WO2010076856A1 - 動画像符号化方法及び動画像復号化方法 - Google Patents

動画像符号化方法及び動画像復号化方法 Download PDF

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target filter
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隆志 渡辺
豪毅 安田
直史 和田
中條　健
昭行 谷沢
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株式会社 東芝
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Definitions

  • the present invention relates to a moving picture encoding method and a moving picture decoding method that can selectively apply a plurality of filters having different tap lengths.
  • H. In a moving image encoding scheme such as H.264 / AVC, a coefficient obtained by orthogonal transform and quantization of a prediction error signal between an original image signal and a predicted image signal is encoded.
  • a filtering process may be performed on the encoding side and / or the decoding side.
  • the post filter processing described in the above is provided on the decoding side for the purpose of improving the image quality of the decoded image.
  • filter information such as the filter coefficient and filter size (tap length) of the post filter applied on the decoding side is set on the encoding side, multiplexed into the encoded bit stream, and output.
  • the decoding side performs post filter processing based on the filter information on the decoded image signal. Accordingly, if the filter information is set so that the error between the original image signal and the decoded image signal is reduced on the encoding side, the image quality of the decoded image can be improved by post-filter processing.
  • the post filter processing described in the reference literature encodes the filter information on the encoding side and transmits it to the decoding side.
  • the generated code amount based on the filter information increases, the encoding efficiency on the encoding side decreases. Therefore, a technique for reducing the generated code amount based on the filter information is desired.
  • an object of the present invention is to provide a moving picture coding method capable of reducing the amount of generated code based on filter information.
  • the moving image encoding method obtains a target filter to be applied to a decoded image of an encoding target image, and based on the tap length of the target filter and the tap length of the reference filter, Setting a correspondence between each of the target filter coefficients of the target filter and each of the reference filter coefficients of the reference filter, and obtaining a coefficient difference between the target filter coefficient and the reference filter coefficient according to the correspondence And encoding target filter information including the tap length of the target filter and the coefficient difference.
  • the moving image encoding method is based on obtaining a target filter to be applied to a decoded image of an encoding target image, and the tap length of the target filter and the tap length of the reference filter.
  • the de information and target filter information including the target coefficient difference comprising and encoding.
  • the moving picture decoding method encodes target filter information including a tap length of a target filter and a coefficient difference between the target filter coefficient of the target filter and a reference filter coefficient of the reference filter. Decoding the encoded data, and setting the correspondence between each of the coefficient differences and each of the reference filter coefficients based on the tap length of the target filter and the tap length of the reference filter And adding the coefficient difference and the reference filter coefficient according to the correspondence relationship to calculate the target filter coefficient.
  • a moving picture decoding method includes a target filter indicating a tap length of a target filter, prediction mode information indicating a prediction mode applied to the target filter, and a prediction error of a target filter coefficient of the target filter.
  • Decoding the encoded data in which the target filter information including the coefficient difference is encoded, and when the prediction mode information indicates a temporal prediction mode, the tap length of the target filter and the tap length of the reference filter And setting a correspondence between each of the target coefficient differences and each of the reference filter coefficients of the reference filter, adding the target coefficient difference and the reference filter coefficient according to the correspondence, and obtaining the target filter coefficient
  • the prediction mode information indicates a spatial prediction mode, a part of the target filter coefficient is Predicted based on the elephant filter coefficients, and adding the target coefficient difference; and a to restore the target filter coefficient.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a video encoding apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the inside of the filter difference information generation unit of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing filter difference information generation processing by the moving picture encoding apparatus of FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a moving picture decoding apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 5 is a block diagram showing the inside of the filter information restoration unit of FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing filter information restoration processing by the moving picture decoding apparatus of FIG.
  • FIG. 7 is a block diagram showing a video encoding apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a block diagram showing a moving picture decoding apparatus according to the fourth embodiment.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a video encoding apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a block diagram showing the inside of the filter difference information generation unit of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart showing filter difference
  • FIG. 9 is a block diagram showing a moving picture decoding apparatus according to the fifth embodiment.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating an example of an index indicating the filter coefficient position and the filter coefficient position correspondence relationship of the encoding target filter.
  • FIG. 10B is a diagram illustrating an example of an index indicating the filter coefficient position of the reference filter and the filter coefficient position correspondence relationship.
  • FIG. 11 is a block diagram illustrating a filter difference information generation unit in the encoding device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining an example of spatial prediction of filter coefficients.
  • FIG. 13 is a flowchart illustrating filter difference information generation processing by the video encoding device according to the sixth embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a syntax structure of an encoded bit stream.
  • FIG. 10A is a diagram illustrating an example of an index indicating the filter coefficient position and the filter coefficient position correspondence relationship of the encoding target filter.
  • FIG. 10B is a diagram illustrating an
  • FIG. 15A is a diagram illustrating an example of a description mode of filter difference information.
  • FIG. 15B is a diagram illustrating an example of a description mode of filter difference information.
  • FIG. 16 is a block diagram illustrating a modification of the filter difference information generation unit in FIG.
  • FIG. 17 is a block diagram illustrating a modification of the filter difference information generation unit in FIG.
  • FIG. 18 is a block diagram illustrating a filter information restoration unit in the video decoding device according to the seventh embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart illustrating filter information restoration processing by the video decoding device according to the seventh embodiment.
  • FIG. 20 is a block diagram showing a modification of the filter information restoration unit in FIG.
  • FIG. 21 is a block diagram showing a modification of the filter information restoration unit in FIG.
  • FIG. 22 is a diagram illustrating an example of a description mode of the filter difference information.
  • FIG. 23A is a diagram for describing an example of spatial prediction of filter coefficients.
  • FIG. 23B
  • FIG. 1 shows a moving picture encoding apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • This moving image encoding apparatus is a moving image encoding apparatus that performs so-called hybrid encoding, and includes a moving image encoding unit 1000 and an encoding control unit 109.
  • the moving image encoding unit 1000 includes a predicted image signal generation unit 101, a subtraction unit 102, a transform / quantization unit 103, an entropy encoding unit 104, an inverse transform / inverse quantization unit 105, an addition unit 106, and a filter information generation unit 107.
  • the encoding control unit 109 performs overall control of the moving image encoding unit 1000 such as feedback control of generated code amount, quantization control, prediction mode control, and motion estimation accuracy control.
  • the predicted image signal generation unit 101 performs prediction of the input image signal (original image signal) 10 in units of blocks and generates a predicted image signal 11. Specifically, the predicted image signal generation unit 101 reads an already encoded reference image signal 18 from a reference image buffer 108 to be described later, and obtains a motion vector indicating the motion of the input image signal 10 with respect to the reference image signal 18. To detect. The motion vector is detected by block matching, for example. The predicted image signal generation unit 101 inputs the predicted image signal 11 obtained by motion compensation of the reference image signal 18 using the motion vector to the subtraction unit 102 and the addition unit 106. The predicted image signal generation unit 101 may generate the predicted image signal 11 by performing not only motion compensation prediction (prediction in the time direction) but also intra prediction (prediction in the spatial direction).
  • the subtraction unit 102 subtracts the prediction image signal 11 from the prediction image signal generation unit 101 from the input image signal 10 to obtain a prediction error signal 12.
  • the subtraction unit 102 inputs the prediction error signal 12 to the transform / quantization unit 103.
  • the transform / quantization unit 103 orthogonally transforms the prediction error signal 12 from the subtraction unit 102 to obtain a transform coefficient.
  • DCT discrete cosine transform
  • the transform / quantization unit 103 may perform other transform processing such as wavelet transform, independent component analysis, or Hadamard transform.
  • the transform / quantization unit 103 quantizes the transform coefficient according to the quantization parameter (QP) set by the encoding control unit 109.
  • the quantized transform coefficient (hereinafter referred to as the quantized transform coefficient 13) is input to the entropy encoding unit 104 and the inverse transform / inverse quantization unit 105.
  • the entropy encoding unit 104 entropy-encodes the quantized transform coefficient 13 and the encoding parameter from the transform / quantization unit 103 to obtain encoded data 14.
  • entropy coding for example, Huffman coding or arithmetic coding is used.
  • the encoding parameter includes filter difference information 19 from the filter difference information generation unit 110 described later.
  • the encoding parameters may include prediction mode information indicating the prediction mode of the predicted image signal 11, block size switching information, and quantization parameters.
  • the entropy encoding unit 104 outputs an encoded bit stream obtained by multiplexing the encoded data 14.
  • the inverse transform / inverse quantization unit 105 dequantizes the quantized transform coefficient 13 from the transform / quantization unit 103 according to the quantization parameter, and decodes the transform coefficient.
  • the inverse transform / inverse quantization unit 105 decodes the prediction error signal 12 by performing the inverse transform of the transform process performed by the transform / quantization unit 103 on the decoded transform coefficient.
  • the inverse transform / inverse quantization unit 105 performs inverse discrete cosine transform (IDCT) and inverse wavelet transform.
  • IDCT inverse discrete cosine transform
  • the inverse transform / inverse quantization unit 105 inputs the decoded prediction error signal (hereinafter referred to as the decoded prediction error signal 15) to the addition unit 106.
  • the adding unit 106 adds the decoded prediction error signal 15 from the inverse transform / inverse quantization unit 105 and the predicted image signal 11 from the predicted image generation unit 101 to generate a local decoded image signal 16.
  • the addition unit 106 inputs the local decoded image signal 16 to the filter information generation unit 107 and the reference image buffer 108.
  • the filter information generation unit 107 generates filter information 17 of the encoding target filter based on the input image signal 10 and the locally decoded image signal 16 from the addition unit 106.
  • the filter information 17 includes switching information indicating whether or not to apply filter processing to the decoded image signal corresponding to the input image signal 10 on the decoding side.
  • the filter information 17 further includes information for specifying a filter to be applied (encoding target filter). Specifically, tap length information indicating the tap length of the filter and filter coefficients are further included.
  • the filter coefficient for example, a coefficient value for minimizing an error between the local decoded image signal 16 (corresponding to a decoded image signal on the decoding side) and the input image signal 10, and each of the coefficient values are The coefficient position to be applied is determined.
  • the filter information generation unit 107 may use an image signal obtained by subjecting the local decoded image signal 16 to deblocking filter processing instead of the local decoded image signal 16. That is, a deblocking filter may be provided between the addition unit 106 and the filter information generation unit 107.
  • the local decoded image signal 16 from the addition unit 106 is stored as the reference image signal 18, and the predicted image signal generation unit 101 reads it out as appropriate.
  • the filter difference information generation part 110 memorize
  • the filter difference information generation unit 110 generates filter difference information 19 indicating a difference between the reference filter information and the filter information 17.
  • the filter difference information generation unit 110 inputs the filter difference information 19 to the entropy encoding unit 104.
  • the filter difference information generation unit 110 includes a filter coefficient position correspondence setting unit 111, a reference filter buffer 112, a filter coefficient difference calculation unit 113, and a reference filter update unit 114.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 111 sets the correspondence relation of the filter coefficient position between the filter information 17 and the reference filter information. Both the filter information 17 and the reference filter information include tap length information and filter coefficients. The tap length of the encoding target filter does not necessarily match the tap length of the reference filter.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 111 sets each of the filter coefficient positions of the filter information 17 as each of the filter coefficient positions of the reference filter information even when the tap length of the encoding filter does not match the tap length of the reference filter. Associate. For example, the filter coefficient position correspondence setting unit 111 sets each of the filter coefficient positions of the filter information 17 so that the center of the filter coefficient position of the filter information 17 and the center of the filter coefficient position of the reference filter information match. The filter coefficient positions of the reference filter information are associated with each other. The filter coefficient position correspondence setting unit 111 notifies the filter coefficient difference calculation unit 113 and the reference filter update unit 114 of the correspondence.
  • Reference filter buffer 112 temporarily stores reference filter information.
  • the reference filter information is appropriately read by the filter coefficient difference calculation unit 113.
  • the filter coefficient difference calculation unit 113 reads the reference filter information from the reference filter buffer 112.
  • the filter coefficient difference calculation unit 113 calculates the filter coefficient difference by subtracting each of the filter coefficients of the reference filter information from each of the filter coefficients of the filter information 17 according to the correspondence defined by the filter coefficient position correspondence setting unit 111. To do.
  • the filter coefficient difference calculation unit 113 replaces the filter coefficient of the filter information 17 with the filter coefficient difference, and inputs the filter coefficient information 19 to the entropy encoding unit 104 and the reference filter update unit 114. The closer the characteristics of the reference filter are to the characteristics of the encoding target filter, the smaller the filter coefficient difference, so that the amount of codes can be kept small.
  • the reference filter updating unit 114 outputs the filter coefficient of the reference filter information stored in the reference filter buffer 112 from the filter coefficient difference calculating unit 113 according to the correspondence determined by the filter coefficient position correspondence setting unit 111.
  • the reference filter information is updated by adding the filter coefficient difference of the filter difference information 19.
  • the update of the reference filter information may be performed every time the filter difference information 19 is generated, may be performed at a predetermined timing, or may not be performed at all.
  • the reference filter update unit 114 is not necessary.
  • the initial value of the filter coefficient of the reference filter information is a common value on the encoding side and the decoding side.
  • the reference filter information is updated at a common timing on the encoding side and the decoding side.
  • the filter information 17 generated by the filter information generation unit 107 will be specifically described.
  • the filter information generation unit 107 targets a two-dimensional Wiener filter generally used in image restoration, and the tap length is one of 5 ⁇ 5 and 7 ⁇ 7.
  • the filter information generation unit 107 sets the tap length to 5 ⁇ 5, and derives a filter coefficient that minimizes the mean square error between the image signal obtained by filtering the locally decoded image signal 16 and the input image signal 10. To do. Also, the filter information generation unit 107 sets the tap length to 7 ⁇ 7, and sets the filter coefficient that minimizes the mean square error between the image signal obtained by performing the filtering process on the local image signal 16 and the input image signal 10. To derive. Then, the filter information generation unit 107 performs the filtering process with the first encoding cost when the tap length is set to 5 ⁇ 5, the second encoding cost when the tap length is set to 7 ⁇ 7, and the filtering process. The third encoding cost when not applied is derived according to the following equation (1).
  • Equation (1) cost represents coding cost
  • D represents residual sum of squares (SumSof Squared Difference; SSD)
  • ⁇ represents a coefficient
  • R represents a generated code amount.
  • the filter information generation unit 107 (A) switching information indicating that the filter processing is applied, and (B) a tap length indicating that the tap length is 5 ⁇ 5.
  • the filter information 17 including the information and (C) the derived filter coefficient is generated.
  • the filter information generation unit 107 indicates (A) switching information indicating that the filter processing is applied, and (B) indicates that the tap length is 7 ⁇ 7.
  • the filter information 17 including the tap length information and (C) the derived filter coefficient is generated.
  • the filter information generation unit 107 generates filter information 17 including switching information indicating that (A) the filter processing is not applied.
  • the filter information generation unit 107 may derive the encoding cost. That is, the filter information 17 when the filter information generation unit 107 does not apply the filter processing, the filter information 17 when the tap length is 5 ⁇ 5, and the filter information 17 when the tap length is 7 ⁇ 7 are filter differences.
  • the information is input to the information generation unit 110, and the filter difference information generation unit 110 derives three encoding costs using the filter difference information 19 based on the three filter information 17, respectively. May be output. Since the entropy encoding unit 104 encodes the filter difference information 19 instead of the filter information 17, a more accurate value can be obtained if the encoding cost is derived using the filter difference information 19.
  • the initial value of the filter coefficient of the reference filter information may be an arbitrary value (for example, a statistically derived value), but a common value is used on the encoding side and the decoding side as described above.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 111 acquires the tap length of the encoding target filter indicated by the filter information 17 from the filter information generation unit 107, and sets the filter coefficient position between the encoding target filter and the reference filter. Correspondence is set (step S101). As described above, since the tap length of the reference filter is 7 ⁇ 7 (for example, see FIG. 10B), if the tap length of the encoding target filter is also 7 ⁇ 7, the filter coefficient of the encoding target filter and the filter of the reference filter The coefficients are associated one to one at the same position. On the other hand, if the tap length of the encoding target filter is 5 ⁇ 5 (for example, see FIG.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 111 converts each of the filter coefficient positions of the encoding target filter into the first relative position from the center, and sets each of the filter coefficient positions of the reference filter from the center. 2 is converted into a relative position of 2, and the correspondence relationship is set so that the first relative position and the second relative position coincide.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 111 notifies the filter coefficient difference calculation unit 113 and the reference filter update unit 114 of the correspondence.
  • the index indicates the correspondence relationship between the filter coefficients. That is, filter coefficients in which the index of FIG. 10A and the index of FIG. 10B match are associated with each other.
  • the filter coefficient difference calculation unit 113 reads the reference filter information from the reference filter buffer 112, and is included in the reference filter information from each of the filter coefficients included in the filter information 17 according to the correspondence set in step S101. Each of the filter coefficients is subtracted to calculate a filter coefficient difference (step S102).
