WO2015098315A1 - 画像処理装置及び画像処理方法 - Google Patents

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unit
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佐藤　数史
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ソニー株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to an image processing apparatus and an image processing method.
  • J. Joint Collaboration Team-Video Coding a joint standardization body of ITU-T and ISO / IEC, aims to further improve coding efficiency over H.264 / AVC, by using High Efficiency Video Coding (HEVC).
  • HEVC High Efficiency Video Coding
  • the standardization of the image coding system called “1.” is in progress (see, for example, Non-Patent Document 1).
  • HEVC provides not only single layer coding but also scalable coding as well as existing image coding schemes such as MPEG2 and AVC (Advanced Video Coding).
  • the HEVC scalable coding technology is also referred to as SHVC (Scalable HEVC) (see, for example, Non-Patent Document 2).
  • Scalable coding generally refers to a technique for hierarchically coding a layer for transmitting a coarse image signal and a layer for transmitting a fine image signal.
  • the following three types of typical attributes are layered in scalable coding.
  • -Spatial scalability spatial resolution or image size is layered.
  • -Temporal scalability Frame rates are layered.
  • -Signal to Noise Ratio (SNR) scalability SN ratios are layered.
  • the dynamic range of the pixel is also an important attribute that affects the image quality.
  • the maximum brightness of a standard dynamic range (SDR) image supported by many existing displays is 100 nit.
  • the maximum brightness of a high dynamic range (HDR) image supported by a high-end display put on the market in recent years reaches, for example, 500 nit or 1000 nit.
  • the SDR image is also referred to as an LDR (Low Dynamic Range) image in contrast to the HDR image.
  • Non-Patent Document 3 below proposes a technique for hierarchically encoding a layer for transmitting an LDR image and a layer for transmitting a residual for recovering an HDR image.
  • Non-Patent Document 3 is complex such as filtering of filter taps composed of pixel values over multiple frames and gamma correction in RGB domain to restore an HDR image from LDR image. Requires an algorithm.
  • complex algorithms are not suitable for encoder and decoder applications where versatility and extensibility are important and implementation is desired to be as simple as possible.
  • each color component of the first layer is a prediction parameter used when predicting an image of the second layer having a luminance dynamic range larger than that of the first layer from the image of the first layer.
  • a prediction unit for decoding the prediction parameter including the gain and offset to be multiplied, and a prediction for predicting the image of the second layer from the image of the first layer using the prediction parameter decoded by the decoding unit An image processing apparatus comprising:
  • the image processing apparatus can be typically realized as an image decoding apparatus that decodes an image.
  • it is a prediction parameter used when predicting an image of a second layer having a luminance dynamic range larger than that of the first layer from an image of the first layer, and the prediction parameter of the first layer Decoding the prediction parameter including a gain and an offset by which each color component is multiplied, and predicting the image of the second layer from the image of the first layer using the prediction parameter to be decoded;
  • a prediction unit that predicts the image of the second layer from the image of the first layer when encoding the image of the second layer having a luminance dynamic range larger than that of the first layer
  • An image processing apparatus comprising: an encoding unit that encodes the prediction parameter that is a prediction parameter used by the prediction unit and that includes a gain and an offset by which each color component of the first layer is multiplied; Ru.
  • the image processing apparatus can be typically realized as an image coding apparatus that codes an image.
  • an image processing method including: prediction parameters to be used in the prediction, the prediction parameters including gains and offsets to be multiplied by each color component of the first layer.
  • FIG. 13 is an explanatory diagram for describing an example of a syntax related to the method described using FIG.
  • FIG. 12 It is an explanatory view for explaining selective use of a prediction parameter according to an image field to which a pixel belongs.
  • FIG. 16 is an explanatory diagram for describing an example of a syntax related to the method described using FIG. 15; It is a 1st explanatory view for explaining the method for controlling the processing cost of inter layer prediction proposed in JCTVC-O 0194. It is the 2nd explanatory view for explaining the method for controlling the processing cost of inter layer prediction proposed in JCTVC-O 0194. It is the 3rd explanatory view for explaining the method for controlling the processing cost of inter layer prediction proposed in JCTVC-O 0194. It is a 1st explanatory view for explaining a new technique for controlling processing cost of inter layer prediction.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram for describing an example of a syntax related to the method described with reference to FIGS. 18A to 18C. It is a flowchart which shows an example of the flow of a rough processing at the time of the encoding which concerns on one Embodiment. It is a flowchart which shows the 1st example of the flow of DR prediction processing in the encoding process of an enhancement layer. It is a flowchart which shows the 2nd example of the flow of DR prediction processing in the encoding process of an enhancement layer.
  • scalable coding In scalable coding, a plurality of layers each including a series of images are encoded.
  • the base layer is the layer that represents the coarsest image that is initially encoded.
  • the base layer coded stream can be decoded independently without decoding the coded streams of other layers.
  • Layers other than the base layer are layers which represent finer images, called enhancement layers.
  • the enhancement layer coded stream is coded using information contained in the base layer coded stream. Therefore, in order to reproduce the image of the enhancement layer, the coded streams of both the base layer and the enhancement layer will be decoded.
  • the number of layers handled in scalable coding may be any number of two or more. When three or more layers are encoded, the lowest layer is the base layer, and the remaining layers are the enhancement layers.
  • the higher enhancement layer coded stream may be coded and decoded using the information contained in the lower enhancement layer or base layer coded stream.
  • FIG. 1 shows three layers L1, L2 and L3 to be subjected to scalable coding.
  • Layer L1 is a base layer
  • layers L2 and L3 are enhancement layers.
  • the ratio of the spatial resolution of layer L2 to layer L1 is 2: 1.
  • the ratio of the spatial resolution of layer L3 to layer L1 is 4: 1.
  • the resolution ratio is only an example, and a non-integer resolution ratio such as 1.5: 1 may be used.
  • the block B1 of the layer L1 is a processing unit of the encoding process in the picture of the base layer.
  • the block B2 of the layer L2 is a processing unit of the encoding process in the picture of the enhancement layer showing the scene common to the block B1.
  • the block B2 corresponds to the block B1 of the layer L1.
  • the block B3 of the layer L3 is a processing unit of the coding process in the picture of the higher enhancement layer in which the scene common to the blocks B1 and B2 is shown.
  • the block B3 corresponds to the block B1 of the layer L1 and the block B2 of the layer L2.
  • the textures of the images are similar between the layers reflecting the common scene. That is, the textures of the block B1 in the layer L1, the block B2 in the layer L2, and the block B3 in the layer L3 are similar. Therefore, for example, if pixels in block B2 are used as a reference block to predict pixels in block B2 or block B3 or blocks B2 are used as a reference block, pixels in block B3 may be predicted, and high prediction accuracy may be obtained. .
  • Such inter-layer prediction is called inter-layer prediction.
  • Non-Patent Document 2 several techniques for inter-layer prediction are proposed.
  • the decoded image (reconstruct image) of the base layer is used as a reference image for predicting the decoded image of the enhancement layer.
  • a prediction error (residual) image of a base layer is used as a reference image for predicting a prediction error image of an enhancement layer.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram for explaining the dynamic range of the video format.
  • the vertical axis in FIG. 2 represents the luminance [nit].
  • the maximum luminance in the natural world may reach 20000 nit, and the luminance of a general subject is, for example, at most about 12000 nit.
  • the upper limit of the dynamic range of the image sensor may be lower than the natural maximum brightness, for example, 4000 nit.
  • the image signal generated by the image sensor is further recorded in a predetermined video format.
  • the dynamic range of the SDR image is indicated by hatched bars in the figure, and the upper limit is 100 nit.
  • the dynamic range of luminance is largely compressed, for example, by a technique such as knee compression.
  • a technique such as knee compression.
  • the maximum luminance that can be expressed by the display is 1000 nit
  • scaling by 10 times is performed when displaying the SDR image, but as a result of the scaling, deterioration of the image quality tends to appear in the displayed image.
  • the dynamic range of the HDR image is indicated by a bold bar in the figure, and the upper limit is 800 nit. Therefore, also when recording a captured image as an HDR image, the dynamic range of luminance is compressed by a technique such as knee compression, for example.
  • the maximum luminance that can be expressed by the display is 1000 nit
  • scaling by 1.25 times is performed when displaying the HDR image, but the deterioration of the image quality of the displayed image may be small because the scaling rate is small.
  • supporting HDR images as a video format has the benefit of being able to provide high quality images to the user.
  • scalable coding technology called dynamic range scalability is realized here because of compatibility with devices that support SDR images, storage restrictions, and support for various transmission bands. It is useful.
  • dynamic range scalability an SDR image is transmitted in a base layer, and information for recovering an HDR image from the SDR image is transmitted in an enhancement layer. The key point in recovering the HDR image from the SDR image is to keep the implementation as simple as possible and to ensure the versatility and extensibility of the format.
  • the technology according to the present disclosure adopts a model that approximates the relationship between the SDR image and the HDR image to a linear relationship independent for each color component, and according to the linear model, the SDR image to the HDR image Dynamic range scalability is realized by predicting.
  • FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of an image coding apparatus 10 according to an embodiment that supports scalable coding.
  • the image coding apparatus 10 includes a base layer (BL) coding unit 1 a, an enhancement layer (EL) coding unit 1 b, a common memory 2 and a multiplexing unit 3.
  • BL base layer
  • EL enhancement layer
  • the BL encoding unit 1a encodes a base layer image to generate an encoded stream of a base layer.
  • the EL encoding unit 1b encodes the enhancement layer image to generate a coded stream of the enhancement layer.
  • the common memory 2 stores information commonly used between layers.
  • the multiplexing unit 3 multiplexes the coded stream of the base layer generated by the BL coding unit 1a and the coded stream of one or more enhancement layers generated by the EL coding unit 1b, and performs multi-layering. Generate a multiplexed stream.
  • FIG. 4 is a block diagram showing a schematic configuration of an image decoding apparatus 60 according to an embodiment that supports scalable coding.
  • the image decoding apparatus 60 includes a demultiplexer 5, a base layer (BL) decoder 6a, an enhancement layer (EL) decoder 6b, and a common memory 7.
  • BL base layer
  • EL enhancement layer
  • the demultiplexing unit 5 demultiplexes the multiplexed stream of the multilayer into the coded stream of the base layer and the coded stream of one or more enhancement layers.
  • the BL decoding unit 6a decodes a base layer image from the coded stream of the base layer.
  • the EL decoding unit 6 b decodes the enhancement layer image from the coded stream of the enhancement layer.
  • the common memory 7 stores information commonly used between layers.
  • the configuration of the BL encoding unit 1a for encoding the base layer and the configuration of the EL encoding unit 1b for encoding the enhancement layer are similar to each other. . Some parameters and images generated or acquired by the BL encoding unit 1a can be buffered using the common memory 2 and reused by the EL encoding unit 1b. In the next section, the configuration of such an EL encoding unit 1b will be described in detail.
  • the configuration of the BL decoding unit 6 a for base layer decoding and the configuration of the EL decoding unit 6 b for decoding of the enhancement layer are similar to each other. Some parameters and images generated or acquired by the BL decoding unit 6a can be buffered using the common memory 7 and reused by the EL decoding unit 6b. Further, in the next section, the configuration of such an EL decoding unit 6b will be described in detail.
  • FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the EL encoding unit 1b shown in FIG.
  • the EL encoding unit 1 b includes a rearrangement buffer 11, a subtraction unit 13, an orthogonal transformation unit 14, a quantization unit 15, a lossless encoding unit 16, an accumulation buffer 17, a rate control unit 18, and an inverse quantization.
  • the unit 21 includes an inverse orthogonal transform unit 22, an addition unit 23, a loop filter 24, a frame memory 25, selectors 26 and 27, an intra prediction unit 30, an inter prediction unit 35, and a dynamic range (DR) prediction unit 40.
  • DR dynamic range
  • the rearrangement buffer 11 rearranges the images included in the series of image data.
  • the rearrangement buffer 11 rearranges the images according to the GOP (Group of Pictures) structure related to the encoding process, and then the image data after the rearrangement is subtracted by the subtraction unit 13, the intra prediction unit 30, the inter prediction unit 35, and DR Output to the prediction unit 40.
  • GOP Group of Pictures
  • the subtraction unit 13 is supplied with the image data input from the reordering buffer 11 and the prediction image data input from the intra prediction unit 30 or the inter prediction unit 35 described later.
  • the subtracting unit 13 calculates prediction error data which is a difference between the image data input from the reordering buffer 11 and the prediction image data, and outputs the calculated prediction error data to the orthogonal transformation unit 14.
  • the orthogonal transformation unit 14 performs orthogonal transformation on the prediction error data input from the subtraction unit 13.
  • the orthogonal transformation performed by the orthogonal transformation unit 14 may be, for example, Discrete Cosine Transform (DCT) or Karhunen-Loeve Transform.
  • DCT Discrete Cosine Transform
  • HEVC HEVC
  • orthogonal transformation is performed for each block called TU (Transform Unit: Transform Unit).
  • the TU is a block formed by dividing a CU (coding unit: Coding Unit).
  • the orthogonal transform unit 14 outputs transform coefficient data acquired by the orthogonal transform process to the quantization unit 15.
  • the quantization unit 15 is supplied with transform coefficient data input from the orthogonal transform unit 14 and a rate control signal from the rate control unit 18 described later.
  • the quantization unit 15 quantizes transform coefficient data in a quantization step determined according to the rate control signal.
  • the quantization unit 15 outputs the transform coefficient data after quantization (hereinafter, referred to as quantization data) to the lossless encoding unit 16 and the inverse quantization unit 21.
  • the lossless encoding unit 16 performs lossless encoding processing on the quantized data input from the quantization unit 15 to generate an encoded stream of the enhancement layer. Also, the lossless encoding unit 16 encodes various parameters referred to when decoding the encoded stream, and inserts the encoded parameter into the header area of the encoded stream.
  • the parameters encoded by the lossless encoding unit 16 may include information on intra prediction and information on inter prediction described later. Prediction parameters associated with prediction of HDR images (hereinafter referred to as DR prediction) may also be encoded. Then, the lossless encoding unit 16 outputs the generated encoded stream to the accumulation buffer 17.
  • the accumulation buffer 17 temporarily accumulates the encoded stream input from the lossless encoding unit 16 using a storage medium such as a semiconductor memory. Then, the accumulation buffer 17 outputs the accumulated encoded stream to a transmission unit (not shown) (for example, a communication interface or a connection interface with a peripheral device) at a rate according to the band of the transmission path.
  • a transmission unit for example, a communication interface or a connection interface with a peripheral device
  • the rate control unit 18 monitors the free space of the accumulation buffer 17. Then, the rate control unit 18 generates a rate control signal according to the free space of the accumulation buffer 17, and outputs the generated rate control signal to the quantization unit 15. For example, when the free space of the accumulation buffer 17 is small, the rate control unit 18 generates a rate control signal for reducing the bit rate of the quantized data. Also, for example, when the free space of the accumulation buffer 17 is sufficiently large, the rate control unit 18 generates a rate control signal for increasing the bit rate of the quantized data.
  • the inverse quantization unit 21, the inverse orthogonal transform unit 22 and the addition unit 23 constitute a local decoder.
  • the inverse quantization unit 21 inversely quantizes the quantization data of the enhancement layer in the same quantization step as that used by the quantization unit 15 to restore transform coefficient data. Then, the inverse quantization unit 21 outputs the restored transform coefficient data to the inverse orthogonal transform unit 22.
  • the inverse orthogonal transform unit 22 restores prediction error data by performing inverse orthogonal transform processing on the transform coefficient data input from the inverse quantization unit 21. Similar to orthogonal transform, inverse orthogonal transform is performed for each TU. Then, the inverse orthogonal transform unit 22 outputs the restored prediction error data to the addition unit 23.
  • the adding unit 23 adds the decoded prediction error data input from the inverse orthogonal transformation unit 22 and the predicted image data input from the intra prediction unit 30 or the inter prediction unit 35 to generate decoded image data (enhancement layer (enhancement layer). Reconstruct image of). Then, the adding unit 23 outputs the generated decoded image data to the loop filter 24 and the frame memory 25.
  • the loop filter 24 includes a group of filters aiming to improve the image quality.
  • the deblocking filter (DF) is a filter that reduces block distortion that occurs when encoding an image.
  • a sample adaptive offset (SAO) filter is a filter that adds an offset value that is adaptively determined to each pixel value.
  • the adaptive loop filter (ALF) is a filter that minimizes the error between the image after SAO and the original image.
  • the loop filter 24 filters the decoded image data input from the addition unit 23 and outputs the filtered decoded image data to the frame memory 25.
  • the frame memory 25 includes the decoded image data of the enhancement layer input from the adding unit 23, the decoded image data of the enhancement layer after filtering input from the loop filter 24, and the reference image of the base layer input from the DR prediction unit 40. Data is stored using a storage medium.
  • the selector 26 reads the decoded image data before filtering used for intra prediction from the frame memory 25 and supplies the read decoded image data to the intra prediction unit 30 as reference image data. Further, the selector 26 reads the decoded image data after filtering used for inter prediction from the frame memory 25 and supplies the read decoded image data to the inter prediction unit 35 as reference image data. Furthermore, when the inter prediction is performed in the intra prediction unit 30 or the inter prediction unit 35, the selector 26 supplies the reference image data of the base layer to the intra prediction unit 30 or the inter prediction unit 35.
  • the selector 27 outputs predicted image data as a result of the intra prediction output from the intra prediction unit 30 to the subtraction unit 13 in the intra prediction mode, and outputs information on the intra prediction to the lossless encoding unit 16.
  • the selector 27 outputs predicted image data as a result of the inter prediction output from the inter prediction unit 35 to the subtraction unit 13 and outputs information on the inter prediction to the lossless encoding unit 16. .
  • the selector 27 switches between the intra prediction mode and the inter prediction mode according to the size of the cost function value.
  • the intra prediction unit 30 performs intra prediction processing for each PU (prediction unit: Prediction Unit) of HEVC based on the original image data and the decoded image data of the enhancement layer. For example, the intra prediction unit 30 evaluates the prediction result in each candidate mode in the prediction mode set using a predetermined cost function. Next, the intra prediction unit 30 selects the prediction mode in which the cost function value is the smallest, that is, the prediction mode in which the compression ratio is the highest, as the optimum prediction mode. In addition, the intra prediction unit 30 generates predicted image data of the enhancement layer according to the optimal prediction mode.
  • the intra prediction unit 30 may include intra BL prediction, which is a type of inter layer prediction, in the prediction mode set in the enhancement layer.
  • intra BL prediction a co-located block in the base layer corresponding to the prediction target block in the enhancement layer is used as a reference block, and a prediction image is generated based on the decoded image of the reference block.
  • the intra prediction unit 30 may include intra residual prediction which is a type of inter-layer prediction.
  • intra residual prediction a prediction error of intra prediction is predicted based on a prediction error image of a reference block which is a co-located block in a base layer, and a prediction image to which a predicted prediction error is added is generated.
  • the intra prediction unit 30 outputs information on intra prediction including prediction mode information representing the selected optimal prediction mode, a cost function value, and predicted image data to the selector 27.
  • the inter prediction unit 35 performs inter prediction processing for each HEVC PU based on the original image data and the decoded image data of the enhancement layer. For example, the inter prediction unit 35 evaluates the prediction result by each candidate mode in the prediction mode set using a predetermined cost function. Next, the inter prediction unit 35 selects the prediction mode in which the cost function value is the smallest, that is, the prediction mode in which the compression ratio is the highest, as the optimum prediction mode. In addition, the inter prediction unit 35 generates prediction image data of the enhancement layer according to the optimal prediction mode.
  • the inter prediction unit 35 may include inter residual prediction, which is a type of inter layer prediction, in the prediction mode set in the enhancement layer.
  • inter prediction unit 35 In inter residual prediction, a prediction error of inter prediction is predicted based on a prediction error image of a reference block which is a co-located block in a base layer, and a prediction image to which a predicted prediction error is added is generated.
  • the inter prediction unit 35 outputs, to the selector 27, information on inter prediction including the prediction mode information indicating the selected optimum prediction mode and the motion information, the cost function value, and the prediction image data.
  • the DR prediction unit 40 upsamples the base layer image (decoded image or prediction error image) buffered by the common memory 2 according to the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer. Also, when the enhancement layer image has a luminance dynamic range larger than that of the base layer image, the DR prediction unit 40 sets the dynamic range of the up-sampled base layer image to a dynamic range equivalent to that of the enhancement layer image. Convert. In the present embodiment, the DR prediction unit 40 approximately predicts the image of the enhancement layer from the image of the base layer, on the basis of an independent linear relationship for each color component between the base layer and the enhancement layer. , Convert dynamic range.
  • the image of the base layer whose dynamic range has been converted by the DR prediction unit 40 is stored in the frame memory 25 and may be used as a reference image in inter-layer prediction by the intra prediction unit 30 or the inter prediction unit 35.
  • the DR prediction unit 40 generates several parameters used for DR prediction.
  • the parameter generated by the DR prediction unit 40 includes, for example, a prediction mode parameter indicating a prediction mode.
  • the parameters generated by the DR prediction unit 40 include prediction parameters for each color component, that is, gains and offsets.
  • the DR prediction unit 40 outputs the prediction mode parameter and the prediction parameter to the lossless coding unit 16.
  • FIG. 6A is a table showing three candidates for prediction mode when predicting an HDR image from an SDR image.
  • the prediction mode number is one of “0”, “1” and “2”, that is, there are three types of prediction mode candidates.
  • the pixel values (Y HDR , U HDR , V HDR ) of the HDR image are predicted.
  • n shift represents the number of bits corresponding to the difference in dynamic range.
  • Such prediction mode is referred to herein as bit shift mode.
  • six prediction parameters three gains and three offsets are additionally encoded as prediction parameters.
  • FIG. 6B and 6C are explanatory diagrams for describing an example of the syntax of the prediction parameter.
  • “Use_dr_prediction” on the third line of FIG. 6B is a flag indicating whether PPS (Picture Parameter Set) includes a syntax for dynamic range prediction.
  • “Dr_pred_data ()” in the fifth line of FIG. 6B is a function of the syntax for DR scalability, and the contents are shown in FIG. 6C.
  • “Dr_prediction_model” in the first line of FIG. 6C is a parameter indicating the prediction mode to be selected, and takes any one of “0”, “1” and “2” exemplified in FIG. 6A.
  • the number of bits corresponding to the denominator of the gain in the third row (“numFractionBits”) is the numerator of the gain for the I-th color component in the fifth row (“dr_prediction_gain [ I] ”) specifies an offset (“ dr_prediction_offset [I] ”) for the I-th color component in the sixth line.
  • the adaptive parameter mode is a mode in which the highest prediction accuracy can be expected among the three prediction modes.
  • the DR prediction unit 40 may calculate the difference from the past value of the prediction parameter.
  • the lossless encoding unit 16 may encode the prediction mode parameter and the difference between the prediction parameters.
  • FIG. 7 is a block diagram showing an example of the configuration of DR prediction unit 40 shown in FIG.
  • the DR prediction unit 40 includes an upsampling unit 41, a prediction mode setting unit 42, a parameter calculation unit 43, and a dynamic range (DR) conversion unit 44.
  • DR dynamic range
  • the up-sampling unit 41 up-samples the image of the base layer acquired from the common memory 2 in accordance with the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer. More specifically, the up-sampling unit 41 calculates an interpolated pixel value by filtering the base layer image with a filter coefficient defined in advance for each of the interpolated pixels sequentially scanned according to the resolution ratio. Thereby, the spatial resolution of the image of the base layer used as a reference block is increased to a resolution equivalent to that of the enhancement layer.
  • the up-sampling unit 41 outputs the up-sampled image to the parameter calculation unit 43 and the DR conversion unit 44. Note that up-sampling may be skipped if resolutions are equal between layers. In this case, the up-sampling unit 41 can output the image of the base layer to the parameter calculation unit 43 and the DR conversion unit 44 as it is.
  • the prediction mode setting unit 42 sets, in the DR prediction unit 40, a prediction mode which is predefined or dynamically selected among the prediction mode candidates for DR prediction.
  • the prediction mode candidates may include the bit shift mode, the fixed parameter mode and the adaptive parameter mode described above.
  • the prediction mode setting unit 42 may set an optimum prediction mode for each picture.
  • the prediction mode setting unit 42 may set an optimum prediction mode for each slice.
  • One picture may have one or more slices.
  • the prediction mode setting unit 42 may set the prediction mode for each sequence, and maintain the same prediction mode across a plurality of pictures and a plurality of slices in one sequence.
  • the prediction mode setting unit 42 may evaluate the coding efficiency or the prediction accuracy for each candidate of the prediction mode, and select an optimal prediction mode.
  • the prediction mode setting unit 42 outputs a prediction mode parameter indicating the set prediction mode to the lossless encoding unit 16.
  • the parameter calculator 43 sets the adaptive parameter mode by the prediction mode setting unit 42 or when the prediction mode setting unit 42 evaluates the coding efficiency or prediction accuracy of the adaptive parameter mode. Calculate the prediction parameters to be used in the adaptive parameter mode.
  • the subscript i means each of the three color components.
  • the gain g i is a coefficient by which the pixel value of the base layer is multiplied.
  • the offset o i is a numerical value to be added to the product of the pixel value of the base layer and the gain g i .
  • the parameter calculation unit 43 may, for example, use color components such as gains and offsets that allow the image of the base layer after upsampling input from the upsampling unit 41 to be closest to the original image input from the reordering buffer 11. It can be calculated for each.
  • the parameter calculation unit 43 may calculate the difference between the gain and the offset from the past values.
  • the past value here may be, for example, a value calculated for the previous picture when gain and offset are calculated for each picture. If gain and offset are calculated for each slice, it may be a value calculated for a slice (co-located slice) of the previous picture.
  • the parameter calculation unit 43 can use the values of the gain and the offset corresponding to the bit shift amount as the basis of the difference.
  • the parameter calculation unit 43 uses values of fixed gain and offset defined in advance as a basis of the difference. It can.
  • the parameter calculator 43 outputs the calculated gain and offset (or their difference) to the lossless encoder 16.
  • the value of gain may include fractional values. Therefore, the prediction mode setting unit 42 may divide the value of the gain into a denominator and a numerator, and output the denominator and the numerator (or their difference) to the lossless encoding unit 16.
  • the prediction mode setting unit 42 may limit the value of the denominator of the gain to only an integer power of 2 in order to increase the coding efficiency and reduce the calculation cost. In this case, the base 2 logarithm of the value of the denominator may be used as a prediction parameter.
  • the DR conversion unit 44 sets the dynamic range of the SDR image of the base layer after upsampling input from the upsampling unit 41 according to the prediction mode set by the prediction mode setting unit Convert to the same dynamic range as the HDR image. For example, when the bit shift mode is set, DR conversion unit 44 shifts the pixel value of the up-sampled base layer to the left by a predetermined bit shift amount according to equations (1) to (3). By doing this, the predicted pixel value is calculated. Further, when the fixed parameter mode is set, the DR conversion unit 44 multiplies the pixel value of the base layer after upsampling by a fixed gain according to Equations (4) to (6), and further fixes the values. The predicted pixel value is calculated by adding the typical offset.
  • the DR conversion unit 44 uses the gain and offset adaptively calculated by the parameter calculation unit 43 instead of the fixed gain and offset to obtain predicted pixel values. Calculate Thereby, a reference image for inter-layer prediction is generated.
  • the DR conversion unit 44 stores the reference image for inter-layer prediction generated in this manner (a base layer image having a wide dynamic range corresponding to an HDR image) in the frame memory 25.
  • FIG. 8 is an explanatory diagram for describing an example of the syntax of these coding parameters for DR prediction. Although an example is given here in which the difference between the gain and the offset is encoded, the syntax described here is applicable even when the gain and the offset itself are encoded (the beginning of the parameter name delta_ "can be deleted).
  • the syntax shown in FIG. 8 may be included in PPS, for example, or may be included in a slice header.
  • the “dr_prediction_flag” in the first line of the syntax is a flag indicating whether or not the PPS or the slice header includes an extended syntax for DR prediction.
  • “Dr_prediction_model” on the third line is a prediction mode parameter indicating the prediction mode set by the prediction mode setting unit 42. As described with FIG. 6A, if the prediction mode parameter is equal to "0", then the prediction mode is a bit shift mode. If the prediction mode parameter is equal to "1”, then the prediction mode is a fixed parameter mode. If the prediction mode parameter is equal to "2", then the prediction mode is an adaptive parameter mode.
  • the present invention is not limited to these examples, and other types of prediction modes may be adopted.
  • the prediction parameters in the fifth line and thereafter are encoded when the prediction mode parameter indicates an adaptive parameter mode.
  • the tenth line “delta_luma_log2_gain_denom” is the difference from the past value of the base 2 logarithm of the value of the denominator of the gain of the luminance component.
  • “Delta_luma_gain_dr” on the 11th line is the difference from the past value of the numerator value of the gain of the luminance component.
  • the “delta_luma_offset_dr” on the 12th line is the difference from the past value of the value of the offset of the luminance component.
  • the denominator of the gain may be made common.
  • the “delta_chroma_offset_dr [j]” on line 18 is the difference from the past value of the value of the offset of the j-th color difference component.
  • chroma_gain_dr_flag on the seventh line indicates zero, the coding of the difference between the prediction parameters of these color difference components may be omitted. In this case, the past value of the prediction parameter may be used as it is in the latest picture or slice (ie, the difference is zero).
  • the prediction mode parameter "dr_prediction_model" is encoded for each PPS or slice header.
  • the prediction mode parameter is adaptive parameter mode for the previous picture to be the basis of the difference or the slice at the same position of the previous picture. It is not always the case.
  • the difference parameter prefixed with “delta_” in the syntax of FIG. 8 is changed from the latest value (gain or offset) of the prediction parameter to the bit shift amount.
  • the value of the corresponding offset may be zero regardless of the bit shift amount n shift .
  • the difference parameter in the syntax of FIG. 8 is a fixed parameter value (gain g i_fixed or offset o i_fixed from the latest value (gain or offset) of the prediction parameter) Each represents the difference calculated by subtracting.
  • the gain g i — fixed and the offset o i — fixed are not coded and are pre-stored at the encoder and decoder.
  • FIG. 9 illustrates in tabular form the basis of the gain and offset differences described herein. Note that if there is no past value at the beginning of the sequence or the like, the basis of the difference may be zero or may be a fixed parameter value (gain g i — fixed or offset o i — fixed ).
  • prediction mode parameters and prediction parameters for DR prediction are to be coded for each picture and inserted into PPS. explained. However, assuming an application in which different luminance dynamic ranges are used for partial areas of an image, it is useful to encode prediction mode parameters and differences of prediction parameters for each slice or tile.
  • the base layer image IM B1 is divided into four tiles TB1 , TB2 , TB3 and TB4 .
  • the enhancement layer image IM E1 is divided into four tiles T E1 , T E2 , T E3 and T E4 . Each of the four tiles displays an image captured by a different camera.
  • the tile T E2 and T E4 of the base layer image IM B1 displays the SDR version of the synthesis image from the camera to be installed in four locations
  • the enhancement layer image IM E1 is the same synthetic as the tile T B2 and T B4 It can display the HDR version of the video.
  • FIG. 8 shows a syntax defined by Non-Patent Document 1 for weighted prediction related parameters.
  • “Luma_log2_weight_denom” in the second line of FIG. 11 and “delta_chroma_log2_weight_denom” in the fourth line are common to the L0 reference frame and the L1 reference frame that can be used in weighted prediction, respectively, for the weight denominator values of the luminance component and the color difference component.
  • Lines 5 to 20 specify the remaining weighted prediction related parameters for the L0 reference frame.
  • Lines 21 to 38 identify the remaining weighted prediction related parameters for the L1 reference frame, if bi-prediction is possible. The meaning of each parameter is described in Non-Patent Document 1.
  • Table 1 shows an example of the mapping between the weighted prediction related parameters shown in FIG. 11 and the parameters of the DR prediction illustrated in FIG.
  • all the parameters other than the extension flag “dr_prediction_flag” and the prediction mode parameter “dr_prediction_model” are any parameters for weighted prediction. It can be mapped.
  • the roles of the individual parameters may differ, for example, in that the values of the weighted prediction related parameters do not necessarily mean differences from past values, but the types of parameters mapped to each other are equivalent. Since only one reference frame (base layer image) is used in DR prediction, the argument i corresponding to the reference frame number and the variable "num_ref_idx_10_active_minus1" become unnecessary.
  • the lossless encoding unit 16 may encode, for example, a prediction parameter of DR prediction in a header (slice header) having a syntax shared with weighted prediction related parameters.
  • a prediction parameter of DR prediction in a header (slice header) having a syntax shared with weighted prediction related parameters.
  • the extension flag “dr_prediction_flag” and the prediction mode parameter “dr_prediction_model” may be separately encoded in the SPS, PPS or slice header.
  • a flag indicating which of the weighted prediction related parameter and the parameter for DR prediction is coded may be additionally coded.
  • the lossless encoding unit 16 does not encode the enhancement layer specific weighted prediction related parameters.
  • the syntax of FIG. 11 defined by Non-Patent Document 1 is not used for weighted prediction in the enhancement layer. Therefore, syntax definition can be efficiently utilized by coding prediction parameters of DR prediction with the same syntax instead of weighted prediction related parameters.
  • the syntax for parameters of the L1 reference frame (lines 21 to 38 in FIG. 11) may not be used.
  • the value of the variable “num_ref_idx_I0_active_minus1” corresponding to the reference frame number (minus 1) may be considered to be zero (ie, the number of base layer images whose dynamic range is to be converted is 1).
  • the weighted prediction related parameters may be encoded in the enhancement layer, and a portion thereof may be reused for DR prediction.
  • the denominators specified by “luma_log2_weight_denom” and “delta_chroma_log2_weight_denom” illustrated in FIG. 11 may be reused as the denominators of the gains of the luminance component and the color difference component.
  • the lossless encoding unit 16 does not encode “delta_luma_log2_gain_denom” and “delta_chroma_log2_gain_denom” illustrated in FIG. Thereby, it is possible to reduce the amount of code additionally required for DR prediction and to improve coding efficiency.
  • the DR conversion unit 44 selectively selects the first version and the second version of these prediction parameters in order to predict the image of the enhancement layer, that is, to generate a reference image for inter-layer prediction. use.
  • the parameter calculator 43 may calculate the difference from the past value of the first version of the prediction parameter and the difference from the past value of the second version of the prediction parameter.
  • the lossless encoding unit 16 encodes the value (or the difference thereof) calculated for the first version into the portion for the L0 reference frame of the syntax shared with the weighted prediction related parameter. Also, the lossless encoding unit 16 encodes the value (or the difference thereof) calculated for the second version into the portion for the L1 reference frame of the syntax shared with the weighted prediction related parameter.
  • the first and second versions of the prediction parameter are selectively used according to the band to which the pixel value belongs.
  • the band of pixel values here is not limited, but may correspond to brightness for the luminance component and vividness for the color difference component.
  • FIG. 12 is an explanatory diagram for describing selective use of a prediction parameter according to a band to which a pixel value belongs.
  • FIG. 12 shows two bars representing the range of pixel values of the luminance component (Y) and the color difference component (Cb / Cr). When the bit depth is 8 bits, these ranges are 0. Through 255.
  • the range of the luminance component is divided into a lower band Pb11 and an upper band Pb12 on the basis of the boundary value, and in the example of FIG. 12, the boundary value of the luminance component is equal to 128 (ie, the center of the range).
  • the DR conversion unit 44 uses the first version of the prediction parameter when calculating the predicted pixel value from the pixel value. Can be used.
  • the DR conversion unit 44 may use the second version of the prediction parameter when calculating the predicted pixel value from the pixel value.
  • the range of the color difference component is divided into an inner band Pb21 and an outer band Pb22 on the basis of two boundary values, and in the example of FIG. 12, the boundary values of the color difference component are 64 and 191 (that is, 1 of the range). Equal to / 4 and 3/4).
  • the DR conversion unit 44 uses the first version of the prediction parameter when calculating the predicted pixel value from the pixel value. Can be used.
  • the DR conversion unit 44 may use the second version of the prediction parameter when calculating the predicted pixel value from the pixel value.
  • the above boundary value for switching the version to be used may be known in advance to both the encoder and the decoder.
  • the lossless encoding unit 16 may further encode the boundary information that specifies the above-mentioned boundary value.
  • the boundary information may indicate, for example, an adjustment value for the luminance component to be added to a reference value at the center of the range (for example, 128 if the bit depth is 8 bits) for the luminance component.
  • the boundary information is adjusted for the chrominance component, which is subtracted from the first reference value equal to 1/4 of the range and added to the second reference value equal to 3/4 of the range for the chrominance component. Can be shown.
  • FIG. 13 is a graph schematically representing the prediction model realized by the first method for luminance components.
