WO2018097299A1 - 符号化装置、復号装置、符号化方法、及び復号方法 - Google Patents

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俊輔 岩村
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Definitions

  • the present invention relates to an encoding device, a decoding device, an encoding method, and a decoding method that perform deblocking filter processing.
  • a video unit called a frame (or picture) is divided into block-like small areas, Encoding (compression) is performed using techniques such as conversion and prediction.
  • Encoding compression
  • the quality difference is perceived as distortion at the block boundary due to the difference in encoding control between adjacent blocks.
  • H. H.264 / AVC and H.264 In recent encoding methods called H.265 / HEVC, a process called a deblocking filter is employed to reduce such encoding distortion.
  • the block distortion is caused as a steep signal fluctuation in an adjacent region that should be smooth due to signal degradation caused by a signal at the boundary between adjacent blocks quantized with an orthogonal transform coefficient.
  • a deblocking filter for reducing this distortion is generally designed as a low-pass filter that moderates signal fluctuations. Since the amount of signal degradation varies depending on the roughness of quantization, the strength of the filter is controlled by a quantization parameter that defines the roughness of quantization (see Non-Patent Document 1, for example).
  • An encoding apparatus is an encoding apparatus that encodes an input image, and performs orthogonal transform processing on a residual image indicating a difference between the input image and a predicted image of the input image to perform orthogonal processing.
  • a transform unit that calculates transform coefficients; a quantization unit that quantizes the orthogonal transform coefficients to generate quantized coefficients based on a quantization parameter; and an entropy that generates encoded data by encoding the quantized coefficients.
  • an orthogonal transform coefficient is restored from the quantized coefficient, and the predicted image is added to a residual image restored by performing an inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficient.
  • An image decoding unit that generates a reconstructed image, and a deblocking filter unit that performs a filtering process on the reconstructed image.
  • the deblocking filter unit controls filter strength according to a luminance signal level of the reconstructed image and the quantization parameter.
  • a decoding apparatus is a decoding apparatus that decodes encoded data of an input image, decodes the encoded data, and obtains a quantized coefficient obtained by quantizing an orthogonal transform coefficient; and Based on the quantization parameter, the orthogonal transform coefficient is restored from the quantized coefficient, and the reconstructed image is generated by adding the predicted image to the restored residual image by performing inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficient.
  • HDR High dynamic range
  • SDR Standard Dynamic Range
  • ⁇ correction A signal suppression process called ⁇ correction, which is more extreme than before, has been added.
  • HDR methods include the HLG (Hybrid-Log Gamma) method defined by ARIBASTD-B67 and the PQ (Perceptual Quantize) method prescribed by SMPTE ST.2084. These methods are ITU- In R, it is internationally standardized as Recommendation ITU-R BT.2100. In the future, other methods may be specified.
  • FIG. 1 shows the correspondence (inverse ⁇ correction) between the luminance signal level of an image and the display luminance level displayed on the display device for the SDR signal and the HDR signal of the HLG method and the PQ method.
  • the HLG method is a relative system that maximizes the peak luminance of the display device, the peak luminance is shown as 1000 cd / m 2 in the figure.
  • the conventional SDR signal is a relative system in which the peak luminance of the display device is the maximum value, the peak luminance is indicated as 250 cd / m 2 by taking an example of a display currently on the market.
  • the change of the display luminance level (brightness) with respect to the fluctuation of the luminance signal level is larger than that of the conventional SDR signal. Therefore, in a region where the signal level is high, block noise due to quantization distortion is expressed exaggerated as compared with conventional signal degradation.
  • the fluctuation of the display luminance level with respect to the luminance signal level is significant, and the influence of signal deterioration due to block distortion is also significant. In order to reduce this phenomenon, it has become common to take measures to reduce the quantization parameter in accordance with the signal level.
  • the threshold for switching the strength of the filter that realizes smoothing between blocks is determined in advance in units of frames according to the quantization parameter, and control according to the luminance signal level is not performed. It was. Therefore, in the HDR signal, the non-linearity between the difference in luminance signal level and the difference in display luminance level is strong, and it has been difficult to sufficiently reduce the block distortion with the conventional deblocking filter. Further, since the conventional SDR signal also has nonlinearity due to gamma correction, there is a problem that the effect of the deblocking filter is reduced in a region where the luminance level is high.
  • the present disclosure provides an encoding device, a decoding device, an encoding method, and a high-intensity portion of an SDR signal and an HDR signal that can reduce block distortion without impairing the compression effect. It is an object of the present invention to provide a decoding method.
  • An encoding apparatus is an encoding apparatus that encodes an input image, and performs orthogonal transform processing on a residual image indicating a difference between the input image and a predicted image of the input image to perform orthogonal processing.
  • a transform unit that calculates transform coefficients; a quantization unit that quantizes the orthogonal transform coefficients to generate quantized coefficients based on a quantization parameter; and an entropy that generates encoded data by encoding the quantized coefficients.
  • an orthogonal transform coefficient is restored from the quantized coefficient, and the predicted image is added to a residual image restored by performing an inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficient.
  • An image decoding unit that generates a reconstructed image, and a deblocking filter unit that performs a filtering process on the reconstructed image.
  • the deblocking filter unit controls filter strength according to a luminance signal level of the reconstructed image and the quantization parameter.
  • a decoding apparatus is a decoding apparatus that decodes encoded data of an input image, decodes the encoded data, and obtains a quantized coefficient obtained by quantizing an orthogonal transform coefficient; and Based on the quantization parameter, the orthogonal transform coefficient is restored from the quantized coefficient, and the reconstructed image is generated by adding the predicted image to the restored residual image by performing inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficient.
  • the filter strength can be changed according to the luminance signal level, and the block distortion can be reduced not only for the SDR signal but also for the HDR signal without impairing the compression effect.
  • FIG. 2 shows a configuration example of an encoding apparatus according to an embodiment.
  • 2 includes a block division unit 11, a subtraction unit 12, a transformation unit 13, a quantization unit 14, an inverse quantization unit 15, an inverse transformation unit 16, an addition unit 17,
  • a processing unit for performing other post filter processing may be provided instead of or in addition to the sample adaptive offset unit 19.
  • the block dividing unit 11 divides the encoding target frame, which is an input image, into a plurality of blocks, and outputs the block image to the subtracting unit 12.
  • the block size may be variable, for example, 32 ⁇ 32 pixels, 16 ⁇ 16 pixels, 8 ⁇ 8 pixels, or 4 ⁇ 4 pixels.
  • the subtracting unit 12 subtracts each pixel value of the predicted image of the input image from each pixel value of the block image input from the block dividing unit 11, and generates a residual image indicating a difference between the block image and the predicted image And output to the conversion unit 13.
  • the predicted image is input from the intra prediction unit 21 or the motion compensation prediction unit 22 described later via the switching unit 23.
  • the transform unit 13 performs orthogonal transform processing on the residual image input from the subtraction unit 12 to calculate orthogonal transform coefficients, and outputs the orthogonal transform coefficients for each block to the quantization unit 14.
  • the quantization unit 14 quantizes the orthogonal transformation coefficient for each block input from the transformation unit 13 based on the quantization parameter (qP) that defines the roughness of the quantization, and generates a quantization coefficient.
  • the coefficient is output to the inverse quantization unit 15 and the entropy encoding unit 24. More specifically, the quantization unit 14 generates a quantization coefficient by dividing the orthogonal transform coefficient for each block input from the conversion unit 13 by a quantization step derived from the quantization parameter. For example, the value of the quantization parameter is 0 to 51, and when the quantization parameter is increased by 6, the quantization step is doubled (that is, the logarithm of the quantization parameter and the quantization step is proportional). It has been.