  • the filter coefficient difference calculation unit 113 replaces the filter coefficient included in the filter information 17 with the filter coefficient difference and outputs the filter coefficient information 19 to the entropy encoding unit 104 and the reference filter update unit 114 as filter difference information 19.
  • the reference filter updating unit 114 adds the filter coefficient difference calculated in step S102 to the filter coefficient included in the reference filter information stored in the reference filter buffer 112 according to the correspondence set in step S101.
  • the reference filter information is updated (step S103).
  • updating the reference filter information is not an essential process, but the characteristics of the reference filter can be changed even if the characteristics of the encoding target filter gradually change due to frequent updating. Therefore, the increase in the coefficient difference and the increase in the amount of generated codes can be suppressed.
  • the entropy encoding unit 104 performs entropy encoding such as Huffman encoding or arithmetic encoding on the filter difference information 19 and other encoding parameters generated in step S103 and the quantized transform coefficient 13. Is performed (step S104).
  • the entropy encoding unit 104 outputs an encoded bit stream obtained by multiplexing the encoded data 14, and the process ends.
  • the moving image encoding apparatus prepares a reference filter, determines the correspondence between the reference filter and the encoding target filter, and determines the coefficients of both.
  • the difference is calculated, and the filter difference information including the coefficient difference is encoded instead of the filter information. Therefore, according to the video encoding device according to the present embodiment, the coefficient difference is calculated even when the tap length of the encoding target filter is different from the tap length of the reference filter, and the code amount is compared with the filter information. Filter difference information can be generated.
  • the reference filter information is described as if it was one, but a plurality of reference filter information may be used. For example, from at least one of the reference filter information on condition of at least one of the property of the encoding target filter (filter characteristics, tap length, etc.) and the property of the region to which the encoding target filter is applied (slice type, quantization parameter, etc.) Any one may be selected and used. If the reference filter is adaptively selected according to the above conditions, it is easy to keep the coefficient difference small. When a plurality of reference filter information is used, reference filter information that does not depend on the above conditions may be further provided.
  • the reference filter information dependent on the conditions is used for the first time.
  • the coefficient difference can be kept small even when it is performed.
  • FIG. 4 shows a moving picture decoding apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • This moving picture decoding apparatus decodes the encoded data output from the moving picture encoding apparatus of FIG.
  • the moving picture decoding apparatus in FIG. 4 includes a moving picture decoding unit 2000 and a decoding control unit 207.
  • the moving image decoding unit 2000 includes an entropy decoding unit 201, an inverse transform / inverse quantization unit 202, a predicted image signal generation unit 203, an addition unit 204, a filter processing unit 205, a reference image buffer 206, and a filter information restoration unit 208.
  • Have The decoding control unit 207 controls the entire decoding unit 2000 (for example, decoding timing control).
  • the same parts in FIG. 4 as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be mainly described.
  • the entropy decoding unit 201 decodes a code string of each syntax included in the encoded data 14 according to a predetermined syntax structure. Specifically, the entropy decoding unit 201 decodes the quantized transform coefficient 13, the filter difference information 19, motion information, prediction mode information, block size switching information, quantization parameters, and the like. The entropy decoding unit 201 inputs the quantized transform coefficient 13 to the inverse transform / inverse quantization unit 202 and the filter difference information 19 to the filter information restoration unit 208, respectively.
  • the inverse transform / inverse quantization unit 202 dequantizes the quantized transform coefficient 13 from the entropy decoding unit 201 according to the quantization parameter, and decodes the transform coefficient.
  • the inverse quantization / inverse transform unit 202 decodes the prediction error signal by performing inverse transform of the transform processing performed on the encoding side with respect to the decoded transform coefficient. For example, the inverse quantization / inverse transform unit 202 performs IDCT and inverse wavelet transform.
  • the decoded prediction error signal (hereinafter referred to as the decoded prediction error signal 15) is input to the adding unit 204.
  • the predicted image signal generation unit 203 generates a predicted image signal 11 similar to that on the encoding side. Specifically, the predicted image signal generation unit 203 reads a reference image signal 18 that has already been decoded from a reference image buffer 206 described later, and performs motion compensation prediction using the motion information from the entropy decoding unit 201. . Moreover, if the encoding side has generated the predicted image signal 11 by another prediction method such as intra prediction, the predicted image signal generation unit 203 generates the predicted image signal 11 by performing prediction according to this. The predicted image generation unit 203 inputs the predicted image signal 11 to the addition unit 204.
  • the addition unit 204 adds the decoded prediction error signal 15 from the inverse transform / inverse quantization unit 202 and the predicted image signal 11 from the predicted image signal generation unit 203 to generate a decoded image signal 21.
  • the adding unit 204 inputs the decoded image signal 21 to the filter processing unit 205.
  • the adding unit 204 inputs the decoded image signal 21 to the reference image buffer 206.
  • the filter processing unit 205 performs a predetermined filter process on the decoded image signal 21 in accordance with the filter information 17 from the filter information restoration unit 208 described later to generate the restored image signal 22.
  • the filter processing unit 205 outputs the restored image signal 22 to the outside.
  • the filter processing unit 205 may use an image signal obtained by subjecting the decoded image signal 21 to deblocking filter processing instead of the decoded image signal 21. That is, a deblocking filter may be provided between the addition unit 204 and the filter processing unit 205.
  • the decoded image signal 21 from the addition unit 204 is temporarily stored as the reference image signal 18, and is read out by the predicted image signal generation unit 203 as necessary.
  • the filter information restoration unit 208 uses the same reference filter information as that on the encoding side and the filter difference information 19 from the entropy decoding unit 201 to generate filter information 17 (decoding) generated on the encoding side.
  • the filter information of the target filter The filter information of the target filter.
  • the filter information restoration unit 208 inputs the filter information 17 to the filter processing unit 205.
  • the filter information restoration unit 208 includes a filter coefficient position correspondence setting unit 209, a filter coefficient calculation unit 210, a reference filter update unit 211, and a reference filter buffer 112.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 209 sets the correspondence of the filter coefficient position between the filter difference information 19 and the reference filter information.
  • the filter difference information 19 and the filter information 17 are different in filter coefficient values but are common in other points including the filter coefficient position. Therefore, the filter coefficient position correspondence setting unit 209 may have the same configuration as the filter coefficient position correspondence setting unit 111 described above.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 209 is included in the filter difference information 19 so that the center of the filter coefficient position included in the filter difference information 19 matches the center of the filter coefficient position included in the reference filter information.
  • Each coefficient position to be associated is associated with each coefficient position included in the reference filter information.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 209 notifies the filter coefficient calculation unit 210 and the reference filter update unit 211 of the correspondence.
  • the filter coefficient calculation unit 210 reads the reference filter information from the reference filter buffer 112.
  • the filter coefficient calculation unit 210 adds each of the filter coefficients included in the filter difference information 19 and each of the filter coefficients included in the reference filter information according to the correspondence defined by the filter coefficient position correspondence setting unit 209.
  • the filter coefficient included in the filter difference information 19 is obtained by subtracting the filter coefficient included in the reference filter information from the filter coefficient included in the filter information 17 generated on the encoding side. Accordingly, the filter coefficient included in the filter information 17 is restored by adding the filter coefficient included in the filter difference information 19 and the filter coefficient included in the reference filter information.
  • the filter coefficient calculation unit 210 replaces the filter coefficient included in the filter difference information 19 with the restored filter coefficient and outputs it as the filter information 17.
  • the reference filter update unit 211 outputs the filter coefficient included in the reference filter information stored in the reference filter buffer 112 from the filter coefficient calculation unit 210 according to the correspondence defined by the filter coefficient position correspondence setting unit 210.
  • the reference filter information is updated by replacing it with the filter coefficient included in the filter information 17 (that is, the filter coefficient calculated by the filter coefficient calculation unit 210).
  • the initial value and update timing of the reference filter information coincide with those on the encoding side.
  • the entropy decoding unit 201 decodes the encoded data 14 and obtains the filter difference information 19 and other encoding parameters, and the quantized transform coefficient 13 (step S201).
  • the entropy decoding unit 201 inputs the quantized transform coefficient 13 to the inverse transform / inverse quantization unit 202 and the filter difference information 19 to the filter information restoration unit 208, respectively.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 209 acquires the tap length included in the filter difference information 19 from the entropy decoding unit 201, and the correspondence relation of the filter coefficient positions between the decoding target filter and the reference filter. Is set (step S202). As described above, since the tap length in the reference filter information is 7 ⁇ 7, if the tap length in the filter difference information 19 is also 7 ⁇ 7, the filter coefficient of the decoding target filter and the filter coefficient of the reference filter are at the same position. One-to-one correspondence. On the other hand, if the tap length in the filter difference information 19 is 5 ⁇ 5, the filter coefficient position correspondence setting unit 209, the center of the filter coefficient position of the decoding target filter, and the center of the filter coefficient position of the reference filter are matched.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 209 converts each of the filter coefficient positions of the decoding target filter to the first relative position from the center, and sets each of the filter coefficient positions of the reference filter from the center. 2 is converted into a relative position of 2, and the correspondence relationship is set so that the first relative position and the second relative position coincide.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 209 notifies the filter coefficient calculation unit 210 and the reference filter update unit 211 of the correspondence.
  • the filter coefficient calculation unit 210 reads the reference filter information from the reference filter buffer 112, and is included in each of the filter coefficients included in the filter difference information 19 and the reference filter information in accordance with the correspondence set in step S202. Each of the filter coefficients is added to restore the filter coefficients included in the filter information 17 generated on the encoding side (step S203).
  • the filter coefficient calculation unit 210 replaces the filter coefficient included in the filter difference information 19 with the calculated filter coefficient, and inputs the filter coefficient 17 to the filter processing unit 205 and the reference filter update unit 211.
  • the reference filter updating unit 211 replaces the filter coefficient included in the reference filter information stored in the reference filter buffer 112 with the filter coefficient calculated in step S203 according to the correspondence set in step S202.
  • the reference filter information is updated (step S204).
  • the update of the reference filter information is not an essential process, but the update timing must be the same as that of the encoding side.
  • the moving picture decoding apparatus prepares the same reference filter as that on the encoding side, and determines the correspondence relationship of the filter coefficient positions between the reference filter and the decoding target filter. After that, the filter coefficient of the reference filter and the coefficient difference transmitted from the encoding side are added to restore the filter coefficient of the decoding target filter. Therefore, according to the video decoding device according to the present embodiment, even if the tap length of the decoding target filter and the tap length of the reference filter are different, the filter difference information having a smaller code amount than the filter information. Can be used to restore the filter coefficient of the decoding target filter.
  • the reference filter information is described as if it was one, but a plurality of reference filter information may be used. For example, on condition that at least one of the property (filter characteristics, tap length, etc.) of the decoding target filter and the property (slice type, quantization parameter, etc.) of the region (decoding target region) to which the decoding target filter is applied, Any one of a plurality of reference filter information may be selected and used. When a plurality of reference filter information is used, reference filter information that does not depend on the above conditions may be further provided.
  • the moving picture coding apparatus is a moving picture coding apparatus that performs so-called hybrid coding, and is a moving picture in the moving picture coding apparatus of FIG.
  • the encoding unit 1000 is replaced with a moving image encoding unit 3000.
  • the same parts in FIG. 7 as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be mainly described.
  • the moving image encoding unit 3000 is configured by further providing a filter processing unit 120 in the moving image encoding unit 1000 of FIG.
  • the filter processing unit 120 performs filter processing for image restoration on the local decoded image signal 16 from the addition unit 106 to obtain a restored image signal 22.
  • the filter processing performed by the filter processing unit 120 is the same as the filter processing performed on the decoded image signal on the decoding side, and the tap length and the filter coefficient are specified by the filter information 17 from the filter information generation unit 107.
  • the filter processing unit 120 inputs the restored image signal 22 to the reference image buffer 108. In the reference image buffer 108, the restored image signal 22 from the filter processing unit 120 is temporarily stored as the reference image signal 18, and is appropriately read out by the predicted image signal generation unit 101.
  • the moving picture decoding apparatus is a moving picture decoding apparatus for decoding encoded data input from the moving picture encoding apparatus shown in FIG.
  • the moving picture decoding unit 2000 in the moving picture decoding apparatus of FIG. 4 is replaced with a moving picture decoding unit 4000.
  • the same parts in FIG. 8 as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be mainly described.
  • the decoded image signal 21 from the adding unit 204 is temporarily stored as the reference image signal 18 by the reference image buffer 206.
  • the restored image signal 22 from the filter processing unit 205 is temporarily stored as the reference image signal 18 by the reference image buffer 206.
  • the moving picture decoding apparatus that performs a so-called loop filter process is the same as the moving picture decoding apparatus according to the second embodiment described above. An effect is obtained.
  • the moving picture decoding apparatus is a moving picture decoding apparatus for decoding encoded data input from the moving picture encoding apparatus shown in FIG.
  • the moving picture decoding unit 2000 in the moving picture decoding apparatus in FIG. 4 is replaced with a moving picture decoding unit 5000.
  • the same parts in FIG. 8 as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and different parts will be mainly described.
  • the decoded image signal 21 from the adding unit 204 is temporarily stored as the reference image signal 18 by the reference image buffer 206, and the restored image signal 22 from the filter processing unit 205 is stored. Is output to the outside.
  • the restored image signal 22 from the filter processing unit 205 is temporarily stored as the reference image signal 18 by the reference image buffer 206, and the decoded image signal 21 from the adding unit 204 is externally stored. Is output.
  • the moving picture decoding apparatus that performs a so-called loop filter process is the same as the moving picture decoding apparatus according to the second embodiment described above. An effect is obtained.
  • the filter difference information generation unit 110 in FIG. 2 generates the filter difference information 19.
  • the moving picture coding apparatus according to the sixth embodiment of the present invention generates the filter difference information 19 using a filter difference information generation unit different from the filter difference information generation unit 110 of FIG.
  • the filter difference information generation unit 110 reduces the generated code amount by setting the coefficient difference instead of the filter coefficient itself of the encoding target filter as an encoding target.
  • the filter coefficient of the reference filter is updated by the already encoded filter coefficient, it can be regarded as a predicted value in the time direction with respect to the filter coefficient of the target filter. That is, the effect of reducing the amount of generated code regarding the filter coefficient of the encoding target filter by the filter difference information generation unit 110 in FIG. 2 depends on the temporal correlation of the encoding target filter.
  • the filter coefficient of the encoding target filter is significantly different from the filter coefficient of the reference filter, the generated code amount may be increased rather than encoding the filter coefficient of the encoding target filter itself.
  • filter information before the access target time cannot be used, and therefore it may be impossible to predict the filter coefficient in the time direction.
  • the moving picture coding apparatus predicts the filter coefficient in the temporal direction (hereinafter simply referred to as temporal prediction mode), and predicts in the spatial direction (hereinafter simply referred to as spatial prediction mode). ) And adaptively switch.
  • the moving picture encoding apparatus uses the spatial prediction mode adaptively, so that the amount of generated code can be reduced based on the filter coefficient of the encoding target filter even in a scene where the temporal prediction mode is not appropriate. Can be played.
  • the moving image encoding apparatus is configured such that the filter difference information generating unit 110 in the moving image encoding apparatus in FIG. 1 or the moving image encoding apparatus in FIG. 7 is replaced with, for example, the filter difference information generating unit 310 illustrated in FIG. It can be configured by replacement.
  • the filter difference information generation unit 310 includes a filter coefficient position correspondence setting unit 111, a reference filter buffer 112, a reference filter update unit 114, a temporal prediction mode filter coefficient difference calculation unit 115, a spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116, and coefficients.
  • a prediction mode control unit 117 is included.
  • FIG. 11 the same parts as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and in the following description, different parts will be mainly described.
  • the temporal prediction mode filter coefficient difference calculation unit 115 is different from the filter coefficient difference calculation unit 113 in name, but substantially the same components can be applied.
  • the spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116 performs prediction in the spatial direction on the filter coefficient of the encoding target filter, and generates filter difference information 19 including a prediction error.
  • the spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116 may use any existing or future spatial prediction technology.
  • the filter coefficient at any position (for example, the filter coefficient c0 in FIG. 12) is changed to the sum of the filter coefficients at other positions (for example, the filter coefficient in FIG. 12). prediction based on the sum of c1,..., c24).
  • the filter coefficient on which spatial prediction is performed may be arbitrary. However, since the filter coefficient at the center position (filter coefficient c0 in FIG.
  • the predicted value c0 ′ for the filter coefficient c0 can be derived according to the following equation (2) using the other filter coefficients c1,..., C24 and the sum S of the filter coefficients.
  • the total S of the filter coefficients is “256” when the total (gain) of the filter coefficients is “1” and each of the filter coefficients is quantized with 8 bits. It should be noted that the sum S of filter coefficients must be the same value on the encoding side and the decoding side.
