WO2020256102A1 - 動画像符号化装置、動画像符号化方法、及び動画像符号化プログラム、動画像復号装置、動画像復号方法及び動画像復号プログラム - Google Patents

動画像符号化装置、動画像符号化方法、及び動画像符号化プログラム、動画像復号装置、動画像復号方法及び動画像復号プログラム Download PDF

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博哉 中村
智 坂爪
福島　茂
徹 熊倉
宏之 倉重
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Definitions

  • the present invention relates to an image coding and decoding technique for dividing an image into blocks and performing prediction.
  • the image to be processed is divided into blocks which are a set of a predetermined number of pixels, and processing is performed in block units. Coding efficiency is improved by dividing into appropriate blocks and appropriately setting in-screen prediction (intra prediction) and inter-screen prediction (inter prediction).
  • Patent Document 1 discloses an intra-prediction technique for obtaining a predicted image using decoded pixels adjacent to a block to be encoded / decoded.
  • Patent Document 1 uses only the decoded pixels adjacent to the block to be encoded / decoded for prediction, and the prediction efficiency is poor.
  • a block vector candidate derivation unit for deriving a block vector candidate of a block to be processed in a picture to be processed from the coded information stored in the coded information storage memory, and the block vector A selection unit that selects a selection block vector from candidates and a reference position correction unit that corrects the reference position of the reference block so as to refer to the inside of the referenceable area for the reference block referenced by the selection block vector are provided. Based on the reference position of the reference block, the decoded pixels in the processing target picture are acquired from the decoded image memory as the predicted value of the processing target block.
  • the image to be encoded / decoded is evenly divided into a predetermined size.
  • This unit is defined as a tree block.
  • the size of the tree block is 128 x 128 pixels, but the size of the tree block is not limited to this, and any size may be set.
  • the tree blocks of the processing target (corresponding to the coding target in the coding process and the decoding target in the decoding process) are switched in the raster scan order, that is, in the order of left to right and top to bottom.
  • the inside of each tree block can be further recursively divided.
  • the block to be coded / decoded after the tree block is recursively divided is defined as the coded block.
  • tree blocks and coded blocks are collectively defined as blocks. Efficient coding is possible by performing appropriate block division.
  • the size of the tree block may be a fixed value previously agreed between the coding device and the decoding device, or the size of the tree block determined by the coding device may be transmitted to the decoding device.
  • the maximum size of the tree block is 128x128 pixels, and the minimum size of the tree block is 16x16 pixels.
  • the maximum size of the coded block is 64x64 pixels, and the minimum size of the coded block is 4x4 pixels.
  • ⁇ Prediction mode> Intra-prediction (MODE_INTRA), which predicts from the processed image signal of the processed image, and inter-prediction (MODE_INTER), which predicts from the image signal of the processed image, are switched for each processing target coding block.
  • the processed image is used for an image, an image signal, a tree block, a block, a coded block, etc. obtained by decoding a signal whose coding is completed in the coding process, and an image, an image signal, which has been decoded in the decoding process. Used for tree blocks, blocks, coded blocks, etc.
  • the mode that distinguishes between the intra prediction (MODE_INTRA) and the inter prediction (MODE_INTER) is defined as the prediction mode (PredMode).
  • the prediction mode (PredMode) has an intra prediction (MODE_INTRA) or an inter prediction (MODE_INTER) as a value.
  • Intra Block Copy prediction is a process of encoding / decoding a block to be processed by referring to a decoded pixel in a picture to be processed as a predicted value. Then, the distance from the processing target block to the reference pixel is represented by a block vector. Since the block vector refers to the picture to be processed and the reference picture is uniquely determined, the reference index is unnecessary. The difference between the block vector and the motion vector is whether the referenced picture is a processed picture or a processed picture.
  • the block vector can be selected from 1-pixel accuracy or 4-pixel accuracy using the adaptive motion vector resolution (AMVR).
  • AMVR adaptive motion vector resolution
  • In the intra block copy two modes, a predicted intra block copy mode and a merge intra block copy mode, can be selected.
  • the prediction intra-block copy mode is a mode in which the block vector of the block to be processed is determined from the prediction block vector derived from the processed information and the difference block vector.
  • the prediction block vector is derived from the processed block adjacent to the processing target block and the index for identifying the prediction block vector.
  • the index and difference block vector for specifying the predicted block vector are transmitted as a bit stream.
  • the merge intra-block copy mode is a mode in which the intra-block copy prediction information of the processing target block is derived from the intra-block copy prediction information of the processed block adjacent to the processing target block without transmitting the differential motion vector.
  • L0 prediction (pred_L0) is available for P-slices.
  • Pred_L0 L0 prediction
  • Pred_L1 L1 prediction
  • Pred_BI dual prediction
  • the L0 prediction (Pred_L0) is an inter-prediction that refers to a reference picture managed by L0
  • the L1 prediction (Pred_L1) is an inter-prediction that refers to a reference picture managed by L1.
  • the bi-prediction (Pred_BI) is an inter-prediction in which both L0 prediction and L1 prediction are performed, and one reference picture managed in each of L0 and L1 is referred to.
  • Information that identifies L0 prediction, L1 prediction, and bi-prediction is defined as an inter-prediction mode. In the subsequent processing, it is assumed that the constants and variables with the subscript LX attached to the output are processed for each L0 and L1.
  • the predicted motion vector mode is a mode in which an index for specifying a predicted motion vector, a differential motion vector, an inter-prediction mode, and a reference index are transmitted to determine inter-prediction information of a block to be processed.
  • the predicted motion vector is a predicted motion vector candidate derived from a processed block adjacent to the processing target block or a block belonging to the processed image and located at the same position as or near (near) the processing target block, and a predicted motion. Derived from the index to identify the vector.
  • ⁇ Merge mode> In the merge mode, the processed block adjacent to the processed block or the block belonging to the processed image and located at the same position as or near (near) the processed block without transmitting the differential motion vector and the reference index.
  • the inter-prediction information of the block to be processed is derived from the inter-prediction information of.
  • the processed block adjacent to the processing target block and the inter-prediction information of the processed block are defined as spatial merge candidates.
  • Blocks that belong to the processed image and are located at the same position as or near (near) the block to be processed, and inter-prediction information derived from the inter-prediction information of that block are defined as time merge candidates.
  • Each merge candidate is registered in the merge candidate list, and the merge index identifies the merge candidate used in the prediction of the block to be processed.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a reference block referred to for deriving inter-prediction information in the predicted motion vector mode and the merge mode.
  • A0, A1, A2, B0, B1, B2, and B3 are processed blocks adjacent to the processing target block.
  • T0 is a block belonging to the processed image, and is a block located at the same position as or near (near) the processing target block in the processing target image.
  • A1 and A2 are blocks located on the left side of the processing target coding block and adjacent to the processing target coding block.
  • B1 and B3 are blocks located above the processing target coding block and adjacent to the processing target coding block.
  • A0, B0, and B2 are blocks located at the lower left, upper right, and upper left of the coded block to be processed, respectively.
  • the coded block is divided into subblocks of a predetermined unit, and the motion vector is individually determined for each of the divided subblocks to perform the motion compensation.
  • the motion vector of each sub-block is derived from the inter-prediction information of the processed block adjacent to the processing target block or the block belonging to the processed image and located at the same position as or near (near) the processing target block. Derived based on one or more control points.
  • the size of the subblock is 4x4 pixels, but the size of the subblock is not limited to this, and the motion vector may be derived in pixel units.
  • FIG. 14 shows an example of affine transformation motion compensation when there are two control points.
  • the two control points have two parameters, a horizontal component and a vertical component. Therefore, the affine transformation when there are two control points is called a four-parameter affine transformation.
  • CP1 and CP2 in FIG. 14 are control points.
  • FIG. 15 shows an example of affine transformation motion compensation when there are three control points. In this case, the three control points have two parameters, a horizontal component and a vertical component. Therefore, the affine transformation when there are three control points is called a 6-parameter affine transformation.
  • CP1, CP2, and CP3 in FIG. 15 are control points.
  • Affine transformation motion compensation can be used in both the predicted motion vector mode and the merge mode.
  • the mode in which the affine transformation motion compensation is applied in the predicted motion vector mode is defined as the subblock predicted motion vector mode
  • the mode in which the affine transformation motion compensation is applied in the merge mode is defined as the subblock merge mode.
  • the syntax for expressing the prediction mode of the coded block will be described with reference to FIGS. 12A, 12B, and 13.
  • merge_flag is a flag indicating whether to use the merge intrablock copy mode or the predicted intrablock copy mode.
  • merge_triangle_flag 1
  • merge_triangle_split_dir direction the merge triangle indexes merge_triangle_idx0 and merge_triangle_idx1 for each of the two split partitions.
  • merge_idx the merge index merge_idx is sent.
  • FIG. 13 shows the values of each syntax element of inter-prediction and the corresponding prediction modes.
  • the POC is a variable associated with the encoded picture, and a value that increases by 1 according to the output order of the picture is set. Depending on the value of POC, it is possible to determine whether the pictures are the same, determine the context between the pictures in the output order, and derive the distance between the pictures. For example, if the POCs of the two pictures have the same value, it can be determined that they are the same picture. If the POCs of the two pictures have different values, it can be determined that the picture with the smaller POC value is the picture to be output first, and the difference between the POCs of the two pictures is the distance between the pictures in the time axis direction. Shown.
  • FIG. 1 is a block diagram of the image coding device 100 according to the first embodiment.
  • the image coding device 100 of the embodiment includes a block division unit 101, an inter prediction unit 102, an intra prediction unit 103, a decoded image memory 104, a prediction method determination unit 105, a residual generation unit 106, and an orthogonal conversion / quantization unit 107.
  • the block division unit 101 recursively divides the input image to generate a coded block.
  • the block division unit 101 includes a 4-division unit that divides the block to be divided in the horizontal direction and a vertical direction, and a 2-3 division unit that divides the block to be divided into either the horizontal direction or the vertical direction. Including.
  • the block division unit 101 uses the generated coded block as a processing target coding block, and supplies the image signal of the processing target coded block to the inter prediction unit 102, the intra prediction unit 103, and the residual generation unit 106. Further, the block division unit 101 supplies information indicating the determined recursive division structure to the bit string coding unit 108. The detailed operation of the block dividing unit 101 will be described later.
  • the inter-prediction unit 102 performs inter-prediction of the coded block to be processed.
  • the inter-prediction unit 102 derives a plurality of inter-prediction information candidates from the inter-prediction information stored in the coded information storage memory 111 and the decoded image signal stored in the decoded image memory 104.
  • a suitable inter-prediction mode is selected from the plurality of derived candidates, and the selected inter-prediction mode and the prediction image signal corresponding to the selected inter-prediction mode are supplied to the prediction method determination unit 105.
  • the detailed configuration and operation of the inter-prediction unit 102 will be described later.
  • the intra prediction unit 103 performs intra prediction of the coded block to be processed.
  • the intra prediction unit 103 refers to the decoded image signal stored in the decoded image memory 104 as a reference pixel, and intra prediction based on the coding information such as the intra prediction mode stored in the coding information storage memory 111. Generates a predicted image signal.
  • the intra-prediction unit 103 selects a suitable intra-prediction mode from a plurality of intra-prediction modes, and predicts the selected intra-prediction mode and the prediction image signal according to the selected intra-prediction mode. It is supplied to the determination unit 105. The detailed configuration and operation of the intra prediction unit 103 will be described later.
  • the decoded image memory 104 stores the decoded image generated by the decoded image signal superimposing unit 110.
  • the decoded image memory 104 supplies the stored decoded image to the inter prediction unit 102 and the intra prediction unit 103.
  • the prediction method determination unit 105 evaluates each of the intra prediction and the inter prediction by using the coding information, the code amount of the residual, the distortion amount between the predicted image signal and the image signal to be processed, and the like. , Determine the optimal prediction mode.
  • the prediction method determination unit 105 supplies intra-prediction information such as the intra-prediction mode to the bit string coding unit 108 as coding information.
  • the prediction method determination unit 105 uses the inter-prediction information such as the merge index and the information indicating whether or not the sub-block merge mode (sub-block merge flag) is used as the coding information in the bit string coding unit 108. Supply to.
  • the prediction method determination unit 105 indicates whether or not the inter-prediction mode, the predicted motion vector index, the reference indexes of L0 and L1, the differential motion vector, and the subblock predicted motion vector mode.
  • Inter-prediction information such as (sub-block prediction motion vector flag) is supplied to the bit string coding unit 108 as coding information. Further, the prediction method determination unit 105 supplies the determined coding information to the coding information storage memory 111. The prediction method determination unit 105 supplies the residual generation unit 106 and the prediction image signal to the decoded image signal superimposition unit 110.
  • the residual generation unit 106 generates a residual by subtracting the predicted image signal from the image signal to be processed, and supplies the residual to the orthogonal transformation / quantization unit 107.
  • the orthogonal conversion / quantization unit 107 performs orthogonal conversion and quantization on the residual according to the quantization parameter to generate the orthogonal conversion / quantization residual, and the generated residual is used as the bit string coding unit 108. And the inverse quantization / inverse orthogonal conversion unit 109.
  • the bit string coding unit 108 encodes the coding information according to the prediction method determined by the prediction method determination unit 105 for each coding block, in addition to the information in units of sequences, pictures, slices, and coding blocks. Specifically, the bit string coding unit 108 encodes the prediction mode PredMode for each coding block. When the prediction mode is inter-prediction (MODE_INTER), the bit string encoding unit 108 uses a flag for determining whether or not it is in merge mode, a subblock merge flag, a merge index in the case of merge mode, and an inter-prediction mode in the case of not in merge mode.
  • MODE_INTER inter-prediction
  • Inter-prediction information such as a predicted motion vector index, information about a differential motion vector, and a subblock predicted motion vector flag is encoded according to a specified syntax (bit string syntax rule) to generate a first bit string.
  • bit string syntax rule bit string syntax rule
  • the bit string coding unit 108 encodes a flag for determining whether or not it is an intra block copy according to a specified syntax.
  • the coding information such as the merge index in the merge mode, the prediction block vector index in the merge mode, and the difference block vector is encoded according to the specified syntax.
  • the coding information such as the intra-prediction mode is encoded according to the specified syntax.
  • the first bit string is generated.
  • the bit string coding unit 108 entropy-encodes the orthogonal transformation and the quantized residual according to the specified syntax to generate a second bit string.
  • the bit string coding unit 108 multiplexes the first bit string and the second bit string according to the specified syntax, and outputs a bit stream.
  • the inverse quantization / inverse orthogonal conversion unit 109 calculates the residual by inversely quantizing and inversely orthogonalizing the orthogonal transformation / quantization residual supplied from the orthogonal transformation / quantization unit 107, and the calculated residual. The difference is supplied to the decoded image signal superimposing unit 110.
  • the decoded image signal superimposition unit 110 superimposes the predicted image signal according to the determination by the prediction method determination unit 105 and the residuals inversely quantized and inversely orthogonally converted by the inverse quantization / inverse orthogonal conversion unit 109 to obtain the decoded image. It is generated and stored in the decoded image memory 104.
  • the decoded image signal superimposing unit 110 may store the decoded image in the decoded image memory 104 after performing a filtering process on the decoded image to reduce distortion such as block distortion due to coding.
  • the coding information storage memory 111 stores coding information such as a prediction mode (inter prediction or intra prediction) determined by the prediction method determination unit 105.
  • the coding information stored in the coding information storage memory 111 includes inter-prediction information such as a determined motion vector, a reference index of reference lists L0 and L1, and a history prediction motion vector candidate list.
  • the coding information stored in the coding information storage memory 111 includes the merge index and information indicating whether or not the sub-block merge mode is in addition to the above-mentioned information (sub-block merge flag). ) Inter-prediction information is included.
  • the coding information stored in the coding information storage memory 111 includes the inter prediction mode, the predicted motion vector index, the differential motion vector, and the subblock prediction in addition to the above-mentioned information.
  • Inter-prediction information such as information indicating whether or not the motion vector mode is set (subblock prediction motion vector flag) is included.
  • the coding information stored in the coding information storage memory 111 includes intra-prediction information such as the determined intra-prediction mode.
  • FIG. 2 is a block showing a configuration of an image decoding device according to an embodiment of the present invention corresponding to the image coding device of FIG.
  • the image decoding device of the embodiment includes a bit string decoding unit 201, a block division unit 202, an inter prediction unit 203, an intra prediction unit 204, a coded information storage memory 205, an inverse quantization / inverse orthogonal conversion unit 206, and a decoded image signal superimposition.
  • a unit 207 and a decoded image memory 208 are provided.
  • each configuration of the orthogonal conversion unit 206, the decoded image signal superimposing unit 207, and the decoded image memory 208 includes the coding information storage memory 111 of the image coding apparatus of FIG. 1, the inverse quantization / inverse orthogonal conversion unit 109, and the decoded image signal. It has a function corresponding to each configuration of the superimposing unit 110 and the decoded image memory 104.
  • the bit stream supplied to the bit string decoding unit 201 is separated according to the specified syntax rules.
  • the bit string decoding unit 201 decodes the separated first bit string to obtain sequence, picture, slice, coded block unit information, and coded block unit coding information. Specifically, the bit string decoding unit 201 decodes the prediction mode PredMode for determining whether to perform inter-prediction (MODE_INTER) or intra-prediction (MODE_INTRA) for each coded block.
  • the prediction mode is inter-prediction (MODE_INTER)
  • the bit string decoding unit 201 has a flag for determining whether or not it is in merge mode, a merge index in case of merge mode, a subblock merge flag, and inter-prediction in the case of predicted motion vector mode.
  • the coded information (inter-predicted information) related to the mode, predicted motion vector index, differential motion vector, sub-block predicted motion vector flag, etc. is decoded according to the specified syntax, and the coded information (inter-predicted information) is decoded in the inter-predicted unit 203, And it is supplied to the coded information storage memory 205 via the block division unit 202.
  • the prediction mode is intra prediction (MODE_INTRA)
  • the bit string decoding unit 201 decodes the flag for determining whether or not it is an intra block copy.
  • the coded information (intra-predicted information) such as the merge index in the merge mode, the predicted block vector index in the merge mode, and the difference block vector is decoded according to the specified syntax.
  • the coded information such as the intra-prediction mode is decoded according to the specified syntax.
  • the coding information (intra prediction information) is supplied to the coding information storage memory 205 via the inter prediction unit 203, the intra prediction unit 204, and the block division unit 202.
  • the bit string decoding unit 201 decodes the separated second bit string, calculates the orthogonally transformed / quantized residual, and supplies the orthogonal transformed / quantized residual to the inversely quantized / inversely orthogonal converter 206. To do.
  • the inter-prediction unit 203 describes the code of the already decoded image signal stored in the coding information storage memory 205 when the prediction mode PredMode of the coded block to be processed is inter-prediction (MODE_INTER) and the prediction motion vector mode.
  • MODE_INTER inter-prediction
  • a plurality of predicted motion vector candidates are derived using the conversion information, and the derived candidates for the plurality of predicted motion vectors are registered in the predicted motion vector candidate list described later.
  • the inter-prediction unit 203 selects a predicted motion vector according to the predicted motion vector index decoded and supplied by the bit string decoding unit 201 from a plurality of predicted motion vector candidates registered in the predicted motion vector candidate list.
  • a motion vector is calculated from the differential motion vector decoded by the bit string decoding unit 201 and the selected predicted motion vector, and the calculated motion vector is stored in the coding information storage memory 205 together with other coding information.
  • the coding information of the coding block supplied and stored here is the flags predFlagL0 [xP] [yP], predFlagL1 [xP] [yP], which indicate whether to use the prediction modes PredMode, L0 prediction, and L1 prediction.
  • xP and yP are indexes indicating the positions of the upper left pixels of the coded block in the picture.
  • PredMode is inter-prediction (MODE_INTER) and the inter-prediction mode is L0 prediction (Pred_L0)
  • the flag predFlagL0 indicating whether to use L0 prediction is 1, and the flag predFlagL1 indicating whether to use L1 prediction. Is 0.
  • the flag predFlagL0 indicating whether or not to use the L0 prediction is 0, and the flag predFlag L1 indicating whether or not to use the L1 prediction is 1.
  • the flag predFlagL0 indicating whether or not to use L0 prediction and the flag predFlagL1 indicating whether or not to use L1 prediction are both 1.
  • the prediction mode PredMode of the coded block to be processed is inter-prediction (MODE_INTER) and the merge mode is set, merge candidates are derived.
  • a plurality of merge candidates are derived, registered in the merge candidate list described later, and registered in the merge candidate list.
  • a flag indicating whether or not to use the L0 prediction and the L1 prediction of the selected merge candidate by selecting the merge candidate corresponding to the merge index decoded and supplied by the bit string decoding unit 201 from the plurality of merge candidates.
  • predFlagL0 [xP] [yP] [yP] [yP] [yP] [yP] [yP] reference index refIdxL0 [xP] [yP], refIdxL1 [xP] [yP], L0, L1 motion vector mvL0 [xP] [yP] ], MvL1 [xP] [yP] and other inter-prediction information is stored in the coded information storage memory 205.
  • xP and yP are indexes indicating the positions of the upper left pixels of the coded block in the picture. The detailed configuration and operation of the inter-prediction unit 203 will be described later.
  • the intra prediction unit 204 performs intra prediction when the prediction mode PredMode of the coded block to be processed is intra prediction (MODE_INTRA).
  • the coding information decoded by the bit string decoding unit 201 includes an intra prediction mode.
  • the intra prediction unit 204 generates a prediction image signal by intra prediction from the decoded image signal stored in the decoded image memory 208 according to the intra prediction mode included in the coding information decoded by the bit string decoding unit 201. Then, the generated predicted image signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207. Since the intra prediction unit 204 corresponds to the intra prediction unit 103 of the image coding device 100, the same processing as that of the intra prediction unit 103 is performed.
  • the inverse quantization / anti-orthogonal conversion unit 206 performs anti-orthogonal conversion and anti-quantization on the orthogonal conversion / quantized residual decoded by the bit string decoding unit 201, and is inversely orthogonal conversion / anti-quantization. Get the residuals.
  • the decoded image signal superimposition unit 207 is inversely quantized and inversely orthogonally converted by the inverse quantization / inverse orthogonal conversion unit 206 with the predicted image signal inter-predicted by the inter-prediction unit 203 or the predicted image signal intra-predicted by the intra prediction unit 204.
  • the decoded image signal is decoded by superimposing the dequantized residual, and the decoded image signal is stored in the decoded image memory 208.
  • the decoded image signal superimposing unit 207 may perform a filtering process on the decoded image to reduce block distortion due to coding and then store in the decoded image memory 208. ..
  • FIG. 3 is a flowchart showing an operation of dividing an image into tree blocks and further dividing each tree block.
  • the input image is divided into tree blocks of a predetermined size (step S1001).
  • Each tree block is scanned in a predetermined order, that is, in the order of raster scan (step S1002), and the inside of the tree block to be processed is divided (step S1003).
  • FIG. 7 is a flowchart showing the detailed operation of the division process in step S1003. First, it is determined whether or not to divide the block to be processed into four (step S1101).
  • the processing target block is divided into four (step S1102).
  • Each block obtained by dividing the block to be processed is scanned in the Z scan order, that is, in the order of upper left, upper right, lower left, and lower right (step S1103).
  • FIG. 5 is an example of the Z scan order
  • FIG. 601 of FIG. 6A is an example of dividing the processing target block into four. Numbers 0 to 3 of 601 in FIG. 6A indicate the order of processing.
  • the division process of FIG. 7 is recursively executed for each block divided in step S1101 (step S1104).
  • step S1105) If it is determined that the block to be processed is not divided into four, it is divided into 2-3 (step S1105).
  • FIG. 8 is a flowchart showing the detailed operation of the 2-3 division process of step S1105. First, it is determined whether or not the block to be processed is divided into 2-3, that is, whether or not to perform either 2-division or 3-division (step S1201).
  • step S1211 If it is not determined that the block to be processed is divided into 2-3, that is, if it is determined not to be divided, the division is terminated (step S1211). That is, the block divided by the recursive division process is not further recursively divided.
  • step S1202 it is determined whether or not to further divide the block to be processed into two.
  • step S1203 it is determined whether or not to divide the processing target block vertically (vertical direction) (step S1203), and based on the result, the processing target block is vertically (vertically) divided. It is divided into two (step S1204) or the block to be processed is divided into two left and right (horizontal direction) (step S1205).
  • step S1204 the processing target block is divided into upper and lower (vertical) two divisions as shown in 602 of FIG. 6B, and as a result of step S1205, the processing target block is left and right (horizontal) as shown in 604 of FIG. 6D.
  • Direction Divided into two parts.
  • step S1202 if it is not determined that the block to be processed is divided into two, that is, if it is determined to be divided into three, it is determined whether or not to divide the block to be processed in the upper, middle, lower (vertical direction) (step S1206). ), Based on the result, the processing target block is divided into three in the upper, middle and lower directions (vertical direction) (step S1207), or the processing target block is divided into three in the left middle right (horizontal direction) (step S1208). As a result of step S1207, the processing target block is divided into upper, middle and lower (vertical direction) three divisions as shown in 603 of FIG. 6C, and as a result of step S1208, the processing target block is left as shown in 605 of FIG. 6E. It is divided into three parts on the middle right (horizontal direction).
  • step S1209 After executing any one of step S1204, step S1205, step S1207, and step S1208, each block obtained by dividing the block to be processed is scanned in the order of left to right and top to bottom (step S1209). Numbers 0 to 2 of 602 to 605 in FIGS. 6B to 6E indicate the order of processing. For each of the divided blocks, the 2-3 division process of FIG. 8 is recursively executed (step S1210).
  • the recursive block division described here may limit the necessity of division depending on the number of divisions, the size of the block to be processed, and the like.
  • the information that limits the necessity of division may be realized in a configuration that does not transmit information by making an agreement in advance between the coding device and the decoding device, or the coding device limits the necessity of division. It may be realized by the configuration which transmits to the decoding apparatus by deciding the information to be performed and recording it in a bit string.
  • each block after division is called the child block.
  • the block division unit 202 divides the tree block by the same processing procedure as the block division unit 101 of the image coding apparatus 100.
  • the block division unit 101 of the image coding apparatus 100 applies an optimization method such as estimation of the optimum shape by image recognition and optimization of the distortion rate to determine the optimum shape of the block division, whereas the image decoding apparatus
  • the block division unit 202 in 200 is different in that the block division shape is determined by decoding the block division information recorded in the bit string.
  • FIG. 9 shows the syntax (syntax rule of the bit string) regarding the block division of the first embodiment.
  • coding_quadtree represents the syntax of the block quadtree processing.
  • multi_type_tree represents the syntax for dividing a block into two or three.
  • mtt_split_vertical which is a flag indicating whether to divide vertically or horizontally
  • mtt_split_binary which is a flag determining whether to divide into two or three
  • mtt_split_vertical 1 indicates splitting in the vertical direction
  • mtt_split_vertical 0 indicates splitting in the horizontal direction
  • mtt_split_binary 1 indicates that it is divided into two
  • mtt_split_binary 0 indicates that it is divided into three.
  • FIG. 40 is a diagram showing a detailed configuration of the intra prediction unit 103 of the image coding device 100 of FIG. 1.
  • the normal intra prediction unit 351 generates a prediction image signal by normal intra prediction from decoded pixels adjacent to the coded block to be processed, selects a suitable intra prediction mode from a plurality of intra prediction modes, and selects the appropriate intra prediction mode.
  • the predicted intra prediction mode selected and the predicted image signal corresponding to the selected intra prediction mode are supplied to the prediction method determination unit 105.
  • 10A and 10B show examples of intra-prediction.
  • FIG. 10A shows the correspondence between the prediction direction of the normal intra-prediction and the intra-prediction mode number.
  • the intra prediction mode 50 generates an intra prediction image by copying pixels in the vertical direction.
  • the intra prediction mode 1 is a DC mode, and is a mode in which all the pixel values of the processing target block are set as the average value of the reference pixels.
  • the intra prediction mode 0 is a Planar mode, which is a mode for creating a two-dimensional intra prediction image from reference pixels in the vertical and horizontal directions.
  • FIG. 10B is an example of generating an intra prediction image in the case of the intra prediction mode 40. For each pixel of the block to be processed, the value of the reference pixel in the direction indicated by the intra prediction mode is copied. When the reference pixel in the intra prediction mode is not an integer position, the reference pixel value is determined by interpolation from the reference pixel values at the surrounding integer positions.
  • the intra-block copy prediction unit 352 acquires a decoded area of the same image signal as the coded block to be processed from the decoded image memory 104, generates a prediction image signal by the intra-block copy processing, and determines the prediction method 105. Supply to. The detailed configuration and processing of the intra-block copy prediction unit 352 will be described later.
  • FIG. 41 is a diagram showing a detailed configuration of the intra prediction unit 204 of the image decoding device 200 of FIG. 2.
  • the normal intra prediction unit 361 generates a prediction image signal by normal intra prediction from decoded pixels adjacent to a coded block to be processed, selects a suitable intra prediction mode from a plurality of intra prediction modes, and selects the appropriate intra prediction mode.
  • the predicted image signal corresponding to the selected intra prediction mode and the selected intra prediction mode is obtained.
  • This predicted image signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207 via the switch 364. Since the processing of the normal intra prediction unit 361 of FIG. 41 corresponds to the normal intra prediction unit 351 of FIG. 40, detailed description thereof will be omitted.
  • the intra-block copy prediction unit 362 acquires a decoded area of the same image signal as the coded block to be processed from the decoded image memory 208, and obtains the predicted image signal by the intra-block copy processing. This predicted image signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207 via the switch 364. The detailed configuration and processing of the intra-block copy prediction unit 362 will be described later.
  • the inter-prediction method according to the embodiment is carried out by the inter-prediction unit 102 of the image coding device of FIG. 1 and the inter-prediction unit 203 of the image decoding device of FIG.
  • the inter-prediction method according to the embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the inter-prediction method is performed in either coding or decoding processing in units of coded blocks.
  • FIG. 16 is a diagram showing a detailed configuration of the inter-prediction unit 102 of the image coding apparatus of FIG.