  • the inverse quantization unit 15 restores the orthogonal transform coefficient from the quantization coefficient input from the quantization unit 14 based on the quantization parameter, and outputs it to the inverse transform unit 16. More specifically, the inverse quantization unit 15 reconstructs the orthogonal transform coefficient for each block by multiplying the quantization coefficient input from the quantization unit 14 by a quantization step derived from the quantization parameter. To do.
  • the inverse transform unit 16 performs an inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficient input from the inverse quantization unit 15 to generate a residual image, and outputs the generated residual image to the adding unit 17. For example, when the transform unit 13 performs discrete cosine transform, the inverse transform unit 16 performs inverse discrete cosine transform.
  • the addition unit 17 adds the residual image input from the inverse conversion unit 16 and the pixel values of the predicted image input from the switching unit 23 to generate a reconstructed image, and the reconstructed image is deblocking filter unit 18 is output.
  • the deblocking filter unit 18 performs a filter process on the reconstructed image input from the adder unit 17 and outputs the reconstructed image after the filter process to the sample adaptive offset unit 19.
  • the deblocking filter unit 18 controls the filter strength according to the luminance signal level (pixel value of the luminance component) of the reconstructed image and the quantization parameter. Details of this processing will be described later.
  • the sample adaptive offset unit 19 classifies the image input from the deblocking filter unit 18 in units of pixels, adds an offset corresponding to the classification to each pixel value, and outputs the result as a decoded image to the storage unit 20. Further, the sample adaptive offset unit 19 outputs information on the sample adaptive offset to the entropy encoding unit 24.
  • the intra prediction unit 21 refers to the decoded image stored in the storage unit 20, performs intra prediction, generates an intra predicted image, and outputs the intra predicted image to the switching unit 23.
  • the intra prediction unit 21 outputs the selected intra prediction mode to the entropy encoding unit 24.
  • the motion compensation prediction unit 22 refers to the decoded image stored in the storage unit 20, generates a motion vector by a technique such as block matching, and outputs the motion vector information to the entropy encoding unit 24. Further, the motion compensation prediction unit 22 generates a motion compensation prediction image based on the motion vector, and outputs the motion compensation prediction image to the switching unit 23.
  • the switching unit 23 switches between the intra prediction image input from the intra prediction unit 21 and the motion compensated prediction image input from the motion compensation prediction unit 22, and thereby predicts a decoded image (intra prediction image or motion compensated prediction image). ) Is output to the subtraction unit 12 and the addition unit 17.
  • the image decoding unit 10 includes the inverse quantization unit 15, the inverse conversion unit 16, the addition unit 17, the intra prediction unit 21, the motion compensation prediction unit 22, and the switching unit 23. As described above, the image decoding unit 10 reconstructs the orthogonal transform coefficient from the quantized coefficient based on the quantization parameter, and performs a prediction image on the reconstructed residual image by performing inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficient. Is added to generate a reconstructed image.
  • the entropy encoding unit 24 includes a quantization coefficient input from the quantization unit 14, an intra prediction mode input from the intra prediction unit 21, prediction motion vector information input from the motion compensation prediction unit 22, a deblocking filter unit Entropy encoding is performed on the filter-related information input from 18 and the sample adaptive offset information input from the sample adaptive offset unit 19, data compression is performed to generate encoded data, and the encoded data is encoded. Output to the outside of the converter 1.
  • Entropy coding can use any entropy coding method such as 0th-order exponent Golomb code or CABAC (Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding).
  • the block size processed by the deblocking filter unit 18 is, for example, 8 ⁇ 8 pixels.
  • the deblocking filter unit 18 first obtains a boundary strength Bs (Boundary Strength) value indicating the strength of the smoothing process for each block.
  • Bs value is 0, 1, or 2.
  • FIG. 3 shows a block boundary where deblocking filtering is performed.
  • the Bs value is set to 2.
  • the Bs value is set to 1
  • the Bs value is set to 0.
  • Block P or Q contains significant (non-zero) orthogonal transform coefficients and is a boundary of a transform unit TU (Transform Unit). -The number of motion vectors of blocks P and Q or the reference images are different. The absolute value of the difference between the motion vectors of blocks P and Q is 4 pixels or more.
  • the deblocking filter unit 18 does not perform the filtering process when the Bs value is 0.
  • the vertical block boundary shown in FIG. 3 will be described as an example.
  • the filtering process is performed only when the following expression (1) is satisfied.
  • the deblocking filter unit 18 when performing the filtering process, applies a strong filter when all of the following conditional expressions (2) to (7) are satisfied, and applies a weak filter in other cases.
  • the values of the threshold values ⁇ and t C vary according to the average value Q av of the quantization parameters of the adjacent blocks P and Q.
  • the deblocking filter unit 18 has a reference table indicating the correspondence between Q av and threshold values ⁇ and t C.
  • An example of the reference table is shown in Table 1.
  • the threshold values ⁇ and t C when the bit depth of the image is 8 bits are expressed as threshold values ⁇ ′ and t C ′, respectively.
  • Q av , ⁇ ′, and t C ′ can be values obtained by adding an offset for each frame or slice.
  • ⁇ 1 means a 1-bit arithmetic left shift operation.
  • the deblocking filter unit 18 shifts the reference table by the newly added luminance signal level (pixel value of the luminance component) L to set the threshold values ⁇ and t C.
  • the value of the luminance signal level L is, for example, (p0 0 + p0 3 + q0 0 + q0 3 ) / 4 or (p0 0 + p0 1 + p0 2 + p0 3 + q0 0 + q0 1 + q0 2 + q0 3 ) / 8.
  • the method for obtaining the luminance signal level L is an example, and the present invention is not limited to this.
  • the deblocking filter unit 18 acquires a format that defines the dynamic range of the luminance value of the input image. For example, H. In the H.265 / HEVC system, data is transmitted by a high-level syntax called “Sequence parameter set”, and it is generally possible to identify the type of signal by a decoding device. In the present embodiment, there are three types of formats, for example, SDR, HLG, and PQ.
  • the deblocking filter unit 18 considers that the influence of the difference in the luminance signal level on the display luminance is higher in the HDR method such as the PQ method and the HLG method than the SDR method, and the filter strength according to the luminance signal level L. To control.
  • ⁇ ′ and t C ′ shown in Table 1 are set as ⁇ ′ [Q av ] and t C ′ [Q av ] using Q av as an index, and the threshold ⁇ ′ [ Q av -a] and t C ′ [Q av -b] are controlled by the shift amounts a and b.
  • the shift amounts a and b are determined based on, for example, the criterion of Expression (10).
  • Expression (10) shows an example of the shift amounts a and b when the luminance signal level L is normalized to 0 to 1.0.
  • the deblocking filter unit 18 shifts the threshold values ⁇ ′ and t C ′ of the reference table by 5 to the left.
  • the results are shown in Table 2. If the shift amount a is negative, the shift is to the right.
  • the threshold values ⁇ ′ and t C ′ are 0, the subsequent threshold values are also set to the lower limit 0.
  • the threshold values ⁇ ′ and t C ′ reach the upper limit values 64 and 24, the upper limit values are complemented thereafter.
  • the deblocking filter unit 18 adapts the threshold for switching the filter strength according to Q av by shifting the thresholds ⁇ ′ and t C ′ of the reference table according to the shift amount a defined according to the luminance signal level L. Can be controlled.
