロック図である。

図１６に示すように、本実施形態の予測符号化情報決定部2703には、図１４に示す予測符号化情報決定部2702と異なり、第１予測情報バッファ2751と、第２予測情報バッファ2752と、第３予測情報バッファ2753と、第４予測情報バッファ2754とが追加されている。また、予測符号化情報決定部2703には、サイズ決定部2780の代わりにサイズ決定部2781が含まれている。

本実施形態の動画像符号化装置1004は、マージインデックス決定処理で参照される近傍ブロックの動き情報がマージベクトル決定処理で参照される近傍ブロックの動き情報と等しくなるため、マージインデックス決定処理を正確に実行できる。すなわち、動画像符号化装置1004は、圧縮効率をより向上できる。

第４の実施形態の動画像符号化装置1003では、サイズ決定部2780は、処理結果である予測符号化情報を予測情報バッファ2750に格納する。具体的には、サイズ決定部2780は、小さいブロックサイズから大きいブロックサイズの順にコストを比較する。

小さいCBに関するコストの合計よりも大きいCBに関するコストが小さければ、サイズ決定部2780は、予測情報バッファ2750に記憶されている小さいCBに関する予測符号化情報を大きいCBに関する予測符号化情報で上書きする。

しかし、図１５に示すN ループの反復処理でCTB 内の所定の画像領域で大きいCBが選択された場合、予測情報バッファ2750は、所定の画像領域に関して大きいCBに関する予測符号化情報しか保持していない。

よって、マージインデックス決定処理で参照される近傍ブロックが大きいCBが内包する小さいCBであっても、予測情報バッファ2750には大きいCBに関する予測符号化情報しか保持されていないため、マージインデックス決定部2770は、近傍ブロックの動き情報を参照できない。

特に、マージインデックス選択部2772は、マージインデックス選択処理で参照されるはずの近傍ブロックに関する予測符号化情報と異なる情報しか参照できない。異なる情報しか参照されない場合、圧縮効率は低下する。

上記の課題を解決するために、本実施形態の予測符号化情報決定部2703は、複数の予測情報バッファを有する。予測符号化情報決定部2703が有する予測情報バッファの数は、CBサイズの種類の数である。

具体的には、CBサイズの種類は64x64 画素、32x32 画素、16x16 画素、8x8 画素の４つであるため、予測符号化情報決定部2703は、４つの予測情報バッファを有する。各予測情報バッファは、対応するサイズ以下のCBに関する予測符号化情報を保持する。

すなわち、第１予測情報バッファ2751は、64x64 画素以下のCBに関する予測符号化情報を保持する。また、第２予測情報バッファ2752は、32x32 画素以下のCBに関する予測符号化情報を保持する。また、第３予測情報バッファ2753は、16x16 画素以下のCBに関する予測符号化情報を保持する。また、第４予測情報バッファ2754は、8x8 画素のCBに関する予測符号化情報を保持する。

マージベクトル候補リスト生成部2771は、処理対象ブロックのサイズと位置に応じた予測情報バッファから、近傍ブロックに関する予測符号化情報を取得する。

例えば、マージベクトル候補リスト生成部2771は、処理対象ブロックと参照される近傍ブロックが16x16 画素の同一CB内に存在していれば、第４予測情報バッファ2754から近傍ブロックに関する予測符号化情報（動き情報）を取得する。

また、16x16 画素の同一CB内ではなく32x32 画素の同一CB内に存在していれば、マージベクトル候補リスト生成部2771は、第３予測情報バッファ2753から近傍ブロックに関する予測符号化情報（動き情報）を取得する。

また、32x32 画素の同一CB内ではなく64x64 画素の同一CB内に存在していれば、マージベクトル候補リスト生成部2771は、第２予測情報バッファ2752から近傍ブロックに関する予測符号化情報（動き情報）を取得する。

また、64x64 画素の同一CB内にも存在していなければ、マージベクトル候補リスト生成部2771は、第１予測情報バッファ2751から近傍ブロックに関する予測符号化情報（動き情報）を取得する。

さらに、本実施形態のサイズ決定部2781は、処理対象ブロックのサイズが64x64 画素であれば、第１予測情報バッファ2751に保持されている情報を更新する。

また、処理対象ブロックのサイズが32x32 画素であれば、サイズ決定部2781は、第１予測情報バッファ2751に保持されている情報と第２予測情報バッファ2752に保持されている情報を更新する。

また、処理対象ブロックのサイズが16x16 画素であれば、サイズ決定部2781は、第１予測情報バッファ2751に保持されている情報、第２予測情報バッファ2752に保持されている情報、および第３予測情報バッファ2753に保持されている情報を更新する。

また、処理対象ブロックのサイズが8x8 画素であれば、サイズ決定部2781は、第１予測情報バッファ2751〜第４予測情報バッファ2754に保持されている各情報を全て更新する。