  • the spatial prediction technique that can be used by the spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116 is not limited to the above technique, and any technique that can use the spatial correlation of filter coefficients may be applied.
  • any technique that can use the spatial correlation of filter coefficients may be applied.
  • FIGS. 23A and 23B another example of the spatial prediction process will be described with reference to FIGS. 23A and 23B. These spatial prediction processes may be used in combination with the above-described spatial prediction process or other spatial prediction processes, or may be used independently.
  • filter coefficients at positions that are point-symmetric with respect to the center position are often the same value or similar values. Therefore, for example, as shown in FIG. 23A, the filter coefficients of indexes 1,..., 12 can be used as spatial prediction values for the filter coefficients of indexes d1,. If such a spatial prediction process is used, a prediction error can be stored in the filter difference information 19 instead of the filter coefficients themselves of the indexes d1,..., D12.
  • the filter information at positions symmetrical in the vertical direction or horizontal direction with respect to the center position often has the same or similar value. Therefore, for example, as shown in FIG. 23B, the filter coefficients of indexes 1,..., 8 can be used as spatial prediction values for the filter coefficients of indexes d1,. If such a spatial prediction process is used, a prediction error can be stored in the filter difference information 19 instead of the filter coefficients themselves of the indexes d1,..., D8.
  • the coefficient prediction mode control unit 117 adaptively switches between the filter difference information 19 generated by the temporal prediction mode filter coefficient difference calculation unit 115 and the filter difference information 19 generated by the spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116.
  • the coefficient prediction mode information for identifying what coefficient prediction mode is selected is multiplexed and output. A specific example of the coefficient prediction mode determination process by the coefficient prediction mode control unit 117 will be described later.
  • the filter information generation unit 107 inputs the filter information 17 to the filter difference information generation unit 310, the processing in FIG. 13 starts.
  • the temporal prediction (steps S111 to S112) is performed prior to the spatial prediction (step S114).
  • these orders may be reversed or parallel.
  • the coefficient prediction mode control unit 117 determines the coefficient prediction mode based on the encoding cost as described later, but the coefficient prediction mode may be determined according to other arbitrary criteria.
  • step S116 it has been described that the coding costs related to the temporal prediction process and the spatial prediction process calculated according to the mathematical formula (1) are compared, but both differ only in the coefficient difference calculation method.
  • the comparison of the conversion cost is equivalent to the comparison of the generated code amount.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 111 acquires the tap length included in the filter information 17 from the filter information generation unit 107, and sets the correspondence of the filter coefficient position between the encoding target filter and the reference filter. (Step S111).
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 111 converts each of the filter coefficient positions of the encoding target filter into a first relative position from the center, and each of the filter coefficient positions of the reference filter is a second relative position from the center. And the correspondence relationship is set so that the first relative position and the second relative position match.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 111 notifies the temporal prediction mode filter coefficient difference calculation unit 115 and the reference filter update unit 114 of the correspondence.
  • the temporal prediction mode filter coefficient difference calculation unit 115 reads the reference filter information from the reference filter buffer 112, and uses the reference filter information from each of the filter coefficients included in the filter information 17 according to the correspondence set in step S111. Is subtracted to calculate a filter coefficient difference (step S112). Then, the temporal prediction filter coefficient difference calculation unit 115 generates the filter information 19 by replacing the filter coefficient included in the filter information 17 with the filter coefficient difference. Next, the temporal prediction mode filter coefficient calculation unit 115 (which may be the coefficient prediction mode control unit 117 or another component) determines the coding cost cost_temporal of the filter difference information 19 obtained by the temporal prediction process according to the equation (1). Calculate (step S113).
  • the spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116 performs a spatial prediction process (for example, the calculation of Expression (2)) on a part of the filter coefficients of the encoding target filter (for example, the filter coefficient at the center position), The prediction error is calculated as a coefficient difference (step S114). Then, the spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116 replaces part of the filter coefficients included in the filter information 17 (for example, the filter coefficient at the center position) with the coefficient difference. Next, the spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116 (which may be the coefficient prediction mode control unit 117 or another component) calculates the encoding cost cost_spatial of the filter difference information 19 obtained by the spatial prediction processing using the formula (1). (Step S115).
  • a spatial prediction process for example, the calculation of Expression (2)
  • the spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116 replaces part of the filter coefficients included in the filter information 17 (for example, the filter coefficient at the center position) with the coefficient difference.
  • the spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116 (which
  • the coefficient prediction mode control unit 117 compares the coding cost cost_temporal calculated in step S113 with the coding cost cost_spatial calculated in step S115 (step S116). If the encoding cost cost_temporal is larger than the encoding cost cost_spatial, the process proceeds to step S117, and if not, the process proceeds to step S118.
  • step S117 the coefficient prediction mode control unit 117 substitutes a value “1” indicating application of the spatial prediction mode into the flag coef_pred_mode as coefficient prediction mode information. And the coefficient prediction mode control part 117 superimposes coefficient prediction mode information on the filter difference information 19 obtained by the spatial prediction process (step S114), and outputs it to the entropy encoding part 104, and a process progresses to step S120.
  • step S118 the coefficient prediction mode control unit 117 substitutes a value “0” indicating application of the temporal prediction mode into the flag coef_pred_mode. Then, the coefficient prediction mode control unit 117 outputs the filter difference information 19 obtained by the temporal prediction process (step S112) to the reference filter update unit 114, and further superimposes the coefficient prediction mode information on the filter difference information 19 to generate an entropy code. To the conversion unit 104. Next, the reference filter update unit 114 adds the filter coefficient difference calculated in step S112 to the filter coefficient included in the reference filter information held in the reference filter buffer 112 according to the correspondence set in step S111. Thus, the reference filter information is updated (step S119), and the process proceeds to step S120.
  • updating the reference filter information is not an essential process, but the characteristics of the reference filter can be changed even if the characteristics of the encoding target filter gradually change due to frequent updating. Therefore, the increase in the coefficient difference and the increase in the amount of generated codes can be suppressed.
  • step S120 the entropy encoding unit 104 performs the Huffman code on the filter difference information 19, the coefficient prediction mode information and other encoding parameters input from the coefficient prediction mode control unit 117, and the quantized transform coefficient 13. Entropy coding such as coding and arithmetic coding is performed. The entropy encoding unit 104 outputs an encoded bit stream obtained by multiplexing the encoded data 14, and the process ends.
  • the filter difference information 19 is transmitted to the decoding side in units of slices, but may be transmitted to the decoding side at the sequence level, picture level, and macroblock level.
  • the syntax has a three-level hierarchical structure of a high level syntax 1900, a slice level syntax 1903, and a macroblock level syntax 1907 in order from the upper layer.
  • the high-level syntax 1900 includes a sequence parameter set syntax 1901 and a picture parameter set syntax 1902, and defines information necessary for a layer higher than the slice (for example, a sequence or a picture).
  • the slice level syntax 1903 includes a slice header syntax 1904, a slice data syntax 1905, and a loop filter data syntax 1906, and defines necessary information in units of slices.
  • the macroblock level syntax 1907 includes a macroblock layer syntax 1908 and a macroblock prediction syntax 1909, and defines necessary information (for example, quantized transform coefficient data, prediction mode information, and motion vector) in units of macroblocks.
  • filter_size_x and filter_size_y represent the size (tap length) in the horizontal direction (x direction) and vertical direction (y direction) of the encoding target filter.
  • luma_flag and chroma_flag represent a flag indicating whether the encoding target filter is applied to the luminance signal and the color difference signal of the image, “1” indicates application of the encoding target filter, and “0” indicates the encoding target filter. Indicates not applicable.
  • the coefficient prediction mode information coef_pred_mode is as described with reference to FIG.
  • filter_coef_diff_luma [cy] [cy] is a filter coefficient difference (related to the filter coefficient applied to the luminance signal) at the position identified by the coordinates (cx, cy) (however, when spatial prediction processing is performed) May remain the filter coefficients of the filter to be encoded).
  • filter_coef_diff_chroma [cy] [cx] is the filter coefficient difference (related to the filter coefficient applied to the color difference signal) at the position identified by the coordinates (cx, cy) (however, when spatial prediction processing is performed) May be the filter coefficients themselves of the filter to be encoded).
  • the same filter difference information 19 is described for a plurality of color difference signal components (not distinguished), but individual filter difference information 19 may be described for a plurality of color difference signal components.
  • the filter difference information 19 may be described.
  • the coefficient prediction mode information is described as a common flag coef_pred_mode for the luminance signal and the color difference signal, but may be described as an independent flag.
  • the filter information 19 may be described as shown in FIG. 15B (see the flag coef_pred_mode_luma and the flag coef_pred_mode_chroma).
  • the moving picture encoding apparatus adaptively performs spatial prediction as well as temporal prediction of filter coefficients to generate filter difference information. Therefore, according to the video encoding device according to the present embodiment, it is possible to reduce the amount of generated code based on the filter coefficient by performing spatial prediction even when the temporal prediction of the filter coefficient is not appropriate.
  • the moving picture coding apparatus uses the filter difference information generation unit 110 in the moving picture coding apparatus of FIG. 1 or the moving picture coding apparatus of FIG. It can also be configured by replacing the difference information generation unit 410 or the filter difference information generation unit 510 shown in FIG.
  • the filter difference information generation unit 410 of FIG. Specifically, in the filter difference information generation unit 410, the spatial prediction process is applied regardless of whether the temporal prediction process is applied.
  • the spatial prediction mode filter coefficient difference calculation unit 116 spatially predicts the filter coefficient at the center position based on the estimated value of the sum of the filter coefficients and the filter coefficients at other positions, and further predicts the time at the filter coefficients at the other positions.
  • the coefficient prediction mode control unit 117 adaptively switches whether or not to apply. That is, spatial prediction error and temporal prediction error can be mixed in the filter difference information 19 generated by the filter difference information generation unit 410.
  • the filter difference information generation unit 510 of FIG. 17 can update the filter coefficient of the reference filter using the filter difference information 19 based on spatial prediction in addition to the filter difference information 19 based on temporal prediction. 11 is different from the filter difference information generation unit 310 in FIG.
  • a plurality of reference filters may be prepared in the filter difference information generation units 410 and 510 as well. For example, from at least one of the reference filter information on condition of at least one of the property of the encoding target filter (filter characteristics, tap length, etc.) and the property of the region to which the encoding target filter is applied (slice type, quantization parameter, etc.) Any one may be selected and used.
  • reference filter information that does not depend on the above conditions may be further provided. That is, the filter coefficient included in the reference filter information that does not depend on the condition can be used as the initial value of the filter coefficient included in the reference filter information that depends on the condition.
  • the filter difference information generation unit 510 updates the filter coefficients of the reference filter using the filter difference information 19 based on the spatial prediction.
  • the unit 117 may always select the filter difference information 19 based on the spatial prediction, and the reference filter update unit 114 may update the reference filter. This update of the reference filter corresponds to initialization (or refresh) of the reference filter.
  • reference filters When a plurality of reference filters are prepared, some reference filters (reference filters applied to IDR slices, I slices, etc.) have been initialized, while other reference filters (P slices, B slices).
  • the reference filter applied to the above, the reference filter having a different tap length from the initialized reference filter) may not be initialized. Therefore, when each reference filter is selected for the first time according to the condition, the coefficient prediction mode control unit 117 always selects the filter difference information 19 based on spatial prediction, and the reference filter update unit 114 updates (initializes) the reference filter. May be.
  • the reference filter when a spatial prediction mode is selected for a coding target filter applied to an IDR slice, an I slice, etc., the reference filter must be initialized when each of the other reference filters is selected for the first time according to a condition. An agreement may have to be established.
  • the reference filter is initialized according to such an arrangement, it is known that the spatial prediction should be selected for the restoration of the filter information 17 on the decoding side, so that the coefficient prediction mode information (for example, flag pred_coef_mode) may be omitted in the filter difference information 19.
  • initialization of other reference filters accompanying the selection of the spatial prediction mode for the encoding target filter applied to the IDR slice and I slice may be realized by actually performing spatial prediction.
  • the encoding target filter applied to the IDR slice and the I slice may be reused as a reference filter as it is to perform temporal prediction.
  • the initial values of the filter coefficients included in the reference filter information are common on the encoding side and the decoding side. Therefore, it is possible to realize initialization of the reference filter by substituting this initial value as the filter coefficient of the reference filter.
  • the coefficient prediction mode control unit 117 acquires the filter information 17 and information on the region to which the encoding target filter is applied (for example, slice information), and updates the reference filter.
  • the unit 114 may be controlled.
  • the initialization timing of the reference filter must match on the encoding side and the decoding side.
  • the generation based on the filter coefficient is generated by generating the filter difference information 19 using the prediction error (coefficient difference) of the filter coefficient instead of the filter coefficient itself of the encoding target filter.
  • the reference filter is inferior from the viewpoint of the image quality improvement effect as compared with the optimally designed filter, but from the viewpoint of the balance between the code amount and the image quality (for example, encoding cost). If it does, it may be excellent.
  • the filter coefficient of the reference filter can be directly used as the filter coefficient of the decoding target filter on the decoding side (hereinafter referred to as a reuse mode).
  • the coefficient prediction mode control unit 117 uses information for identifying a reference filter that completely matches the filter to be encoded and the filter coefficient (when a plurality of reference filters are prepared).
  • the filter difference information 19 can be generated using the above-described prediction error instead.
  • coef_reuse_flag is a flag indicating application / non-application of the reuse mode, and is set to “1” when the reuse mode is applied and “0” when the reuse mode is not applied.
  • the filter_type_for_reuse is an index for identifying a reference filter used in the reuse mode, but is unnecessary when there is one reference filter. Note that the flag coef_reuse_flag and the index filter_type_for_reuse may be set independently for the luminance signal and the color difference signal.
  • the moving picture decoding apparatuses according to the second, fourth, and fifth embodiments described above restore the filter information 17 by the filter information restoration unit 208 of FIG.
  • the moving picture decoding apparatus according to the seventh embodiment of the present invention restores the filter information 17 using a filter information restoration unit different from the filter information restoration unit 208 of FIG.
  • the moving picture decoding apparatus decodes encoded data output from the moving picture encoding apparatus according to the sixth embodiment described above.
  • the moving picture decoding apparatus according to the present embodiment includes a filter information restoration unit 208 in the moving picture decoding apparatus in FIG. 4, the moving picture decoding apparatus in FIG. 8, or the moving picture decoding apparatus in FIG. It can comprise by replacing with the filter information decompression
  • the filter information restoration unit 608 restores the filter information 17 from the filter difference information 19 generated by the filter information generation unit 310 described above.
  • the filter information restoration unit 608 includes a filter coefficient position correspondence setting unit 209, a reference filter update unit 211, a reference filter buffer 112, a temporal prediction mode filter coefficient calculation unit 212, a spatial prediction mode filter coefficient calculation unit 213, and a coefficient prediction mode control. Part 214.
  • the same parts as those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, and in the following description, different parts will be mainly described.
  • the temporal prediction mode filter coefficient calculation unit 212 is different from the filter coefficient calculation unit 210 in name, but substantially the same components can be applied.
  • the spatial prediction mode filter coefficient calculation unit 213 When the filter difference information 19 is input, the spatial prediction mode filter coefficient calculation unit 213 performs the same spatial prediction as that on the encoding side, and a part of the filter coefficients of the decoding target filter (for example, the filter coefficient at the center position). ) To get the predicted value. Then, the spatial prediction mode filter coefficient calculation unit 213 adds a prediction error (included in the filter difference information 19) corresponding to the prediction value to restore the filter coefficient of the decoding target filter. Then, the spatial prediction mode filter coefficient calculation unit 213 obtains filter information 17 by replacing the prediction error included in the filter difference information 19 with the restored filter coefficient.
  • the coefficient prediction mode control unit 214 refers to the coefficient prediction mode information included in the filter difference information 19 and identifies the coefficient prediction mode applied on the encoding side. Then, the output destination of the filter difference information 19 is switched in order to apply the restoration process (calculation process of the filter coefficient of the decoding target filter) corresponding to the identified coefficient prediction mode.
  • the entropy decoding unit 201 decodes the encoded data 14, and obtains the filter difference information 19, other encoding parameters, and the quantized transform coefficient 13 (step S211).
  • the entropy decoding unit 201 inputs the quantized transform coefficient 13 to the inverse transform / inverse quantization unit 202 and the filter difference information 19 to the filter information restoration unit 608. Then, the process proceeds to step S212.
  • the coefficient prediction mode control unit 214 refers to the coefficient prediction mode information included in the filter difference information 19, and determines an output destination of the filter difference information 19. For example, if the flag coef_pred_mode is “1”, the filter difference information 19 is output to the spatial prediction mode filter coefficient calculation unit 213, and the process proceeds to step S213. Otherwise, the filter difference information 19 corresponds to the filter coefficient position. The information is output to the relationship setting unit 209 and the process proceeds to step S214.