  • the threshold values ⁇ ′ and t C ′ of the reference table are shifted to the right, the values of the threshold values ⁇ and t C increase, so that the conditional expressions (2) to (7) are easily satisfied and a strong filter is easily applied. . Therefore, in the encoding device 1 according to the present invention, when the luminance signal level L is large, a strong filter is easily applied by the deblocking filter unit 18, and as a result, generation of block distortion without impairing the compression effect. Can be reduced.
  • the deblocking filter unit 18 controls the filter strength according to the luminance signal level of the reconstructed image and the quantization parameter.
  • the deblocking filter unit 18 uses a filter strength indicating a correspondence relationship between a first value (Q av ) calculated from the quantization parameter and a second value ( ⁇ , t C ) that defines the filter strength. Holds setting information (reference table).
  • the deblocking filter unit 18 corrects the filter strength setting information according to the luminance signal level of the reconstructed image, and derives the second value by applying the first value to the corrected filter strength setting information.
  • the first value is a value determined by the average value of the quantization parameters of two adjacent blocks in the reconstructed image.
  • the second value is a value that functions as a threshold value for switching the filter strength.
  • the deblocking filter unit 18 switches the filter strength using the second value.
  • the deblocking filter unit 18 controls the filter strength according to a format that defines the dynamic range of the luminance value of the input image.
  • the deblocking filter unit 18 includes filter strength setting information (reference table) indicating a correspondence relationship between the first value (Q av ) calculated from the quantization parameter and the second value ( ⁇ , t C ) that determines the filter strength. ) And correction information (see equation (10)) that defines the correction method of the filter strength setting information for each format.
  • the deblocking filter unit 18 specifies a correction method corresponding to the format applied to the input image based on the correction information, and uses the specified correction method to filter strength according to the luminance signal level of the reconstructed image.
  • the setting information is corrected, and the second value is derived by applying the first value to the corrected filter strength setting information.
  • a computer can be suitably used to cause the above-described encoding device 1 to function, and such a computer stores a program describing processing contents for realizing each function of the encoding device 1 in the storage unit of the computer.
  • This program can be realized by reading out and executing this program by the CPU of the computer.
  • This program can be recorded on a computer-readable recording medium.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration example of a decoding device according to an embodiment.
  • 4 includes an entropy decoding unit 31, an inverse quantization unit 32, an inverse transformation unit 33, an addition unit 34, a deblocking filter unit 35, a sample adaptive offset unit 36, and a storage unit 37. And an intra prediction unit 38, a motion compensation prediction unit 39, and a switching unit 40.
  • the decoding device 2 decodes the encoded data of the input image encoded by the encoding device 1.
  • the entropy decoding unit 31 decodes the encoded data output from the encoding device 1 and obtains quantization coefficients, intra prediction modes, motion prediction information, information on filters, and information on sample adaptive offsets. Then, the entropy decoding unit 31 outputs the quantization coefficient to the inverse quantization unit 32, outputs the intra prediction mode to the intra prediction unit 38, outputs the motion prediction information to the motion compensation prediction unit 39, and displays information about the filter.
  • the data is output to the deblocking filter unit 35, and the sample adaptive offset information is output to the sample adaptive offset unit 36.
  • the inverse quantization unit 32 receives the quantization coefficient and the quantization parameter from the entropy decoding unit 31, and multiplies the quantization coefficient by a quantization step derived from the quantization parameter to restore the orthogonal transform coefficient for each block.
  • the orthogonal transform coefficient is output to the inverse transform unit 33.
  • the inverse transform unit 33 performs an inverse transform on the orthogonal transform coefficient input from the inverse quantization unit 32 to generate a residual image, and outputs the residual image to the addition unit 34.
  • the addition unit 34 adds the residual image input from the inverse conversion unit 33 and the pixel values of the prediction image input from the switching unit 40 to generate a reconstructed image, and the deblocking filter unit 35.
  • the deblocking filter unit 35 performs a filter process on the reconstructed image input from the adder unit 34 and outputs the reconstructed image after the filter process to the sample adaptive offset unit 36.
  • the deblocking filter unit 35 controls the filter strength according to the luminance signal level (pixel value of the luminance component) of the reconstructed image and the quantization parameter.
  • the sample adaptive offset unit 36 adds the offset to the image input from the deblocking filter unit 35 according to the sample adaptive offset information input from the entropy decoding unit 31, and outputs the result to the storage unit 37 as a decoded image. .
  • the storage unit 37 stores an image for one frame and outputs the stored image to the outside of the decoding device 2.
  • the intra prediction unit 38 refers to the decoded image stored in the storage unit 37, performs a prediction process according to the intra prediction mode input from the entropy decoding unit 31, generates an intra predicted image, and switches the intra predicted image to the switching unit 40. Output to.
  • the motion compensation prediction unit 39 refers to the decoded image stored in the storage unit 37, performs a prediction process according to the information of the motion vector input from the entropy decoding unit 31, and generates a motion compensated prediction image. Is output to the switching unit 40.
  • the switching unit 40 switches between the intra prediction image input from the intra prediction unit 38 and the motion compensation prediction image input from the motion compensation prediction unit 39, and outputs the intra prediction image or the motion compensation prediction image to the addition unit 34. To do.
  • the inverse quantization unit 32, the inverse transformation unit 33, the addition unit 34, the intra prediction unit 38, the motion compensation prediction unit 39, and the switching unit 40 constitute an image decoding unit 30.
  • the image decoding unit 30 reconstructs the orthogonal transform coefficient from the quantized coefficient based on the quantization parameter, and performs the inverse orthogonal transform on the orthogonal transform coefficient to generate a decoded image into the reconstructed residual image.
  • a reconstructed image is generated by adding the predicted images.
  • the process of the deblocking filter unit 35 is the same as that of the deblocking filter unit 18. That is, the deblocking filter unit 35 shifts the threshold values ⁇ ′ and t C ′ of the reference table according to the shift amount a defined according to the luminance signal level L, thereby changing the filter strength switching threshold value according to Q av. Can be controlled adaptively.
  • the threshold values ⁇ ′ and t C ′ of the reference table are shifted to the right, the values of the threshold values ⁇ and t C increase, so that the conditional expressions (2) to (7) are easily satisfied and a strong filter is easily applied. .
  • the decoding device 2 when the luminance signal level L is high, a strong filter is easily applied by the deblocking filter unit 35. As a result, the occurrence of block distortion is reduced without impairing the compression effect. can do.
  • the deblocking filter unit 35 controls the filter strength according to the luminance signal level of the reconstructed image and the quantization parameter.
  • the deblocking filter unit 35 has a filter strength indicating a correspondence relationship between a first value (Q av ) calculated from the quantization parameter and a second value ( ⁇ , t C ) that defines the filter strength. Holds setting information (reference table).
  • the deblocking filter unit 35 corrects the filter strength setting information according to the luminance signal level of the reconstructed image, and derives the second value by applying the first value to the corrected filter strength setting information.
  • the first value is a value determined by the average value of the quantization parameters of two adjacent blocks in the reconstructed image.
  • the second value is a value that functions as a threshold value for switching the filter strength.
  • the deblocking filter unit 35 switches the filter strength using the second value.
  • the deblocking filter unit 35 controls the filter strength according to a format that defines the dynamic range of the luminance value of the input image.
  • the deblocking filter unit 35 includes filter strength setting information (reference table) indicating a correspondence relationship between the first value calculated from the quantization parameter and the second value that determines the filter strength, and a method for correcting the filter strength setting information. For each format is stored (refer to equation (10)).
  • the deblocking filter unit 35 specifies a correction method corresponding to the format applied to the input image based on the correction information, and uses the specified correction method to filter strength according to the luminance signal level of the reconstructed image.