  • the horizontal axis of the graph of FIG. 13 corresponds to the pixel value of the luminance component of the base layer, and the pixel value is expressed by SDR.
  • the vertical axis corresponds to the pixel value of the luminance component of the enhancement layer, and the pixel value is expressed by HDR.
  • a thick line indicates a locus of predicted pixel values of the enhancement layer predicted using the gain and offset of the adaptive parameter mode from the pixel values of the base layer. This locus has a different slope and intercept in the band Pb11 on the left side and the band P12 on the right side of the boundary value Y border on the horizontal axis, and has a polygonal shape.
  • the boundary value Y border may be equal to half (Y max / 2) of the maximum value Y max of pixel values of luminance components of the base layer (Y max / 2) or may be equal to Y max / 2 plus the adjustment value dY .
  • the additional coding of the adjustment value dY means that the boundary value Y border can be controlled adaptively. In this case, as a result of the flexibility of the prediction model of DR prediction being extended, it is possible to further improve the prediction accuracy.
  • FIG. 14 is an explanatory diagram for describing an example of syntax related to the method described with reference to FIG.
  • the line numbers in the syntax shown in FIG. 14 correspond to the line numbers of the syntax of the weighted prediction related parameter shown in FIG.
  • the part for the parameter of the L1 reference frame of the syntax of a weighting prediction relevant parameter is abbreviate
  • an additional flag “inter_layer_pred_flag” is defined.
  • the flag "inter_layer_pred_flag” is set to True if this syntax is used for DR prediction parameters.
  • the parameter "delta_pix_value_luma [i]” after the 13th line is the above-mentioned boundary information about the luminance component.
  • the parameter “delta_pix_value_luma [i]” specifies, for the luminance component, an adjustment value for the luminance component to be added to the reference value at the center of the range.
  • the parameter “delta_pix_value_chroma [i] [j]” after the 18th line is the above-mentioned boundary information about the color difference component.
  • the parameter “delta_pix_value_chroma [i] [j]” is subtracted from the first reference value equal to 1 ⁇ 4 of the range and added to the second reference value equal to 3 ⁇ 4 of the range for the color difference component
  • the adjustment value for the color difference component is specified. Note that these additional parameters shown in FIG. 14 may be included in the extension of the slice header instead of the slice header.
  • the first and second versions of the prediction parameter are selectively used according to the image area to which the pixel belongs.
  • An image area here may correspond to an individual area that may be formed by segmenting a picture, slice or tile.
  • FIG. 15 is an explanatory diagram for describing selective use of a prediction parameter according to an image region to which a pixel belongs.
  • the image IM 2 is shown.
  • Image IM 2 can be a upsampled image that can be output for example from the up-sampling unit 41.
  • Image IM 2 is segmented over the image area PA1 and below the image area PA2.
  • the DR conversion unit 44 uses, for example, the first version of the prediction parameter when calculating the prediction pixel value for the pixels belonging to the image area PA1, and the prediction parameter when calculating the prediction pixel values for the pixels belonging to the image area PA2.
  • a second version of can be used.
  • the area boundaries for switching the version to be used may be known in advance to both the encoder and the decoder (eg, a picture, a slice or a tile dividing a tile equally into two, etc.).
  • the lossless encoding unit 16 may further encode the boundary information specifying the region boundary.
  • the boundary information may be, for example, information specifying the first LCU (LCU L border in the figure) following the region boundary in raster scan order.
  • the first LCU following the area boundary may be specified by the number of LCUs counted from a given location of the picture, slice or tile, or may be specified by a flag included in the header of the first LCU .
  • the predetermined place in the former case may be the beginning of a picture, slice or tile, or may be an intermediate point thereof (eg, a place exactly half the total number of LCUs).
  • size information directly indicating the size of a slice is not encoded.
  • the decoder usually does not recognize the size of the slice while decoding the slice (before the decoding of the slice is completed). Therefore, additionally coding the boundary information specifying the region boundary is also useful in the case where the region boundary is fixed (for example, a boundary dividing a slice into two equally).
  • FIG. 16 is an explanatory diagram for describing an example of syntax related to the method described with reference to FIG.
  • the line numbers in the syntax shown in FIG. 16 correspond to the line numbers of the syntax of the weighted prediction related parameter shown in FIG.
  • the part for the parameter of the L1 reference frame of the syntax of a weighting prediction relevant parameter is abbreviate
  • an additional flag “inter_layer_pred_flag” similar to that shown in FIG. 14 is defined.
  • the flag “inter_layer_pred_flag” is set to True if this syntax is used for DR prediction parameters.
  • the parameter “delta_num_ctb” after the flag is the boundary information described above.
  • the parameter “delta_num_ctb” is information that specifies the first LCU following the area boundary in raster scan order by the number of LCU. If the number of LCUs is counted from the midpoint of a picture, slice or tile, the parameter “delta_num_ctb” may indicate a positive or negative integer. Note that these additional parameters shown in FIG. 16 may also be included in the extension of the slice header instead of the slice header.
  • the optimal prediction model when different versions of prediction parameters can be used for each image area, it is possible to apply the optimal prediction model to each of the image areas to the DR prediction.
  • the optimal combination of gain and offset is different for bright and dark areas in an image.
  • gains and offsets optimized for each region for DR prediction prediction errors in DR prediction can be reduced and coding efficiency can be improved.
  • the additional coding of the boundary information identifying the region boundaries means that the location of the region boundaries can be adaptively controlled. In this case, it is possible to further reduce the prediction error of the DR prediction by moving the region boundary in accordance with the content of the image.
  • the method described in this section to provide two versions of the prediction parameter may be applied only to the luminance component and not to the color difference component.
  • the chrominance component is encoded and decoded from the portion for the L0 reference frame in the syntax of the weighted prediction related parameter regardless of the band to which the pixel value belongs or the image region to which the pixel belongs.
  • the prediction parameters typically gain and offset
  • the parameters for the chrominance components included in the part for the L1 reference frame may be set to any value (eg zero) that can be mapped to the shortest code word by variable length coding, which value is in the DR transform Can be ignored).
  • the chroma format indicates that the resolution of the chrominance component is equal to the resolution of the luminance component
  • two versions of the prediction parameter are provided for both the luminance component and the chrominance component, and the resolution of the chrominance component is greater than that of the luminance component.
  • Only one version of the prediction parameter may be provided for the chrominance component if the chroma format indicates that it is also low. For example, when the chroma format is 4: 2: 0, the resolution of the chrominance component is lower than the luminance component in both the vertical and horizontal directions. When the chroma format is 4: 2: 2, the resolution of the chrominance component is lower than the luminance component in the horizontal direction. Therefore, the code amount of the prediction parameter can be effectively reduced by executing the prediction more coarsely for only the color difference component in these cases.
  • the image size of the base layer is 2K (for example, 1920 ⁇ 1080 pixels), the dynamic range is SDR, and the bit depth is 8 bits.
  • the image size of the enhancement layer is 4K (for example, 3840 ⁇ 2160 pixels), the dynamic range is HDR, and the bit depth is 10 bits.
  • the up-sampling unit 41 performs bit shift together with up-sampling (step S1). For example, the addition of two terms in the filter operation may correspond to a left shift of one bit, and the addition of four terms may correspond to a left shift of two bits. Thus, bit shifting can be performed substantially simultaneously with upsampling.
  • the DR conversion unit 44 converts the dynamic range of the up-sampled image input from the up-sampling unit 41 (step S3).
  • the transformation of the dynamic range here may be a linear transformation similar to weighted prediction.
  • the image size of the base layer is 2K
  • the dynamic range is SDR
  • the bit depth is 8 bits
  • the image size of the enhancement layer is 2K
  • the dynamic range is HDR
  • the bit depth is 10 bits.
  • the up-sampling unit 41 performs only bit shifting because the resolution is the same between layers (step S2).
  • the DR conversion unit 44 converts the dynamic range of the up-sampled image input from the up-sampling unit 41 (step S3).
  • the image size of the base layer is 2K
  • the dynamic range is SDR
  • the bit depth is 8 bits.
  • the image size of the enhancement layer is 4K
  • the dynamic range is SDR
  • the bit depth is 10 bits.
  • the up-sampling unit 41 performs bit shift together with up-sampling (step S1). Since the dynamic range is the same between layers, the DR conversion unit 44 does not execute DR conversion.
  • the upsampling and the bit shift are simultaneously performed, which reduces the processing cost required for the entire inter-layer processing as compared to the case where they are separately performed.
  • the bit shift is performed independently from the DR conversion, even though the DR conversion itself includes an operation similar to the bit shift, so there is room for improvement in terms of processing cost. There is.
  • the DR conversion unit 44 can execute bit shift together in calculation of DR conversion.
  • the syntax for weighted prediction is reused, the DR conversion operation can be expressed as follows.
  • X k is a pixel value before conversion of the k-th color component
  • X k and Pred are pixel values after conversion of the k-th color component.
  • w k, n k and o k are applied to the k-th color component, a molecule, the denominator of the logarithm of the weight of the base 2, and the offset of the weight respectively (gain).
  • the difference in bit depth between layers is m bits
  • the operation when the DR conversion unit 44 simultaneously performs bit shift (left shift) for m bits can be expressed as follows: .
  • bit shifting can be performed simultaneously with upsampling or bit shifting can be performed simultaneously with DR conversion
  • the timing for performing bit shifting is between the encoder and the decoder (or between decoders with different implementations) )
  • the encoder performs bit shifting simultaneously with DR conversion
  • the decoder performs bit shifting simultaneously with up-sampling
  • the accuracy of inter-layer prediction decreases.
  • the lossless encoding part 16 further encodes the bit shift control flag which controls the execution timing of a bit shift.
  • bit depth of the enhancement layer is larger than the bit depth of the base layer, whether the bit shift for inter-layer prediction should be performed simultaneously with DR conversion or should be performed simultaneously with up-sampling, for example, , Is a control parameter indicating.
  • 18A to 18C are explanatory diagrams for describing a new method for suppressing the processing cost of inter-layer prediction.
  • the attributes of the base layer and the enhancement layer in the example of FIG. 18A are the same as in FIG. 17A.
  • the bit shift control flag indicates "1" (the bit shift is performed simultaneously with the weighting prediction).
  • the up-sampling unit 41 performs up-sampling without performing bit shift for increasing the bit depth (step S4).
  • the DR conversion unit 44 performs bit shift at the same time as converting the dynamic range of the up-sampled image input from the up-sampling unit 41 as in the above equation (8) (step S6).
  • bit shift control flag indicates "1" (the bit shift is performed simultaneously with the weighting prediction).
  • the up-sampling unit 41 neither performs bit shift nor up-sampling.
  • the DR conversion unit 44 performs bit shift at the same time as converting the dynamic range of the image of the base layer as in the above equation (8) (step S6).
  • bit shift control flag indicates "0" (the bit shift is performed simultaneously with the up sampling).
  • the up-sampling unit 41 performs bit shift together with up-sampling (step S5). Since the dynamic range is the same between layers, the DR conversion unit 44 does not execute DR conversion.
  • the processing steps are reduced by a new method especially regarding the second example (FIGS. 17B and 18B) in which the image size does not change between layers. Is understood.
  • the presence of the bit shift control flag makes it possible to adaptively switch the timing of performing the bit shift and minimize the number of processing steps of DR prediction.
  • FIG. 19 is an explanatory diagram for describing an example of a syntax related to the method described with reference to FIGS. 18A to 18C.
  • the line numbers in the syntax shown in FIG. 19 correspond to the line numbers of the syntax of the weighted prediction related parameter shown in FIG.
  • the part for the parameter of the L1 reference frame of the syntax of a weighting prediction relevant parameter is abbreviate
  • two coding parameters “weighted_prediction_and_bit_shift_luma_flag” and “weighted_prediction_and_bit_shift_chroma_flag” are defined, which are encoded when the layer ID is not zero (that is, the layer is an enhancement layer).
  • the former is a bit shift control flag for controlling the execution timing of the bit shift of the luminance component.
  • the latter is a bit shift control flag for controlling the execution timing of the bit shift of the color difference component.
  • These flags are set to True if bit shifting should be performed simultaneously with DR conversion, and False if bit shifting should be performed simultaneously with up sampling. Since the image size and bit depth can be defined differently for each color component, by encoding the bit shift control flag separately for the luminance component and the color difference component, the bit shift execution timing can be adjusted according to the definition of those attributes. It becomes possible to control flexibly.
  • the present invention is not limited to this example, and a single bit shift control flag may be encoded for both the luminance component and the color difference component.
  • bit shift control flag may be omitted or the flag may be set to a particular value (e.g. zero). Also, when the syntax of FIG. 19 is used for weighted prediction in inter prediction within a layer rather than inter layer prediction, coding of the bit shift control flag may be omitted or the flag may be specified It may be set to a value (eg, zero).
  • FIG. 20 is a flowchart illustrating an example of a schematic processing flow at the time of encoding according to an embodiment. Note that, for the sake of simplicity, processing steps not directly related to the technology of the present disclosure are omitted from the drawings.
  • the BL encoding unit 1a executes encoding processing of the base layer to generate an encoded stream of the base layer (step S11).
  • the common memory 2 buffers an image of the base layer (one or both of the decoded image and the prediction error image) generated in the coding process of the base layer and parameters to be reused between the layers (step S12).
  • the parameters reused between layers may include weighted prediction related parameters.
  • the EL encoding unit 1b performs an enhancement layer encoding process to generate an enhancement layer encoded stream (step S13).
  • the image of the base layer buffered by the common memory 2 is upsampled by the DR prediction unit 40, and its dynamic range is converted from SDR to HDR. Then, the image of the base layer after DR conversion may be used as a reference image in inter-layer prediction.
  • the multiplexing unit 3 multiplexes the encoded stream of the base layer generated by the BL encoding unit 1a and the encoded stream of the enhancement layer generated by the EL encoding unit 1b, and performs multiplexing of multiple layers. To generate an integrated stream (step S14).
  • FIG. 21 is a flowchart showing a first example of the flow of the DR prediction process in the encoding process of the enhancement layer. The DR prediction process described here is repeated for each picture or slice.
  • the upsampling unit 41 upsamples the image of the base layer acquired from the common memory 2 according to the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer (step S20).
  • the prediction mode setting unit 42 sets one of prediction mode candidates for DR prediction as a picture (or a slice) (step S22).
  • the prediction mode setting unit 42 may set a prediction mode defined in advance, or set a prediction mode to be dynamically selected based on the evaluation of coding efficiency or prediction accuracy for each candidate of the prediction mode. May be
  • the lossless encoding unit 16 encodes a prediction mode parameter indicating the prediction mode set by the prediction mode setting unit 42 (step S25).
  • the prediction mode parameter encoded by the lossless encoding unit 16 is inserted into, for example, PPS or a slice header.
  • the subsequent processing branches depending on the prediction mode set by the prediction mode setting unit 42 (steps S26 and S28).
  • the parameter calculator 43 calculates values of optimal gains and offsets to be used for DR prediction (conversion) (step S30).
  • the parameter calculator 43 may further calculate the difference between the calculated optimum gain and offset values from the past values.
  • the lossless encoding unit 16 encodes the gain and the offset (or their difference) calculated by the parameter calculation unit 43 (step S32).
  • These prediction parameters encoded by the lossless encoding unit 16 are inserted into, for example, PPS or a slice header.
  • the DR conversion unit 44 is adaptively calculated on the pixel values of the base layer after upsampling according to the equations (4) to (6).
  • the predicted pixel value of each pixel is calculated by multiplying a fixed gain and further adding an offset (step S34).
  • the DR conversion unit 44 shifts the pixel value of the up-sampled base layer to the left by a predetermined bit shift amount according to Equation (1) to Equation (3). By doing this, the predicted pixel value of each pixel is calculated (step S36).
  • the DR conversion unit 44 stores the image of the base layer after DR conversion, that is, the predicted image as the HDR image in the frame memory 25 ( Step S38).
  • step S40 Thereafter, if there is an unprocessed next picture or slice, the process returns to step S20, and the above-described process is repeated for the next picture or slice (step S40).
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating a second example of the flow of the DR prediction process in the encoding process of the enhancement layer.
  • the prediction mode setting unit 42 sets one of prediction mode candidates for DR prediction as a sequence (step S21).
  • the lossless encoding unit 16 encodes a prediction mode parameter indicating the prediction mode set by the prediction mode setting unit 42 (step S23).
  • the prediction mode parameter encoded by the lossless encoding unit 16 is inserted into the SPS.
  • steps S24 to S40 are repeated for each picture or slice in the sequence.
  • the upsampling unit 41 upsamples the image of the base layer obtained from the common memory 2 in accordance with the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer (step S24).
  • the processing branches depending on the prediction mode set by the prediction mode setting unit 42 (steps S26 and S28).
  • the parameter calculator 43 calculates values of optimal gains and offsets to be used for DR prediction (conversion) (step S30).
  • the parameter calculator 43 may further calculate the difference between the calculated optimum gain and offset values from the past values.
  • the lossless encoding unit 16 encodes the gain and the offset (or their difference) calculated by the parameter calculation unit 43 (step S32).
  • These prediction parameters encoded by the lossless encoding unit 16 are inserted into, for example, PPS or a slice header.
  • the DR conversion unit 44 is adaptively calculated on the pixel values of the base layer after upsampling according to the equations (4) to (6).
  • the predicted pixel value of each pixel is calculated by multiplying a fixed gain and further adding an offset (step S34).
  • the DR conversion unit 44 shifts the pixel value of the up-sampled base layer to the left by a predetermined bit shift amount according to Equation (1) to Equation (3). By doing this, the predicted pixel value of each pixel is calculated (step S36).
  • the DR conversion unit 44 stores the image of the base layer after DR conversion, that is, the predicted image as the HDR image in the frame memory 25 ( Step S38).
  • step S40 the process returns to step S24, and the upsampling and DR conversion are repeated for the next picture or slice.
  • step S42 it is further determined whether the next sequence exists. Then, if there is a next sequence, the process returns to step S21, and the above-described process is repeated for the next sequence.
  • FIG. 23 is a flowchart illustrating a third example of the flow of the DR prediction process in the encoding process of the enhancement layer.
  • the prediction mode setting unit 42 sets one of prediction mode candidates for DR prediction as a sequence (step S21).
  • the lossless encoding unit 16 encodes a prediction mode parameter indicating the prediction mode set by the prediction mode setting unit 42 (step S23).
  • the prediction mode parameter encoded by the lossless encoding unit 16 is inserted into the SPS.
  • steps S24 to S41 are repeated for each slice in the sequence.
  • the upsampling unit 41 upsamples the image of the base layer obtained from the common memory 2 in accordance with the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer (step S24).
  • the upsampling filter operations here may or may not include bit shifts.
  • the processing branches depending on the prediction mode set by the prediction mode setting unit 42 (steps S26 and S28).
  • the parameter calculator 43 calculates values of optimal gains and offsets to be used for DR prediction (conversion) (step S30).
  • the parameter calculator 43 may further calculate the difference between the calculated optimum gain and offset values from the past values.
  • the lossless encoding unit 16 encodes the calculated gain and offset (or their difference) by reusing the syntax of the weighted prediction related parameter (step S33).
  • These prediction parameters encoded by the lossless encoding unit 16 are inserted into the slice header. If the bit shift control flag described above is employed in the syntax, then the encoded bit shift control flag may also be inserted into the slice header here.
  • the DR conversion unit 44 is adaptively calculated on the pixel values of the base layer after upsampling according to the equations (4) to (6).
  • the predicted pixel value of each pixel is calculated by multiplying a fixed gain and further adding an offset (step S34). If bit shift is not performed in step S24, the calculation of the predicted pixel value here may include bit shift.
  • the DR conversion unit 44 shifts the pixel value of the up-sampled base layer to the left by a predetermined bit shift amount according to Equation (1) to Equation (3). By doing this, the predicted pixel value of each pixel is calculated (step S36).
  • the DR conversion unit 44 stores the image of the base layer after DR conversion, that is, the predicted image as the HDR image in the frame memory 25 (step S38). ).
  • step S41 when there is an unprocessed next slice in the sequence, the process returns to step S24, and upsampling and DR conversion are repeated for the next slice (step S41).
  • step S42 when DR conversion is completed for all slices in the sequence, it is further determined whether the next sequence exists (step S42). Then, if there is a next sequence, the process returns to step S21, and the above-described process is repeated for the next sequence.
  • FIG. 24 is a flowchart showing a fourth example of the flow of the DR prediction process in the encoding process of the enhancement layer.
  • the prediction mode setting unit 42 sets one of prediction mode candidates for DR prediction as a sequence (step S21).
  • the lossless encoding unit 16 encodes a prediction mode parameter indicating the prediction mode set by the prediction mode setting unit 42 (step S23).
  • the prediction mode parameter encoded by the lossless encoding unit 16 is inserted into the SPS.
  • steps S24 to S41 are repeated for each slice in the sequence.
  • the upsampling unit 41 upsamples the image of the base layer obtained from the common memory 2 in accordance with the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer (step S24).
  • the upsampling filter operations here may or may not include bit shifts.
  • the processing branches depending on the prediction mode set by the prediction mode setting unit 42 (steps S26 and S28).
  • the parameter calculator 43 calculates a first version of the gain and offset to be used for DR prediction (conversion) (step S31a).
  • the parameter calculator 43 calculates a second version of the gain and the offset (step S31b).
  • the first and second versions may each include a set of optimal values to use for the first and second bands of the range of pixel values. Instead, these first and second versions may contain sets of optimal values to be used for the first and second image areas, respectively.
  • the parameter calculation unit 43 may further calculate, for the first version and the second version, the differences from the past values of the gain and offset values, respectively.
  • the lossless encoding unit 16 adds the prediction parameters calculated for the first version and the second version to the portion for the L0 reference frame and the portion for the L1 reference frame of the syntax of the weighted prediction related parameter (or Are encoded (step S33 b). These prediction parameters encoded by the lossless encoding unit 16 are inserted into the slice header. If the bit shift control flag described above is employed in the syntax, then the encoded bit shift control flag may also be inserted into the slice header here.
  • the subsequent process flow is the third example described with reference to FIG. 23 except that switching of the version of the prediction parameter may be performed in step S34 according to the band to which the pixel value belongs or the image region to which the pixel belongs. It may be similar.
  • the lossless encoding unit 16 may, for example, extend the slice header or the slice header to specify boundary values between bands for switching versions of prediction parameters or boundary information for specifying an area boundary between image areas. , And may be additionally encoded.
  • DR conversion is performed after up-sampling (and bit shift as needed) is performed.
  • the flowcharts of FIGS. 21 to 24 also follow such a processing order.
  • the processing cost of DR conversion is proportional to the number of pixels to be converted
  • performing DR conversion on pixels increased by upsampling is not optimal in terms of processing cost.
  • performing DR conversion on a pixel having an expanded bit depth after bit shifting means that the processing resources required for the DR conversion operation (for example, the required number of bits of the register) are also increased. .
  • the DR prediction unit 40 converts the dynamic range of the base layer image and then converts the image.
  • the enhancement layer image may be predicted by up-sampling.
  • FIG. 25A is an explanatory diagram for describing a typical example of a processing order of inter-layer prediction.
  • two process steps similar to FIG. 17A are shown as an example.
  • the image size and bit depth (for example, 2K / 8 bits) of an image included in slice data of the base layer are increased (for example, to 4K / 10 bits) by upsampling and bit shift, respectively.
  • the dynamic range of the up-sampled image is converted to the wider dynamic range of the enhancement layer according to the prediction parameters.
  • FIG. 25B is an explanatory diagram for describing an example of a new inter-layer prediction processing order in a modification.
  • the DR prediction unit 40 converts the dynamic range of the image included in the slice data of the base layer into the wider dynamic range of the enhancement layer according to the prediction parameter.
  • the DR prediction unit 40 increases the image size (for example, 2K) of the image after DR conversion by upsampling (for example, to 4K).
  • Bit shifting may be performed simultaneously with DR conversion or may be performed simultaneously with up-sampling.
  • the timing at which the bit shift should be performed may be specified by the bit shift control flag. According to such a new processing order, the number of pixels to be converted in DR conversion and the bit depth are reduced as compared to the case of the existing processing order, so that the processing cost for the entire inter-layer processing is further increased. Be suppressed.
  • FIG. 26 is a block diagram showing an example of the configuration of EL decoding unit 6b shown in FIG.
  • the EL decoding unit 6b includes an accumulation buffer 61, a lossless decoding unit 62, an inverse quantization unit 63, an inverse orthogonal transformation unit 64, an addition unit 65, a loop filter 66, a rearrangement buffer 67, D / A ( Digital to Analogue conversion unit 68, frame memory 69, selectors 70 and 71, intra prediction unit 80, inter prediction unit 85, and DR prediction unit 90.
  • D / A Digital to Analogue conversion unit 68, frame memory 69, selectors 70 and 71, intra prediction unit 80, inter prediction unit 85, and DR prediction unit 90.
  • the accumulation buffer 61 temporarily accumulates the encoded stream of the enhancement layer input from the demultiplexer 5 using a storage medium.
  • the lossless decoding unit 62 decodes quantized data of the enhancement layer from the encoded stream of the enhancement layer input from the accumulation buffer 61 in accordance with the encoding scheme used in the encoding. Further, the lossless decoding unit 62 decodes the information inserted in the header area of the encoded stream.
  • the information decoded by the lossless decoding unit 62 may include, for example, information on intra prediction and information on inter prediction. Parameters for DR prediction may also be decoded in the enhancement layer.
  • the lossless decoding unit 62 outputs the quantized data to the inverse quantization unit 63. In addition, the lossless decoding unit 62 outputs information on intra prediction to the intra prediction unit 80. In addition, the lossless decoding unit 62 outputs information on inter prediction to the inter prediction unit 85. Also, the lossless decoding unit 62 outputs parameters for DR prediction to the DR prediction unit 90.
  • the inverse quantization unit 63 inversely quantizes the quantized data input from the lossless decoding unit 62 in the same quantization step as that used in the encoding, and restores the transform coefficient data of the enhancement layer.
  • the inverse quantization unit 63 outputs the restored transform coefficient data to the inverse orthogonal transform unit 64.
  • the inverse orthogonal transform unit 64 generates prediction error data by performing inverse orthogonal transform on the transform coefficient data input from the dequantization unit 63 according to the orthogonal transform scheme used at the time of encoding.
  • the inverse orthogonal transformation unit 64 outputs the generated prediction error data to the addition unit 65.
  • the addition unit 65 adds the prediction error data input from the inverse orthogonal transform unit 64 and the prediction image data input from the selector 71 to generate decoded image data. Then, the addition unit 65 outputs the generated decoded image data to the loop filter 66 and the frame memory 69.
  • the loop filter 66 is a deblocking filter for reducing block distortion, a sample adaptive offset filter for adding an offset value to each pixel value, and an adaptation for minimizing an error with the original image. Includes loop filter.
  • the loop filter 66 filters the decoded image data input from the adding unit 65, and outputs the decoded image data after filtering to the rearrangement buffer 67 and the frame memory 69.
  • the rearrangement buffer 67 rearranges the images input from the loop filter 66 to generate a series of time-series image data. Then, the rearrangement buffer 67 outputs the generated image data to the D / A converter 68.
  • the D / A conversion unit 68 converts the digital format image data input from the rearrangement buffer 67 into an analog format image signal. Then, the D / A conversion unit 68 displays the image of the enhancement layer by, for example, outputting an analog image signal to a display (not shown) connected to the image decoding device 60.
  • the frame memory 69 stores decoded image data before filtering input from the adding unit 65, decoded image data after filtering input from the loop filter 66, and reference image data of the base layer input from the DR prediction unit 90. Store using a medium.
  • the selector 70 switches the output destination of the image data from the frame memory 69 between the intra prediction unit 80 and the inter prediction unit 85 for each block in the image according to the mode information acquired by the lossless decoding unit 62. .
  • the selector 70 outputs the decoded image data before filtering supplied from the frame memory 69 to the intra prediction unit 80 as reference image data.
  • the selector 70 outputs the decoded image data after filtering to the inter prediction unit 85 as reference image data.
  • the selector 70 supplies the reference image data of the base layer to the intra prediction unit 80 or the inter prediction unit 85.
  • the selector 71 switches the output source of the predicted image data to be supplied to the addition unit 65 between the intra prediction unit 80 and the inter prediction unit 85 in accordance with the mode information acquired by the lossless decoding unit 62. For example, when the intra prediction mode is designated, the selector 71 supplies predicted image data output from the intra prediction unit 80 to the addition unit 65. Further, when the inter prediction mode is specified, the selector 71 supplies predicted image data output from the inter prediction unit 85 to the addition unit 65.
  • the intra prediction unit 80 performs intra prediction processing of the enhancement layer based on the information on intra prediction input from the lossless decoding unit 62 and the reference image data from the frame memory 69 to generate predicted image data. Intra prediction processing is performed for each PU.
  • intra BL prediction or intra residual prediction is designated as the intra prediction mode
  • the intra prediction unit 80 uses a co-located block in the base layer corresponding to the prediction target block as a reference block.
  • the intra prediction unit 80 generates a predicted image based on the decoded image of the reference block.
  • intra prediction unit 80 predicts the prediction error of intra prediction based on the prediction error image of the reference block, and generates a predicted image to which the predicted errors are added.
  • the intra prediction unit 80 outputs the generated prediction image data of the enhancement layer to the selector 71.
  • the inter prediction unit 85 performs inter prediction processing (motion compensation processing) of the enhancement layer based on the information on inter prediction input from the lossless decoding unit 62 and the reference image data from the frame memory 69, and generates prediction image data. Do.
  • the inter prediction process is performed for each PU.
  • the inter prediction unit 85 uses the co-located block in the base layer corresponding to the target block to be predicted as the reference block.
  • the inter prediction unit 85 predicts the prediction error of inter prediction based on the prediction error image of the reference block, and generates a prediction image to which the predicted prediction errors are added.
  • the inter prediction unit 85 outputs the generated prediction image data of the enhancement layer to the selector 71.
  • the DR prediction unit 90 upsamples the base layer image (decoded image or prediction error image) buffered by the common memory 7 according to the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer.
  • the DR prediction unit 90 sets the dynamic range of the up-sampled base layer image to a dynamic range equivalent to that of the enhancement layer image. Convert.
  • the DR prediction unit 90 approximately predicts the image of the enhancement layer from the image of the base layer, on the basis of an independent linear relationship for each color component between the base layer and the enhancement layer. , Convert dynamic range.
  • the image of the base layer whose dynamic range has been converted by the DR prediction unit 90 is stored in the frame memory 69, and may be used as a reference image in inter-layer prediction by the intra prediction unit 80 or the inter prediction unit 85.
  • the DR prediction unit 90 acquires, from the lossless decoding unit 62, a prediction mode parameter indicating a prediction mode for DR prediction. Further, when the prediction mode parameter indicates the adaptive parameter mode, the DR prediction unit 90 further acquires the prediction parameter (or the difference from the past value thereof) from the lossless decoding unit 62. Then, using these parameters acquired from the lossless decoding unit 62, the DR prediction unit 90 predicts an image of the enhancement layer from the image of the base layer after upsampling.
  • FIG. 27 is a block diagram showing an example of a configuration of DR prediction unit 90 shown in FIG. Referring to FIG. 27, the DR prediction unit 90 includes an upsampling unit 91, a prediction mode setting unit 92, a parameter setting unit 93, and a DR conversion unit 94.
  • the up-sampling unit 91 up-samples the image of the base layer obtained from the common memory 7 in accordance with the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer. More specifically, the up-sampling unit 91 calculates an interpolated pixel value by filtering an image of the base layer with a filter coefficient defined in advance for each of the interpolated pixels sequentially scanned according to the resolution ratio. Thereby, the spatial resolution of the image of the base layer used as a reference block is increased to a resolution equivalent to that of the enhancement layer. The up-sampling unit 91 outputs the up-sampled image to the DR conversion unit 94. Note that up-sampling may be skipped if resolutions are equal between layers. In this case, the up-sampling unit 41 can output the image of the base layer to the parameter calculation unit 43 and the DR conversion unit 44 as it is.
  • the prediction mode setting unit 92 sets the prediction mode indicated by the prediction mode parameter decoded by the lossless decoding unit 62 among the prediction mode candidates for DR prediction to the DR prediction unit 90. Do.
  • the prediction mode candidates may include the bit shift mode, the fixed parameter mode and the adaptive parameter mode described above.
  • the prediction mode setting unit 92 may set the prediction mode in accordance with the prediction mode parameter decoded from the PPS.
  • the prediction mode setting unit 92 may set the prediction mode according to the prediction mode parameter decoded from the slice header.
  • the prediction mode setting unit 92 may set the prediction mode according to the prediction mode parameter decoded from the SPS. When prediction mode parameters are decoded from SPS, the same prediction mode may be maintained in one sequence.
  • the parameter setting unit 93 predicts that the lossless decoding unit 62 decodes prediction parameters to be used for DR prediction when the adaptive parameter mode is set by the prediction mode setting unit 92. Set according to the parameters.
  • the parameter setting unit 93 obtains the difference between the gain and the offset from the lossless decoding unit 62 in the adaptive parameter mode.
  • the parameter setting unit 93 can calculate the latest values of the gain and the offset by adding the differences to the past values of the gain and the offset.
  • the past value here may be, for example, a value calculated for the previous picture when gain and offset are calculated for each picture. If gain and offset are calculated for each slice, it may be a value calculated for the slice at the same position of the previous picture.
  • the parameter setting unit 93 corresponds the difference decoded by the lossless decoding unit 62 to the bit shift amount. Add to prediction parameter value.
  • the parameter setting unit 93 defines in advance the difference to be decoded by the lossless decoding unit 62. Add to fixed forecast parameter values.
  • the past values (i.e., the basis of the differences) to which the gain and offset differences should be added are shown in FIG.
  • the parameter setting unit 93 outputs the set values of the gain and the offset to the DR conversion unit 94.
  • the value of the gain may contain fractional values, its denominator and numerator (or their difference) may be decoded separately. Therefore, the parameter setting unit 93 can obtain the denominator and the numerator (or their difference) of the gain from the lossless decoding unit 62, respectively.
  • the multiplication of the gain by the DR conversion unit 94 can be performed by multiplication of numerators that are integers and a shift operation corresponding to division by a denominator.
  • the range of values of the denominator of the gain may be limited to only integer powers of 2 to reduce computational cost. In this case, the base 2 logarithm of the value of the denominator may be used as a prediction parameter.
  • the DR conversion unit 94 sets the dynamic range of the SDR image of the base layer after upsampling input from the upsampling unit 91 according to the prediction mode set by the prediction mode setting unit 92 to the enhancement layer Convert to the same dynamic range as the HDR image. For example, when the bit shift mode is set, DR conversion unit 94 shifts the pixel value of the up-sampled base layer to the left by a predetermined bit shift amount according to equations (1) to (3). By doing this, the predicted pixel value is calculated. Further, when the fixed parameter mode is set, the DR conversion unit 94 multiplies the pixel value of the base layer after upsampling by a fixed gain according to Equations (4) to (6), and further fixes the values.
  • the predicted pixel value is calculated by adding the typical offset. Also, when the adaptive parameter mode is set, the DR conversion unit 94 calculates a predicted pixel value using the gain and offset set by the parameter setting unit 93 instead of the fixed gain and offset. . Thereby, a reference image for inter-layer prediction is generated.
  • the DR conversion unit 94 stores, in the frame memory 69, the reference image (image of the base layer having a wide dynamic range corresponding to the HDR image) for inter-layer prediction generated in this manner.
  • FIG. 8 An example of the syntax of the prediction mode parameter and the prediction parameter (gain and offset for each color component) decoded by the lossless decoding unit 62 is shown in FIG. These parameters may be decoded by the lossless decoder 62 from the coded stream of the enhancement layer.
  • the syntax shown in FIG. 8 may be included in PPS, for example, or may be included in a slice header.
  • the example in which the prediction mode parameter and the prediction parameter are decoded from the slice header is useful in applications where different dynamic ranges are used for each partial region of the image.
  • the extension flag "dr_prediction_flag" and the prediction mode parameter "dr_prediction_model” may be decoded from the SPS for each sequence. In this case, the same prediction mode is maintained in one sequence.
  • the lossless decoding unit 62 decodes the prediction parameter of the DR prediction from the header (slice header) having the syntax shared with the weighted prediction related parameter according to the mapping shown in Table 1. Good. Such syntax reuse reduces syntax redundancy and facilitates ensuring compatibility when implementing and upgrading encoders and decoders.
  • the extension flag "dr_prediction_flag" and the prediction mode parameter "dr_prediction_model” may be separately decoded from the SPS, PPS or slice header.
  • the lossless decoding unit 62 decodes a flag indicating which of the weighted prediction related parameter and the parameter for DR prediction is encoded, and decodes the parameter for DR prediction according to the decoded flag.