  • the spatial prediction mode filter coefficient calculation unit 213 performs spatial prediction processing (for example, mathematical expression) on a part of the filter coefficients of the decoding target filter (for example, the filter coefficient at the center position) included in the filter difference information 19.
  • the calculation of (2)) is performed to calculate the predicted value.
  • the spatial prediction mode filter coefficient calculation unit 213 adds the spatial prediction value to the coefficient difference (prediction error) included in the filter difference information 19 to restore the filter coefficient of the decoding target filter.
  • the spatial prediction mode filter coefficient calculation unit 213 replaces the prediction error included in the filter difference information 19 with the restored filter coefficient and inputs it as the filter information 17 to the filter processing unit 205, and the process ends.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 209 acquires the tap length included in the filter difference information 19 from the entropy decoding unit 201, and the correspondence of the filter coefficient position between the decoding target filter and the reference filter. Set the relationship.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 209 converts each of the filter coefficient positions of the decoding target filter to the first relative position from the center, and sets each of the filter coefficient positions of the reference filter to the second relative position from the center. And the correspondence relationship is set so that the first relative position and the second relative position match.
  • the filter coefficient position correspondence setting unit 209 notifies the correspondence relationship to the temporal prediction mode filter coefficient calculation unit 212 and the reference filter update unit 211.
  • the temporal prediction mode filter coefficient calculation unit 212 reads the reference filter information from the reference filter buffer 112, and each of the filter coefficients included in the filter difference information 19 and the reference filter information according to the correspondence set in step S214.
  • the filter coefficients included in the filter information 17 generated on the encoding side are restored (step S215).
  • the temporal prediction mode filter coefficient calculation unit 212 replaces the filter coefficient included in the filter difference information 19 with the calculated filter coefficient, and inputs the filter coefficient 17 to the filter processing unit 205 and the reference filter update unit 211.
  • the reference filter update unit 211 replaces the filter coefficient included in the reference filter information stored in the reference filter buffer 112 with the filter coefficient calculated in step S215 according to the correspondence set in step S214.
  • the reference filter information is updated (step S216), and the process ends.
  • the update of the reference filter information is not an essential process, but the update timing must be the same as that of the encoding side.
  • the video decoding apparatus obtains the filter coefficient of the decoding target filter from the coefficient difference (prediction error) included in the filter difference information according to the same coefficient prediction mode as that on the encoding side. Restore. Therefore, according to the moving picture decoding apparatus according to the present embodiment, it is possible to restore the filter coefficient of the decoding target filter by using the filter difference information having a smaller code amount than the filter information.
  • the moving picture decoding apparatus includes the filter information restoration unit 208 in the moving picture decoding apparatus in FIG. 4, the moving picture decoding apparatus in FIG. 8, or the moving picture decoding apparatus in FIG. Can be configured by replacing, for example, the filter information restoration unit 708 shown in FIG. 20 or the filter information restoration unit 808 shown in FIG.
  • the filter information restoration unit 708 in FIG. restores the filter information 17 from the filter difference information 19 generated by the filter difference information generation unit 410 in FIG.
  • the filter information restoration unit 808 in FIG. 21 can update the filter coefficient of the reference filter using the filter information 17 based on spatial prediction in addition to the filter information 17 based on temporal prediction in FIG. Different from the filter information restoration unit 608.
  • the filter information restoration unit 808 restores the filter information 17 from the filter difference information 19 generated by the filter difference information generation unit 510 in FIG.
  • the filter information restoration units 608, 708, and 808 when the reference filter is initialized at a specific timing, the filter information restoration units 608, 708, and 808 also have the same timing and the same mode. Perform initialization. When the above-described reuse mode is applied by the encoding side, the filter information restoration units 608, 708, and 808 restore the filter information 17 using filter coefficients of appropriate reference filters.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage.
  • Various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. Further, for example, a configuration in which some components are deleted from all the components shown in each embodiment is also conceivable. Furthermore, you may combine suitably the component described in different embodiment.
  • the reduction of the generated code amount based on the filter information in the post filter processing or the loop filter processing has been described.
  • the interpolation filter processing and the reference image are performed.
  • filter processing that may transmit filter information such as filter processing on a signal from the encoding side to the decoding side, the amount of generated code based on the filter information can be reduced.
  • the moving picture encoding apparatus and the moving picture decoding apparatus can be realized by using, for example, a general-purpose computer apparatus as basic hardware. That is, the predicted image signal generation unit 101, the subtraction unit 102, the transform / quantization unit 103, the entropy encoding unit 104, the inverse transform / inverse quantization unit 105, the addition unit 106, the filter information generation unit 107, and the encoding control unit 109 , Filter difference information generation units 110, 310, 410 and 510, filter coefficient position correspondence setting unit 111, filter coefficient difference calculation unit 113, reference filter update unit 114, temporal prediction mode filter coefficient difference calculation unit 115, spatial prediction mode filter Coefficient difference calculation unit 116, coefficient prediction mode control unit 117, entropy decoding unit 201, inverse transform / inverse quantization unit 202, predicted image signal generation unit 203, addition unit 204, filter processing unit 205, decoding control unit 207, Filter information restoration unit 208, 608, 708 and 80
  • the moving picture coding apparatus and the moving picture decoding apparatus may be realized by installing the program in a computer apparatus in advance, or may be stored in a storage medium such as a CD-ROM. Alternatively, the above program may be distributed via a network, and the program may be installed in a computer device as appropriate.
  • the reference image buffer 108, the reference filter buffer 112, and the reference image buffer 206 are a memory, a hard disk or a CD-R, a CD-RW, a DVD-RAM, a DVD- It can be realized by appropriately using a storage medium such as R.

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Abstract

　動画像符号化方法は、符号化対象画像の復号画像に適用するための対象フィルタを求めることと、対象フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とに基づいて、対象フィルタの対象フィルタ係数のそれぞれと参照フィルタの参照フィルタ係数のそれぞれとの対応関係を設定すること(Ｓ１０１)と、対応関係に従って、対象フィルタ係数と参照フィルタ係数との係数差分を求めること(Ｓ１０２)と、対象フィルタのタップ長及び係数差分を含む対象フィルタ情報を符号化すること(Ｓ１０４)と、を具備する。

Description

動画像符号化方法及び動画像復号化方法
　本発明は、タップ長の異なる複数のフィルタを選択的に適用可能な動画像符号化方法及び動画像復号化方法に関する。
　従来、例えばＨ．２６４／ＡＶＣ等の動画像符号化方式では、原画像信号及び予測画像信号の間の予測誤差信号を直交変換及び量子化して得られる係数を符号化する。このように符号化された画像信号を復号化して得られる復号画像の画質を向上させるために、符号化側及び／または復号化側においてフィルタ処理が行われることがある。
　「S. Wittmann and T. Wedi, "Post-filter SEI message for 4:4:4 coding", JVT of ISO/IEC MPEG & ITU-T VCEG, JVT-S030, April 2006.」（以下、単に参考文献と称する）に記載されたポストフィルタ処理は、復号画像の画質を向上させることを目的として復号化側に設けられる。具体的には、上記復号化側において適用されるポストフィルタのフィルタ係数、フィルタサイズ（タップ長）等のフィルタ情報が符号化側で設定され、符号化ビットストリームに多重化されて出力される。復号化側は、上記フィルタ情報に基づくポストフィルタ処理を復号画像信号に対して行う。従って、符号化側において原画像信号及び復号画像信号の間の誤差が小さくなるようにフィルタ情報を設定すれば、ポストフィルタ処理によって復号画像の画質を向上させられる。
　参考文献に記載されたポストフィルタ処理は、符号化側においてフィルタ情報を符号化し、復号化側へ送信する。ここで、上記フィルタ情報に基づく発生符号量が大きくなるほど、符号化側における符号化効率は低下する。故に、上記フィルタ情報に基づく発生符号量を削減するための手法が望まれる。