  • the setting information is corrected, and the second value is derived by applying the first value to the corrected filter strength setting information.
  • a computer can be suitably used to cause the above-described decryption apparatus 2 to function, and such a computer stores a program describing processing contents for realizing each function of the decryption apparatus 2 in a storage unit of the computer. It can be realized by reading and executing this program by the CPU of the computer. This program can be recorded on a computer-readable recording medium.

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Abstract

符号化装置１は、入力画像と該入力画像を予測した予測画像との差を示す残差画像に対して直交変換処理を行って直交変換係数を算出する変換部１３と、量子化パラメータに基づいて直交変換係数を量子化して量子化係数を生成する量子化部１４と、量子化係数を符号化して符号化データを生成するエントロピー符号化部２４と、量子化パラメータに基づいて量子化係数から直交変換係数を復元し、該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に前記予測画像を加算して再構成画像を生成する画像復号部１０と、再構成画像に対してフィルタ処理を行うデブロッキングフィルタ部１８と、を備え、デブロッキングフィルタ部１８は、再構成画像の輝度信号レベルと量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御する。

Description

符号化装置、復号装置、符号化方法、及び復号方法
　本発明は、デブロッキングフィルタ処理を行う符号化装置、復号装置、符号化方法、及び復号方法に関する。
　主流となっているＭＰＥＧに代表される映像符号化方式では、リアルタイム処理の実現のし易さから、フレーム（あるいはピクチャ）などと呼ばれる映像の単位をブロック状の小領域に分割し、ブロック単位で変換や予測などの技術を駆使して符号化(圧縮)を行っている。このような符号化方式では、隣接するブロック間の符号化制御の違いに起因して、ブロック境界において品質差がひずみとなって知覚される。Ｈ．２６４／ＡＶＣやＨ．２６５／ＨＥＶＣと呼ばれる近年の符号化方式ではこのような符号化ひずみを低減するために、デブロッキングフィルタと呼ばれる処理が採用されている。
　ブロックひずみは、隣接する両ブロックの境界における信号が直交変換係数を量子化したことにより生じる信号劣化により、本来スムーズであるべき隣接領域において急峻な信号変動となって生じる。このひずみを軽減するためのデブロッキングフィルタは、一般的に信号の変動を緩やかにするローパスフィルタとして設計されている。量子化の粗さによって信号の劣化量が変動することから、量子化の粗さを規定する量子化パラメータによってフィルタの強度が制御されている（例えば、非特許文献１参照）。
Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎ　ＩＴＵ－Ｔ　Ｈ．２６５，（０４／２０１３）"，Ｈｉｇｈ　ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ　ｖｉｄｅｏ　ｃｏｄｉｎｇ"，Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｕｎｉｏｎ，Ａｐｒｉｌ　２０１３
　一実施形態に係る符号化装置は、入力画像を符号化する符号化装置であって、入力画像と該入力画像の予測画像との差を示す残差画像に対して直交変換処理を行って直交変換係数を算出する変換部と、量子化パラメータに基づいて、前記直交変換係数を量子化して量子化係数を生成する量子化部と、前記量子化係数を符号化して符号化データを生成するエントロピー符号化部と、前記量子化パラメータに基づいて、前記量子化係数から直交変換係数を復元し、該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に前記予測画像を加算して再構成画像を生成する画像復号部と、前記再構成画像に対してフィルタ処理を行うデブロッキングフィルタ部と、を備える。前記デブロッキングフィルタ部は、前記再構成画像の輝度信号レベルと前記量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御することを特徴とする。
　一実施形態に係る復号装置は、入力画像の符号化データを復号する復号装置であって、符号化データを復号して、直交変換係数を量子化した量子化係数を取得するエントロピー復号部と、量子化パラメータに基づいて、前記量子化係数から直交変換係数を復元し、該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に予測画像を加算して再構成画像を生成する画像復号部と、前記再構成画像に対してフィルタ処理を行うデブロッキングフィルタ部と、を備える。前記デブロッキングフィルタ部は、前記再構成画像の輝度信号レベルと前記量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御することを特徴とする。
信号レベルと輝度レベルとの対応関係を示す図である。 本発明の一実施形態に係る符号化装置の構成例を示すブロック図である。 デブロッキングフィルタ処理を行うブロック境界を示す図である。 本発明の一実施形態に係る復号装置の構成例を示すブロック図である。
　新たな映像メディアの特徴として、従来の映像信号で表現できない黒と白の表現範囲を拡大したＨＤＲ（high dynamic range）信号の標準化が行われた。このＨＤＲ信号では、従来のＳＤＲ（Standard Dynamic Range）信号に比べて、光の強度が低いところから高いところ（すなわち、暗いところから明るいところ）までを限られたビット深度の中に記録するため、従来よりも極端なγ補正と呼ばれる信号抑圧処理が加えられている。ＨＤＲの方式としては、現在、ＡＲＩＢ ＳＴＤ－Ｂ６７で規定されているＨＬＧ（Hybrid-Log Gamma）方式と、ＳＭＰＴＥ ＳＴ.２０８４で規定されているＰＱ（Perceptual Quantize）方式がありこれらの方式はITU-RにおいてRecommendation ITU-R BT.2100として国際標準化されている。なお、将来的にはこれら以外の方式が規定される可能性もある。
　図１に、ＳＤＲ信号と、ＨＬＧ方式及びＰＱ方式のＨＤＲ信号について、画像の輝度信号レベルと、表示装置に表示される表示輝度レベルとの対応関係（逆γ補正）を示す。なお、ＨＬＧ方式は表示装置のピーク輝度を最大値とする相対的なシステムであるため、図中ではピーク輝度を１０００ｃｄ/ｍ２として示す。また同様に、従来のＳＤＲ信号も表示装置のピーク輝度を最大値とする相対的なシステムであるため、現在市販されているディスプレイを例としてピーク輝度を２５０ｃｄ/ｍ２として示す。
　ＨＤＲ信号では、輝度信号レベルの変動に対する、表示輝度レベル（明るさ）の変化が、従来のＳＤＲ信号に比べ大きくなっている。そのため、信号レベルの大きい領域では、量子化ひずみによるブロックノイズが従来の信号劣化に比べ誇張されて表現される。特に、最も信号の抑圧度合いが大きいＰＱ方式では、輝度信号レベルに対する表示輝度レベルの変動が顕著であり、ブロックひずみによる信号劣化の影響もまた顕著である。この現象を低減するために、信号レベルに応じて量子化パラメータを小さくするという対策を行うことが一般的になっている。