  • the lossless decoding unit 62 does not decode enhancement layer specific weighted prediction related parameters, but instead decodes prediction parameters of DR prediction with the same syntax. obtain.
  • the syntax for parameters of the L1 reference frame (lines 21 to 38 in FIG. 11) may not be used.
  • the value of the variable “num_ref_idx_I0_active_minus1” corresponding to the reference frame number (minus 1) may be considered to be zero (ie, the number of base layer images whose dynamic range is to be converted is 1).
  • the lossless decoding unit 62 may reuse part of the weighted prediction related parameters for DR prediction.
  • the denominators specified by “luma_log2_weight_denom” and “delta_chroma_log2_weight_denom” illustrated in FIG. 11 may be reused as the denominators of the gains of the luminance component and the color difference component.
  • the lossless decoding unit 62 does not decode "delta_luma_log2_gain_denom" and "delta_chroma_log2_gain_denom” shown in FIG.
  • the lossless decoding unit 62 decodes the first version (or the difference thereof) of the prediction parameter of the DR prediction from the portion for the L0 reference frame of the syntax shared with the weighted prediction related parameter, And the second version (or the difference thereof) of the prediction parameters of the DR prediction may be decoded from the portion for the L1 reference frame of the syntax.
  • the parameter setting unit 93 calculates the first version of the prediction parameter of the DR prediction using the difference decoded for the first version, and calculates the second of the prediction parameters of the DR prediction. A version is calculated using the decoded difference for the second version.
  • the DR conversion unit 94 selectively uses the first and second versions of the prediction parameter to predict the image of the enhancement layer, ie, to generate a reference image for inter-layer prediction. Do.
  • the DR conversion unit 94 may select the version to be used among the first version and the second version of the prediction parameter, for example, according to the band to which the pixel value belongs. Boundary values corresponding to the boundaries between bands for switching the version to be used may be known in advance to both the encoder and the decoder, or may be set adaptively.
  • the DR conversion unit 94 determines the band to which the pixel value belongs according to the boundary value specified by the boundary information that can be further decoded by the lossless decoding unit 62. Then, based on the determination result, the DR conversion unit 94 can select a version to be used from the first version or the second version of the prediction parameter.
  • the DR conversion unit 94 may select the version to be used from the first version and the second version of the prediction parameter, for example, according to the image region to which the pixel belongs.
  • the area boundaries for switching the version to be used may be known in advance to both the encoder and the decoder, or may be set adaptively.
  • the DR conversion unit 94 determines the image area to which the pixel belongs according to the area boundary specified by the boundary information that can be further decoded by the lossless decoding unit 62. Then, based on the determination result, the DR conversion unit 94 can select a version to be used from the first version or the second version of the prediction parameter.
  • the prediction error of the DR prediction is reduced compared to the existing method, and the code amount of the prediction error data is reduced.
  • coding efficiency is enhanced.
  • the approach of providing two versions of the prediction parameter may be applied only to the luminance component and not to the chrominance components, as described above.
  • the DR conversion unit 94 when the bit depth of the enhancement layer is larger than the bit depth of the base layer, the DR conversion unit 94 simultaneously executes the bit shift when predicting the image of the enhancement layer at the same time as the DR conversion. Is made possible.
  • the lossless decoding unit 62 decodes, as a control parameter of the enhancement layer, a bit shift control flag indicating whether to perform bit shift simultaneously with DR conversion in inter-layer processing. Then, if the bit shift control flag indicates that the bit shift should be performed simultaneously with the DR conversion, the DR conversion unit 94 executes the bit shift simultaneously with the DR conversion, otherwise, for example, the bit shift is performed. Execute at the same time as upsampling.
  • the lossless decoding unit 62 may decode the bit shift control flag separately for the luminance component and the chrominance component. In this case, more flexible control can be performed according to the setting for each color component (setting of the image size and bit depth).
  • the bit shift control flag may typically be decoded from the slice header, as illustrated in FIG. However, not limited to such an example, the bit shift control flag may be decoded from elsewhere such as SPS or PPS.
  • FIG. 28 is a flowchart illustrating an example of a schematic processing flow at the time of decoding according to an embodiment. Note that, for the sake of simplicity, processing steps not directly related to the technology of the present disclosure are omitted from the drawings.
  • the demultiplexer 5 demultiplexes the multiplexed stream of the multilayer into the coded stream of the base layer and the coded stream of the enhancement layer (step S60).
  • the BL decoding unit 6a executes base layer decoding processing to reconstruct a base layer image from the base layer coded stream (step S61).
  • the common memory 7 buffers the base layer image (one or both of the decoded image and the prediction error image) generated in the decoding process of the base layer and the parameter to be reused between the layers (step S62).
  • the parameters reused between layers may include weighted prediction related parameters.
  • the EL decoding unit 6b executes enhancement layer decoding processing to reconstruct an enhancement layer image (step S63).
  • the image of the base layer buffered by the common memory 7 is upsampled by the DR prediction unit 90, and its dynamic range is converted from SDR to HDR. Then, the image of the base layer after DR conversion may be used as a reference image in inter-layer prediction.
  • FIG. 29 is a flowchart showing a first example of the flow of the DR prediction process in the enhancement layer decoding process. The DR prediction process described here is repeated for each picture or slice.
  • the upsampling unit 91 upsamples the image of the base layer acquired from the common memory 7 in accordance with the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer (step S70).
  • the lossless decoding unit 62 decodes the prediction mode parameter indicating the prediction mode to be set for DR prediction from the PPS or the slice header (step S72). Then, the prediction mode setting unit 92 sets the prediction mode indicated by the decoded prediction mode parameter to a picture (or slice) (step S75).
  • the subsequent processing branches depending on the prediction mode set by the prediction mode setting unit 92 (steps S76 and S78). For example, if the set prediction mode is the adaptive parameter mode, the lossless decoding unit 62 decodes the gain and offset (or the difference from their past values) from the PPS or slice header (step S80). Then, the parameter setting unit 93 sets a gain and an offset to be used for the latest picture or slice (step S82). The parameter setting unit 93 can calculate the gain and the offset to be used by adding the decoded difference to the past values of the gain and the offset when the difference between the gain and the offset is decoded.
  • the DR conversion unit 94 is dynamically set to the pixel value of the base layer after upsampling according to the equations (4) to (6).
  • the predicted pixel value of each pixel is calculated by multiplying a fixed gain and further adding an offset (step S84).
  • the DR conversion unit 94 shifts the pixel value of the up-sampled base layer to the left by a predetermined bit shift amount according to Expression (1) to Expression (3). By doing this, the predicted pixel value of each pixel is calculated (step S86).
  • the DR conversion unit 94 stores the image of the base layer after DR conversion, that is, the predicted image as the HDR image in the frame memory 69 ( Step S88).
  • step S90 Thereafter, if there is an unprocessed next picture or slice, the process returns to step S70, and the above-described process is repeated for the next picture or slice (step S90).
  • FIG. 30 is a flowchart showing a second example of the flow of the DR prediction process in the enhancement layer decoding process.
  • the lossless decoding unit 62 decodes, from the SPS, a prediction mode parameter indicating a prediction mode to be set for DR prediction (step S71). Then, the prediction mode setting unit 92 sets, as a sequence, the prediction mode indicated by the decoded prediction mode parameter (step S73).
  • steps S74 to S90 are repeated for each picture or slice in the sequence.
  • the upsampling unit 91 upsamples the image of the base layer acquired from the common memory 7 in accordance with the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer (step S74).
  • the process branches depending on the prediction mode set by the prediction mode setting unit 92 (steps S76 and S78). For example, if the set prediction mode is the adaptive parameter mode, the lossless decoding unit 62 decodes the gain and offset (or the difference from their past values) from the PPS or slice header (step S80). Then, the parameter setting unit 93 sets a gain and an offset to be used for the latest picture or slice (step S82). The parameter setting unit 93 can calculate the gain and the offset to be used by adding the decoded difference to the past values of the gain and the offset when the difference between the gain and the offset is decoded.
  • the DR conversion unit 94 is dynamically set to the pixel value of the base layer after upsampling according to the equations (4) to (6).
  • the predicted pixel value of each pixel is calculated by multiplying a fixed gain and further adding an offset (step S84).
  • the DR conversion unit 94 shifts the pixel value of the up-sampled base layer to the left by a predetermined bit shift amount according to Expression (1) to Expression (3). By doing this, the predicted pixel value of each pixel is calculated (step S86).
  • the DR conversion unit 94 stores the image of the base layer after DR conversion, that is, the predicted image as the HDR image in the frame memory 69 ( Step S88).
  • step S74 Upsampling and DR conversion are repeated for the next picture or slice.
  • step S92 it is further determined whether there is a next sequence. Then, when the next sequence exists, the process returns to step S71, and the above-described process is repeated for the next sequence.
  • FIG. 31 is a flowchart showing a third example of the flow of the DR prediction process in the decoding process of the enhancement layer.
  • the lossless decoding unit 62 decodes, from the SPS, a prediction mode parameter indicating a prediction mode to be set for DR prediction (step S71). Then, the prediction mode setting unit 92 sets, as a sequence, the prediction mode indicated by the decoded prediction mode parameter (step S73).
  • steps S74 to S91 are repeated for each slice in the sequence.
  • the upsampling unit 91 upsamples the image of the base layer acquired from the common memory 7 in accordance with the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer (step S74).
  • the process branches depending on the prediction mode set by the prediction mode setting unit 92 (steps S76 and S78).
  • the lossless decoding unit 62 may use the gains and offsets (or their past values) encoded by reusing the syntax of the weighted prediction related parameters.
  • the parameter setting unit 93 sets a gain and an offset to be used for the latest picture or slice (step S82).
  • the parameter setting unit 93 can calculate the gain and the offset to be used by adding the decoded difference to the past values of the gain and the offset when the difference between the gain and the offset is decoded.
  • the DR conversion unit 94 is dynamically set to the pixel value of the base layer after upsampling according to the equations (4) to (6).
  • the predicted pixel value of each pixel is calculated by multiplying a fixed gain and further adding an offset (step S84).
  • the calculation of the predicted pixel value here may include a bit shift for compensating for a different bit depth between layers. Also, the bit shift may be included in the upsampling filter operation in step S74.
  • the DR conversion unit 94 shifts the pixel value of the up-sampled base layer to the left by a predetermined bit shift amount according to Expression (1) to Expression (3). By doing this, the predicted pixel value of each pixel is calculated (step S86).
  • the DR conversion unit 94 stores the image of the base layer after DR conversion, that is, the predicted image as the HDR image in the frame memory 69 (step S88). ).
  • step S91 the process returns to step S74, and the upsampling and DR conversion are repeated for the next slice.
  • step S92 it is further determined whether there is a next sequence. Then, when the next sequence exists, the process returns to step S71, and the above-described process is repeated for the next sequence.
  • FIG. 32 is a flowchart showing a fourth example of the flow of the DR prediction process in the enhancement layer decoding process.
  • the lossless decoding unit 62 decodes, from the SPS, a prediction mode parameter indicating a prediction mode to be set for DR prediction (step S71). Then, the prediction mode setting unit 92 sets, as a sequence, the prediction mode indicated by the decoded prediction mode parameter (step S73).
  • steps S74 to S91 are repeated for each slice in the sequence.
  • the upsampling unit 91 upsamples the image of the base layer acquired from the common memory 7 in accordance with the resolution ratio between the base layer and the enhancement layer (step S74).
  • the process branches depending on the prediction mode set by the prediction mode setting unit 92 (steps S76 and S78). For example, when the set prediction mode is the adaptive parameter mode, the lossless decoding unit 62 determines whether the first of the prediction parameters from the portion for the L0 reference frame and the portion for the L1 reference frame of the syntax of the weighted prediction related parameter The version and the second version are decoded respectively (step S81b). Then, the parameter setting unit 93 sets a first version of the gain and the offset to be used (step S83a). Similarly, the parameter setting unit 93 sets a second version of the gain and the offset to be used (step S83b).
  • the first and second versions may each include a set of optimal values to use for the first and second bands of the range of pixel values. Instead, these first and second versions may contain sets of optimal values to be used for the first and second image areas, respectively.
  • the parameter setting unit 93 adds the decoded difference to the past values of the gain and offset of each version to obtain the gain and offset to be used. Can be calculated.
  • step S84 switching of the version of the prediction parameter may be performed in step S84 according to the band to which the pixel value belongs or the image region to which the pixel belongs. It may be similar.
  • step S81 b the lossless decoding unit 62 determines the boundary value between bands for switching the version of the prediction parameter or the boundary information for specifying the area boundary between the image areas, for example, from the extension of the slice header or slice header. It may additionally be decoded.
  • the flowcharts of FIG. 29 to FIG. 32 show an example in which DR conversion is performed after the up-sampling is performed.
  • the DR prediction unit 90 determines that the base layer image is generated when the spatial resolution (image size) of the enhancement layer is higher than the spatial resolution of the base layer.
  • the enhancement layer image may be predicted by upsampling the converted image. According to such a processing order, the number of pixels and bit depth of conversion target of DR conversion are reduced compared to the case of the existing processing order, thereby further reducing the processing cost for the entire inter-layer processing. be able to.
  • the image encoding device 10 and the image decoding device 60 according to the embodiments described above are transmitters or receivers for satellite broadcasting, cable broadcasting such as cable TV, distribution over the Internet, distribution to terminals by cellular communication, etc.
  • the present invention can be applied to various electronic devices such as a recording device which records an image on a medium such as an optical disk, a magnetic disk and a flash memory, or a reproducing device which reproduces an image from the storage medium.
  • a recording device which records an image on a medium such as an optical disk, a magnetic disk and a flash memory
  • a reproducing device which reproduces an image from the storage medium.
  • FIG. 33 illustrates an example of a schematic configuration of a television to which the above-described embodiment is applied.
  • the television device 900 includes an antenna 901, a tuner 902, a demultiplexer 903, a decoder 904, a video signal processing unit 905, a display unit 906, an audio signal processing unit 907, a speaker 908, an external interface 909, a control unit 910, a user interface 911, And a bus 912.
  • the tuner 902 extracts a signal of a desired channel from a broadcast signal received via the antenna 901, and demodulates the extracted signal. Then, the tuner 902 outputs the coded bit stream obtained by demodulation to the demultiplexer 903. That is, the tuner 902 has a role as a transmission means in the television apparatus 900 for receiving a coded stream in which an image is coded.
  • the demultiplexer 903 separates the video stream and audio stream of the program to be viewed from the coded bit stream, and outputs the separated streams to the decoder 904. Also, the demultiplexer 903 extracts auxiliary data such as an EPG (Electronic Program Guide) from the encoded bit stream, and supplies the extracted data to the control unit 910. When the coded bit stream is scrambled, the demultiplexer 903 may perform descrambling.
  • EPG Electronic Program Guide
  • the decoder 904 decodes the video stream and audio stream input from the demultiplexer 903. Then, the decoder 904 outputs the video data generated by the decoding process to the video signal processing unit 905. Further, the decoder 904 outputs the audio data generated by the decoding process to the audio signal processing unit 907.
  • the video signal processing unit 905 reproduces the video data input from the decoder 904 and causes the display unit 906 to display a video. Also, the video signal processing unit 905 may cause the display unit 906 to display an application screen supplied via the network. Further, the video signal processing unit 905 may perform additional processing such as noise removal on the video data according to the setting. Furthermore, the video signal processing unit 905 may generate an image of a graphical user interface (GUI) such as a menu, a button, or a cursor, for example, and may superimpose the generated image on the output image.
  • GUI graphical user interface
  • the display unit 906 is driven by a drive signal supplied from the video signal processing unit 905, and displays a video or an image on the video surface of a display device (for example, a liquid crystal display, a plasma display, or an OLED).
  • a display device for example, a liquid crystal display, a plasma display, or an OLED.
  • the audio signal processing unit 907 performs reproduction processing such as D / A conversion and amplification on audio data input from the decoder 904, and causes the speaker 908 to output audio. Further, the audio signal processing unit 907 may perform additional processing such as noise removal on the audio data.
  • the external interface 909 is an interface for connecting the television device 900 to an external device or a network.
  • a video stream or an audio stream received via the external interface 909 may be decoded by the decoder 904. That is, the external interface 909 also serves as a transmission means in the television apparatus 900 for receiving the coded stream in which the image is coded.
  • the control unit 910 includes a processor such as a central processing unit (CPU) and memories such as a random access memory (RAM) and a read only memory (ROM).
  • the memory stores a program executed by the CPU, program data, EPG data, data acquired via a network, and the like.
  • the program stored by the memory is read and executed by the CPU, for example, when the television device 900 is started.
  • the CPU controls the operation of the television apparatus 900 according to an operation signal input from, for example, the user interface 911 by executing a program.
  • the user interface 911 is connected to the control unit 910.
  • the user interface 911 has, for example, buttons and switches for the user to operate the television device 900, a receiver of remote control signals, and the like.
  • the user interface 911 detects an operation by the user via these components, generates an operation signal, and outputs the generated operation signal to the control unit 910.
  • the bus 912 mutually connects the tuner 902, the demultiplexer 903, the decoder 904, the video signal processing unit 905, the audio signal processing unit 907, the external interface 909, and the control unit 910.
  • the decoder 904 has the function of the image decoding device 60 according to the above-described embodiment. As a result, it is possible to incorporate into the television apparatus 900 a mechanism for predicting an HDR image from the SDR image with a suitable image quality without requiring a complicated implementation.
  • FIG. 34 illustrates an example of a schematic configuration of a mobile phone to which the above-described embodiment is applied.
  • the mobile phone 920 includes an antenna 921, a communication unit 922, an audio codec 923, a speaker 924, a microphone 925, a camera unit 926, an image processing unit 927, a multiplexing and separating unit 928, a recording and reproducing unit 929, a display unit 930, a control unit 931, an operation.
  • a unit 932 and a bus 933 are provided.
  • the antenna 921 is connected to the communication unit 922.
  • the speaker 924 and the microphone 925 are connected to the audio codec 923.
  • the operation unit 932 is connected to the control unit 931.
  • the bus 933 mutually connects the communication unit 922, the audio codec 923, the camera unit 926, the image processing unit 927, the demultiplexing unit 928, the recording / reproducing unit 929, the display unit 930, and the control unit 931.
  • the cellular phone 920 can transmit and receive audio signals, transmit and receive electronic mail or image data, capture an image, and record data in various operation modes including a voice call mode, a data communication mode, a shooting mode, and a videophone mode. Do the action.
  • the analog voice signal generated by the microphone 925 is supplied to the voice codec 923.
  • the audio codec 923 converts an analog audio signal into audio data, and A / D converts and compresses the converted audio data. Then, the audio codec 923 outputs the compressed audio data to the communication unit 922.
  • the communication unit 922 encodes and modulates audio data to generate a transmission signal. Then, the communication unit 922 transmits the generated transmission signal to a base station (not shown) via the antenna 921.
  • the communication unit 922 also amplifies and frequency-converts a radio signal received via the antenna 921 to obtain a reception signal.
  • the communication unit 922 demodulates and decodes the received signal to generate audio data, and outputs the generated audio data to the audio codec 923.
  • the audio codec 923 decompresses and D / A converts audio data to generate an analog audio signal. Then, the audio codec 923 supplies the generated audio signal to the speaker 924 to output audio.
  • the control unit 931 generates character data constituting an electronic mail in accordance with an operation by the user via the operation unit 932. Further, the control unit 931 causes the display unit 930 to display characters. Further, the control unit 931 generates electronic mail data in response to a transmission instruction from the user via the operation unit 932, and outputs the generated electronic mail data to the communication unit 922.
  • a communication unit 922 encodes and modulates electronic mail data to generate a transmission signal. Then, the communication unit 922 transmits the generated transmission signal to a base station (not shown) via the antenna 921. The communication unit 922 also amplifies and frequency-converts a radio signal received via the antenna 921 to obtain a reception signal.
  • the communication unit 922 demodulates and decodes the received signal to restore the e-mail data, and outputs the restored e-mail data to the control unit 931.
  • the control unit 931 causes the display unit 930 to display the content of the e-mail, and stores the e-mail data in the storage medium of the recording and reproduction unit 929.
  • the recording and reproducing unit 929 includes an arbitrary readable and writable storage medium.
  • the storage medium may be a built-in storage medium such as a RAM or a flash memory, or an externally mounted storage medium such as a hard disk, a magnetic disk, a magnetooptical disk, an optical disk, a USB memory, or a memory card. May be
  • the camera unit 926 captures an image of a subject to generate image data, and outputs the generated image data to the image processing unit 927.
  • the image processing unit 927 encodes the image data input from the camera unit 926, and stores the encoded stream in the storage medium of the recording and reproduction unit 929.
  • the demultiplexing unit 928 multiplexes the video stream encoded by the image processing unit 927 and the audio stream input from the audio codec 923, and the communication unit 922 multiplexes the multiplexed stream.
  • Output to The communication unit 922 encodes and modulates the stream to generate a transmission signal.
  • the communication unit 922 transmits the generated transmission signal to a base station (not shown) via the antenna 921.
  • the communication unit 922 also amplifies and frequency-converts a radio signal received via the antenna 921 to obtain a reception signal.
  • the transmission signal and the reception signal may include a coded bit stream.
  • the communication unit 922 demodulates and decodes the received signal to restore the stream, and outputs the restored stream to the demultiplexing unit 928.
  • the demultiplexing unit 928 separates the video stream and the audio stream from the input stream, and outputs the video stream to the image processing unit 927 and the audio stream to the audio codec 923.
  • the image processing unit 927 decodes the video stream to generate video data.
  • the video data is supplied to the display unit 930, and the display unit 930 displays a series of images.
  • the audio codec 923 decompresses and D / A converts the audio stream to generate an analog audio signal. Then, the audio codec 923 supplies the generated audio signal to the speaker 924 to output audio.
  • the image processing unit 927 has the functions of the image encoding device 10 and the image decoding device 60 according to the above-described embodiment. As a result, it is possible to incorporate into the mobile phone 920 a mechanism for predicting the HDR image from the SDR image with a suitable image quality without requiring a complicated implementation.
  • FIG. 35 shows an example of a schematic configuration of a recording and reproducing device to which the embodiment described above is applied.
  • the recording / reproducing device 940 encodes, for example, audio data and video data of the received broadcast program, and records the encoded data on a recording medium.
  • the recording and reproduction device 940 may encode, for example, audio data and video data acquired from another device and record the encoded data on a recording medium.
  • the recording / reproducing device 940 reproduces the data recorded on the recording medium on the monitor and the speaker, for example, in accordance with the user's instruction. At this time, the recording / reproducing device 940 decodes the audio data and the video data.
  • the recording / reproducing apparatus 940 includes a tuner 941, an external interface 942, an encoder 943, an HDD (Hard Disk Drive) 944, a disk drive 945, a selector 946, a decoder 947, an OSD (On-Screen Display) 948, a control unit 949, and a user interface. And 950.
  • the tuner 941 extracts a signal of a desired channel from a broadcast signal received via an antenna (not shown) and demodulates the extracted signal. Then, the tuner 941 outputs the coded bit stream obtained by demodulation to the selector 946. That is, the tuner 941 has a role as a transmission means in the recording / reproducing device 940.
  • the external interface 942 is an interface for connecting the recording and reproducing device 940 to an external device or a network.
  • the external interface 942 may be, for example, an IEEE 1394 interface, a network interface, a USB interface, or a flash memory interface.
  • video data and audio data received via the external interface 942 are input to the encoder 943. That is, the external interface 942 has a role as a transmission unit in the recording / reproducing device 940.
  • the encoder 943 encodes video data and audio data when the video data and audio data input from the external interface 942 are not encoded. Then, the encoder 943 outputs the coded bit stream to the selector 946.
  • the HDD 944 records an encoded bit stream obtained by compressing content data such as video and audio, various programs, and other data in an internal hard disk. Also, the HDD 944 reads these data from the hard disk when reproducing video and audio.
  • the disk drive 945 records and reads data on the attached recording medium.
  • the recording medium mounted on the disk drive 945 may be, for example, a DVD disk (DVD-Video, DVD-RAM, DVD-R, DVD-RW, DVD + R, DVD + RW, etc.) or a Blu-ray (registered trademark) disk, etc. .
  • the selector 946 selects the coded bit stream input from the tuner 941 or the encoder 943 at the time of recording video and audio, and outputs the selected coded bit stream to the HDD 944 or the disk drive 945. Also, the selector 946 outputs the encoded bit stream input from the HDD 944 or the disk drive 945 to the decoder 947 at the time of reproduction of video and audio.
  • the decoder 947 decodes the coded bit stream to generate video data and audio data. Then, the decoder 947 outputs the generated video data to the OSD 948. Also, the decoder 904 outputs the generated audio data to an external speaker.
  • the OSD 948 reproduces the video data input from the decoder 947 and displays the video.
  • the OSD 948 may superimpose an image of a GUI such as a menu, a button, or a cursor on the video to be displayed.
  • the control unit 949 includes a processor such as a CPU, and memories such as a RAM and a ROM.
  • the memory stores programs executed by the CPU, program data, and the like.
  • the program stored by the memory is read and executed by the CPU, for example, when the recording and reproducing device 940 is started.
  • the CPU controls the operation of the recording / reproducing apparatus 940 in accordance with an operation signal input from, for example, the user interface 950 by executing a program.
  • the user interface 950 is connected to the control unit 949.
  • the user interface 950 includes, for example, buttons and switches for the user to operate the recording and reproducing device 940, a receiver of a remote control signal, and the like.
  • the user interface 950 detects an operation by the user via these components, generates an operation signal, and outputs the generated operation signal to the control unit 949.
  • the encoder 943 has the function of the image coding apparatus 10 according to the embodiment described above.
  • the decoder 947 has the function of the image decoding device 60 according to the above-described embodiment. This makes it possible to incorporate into the recording / reproducing apparatus 940 a mechanism for predicting an HDR image from the SDR image with a suitable image quality without requiring a complicated implementation.
  • FIG. 36 illustrates an example of a schematic configuration of an imaging device to which the above-described embodiment is applied.
  • the imaging device 960 captures an object to generate an image, encodes image data, and records the image data in a recording medium.
  • the imaging device 960 includes an optical block 961, an imaging unit 962, a signal processing unit 963, an image processing unit 964, a display unit 965, an external interface 966, a memory 967, a media drive 968, an OSD 969, a control unit 970, a user interface 971, and a bus. 972 is provided.
  • the optical block 961 is connected to the imaging unit 962.
  • the imaging unit 962 is connected to the signal processing unit 963.
  • the display unit 965 is connected to the image processing unit 964.
  • the user interface 971 is connected to the control unit 970.
  • the bus 972 mutually connects the image processing unit 964, the external interface 966, the memory 967, the media drive 968, the OSD 969, and the control unit 970.
  • the optical block 961 has a focus lens, an aperture mechanism, and the like.
  • the optical block 961 forms an optical image of a subject on the imaging surface of the imaging unit 962.
  • the imaging unit 962 includes an image sensor such as a CCD or a CMOS, and converts an optical image formed on an imaging surface into an image signal as an electrical signal by photoelectric conversion. Then, the imaging unit 962 outputs the image signal to the signal processing unit 963.
  • the signal processing unit 963 performs various camera signal processing such as knee correction, gamma correction, and color correction on the image signal input from the imaging unit 962.
  • the signal processing unit 963 outputs the image data after camera signal processing to the image processing unit 964.
  • the image processing unit 964 encodes the image data input from the signal processing unit 963 to generate encoded data. Then, the image processing unit 964 outputs the generated encoded data to the external interface 966 or the media drive 968. The image processing unit 964 also decodes encoded data input from the external interface 966 or the media drive 968 to generate image data. Then, the image processing unit 964 outputs the generated image data to the display unit 965.
  • the image processing unit 964 may output the image data input from the signal processing unit 963 to the display unit 965 to display an image. The image processing unit 964 may superimpose the display data acquired from the OSD 969 on the image to be output to the display unit 965.
  • the OSD 969 generates an image of a GUI such as a menu, a button, or a cursor, for example, and outputs the generated image to the image processing unit 964.
  • a GUI such as a menu, a button, or a cursor
  • the external interface 966 is configured as, for example, a USB input / output terminal.
  • the external interface 966 connects the imaging device 960 and the printer, for example, when printing an image.
  • a drive is connected to the external interface 966 as necessary.
  • removable media such as a magnetic disk or an optical disk may be attached to the drive, and a program read from the removable media may be installed in the imaging device 960.
  • the external interface 966 may be configured as a network interface connected to a network such as a LAN or the Internet. That is, the external interface 966 has a role as a transmission unit in the imaging device 960.
  • the recording medium mounted in the media drive 968 may be, for example, any readable / writable removable medium such as a magnetic disk, a magneto-optical disk, an optical disk, or a semiconductor memory.
  • the recording medium may be fixedly attached to the media drive 968, and a non-portable storage unit such as, for example, a built-in hard disk drive or a solid state drive (SSD) may be configured.
  • SSD solid state drive
  • the control unit 970 includes a processor such as a CPU, and memories such as a RAM and a ROM.
  • the memory stores programs executed by the CPU, program data, and the like.
  • the program stored by the memory is read and executed by the CPU, for example, when the imaging device 960 starts up.
  • the CPU controls the operation of the imaging device 960 according to an operation signal input from, for example, the user interface 971 by executing a program.
  • the user interface 971 is connected to the control unit 970.
  • the user interface 971 includes, for example, buttons and switches for the user to operate the imaging device 960.
  • the user interface 971 detects an operation by the user via these components, generates an operation signal, and outputs the generated operation signal to the control unit 970.
  • the image processing unit 964 has the functions of the image encoding device 10 and the image decoding device 60 according to the above-described embodiment. This makes it possible to incorporate into the imaging device 960 a mechanism for predicting the HDR image from the SDR image with a suitable image quality without requiring a complicated implementation.
  • the data transmission system 1000 includes a stream storage device 1001 and a distribution server 1002.
  • the distribution server 1002 is connected to several terminal devices via the network 1003.
  • the network 1003 may be a wired network or a wireless network, or a combination thereof.
  • FIG. 37 shows a PC (Personal Computer) 1004, an AV device 1005, a tablet device 1006, and a cellular phone 1007 as an example of a terminal device.
  • PC Personal Computer
  • the stream storage device 1001 stores, for example, stream data 1011 including a multiplexed stream generated by the image coding device 10.
  • the multiplexed stream includes the base layer (BL) coded stream and the enhancement layer (EL) coded stream.
  • the distribution server 1002 reads the stream data 1011 stored in the stream storage device 1001, and at least a part of the read stream data 1011 is transmitted to the PC 1004, the AV device 1005, the tablet device 1006, and the portable telephone 1007 via the network 1003. Deliver to.
  • the delivery server 1002 selects a stream to be delivered based on some condition such as the capability of the terminal device or the communication environment. For example, the distribution server 1002 may avoid the occurrence of delay, overflow, or processor overload at the terminal device by not distributing a coded stream having an image quality as high as that the terminal device can handle. . In addition, the distribution server 1002 may avoid the occupation of the communication band of the network 1003 by not distributing the encoded stream having high image quality. On the other hand, the distribution server 1002 may distribute all multiplexed streams to the terminal device if there is no risk to be avoided or if it is judged appropriate based on a contract with the user or some conditions. Good.
  • the distribution server 1002 reads the stream data 1011 from the stream storage device 1001. Then, the distribution server 1002 distributes the stream data 1011 as it is to the PC 1004 having high processing capability. Further, since the AV device 1005 has low processing capability, the distribution server 1002 generates stream data 1012 including only the base layer encoded stream extracted from the stream data 1011 and distributes the stream data 1012 to the AV device 1005. Do. Also, the distribution server 1002 distributes the stream data 1011 as it is to the tablet device 1006 that can communicate at a high communication rate. Further, since the mobile telephone 1007 can communicate only at a low communication rate, the distribution server 1002 distributes stream data 1012 including only the base layer coded stream to the mobile telephone 1007.
  • the multiplexed stream By using the multiplexed stream in this way, the amount of traffic to be transmitted can be adaptively adjusted.
  • the code amount of the stream data 1011 is reduced as compared to the case where each layer is individually encoded alone, even if the entire stream data 1011 is distributed, the load on the network 1003 is suppressed. Be done. Furthermore, memory resources of the stream storage device 1001 are also saved.
  • the hardware performance of the terminal device varies from device to device. Also, the capabilities of the application executed in the terminal device are various. Furthermore, the communication capacity of the network 1003 also varies. The capacity available for data transmission may change from time to time due to the presence of other traffic. Therefore, before starting distribution of stream data, the distribution server 1002 performs terminal information on the hardware performance and application capability of the terminal device, communication capacity of the network 1003, and the like through signaling with the terminal device of the distribution destination. And network information related to Then, the distribution server 1002 can select a stream to be distributed based on the acquired information.
  • the extraction of the layer to be decoded may be performed in the terminal device.
  • the PC 1004 may display a base layer image extracted and decoded from the received multiplexed stream on its screen. Also, the PC 1004 may extract the base layer coded stream from the received multiplexed stream to generate stream data 1012 and store the generated stream data 1012 in a storage medium or transfer it to another device .
  • the configuration of the data transmission system 1000 shown in FIG. 37 is merely an example.
  • the data transmission system 1000 may include any number of stream storage devices 1001, distribution servers 1002, networks 1003, and terminal devices.
  • a data transmission system 1100 includes a broadcasting station 1101 and a terminal device 1102.
  • the broadcast station 1101 broadcasts the base layer coded stream 1121 on the terrestrial channel 1111. Also, the broadcast station 1101 transmits the encoded stream 1122 of the enhancement layer to the terminal device 1102 via the network 1112.
  • the terminal device 1102 has a reception function for receiving terrestrial broadcast broadcasted by the broadcast station 1101, and receives the base layer coded stream 1121 via the terrestrial channel 1111. Further, the terminal device 1102 has a communication function for communicating with the broadcast station 1101, and receives the encoded stream 1122 of the enhancement layer via the network 1112.
  • the terminal device 1102 receives the base layer coded stream 1121 in response to an instruction from the user, decodes the base layer image from the received coded stream 1121, and displays the base layer image on the screen. Good. Also, the terminal device 1102 may store the decoded base layer image in a storage medium or transfer it to another device.
  • the terminal device 1102 receives the coded stream 1122 of the enhancement layer via the network 1112 according to an instruction from the user, for example, and transmits the coded stream 1121 of the base layer and the coded stream 1122 of the enhancement layer. Multiplexed streams may be generated by multiplexing. Also, the terminal device 1102 may decode the enhancement layer image from the encoded stream 1122 of the enhancement layer and display the enhancement layer image on the screen. The terminal device 1102 may also store the decoded enhancement layer image in a storage medium or transfer it to another device.
  • the coded stream of each layer included in the multiplexed stream may be transmitted via different communication channels for each layer. Thereby, the load applied to each channel can be distributed, and the occurrence of communication delay or overflow can be suppressed.
  • the communication channel to be used for transmission may be dynamically selected according to some conditions.
  • the base layer coded stream 1121 having a relatively large amount of data is transmitted via a wide bandwidth communication channel
  • the coded layer 1122 of an enhancement layer having a relatively small amount of data is arranged via a narrow bandwidth communication channel.
  • the communication channel through which the coded stream 1122 of a particular layer is transmitted may be switched according to the bandwidth of the communication channel. Thereby, loads applied to the individual channels can be more effectively suppressed.
  • Data transmission system 1100 shown in FIG. 38 is merely an example.
  • Data transmission system 1100 may include any number of communication channels and terminals.
  • the configuration of the system described herein may be used in applications other than broadcasting.
  • the data transmission system 1200 includes an imaging device 1201 and a stream storage device 1202.
  • the imaging apparatus 1201 scalable encodes image data generated by imaging the subject 1211, and generates a multiplexed stream 1221.
  • the multiplexed stream 1221 includes the coded stream of the base layer and the coded stream of the enhancement layer. Then, the imaging device 1201 supplies the multiplexed stream 1221 to the stream storage device 1202.
  • the stream storage device 1202 stores the multiplexed stream 1221 supplied from the imaging device 1201 with different image quality for each mode. For example, the stream storage device 1202 extracts the base layer coded stream 1222 from the multiplexed stream 1221 in the normal mode, and stores the extracted base layer coded stream 1222. On the other hand, the stream storage device 1202 stores the multiplexed stream 1221 as it is in the high image quality mode. As a result, the stream storage device 1202 can record a high quality stream having a large amount of data only when it is desired to record a high quality video. Therefore, memory resources can be saved while suppressing the influence on the user of the deterioration of the image quality.
  • the imaging device 1201 is a surveillance camera.
  • the monitoring target for example, an intruder
  • the normal mode is selected. In this case, since the captured image is not likely to be important, reduction of the data amount is prioritized, and the video is recorded with low image quality (ie, only the base layer coded stream 1222 is stored).