　従って、本発明はフィルタ情報に基づく発生符号量を削減可能な動画像符号化方法を提供することを目的とする。
　本発明の一態様に係る動画像符号化方法は、符号化対象画像の復号画像に適用するための対象フィルタを求めることと、前記対象フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とに基づいて、前記対象フィルタの対象フィルタ係数のそれぞれと前記参照フィルタの参照フィルタ係数のそれぞれとの対応関係を設定することと、前記対応関係に従って、前記対象フィルタ係数と前記参照フィルタ係数との係数差分を求めることと、前記対象フィルタのタップ長及び前記係数差分を含む対象フィルタ情報を符号化することとを具備する。
　本発明の他の態様に係る動画像符号化方法は、符号化対象画像の復号画像に適用するための対象フィルタを求めることと、前記対象フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とに基づいて前記対象フィルタの対象フィルタ係数のそれぞれと前記参照フィルタの参照フィルタ係数のそれぞれとの対応関係を設定し、前記対応関係に従って前記対象フィルタ係数と前記参照フィルタ係数との時間係数差分を求める時間予測モード、または、前記対象フィルタ係数のうちの一部の係数の予測値を前記対象フィルタ係数のうちの他の係数に基づいて予測し、前記一部の係数と前記予測値との空間係数差分を求める空間予測モードを用いて対象係数差分を求めることと、前記対象フィルタのタップ長、前記対象係数差分の予測モードを示す予測モード情報及び前記対象係数差分を含む対象フィルタ情報を符号化することとを具備する。
　本発明の他の態様に係る動画像復号化方法は、対象フィルタのタップ長と、前記対象フィルタの対象フィルタ係数及び参照フィルタの参照フィルタ係数の間の係数差分とを含む対象フィルタ情報が符号化された符号化データを復号化することと、前記対象フィルタのタップ長と前記参照フィルタのタップ長とに基づいて、前記係数差分のそれぞれと前記参照フィルタ係数のそれぞれとの対応関係を設定することと、前記対応関係に従って、前記係数差分と前記参照フィルタ係数とを加算して、前記対象フィルタ係数を算出することとを具備する。
　本発明の他の態様に係る動画像復号化方法は、対象フィルタのタップ長、前記対象フィルタに適用されている予測モードを示す予測モード情報及び前記対象フィルタの対象フィルタ係数の予測誤差を示す対象係数差分を含む対象フィルタ情報が符号化された符号化データを復号化することと、前記予測モード情報が時間予測モードを示す場合には、前記対象フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とに基づいて前記対象係数差分のそれぞれと前記参照フィルタの参照フィルタ係数のそれぞれとの対応関係を設定し、前記対応関係に従って前記対象係数差分と前記参照フィルタ係数とを加算して、前記対象フィルタ係数を復元することと、前記予測モード情報が空間予測モードを示す場合には、前記対象フィルタ係数の一部をその他の対象フィルタ係数に基づいて予測し、前記対象係数差分を加算して前記対象フィルタ係数を復元することとを具備する。
図１は、第１の実施形態に係る動画像符号化装置を示すブロック図である。 図２は、図１のフィルタ差分情報生成部の内部を示すブロック図である。 図３は、図１の動画像符号化装置によるフィルタ差分情報の生成処理を示すフローチャートである。 図４は、第２の実施形態に係る動画像復号化装置を示すブロック図である。 図５は、図４のフィルタ情報復元部の内部を示すブロック図である。 図６は、図４の動画像復号化装置によるフィルタ情報の復元処理を示すフローチャートである。 図７は、第３の実施形態に係る動画像符号化装置を示すブロック図である。 図８は、第４の実施形態に係る動画像復号化装置を示すブロック図である。 図９は、第５の実施形態に係る動画像復号化装置を示すブロック図である。 図１０Ａは、符号化対象フィルタのフィルタ係数位置及びフィルタ係数位置対応関係を示すインデクスの一例を示す図である。 図１０Ｂは、参照フィルタのフィルタ係数位置及びフィルタ係数位置対応関係を示すインデクスの一例を示す図である。 図１１は、第６の実施形態に係る符号化装置におけるフィルタ差分情報生成部を示すブロック図である。 図１２は、フィルタ係数の空間予測の一例を説明するための図である。 図１３は、第６の実施形態に係る動画像符号化装置によるフィルタ差分情報の生成処理を示すフローチャートである。 図１４は、符号化ビットストリームのシンタクス構造の一例を示す図である。 図１５Ａは、フィルタ差分情報の記述態様の一例を示す図である。 図１５Ｂは、フィルタ差分情報の記述態様の一例を示す図である。 図１６は、図１１のフィルタ差分情報生成部の変形例を示すブロック図である。 図１７は、図１１のフィルタ差分情報生成部の変形例を示すブロック図である。 図１８は、第７の実施形態に係る動画像復号化装置におけるフィルタ情報復元部を示すブロック図である。 図１９は、第７の実施形態に係る動画像復号化装置によるフィルタ情報の復元処理を示すフローチャートである。 図２０は、図１８のフィルタ情報復元部の変形例を示すブロック図である。 図２１は、図１８のフィルタ情報復元部の変形例を示すブロック図である。 図２２は、フィルタ差分情報の記述態様の一例を示す図である。 図２３Ａは、フィルタ係数の空間予測の一例を説明するための図である。 図２３Ｂは、フィルタ係数の空間予測の一例を説明するための図である。
　以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。　
　（第１の実施形態）　
　図１は本発明の第１の実施形態に係る動画像符号化装置を示す。この動画像符号化装置は、いわゆるハイブリッド符号化を行う動画像符号化装置であって、動画像符号化部１０００と符号化制御部１０９とを有する。動画像符号化部１０００は、予測画像信号生成部１０１、減算部１０２、変換／量子化部１０３、エントロピー符号化部１０４、逆変換／逆量子化部１０５、加算部１０６、フィルタ情報生成部１０７、参照画像用バッファ１０８及びフィルタ差分情報生成部１１０を有する。符号化制御部１０９は、発生符号量のフィードバック制御、量子化制御、予測モード制御及び動き推定精度の制御等の動画像符号化部１０００全体の制御を行う。
　予測画像信号生成部１０１は、ブロック単位の入力画像信号（原画像信号）１０の予測を行って予測画像信号１１を生成する。具体的には、予測画像信号生成部１０１は、既に符号化済みの参照画像信号１８を後述する参照画像用バッファ１０８から読み出し、当該参照画像信号１８に対する入力画像信号１０の動きを示す動きベクトルを検出する。動きベクトルは例えばブロックマッチングによって検出される。予測画像信号生成部１０１は、上記動きベクトルを用いて参照画像信号１８を動き補償した予測画像信号１１を減算部１０２及び加算部１０６に入力する。尚、予測画像信号生成部１０１は、動き補償予測（時間方向の予測）に限らず、イントラ予測（空間方向の予測）を行って予測画像信号１１を生成してもよい。
　減算部１０２は、予測画像信号生成部１０１からの予測画像信号１１を入力画像信号１０より減算して予測誤差信号１２を得る。減算部１０２は、予測誤差信号１２を変換／量子化部１０３に入力する。
　変換／量子化部１０３は、減算部１０２からの予測誤差信号１２を直交変換して変換係数を得る。直交変換として、例えば離散コサイン変換（ＤＣＴ）が用いられる。尚、変換／量子化部１０３は、ウェーブレット変換、独立成分解析またはアダマール変換等の他の変換処理を行ってもよい。変換／量子化部１０３は、符号化制御部１０９によって設定される量子化パラメータ（ＱＰ）に従って、上記変換係数を量子化する。量子化された変換係数（以下、量子化変換係数１３と称する）は、エントロピー符号化部１０４及び逆変換／逆量子化部１０５に入力される。
　エントロピー符号化部１０４は、変換／量子化部１０３からの量子化変換係数１３と符号化パラメータとをエントロピー符号化して、符号化データ１４を得る。エントロピー符号化として、例えばハフマン符号化や算術符号化が用いられる。符号化パラメータは、後述するフィルタ差分情報生成部１１０からのフィルタ差分情報１９を含む。尚、符号化パラメータには、予測画像信号１１の予測モードを示す予測モード情報、ブロックサイズ切り替え情報及び量子化パラメータが含まれてもよい。エントロピー符号化部１０４は、符号化データ１４を多重化した符号化ビットストリームを出力する。
　逆変換／逆量子化部１０５は、変換／量子化部１０３からの量子化変換係数１３を上記量子化パラメータに従って逆量子化して変換係数を復号する。逆変換／逆量子化部１０５は、復号した変換係数に対して、変換／量子化部１０３によって行われた変換処理の逆変換を行って予測誤差信号１２を復号する。例えば、逆変換／逆量子化部１０５は、逆離散コサイン変換（ＩＤＣＴ）や逆ウェーブレット変換を行う。逆変換／逆量子化部１０５は、上記復号された予測誤差信号（以下、復号予測誤差信号１５と称する）を加算部１０６に入力する。
　加算部１０６は、逆変換／逆量子化部１０５からの復号予測誤差信号１５と、予測画像生成部１０１からの予測画像信号１１とを加算して局所復号画像信号１６を生成する。加算部１０６は、局所復号画像信号１６をフィルタ情報生成部１０７及び参照画像用バッファ１０８に入力する。
　フィルタ情報生成部１０７は、入力画像信号１０及び加算部１０６からの局所復号画像信号１６に基づき、符号化対象フィルタのフィルタ情報１７を生成する。フィルタ情報１７は、復号化側において上記入力画像信号１０に対応する復号画像信号に対してフィルタ処理を適用するか否かを示す切り替え情報を含む。切り替え情報がフィルタ処理を適用することを示す値である場合には、フィルタ情報１７は適用すべきフィルタ（符号化対象フィルタ）を特定する情報を更に含む。具体的には、フィルタのタップ長を示すタップ長情報及びフィルタ係数を更に含む。上記フィルタ係数として、例えば、局所復号画像信号１６（復号化側における復号画像信号に相当する）と入力画像信号１０との間の誤差を最小化するための係数値と、当該係数値の各々が適用される係数位置とが定められる。尚、フィルタ情報生成部１０７は、局所復号画像信号１６に対してデブロッキングフィルタ処理を施して得られる画像信号を、当該局所復号画像信号１６の代わりに用いてもよい。即ち、加算部１０６とフィルタ情報生成部１０７との間にデブロッキングフィルタが設けられてもよい。
　参照画像用バッファ１０８には、加算部１０６からの局所復号画像信号１６が参照画像信号１８として記憶され、予測画像信号生成部１０１が適宜読み出す。
　フィルタ差分情報生成部１１０は、後述する参照フィルタのタップ長情報及びフィルタ係数を含む参照フィルタ情報を記憶する。フィルタ差分情報生成部１１０は、上記参照フィルタ情報と、フィルタ情報１７との間の差分を示すフィルタ差分情報１９を生成する。フィルタ差分情報生成部１１０は、フィルタ差分情報１９をエントロピー符号化部１０４に入力する。
　以下、図２を用いてフィルタ差分情報生成部１１０の内部を説明する。　
　図２に示すように、フィルタ差分情報生成部１１０は、フィルタ係数位置対応関係設定部１１１、参照フィルタ用バッファ１１２、フィルタ係数差分算出部１１３及び参照フィルタ更新部１１４を有する。
　フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、フィルタ情報１７と参照フィルタ情報との間におけるフィルタ係数位置の対応関係を設定する。フィルタ情報１７及び参照フィルタ情報には、いずれもタップ長情報及びフィルタ係数が含まれる。符号化対象フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とは必ずしも一致しない。フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、符号化フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とが一致しない場合にも、フィルタ情報１７のフィルタ係数位置の各々を参照フィルタ情報のフィルタ係数位置の各々と対応付ける。例えば、フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、フィルタ情報１７のフィルタ係数位置の中心と、参照フィルタ情報のフィルタ係数位置の中心とが一致するように、フィルタ情報１７のフィルタ係数位置の各々と、参照フィルタ情報のフィルタ係数位置の各々とを対応付ける。フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、上記対応関係をフィルタ係数差分算出部１１３及び参照フィルタ更新部１１４に通知する。
　参照フィルタ用バッファ１１２には、参照フィルタ情報が一時的に記憶される。参照フィルタ情報は、フィルタ係数差分算出部１１３によって適宜読み出される。
　フィルタ係数差分算出部１１３は、参照フィルタ情報を参照フィルタ用バッファ１１２から読み出す。フィルタ係数差分算出部１１３は、フィルタ係数位置対応関係設定部１１１によって定められた対応関係に従って、フィルタ情報１７のフィルタ係数の各々から参照フィルタ情報のフィルタ係数の各々を減算し、フィルタ係数差分を算出する。フィルタ係数差分算出部１１３は、フィルタ情報１７のフィルタ係数を上記フィルタ係数差分に置き換え、フィルタ差分情報１９としてエントロピー符号化部１０４及び参照フィルタ更新部１１４に入力する。参照フィルタの特性が符号化対象フィルタの特性に近いほど、上記フィルタ係数差分は小さくなるため符号量を小さく抑えることができる。
　参照フィルタ更新部１１４は、フィルタ係数位置対応関係設定部１１１によって定められた対応関係に従って、参照フィルタ用バッファ１１２に記憶された参照フィルタ情報のフィルタ係数に、フィルタ係数差分算出部１１３から出力されるフィルタ差分情報１９のフィルタ係数差分を加算することにより、参照フィルタ情報を更新する。ここで、参照フィルタ情報の更新は、フィルタ差分情報１９を生成する度に行われてもよいし、所定のタイミングで行われてもよいし、全く行われなくてもよい。参照フィルタ情報の更新を全く行わない場合には、参照フィルタ更新部１１４は不要である。尚、参照フィルタ情報のフィルタ係数の初期値は、符号化側及び復号化側において共通の値が用いられる。参照フィルタ情報は、符号化側及び復号化側で共通のタイミングで更新される。
　以下、図３を用いてフィルタ差分情報１９の生成処理を説明する。　
　まず、前提として、フィルタ情報生成部１０７が生成するフィルタ情報１７を具体的に説明する。以降の説明において、フィルタ情報生成部１０７は、画像復元において一般的に用いられる２次元Wiener filterを対象とし、タップ長は５×５及び７×７のいずれか一方であるものとする。
　フィルタ情報生成部１０７は、タップ長を５×５に設定し、局所復号画像信号１６にフィルタ処理を施した画像信号と入力画像信号１０との間の平均二乗誤差が最小となるフィルタ係数を導出する。また、フィルタ情報生成部１０７は、タップ長を７×７に設定し、局所画像信号１６にフィルタ処理を施した画像信号と入力画像信号１０との間の平均二乗誤差が最小となるフィルタ係数を導出する。そして、フィルタ情報生成部１０７は、タップ長を５×５に設定した場合の第１の符号化コストと、タップ長を７×７に設定した場合の第２の符号化コストと、フィルタ処理を施さない場合の第３の符号化コストとを次の数式（１）に従って導出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　数式（１）において、costは符号化コストを表し、Dは残差二乗和（Sum of Squared Difference；SSD）を表し、λは係数を表し、Rは発生符号量を表す。
　フィルタ情報生成部１０７は、上記第１の符号化コストが最も小さければ、（Ａ）フィルタ処理を適用することを示す切り替え情報と、（Ｂ）タップ長が５×５であることを示すタップ長情報と、（Ｃ）導出されたフィルタ係数とを含むフィルタ情報１７を生成する。また、フィルタ情報生成部１０７は、上記第２の符号化コストが最も小さければ、（Ａ）フィルタ処理を適用することを示す切り替え情報と、（Ｂ）タップ長が７×７であることを示すタップ長情報と、（Ｃ）導出されたフィルタ係数とを含むフィルタ情報１７を生成する。また、フィルタ情報生成部１０７は、上記第３の符号化コストが最も小さければ、（Ａ）フィルタ処理を適用しないことを示す切り替え情報を含むフィルタ情報１７を生成する。
　尚、上記説明において、フィルタ情報生成部１０７が符号化コストを導出する場合を例示したが、フィルタ情報生成部１１０が符号化コストを導出してもよい。即ち、フィルタ情報生成部１０７がフィルタ処理を適用しない場合のフィルタ情報１７と、タップ長が５×５の場合のフィルタ情報１７と、タップ長が７×７の場合のフィルタ情報１７とをフィルタ差分情報生成部１１０に入力し、フィルタ差分情報生成部１１０が３つのフィルタ情報１７に基づくフィルタ差分情報１９を用いて３つの符号化コストを夫々導出し、符号化コストが最も小さくなるフィルタ差分情報１９を出力してもよい。エントロピー符号化部１０４はフィルタ情報１７でなくフィルタ差分情報１９を符号化するので、フィルタ差分情報１９を用いて符号化コストを導出すればより正確な値が得られる。
　フィルタ情報生成部１０７が以上のようなフィルタ情報１７を生成する場合、参照フィルタのタップ長は上記フィルタ情報１７に含まれ得る最大のタップ長（＝７×７）となる。また、参照フィルタ情報のフィルタ係数の初期値は任意の値（例えば、統計的に導出された値）でよいが、前述したように符号化側及び復号化側において共通の値が用いられる。
　フィルタ情報生成部１０７が、フィルタ情報１７をフィルタ差分情報生成部１１０に入力すると、図３の処理が開始する。
　まず、フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、フィルタ情報生成部１０７からのフィルタ情報１７が示す符号化対象フィルタのタップ長を取得し、符号化対象フィルタと参照フィルタとの間のフィルタ係数位置の対応関係を設定する（ステップＳ１０１）。前述したように、参照フィルタのタップ長は７×７（例えば、図１０Ｂ参照）なので、符号化対象フィルタのタップ長も７×７であれば、符号化対象フィルタのフィルタ係数及び参照フィルタのフィルタ係数は同じ位置同士で一対一に対応付けられる。一方、符号化対象フィルタのタップ長が５×５（例えば、図１０Ａ参照）であれば、フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、符号化対象フィルタのフィルタ係数位置の中心（図１０Ａにおいてインデクス＝０の位置）及び参照フィルタのフィルタ係数位置の中心（図１０Ｂにおいてインデクス＝０の位置）が一致するように、対応関係を設定する。換言すれば、フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、符号化対象フィルタのフィルタ係数位置の各々を中心からの第１の相対位置に変換し、参照フィルタのフィルタ係数位置の各々を中心からの第２の相対位置に変換し、第１の相対位置及び第２の相対位置が一致するように対応関係を設定する。フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、上記対応関係をフィルタ係数差分算出部１１３及び参照フィルタ更新部１１４に通知する。図１０Ａ及び図１０Ｂの例であれば、インデクスがフィルタ係数の対応関係を示す。即ち、図１０Ａのインデクスと、図１０Ｂのインデクスとが一致するフィルタ係数同士が対応付けられる。
　次に、フィルタ係数差分算出部１１３は、参照フィルタ情報を参照フィルタ用バッファ１１２から読み出し、ステップＳ１０１において設定された対応関係に従って、フィルタ情報１７に含まれるフィルタ係数の各々から参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数の各々を減算し、フィルタ係数差分を算出する（ステップＳ１０２）。フィルタ係数差分算出部１１３は、フィルタ情報１７に含まれるフィルタ係数を上記フィルタ係数差分に置き換え、フィルタ差分情報１９としてエントロピー符号化部１０４及び参照フィルタ更新部１１４に出力する。