  • the normal predicted motion vector mode derivation unit 301 derives a plurality of normal predicted motion vector candidates, selects a predicted motion vector, and calculates a differential motion vector between the selected predicted motion vector and the detected motion vector.
  • the detected inter-prediction mode, reference index, motion vector, and calculated difference motion vector become the inter-prediction information of the normal prediction motion vector mode.
  • This inter-prediction information is supplied to the inter-prediction mode determination unit 305.
  • the detailed configuration and processing of the normal prediction motion vector mode derivation unit 301 will be described later.
  • the normal merge mode derivation unit 302 derives a plurality of normal merge candidates, selects the normal merge candidates, and obtains the inter-prediction information of the normal merge mode. This inter-prediction information is supplied to the inter-prediction mode determination unit 305. The detailed configuration and processing of the normal merge mode derivation unit 302 will be described later.
  • the sub-block prediction motion vector mode derivation unit 303 derives a plurality of sub-block prediction motion vector candidates, selects a sub-block prediction motion vector, and selects a difference motion vector between the selected sub-block prediction motion vector and the detected motion vector. calculate.
  • the detected inter-prediction mode, reference index, motion vector, and calculated difference motion vector become the inter-prediction information of the sub-block prediction motion vector mode. This inter-prediction information is supplied to the inter-prediction mode determination unit 305.
  • the sub-block merge mode derivation unit 304 derives a plurality of sub-block merge candidates, selects the sub-block merge candidates, and obtains the inter-prediction information of the sub-block merge mode. This inter-prediction information is supplied to the inter-prediction mode determination unit 305.
  • the inter-prediction mode determination unit 305 is based on the inter-prediction information supplied from the normal prediction motion vector mode derivation unit 301, the normal merge mode derivation unit 302, the sub-block prediction motion vector mode derivation unit 303, and the sub-block merge mode derivation unit 304. , Judge inter-prediction information. Inter-prediction mode determination unit 305 supplies inter-prediction information according to the determination result to motion compensation prediction unit 306.
  • the motion compensation prediction unit 306 performs inter-prediction for the reference image signal stored in the decoded image memory 104 based on the determined inter-prediction information. The detailed configuration and processing of the motion compensation prediction unit 306 will be described later.
  • FIG. 22 is a diagram showing a detailed configuration of the inter-prediction unit 203 of the image decoding apparatus of FIG.
  • the normal predicted motion vector mode derivation unit 401 derives a plurality of normal predicted motion vector candidates, selects a predicted motion vector, calculates an added value of the selected predicted motion vector and the decoded differential motion vector, and obtains the motion vector. To do.
  • the decoded inter-prediction mode, reference index, and motion vector are the inter-prediction information of the normal prediction motion vector mode. This inter-prediction information is supplied to the motion compensation prediction unit 406 via the switch 408. The detailed configuration and processing of the normal predicted motion vector mode derivation unit 401 will be described later.
  • the normal merge mode derivation unit 402 derives a plurality of normal merge candidates, selects the normal merge candidates, and obtains the inter-prediction information of the normal merge mode. This inter-prediction information is supplied to the motion compensation prediction unit 406 via the switch 408. The detailed configuration and processing of the normal merge mode derivation unit 402 will be described later.
  • the sub-block prediction motion vector mode derivation unit 403 derives a plurality of sub-block prediction motion vector candidates, selects a sub-block prediction motion vector, and calculates the sum of the selected sub-block prediction motion vector and the decoded differential motion vector. Calculate and use as a motion vector.
  • the decoded inter-prediction mode, reference index, and motion vector become the inter-prediction information of the sub-block prediction motion vector mode. This inter-prediction information is supplied to the motion compensation prediction unit 406 via the switch 408.
  • the sub-block merge mode derivation unit 404 derives a plurality of sub-block merge candidates, selects the sub-block merge candidates, and obtains the inter-prediction information of the sub-block merge mode. This inter-prediction information is supplied to the motion compensation prediction unit 406 via the switch 408.
  • the motion compensation prediction unit 406 performs inter-prediction for the reference image signal stored in the decoded image memory 208 based on the determined inter-prediction information.
  • the detailed configuration and processing of the motion compensation prediction unit 406 are the same as those of the motion compensation prediction unit 306 on the coding side.
  • the normal prediction motion vector mode derivation unit 301 of FIG. 17 includes a spatial prediction motion vector candidate derivation unit 321, a time prediction motion vector candidate derivation unit 322, a history prediction motion vector candidate derivation unit 323, a prediction motion vector candidate replenishment unit 325, and a normal motion. It includes a vector detection unit 326, a predicted motion vector candidate selection unit 327, and a motion vector subtraction unit 328.
  • the normal prediction motion vector mode derivation unit 401 of FIG. 23 includes a space prediction motion vector candidate derivation unit 421, a time prediction motion vector candidate derivation unit 422, a history prediction motion vector candidate derivation unit 423, a prediction motion vector candidate replenishment unit 425, and a prediction motion. It includes a vector candidate selection unit 426 and a motion vector addition unit 427.
  • FIG. 19 is a flowchart showing a normal motion vector mode derivation processing procedure by the normal motion vector mode derivation unit 301 on the coding side
  • FIG. 25 is a normal motion vector mode derivation process by the normal motion vector mode derivation unit 401 on the decoding side. It is a flowchart which shows a procedure.
  • the normal motion vector detection unit 326 detects the normal motion vector for each inter-prediction mode and reference index (step S100 in FIG. 19).
  • the difference motion vector of the motion vector used in the inter-prediction of the normal prediction motion vector mode is calculated for each of L0 and L1, respectively (steps S101 to S106 in FIG. 19).
  • the prediction mode PredMode of the block to be processed is inter-prediction (MODE_INTER) and the inter-prediction mode is L0 prediction (Pred_L0)
  • the prediction motion vector candidate list mvpListL0 of L0 is calculated and the prediction motion vector mvpL0 is selected.
  • the difference motion vector mvdL0 of the motion vector mvL0 of L0 is calculated.
  • the inter-prediction mode of the block to be processed is L1 prediction (Pred_L1)
  • the prediction motion vector candidate list mvpListL1 of L1 is calculated, the prediction motion vector mvpL1 is selected, and the difference motion vector mvdL1 of the motion vector mvL1 of L1 is calculated. ..
  • the prediction motion vector candidate list mvpList L0 of L0 is calculated, the prediction motion vector mvpL0 of L0 is selected, and L0.
  • the motion vector mvL0 of the motion vector mvL0 is calculated, the predicted motion vector candidate list mvpListL1 of L1 is calculated, the predicted motion vector mvpL1 of L1 is calculated, and the differential motion vector mvdL1 of the motion vector mvL1 of L1 is calculated. To do.
  • L0 and L1 are represented as a common LX.
  • X of LX is 0, and in the process of calculating the differential motion vector of L1, X of LX is 1.
  • the other list is represented as LY.
  • step S102 When the LX motion vector mvLX is used (step S102: YES in FIG. 19), the LX predicted motion vector candidates are calculated and the LX predicted motion vector candidate list mvpListLX is constructed (step S103 in FIG. 19). Multiple predicted motions in the space predicted motion vector candidate derived section 321 in the normal predicted motion vector mode derived section 301, the time predicted motion vector candidate derived section 322, the historical predicted motion vector candidate derived section 323, and the predicted motion vector candidate supplement section 325. Derivation of vector candidates and construction of predicted motion vector candidate list mvpListLX. The detailed processing procedure of step S103 of FIG. 19 will be described later with reference to the flowchart of FIG.
  • the predicted motion vector candidate selection unit 327 selects the LX predicted motion vector mvpLX from the LX predicted motion vector candidate list mvpListLX (step S104 in FIG. 19).
  • the predicted motion vector candidate list mvpListLX one element (the i-th element counting from 0) is represented as mvpListLX [i].
  • mvpListLX [i] the difference motion vector, which is the difference between the motion vector mvLX and the candidate mvpListLX [i] of each predicted motion vector stored in the predicted motion vector candidate list mvpListLX.
  • the code amount when these difference motion vectors are encoded is calculated for each element (predicted motion vector candidate) of the predicted motion vector candidate list mvpListLX.
  • the predicted motion vector candidate mvpListLX [i] having the minimum sign amount for each candidate of the predicted motion vector is selected as the predicted motion vector mvpLX, and the candidate mvpListLX [i] is selected.
  • the index i in the predicted motion vector candidate list mvpListLX is represented by a small number. Select the candidate mvpListLX [i] as the optimal predicted motion vector mvpLX and get its index i.
  • the motion vector subtraction unit 328 subtracts the selected LX predicted motion vector mvpLX from the LX motion vector mvLX.
  • mvdLX mvLX --mvpLX
  • the difference motion vector mvdLX of LX is calculated as (step S105 in FIG. 19).
  • the prediction motion vector candidate list mvpListL0 of L0 is calculated and the prediction motion is predicted. Select the vector mvpL0 and calculate the motion vector mvL0 of L0.
  • the inter-prediction mode of the block to be processed is L1 prediction (Pred_L1)
  • the prediction motion vector candidate list mvpListL1 of L1 is calculated, the prediction motion vector mvpL1 is selected, and the motion vector mvL1 of L1 is calculated.
  • the prediction motion vector candidate list mvpList L0 of L0 is calculated, the prediction motion vector mvpL0 of L0 is selected, and L0.
  • the motion vector mvL0 of L1 is calculated, the predicted motion vector candidate list mvpList L1 of L1 is calculated, the predicted motion vector mvpL1 of L1 is calculated, and the motion vector mvL1 of L1 is calculated respectively.
  • L0 and L1 are represented as a common LX.
  • LX represents an inter-prediction mode used for inter-prediction of the coded block to be processed.
  • X is 0 in the process of calculating the motion vector of L0, and X is 1 in the process of calculating the motion vector of L1.
  • the other reference list is represented as LY.
  • step S202 When the LX motion vector mvLX is used (step S202: YES in FIG. 25), the LX predicted motion vector candidates are calculated and the LX predicted motion vector candidate list mvpListLX is constructed (step S203 in FIG. 25). Multiple predicted motions in the space predicted motion vector candidate derived section 421, the time predicted motion vector candidate derived section 422, the historical predicted motion vector candidate derived section 423, and the predicted motion vector candidate supplement section 425 in the normal predicted motion vector mode derivation section 401. Calculate vector candidates and build a predicted motion vector candidate list mvpListLX. The detailed processing procedure of step S203 of FIG. 25 will be described later using the flowchart of FIG.
  • the predicted motion vector candidate selection unit 426 selects the predicted motion vector candidate mvpListLX [mvpIdxLX] corresponding to the index mvpIdxLX of the predicted motion vector decoded and supplied by the bit string decoding unit 201 from the predicted motion vector candidate list mvpListLX. It is taken out as the predicted motion vector mvpLX (step S204 in FIG. 25).
  • the motion vector addition unit 427 adds the LX differential motion vector mvdLX and the LX predicted motion vector mvpLX, which are decoded and supplied by the bit string decoding unit 201.
  • mvLX mvpLX + mvdLX
  • the motion vector mvLX of LX is calculated as (step S205 in FIG. 25).
  • FIG. 20 shows a normal predicted motion vector mode derivation having a function common to the normal predicted motion vector mode derivation unit 301 of the image coding device and the normal predicted motion vector mode derivation unit 401 of the image decoding device according to the embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the processing procedure of processing.
  • the normal prediction motion vector mode derivation unit 301 and the normal prediction motion vector mode derivation unit 401 include a prediction motion vector candidate list mvpListLX.
  • the predicted motion vector candidate list mvpListLX has a list structure, and is provided with a storage area for storing the predicted motion vector index indicating the location inside the predicted motion vector candidate list and the predicted motion vector candidate corresponding to the index as elements. .. The number of the predicted motion vector index starts from 0, and the predicted motion vector candidate is stored in the storage area of the predicted motion vector candidate list mvpListLX.
  • the predicted motion vector candidate list mvpListLX can register at least two predicted motion vector candidates (inter-prediction information). Further, 0 is set in the variable numCurrMvpCand indicating the number of predicted motion vector candidates registered in the predicted motion vector candidate list mvpListLX.
  • Spatial prediction motion vector candidate derivation units 321 and 421 derive prediction motion vector candidates from blocks adjacent to the left side.
  • the inter-prediction information of the block (A0 or A1 in FIG. 11) adjacent to the left side that is, the flag indicating whether or not the predicted motion vector candidate can be used, the motion vector, the reference index, and the like are referred to for the predicted motion.
  • the vector mvLXA is derived, and the derived mvLXA is added to the predicted motion vector candidate list mvpListLX (step S301 in FIG. 20).
  • X is 0 in the case of L0 prediction
  • X is 1 in the case of L1 prediction (the same applies hereinafter).
  • the spatial prediction motion vector candidate derivation units 321 and 421 derive the prediction motion vector candidates from the adjacent blocks on the upper side.
  • the inter-prediction information of the block adjacent to the upper side that is, the flag indicating whether or not the predicted motion vector candidate can be used, the motion vector, the reference index, and the like are referred to.
  • the predicted motion vector mvLXB is derived, and if the derived mvLXA and mvLXB are not equal, mvLXB is added to the predicted motion vector candidate list mvpListLX (step S302 in FIG. 20). The processing of steps S301 and S302 in FIG.
  • the reference index refIdxN (N indicates A or B, and so on) is derived.
  • the time prediction motion vector candidate derivation units 322 and 422 derive candidates for the prediction motion vector from the block in the picture whose time is different from the current processing target picture.
  • the flags availableFlagLXCol indicating whether the predicted motion vector candidates of the coded blocks of the pictures at different times are available, the motion vector mvLXCol, the reference index refIdxCol, and the reference list listCol are derived, and the mvLXCol is predicted as the motion vector candidate. Add to list mvpListLX (step S303 in FIG. 20).
  • time prediction motion vector candidate derivation unit 322 and 422 can be omitted in units of sequence (SPS), picture (PPS), or slice.
  • the history prediction motion vector candidate derivation units 323 and 423 add the history prediction motion vector candidates registered in the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList to the prediction motion vector candidate list mvpListLX. (Step S304 in FIG. 20). The details of the registration processing procedure in step S304 will be described later with reference to the flowchart of FIG.
  • the predicted motion vector candidate supplementing units 325 and 425 add the predicted motion vector candidates having a predetermined value such as (0,0) until the predicted motion vector candidate list mvpListLX is satisfied (S305 in FIG. 20).
  • the normal merge mode derivation unit 302 of FIG. 18 includes a spatial merge candidate derivation unit 341, a time merge candidate derivation unit 342, an average merge candidate derivation unit 344, a history merge candidate derivation unit 345, a merge candidate replenishment unit 346, and a merge candidate selection unit 347. including.
  • the normal merge mode derivation unit 402 of FIG. 24 includes a spatial merge candidate derivation unit 441, a time merge candidate derivation unit 442, an average merge candidate derivation unit 444, a history merge candidate derivation unit 445, a merge candidate replenishment unit 446, and a merge candidate selection unit 447. including.
  • FIG. 21 describes a procedure of the normal merge mode derivation process having a function common to the normal merge mode derivation unit 302 of the image coding device and the normal merge mode derivation unit 402 of the image decoding device according to the embodiment of the present invention. It is a flowchart.
  • the normal merge mode derivation unit 302 and the normal merge mode derivation unit 402 include a merge candidate list mergeCandList.
  • Merge candidate list The mergeCandList has a list structure, and has a merge index indicating the location inside the merge candidate list and a storage area for storing the merge candidates corresponding to the indexes as elements. The number of the merge index starts from 0, and the merge candidates are stored in the storage area of the merge candidate list mergeCandList.
  • the merge candidate of the merge index i registered in the merge candidate list mergeCandList is represented by mergeCandList [i].
  • the merge candidate list mergeCandList can register at least 6 merge candidates (inter-prediction information). Further, 0 is set in the variable numCurrMergeCand indicating the number of merge candidates registered in the merge candidate list mergeCandList.
  • the processing target block is obtained from the coding information stored in the coding information storage memory 111 of the image coding device or the coding information storage memory 205 of the image decoding device.
  • Spatial merge candidates from each block (B1, A1, B0, A0, B2 in FIG. 11) adjacent to the block are derived in the order of B1, A1, B0, A0, B2, and the derived spatial merge candidates are derived as merge candidates.
  • Register in the list mergeCandList (step S401 in FIG. 21).
  • N indicating any of B1, A1, B0, A0, B2 or the time merge candidate Col is defined.
  • Flags availableFlagN indicating whether the inter-prediction information of block N can be used as a spatial merge candidate, reference index refIdxL0N of L0 of spatial merge candidate N and reference index refIdxL1N of L1, L0 prediction indicating whether L0 prediction is performed.
  • the merge candidate is derived without referring to the inter-prediction information of the block included in the coded block to be processed
  • the inter-prediction information of the block included in the coded block to be processed is derived. Spatial merge candidates using is not derived.
  • the time merge candidate derivation unit 342 and the time merge candidate derivation unit 442 derive the time merge candidates from the pictures at different times and register the derived time merge candidates in the merge candidate list mergeCandList (FIG. 21).
  • Step S402 Flags availableFlagCol indicating whether time merge candidates are available, L0 prediction flags predFlag L0Col indicating whether L0 prediction of time merge candidates is performed, and L1 prediction flags predFlagL1Col indicating whether L1 prediction is performed, and L0.
  • the motion vector mvL0Col and the motion vector mvL1Col of L1 are derived.
  • time merge candidate derivation unit 342 and the time merge candidate derivation unit 442 can be omitted in units of sequence (SPS), picture (PPS), or slice.
  • the history merge candidate derivation unit 345 and the history merge candidate derivation unit 445 register the history prediction motion vector candidates registered in the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList in the merge candidate list mergeCandList (step S403 in FIG. 21). .. If the number of merge candidates numCurrMergeCand registered in the merge candidate list mergeCandList is smaller than the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand, the number of merge candidates registered in the merge candidate list mergeCandList numCurrMergeCand is limited to the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand. Historical merge candidates are derived and registered in the merge candidate list mergeCandList.
  • the average merge candidate derivation unit 344 and the average merge candidate derivation unit 444 derive the average merge candidate from the merge candidate list mergeCandList and add the derived average merge candidate to the merge candidate list mergeCandList (step of FIG. 21). S404). If the number of merge candidates numCurrMergeCand registered in the merge candidate list mergeCandList is smaller than the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand, the number of merge candidates registered in the merge candidate list mergeCandList numCurrMergeCand is limited to the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand.
  • the average merge candidate is derived and registered in the merge candidate list mergeCandList.
  • the average merge candidate has a motion vector obtained by averaging the motion vectors of the first merge candidate and the second merge candidate registered in the merge candidate list mergeCandList for each L0 prediction and L1 prediction. It is a good merge candidate.
  • the merge candidate replenishment unit 346 and the merge candidate replenishment unit 446 if the number of merge candidates numCurrMergeCand registered in the merge candidate list mergeCandList is smaller than the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand, they are registered in the merge candidate list mergeCandList.
  • the existing number of merge candidates numCurrMergeCand derives additional merge candidates up to the maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand and registers them in the merge candidate list mergeCandList (step S405 in FIG. 21).
  • merge candidates whose motion vector has a value of (0,0) and whose prediction mode is L0 prediction (Pred_L0) are added.
  • a merge candidate whose motion vector has a value of (0,0) and whose prediction mode is bi-prediction (Pred_BI) is added.
  • the reference index when adding a merge candidate is different from the reference index already added.
  • the merge candidate selection unit 347 and the merge candidate selection unit 447 select the merge candidate from the merge candidates registered in the merge candidate list mergeCandList.
  • the merge candidate selection unit 347 on the coding side selects the merge candidate by calculating the code amount and the strain amount, and sets the merge index indicating the selected merge candidate and the inter-prediction information of the merge candidate in the inter-prediction mode determination unit. It is supplied to the motion compensation prediction unit 306 via the 305.
  • the merge candidate selection unit 447 on the decoding side selects the merge candidate based on the decoded merge index, and supplies the selected merge candidate to the motion compensation prediction unit 406.
  • FIG. 26 is a flowchart illustrating a procedure for initializing / updating the history prediction motion vector candidate list.
  • the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList is updated by the coded information storage memory 111 and the coded information storage memory 205.
  • the history prediction motion vector candidate list update unit may be installed in the inter prediction unit 102 and the inter prediction unit 203 to update the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList.
  • the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList is set when the normal prediction motion vector mode or the normal merge mode is selected by the prediction method determination unit 105.
  • the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList is updated when the prediction information decoded by the bit string decoding unit 201 is in the normal prediction motion vector mode or the normal merge mode.
  • the inter-prediction information used when performing inter-prediction in the normal prediction motion vector mode or the normal merge mode is registered in the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList as the inter-prediction information candidate hMvpCand.
  • the inter-prediction information candidate hMvpCand includes the reference index refIdxL0 of L0 and the reference index refIdxL1 of L1, the L0 prediction flag predFlag L0 indicating whether L0 prediction is performed, and the L1 prediction flag predFlag L1 indicating whether L1 prediction is performed.
  • the motion vector mvL0 of L0 and the motion vector mvL1 of L1 are included.
  • Inter-prediction information candidate among the elements that is, inter-prediction information registered in the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList provided in the coding information storage memory 111 on the coding side and the coding information storage memory 205 on the decoding side. If the inter-prediction information with the same value as hMvpCand exists, delete the element from the historical prediction motion vector candidate list HmvpCandList. On the other hand, if there is no inter-prediction information with the same value as the inter-prediction information candidate hMvpCand, the first element of the historical prediction motion vector candidate list HmvpCandList is deleted, and the inter-prediction information candidate is at the end of the historical prediction motion vector candidate list HmvpCandList. Add hMvpCand.
  • the number of elements of the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList provided in the coding information storage memory 111 on the coding side and the coding information storage memory 205 on the decoding side of the present invention is 6.
  • the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList for each slice is initialized (step S2101 in FIG. 26). Empty all elements of the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList at the beginning of the slice, and the number of history prediction motion vector candidates registered in the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList (current number of candidates) The value of NumHmvpCand becomes 0. Set.
  • the initialization of the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList is performed in slice units (first coded block of slices), it may be performed in picture units, tile units, or tree block line units.
  • a FALSE (false) value is set in the flag electricalCandExist indicating whether or not the same candidate exists, and 0 is set in the removal target index removeIdx indicating the deletion target candidate (step S2103 in FIG. 26).
  • Step S2104 in FIG. 26 Determine whether or not the inter-prediction information candidate hMvpCand to be registered exists (step S2104 in FIG. 26).
  • the prediction method determination unit 105 on the coding side determines the normal prediction motion vector mode or the normal merge mode, or when the bit string decoding unit 201 on the decoding side decodes the decoding as the normal prediction motion vector mode or the normal merge mode.
  • the inter-prediction information be the inter-prediction information candidate hMvpCand to be registered.
  • the coding side prediction method determination unit 105 determines the intra prediction mode, subblock prediction motion vector mode or subblock merge mode, or the decoding side bit string decoding unit 201 determines the intra prediction mode, subblock prediction motion vector mode.
  • step S2104 NO in FIG. 26. If the inter-prediction information candidate hMvpCand to be registered exists, the process of step S2105 or less is performed (step S2104: YES in FIG. 26).
  • FIG. 27 is a flowchart of the same element confirmation processing procedure. Number of history prediction motion vector candidates When the value of NumHmvpCand is 0 (step S2121: NO in FIG. 27), the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList is empty and the same candidate does not exist, so steps S2122 to S2125 in FIG. 27 are skipped. Then, the same element confirmation processing procedure is terminated.
  • step S2123 When the value of the number of historically predicted motion vector candidates NumHmvpCand is larger than 0 (YES in step S2121 in FIG. 27), the process of step S2123 is repeated from 0 to NumHmvpCand-1 in the historical predicted motion vector index hMvpIdx (step in FIG. 27). S2122 to S2125). First, it is compared whether or not the hMvpCandList [hMvpIdx], which is the xth element of the historical prediction motion vector candidate list counting from 0, is the same as the inter-prediction information candidate hMvpCand (step S2123 in FIG. 27). If they are the same (step S2123: YES in FIG.
  • a TRUE (true) value is set in the flag electricalCandExist indicating whether or not the same candidate exists, and the removal target index removeIdx indicating the position of the element to be deleted is currently set.
  • FIG. 28 is a flowchart of the element shift / addition processing procedure of the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList in step S2106 of FIG.
  • First it is determined whether to remove the elements stored in the historical prediction motion vector candidate list HmvpCandList and then add a new element, or to add a new element without removing the elements. Specifically, it is compared whether or not TRUE (true) or NumHmvpCand is 6 in the flag identicalCandExist indicating whether or not the same candidate exists (step S2141 in FIG. 28).
  • step S2141 YES in FIG. 28
  • the historical prediction motion vector candidate list HmvpCandList Add a new element after removing the element stored in.
  • Set the initial value of index i to the value of removeIdx + 1.
  • the element shift process in step S2143 is repeated from this initial value to NumHmvpCand. (Steps S2142 to S2144 in FIG. 28).
  • the element is shifted forward (step S2143 in FIG.
  • step S2142 the inter-prediction information candidate hMvpCand is added to the (NumHmvpCand-1) th HmvpCandList [NumHmvpCand-1] counting from 0, which corresponds to the end of the history prediction motion vector candidate list (step S2145 in FIG. 28), and this history prediction is performed.
  • the element shift / addition process of the motion vector candidate list HmvpCandList is completed.
  • TRUE (true) and NumHmvpCand do not satisfy any of the conditions 6 in the flag electricalCandExist indicating whether or not the same candidate exists (step S2141: NO in FIG.
  • the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList it is stored in the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList.
  • the inter-prediction information candidate hMvpCand is added to the end of the history prediction motion vector candidate list without excluding the elements (step S2146 in FIG. 28).
  • the end of the history prediction motion vector candidate list is the HmvpCandList [NumHmvpCand] which is the NumHmvpCand th from 0.
  • NuMHmvpCand is incremented by 1, and the element shift and additional processing of this history prediction motion vector candidate list HmvpCandList are completed.
  • FIG. 31 is a diagram illustrating an example of the update process of the history prediction motion vector candidate list.
  • HMVP2 deletes the element HMVP2 from the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList and the rear element HMVP3 ⁇ Shift (copy) HMVP5 forward one by one, add a new element to the end of the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList (Fig. 31B), and complete the update of the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList (Fig. 31C). ).
  • FIG. 29 is a flowchart illustrating a history prediction motion vector candidate derivation processing procedure.
  • step S2201 in FIG. 29 When the current number of predicted motion vector candidates numCurrMvpCand is less than 2, which is the maximum number of elements in the predicted motion vector candidate list mvpListLX, and when the value of the number of historical predicted motion vector candidates NumHmvpCand is greater than 0 (step S2201 in FIG. 29). YES), the processes of steps S2202 to S2209 of FIG. 29 are performed.
  • steps S2203 to S2208 of FIG. 29 are repeated until the index i is 1 to 4 and the number of historical prediction motion vector candidates numCheckedHMVPCand, whichever is smaller (steps S2202 to S2209 of FIG. 29).
  • the current number of predicted motion vector candidates numCurrMvpCand is 2 or more, which is the maximum number of elements of the predicted motion vector candidate list mvpListLX (steps S2203: NO in FIG. 29)
  • the processing of steps S2204 to S2209 in FIG. 29 is omitted.
  • the history prediction motion vector candidate derivation processing procedure ends.
  • step S2203 When the current number of predicted motion vector candidates numCurrMvpCand is smaller than 2, which is the maximum number of elements of the predicted motion vector candidate list mvpListLX (step S2203: YES in FIG. 29), the processes after step S2204 in FIG. 29 are performed.
  • steps S2205 to S2207 are performed for Y's 0 and 1 (L0 and L1), respectively (steps S2204 to S2208 in FIG. 29).
  • the processing of steps S2206 to S2209 in FIG. 29 is omitted.
  • the history prediction motion vector candidate derivation processing procedure ends.
  • step S2205 YES in FIG. 29
  • the processes after step S2206 in FIG. 29 are performed.
  • Step S2206 add the LY motion vector of the historical prediction motion vector candidate HmvpCandList [NumHmvpCand-i] to the numCurrMvpCand th element mvpListLX [numCurrMvpCand] counting from 0 in the predicted motion vector candidate list (step in FIG. 29).
  • step S2207 the number of current predicted motion vector candidates numCurrMvpCand is incremented by 1.
  • the additional processing of step S2207 is skipped.
  • steps S2205 to S2207 of FIG. 29 are performed at both L0 and L1 (steps S2204 to S2208 of FIG. 29).
  • the processes after step S2203 are performed again (steps S2202 to S2209 in FIG. 29).
  • step S404 of FIG. 21 which is a process common to the history merge candidate derivation unit 345 of the normal merge mode derivation unit 302 on the coding side and the history merge candidate derivation unit 445 of the normal merge mode derivation unit 402 on the decoding side.
  • the procedure for deriving the history merge candidate from the history merge candidate list HmvpCandList will be described in detail.
  • FIG. 30 is a flowchart illustrating a history merge candidate derivation processing procedure.
  • the initialization process is performed (step S2301 in FIG. 30).
  • the initial value of the index hMvpIdx is set to 1, and the additional processing from step S2303 to step S2310 in FIG. 30 is repeated from this initial value to NuMHmvpCand (steps S2302 to S2311 in FIG. 30). If the number of elements registered in the current merge candidate list numCurrMergeCand is not less than or equal to (maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand-1), merge candidates have been added to all elements in the merge candidate list, so this history merge candidate derivation The process ends (NO in step S2303 in FIG. 30).
  • step S2304 If the number of elements registered in the current merge candidate list numCurrMergeCand is (maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand-1) or less, the processing in step S2304 and subsequent steps is performed. A FALSE value is set in sameMotion (step S2304 in FIG. 30). Subsequently, the initial value of the index i is set to 0, and the processes of steps S2306 and S2307 of FIG. 30 are performed from this initial value to numOrigMergeCand-1 (S2305 to S2308 of FIG. 30).