すなわち、上述したように第４予測情報バッファ2754には、サイズが8x8 画素のブロックに関する判定結果としての予測符号化情報が記憶される。また、第３予測情報バッファ2753には、サイズが16x16 画素以下のブロックに関する判定結果としての予測符号化情報が記憶される。

また、第２予測情報バッファ2752には、サイズが32x32 画素以下のブロックに関する判定結果としての予測符号化情報が記憶される。また、第１予測情報バッファ2751には、サイズが64x64 画素以下のブロックに関する判定結果としての予測符号化情報が記憶される。

従って、本実施形態では、バッファに保持されている近傍ブロックを構成する小さいCBに関する動き情報が、大きいCBに関する動き情報で上書きされない。マージインデックス決定部2770は、例えば第１予測情報バッファ2751に記憶されている全てのサイズのCBに関する動き情報を参照して、マージインデックスを決定する。

［動作の説明］
本実施形態の予測符号化情報決定部2703の動作は、図１５に示す予測符号化モード決定処理の動作とほぼ同様である。

ただし、ステップS815の処理が、第４の実施形態のステップS815の処理と異なる。選択されたブロックサイズが8x8 画素である場合、サイズ決定部2781は、処理対象ブロックに関する予測符号化情報を全ての予測情報バッファに格納する。

また、選択されたブロックサイズが16x16 画素である場合、サイズ決定部2781は、処理対象ブロックに関する予測符号化情報で第１予測情報バッファ2751に保持されている情報、第２予測情報バッファ2752に保持されている情報、および第３予測情報バッファ2753に保持されている情報をそれぞれ更新する。

また、選択されたブロックサイズが32x32 画素である場合、サイズ決定部2781は、処理対象ブロックに関する予測符号化情報で第１予測情報バッファ2751に保持されている情報、および第２予測情報バッファ2752に保持されている情報をそれぞれ更新する。

また、選択されたブロックサイズが64x64 画素である場合、サイズ決定部2781は、処理対象ブロックに関する予測符号化情報で第１予測情報バッファ2751に保持されている情報を更新する。

本実施形態では、マージインデックス決定処理で参照される近傍ブロックに関する予測符号化情報がマージベクトル決定処理で参照される近傍ブロックに関する予測符号化情報と等しくなるため、より正確にマージインデックス決定処理が実行される。すなわち、動画像符号化装置1004は、圧縮効率をより向上できる。

上記の各実施形態では、マージベクトル候補リスト生成部が近傍ブロックの情報を参照する処理を説明した。動きベクトル探索部も（すなわち、AMVPでも）、マージベクトル候補リスト生成部と同様に、近傍ブロックの情報を参照する処理を実行してもよい。

また、上記の各実施形態において、マージベクトル候補リスト生成部は、リスト生成時に処理対象ブロックが属するCTB 内のブロックのみを参照できるが、マージベクトル候補リスト生成部が参照できる領域はCTB に限定されない。処理対象ブロックが属する領域であれば、マージベクトル候補リスト生成部が参照できる領域はCTB より広い領域でも、CTB より狭い領域でもよい。

また、上記の各実施形態を、ハードウェアで構成することも可能であるが、例えば記録媒体に記録されたコンピュータプログラムにより実現することも可能である。

図１７に示す情報処理装置は、プロセッサ101 、プログラムメモリ102 、映像データを格納するための記憶媒体（記録媒体）103 、およびビットストリーム等のデータを格納するための記憶媒体104 を備える。記憶媒体103 と記憶媒体104 とは、別個の記憶媒体であってもよいし、同一の記憶媒体からなる記憶領域であってもよい。記憶媒体として、ハードディスク等の磁気記憶媒体を用いることができる。記憶媒体103 において、少なくともプログラムが記憶される領域は、一時的でない有形な記憶領域(non-transitory tangible media) である。

図１７に示された情報処理装置において、プログラムメモリ102 には、例えば図１に示された各ブロックの機能を実現するためのプログラムが格納される。そして、プロセッサ101 は、プログラムメモリ102 に格納されているプログラムに従って処理を実行することによって、例えば図１に示された動画像符号化装置1001の機能を実現する。

次に、本発明の概要を説明する。図１８は、本発明による動画像符号化装置の概要を示すブロック図である。本発明による動画像符号化装置10は、画像における参照領域に内包される符号化対象ブロックに隣接するブロックである隣接ブロックのうち参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に動き補償予測に用いられる符号化対象ブロックの動きベクトルの候補を決定する動きベクトル候補決定部11（例えば、予測符号化情報決定部2702）と、決定された動きベクトルの候補に関する評価コストのうち最小のコストを符号化対象ブロックに関するコストに決定するコスト決定部12（例えば、サイズ決定部2780）と、決定されたコストに対応する動きベクトルの候補を符号化対象ブロックに関する符号化情報として記憶する記憶部13（例えば、予測情報バッファ2750）と、符号化対象ブロックに内包されるブロックに関するコストの総和よりもコストが小さい符号化対象ブロックに関する符号化情報に記憶部13に記憶されている内包されるブロックに関する符号化情報を更新する更新部14（例えば、サイズ決定部2780）とを備える。