　次に、参照フィルタ更新部１１４は、ステップＳ１０１において設定された対応関係に従って、参照フィルタ用バッファ１１２に記憶された参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数に、ステップＳ１０２において算出されたフィルタ係数差分を加算することにより、参照フィルタ情報を更新する（ステップＳ１０３）。前述したように参照フィルタ情報の更新は必須の処理ではないが、更新を頻繁に行うことにより、符号化対象フィルタの特性が徐々に変化する場合にも参照フィルタの特性を符号化対象フィルタの特性の変化に追従させられるため、係数差分の増大ひいては発生符号量の増大を抑えられる。
　次に、エントロピー符号化部１０４は、ステップＳ１０３において生成されたフィルタ差分情報１９及びその他の符号化パラメータと、量子化変換係数１３とに対して、ハフマン符号化や算術符号化等のエントロピー符号化を行う（ステップＳ１０４）。エントロピー符号化部１０４は、符号化データ１４を多重化した符号化ビットストリームを出力し、処理は終了する。
　以上説明したように、本実施形態に係る動画像符号化装置は、参照フィルタを用意し、当該参照フィルタと符号化対象フィルタとの間のフィルタ係数位置の対応関係を定めたうえで両者の係数差分を算出し、フィルタ情報の代わりに上記係数差分を含むフィルタ差分情報を符号化する。従って、本実施形態に係る動画像符号化装置によれば、符号化対象フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とが異なる場合であっても係数差分を算出し、フィルタ情報に比べて符号量の小さなフィルタ差分情報を生成できる。
　尚、上記説明において、参照フィルタ情報が１つであるかのように説明したが、複数であってもよい。例えば、符号化対象フィルタの性質（フィルタ特性、タップ長等）及び符号化対象フィルタが適用される領域の性質（スライスタイプ、量子化パラメータ等）の少なくとも一方を条件として、複数の参照フィルタ情報からいずれか１つを選択して用いてもよい。上記条件に従って参照フィルタを適応的に選択すれば、係数差分を小さく抑えることが容易になる。また、複数の参照フィルタ情報を用いる場合に、上記条件に依存しない参照フィルタ情報を更に設けてもよい。上記条件に依存しない参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数を、上記条件に依存する参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数の初期値として統一的に用いることにより、上記条件に依存する参照フィルタ情報が初めて用いられるときにも係数差分を小さく抑えられる。
　（第２の実施形態）　
　図４は本発明の第２の実施形態に係る動画像復号化装置を示す。この動画像復号化装置は図１の動画像符号化装置から出力される符号化データを復号化する。図４の動画像復号化装置は動画像復号化部２０００と、復号化制御部２０７とを有する。動画像復号化部２０００は、エントロピー復号化部２０１、逆変換／逆量子化部２０２、予測画像信号生成部２０３、加算部２０４、フィルタ処理部２０５、参照画像用バッファ２０６及びフィルタ情報復元部２０８を有する。復号化制御部２０７は復号化部２０００全体の制御（例えば、復号化タイミングの制御）を行う。以下の説明では、図４において図１と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。
　エントロピー復号化部２０１は、所定のシンタクス構造に従って、符号化データ１４に含まれる各シンタクスの符号列を復号する。具体的には、エントロピー復号化部２０１は、量子化変換係数１３、フィルタ差分情報１９、動き情報、予測モード情報、ブロックサイズ切り替え情報及び量子化パラメータ等を復号する。エントロピー復号化部２０１は、量子化変換係数１３を逆変換／逆量子化部２０２に、フィルタ差分情報１９をフィルタ情報復元部２０８に夫々入力する。
　逆変換／逆量子化部２０２は、エントロピー復号化部２０１からの量子化変換係数１３を量子化パラメータに従って逆量子化して変換係数を復号する。逆量子化／逆変換部２０２は、復号した変換係数に対して、符号化側で行われた変換処理の逆変換を行って予測誤差信号を復号する。例えば、逆量子化／逆変換部２０２はＩＤＣＴや逆ウェーブレット変換を行う。上記復号された予測誤差信号（以下、復号予測誤差信号１５と称する）は、加算部２０４に入力される。
　予測画像信号生成部２０３は、符号化側と同様の予測画像信号１１を生成する。具体的には、予測画像信号生成部２０３は、既に復号化済みの参照画像信号１８を後述する参照画像用バッファ２０６から読み出し、エントロピー復号化部２０１からの動き情報を用いて動き補償予測を行う。また、予測画像信号生成部２０３は符号化側がイントラ予測など他の予測方式によって予測画像信号１１を生成していれば、これに応じた予測を行って予測画像信号１１を生成する。予測画像生成部２０３は、予測画像信号１１を加算部２０４に入力する。
　加算部２０４は、逆変換／逆量子化部２０２からの復号予測誤差信号１５と、予測画像信号生成部２０３からの予測画像信号１１とを加算して復号画像信号２１を生成する。加算部２０４は、復号画像信号２１をフィルタ処理部２０５に入力する。また、加算部２０４は、復号画像信号２１を参照画像用バッファ２０６に入力する。
　フィルタ処理部２０５は、後述するフィルタ情報復元部２０８からのフィルタ情報１７に従い、復号画像信号２１に対して所定のフィルタ処理を行って復元画像信号２２を生成する。フィルタ処理部２０５は、復元画像信号２２を外部に出力する。尚、フィルタ処理部２０５は、復号画像信号２１に対してデブロッキングフィルタ処理を施して得られる画像信号を、当該復号画像信号２１の代わりに用いてもよい。即ち、加算部２０４とフィルタ処理部２０５との間にデブロッキングフィルタが設けられてもよい。
　参照画像用バッファ２０６には、加算部２０４からの復号画像信号２１が参照画像信号１８として一時的に記憶され、予測画像信号生成部２０３によって必要に応じて読み出される。
　フィルタ情報復元部２０８は、後述するように、符号化側と同一の参照フィルタ情報とエントロピー復号化部２０１からのフィルタ差分情報１９とを用いて、符号化側において生成されたフィルタ情報１７（復号化対象フィルタのフィルタ情報）を復元する。フィルタ情報復元部２０８は、フィルタ情報１７をフィルタ処理部２０５に入力する。
　以下、図５を用いてフィルタ情報復元部２０８の内部を説明する。　
　図５に示すように、フィルタ情報復元部２０８は、フィルタ係数位置対応関係設定部２０９、フィルタ係数算出部２１０、参照フィルタ更新部２１１及び参照フィルタ用バッファ１１２を有する。
　フィルタ係数位置対応関係設定部２０９は、フィルタ差分情報１９と参照フィルタ情報との間におけるフィルタ係数位置の対応関係を設定する。尚、前述したように、フィルタ差分情報１９及びフィルタ情報１７は、フィルタ係数値において異なるものの、フィルタ係数位置を含むその他の点において共通する。従って、フィルタ係数位置対応関係設定部２０９は前述したフィルタ係数位置対応関係設定部１１１と同一の構成でもよい。例えば、フィルタ係数位置対応関係設定部２０９は、フィルタ差分情報１９に含まれるフィルタ係数位置の中心と、参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数位置の中心とが一致するように、フィルタ差分情報１９に含まれる係数位置の各々と、参照フィルタ情報に含まれる係数位置の各々とを対応付ける。フィルタ係数位置対応関係設定部２０９は、上記対応関係をフィルタ係数算出部２１０及び参照フィルタ更新部２１１に通知する。
　フィルタ係数算出部２１０は、参照フィルタ情報を参照フィルタ用バッファ１１２から読み出す。フィルタ係数算出部２１０は、フィルタ係数位置対応関係設定部２０９によって定められた対応関係に従って、フィルタ差分情報１９に含まれるフィルタ係数の各々と参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数の各々とを加算する。前述したように、フィルタ差分情報１９に含まれるフィルタ係数は、符号化側において生成されたフィルタ情報１７に含まれるフィルタ係数から参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数を減算して得られる。従って、フィルタ差分情報１９に含まれるフィルタ係数と参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数とを加算することにより、フィルタ情報１７に含まれるフィルタ係数が復元される。フィルタ係数算出部２１０は、フィルタ差分情報１９に含まれるフィルタ係数を復元したフィルタ係数に置き換えて、フィルタ情報１７として出力する。
　参照フィルタ更新部２１１は、フィルタ係数位置対応関係設定部２１０によって定められた対応関係に従って、参照フィルタ用バッファ１１２に記憶された参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数を、フィルタ係数算出部２１０から出力されるフィルタ情報１７に含まれるフィルタ係数（即ち、フィルタ係数算出部２１０によって算出されたフィルタ係数）に置き換えることにより、参照フィルタ情報を更新する。ここで、参照フィルタ情報の初期値及び更新タイミングは、符号化側と一致しているものとする。
　以下、図６を用いてフィルタ情報１７の復元処理を説明する。　
　符号化側から符号化データ１４が入力されると、図６の処理が開始する。　
　まず、エントロピー復号化部２０１は、符号化データ１４を復号し、フィルタ差分情報１９及びその他の符号化パラメータと、量子化変換係数１３とを得る（ステップＳ２０１）。エントロピー復号化部２０１は、量子化変換係数１３を逆変換／逆量子化部２０２に、フィルタ差分情報１９をフィルタ情報復元部２０８に夫々入力する。
　次に、フィルタ係数位置対応関係設定部２０９は、エントロピー復号化部２０１からのフィルタ差分情報１９に含まれるタップ長を取得し、復号化対象フィルタと参照フィルタとの間におけるフィルタ係数位置の対応関係を設定する（ステップＳ２０２）。前述したように、参照フィルタ情報におけるタップ長は７×７なので、フィルタ差分情報１９におけるタップ長も７×７であれば、復号化対象フィルタのフィルタ係数及び参照フィルタのフィルタ係数は同一位置同士で一対一に対応付けられる。一方、フィルタ差分情報１９におけるタップ長が５×５であれば、フィルタ係数位置対応関係設定部２０９、復号化対象フィルタのフィルタ係数位置の中心及び参照フィルタのフィルタ係数位置の中心が一致するように、対応関係を設定する。換言すれば、フィルタ係数位置対応関係設定部２０９は、復号化対象フィルタのフィルタ係数位置の各々を中心からの第１の相対位置に変換し、参照フィルタのフィルタ係数位置の各々を中心からの第２の相対位置に変換し、第１の相対位置及び第２の相対位置が一致するように対応関係を設定する。フィルタ係数位置対応関係設定部２０９は、上記対応関係をフィルタ係数算出部２１０及び参照フィルタ更新部２１１に通知する。
　次に、フィルタ係数算出部２１０は、参照フィルタ情報を参照フィルタ用バッファ１１２から読み出し、ステップＳ２０２において設定された対応関係に従って、フィルタ差分情報１９に含まれるフィルタ係数の各々と参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数の各々とを加算し、符号化側において生成されたフィルタ情報１７に含まれるフィルタ係数を復元する（ステップＳ２０３）。フィルタ係数算出部２１０は、フィルタ差分情報１９に含まれるフィルタ係数を、算出したフィルタ係数に置き換え、フィルタ情報１７としてフィルタ処理部２０５及び参照フィルタ更新部２１１に入力する。
　次に、参照フィルタ更新部２１１は、ステップＳ２０２において設定された対応関係に従って、参照フィルタ用バッファ１１２に記憶された参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数を、ステップＳ２０３において算出されたフィルタ係数に置き換えることにより、参照フィルタ情報を更新する（ステップＳ２０４）。前述したように参照フィルタ情報の更新は必須の処理でないが、更新タイミングは符号化側と同一でなければならない。
　以上説明したように、本実施形態に係る動画像復号化装置は、符号化側と同一の参照フィルタを用意し、当該参照フィルタと復号化対象フィルタとの間のフィルタ係数位置の対応関係を定めたうえで、参照フィルタのフィルタ係数と符号化側から送信される係数差分とを加算して復号化対象フィルタのフィルタ係数を復元する。従って、本実施形態に係る動画像復号化装置によれば、復号化対象フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とが異なる場合であっても、フィルタ情報に比べて符号量の小さなフィルタ差分情報を利用して、復号化対象フィルタのフィルタ係数を復元できる。
　尚、上記説明において、参照フィルタ情報が１つであるかのように説明したが、複数であってもよい。例えば、復号化対象フィルタの性質（フィルタ特性、タップ長等）及び復号化対象フィルタが適用される領域（復号化対象領域）の性質（スライスタイプ、量子化パラメータ等）の少なくとも一方を条件として、複数の参照フィルタ情報からいずれか１つを選択して用いてもよい。また、複数の参照フィルタ情報を用いる場合に、上記条件に依存しない参照フィルタ情報を更に設けてもよい。
　（第３の実施形態）　
　図７に示すように、本発明の第３の実施形態に係る動画像符号化装置は、いわゆるハイブリッド符号化を行う動画像符号化装置であって、図１の動画像符号化装置における動画像符号化部１０００を動画像符号化部３０００に置き換えて構成される。以下の説明では、図７において図１と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。
　動画像符号化部３０００は、図１の動画像符号化部１０００において更にフィルタ処理部１２０を設けて構成される。　
　フィルタ処理部１２０は、画像復元のためのフィルタ処理を加算部１０６からの局所復号画像信号１６に対して施し、復元画像信号２２を得る。フィルタ処理部１２０が行うフィルタ処理は、復号化側において復号画像信号に対して行われるフィルタ処理と同一であり、タップ長及びフィルタ係数はフィルタ情報生成部１０７からのフィルタ情報１７によって指定される。フィルタ処理部１２０は、復元画像信号２２を参照画像用バッファ１０８に入力する。参照画像用バッファ１０８には、フィルタ処理部１２０からの復元画像信号２２が参照画像信号１８として一時的に記憶され、予測画像信号生成部１０１によって適宜読み出される。
　以上説明したように、本実施形態に係る動画像符号化装置によれば、いわゆるループフィルタ処理を行う動画像符号化装置において前述した第１の実施形態に係る動画像符号化装置と同様の効果が得られる。
　（第４の実施形態）　
　図８に示すように、本発明の第４の実施形態に係る動画像復号化装置は、上記図７に示す動画像符号化装置から入力される符号化データを復号化する動画像復号化装置であって、図４の動画像復号化装置における動画像復号化部２０００を動画像復号化部４０００に置き換えて構成される。以下の説明では、図８において図４と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。
　動画像復号化部２０００において、前述したように、加算部２０４からの復号画像信号２１が参照画像信号１８として参照画像用バッファ２０６によって一時的に記憶される。一方、動画像復号化部４０００において、フィルタ処理部２０５からの復元画像信号２２が参照画像信号１８として参照画像用バッファ２０６によって一時的に記憶される。
　以上説明したように、本実施形態に係る動画像復号化装置によれば、いわゆるループフィルタ処理を行う動画像復号化装置において、前述した第２の実施形態に係る動画像復号化装置と同様の効果が得られる。
　（第５の実施形態）　
　図９に示すように、本発明の第５の実施形態に係る動画像復号化装置は、上記図７に示す動画像符号化装置から入力される符号化データを復号化する動画像復号化装置であって、図４の動画像復号化装置における動画像復号化部２０００を動画像復号化部５０００に置き換えて構成される。以下の説明では、図８において図４と同一部分には同一符号を付して示し、異なる部分を中心に述べる。
　動画像復号化部２０００において、前述したように、加算部２０４からの復号画像信号２１が参照画像信号１８として参照画像用バッファ２０６によって一時的に記憶され、フィルタ処理部２０５からの復元画像信号２２が外部に出力される。一方、動画像復号化部５０００において、フィルタ処理部２０５からの復元画像信号２２が参照画像信号１８として参照画像用バッファ２０６によって一時的に記憶され、加算部２０４からの復号画像信号２１が外部に出力される。
　以上説明したように、本実施形態に係る動画像復号化装置によれば、いわゆるループフィルタ処理を行う動画像復号化装置において、前述した第２の実施形態に係る動画像復号化装置と同様の効果が得られる。
　（第６の実施形態）　
　前述した第１及び第３の実施形態に係る動画像符号化装置は、図２のフィルタ差分情報生成部１１０によってフィルタ差分情報１９を生成する。本発明の第６の実施形態に係る動画像符号化装置は、図２のフィルタ差分情報生成部１１０とは異なるフィルタ差分情報生成部を用いてフィルタ差分情報１９を生成する。
　図２のフィルタ差分情報生成部１１０は、符号化対象フィルタと参照フィルタとの間のフィルタ係数の差分を含むフィルタ差分情報１９を生成する。フィルタ差分情報生成部１１０は、符号化対象フィルタのフィルタ係数そのものでなく係数差分を符号化対象とすることにより、発生符号量を低減させる。ここで、参照フィルタのフィルタ係数は、既に符号化済みのフィルタ係数によって更新されるため、対象フィルタのフィルタ係数に対する時間方向の予測値とみなすことができる。即ち、図２のフィルタ差分情報生成部１１０による符号化対象フィルタのフィルタ係数に関する発生符号量の削減効果は、符号化対象フィルタの時間的相関に依存する。故に、符号化対象フィルタと参照フィルタとの間の時間的相関が小さいほど、発生符号量の削減効果は減少する。また、符号化対象フィルタのフィルタ係数が参照フィルタのフィルタ係数と大きく異なる場合には、符号化対象フィルタのフィルタ係数そのものを符号化するよりも発生符号量が却って増えるおそれがある。また、任意の時刻から復号化を開始するいわゆるランダムアクセスが行われる場合には、アクセス対象時刻以前のフィルタ情報を使用できないため、フィルタ係数に対する時間方向の予測が不可能となるかもしれない。
　そこで、本実施形態に係る動画像符号化装置は、フィルタ係数に対して時間方向の予測（以下、単に時間予測モードと称する）と、後述する空間方向の予測（以下、単に空間予測モードと称する）とを適応的に切り替える。即ち、本実施形態に係る動画像符号化装置は、空間予測モードを適応的に利用することにより、時間予測モードが適さない場面においても符号化対象フィルタのフィルタ係数に基づく発生符号量の削減効果を奏することができる。
　本実施形態に係る動画像符号化装置は、図１の動画像符号化装置または図７の動画像符号化装置においてフィルタ差分情報生成部１１０を、例えば図１１に示すフィルタ差分情報生成部３１０に置き換えることにより構成することができる。
　フィルタ差分情報生成部３１０は、フィルタ係数位置対応関係設定部１１１、参照フィルタ用バッファ１１２、参照フィルタ更新部１１４、時間予測モードフィルタ係数差分算出部１１５、空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６及び係数予測モード制御部１１７を有する。尚、図１１において図２と同一部分には同一符号を付して示しており、以降の説明では両図の間で異なる部分を中心に述べる。また、時間予測モードフィルタ係数差分算出部１１５は、フィルタ係数差分算出部１１３と名称において異なるが、実質的に同一の構成要素を適用可能である。
　空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６は、符号化対象フィルタのフィルタ係数に対して空間方向の予測を行って、予測誤差を含むフィルタ差分情報１９を生成する。空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６は、任意の既存或いは将来の空間予測技術を利用してよい。