　従来のデブロッキングフィルタでは、ブロック間のスムージングを実現するフィルタの強度を切り替えるための閾値がフレーム単位で量子化パラメータに応じて予め決められており、輝度信号レベルに応じた制御は行われていなかった。そのため、ＨＤＲ信号では、輝度信号レベルの差と表示輝度レベルの差の非線形性が強く、従来のデブロッキングフィルタではブロックひずみを十分に低減することが困難であった。また、従来のＳＤＲ信号でもガンマ補正による非線形性があるため、輝度レベルが高い領域においてデブロッキングフィルタの効果が低減するという課題があった。
　また、量子化パラメータを必要以上に小さくすることにより、ブロックの平均的な誤差量を低減させることは可能であるが、量子化パラメータが小さくなることによりデブロッキングフィルタの作用も小さくなり、境界部において輝度信号レベルの差が顕著に表示されてしまうことを十分に改善することはできなかった。また、量子化パラメータを小さくすると情報量が増加するため、圧縮効果も低減してしまうという課題があった。
　かかる事情に鑑み、本開示は、圧縮効果を損なうことなく、ＳＤＲ信号の高輝度部、及びＨＤＲ信号に対してもブロックひずみを低減することが可能な符号化装置、復号装置、符号化方法、及び復号方法を提供することを目的とする。
　一実施形態に係る符号化装置は、入力画像を符号化する符号化装置であって、入力画像と該入力画像の予測画像との差を示す残差画像に対して直交変換処理を行って直交変換係数を算出する変換部と、量子化パラメータに基づいて、前記直交変換係数を量子化して量子化係数を生成する量子化部と、前記量子化係数を符号化して符号化データを生成するエントロピー符号化部と、前記量子化パラメータに基づいて、前記量子化係数から直交変換係数を復元し、該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に前記予測画像を加算して再構成画像を生成する画像復号部と、前記再構成画像に対してフィルタ処理を行うデブロッキングフィルタ部と、を備える。前記デブロッキングフィルタ部は、前記再構成画像の輝度信号レベルと前記量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御する。
　一実施形態に係る復号装置は、入力画像の符号化データを復号する復号装置であって、符号化データを復号して、直交変換係数を量子化した量子化係数を取得するエントロピー復号部と、量子化パラメータに基づいて、前記量子化係数から直交変換係数を復元し、該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に予測画像を加算して再構成画像を生成する画像復号部と、前記再構成画像に対してフィルタ処理を行うデブロッキングフィルタ部と、を備える。前記デブロッキングフィルタ部は、前記再構成画像の輝度信号レベルと前記量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御する。
　かかる符号化装置及び復号装置によれば、輝度信号レベルに応じてフィルタ強度を変更可能となり、圧縮効果を損なうことなく、ＳＤＲ信号のみならずＨＤＲ信号に対してもブロックひずみを低減することができる。
　以下、一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（符号化装置）
　一実施形態に係る符号化装置について、以下に説明する。図２に、一実施形態に係る符号化装置の構成例を示す。図２に示す符号化装置１は、ブロック分割部１１と、減算部１２と、変換部１３と、量子化部１４と、逆量子化部１５と、逆変換部１６と、加算部１７と、デブロッキングフィルタ部１８と、サンプルアダプティブオフセット部１９と、記憶部２０と、イントラ予測部２１と、動き補償予測部２２と、切替部２３と、エントロピー符号化部２４とを備える。なお、サンプルアダプティブオフセット部１９に代えてあるいは追加して、他のポストフィルタ処理を行う処理部を設けてもよい。
　ブロック分割部１１は、入力画像である符号化対象フレームを複数のブロックに分割し、ブロック画像を減算部１２に出力する。ブロックのサイズは可変サイズであってもよく、例えば３２×３２画素、１６×１６画素、８×８画素、又は４×４画素とする。
　減算部１２は、ブロック分割部１１から入力されたブロック画像の各画素値から、入力画像の予測画像の各画素値を減算して、ブロック画像と予測画像との差を示す残差画像を生成し、変換部１３に出力する。予測画像は、後述するイントラ予測部２１又は動き補償予測部２２から切替部２３を介して入力される。
　変換部１３は、減算部１２から入力された残差画像に対して直交変換処理を行って直交変換係数を算出し、ブロックごとの直交変換係数を量子化部１４に出力する。
　量子化部１４は、量子化の粗さを規定する量子化パラメータ（ｑＰ）に基づいて、変換部１３から入力されたブロックごとの直交変換係数を量子化して量子化係数を生成し、量子化係数を逆量子化部１５及びエントロピー符号化部２４に出力する。より詳細には、量子化部１４は、変換部１３から入力されたブロックごとの直交変換係数を、量子化パラメータから導出される量子化ステップで除することにより、量子化係数を生成する。例えば、量子化パラメータの値は０から５１までであり、量子化パラメータが６増加すると量子化ステップが２倍となる（すなわち、量子化パラメータと量子化ステップの対数が比例する）ように対応付けられている。
　逆量子化部１５は、量子化パラメータに基づいて、量子化部１４から入力された量子化係数から直交変換係数を復元し、逆変換部１６に出力する。より詳細には、逆量子化部１５は、量子化部１４から入力された量子化係数に対して、量子化パラメータから導出される量子化ステップを乗ずることにより、ブロックごとの直交変換係数を復元する。
　逆変換部１６は、逆量子化部１５から入力された直交変換係数に対して逆直交変換を行って残差画像を生成し、生成された残差画像を加算部１７に出力する。例えば、変換部１３が離散コサイン変換を行った場合には、逆変換部１６は逆離散コサイン変換を行う。
　加算部１７は、逆変換部１６から入力された残差画像と、切替部２３から入力された予測画像の各画素値を加算して再構成画像を生成し、再構成画像をデブロッキングフィルタ部１８に出力する。
　デブロッキングフィルタ部１８は、加算部１７から入力された再構成画像に対してフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の再構成画像をサンプルアダプティブオフセット部１９に出力する。デブロッキングフィルタ部１８は、再構成画像の輝度信号レベル（輝度成分の画素値）と量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御する。この処理の詳細については後述する。
　サンプルアダプティブオフセット部１９は、デブロッキングフィルタ部１８から入力された画像を画素単位で分類し、各画素値に分類に応じたオフセットを加算し、その結果を復号画像として記憶部２０に出力する。また、サンプルアダプティブオフセット部１９は、サンプルアダプティブオフセットの情報をエントロピー符号化部２４に出力する。
　イントラ予測部２１は、記憶部２０に記憶された復号画像を参照して、イントラ予測を行ってイントラ予測画像を生成し、イントラ予測画像を切替部２３に出力する。また、イントラ予測部２１は、選択したイントラ予測モードをエントロピー符号化部２４に出力する。
　動き補償予測部２２は、記憶部２０に記憶された復号画像を参照して、ブロックマッチングなどの手法により動きベクトルを生成し、動きベクトルの情報をエントロピー符号化部２４に出力する。さらに、動き補償予測部２２は、動きベクトルに基づいて動き補償予測画像を生成し、動き補償予測画像を切替部２３に出力する。
　切替部２３は、イントラ予測部２１から入力されたイントラ予測画像と、動き補償予測部２２から入力された動き補償予測画像とを切替えて、復号画像の予測画像（イントラ予測画像又は動き補償予測画像）を減算部１２及び加算部１７に出力する。
　逆量子化部１５と、逆変換部１６と、加算部１７と、イントラ予測部２１と、動き補償予測部２２と、切替部２３とにより、画像復号部１０を構成する。画像復号部１０は、上記のように、量子化パラメータに基づいて、量子化係数から直交変換係数を復元し、該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に予測画像を加算することにより再構成画像を生成する。