  • step S2309 in FIG. 30 when sameMotion is FALSE (false) (step S2309 in FIG. 30). YES), that is, the element HmvpCandList [NumHmvpCand --hMvpIdx] of the (NumHmvpCand --hMvpIdx) th element in the history prediction motion vector candidate list does not exist in the mergeCandList, so the mergeCandList [numCurrMergeCand] of the merge candidate list Add the (NumHmvpCand --hMvpIdx) th element HmvpCandList [NumHmvpCand --hMvpIdx] counting from 0 in the motion vector candidate list, and increment numCurrMergeCand by 1 (step S2310 in FIG.
  • the index hMvpIdx is incremented by 1 (step S2302 in FIG. 30), and the iterative processing of steps S2302 to S2311 in FIG. 30 is repeated.
  • step S403 in FIG. 21 which is a process common to the average merge candidate derivation unit 344 of the normal merge mode derivation unit 302 on the coding side and the average merge candidate derivation unit 444 of the normal merge mode derivation unit 402 on the decoding side.
  • the method of deriving the average merge candidate which is a procedure, will be described in detail.
  • FIG. 38 is a flowchart illustrating a procedure for deriving the average merge candidate.
  • the initialization process is performed (step S1301 in FIG. 38).
  • Step S1302 to S1303 in FIG. 38 If the number of elements registered in the current merge candidate list numCurrMergeCand is not less than or equal to (maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand-1), merge candidates have been added to all elements in the merge candidate list, so this history merge candidate derivation The process ends (step S1304 in FIG. 38). If the number of elements registered in the current merge candidate list numCurrMergeCand is (maximum number of merge candidates MaxNumMergeCand-1) or less, the processing of step S1305 and subsequent steps is performed.
  • step S1305 in FIG. 38 It is determined whether or not the i-th motion information mergeCandList [i] of the merge candidate list and the j-th motion information mergeCandList [j] of the merge candidate list are both invalid (step S1305 in FIG. 38), and both are invalid. In that case, move on to the next element without deriving the average merge candidates of mergeCandList [i] and mergeCandList [j]. If both mergeCandList [i] and mergeCandList [j] are not invalid, the following processing is repeated with X as 0 and 1 (steps S1306 to 1314 in FIG. 38).
  • step S1309 the average merge candidate of the LX prediction having the motion vector of the LX prediction obtained by averaging the movement vectors of the LX prediction of [j] and the reference index of the LX prediction of mergeCandList [i] is derived and set to the LX prediction of the averageCand, and the averageCand Enable LX prediction (step S1309 in FIG. 38).
  • step S1308 of FIG. the average merge candidate of the LX prediction having the motion vector of the LX prediction obtained by averaging the movement vectors of the LX prediction of [j] and the reference index of the LX prediction of mergeCandList [i] is derived and set to the LX prediction of the averageCand, and the averageCand Enable LX prediction (step S1309 in FIG. 38).
  • mergeCandList [i] The average merge candidate of the LX prediction having the motion vector and the reference index of the LX prediction is derived and set to the LX prediction of the averageCand, and the LX prediction of the averageCand is valid (step S1310 in FIG. 38). If the LX prediction of mergeCandList [i] is not valid in step S1307 of FIG. 38, it is determined whether or not the LX prediction of mergeCandList [j] is valid (step S1311 of FIG. 38).
  • step S1312 the LX prediction of mergeCandList [j] is valid, that is, if the LX prediction of mergeCandList [i] is invalid and the LX prediction of mergeCandList [j] is valid, then the motion vector of the LX prediction of mergeCandList [j]
  • the average merge candidate of the LX prediction having the reference index is derived and set to the LX prediction of the averageCand, and the LX prediction of the averageCand is enabled (step S1312 in FIG. 38). In step S1311 of FIG.
  • the average merge candidate averageCand of the L0 prediction, L1 prediction or BI prediction generated as described above is added to the mergeCandList [numCurrMergeCand] of the numCurrMergeCand th mergeCandList [numCurrMergeCand] of the merge candidate list, and the numCurrMergeCand is incremented by 1 (step S1315 in FIG. 38). This completes the process of deriving the average merge candidate.
  • the average merge candidate is averaged for each of the horizontal component of the motion vector and the vertical component of the motion vector.
  • the motion compensation prediction unit 306 acquires the position and size of the block currently subject to prediction processing in coding. Further, the motion compensation prediction unit 306 acquires the inter prediction information from the inter prediction mode determination unit 305. The reference index and motion vector are derived from the acquired inter-prediction information, and the reference picture specified by the reference index in the decoded image memory 104 is moved from the same position as the image signal of the prediction block by the motion vector. A prediction signal is generated after the image signal is acquired.
  • the inter-prediction mode in inter-prediction is prediction from a single reference picture such as L0 prediction or L1 prediction
  • the prediction signal acquired from one reference picture is used as the motion compensation prediction signal
  • the inter-prediction mode is BI.
  • the prediction mode is prediction from two reference pictures such as prediction
  • the weighted average of the prediction signals acquired from the two reference pictures is used as the motion compensation prediction signal
  • the motion compensation prediction signal is used to determine the prediction method.
  • Supply to unit 105 the ratio of the weighted averages of the biprediction is 1: 1, but weighted averages may be performed using other ratios.
  • the weighting ratio may be increased as the distance between the picture to be predicted and the reference picture is closer. Further, the weighting ratio may be calculated by using the correspondence table between the combination of picture intervals and the weighting ratio.
  • the motion compensation prediction unit 406 has the same function as the motion compensation prediction unit 306 on the coding side.
  • the motion compensation prediction unit 406 transfers the inter-prediction information from the normal prediction motion vector mode derivation unit 401, the normal merge mode derivation unit 402, the subblock prediction motion vector mode derivation unit 403, and the subblock merge mode derivation unit 404 to switch 408. Get through.
  • the motion compensation prediction unit 406 supplies the obtained motion compensation prediction signal to the decoded image signal superimposition unit 207.
  • ⁇ About inter-prediction mode The process of making a prediction from a single reference picture is defined as a simple prediction, and in the case of a single prediction, either one of the two reference pictures registered in the reference lists L0 and L1, which is L0 prediction or L1 prediction, is used. Make a prediction.
  • FIG. 32 shows a case where the reference picture (RefL0Pic) of L0 is at a time before the processing target picture (CurPic) in a simple prediction.
  • FIG. 33 shows a case where the reference picture of the L0 prediction is at a time after the processing target picture in the simple prediction.
  • the reference picture for the L0 prediction in FIGS. 32 and 33 can be replaced with the reference picture for the L1 prediction (RefL1Pic) to perform simple prediction.
  • FIG. 34 shows a case where the reference picture of the L0 prediction is at a time before the processing target picture and the reference picture of the L1 prediction is at a time after the processing target picture in the bi-prediction.
  • FIG. 35 shows a case where the reference picture of the L0 prediction and the reference picture of the L1 prediction are at a time before the picture to be processed in the bi-prediction.
  • FIG. 36 shows a case where the reference picture of the L0 prediction and the reference picture of the L1 prediction are at a time after the processing target picture in the bi-prediction.
  • L0 prediction and L1 prediction may be performed using the same reference picture. It should be noted that the determination of whether the motion compensation prediction is performed by simple prediction or double prediction is determined based on, for example, information (for example, a flag) indicating whether or not to use L0 prediction and whether or not to use L1 prediction. To.
  • ⁇ About reference index> In the embodiment of the present invention, in order to improve the accuracy of motion compensation prediction, it is possible to select the optimum reference picture from a plurality of reference pictures in motion compensation prediction. Therefore, the reference picture used in the motion compensation prediction is used as the reference index, and the reference index is encoded in the bit stream together with the differential motion vector.
  • the motion compensation prediction unit 306 is used when the inter prediction information by the normal prediction motion vector mode derivation unit 301 is selected in the inter prediction mode determination unit 305. Acquires this inter-prediction information from the inter-prediction mode determination unit 305, derives the inter-prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed, and generates a motion compensation prediction signal. The generated motion compensation prediction signal is supplied to the prediction method determination unit 105.
  • the motion compensation prediction unit 406 is normally used when the switch 408 is connected to the normal prediction motion vector mode derivation unit 401 in the process of decoding, as shown by the inter prediction unit 203 on the decoding side of FIG.
  • the inter-prediction information by the prediction motion vector mode derivation unit 401 is acquired, the inter-prediction mode, the reference index, and the motion vector of the block currently being processed are derived, and the motion compensation prediction signal is generated.
  • the generated motion compensation prediction signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207.
  • the motion compensation prediction unit 306 is used when the inter-prediction information by the normal merge mode derivation unit 302 is selected in the inter-prediction mode determination unit 305.
  • This inter-prediction information is acquired from the inter-prediction mode determination unit 305, the inter-prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed are derived, and a motion compensation prediction signal is generated.
  • the generated motion compensation prediction signal is supplied to the prediction method determination unit 105.
  • the motion compensation prediction unit 406 is in the normal merge mode when the switch 408 is connected to the normal merge mode derivation unit 402 in the decoding process, as shown by the inter prediction unit 203 on the decoding side in FIG.
  • the inter-prediction information by the derivation unit 402 is acquired, the inter-prediction mode, the reference index, and the motion vector of the block currently being processed are derived, and the motion compensation prediction signal is generated.
  • the generated motion compensation prediction signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207.
  • ⁇ Motion compensation processing based on subblock prediction motion vector mode> In the motion compensation prediction unit 306, as shown by the inter prediction unit 102 on the coding side of FIG. 16, when the inter prediction information by the subblock prediction motion vector mode derivation unit 303 is selected in the inter prediction mode determination unit 305.
  • the inter-prediction information is acquired from the inter-prediction mode determination unit 305, the inter-prediction mode, the reference index, and the motion vector of the block currently being processed are derived, and the motion compensation prediction signal is generated.
  • the generated motion compensation prediction signal is supplied to the prediction method determination unit 105.
  • the motion compensation prediction unit 406 as shown by the inter-prediction unit 203 on the decoding side of FIG. 22, when the switch 408 is connected to the subblock prediction motion vector mode derivation unit 403 in the decoding process,
  • the sub-block prediction motion vector mode derivation unit 403 acquires the inter-prediction information, derives the inter-prediction mode, the reference index, and the motion vector of the block currently being processed, and generates a motion compensation prediction signal.
  • the generated motion compensation prediction signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207.
  • the motion compensation prediction unit 306 is used when the inter-prediction information by the sub-block merge mode derivation unit 304 is selected in the inter-prediction mode determination unit 305. , This inter-prediction information is acquired from the inter-prediction mode determination unit 305, the inter-prediction mode, reference index, and motion vector of the block currently being processed are derived, and the motion compensation prediction signal is generated. The generated motion compensation prediction signal is supplied to the prediction method determination unit 105.
  • the motion compensation prediction unit 406 is a subblock when the switch 408 is connected to the subblock merge mode derivation unit 404 in the decoding process, as shown by the inter prediction unit 203 on the decoding side of FIG.
  • the inter-prediction information by the merge mode derivation unit 404 is acquired, the inter-prediction mode, the reference index, and the motion vector of the block currently being processed are derived, and the motion compensation prediction signal is generated.
  • the generated motion compensation prediction signal is supplied to the decoded image signal superimposing unit 207.
  • motion compensation by the affine model can be used based on the following flags.
  • the following flags are reflected in the following flags based on the inter-prediction conditions determined by the inter-prediction mode determination unit 305 in the coding process, and are encoded in the bit stream.
  • Sps_affine_enabled_flag indicates whether or not motion compensation by the affine model can be used in inter-prediction. If sps_affine_enabled_flag is 0, it is suppressed so that it is not motion compensation by the affine model in sequence units. Also, inter_affine_flag and cu_affine_type_flag are not transmitted in the CU (encoded block) syntax of the encoded video sequence. If sps_affine_enabled_flag is 1, motion compensation by the affine model can be used in the coded video sequence.
  • Sps_affine_type_flag indicates whether or not motion compensation by the 6-parameter affine model can be used in inter-prediction. If sps_affine_type_flag is 0, it is suppressed so that it is not motion compensation by the 6-parameter affine model. Also, cu_affine_type_flag is not transmitted in the CU syntax of the encoded video sequence. If sps_affine_type_flag is 1, motion compensation by the 6-parameter affine model can be used in the coded video sequence. If sps_affine_type_flag does not exist, it shall be 0.
  • inter_affine_flag When decoding P or B slices, if inter_affine_flag is 1 in the CU currently being processed, an affine model is used to generate a motion compensation prediction signal for the CU currently being processed. Motion compensation is used. If inter_affine_flag is 0, the affine model is not used for the CU currently being processed. If inter_affine_flag does not exist, it shall be 0.
  • the motion compensation prediction signal is generated using the reference index and motion vector to be processed in subblock units.
  • the 4-parameter affine model is a mode in which the motion vector of a subblock is derived from the four parameters of the horizontal component and the vertical component of the motion vector of each of the two control points, and the motion is compensated for each subblock.
  • FIG. 39A is an example in which the effective reference area is determined by using the coded tree block unit as the intra-block copy reference block.
  • Reference numerals 500, 501, 502, 503, and 504 in FIG. 39A are coded tree blocks, and 504 is a coded tree block to be processed.
  • Reference numeral 505 is a coded block to be processed.
  • the processing order of the coded tree blocks is 500, 501, 502, 503, 504.
  • the three coding tree blocks 501, 502, and 503 processed immediately before the coding tree block 504 including the processing target coding block 505 are set as effective reference areas of the processing target coding block 505.
  • a coded tree block processed before the coded tree block 501, and a coded tree block containing the process target coded block 505 regardless of whether or not the processing is completed before the process target coded block 505. All areas included in 504 are invalid reference areas.
  • FIG. 39B is an example in which the effective reference area is determined by using the unit obtained by dividing the coded tree block into four as the intra-block copy reference block.
  • Reference numerals 515 and 516 in FIG. 39B are coded tree blocks, and 516 is a coded tree block to be processed.
  • the coded tree block 515 is divided into 506, 507, 508, and 509, and 516 is divided into 510, 511, 512, and 513.
  • Reference numeral 514 is a coded block to be processed.
  • the processing order of the intra-block copy reference block is 506, 507, 508, 509, 510, 511, 512, 513.
  • the three intra-block copy reference blocks 508, 509, and 510 processed immediately before the intra-block copy reference block 511 including the processing target coding block 514 are set as the effective reference area of the processing target coding block 514.
  • Intrablock copy Intrablock copy including the coded tree block processed before the reference block 508 and the coded block 514 to be processed, regardless of whether the processing is completed before the coded block 514 to be processed. All the areas included in the reference block 511 are invalid reference areas.
  • the block vector detection unit 375 detects the block vector mvL (step S4500 in FIG. 44). Subsequently, the IBC space block vector candidate derivation unit 371, the IBC history prediction block vector candidate derivation unit 372, the IBC prediction block vector candidate supplementation unit 373, the IBC prediction block vector candidate selection unit 376, and the block vector subtraction unit 378 are used to display the prediction block vector.
  • the difference block vector of the block vector used in the mode is calculated (steps S4501 to S4503 in FIG. 44).
  • step S4501 in FIG. 44 Calculate the candidates for the predicted block vector and construct the block vector candidate list mvpList (step S4501 in FIG. 44).
  • IBC space block vector candidate derivation unit 371, IBC history block vector candidate derivation unit 372, and IBC prediction block vector candidate replenishment unit 373 in the intra block copy prediction unit 352 derive multiple prediction block vector candidates and predict block vector.
  • Build a candidate list mvpList The detailed processing procedure of step S4501 of FIG. 44 will be described later using the flowchart of FIG. 47.
  • the IBC prediction block vector candidate selection unit 376 selects the prediction block vector mvpL from the prediction block vector candidate list mvpListL (step S4502 in FIG. 44). Calculate each difference block vector which is the difference between the block vector mvL and the candidate mvpListL [i] of each prediction block vector stored in the prediction block vector candidate list mvpListL. The amount of code when these difference block vectors are encoded is calculated for each element of the predicted block vector candidate list mvpListL.
  • the prediction block vector candidate mvpListL [i] having the minimum sign amount for each candidate of the prediction block vector is selected as the prediction block vector mvpL, and the candidate mvpListL [i] is selected.
  • Get index i When there are multiple candidates for the predicted block vector that is the smallest generated code amount in the predicted block vector candidate list mvpListL, the predicted block vector whose index i in the predicted block vector candidate list mvpListL is represented by a small number.
  • the candidate mvpListL [i] of is selected as the optimal prediction block vector mvpL, and its index i is acquired.
  • the block vector subtraction unit 378 subtracts the predicted block vector mvpL selected from the block vector mvL.
  • mvdL mvL --mvpL
  • the difference block vector mvdL is calculated as (step S4503 in FIG. 44).
  • the prediction block vector mode processing procedure on the decoding side will be described with reference to FIG. 45.
  • the IBC spatial prediction block vector candidate derivation unit 471, the IBC history block vector candidate derivation unit 472, and the IBC prediction block vector replenishment unit 473 calculate the block vector to be used in the prediction block vector mode (steps S4600 to FIG. 45). S4602). Specifically, the prediction block vector candidate list mvpListL is calculated, the prediction block vector mvpL is selected, and the block vector mvL is calculated.
  • Prediction block vector candidates are calculated to construct a prediction block vector candidate list mvpListL (step S4601 in FIG. 45).
  • IBC space block vector candidate derivation unit 471, IBC history block vector candidate derivation unit 472, and IBC block vector replenishment unit 473 in the intra block copy prediction unit 362 calculate multiple prediction block vector candidates, and the prediction block vector candidate list. Build mvpListL. The detailed processing procedure of step S4601 of FIG. 45 will be omitted.
  • FIG. 47 shows a prediction intra-block copy mode derivation process having a function common to the intra-block copy prediction unit 352 of the moving image coding device and the intra-block copy prediction unit 362 of the moving image decoding device according to the embodiment of the present invention. It is a flowchart which shows the processing procedure.
  • the intra-block copy prediction unit 352 and the intra-block copy prediction unit 362 include a prediction block vector candidate list mvpListL.
  • the predicted block vector candidate list mvpListL has a list structure, and is provided with a predicted block vector index indicating the location inside the predicted block vector candidate list and a storage area for storing the predicted block vector candidates corresponding to the index as elements.
  • the number of the prediction block vector index starts from 0, and the prediction block vector candidate is stored in the storage area of the prediction block vector candidate list mvpListL.
  • the prediction block vector candidate list mvpListL can register three prediction block vector candidates. Further, 0 is set in the variable numCurrMvpIbcCand indicating the number of predicted block vector candidates registered in the predicted block vector candidate list mvpListL.
  • the IBC spatial block vector candidate derivation units 371 and 471 derive candidates for the predicted block vector from the blocks adjacent to the left side (step S4801 in FIG. 47).
  • the flag availableFlagLA indicating whether or not the predicted block vector candidate of the block (A0 or A1) adjacent to the left side is available and the block vector mvLA are derived, and mvLA is added to the predicted block vector candidate list mvpListL.
  • the IBC spatial block vector candidate derivation units 371 and 471 derive candidates for the prediction block vector from the blocks (B0, B1 or B2) adjacent to the upper side (step S4802 in FIG. 47).
  • the flag availableFlagLB indicating whether the predicted motion vector candidates of the adjacent blocks on the upper side are available and the block vector mvLB are derived, and if mvLA and mvLB are not equal, mvLB is added to the predicted block vector candidate list mvpListL. to add.
  • the processing of steps S4801 and S4802 of FIG. 47 is common except that the position and number of adjacent blocks to be referred to are different, and the flag availableFlagLN indicating whether or not the predicted block vector candidate of the coded block can be used, and the motion vector mvLN (N is A or B, and so on) is derived.
  • the IBC history block vector candidate derivation units 372 and 472 add the history block vector candidates registered in the history block vector candidate list HmvpIbcCandList to the prediction block vector candidate list mvpListL.
  • the motion vector is the block vector
  • the reference index list is L0
  • the history prediction motion vector candidate list HmvpCandList is the history block vector candidate list. Since it is sufficient if the operation is the same as that of HmvpIbcCandList, the description is omitted.
  • the IBC prediction block vector replenishment units 373 and 473 add block vectors having predetermined values, such as until the prediction block vector candidate list mvpListL is satisfied (0,0) (S4804 in FIG. 47).
  • the intra-block copy prediction unit 352 of FIG. 42 includes an IBC space block vector candidate derivation unit 371, an IBC history block vector candidate derivation unit 372, an IBC block vector replenishment unit 373, a reference position correction unit 380, a reference area boundary correction unit 381, and an IBC. It includes a merge candidate selection unit 374 and an IBC prediction mode determination unit 377.
  • the intra-block copy prediction unit 362 of FIG. 43 is referred to by the IBC space block vector candidate derivation unit 471, the IBC history block vector candidate derivation unit 472, the IBC block vector replenishment unit 473, the IBC merge candidate selection unit 474, and the reference position correction unit 480.
  • the area boundary correction unit 481 and the block copy unit 477 are included.
  • FIG. 46 shows a merge intra-block copy mode derivation process having a function common to the intra-block copy prediction unit 352 of the moving image coding device and the intra-block copy prediction unit 362 of the moving image decoding device according to the embodiment of the present invention. It is a flowchart explaining a procedure.
  • the intra-block copy prediction unit 352 and the intra-block copy prediction unit 362 include a merge intra-block copy candidate list mergeIbcCandList.
  • Merge intra-block copy candidate list mergeIbcCandList has a list structure, and has a merge index indicating the location inside the merge intra-block copy candidate and a storage area for storing the merge intra-block copy candidate corresponding to the index as an element.
  • the numbers in the merge index start from 0, and the merge intrablock copy candidates are stored in the storage area of the mergeIbcCandList merge intrablock copy candidate list.
  • the merge candidate of the merge index i registered in the merge intra-block copy candidate list mergeIbcCandList is represented by mergeIbcCandList [i].
  • the merge candidate list mergeCandList can register at least three merge intra-block copy candidates. Further, 0 is set in the variable numCurrMergeIbcCand indicating the number of merge intrablock copy candidates registered in the mergeIbcCandList merge intrablock copy candidate list.
  • the coding stored in the coding information storage memory 111 of the moving image coding device or the coding information storage memory 205 of the moving image decoding device are derived from the information, and the derived spatial merge candidates are registered in the merge intra-block copy candidate list mergeIbcCandList (step S4701 in FIG. 46).
  • N indicating either one of the spatial merge candidates A and B is defined.
  • the flag availableFlagN and the block vector mvL indicating whether or not the intra-block copy prediction information of the block N can be used as the spatial block vector merge candidate N are derived.
  • the block vector merge candidate is derived without referring to other coded blocks included in the block including the coded block to be processed, the block including the coded block to be processed is derived. Spatial block vector merge candidates included in are not derived.
  • the IBC history block vector candidate derivation unit 372 and the IBC history block vector candidate derivation unit 472 add the history prediction block vector candidates registered in the history prediction block vector candidate list HmvpIbcCandList to the merge intrablock copy candidate list mergeIbcCandList. (Step S4702 in FIG. 46).
  • the block vector already added to the mergeIbcCandList and the block vector of the history prediction block vector candidate have the same value, the block vector is not added to the mergeIbcCandList.
  • the IBC merge candidate selection unit 374 and the IBC merge candidate selection unit 474 select one from the intra-block merge candidates registered in the merge intra-block copy candidate list mergeIbcCandList (step S4704 in FIG. 46).
  • the IBC merge candidate selection unit 374 selects a merge candidate by acquiring the decoded image at the reference position from the decoded image memory 104 and calculating the code amount and the strain amount, and sets a merge index indicating the selected intra-block merge candidate. It is supplied to the IBC prediction mode determination unit 377.
  • the IBC prediction mode determination unit 377 selects whether or not it is in the merge mode by calculating the code amount and the strain amount, and supplies the result to the prediction method determination unit 105.
  • the IBC merge candidate selection unit 474 on the decoding side selects an intra-block merge candidate based on the decoded merge index, and supplies the selected intra-block merge candidate to the reference position correction unit 480.
  • the reference position correction unit 380 and the reference position correction unit 480 perform a process of correcting the reference position for the intra-block merge candidate (step S4705 in FIG. 46). Details of the processing of the reference position correction unit 380 and the reference position correction unit 480 will be described later.
  • the reference area boundary correction unit 381 and the reference area boundary correction unit 481 perform a process of correcting the reference area boundary for the intra-block merge candidate (step S4706 in FIG. 46). Details of the processing of the reference position correction unit 381 and the reference position correction unit 481 will be described later.
  • the block copy unit 477 acquires the decoded image at the reference position from the decoded image memory 208 and supplies it to the decoded image signal superimposing unit 207.
  • the block copy unit 477 copies the luminance component and the color difference component.
  • the above block vector mvL indicates the brightness block vector.
  • the color difference block vector mvC is when the color difference format is 420.
  • mvC ((mvL >> (3 + 2))) * 32 Will be. According to the above equation, each of the x and y components of mvC is processed.
  • FIG. 48 is a flowchart illustrating the processing of the reference position correction unit 380 and the reference position correction unit 480. Now, it is assumed that the unit of the intra-block copy reference block is the coded tree block (CTU), and its size is not 128x128 pixels.
  • CTU coded tree block
  • the position of the coded block to be processed is (xCb, yCb), the block vector is (mvL [0], mvL [1]), the width of the coded block to be processed is cbWidth, and the height is cbHeight.
  • the size of the CTU is 128x128 pixels (S6002). Since the size is not 128x128 pixels (S6002: NO), the upper left and lower right positions of the referenceable area are calculated (S6003).
  • the size of CTU is CtbLog2SizeY.
  • FIG. 49 is a diagram showing how the reference position is corrected.
  • 6001 indicates a processing target coding tree block
  • 6002 indicates a processing target coding block
  • 6003 indicates a referenceable area.
  • xRefBR xRefTL + cbWidth-1 as in S6001
  • xRefBR is also corrected as xRefTL is corrected.
  • the block vector mvL [0] may be corrected.
  • mvL [0] (xAvlTL-xCb) ⁇ 4 To correct.
  • xRefTL xAvlTL, so the reference position can be corrected.
  • the intra-block copy prediction unit 352 It is assumed that some block vectors in the block vector candidate list constructed by the intra-block copy prediction unit 352 are outside the referenceable area. If the reference position is not corrected, those block vectors cannot be used as candidates for the IBC merge mode because they cannot be referenced by the block vectors. On the other hand, when the reference position is corrected in the present invention, all the block vectors of the constructed block vector candidate list are inside the referenceable area. Therefore, it is possible to all the block vectors, and all the block vectors can be candidates for the IBC merge mode. Therefore, in the IBC merge mode selection unit 374, the optimum prediction mode can be selected from the candidates of each IBC merge mode corresponding to all the block vectors, so that the coding efficiency is improved.
  • the merge index indicating the IBC merge mode using those block vectors operates as unencoded. However, due to malfunction or the like, such a merge index may be encoded to generate a bitstream. Alternatively, a part of the bitstream may be missing due to packet loss or the like, and the decryption result may become such a merge index.
  • the decoding result may differ depending on the decoding device, or the decoding process may stop.
  • the reference position is corrected in the present invention, all the block vectors of the constructed block vector candidate list are inside the referenceable area. Therefore, even if such an incomplete bit stream is decoded, the reference position is corrected inside the referenceable area and reference is possible. By correcting the reference position in this way, the memory access range is guaranteed. As a result, the decoding result becomes the same depending on the decoding device, and the decoding process can be continued, so that the robustness of the decoding device can be improved.
  • the target is the brightness block vector.
  • the color difference block vector is calculated from the luminance block vector. That is, if the luminance block vector is corrected, the color difference block vector is also corrected. Therefore, it is not necessary to correct the reference position again in the color difference. Compared with the need to determine whether or not reference is possible based on both the luminance and the color difference when the block vector is not corrected, the amount of processing can be reduced.
  • the corrected block vector is stored in the coding information storage memory 111 or the coding information storage memory 205 as the block vector of the coded block to be processed. That is, the corrected reference position and the position pointed to by the block vector are the same.
  • a deblocking filter process may be performed when the decoding result is saved in the decoded image memory. In this filtering process, the strength of the filter is controlled by the difference between the block vectors of the two blocks facing the block boundary. When the block vector is not corrected, the corrected reference position and the position pointed to by the block vector are different, and the filter strength is more appropriate, so that the coding efficiency can be improved.
  • yRefBR yRefTL + cbHeight-1 as in S6001
  • yRefBR is also corrected as yRefTL is corrected.
  • the block vector mvL [1] may be corrected.
  • mvL [1] (yAvlTL --yCb) ⁇ 4 To correct.
  • yRefTL yAvlTL, so the reference position can be corrected.
  • xRefBR xRefTL + cbWidth-1 as in S6001
  • xRefTL xRefBR- (cbWidth-1)
  • xRefTL is also corrected as xRefBR is corrected.
  • the block vector mvL [0] may be corrected.
  • yRefBR yRefTL + cbHeight-1 as in S6001
  • yRefTL yRefBR- (cbHeight-1)
  • yRefTL is also corrected as yRefBR is corrected.
  • the block vector mvL [1] may be corrected.
  • mvL [1] (yAvlBR-(yCb + cbHeitght --1)) ⁇ 4 To correct.
  • yRefBR yAvlBR, so the reference position can be corrected.
  • the reference block r1 is located at 6051.
  • the reference position in the x direction is corrected as in the case where the reference block is r2.
  • the reference position in the y direction is corrected as in the case where the reference block is r4.
  • the reference block r1 is located at 6052, which is inside the referenceable area.
  • each reference block is located inside the referenceable area.
  • FIG. 50 is a diagram for explaining the upper left and lower right positions when the referenceable area is rectangular.
  • the coded tree block 6101 to be processed is divided into four, and the coded block 6102 to be processed is located at the upper left of the division.
  • the referenceable area has an inverted L shape like the shaded area in 6103.
  • the range is 6103.
  • FIG. 51 is a flowchart illustrating a process of correcting a reference position in a portion where the referenceable area is not rectangular.
  • FIG. 52A is a diagram showing how the reference position is corrected in S6024 and S6025.
  • blk_idx 0.
  • the reference block r1 is located at 6201
  • the upper left of the reference block is located in a region smaller than X2 (x direction of 6112) and Y1 (y direction of 6111) (S6022: YES).