  • the monitoring target for example, the object 1211 which is an intruder
  • the high image quality mode is selected. In this case, since the captured image is likely to be important, high image quality is given priority, and the video is recorded with high image quality (ie, the multiplexed stream 1221 is stored).
  • the mode is selected by the stream storage device 1202 based on, for example, an image analysis result.
  • the imaging device 1201 may select the mode. In the latter case, the imaging device 1201 may supply the base layer coded stream 1222 to the stream storage device 1202 in the normal mode, and may supply the multiplexed stream 1221 to the stream storage device 1202 in the high image quality mode.
  • the selection criteria for selecting the mode may be any criteria.
  • the mode may be switched according to the size of the sound acquired through the microphone or the waveform of the sound.
  • the mode may be switched periodically.
  • the mode may be switched according to an instruction from the user.
  • the number of selectable modes may be any number as long as the number of layers to be hierarchized is not exceeded.
  • Data transmission system 1200 may include any number of imaging devices 1201.
  • system configuration described herein may be used in applications other than surveillance cameras.
  • the multi-view codec is a type of multi-layer codec, and is an image coding method for coding and decoding so-called multi-view video.
  • FIG. 40 is an explanatory diagram for describing a multiview codec. Referring to FIG. 40, a sequence of frames of three views taken respectively at three viewpoints is shown. Each view is assigned a view ID (view_id). One of these multiple views is designated as a base view. Views other than the base view are called non-base views. In the example of FIG. 40, a view whose view ID is "0" is a base view, and two views whose view ID is "1" or "2" are non-base views.
  • each view may correspond to a layer.
  • the non-base view image is encoded and decoded with reference to the base view image (other non-base view images may also be referred to).
  • FIG. 41 is a block diagram showing a schematic configuration of an image coding device 10v supporting a multiview codec.
  • the image coding device 10v includes a first layer coding unit 1c, a second layer coding unit 1d, a common memory 2 and a multiplexing unit 3.
  • the function of the first layer coding unit 1c is equivalent to the function of the BL coding unit 1a described using FIG. 3 except that a base view image is received instead of the base layer image as an input.
  • the first layer coding unit 1c codes the base view image to generate a coded stream of the first layer.
  • the function of the second layer coding unit 1 d is equivalent to the function of the EL coding unit 1 b described with reference to FIG. 3 except that a non-base view image is received instead of the enhancement layer image as an input.
  • the second layer coding unit 1 d codes the non-base view image to generate a coded stream of the second layer.
  • the common memory 2 stores information commonly used between layers.
  • the multiplexing unit 3 multiplexes the coded stream of the first layer generated by the first layer coding unit 1 c and the coded stream of the second layer generated by the second layer coding unit 1 d, Generate a multiplexed stream of layers.
  • FIG. 42 is a block diagram showing a schematic configuration of an image decoding device 60v that supports a multiview codec.
  • the image decoding device 60v includes a demultiplexing unit 5, a first layer decoding unit 6c, a second layer decoding unit 6d, and a common memory 7.
  • the demultiplexer 5 demultiplexes the multiplexed stream of the multilayer into the coded stream of the first layer and the coded stream of the second layer.
  • the function of the first layer decoding unit 6c is equivalent to the function of the BL decoding unit 6a described using FIG. 4 except that it receives an encoded stream in which a base view image is encoded instead of a base layer image as an input. It is.
  • the first layer decoding unit 6c decodes a base view image from the coded stream of the first layer.
  • the function of the second layer decoding unit 6d is the same as the function of the EL decoding unit 6b described with reference to FIG. 4 except that it receives an encoded stream in which a non-base view image is encoded instead of an enhancement layer image as input. It is equivalent.
  • the second layer decoding unit 6d decodes the non-base view image from the coded stream of the second layer.
  • the common memory 7 stores information commonly used between layers.
  • conversion of the dynamic range between views may be controlled according to the technology according to the present disclosure, if the luminance dynamic range differs between the views.
  • scalable coding it is possible to realize a dynamic range conversion mechanism with a simple implementation even in a multiview codec.
  • the technology according to the present disclosure may be applied to a streaming protocol.
  • a streaming protocol For example, in MPEG-DASH (Dynamic Adaptive Streaming over HTTP), a plurality of encoded streams having different parameters such as resolution are prepared in advance in a streaming server. Then, the streaming server dynamically selects, in units of segments, appropriate data to be streamed from the plurality of encoded streams, and delivers the selected data.
  • transformation of dynamic range between encoded streams may be controlled in accordance with the techniques of this disclosure.
  • prediction mode parameters indicating whether to set the gain and offset adaptively may be encoded and decoded. Therefore, it is possible to achieve an optimal balance between the prediction accuracy of DR prediction and the coding / decoding overhead, in accordance with various conditions such as encoder and decoder performance, transmission bandwidth or required image quality. Become.
  • the differences from the past values of these prediction parameters may be encoded and decoded.
  • an increase in code amount can be suppressed while achieving high prediction accuracy in dynamic range scalability.
  • said prediction parameters are decoded from a header having a syntax shared with weighted prediction related parameters.
  • syntax redundancy is reduced, and it becomes easy to ensure compatibility when implementing and upgrading encoders and decoders.
  • both versions of the prediction parameters for DR prediction are coded using the portions for the L0 reference frame and the portions for the L1 reference frame of the syntax of the weighted prediction related parameters. Can be digitized and decoded. In this case, since it is possible to use a more flexible prediction model with high prediction accuracy, it is possible to improve the coding efficiency of dynamic range scalability.
  • control parameters may be encoded and decoded which indicate whether bit shifting in inter-layer processing should be performed simultaneously with DR conversion.
  • DR conversion may be performed prior to performing upsampling. In this case, since the number of conversion target pixels for DR conversion is reduced, the processing cost of DR conversion can be further reduced.
  • CU, PU, and TU described herein mean a logical unit that also includes syntax associated with individual blocks in HEVC. When focusing only on individual blocks as part of an image, these may be replaced with the terms CB (Coding Block), PB (Prediction Block) and TB (Transform Block) respectively.
  • the CB is formed by hierarchically dividing a coding tree block (CTB) into a quad-tree shape. The whole of one quadtree corresponds to CTB, and a logical unit corresponding to CTB is called CTU (Coding Tree Unit).
  • CTBs and CBs in HEVC are processing units of the encoding process in that they are H.264.
  • CTB and CB differ from macroblocks in that their sizes are not fixed (macroblock size is always 16 ⁇ 16 pixels).
  • the size of the CTB is selected from 16 ⁇ 16 pixels, 32 ⁇ 32 pixels and 64 ⁇ 64 pixels, and is specified by parameters in the coding stream.
  • the size of CB may vary with the depth of CTB segmentation.
  • the method of transmitting such information is not limited to such an example.
  • the information may be transmitted or recorded as separate data associated with the coded bit stream without being multiplexed into the coded bit stream.
  • the term “associate” allows an image (a slice or a block, which may be a part of an image) included in a bitstream to be linked at the time of decoding with information corresponding to the image. Means That is, the information may be transmitted on a different transmission path from the image (or bit stream).
  • the information may be recorded on a recording medium (or another recording area of the same recording medium) different from the image (or bit stream).
  • the information and the image (or bit stream) may be associated with each other in any unit such as, for example, a plurality of frames, one frame, or a part in a frame.
  • the prediction unit predicts the image of the second layer using the prediction parameter when the prediction mode parameter indicates an adaptive parameter mode.
  • the decoding unit does not decode the weighted prediction related parameter in the second layer, The weighted prediction related parameters of the first layer are reused in the second layer, The image processing apparatus according to (4).
  • the first set of prediction parameters are decoded from the portion for the L0 reference frame of the syntax shared with the weighted prediction related parameters;
  • the second set of prediction parameters is decoded from the portion of the syntax for the L1 reference frame shared with the weighted prediction related parameters;
  • the prediction unit selectively uses the first set of prediction parameters and the second set of prediction parameters to predict an image of the second layer.
  • the image processing apparatus according to (4) or (5).
  • the prediction unit according to (6) which selects a set to be used among the first set of prediction parameters and the second set of prediction parameters according to a band to which a pixel value belongs. Image processing device.
  • the prediction unit according to (6) which selects a set to be used among the first set of prediction parameters and the second set of prediction parameters according to an image region to which a pixel value belongs. Image processing device.
  • the decoding unit indicates whether the bit shift in predicting the image of the second layer should be performed simultaneously with the dynamic range conversion when the bit depth of the second layer is larger than the bit depth of the first layer. Further decode the control parameters, The prediction unit does not upsample the bit shift but does not upsample if the control parameter indicates that the bit shift at the time of predicting the image of the second layer should be performed simultaneously with the dynamic range conversion. Execute simultaneously with conversion, The image processing apparatus according to any one of the above (1) to (8).
  • the decoding unit decodes the control parameter separately for the luminance component and the color difference component.
  • the prediction unit converts the dynamic range of the image of the first layer using the prediction parameter, and then converts the dynamic range.
  • the image processing apparatus according to any one of (1) to (10), wherein the image of the second layer is predicted by upsampling the image.
  • the encoding unit further encodes a prediction mode parameter indicating an adaptive parameter mode as a prediction mode, when the image of the second layer is predicted using the prediction parameter, (13) or (14) The image processing apparatus as described in 2.).
  • a prediction mode parameter indicating an adaptive parameter mode as a prediction mode, when the image of the second layer is predicted using the prediction parameter, (13) or (14) The image processing apparatus as described in 2.).
  • the encoding unit encodes the prediction parameter in a header having a syntax shared with a weighted prediction related parameter.
  • the encoding unit does not encode the weighted prediction related parameter in the second layer, The weighted prediction related parameters of the first layer are reused in the second layer, The image processing apparatus according to (16).
  • the prediction unit selectively uses the first set of prediction parameters and the second set of prediction parameters to predict an image of the second layer,
  • the encoding unit encodes the first set of prediction parameters into a portion for the L0 reference frame of the syntax shared with the weighted prediction related parameters, and the second set of prediction parameters. Encoding into a portion for the L1 reference frame of the syntax shared with the weighted prediction related parameters,
  • the image processing apparatus according to (16) or (17).
  • the prediction unit according to (18) which selects a set to be used among the first set of prediction parameters and the second set of prediction parameters according to a band to which a pixel value belongs. Image processing device.
  • the prediction unit converts the dynamic range of the image of the first layer using the prediction parameter, and then converts the dynamic range.
  • the image processing apparatus according to any one of (13) to (22), wherein the image of the second layer is predicted by upsampling the image.
  • (24) Predicting an image of the second layer from an image of the first layer when encoding an image of the second layer having a luminance dynamic range larger than the first layer; Encoding a prediction parameter used in the prediction, the prediction parameter including a gain and an offset by which each color component of the first layer is multiplied;
  • Image processing method including:

Abstract

【課題】複雑な実装を要求することなく、ＳＤＲ画像からＨＤＲ画像の相応の画質を復元することを可能とすること。 【解決手段】第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を前記第１レイヤの画像から予測する際に使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを復号する復号部と、前記復号部により復号される前記予測パラメータを用いて、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測する予測部と、を備える画像処理装置を提供する。

Description

画像処理装置及び画像処理方法
　本開示は、画像処理装置及び画像処理方法に関する。
　現在、Ｈ．２６４／ＡＶＣよりも符号化効率をさらに向上することを目的として、ＩＴＵ－ＴとＩＳＯ／ＩＥＣとの共同の標準化団体であるＪＣＴＶＣ（Joint　Collaboration　Team-Video　Coding）により、ＨＥＶＣ（High　Efficiency　Video　Coding）と呼ばれる画像符号化方式の標準化が進められている（例えば、非特許文献１参照）。
　ＨＥＶＣは、ＭＰＥＧ２及びＡＶＣ（Advanced　Video　Coding）などの既存の画像符号化方式と同様、シングルレイヤの符号化のみならず、スケーラブル符号化をも提供する。ＨＥＶＣのスケーラブル符号化技術を、ＳＨＶＣ（Scalable　HEVC）ともいう（例えば、非特許文献２参照）。
　スケーラブル符号化とは、一般には、粗い画像信号を伝送するレイヤと精細な画像信号を伝送するレイヤとを階層的に符号化する技術をいう。スケーラブル符号化において階層化される典型的な属性は、主に次の３種類である。
　　－空間スケーラビリティ：空間解像度あるいは画像サイズが階層化される。
　　－時間スケーラビリティ：フレームレートが階層化される。
　　－ＳＮＲ（Signal　to　Noise　Ratio）スケーラビリティ：ＳＮ比が階層化される。
標準規格で未だ採用されていないものの、色域（Color　Gamut）スケーラビリティ、ビット深度スケーラビリティ及びクロマフォーマットスケーラビリティもまた議論されている。
　さらに、画素のダイナミックレンジもまた、画質に影響を与える重要な属性である。例えば、既存の多くのディスプレイによりサポートされるＳＤＲ（Standard　Dynamic　Range）画像の最大輝度は、１００ｎｉｔである。一方、近年市場に投入されたハイエンドディスプレイによりサポートされるＨＤＲ（High　Dynamic　Range）画像の最大輝度は、例えば５００ｎｉｔ又は１０００ｎｉｔに達する。ＳＤＲ画像は、ＨＤＲ画像との対比において、ＬＤＲ（Low　Dynamic　Range）画像とも呼ばれる。下記非特許文献３は、ＬＤＲ画像を伝送するレイヤと、ＨＤＲ画像を復元するための残差を伝送するレイヤとを階層的に符号化する技術を提案している。
Benjamin　Bross,　Woo-Jin　Han,　Gary　J.　Sullivan,　Jens-Rainer　Ohm,　Gary　J.　Sullivan,　Ye-Kui　Wang,　Thomas　Wiegand,　"High　Efficiency　Video　Coding　(HEVC)　text　specification　draft　10　(for　FDIS　&　Consent)"（JCTVC-L1003_v4,　2013年1月14-23日） Jianle　Chen,　el.　al,　"Description　of　scalable　video　coding　technology　proposal　by　Qualcomm　(configuration　2)"（JCTVC-K0036，　2012年10月10-19日） David　Touze,　el.　al,　"High　Dynamic　Range　Video　Distribution　Using　Existing　Video　Codecs"（30th　Picture　Coding　Symposium,　December　8-11,　2013）
　しかしながら、非特許文献３において提案されている手法は、ＬＤＲ画像からＨＤＲ画像を復元するために、複数フレームにわたる画素値から構成されるフィルタタップのフィルタリング及びＲＧＢ領域でのガンマ補正などの、複雑なアルゴリズムを要する。こうした複雑なアルゴリズムは、汎用性及び拡張性が重視され、可能な限り簡易に実装できることが望まれるエンコーダ及びデコーダの用途に適しているとは言い難い。
　従って、複雑な実装を要求することなく、ＳＤＲ画像からＨＤＲ画像の相応の画質を復元することを可能とする仕組みが提供されることが望ましい。
　本開示によれば、第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を前記第１レイヤの画像から予測する際に使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを復号する復号部と、前記復号部により復号される前記予測パラメータを用いて、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測する予測部と、を備える画像処理装置が提供される。
　上記画像処理装置は、典型的には、画像を復号する画像復号装置として実現され得る。
　また、本開示によれば、第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を前記第１レイヤの画像から予測する際に使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを復号することと、復号される前記予測パラメータを用いて、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測することと、を含む画像処理方法が提供される。
　また、本開示によれば、第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を符号化する際に、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測する予測部と、前記予測部により使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを符号化する符号化部と、を備える画像処理装置が提供される。
　上記画像処理装置は、典型的には、画像を符号化する画像符号化装置として実現され得る。
　また、本開示によれば、第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を符号化する際に、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測することと、前記予測において使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを符号化することと、を含む画像処理方法が提供される。
　本開示に係る技術によれば、複雑な実装を要求することなく、ＳＤＲ画像からＨＤＲ画像の相応の画質を復元することが可能となる。
スケーラブル符号化について説明するための説明図である。 ビデオフォーマットのダイナミックレンジについて説明するための説明図である。 一実施形態に係る画像符号化装置の概略的な構成を示すブロック図である。 一実施形態に係る画像復号装置の概略的な構成を示すブロック図である。 図３に示したＥＬ符号化部の構成の一例を示すブロック図である。 予測モードの候補を示す表である。 予測パラメータのシンタックスの一例について説明するための第１の説明図である。 予測パラメータのシンタックスの一例について説明するための第２の説明図である。 図５に示したＤＲ予測部の構成の一例を示すブロック図である。 ＤＲ予測のための符号化パラメータのシンタックスの一例について説明するための説明図である。 ゲイン及びオフセットの差分の基礎となるパラメータ値について説明するための説明図である。 スライスごとのゲイン及びオフセットの符号化の用途の一例について説明するための説明図である。 重み付け予測関連パラメータの既存のシンタックスについて説明するための説明図である。 画素値が属するバンドに応じた予測パラメータの選択的な使用について説明するための説明図である。 図１２を用いて説明した手法によって実現される予測モデルを輝度成分について簡略的に表現するグラフである。 図１２を用いて説明した手法に関連するシンタックスの一例について説明するための説明図である。 画素が属する画像領域に応じた予測パラメータの選択的な使用について説明するための説明図である。 図１５を用いて説明した手法に関連するシンタックスの一例について説明するための説明図である。 ＪＣＴＶＣ－Ｏ０１９４において提案された、インターレイヤ予測の処理コストを抑制するための手法について説明するための第１の説明図である。 ＪＣＴＶＣ－Ｏ０１９４において提案された、インターレイヤ予測の処理コストを抑制するための手法について説明するための第２の説明図である。 ＪＣＴＶＣ－Ｏ０１９４において提案された、インターレイヤ予測の処理コストを抑制するための手法について説明するための第３の説明図である。 インターレイヤ予測の処理コストを抑制するための新たな手法について説明するための第１の説明図である。 インターレイヤ予測の処理コストを抑制するための新たな手法について説明するための第２の説明図である。 インターレイヤ予測の処理コストを抑制するための新たな手法について説明するための第３の説明図である。 図１８Ａ～図１８Ｃを用いて説明した手法に関連するシンタックスの一例について説明するための説明図である。 一実施形態に係る符号化時の概略的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。 エンハンスメントレイヤの符号化処理におけるＤＲ予測処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。 エンハンスメントレイヤの符号化処理におけるＤＲ予測処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。 エンハンスメントレイヤの符号化処理におけるＤＲ予測処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。 エンハンスメントレイヤの符号化処理におけるＤＲ予測処理の流れの第４の例を示すフローチャートである。 インターレイヤ予測の処理順序の典型的な例について説明するための説明図である。 新たなインターレイヤ予測の処理順序の一例について説明するための説明図である。 図４に示したＥＬ復号部の構成の一例を示すブロック図である。 図２６に示したＤＲ予測部の構成の一例を示すブロック図である。 一実施形態に係る復号時の概略的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。 エンハンスメントレイヤの復号処理におけるＤＲ予測処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。 エンハンスメントレイヤの復号処理におけるＤＲ予測処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。 エンハンスメントレイヤの復号処理におけるＤＲ予測処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。 エンハンスメントレイヤの復号処理におけるＤＲ予測処理の流れの第４の例を示すフローチャートである。 テレビジョン装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 携帯電話機の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 記録再生装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 撮像装置の概略的な構成の一例を示すブロック図である。 スケーラブル符号化の用途の第１の例について説明するための説明図である。 スケーラブル符号化の用途の第２の例について説明するための説明図である。 スケーラブル符号化の用途の第３の例について説明するための説明図である。 マルチビューコーデックについて説明するための説明図である。 マルチビューコーデックのための画像符号化装置の概略的な構成を示すブロック図である。 マルチビューコーデックのための画像復号装置の概略的な構成を示すブロック図である。