　エントロピー符号化部２４は、量子化部１４から入力された量子化係数、イントラ予測部２１から入力されたイントラ予測モード、動き補償予測部２２から入力された予測動きベクトルの情報、デブロッキングフィルタ部１８から入力されたフィルタに関する情報、及びサンプルアダプティブオフセット部１９から入力されたサンプルアダプティブオフセットの情報に対してエントロピー符号化を行い、データ圧縮を行って符号化データを生成し、符号化データを符号化装置１の外部に出力する。エントロピー符号化は、０次指数ゴロム符号やＣＡＢＡＣ（Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding；コンテキスト適応型２値算術符号）など、任意のエントロピー符号化方式を用いることができる。
（デブロッキングフィルタ部）
　次に、デブロッキングフィルタ部１８の詳細について説明する。本実施形態では、デブロッキングフィルタ部１８が処理を行うブロックサイズを例えば８×８画素とする。デブロッキングフィルタ部１８は、まずブロックごとに平滑化処理の強さを示す境界強度Ｂｓ（Boundary Strength）値を求める。Ｂｓ値は０，１，２のいずれかとする。
　図３にデブロッキングフィルタ処理を行うブロック境界を示す。図３を参照して、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ方式に準拠したデブロッキングフィルタ処理の一例について説明する。ブロックＰ又はＱがイントラ予測を行うブロックである場合には、Ｂｓ値を２とする。ブロックＰ及びＱがインター予測を行うブロックであり、且つ少なくとも以下の一つの条件を満たす場合には、Ｂｓ値を１とし、その他の場合には、Ｂｓ値を０とする。
・ブロックＰ又はＱが有意な（非ゼロの）直交変換係数を含み、変換ユニットＴＵ（Transform Unit）の境界であること。
・ブロックＰ及びＱの動きベクトルの本数あるいは参照画像が異なること。
・ブロックＰ及びＱの動きベクトルの差の絶対値が４画素以上であること。
　デブロッキングフィルタ部１８は、Ｂｓ値が０の場合にはフィルタ処理を行わない。以下、図３に示す垂直ブロック境界を例に説明する。Ｂｓ値が１又は２の場合には、次式（１）を満たす場合にのみ、フィルタリング処理を行う。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　また、フィルタリング処理を行う際には、デブロッキングフィルタ部１８は、以下の条件式（２）～（７）を全て満たす場合に強いフィルタを適用し、それ以外の場合に弱いフィルタを適用する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　閾値β及びｔＣの値は、隣接するブロックＰとブロックＱの量子化パラメータの平均値Ｑａｖに応じて変わる。デブロッキングフィルタ部１８は、Ｑａｖと閾値β及びｔＣとの対応関係を示す基準テーブルを有する。基準テーブルの一例を表１に示す。画像のビット深度が８ビットの場合の閾値β，ｔＣをそれぞれ閾値β’，ｔＣ’として表記している。なお、Ｑａｖ，β’，ｔＣ’は、フレーム又はスライス単位でそれぞれオフセットを加えた値とすることも可能である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　ビット深度をＢとすると、閾値β及びｔＣは、それぞれ式（８）（９）で表される。ここで、＜＜１は１ビットの算術左シフト演算を意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　本発明では、デブロッキングフィルタ部１８は、新たに追加する輝度信号レベル（輝度成分の画素値）Ｌによって基準テーブルをシフトして閾値β及びｔＣを設定する。輝度信号レベルＬの値は、例えば（p00＋p03＋q00＋q03）/4や、（p00＋p01＋p02＋p03＋q00＋q01＋q02＋q03）/8とする。なお、輝度信号レベルＬの求め方は一例であり、これに限定されるものではない。
　デブロッキングフィルタ部１８は、入力画像の輝度値のダイナミックレンジを規定したフォーマットを取得する。映像フォーマットについては、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ方式ではSequence parameter setと呼ばれる高位シンタックスによって伝送されるものであり、復号装置で信号の種別を識別することが一般的に可能である。本実施形態では、このフォーマットは、例えばＳＤＲ，ＨＬＧ，ＰＱの三種類とする。デブロッキングフィルタ部１８は、ＰＱ方式やＨＬＧ方式などのＨＤＲ方式はＳＤＲ方式に比べて輝度信号レベルの差が表示輝度に与える影響が一段と高いことを考慮し、輝度信号レベルＬに応じてフィルタ強度を制御する。具体的には、表１に示すβ’及びｔＣ’を、Ｑａｖをインデックスとするβ’［Ｑａｖ］及びｔＣ’［Ｑａｖ］とし、輝度信号レベルＬに応じて閾値β’［Ｑａｖ－ａ］及びｔＣ’［Ｑａｖ－ｂ］をシフト量ａ，ｂによって制御する。シフト量ａ，ｂは、例えば式（１０）の基準によって決定する。式（１０）では、輝度信号レベルＬを０～１．０に正規化した場合のシフト量ａ，ｂの一例を示す。また、デブロッキングフィルタ部１８は、アプリケーションごとの要求条件に応じてシフト量ａ，ｂを決定してもよく、簡単にはａ＝ｂとしてもよい。また、ａ＝０又はｂ＝０として、閾値β’，ｔＣ’の一方のみをシフトさせるようにしてもよい。
ＳＤＲ信号の場合
　　if (L < 0.75)
　　　　a=0;
　　else if (L >= 0.75)
　　　　a=2;
　　if (L < 0.75)
　　　　b=0;
　　else if (L >= 0.75)
　　　　b=1;
ＨＬＧ信号の場合
　　if (L < 0.5)
　　　　a=0;
　　else if (L >= 0.5 && L < 0.75)
　　　　a=2;
　　else if (L >= 0.75)
　　　　a=5;
　　if (L < 0.5)
　　　　b=0;
　　else if (L >= 0.5 && L < 0.7)
　　　　b=3;
　　else if (L >= 0.7)
　　　　b=6;
ＰＱ信号の場合
　　if (L < 0.3)
　　　　a=-1;
　　else if (L >= 0.3 && L < 0.4)
　　　　a=0;
　　else if (L >= 0.4 && L < 0.5)
　　　　a=1;
　　else if (L >= 0.5 && L < 0.7)
　　　　a=5;
　　else if (L >= 0.7 && L < 0.85)
　　　　a=10;
　　else if (L >= 0.85 && L < 0.95)
　　　　a=12;
　　else if (L >= 0.95)
　　　　a=15;
　　if (L < 0.3)
　　　　b=-1;
　　else if (L >= 0.3 && L < 0.5)
　　　　b=0;
　　else if (L >= 0.5 && L < 0.7)
　　　　b=1;
　　else if (L >= 0.7 && L < 0.95)
　　　　b=5;
　　else if (L >= 0.95)
　　　　b=7;　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１０）
　例えば、シフト量ａ＝ｂ＝５のとき、デブロッキングフィルタ部１８は、基準テーブルの閾値β’及びｔＣ’を左に５だけシフトする。その結果を表２に示す。なお、シフト量ａがマイナスであれば、右にシフトする。なお、表に示すように閾値β’及びｔＣ’が０となった場合には、それ以降の閾値も下限０とする。閾値β’及びｔＣ’が上限値６４及び２４に至った場合には、それ以降は上限値で補完する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　デブロッキングフィルタ部１８は、輝度信号レベルＬに応じて規定されたシフト量ａに従って基準テーブルの閾値β’及びｔＣ’をシフトすることにより、Ｑａｖに応じたフィルタ強度の切替えの閾値を適応的に制御することができる。基準テーブルの閾値β’及びｔＣ’を右にシフトすると、閾値β及びｔＣの値が大きくなるので、上記条件式（２）～（７）を満たしやすくなり、強いフィルタが適用されやすくなる。したがって、本発明に係る符号化装置１においては、輝度信号レベルＬが大きい場合にはデブロッキングフィルタ部１８で強いフィルタが適用されやすくなり、その結果、圧縮効果を損なうことなくブロックひずみの発生を低減することができる。