  • the difference between the reference block and the referenceable area in the x direction is smaller than the difference between the reference block and the referenceable area in the y direction (S6023: YES).
  • xRefBR xRefTL + cbWidth-1 as in S6001
  • xRefBR is also corrected as xRefTL is corrected.
  • the block vector mvL [0] may be corrected.
  • mvL [0] (xAvlTL + NL-xCb) ⁇ 4 To correct.
  • xRefTL xAvlTL + NL, so the reference position can be corrected.
  • yRefBR yRefTL + cbHeight-1 as in S6001
  • yRefBR is also corrected as yRefTL is corrected.
  • the block vector mvL [0] may be corrected.
  • mvL [1] (yAvlTL + 64 --yCb) ⁇ 4 To correct.
  • yRefTL yAvlTL + 64, so the reference position can be corrected.
  • the reference block r3 is located at 6205.
  • the difference between the reference block and the referenceable area in the x direction is smaller than the difference between the reference block and the referenceable area in the y direction (S6023: YES). Therefore, it is located at 6206 by correcting the reference position in the x direction in the same manner as the reference block r1 (S6024). At this point, the reference block is outside the referenceable area. However, the reference position in the y direction is corrected by the processing of S6006 and S6007 described later. After all, the reference block is inside the referenceable area.
  • FIG. 52B is a diagram showing how the reference position is corrected in S6029 and S6030.
  • xRefBR xRefTL + cbWidth-1 as in S6001
  • xRefTL xRefBR- (cbWidth-1)
  • xRefTL is also corrected as xRefBR is corrected.
  • the block vector mvL [0] may be corrected.
  • mvL [0] (xAvlBR --NR-(xCb + cbWitdh --1)) ⁇ 4 To correct.
  • xRefBR xAvlBR, so the reference position can be corrected.
  • the block vector mvL [1] may be corrected.
  • mvL [1] (yAvlBR --64-(yCb + cbHeight --1)) ⁇ 4 To correct.
  • yRefBR yAvlBR, so the reference position can be corrected.
  • the reference block r3 is located at 6215.
  • the difference between the reference block and the referenceable area in the x direction is not smaller than the difference between the reference block and the referenceable area in the y direction (S6028: NO). Therefore, it is located at 6216 by correcting the reference position in the y direction in the same manner as the reference block r2 (S6030). At this point, the reference block is outside the referenceable area. However, the reference position in the x direction is corrected by the processing of S6008 and S6009 described later. After all, the reference block is inside the referenceable area.
  • the processing of S6025 when the processing of S6025 is performed, the processing of S6006 and S6007 may be omitted, when the processing of S6029 is performed, the processing of S6008 and S6009 may not be performed, or the processing of S6030 may be performed. In that case, the processing of S6010 and S6011 may not be performed.
  • step S6023 may be omitted and the configuration may be such that step S6024 is always executed, or the configuration may be such that step S6025 is always executed.
  • step S6028 may be omitted, and the configuration may be such that step S6029 is always executed, or the configuration may be such that step S6030 is always executed.
  • the reference position can be corrected by a simple process.
  • the reference position is corrected by using the processes of S6012, S6013 and S6004 to S6011. Instead of this, as shown in FIG. 53, it can also be realized by a process (S6101) of decomposing the referenceable area into two and correcting each reference position.
  • one referenceable area (6301) is designated as a referenceable area A
  • the other referenceable area (6302) is designated as a referenceable area B.
  • FIG. 55 is a flowchart illustrating a process (S6101) of decomposing the referenceable area into two and correcting each reference position.
  • S6101 the same process as in FIG. 48 is assigned the same step number, and the description thereof will be omitted.
  • the upper left and lower right positions of the referenceable area A are calculated (S6111).
  • the reference position can be corrected and the reference can be made. Further, by decomposing the referenceable area into two and correcting each reference position, the processing can be simplified and the amount of calculation can be reduced.
  • one referenceable area (6301) is designated as a referenceable area A
  • the other referenceable area (6302) is designated as a referenceable area B.
  • the referenceable area A and the referenceable area B may be exchanged so that one referenceable area (6301) becomes the referenceable area B and the other referenceable area (6302) is treated as the referenceable area A. ..
  • the processing is switched. This may determine whether the intra-block copy reference block is a unit obtained by dividing the coded tree block into four, or whether the size of the CTU is larger than the maximum size of the coded block. You may do so.
  • the bitstream output by the image coding apparatus has a specific data format so that it can be decoded according to the coding method used in the embodiment.
  • the bit stream may be recorded and provided on a recording medium that can be read by a computer such as an HDD, SSD, flash memory, or optical disk, or may be provided from a server via a wired or wireless network. Therefore, the image decoding device corresponding to this image coding device can decode the bit stream of this specific data format regardless of the providing means.
  • the bitstream may be converted and transmitted in a data format suitable for the transmission form of the communication path.
  • a transmission device that converts the bitstream output by the image encoding device into encoded data in a data format suitable for the transmission form of the communication path and transmits it to the network, and a transmission device that receives the encoded data from the network and sends the bitstream.
  • a receiving device that restores the data and supplies it to the image decoding device is provided.
  • the transmitting device includes a memory for buffering a bit stream output by the image coding device, a packet processing unit for packetizing the bit stream, and a transmitting unit for transmitting the encoded data packetized via the network.
  • the receiving device receives the encoded data packetized via the network, a memory for buffering the received encoded data, and packet-processes the encoded data to generate a bit stream for image decoding. Includes a packet processing unit provided to the device.
  • a relay device for supplying to the receiving device may be provided.
  • the relay device includes a receiving unit that receives the packetized encoded data transmitted by the transmitting device, a memory that buffers the received encoded data, and a transmitting unit that transmits the packetized encoded data to the network. Including. Further, the relay device includes a received packet processing unit that packet-processes the packetized encoded data to generate a bit stream, a recording medium that stores the bit stream, and a transmission packet processing unit that packets the bit stream. But it's okay.
  • the display device may be used.
  • the display unit reads the decoded image signal generated by the decoded image signal superimposing unit 207 and stored in the decoded image memory 208 and displays it on the screen.
  • the image pickup device may be used.
  • the image pickup unit inputs the captured image signal to the block division unit 101.
  • FIG. 37 shows an example of the hardware configuration of the coding / decoding device of this embodiment.
  • the coding / decoding device includes the configuration of the image coding device and the image decoding device according to the embodiment of the present invention.
  • the coding / decoding device 9000 includes a CPU 9001, a codec IC 9002, an I / O interface 9003, a memory 9004, an optical disk drive 9005, a network interface 9006, and a video interface 9009, and each part is connected by a bus 9010.
  • the image coding unit 9007 and the image decoding unit 9008 are typically implemented as a codec IC9002.
  • the image coding process of the image coding device according to the embodiment of the present invention is executed by the image coding unit 9007, and the image decoding process in the image decoding device according to the embodiment of the present invention is performed by the image decoding unit 9008.
  • the I / O interface 9003 is realized by, for example, a USB interface, and is connected to an external keyboard 9104, mouse 9105, or the like.
  • the CPU 9001 controls the coding / decoding device 9000 so as to execute the operation desired by the user based on the user operation input via the I / O interface 9003.
  • User operations using the keyboard 9104, mouse 9105, etc. include selection of which function to execute, coding or decoding, setting of coding quality, bitstream input / output destination, image input / output destination, and the like.
  • the optical disc drive 9005 When the user desires an operation of playing back an image recorded on the disc recording medium 9100, the optical disc drive 9005 reads a bit stream from the inserted disc recording medium 9100 and reads the read bit stream via the bus 9010. It is sent to the image decoding unit 9008 of the codec IC9002.
  • the image decoding unit 9008 executes the image decoding process in the image decoding device according to the embodiment of the present invention on the input bit stream, and sends the decoded image to the external monitor 9103 via the video interface 9009.
  • the coding / decoding device 9000 has a network interface 9006 and can be connected to an external distribution server 9106 or a mobile terminal 9107 via the network 9101.
  • the network interface 9006 is used from the input disc recording medium 9100. Instead of reading the bitstream, it gets the bitstream from network 9101. Further, when the user desires to reproduce the image recorded in the memory 9004, the image decoding process in the image decoding device according to the embodiment of the present invention is executed on the bit stream recorded in the memory 9004. To do.
  • the video interface 9009 inputs an image from the camera 9102, and the image coding unit 9007 of the codec IC 9002 via the bus 9010 Send to.
  • the image coding unit 9007 executes the image coding process in the image coding device according to the embodiment of the present invention on the image input via the video interface 9009 to create a bit stream. Then, the bit stream is sent to the memory 9004 via the bus 9010. If the user desires to record the bitstream on the disc recording medium 9100 instead of the memory 9004, the optical disc drive 9005 writes the bitstream to the inserted disc recording medium 9100.
  • Such a hardware configuration is realized, for example, by replacing the codec IC9002 with an image coding unit 9007 or an image decoding unit 9008, respectively.
  • the above processing related to coding and decoding may be realized as a transmission, storage, and reception device using hardware, and is stored in a ROM (read-only memory), a flash memory, or the like. It may be realized by firmware or software such as a computer.
  • the firmware program and software program may be recorded on a recording medium readable by a computer or the like and provided, or may be provided from a server via a wired or wireless network, or terrestrial or satellite digital broadcasting data broadcasting. May be provided as.
  • the present invention can be used in an image coding and decoding technique for dividing an image into blocks and performing prediction.
  • 100 image encoding device 101 block division unit, 102 inter prediction unit, 103 intra prediction unit, 104 decoded image memory, 105 prediction method determination unit, 106 residual generation unit, 107 orthogonal conversion / quantization unit, 108 bit string coding Unit, 109 inverse quantization / inverse orthogonal conversion unit, 110 decoded image signal superimposition unit, 111 coded information storage memory, 200 image decoding device, 201 bit string decoding unit, 202 block division unit, 203 inter-prediction unit, 204 intra-prediction unit , 205 Coding information storage memory, 206 inverse quantization / inverse orthogonal conversion unit, 207 decoded image signal superimposition unit, 208 decoded image memory.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Compression Or Coding Systems Of Tv Signals (AREA)

Abstract

画像符号化装置は、符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出部と、前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択部と、前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正部とを備え、前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する。

Description

動画像符号化装置、動画像符号化方法、及び動画像符号化プログラム、動画像復号装置、動画像復号方法及び動画像復号プログラム
　本発明は、画像をブロックに分割し、予測を行う画像符号化及び復号技術に関する。
　画像の符号化及び復号では、処理の対象となる画像を所定数の画素の集合であるブロックに分割し、ブロック単位で処理をする。適切なブロックに分割し、画面内予測（イントラ予測）、画面間予測（インター予測）を適切に設定することにより、符号化効率が向上する。
　特許文献１には符号化・復号対象のブロックに隣接する復号済みの画素を用いて予測画像を得るイントラ予測技術が開示されている。
特開２００９－２４６９７５号公報
　しかしながら、特許文献１の技術は符号化・復号対象のブロックに隣接する復号済みの画素のみを予測に用いるものであり、予測効率が悪い。
　上記課題を解決する本発明のある態様では、符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出部と、前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択部と、前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正部とを備え、前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する。
　本発明によれば、高効率な画像符号化・復号処理を低負荷で実現することができる。
本発明の実施の形態に係る画像符号化装置のブロック図である。 本発明の実施の形態に係る画像復号装置のブロック図である。 ツリーブロックを分割する動作を説明するためのフローチャートである。 入力された画像をツリーブロックに分割する様子を示す図である。 ｚ－スキャンを説明する図である。 ブロックの分割形状を示す図である。 ブロックの分割形状を示す図である。 ブロックの分割形状を示す図である。 ブロックの分割形状を示す図である。 ブロックの分割形状を示す図である。 ブロックを４分割する動作を説明するためのフローチャートである。 ブロックを２分割または３分割する動作を説明するためのフローチャートである。 ブロック分割の形状を表現するためのシンタックスである。 イントラ予測を説明するための図である。 イントラ予測を説明するための図である。 インター予測の参照ブロックを説明するための図である。 符号化ブロック予測モードを表現するためのシンタックスである。 符号化ブロック予測モードを表現するためのシンタックスである。 インター予測に関するシンタックスエレメントとモードの対応を示す図である。 制御点２点のアフィン変換動き補償を説明するための図である。 制御点３点のアフィン変換動き補償を説明するための図である。 図１のインター予測部１０２の詳細な構成のブロック図である。 図１６の通常予測動きベクトルモード導出部３０１の詳細な構成のブロック図である。 図１６の通常マージモード導出部３０２の詳細な構成のブロック図である。 図１６の通常予測動きベクトルモード導出部３０１の通常予測動きベクトルモード導出処理を説明するためのフローチャートである。 通常予測動きベクトルモード導出処理の処理手順を表すフローチャートである。 通常マージモード導出処理の処理手順を説明するフローチャートである。 図２のインター予測部２０３の詳細な構成のブロック図である。 図２２の通常予測動きベクトルモード導出部４０１の詳細な構成のブロック図である。 図２２の通常マージモード導出部４０２の詳細な構成のブロック図である。 図２２の通常予測動きベクトルモード導出部４０１の通常予測動きベクトルモード導出処理を説明するためのフローチャートである。 履歴予測動きベクトル候補リスト初期化・更新処理手順を説明する図である。 履歴予測動きベクトル候補リスト初期化・更新処理手順における、同一要素確認処理手順のフローチャートである。 履歴予測動きベクトル候補リスト初期化・更新処理手順における、要素シフト処理手順のフローチャートである。 履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を説明するフローチャートである。 履歴マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。 履歴予測動きベクトル候補リスト更新処理の一例を説明するための図である。 履歴予測動きベクトル候補リスト更新処理の一例を説明するための図である。 履歴予測動きベクトル候補リスト更新処理の一例を説明するための図である。 Ｌ０予測であってＬ０の参照ピクチャ（ＲｅｆＬ０Ｐｉｃ）が処理対象ピクチャ（ＣｕｒＰｉｃ）より前の時刻にある場合の動き補償予測を説明するための図である。 Ｌ０予測であってＬ０予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合の動き補償予測を説明するための図である。 双予測であってＬ０予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより前の時刻にあって、Ｌ１予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合の動き補償予測の予測方向を説明するための図である。 双予測であってＬ０予測の参照ピクチャとＬ１予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより前の時刻にある場合の動き補償予測の予測方向を説明するための図である。 双予測であってＬ０予測の参照ピクチャとＬ１予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合の動き補償予測の予測方向を説明するための図である。 本発明の実施の形態の符号化復号装置のハードウェア構成の一例を説明するための図である。 平均マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。 イントラブロックコピーの有効参照領域を説明する図である。 イントラブロックコピーの有効参照領域を説明する図である。 図１のイントラ予測部１０３の詳細な構成のブロック図である。 図２のイントラ予測部２０４の詳細な構成のブロック図である。 イントラブロックコピー予測部３５２のブロック図である。 イントラブロックコピー予測部３６２のブロック図である。 イントラブロックコピー予測部３５２の予測イントラブロックコピー処理を説明するためのフローチャートである。 イントラブロックコピー予測部３６２の予測イントラブロックコピー処理を説明するためのフローチャートである。 マージイントラブロックコピー処理を説明するためのフローチャートである。 予測イントラブロックコピーのブロックベクトルモード導出処理の処理手順を表すフローチャートである。 参照位置補正部３８０及び参照位置補正部４８０の処理を説明する図である。 参照位置を補正する様子を示す図である。 参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を説明する図である。 参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を説明する図である。 参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を説明する図である。 参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を説明する図である。 参照可能領域が矩形でない部分の参照位置を補正する処理を説明する図である。 参照位置を補正する様子を示す図である。 参照位置を補正する様子を示す図である。 参照位置補正部３８０及び参照位置補正部４８０の処理を説明する図である。 参照可能領域を２つに分解する様子を説明する図である。 参照可能領域を２つに分解する様子を説明する図である。 参照可能領域を２つに分解する様子を説明する図である。 参照可能領域を２つに分解する様子を説明する図である。 参照可能領域を２つに分解し、それぞれの参照位置を補正する処理を説明する図である。
　本実施の形態において使用する技術、及び技術用語を定義する。
　＜ツリーブロック＞
　実施の形態では、所定の大きさで符号化・復号処理対象画像を均等分割する。この単位をツリーブロックと定義する。図４では、ツリーブロックのサイズを１２８ｘ１２８画素としているが、ツリーブロックのサイズはこれに限定されるものではなく、任意のサイズを設定してよい。処理対象（符号化処理においては符号化対象、復号処理においては復号対象に対応する。）のツリーブロックは、ラスタスキャン順、すなわち左から右、上から下の順序で切り替わる。各ツリーブロックの内部は、さらに再帰的な分割が可能である。ツリーブロックを再帰的に分割した後の、符号化・復号の対象となるブロックを符号化ブロックと定義する。また、ツリーブロック、符号化ブロックを総称してブロックと定義する。適切なブロック分割を行うことにより効率的な符号化が可能となる。ツリーブロックのサイズは、符号化装置と復号装置で予め取り決めた固定値とすることもできるし、符号化装置が決定したツリーブロックのサイズを復号装置に伝送するような構成をとることもできる。ここでは、ツリーブロックの最大サイズを１２８ｘ１２８画素、ツリーブロックの最小サイズを１６ｘ１６画素とする。また、符号化ブロックの最大サイズを６４ｘ６４画素、符号化ブロックの最小サイズを４ｘ４画素とする。