　以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
　また、以下の順序で説明を行う。
　　１．概要
　　　１－１．スケーラブル符号化
　　　１－２．ダイナミックレンジスケーラビリティ
　　　１－３．エンコーダの基本的な構成例
　　　１－４．デコーダの基本的な構成例
　　２．一実施形態に係るＥＬ符号化部の構成例
　　　２－１．全体的な構成
　　　２－２．ＤＲ予測部の詳細な構成
　　　２－３．シンタックスの例
　　３．一実施形態に係る符号化時の処理の流れ
　　　３－１．概略的な流れ
　　　３－２．ＤＲ予測処理
　　４．一実施形態に係るＥＬ復号部の構成例
　　　４－１．全体的な構成
　　　４－２．ＤＲ予測部の詳細な構成
　　５．一実施形態に係る復号時の処理の流れ
　　　５－１．概略的な流れ
　　　５－２．ＤＲ予測処理
　　６．応用例
　　　６－１．様々な製品への応用
　　　６－２．スケーラブル符号化の様々な用途
　　　６－３．その他
　　７．まとめ
　＜１．概要＞
　　［１－１．スケーラブル符号化］
　スケーラブル符号化においては、一連の画像をそれぞれ含む複数のレイヤが符号化される。ベースレイヤ（base　layer）は、最初に符号化される、最も粗い画像を表現するレイヤである。ベースレイヤの符号化ストリームは、他のレイヤの符号化ストリームを復号することなく、独立して復号され得る。ベースレイヤ以外のレイヤは、エンハンスメントレイヤ（enhancement　layer）と呼ばれる、より精細な画像を表現するレイヤである。エンハンスメントレイヤの符号化ストリームは、ベースレイヤの符号化ストリームに含まれる情報を用いて符号化される。従って、エンハンスメントレイヤの画像を再現するためには、ベースレイヤ及びエンハンスメントレイヤの双方の符号化ストリームが復号されることになる。スケーラブル符号化において扱われるレイヤの数は、２つ以上のいかなる数であってもよい。３つ以上のレイヤが符号化される場合には、最下位のレイヤがベースレイヤ、残りの複数のレイヤがエンハンスメントレイヤである。より上位のエンハンスメントレイヤの符号化ストリームは、より下位のエンハンスメントレイヤ又はベースレイヤの符号化ストリームに含まれる情報を用いて符号化され及び復号され得る。
　図１は、スケーラブル符号化される３つのレイヤＬ１、Ｌ２及びＬ３を示している。レイヤＬ１はベースレイヤであり、レイヤＬ２及びＬ３はエンハンスメントレイヤである。レイヤＬ２のレイヤＬ１に対する空間解像度の比は、２：１である。レイヤＬ３のレイヤＬ１に対する空間解像度の比は、４：１である。なお、ここでの解像度比は一例に過ぎず、例えば１．５：１などの非整数の解像度比が使用されてもよい。レイヤＬ１のブロックＢ１は、ベースレイヤのピクチャ内の符号化処理の処理単位である。レイヤＬ２のブロックＢ２は、ブロックＢ１と共通するシーンを映したエンハンスメントレイヤのピクチャ内の符号化処理の処理単位である。ブロックＢ２は、レイヤＬ１のブロックＢ１に対応する。レイヤＬ３のブロックＢ３は、ブロックＢ１及びＢ２と共通するシーンを映したより上位のエンハンスメントレイヤのピクチャ内の符号化処理の処理単位である。ブロックＢ３は、レイヤＬ１のブロックＢ１及びレイヤＬ２のブロックＢ２に対応する。
　　［１－２．ダイナミックレンジスケーラビリティ］
　図１に例示したレイヤ構造において、画像のテクスチャは、共通するシーンを映したレイヤ間で類似する。即ち、レイヤＬ１内のブロックＢ１、レイヤＬ２内のブロックＢ２、及びレイヤＬ３内のブロックＢ３のテクスチャは類似する。従って、例えばブロックＢ１を参照ブロックとして用いてブロックＢ２又はブロックＢ３の画素を予測し、又はブロックＢ２を参照ブロックとして用いてブロックＢ３の画素を予測すれば、高い予測精度が得られる可能性がある。このようなレイヤ間の予測を、インターレイヤ予測という。非特許文献２では、インターレイヤ予測のためのいくつかの手法が提案されている。それら手法のうち、イントラＢＬ予測では、ベースレイヤの復号画像（リコンストラクト画像）が、エンハンスメントレイヤの復号画像を予測するための参照画像として使用される。イントラ残差予測及びインター残差予測では、ベースレイヤの予測誤差（残差）画像が、エンハンスメントレイヤの予測誤差画像を予測するための参照画像として使用される。
　図２は、ビデオフォーマットのダイナミックレンジについて説明するための説明図である。図２の縦軸は輝度［ｎｉｔ］を表す。自然界の最大輝度は２００００ｎｉｔに達することがあり、一般的な被写体の輝度は例えば最大で１２０００ｎｉｔ程度である。これに対し、イメージセンサのダイナミックレンジの上限は、自然界の最大輝度よりも低く、例えば４０００ｎｉｔであり得る。イメージセンサにより生成される画像信号は、さらに所定のビデオフォーマットで記録される。ＳＤＲ画像のダイナミックレンジは図中で斜線で網掛けされたバーで示されており、その上限は１００ｎｉｔである。よって、ＳＤＲ画像として撮像画像を記録する際には、輝度のダイナミックレンジは、例えばニー（knee）圧縮などの手法で、大きく圧縮される。そして、ディスプレイが表現可能な最大輝度が１０００ｎｉｔである場合、ＳＤＲ画像を表示する際に１０倍のスケーリングが行われるが、スケーリングの結果として表示画像には画質の劣化が現れ易い。ＨＤＲ画像のダイナミックレンジは図中で太枠のバーで示されており、その上限は８００ｎｉｔである。よって、ＨＤＲ画像として撮像画像を記録する際にも、輝度のダイナミックレンジは、例えばニー圧縮などの手法で圧縮される。ディスプレイが表現可能な最大輝度が１０００ｎｉｔである場合、ＨＤＲ画像を表示する際に１．２５倍のスケーリングが行われるが、スケーリング率が小さいために表示画像の画質の劣化は少なくて済む。
　従って、ビデオフォーマットとしてＨＤＲ画像をサポートすることは、高画質の画像をユーザに提供することが可能となるという恩恵をもたらす。そして、ＳＤＲ画像をサポートするデバイスとの互換性の確保、ストレージの制約及び多様な伝送帯域への対応などを理由として、本明細書でダイナミックレンジスケーラビリティと称するスケーラブル符号化技術が実現されることが有益である。ダイナミックレンジスケーラビリティにおいて、ベースレイヤでＳＤＲ画像が伝送され、ＳＤＲ画像からＨＤＲ画像を復元するための情報がエンハンスメントレイヤで伝送される。ＳＤＲ画像からのＨＤＲ画像の復元にあたって重要な点は、可能な限り簡易な実装を維持し、フォーマットの汎用性及び拡張性を保証することである。例えば、ポストプロセスにより画質向上を図る特別な画像処理エンジンではないエンコーダ及びデコーダにとって、色領域の変換を伴うことなく、入力される色成分をそれぞれ独立的に処理できれば好都合である。そこで、本開示に係る技術は、ＳＤＲ画像とＨＤＲ画像との間の関係を、色成分ごとに独立した線型的な関係に近似するモデルを採用し、その線型的なモデルに従ってＳＤＲ画像からＨＤＲ画像を予測することで、ダイナミックレンジスケーラビリティを実現する。
　　［１－３．エンコーダの基本的な構成例］
　図３は、スケーラブル符号化をサポートする、一実施形態に係る画像符号化装置１０の概略的な構成を示すブロック図である。図３を参照すると、画像符号化装置１０は、ベースレイヤ（ＢＬ）符号化部１ａ、エンハンスメントレイヤ（ＥＬ）符号化部１ｂ、共通メモリ２及び多重化部３を備える。
　ＢＬ符号化部１ａは、ベースレイヤ画像を符号化し、ベースレイヤの符号化ストリームを生成する。ＥＬ符号化部１ｂは、エンハンスメントレイヤ画像を符号化し、エンハンスメントレイヤの符号化ストリームを生成する。共通メモリ２は、レイヤ間で共通的に利用される情報を記憶する。多重化部３は、ＢＬ符号化部１ａにより生成されるベースレイヤの符号化ストリームと、ＥＬ符号化部１ｂにより生成される１つ以上のエンハンスメントレイヤの符号化ストリームとを多重化し、マルチレイヤの多重化ストリームを生成する。
　　［１－４．デコーダの基本的な構成例］
　図４は、スケーラブル符号化をサポートする、一実施形態に係る画像復号装置６０の概略的な構成を示すブロック図である。図４を参照すると、画像復号装置６０は、逆多重化部５、ベースレイヤ（ＢＬ）復号部６ａ、エンハンスメントレイヤ（ＥＬ）復号部６ｂ及び共通メモリ７を備える。
　逆多重化部５は、マルチレイヤの多重化ストリームをベースレイヤの符号化ストリーム及び１つ以上のエンハンスメントレイヤの符号化ストリームに逆多重化する。ＢＬ復号部６ａは、ベースレイヤの符号化ストリームからベースレイヤ画像を復号する。ＥＬ復号部６ｂは、エンハンスメントレイヤの符号化ストリームからエンハンスメントレイヤ画像を復号する。共通メモリ７は、レイヤ間で共通的に利用される情報を記憶する。
　図３に例示した画像符号化装置１０において、ベースレイヤの符号化のためのＢＬ符号化部１ａの構成と、エンハンスメントレイヤの符号化のためのＥＬ符号化部１ｂの構成とは、互いに類似する。ＢＬ符号化部１ａにより生成され又は取得されるいくつかのパラメータ及び画像は、共通メモリ２を用いてバッファリングされ、ＥＬ符号化部１ｂにより再利用され得る。次節では、そのようなＥＬ符号化部１ｂの構成について詳細に説明する。
　同様に、図４に例示した画像復号装置６０において、ベースレイヤの復号のためのＢＬ復号部６ａの構成と、エンハンスメントレイヤの復号のためのＥＬ復号部６ｂの構成とは、互いに類似する。ＢＬ復号部６ａにより生成され又は取得されるいくつかのパラメータ及び画像は、共通メモリ７を用いてバッファリングされ、ＥＬ復号部６ｂにより再利用され得る。さらに次の節では、そのようなＥＬ復号部６ｂの構成について詳細に説明する。
　＜２．一実施形態に係るＥＬ符号化部の構成例＞
　　［２－１．全体的な構成］
　図５は、図３に示したＥＬ符号化部１ｂの構成の一例を示すブロック図である。図５を参照すると、ＥＬ符号化部１ｂは、並び替えバッファ１１、減算部１３、直交変換部１４、量子化部１５、可逆符号化部１６、蓄積バッファ１７、レート制御部１８、逆量子化部２１、逆直交変換部２２、加算部２３、ループフィルタ２４、フレームメモリ２５、セレクタ２６及び２７、イントラ予測部３０、インター予測部３５並びにダイナミックレンジ（ＤＲ）予測部４０を備える。
　並び替えバッファ１１は、一連の画像データに含まれる画像を並び替える。並び替えバッファ１１は、符号化処理に係るＧＯＰ（Group　of　Pictures）構造に応じて画像を並び替えた後、並び替え後の画像データを減算部１３、イントラ予測部３０、インター予測部３５及びＤＲ予測部４０へ出力する。
　減算部１３には、並び替えバッファ１１から入力される画像データ、及び後に説明するイントラ予測部３０又はインター予測部３５から入力される予測画像データが供給される。減算部１３は、並び替えバッファ１１から入力される画像データと予測画像データとの差分である予測誤差データを計算し、計算した予測誤差データを直交変換部１４へ出力する。
　直交変換部１４は、減算部１３から入力される予測誤差データについて直交変換を行う。直交変換部１４により実行される直交変換は、例えば、離散コサイン変換（Discrete　Cosine　Transform：ＤＣＴ）又はカルーネン・レーベ変換などであってよい。ＨＥＶＣにおいて、直交変換は、ＴＵ（変換単位：Transform　Unit）と呼ばれるブロックごとに実行される。ＴＵは、ＣＵ（符号化単位：Coding　Unit）を分割することにより形成されるブロックである。直交変換部１４は、直交変換処理により取得される変換係数データを量子化部１５へ出力する。
　量子化部１５には、直交変換部１４から入力される変換係数データ、及び後に説明するレート制御部１８からのレート制御信号が供給される。量子化部１５は、レート制御信号に従って決定される量子化ステップで変換係数データを量子化する。量子化部１５は、量子化後の変換係数データ（以下、量子化データという）を可逆符号化部１６及び逆量子化部２１へ出力する。
　可逆符号化部１６は、量子化部１５から入力される量子化データについて可逆符号化処理を行うことにより、エンハンスメントレイヤの符号化ストリームを生成する。また、可逆符号化部１６は、符号化ストリームを復号する際に参照される様々なパラメータを符号化して、符号化されたパラメータを符号化ストリームのヘッダ領域に挿入する。可逆符号化部１６により符号化されるパラメータは、後に説明するイントラ予測に関する情報及びインター予測に関する情報を含み得る。ＨＤＲ画像の予測（以下、ＤＲ予測という）に関連する予測パラメータもまた符号化され得る。そして、可逆符号化部１６は、生成した符号化ストリームを蓄積バッファ１７へ出力する。
　蓄積バッファ１７は、可逆符号化部１６から入力される符号化ストリームを半導体メモリなどの記憶媒体を用いて一時的に蓄積する。そして、蓄積バッファ１７は、蓄積した符号化ストリームを、伝送路の帯域に応じたレートで、図示しない伝送部（例えば、通信インタフェース又は周辺機器との接続インタフェースなど）へ出力する。
　レート制御部１８は、蓄積バッファ１７の空き容量を監視する。そして、レート制御部１８は、蓄積バッファ１７の空き容量に応じてレート制御信号を生成し、生成したレート制御信号を量子化部１５へ出力する。例えば、レート制御部１８は、蓄積バッファ１７の空き容量が少ない時には、量子化データのビットレートを低下させるためのレート制御信号を生成する。また、例えば、レート制御部１８は、蓄積バッファ１７の空き容量が十分大きい時には、量子化データのビットレートを高めるためのレート制御信号を生成する。
　逆量子化部２１、逆直交変換部２２及び加算部２３は、ローカルデコーダを構成する。逆量子化部２１は、量子化部１５により使用されたものと同じ量子化ステップで、エンハンスメントレイヤの量子化データを逆量子化し、変換係数データを復元する。そして、逆量子化部２１は、復元した変換係数データを逆直交変換部２２へ出力する。
　逆直交変換部２２は、逆量子化部２１から入力される変換係数データについて逆直交変換処理を行うことにより、予測誤差データを復元する。直交変換と同様、逆直交変換は、ＴＵごとに実行される。そして、逆直交変換部２２は、復元した予測誤差データを加算部２３へ出力する。
　加算部２３は、逆直交変換部２２から入力される復元された予測誤差データとイントラ予測部３０又はインター予測部３５から入力される予測画像データとを加算することにより、復号画像データ（エンハンスメントレイヤのリコンストラクト画像）を生成する。そして、加算部２３は、生成した復号画像データをループフィルタ２４及びフレームメモリ２５へ出力する。
　ループフィルタ２４は、画質の向上を目的とするフィルタ群を含む。デブロックフィルタ（ＤＦ）は、画像の符号化時に生じるブロック歪みを軽減するフィルタである。サンプル適応オフセット（ＳＡＯ）フィルタは、各画素値に適応的に決定されるオフセット値を加えるフィルタである。適応ループフィルタ（ＡＬＦ）は、ＳＡＯ後の画像と原画像との誤差を最小化するフィルタである。ループフィルタ２４は、加算部２３から入力される復号画像データをフィルタリングし、フィルタリング後の復号画像データをフレームメモリ２５へ出力する。
　フレームメモリ２５は、加算部２３から入力されるエンハンスメントレイヤの復号画像データ、ループフィルタ２４から入力されるエンハンスメントレイヤのフィルタリング後の復号画像データ、及びＤＲ予測部４０から入力されるベースレイヤの参照画像データを記憶媒体を用いて記憶する。
　セレクタ２６は、イントラ予測のために使用されるフィルタリング前の復号画像データをフレームメモリ２５から読み出し、読み出した復号画像データを参照画像データとしてイントラ予測部３０に供給する。また、セレクタ２６は、インター予測のために使用されるフィルタリング後の復号画像データをフレームメモリ２５から読み出し、読み出した復号画像データを参照画像データとしてインター予測部３５に供給する。さらに、イントラ予測部３０又はインター予測部３５においてインターレイヤ予測が実行される場合、セレクタ２６は、ベースレイヤの参照画像データをイントラ予測部３０又はインター予測部３５へ供給する。
　セレクタ２７は、イントラ予測モードにおいて、イントラ予測部３０から出力されるイントラ予測の結果としての予測画像データを減算部１３へ出力すると共に、イントラ予測に関する情報を可逆符号化部１６へ出力する。また、セレクタ２７は、インター予測モードにおいて、インター予測部３５から出力されるインター予測の結果としての予測画像データを減算部１３へ出力すると共に、インター予測に関する情報を可逆符号化部１６へ出力する。セレクタ２７は、イントラ予測モードとインター予測モードとを、コスト関数値の大きさに応じて切り替える。
　イントラ予測部３０は、エンハンスメントレイヤの原画像データ及び復号画像データに基づいて、ＨＥＶＣのＰＵ（予測単位：Prediction　Unit）ごとにイントラ予測処理を行う。例えば、イントラ予測部３０は、予測モードセット内の各候補モードによる予測結果を所定のコスト関数を用いて評価する。次に、イントラ予測部３０は、コスト関数値が最小となる予測モード、即ち圧縮率が最も高くなる予測モードを、最適な予測モードとして選択する。また、イントラ予測部３０は、当該最適な予測モードに従ってエンハンスメントレイヤの予測画像データを生成する。イントラ予測部３０は、エンハンスメントレイヤにおける予測モードセットに、インターレイヤ予測の一種であるイントラＢＬ予測を含めてもよい。イントラＢＬ予測では、エンハンスメントレイヤ内の予測対象ブロックに対応するベースレイヤ内のコロケーテッドブロックが参照ブロックとして使用され、当該参照ブロックの復号画像に基づいて予測画像が生成される。また、イントラ予測部３０は、インターレイヤ予測の一種であるイントラ残差予測を含めてもよい。イントラ残差予測では、ベースレイヤ内のコロケーテッドブロックである参照ブロックの予測誤差画像に基づいてイントラ予測の予測誤差が予測され、予測された予測誤差の加算された予測画像が生成される。イントラ予測部３０は、選択した最適な予測モードを表す予測モード情報を含むイントラ予測に関する情報、コスト関数値、及び予測画像データを、セレクタ２７へ出力する。
　インター予測部３５は、エンハンスメントレイヤの原画像データ及び復号画像データに基づいて、ＨＥＶＣのＰＵごとにインター予測処理を行う。例えば、インター予測部３５は、予測モードセット内の各候補モードによる予測結果を所定のコスト関数を用いて評価する。次に、インター予測部３５は、コスト関数値が最小となる予測モード、即ち圧縮率が最も高くなる予測モードを、最適な予測モードとして選択する。また、インター予測部３５は、当該最適な予測モードに従ってエンハンスメントレイヤの予測画像データを生成する。インター予測部３５は、エンハンスメントレイヤにおける予測モードセットに、インターレイヤ予測の一種であるインター残差予測を含めてもよい。インター残差予測では、ベースレイヤ内のコロケーテッドブロックである参照ブロックの予測誤差画像に基づいてインター予測の予測誤差が予測され、予測された予測誤差の加算された予測画像が生成される。インター予測部３５は、選択した最適な予測モードを表す予測モード情報と動き情報とを含むインター予測に関する情報、コスト関数値、及び予測画像データを、セレクタ２７へ出力する。
　ＤＲ予測部４０は、共通メモリ２によりバッファリングされるベースレイヤの画像（復号画像又は予測誤差画像）を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする。また、ＤＲ予測部４０は、ベースレイヤの画像よりも大きい輝度ダイナミックレンジをエンハンスメントレイヤの画像が有する場合に、アップサンプリングしたベースレイヤの画像のダイナミックレンジを、エンハンスメントレイヤの画像と同等のダイナミックレンジに変換する。本実施形態において、ＤＲ予測部４０は、ベースレイヤ及びエンハンスメントレイヤの間の色成分ごとに独立した線型的な関係を前提とし、ベースレイヤの画像からエンハンスメントレイヤの画像を近似的に予測することにより、ダイナミックレンジを変換する。ＤＲ予測部４０によりダイナミックレンジの変換されたベースレイヤの画像は、フレームメモリ２５に格納され、イントラ予測部３０又はインター予測部３５により、インターレイヤ予測において参照画像として使用され得る。また、ＤＲ予測部４０は、ＤＲ予測のために使用されるいくつかのパラメータを生成する。ＤＲ予測部４０により生成されるパラメータは、例えば、予測モードを示す予測モードパラメータを含む。また、予測モードとして適応パラメータモードが選択される場合には、ＤＲ予測部４０により生成されるパラメータは、色成分ごとの予測パラメータ、即ちゲイン及びオフセットを含む。ＤＲ予測部４０は、これら予測モードパラメータ及び予測パラメータを可逆符号化部１６へ出力する。
　図６Ａは、ＳＤＲ画像からＨＤＲ画像を予測する際の予測モードの３つの候補を示す表である。図６Ａを参照すると、予測モードの番号は「０」、「１」及び「２」のいずれかであり、即ち３種類の予測モードの候補が存在する。予測モード番号＝「０」の場合、次の式（１）～式（３）ように、ビットシフト（ビットインクリメント）によって各色成分のＳＤＲ画像の画素値（ＹＳＤＲ，ＵＳＤＲ，ＶＳＤＲ）からＨＤＲ画像の画素値（ＹＨＤＲ，ＵＨＤＲ，ＶＨＤＲ）が予測される。なお、式（１）～式（３）におけるｎｓｈｉｆｔは、ダイナミックレンジの差に相当するビット数を表す。このような予測モードを、本明細書ではビットシフトモードという。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　予測モード番号＝「１」ｏｒ「２」の場合、次の式（４）～式（６）のように、ゲインｇｉ及びオフセットｏｉ（ｉ＝１，２，３）を用いた線形的な変換によって、各色成分について、ＳＤＲ画像の画素値からＨＤＲ画像の画素値が予測される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　予測モード番号＝「１」の場合、ゲイン及びオフセットの値として予め仕様化される固定値が使用される。予測モード番号＝「１」の予測モードを、本明細書では固定パラメータモードという。予測モード番号＝「２」の場合、ゲイン及びオフセットの値として適応的に指定される可変値が使用される。予測モード番号＝「２」の予測モードを、本明細書では適応パラメータモードという。適応パラメータモードが選択される場合、６種類の予測パラメータ（３つのゲイン及び３つのオフセット）が予測パラメータとして追加的に符号化される。
　図６Ｂ及び図６Ｃは、予測パラメータのシンタックスの一例について説明するための説明図である。図６Ｂの第３行の“use_dr_prediction”は、ＰＰＳ（Picture　Parameter　Set）がダイナミックレンジ予測のためのシンタックスを含むか否かを示すフラグである。図６Ｂの第５行の“dr_pred_data()”は、ＤＲスケーラビリティ用のシンタックスの関数であり、その内容は図６Ｃに示されている。図６Ｃの第１行の“dr_prediction_model”は選択される予測モードを示すパラメータであり、図６Ａに例示した「０」、「１」及び「２」のいずれかの値をとる。適応パラメータモード（“dr_prediction_model=2”）の場合、第３行においてゲインの分母に対応するビット数（“numFractionBits”）が、第５行においてＩ番目の色成分についてのゲインの分子（“dr_prediction_gain[I]”）が、第６行においてＩ番目の色成分についてのオフセット（“dr_prediction_offset[I]”）がそれぞれ指定される。
　なお、適応パラメータモードは、３通りの予測モードの中で、最も高い予測精度を期待することのできるモードである。適応パラメータモードにおいてピクチャごとに符号化され得る予測パラメータの符号量を削減するために、ＤＲ予測部４０は、予測パラメータの過去の値からの差分を計算してもよい。この場合、予測モードパラメータ、及び予測パラメータの差分が、可逆符号化部１６により符号化され得る。
　　［２－２．ＤＲ予測部の詳細な構成］
　図７は、図５に示したＤＲ予測部４０の構成の一例を示すブロック図である。図７を参照すると、ＤＲ予測部４０は、アップサンプリング部４１、予測モード設定部４２、パラメータ計算部４３及びダイナミックレンジ（ＤＲ）変換部４４を有する。
　　　（１）アップサンプリング部
　アップサンプリング部４１は、共通メモリ２から取得されるベースレイヤの画像を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする。より具体的には、アップサンプリング部４１は、解像度比に応じて順に走査される補間画素の各々について、予め定義されるフィルタ係数でベースレイヤの画像をフィルタリングすることにより補間画素値を計算する。それにより、参照ブロックとして使用されるベースレイヤの画像の空間解像度が、エンハンスメントレイヤと同等の解像度まで高められる。アップサンプリング部４１は、アップサンプリング後の画像をパラメータ計算部４３及びＤＲ変換部４４へ出力する。なお、レイヤ間で解像度が等しい場合には、アップサンプリングはスキップされてよい。この場合、アップサンプリング部４１はベースレイヤの画像をそのままパラメータ計算部４３及びＤＲ変換部４４へ出力し得る。
　　　（２）予測モード設定部
　予測モード設定部４２は、ＤＲ予測のための予測モードの候補のうち、予め定義され又は動的に選択される予測モードを、ＤＲ予測部４０に設定する。予測モードの候補は、上述したビットシフトモード、固定パラメータモード及び適応パラメータモードを含み得る。ある実施例において、予測モード設定部４２は、ピクチャごとに最適な予測モードを設定し得る。他の実施例において、予測モード設定部４２は、スライスごとに最適な予測モードを設定し得る。１つのピクチャは、１つ以上のスライスを有し得る。また別の実施例において、予測モード設定部４２は、シーケンスごとに予測モードを設定し、１つのシーケンス内の複数のピクチャ及び複数のスライスにわたって同じ予測モードを維持し得る。予測モード設定部４２は、予測モードの各候補について符号化効率又は予測精度を評価し、最適な予測モードを選択してもよい。予測モード設定部４２は、設定した予測モードを示す予測モードパラメータを、可逆符号化部１６へ出力する。
　　　（３）パラメータ計算部
　パラメータ計算部４３は、予測モード設定部４２により適応パラメータモードが設定された場合に、又は予測モード設定部４２により適応パラメータモードの符号化効率若しくは予測精度が評価される場合に、適応パラメータモードにおいて使用されるべき予測パラメータを計算する。当該予測パラメータは、式（４）～式（６）に示したゲインｇｉ及びオフセットｏｉ（ｉ＝１，２，３）を含む。ここで、下付き文字のｉは、３種類の色成分の各々を意味する。ゲインｇｉは、ベースレイヤの画素値に乗算される係数である。オフセットｏｉは、ベースレイヤの画素値とゲインｇｉとの積に加算される数値である。パラメータ計算部４３は、例えば、アップサンプリング部４１から入力されるアップサンプリング後のベースレイヤの画像を並び替えバッファ１１から入力される原画像に最も近付けることのできるようなゲイン及びオフセットを、色成分ごとに計算し得る。
　さらに、一変形例において、パラメータ計算部４３は、予測モード設定部４２により予測モードとして適応パラメータモードが設定された場合に、ゲイン及びオフセットの過去の値からの差分を計算してもよい。ここでの過去の値とは、例えば、ピクチャごとにゲイン及びオフセットが計算される場合には、前回のピクチャについて計算された値であってよい。スライスごとにゲイン及びオフセットが計算される場合には、前回のピクチャの同じ位置のスライス（co-located　slice）について計算された値であってよい。パラメータ計算部４３は、前回のピクチャ又は前回のピクチャの同じ位置のスライスにビットシフトモードが設定された場合には、ビットシフト量に対応するゲイン及びオフセットの値を差分の基礎として使用し得る。また、パラメータ計算部４３は、前回のピクチャ又は前回のピクチャの同じ位置のスライスに固定パラメータモードが設定された場合には、予め定義される固定的なゲイン及びオフセットの値を差分の基礎として使用し得る。
　パラメータ計算部４３は、計算したゲイン及びオフセット（又はそれらの差分）を、可逆符号化部１６へ出力する。なお、ゲインの値は、小数値を含み得る。そこで、予測モード設定部４２は、ゲインの値を分母及び分子に分解して、それら分母及び分子（又はそれらの差分）を可逆符号化部１６へ出力してよい。また、予測モード設定部４２は、符号化効率を高め及び計算コストを低減するために、ゲインの分母の値を２の整数乗のみに制限してもよい。この場合、分母の値の２を底とする対数が、予測パラメータとして使用されてもよい。
　　　（４）ＤＲ変換部
　ＤＲ変換部４４は、予測モード設定部４２により設定される予測モードに従って、アップサンプリング部４１から入力されるアップサンプリング後のベースレイヤのＳＤＲ画像のダイナミックレンジを、エンハンスメントレイヤのＨＤＲ画像と同等のダイナミックレンジに変換する。例えば、ＤＲ変換部４４は、ビットシフトモードが設定された場合には、式（１）～式（３）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値を所定のビットシフト量だけ左方へシフトさせることにより、予測画素値を計算する。また、ＤＲ変換部４４は、固定パラメータモードが設定された場合には、式（４）～式（６）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値に固定的なゲインを乗算し、さらに固定的なオフセットを加算することにより、予測画素値を計算する。また、ＤＲ変換部４４は、適応パラメータモードが設定された場合には、固定的なゲイン及びオフセットの代わりに、パラメータ計算部４３により適応的に計算されるゲイン及びオフセットを用いて、予測画素値を計算する。それにより、インターレイヤ予測のための参照画像が生成される。ＤＲ変換部４４は、このように生成されるインターレイヤ予測のための参照画像（ＨＤＲ画像に相当する広いダイナミックレンジを有するベースレイヤの画像）を、フレームメモリ２５に格納する。
　　［２－３．シンタックスの例］
　　　（１）基本的な例
　予測モード設定部４２から出力される予測モードパラメータ及びパラメータ計算部４３から出力される予測パラメータ（色成分ごとのゲイン及びオフセット）は、図５に示した可逆符号化部１６により符号化され、エンハンスメントレイヤの符号化ストリームに挿入され得る。図８は、ＤＲ予測のためのこれら符号化パラメータのシンタックスの一例について説明するための説明図である。なお、ここではゲイン及びオフセットの差分が符号化される例を示すが、ゲイン及びオフセットそのものが符号化される場合にも、ここで説明するシンタックスは適用可能である（パラメータ名の先頭の“delta_”は削除され得る）。
　図８に示したシンタックスは、例えばＰＰＳに含まれてもよく、又はスライスヘッダに含まれてもよい。シンタックスの第１行の“dr_prediction_flag”は、当該ＰＰＳ又は当該スライスヘッダがＤＲ予測のための拡張されたシンタックスを含むか否かを示すフラグである。第３行の“dr_prediction_model”は、予測モード設定部４２により設定された予測モードを示す予測モードパラメータである。図６Ａを用いて説明したように、予測モードパラメータが「０」に等しい場合、予測モードはビットシフトモードである。予測モードパラメータが「１」に等しい場合、予測モードは固定パラメータモードである。予測モードパラメータが「２」に等しい場合、予測モードは適応パラメータモードである。なお、これら例に限定されず、他の種類の予測モードが採用されてもよい。第５行以降の予測パラメータは、予測モードパラメータが適応パラメータモードを示す場合に符号化される。第１０行の“delta_luma_log2_gain_denom”は、輝度成分のゲインの分母の値の２を底とする対数の、過去の値からの差分である。第１１行の“delta_luma_gain_dr”は、輝度成分のゲインの分子の値の、過去の値からの差分である。第１２行の“delta_luma_offset_dr”は、輝度成分のオフセットの値の、過去の値からの差分である。なお、第５行の“luma_gain_dr_flag”がゼロを示す場合、これら輝度成分の予測パラメータの差分の符号化は省略されてよい。この場合、予測パラメータの過去の値がそのまま最新のピクチャ又はスライスにおいても使用され得る（即ち、差分ゼロ）。第１５行の“delta_chroma_log2_gain_denom”は、色差成分のゲインの分母の値の２を底とする対数の、過去の値からの差分である。なお、図８では２つの色差成分について共通の分母が使用される例を示しているが、２つの色差成分について別個の分母が使用されてもよく、又は輝度成分のゲインの分母と色差成分のゲインの分母とが共通化されてもよい。第１７行の“delta_chroma_gain_dr[j]”は、ｊ番目（ｊ＝１，２）の色差成分のゲインの分子の値の、過去の値からの差分である。第１８行の“delta_chroma_offset_dr[j]”は、ｊ番目の色差成分のオフセットの値の、過去の値からの差分である。なお、第７行の“chroma_gain_dr_flag”がゼロを示す場合、これら色差成分の予測パラメータの差分の符号化は省略されてよい。この場合、予測パラメータの過去の値がそのまま最新のピクチャ又はスライスにおいても使用され得る（即ち、差分ゼロ）。
　図８の例では、ＰＰＳ又はスライスヘッダごとに予測モードパラメータ“dr_prediction_model”が符号化される。この場合、最新のピクチャ又はスライスの予測モードパラメータが適応パラメータモードを示す場合であっても、差分の基礎となる前回のピクチャ又は前回のピクチャの同じ位置のスライスについて、予測モードパラメータが適応パラメータモードを示していたとは限らない。例えば、前回の予測モードパラメータがビットシフトモードを示す場合、図８のシンタックスにおいて“delta_”というプレフィックスの付された差分パラメータは、予測パラメータの最新の値（ゲイン又はオフセット）からビットシフト量に対応するパラメータ値を減算することにより計算される差分をそれぞれ表す。例えば、ビットシフト量ｎｓｈｉｆｔが２に等しい場合には、対応するゲインの値は、２２＝４である。ビットシフト量ｎｓｈｉｆｔに関わらず、対応するオフセットの値はゼロであってよい。また、前回の予測モードパラメータが固定パラメータモードを示す場合、図８のシンタックスにおける差分パラメータは、予測パラメータの最新の値（ゲイン又はオフセット）から固定的なパラメータ値（ゲインｇｉ＿ｆｉｘｅｄ又はオフセットｏｉ＿ｆｉｘｅｄ）を減算することにより計算される差分をそれぞれ表す。ゲインｇｉ＿ｆｉｘｅｄ及びオフセットｏｉ＿ｆｉｘｅｄは、符号化されず、エンコーダ及びデコーダにおいて予め記憶される。前回の予測モードパラメータが適応パラメータモードを示す場合、図８のシンタックスにおける差分パラメータは、予測パラメータの最新の値（ゲイン又はオフセット）から前回のパラメータ値（ゲインｇｉ＿ｐｒｅｖ又はオフセットｏｉ＿ｐｒｅｖ）を減算することにより計算される差分をそれぞれ表す。図９は、ここで説明したゲイン及びオフセットの差分の基礎を、表形式で示している。なお、シーケンスの先頭などにおいて、過去の値が存在しない場合には、差分の基礎は、ゼロであってもよく又は固定的なパラメータ値（ゲインｇｉ＿ｆｉｘｅｄ若しくはオフセットｏｉ＿ｆｉｘｅｄ）であってもよい。
　　　（２）シーケンスごとの予測モードパラメータの符号化
　なお、図８の第１行の拡張フラグ“dr_prediction_flag”及び第３行の予測モードパラメータ“dr_prediction_model”は、シーケンスごとに符号化され、ＳＰＳ（Sequence　Parameter　Set）に挿入されてもよい。この場合、１つのシーケンス内では同じ予測モードが維持される。１つのシーケンス内で予測モードが変更されなければ、図９に例示したような前回の予測モードに依存する差分の基礎の切替えが不要となるため、差分計算の複雑さが緩和され、装置の実装が容易となる。また、拡張フラグ及び予測モードパラメータのための符号量を削減することもできる。
　　　（３）スライス又はタイルごとの予測パラメータの符号化
　図６Ｂ及び図６Ｃに関連して、ＤＲ予測のための予測モードパラメータ及び予測パラメータは、ピクチャごとに符号化され、ＰＰＳへ挿入されるものと説明した。しかし、画像の部分領域ごとに異なる輝度ダイナミックレンジが使用される用途を想定すると、予測モードパラメータ及び予測パラメータの差分をスライス又はタイルごとに符号化することが有益である。例えば、図１０に示した例において、ベースレイヤ画像ＩＭＢ１は、４つのタイルＴＢ１、ＴＢ２、ＴＢ３及びＴＢ４に分割される。エンハンスメントレイヤ画像ＩＭＥ１は、４つのタイルＴＥ１、ＴＥ２、ＴＥ３及びＴＥ４に分割される。４つのタイルは、それぞれ異なるカメラにより撮像される映像を映し出す。例えば、ベースレイヤ画像ＩＭＢ１は４つの地点に設置されるカメラからの合成映像のＳＤＲバージョンを表示し、エンハンスメントレイヤ画像ＩＭＥ１のタイルＴＥ２及びＴＥ４は、タイルＴＢ２及びＴＢ４と同じ合成映像のＨＤＲバージョンを表示し得る。この場合、タイルＴＥ２及びタイルＴＥ４に相当するスライスのスライスヘッダにおいてそれぞれ予測モードパラメータ及び予測パラメータを符号化することにより、タイルごとに最適なＤＲ予測を可能とし、符号化効率を高めることができる。
　　　（４）重み付け予測のためのシンタックスの再利用
　図８に例示したＤＲ予測の予測パラメータのシンタックスは、ＨＥＶＣにおいて導入される重み付け予測（Weighted　Prediction）に関連するパラメータのシンタックスに類似する。重み付け予測は、フェードイン及びフェードアウトなどのエフェクトが適用される映像についてインター予測の予測精度を改善するために導入される技術である。図１１は、重み付け予測関連パラメータについて非特許文献１により定義されているシンタックスを示している。
　図１１の第２行の“luma_log2_weight_denom”及び第４行の“delta_chroma_log2_weight_denom”は、それぞれ輝度成分及び色差成分の重みの分母の値を、重み付け予測において使用され得るＬ０参照フレーム及びＬ１参照フレームについて共通的に特定する。第５行から第２０行は、Ｌ０参照フレームについての残りの重み付け予測関連パラメータを特定する。第２１行から第３８行は、双予測（bi-prediction）が可能である場合に、Ｌ１参照フレームについての残りの重み付け予測関連パラメータを特定する。なお、個々のパラメータの意味は非特許文献１に記載されている。
　次の表１は、図１１に示した重み付け予測関連パラメータと、図８に例示したＤＲ予測のパラメータとの間のマッピングの一例を示している。表１から理解されるように、図８に例示したＤＲ予測のパラメータのうち、拡張フラグ“dr_prediction_flag”及び予測モードパラメータ“dr_prediction_model”以外の全てのパラメータは、重み付け予測のためのいずれかのパラメータにマッピング可能である。個々のパラメータの役割は例えば重み付け予測関連パラメータの値が必ずしも過去の値からの差分を意味しない点で相違し得るものの、互いにマッピングされるパラメータの型は同等である。ＤＲ予測では参照フレームが１つのみ（ベースレイヤ画像）であるため、参照フレーム番号に相当する引数ｉ及び変数“num_ref_idx_l0_active_minus1”は不要となる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　そこで、ある実施例において、可逆符号化部１６は、例えば、重み付け予測関連パラメータと共用されるシンタックスを有するヘッダ（スライスヘッダ）内に、ＤＲ予測の予測パラメータを符号化してもよい。それにより、新たなシンタックスを定義することが不要となり、シンタックスの冗長性が低減され、エンコーダ及びデコーダの実装及びバージョンアップの際の互換性の確保が容易となる。なお、拡張フラグ“dr_prediction_flag”及び予測モードパラメータ“dr_prediction_model”は、ＳＰＳ、ＰＰＳ又はスライスヘッダにおいて別途符号化され得る。また、重み付け予測関連パラメータ及びＤＲ予測のためのパラメータのいずれが符号化されているかを示すフラグが追加的に符号化されてもよい。
　なお、フェードイン及びフェードアウトなどのエフェクトは、通常、ベースレイヤ及びエンハンスメントレイヤの双方に同じように適用される。従って、符号化効率を高めるために、レイヤ間で重み付け予測関連パラメータを再利用することが有益である。エンハンスメントレイヤにおいてベースレイヤの重み付け予測関連パラメータが再利用される場合、可逆符号化部１６は、エンハンスメントレイヤ固有の重み付け予測関連パラメータを符号化しない。この場合、非特許文献１により定義されている図１１のシンタックスは、エンハンスメントレイヤにおいて重み付け予測のために使用されない。そこで、重み付け予測関連パラメータの代わりに、同じシンタックスでＤＲ予測の予測パラメータを符号化することにより、シンタックスの定義を効率的に活用することができる。この場合、Ｌ１参照フレームのパラメータのためのシンタックス（図１１の第２１行から第３８行）は使用されなくてよい。また、参照フレーム数（マイナス１）に対応する変数“num_ref_idx_l0_active_minus1”の値は、ゼロである（即ち、ダイナミックレンジを変換すべきベースレイヤ画像の数が１である）と見なされてよい。
　また、別の実施例において、エンハンスメントレイヤでも重み付け予測関連パラメータが符号化され、その一部がＤＲ予測のために再利用されてもよい。例えば、輝度成分及び色差成分のゲインの分母として、図１１に示した“luma_log2_weight_denom”及び“delta_chroma_log2_weight_denom”により特定される分母が再利用され得る。この場合、可逆符号化部１６は、図８に示した“delta_luma_log2_gain_denom”及び“delta_chroma_log2_gain_denom”を符号化しない。それにより、ＤＲ予測のために追加的に必要とされる符号量を削減し、符号化効率を高めることができる。
　　　（５）予測パラメータの２つのバージョンの提供
　前項では、重み付け予測関連パラメータのシンタックスをＤＲ予測の予測パラメータのために再利用する際に、Ｌ１参照フレームのパラメータのためのシンタックスは使用されなくてもよいと説明した。しかしながら、ある変形例において、Ｌ０参照フレームの及びＬ１参照フレームのパラメータのためのシンタックスの双方を再利用して、ＤＲ予測の予測パラメータの２つのバージョンが提供されてもよい。
　例えば、ＤＲ予測部４０のパラメータ計算部４３は、予測モード設定部４２により適応パラメータモードが設定され又は適応パラメータモードの符号化効率若しくは予測精度が評価される場合に、ゲインｇｉ及びオフセットｏｉ（ｉ＝１，２，３）の第１のバージョンを計算する。また、パラメータ計算部４３は、ゲインｇｉ及びオフセットｏｉ（ｉ＝１，２，３）の第２のバージョンも計算する。そして、ＤＲ変換部４４は、エンハンスメントレイヤの画像を予測するために、即ちインターレイヤ予測のための参照画像を生成するために、これら予測パラメータの第１のバージョン及び第２のバージョンを選択的に使用する。さらに、パラメータ計算部４３は、予測パラメータの第１のバージョンについての過去の値からの差分と、予測パラメータの第２のバージョンについての過去の値からの差分とを計算してもよい。可逆符号化部１６は、第１のバージョンについて計算される値（又はその差分）を、重み付け予測関連パラメータと共用されるシンタックスのＬ０参照フレーム用の部分へ符号化する。また、可逆符号化部１６は、第２のバージョンについて計算される値（又はその差分）を、重み付け予測関連パラメータと共用されるシンタックスのＬ１参照フレーム用の部分へ符号化する。