　以下、図１２を用いて空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６が利用可能な空間予測技術の一例を説明する。一般に、フィルタ係数の総和（図１２の場合であれば、フィルタ係数c0，・・・，c24の総和）は、あまり変動しない。このため、フィルタ係数の総和を一定値と推定することにより、任意の位置のフィルタ係数（例えば、図１２におけるフィルタ係数c0）を、その他の位置のフィルタ係数の総和（例えば、図１２におけるフィルタ係数c1，・・・，c24の総和）に基づいて予測することが可能となる。空間予測が行われるフィルタ係数は任意でよいが、一般に中心位置のフィルタ係数（図１２におけるフィルタ係数c0）が大きいので、中心位置のフィルタ係数に対して空間予測を行うことが発生符号量削減の観点からすれば望ましい。図１２において、フィルタ係数c0に対する予測値c0'は、その他のフィルタ係数c1，・・・，c24及びフィルタ係数の総和Ｓを用いて次の数式（２）に従って導出できる。
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　フィルタ係数の総和Ｓは、フィルタ係数の総和（ゲイン）が「１」であってフィルタ係数の各々を８ビットで量子化する場合には、「２５６」となる。また、フィルタ係数の総和Ｓは、符号化側と復号化側で同一の値でなければならないことに注意を要する。空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６は、フィルタ係数c0の予測誤差（＝c0-c0'）と、その他のフィルタ係数c1，・・・，c24とを含むフィルタ差分情報１９を生成する。即ち、空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６は、フィルタ情報１７におけるフィルタ係数c0を、予測誤差に置き換えてフィルタ差分情報１９を生成する。
　尚、空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６が利用可能な空間予測技術は、上記技術に限られず、フィルタ係数の空間的相関を利用可能な任意の技術が適用されてよい。以下、図２３Ａ及び図２３Ｂを用いて空間予測処理の別の例を説明する。これらの空間予測処理は、前述した空間予測処理またはその他の空間予測処理と組み合わせて利用されてもよいし、独立して利用されてもよい。
　一般に、中心位置に関して点対称な位置のフィルタ係数は、同じ値または類似する値であることが多い。従って、例えば図２３Ａに示すように、インデクス１，・・・，１２のフィルタ係数をインデクスｄ１，・・・・，ｄ１２のフィルタ係数に対する空間予測値として夫々利用することができる。このような空間予測処理を利用する場合であれば、インデクスｄ１，・・・，ｄ１２のフィルタ係数そのものでなく予測誤差をフィルタ差分情報１９に格納させることができる。
　また、中心位置に関して垂直方向または水平方向に対称な位置のフィルタ情報も、同一または類似する値であることが多い。従って、例えば図２３Ｂに示すように、インデクス１，・・・，８のフィルタ係数をインデクスｄ１，・・・，ｄ８のフィルタ係数に対する空間予測値として夫々利用することができる。このような空間予測処理を利用する場合であれば、インデクスｄ１，・・・，ｄ８のフィルタ係数そのものでなく予測誤差をフィルタ差分情報１９に格納させることができる。
　係数予測モード制御部１１７は、時間予測モードフィルタ係数差分算出部１１５によって生成されるフィルタ差分情報１９と、空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６によって生成されるフィルタ差分情報１９とを適応的に切り替えて選択し、どのような係数予測モードが選択されたかを識別するための係数予測モード情報を多重化させて出力する。尚、係数予測モード制御部１１７による係数予測モードの決定処理の具体例は後述する。
　以下、図１３を用いて、本実施形態に係る動画像符号化装置におけるフィルタ差分情報１９の生成処理を説明する。フィルタ情報生成部１０７が、フィルタ情報１７をフィルタ差分情報生成部３１０に入力すると、図１３の処理が開始する。　
　尚、図１３の例では、時間予測（ステップＳ１１１～Ｓ１１２）が空間予測（ステップＳ１１４）に先立って行われるが、これらの順序は逆順でもよいし並列的でもよい。また、係数予測モード制御部１１７は後述するように符号化コストに基づいて係数予測モードを決定するが、その他の任意の基準に従って係数予測モードが決定されてもよい。また、ステップＳ１１６では、数式（１）に従って算出される時間予測処理及び空間予測処理に関する符号化コストの大小比較を行うと説明したが、両者は係数差分の算出方法において異なるに過ぎないので、符号化コストの大小比較を行うことは発生符号量の大小比較を行うことと等価である。
　まず、フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、フィルタ情報生成部１０７からのフィルタ情報１７に含まれるタップ長を取得し、符号化対象フィルタと参照フィルタとの間におけるフィルタ係数位置の対応関係を設定する（ステップＳ１１１）。フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、符号化対象フィルタのフィルタ係数位置の各々を中心からの第１の相対位置に変換し、参照フィルタのフィルタ係数位置の各々を中心からの第２の相対位置に変換し、第１の相対位置及び第２の相対位置が一致するように対応関係を設定する。フィルタ係数位置対応関係設定部１１１は、上記対応関係を時間予測モードフィルタ係数差分算出部１１５及び参照フィルタ更新部１１４に通知する。
　次に、時間予測モードフィルタ係数差分算出部１１５は、参照フィルタ情報を参照フィルタ用バッファ１１２から読み出し、ステップＳ１１１において設定された対応関係に従って、フィルタ情報１７に含まれるフィルタ係数の各々から参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数の各々を減算し、フィルタ係数差分を算出する（ステップＳ１１２）。そして、時間予測フィルタ係数差分算出部１１５は、フィルタ情報１７に含まれるフィルタ係数を上記フィルタ係数差分に置き換えてフィルタ情報１９を生成する。次に、時間予測モードフィルタ係数算出部１１５（係数予測モード制御部１１７またはその他の構成要素でもよい）は、時間予測処理によって得られたフィルタ差分情報１９の符号化コストcost_temporalを数式（１）に従って算出する（ステップＳ１１３）。
　空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６は、符号化対象フィルタのフィルタ係数の一部（例えば、中心位置のフィルタ係数）に対して空間予測処理（例えば、数式（２）の演算）を行って、予測誤差を係数差分として算出する（ステップＳ１１４）。そして、空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６は、フィルタ情報１７に含まれるフィルタ係数の一部（例えば、中心位置のフィルタ係数）を上記係数差分に置き換える。次に、空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６（係数予測モード制御部１１７またはその他の構成要素でもよい）は、空間予測処理によって得られたフィルタ差分情報１９の符号化コストcost_spatialを数式（１）に従って算出する（ステップＳ１１５）。
　係数予測モード制御部１１７は、ステップＳ１１３において算出された符号化コストcost_temporalとステップＳ１１５において算出された符号化コストcost_spatialとを大小比較する（ステップＳ１１６）。符号化コストcost_temporalが符号化コストcost_spatialより大きければ処理はステップＳ１１７に進み、そうでなければ処理はステップＳ１１８に進む。
　ステップＳ１１７において、係数予測モード制御部１１７は係数予測モード情報としてのフラグcoef_pred_modeに、空間予測モードの適用を示す値「１」を代入する。そして、係数予測モード制御部１１７は空間予測処理（ステップＳ１１４）によって得られたフィルタ差分情報１９に係数予測モード情報を重畳してエントロピー符号化部１０４に出力し、処理はステップＳ１２０に進む。
　ステップＳ１１８において、係数予測モード制御部１１７は上記フラグcoef_pred_modeに、時間予測モードの適用を示す値「０」を代入する。そして、係数予測モード制御部１１７は時間予測処理（ステップＳ１１２）によって得られたフィルタ差分情報１９を参照フィルタ更新部１１４に出力し、更にフィルタ差分情報１９に係数予測モード情報を重畳してエントロピー符号化部１０４に出力する。次に、参照フィルタ更新部１１４が、ステップＳ１１１において設定された対応関係に従って、参照フィルタ用バッファ１１２に保持される参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数に、ステップＳ１１２において算出されたフィルタ係数差分を加算することにより参照フィルタ情報を更新し（ステップＳ１１９）、処理はステップＳ１２０に進む。前述したように参照フィルタ情報の更新は必須の処理ではないが、更新を頻繁に行うことにより、符号化対象フィルタの特性が徐々に変化する場合にも参照フィルタの特性を符号化対象フィルタの特性の変化に追従させられるため、係数差分の増大ひいては発生符号量の増大を抑えられる。
　ステップＳ１２０において、エントロピー符号化部１０４は、係数予測モード制御部１１７から入力されたフィルタ差分情報１９、係数予測モード情報及びその他の符号化パラメータと、量子化変換係数１３とに対して、ハフマン符号化や算術符号化等のエントロピー符号化を行う。エントロピー符号化部１０４が、符号化データ１４を多重化した符号化ビットストリームを出力し、処理は終了する。
　以下、図１４を用いて本実施形態に係る動画像符号化装置が利用するシンタクス構造の一例を説明する。尚、以降の説明において、フィルタ差分情報１９はスライス単位で復号化側に送信されるものとするが、シーケンスレベル、ピクチャレベル、マクロブロックレベルで復号化側に送信されても勿論よい。
　図１４に示すように、シンタクスは、上層から順にハイレベルシンタクス１９００、スライスレベルシンタクス１９０３及びマクロブロックレベルシンタクス１９０７の３段階の階層構造を有する。
　ハイレベルシンタクス１９００は、シーケンスパラメータセットシンタクス１９０１及びピクチャパラメータセットシンタクス１９０２を含み、スライスよりも上位のレイヤ（例えば、シーケンスまたはピクチャ）で必要な情報を規定する。
　スライスレベルシンタクス１９０３は、スライスヘッダシンタクス１９０４、スライスデータシンタクス１９０５及びループフィルタデータシンタクス１９０６を含み、スライス単位で必要な情報を規定する。
　マクロブロックレベルシンタクス１９０７は、マクロブロックレイヤシンタクス１９０８及びマクロブロックプレディクションシンタクス１９０９を含み、マクロブロック単位で必要な情報（例えば、量子化変換係数データ、予測モード情報及び動きベクトル）を規定する。
　フィルタ差分情報１９は、例えば前述したループフィルタデータシンタクス１９０６において、例えば図１５Ａに示すような態様で記述される。図１５Ａにおいて、filter_size_x及びfilter_size_yは、符号化対象フィルタの水平方向（ｘ方向）及び垂直方向（ｙ方向）のサイズ（タップ長）を表す。luma_flag及びchroma_flagは画像の輝度信号及び色差信号に対して符号化対象フィルタの適用の有無を示すフラグを表し、「１」は符号化対象フィルタの適用を示し、「０」は符号化対象フィルタの非適用を示す。係数予測モード情報coef_pred_modeは、図１３に関して説明した通りである。filter_coef_diff_luma[cy][cy]は、座標(cx,cy)で識別される位置のフィルタ係数差分（輝度信号に対して適用されるフィルタ係数に関する）である（但し、空間予測処理が行われる場合には符号化対象フィルタのフィルタ係数のままであるかもしれない）。filter_coef_diff_chroma[cy][cx]は、座標(cx,cy)で識別される位置のフィルタ係数差分（色差信号に対して適用されるフィルタ係数に関する）である（但し、空間予測処理が行われる場合には符号化対象フィルタのフィルタ係数そのものであるかもしれない）。
　尚、図１５Ａでは、複数の色差信号コンポーネントについて（区別されず）同一のフィルタ差分情報１９が記述されているが、複数の色差信号コンポーネントについて個別のフィルタ差分情報１９が記述されてよい。また、図１５Ａでは、色差信号に適用されるフィルタ差分情報１９を必ず記述しているが、輝度信号に対してフィルタを適用する場合（前述したluma_flag=1である場合）にのみ色差信号に適用されるフィルタ差分情報１９を記述するようにしてもよい。また、図１５Ａでは、係数予測モード情報は、輝度信号及び色差信号に関して共通のフラグcoef_pred_modeとして記述されているが、独立したフラグとして記述されてもよい。係数予測モード情報を輝度信号及び色差信号に関して独立したフラグとして記述する場合には、フィルタ情報１９を例えば図１５Ｂに示すように記述すればよい（フラグcoef_pred_mode_luma及びフラグcoef_pred_mode_chromaを参照）。
　以上説明したように、本実施形態に係る動画像符号化装置は、フィルタ係数の時間予測だけでなく空間予測を適応的に行ってフィルタ差分情報を生成する。従って、本実施形態に係る動画像符号化装置によれば、フィルタ係数の時間予測が適切でない場合にも空間予測を行ってフィルタ係数に基づく発生符号量を削減することができる。
　ところで、前述したように本実施形態に係る動画像符号化装置は、図１の動画像符号化装置または図７の動画像符号化装置においてフィルタ差分情報生成部１１０を、例えば図１６に示すフィルタ差分情報生成部４１０または図１７に示すフィルタ差分情報生成部５１０に置き換えることによっても構成することができる。
　図１６のフィルタ差分情報生成部４１０は、空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６の配置において図１１のフィルタ差分情報生成部３１０と異なる。具体的には、フィルタ差分情報生成部４１０において、時間予測処理の適用の有無に関わらず空間予測処理が適用されることになる。例えば、空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６が中心位置のフィルタ係数をフィルタ係数の総和の推定値及びその他の位置のフィルタ係数に基づいて空間予測し、当該その他の位置のフィルタ係数について更に時間予測を適用するか否かを係数予測モード制御部１１７が適応的に切り替える。即ち、フィルタ差分情報生成部４１０によって生成されるフィルタ差分情報１９には空間予測誤差と時間予測誤差とが混在し得る。
　図１７のフィルタ差分情報生成部５１０は、参照フィルタ更新部１１４が時間予測に基づくフィルタ差分情報１９に加えて空間予測に基づくフィルタ差分情報１９を用いて参照フィルタのフィルタ係数を更新し得る点において、図１１のフィルタ差分情報生成部３１０と異なる。
　また、前述したように、フィルタ差分情報生成部４１０及び５１０においても複数の参照フィルタが用意されてよい。例えば、符号化対象フィルタの性質（フィルタ特性、タップ長等）及び符号化対象フィルタが適用される領域の性質（スライスタイプ、量子化パラメータ等）の少なくとも一方を条件として、複数の参照フィルタ情報からいずれか１つを選択して用いてもよい。また、複数の参照フィルタ情報を用いる場合に、上記条件に依存しない参照フィルタ情報を更に設けてもよい。即ち、上記条件に依存しない参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数を、上記条件に依存する参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数の初期値として統一的に用いることができる。
　以下、フィルタ差分情報生成部５１０が、空間予測に基づくフィルタ差分情報１９を用いて参照フィルタのフィルタ係数を更新するタイミングとして、いくつかの好適な例を紹介する。
　エラー耐性（エラーの時間方向の伝播防止）及びランダムアクセスの観点から、特定のタイミング（符号化対象フィルタが適用される領域が、例えばＩＤＲスライス、Ｉスライスなどである場合）において、係数予測モード制御部１１７が空間予測に基づくフィルタ差分情報１９を必ず選択し、参照フィルタ更新部１１４が参照フィルタを更新してよい。この参照フィルタの更新は、参照フィルタの初期化（或いはリフレッシュ）に相当する。
　複数の参照フィルタが用意されている場合には、一部の参照フィルタ（ＩＤＲスライス、Ｉスライスなどに適用される参照フィルタ）が初期化済みである一方、その他の参照フィルタ（Ｐスライス、Ｂスライスなどに適用される参照フィルタ、上記初期化済みの参照フィルタとタップ長の異なる参照フィルタ）が初期化されていない状況が考えられる。従って、各参照フィルタが条件に従って初めて選択されるときに、係数予測モード制御部１１７が空間予測に基づくフィルタ差分情報１９を必ず選択し、参照フィルタ更新部１１４が参照フィルタを更新（初期化）してもよい。例えば、ＩＤＲスライス、Ｉスライスなどに適用される符号化対象フィルタに関して空間予測モードが選択されると、その他の参照フィルタの各々が条件に従って初めて選択されるときに当該参照フィルタの初期化を行わなければならないという取り決めが定められてよい。このような取り決めに従って参照フィルタの初期化が行われる場合には、復号化側においてフィルタ情報１７の復元のために空間予測を選択すべきことが既知であるので、係数予測モード情報（例えば、フラグpred_coef_mode）がフィルタ差分情報１９において省略されてよい。
　上記取り決めは、簡潔ではあるものの、ＩＤＲスライス、Ｉスライスに適用される符号化対象フィルタに関して空間予測モードが選択される度に、その他の参照フィルタは初期化を強いられるという結果を招く。即ち、参照フィルタに対して時間予測モードを選択した方が発生符号量を削減できる場合にも、空間予測モードの選択が義務づけられてしまう。従って、上記取り決めの拡張として、その他の参照フィルタに対する初期化の要否を示す切り替え情報がフィルタ差分情報１９に付加されてもよい。
　また、ＩＤＲスライス、Ｉスライスに適用される符号化対象フィルタに関して空間予測モードが選択されることに伴うその他の参照フィルタの初期化は、実際に空間予測を行うことにより実現されてもよいし、上記ＩＤＲスライス、Ｉスライスに適用される符号化対象フィルタをそのまま参照フィルタとして再利用して時間予測を行うことにより実現されてもよい。
　また、前述したように参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数の初期値は、符号化側及び復号化側において共通である。従って、この初期値を参照フィルタのフィルタ係数として代入することにより、参照フィルタの初期化を実現することも可能である。
　以上のような参照フィルタの初期化を行う場合には、係数予測モード制御部１１７がフィルタ情報１７及び符号化対象フィルタが適用される領域の情報（例えばスライス情報）を取得して、参照フィルタ更新部１１４を制御すればよい。尚、参照フィルタの初期化タイミングが符号化側及び復号化側において一致しなければならないことは当然である。
　更に、第１、第３及び本実施形態において、符号化対象フィルタのフィルタ係数そのものでなくフィルタ係数の予測誤差（係数差分）を用いてフィルタ差分情報１９を生成することにより、フィルタ係数に基づく発生符号量の削減を図る。しかしながら、時間予測モードを選択する場合において、参照フィルタが、最適設計したフィルタに比べて画質改善効果の観点からすれば劣るものの、符号量と画質とのバランスの観点（例えば、符号化コスト）からすれば優れることがある。このような場合には、復号化側において参照フィルタのフィルタ係数を復号化対象フィルタのフィルタ係数として直接的に利用することができる（以下、再利用モードと称する）。この再利用モードを選択する場合には、係数予測モード制御部１１７は符号化対象フィルタとフィルタ係数の完全一致する参照フィルタを識別するための情報（複数の参照フィルタが用意されている場合）を、上記予測誤差に代替して用いてフィルタ差分情報１９を生成することができる。