　＜予測モード＞
　処理対象符号化ブロック単位で、処理対象画像の処理済み画像信号から予測を行うイントラ予測（MODE_INTRA）、及び処理済み画像の画像信号から予測を行うインター予測（MODE_INTER）を切り替える。
　処理済み画像は、符号化処理においては符号化が完了した信号を復号した画像、画像信号、ツリーブロック、ブロック、符号化ブロック等に用いられ、復号処理においては復号が完了した画像、画像信号、ツリーブロック、ブロック、符号化ブロック等に用いられる。
　このイントラ予測（MODE_INTRA）とインター予測（MODE_INTER）を識別するモードを予測モード（PredMode）と定義する。予測モード（PredMode）はイントラ予測（MODE_INTRA）、またはインター予測（MODE_INTER）を値として持つ。
　＜イントラブロックコピー予測＞
　イントラブロックコピー（Intra Block Copy）予測は、処理対象ピクチャにおける復号済みの画素を予測値として参照し、処理対象ブロックを符号化／復号する処理である。そして、処理対象ブロックから参照する画素までの距離は、ブロックベクトルで表す。ブロックベクトルは処理対象ピクチャを参照し、参照ピクチャは一意に定まるため、参照インデックスは不要である。ブロックベクトルと動きベクトルの違いは、参照するピクチャが処理対象ピクチャか処理済みピクチャかである。また、ブロックベクトルは、適応動きベクトル解像度（AMVR）を用いて、1画素精度または4画素精度を選択できる。
　イントラブロックコピーでは、予測イントラブロックコピーモードと、マージイントラブロックコピーモードの２つのモードを選択可能である。
　予測イントラブロックコピーモードは、処理済みの情報から導出する予測ブロックベクトルと、差分ブロックベクトルから、処理対象ブロックのブロックベクトルを決定するモードである。予測ブロックベクトルは、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロックと、予測ブロックベクトルを特定するためのインデックスから導出する。予測ブロックベクトルを特定するためのインデックス、差分ブロックベクトルはビットストリームで伝送する。
　マージイントラブロックコピーモードは、差分動きベクトルを伝送せずに、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロックのイントラブロックコピー予測情報から、処理対象ブロックのイントラブロックコピー予測情報を導出するモードである。
　＜インター予測＞
　処理済み画像の画像信号から予測を行うインター予測では、複数の処理済み画像を参照ピクチャとして用いることができる。複数の参照ピクチャを管理するため、Ｌ０（参照リスト０）とＬ１（参照リスト１）の２種類の参照リストを定義し、それぞれ参照インデックスを用いて参照ピクチャを特定する。ＰスライスではＬ０予測（Pred_L0）が利用可能である。ＢスライスではＬ０予測（Pred_L0）、Ｌ１予測（Pred_L1）、双予測（Pred_BI）が利用可能である。Ｌ０予測（Pred_L0）はＬ０で管理されている参照ピクチャを参照するインター予測であり、Ｌ１予測（Pred_L1）はＬ１で管理されている参照ピクチャを参照するインター予測である。双予測（Pred_BI）はＬ０予測とＬ１予測が共に行われ、Ｌ０とＬ１のそれぞれで管理されている１つずつの参照ピクチャを参照するインター予測である。Ｌ０予測、Ｌ１予測、双予測を特定する情報を、インター予測モードと定義する。以降の処理において出力に添え字ＬＸが付いている定数、変数に関しては、Ｌ０、Ｌ１ごとに処理が行われることを前提とする。
　＜予測動きベクトルモード＞
　予測動きベクトルモードは、予測動きベクトルを特定するためのインデックス、差分動きベクトル、インター予測モード、参照インデックスを伝送し、処理対象ブロックのインター予測情報を決定するモードである。予測動きベクトルは、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、または処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近（近傍）に位置するブロックから導出した予測動きベクトル候補と、予測動きベクトルを特定するためのインデックスから導出する。
　＜マージモード＞
　マージモードは、差分動きベクトル、参照インデックスを伝送せずに、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、または処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近（近傍）に位置するブロックのインター予測情報から、処理対象ブロックのインター予測情報を導出するモードである。
　処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、およびその処理済みブロックのインター予測情報を空間マージ候補と定義する。処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近（近傍）に位置するブロック、およびそのブロックのインター予測情報から導出されるインター予測情報を時間マージ候補と定義する。各マージ候補はマージ候補リストに登録され、マージインデックスにより、処理対象ブロックの予測で使用するマージ候補を特定する。
　＜隣接ブロック＞
　図１１は、予測動きベクトルモード、マージモードで、インター予測情報を導出するために参照する参照ブロックを説明する図である。Ａ０，Ａ１，Ａ２，Ｂ０，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロックである。Ｔ０は、処理済み画像に属するブロックで、処理対象画像における処理対象ブロックと同一位置またはその付近（近傍）に位置するブロックである。
　Ａ１，Ａ２は、処理対象符号化ブロックの左側に位置し、処理対象符号化ブロックに隣接するブロックである。Ｂ１，Ｂ３は、処理対象符号化ブロックの上側に位置し、処理対象符号化ブロックに隣接するブロックである。Ａ０，Ｂ０，Ｂ２はそれぞれ、処理対象符号化ブロックの左下、右上、左上に位置するブロックである。
　予測動きベクトルモード、マージモードにおいて隣接ブロックをどのように扱うかの詳細については後述する。
　＜アフィン変換動き補償＞
　アフィン変換動き補償は、符号化ブロックを所定単位のサブブロックに分割し、分割された各サブブロックに対して個別に動きベクトルを決定して動き補償を行うものである。各サブブロックの動きベクトルは、処理対象ブロックに隣接する処理済みブロック、または処理済み画像に属するブロックで処理対象ブロックと同一位置またはその付近（近傍）に位置するブロックのインター予測情報から導出する１つ以上の制御点に基づき導出する。本実施の形態では、サブブロックのサイズを４ｘ４画素とするが、サブブロックのサイズはこれに限定されるものではないし、画素単位で動きベクトルを導出してもよい。
　図１４に、制御点が２つの場合のアフィン変換動き補償の例を示す。この場合、２つの制御点が水平方向成分、垂直方向成分の２つのパラメータを有する。このため、制御点が２つの場合のアフィン変換を、４パラメータアフィン変換と呼称する。図１４のＣＰ１、ＣＰ２が制御点である。
　図１５に、制御点が３つの場合のアフィン変換動き補償の例を示す。この場合、３つの制御点が水平方向成分、垂直方向成分の２つのパラメータを有する。このため、制御点が３つの場合のアフィン変換を、６パラメータアフィン変換と呼称する。図１５のＣＰ１、ＣＰ２、ＣＰ３が制御点である。
　アフィン変換動き補償は、予測動きベクトルモードおよびマージモードのいずれのモードにおいても利用可能である。予測動きベクトルモードでアフィン変換動き補償を適用するモードをサブブロック予測動きベクトルモードと定義し、マージモードでアフィン変換動き補償を適用するモードをサブブロックマージモードと定義する。
　＜符号化ブロックのシンタックス＞
　図１２Ａ、図１２Ｂ、および図１３を用いて、符号化ブロックの予測モードを表現するためのシンタックスを説明する。図１２Ａのpred_mode_flagは、インター予測か否かを示すフラグである。pred_mode_flagが0であればインター予測となり、pred_mode_flagが１であればイントラ予測となる。イントラ予測の場合には、イントラブロックコピー予測であるかを示すフラグであるpred_mode_ibc_flagを送る。イントラブロックコピー予測である場合（pred_mode_ibc_flag=1）は、merge_flagを送る。merge_flagは、マージイントラブロックコピーモードとするか、予測イントラブロックコピーモードとするかを示すフラグである。マージイントラブロックコピーモードである場合（merge_flag=1）は、マージインデックスmerge_idxを送る。イントラブロックコピー予測でない場合（pred_mode_ibc_flag=0）、通常イントラ予測とし、通常イントラ予測の情報intra_pred_modeを送る。
　インター予測の場合にはmerge_flagを送る。merge_flagは、マージモードとするか、予測動きベクトルモードとするかを示すフラグである。予測動きベクトルモードの場合（merge_flag=0）、サブブロック予測動きベクトルモードを適用するか否かを示すフラグinter_affine_flagを送る。サブブロック予測動きベクトルモードを適用する場合（inter_affine_flag=1）、cu_affine_type_flagを送る。cu_affine_type_flagは、サブブロック予測動きベクトルモードにおいて、制御点の数を決定するためのフラグである。
　一方、マージモードの場合（merge_flag=1）、図１２Ｂのmerge_subblock_flagを送る。merge_subblock_flagは、サブブロックマージモードを適用するか否かを示すフラグである。サブブロックマージモードの場合（merge_subblock_flag=1）、マージインデックスmerge_subblock_idxを送る。一方、サブブロックマージモードでない場合（merge_subblock_flag=0）、三角マージモードを適用するか否かを示すフラグmerge_triangle_flagを送る。三角マージモードを適用する場合（merge_triangle_flag=1）、ブロックを分割する方向merge_triangle_split_dir、および分割された２つのパーティションごとにマージ三角インデックスmerge_triangle_idx0,merge_triangle_idx1を送る。一方、三角マージモードを適用しない場合（merge_triangle_flag=0）、マージインデックスmerge_idxを送る。
　図１３にインター予測の各シンタックスエレメントの値と、それに対応する予測モードを示す。merge_flag=0,inter_affine_flag=0は、通常予測動きベクトルモード（Inter Pred Mode）に対応する。merge_flag=0,inter_affine_flag=1は、サブブロック予測動きベクトルモード（Inter Affine Mode）に対応する。merge_flag=1,merge_subblock_flag=0,merge_trianlge_flag=0は、通常マージモード（Merge Mode）に対応する。merge_flag=1,merge_subblock_flag=0,merge_trianlge_flag=1は、三角マージモード（Triangle Merge Mode）に対応する。merge_flag=1,merge_subblock_flag=1は、サブブロックマージモード（Affine Merge Mode）に対応する。
　＜ＰＯＣ＞
　ＰＯＣ（Picture Order Count）は符号化されるピクチャに関連付けられる変数であり、ピクチャの出力順序に応じた１ずつ増加する値が設定される。ＰＯＣの値によって、同じピクチャであるかを判別したり、出力順序でのピクチャ間の前後関係を判別したり、ピクチャ間の距離を導出したりすることができる。例えば、２つのピクチャのＰＯＣが同じ値を持つ場合、同一のピクチャであると判断できる。２つのピクチャのＰＯＣが違う値を持つ場合、ＰＯＣの値が小さいピクチャのほうが、先に出力されるピクチャであると判断でき、２つのピクチャのＰＯＣの差が時間軸方向でのピクチャ間距離を示す。
（第１の実施の形態）
　本発明の第１の実施の形態に係る画像符号化装置１００及び画像復号装置２００について説明する。
　図１は、第１の実施の形態に係る画像符号化装置１００のブロック図である。実施の形態の画像符号化装置１００は、ブロック分割部１０１、インター予測部１０２、イントラ予測部１０３、復号画像メモリ１０４、予測方法決定部１０５、残差生成部１０６、直交変換・量子化部１０７、ビット列符号化部１０８、逆量子化・逆直交変換部１０９、復号画像信号重畳部１１０、および符号化情報格納メモリ１１１を備える。
　ブロック分割部１０１は、入力された画像を再帰的に分割して、符号化ブロックを生成する。ブロック分割部１０１は、分割対象となるブロックを水平方向と垂直方向にそれぞれ分割する４分割部と、分割対象となるブロックを水平方向または垂直方向のいずれかに分割する２－３分割部とを含む。ブロック分割部１０１は、生成した符号化ブロックを処理対象符号化ブロックとし、その処理対象符号化ブロックの画像信号を、インター予測部１０２、イントラ予測部１０３および残差生成部１０６に供給する。また、ブロック分割部１０１は、決定した再帰分割構造を示す情報をビット列符号化部１０８に供給する。ブロック分割部１０１の詳細な動作は後述する。
　インター予測部１０２は、処理対象符号化ブロックのインター予測を行う。インター予測部１０２は、符号化情報格納メモリ１１１に格納されているインター予測情報と、復号画像メモリ１０４に格納されている復号済みの画像信号とから、複数のインター予測情報の候補を導出し、導出した複数の候補の中から適したインター予測モードを選択し、選択されたインター予測モード、及び選択されたインター予測モードに応じた予測画像信号を予測方法決定部１０５に供給する。インター予測部１０２の詳細な構成と動作は後述する。
　イントラ予測部１０３は、処理対象符号化ブロックのイントラ予測を行う。イントラ予測部１０３は、復号画像メモリ１０４に格納されている復号済みの画像信号を参照画素として参照し、符号化情報格納メモリ１１１に格納されているイントラ予測モード等の符号化情報に基づくイントラ予測により予測画像信号を生成する。イントラ予測では、イントラ予測部１０３は、複数のイントラ予測モードの中から適したイントラ予測モードを選択し、選択されたイントラ予測モード、及び選択されたイントラ予測モードに応じた予測画像信号を予測方法決定部１０５に供給する。イントラ予測部１０３の詳細な構成と動作は後述する。
　復号画像メモリ１０４は、復号画像信号重畳部１１０で生成した復号画像を格納する。復号画像メモリ１０４は、格納している復号画像を、インター予測部１０２、イントラ予測部１０３に供給する。
　予測方法決定部１０５は、イントラ予測とインター予測のそれぞれに対して、符号化情報及び残差の符号量、予測画像信号と処理対象画像信号との間の歪量等を用いて評価することにより、最適な予測モードを決定する。イントラ予測の場合は、予測方法決定部１０５は、イントラ予測モード等のイントラ予測情報を符号化情報としてビット列符号化部１０８に供給する。インター予測のマージモードの場合は、予測方法決定部１０５は、マージインデックス、サブブロックマージモードか否かを示す情報（サブブロックマージフラグ）等のインター予測情報を符号化情報としてビット列符号化部１０８に供給する。インター予測の予測動きベクトルモードの場合は、予測方法決定部１０５は、インター予測モード、予測動きベクトルインデックス、Ｌ０、Ｌ１の参照インデックス、差分動きベクトル、サブブロック予測動きベクトルモードか否かを示す情報（サブブロック予測動きベクトルフラグ）等のインター予測情報を符号化情報としてビット列符号化部１０８に供給する。さらに、予測方法決定部１０５は、決定した符号化情報を符号化情報格納メモリ１１１に供給する。予測方法決定部１０５は、残差生成部１０６及び予測画像信号を復号画像信号重畳部１１０に供給する。
　残差生成部１０６は、処理対象の画像信号から予測画像信号を減ずることにより残差を生成し、直交変換・量子化部１０７に供給する。
　直交変換・量子化部１０７は、残差に対して量子化パラメータに応じて直交変換及び量子化を行い直交変換・量子化された残差を生成し、生成した残差をビット列符号化部１０８と逆量子化・逆直交変換部１０９とに供給する。
　ビット列符号化部１０８は、シーケンス、ピクチャ、スライス、符号化ブロック単位の情報に加えて、符号化ブロック毎に予測方法決定部１０５によって決定された予測方法に応じた符号化情報を符号化する。具体的には、ビット列符号化部１０８は、符号化ブロック毎の予測モードPredModeを符号化する。予測モードがインター予測（MODE_INTER）の場合、ビット列符号化部１０８は、マージモードか否かを判別するフラグ、サブブロックマージフラグ、マージモードの場合はマージインデックス、マージモードでない場合はインター予測モード、予測動きベクトルインデックス、差分動きベクトルに関する情報、サブブロック予測動きベクトルフラグ等の符号化情報（インター予測情報）を規定のシンタックス（ビット列の構文規則）に従って符号化し、第１のビット列を生成する。予測モードがイントラ予測（MODE_INTRA）の場合、ビット列符号化部１０８は、イントラブロックコピーか否かを判別するフラグを規定のシンタックスに従って符号化する。イントラブロックコピーの場合は、マージモードならばマージインデックス、マージモードでないならば予測ブロックベクトルインデックス、差分ブロックベクトル等の符号化情報（イントラ予測情報）を規定のシンタックスに従って符号化する。イントラブロックコピーでない場合は、イントラ予測モード等の符号化情報（イントラ予測情報）を規定のシンタックスに従って符号化する。以上の符号化により、第１のビット列を生成する。また、ビット列符号化部１０８は、直交変換及び量子化された残差を規定のシンタックスに従ってエントロピー符号化して第２のビット列を生成する。ビット列符号化部１０８は、第１のビット列と第２のビット列を規定のシンタックスに従って多重化し、ビットストリームを出力する。
　逆量子化・逆直交変換部１０９は、直交変換・量子化部１０７から供給された直交変換・量子化された残差を逆量子化及び逆直交変換して残差を算出し、算出した残差を復号画像信号重畳部１１０に供給する。
　復号画像信号重畳部１１０は、予測方法決定部１０５による決定に応じた予測画像信号と逆量子化・逆直交変換部１０９で逆量子化及び逆直交変換された残差を重畳して復号画像を生成し、復号画像メモリ１０４に格納する。なお、復号画像信号重畳部１１０は、復号画像に対して符号化によるブロック歪等の歪を減少させるフィルタリング処理を施した後、復号画像メモリ１０４に格納してもよい。
　符号化情報格納メモリ１１１は、予測方法決定部１０５で決定した、予測モード（インター予測またはイントラ予測）等の符号化情報を格納する。インター予測の場合は、符号化情報格納メモリ１１１が格納する符号化情報には、決定した動きベクトル、参照リストＬ０、Ｌ１の参照インデックス、履歴予測動きベクトル候補リスト等のインター予測情報が含まれる。またインター予測のマージモードの場合は、符号化情報格納メモリ１１１が格納する符号化情報には、上述の各情報に加え、マージインデックス、サブブロックマージモードか否かを示す情報（サブブロックマージフラグ）のインター予測情報が含まれる。またインター予測の予測動きベクトルモードの場合は、符号化情報格納メモリ１１１が格納する符号化情報には、上述の各情報に加え、インター予測モード、予測動きベクトルインデックス、差分動きベクトル、サブブロック予測動きベクトルモードか否かを示す情報（サブブロック予測動きベクトルフラグ）等のインター予測情報が含まれる。イントラ予測の場合は、符号化情報格納メモリ１１１が格納する符号化情報には、決定したイントラ予測モード等のイントラ予測情報が含まれる。
　図２は、図１の画像符号化装置に対応した本発明の実施の形態に係る画像復号装置の構成を示すブロックである。実施の形態の画像復号装置は、ビット列復号部２０１、ブロック分割部２０２、インター予測部２０３、イントラ予測部２０４、符号化情報格納メモリ２０５、逆量子化・逆直交変換部２０６、復号画像信号重畳部２０７、および復号画像メモリ２０８を備える。
　図２の画像復号装置の復号処理は、図１の画像符号化装置の内部に設けられている復号処理に対応するものであるから、図２の符号化情報格納メモリ２０５、逆量子化・逆直交変換部２０６、復号画像信号重畳部２０７、および復号画像メモリ２０８の各構成は、図１の画像符号化装置の符号化情報格納メモリ１１１、逆量子化・逆直交変換部１０９、復号画像信号重畳部１１０、および復号画像メモリ１０４の各構成とそれぞれ対応する機能を有する。
　ビット列復号部２０１に供給されるビットストリームは、規定のシンタックスの規則に従って分離される。ビット列復号部２０１は、分離された第１のビット列を復号し、シーケンス、ピクチャ、スライス、符号化ブロック単位の情報、及び、符号化ブロック単位の符号化情報を得る。具体的には、ビット列復号部２０１は、符号化ブロック単位でインター予測（MODE_INTER）かイントラ予測（MODE_INTRA）かを判別する予測モードPredModeを復号する。予測モードがインター予測（MODE_INTER）の場合、ビット列復号部２０１は、マージモードか否かを判別するフラグ、マージモードの場合はマージインデックス、サブブロックマージフラグ、予測動きベクトルモードである場合はインター予測モード、予測動きベクトルインデックス、差分動きベクトル、サブブロック予測動きベクトルフラグ等に関する符号化情報（インター予測情報）を規定のシンタックスに従って復号し、符号化情報（インター予測情報）をインター予測部２０３、およびブロック分割部２０２を介して符号化情報格納メモリ２０５に供給する。予測モードがイントラ予測（MODE_INTRA）の場合、ビット列復号部２０１は、イントラブロックコピーか否かを判別するフラグを復号する。イントラブロックコピーの場合は、マージモードならばマージインデックス、マージモードでないならば予測ブロックベクトルインデックス、差分ブロックベクトル等の符号化情報（イントラ予測情報）を規定のシンタックスに従って復号する。イントラブロックコピーでない場合は、イントラ予測モード等の符号化情報（イントラ予測情報）を規定のシンタックスに従って復号する。以上の復号により、符号化情報（イントラ予測情報）をインター予測部２０３またはイントラ予測部２０４、およびブロック分割部２０２を介して符号化情報格納メモリ２０５に供給する。ビット列復号部２０１は、分離した第２のビット列を復号して直交変換・量子化された残差を算出し、直交変換・量子化された残差を逆量子化・逆直交変換部２０６に供給する。
　インター予測部２０３は、処理対象の符号化ブロックの予測モードPredModeがインター予測（MODE_INTER）で予測動きベクトルモードである時に、符号化情報格納メモリ２０５に記憶されている既に復号された画像信号の符号化情報を用いて、複数の予測動きベクトルの候補を導出して、導出した複数の予測動きベクトルの候補を、後述する予測動きベクトル候補リストに登録する。インター予測部２０３は、予測動きベクトル候補リストに登録された複数の予測動きベクトルの候補の中から、ビット列復号部２０１で復号され供給される予測動きベクトルインデックスに応じた予測動きベクトルを選択し、ビット列復号部２０１で復号された差分動きベクトルと選択された予測動きベクトルから動きベクトルを算出し、算出した動きベクトルを他の符号化情報とともに符号化情報格納メモリ２０５に格納する。ここで供給・格納する符号化ブロックの符号化情報は、予測モードPredMode、Ｌ０予測、及びＬ１予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等である。ここで、xP、yPはピクチャ内での符号化ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスである。予測モードPredModeがインター予測（MODE_INTER）で、インター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）の場合、Ｌ０予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL0は１、Ｌ１予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL1は０である。インター予測モードがＬ１予測（Pred_L1）の場合、Ｌ０予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL0は０、Ｌ１予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL1は１である。インター予測モードが双予測（Pred_BI）の場合、Ｌ０予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL0、Ｌ１予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL1は共に１である。さらに、処理対象の符号化ブロックの予測モードPredModeがインター予測（MODE_INTER）でマージモードの時に、マージ候補を導出する。符号化情報格納メモリ２０５に記憶されている既に復号された符号化ブロックの符号化情報を用いて、複数のマージの候補を導出して後述するマージ候補リストに登録し、マージ候補リストに登録された複数のマージ候補の中からビット列復号部２０１で復号され供給されるマージインデックスに対応したマージ候補を選択し、選択されたマージ候補のＬ０予測、及びＬ１予測を利用するか否かを示すフラグpredFlagL0[xP][yP], predFlagL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の参照インデックスrefIdxL0[xP][yP], refIdxL1[xP][yP]、Ｌ０、Ｌ１の動きベクトルmvL0[xP][yP], mvL1[xP][yP]等のインター予測情報を符号化情報格納メモリ２０５に格納する。ここで、xP、yPはピクチャ内での符号化ブロックの左上の画素の位置を示すインデックスである。インター予測部２０３の詳細な構成と動作は後述する。
　イントラ予測部２０４は、処理対象の符号化ブロックの予測モードPredModeがイントラ予測（MODE_INTRA）の時に、イントラ予測を行う。ビット列復号部２０１で復号された符号化情報にはイントラ予測モードが含まれている。イントラ予測部２０４は、ビット列復号部２０１で復号された符号化情報に含まれるイントラ予測モードに応じて、復号画像メモリ２０８に格納されている復号済みの画像信号からイントラ予測により予測画像信号を生成し、生成した予測画像信号を復号画像信号重畳部２０７に供給する。イントラ予測部２０４は、画像符号化装置１００のイントラ予測部１０３に対応するものであるから、イントラ予測部１０３と同様の処理を行う。
　逆量子化・逆直交変換部２０６は、ビット列復号部２０１で復号された直交変換・量子化された残差に対して逆直交変換及び逆量子化を行い、逆直交変換・逆量子化された残差を得る。
　復号画像信号重畳部２０７は、インター予測部２０３でインター予測された予測画像信号、またはイントラ予測部２０４でイントラ予測された予測画像信号と、逆量子化・逆直交変換部２０６により逆直交変換・逆量子化された残差とを重畳することにより、復号画像信号を復号し、復号した復号画像信号を復号画像メモリ２０８に格納する。復号画像メモリ２０８に格納する際には、復号画像信号重畳部２０７は、復号画像に対して符号化によるブロック歪等を減少させるフィルタリング処理を施した後、復号画像メモリ２０８に格納してもよい。
　次に、画像符号化装置１００におけるブロック分割部１０１の動作について説明する。図３は、画像をツリーブロックに分割し、各ツリーブロックをさらに分割する動作を示すフローチャートである。まず、入力された画像を、所定サイズのツリーブロックに分割する（ステップＳ１００１）。各ツリーブロックについては、所定の順序、すなわちラスタスキャン順に走査し（ステップＳ１００２）、処理対象のツリーブロックの内部を分割する（ステップＳ１００３）。
　図７は、ステップＳ１００３の分割処理の詳細動作を示すフローチャートである。まず、処理対象のブロックを４分割するか否かを判断する（ステップＳ１１０１）。
　処理対象ブロックを４分割すると判断した場合は、処理対象ブロックを４分割する（ステップＳ１１０２）。処理対象ブロックを分割した各ブロックについて、Ｚスキャン順、すなわち左上、右上、左下、右下の順に走査する（ステップＳ１１０３）。図５は、Ｚスキャン順の例であり、図６Ａの６０１は、処理対象ブロックを４分割した例である。図６Ａの６０１の番号０～３は処理の順番を示したものである。そしてステップＳ１１０１で分割した各ブロックについて、図７の分割処理を再帰的に実行する（ステップＳ１１０４）。
　処理対象ブロックを４分割しないと判断した場合は、２－３分割を行う（ステップＳ１１０５）。
　図８は、ステップＳ１１０５の２－３分割処理の詳細動作を示すフローチャートである。まず、処理対象のブロックを２－３分割するか否か、すなわち２分割または３分割の何れかを行うか否かを判断する（ステップＳ１２０１）。
　処理対象ブロックを２－３分割すると判断しない場合、すなわち分割しないと判断した場合は、分割を終了する（ステップＳ１２１１）。つまり、再帰的な分割処理により分割されたブロックに対して、さらなる再帰的な分割処理はしない。
　処理対象のブロックを２－３分割すると判断した場合は、さらに処理対象ブロックを２分割するか否か（ステップＳ１２０２）を判断する。
　処理対象ブロックを２分割すると判断した場合は、処理対象ブロックを上下（垂直方向）に分割するか否かを判断し（ステップＳ１２０３）、その結果に基づき、処理対象ブロックを上下（垂直方向）に２分割する（ステップＳ１２０４）か、処理対象ブロックを左右（水平方向）に２分割する（ステップＳ１２０５）。ステップＳ１２０４の結果、処理対象ブロックは、図６Ｂの６０２に示す通り、上下（垂直方向）２分割に分割され、ステップＳ１２０５の結果、処理対象ブロックは、図６Ｄの６０４に示す通り、左右（水平方向）２分割に分割される。
　ステップＳ１２０２において、処理対象のブロックを２分割すると判断しなかった場合、すなわち３分割すると判断した場合は、処理対象ブロックを上中下（垂直方向）に分割するか否かを判断し（ステップＳ１２０６）、その結果に基づき、処理対象ブロックを上中下（垂直方向）に３分割する（ステップＳ１２０７）か、処理対象ブロックを左中右（水平方向）に３分割する（ステップＳ１２０８）。ステップＳ１２０７の結果、処理対象ブロックは、図６Ｃの６０３に示す通り、上中下（垂直方向）３分割に分割され、ステップＳ１２０８の結果、処理対象ブロックは、図６Ｅの６０５に示す通り、左中右（水平方向）３分割に分割される。
　ステップＳ１２０４、ステップＳ１２０５、ステップＳ１２０７、ステップＳ１２０８のいずれかを実行後、処理対象ブロックを分割した各ブロックについて、左から右、上から下の順に走査する（ステップＳ１２０９）。図６Ｂ～Ｅの６０２から６０５の番号０～２は処理の順番を示したものである。分割した各ブロックについて、図８の２－３分割処理を再帰的に実行する（ステップＳ１２１０）。
　ここで説明した再帰的なブロック分割は、分割する回数、または、処理対象のブロックのサイズ等により、分割要否を制限してもよい。分割要否を制限する情報は、符号化装置と復号化装置の間で予め取り決めを行うことで、情報の伝達を行わない構成で実現してもよいし、符号化装置が分割要否を制限する情報を決定し、ビット列に記録することにより、復号化装置に伝達する構成で実現してもよい。
　あるブロックを分割したとき、分割前のブロックを親ブロックと呼び、分割後の各ブロックを子ブロックと呼ぶ。
　次に、画像復号装置２００におけるブロック分割部２０２の動作について説明する。ブロック分割部２０２は、画像符号化装置１００のブロック分割部１０１と同様の処理手順でツリーブロックを分割するものである。ただし、画像符号化装置１００のブロック分割部１０１では、画像認識による最適形状の推定や歪レート最適化等最適化手法を適用し、最適なブロック分割の形状を決定するのに対し、画像復号装置２００におけるブロック分割部２０２は、ビット列に記録されたブロック分割情報を復号することにより、ブロック分割形状を決定する点が異なる。
　第１の実施の形態のブロック分割に関するシンタックス（ビット列の構文規則）を図９に示す。coding_quadtree()はブロックの４分割処理にかかるシンタックスを表す。multi_type_tree()はブロックの２分割または３分割処理にかかるシンタックスを表す。qt_splitはブロックを４分割するか否かを示すフラグである。ブロックを４分割する場合は、qt_split=1とし、４分割しない場合は、qt_split=0とする。４分割する場合(qt_split=1)、４分割した各ブロックについて、再帰的に４分割処理をする(coding_quadtree(0), coding_quadtree(1), coding_quadtree(2), coding_quadtree(3)、引数の０～３は図６Ａの６０１の番号に対応する。)。４分割しない場合(qt_split=0)は、multi_type_tree()に従い、後続の分割を決定する。mtt_splitは、さらに分割をするか否かを示すフラグである。さらに分割をする場合(mtt_split=1)、垂直方向に分割するか水平方向に分割するかを示すフラグであるmtt_split_verticalと、２分割するか３分割するかを決定するフラグであるmtt_split_binaryを伝送する。mtt_split_vertical=1は、垂直方向に分割することを示し、mtt_split_vertical=0は、水平方向に分割することを示す。mtt_split_binary=1は、２分割することを示し、mtt_split_binary=0は３分割することを示す。２分割する場合(mtt_split_binary=1)、２分割した各ブロックについて、再帰的に分割処理をする(multi_type_tree(0), multi_type_tree(1)、引数の０～１は図６Ｂ～Ｄの６０２または６０４の番号に対応する。)。３分割する場合(mtt_split_binary=0)、３分割した各ブロックについて、再帰的に分割処理をする(multi_type_tree(0), multi_type_tree(1), multi_type_tree(2)、０～２は図６Ｂの６０３または図６Ｅの６０５の番号に対応する。)。mtt_split=0となるまで、再帰的にmulti_type_treeを呼び出すことにより、階層的なブロック分割を行う。
　＜イントラ予測＞
　実施の形態に係るイントラ予測方法は、図１の画像符号化装置１００のイントラ予測部１０３および図２の画像復号装置２００のイントラ予測部２０４において実施される。
　実施の形態に係るイントラ予測方法について、図面を用いて説明する。イントラ予測方法は符号化ブロック単位で符号化及び復号の処理の何れでも実施される。
　＜符号化側のイントラ予測部１０３の説明＞
　図４０は図１の画像符号化装置１００のイントラ予測部１０３の詳細な構成を示す図である。通常イントラ予測部３５１は、処理対象の符号化ブロックに隣接する復号済み画素から、通常イントラ予測により予測画像信号を生成し、複数のイントラ予測モードの中から適したイントラ予測モードを選択し、選択されたイントラ予測モード、及び選択されたイントラ予測モードに応じた予測画像信号を予測方法決定部１０５に供給する。図１０Ａ及び図１０Ｂにイントラ予測の例を示す。図１０Ａは、通常イントラ予測の予測方向とイントラ予測モード番号の対応を示したものである。例えば、イントラ予測モード５０は、垂直方向に画素をコピーすることによりイントラ予測画像を生成する。イントラ予測モード１は、ＤＣモードであり、処理対象ブロックのすべての画素値を参照画素の平均値とするモードである。イントラ予測モード０はＰｌａｎａｒモードであり、垂直方向・水平方向の参照画素から２次元的なイントラ予測画像を作成するモードである。図１０Ｂは、イントラ予測モード４０の場合のイントラ予測画像を生成する例である。処理対象ブロックの各画素に対し、イントラ予測モードの示す方向の参照画素の値をコピーする。イントラ予測モードの参照画素が整数位置でない場合には、周辺の整数位置の参照画素値から補間により参照画素値を決定する。
　イントラブロックコピー予測部３５２は、復号画像メモリ１０４から処理対象の符号化ブロックと同一の画像信号の復号済み領域を取得し、イントラブロックコピー処理により、予測画像信号を生成し、予測方法決定部１０５に供給する。イントラブロックコピー予測部３５２の詳細な構成と処理については後述する。
　＜復号側のイントラ予測部２０４の説明＞
　図４１は図２の画像復号装置２００のイントラ予測部２０４の詳細な構成を示す図である。
　通常イントラ予測部３６１は、処理対象の符号化ブロックに隣接する復号済み画素から、通常イントラ予測により予測画像信号を生成し、複数のイントラ予測モードの中から適したイントラ予測モードを選択し、選択されたイントラ予測モード、及び選択されたイントラ予測モードに応じた予測画像信号を得る。この予測画像信号がスイッチ３６４を経由して復号画像信号重畳部２０７に供給される。図４１の通常イントラ予測部３６１の処理は、図４０の通常イントラ予測部３５１に対応するものであるため、詳細の説明を省略する。
　イントラブロックコピー予測部３６２は、復号画像メモリ２０８から処理対象の符号化ブロックと同一の画像信号の復号済み領域を取得し、イントラブロックコピー処理により、予測画像信号を得る。この予測画像信号がスイッチ３６４を経由して復号画像信号重畳部２０７に供給される。イントラブロックコピー予測部３６２の詳細な構成と処理については後述する。