　以下、エンハンスメントレイヤの画像を予測する際に使用すべきバージョンを切り替えるための２つの例示的な手法について説明する。
　　　　（５－１）第１の手法
　第１の手法において、予測パラメータの第１のバージョン及び第２のバージョンは、画素値が属するバンドに応じて選択的に使用される。ここでの画素値のバンドとは、限定ではないものの、輝度成分については明るさ、色差成分については鮮やかさに相当し得る。
　図１２は、画素値が属するバンドに応じた予測パラメータの選択的な使用について説明するための説明図である。図１２には、輝度成分（Ｙ）及び色差成分（Ｃｂ／Ｃｒ）の画素値のレンジを表現する２本のバーが示されており、ビット深度が８ビットである場合にはこれらレンジは０から２５５までである。輝度成分のレンジは、境界値を基準に下側のバンドＰｂ１１及び上側のバンドＰｂ１２に区分されており、図１２の例では輝度成分の境界値は１２８（即ち、レンジの中央）に等しい。そして、ＤＲ変換部４４は、（例えば、アップサンプリング画像の）輝度成分の画素値がバンドＰｂ１１に属する場合には、当該画素値から予測画素値を計算する際に、予測パラメータの第１のバージョンを使用し得る。また、ＤＲ変換部４４は、輝度成分の画素値がバンドＰｂ１２に属する場合には、当該画素値から予測画素値を計算する際に、予測パラメータの第２のバージョンを使用し得る。また、色差成分のレンジは、２つの境界値を基準に内側のバンドＰｂ２１及び外側のバンドＰｂ２２に区分されており、図１２の例では色差成分の境界値は６４及び１９１（即ち、レンジの１／４の値及び３／４の値）に等しい。そして、ＤＲ変換部４４は、（例えば、アップサンプリング画像の）色差成分の画素値がバンドＰｂ２１に属する場合には、当該画素値から予測画素値を計算する際に、予測パラメータの第１のバージョンを使用し得る。また、ＤＲ変換部４４は、色差成分の画素値がバンドＰｂ２２に属する場合には、当該画素値から予測画素値を計算する際に、予測パラメータの第２のバージョンを使用し得る。
　使用すべきバージョンの切替えのための上記境界値は、予めエンコーダ及びデコーダの双方にとって既知であってもよい。その代わりに、可逆符号化部１６は、上記境界値を特定する境界情報をさらに符号化してもよい。境界情報は、例えば、輝度成分について、レンジの中央の基準値（例えば、ビット深度が８ビットであれば１２８）に加算される輝度成分用の調整値を示し得る。また、境界情報は、色差成分について、レンジの１／４に等しい第１の基準値から減算され及びレンジの３／４に等しい第２の基準値に加算される、色差成分用の調整値を示し得る。
　図１３は、第１の手法によって実現される予測モデルを輝度成分について簡略的に表現するグラフである。図１３のグラフの横軸はベースレイヤの輝度成分の画素値に対応し、当該画素値はＳＤＲで表現される。縦軸はエンハンスメントレイヤの輝度成分の画素値に対応し、当該画素値はＨＤＲで表現される。太線は、ベースレイヤの画素値から適応パラメータモードのゲイン及びオフセットを用いて予測されるエンハンスメントレイヤの予測画素値の軌跡を示している。この軌跡は、横軸上の境界値Ｙｂｏｒｄｅｒの左側のバンドＰｂ１１及び右側のバンドＰ１２において、異なる傾きと切片とを有し、折れ線状を呈する。このような折れ線状の軌跡を描く予測モデルが利用可能となれば、完全に線形（即ち、直線状の軌跡）な予測モデルと比較して、ＤＲ予測の予測誤差を低減し、符号化効率を向上させることが可能となる。境界値Ｙｂｏｒｄｅｒは、ベースレイヤの輝度成分の画素値の最大値Ｙｍａｘの半分（Ｙｍａｘ／２）に等しくてもよく、Ｙｍａｘ／２に調整値ｄＹを加算した値に等しくてもよい。調整値ｄＹの追加的な符号化は、境界値Ｙｂｏｒｄｅｒが適応的に制御され得ることを意味する。この場合、ＤＲ予測の予測モデルの柔軟性が拡張される結果として、予測精度を一層高めることが可能となる。
　図１４は、図１２を用いて説明した手法に関連するシンタックスの一例について説明するための説明図である。図１４に示したシンタックスにおける行番号は、図１１に示した重み付け予測関連パラメータのシンタックスの行番号に対応する。なお、重み付け予測関連パラメータのシンタックスのうちのＬ１参照フレームのパラメータのための部分は、説明の簡明さのために図から省略されている。図１４を参照すると、第２行の後に、追加的なフラグ“inter_layer_pred_flag”が定義されている。当該フラグ“inter_layer_pred_flag”は、このシンタックスがＤＲ予測パラメータのために利用される場合に真（True）に設定される。第１３行の後のパラメータ“delta_pix_value_luma[i]”は、輝度成分についての上述した境界情報である。一例として、パラメータ“delta_pix_value_luma[i]”は、輝度成分について、レンジの中央の基準値に加算される輝度成分用の調整値を特定する。第１８行の後のパラメータ“delta_pix_value_chroma[i][j]”は、色差成分についての上述した境界情報である。一例として、パラメータ“delta_pix_value_chroma[i][j]”は、色差成分について、レンジの１／４に等しい第１の基準値から減算され及びレンジの３／４に等しい第２の基準値に加算される、色差成分用の調整値を特定する。なお、図１４に示したこれら追加的なパラメータは、スライスヘッダではなくスライスヘッダの拡張（extension）に含まれてもよい。
　　　　（５－２）第２の手法
　第２の手法において、予測パラメータの第１のバージョン及び第２のバージョンは、画素が属する画像領域に応じて選択的に使用される。ここでの画像領域とは、ピクチャ、スライス又はタイルをセグメント化することにより形成され得る個々の領域に相当し得る。
　図１５は、画素が属する画像領域に応じた予測パラメータの選択的な使用について説明するための説明図である。図１５を参照すると、画像ＩＭ２が示されている。画像ＩＭ２は、例えばアップサンプリング部４１から出力され得るアップサンプリング画像であってよい。画像ＩＭ２は、上方の画像領域ＰＡ１及び下方の画像領域ＰＡ２にセグメント化されている。ＤＲ変換部４４は、例えば画像領域ＰＡ１に属する画素について予測画素値を計算する際に予測パラメータの第１のバージョンを使用し、画像領域ＰＡ２に属する画素について予測画素値を計算する際に予測パラメータの第２のバージョンを使用し得る。
　使用すべきバージョンの切替えのための領域境界は、予めエンコーダ及びデコーダの双方にとって既知であってもよい（例えば、ピクチャ、スライス又はタイルを２つに等分する境界、など）。その代わりに、可逆符号化部１６は、上記領域境界を特定する境界情報をさらに符号化してもよい。境界情報は、例えば、ラスタスキャン順で領域境界の後に続く最初のＬＣＵ（図中のＬＣＵ　Ｌｂｏｒｄｅｒ）を指定する情報であってもよい。領域境界の後に続く最初のＬＣＵは、ピクチャ、スライス又はタイルの所定の場所からカウントされるＬＣＵの数で指定されてもよく、又は当該最初のＬＣＵのヘッダに含められるフラグで指定されてもよい。前者の場合における所定の場所とは、ピクチャ、スライス若しくはタイルの先頭であってもよく、又はそれらの中間点（例えば、総ＬＣＵ数のちょうど半分の場所）であってもよい。後者の場合には、１ビットのフラグのみを符号化パラメータに追加するだけで、２つのバージョンの予測パラメータの切替えのための領域境界を適応的に制御することが可能となる。なお、ＨＥＶＣの既存の仕様において、スライスのサイズを直接的に示すサイズ情報は符号化されない。よって、デコーダは、通常、スライスを復号している最中に（当該スライスの復号が完了する前に）当該スライスのサイズを認識しない。従って、領域境界を特定する境界情報を追加的に符号化することは、領域境界が固定的（例えば、スライスを２つに等分する境界、など）であるケースでも有益である。
　図１６は、図１５を用いて説明した手法に関連するシンタックスの一例について説明するための説明図である。図１６に示したシンタックスにおける行番号は、図１１に示した重み付け予測関連パラメータのシンタックスの行番号に対応する。なお、重み付け予測関連パラメータのシンタックスのうちのＬ１参照フレームのパラメータのための部分は、説明の簡明さのために図から省略されている。図１６を参照すると、第２行の後に、図１４に示したものと同様の追加的なフラグ“inter_layer_pred_flag”が定義されている。当該フラグ“inter_layer_pred_flag”は、このシンタックスがＤＲ予測パラメータのために利用される場合に真（True）に設定される。当該フラグの後のパラメータ“delta_num_ctb”は、上述した境界情報である。パラメータ“delta_num_ctb”は、ラスタスキャン順で領域境界の後に続く最初のＬＣＵを、ＬＣＵの数で指定する情報である。ＬＣＵの数がピクチャ、スライス又はタイルの中間点からカウントされる場合には、パラメータ“delta_num_ctb”は正又は負の整数を示し得る。なお、図１６に示したこれら追加的なパラメータもまた、スライスヘッダではなくスライスヘッダの拡張（extension）に含まれてもよい。
　このように画像領域ごとに異なるバージョンの予測パラメータが利用可能となれば、それぞれの画像領域において最適な予測モデルをＤＲ予測に適用することが可能となる。例えば画像中の明るい領域と暗い領域とで、ゲイン及びオフセットの最適な組合せは異なる。そのような場合に、領域ごとに最適化されたゲイン及びオフセットをＤＲ予測のために使用することで、ＤＲ予測の予測誤差を低減し、符号化効率を向上させることができる。領域境界を特定する境界情報の追加的な符号化は、領域境界の場所が適応的に制御され得ることを意味する。この場合、画像の内容に合わせて領域境界を移動させてＤＲ予測の予測誤差をより一層低減することが可能となる。
　　　　（５－３）色成分ごとの制御
　一変形例において、予測パラメータの２つのバージョンを提供するという本項で述べた手法は、輝度成分にのみ適用され、色差成分には適用されなくてもよい。この場合、色差成分については、画素値が属するバンド又は画素が属する画像領域に関わらず、重み付け予測関連パラメータのシンタックスのうちのＬ０参照フレームのための部分に符号化され及び当該部分から復号され得る予測パラメータ（典型的には、ゲイン及びオフセット）が利用される。Ｌ１参照フレームのための部分に含まれる色差成分についてのパラメータは、可変長符号化によって最も短い符号語にマッピングされ得る任意の値（例えばゼロ）に設定されてよい（その値は、ＤＲ変換において無視され得る）。一般的に、主観的な画質への色差成分の寄与は輝度成分の寄与と比較してより小さいため、このようにＤＲ変換において色差成分の処理を簡略化することで、わずかな画質の犠牲を伴うだけで予測パラメータの符号量を削減することができる。
　また、色差成分の解像度が輝度成分の解像度と等しいことをクロマフォーマットが示す場合には輝度成分及び色差成分の双方について予測パラメータの２つのバージョンが提供され、色差成分の解像度が輝度成分の解像度よりも低いことをクロマフォーマットが示す場合には色差成分について予測パラメータの１つのバージョンのみが提供されてもよい。例えば、クロマフォーマットが４：２：０の場合、色差成分の解像度は、垂直方向及び水平方向の双方において輝度成分よりも低い。クロマフォーマットが４：２：２の場合、色差成分の解像度は、水平方向において輝度成分よりも低い。よって、これらケースにおいて色差成分についてのみ予測をより粗く実行することで、予測パラメータの符号量を効果的に低減することができる。
　　　（６）ビットシフトを実行するタイミングの制御
　ベースレイヤ画像とエンハンスメントレイヤ画像との間では、ダイナミックレンジのみならず、画像サイズ及びビット深度が異なり得る。これら３つの属性を変換する処理がそれぞれ別個に実行されるとすれば、インターレイヤの処理全体のために要する処理コストは非常に大きくなる。そこで、ＪＣＴＶＣ－Ｏ０１９４（“SCE4:　Test　5.1　results　on　bit-depth　and　color-gamut　scalability”，Alireza　Aminlou，　el.　al,　2013年10月23-11月1日）は、アップサンプリングのフィルタ演算の中にビットシフト演算を組み込むことで、処理コストを抑制することを提案している。
　図１７Ａ～図１７Ｃは、ＪＣＴＶＣ－Ｏ０１９４において提案された手法について説明するための説明図である。図１７Ａの例において、ベースレイヤの画像サイズは２Ｋ（例えば、１９２０×１０８０画素）、ダイナミックレンジはＳＤＲ、ビット深度は８ビットである。エンハンスメントレイヤの画像サイズは４Ｋ（例えば、３８４０×２１６０画素）、ダイナミックレンジはＨＤＲ、ビット深度は１０ビットである。インターレイヤ予測において、アップサンプリング部４１は、アップサンプリングと共にビットシフトを実行する（ステップＳ１）。例えば、フィルタ演算における２つの項の加算は１ビット分の左シフトに、４つの項の加算は２ビット分の左シフトに相当し得る。従って、ビットシフトは、実質的にはアップサンプリングと同時に行われ得る。その後、ＤＲ変換部４４は、アップサンプリング部４１から入力されるアップサンプリング後の画像のダイナミックレンジを変換する（ステップＳ３）。ここでのダイナミックレンジの変換は、重み付け予測に類似する線形的な変換であってよい。
　図１７Ｂの例において、ベースレイヤの画像サイズは２Ｋ、ダイナミックレンジはＳＤＲ、ビット深度は８ビットである。エンハンスメントレイヤの画像サイズは２Ｋ、ダイナミックレンジはＨＤＲ、ビット深度は１０ビットである。インターレイヤ予測において、アップサンプリング部４１は、レイヤ間で解像度が同じであるため、ビットシフトのみを実行する（ステップＳ２）。その後、ＤＲ変換部４４は、アップサンプリング部４１から入力されるアップサンプリング後の画像のダイナミックレンジを変換する（ステップＳ３）。
　図１７Ｃの例において、ベースレイヤの画像サイズは２Ｋ、ダイナミックレンジはＳＤＲ、ビット深度は８ビットである。エンハンスメントレイヤの画像サイズは４Ｋ、ダイナミックレンジはＳＤＲ、ビット深度は１０ビットである。インターレイヤ予測において、アップサンプリング部４１は、アップサンプリングと共にビットシフトを実行する（ステップＳ１）。レイヤ間でダイナミックレンジは同じであるため、ＤＲ変換部４４は、ＤＲ変換を実行しない。
　図１７Ａ及び図１７Ｃのケースでは、アップサンプリングとビットシフトとが同時に実行されるため、これらが別個に実行されるケースと比較して、インターレイヤの処理全体のために要する処理コストが抑制される。一方で、図１７Ｂのケースでは、ＤＲ変換自体がビットシフトに類似する演算を含んでいるにも関わらず、ビットシフトがＤＲ変換から独立して実行されるため、処理コストの観点で改善の余地がある。
　そこで、一実施例において、ＤＲ変換部４４がＤＲ変換の演算においてビットシフトを併せて実行することを可能とする。特に重み付け予測のためのシンタックスが再利用されることを想定すると、ＤＲ変換の演算は、次のように表現され得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　式（７）において、Ｘｋはｋ番目の色成分の変換前の画素値、Ｘｋ，Ｐｒｅｄはｋ番目の色成分の変換後の画素値である。ｗｋ、ｎｋ及びｏｋは、ｋ番目の色成分に適用される、それぞれ重み（ゲイン）の分子、２を底とする重みの分母の対数、及びオフセットである。ここで、レイヤ間のビット深度の差をｍビットとすると、ＤＲ変換部４４がｍビット分のビットシフト（左シフト）をＤＲ変換と同時に実行する際の演算は、次のように表現され得る。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
　ビットシフトをアップサンプリングと同時に実行することも、ビットシフトをＤＲ変換と同時に実行することも可能である場合、ビットシフトを実行するタイミングがエンコーダとデコーダとで（又は別々の実装を有するデコーダの間で）異なってしまう可能性が生じる。例えば、エンコーダがＤＲ変換と同時にビットシフトを実行したにも関わらず、デコーダがアップサンプリングと同時にビットシフトを実行すると、インターレイヤ予測の精度が低下する。そこで、本実施例において、可逆符号化部１６は、ビットシフトの実行タイミングを制御するビットシフト制御フラグをさらに符号化する。ビットシフト制御フラグは、例えば、エンハンスメントレイヤのビット深度がベースレイヤのビット深度よりも大きい場合に、インターレイヤ予測のためのビットシフトをＤＲ変換と同時に実行すべきか、又はアップサンプリングと同時に実行すべきか、を示す制御パラメータである。
　図１８Ａ～図１８Ｃは、インターレイヤ予測の処理コストを抑制するための新たな手法について説明するための説明図である。図１８Ａの例におけるベースレイヤ及びエンハンスメントレイヤの属性は、図１７Ａと同様である。但し、ビットシフト制御フラグは“１”（重み付け予測と同時にビットシフトを実行）を示す。この場合、インターレイヤ予測において、アップサンプリング部４１は、ビット深度を高めるためのビットシフトを行うことなく、アップサンプリングを実行する（ステップＳ４）。その後、ＤＲ変換部４４は、上の式（８）のように、アップサンプリング部４１から入力されるアップサンプリング後の画像のダイナミックレンジを変換すると同時に、ビットシフトを実行する（ステップＳ６）。
　図１８Ｂの例におけるベースレイヤ及びエンハンスメントレイヤの属性は、図１７Ｂと同様である。但し、ビットシフト制御フラグは“１”（重み付け予測と同時にビットシフトを実行）を示す。この場合、インターレイヤ予測において、アップサンプリング部４１は、ビットシフトもアップサンプリングも実行しない。ＤＲ変換部４４は、上の式（８）のように、ベースレイヤの画像のダイナミックレンジを変換すると同時に、ビットシフトを実行する（ステップＳ６）。
　図１８Ｃの例におけるベースレイヤ及びエンハンスメントレイヤの属性は、図１７Ｃと同様である。但し、ビットシフト制御フラグは“０”（アップサンプリングと同時にビットシフトを実行）を示す。この場合、インターレイヤ予測において、アップサンプリング部４１は、アップサンプリングと共にビットシフトを実行する（ステップＳ５）。レイヤ間でダイナミックレンジは同じであるため、ＤＲ変換部４４は、ＤＲ変換を実行しない。
　図１７Ａ～図１７Ｃと図１８Ａ～図１８Ｃとを対比すると、特に画像サイズがレイヤ間で変化しない第２の例（図１７Ｂ及び図１８Ｂ）に関し、新たな手法で処理ステップが削減されていることが理解される。また、新たな手法では、ビットシフト制御フラグの存在が、ビットシフトを実行するタイミングを適応的に切り替えてＤＲ予測の処理ステップ数を最小化することを可能としている。
　図１９は、図１８Ａ～図１８Ｃを用いて説明した手法に関連するシンタックスの一例について説明するための説明図である。図１９に示したシンタックスにおける行番号は、図１１に示した重み付け予測関連パラメータのシンタックスの行番号に対応する。なお、重み付け予測関連パラメータのシンタックスのうちのＬ１参照フレームのパラメータのための部分は、説明の簡明さのために図から省略されている。図１９を参照すると、第１行の後に、レイヤＩＤがゼロでない（即ち、当該レイヤがエンハンスメントレイヤである）場合に符号化される、２つの符号化パラメータ“weighted_prediction_and_bit_shift_luma_flag”及び“weighted_prediction_and_bit_shift_chroma_flag”が定義されている。このうち、前者は、輝度成分のビットシフトの実行タイミングを制御するためのビットシフト制御フラグである。後者は、色差成分のビットシフトの実行タイミングを制御するためのビットシフト制御フラグである。これらフラグは、ビットシフトをＤＲ変換と同時に実行すべき場合には真（True）に、ビットシフトをアップサンプリングと同時に実行すべき場合には偽（False）に設定される。画像サイズ及びビット深度は色成分ごとに異なるように定義され得るため、輝度成分及び色差成分について別々にビットシフト制御フラグを符号化することで、それら属性の定義に合せてビットシフトの実行タイミングを柔軟に制御することが可能となる。なお、ここでの例に限定されず、輝度成分及び色差成分の双方について単一のビットシフト制御フラグが符号化されてもよい。また、レイヤ間でビット深度が同じである場合には、ビットシフト制御フラグの符号化は省略されてもよく、又はフラグが特定の値（例えば、ゼロ）に設定されてもよい。また、インターレイヤ予測ではなくレイヤ内のインター予測における重み付け予測のために図１９のシンタックスが利用される場合にも、ビットシフト制御フラグの符号化は省略されてもよく、又はフラグが特定の値（例えば、ゼロ）に設定されてもよい。
　＜３．一実施形態に係る符号化時の処理の流れ＞
　　［３－１．概略的な流れ］
　図２０は、一実施形態に係る符号化時の概略的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、説明の簡明さのために、本開示に係る技術に直接的に関連しない処理ステップは、図から省略されている。
　図２０を参照すると、まず、ＢＬ符号化部１ａは、ベースレイヤの符号化処理を実行し、ベースレイヤの符号化ストリームを生成する（ステップＳ１１）。
　共通メモリ２は、ベースレイヤの符号化処理において生成されるベースレイヤの画像（復号画像及び予測誤差画像の一方又は双方）及びレイヤ間で再利用されるパラメータをバッファリングする（ステップＳ１２）。レイヤ間で再利用されるパラメータは、重み付け予測関連パラメータを含んでもよい。
　次に、ＥＬ符号化部１ｂは、エンハンスメントレイヤの符号化処理を実行し、エンハンスメントレイヤの符号化ストリームを生成する（ステップＳ１３）。ここで実行されるエンハンスメントレイヤの符号化処理において、共通メモリ２によりバッファリングされているベースレイヤの画像は、ＤＲ予測部４０によりアップサンプリングされ、そのダイナミックレンジがＳＤＲからＨＤＲへ変換される。そして、ＤＲ変換後のベースレイヤの画像は、インターレイヤ予測において参照画像として使用され得る。
　次に、多重化部３は、ＢＬ符号化部１ａにより生成されるベースレイヤの符号化ストリームと、ＥＬ符号化部１ｂにより生成されるエンハンスメントレイヤの符号化ストリームとを多重化し、マルチレイヤの多重化ストリームを生成する（ステップＳ１４）。
　　［３－２．ＤＲ予測処理］
　　　（１）第１の例
　図２１は、エンハンスメントレイヤの符号化処理におけるＤＲ予測処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。ここで説明するＤＲ予測処理は、ピクチャ又はスライスごとに繰り返される。
　図２１を参照すると、まず、アップサンプリング部４１は、共通メモリ２から取得されるベースレイヤの画像を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする（ステップＳ２０）。
　次に、予測モード設定部４２は、ＤＲ予測のための予測モードの候補のうちのいずれかの予測モードを、ピクチャ（又はスライス）に設定する（ステップＳ２２）。予測モード設定部４２は、予め定義される予測モードを設定してもよく、又は予測モードの各候補についての符号化効率若しくは予測精度の評価に基づいて動的に選択される予測モードを設定してもよい。
　次に、可逆符号化部１６は、予測モード設定部４２により設定された予測モードを示す予測モードパラメータを符号化する（ステップＳ２５）。可逆符号化部１６により符号化された予測モードパラメータは、例えばＰＰＳ又はスライスヘッダへ挿入される。
　その後の処理は、予測モード設定部４２により設定された予測モードに依存して分岐する（ステップＳ２６、Ｓ２８）。例えば、設定された予測モードが適応パラメータモードである場合、パラメータ計算部４３は、ＤＲ予測（変換）のために使用すべき最適なゲイン及びオフセットの値を計算する（ステップＳ３０）。パラメータ計算部４３は、さらに、計算した最適なゲイン及びオフセットの値の過去の値からの差分を計算してもよい。そして、可逆符号化部１６は、パラメータ計算部４３により計算されたゲイン及びオフセット（又はそれらの差分）を符号化する（ステップＳ３２）。可逆符号化部１６により符号化されたこれら予測パラメータは、例えばＰＰＳ又はスライスヘッダへ挿入される。
　設定された予測モードが適応パラメータモード又は固定パラメータモードである場合、ＤＲ変換部４４は、式（４）～式（６）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値に適応的に計算された又は固定的なゲインを乗算し、さらにオフセットを加算することにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ３４）。
　設定された予測モードがビットシフトモードである場合、ＤＲ変換部４４は、式（１）～式（３）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値を所定のビットシフト量だけ左方へシフトさせることにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ３６）。
　処理対象のピクチャ又はスライス内の全ての予測画素値が計算されると、ＤＲ変換部４４は、ＤＲ変換後のベースレイヤの画像、即ちＨＤＲ画像としての予測画像を、フレームメモリ２５に格納する（ステップＳ３８）。
　その後、未処理の次のピクチャ又はスライスが存在する場合には、処理はステップＳ２０へ戻り、次のピクチャ又はスライスについて上述した処理が繰り返される（ステップＳ４０）。
　　　（２）第２の例
　図２２は、エンハンスメントレイヤの符号化処理におけるＤＲ予測処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。
　図２２を参照すると、まず、予測モード設定部４２は、ＤＲ予測のための予測モードの候補のうちのいずれかの予測モードを、シーケンスに設定する（ステップＳ２１）。次に、可逆符号化部１６は、予測モード設定部４２により設定された予測モードを示す予測モードパラメータを符号化する（ステップＳ２３）。可逆符号化部１６により符号化された予測モードパラメータは、ＳＰＳへ挿入される。
　ステップＳ２４～ステップＳ４０の処理は、シーケンス内のピクチャ又はスライスごとに繰り返される。
　アップサンプリング部４１は、共通メモリ２から取得されるベースレイヤの画像を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする（ステップＳ２４）。
　さらに、予測モード設定部４２により設定された予測モードに依存して、処理は分岐する（ステップＳ２６、Ｓ２８）。例えば、設定された予測モードが適応パラメータモードである場合、パラメータ計算部４３は、ＤＲ予測（変換）のために使用すべき最適なゲイン及びオフセットの値を計算する（ステップＳ３０）。パラメータ計算部４３は、さらに、計算した最適なゲイン及びオフセットの値の過去の値からの差分を計算してもよい。そして、可逆符号化部１６は、パラメータ計算部４３により計算されたゲイン及びオフセット（又はそれらの差分）を符号化する（ステップＳ３２）。可逆符号化部１６により符号化されたこれら予測パラメータは、例えばＰＰＳ又はスライスヘッダへ挿入される。
　設定された予測モードが適応パラメータモード又は固定パラメータモードである場合、ＤＲ変換部４４は、式（４）～式（６）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値に適応的に計算された又は固定的なゲインを乗算し、さらにオフセットを加算することにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ３４）。
　設定された予測モードがビットシフトモードである場合、ＤＲ変換部４４は、式（１）～式（３）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値を所定のビットシフト量だけ左方へシフトさせることにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ３６）。
　処理対象のピクチャ又はスライス内の全ての予測画素値が計算されると、ＤＲ変換部４４は、ＤＲ変換後のベースレイヤの画像、即ちＨＤＲ画像としての予測画像を、フレームメモリ２５に格納する（ステップＳ３８）。
　その後、シーケンス内に未処理の次のピクチャ又はスライスが存在する場合には、処理はステップＳ２４へ戻り、次のピクチャ又はスライスについてアップサンプリング及びＤＲ変換が繰り返される（ステップＳ４０）。また、シーケンス内の全てのピクチャ又は全てのスライスについてＤＲ変換が終了した場合には、次のシーケンスが存在するかがさらに判定される（ステップＳ４２）。そして、次のシーケンスが存在する場合には、処理はステップＳ２１へ戻り、次のシーケンスについて上述した処理が繰り返される。
　　　（３）第３の例
　図２３は、エンハンスメントレイヤの符号化処理におけるＤＲ予測処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。
　図２３を参照すると、まず、予測モード設定部４２は、ＤＲ予測のための予測モードの候補のうちのいずれかの予測モードを、シーケンスに設定する（ステップＳ２１）。次に、可逆符号化部１６は、予測モード設定部４２により設定された予測モードを示す予測モードパラメータを符号化する（ステップＳ２３）。可逆符号化部１６により符号化された予測モードパラメータは、ＳＰＳへ挿入される。
　ステップＳ２４～ステップＳ４１の処理は、シーケンス内のスライスごとに繰り返される。
　アップサンプリング部４１は、共通メモリ２から取得されるベースレイヤの画像を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする（ステップＳ２４）。ここでのアップサンプリングのフィルタ演算は、ビットシフトを含んでもよく、又は含まなくてもよい。
　さらに、予測モード設定部４２により設定された予測モードに依存して、処理は分岐する（ステップＳ２６、Ｓ２８）。例えば、設定された予測モードが適応パラメータモードである場合、パラメータ計算部４３は、ＤＲ予測（変換）のために使用すべき最適なゲイン及びオフセットの値を計算する（ステップＳ３０）。パラメータ計算部４３は、さらに、計算した最適なゲイン及びオフセットの値の過去の値からの差分を計算してもよい。そして、可逆符号化部１６は、計算されたゲイン及びオフセット（又はそれらの差分）を、重み付け予測関連パラメータのシンタックスを再利用することにより符号化する（ステップＳ３３）。可逆符号化部１６により符号化されたこれら予測パラメータは、スライスヘッダへ挿入される。上述したビットシフト制御フラグがシンタックスにおいて採用される場合には、符号化されたビットシフト制御フラグもまた、ここでスライスヘッダへ挿入され得る。
　設定された予測モードが適応パラメータモード又は固定パラメータモードである場合、ＤＲ変換部４４は、式（４）～式（６）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値に適応的に計算された又は固定的なゲインを乗算し、さらにオフセットを加算することにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ３４）。ステップＳ２４においてビットシフトが行われていない場合には、ここでの予測画素値の計算がビットシフトを含んでもよい。
　設定された予測モードがビットシフトモードである場合、ＤＲ変換部４４は、式（１）～式（３）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値を所定のビットシフト量だけ左方へシフトさせることにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ３６）。
　処理対象のスライス内の全ての予測画素値が計算されると、ＤＲ変換部４４は、ＤＲ変換後のベースレイヤの画像、即ちＨＤＲ画像としての予測画像を、フレームメモリ２５に格納する（ステップＳ３８）。
　その後、シーケンス内に未処理の次のスライスが存在する場合には、処理はステップＳ２４へ戻り、次のスライスについてアップサンプリング及びＤＲ変換が繰り返される（ステップＳ４１）。また、シーケンス内の全てのスライスについてＤＲ変換が終了した場合には、次のシーケンスが存在するかがさらに判定される（ステップＳ４２）。そして、次のシーケンスが存在する場合には、処理はステップＳ２１へ戻り、次のシーケンスについて上述した処理が繰り返される。
　　　（４）第４の例
　図２４は、エンハンスメントレイヤの符号化処理におけるＤＲ予測処理の流れの第４の例を示すフローチャートである。
　図２４を参照すると、まず、予測モード設定部４２は、ＤＲ予測のための予測モードの候補のうちのいずれかの予測モードを、シーケンスに設定する（ステップＳ２１）。次に、可逆符号化部１６は、予測モード設定部４２により設定された予測モードを示す予測モードパラメータを符号化する（ステップＳ２３）。可逆符号化部１６により符号化された予測モードパラメータは、ＳＰＳへ挿入される。
　ステップＳ２４～ステップＳ４１の処理は、シーケンス内のスライスごとに繰り返される。
　アップサンプリング部４１は、共通メモリ２から取得されるベースレイヤの画像を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする（ステップＳ２４）。ここでのアップサンプリングのフィルタ演算は、ビットシフトを含んでもよく、又は含まなくてもよい。
　さらに、予測モード設定部４２により設定された予測モードに依存して、処理は分岐する（ステップＳ２６、Ｓ２８）。例えば、設定された予測モードが適応パラメータモードである場合、パラメータ計算部４３は、ＤＲ予測（変換）のために使用すべきゲイン及びオフセットの第１のバージョンを計算する（ステップＳ３１ａ）。同様に、パラメータ計算部４３は、ゲイン及びオフセットの第２のバージョンを計算する（ステップＳ３１ｂ）。これら第１のバージョン及び第２のバージョンは、それぞれ、画素値のレンジのうちの第１のバンド及び第２のバンドのために使用すべき最適な値のセットを含んでもよい。その代わりに、これら第１のバージョン及び第２のバージョンは、それぞれ、第１の画像領域及び第２の画像領域のために使用すべき最適な値のセットを含んでもよい。パラメータ計算部４３は、さらに、第１のバージョン及び第２のバージョンについて、ゲイン及びオフセットの値の過去の値からの差分をそれぞれ計算してもよい。そして、可逆符号化部１６は、重み付け予測関連パラメータのシンタックスのＬ０参照フレーム用の部分及びＬ１参照フレーム用の部分へ、第１のバージョン及び第２のバージョンについて計算された予測パラメータ（又はそれらの差分）をそれぞれ符号化する（ステップＳ３３ｂ）。可逆符号化部１６により符号化されたこれら予測パラメータは、スライスヘッダへ挿入される。上述したビットシフト制御フラグがシンタックスにおいて採用される場合には、符号化されたビットシフト制御フラグもまた、ここでスライスヘッダへ挿入され得る。
　その後の処理の流れは、画素値が属するバンド又は画素が属する画像領域に応じた予測パラメータのバージョンの切替えがステップＳ３４において行われ得ることを除き、図２３を用いて説明した第３の例と同様であってよい。なお、可逆符号化部１６は、ステップＳ３３ｂにおいて、予測パラメータのバージョンの切替えのためのバンド間の境界値又は画像領域間の領域境界を特定する境界情報を、例えばスライスヘッダ又はスライスヘッダの拡張へ、追加的に符号化してもよい。
　　　（５）処理順序の変形例
　既存の手法によれば、インターレイヤ処理（inter-layer　processing）において、ＤＲ変換は、アップサンプリング（及び必要に応じてビットシフト）が実行された後に実行される。図２１～図２４のフローチャートも、そのような処理順序を踏襲している。しかしながら、ＤＲ変換の処理コストは変換対象の画素数に比例するため、アップサンプリングによって増加した画素を対象としてＤＲ変換を実行することは、処理コストの観点で最適とは言えない。また、ビットシフト後の拡張されたビット深度を有する画素を対象としてＤＲ変換を実行することは、ＤＲ変換の演算に要する処理リソース（例えば、レジスタの所要ビット数）もより多くなることを意味する。そこで、一変形例として、ＤＲ予測部４０は、エンハンスメントレイヤの空間解像度（画像サイズ）がベースレイヤの空間解像度よりも高い場合に、ベースレイヤ画像のダイナミックレンジを変換した後、変換された当該画像をアップサンプリングすることにより、エンハンスメントレイヤ画像を予測してもよい。
　図２５Ａは、インターレイヤ予測の処理順序の典型的な例について説明するための説明図である。図２５Ａには、一例として図１７Ａと同様の２つの処理ステップが示されている。まず、ベースレイヤのスライスデータに含まれる画像の画像サイズ及びビット深度（例えば、２Ｋ／８ビット）は、アップサンプリング及びビットシフトによってそれぞれ（例えば、４Ｋ／１０ビットに）高められる。次に、アップサンプリング後の画像のダイナミックレンジが、予測パラメータに従ってエンハンスメントレイヤのより広いダイナミックレンジに変換される。
　図２５Ｂは、一変形例における新たなインターレイヤ予測の処理順序の一例について説明するための説明図である。本変形例において、まず、ＤＲ予測部４０は、ベースレイヤのスライスデータに含まれる画像のダイナミックレンジを、予測パラメータに従ってエンハンスメントレイヤのより広いダイナミックレンジに変換する。次に、ＤＲ予測部４０は、ＤＲ変換後の画像の画像サイズ（例えば、２Ｋ）を、アップサンプリングによって（例えば、４Ｋに）高める。ビットシフトは、ＤＲ変換と同時に実行されてもよく、又はアップサンプリングと同時に実行されてもよい。ビットシフトを実行すべきタイミングが、ビットシフト制御フラグによって指定されてもよい。このような新たな処理順序によれば、ＤＲ変換の変換対象の画素数及びビット深度が既存の処理順序のケースと比較して低減されるため、インターレイヤの処理全体のための処理コストが一層抑制される。
　＜４．一実施形態に係るＥＬ復号部の構成例＞
　　［４－１．全体的な構成］
　図２６は、図４に示したＥＬ復号部６ｂの構成の一例を示すブロック図である。図２６を参照すると、ＥＬ復号部６ｂは、蓄積バッファ６１、可逆復号部６２、逆量子化部６３、逆直交変換部６４、加算部６５、ループフィルタ６６、並び替えバッファ６７、Ｄ／Ａ（Digital　to　Analogue）変換部６８、フレームメモリ６９、セレクタ７０及び７１、イントラ予測部８０、インター予測部８５並びにＤＲ予測部９０を備える。
　蓄積バッファ６１は、逆多重化部５から入力されるエンハンスメントレイヤの符号化ストリームを記憶媒体を用いて一時的に蓄積する。
　可逆復号部６２は、蓄積バッファ６１から入力されるエンハンスメントレイヤの符号化ストリームから、符号化の際に使用された符号化方式に従ってエンハンスメントレイヤの量子化データを復号する。また、可逆復号部６２は、符号化ストリームのヘッダ領域に挿入されている情報を復号する。可逆復号部６２により復号される情報は、例えば、イントラ予測に関する情報及びインター予測に関する情報を含み得る。ＤＲ予測のためのパラメータもまた、エンハンスメントレイヤにおいて復号され得る。可逆復号部６２は、量子化データを逆量子化部６３へ出力する。また、可逆復号部６２は、イントラ予測に関する情報をイントラ予測部８０へ出力する。また、可逆復号部６２は、インター予測に関する情報をインター予測部８５へ出力する。また、可逆復号部６２は、ＤＲ予測のためのパラメータをＤＲ予測部９０へ出力する。
　逆量子化部６３は、可逆復号部６２から入力される量子化データを、符号化の際に使用されたものと同じ量子化ステップで逆量子化し、エンハンスメントレイヤの変換係数データを復元する。逆量子化部６３は、復元した変換係数データを逆直交変換部６４へ出力する。
　逆直交変換部６４は、符号化の際に使用された直交変換方式に従い、逆量子化部６３から入力される変換係数データについて逆直交変換を行うことにより、予測誤差データを生成する。逆直交変換部６４は、生成した予測誤差データを加算部６５へ出力する。
　加算部６５は、逆直交変換部６４から入力される予測誤差データと、セレクタ７１から入力される予測画像データとを加算することにより、復号画像データを生成する。そして、加算部６５は、生成した復号画像データをループフィルタ６６及びフレームメモリ６９へ出力する。
　ループフィルタ６６は、ＥＬ符号化部１ｂのループフィルタ２４と同様、ブロック歪みを軽減するデブロックフィルタ、各画素値にオフセット値を加えるサンプル適応オフセットフィルタ、及び原画像との誤差を最小化する適応ループフィルタを含む。ループフィルタ６６は、加算部６５から入力される復号画像データをフィルタリングし、フィルタリング後の復号画像データを並び替えバッファ６７及びフレームメモリ６９へ出力する。
　並び替えバッファ６７は、ループフィルタ６６から入力される画像を並び替えることにより、時系列の一連の画像データを生成する。そして、並び替えバッファ６７は、生成した画像データをＤ／Ａ変換部６８へ出力する。
　Ｄ／Ａ変換部６８は、並び替えバッファ６７から入力されるデジタル形式の画像データをアナログ形式の画像信号に変換する。そして、Ｄ／Ａ変換部６８は、例えば、画像復号装置６０と接続されるディスプレイ（図示せず）にアナログ画像信号を出力することにより、エンハンスメントレイヤの画像を表示させる。
　フレームメモリ６９は、加算部６５から入力されるフィルタリング前の復号画像データ、ループフィルタ６６から入力されるフィルタリング後の復号画像データ、及びＤＲ予測部９０から入力されるベースレイヤの参照画像データを記憶媒体を用いて記憶する。
　セレクタ７０は、可逆復号部６２により取得されるモード情報に応じて、画像内のブロックごとに、フレームメモリ６９からの画像データの出力先をイントラ予測部８０とインター予測部８５との間で切り替える。例えば、セレクタ７０は、イントラ予測モードが指定された場合には、フレームメモリ６９から供給されるフィルタリング前の復号画像データを参照画像データとしてイントラ予測部８０へ出力する。また、セレクタ７０は、インター予測モードが指定された場合には、フィルタリング後の復号画像データを参照画像データとしてインター予測部８５へ出力する。さらに、イントラ予測部８０又はインター予測部８５においてインターレイヤ予測が実行される場合、セレクタ７０は、ベースレイヤの参照画像データをイントラ予測部８０又はインター予測部８５へ供給する。
　セレクタ７１は、可逆復号部６２により取得されるモード情報に応じて、加算部６５へ供給すべき予測画像データの出力元をイントラ予測部８０とインター予測部８５との間で切り替える。例えば、セレクタ７１は、イントラ予測モードが指定された場合には、イントラ予測部８０から出力される予測画像データを加算部６５へ供給する。また、セレクタ７１は、インター予測モードが指定された場合には、インター予測部８５から出力される予測画像データを加算部６５へ供給する。
　イントラ予測部８０は、可逆復号部６２から入力されるイントラ予測に関する情報とフレームメモリ６９からの参照画像データとに基づいてエンハンスメントレイヤのイントラ予測処理を行い、予測画像データを生成する。イントラ予測処理は、ＰＵごとに実行される。イントラ予測部８０は、イントラ予測モードとしてイントラＢＬ予測又はイントラ残差予測が指定された場合には、予測対象ブロックに対応するベースレイヤ内のコロケーテッドブロックを参照ブロックとして使用する。イントラＢＬ予測の場合、イントラ予測部８０は、参照ブロックの復号画像に基づいて予測画像を生成する。イントラ残差予測の場合、イントラ予測部８０は、参照ブロックの予測誤差画像に基づいてイントラ予測の予測誤差を予測し、予測した予測誤差の加算された予測画像を生成する。イントラ予測部８０は、生成したエンハンスメントレイヤの予測画像データをセレクタ７１へ出力する。