　再利用モードを選択可能とする場合、フィルタ差分情報１９は、図２２に示すような態様で記述される。図２２において、coef_reuse_flagは、再利用モードの適用／非適用を示すフラグであり、再利用モードが適用される場合には「１」、再利用モードが適用されない場合には「０」が設定される。filter_type_for_reuseは、再利用モードにおいて使用される参照フィルタを識別するためのインデクスであるが、参照フィルタが１つの場合には不要である。尚、フラグcoef_reuse_flag及びインデクスfilter_type_for_reuseは、輝度信号及び色差信号に関して独立して設定されてもよい。
　（第７の実施形態）　
　前述した第２、第４及び第５の実施形態に係る動画像復号化装置は、図５のフィルタ情報復元部２０８によってフィルタ情報１７を復元する。本発明の第７の実施形態に係る動画像復号化装置は、図５のフィルタ情報復元部２０８とは異なるフィルタ情報復元部を用いてフィルタ情報１７を復元する。
　本実施形態に係る動画像復号化装置は、前述した第６の実施形態に係る動画像符号化装置から出力される符号化データを復号化する。本実施形態に係る動画像復号化装置は、図４の動画像復号化装置、図８の動画像復号化装置または図９の動画像復号化装置においてフィルタ情報復元部２０８を、例えば図１８に示すフィルタ情報復元部６０８に置き換えることにより構成することができる。
　フィルタ情報復元部６０８は、前述したフィルタ情報生成部３１０によって生成されたフィルタ差分情報１９からフィルタ情報１７を復元する。フィルタ情報復元部６０８は、フィルタ係数位置対応関係設定部２０９、参照フィルタ更新部２１１、参照フィルタ用バッファ１１２、時間予測モードフィルタ係数算出部２１２、空間予測モードフィルタ係数算出部２１３及び係数予測モード制御部２１４を有する。尚、図１８において図５と同一部分には同一符号を示しており、以降の説明では両図の間で異なる部分を中心に述べる。また、時間予測モードフィルタ係数算出部２１２は、フィルタ係数算出部２１０と名称において異なるが、実質的に同一の構成要素を適用可能である。
　空間予測モードフィルタ係数算出部２１３は、フィルタ差分情報１９が入力されると、符号化側と同一の空間予測を行って、復号化対象フィルタのフィルタ係数の一部（例えば、中心位置のフィルタ係数）に対する予測値を得る。そして、空間予測モードフィルタ係数算出部２１３は、上記予測値に対応する予測誤差（フィルタ差分情報１９に含まれる）を加算して、復号化対象フィルタのフィルタ係数を復元する。そして、空間予測モードフィルタ係数算出部２１３は、フィルタ差分情報１９に含まれる予測誤差を、復元したフィルタ係数に置き換えてフィルタ情報１７を得る。
　係数予測モード制御部２１４は、フィルタ差分情報１９に含まれる係数予測モード情報を参照して、符号化側において適用された係数予測モードを識別する。そして、識別された係数予測モードに対応する復元処理（復号化対象フィルタのフィルタ係数の算出処理）を適用すべく、フィルタ差分情報１９の出力先を切り替える。
　以下、図１９を用いて、本実施形態に係る動画像復号化装置におけるフィルタ情報１７の復元処理を説明する。　
　まず、エントロピー復号化部２０１は、符号化データ１４を復号し、フィルタ差分情報１９及びその他の符号化パラメータと量子化変換係数１３とを得る（ステップＳ２１１）。エントロピー復号化部２０１は、量子化変換係数１３を逆変換／逆量子化部２０２に、フィルタ差分情報１９をフィルタ情報復元部６０８に夫々入力する。そして、処理はステップＳ２１２に進む。
　ステップＳ２１２において、係数予測モード制御部２１４は、フィルタ差分情報１９に含まれる係数予測モード情報を参照し、フィルタ差分情報１９の出力先を決定する。例えば、前述したフラグcoef_pred_modeが「１」であればフィルタ差分情報１９は空間予測モードフィルタ係数算出部２１３へ出力されて処理はステップＳ２１３に進み、そうでなければフィルタ差分情報１９はフィルタ係数位置対応関係設定部２０９へ出力されて処理はステップＳ２１４に進む。
　ステップＳ２１３において、空間予測モードフィルタ係数算出部２１３は、フィルタ差分情報１９に含まれる復号化対象フィルタのフィルタ係数の一部（例えば、中心位置のフィルタ係数）に対して空間予測処理（例えば、数式（２）の演算）を行って、予測値を算出する。そして、空間予測モードフィルタ係数算出部２１３は、フィルタ差分情報１９に含まれる係数差分（予測誤差）に上記空間予測値を加算して、復号化対象フィルタのフィルタ係数を復元する。空間予測モードフィルタ係数算出部２１３は、フィルタ差分情報１９に含まれる予測誤差を、復元したフィルタ係数で置き換えてフィルタ情報１７としてフィルタ処理部２０５に入力し、処理は終了する。
　ステップＳ２１４において、フィルタ係数位置対応関係設定部２０９は、エントロピー復号化部２０１からのフィルタ差分情報１９に含まれるタップ長を取得し、復号化対象フィルタと参照フィルタとの間におけるフィルタ係数位置の対応関係を設定する。フィルタ係数位置対応関係設定部２０９は、復号化対象フィルタのフィルタ係数位置の各々を中心からの第１の相対位置に変換し、参照フィルタのフィルタ係数位置の各々を中心からの第２の相対位置に変換し、第１の相対位置及び第２の相対位置が一致するように対応関係を設定する。フィルタ係数位置対応関係設定部２０９は、上記対応関係を時間予測モードフィルタ係数算出部２１２及び参照フィルタ更新部２１１に通知する。
　次に、時間予測モードフィルタ係数算出部２１２は、参照フィルタ情報を参照フィルタ用バッファ１１２から読み出し、ステップＳ２１４において設定された対応関係に従って、フィルタ差分情報１９に含まれるフィルタ係数の各々と参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数の各々とを加算し、符号化側において生成されたフィルタ情報１７に含まれるフィルタ係数を復元する（ステップＳ２１５）。時間予測モードフィルタ係数算出部２１２は、フィルタ差分情報１９に含まれるフィルタ係数を、算出したフィルタ係数に置き換え、フィルタ情報１７としてフィルタ処理部２０５及び参照フィルタ更新部２１１に入力する。
　次に、参照フィルタ更新部２１１は、ステップＳ２１４において設定された対応関係に従って、参照フィルタ用バッファ１１２に記憶される参照フィルタ情報に含まれるフィルタ係数を、ステップＳ２１５において算出されたフィルタ係数に置き換えることにより、参照フィルタ情報を更新し（ステップＳ２１６）、処理は終了する。前述したように参照フィルタ情報の更新は必須の処理でないが、更新タイミングは符号化側と同一でなければならない。
　以上説明したように、本実施形態に係る動画像復号化装置は、符号化側と同一の係数予測モードに従い、フィルタ差分情報に含まれる係数差分（予測誤差）から復号化対象フィルタのフィルタ係数を復元する。従って、本実施形態に係る動画像復号化装置によれば、フィルタ情報に比べて符号量の小さなフィルタ差分情報を利用して、復号化対象フィルタのフィルタ係数を復元できる。
　ところで、前述したように本実施形態に係る動画像復号化装置は、図４の動画像復号化装置、図８の動画像復号化装置または図９の動画像復号化装置においてフィルタ情報復元部２０８を、例えば図２０に示すフィルタ情報復元部７０８または図２１に示すフィルタ情報復元部８０８に置き換えることによっても構成できる。
　図２０のフィルタ情報復元部７０８は、空間予測モードフィルタ係数算出部２１３の配置において図１８のフィルタ情報復元部６０８と異なる。フィルタ情報復元部７０８は、図１６のフィルタ差分情報生成部４１０によって生成されたフィルタ差分情報１９からフィルタ情報１７を復元する。
　図２１のフィルタ情報復元部８０８は、参照フィルタ更新部２１１が時間予測に基づくフィルタ情報１７に加えて空間予測に基づくフィルタ情報１７を用いて参照フィルタのフィルタ係数を更新し得る点において図１８のフィルタ情報復元部６０８と異なる。フィルタ情報復元部８０８は、図１７のフィルタ差分情報生成部５１０によって生成されたフィルタ差分情報１９からフィルタ情報１７を復元する。
　また、符号化側でエラー耐性及びランダムアクセスの観点から、特定のタイミングで参照フィルタの初期化を行う場合には、フィルタ情報復元部６０８、７０８及び８０８も同一タイミングかつ同一の態様で参照フィルタの初期化を行う。前述した再利用モードが符号化側によって適用される場合には、フィルタ情報復元部６０８、７０８及び８０８は適切な参照フィルタのフィルタ係数を用いてフィルタ情報１７を復元する。
　尚、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また上記各実施形態に開示された複数の構成要素を適宜組み合わせることによって種々の発明を形成できる。また例えば、各実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除した構成も考えられる。さらに、異なる実施形態に記載した構成要素を適宜組み合わせてもよい。
　例えば、上記各実施形態に係る説明ではポストフィルタ処理またはループフィルタ処理におけるフィルタ情報に基づく発生符号量の削減に関して述べたが、上記各実施形態に係る説明を参酌すれば、補間フィルタ処理及び参照画像信号に対するフィルタ処理のようなフィルタ情報を符号化側から復号化側に送信する可能性のあるフィルタ処理に関しても当該フィルタ情報に基づく発生符号量を削減可能である。
　また、各実施形態に係る動画像符号化装置及び動画像復号化装置は、例えば、汎用のコンピュータ装置を基本ハードウェアとして用いることでも実現することが可能である。即ち、予測画像信号生成部１０１、減算部１０２、変換／量子化部１０３、エントロピー符号化部１０４、逆変換／逆量子化部１０５、加算部１０６、フィルタ情報生成部１０７、符号化制御部１０９、フィルタ差分情報生成部１１０、３１０、４１０及び５１０、フィルタ係数位置対応関係設定部１１１、フィルタ係数差分算出部１１３、参照フィルタ更新部１１４、時間予測モードフィルタ係数差分算出部１１５、空間予測モードフィルタ係数差分算出部１１６、係数予測モード制御部１１７、エントロピー復号化部２０１、逆変換／逆量子化部２０２、予測画像信号生成部２０３、加算部２０４、フィルタ処理部２０５、復号化制御部２０７、フィルタ情報復元部２０８、６０８、７０８及び８０８、フィルタ係数位置対応関係設定部２０９、フィルタ係数算出部２１０、参照フィルタ更新部２１１、時間予測モードフィルタ係数算出部２１２、空間予測モードフィルタ係数算出部２１３及び係数予測モード制御部２１４は、上記コンピュータ装置に搭載されたプロセッサにプログラムを実行させることにより実現することができる。このとき、各実施形態に係る動画像符号化装置及び動画像復号化装置は、上記プログラムをコンピュータ装置にあらかじめインストールすることで実現しても良いし、ＣＤ－ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶して、あるいはネットワークを介して上記プログラムを配布して、このプログラムをコンピュータ装置に適宜インストールすることで実現しても良い。また、参照画像用バッファ１０８、参照フィルタ用バッファ１１２及び参照画像用バッファ２０６は、上記のコンピュータ装置に内蔵あるいは外付けされたメモリ、ハードディスクもしくはＣＤ－Ｒ、ＣＤ－ＲＷ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－Ｒ等の記憶媒体などを適宜利用して実現することができる。
　その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を施しても同様に実施可能であることはいうまでもない。

Claims (26)

  1. 　符号化対象画像の復号画像に適用するための対象フィルタを求めることと、
    　前記対象フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とに基づいて、前記対象フィルタの対象フィルタ係数のそれぞれと前記参照フィルタの参照フィルタ係数のそれぞれとの対応関係を設定することと、
    　前記対応関係に従って、前記対象フィルタ係数と前記参照フィルタ係数との係数差分を求めることと、
    　前記対象フィルタのタップ長及び前記係数差分を含む対象フィルタ情報を符号化することと、
    　を具備する動画像符号化方法。
  2. 　前記参照フィルタ係数及び前記係数差分を用いて、前記参照フィルタを更新することを更に具備する請求項１に記載の動画像符号化方法。
  3. 　前記符号化対象画像の復号画像に前記対象フィルタを適用して、前記符号化対象画像より後に符号化される画像のための参照画像を求めることを更に具備する請求項１に記載の動画像符号化方法。
  4. 　前記対応関係の設定では、前記対象フィルタの中心からの前記対象フィルタ係数のそれぞれの相対位置と、前記参照フィルタの中心からの前記参照フィルタ係数のそれぞれの相対位置とが一致するように、前記対応関係を設定する請求項１記載の動画像符号化方法。
  5. 　前記対応関係の設定では、前記対象フィルタの性質及び当該対象フィルタが適用される領域の性質のうちの少なくとも一方の条件に基づいて、複数の参照フィルタ候補から前記参照フィルタを選択すること具備する請求項１に記載の動画像符号化方法。
  6. 　前記対象フィルタが適用される領域の性質は、前記対象フィルタが適用される領域のスライスタイプ及び量子化パラメータのうちの少なくとも一方を含む請求項５記載の動画像符号化方法。
  7. 　前記複数の参照フィルタ候補は、前記条件に依存しない第１の参照フィルタ候補と前記条件に依存する第２の参照フィルタ候補とを含み、
    　前記第２の参照フィルタ候補が前記条件に従って初めて選択されるときには、前記第１の参照フィルタ候補が代替して選択される請求項６記載の動画像符号化方法。
  8. 　前記対象フィルタの性質は、前記対象フィルタのタップ長を含む請求項７記載の動画像符号化方法。
  9. 　符号化対象画像の復号画像に適用するための対象フィルタを求めることと、
    　前記対象フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とに基づいて前記対象フィルタの対象フィルタ係数のそれぞれと前記参照フィルタの参照フィルタ係数のそれぞれとの対応関係を設定し、前記対応関係に従って前記対象フィルタ係数と前記参照フィルタ係数との時間係数差分を求める時間予測モード、または、前記対象フィルタ係数のうちの一部の係数の予測値を前記対象フィルタ係数のうちの他の係数に基づいて予測し、前記一部の係数と前記予測値との空間係数差分を求める空間予測モードを用いて対象係数差分を求めることと、
    　前記対象フィルタのタップ長、前記対象係数差分の予測モードを示す予測モード情報及び前記対象係数差分を含む対象フィルタ情報を符号化することと、
    　を具備する動画像符号化方法。
  10. 　前記予測モード情報が前記時間予測モードを示す場合には、前記対象フィルタ係数のうちの前記一部の係数と同じ位置の対象係数差分は前記空間係数差分であって、前記対象フィルタ係数のうちの前記他の係数と同じ位置の対象係数差分は前記時間係数差分である請求項９記載の動画像符号化方法。
  11. 　前記対象フィルタ係数を用いて前記参照フィルタを更新することを更に具備する請求項９記載の動画像符号化方法。
  12. 　前記予測モード情報は、輝度信号及び色差信号に関して独立して設定される請求項９記載の動画像符号化方法。
  13. 　前記参照フィルタ係数を前記対象フィルタ係数として利用可能か否かを示す再利用情報を設定することを更に具備し、
    　前記対象フィルタ情報は、前記再利用情報を更に含む
    　請求項９記載の動画像符号化方法。
  14. 　対象フィルタのタップ長と、前記対象フィルタの対象フィルタ係数及び参照フィルタの参照フィルタ係数の間の係数差分とを含む対象フィルタ情報が符号化された符号化データを復号化することと、
    　前記対象フィルタのタップ長と前記参照フィルタのタップ長とに基づいて、前記係数差分のそれぞれと前記参照フィルタ係数のそれぞれとの対応関係を設定することと、
    　前記対応関係に従って、前記係数差分と前記参照フィルタ係数とを加算して、前記対象フィルタ係数を算出することと
    　を具備する動画像復号化方法。
  15. 　前記対象フィルタ係数を用いて、前記参照フィルタを更新することを更に具備する請求項１４記載の動画像復号化方法。
  16. 　復号化画像に前記対象フィルタを適用して、前記復号化画像より後に復号化される画像のための参照画像を求めることを更に具備する請求項１４に記載の動画像復号化方法。
  17. 　前記対応関係の設定では、前記対象フィルタの中心からの前記係数差分のそれぞれの相対位置と、前記参照フィルタの中心からの前記参照フィルタ係数のそれぞれの相対位置とが一致するように、前記対応関係を設定する請求項１４記載の動画像復号化方法。
  18. 　前記対応関係の設定では、前記対象フィルタの性質及び当該対象フィルタが適用される領域の性質のうちの少なくとも一方の条件に基づいて、複数の参照フィルタ候補から前記参照フィルタを選択する請求項１４記載の動画像復号化方法。
  19. 　前記対象フィルタが適用される領域の性質は、前記対象フィルタが適用される領域のスライスタイプ及び量子化パラメータのうちの少なくとも一方を含む請求項１８記載の動画像復号化方法。
  20. 　前記複数の参照フィルタ候補は、前記条件に依存しない第１の参照フィルタ候補と前記条件に依存する第２の参照フィルタ候補とを含み、
    　前記第２の参照フィルタ候補が前記条件に従って初めて選択されるときには、前記第１の参照フィルタ候補が代替して選択される請求項１９記載の動画像復号化方法。
  21. 　前記対象フィルタの性質は、前記対象フィルタのタップ長を含む請求項２０記載の動画像復号化方法。
  22. 　対象フィルタのタップ長、前記対象フィルタに適用されている予測モードを示す予測モード情報及び前記対象フィルタの対象フィルタ係数の予測誤差を示す対象係数差分を含む対象フィルタ情報が符号化された符号化データを復号化することと、
    　前記予測モード情報が時間予測モードを示す場合には、前記対象フィルタのタップ長と参照フィルタのタップ長とに基づいて前記対象係数差分のそれぞれと前記参照フィルタの参照フィルタ係数のそれぞれとの対応関係を設定し、前記対応関係に従って前記対象係数差分と前記参照フィルタ係数とを加算して、前記対象フィルタ係数を復元することと、
    　前記予測モード情報が空間予測モードを示す場合には、前記対象フィルタ係数の一部をその他の対象フィルタ係数に基づいて予測し、前記対象係数差分を加算して前記対象フィルタ係数を復元することと
    　を具備する動画像復号化方法。
  23. 　前記予測モード情報が前記時間予測モードを示す場合には、前記対応関係に従って前記その他の対象フィルタ係数と同一位置の対象係数差分と前記参照フィルタ係数とを加算して前記その他の対象フィルタ係数を復元し、前記対象フィルタ係数の一部を前記その他の対象フィルタ係数に基づいて予測し当該対象フィルタ係数の一部と同一位置の対象係数差分を加算して前記対象フィルタ係数の一部を復元する請求項２２記載の動画像復号化方法。
  24. 　前記対象フィルタ係数を用いて前記参照フィルタを更新することを更に具備する請求項２２記載の動画像復号化方法。
  25. 　前記予測モード情報は、輝度信号及び色差信号に関して独立して設定される請求項２２記載の動画像復号化方法。
  26. 　前記対象フィルタ情報は、前記参照フィルタ係数を前記対象フィルタ係数として利用可能か否かを示す再利用情報を更に含み、
    　前記再利用情報が前記参照フィルタ係数を前記対象フィルタ係数として利用可能であることを示す場合には、前記参照フィルタ係数を前記対象フィルタ係数として使用する請求項２２記載の動画像復号化方法。
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