そのような構成により、動画像符号化装置は、符号化効率を低下させずに多数のタスクを並列に処理できる。

また、動きベクトル候補決定部11は、符号化対象ブロックが内包される参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に符号化対象ブロックに関するマージベクトル候補リストを生成するリスト生成部（例えば、マージベクトル候補リスト生成部2761）と、生成されたマージベクトル候補リストの中から評価コストが最小のマージベクトル候補を動きベクトル候補として選択するマージベクトル選択部（例えば、マージベクトル選択部2762）とを含んでもよい。

そのような構成により、動画像符号化装置は、マージモードにおけるマージベクトル候補リストの生成処理と動き補償予測に用いられるマージベクトルの選択処理をCTB ごとに並列に実行できる。

また、動きベクトル候補決定部11は、符号化対象ブロックが内包される参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に動きベクトル候補になる符号化対象ブロックに関する予測動きベクトルを探索する予測動きベクトル探索部（例えば、動きベクトル探索部2710）を含んでもよい。

そのような構成により、動画像符号化装置は、AMVPにおける予測動きベクトル探索処理をCTB ごとに並列に実行できる。

また、動画像符号化装置10は、画像における全てのブロックの予測符号化モードおよび動きベクトルが決定された後、符号化対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトルを基に符号化対象ブロックに関するマージベクトル候補リストを生成する第２リスト生成部（例えば、マージベクトル候補リスト生成部2771）と、生成されたマージベクトル候補リストに対応するインデックスを生成するインデックス生成部（例えば、マージインデックス選択部2772）とを備えてもよい。

そのような構成により、動画像符号化装置は、マージベクトル候補リストの生成処理およびマージベクトルの選択処理のCTB ごとの並列実行と、H.265 規格に準拠したマージインデックスの生成を両立できる。

また、記憶部13は、全ての符号化対象ブロックに関する符号化情報を記憶する第１記憶部（例えば、第１予測情報バッファ2751）と、所定のブロックサイズ以下の符号化対象ブロックに関する符号化情報を記憶する第２記憶部（例えば、第２予測情報バッファ2752、第３予測情報バッファ2753、第４予測情報バッファ2754）とを含み、更新部14は、第１記憶部に記憶されている内包されるブロックに関する符号化情報を所定のブロックサイズよりも大きく内包されるブロックに関するコストの総和よりもコストが小さい符号化対象ブロックに関する符号化情報に更新してもよい。

そのような構成により、動画像符号化装置は、小さいCBに関する予測符号化情報も全て保存できる。

また、第２リスト生成部は、符号化対象ブロックのブロックサイズに応じて符号化対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトルを第１記憶部と第２記憶部のいずれから取得するかを判断してもよい。

そのような構成により、動画像符号化装置は、より正確にマージインデックス決定処理を実行できる。

以上、実施形態および実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態および実施例に限定されるものではない。本願発明の構成及び詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。

この出願は、２０１７年９月２７日に出願された日本特許出願２０１７−１８５９９０を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

産業上の利用の可能性

本発明は、符号化処理の符号化効率を保ちながら高い処理の並列度を提供でき、高解像度映像の高速処理を実現できるため、高解像度処理が要求される撮像システムやトランスコードシステム等に好適に適用可能である。

10、1000、1001、1002、1003、1004 動画像符号化装置
11 動きベクトル候補決定部
12 コスト決定部
13 記憶部
14 更新部
101 プロセッサ
102 プログラムメモリ
103、104 記憶媒体
1100 変換・量子化部
1200 減算部
1210 加算部
1300 符号化部
1400 逆変換・逆量子化部
1500 ループフィルタ
1600 フレームバッファ
1700、2700、2701、2702、2703 予測符号化情報決定部
1710、2710 動きベクトル探索部
1720、2720 マージベクトル・マージインデックス決定部
1721、2721、2761、2771 マージベクトル候補リスト生成部
1722、2722 マージベクトル・インデックス選択部
1730、2730 画面内予測モード決定部
1740、2740 予測符号化モード決定部
1750、2750 予測情報バッファ
2751 第１予測情報バッファ
2752 第２予測情報バッファ
2753 第３予測情報バッファ
2754 第４予測情報バッファ
1800 画面内予測部
1900 動き補償予測部
2760 マージベクトル決定部
2762 マージベクトル選択部
2770 マージインデックス決定部
2772 マージインデックス選択部
2780、2781 サイズ決定部
2790 サイズコストバッファ