　＜インター予測＞
　実施の形態に係るインター予測方法は、図１の画像符号化装置のインター予測部１０２および図２の画像復号装置のインター予測部２０３において実施される。
　実施の形態によるインター予測方法について、図面を用いて説明する。インター予測方法は符号化ブロック単位で符号化及び復号の処理の何れでも実施される。
　＜符号化側のインター予測部１０２の説明＞
　図１６は図１の画像符号化装置のインター予測部１０２の詳細な構成を示す図である。通常予測動きベクトルモード導出部３０１は、複数の通常予測動きベクトル候補を導出して予測動きベクトルを選択し、選択した予測動きベクトルと、検出された動きベクトルとの差分動きベクトルを算出する。検出されたインター予測モード、参照インデックス、動きベクトル、算出された差分動きベクトルが通常予測動きベクトルモードのインター予測情報となる。このインター予測情報がインター予測モード判定部３０５に供給される。通常予測動きベクトルモード導出部３０１の詳細な構成と処理については後述する。
　通常マージモード導出部３０２では複数の通常マージ候補を導出して通常マージ候補を選択し、通常マージモードのインター予測情報を得る。このインター予測情報がインター予測モード判定部３０５に供給される。通常マージモード導出部３０２の詳細な構成と処理については後述する。
　サブブロック予測動きベクトルモード導出部３０３では複数のサブブロック予測動きベクトル候補を導出してサブブロック予測動きベクトルを選択し、選択したサブブロック予測動きベクトルと、検出した動きベクトルとの差分動きベクトルを算出する。検出されたインター予測モード、参照インデックス、動きベクトル、算出された差分動きベクトルがサブブロック予測動きベクトルモードのインター予測情報となる。このインター予測情報がインター予測モード判定部３０５に供給される。
　サブブロックマージモード導出部３０４では複数のサブブロックマージ候補を導出してサブブロックマージ候補を選択し、サブブロックマージモードのインター予測情報を得る。このインター予測情報がインター予測モード判定部３０５に供給される。
　インター予測モード判定部３０５では通常予測動きベクトルモード導出部３０１、通常マージモード導出部３０２、サブブロック予測動きベクトルモード導出部３０３、サブブロックマージモード導出部３０４から供給されるインター予測情報に基づいて、インター予測情報を判定する。インター予測モード判定部３０５から判定結果に応じたインター予測情報が動き補償予測部３０６に供給される。
　動き補償予測部３０６では判定されたインター予測情報に基づいて、復号画像メモリ１０４に格納されている参照画像信号に対してインター予測を行う。動き補償予測部３０６の詳細な構成と処理については後述する。
　＜復号側のインター予測部２０３の説明＞
　図２２は図２の画像復号装置のインター予測部２０３の詳細な構成を示す図である。
　通常予測動きベクトルモード導出部４０１は複数の通常予測動きベクトル候補を導出して予測動きベクトルを選択し、選択した予測動きベクトルと、復号した差分動きベクトルとの加算値を算出して動きベクトルとする。復号されたインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルが通常予測動きベクトルモードのインター予測情報となる。このインター予測情報がスイッチ４０８を経由して動き補償予測部４０６に供給される。通常予測動きベクトルモード導出部４０１の詳細な構成と処理については後述する。
　通常マージモード導出部４０２では複数の通常マージ候補を導出して通常マージ候補を選択し、通常マージモードのインター予測情報を得る。このインター予測情報がスイッチ４０８を経由して動き補償予測部４０６に供給される。通常マージモード導出部４０２の詳細な構成と処理については後述する。
　サブブロック予測動きベクトルモード導出部４０３では複数のサブブロック予測動きベクトル候補を導出してサブブロック予測動きベクトルを選択し、選択したサブブロック予測動きベクトルと、復号した差分動きベクトルとの加算値を算出して動きベクトルとする。復号されたインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルがサブブロック予測動きベクトルモードのインター予測情報となる。このインター予測情報がスイッチ４０８を経由して動き補償予測部４０６に供給される。
　サブブロックマージモード導出部４０４では複数のサブブロックマージ候補を導出してサブブロックマージ候補を選択し、サブブロックマージモードのインター予測情報を得る。このインター予測情報がスイッチ４０８を経由して動き補償予測部４０６に供給される。
　動き補償予測部４０６では判定されたインター予測情報に基づいて、復号画像メモリ２０８に格納されている参照画像信号に対してインター予測を行う。動き補償予測部４０６の詳細な構成と処理については符号化側の動き補償予測部３０６と同様である。
　＜通常予測動きベクトルモード導出部（通常AMVP）＞
　図１７の通常予測動きベクトルモード導出部３０１は、空間予測動きベクトル候補導出部３２１、時間予測動きベクトル候補導出部３２２、履歴予測動きベクトル候補導出部３２３、予測動きベクトル候補補充部３２５、通常動きベクトル検出部３２６、予測動きベクトル候補選択部３２７、動きベクトル減算部３２８を含む。
　図２３の通常予測動きベクトルモード導出部４０１は、空間予測動きベクトル候補導出部４２１、時間予測動きベクトル候補導出部４２２、履歴予測動きベクトル候補導出部４２３、予測動きベクトル候補補充部４２５、予測動きベクトル候補選択部４２６、動きベクトル加算部４２７を含む。
　符号化側の通常予測動きベクトルモード導出部３０１および復号側の通常予測動きベクトルモード導出部４０１の処理手順について、それぞれ図１９、図２５のフローチャートを用いて説明する。図１９は符号化側の通常動きベクトルモード導出部３０１による通常予測動きベクトルモード導出処理手順を示すフローチャートであり、図２５は復号側の通常動きベクトルモード導出部４０１による通常予測動きベクトルモード導出処理手順を示すフローチャートである。
　＜通常予測動きベクトルモード導出部（通常AMVP）：符号化側の説明＞
　図１９を参照して符号化側の通常予測動きベクトルモード導出処理手順を説明する。図１９の処理手順の説明において、図１９に示した通常という言葉を省略することがある。
　まず、通常動きベクトル検出部３２６でインター予測モードおよび参照インデックス毎に通常動きベクトルを検出する（図１９のステップＳ１００）。
　続いて、空間予測動きベクトル候補導出部３２１、時間予測動きベクトル候補導出部３２２、履歴予測動きベクトル候補導出部３２３、予測動きベクトル候補補充部３２５、予測動きベクトル候補選択部３２７、動きベクトル減算部３２８で、通常予測動きベクトルモードのインター予測で用いる動きベクトルの差分動きベクトルをＬ０、Ｌ１毎にそれぞれ算出する（図１９のステップＳ１０１～Ｓ１０６）。具体的には処理対象ブロックの予測モードPredModeがインター予測（MODE_INTER）で、インター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）の場合、Ｌ０の予測動きベクトル候補リストmvpListL0を算出して、予測動きベクトルmvpL0を選択し、Ｌ０の動きベクトルmvL0の差分動きベクトルmvdL0を算出する。処理対象ブロックのインター予測モードがＬ１予測（Pred_L1）の場合、Ｌ１の予測動きベクトル候補リストmvpListL1を算出して、予測動きベクトルmvpL1を選択し、Ｌ１の動きベクトルmvL1の差分動きベクトルmvdL1を算出する。処理対象ブロックのインター予測モードが双予測（Pred_BI）の場合、Ｌ０予測とＬ１予測が共に行われ、Ｌ０の予測動きベクトル候補リストmvpListL0を算出して、Ｌ０の予測動きベクトルmvpL0を選択し、Ｌ０の動きベクトルmvL0の差分動きベクトルmvdL0を算出するとともに、Ｌ１の予測動きベクトル候補リストmvpListL1を算出して、Ｌ１の予測動きベクトルmvpL1を算出し、Ｌ１の動きベクトルmvL1の差分動きベクトルmvdL1をそれぞれ算出する。
　Ｌ０、Ｌ１それぞれについて、差分動きベクトル算出処理を行うが、Ｌ０、Ｌ１ともに共通の処理となる。したがって、以下の説明においてはＬ０、Ｌ１を共通のＬＸとして表す。Ｌ０の差分動きベクトルを算出する処理ではＬＸのＸが０であり、Ｌ１の差分動きベクトルを算出する処理ではＬＸのＸが１である。また、ＬＸの差分動きベクトルを算出する処理中に、ＬＸではなく、もう一方のリストの情報を参照する場合、もう一方のリストをＬＹとして表す。
　ＬＸの動きベクトルmvLXを使用する場合（図１９のステップＳ１０２：ＹＥＳ）、ＬＸの予測動きベクトルの候補を算出してＬＸの予測動きベクトル候補リストmvpListLXを構築する（図１９のステップＳ１０３）。通常予測動きベクトルモード導出部３０１の中の空間予測動きベクトル候補導出部３２１、時間予測動きベクトル候補導出部３２２、履歴予測動きベクトル候補導出部３２３、予測動きベクトル候補補充部３２５で複数の予測動きベクトルの候補を導出して予測動きベクトル候補リストmvpListLXを構築する。図１９のステップＳ１０３の詳細な処理手順については図２０のフローチャートを用いて後述する。
　続いて、予測動きベクトル候補選択部３２７により、ＬＸの予測動きベクトル候補リストmvpListLXからＬＸの予測動きベクトルmvpLXを選択する（図１９のステップＳ１０４）。ここで、予測動きベクトル候補リストmvpListLXの中で、ある１つの要素（０から数えてｉ番目の要素）をmvpListLX[i]として表す。動きベクトルmvLXと予測動きベクトル候補リストmvpListLXの中に格納された各予測動きベクトルの候補mvpListLX[i]との差分であるそれぞれの差分動きベクトルを算出する。それら差分動きベクトルを符号化したときの符号量を予測動きベクトル候補リストmvpListLXの要素（予測動きベクトル候補）ごとに算出する。そして、予測動きベクトル候補リストmvpListLXに登録された各要素の中で、予測動きベクトルの候補毎の符号量が最小となる予測動きベクトルの候補mvpListLX[i]を予測動きベクトルmvpLXとして選択し、そのインデックスiを取得する。予測動きベクトル候補リストmvpListLXの中で最小の発生符号量となる予測動きベクトルの候補が複数存在する場合には、予測動きベクトル候補リストmvpListLXの中のインデックスiが小さい番号で表される予測動きベクトルの候補mvpListLX[i]を最適な予測動きベクトルmvpLXとして選択し、そのインデックスiを取得する。
　続いて、動きベクトル減算部３２８で、ＬＸの動きベクトルmvLXから選択されたＬＸの予測動きベクトルmvpLXを減算し、
　　mvdLX = mvLX - mvpLX
としてＬＸの差分動きベクトルmvdLXを算出する（図１９のステップＳ１０５）。
　＜通常予測動きベクトルモード導出部（通常AMVP）：復号側の説明＞
　次に、図２５を参照して復号側の通常予測動きベクトルモード処理手順を説明する。復号側では、空間予測動きベクトル候補導出部４２１、時間予測動きベクトル候補導出部４２２、履歴予測動きベクトル候補導出部４２３、予測動きベクトル候補補充部４２５で、通常予測動きベクトルモードのインター予測で用いる動きベクトルをＬ０，Ｌ１毎にそれぞれ算出する（図２５のステップＳ２０１～Ｓ２０６）。具体的には処理対象ブロックの予測モードPredModeがインター予測（MODE_INTER）で、処理対象ブロックのインター予測モードがＬ０予測（Pred_L0）の場合、Ｌ０の予測動きベクトル候補リストmvpListL0を算出して、予測動きベクトルmvpL0を選択し、Ｌ０の動きベクトルmvL0を算出する。処理対象ブロックのインター予測モードがＬ１予測（Pred_L1）の場合、Ｌ１の予測動きベクトル候補リストmvpListL1を算出して、予測動きベクトルmvpL1を選択し、Ｌ１の動きベクトルmvL1を算出する。処理対象ブロックのインター予測モードが双予測（Pred_BI）の場合、Ｌ０予測とＬ１予測が共に行われ、Ｌ０の予測動きベクトル候補リストmvpListL0を算出して、Ｌ０の予測動きベクトルmvpL0を選択し、Ｌ０の動きベクトルmvL0を算出するとともに、Ｌ１の予測動きベクトル候補リストmvpListL1を算出して、Ｌ１の予測動きベクトルmvpL1を算出し、Ｌ１の動きベクトルmvL1をそれぞれ算出する。
　符号化側と同様に、復号側でもＬ０、Ｌ１それぞれについて、動きベクトル算出処理を行うが、Ｌ０、Ｌ１ともに共通の処理となる。したがって、以下の説明においてはＬ０、Ｌ１を共通のＬＸとして表す。ＬＸは処理対象の符号化ブロックのインター予測に用いるインター予測モードを表す。Ｌ０の動きベクトルを算出する処理ではＸが０であり、Ｌ１の動きベクトルを算出する処理ではＸが１である。また、ＬＸの動きベクトルを算出する処理中に、算出対象のＬＸと同じ参照リストではなく、もう一方の参照リストの情報を参照する場合、もう一方の参照リストをＬＹとして表す。
　ＬＸの動きベクトルmvLXを使用する場合（図２５のステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ＬＸの予測動きベクトルの候補を算出してＬＸの予測動きベクトル候補リストmvpListLXを構築する（図２５のステップＳ２０３）。通常予測動きベクトルモード導出部４０１の中の空間予測動きベクトル候補導出部４２１、時間予測動きベクトル候補導出部４２２、履歴予測動きベクトル候補導出部４２３、予測動きベクトル候補補充部４２５で複数の予測動きベクトルの候補を算出し、予測動きベクトル候補リストmvpListLXを構築する。図２５のステップＳ２０３の詳細な処理手順については図２０のフローチャートを用いて後述する。
　続いて、予測動きベクトル候補選択部４２６で予測動きベクトル候補リストmvpListLXからビット列復号部２０１にて復号されて供給される予測動きベクトルのインデックスmvpIdxLXに対応する予測動きベクトルの候補mvpListLX[mvpIdxLX]を選択された予測動きベクトルmvpLXとして取り出す（図２５のステップＳ２０４）。
　続いて、動きベクトル加算部４２７でビット列復号部２０１にて復号されて供給されるＬＸの差分動きベクトルmvdLXとＬＸの予測動きベクトルmvpLXを加算し、
　　mvLX = mvpLX + mvdLX
としてＬＸの動きベクトルmvLXを算出する（図２５のステップＳ２０５）。
　＜通常予測動きベクトルモード導出部（通常AMVP）：動きベクトルの予測方法＞
　図２０は本発明の実施の形態に係る画像符号化装置の通常予測動きベクトルモード導出部３０１及び画像復号装置の通常予測動きベクトルモード導出部４０１とで共通する機能を有する通常予測動きベクトルモード導出処理の処理手順を表すフローチャートである。
　通常予測動きベクトルモード導出部３０１及び通常予測動きベクトルモード導出部４０１では、予測動きベクトル候補リストmvpListLXを備えている。予測動きベクトル候補リストmvpListLXはリスト構造を成し、予測動きベクトル候補リスト内部の所在を示す予測動きベクトルインデックスと、インデックスに対応する予測動きベクトル候補とを要素として格納する記憶領域が設けられている。予測動きベクトルインデックスの数字は０から開始され、予測動きベクトル候補リストmvpListLXの記憶領域に、予測動きベクトル候補が格納される。本実施の形態においては、予測動きベクトル候補リストmvpListLXは少なくとも２個の予測動きベクトル候補（インター予測情報）を登録することができるものとする。さらに、予測動きベクトル候補リストmvpListLXに登録されている予測動きベクトル候補数を示す変数numCurrMvpCandに０を設定する。
　空間予測動きベクトル候補導出部３２１及び４２１は、左側に隣接するブロックからの予測動きベクトルの候補を導出する。この処理では、左側に隣接するブロック（図１１のＡ０またはＡ１）のインター予測情報、すなわち予測動きベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグ、及び動きベクトル、参照インデックス等を参照して予測動きベクトルmvLXA導出し、導出したmvLXAを予測動きベクトル候補リストmvpListLXに追加する（図２０のステップＳ３０１）。なお、Ｌ０予測のときＸは０、Ｌ１予測のときＸは１とする（以下同様）。続いて、空間予測動きベクトル候補導出部３２１及び４２１は、上側に隣接するブロックからの予測動きベクトルの候補を導出する。この処理では、上側に隣接するブロック（図１１のＢ０，Ｂ１，またはＢ２）のインター予測情報、すなわち予測動きベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグ、及び動きベクトル、参照インデックス等を参照して予測動きベクトルmvLXBを導出し、それぞれ導出したmvLXAとmvLXBとが等しくなければ、mvLXBを予測動きベクトル候補リストmvpListLXに追加する（図２０のステップＳ３０２）。図２０のステップＳ３０１とＳ３０２の処理は参照する隣接ブロックの位置と数が異なる点以外は共通であり、符号化ブロックの予測動きベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagLXN、及び動きベクトルmvLXN、参照インデックスrefIdxN（ＮはＡまたはＢを示す、以下同様）を導出する。
　続いて、時間予測動きベクトル候補導出部３２２及び４２２は、現在の処理対象ピクチャとは時間が異なるピクチャにおけるブロックからの予測動きベクトルの候補を導出する。この処理では、異なる時間のピクチャの符号化ブロックの予測動きベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagLXCol、及び動きベクトルmvLXCol、参照インデックスrefIdxCol、参照リストlistColを導出し、mvLXColを予測動きベクトル候補リストmvpListLXに追加する（図２０のステップＳ３０３）。
　なお、シーケンス（ＳＰＳ）、ピクチャ（ＰＰＳ）、またはスライスの単位で時間予測動きベクトル候補導出部３２２及び４２２の処理を省略することができるものとする。
　続いて、履歴予測動きベクトル候補導出部３２３及び４２３は履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに登録されている履歴予測動きベクトル候補を予測動きベクトル候補リストmvpListLXに追加する。（図２０のステップＳ３０４）。このステップＳ３０４の登録処理手順の詳細については図２９のフローチャートを用いて後述する。
　続いて予測動きベクトル候補補充部３２５及び４２５は予測動きベクトル候補リストmvpListLXを満たすまで、（０，０）等の、所定の値の予測動きベクトル候補を追加する（図２０のＳ３０５）。
　＜通常マージモード導出部（通常マージ）＞
　図１８の通常マージモード導出部３０２は、空間マージ候補導出部３４１、時間マージ候補導出部３４２、平均マージ候補導出部３４４、履歴マージ候補導出部３４５、マージ候補補充部３４６、マージ候補選択部３４７を含む。
　図２４の通常マージモード導出部４０２は、空間マージ候補導出部４４１、時間マージ候補導出部４４２、平均マージ候補導出部４４４、履歴マージ候補導出部４４５、マージ候補補充部４４６、マージ候補選択部４４７を含む。
　図２１は本発明の実施の形態に係る画像符号化装置の通常マージモード導出部３０２及び画像復号装置の通常マージモード導出部４０２とで共通する機能を有する通常マージモード導出処理の手順を説明するフローチャートである。
　以下、諸過程を順を追って説明する。なお、以下の説明においては特に断りのない限りスライスタイプslice_typeがＢスライスの場合について説明するが、Ｐスライスの場合にも適用できる。ただし、スライスタイプslice_typeがＰスライスの場合、インター予測モードとしてＬ０予測（Pred_L0）だけがあり、Ｌ１予測（Pred_L1）、双予測（Pred_BI）がないので、Ｌ１に纏わる処理を省略することができる。
　通常マージモード導出部３０２及び通常マージモード導出部４０２では、マージ候補リストmergeCandListを備えている。マージ候補リストmergeCandListはリスト構造を成し、マージ候補リスト内部の所在を示すマージインデックスと、インデックスに対応するマージ候補を要素として格納する記憶領域が設けられている。マージインデックスの数字は０から開始され、マージ候補リストmergeCandListの記憶領域に、マージ候補が格納される。以降の処理では、マージ候補リストmergeCandListに登録されたマージインデックスｉのマージ候補は、mergeCandList[i]で表すこととする。本実施の形態においては、マージ候補リストmergeCandListは少なくとも６個のマージ候補（インター予測情報）を登録することができるものとする。さらに、マージ候補リストmergeCandListに登録されているマージ候補数を示す変数numCurrMergeCandに０を設定する。
　空間マージ候補導出部３４１及び空間マージ候補導出部４４１では、画像符号化装置の符号化情報格納メモリ１１１または画像復号装置の符号化情報格納メモリ２０５に格納されている符号化情報から、処理対象ブロックに隣接するそれぞれのブロック（図１１のＢ１、Ａ１、Ｂ０、Ａ０、Ｂ２）からの空間マージ候補をＢ１、Ａ１、Ｂ０、Ａ０、Ｂ２の順に導出して、導出された空間マージ候補をマージ候補リストmergeCandListに登録する（図２１のステップＳ４０１）。ここで、Ｂ１、Ａ１、Ｂ０、Ａ０、Ｂ２または時間マージ候補Ｃｏｌのいずれかを示すＮを定義する。ブロックＮのインター予測情報が空間マージ候補として利用できるか否かを示すフラグavailableFlagN、空間マージ候補ＮのＬ０の参照インデックスrefIdxL0N及びＬ１の参照インデックスrefIdxL1N、Ｌ０予測が行われるか否かを示すＬ０予測フラグpredFlagL0NおよびＬ１予測が行われるか否かを示すＬ１予測フラグpredFlagL1N、Ｌ０の動きベクトルmvL0N、Ｌ１の動きベクトルmvL1Nを導出する。ただし、本実施の形態においては処理対象となる符号化ブロックに含まれるブロックのインター予測情報を参照せずに、マージ候補を導出するので、処理対象の符号化ブロックに含まれるブロックのインター予測情報を用いる空間マージ候補は導出しない。
　続いて、時間マージ候補導出部３４２及び時間マージ候補導出部４４２では、異なる時間のピクチャからの時間マージ候補を導出して、導出された時間マージ候補をマージ候補リストmergeCandListに登録する（図２１のステップＳ４０２）。時間マージ候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagCol、時間マージ候補のＬ０予測が行われるか否かを示すＬ０予測フラグpredFlagL0ColおよびＬ１予測が行われるか否かを示すＬ１予測フラグpredFlagL1Col、及びＬ０の動きベクトルmvL0Col、Ｌ１の動きベクトルmvL1Colを導出する。
　なお、シーケンス（ＳＰＳ）、ピクチャ（ＰＰＳ）、またはスライスの単位で時間マージ候補導出部３４２及び時間マージ候補導出部４４２の処理を省略することができるものとする。
　続いて、履歴マージ候補導出部３４５及び履歴マージ候補導出部４４５では、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに登録されている履歴予測動きベクトル候補をマージ候補リストmergeCandListに登録する（図２１のステップＳ４０３）。
　なお、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが、最大マージ候補数MaxNumMergeCandより小さい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが最大マージ候補数MaxNumMergeCandを上限として履歴マージ候補は導出されて、マージ候補リストmergeCandListに登録される。
　続いて、平均マージ候補導出部３４４及び平均マージ候補導出部４４４では、マージ候補リストmergeCandListから平均マージ候補を導出して、導出された平均マージ候補をマージ候補リストmergeCandListに追加する（図２１のステップＳ４０４）。
　なお、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが、最大マージ候補数MaxNumMergeCandより小さい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが最大マージ候補数MaxNumMergeCandを上限として平均マージ候補は導出されて、マージ候補リストmergeCandListに登録される。
　ここで、平均マージ候補は、マージ候補リストmergeCandListに登録されている第１のマージ候補と第２のマージ候補の有する動きベクトルをＬ０予測及びＬ１予測毎に平均して得られる動きベクトルを有する新たなマージ候補である。
　続いて、マージ候補補充部３４６及びマージ候補補充部４４６では、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが、最大マージ候補数MaxNumMergeCandより小さい場合、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeCandが最大マージ候補数MaxNumMergeCandを上限として追加マージ候補を導出して、マージ候補リストmergeCandListに登録する（図２１のステップＳ４０５）。最大マージ候補数MaxNumMergeCandを上限として、Ｐスライスでは、動きベクトルが（０，０）の値を持つ予測モードがＬ０予測（Pred_L0）のマージ候補を追加する。Ｂスライスでは、動きベクトルが（０，０）の値を持つ予測モードが双予測（Pred_BI）のマージ候補を追加する。マージ候補を追加する際の参照インデックスは、すでに追加した参照インデックスと異なる。
　続いて、マージ候補選択部３４７及びマージ候補選択部４４７では、マージ候補リストmergeCandList内に登録されているマージ候補からマージ候補を選択する。符号化側のマージ候補選択部３４７では、符号量とひずみ量を算出することによりマージ候補を選択し、選択されたマージ候補を示すマージインデックス、マージ候補のインター予測情報を、インター予測モード判定部３０５を介して動き補償予測部３０６に供給する。一方、復号側のマージ候補選択部４４７では、復号されたマージインデックスに基づいて、マージ候補を選択し、選択されたマージ候補を動き補償予測部４０６に供給する。
　＜履歴予測動きベクトル候補リストの更新＞
　次に、符号化側の符号化情報格納メモリ１１１及び復号側の符号化情報格納メモリ２０５に備える履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの初期化方法および更新方法について詳細に説明する。図２６は履歴予測動きベクトル候補リスト初期化・更新処理手順を説明するフローチャートである。
　本実施の形態では、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの更新は、符号化情報格納メモリ１１１及び符号化情報格納メモリ２０５で実施されるものとする。インター予測部１０２及びインター予測部２０３の中に履歴予測動きベクトル候補リスト更新部を設置して履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの更新を実施させてもよい。
　スライスの先頭で履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの初期設定を行い、符号化側では予測方法決定部１０５で通常予測動きベクトルモードまたは通常マージモードが選択された場合に履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListを更新し、復号側では、ビット列復号部２０１で復号された予測情報が通常予測動きベクトルモードまたは通常マージモードの場合に履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListを更新する。
　通常予測動きベクトルモードまたは通常マージモードでインター予測を行う際に用いるインター予測情報を、インター予測情報候補hMvpCandとして履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに登録する。インター予測情報候補hMvpCandには、Ｌ０の参照インデックスrefIdxL0およびＬ１の参照インデックスrefIdxL1、Ｌ０予測が行われるか否かを示すＬ０予測フラグpredFlagL0およびＬ１予測が行われるか否かを示すＬ１予測フラグpredFlagL1、Ｌ０の動きベクトルmvL0、Ｌ１の動きベクトルmvL1が含まれる。
　符号化側の符号化情報格納メモリ１１１及び復号側の符号化情報格納メモリ２０５に備える履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに登録されている要素（すなわち、インター予測情報）の中に、インター予測情報候補hMvpCandと同じ値のインター予測情報が存在する場合は、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListからその要素を削除する。一方、インター予測情報候補hMvpCandと同じ値のインター予測情報が存在しない場合は、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの先頭の要素を削除し、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの最後に、インター予測情報候補hMvpCandを追加する。
　本発明の符号化側の符号化情報格納メモリ１１１及び復号側の符号化情報格納メモリ２０５に備える履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの要素の数は６とする。
　まず、スライス単位での履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの初期化を行う（図２６のステップＳ２１０１）。スライスの先頭で履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListのすべての要素を空にし、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに登録されている履歴予測動きベクトル候補の数（現在の候補数）NumHmvpCandの値は0に設定する。
　なお、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの初期化をスライス単位（スライスの最初の符号化ブロック）で実施するとしたが、ピクチャ単位、タイル単位やツリーブロック行単位で実施しても良い。
　続いて、スライス内の符号化ブロック毎に以下の履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの更新処理を繰り返し行なう（図２６のステップＳ２１０２～Ｓ２１０７）。
　まず、符号化ブロック単位での初期設定を行う。同一候補が存在するか否かを示すフラグidenticalCandExistにFALSE（偽）の値を設定し、削除対象の候補を示す削除対象インデックスremoveIdxに０を設定する（図２６のステップＳ２１０３）。
　登録対象のインター予測情報候補hMvpCandが存在するか否かを判定する（図２６のステップＳ２１０４）。符号化側の予測方法決定部１０５で通常予測動きベクトルモードまたは通常マージモードと判定された場合、または復号側のビット列復号部２０１で通常予測動きベクトルモードまたは通常マージモードとして復号された場合、そのインター予測情報を登録対象のインター予測情報候補hMvpCandとする。符号化側の予測方法決定部１０５でイントラ予測モード、サブブロック予測動きベクトルモードまたはサブブロックマージモードと判定された場合、または復号側のビット列復号部２０１でイントラ予測モード、サブブロック予測動きベクトルモードまたはサブブロックマージモードとして復号された場合、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの更新処理を行わず、登録対象のインター予測情報候補hMvpCandは存在しない。登録対象のインター予測情報候補hMvpCandが存在しない場合はステップＳ２１０５～Ｓ２１０６をスキップする（図２６のステップＳ２１０４：ＮＯ）。登録対象のインター予測情報候補hMvpCandが存在する場合はステップＳ２１０５以下の処理を行う（図２６のステップＳ２１０４：ＹＥＳ）。
　続いて、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの各要素の中に登録対象のインター予測情報候補hMvpCandと同じ値の要素（インター予測情報）、すなわち同一の要素が存在するか否かを判定する（図２６のステップＳ２１０５）。図２７はこの同一要素確認処理手順のフローチャートである。履歴予測動きベクトル候補の数NumHmvpCandの値が０の場合（図２７のステップＳ２１２１：ＮＯ）、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListは空で、同一候補は存在しないので図２７のステップＳ２１２２～Ｓ２１２５をスキップし、本同一要素確認処理手順を終了する。履歴予測動きベクトル候補の数NumHmvpCandの値が0より大きい場合（図２７のステップＳ２１２１のＹＥＳ）、履歴予測動きベクトルインデックスhMvpIdxが0からNumHmvpCand-1まで、ステップＳ２１２３の処理を繰り返す（図２７のステップＳ２１２２～Ｓ２１２５）。まず、履歴予測動きベクトル候補リストの０から数えてhMvpIdx番目の要素HmvpCandList[hMvpIdx]がインター予測情報候補hMvpCandと同一か否かを比較する（図２７のステップＳ２１２３）。同一の場合（図２７のステップＳ２１２３：ＹＥＳ）、同一候補が存在するか否かを示すフラグidenticalCandExistにTRUE（真）の値を設定し、削除対象の要素の位置を示す削除対象インデックスremoveIdxに現在の履歴予測動きベクトルインデックスhMvpIdxの値を設定し、本同一要素確認処理を終了する。同一でない場合（図２７のステップＳ２１２３：ＮＯ）、hMvpIdxを1インクリメントし、履歴予測動きベクトルインデックスhMvpIdxがNumHmvpCand-1以下であれば、ステップＳ２１２３以降の処理を行う。
　再び図２６のフローチャートに戻り、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの要素のシフト及び追加処理を行う（図２６のステップＳ２１０６）。図２８は図２６のステップＳ２１０６の履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの要素シフト／追加処理手順のフローチャートである。まず、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに格納されている要素を除いてから新たな要素を追加するか、要素を除かずに新たな要素追加するかを判定する。具体的には同一候補が存在するか否かを示すフラグidenticalCandExistにTRUE（真）またはNumHmvpCandが6か否かを比較する（図２８のステップＳ２１４１）。同一候補が存在するか否かを示すフラグidenticalCandExistにTRUE（真）または現在の候補数NumHmvpCandが6のいずれかの条件を満たす場合（図２８のステップＳ２１４１：ＹＥＳ）、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに格納されている要素を除いてから新たな要素を追加する。インデックスiの初期値をremoveIdx + 1の値に設定する。この初期値からNumHmvpCandまで、ステップＳ２１４３の要素シフト処理を繰り返す。（図２８のステップＳ２１４２～Ｓ２１４４）。HmvpCandList[ i -　1 ]にHmvpCandList[ i ]の要素をコピーすることで要素を前方にシフトし（図２８のステップＳ２１４３）、iを１インクリメントする（図２８のステップＳ２１４２～Ｓ２１４４）。続いて、履歴予測動きベクトル候補リストの最後に相当する０から数えて(NumHmvpCand-1)番目 HmvpCandList[NumHmvpCand-1]にインター予測情報候補hMvpCandを追加し（図２８のステップＳ２１４５）、本履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの要素シフト・追加処理を終了する。一方、同一候補が存在するか否かを示すフラグidenticalCandExistにTRUE（真）およびNumHmvpCandが6のいずれの条件も満たさない場合（図２８のステップＳ２１４１：ＮＯ）、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに格納されている要素を除かずに、履歴予測動きベクトル候補リストの最後にインター予測情報候補hMvpCandを追加する（図２８のステップＳ２１４６）。ここで、履歴予測動きベクトル候補リストの最後とは、０から数えてNumHmvpCand番目のHmvpCandList[NumHmvpCand]である。また、NumHmvpCandを１インクリメントして、本履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの要素シフトおよび追加処理を終了する。