　インター予測部８５は、可逆復号部６２から入力されるインター予測に関する情報とフレームメモリ６９からの参照画像データとに基づいてエンハンスメントレイヤのインター予測処理（動き補償処理）を行い、予測画像データを生成する。インター予測処理は、ＰＵごとに実行される。インター予測部８５は、インター予測モードとしてインター残差予測が指定された場合には、予測対象ブロックに対応するベースレイヤ内のコロケーテッドブロックを参照ブロックとして使用する。インター残差予測の場合、インター予測部８５は、参照ブロックの予測誤差画像に基づいてインター予測の予測誤差を予測し、予測した予測誤差の加算された予測画像を生成する。インター予測部８５は、生成したエンハンスメントレイヤの予測画像データをセレクタ７１へ出力する。
　ＤＲ予測部９０は、共通メモリ７によりバッファリングされるベースレイヤの画像（復号画像又は予測誤差画像）を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする。また、ＤＲ予測部９０は、ベースレイヤの画像よりも大きい輝度ダイナミックレンジをエンハンスメントレイヤの画像が有する場合に、アップサンプリングしたベースレイヤの画像のダイナミックレンジを、エンハンスメントレイヤの画像と同等のダイナミックレンジに変換する。本実施形態において、ＤＲ予測部９０は、ベースレイヤ及びエンハンスメントレイヤの間の色成分ごとに独立した線型的な関係を前提とし、ベースレイヤの画像からエンハンスメントレイヤの画像を近似的に予測することにより、ダイナミックレンジを変換する。ＤＲ予測部９０によりダイナミックレンジの変換されたベースレイヤの画像は、フレームメモリ６９に格納され、イントラ予測部８０又はインター予測部８５により、インターレイヤ予測において参照画像として使用され得る。ＤＲ予測部９０は、ＤＲ予測のための予測モードを示す予測モードパラメータを、可逆復号部６２から取得する。また、ＤＲ予測部９０は、予測モードパラメータが適応パラメータモードを示す場合には、予測パラメータ（又はその過去の値からの差分）を、可逆復号部６２からさらに取得する。そして、ＤＲ予測部９０は、可逆復号部６２から取得されるこれらパラメータを用いて、アップサンプリング後のベースレイヤの画像からエンハンスメントレイヤの画像を予測する。
　　［４－２．ＤＲ予測部の詳細な構成］
　図２７は、図２６に示したＤＲ予測部９０の構成の一例を示すブロック図である。図２７を参照すると、ＤＲ予測部９０は、アップサンプリング部９１、予測モード設定部９２、パラメータ設定部９３及びＤＲ変換部９４を有する。
　　　（１）アップサンプリング部
　アップサンプリング部９１は、共通メモリ７から取得されるベースレイヤの画像を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする。より具体的には、アップサンプリング部９１は、解像度比に応じて順に走査される補間画素の各々について、予め定義されるフィルタ係数でベースレイヤの画像をフィルタリングすることにより補間画素値を計算する。それにより、参照ブロックとして使用されるベースレイヤの画像の空間解像度が、エンハンスメントレイヤと同等の解像度まで高められる。アップサンプリング部９１は、アップサンプリング後の画像をＤＲ変換部９４へ出力する。なお、レイヤ間で解像度が等しい場合には、アップサンプリングはスキップされてよい。この場合、アップサンプリング部４１はベースレイヤの画像をそのままパラメータ計算部４３及びＤＲ変換部４４へ出力し得る。
　　　（２）予測モード設定部
　予測モード設定部９２は、ＤＲ予測のための予測モードの候補のうち、可逆復号部６２により復号される予測モードパラメータにより示される予測モードを、ＤＲ予測部９０に設定する。予測モードの候補は、上述したビットシフトモード、固定パラメータモード及び適応パラメータモードを含み得る。ある実施例において、予測モード設定部９２は、ＰＰＳから復号される予測モードパラメータに従って、予測モードを設定し得る。他の実施例において、予測モード設定部９２は、スライスヘッダから復号される予測モードパラメータに従って、予測モードを設定し得る。また別の実施例において、予測モード設定部９２は、ＳＰＳから復号される予測モードパラメータに従って、予測モードを設定し得る。ＳＰＳから予測モードパラメータが復号される場合、１つのシーケンス内で同じ予測モードが維持され得る。
　　　（３）パラメータ設定部
　パラメータ設定部９３は、予測モード設定部９２により適応パラメータモードが設定された場合に、ＤＲ予測のために使用されるべき予測パラメータを、可逆復号部６２により復号される予測パラメータに従って設定する。ここでの予測パラメータは、式（４）～式（６）に示したゲインｇｉ及びオフセットｏｉ（ｉ＝１，２，３）を含む。
　一変形例によれば、パラメータ設定部９３は、適応パラメータモードにおいて、可逆復号部６２から、ゲイン及びオフセットの差分を取得する。この場合、パラメータ設定部９３は、それぞれゲイン及びオフセットの過去の値に差分を加算することにより、ゲイン及びオフセットの最新の値を計算し得る。ここでの過去の値とは、例えば、ピクチャごとにゲイン及びオフセットが計算される場合には、前回のピクチャについて計算された値であってよい。スライスごとにゲイン及びオフセットが計算される場合には、前回のピクチャの同じ位置のスライスについて計算された値であってよい。パラメータ設定部９３は、最新の予測モードパラメータが適応パラメータモードを示し、前回の予測モードパラメータがビットシフトモードを示す場合には、可逆復号部６２により復号される差分を、ビットシフト量に対応する予測パラメータ値に加算する。また、パラメータ設定部９３は、最新の予測モードパラメータが適応パラメータモードを示し、前回の予測モードパラメータが固定パラメータモードを示す場合には、可逆復号部６２により復号される差分を、予め定義される固定的な予測パラメータ値に加算する。ゲイン及びオフセットの差分をどのような過去の値（即ち、差分の基礎）にそれぞれ加算すべきかは、図９に示されている。
　パラメータ設定部９３は、ゲイン及びオフセットの設定値を、ＤＲ変換部９４へ出力する。なお、ゲインの値は、小数値を含み得るため、その分母及び分子（又はそれらの差分）が別々に復号され得る。従って、パラメータ設定部９３は、可逆復号部６２からゲインの分母及び分子（又はそれらの差分）をそれぞれ取得し得る。ＤＲ変換部９４によるゲインの乗算は、実際には、整数である分子の乗算と、分母での除算に相当するシフト演算とにより行われ得る。ゲインの分母の値の範囲は、計算コストを低減するために２の整数乗のみに制限されてもよい。この場合、分母の値の２を底とする対数が、予測パラメータとして使用されてもよい。
　　　（４）ＤＲ変換部
　ＤＲ変換部９４は、予測モード設定部９２により設定される予測モードに従って、アップサンプリング部９１から入力されるアップサンプリング後のベースレイヤのＳＤＲ画像のダイナミックレンジを、エンハンスメントレイヤのＨＤＲ画像と同等のダイナミックレンジに変換する。例えば、ＤＲ変換部９４は、ビットシフトモードが設定された場合には、式（１）～式（３）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値を所定のビットシフト量だけ左方へシフトさせることにより、予測画素値を計算する。また、ＤＲ変換部９４は、固定パラメータモードが設定された場合には、式（４）～式（６）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値に固定的なゲインを乗算し、さらに固定的なオフセットを加算することにより、予測画素値を計算する。また、ＤＲ変換部９４は、適応パラメータモードが設定された場合には、固定的なゲイン及びオフセットの代わりに、パラメータ設定部９３により設定されるゲイン及びオフセットを用いて、予測画素値を計算する。それにより、インターレイヤ予測のための参照画像が生成される。ＤＲ変換部９４は、このように生成されるインターレイヤ予測のための参照画像（ＨＤＲ画像に相当する広いダイナミックレンジを有するベースレイヤの画像）を、フレームメモリ６９に格納する。
　可逆復号部６２により復号される予測モードパラメータ及び予測パラメータ（色成分ごとのゲイン及びオフセット）のシンタックスの例は、図８に示されている。これらパラメータは、可逆復号部６２によりエンハンスメントレイヤの符号化ストリームから復号され得る。図８に示したシンタックスは、例えばＰＰＳに含まれてもよく、又はスライスヘッダに含まれてもよい。上述したように、予測モードパラメータ及び予測パラメータがスライスヘッダから復号される例は、画像の部分領域ごとに異なるダイナミックレンジが使用される用途において有益である。また、拡張フラグ“dr_prediction_flag”及び予測モードパラメータ“dr_prediction_model”は、シーケンスごとにＳＰＳから復号されてもよい。この場合、１つのシーケンス内では同じ予測モードが維持される。
　さらに、ある実施例において、可逆復号部６２は、表１に示したマッピングに従い、重み付け予測関連パラメータと共用されるシンタックスを有するヘッダ（スライスヘッダ）から、ＤＲ予測の予測パラメータを復号してもよい。このようなシンタックスの再利用により、シンタックスの冗長性が低減され、エンコーダ及びデコーダの実装及びバージョンアップの際の互換性の確保が容易となる。但し、拡張フラグ“dr_prediction_flag”及び予測モードパラメータ“dr_prediction_model”は、ＳＰＳ、ＰＰＳ又はスライスヘッダから別途復号されてよい。また、可逆復号部６２は、重み付け予測関連パラメータ及びＤＲ予測のためのパラメータのいずれが符号化されているかを示すフラグを復号し、復号した当該フラグに応じてＤＲ予測のためのパラメータを復号してもよい。レイヤ間で重み付け予測関連パラメータが再利用される場合には、可逆復号部６２は、エンハンスメントレイヤ固有の重み付け予測関連パラメータを復号せず、その代わりに同じシンタックスでＤＲ予測の予測パラメータを復号し得る。この場合、Ｌ１参照フレームのパラメータのためのシンタックス（図１１の第２１行から第３８行）は使用されなくてよい。また、参照フレーム数（マイナス１）に対応する変数“num_ref_idx_l0_active_minus1”の値は、ゼロである（即ち、ダイナミックレンジを変換すべきベースレイヤ画像の数が１である）と見なされてよい。
　また、別の実施例において、可逆復号部６２は、重み付け予測関連パラメータの一部をＤＲ予測のために再利用してもよい。例えば、輝度成分及び色差成分のゲインの分母として、図１１に示した“luma_log2_weight_denom”及び“delta_chroma_log2_weight_denom”により特定される分母が再利用され得る。この場合、可逆復号部６２は、図８に示した“delta_luma_log2_gain_denom”及び“delta_chroma_log2_gain_denom”を復号しない。
　また、ある変形例において、可逆復号部６２は、重み付け予測関連パラメータと共用されるシンタックスのＬ０参照フレーム用の部分からＤＲ予測の予測パラメータの第１のバージョン（又はその差分）を復号し、及び当該シンタックスのＬ１参照フレーム用の部分からＤＲ予測の予測パラメータの第２のバージョン（又はその差分）を復号してもよい。差分がそれぞれ復号される場合、パラメータ設定部９３は、ＤＲ予測の予測パラメータの第１のバージョンを当該第１のバージョンについて復号された差分を用いて計算し、ＤＲ予測の予測パラメータの第２のバージョンを当該第２のバージョンについて復号された差分を用いて計算する。そして、ＤＲ変換部９４は、予測パラメータの第１のバージョン及び第２のバージョンを、エンハンスメントレイヤの画像を予測するために、即ちインターレイヤ予測のための参照画像を生成するために選択的に使用する。
　上記変形例において、ＤＲ変換部９４は、例えば、画素値が属するバンドに応じて、予測パラメータの第１のバージョン及び第２のバージョンのうち使用すべきバージョンを選択してもよい。使用すべきバージョンの切替えのためのバンド間の境界に対応する境界値は、予めエンコーダ及びデコーダの双方にとって既知であってもよく、又は適応的に設定されてもよい。境界値が適応的に設定される場合、ＤＲ変換部９４は、可逆復号部６２によりさらに復号され得る境界情報により特定される境界値に従って、画素値が属するバンドを判定する。そして、ＤＲ変換部９４は、その判定結果に基づいて、予測パラメータの第１のバージョン又は第２のバージョンのうち使用すべきバージョンを選択し得る。
　その代わりに、上記変形例において、ＤＲ変換部９４は、例えば、画素が属する画像領域に応じて、予測パラメータの第１のバージョン及び第２のバージョンのうち使用すべきバージョンを選択してもよい。使用すべきバージョンの切替えのための領域境界は、予めエンコーダ及びデコーダの双方にとって既知であってもよく、又は適応的に設定されてもよい。領域境界が適応的に設定される場合、ＤＲ変換部９４は、可逆復号部６２によりさらに復号され得る境界情報により特定される領域境界に従って、画素が属する画像領域を判定する。そして、ＤＲ変換部９４は、その判定結果に基づいて、予測パラメータの第１のバージョン又は第２のバージョンのうち使用すべきバージョンを選択し得る。
　このような変形例によれば、既存の手法と比較してＤＲ予測の予測誤差が低減され、予測誤差データの符号量は減少する。その結果として、符号化効率が高められる。予測パラメータの２つのバージョンを提供するという手法は、上述したように、輝度成分にのみ適用され、色差成分には適用されなくてもよい。
　また、一実施例において、ＤＲ変換部９４は、エンハンスメントレイヤのビット深度がベースレイヤのビット深度よりも大きい場合に、エンハンスメントレイヤの画像を予測する際のビットシフトをＤＲ変換と同時に実行することを、可能とされる。可逆復号部６２は、エンハンスメントレイヤの制御パラメータとして、インターレイヤの処理においてビットシフトをＤＲ変換と同時に実行すべきかを示すビットシフト制御フラグを復号する。そして、ＤＲ変換部９４は、ビットシフトをＤＲ変換と同時に実行すべきであることをビットシフト制御フラグが示す場合にはビットシフトをＤＲ変換と同時に実行し、そうでない場合にはビットシフトを例えばアップサンプリングと同時に実行する。それにより、ビットシフトを実行するタイミングを適応的に切り替えて、インターレイヤの処理における処理ステップ数を最小化することが可能となる。その結果、既存の手法と比較して、処理コストが抑制され得る。可逆復号部６２は、輝度成分及び色差成分について別々にビットシフト制御フラグを復号してもよい。この場合、色成分ごとの設定（画像サイズ及びビット深度の設定）に合わせたより柔軟な制御が可能となる。ビットシフト制御フラグは、典型的には、図１９に例示したように、スライスヘッダから復号され得る。しかしながら、かかる例に限定されず、ビットシフト制御フラグは、ＳＰＳ又はＰＰＳなどの他の場所から復号されてもよい。
　＜５．一実施形態に係る復号時の処理の流れ＞
　　［５－１．概略的な流れ］
　図２８は、一実施形態に係る復号時の概略的な処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、説明の簡明さのために、本開示に係る技術に直接的に関連しない処理ステップは、図から省略されている。
　図２８を参照すると、まず、逆多重化部５は、マルチレイヤの多重化ストリームをベースレイヤの符号化ストリーム及びエンハンスメントレイヤの符号化ストリームに逆多重化する（ステップＳ６０）。
　次に、ＢＬ復号部６ａは、ベースレイヤの復号処理を実行し、ベースレイヤの符号化ストリームからベースレイヤ画像を再構築する（ステップＳ６１）。
　共通メモリ７は、ベースレイヤの復号処理において生成されるベースレイヤの画像（復号画像及び予測誤差画像の一方又は双方）及びレイヤ間で再利用されるパラメータをバッファリングする（ステップＳ６２）。レイヤ間で再利用されるパラメータは、重み付け予測関連パラメータを含んでもよい。
　次に、ＥＬ復号部６ｂは、エンハンスメントレイヤの復号処理を実行し、エンハンスメントレイヤ画像を再構築する（ステップＳ６３）。ここで実行されるエンハンスメントレイヤの復号処理において、共通メモリ７によりバッファリングされているベースレイヤの画像は、ＤＲ予測部９０によりアップサンプリングされ、そのダイナミックレンジがＳＤＲからＨＤＲへ変換される。そして、ＤＲ変換後のベースレイヤの画像は、インターレイヤ予測において参照画像として使用され得る。
　　［５－２．ＤＲ予測処理］
　　　（１）第１の例
　図２９は、エンハンスメントレイヤの復号処理におけるＤＲ予測処理の流れの第１の例を示すフローチャートである。ここで説明するＤＲ予測処理は、ピクチャ又はスライスごとに繰り返される。
　図２９を参照すると、まず、アップサンプリング部９１は、共通メモリ７から取得されるベースレイヤの画像を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする（ステップＳ７０）。
　また、可逆復号部６２は、ＤＲ予測のために設定されるべき予測モードを示す予測モードパラメータを、ＰＰＳ又はスライスヘッダから復号する（ステップＳ７２）。そして、予測モード設定部９２は、復号された予測モードパラメータにより示される予測モードを、ピクチャ（又はスライス）に設定する（ステップＳ７５）。
　その後の処理は、予測モード設定部９２により設定された予測モードに依存して分岐する（ステップＳ７６、Ｓ７８）。例えば、設定された予測モードが適応パラメータモードである場合、可逆復号部６２は、ＰＰＳ又はスライスヘッダからゲイン及びオフセット（又はそれらの過去の値からの差分）を復号する（ステップＳ８０）。そして、パラメータ設定部９３は、最新のピクチャ又はスライスに、使用すべきゲイン及びオフセットを設定する（ステップＳ８２）。パラメータ設定部９３は、ゲイン及びオフセットの差分が復号された場合には、復号された差分をゲイン及びオフセットの過去の値にそれぞれ加算することにより、使用すべきゲイン及びオフセットを計算し得る。
　設定された予測モードが適応パラメータモード又は固定パラメータモードである場合、ＤＲ変換部９４は、式（４）～式（６）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値に動的に設定された又は固定的なゲインを乗算し、さらにオフセットを加算することにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ８４）。
　設定された予測モードがビットシフトモードである場合、ＤＲ変換部９４は、式（１）～式（３）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値を所定のビットシフト量だけ左方へシフトさせることにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ８６）。
　処理対象のピクチャ又はスライス内の全ての予測画素値が計算されると、ＤＲ変換部９４は、ＤＲ変換後のベースレイヤの画像、即ちＨＤＲ画像としての予測画像を、フレームメモリ６９に格納する（ステップＳ８８）。
　その後、未処理の次のピクチャ又はスライスが存在する場合には、処理はステップＳ７０へ戻り、次のピクチャ又はスライスについて上述した処理が繰り返される（ステップＳ９０）。
　　　（２）第２の例
　図３０は、エンハンスメントレイヤの復号処理におけるＤＲ予測処理の流れの第２の例を示すフローチャートである。
　図３０を参照すると、まず、可逆復号部６２は、ＤＲ予測のために設定されるべき予測モードを示す予測モードパラメータを、ＳＰＳから復号する（ステップＳ７１）。そして、予測モード設定部９２は、復号された予測モードパラメータにより示される予測モードを、シーケンスに設定する（ステップＳ７３）。
　ステップＳ７４～ステップＳ９０の処理は、シーケンス内のピクチャ又はスライスごとに繰り返される。
　アップサンプリング部９１は、共通メモリ７から取得されるベースレイヤの画像を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする（ステップＳ７４）。
　さらに、予測モード設定部９２により設定された予測モードに依存して、処理は分岐する（ステップＳ７６、Ｓ７８）。例えば、設定された予測モードが適応パラメータモードである場合、可逆復号部６２は、ＰＰＳ又はスライスヘッダからゲイン及びオフセット（又はそれらの過去の値からの差分）を復号する（ステップＳ８０）。そして、パラメータ設定部９３は、最新のピクチャ又はスライスに、使用すべきゲイン及びオフセットを設定する（ステップＳ８２）。パラメータ設定部９３は、ゲイン及びオフセットの差分が復号された場合には、復号された差分をゲイン及びオフセットの過去の値にそれぞれ加算することにより、使用すべきゲイン及びオフセットを計算し得る。
　設定された予測モードが適応パラメータモード又は固定パラメータモードである場合、ＤＲ変換部９４は、式（４）～式（６）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値に動的に設定された又は固定的なゲインを乗算し、さらにオフセットを加算することにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ８４）。
　設定された予測モードがビットシフトモードである場合、ＤＲ変換部９４は、式（１）～式（３）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値を所定のビットシフト量だけ左方へシフトさせることにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ８６）。
　処理対象のピクチャ又はスライス内の全ての予測画素値が計算されると、ＤＲ変換部９４は、ＤＲ変換後のベースレイヤの画像、即ちＨＤＲ画像としての予測画像を、フレームメモリ６９に格納する（ステップＳ８８）。
　その後、シーケンス内に未処理の次のピクチャ又はスライスが存在する場合には、処理はステップＳ７４へ戻り、次のピクチャ又はスライスについてアップサンプリング及びＤＲ変換が繰り返される（ステップＳ９０）。また、シーケンス内の全てのピクチャ又は全てのスライスについてＤＲ変換が終了した場合には、次のシーケンスが存在するかがさらに判定される（ステップＳ９２）。そして、次のシーケンスが存在する場合には、処理はステップＳ７１へ戻り、次のシーケンスについて上述した処理が繰り返される。
　　　（３）第３の例
　図３１は、エンハンスメントレイヤの復号処理におけるＤＲ予測処理の流れの第３の例を示すフローチャートである。
　図３１を参照すると、まず、可逆復号部６２は、ＤＲ予測のために設定されるべき予測モードを示す予測モードパラメータを、ＳＰＳから復号する（ステップＳ７１）。そして、予測モード設定部９２は、復号された予測モードパラメータにより示される予測モードを、シーケンスに設定する（ステップＳ７３）。
　ステップＳ７４～ステップＳ９１の処理は、シーケンス内のスライスごとに繰り返される。
　アップサンプリング部９１は、共通メモリ７から取得されるベースレイヤの画像を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする（ステップＳ７４）。
　さらに、予測モード設定部９２により設定された予測モードに依存して、処理は分岐する（ステップＳ７６、Ｓ７８）。例えば、設定された予測モードが適応パラメータモードである場合、可逆復号部６２は、重み付け予測関連パラメータのシンタックスを再利用することにより符号化されているゲイン及びオフセット（又はそれらの過去の値からの差分）を、スライスヘッダから復号する（ステップＳ８１）。そして、パラメータ設定部９３は、最新のピクチャ又はスライスに、使用すべきゲイン及びオフセットを設定する（ステップＳ８２）。パラメータ設定部９３は、ゲイン及びオフセットの差分が復号された場合には、復号された差分をゲイン及びオフセットの過去の値にそれぞれ加算することにより、使用すべきゲイン及びオフセットを計算し得る。
　設定された予測モードが適応パラメータモード又は固定パラメータモードである場合、ＤＲ変換部９４は、式（４）～式（６）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値に動的に設定された又は固定的なゲインを乗算し、さらにオフセットを加算することにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ８４）。なお、符号化ストリームから復号され得るビットシフト制御フラグに従って、ここでの予測画素値の計算が、レイヤ間で異なるビット深度を補うためのビットシフトを含んでもよい。また、ビットシフトは、ステップＳ７４におけるアップサンプリングのフィルタ演算に含まれてもよい。
　設定された予測モードがビットシフトモードである場合、ＤＲ変換部９４は、式（１）～式（３）に従って、アップサンプリング後のベースレイヤの画素値を所定のビットシフト量だけ左方へシフトさせることにより、各画素の予測画素値を計算する（ステップＳ８６）。
　処理対象のスライス内の全ての予測画素値が計算されると、ＤＲ変換部９４は、ＤＲ変換後のベースレイヤの画像、即ちＨＤＲ画像としての予測画像を、フレームメモリ６９に格納する（ステップＳ８８）。
　その後、シーケンス内に未処理の次のスライスが存在する場合には、処理はステップＳ７４へ戻り、次のスライスについてアップサンプリング及びＤＲ変換が繰り返される（ステップＳ９１）。また、シーケンス内の全てのスライスについてＤＲ変換が終了した場合には、次のシーケンスが存在するかがさらに判定される（ステップＳ９２）。そして、次のシーケンスが存在する場合には、処理はステップＳ７１へ戻り、次のシーケンスについて上述した処理が繰り返される。
　　　（４）第４の例
　図３２は、エンハンスメントレイヤの復号処理におけるＤＲ予測処理の流れの第４の例を示すフローチャートである。
　図３２を参照すると、まず、可逆復号部６２は、ＤＲ予測のために設定されるべき予測モードを示す予測モードパラメータを、ＳＰＳから復号する（ステップＳ７１）。そして、予測モード設定部９２は、復号された予測モードパラメータにより示される予測モードを、シーケンスに設定する（ステップＳ７３）。
　ステップＳ７４～ステップＳ９１の処理は、シーケンス内のスライスごとに繰り返される。
　アップサンプリング部９１は、共通メモリ７から取得されるベースレイヤの画像を、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤとの間の解像度比に従ってアップサンプリングする（ステップＳ７４）。
　さらに、予測モード設定部９２により設定された予測モードに依存して、処理は分岐する（ステップＳ７６、Ｓ７８）。例えば、設定された予測モードが適応パラメータモードである場合、可逆復号部６２は、重み付け予測関連パラメータのシンタックスのＬ０参照フレーム用の部分及びＬ１参照フレーム用の部分から、予測パラメータの第１のバージョン及び第２のバージョンをそれぞれ復号する（ステップＳ８１ｂ）。そして、パラメータ設定部９３は、使用すべきゲイン及びオフセットの第１のバージョンを設定する（ステップＳ８３ａ）。同様に、パラメータ設定部９３は、使用すべきゲイン及びオフセットの第２のバージョンを設定する（ステップＳ８３ｂ）。これら第１のバージョン及び第２のバージョンは、それぞれ、画素値のレンジのうちの第１のバンド及び第２のバンドのために使用すべき最適な値のセットを含んでもよい。その代わりに、これら第１のバージョン及び第２のバージョンは、それぞれ、第１の画像領域及び第２の画像領域のために使用すべき最適な値のセットを含んでもよい。パラメータ設定部９３は、各バージョンについてゲイン及びオフセットの差分が復号された場合には、復号された差分を各バージョンのゲイン及びオフセットの過去の値にそれぞれ加算することにより、使用すべきゲイン及びオフセットを計算し得る。
　その後の処理の流れは、画素値が属するバンド又は画素が属する画像領域に応じた予測パラメータのバージョンの切替えがステップＳ８４において行われ得ることを除き、図３１を用いて説明した第３の例と同様であってよい。なお、可逆復号部６２は、ステップＳ８１ｂにおいて、予測パラメータのバージョンの切替えのためのバンド間の境界値又は画像領域間の領域境界を特定する境界情報を、例えばスライスヘッダ又はスライスヘッダの拡張から、追加的に復号してもよい。
　　　（５）処理順序の変形例
　図２９～図３２のフローチャートは、アップサンプリングの実行後にＤＲ変換が実行される例を示している。しかしながら、図２５Ａ及び図２５Ｂを用いて説明したように、一変形例として、ＤＲ予測部９０は、エンハンスメントレイヤの空間解像度（画像サイズ）がベースレイヤの空間解像度よりも高い場合に、ベースレイヤ画像のダイナミックレンジを変換した後、変換された当該画像をアップサンプリングすることにより、エンハンスメントレイヤ画像を予測してもよい。そのような処理順序によれば、ＤＲ変換の変換対象の画素数及びビット深度が既存の処理順序のケースと比較して低減されるため、インターレイヤの処理全体のための処理コストを一層抑制することができる。
　＜６．応用例＞
　　［６－１．様々な製品への応用］
　上述した実施形態に係る画像符号化装置１０及び画像復号装置６０は、衛星放送、ケーブルＴＶなどの有線放送、インターネット上での配信、及びセルラー通信による端末への配信などにおける送信機若しくは受信機、光ディスク、磁気ディスク及びフラッシュメモリなどの媒体に画像を記録する記録装置、又は、これら記憶媒体から画像を再生する再生装置などの様々な電子機器に応用され得る。以下、４つの応用例について説明する。
　　　（１）第１の応用例
　図３３は、上述した実施形態を適用したテレビジョン装置の概略的な構成の一例を示している。テレビジョン装置９００は、アンテナ９０１、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、表示部９０６、音声信号処理部９０７、スピーカ９０８、外部インタフェース９０９、制御部９１０、ユーザインタフェース９１１、及びバス９１２を備える。
　チューナ９０２は、アンテナ９０１を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９０２は、復調により得られた符号化ビットストリームをデマルチプレクサ９０３へ出力する。即ち、チューナ９０２は、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送手段としての役割を有する。
　デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームから視聴対象の番組の映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、分離した各ストリームをデコーダ９０４へ出力する。また、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームからＥＰＧ（Electronic　Program　Guide）などの補助的なデータを抽出し、抽出したデータを制御部９１０に供給する。なお、デマルチプレクサ９０３は、符号化ビットストリームがスクランブルされている場合には、デスクランブルを行ってもよい。
　デコーダ９０４は、デマルチプレクサ９０３から入力される映像ストリーム及び音声ストリームを復号する。そして、デコーダ９０４は、復号処理により生成される映像データを映像信号処理部９０５へ出力する。また、デコーダ９０４は、復号処理により生成される音声データを音声信号処理部９０７へ出力する。
　映像信号処理部９０５は、デコーダ９０４から入力される映像データを再生し、表示部９０６に映像を表示させる。また、映像信号処理部９０５は、ネットワークを介して供給されるアプリケーション画面を表示部９０６に表示させてもよい。また、映像信号処理部９０５は、映像データについて、設定に応じて、例えばノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。さらに、映像信号処理部９０５は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのＧＵＩ（Graphical　User　Interface）の画像を生成し、生成した画像を出力画像に重畳してもよい。
　表示部９０６は、映像信号処理部９０５から供給される駆動信号により駆動され、表示デバイス（例えば、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ又はＯＬＥＤなど）の映像面上に映像又は画像を表示する。
　音声信号処理部９０７は、デコーダ９０４から入力される音声データについてＤ／Ａ変換及び増幅などの再生処理を行い、スピーカ９０８から音声を出力させる。また、音声信号処理部９０７は、音声データについてノイズ除去などの追加的な処理を行ってもよい。
　外部インタフェース９０９は、テレビジョン装置９００と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。例えば、外部インタフェース９０９を介して受信される映像ストリーム又は音声ストリームが、デコーダ９０４により復号されてもよい。即ち、外部インタフェース９０９もまた、画像が符号化されている符号化ストリームを受信する、テレビジョン装置９００における伝送手段としての役割を有する。
　制御部９１０は、ＣＰＵ（Central　Processing　Unit）などのプロセッサ、並びにＲＡＭ（Random　Access　Memory）及びＲＯＭ（Read　Only　Memory）などのメモリを有する。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラム、プログラムデータ、ＥＰＧデータ、及びネットワークを介して取得されるデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、テレビジョン装置９００の起動時にＣＰＵにより読み込まれ、実行される。ＣＰＵは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９１１から入力される操作信号に応じて、テレビジョン装置９００の動作を制御する。
　ユーザインタフェース９１１は、制御部９１０と接続される。ユーザインタフェース９１１は、例えば、ユーザがテレビジョン装置９００を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９１１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９１０へ出力する。
　バス９１２は、チューナ９０２、デマルチプレクサ９０３、デコーダ９０４、映像信号処理部９０５、音声信号処理部９０７、外部インタフェース９０９及び制御部９１０を相互に接続する。
　このように構成されたテレビジョン装置９００において、デコーダ９０４は、上述した実施形態に係る画像復号装置６０の機能を有する。それにより、複雑な実装を要求することなく、ＳＤＲ画像からＨＤＲ画像を相応の画質で予測する仕組みをテレビジョン装置９００に取り入れることが可能となる。
　　　（２）第２の応用例
　図３４は、上述した実施形態を適用した携帯電話機の概略的な構成の一例を示している。携帯電話機９２０は、アンテナ９２１、通信部９２２、音声コーデック９２３、スピーカ９２４、マイクロホン９２５、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、制御部９３１、操作部９３２、及びバス９３３を備える。
　アンテナ９２１は、通信部９２２に接続される。スピーカ９２４及びマイクロホン９２５は、音声コーデック９２３に接続される。操作部９３２は、制御部９３１に接続される。バス９３３は、通信部９２２、音声コーデック９２３、カメラ部９２６、画像処理部９２７、多重分離部９２８、記録再生部９２９、表示部９３０、及び制御部９３１を相互に接続する。
　携帯電話機９２０は、音声通話モード、データ通信モード、撮影モード及びテレビ電話モードを含む様々な動作モードで、音声信号の送受信、電子メール又は画像データの送受信、画像の撮像、及びデータの記録などの動作を行う。
　音声通話モードにおいて、マイクロホン９２５により生成されるアナログ音声信号は、音声コーデック９２３に供給される。音声コーデック９２３は、アナログ音声信号を音声データへ変換し、変換された音声データをＡ／Ｄ変換し圧縮する。そして、音声コーデック９２３は、圧縮後の音声データを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、音声データを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して音声データを生成し、生成した音声データを音声コーデック９２３へ出力する。音声コーデック９２３は、音声データを伸張し及びＤ／Ａ変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
　また、データ通信モードにおいて、例えば、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザによる操作に応じて、電子メールを構成する文字データを生成する。また、制御部９３１は、文字を表示部９３０に表示させる。また、制御部９３１は、操作部９３２を介するユーザからの送信指示に応じて電子メールデータを生成し、生成した電子メールデータを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、電子メールデータを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号して電子メールデータを復元し、復元した電子メールデータを制御部９３１へ出力する。制御部９３１は、表示部９３０に電子メールの内容を表示させると共に、電子メールデータを記録再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
　記録再生部９２９は、読み書き可能な任意の記憶媒体を有する。例えば、記憶媒体は、ＲＡＭ又はフラッシュメモリなどの内蔵型の記憶媒体であってもよく、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、ＵＳＢメモリ、又はメモリカードなどの外部装着型の記憶媒体であってもよい。
　また、撮影モードにおいて、例えば、カメラ部９２６は、被写体を撮像して画像データを生成し、生成した画像データを画像処理部９２７へ出力する。画像処理部９２７は、カメラ部９２６から入力される画像データを符号化し、符号化ストリームを記録再生部９２９の記憶媒体に記憶させる。
　また、テレビ電話モードにおいて、例えば、多重分離部９２８は、画像処理部９２７により符号化された映像ストリームと、音声コーデック９２３から入力される音声ストリームとを多重化し、多重化したストリームを通信部９２２へ出力する。通信部９２２は、ストリームを符号化及び変調し、送信信号を生成する。そして、通信部９２２は、生成した送信信号をアンテナ９２１を介して基地局（図示せず）へ送信する。また、通信部９２２は、アンテナ９２１を介して受信される無線信号を増幅し及び周波数変換し、受信信号を取得する。これら送信信号及び受信信号には、符号化ビットストリームが含まれ得る。そして、通信部９２２は、受信信号を復調及び復号してストリームを復元し、復元したストリームを多重分離部９２８へ出力する。多重分離部９２８は、入力されるストリームから映像ストリーム及び音声ストリームを分離し、映像ストリームを画像処理部９２７、音声ストリームを音声コーデック９２３へ出力する。画像処理部９２７は、映像ストリームを復号し、映像データを生成する。映像データは、表示部９３０に供給され、表示部９３０により一連の画像が表示される。音声コーデック９２３は、音声ストリームを伸張し及びＤ／Ａ変換し、アナログ音声信号を生成する。そして、音声コーデック９２３は、生成した音声信号をスピーカ９２４に供給して音声を出力させる。
　このように構成された携帯電話機９２０において、画像処理部９２７は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１０及び画像復号装置６０の機能を有する。それにより、複雑な実装を要求することなく、ＳＤＲ画像からＨＤＲ画像を相応の画質で予測する仕組みを携帯電話機９２０に取り入れることが可能となる。
　　　（３）第３の応用例
　図３５は、上述した実施形態を適用した記録再生装置の概略的な構成の一例を示している。記録再生装置９４０は、例えば、受信した放送番組の音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録する。また、記録再生装置９４０は、例えば、他の装置から取得される音声データ及び映像データを符号化して記録媒体に記録してもよい。また、記録再生装置９４０は、例えば、ユーザの指示に応じて、記録媒体に記録されているデータをモニタ及びスピーカ上で再生する。このとき、記録再生装置９４０は、音声データ及び映像データを復号する。
　記録再生装置９４０は、チューナ９４１、外部インタフェース９４２、エンコーダ９４３、ＨＤＤ（Hard　Disk　Drive）９４４、ディスクドライブ９４５、セレクタ９４６、デコーダ９４７、ＯＳＤ（On-Screen　Display）９４８、制御部９４９、及びユーザインタフェース９５０を備える。
　チューナ９４１は、アンテナ（図示せず）を介して受信される放送信号から所望のチャンネルの信号を抽出し、抽出した信号を復調する。そして、チューナ９４１は、復調により得られた符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。即ち、チューナ９４１は、記録再生装置９４０における伝送手段としての役割を有する。
　外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０と外部機器又はネットワークとを接続するためのインタフェースである。外部インタフェース９４２は、例えば、ＩＥＥＥ１３９４インタフェース、ネットワークインタフェース、ＵＳＢインタフェース、又はフラッシュメモリインタフェースなどであってよい。例えば、外部インタフェース９４２を介して受信される映像データ及び音声データは、エンコーダ９４３へ入力される。即ち、外部インタフェース９４２は、記録再生装置９４０における伝送手段としての役割を有する。
　エンコーダ９４３は、外部インタフェース９４２から入力される映像データ及び音声データが符号化されていない場合に、映像データ及び音声データを符号化する。そして、エンコーダ９４３は、符号化ビットストリームをセレクタ９４６へ出力する。
　ＨＤＤ９４４は、映像及び音声などのコンテンツデータが圧縮された符号化ビットストリーム、各種プログラム及びその他のデータを内部のハードディスクに記録する。また、ＨＤＤ９４４は、映像及び音声の再生時に、これらデータをハードディスクから読み出す。
　ディスクドライブ９４５は、装着されている記録媒体へのデータの記録及び読み出しを行う。ディスクドライブ９４５に装着される記録媒体は、例えばＤＶＤディスク（ＤＶＤ－Ｖｉｄｅｏ、ＤＶＤ－ＲＡＭ、ＤＶＤ－Ｒ、ＤＶＤ－ＲＷ、ＤＶＤ＋Ｒ、ＤＶＤ＋ＲＷ等）又はＢｌｕ－ｒａｙ（登録商標）ディスクなどであってよい。