　このように、符号化装置１において、デブロッキングフィルタ部１８は、再構成画像の輝度信号レベルと量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御する。一実施形態では、デブロッキングフィルタ部１８は、量子化パラメータから算出される第１の値（Ｑａｖ）とフィルタ強度を定める第２の値（β、ｔＣ）との対応関係を示すフィルタ強度設定情報（基準テーブル）を保持する。デブロッキングフィルタ部１８は、再構成画像の輝度信号レベルに応じてフィルタ強度設定情報を修正し、修正されたフィルタ強度設定情報に第１の値を適用することによって第２の値を導出する。第１の値は、再構成画像において隣接する２つのブロックの量子化パラメータの平均値によって定まる値である。第２の値は、フィルタ強度を切り替えるための閾値として機能する値である。デブロッキングフィルタ部１８は、第２の値を用いてフィルタ強度を切り替える。
　一実施形態では、デブロッキングフィルタ部１８は、入力画像の輝度値のダイナミックレンジを規定したフォーマットに応じてフィルタ強度を制御する。デブロッキングフィルタ部１８は、量子化パラメータから算出される第１の値（Ｑａｖ）とフィルタ強度を定める第２の値（β、ｔＣ）との対応関係を示すフィルタ強度設定情報（基準テーブル）と、フィルタ強度設定情報の修正方法をフォーマットごとに定義する修正用情報（式（１０）参照）とを保持する。デブロッキングフィルタ部１８は、入力画像に適用されたフォーマットに対応する修正方法を修正用情報に基づいて特定し、特定された修正方法を用いて、再構成画像の輝度信号レベルに応じてフィルタ強度設定情報を修正し、修正されたフィルタ強度設定情報に第１の値を適用することによって第２の値を導出する。
　なお、上述した符号化装置１として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、符号化装置１の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録可能である。
　（復号装置）
　次に、一実施形態に係る復号装置について説明する。図４は、一実施形態に係る復号装置の構成例を示すブロック図である。図４に示す復号装置２は、エントロピー復号部３１と、逆量子化部３２と、逆変換部３３と、加算部３４と、デブロッキングフィルタ部３５と、サンプルアダプティブオフセット部３６と、記憶部３７と、イントラ予測部３８と、動き補償予測部３９と、切替部４０とを備える。復号装置２は、符号化装置１によって符号化された、入力画像の符号化データを復号する。
　エントロピー復号部３１は、符号化装置１が出力する符号化データを復号し、量子化係数、イントラ予測モード、動き予測情報、フィルタに関する情報、及びサンプルアダプティブオフセットの情報を取得する。そして、エントロピー復号部３１は、量子化係数を逆量子化部３２に出力し、イントラ予測モードをイントラ予測部３８に出力し、動き予測情報を動き補償予測部３９に出力し、フィルタに関する情報をデブロッキングフィルタ部３５に出力し、サンプルアダプティブオフセットの情報をサンプルアダプティブオフセット部３６に出力する。
　逆量子化部３２は、エントロピー復号部３１から量子化係数及び量子化パラメータを入力し、量子化係数に量子化パラメータから導出される量子化ステップを乗算してブロックごとの直交変換係数を復元し、直交変換係数を逆変換部３３に出力する。
　逆変換部３３は、逆量子化部３２から入力された直交変換係数に対して逆変換を行って残差画像を生成し、残差画像を加算部３４に出力する。
　加算部３４は、逆変換部３３から入力された残差画像と、切替部４０から入力された予測画像の各画素値を加算して再構成画像を生成し、再構成画像をデブロッキングフィルタ部３５に出力する。
　デブロッキングフィルタ部３５は、加算部３４から入力された再構成画像に対してフィルタ処理を行い、フィルタ処理後の再構成画像をサンプルアダプティブオフセット部３６に出力する。デブロッキングフィルタ部３５は、再構成画像の輝度信号レベル（輝度成分の画素値）と量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御する。
　サンプルアダプティブオフセット部３６は、エントロピー復号部３１から入力されたサンプルアダプティブオフセットの情報に従って、デブロッキングフィルタ部３５から入力された画像にオフセットを加算し、その結果を復号画像として記憶部３７に出力する。
　記憶部３７は、１フレーム分の画像を記憶するとともに、記憶した画像を復号装置２の外部に出力する。
　イントラ予測部３８は、記憶部３７に記憶された復号画像を参照し、エントロピー復号部３１から入力されたイントラ予測モードに従って予測処理を行ってイントラ予測画像を生成し、イントラ予測画像を切替部４０に出力する。
　動き補償予測部３９は、記憶部３７に記憶された復号画像を参照し、エントロピー復号部３１から入力された動きベクトルの情報に従って予測処理を行って動き補償予測画像を生成し、動き補償予測画像を切替部４０に出力する。
　切替部４０は、イントラ予測部３８から入力されたイントラ予測画像と、動き補償予測部３９から入力された動き補償予測画像とを切替えて、イントラ予測画像又は動き補償予測画像を加算部３４に出力する。
　逆量子化部３２と、逆変換部３３と、加算部３４と、イントラ予測部３８と、動き補償予測部３９と、切替部４０とにより、画像復号部３０を構成する。画像復号部３０は、上記のように、量子化パラメータに基づいて、量子化係数から直交変換係数を復元し、該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に復号画像の予測画像を加算することにより再構成画像を生成する。
　デブロッキングフィルタ部３５の処理はデブロッキングフィルタ部１８と同様である。すなわち、デブロッキングフィルタ部３５は、輝度信号レベルＬに応じて規定されたシフト量ａに従って基準テーブルの閾値β’及びｔＣ’をシフトすることにより、Ｑａｖに応じたフィルタ強度の切替えの閾値を適応的に制御することができる。基準テーブルの閾値β’及びｔＣ’を右にシフトすると、閾値β及びｔＣの値が大きくなるので、上記条件式（２）～（７）を満たしやすくなり、強いフィルタが適用されやすくなる。したがって、本発明に係る復号装置２においては、輝度信号レベルＬが大きい場合にはデブロッキングフィルタ部３５で強いフィルタが適用されやすくなり、その結果、圧縮効果を損なうことなくブロックひずみの発生を低減することができる。
　このように、復号装置２において、デブロッキングフィルタ部３５は、再構成画像の輝度信号レベルと量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御する。一実施形態では、デブロッキングフィルタ部３５は、量子化パラメータから算出される第１の値（Ｑａｖ）とフィルタ強度を定める第２の値（β、ｔＣ）との対応関係を示すフィルタ強度設定情報（基準テーブル）を保持する。デブロッキングフィルタ部３５は、再構成画像の輝度信号レベルに応じてフィルタ強度設定情報を修正し、修正されたフィルタ強度設定情報に第１の値を適用することによって第２の値を導出する。第１の値は、再構成画像において隣接する２つのブロックの量子化パラメータの平均値によって定まる値である。第２の値は、フィルタ強度を切り替えるための閾値として機能する値である。デブロッキングフィルタ部３５は、第２の値を用いてフィルタ強度を切り替える。
　一実施形態では、デブロッキングフィルタ部３５は、入力画像の輝度値のダイナミックレンジを規定したフォーマットに応じてフィルタ強度を制御する。デブロッキングフィルタ部３５は、量子化パラメータから算出される第１の値とフィルタ強度を定める第２の値との対応関係を示すフィルタ強度設定情報（基準テーブル）と、フィルタ強度設定情報の修正方法をフォーマットごとに定義する修正用情報（式（１０）参照）とを保持する。デブロッキングフィルタ部３５は、入力画像に適用されたフォーマットに対応する修正方法を修正用情報に基づいて特定し、特定された修正方法を用いて、再構成画像の輝度信号レベルに応じてフィルタ強度設定情報を修正し、修正されたフィルタ強度設定情報に第１の値を適用することによって第２の値を導出する。
　なお、上述した復号装置２として機能させるためにコンピュータを好適に用いることができ、そのようなコンピュータは、復号装置２の各機能を実現する処理内容を記述したプログラムを該コンピュータの記憶部に格納しておき、該コンピュータのＣＰＵによってこのプログラムを読み出して実行させることで実現することができる。なお、このプログラムは、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録可能である。