　図３１は履歴予測動きベクトル候補リストの更新処理の一例を説明する図である。６つの要素（インター予測情報）を登録済みの履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListに新たな要素を追加する場合、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの前方の要素から順に新たなインター予測情報と比較して（図３１Ａ）、新たな要素が履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの先頭から３番目の要素HMVP2と同じ値であれば、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListから要素HMVP2を削除して後方の要素HMVP3～HMVP5を前方に１つずつシフト（コピー）し、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの最後に新たな要素を追加して（図３１Ｂ）、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの更新を完了する（図３１Ｃ）。
　＜履歴予測動きベクトル候補導出処理＞
　次に、符号化側の通常予測動きベクトルモード導出部３０１の履歴予測動きベクトル候補導出部３２３、復号側の通常予測動きベクトルモード導出部４０１の履歴予測動きベクトル候補導出部４２３で共通の処理である図２０のステップＳ３０４の処理手順である履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListからの履歴予測動きベクトル候補の導出方法について詳細に説明する。図２９は履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を説明するフローチャートである。
　現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数（ここでは２とする）以上または履歴予測動きベクトル候補の数がNumHmvpCandの値が0の場合（図２９のステップＳ２２０１のＮＯ）、図２９のステップＳ２２０２からＳ２２０９の処理を省略し、履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を終了する。現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数である２より小さい場合、かつ履歴予測動きベクトル候補の数NumHmvpCandの値が０より大きい場合（図２９のステップＳ２２０１のＹＥＳ）、図２９のステップＳ２２０２からＳ２２０９の処理を行う。
　続いて、インデックスｉが１から、４と履歴予測動きベクトル候補の数numCheckedHMVPCandのいずれか小さい値まで、図２９のステップＳ２２０３からＳ２２０８の処理を繰り返す（図２９のステップＳ２２０２～Ｓ２２０９）。現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数である２以上の場合（図２９のステップＳ２２０３：ＮＯ）、図２９のステップＳ２２０４からＳ２２０９の処理を省略し、本履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を終了する。現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数である２より小さい場合（図２９のステップＳ２２０３：ＹＥＳ）、図２９のステップＳ２２０４以降の処理を行う。
　続いて、ステップＳ２２０５からＳ２２０７までの処理をＹが０と１（Ｌ０とＬ１）についてそれぞれ行う（図２９のステップＳ２２０４～Ｓ２２０８）。現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数である２以上の場合（図２９のステップＳ２２０５：ＮＯ）、図２９のステップＳ２２０６からＳ２２０９の処理を省略し、本履歴予測動きベクトル候補導出処理手順を終了する。現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandが予測動きベクトル候補リストmvpListLXの最大要素数である２より小さい場合（図２９のステップＳ２２０５：ＹＥＳ）、図２９のステップＳ２２０６以降の処理を行う。
　続いて、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの中に、符号化／復号対象動きベクトルの参照インデックスrefIdxLXと同じ参照インデックスの要素であり、予測動きベクトルリストmvpListLXのどの要素とも異なる要素の場合（図２９のステップＳ２２０６：ＹＥＳ）、予測動きベクトル候補リストの０から数えてnumCurrMvpCand番目の要素mvpListLX[numCurrMvpCand]に履歴予測動きベクトル候補HmvpCandList[NumHmvpCand - i]のLYの動きベクトルを追加し（図２９のステップＳ２２０７）、現在の予測動きベクトル候補の数numCurrMvpCandを１インクリメントする。履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListの中に、符号化／復号対象動きベクトルの参照インデックスrefIdxLXと同じ参照インデックスの要素であり、予測動きベクトルリストmvpListLXのどの要素とも異なる要素がない場合（図２９のステップＳ２２０６：ＮＯ）、ステップＳ２２０７の追加処理をスキップする。
　以上の図２９のステップＳ２２０５からＳ２２０７の処理をＬ０とＬ１で双方ともに行う（図２９のステップＳ２２０４～Ｓ２２０８）。インデックスｉを１インクリメントし、インデックスｉが４と履歴予測動きベクトル候補の数NumHmvpCandのいずれか小さい値以下の場合、再びステップＳ２２０３以降の処理を行う（図２９のステップＳ２２０２～Ｓ２２０９）。
　＜履歴マージ候補導出処理＞
　次に、符号化側の通常マージモード導出部３０２の履歴マージ候補導出部３４５、復号側の通常マージモード導出部４０２の履歴マージ候補導出部４４５で共通の処理である図２１のステップＳ４０４の処理手順である履歴マージ候補リストHmvpCandListからの履歴マージ候補の導出方法について詳細に説明する。図３０は履歴マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。
　まず、初期化処理を行う（図３０のステップＳ２３０１）。isPruned[i]の0から(numCurrMergeCand -1)番目のそれぞれの要素にFALSEの値を設定し、変数numOrigMergeCandに現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandを設定する。
　続いて、インデックスhMvpIdxの初期値を1に設定し、この初期値からNumHmvpCandまで、図３０のステップＳ２３０３からステップＳ２３１０までの追加処理を繰り返す（図３０のステップＳ２３０２～Ｓ２３１１）。現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandが(最大マージ候補数MaxNumMergeCand-1)以下でなければ、マージ候補リストのすべての要素にマージ候補が追加されたので、本履歴マージ候補導出処理を終了する（図３０のステップＳ２３０３のＮＯ）。現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandが(最大マージ候補数MaxNumMergeCand-1)以下の場合、ステップＳ２３０４以降の処理を行う。sameMotionにFALSE（偽）の値を設定する（図３０のステップＳ２３０４）。続いて、インデックスiの初期値を0に設定し、この初期値からnumOrigMergeCand-1まで図３０のステップＳ２３０６、Ｓ２３０７の処理を行う（図３０のＳ２３０５～Ｓ２３０８）。履歴動きベクトル予測候補リストの０から数えて(NumHmvpCand - hMvpIdx)番目の要素HmvpCandList[NumHmvpCand- hMvpIdx]がマージ候補リストの０から数えてi番目の要素mergeCandList[i]と同じ値か否かを比較する（図３０のステップＳ２３０６）。
　マージ候補の同じ値とはマージ候補が持つすべての構成要素（インター予測モード、参照インデックス、動きベクトル）の値が同じ場合にマージ候補が同じ値とする。マージ候補が同じ値、かつisPruned[i]がFALSEの場合（図３０のステップＳ２３０６のＹＥＳ）、sameMotionおよびisPruned[i]共にTRUE（真）を設定する（図３０のステップＳ２３０７）。同じ値でない場合（図３０のステップＳ２３０６のＮＯ）、ステップＳ２３０７の処理をスキップする。図３０のステップＳ２３０５からステップＳ２３０８までの繰り返し処理が完了したらsameMotionがFALSE（偽）か否かを比較し（図３０のステップＳ２３０９）、sameMotionが FALSE（偽）の場合（図３０のステップＳ２３０９のＹＥＳ）、すなわち履歴予測動きベクトル候補リストの０から数えて(NumHmvpCand - hMvpIdx)番目の要素HmvpCandList[NumHmvpCand - hMvpIdx]はmergeCandListに存在しないので、マージ候補リストのnumCurrMergeCand番目のmergeCandList[numCurrMergeCand]に履歴予測動きベクトル候補リストの０から数えて(NumHmvpCand - hMvpIdx)番目の要素HmvpCandList[NumHmvpCand - hMvpIdx]を追加し、numCurrMergeCandを1インクリメントする（図３０のステップＳ２３１０）。インデックスhMvpIdxを１インクリメントし（図３０のステップＳ２３０２）、図３０のステップＳ２３０２～Ｓ２３１１の繰り返し処理を行う。
　履歴予測動きベクトル候補リストのすべての要素の確認が完了するか、マージ候補リストのすべての要素にマージ候補が追加されたら、本履歴マージ候補の導出処理を完了する。
　＜平均マージ候補導出処理＞
　次に、符号化側の通常マージモード導出部３０２の平均マージ候補導出部３４４、復号側の通常マージモード導出部４０２の平均マージ候補導出部４４４で共通の処理である図２１のステップＳ４０３の処理手順である平均マージ候補の導出方法について詳細に説明する。図３８は平均マージ候補導出処理手順を説明するフローチャートである。
　まず、初期化処理を行う（図３８のステップＳ１３０１）。変数numOrigMergeCandに現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandを設定する。
　続いて、マージ候補リストの先頭から順に走査し、２つの動き情報を決定する。１つ目の動き情報を示すインデックスi=0、２つ目の動き情報を示すインデックスj=1とする。（図３８のステップＳ１３０２～Ｓ１３０３）。現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandが(最大マージ候補数MaxNumMergeCand-1)以下でなければ、マージ候補リストのすべての要素にマージ候補が追加されたので、本履歴マージ候補導出処理を終了する（図３８のステップＳ１３０４）。現在のマージ候補リストに登録されている要素の数numCurrMergeCandが(最大マージ候補数MaxNumMergeCand-1)以下の場合は、ステップＳ１３０５以降の処理を行う。
　マージ候補リストのi番目の動き情報mergeCandList[i]とマージ候補リストのj番目の動き情報mergeCandList[j]がともに無効であるか否かを判定し（図３８のステップＳ１３０５）、ともに無効である場合は、mergeCandList[i]とmergeCandList[j]の平均マージ候補の導出を行わず、次の要素に移る。mergeCandList[i]とmergeCandList[j]がともに無効でない場合は、Xを0と1として以下の処理を繰り返す（図３８のステップＳ１３０６からＳ１３１４）。
　mergeCandList[i]のLX予測が有効であるかを判定する（図３８のステップＳ１３０７）。mergeCandList[i]のLX予測が有効である場合は、mergeCandList[j]のLX予測が有効であるかを判定する（図３８のステップＳ１３０８）。mergeCandList[j]のLX予測が有効である場合、すなわち、mergeCandList[i]のLX予測とmergeCandList[j]のLX予測がともに有効である場合は、mergeCandList[i]のLX予測の動きベクトルとmergeCandList[j]のLX予測の動きベクトルを平均したLX予測の動きベクトルとmergeCandList[i]のLX予測の参照インデックスを有するLX予測の平均マージ候補を導出してaverageCandのLX予測に設定し、averageCandのLX予測を有効とする（図３８のステップＳ１３０９）。図３８のステップＳ１３０８で、mergeCandList[j]のLX予測が有効でない場合、すなわち、mergeCandList[i]のLX予測が有効、かつmergeCandList[j]のLX予測が無効である場合は、mergeCandList[i]のLX予測の動きベクトルと参照インデックスを有するLX予測の平均マージ候補を導出してaverageCandのLX予測に設定し、averageCandのLX予測を有効とする（図３８のステップＳ１３１０）。図３８のステップＳ１３０７で、mergeCandList[i]のLX予測が有効でない場合、mergeCandList[j]のLX予測が有効であるか否かを判定する（図３８のステップＳ１３１１）。mergeCandList[j]のLX予測が有効である場合、すなわちmergeCandList[i]のLX予測が無効、かつmergeCandList[j] のLX予測が有効である場合は、mergeCandList[j]のLX予測の動きベクトルと参照インデックスを有するLX予測の平均マージ候補を導出してaverageCandのLX予測に設定し、averageCandのLX予測を有効とする（図３８のステップＳ１３１２）。図３８のステップＳ１３１１で、mergeCandList[j]のLX予測が有効でない場合、すなわちmergeCandList[i]のLX予測、mergeCandList[j]のLX予測がともに無効である場合は、averageCandのLX予測を無効とする（図３８のステップＳ１３１２）。
　以上のように生成されたL0予測、L1予測またはBI予測の平均マージ候補averageCandを、マージ候補リストのnumCurrMergeCand番目のmergeCandList[numCurrMergeCand]に追加し、numCurrMergeCandを1インクリメントする（図３８のステップＳ１３１５）。以上で、平均マージ候補の導出処理を完了する。
　なお、平均マージ候補は動きベクトルの水平成分と動きベクトルの垂直成分それぞれで平均される。
　＜動き補償予測処理＞
　動き補償予測部３０６は、符号化において現在予測処理の対象となっているブロックの位置およびサイズを取得する。また、動き補償予測部３０６は、インター予測情報をインター予測モード判定部３０５から取得する。取得したインター予測情報から参照インデックスおよび動きベクトルを導出し、復号画像メモリ１０４内の参照インデックスで特定される参照ピクチャを、動きベクトルの分だけ予測ブロックの画像信号と同一位置より移動させた位置の画像信号を取得した後に予測信号を生成する。
　インター予測におけるインター予測モードがL0予測やL1予測のような、単一の参照ピクチャからの予測の場合には、１つの参照ピクチャから取得した予測信号を動き補償予測信号とし、インター予測モードがBI予測のような、予測モードが２つの参照ピクチャからの予測の場合には、２つの参照ピクチャから取得した予測信号を重みづけ平均したものを動き補償予測信号とし、動き補償予測信号を予測方法決定部１０５に供給する。ここでは双予測の重みづけ平均の比率を１：１とするが、他の比率を用いて重みづけ平均を行っても良い。例えば、予測対象となっているピクチャと参照ピクチャとのピクチャ間隔が近いものほど重みづけの比率が大きくなるようにしてもよい。また、重みづけ比率の算出をピクチャ間隔の組み合わせと重みづけ比率との対応表を用いて行うようにしても良い。
　動き補償予測部４０６は、符号化側の動き補償予測部３０６と同様の機能をもつ。動き補償予測部４０６は、インター予測情報を、通常予測動きベクトルモード導出部４０１、通常マージモード導出部４０２、サブブロック予測動きベクトルモード導出部４０３、サブブロックマージモード導出部４０４から、スイッチ４０８を介して取得する。動き補償予測部４０６は、得られた動き補償予測信号を、復号画像信号重畳部２０７に供給する。
　＜インター予測モードについて＞
　単一の参照ピクチャからの予測を行う処理を単予測と定義し、単予測の場合はＬ０予測またはＬ１予測という、参照リストＬ０、Ｌ１に登録された２つの参照ピクチャのいずれか一方を利用した予測を行う。
　図３２は単予測であってＬ０の参照ピクチャ（ＲｅｆＬ０Ｐｉｃ）が処理対象ピクチャ（ＣｕｒＰｉｃ）より前の時刻にある場合を示している。図３３は単予測であってＬ０予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合を示している。同様に、図３２および図３３のＬ０予測の参照ピクチャをＬ１予測の参照ピクチャ（ＲｅｆＬ１Ｐｉｃ）に置き換えて単予測を行うこともできる。
　２つの参照ピクチャからの予測を行う処理を双予測と定義し、双予測の場合はＬ０予測とＬ１予測の双方を利用してＢＩ予測と表現する。図３４は双予測であってＬ０予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより前の時刻にあって、Ｌ１予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合を示している。図３５は双予測であってＬ０予測の参照ピクチャとＬ１予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより前の時刻にある場合を示している。図３６は双予測であってＬ０予測の参照ピクチャとＬ１予測の参照ピクチャが処理対象ピクチャより後の時刻にある場合を示している。
　このように、Ｌ０／Ｌ１の予測種別と時間の関係は、Ｌ０が過去方向、Ｌ１が未来方向とは限定されずに用いることが可能である。また双予測の場合に、同一の参照ピクチャを用いてＬ０予測及びＬ１予測のそれぞれを行ってもよい。なお、動き補償予測を単予測で行うか双予測で行うかの判断は、例えばＬ０予測を利用するか否か及びＬ１予測を利用するか否かを示す情報（例えば、フラグ）に基づき判断される。
　＜参照インデックスについて＞
　本発明の実施の形態では、動き補償予測の精度向上のために、動き補償予測において複数の参照ピクチャの中から最適な参照ピクチャを選択することを可能とする。そのため、動き補償予測で利用した参照ピクチャを参照インデックスとして利用するとともに、参照インデックスを差分動きベクトルとともにビットストリーム中に符号化する。
　＜通常予測動きベクトルモードに基づく動き補償処理＞
　動き補償予測部３０６は、図１６の符号化側におけるインター予測部１０２でも示されるように、インター予測モード判定部３０５において、通常予測動きベクトルモード導出部３０１によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部３０５から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部１０５に供給される。
　同様に、動き補償予測部４０６は、図２２の復号側におけるインター予測部２０３でも示されるように、復号の過程でスイッチ４０８が通常予測動きベクトルモード導出部４０１に接続された場合には、通常予測動きベクトルモード導出部４０１によるインター予測情報を取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、復号画像信号重畳部２０７に供給される。
　＜通常マージモードに基づく動き補償処理＞
　動き補償予測部３０６は、図１６の符号化側におけるインター予測部１０２でも示されるように、インター予測モード判定部３０５において、通常マージモード導出部３０２によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部３０５から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部１０５に供給される。
　同様に、動き補償予測部４０６は、図２２の復号側におけるインター予測部２０３でも示されるように、復号の過程でスイッチ４０８が通常マージモード導出部４０２に接続された場合には、通常マージモード導出部４０２によるインター予測情報を取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、復号画像信号重畳部２０７に供給される。
　＜サブブロック予測動きベクトルモードに基づく動き補償処理＞
　動き補償予測部３０６は、図１６の符号化側におけるインター予測部１０２でも示されるように、インター予測モード判定部３０５において、サブブロック予測動きベクトルモード導出部３０３によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部３０５から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部１０５に供給される。
　同様に、動き補償予測部４０６は、図２２の復号側におけるインター予測部２０３でも示されるように、復号の過程でスイッチ４０８がサブブロック予測動きベクトルモード導出部４０３に接続された場合には、サブブロック予測動きベクトルモード導出部４０３によるインター予測情報を取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、復号画像信号重畳部２０７に供給される。
　＜サブブロックマージモードに基づく動き補償処理＞
　動き補償予測部３０６は、図１６の符号化側におけるインター予測部１０２でも示されるように、インター予測モード判定部３０５において、サブブロックマージモード導出部３０４によるインター予測情報が選択された場合には、このインター予測情報をインター予測モード判定部３０５から取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、予測方法決定部１０５に供給される。
　同様に、動き補償予測部４０６は、図２２の復号側におけるインター予測部２０３でも示されるように、復号の過程でスイッチ４０８がサブブロックマージモード導出部４０４に接続された場合には、サブブロックマージモード導出部４０４によるインター予測情報を取得し、現在処理対象となっているブロックのインター予測モード、参照インデックス、動きベクトルを導出し、動き補償予測信号を生成する。生成された動き補償予測信号は、復号画像信号重畳部２０７に供給される。
　＜アフィン変換予測に基づく動き補償処理＞
　通常予測動きベクトルモード、および通常マージモードでは、以下のフラグに基づいてアフィンモデルによる動き補償が利用できる。以下のフラグは、符号化処理においてインター予測モード判定部３０５により決定されるインター予測の条件に基づいて以下のフラグに反映され、ビットストリーム中に符号化される。復号処理においては、ビットストリーム中の以下のフラグに基づいてアフィンモデルによる動き補償を行うか否かを特定する。
　sps_affine_enabled_flagは、インター予測において、アフィンモデルによる動き補償が利用できるか否かを表す。sps_affine_enabled_flagが０であれば、シーケンス単位でアフィンモデルによる動き補償ではないように抑制される。また、inter_affine_flag とcu_affine_type_flag は、符号化ビデオシーケンスのＣＵ（符号化ブロック）シンタックスにおいて伝送されない。sps_affine_enabled_flagが１であれば、符号化ビデオシーケンスにおいてアフィンモデルによる動き補償を利用できる。
　sps_affine_type_flagは、インター予測において、6パラメータアフィンモデルによる動き補償が利用できるか否かを表す。sps_affine_type_flagが０であれば、6パラメータアフィンモデルによる動き補償ではないように抑制される。また、cu_affine_type_flagは、符号化ビデオシーケンスのＣＵシンタックスにおいて伝送されない。sps_affine_type_flagが１であれば、符号化ビデオシーケンスにおいて6パラメータアフィンモデルによる動き補償を利用できる。sps_affine_type_flagが存在しない場合には、０であるものとする。
　PまたはBスライスを復号している場合、現在処理対象となっているＣＵにおいて、inter_affine_flagが１であれば、現在処理対象となっているＣＵの動き補償予測信号を生成するために、アフィンモデルによる動き補償が用いられる。inter_affine_flagが０であれば、現在処理対象となっているＣＵにアフィンモデルは用いられない。inter_affine_flagが存在しない場合には、０であるものとする。
　PまたはBスライスを復号している場合、現在処理対象となっているＣＵにおいて、cu_affine_type_flagが１であれば、現在処理対象となっているＣＵの動き補償予測信号を生成するために、6パラメータアフィンモデルによる動き補償が用いられる。cu_affine_type_flagが０であれば、現在処理対象となっているＣＵの動き補償予測信号を生成するために、4パラメータアフィンモデルによる動き補償が用いられる。
　アフィンモデルによる動き補償では、サブブロック単位で参照インデックスや動きベクトルが導出されることから、サブブロック単位で処理対象となっている参照インデックスや動きベクトルを用いて動き補償予測信号を生成する。
　4パラメータアフィンモデルは２つの制御点のそれぞれの動きベクトルの水平成分及び垂直成分の４つのパラメータからサブブロックの動きベクトルを導出し、サブブロック単位で動き補償を行うモードである。
　＜イントラブロックコピー（ＩＢＣ）＞
　図３９を参照してイントラブロックコピーの有効参照領域を説明する。図３９Ａは符号化ツリーブロック単位をイントラブロックコピー基準ブロックとして、有効参照領域を決定する場合の例である。図３９Ａの５００、５０１、５０２、５０３、５０４は符号化ツリーブロックであり、５０４が処理対象の符号化ツリーブロックである。５０５は、処理対象符号化ブロックである。符号化ツリーブロックの処理順は、５００、５０１、５０２、５０３、５０４の順とする。この場合、処理対象符号化ブロック５０５を含む符号化ツリーブロック５０４の直前に処理された３つの符号化ツリーブロック５０１、５０２、５０３を処理対象符号化ブロック５０５の有効参照領域とする。符号化ツリーブロック５０１より前に処理された符号化ツリーブロック、及び処理対象符号化ブロック５０５より前に処理が完了しているか否かに関わらず、処理対象符号化ブロック５０５を含む符号化ツリーブロック５０４に含まれる領域はすべて無効参照領域とする。
　図３９Ｂは、符号化ツリーブロックを４分割した単位をイントラブロックコピー基準ブロックとして、有効参照領域を決定する場合の例である。図３９Ｂの５１５、５１６は符号化ツリーブロックであり、５１６が処理対象の符号化ツリーブロックである。符号化ツリーブロック５１５は５０６、５０７、５０８、５０９に４分割され、５１６は５１０、５１１、５１２、５１３に４分割される。５１４は処理対象符号化ブロックである。イントラブロックコピー基準ブロックの処理順は、５０６、５０７、５０８、５０９、５１０、５１１、５１２、５１３の順とする。この場合、処理対象符号化ブロック５１４を含むイントラブロックコピー基準ブロック５１１の直前に処理された３つのイントラブロックコピー基準ブロック５０８、５０９、５１０を処理対象符号化ブロック５１４の有効参照領域とする。イントラブロックコピー基準ブロック５０８より前に処理された符号化ツリーブロック、及び処理対象符号化ブロック５１４より前に処理が完了しているか否かに関わらず、処理対象符号化ブロック５１４を含むイントラブロックコピー基準ブロック５１１に含まれる領域はすべて無効参照領域とする。
　＜予測イントラブロックコピー：符号化側の説明＞
　図４４を参照して符号化側の予測イントラブロックコピー処理手順を説明する。
　まず、ブロックベクトル検出部３７５でブロックベクトルmvLを検出する（図４４のステップＳ４５００）。 　続いて、ＩＢＣ空間ブロックベクトル候補導出部３７１、ＩＢＣ履歴予測ブロックベクトル候補導出部３７２、ＩＢＣ予測ブロックベクトル候補補充部３７３、ＩＢＣ予測ブロックベクトル候補選択部３７６、ブロックベクトル減算部３７８で、予測ブロックベクトルモードで用いるブロックベクトルの差分ブロックベクトルを算出する（図４４のステップＳ４５０１～Ｓ４５０３）。
　予測ブロックベクトルの候補を算出してブロックベクトル候補リストmvpListを構築する（図４４のステップＳ４５０１）。イントラブロックコピー予測部３５２の中のＩＢＣ空間ブロックベクトル候補導出部３７１、ＩＢＣ履歴ブロックベクトル候補導出部３７２、ＩＢＣ予測ブロックベクトル候補補充部３７３で複数の予測ブロックベクトルの候補を導出して予測ブロックベクトル候補リストmvpListを構築する。図４４のステップＳ４５０１の詳細な処理手順については図４７のフローチャートを用いて後述する。
　続いて、ＩＢＣ予測ブロックベクトル候補選択部３７６により、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLから予測ブロックベクトルmvpLを選択する（図４４のステップＳ４５０２）。ブロックベクトルmvLと予測ブロックベクトル候補リストmvpListLの中に格納された各予測ブロックベクトルの候補mvpListL[i]との差分であるそれぞれの差分ブロックベクトルを算出する。それら差分ブロックベクトルを符号化したときの符号量を予測ブロックベクトル候補リストmvpListLの要素ごとに算出する。そして、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLに登録された各要素の中で、予測ブロックベクトルの候補毎の符号量が最小となる予測ブロックベクトルの候補mvpListL[i]を予測ブロックベクトルmvpLとして選択し、そのインデックスiを取得する。予測ブロックベクトル候補リストmvpListLの中で最小の発生符号量となる予測ブロックベクトルの候補が複数存在する場合には、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLの中のインデックスiが小さい番号で表される予測ブロックベクトルの候補mvpListL[i]を最適予測ブロックベクトルmvpLとして選択し、そのインデックスiを取得する。
　続いて、ブロックベクトル減算部３７８で、ブロックベクトルmvLから選択された予測ブロックベクトルmvpLを減算し、
　　mvdL = mvL - mvpL
として差分ブロックベクトルmvdLを算出する（図４４のステップＳ４５０３）。
　＜予測イントラブロックコピー：復号側の説明＞
　次に、図４５を参照して復号側の予測ブロックベクトルモード処理手順を説明する。復号側では、ＩＢＣ空間予測ブロックベクトル候補導出部４７１、ＩＢＣ履歴ブロックベクトル候補導出部４７２、ＩＢＣ予測ブロックベクトル補充部４７３で、予測ブロックベクトルモードで用いるブロックベクトルを算出する（図４５のステップＳ４６００～Ｓ４６０２）。具体的には予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを算出して、予測ブロックベクトルmvpLを選択し、ブロックベクトルmvLを算出する。
　予測ブロックベクトルの候補を算出して予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを構築する（図４５のステップＳ４６０１）。イントラブロックコピー予測部３６２の中のＩＢＣ空間ブロックベクトル候補導出部４７１、ＩＢＣ履歴ブロックベクトル候補導出部４７２、ＩＢＣブロックベクトル補充部４７３で複数の予測ブロックベクトルの候補を算出し、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを構築する。図４５のステップＳ４６０１の詳細な処理手順については説明を省略する。 　続いて、ＩＢＣ予測ブロックベクトル候補選択部４７６で予測ブロックベクトル候補リストmvpListLからビット列復号部２０１にて復号されて供給される予測ブロックベクトルのインデックスmvpIdxLに対応する予測ブロックベクトルの候補mvpListL[mvpIdxL]を選択された予測ブロックベクトルmvpLとして取り出す（図４５のステップＳ４６０１）。 　続いて、ブロックベクトル加算部４７８でビット列復号部２０１にて復号されて供給される差分ブロックベクトルmvdLと予測ブロックベクトルmvpLを加算し、
　　mvL = mvpL + mvdL
としてブロックベクトルmvLを算出する（図４５のステップＳ４６０２）。
　＜予測ブロックベクトルモード：ブロックベクトルの予測方法＞
　図４７は本発明の実施の形態に係る動画像符号化装置のイントラブロックコピー予測部３５２及び動画像復号装置のイントラブロックコピー予測部３６２とで共通する機能を有する予測イントラブロックコピーモード導出処理の処理手順を表すフローチャートである。
　イントラブロックコピー予測部３５２及びイントラブロックコピー予測部３６２では、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを備えている。予測ブロックベクトル候補リストmvpListLはリスト構造を成し、予測ブロックベクトル候補リスト内部の所在を示す予測ブロックベクトルインデックスと、インデックスに対応する予測ブロックベクトル候補を要素として格納する記憶領域が設けられている。予測ブロックベクトルインデックスの数字は０から開始され、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLの記憶領域に、予測ブロックベクトル候補が格納される。本実施の形態においては、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLは３個の予測ブロックベクトル候補を登録することができるものとする。さらに、予測ブロックベクトル候補リストmvpListLに登録されている予測ブロックベクトル候補数を示す変数numCurrMvpIbcCandに０を設定する。
　ＩＢＣ空間ブロックベクトル候補導出部３７１及び４７１は、左側に隣接するブロックからの予測ブロックベクトルの候補を導出する（図４７のステップＳ４８０１）。この処理では、左側に隣接するブロック（Ａ０またはＡ１）の予測ブロックベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagLA、及びブロックベクトルmvLAを導出し、mvLAを予測ブロックベクトル候補リストmvpListLに追加する。続いて、ＩＢＣ空間ブロックベクトル候補導出部３７１及び４７１は、上側に隣接するブロック（Ｂ０，Ｂ１またはＢ２）からの予測ブロックベクトルの候補を導出する（図４７のステップＳ４８０２）。この処理では、上側に隣接するブロックの予測動きベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagLB、及びブロックベクトルmvLBを導出し、mvLAとmvLBが等しくなければ、mvLBを予測ブロックベクトル候補リストmvpListLに追加する。図４７のステップＳ４８０１とＳ４８０２の処理は参照する隣接ブロックの位置と数が異なる点以外は共通であり、符号化ブロックの予測ブロックベクトル候補が利用できるか否かを示すフラグavailableFlagLN、及び動きベクトルmvLN（ＮはＡまたはＢ、以下同様）を導出する。
　続いて、ＩＢＣ履歴ブロックベクトル候補導出部３７２及び４７２は履歴ブロックベクトル候補リストHmvpIbcCandListに登録されている履歴ブロックベクトル候補を予測ブロックベクトル候補リストmvpListLに追加する。（図４７のステップＳ４８０３）。このステップＳ４８０３の登録処理手順の詳細については図２９のフローチャートで示された動作の説明において、動きベクトルをブロックベクトル、参照インデックスのリストをＬ０、履歴予測動きベクトル候補リストHmvpCandListを履歴ブロックベクトル候補リストHmvpIbcCandListとした場合の動作と同様であれば良いため、説明を省略する。
　続いてＩＢＣ予測ブロックベクトル補充部３７３及び４７３は予測ブロックベクトル候補リストmvpListLを満たすまで（０，０）等、所定の値のブロックベクトルを追加する（図４７のＳ４８０４）。
　＜マージイントラブロックコピーモード導出部＞
　図４２のイントラブロックコピー予測部３５２は、ＩＢＣ空間ブロックベクトル候補導出部３７１、ＩＢＣ履歴ブロックベクトル候補導出部３７２、ＩＢＣブロックベクトル補充部３７３、参照位置補正部３８０、参照領域境界補正部３８１、ＩＢＣマージ候補選択部３７４、ＩＢＣ予測モード判定部３７７を含む。
　図４３のイントラブロックコピー予測部３６２は、ＩＢＣ空間ブロックベクトル候補導出部４７１、ＩＢＣ履歴ブロックベクトル候補導出部４７２、ＩＢＣブロックベクトル補充部４７３、ＩＢＣマージ候補選択部４７４、参照位置補正部４８０、参照領域境界補正部４８１、ブロックコピー部４７７を含む。
　図４６は本発明の実施の形態に係る動画像符号化装置のイントラブロックコピー予測部３５２及び動画像復号装置のイントラブロックコピー予測部３６２とで共通する機能を有するマージイントラブロックコピーモード導出処理の手順を説明するフローチャートである。