　セレクタ９４６は、映像及び音声の記録時には、チューナ９４１又はエンコーダ９４３から入力される符号化ビットストリームを選択し、選択した符号化ビットストリームをＨＤＤ９４４又はディスクドライブ９４５へ出力する。また、セレクタ９４６は、映像及び音声の再生時には、ＨＤＤ９４４又はディスクドライブ９４５から入力される符号化ビットストリームをデコーダ９４７へ出力する。
　デコーダ９４７は、符号化ビットストリームを復号し、映像データ及び音声データを生成する。そして、デコーダ９４７は、生成した映像データをＯＳＤ９４８へ出力する。また、デコーダ９０４は、生成した音声データを外部のスピーカへ出力する。
　ＯＳＤ９４８は、デコーダ９４７から入力される映像データを再生し、映像を表示する。また、ＯＳＤ９４８は、表示する映像に、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのＧＵＩの画像を重畳してもよい。
　制御部９４９は、ＣＰＵなどのプロセッサ、並びにＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを有する。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、記録再生装置９４０の起動時にＣＰＵにより読み込まれ、実行される。ＣＰＵは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９５０から入力される操作信号に応じて、記録再生装置９４０の動作を制御する。
　ユーザインタフェース９５０は、制御部９４９と接続される。ユーザインタフェース９５０は、例えば、ユーザが記録再生装置９４０を操作するためのボタン及びスイッチ、並びに遠隔制御信号の受信部などを有する。ユーザインタフェース９５０は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９４９へ出力する。
　このように構成された記録再生装置９４０において、エンコーダ９４３は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１０の機能を有する。また、デコーダ９４７は、上述した実施形態に係る画像復号装置６０の機能を有する。それにより、複雑な実装を要求することなく、ＳＤＲ画像からＨＤＲ画像を相応の画質で予測する仕組みを記録再生装置９４０に取り入れることが可能となる。
　　　（４）第４の応用例
　図３６は、上述した実施形態を適用した撮像装置の概略的な構成の一例を示している。撮像装置９６０は、被写体を撮像して画像を生成し、画像データを符号化して記録媒体に記録する。
　撮像装置９６０は、光学ブロック９６１、撮像部９６２、信号処理部９６３、画像処理部９６４、表示部９６５、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、ＯＳＤ９６９、制御部９７０、ユーザインタフェース９７１、及びバス９７２を備える。
　光学ブロック９６１は、撮像部９６２に接続される。撮像部９６２は、信号処理部９６３に接続される。表示部９６５は、画像処理部９６４に接続される。ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０に接続される。バス９７２は、画像処理部９６４、外部インタフェース９６６、メモリ９６７、メディアドライブ９６８、ＯＳＤ９６９、及び制御部９７０を相互に接続する。
　光学ブロック９６１は、フォーカスレンズ及び絞り機構などを有する。光学ブロック９６１は、被写体の光学像を撮像部９６２の撮像面に結像させる。撮像部９６２は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳなどのイメージセンサを有し、撮像面に結像した光学像を光電変換によって電気信号としての画像信号に変換する。そして、撮像部９６２は、画像信号を信号処理部９６３へ出力する。
　信号処理部９６３は、撮像部９６２から入力される画像信号に対してニー補正、ガンマ補正、色補正などの種々のカメラ信号処理を行う。信号処理部９６３は、カメラ信号処理後の画像データを画像処理部９６４へ出力する。
　画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを符号化し、符号化データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した符号化データを外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８へ出力する。また、画像処理部９６４は、外部インタフェース９６６又はメディアドライブ９６８から入力される符号化データを復号し、画像データを生成する。そして、画像処理部９６４は、生成した画像データを表示部９６５へ出力する。また、画像処理部９６４は、信号処理部９６３から入力される画像データを表示部９６５へ出力して画像を表示させてもよい。また、画像処理部９６４は、ＯＳＤ９６９から取得される表示用データを、表示部９６５へ出力する画像に重畳してもよい。
　ＯＳＤ９６９は、例えばメニュー、ボタン又はカーソルなどのＧＵＩの画像を生成して、生成した画像を画像処理部９６４へ出力する。
　外部インタフェース９６６は、例えばＵＳＢ入出力端子として構成される。外部インタフェース９６６は、例えば、画像の印刷時に、撮像装置９６０とプリンタとを接続する。また、外部インタフェース９６６には、必要に応じてドライブが接続される。ドライブには、例えば、磁気ディスク又は光ディスクなどのリムーバブルメディアが装着され、リムーバブルメディアから読み出されるプログラムが、撮像装置９６０にインストールされ得る。さらに、外部インタフェース９６６は、ＬＡＮ又はインターネットなどのネットワークに接続されるネットワークインタフェースとして構成されてもよい。即ち、外部インタフェース９６６は、撮像装置９６０における伝送手段としての役割を有する。
　メディアドライブ９６８に装着される記録媒体は、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、又は半導体メモリなどの、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアであってよい。また、メディアドライブ９６８に記録媒体が固定的に装着され、例えば、内蔵型ハードディスクドライブ又はＳＳＤ（Solid　State　Drive）のような非可搬性の記憶部が構成されてもよい。
　制御部９７０は、ＣＰＵなどのプロセッサ、並びにＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを有する。メモリは、ＣＰＵにより実行されるプログラム、及びプログラムデータなどを記憶する。メモリにより記憶されるプログラムは、例えば、撮像装置９６０の起動時にＣＰＵにより読み込まれ、実行される。ＣＰＵは、プログラムを実行することにより、例えばユーザインタフェース９７１から入力される操作信号に応じて、撮像装置９６０の動作を制御する。
　ユーザインタフェース９７１は、制御部９７０と接続される。ユーザインタフェース９７１は、例えば、ユーザが撮像装置９６０を操作するためのボタン及びスイッチなどを有する。ユーザインタフェース９７１は、これら構成要素を介してユーザによる操作を検出して操作信号を生成し、生成した操作信号を制御部９７０へ出力する。
　このように構成された撮像装置９６０において、画像処理部９６４は、上述した実施形態に係る画像符号化装置１０及び画像復号装置６０の機能を有する。それにより、複雑な実装を要求することなく、ＳＤＲ画像からＨＤＲ画像を相応の画質で予測する仕組みを撮像装置９６０に取り入れることが可能となる。
　　［６－２．スケーラブル符号化の様々な用途］
　上述したスケーラブル符号化の利点は、様々な用途において享受され得る。以下、３つの用途の例について説明する。
　　　（１）第１の例
　第１の例において、スケーラブル符号化は、データの選択的な伝送のために利用される。図３７を参照すると、データ伝送システム１０００は、ストリーム記憶装置１００１及び配信サーバ１００２を含む。配信サーバ１００２は、ネットワーク１００３を介して、いくつかの端末装置と接続される。ネットワーク１００３は、有線ネットワークであっても無線ネットワークであってもよく、又はそれらの組合せであってもよい。図３７には、端末装置の例として、ＰＣ（Personal　Computer）１００４、ＡＶ機器１００５、タブレット装置１００６及び携帯電話機１００７が示されている。
　ストリーム記憶装置１００１は、例えば、画像符号化装置１０により生成される多重化ストリームを含むストリームデータ１０１１を記憶する。多重化ストリームは、ベースレイヤ（ＢＬ）の符号化ストリーム及びエンハンスメントレイヤ（ＥＬ）の符号化ストリームを含む。配信サーバ１００２は、ストリーム記憶装置１００１に記憶されているストリームデータ１０１１を読み出し、読み出したストリームデータ１０１１の少なくとも一部分を、ネットワーク１００３を介して、ＰＣ１００４、ＡＶ機器１００５、タブレット装置１００６、及び携帯電話機１００７へ配信する。
　端末装置へのストリームの配信の際、配信サーバ１００２は、端末装置の能力又は通信環境などの何らかの条件に基づいて、配信すべきストリームを選択する。例えば、配信サーバ１００２は、端末装置が扱うことのできる画質を上回るほど高い画質を有する符号化ストリームを配信しないことにより、端末装置における遅延、オーバフロー又はプロセッサの過負荷の発生を回避してもよい。また、配信サーバ１００２は、高い画質を有する符号化ストリームを配信しないことにより、ネットワーク１００３の通信帯域が占有されることを回避してもよい。一方、配信サーバ１００２は、これら回避すべきリスクが存在しない場合、又はユーザとの契約若しくは何らかの条件に基づいて適切だと判断される場合に、多重化ストリームの全てを端末装置へ配信してもよい。
　図３７の例では、配信サーバ１００２は、ストリーム記憶装置１００１からストリームデータ１０１１を読み出す。そして、配信サーバ１００２は、高い処理能力を有するＰＣ１００４へ、ストリームデータ１０１１をそのまま配信する。また、ＡＶ機器１００５は低い処理能力を有するため、配信サーバ１００２は、ストリームデータ１０１１から抽出されるベースレイヤの符号化ストリームのみを含むストリームデータ１０１２を生成し、ストリームデータ１０１２をＡＶ機器１００５へ配信する。また、配信サーバ１００２は、高い通信レートで通信可能であるタブレット装置１００６へストリームデータ１０１１をそのまま配信する。また、携帯電話機１００７は低い通信レートでしか通信できないため、配信サーバ１００２は、ベースレイヤの符号化ストリームのみを含むストリームデータ１０１２を携帯電話機１００７へ配信する。
　このように多重化ストリームを用いることにより、伝送されるトラフィックの量を適応的に調整することができる。また、個々のレイヤがそれぞれ単独に符号化されるケースと比較して、ストリームデータ１０１１の符号量は削減されるため、ストリームデータ１０１１の全体が配信されるとしても、ネットワーク１００３に掛かる負荷は抑制される。さらに、ストリーム記憶装置１００１のメモリリソースも節約される。
　端末装置のハードウエア性能は、装置ごとに異なる。また、端末装置において実行されるアプリケーションのケイパビリティも様々である。さらに、ネットワーク１００３の通信容量もまた様々である。データ伝送のために利用可能な容量は、他のトラフィックの存在に起因して、時々刻々と変化し得る。そこで、配信サーバ１００２は、ストリームデータの配信を開始する前に、配信先の端末装置との間のシグナリングを通じて、端末装置のハードウエア性能及びアプリケーションケイパビリティなどに関する端末情報と、ネットワーク１００３の通信容量などに関するネットワーク情報とを取得してもよい。そして、配信サーバ１００２は、取得した情報に基づいて、配信すべきストリームを選択し得る。
　なお、復号すべきレイヤの抽出は、端末装置において行われてもよい。例えば、ＰＣ１００４は、受信した多重化ストリームから抽出され復号されるベースレイヤ画像をその画面に表示してもよい。また、ＰＣ１００４は、受信した多重化ストリームからベースレイヤの符号化ストリームを抽出してストリームデータ１０１２を生成し、生成したストリームデータ１０１２を記憶媒体に記憶させ、又は他の装置へ転送してもよい。
　図３７に示したデータ伝送システム１０００の構成は一例に過ぎない。データ伝送システム１０００は、いかなる数のストリーム記憶装置１００１、配信サーバ１００２、ネットワーク１００３、及び端末装置を含んでもよい。
　　　（２）第２の例
　第２の例において、スケーラブル符号化は、複数の通信チャネルを介するデータの伝送のために利用される。図３８を参照すると、データ伝送システム１１００は、放送局１１０１及び端末装置１１０２を含む。放送局１１０１は、地上波チャネル１１１１上で、ベースレイヤの符号化ストリーム１１２１を放送する。また、放送局１１０１は、ネットワーク１１１２を介して、エンハンスメントレイヤの符号化ストリーム１１２２を端末装置１１０２へ送信する。
　端末装置１１０２は、放送局１１０１により放送される地上波放送を受信するための受信機能を有し、地上波チャネル１１１１を介してベースレイヤの符号化ストリーム１１２１を受信する。また、端末装置１１０２は、放送局１１０１と通信するための通信機能を有し、ネットワーク１１１２を介してエンハンスメントレイヤの符号化ストリーム１１２２を受信する。
　端末装置１１０２は、例えば、ユーザからの指示に応じて、ベースレイヤの符号化ストリーム１１２１を受信し、受信した符号化ストリーム１１２１からベースレイヤ画像を復号してベースレイヤ画像を画面に表示してもよい。また、端末装置１１０２は、復号したベースレイヤ画像を記憶媒体に記憶させ、又は他の装置へ転送してもよい。
　また、端末装置１１０２は、例えば、ユーザからの指示に応じて、ネットワーク１１１２を介してエンハンスメントレイヤの符号化ストリーム１１２２を受信し、ベースレイヤの符号化ストリーム１１２１とエンハンスメントレイヤの符号化ストリーム１１２２とを多重化することにより多重化ストリームを生成してもよい。また、端末装置１１０２は、エンハンスメントレイヤの符号化ストリーム１１２２からエンハンスメントレイヤ画像を復号してエンハンスメントレイヤ画像を画面に表示してもよい。また、端末装置１１０２は、復号したエンハンスメントレイヤ画像を記憶媒体に記憶させ、又は他の装置へ転送してもよい。
　上述したように、多重化ストリームに含まれる各レイヤの符号化ストリームは、レイヤごとに異なる通信チャネルを介して伝送され得る。それにより、個々のチャネルに掛かる負荷を分散させて、通信の遅延若しくはオーバフローの発生を抑制することができる。
　また、何らかの条件に応じて、伝送のために使用される通信チャネルが動的に選択されてもよい。例えば、データ量が比較的多いベースレイヤの符号化ストリーム１１２１は帯域幅の広い通信チャネルを介して伝送され、データ量が比較的少ないエンハンスメントレイヤの符号化ストリーム１１２２は帯域幅の狭い通信チャネルを介して伝送され得る。また、特定のレイヤの符号化ストリーム１１２２が伝送される通信チャネルが、通信チャネルの帯域幅に応じて切り替えられてもよい。それにより、個々のチャネルに掛かる負荷をより効果的に抑制することができる。
　なお、図３８に示したデータ伝送システム１１００の構成は一例に過ぎない。データ伝送システム１１００は、いかなる数の通信チャネル及び端末装置を含んでもよい。また、放送以外の用途において、ここで説明したシステムの構成が利用されてもよい。
　　　（３）第３の例
　第３の例において、スケーラブル符号化は、映像の記憶のために利用される。図３９を参照すると、データ伝送システム１２００は、撮像装置１２０１及びストリーム記憶装置１２０２を含む。撮像装置１２０１は、被写体１２１１を撮像することにより生成される画像データをスケーラブル符号化し、多重化ストリーム１２２１を生成する。多重化ストリーム１２２１は、ベースレイヤの符号化ストリーム及びエンハンスメントレイヤの符号化ストリームを含む。そして、撮像装置１２０１は、多重化ストリーム１２２１をストリーム記憶装置１２０２へ供給する。
　ストリーム記憶装置１２０２は、撮像装置１２０１から供給される多重化ストリーム１２２１を、モードごとに異なる画質で記憶する。例えば、ストリーム記憶装置１２０２は、通常モードにおいて、多重化ストリーム１２２１からベースレイヤの符号化ストリーム１２２２を抽出し、抽出したベースレイヤの符号化ストリーム１２２２を記憶する。これに対し、ストリーム記憶装置１２０２は、高画質モードにおいて、多重化ストリーム１２２１をそのまま記憶する。それにより、ストリーム記憶装置１２０２は、高画質での映像の記録が望まれる場合にのみ、データ量の多い高画質のストリームを記録することができる。そのため、画質の劣化のユーザへの影響を抑制しながら、メモリリソースを節約することができる。
　例えば、撮像装置１２０１は、監視カメラであるものとする。撮像画像に監視対象（例えば侵入者）が映っていない場合には、通常モードが選択される。この場合、撮像画像は重要でない可能性が高いため、データ量の削減が優先され、映像は低画質で記録される（即ち、ベースレイヤの符号化ストリーム１２２２のみが記憶される）。これに対し、撮像画像に監視対象（例えば、侵入者である被写体１２１１）が映っている場合には、高画質モードが選択される。この場合、撮像画像は重要である可能性が高いため、画質の高さが優先され、映像は高画質で記録される（即ち、多重化ストリーム１２２１が記憶される）。
　図３９の例では、モードは、例えば画像解析結果に基づいて、ストリーム記憶装置１２０２により選択される。しかしながら、かかる例に限定されず、撮像装置１２０１がモードを選択してもよい。後者の場合、撮像装置１２０１は、通常モードにおいて、ベースレイヤの符号化ストリーム１２２２をストリーム記憶装置１２０２へ供給し、高画質モードにおいて、多重化ストリーム１２２１をストリーム記憶装置１２０２へ供給してもよい。
　なお、モードを選択するための選択基準は、いかなる基準であってもよい。例えば、マイクロフォンを通じて取得される音声の大きさ又は音声の波形などに応じて、モードが切り替えられてもよい。また、周期的にモードが切り替えられてもよい。また、ユーザからの指示に応じてモードが切り替えられてもよい。さらに、選択可能なモードの数は、階層化されるレイヤの数を超えない限り、いかなる数であってもよい。
　図３９に示したデータ伝送システム１２００の構成は一例に過ぎない。データ伝送システム１２００は、いかなる数の撮像装置１２０１を含んでもよい。また、監視カメラ以外の用途において、ここで説明したシステムの構成が利用されてもよい。
　　［６－３．その他］
　　　（１）マルチビューコーデックへの応用
　マルチビューコーデックは、マルチレイヤコーデックの一種であり、いわゆる多視点映像を符号化し及び復号するための画像符号化方式である。図４０は、マルチビューコーデックについて説明するための説明図である。図４０を参照すると、３つの視点においてそれぞれ撮影される３つのビューのフレームのシーケンスが示されている。各ビューには、ビューＩＤ（view_id）が付与される。これら複数のビューのうちいずれか１つのビューが、ベースビュー（base　view）に指定される。ベースビュー以外のビューは、ノンベースビューと呼ばれる。図４０の例では、ビューＩＤが“０”であるビューがベースビューであり、ビューＩＤが“１”又は“２”である２つのビューがノンベースビューである。これらビューが階層的に符号化される場合、各ビューがレイヤに相当し得る。図中に矢印で示したように、ノンベースビューの画像は、ベースビューの画像を参照して符号化され及び復号される（他のノンベースビューの画像も参照されてよい）。
　図４１は、マルチビューコーデックをサポートする画像符号化装置１０ｖの概略的な構成を示すブロック図である。図４１を参照すると、画像符号化装置１０ｖは、第１レイヤ符号化部１ｃ、第２レイヤ符号化部１ｄ、共通メモリ２及び多重化部３を備える。
　第１レイヤ符号化部１ｃの機能は、入力としてベースレイヤ画像の代わりにベースビュー画像を受け取ることを除き、図３を用いて説明したＢＬ符号化部１ａの機能と同等である。第１レイヤ符号化部１ｃは、ベースビュー画像を符号化し、第１レイヤの符号化ストリームを生成する。第２レイヤ符号化部１ｄの機能は、入力としてエンハンスメントレイヤ画像の代わりにノンベースビュー画像を受け取ることを除き、図３を用いて説明したＥＬ符号化部１ｂの機能と同等である。第２レイヤ符号化部１ｄは、ノンベースビュー画像を符号化し、第２レイヤの符号化ストリームを生成する。共通メモリ２は、レイヤ間で共通的に利用される情報を記憶する。多重化部３は、第１レイヤ符号化部１ｃにより生成される第１レイヤの符号化ストリームと、第２レイヤ符号化部１ｄにより生成される第２レイヤの符号化ストリームとを多重化し、マルチレイヤの多重化ストリームを生成する。
　図４２は、マルチビューコーデックをサポートする画像復号装置６０ｖの概略的な構成を示すブロック図である。図４２を参照すると、画像復号装置６０ｖは、逆多重化部５、第１レイヤ復号部６ｃ、第２レイヤ復号部６ｄ及び共通メモリ７を備える。
　逆多重化部５は、マルチレイヤの多重化ストリームを第１レイヤの符号化ストリーム及び第２レイヤの符号化ストリームに逆多重化する。第１レイヤ復号部６ｃの機能は、入力としてベースレイヤ画像の代わりにベースビュー画像が符号化された符号化ストリームを受け取ることを除き、図４を用いて説明したＢＬ復号部６ａの機能と同等である。第１レイヤ復号部６ｃは、第１レイヤの符号化ストリームからベースビュー画像を復号する。第２レイヤ復号部６ｄの機能は、入力としてエンハンスメントレイヤ画像の代わりにノンベースビュー画像が符号化された符号化ストリームを受け取ることを除き、図４を用いて説明したＥＬ復号部６ｂの機能と同等である。第２レイヤ復号部６ｄは、第２レイヤの符号化ストリームからノンベースビュー画像を復号する。共通メモリ７は、レイヤ間で共通的に利用される情報を記憶する。
　マルチビューの画像データを符号化し又は復号する際、ビュー間で輝度ダイナミックレンジが異なる場合には、本開示に係る技術に従って、ビュー間のダイナミックレンジの変換が制御されてもよい。それにより、スケーラブル符号化のケースと同様に、マルチビューコーデックにおいても、簡易な実装でダイナミックレンジの変換の仕組みを実現することができる。
　　　（２）ストリーミング技術への応用
　本開示に係る技術は、ストリーミングプロトコルに適用されてもよい。例えば、ＭＰＥＧ－ＤＡＳＨ（Dynamic　Adaptive　Streaming　over　HTTP）では、解像度などのパラメータが互いに異なる複数の符号化ストリームがストリーミングサーバにおいて予め用意される。そして、ストリーミングサーバは、複数の符号化ストリームからストリーミングすべき適切なデータをセグメント単位で動的に選択し、選択したデータを配信する。このようなストリーミングプロトコルにおいて、本開示に係る技術に従って、符号化ストリーム間のダイナミックレンジの変換が制御されてもよい。
　＜７．まとめ＞
　ここまで、図１～図４２を用いて、本開示に係る技術の実施形態について詳細に説明した。上述した実施形態によれば、第１レイヤ（例えば、ベースレイヤ）よりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤ（例えば、エンハンスメントレイヤ）の画像を第１レイヤの画像から予測する際に使用される予測パラメータとして、第１レイヤの各色成分に乗算されるゲインと、オフセットとが定義される。そして、これらゲイン及びオフセットを用いて第１レイヤの画像から第２レイヤの画像が予測される。これは、輝度ダイナミックレンジの互いに異なる画像間の関係が、色成分ごとに独立した線型的な関係に近似されることを意味する。このような予測モデルを用いることで、色領域の変換又は複数フレームにまたがるフィルタリング処理などの複雑なアルゴリズムを要求することなく、ＳＤＲ画像からＨＤＲ画像を相応の精度で予測することが可能となる。また、こうした仕組みをビデオフォーマットにおいて採用することで、フォーマットの汎用性及び拡張性が保証され、多様なエンコーダ及びデコーダにおいて当該ビデオフォーマットを活用することが容易となる。また、上述した予測モデルに基づく実装は比較的簡易であることから、回路規模の増大、及び増加する演算量に起因する消費電力の上昇も回避される。
　また、上述した実施形態によれば、ゲイン及びオフセットを適応的に設定すべきか否かを示す予測モードパラメータが符号化され及び復号され得る。従って、エンコーダ及びデコーダの性能、伝送帯域又は要求される画質などの様々な条件に合わせて、ＤＲ予測の予測精度と符号化／復号のオーバヘッドとの間の最適なバランスを達成することが可能となる。
　ある実施例によれば、ゲイン及びオフセットそのものの代わりに、これら予測パラメータの過去の値からの差分が符号化され及び復号され得る。この場合、ダイナミックレンジスケーラビリティにおいて高い予測精度を達成しながら符号量の増加を抑制することができる。
　ある実施例によれば、重み付け予測関連パラメータと共用されるシンタックスを有するヘッダから、上記予測パラメータが復号される。この場合、シンタックスの冗長性が低減され、エンコーダ及びデコーダの実装及びバージョンアップの際の互換性の確保が容易となる。また、ある変形例によれば、重み付け予測関連パラメータのシンタックスのＬ０参照フレーム用の部分及びＬ１参照フレーム用の部分の双方を活用して、ＤＲ予測のための予測パラメータの２つのバージョンが符号化され及び復号され得る。この場合、より柔軟で予測精度の高い予測モデルを用いることが可能となるため、ダイナミックレンジスケーラビリティの符号化効率を向上させることができる。
　また、ある実施例によれば、インターレイヤ処理の際のビットシフトをＤＲ変換と同時に実行すべきかを示す制御パラメータが符号化され、及び復号され得る。この場合、ビットシフトを実行するタイミング（例えば、アップサンプリングと同時、又はＤＲ変換と同時）を適応的に切り替えて、インターレイヤ処理の処理コストを抑制することが可能となる。また、一変形例によれば、アップサンプリングの実行前に、ＤＲ変換が実行され得る。この場合、ＤＲ変換の変換対象の画素数が少なくなるため、ＤＲ変換の処理コストが一層低減され得る。
　なお、本明細書に記述したＣＵ、ＰＵ及びＴＵとの用語は、ＨＥＶＣにおいて、個々のブロックに関連付けられるシンタックスをも含む論理的な単位を意味する。画像の一部分としての個々のブロックのみに着目する場合、これらは、ＣＢ（Coding　Block）、ＰＢ（Prediction　Block）及びＴＢ（Transform　Block）との用語にそれぞれ置き換えられてもよい。ＣＢは、ＣＴＢ（Coding　Tree　Block）を四分木（Quad-Tree）状に階層的に分割することにより形成される。１つの四分木の全体がＣＴＢに相当し、ＣＴＢに対応する論理的な単位はＣＴＵ（Coding　Tree　Unit）と呼ばれる。ＨＥＶＣにおけるＣＴＢ及びＣＢは、符号化処理の処理単位である点でＨ．２６４／ＡＶＣにおけるマクロブロックに類似する役割を有する。但し、ＣＴＢ及びＣＢは、そのサイズが固定的でない点でマクロブロックと異なる（マクロブロックのサイズは常に１６×１６画素である）。ＣＴＢのサイズは１６×１６画素、３２×３２画素及び６４×６４画素から選択され、符号化ストリーム内でパラメータにより指定される。ＣＢのサイズは、ＣＴＢの分割の深さによって変化し得る。
　また、本明細書では、ＤＲ予測の制御に関する情報が、符号化ストリームのヘッダに多重化されて、符号化側から復号側へ伝送される例について主に説明した。しかしながら、これら情報を伝送する手法はかかる例に限定されない。例えば、これら情報は、符号化ビットストリームに多重化されることなく、符号化ビットストリームと関連付けられた別個のデータとして伝送され又は記録されてもよい。ここで、「関連付ける」という用語は、ビットストリームに含まれる画像（スライス若しくはブロックなど、画像の一部であってもよい）と当該画像に対応する情報とを復号時にリンクさせ得るようにすることを意味する。即ち、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の伝送路上で伝送されてもよい。また、情報は、画像（又はビットストリーム）とは別の記録媒体（又は同一の記録媒体の別の記録エリア）に記録されてもよい。さらに、情報と画像（又はビットストリーム）とは、例えば、複数フレーム、１フレーム、又はフレーム内の一部分などの任意の単位で互いに関連付けられてよい。
　以上、添付図面を参照しながら本開示の好適な実施形態について詳細に説明したが、本開示の技術的範囲はかかる例に限定されない。本開示の技術分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。
　なお、以下のような構成も本開示の技術的範囲に属する。
（１）
　第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を前記第１レイヤの画像から予測する際に使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを復号する復号部と、
　前記復号部により復号される前記予測パラメータを用いて、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測する予測部と、
　を備える画像処理装置。
（２）
　前記復号部は、前記予測パラメータの過去の値からの差分を復号し、
　前記予測部は、前記復号部により復号される前記差分を用いて前記予測パラメータを設定する、
　前記（１）に記載の画像処理装置。
（３）
　前記復号部は、予測モードを示す予測モードパラメータをさらに復号し、
　前記予測部は、前記予測モードパラメータが適応パラメータモードを示す場合に、前記予測パラメータを用いて前記第２レイヤの画像を予測する、
　前記（１）又は前記（２）に記載の画像処理装置。
（４）
　前記復号部は、重み付け予測関連パラメータと共用されるシンタックスを有するヘッダから、前記予測パラメータを復号する、前記（１）～（３）のいずれか１項に記載の画像処理装置。
（５）
　前記復号部は、前記第２レイヤにおいて前記重み付け予測関連パラメータを復号せず、
　前記第２レイヤにおいて前記第１レイヤの前記重み付け予測関連パラメータが再利用される、
　前記（４）に記載の画像処理装置。
（６）
　前記予測パラメータの第１のセットが、前記重み付け予測関連パラメータと共用される前記シンタックスのＬ０参照フレーム用の部分から復号され、
　前記予測パラメータの第２のセットが、前記重み付け予測関連パラメータと共用される前記シンタックスのＬ１参照フレーム用の部分から復号され、
　前記予測部は、前記予測パラメータの前記第１のセット及び前記予測パラメータの前記第２のセットを、前記第２レイヤの画像を予測するために選択的に使用する、
　前記（４）又は前記（５）に記載の画像処理装置。
（７）
　前記予測部は、画素値が属するバンドに応じて、前記予測パラメータの前記第１のセット及び前記予測パラメータの前記第２のセットのうち使用すべきセットを選択する、前記（６）に記載の画像処理装置。
（８）
　前記予測部は、画素値が属する画像領域に応じて、前記予測パラメータの前記第１のセット及び前記予測パラメータの前記第２のセットのうち使用すべきセットを選択する、前記（６）に記載の画像処理装置。
（９）
　前記復号部は、前記第２レイヤのビット深度が前記第１レイヤのビット深度よりも大きい場合に、前記第２レイヤの画像を予測する際のビットシフトをダイナミックレンジ変換と同時に実行すべきかを示す制御パラメータ、をさらに復号し、
　前記予測部は、前記第２レイヤの画像を予測する際の前記ビットシフトをダイナミックレンジ変換と同時に実行すべきであることを前記制御パラメータが示す場合に、前記ビットシフトをアップサンプリングではなくダイナミックレンジ変換と同時に実行する、
　前記（１）～（８）のいずれか１項に記載の画像処理装置。
（１０）
　前記復号部は、輝度成分及び色差成分について別々に前記制御パラメータを復号する、前記（９）に記載の画像処理装置。
（１１）
　前記予測部は、前記第２レイヤの空間解像度が前記第１レイヤの空間解像度よりも高い場合に、前記第１レイヤの画像のダイナミックレンジを前記予測パラメータを用いて変換した後、変換された当該画像をアップサンプリングすることにより、前記第２レイヤの画像を予測する、前記（１）～（１０）のいずれか１項に記載の画像処理装置。
（１２）
　第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を前記第１レイヤの画像から予測する際に使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを復号することと、
　復号される前記予測パラメータを用いて、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測することと、
　を含む画像処理方法。
（１３）
　第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を符号化する際に、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測する予測部と、
　前記予測部により使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを符号化する符号化部と、
　を備える画像処理装置。
（１４）
　前記符号化部は、前記予測パラメータの過去の値からの差分を符号化する、前記（１３）に記載の画像処理装置。
（１５）
　前記符号化部は、前記予測パラメータを用いて前記第２レイヤの画像が予測される場合に、予測モードとして適応パラメータモードを示す予測モードパラメータをさらに符号化する、前記（１３）又は前記（１４）に記載の画像処理装置。
（１６）
　前記符号化部は、重み付け予測関連パラメータと共用されるシンタックスを有するヘッダにおいて前記予測パラメータを符号化する、前記（１３）～（１５）のいずれか１項に記載の画像処理装置。
（１７）
　前記符号化部は、前記第２レイヤにおいて前記重み付け予測関連パラメータを符号化せず、
　前記第２レイヤにおいて前記第１レイヤの前記重み付け予測関連パラメータが再利用される、
　前記（１６）に記載の画像処理装置。
（１８）
　前記予測部は、前記予測パラメータの第１のセット及び前記予測パラメータの第２のセットを、前記第２レイヤの画像を予測するために選択的に使用し、
　前記符号化部は、前記予測パラメータの前記第１のセットを、前記重み付け予測関連パラメータと共用される前記シンタックスのＬ０参照フレーム用の部分へ符号化し、前記予測パラメータの前記第２のセットを、前記重み付け予測関連パラメータと共用される前記シンタックスのＬ１参照フレーム用の部分へ符号化する、
　前記（１６）又は前記（１７）に記載の画像処理装置。
（１９）
　前記予測部は、画素値が属するバンドに応じて、前記予測パラメータの前記第１のセット及び前記予測パラメータの前記第２のセットのうち使用すべきセットを選択する、前記（１８）に記載の画像処理装置。
（２０）
　前記予測部は、画素値が属する画像領域に応じて、前記予測パラメータの前記第１のセット及び前記予測パラメータの前記第２のセットのうち使用すべきセットを選択する、前記（１８）に記載の画像処理装置。
（２１）
　前記符号化部は、前記第２レイヤのビット深度が前記第１レイヤのビット深度よりも大きい場合に、前記第２レイヤの画像を予測する際のビットシフトをダイナミックレンジ変換と同時に実行すべきかを示す制御パラメータ、をさらに符号化する、前記（１３）～（２０）のいずれか１項に記載の画像処理装置。
（２２）
　前記符号化部は、輝度成分及び色差成分について別々に前記制御パラメータを符号化する、前記（２１）に記載の画像処理装置。
（２３）
　前記予測部は、前記第２レイヤの空間解像度が前記第１レイヤの空間解像度よりも高い場合に、前記第１レイヤの画像のダイナミックレンジを前記予測パラメータを用いて変換した後、変換された当該画像をアップサンプリングすることにより、前記第２レイヤの画像を予測する、前記（１３）～（２２）のいずれか１項に記載の画像処理装置。
（２４）
　第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を符号化する際に、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測することと、
　前記予測において使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを符号化することと、
　を含む画像処理方法。
　１０，１０ｖ　画像符号化装置（画像処理装置）
　１６　　　　　可逆符号化部
　４０　　　　　ＤＲ予測部
　６０，６０ｖ　画像復号装置（画像処理装置）
　６２　　　　　可逆復号部
　９０　　　　　ＤＲ予測部
 

Claims (20)

  1. 　第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を前記第１レイヤの画像から予測する際に使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを復号する復号部と、
    　前記復号部により復号される前記予測パラメータを用いて、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測する予測部と、
    　を備える画像処理装置。
  2. 　前記復号部は、前記予測パラメータの過去の値からの差分を復号し、
    　前記予測部は、前記復号部により復号される前記差分を用いて前記予測パラメータを設定する、
    　請求項１に記載の画像処理装置。
  3. 　前記復号部は、重み付け予測関連パラメータと共用されるシンタックスを有するヘッダから、前記予測パラメータを復号する、請求項１に記載の画像処理装置。
  4. 　前記復号部は、前記第２レイヤにおいて前記重み付け予測関連パラメータを復号せず、
    　前記第２レイヤにおいて前記第１レイヤの前記重み付け予測関連パラメータが再利用される、
    　請求項３に記載の画像処理装置。
  5. 　前記予測パラメータの第１のセットが、前記重み付け予測関連パラメータと共用される前記シンタックスのＬ０参照フレーム用の部分から復号され、
    　前記予測パラメータの第２のセットが、前記重み付け予測関連パラメータと共用される前記シンタックスのＬ１参照フレーム用の部分から復号され、
    　前記予測部は、前記予測パラメータの前記第１のセット及び前記予測パラメータの前記第２のセットを、前記第２レイヤの画像を予測するために選択的に使用する、
    　請求項３に記載の画像処理装置。
  6. 　前記予測部は、画素値が属するバンドに応じて、前記予測パラメータの前記第１のセット及び前記予測パラメータの前記第２のセットのうち使用すべきセットを選択する、請求項５に記載の画像処理装置。
  7. 　前記予測部は、画素値が属する画像領域に応じて、前記予測パラメータの前記第１のセット及び前記予測パラメータの前記第２のセットのうち使用すべきセットを選択する、請求項５に記載の画像処理装置。
  8. 　前記復号部は、前記第２レイヤのビット深度が前記第１レイヤのビット深度よりも大きい場合に、前記第２レイヤの画像を予測する際のビットシフトをダイナミックレンジ変換と同時に実行すべきかを示す制御パラメータ、をさらに復号し、
    　前記予測部は、前記第２レイヤの画像を予測する際の前記ビットシフトをダイナミックレンジ変換と同時に実行すべきであることを前記制御パラメータが示す場合に、前記ビットシフトをアップサンプリングではなくダイナミックレンジ変換と同時に実行する、
    　請求項１に記載の画像処理装置。
  9. 　前記予測部は、前記第２レイヤの空間解像度が前記第１レイヤの空間解像度よりも高い場合に、前記第１レイヤの画像のダイナミックレンジを前記予測パラメータを用いて変換した後、変換された当該画像をアップサンプリングすることにより、前記第２レイヤの画像を予測する、請求項１に記載の画像処理装置。
  10. 　第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を前記第１レイヤの画像から予測する際に使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを復号することと、
    　復号される前記予測パラメータを用いて、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測することと、
    　を含む画像処理方法。
  11. 　第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を符号化する際に、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測する予測部と、
    　前記予測部により使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを符号化する符号化部と、
    　を備える画像処理装置。
  12. 　前記符号化部は、前記予測パラメータの過去の値からの差分を符号化する、請求項１１に記載の画像処理装置。
  13. 　前記符号化部は、重み付け予測関連パラメータと共用されるシンタックスを有するヘッダにおいて前記予測パラメータを符号化する、請求項１１に記載の画像処理装置。
  14. 　前記符号化部は、前記第２レイヤにおいて前記重み付け予測関連パラメータを符号化せず、
    　前記第２レイヤにおいて前記第１レイヤの前記重み付け予測関連パラメータが再利用される、
    　請求項１３に記載の画像処理装置。
  15. 　前記予測部は、前記予測パラメータの第１のセット及び前記予測パラメータの第２のセットを、前記第２レイヤの画像を予測するために選択的に使用し、
    　前記符号化部は、前記予測パラメータの前記第１のセットを、前記重み付け予測関連パラメータと共用される前記シンタックスのＬ０参照フレーム用の部分へ符号化し、前記予測パラメータの前記第２のセットを、前記重み付け予測関連パラメータと共用される前記シンタックスのＬ１参照フレーム用の部分へ符号化する、
    　請求項１３に記載の画像処理装置。
  16. 　前記予測部は、画素値が属するバンドに応じて、前記予測パラメータの前記第１のセット及び前記予測パラメータの前記第２のセットのうち使用すべきセットを選択する、請求項１５に記載の画像処理装置。
  17. 　前記予測部は、画素値が属する画像領域に応じて、前記予測パラメータの前記第１のセット及び前記予測パラメータの前記第２のセットのうち使用すべきセットを選択する、請求項１５に記載の画像処理装置。
  18. 　前記符号化部は、前記第２レイヤのビット深度が前記第１レイヤのビット深度よりも大きい場合に、前記第２レイヤの画像を予測する際のビットシフトをダイナミックレンジ変換と同時に実行すべきかを示す制御パラメータ、をさらに符号化する、請求項１１に記載の画像処理装置。
  19. 　前記予測部は、前記第２レイヤの空間解像度が前記第１レイヤの空間解像度よりも高い場合に、前記第１レイヤの画像のダイナミックレンジを前記予測パラメータを用いて変換した後、変換された当該画像をアップサンプリングすることにより、前記第２レイヤの画像を予測する、請求項１１に記載の画像処理装置。
  20. 　第１レイヤよりも大きい輝度ダイナミックレンジを有する第２レイヤの画像を符号化する際に、前記第１レイヤの画像から前記第２レイヤの画像を予測することと、
    　前記予測において使用される予測パラメータであって、前記第１レイヤの各色成分に乗算されるゲイン及びオフセットを含む当該予測パラメータを符号化することと、
    　を含む画像処理方法。
     
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