Claims (10)

1. 画像における参照領域に内包される符号化対象ブロックに隣接するブロックである隣接ブロックのうち前記参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に動き補償予測に用いられる符号化対象ブロックの動きベクトルの候補を決定する動きベクトル候補決定部と、
   決定された動きベクトルの候補に関する評価コストのうち最小のコストを符号化対象ブロックに関するコストに決定するコスト決定部と、
   決定されたコストに対応する動きベクトルの候補を符号化対象ブロックに関する符号化情報として記憶する記憶部と、
   符号化対象ブロックに内包されるブロックに関するコストの総和よりもコストが小さい符号化対象ブロックに関する符号化情報に前記記憶部に記憶されている内包されるブロックに関する符号化情報を更新する更新部とを備える
   ことを特徴とする動画像符号化装置。
2. 動きベクトル候補決定部は、符号化対象ブロックが内包される参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に符号化対象ブロックに関するマージベクトル候補リストを生成するリスト生成部と、生成されたマージベクトル候補リストの中から評価コストが最小のマージベクトル候補を動きベクトル候補として選択するマージベクトル選択部とを含む
   請求項１記載の動画像符号化装置。
3. 動きベクトル候補決定部は、符号化対象ブロックが内包される参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に動きベクトル候補になる符号化対象ブロックに関する予測動きベクトルを探索する予測動きベクトル探索部を含む
   請求項１または請求項２記載の動画像符号化装置。
4. 画像における全てのブロックの予測符号化モードおよび動きベクトルが決定された後、符号化対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトルを基に符号化対象ブロックに関するマージベクトル候補リストを生成する第２リスト生成部と、
   生成されたマージベクトル候補リストに対応するインデックスを生成するインデックス生成部とを備える
   請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の動画像符号化装置。
5. 記憶部は、全ての符号化対象ブロックに関する符号化情報を記憶する第１記憶部と、所定のブロックサイズ以下の符号化対象ブロックに関する符号化情報を記憶する第２記憶部とを含み、
   更新部は、前記第１記憶部に記憶されている内包されるブロックに関する符号化情報を所定のブロックサイズよりも大きく前記内包されるブロックに関するコストの総和よりもコストが小さい符号化対象ブロックに関する符号化情報に更新する
   請求項４記載の動画像符号化装置。
6. 第２リスト生成部は、符号化対象ブロックのブロックサイズに応じて符号化対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトルを第１記憶部と第２記憶部のいずれから取得するかを判断する
   請求項５記載の動画像符号化装置。
7. 画像における参照領域に内包される符号化対象ブロックに隣接するブロックである隣接ブロックのうち前記参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に動き補償予測に用いられる符号化対象ブロックの動きベクトルの候補を決定し、
   決定された動きベクトルの候補に関する評価コストのうち最小のコストを符号化対象ブロックに関するコストに決定し、
   決定されたコストに対応する動きベクトルの候補を符号化対象ブロックに関する符号化情報として記憶し、
   符号化対象ブロックに内包されるブロックに関するコストの総和よりもコストが小さい符号化対象ブロックに関する符号化情報に記憶されている内包されるブロックに関する符号化情報を更新する
   ことを特徴とする動画像符号化方法。
8. 符号化対象ブロックが内包される参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に符号化対象ブロックに関するマージベクトル候補リストを生成し、
   生成されたマージベクトル候補リストの中から評価コストが最小のマージベクトル候補を動きベクトル候補として選択する
   請求項７記載の動画像符号化方法。
9. コンピュータに、
   画像における参照領域に内包される符号化対象ブロックに隣接するブロックである隣接ブロックのうち前記参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に動き補償予測に用いられる符号化対象ブロックの動きベクトルの候補を決定する第１決定処理、
   決定された動きベクトルの候補に関する評価コストのうち最小のコストを符号化対象ブロックに関するコストに決定する第２決定処理、
   決定されたコストに対応する動きベクトルの候補を符号化対象ブロックに関する符号化情報として記憶する記憶処理、および
   符号化対象ブロックに内包されるブロックに関するコストの総和よりもコストが小さい符号化対象ブロックに関する符号化情報に記憶されている内包されるブロックに関する符号化情報を更新する更新処理
   を実行させるための動画像符号化プログラム。
10. コンピュータに、
    符号化対象ブロックが内包される参照領域に内包される隣接ブロックの動きベクトルを基に符号化対象ブロックに関するマージベクトル候補リストを生成する生成処理、および
    生成されたマージベクトル候補リストの中から評価コストが最小のマージベクトル候補を動きベクトル候補として選択する選択処理を実行させる
    請求項９記載の動画像符号化プログラム。

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