　上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態の構成図に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
　本願は日本国特許出願第２０１６－２３０５２４（２０１６年１１月２８日出願）及び日本国特許出願第２０１７－２３３４５（２０１７年２月１０日出願）の優先権を主張し、その内容の全てが本願明細書に組み込まれている。
　１　　符号化装置
　２　　復号装置
　１０　画像復号部
　１１　ブロック分割部
　１２　減算部
　１３　変換部
　１４　量子化部
　１５　逆量子化部
　１６　逆変換部
　１７　加算部
　１８　デブロッキングフィルタ部
　１９　サンプルアダプティブオフセット部
　２０　記憶部
　２１　イントラ予測部
　２２　動き補償予測部
　２３　切替部
　２４　エントロピー符号化部
　３０　画像復号部
　３１　エントロピー復号部
　３２　逆量子化部
　３３　逆変換部
　３４　加算部
　３５　デブロッキングフィルタ部
　３６　サンプルアダプティブオフセット部
　３７　記憶部
　３８　イントラ予測部
　３９　動き補償予測部
　４０　切替部

Claims (14)

  1. 　入力画像を符号化する符号化装置であって、
    　入力画像と該入力画像の予測画像との差を示す残差画像に対して直交変換処理を行って直交変換係数を算出する変換部と、
    　量子化パラメータに基づいて、前記直交変換係数を量子化して量子化係数を生成する量子化部と、
    　前記量子化係数を符号化して符号化データを生成するエントロピー符号化部と、
    　前記量子化パラメータに基づいて、前記量子化係数から直交変換係数を復元し、該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に前記予測画像を加算して再構成画像を生成する画像復号部と、
    　前記再構成画像に対してフィルタ処理を行うデブロッキングフィルタ部と、を備え、
    　前記デブロッキングフィルタ部は、前記再構成画像の輝度信号レベルと前記量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御する符号化装置。
  2. 　前記デブロッキングフィルタ部は、前記量子化パラメータから算出される第１の値と前記フィルタ強度を定める第２の値との対応関係を示すフィルタ強度設定情報を保持し、
    　前記デブロッキングフィルタ部は、
    　前記再構成画像の輝度信号レベルに応じて前記フィルタ強度設定情報を修正し、
    　修正されたフィルタ強度設定情報に前記第１の値を適用することによって前記第２の値を導出する、請求項１に記載の符号化装置。
  3. 　前記デブロッキングフィルタ部は、前記入力画像の輝度値のダイナミックレンジを規定したフォーマットに応じて前記フィルタ強度を制御する、請求項１に記載の符号化装置。
  4. 　前記デブロッキングフィルタ部は、
    　前記量子化パラメータから算出される第１の値と前記フィルタ強度を定める第２の値との対応関係を示すフィルタ強度設定情報と、
    　前記フィルタ強度設定情報の修正方法をフォーマットごとに定義する修正用情報とを保持し、
    　前記デブロッキングフィルタ部は、
    　前記入力画像に適用された前記フォーマットに対応する前記修正方法を前記修正用情報に基づいて特定し、
    　特定された修正方法を用いて、前記再構成画像の輝度信号レベルに応じて前記フィルタ強度設定情報を修正し、
    　修正されたフィルタ強度設定情報に前記第１の値を適用することによって前記第２の値を導出する、請求項３に記載の符号化装置。
  5. 　前記第１の値は、前記再構成画像において隣接する２つのブロックの量子化パラメータの平均値によって定まる値である、請求項２又は４に記載の符号化装置。
  6. 　前記第２の値は、前記フィルタ強度を切り替えるための閾値として機能する値であり、
    　前記デブロッキングフィルタ部は、前記第２の値を用いて前記フィルタ強度を切り替える、請求項２又は４に記載の符号化装置。
  7. 　入力画像の符号化データを復号する復号装置であって、
    　符号化データを復号して、直交変換係数を量子化した量子化係数を取得するエントロピー復号部と、
    　量子化パラメータに基づいて、前記量子化係数から直交変換係数を復元し、該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に予測画像を加算して再構成画像を生成する画像復号部と、
    　前記再構成画像に対してフィルタ処理を行うデブロッキングフィルタ部と、を備え、
    　前記デブロッキングフィルタ部は、前記再構成画像の輝度信号レベルと前記量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御する復号装置。
  8. 　前記デブロッキングフィルタ部は、前記量子化パラメータから算出される第１の値と前記フィルタ強度を定める第２の値との対応関係を示すフィルタ強度設定情報を保持し、
    　前記デブロッキングフィルタ部は、
    　前記再構成画像の輝度信号レベルに応じて前記フィルタ強度設定情報を修正し、
    　修正されたフィルタ強度設定情報に前記第１の値を適用することによって前記第２の値を導出する、請求項７に記載の復号装置。
  9. 　前記デブロッキングフィルタ部は、前記入力画像の輝度値のダイナミックレンジを規定したフォーマットに応じて前記フィルタ強度を制御する、請求項７に記載の復号装置。
  10. 　前記デブロッキングフィルタ部は、
    　前記量子化パラメータから算出される第１の値と前記フィルタ強度を定める第２の値との対応関係を示すフィルタ強度設定情報と、
    　前記フィルタ強度設定情報の修正方法をフォーマットごとに定義する修正用情報とを保持し、
    　前記デブロッキングフィルタ部は、
    　前記入力画像に適用された前記フォーマットに対応する前記修正方法を前記修正用情報に基づいて特定し、
    　特定された修正方法を用いて、前記再構成画像の輝度信号レベルに応じて前記フィルタ強度設定情報を修正し、
    　修正されたフィルタ強度設定情報に前記第１の値を適用することによって前記第２の値を導出する、請求項９に記載の復号装置。
  11. 　前記第１の値は、前記再構成画像において隣接する２つのブロックの量子化パラメータの平均値によって定まる値である、請求項８又は１０に記載の復号装置。
  12. 　前記第２の値は、前記フィルタ強度を切り替えるための閾値として機能する値であり、
    　前記デブロッキングフィルタ部は、前記第２の値を用いて前記フィルタ強度を切り替える、請求項８又は１０に記載の復号装置。
  13. 　入力画像を符号化する符号化方法であって、
    　入力画像と該入力画像の予測画像との差を示す残差画像に対して直交変換処理を行って直交変換係数を算出することと、
    　量子化パラメータに基づいて、前記直交変換係数を量子化して量子化係数を生成することと、
    　前記量子化係数を符号化して符号化データを生成することと、
    　前記量子化パラメータに基づいて、前記量子化係数から直交変換係数を復元することと、
    　該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に前記予測画像を加算して再構成画像を生成することと、
    　前記再構成画像に対してフィルタ処理を行うことと、を備え、
    　前記フィルタ処理を行うことは、前記再構成画像の輝度信号レベルと前記量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御することを含む、符号化方法。
  14. 　入力画像の符号化データを復号する復号方法であって、
    　符号化データを復号することと、
    　直交変換係数を量子化した量子化係数を取得することと、
    　量子化パラメータに基づいて、前記量子化係数から直交変換係数を復元することと、
    　該直交変換係数に対して逆直交変換を行って復元した残差画像に予測画像を加算して再構成画像を生成することと、
    　前記再構成画像に対してフィルタ処理を行うことと、を備え、
    　前記フィルタ処理を行うことは、前記再構成画像の輝度信号レベルと前記量子化パラメータに応じてフィルタ強度を制御することを含む、復号方法。
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