　イントラブロックコピー予測部３５２及びイントラブロックコピー予測部３６２では、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListを備えている。マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListはリスト構造を成し、マージイントラブロックコピー候補内部の所在を示すマージインデックスと、インデックスに対応するマージイントラブロックコピー候補を要素として格納する記憶領域が設けられている。マージインデックスの数字は０から開始され、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListの記憶領域に、マージイントラブロックコピー候補が格納される。以降の処理では、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに登録されたマージインデックスｉのマージ候補は、mergeIbcCandList [i]で表すこととする。本実施の形態においては、マージ候補リストmergeCandListは少なくとも３個のマージイントラブロックコピー候補を登録することができるものとする。さらに、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに登録されているマージイントラブロックコピー候補数を示す変数numCurrMergeIbcCandに０を設定する。
　ＩＢＣ空間ブロックベクトル候補導出部３７１及びＩＢＣ空間ブロックベクトル候補導出部４７１では、動画像符号化装置の符号化情報格納メモリ１１１または動画像復号装置の符号化情報格納メモリ２０５に格納されている符号化情報から、処理対象ブロックの左側と上側に隣接するブロックからの空間マージ候補Ａ，Ｂを導出して、導出された空間マージ候補をマージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに登録する（図４６のステップＳ４７０１）。ここで、空間マージ候補Ａ，Ｂのいずれかを示すＮを定義する。ブロックＮのイントラブロックコピー予測情報が空間ブロックベクトルマージ候補Ｎとして利用できるか否かを示すフラグavailableFlagN、ブロックベクトルmvLを導出する。ただし、本実施の形態においては処理対象となる符号化ブロックを含むブロックに含まれる他の符号化ブロックを参照せずに、ブロックベクトルマージ候補を導出するので、処理対象の符号化ブロックを含むブロックに含まれる空間ブロックベクトルマージ候補は導出しない。
　続いて、ＩＢＣ履歴ブロックベクトル候補導出部３７２及びＩＢＣ履歴ブロックベクトル候補導出部４７２では、履歴予測ブロックベクトル候補リストHmvpIbcCandListに登録されている履歴予測ブロックベクトル候補をマージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに追加する（図４６のステップＳ４７０２）。本実施例においては、mergeIbcCandListに追加済みのブロックベクトルと履歴予測ブロックベクトル候補のブロックベクトルが同一の値を持つ場合には、mergeIbcCandListへの追加を行わないものとする。
　続いて、ＩＢＣ予測ブロックベクトル補充部３７３及びＩＢＣ予測ブロックベクトル補充部４７３は、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeIbcCandが、最大イントラブロックマージ候補数MaxNumMergeIbcCandより小さい場合、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandList内に登録されているマージ候補数numCurrMergeIbcCandが最大マージ候補数MaxNumMergeIbcCandを上限として追加イントラブロックマージ候補を導出して、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに登録する（図４６のステップＳ４７０３）。最大マージ候補数MaxNumMergeIbcCandを上限として、（０，０）の値を持つブロックベクトルをマージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandListに追加する。
　続いて、ＩＢＣマージ候補選択部３７４及びＩＢＣマージ候補選択部４７４では、マージイントラブロックコピー候補リストmergeIbcCandList内に登録されているイントラブロックマージ候補から１つを選択する（図４６のステップＳ４７０４）。ＩＢＣマージ候補選択部３７４では、参照位置の復号画像を復号画像メモリ１０４から取得して符号量とひずみ量を算出することによりマージ候補を選択し、選択されたイントラブロックマージ候補を示すマージインデックスをＩＢＣ予測モード判定部３７７に供給する。ＩＢＣ予測モード判定部３７７は、符号量とひずみ量を算出することによりマージモードか否かを選択し、その結果を予測方法決定部１０５に供給する。一方、復号側のＩＢＣマージ候補選択部４７４では、復号されたマージインデックスに基づいて、イントラブロックマージ候補を選択し、選択したイントラブロックマージ候補を参照位置補正部４８０に供給する。
　続いて、参照位置補正部３８０及び参照位置補正部４８０では、イントラブロックマージ候補に対し参照位置を補正する処理を行う（図４６のステップＳ４７０５）。参照位置補正部３８０及び参照位置補正部４８０の処理の詳細は後述する。
　続いて、参照領域境界補正部３８１及び参照領域境界補正部４８１では、イントラブロックマージ候補に対し参照領域境界を補正する処理を行う（図４６のステップＳ４７０６）。参照位置補正部３８１及び参照位置補正部４８１の処理の詳細は後述する。
　ブロックコピー部４７７は、参照位置の復号画像を復号画像メモリ２０８から取得し、復号画像信号重畳部２０７に供給する。ここで、ブロックコピー部４７７では、輝度成分と色差成分がコピーされる。
　上記のブロックベクトルmvLは輝度のブロックベクトルを示す。色差のブロックベクトルmvCは、色差フォーマットが４２０の場合、
　　mvC = ( ( mvL >> ( 3 + 2 ) ) * 32
となる。上式により、mvCのx,y成分それぞれが処理される。
　＜参照位置補正部＞
　図４８は、参照位置補正部３８０及び参照位置補正部４８０の処理を説明するフローチャートである。いま、イントラブロックコピー基準ブロックの単位は符号化ツリーブロック（CTU）であり、その大きさは128x128画素でないものとする。
　まず、参照ブロックの左上および右下の位置を算出する（Ｓ６００１）。参照ブロックとは、処理対象符号化ブロックがブロックベクトルを用いて参照するブロックを示す。参照ブロックの左上を( xRefTL, yRefTL )、右下を( xRefBR, yRefBR )とすると、
　　( xRefTL, yRefTL ) = ( xCb + ( mvL[ 0 ] >> 4 ), yCb + ( mvL[ 1 ] >> 4 ) )
　　( xRefBR, yRefBR ) = ( xRefTL + cbWidth - 1, yRefTL + cbHeight - 1 ) 
となる。ここで、処理対象符号化ブロックの位置を(xCb,yCb)、ブロックベクトルを(mvL[0],mvL[1])とし、処理対象符号化ブロックの幅はcbWidth、高さはcbHeightとする。
　次に、CTUの大きさが128x128画素か否かを判定する（Ｓ６００２）。いま、その大きさは128x128画素でないので（Ｓ６００２：ＮＯ）、参照可能領域の左上および右下の位置を算出する（Ｓ６００３）。参照可能領域の左上を( xAvlTL, yAvlTL )、右下を( xAvlBR, yAvlBR )とすると、
　　NL = Min( 1, 7 - CtbLog2SizeY ) - ( 1 << ((7 - CtbLog2SizeY) << 1) )
　　( xAvlTL, yAvlTL ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) + NL) << CtbLog2SizeY,
　　　　 (yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
　　( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1,
　　　　 (((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 )
となる。ここで、CTUのサイズはCtbLog2SizeYとする。
　次に、参照ブロックのx方向の参照位置が、参照可能領域の左上より小さいか否かを判定する（Ｓ６００４）。判定が偽ならば（Ｓ６００４：ＮＯ）、次の処理（Ｓ６００６）に進む。一方、判定が真ならば（Ｓ６００４：ＹＥＳ）、参照可能領域の左上に合わせてx方向の参照位置を補正する（Ｓ６００５）。
　図４９は、参照位置を補正する様子を示す図である。６００１は処理対象符号化ツリーブロックを、６００２は処理対象符号化ブロックを、６００３は参照可能領域を示す。いま、参照ブロックr2が６０１１に位置していたとすると、x方向の参照位置が、参照可能領域の左上より小さい（Ｓ６００４：ＹＥＳ）。よって、xRefTL=xAvlTLとして６０１２の位置に参照位置を補正する（Ｓ６００５）。ここで、Ｓ６００１にあるようにxRefBR=xRefTL+cbWidth-1であるから、xRefTLを補正したことに伴ってxRefBRも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正しても良い。つまり、
　　mvL[0] = (xAvlTL - xCb) << 4
と補正する。これにより、xRefTL=xAvlTLとなるので、参照位置を補正できる。
　このように、参照ブロックが参照可能領域の外部に位置していた場合に、その参照位置を補正することによって、参照可能となる。
　いま、イントラブロックコピー予測部３５２において構築したブロックベクトル候補リストのうち、いくつかのブロックベクトルが参照可能領域の外側であったとする。参照位置を補正しない場合には、それらのブロックベクトルによる参照が不可能なので、それらのブロックベクトルをＩＢＣマージモードの候補とすることが出来ない。一方、本発明において参照位置を補正する場合には、構築したブロックベクトル候補リストの全てのブロックベクトルは、参照可能領域の内側となる。よって、全てのブロックベクトルによる参照が可能であり、全てのブロックベクトルをＩＢＣマージモードの候補とすることが出来る。従って、ＩＢＣマージモード選択部３７４において、全てのブロックベクトルに対応するそれぞれのＩＢＣマージモードの候補から最適な予測モードを選択できるので、符号化効率が向上する。
　いま、イントラブロックコピー予測部３６２において構築したブロックベクトル候補リストのうち、いくつかのブロックベクトルが参照可能領域の外側であったとする。参照位置を補正しない場合には、それらのブロックベクトルによる参照が不可能なので、それらのブロックベクトルを用いたＩＢＣマージモードは、復号することが出来ない。本発明ではない符号化装置では、それらのブロックベクトルを用いたＩＢＣマージモードを示すマージインデックスは、符号化しないものとして動作する。しかし、動作不良などのため、そのようなマージインデックスが符号化されて、ビットストリームが生成される可能性がある。あるいはパケットロスなどによりビットストリームの一部が欠けるなどして、復号結果がそのようなマージインデックスとなる可能性がある。このような不完全なビットストリームを復号しようとすると、参照可能領域の外側を参照しようとして正しくない位置の復号画像メモリにアクセスする可能性がある。その結果、復号装置によって復号結果が異なったり、復号処理が停止したりする。一方、本発明において参照位置を補正する場合には、構築したブロックベクトル候補リストの全てのブロックベクトルは、参照可能領域の内側となる。従って、このような不完全なビットストリームを復号しても、参照可能領域の内側に参照位置が補正されて参照が可能となる。このように、参照位置を補正することにより、メモリアクセス範囲を保証する。その結果、復号装置によって復号結果が同じになり、復号処理を継続できるので、復号装置のロバスト性を向上させることができる。
　また、参照位置の補正においてブロックベクトルを補正する場合、その対象は輝度のブロックベクトルである。ここで、色差のブロックベクトルは、輝度のブロックベクトルから算出される。つまり、輝度のブロックベクトルを補正すれば、色差のブロックベクトルも補正されることになる。よって、色差において、再び参照位置を補正する必要はない。ブロックベクトルを補正しない場合に輝度と色差の両方で参照可能か否かを判定する必要があるのに比べて、処理量を削減することができる。
　加えて、参照位置の補正においてブロックベクトルを補正する場合、補正したブロックベクトルは、処理対象符号化ブロックのブロックベクトルとして、符号化情報格納メモリ１１１または符号化情報格納メモリ２０５に格納される。つまり、補正した参照位置とブロックベクトルが指す位置が同じである。ここで、復号結果を復号画像メモリに保存する際にデブロックフィルタ処理をすることがある。このフィルタ処理において、ブロック境界に面した２つのブロックが持つブロックベクトルの差分によって、フィルタの強度を制御する。ブロックベクトルを補正しない場合には補正した参照位置とブロックベクトルが指す位置が異なるのに比べて、より適切なフィルタの強度となるため、符号化効率を向上させることができる。
　続いて、参照ブロックのy方向の参照位置が、参照可能領域の左上より小さいか否かを判定する（Ｓ６００６）。判定が偽ならば（Ｓ６００６：ＮＯ）、次の処理（Ｓ６００８）に進む。一方、判定が真ならば（Ｓ６００６：ＹＥＳ）、参照可能領域の左上に合わせてy方向の参照位置を補正する（Ｓ６００７）。
　いま、参照ブロックr4が６０２１に位置していたとすると、y方向の参照位置が、参照可能領域の左上より小さい（Ｓ６００６：ＹＥＳ）。よって、yRefTL=yAvlTLとして６０２２の位置に参照位置を補正する（Ｓ６００７）。ここで、Ｓ６００１にあるようにyRefBR=yRefTL+cbHeight-1であるから、yRefTLを補正したことに伴ってyRefBRも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[1]を補正しても良い。つまり、
　　mvL[1] = (yAvlTL - yCb) << 4
と補正する。これにより、yRefTL=yAvlTLとなるので、参照位置を補正できる。
　続いて、参照ブロックのx方向の参照位置が、参照可能領域の右下より大きいか否かを判定する（Ｓ６００８）。判定が偽ならば（Ｓ６００８：ＮＯ）、次の処理（Ｓ６０１０）に進む。一方、判定が真ならば（Ｓ６００８：ＹＥＳ）、参照可能領域の右下に合わせてx方向の参照位置を補正する（Ｓ６００９）。
　いま、参照ブロックr7が６０３１に位置していたとすると、x方向の参照位置が、参照可能領域の右下より大きい（Ｓ６００８：ＹＥＳ）。よって、xRefBR=xAvlBRとして６０３２の位置に参照位置を補正する（Ｓ６００９）。ここで、Ｓ６００１にあるようにxRefBR=xRefTL+cbWidth-1、つまりxRefTL=xRefBR-(cbWidth-1)であるから、xRefBRを補正したことに伴ってxRefTLも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正しても良い。つまり、
　　mvL[0] = (xAvlBR - (xCb + cbWidth - 1)) << 4
と補正する。これにより、xRefBR=xAvlBRとなるので、参照位置を補正できる。
　続いて、参照ブロックのy方向の参照位置が、参照可能領域の右下より大きいか否かを判定する（Ｓ６０１０）。判定が偽ならば（Ｓ６０１０：ＮＯ）、処理を終了する。一方、判定が真ならば（Ｓ６０１０：ＹＥＳ）、参照可能領域の右下に合わせてy方向の参照位置を補正する（Ｓ６０１１）。
　いま、参照ブロックr5が６０４１に位置していたとすると、y方向の参照位置が、参照可能領域の右下より大きい（Ｓ６０１０：ＹＥＳ）。よって、yRefBR=yAvlBRとして６０４２の位置に参照位置を補正する（Ｓ６０１１）。ここで、Ｓ６００１にあるようにyRefBR=yRefTL+cbHeight-1、つまりyRefTL=yRefBR-(cbHeight-1)であるから、yRefBRを補正したことに伴ってyRefTLも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[1]を補正しても良い。つまり、
　　mvL[1] = (yAvlBR - (yCb + cbHeitght - 1)) << 4
と補正する。これにより、yRefBR=yAvlBRとなるので、参照位置を補正できる。
　ここで、参照ブロックr1が６０５１に位置している場合について説明する。この場合は、参照ブロックがr2の場合と同様に、x方向の参照位置を補正する。さらに、参照ブロックがr4の場合と同様に、y方向の参照位置を補正する。その結果、参照ブロックr1は、参照可能領域の内部である６０５２に位置する。
　参照ブロックr3が６０６１に位置している場合、参照ブロックr6が６０６２に位置している場合、参照ブロックr8が６０６３に位置している場合は、上記と同様にx,y各方向の参照位置を補正する。その結果、それぞれの参照ブロックは、参照可能領域の内部に位置する。
　以上により、CTUの大きさが128x128画素でない場合の処理は終了する。一方、CTUの大きさが128x128画素の場合（Ｓ６００２：YES）、参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を算出する（Ｓ６０１２）。
　図５０は、参照可能領域を矩形状とした場合の左上および右下の位置を説明する図である。図５０Ａの場合、処理対象の符号化ツリーブロック６１０１は４分割されており、その分割の左上に処理対象の符号化ブロック６１０２が位置している。このとき、参照可能領域は６１０３内の斜線部のように逆Ｌ字形となる。参照可能領域を矩形状とした場合、その範囲は６１０３の矩形状の範囲とする。参照可能領域を矩形状とした場合、参照ブロックの左上を( xRefTL, yRefTL )、右下を( xRefBR, yRefBR )とすると、
　　offset[4] = {0, 64, 128, 128}
　　NL = -offset[3 - blk_idx], NR = offset[blk_idx]
　　( xAvlTL, yAvlTL ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY + NL,
　　　　 (yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY )
　　( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1 + NR,
　　　　 (((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 )
となる。ここで、blk_idxは、処理対象の符号化ブロックの位置を示すインデックスである。処理対象の符号化ツリーブロックを４分割したうち、処理対象の符号化ブロックが左上に位置している場合は、blk_idx=0とする。同様に、処理対象の符号化ブロックがそれぞれ右上、左下、右下に位置している場合は、blk_idxは1,2,3とする。図５０Ａはblk_idx=0の場合を示す図である。同様に、図５０Ｂから図５０Ｄは、それぞれblk_idx=1から3の場合を示す図である。
　次に、参照可能領域が矩形でない部分の参照位置を補正する（Ｓ６０１３）。図５１は、参照可能領域が矩形でない部分の参照位置を補正する処理を説明するフローチャートである。まず、参照可能領域の左上の位置を算出する（Ｓ６０２１）。参照可能領域は図５０の斜線部なので、blk_idx=3の場合を除いて、左上の位置は６１１１と６１１２の2点ある。それぞれ(X1, Y1),(X2, Y2)とすると、
　　offset[4] = {64, 128, 64, 0}, NL = offset[blk_idx]
　　(X1, Y1) = (xAvlTL, yAvlTL + 64)
　　(X2, Y2) = (xAvlTL + NL, yAvlTL)
となる。
　次に、参照可能領域の左上に合わせて参照位置を補正するか否かを判定する（Ｓ６０２２）。この判定では、blk_idx=3でなく、かつ参照ブロックがX2とY1より小さい領域に位置している場合に真と判定する（Ｓ６０２２：ＹＥＳ）。偽の場合（Ｓ６０２２：ＮＯ）、次の処理（Ｓ６０２６）に進む。
　次に、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さいか否かを判定する（Ｓ６０２３）。判定が真の場合（Ｓ６０２３：ＹＥＳ）、x方向の参照位置を補正する（Ｓ６０２４）。一方、判定が偽の場合（Ｓ６０２３：ＮＯ）、y方向の参照位置を補正する（Ｓ６０２５）。
　図５２Ａは、Ｓ６０２４とＳ６０２５において、参照位置を補正する様子を示す図である。いま、blk_idx=0である。参照ブロックr1が６２０１に位置していたとすると、blk_idx=3でなく、かつ参照ブロックの左上がX2（６１１２のx方向）とY1（６１１１のy方向）より小さい領域に位置している（Ｓ６０２２：ＹＥＳ）。また、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さい（Ｓ６０２３：ＹＥＳ）。よって、xRefTL=xAvlTL+NLとして６２０２の位置にx方向の参照位置を補正する（Ｓ６０２４）。ここで、Ｓ６００１にあるようにxRefBR=xRefTL+cbWidth-1であるから、xRefTLを補正したことに伴ってxRefBRも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正しても良い。つまり、
　　mvL[0] = (xAvlTL + NL - xCb) << 4
と補正する。これにより、xRefTL=xAvlTL+NLとなるので、参照位置を補正できる。
　一方、参照ブロックr2が６２０３に位置していたとすると、blk_idx=3でなく、かつ参照ブロックの左上がX2（６１１２のx方向）とY1（６１１１のy方向）より小さい領域に位置している（Ｓ６０２２：ＹＥＳ）。また、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さくない（Ｓ６０２３：ＮＯ）。よって、yRefTL=yAvlTL+64として６２０４の位置にy方向の参照位置を補正する（Ｓ６０２５）。ここで、Ｓ６００１にあるようにyRefBR=yRefTL+cbHeight-1であるから、yRefTLを補正したことに伴ってyRefBRも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正しても良い。つまり、
　　mvL[1] = (yAvlTL + 64 - yCb) << 4
と補正する。これにより、yRefTL=yAvlTL+64となるので、参照位置を補正できる。
　ここで、参照ブロックr3が６２０５に位置していたとする。この場合、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さい（Ｓ６０２３：ＹＥＳ）。よって、参照ブロックr1と同様にx方向の参照位置を補正することで、６２０６に位置する（Ｓ６０２４）。この時点において、参照ブロックは参照可能領域の外側である。しかし、後述のＳ６００６とＳ６００７の処理により、y方向の参照位置を補正する。結局、参照ブロックは、参照可能領域の内側となる。
　続いて、参照可能領域の右下の位置を算出する（Ｓ６０２６）。参照可能領域は図５０の斜線部なので、blk_idx=0の場合を除いて、右下の位置は６１１３と６１１４の2点ある。それぞれ(X3, Y3),(X4, Y4)とすると、
　　offset[4] = {0, 64, 128, 64}, NR = offset[blk_idx]
　　(X3, Y3) = (xAvlBR, yAvlBR - 64)
　　(X4, Y4) = (xAvlBR - NR, yAvlBR)
となる。
　次に、参照可能領域の右下に合わせて参照位置を補正するか否かを判定する（Ｓ６０２７）。この判定では、blk_idx=0でなく、かつ参照ブロックがX4とY3より大きい領域に位置している場合に真と判定する（Ｓ６０２７：ＹＥＳ）。偽の場合（Ｓ６０２７：ＮＯ）、処理を終了する。
　次に、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さいか否かを判定する（Ｓ６０２８）。判定が真の場合（Ｓ６０２８：ＹＥＳ）、x方向の参照位置を補正する（Ｓ６０２９）。一方、判定が偽の場合（Ｓ６０２８：ＮＯ）、y方向の参照位置を補正する（Ｓ６０３０）。
　図５２Ｂは、Ｓ６０２９とＳ６０３０において、参照位置を補正する様子を示す図である。いま、blk_idx=3である。参照ブロックr1が６２１１に位置していたとすると、blk_idx=0でなく、かつ参照ブロックの右下がX4（６１１４のx方向）とY3（６１１３のy方向）より大きい領域に位置している（Ｓ６０２７：ＹＥＳ）。また、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さい（Ｓ６０２８：ＹＥＳ）。よって、xRefBR=xAvlBRとして６２１２の位置にx方向の参照位置を補正する（Ｓ６０２９）。ここで、Ｓ６００１にあるようにxRefBR=xRefTL+cbWidth-1、つまりxRefTL=xRefBR-(cbWidth-1)であるから、xRefBRを補正したことに伴ってxRefTLも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[0]を補正しても良い。つまり、
　　mvL[0] = (xAvlBR - NR - (xCb + cbWitdh - 1)) << 4
と補正する。これにより、xRefBR=xAvlBRとなるので、参照位置を補正できる。
　一方、参照ブロックr2が６２１３に位置していたとすると、blk_idx=0でなく、かつ参照ブロックの右下がX4（６１１４のx方向）とY3（６１１３のy方向）より大きい領域に位置している（Ｓ６０２７：ＹＥＳ）。また、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さくない（Ｓ６０２８：ＮＯ）。よって、yRefBR=yAvlBRとして６２１４の位置にy方向の参照位置を補正する（Ｓ６０３０）。ここで、Ｓ６００１にあるようにyRefBR=yRefTL+cbHeight-1、つまりyRefTL=yRefBR-(cbHeight-1)であるから、yRefBRを補正したことに伴ってyRefTLも補正されることになる。この参照位置の補正において、ブロックベクトルmvL[1]を補正しても良い。つまり、
　　mvL[1] = (yAvlBR - 64 - (yCb + cbHeight - 1)) << 4
と補正する。これにより、yRefBR=yAvlBRとなるので、参照位置を補正できる。
　ここで、参照ブロックr3が６２１５に位置していたとする。この場合、参照ブロックと参照可能領域のx方向との差分が、参照ブロックと参照可能領域のy方向との差分より小さくない（Ｓ６０２８：ＮＯ）。よって、参照ブロックr2と同様にy方向の参照位置を補正することで、６２１６に位置する（Ｓ６０３０）。この時点において、参照ブロックは参照可能領域の外側である。しかし、後述のＳ６００８とＳ６００９の処理により、x方向の参照位置を補正する。結局、参照ブロックは、参照可能領域の内側となる。
　図５２では、blk_idx=0と3の場合を例に参照位置を補正する処理を説明した。blk_idx=1や2の場合、blk_idx=0と3の場合と同様に参照位置を補正する処理をする。
　参照可能領域が矩形でない部分の参照位置を補正する処理（Ｓ６０１３）の後、Ｓ６００４からＳ６０１１の処理をする。以上により、CTUの大きさが128x128画素の場合の処理は終了する。
　いま、参照可能領域が矩形でない部分の参照位置を補正する処理（Ｓ６０１３）において、参照可能領域の左上に合わせてx方向の参照位置を補正する処理（Ｓ６０２４）をしたとする。すると、参照ブロックのx方向の参照位置が、参照可能領域の左上より小さくなることはないので、Ｓ６００４の判定は常に偽（Ｓ６００４：ＮＯ）となる。従って、Ｓ６０２４の処理をした場合は、Ｓ６００４とＳ６００５の処理をしないようにしても良い。同様に、Ｓ６０２５の処理をした場合はＳ６００６とＳ６００７の処理をしないようにしても良いし、Ｓ６０２９の処理をした場合はＳ６００８とＳ６００９の処理をしないようにしても良いし、Ｓ６０３０の処理をした場合はＳ６０１０とＳ６０１１の処理をしないようにしても良い。
　また、図５１のフローチャートにおいて、ステップＳ６０２３の比較処理を省略し、常にステップＳ６０２４を実行するような構成を取っても良いし、常にステップＳ６０２５を実行するような構成を取っても良い。同様に、ステップＳ６０２８の比較処理を省略し、常にステップＳ６０２９を実行するような構成を取っても良いし、常にステップＳ６０３０を実行するような構成を取っても良い。そのような構成においては、簡便な処理で参照位置を補正することが可能となる。
　図４８では、CTUの大きさが128x128画素の場合において、Ｓ６０１２、Ｓ６０１３およびＳ６００４からＳ６０１１の処理を用いて参照位置を補正している。これに代わり、図５３のように、参照可能領域を２つに分解し、それぞれの参照位置を補正する処理（Ｓ６１０１）によっても実現出来る。
　図５４は、参照可能領域を２つに分解する様子を説明する図である。図５０において参照可能領域を矩形状としているのとは異なり、図５４では参照可能領域を２つに分解している。処理対象の符号化ツリーブロック（６１０１）を４分割したうち、処理対象の符号化ブロック（６１０２）が左上に位置している場合は、blk_idx=0とする。同様に、処理対象の符号化ブロックがそれぞれ右上、左下、右下に位置している場合は、blk_idxは1,2,3とする。図５４Ａはblk_idx=0の場合を示す図である。同様に、図５４Ｂから図５４Ｄは、それぞれblk_idx=1から3の場合を示す図である。また、一方の参照可能領域（６３０１）を参照可能領域Ａとし、他方の参照可能領域（６３０２）を参照可能領域Ｂとする。
　図５５は、参照可能領域を２つに分解し、それぞれの参照位置を補正する処理（Ｓ６１０１）を説明するフローチャートである。図５５において、図４８と同じ処理には同じステップ番号を付し、説明を省略する。まず、参照可能領域Ａの左上および右下の位置を算出する（Ｓ６１１１）。参照可能領域Ａの左上を( xAvlTL, yAvlTL )、右下を( xAvlBR, yAvlBR )とすると、
　　xOffsetTL[4] = {-128, -128, -64, 0}, yOffsetTL[4] = {64, 64, 64, 0}
　　xOffsetBR[4] = {0, 0, 0, 128}, yOffsetBR[4] = {128, 128, 128, 64}
　　( xAvlTL, yAvlTL ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY
　　　　+ xOffsetTL[blk_idx],
　　　　(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY + yOffsetTL[blk_idx])
　　( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1
　　　　+ xOffsetBR[blk_idx],
　　　　(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 + yOffsetBR[blk_idx] )となる。
　次に、参照ブロックが参照可能領域Ａの外部か否かについて、
　　out_xRefTL = xRefTL < xAvlTL
　　out_yRefTL = yRefTL < yAvlTL
　　out_xRefBR = xRefBR > xAvlBR
　　out_yRefBR = yRefBR > yAvlBR
として算出する（Ｓ６１１２）。
　次に、参照可能領域Ｂの左上および右下の位置を算出する（Ｓ６１１３）。参照可能領域Ｂの左上を( xAvlTL, yAvlTL )、右下を( xAvlBR, yAvlBR )とすると、
　　xOffsetTL[4] = {-64, 0, 0, 0}, yOffsetTL[4] = {0, 0, 0, 0}
　　xOffsetBR[4] = {0, 64, 128, 64}, yOffsetBR[4] = {128, 64, 64, 128}
　　( xAvlTL, yAvlTL ) = ( (xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY
　　　　+ xOffsetTL[blk_idx],
　　　　(yCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY + yOffsetTL[blk_idx])
　　( xAvlBR, yAvlBR ) = ( ((xCb >> CtbLog2SizeY) << CtbLog2SizeY) - 1
　　　　+ xOffsetBR[blk_idx],
　　　　(((yCb >> CtbLog2SizeY) + 1) << CtbLog2SizeY) - 1 + yOffsetBR[blk_idx] )
となる。
　次に、参照ブロックのx方向の参照位置が参照可能領域Ａの左上より小さく、かつ参照ブロックのx方向の参照位置が参照可能領域Ｂの左上より小さいか否かを判定する（Ｓ６１１４）。判定が偽ならば（Ｓ６１１４：ＮＯ）、次の処理（Ｓ６１１６）に進む。一方、判定が真ならば（Ｓ６１１４：ＹＥＳ）、参照可能領域Ｂの左上に合わせてx方向の参照位置を補正する（Ｓ６００５）。Ｓ６００５の処理はすでに説明しているため、説明を省略する。
　続いて、参照ブロックのy方向の参照位置が参照可能領域Ａの左上より小さく、かつ参照ブロックのy方向の参照位置が参照可能領域Ｂの左上より小さいか否かを判定する（Ｓ６１１６）。判定が偽ならば（Ｓ６１１６：ＮＯ）、次の処理（Ｓ６１１８）に進む。一方、判定が真ならば（Ｓ６１１６：ＹＥＳ）、参照可能領域Ｂの左上に合わせてy方向の参照位置を補正する（Ｓ６００７）。Ｓ６００７の処理はすでに説明しているため、説明を省略する。
　次に、参照ブロックのx方向の参照位置が参照可能領域Ａの右下より大きく、かつ参照ブロックのx方向の参照位置が参照可能領域Ｂの右下より大きいか否かを判定する（Ｓ６１１８）。判定が偽ならば（Ｓ６１１８：ＮＯ）、次の処理（Ｓ６１２０）に進む。一方、判定が真ならば（Ｓ６１１８：ＹＥＳ）、参照可能領域Ｂの右下に合わせてx方向の参照位置を補正する（Ｓ６００９）。Ｓ６００９の処理はすでに説明しているため、説明を省略する。
　次に、参照ブロックのy方向の参照位置が参照可能領域Ａの右下より大きく、かつ参照ブロックのy方向の参照位置が参照可能領域Ｂの右下より大きいか否かを判定する（Ｓ６１２０）。判定が偽ならば（Ｓ６１２０：ＮＯ）、処理を終了する。一方、判定が真ならば（Ｓ６１２０：ＹＥＳ）、参照可能領域Ｂの右下に合わせてy方向の参照位置を補正する（Ｓ６０１１）。Ｓ６０１１の処理はすでに説明しているため、説明を省略する。
　以上により、CTUの大きさが128x128画素の場合において、参照ブロックが参照可能領域の外部に位置していたとしても、参照位置を補正して参照可能となる。また、参照可能領域を２つに分解してそれぞれの参照位置を補正することで、処理を簡易化して演算量を削減することが出来る。ここでは、一方の参照可能領域（６３０１）を参照可能領域Ａとし、他方の参照可能領域（６３０２）を参照可能領域Ｂとしている。代わりに、参照可能領域Ａと参照可能領域Ｂを入れ替えて、一方の参照可能領域（６３０１）を参照可能領域Ｂとし、他方の参照可能領域（６３０２）を参照可能領域Ａとして処理しても良い。
　本実施例では、CTUの大きさが128x128画素か否かを判定し（Ｓ６００２）、処理を切り替えている。これは、イントラブロックコピー基準ブロックが、符号化ツリーブロックを４分割した単位か否か判定するようにしても良いし、CTUの大きさが符号化ブロックの最大サイズより大きいか否かを判定するようにしても良い。
　以上に述べた全ての実施の形態は、複数を組み合わせても良い。
　以上に述べた全ての実施の形態において、画像符号化装置が出力するビットストリームは、実施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号することができるように特定のデータフォーマットを有している。ビットストリームは、ＨＤＤ、ＳＳＤ、フラッシュメモリ、光ディスク等のコンピュータ等で読み解き可能な記録媒体に記録して提供しても良いし、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供しても良い。従って、この画像符号化装置に対応する画像復号装置は、提供手段によらず、この特定のデータフォーマットのビットストリームを復号することができる。
　画像符号化装置と画像復号装置の間でビットストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、通信路の伝送形態に適したデータ形式にビットストリームを変換して伝送してもよい。その場合、画像符号化装置が出力するビットストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネットワークに送信する送信装置と、ネットワークから符号化データを受信してビットストリームに復元して画像復号装置に供給する受信装置とが設けられる。送信装置は、画像符号化装置が出力するビットストリームをバッファするメモリと、ビットストリームをパケット化するパケット処理部と、ネットワークを介してパケット化された符号化データを送信する送信部とを含む。受信装置は、ネットワークを介してパケット化された符号化データを受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、符号化データをパケット処理してビットストリームを生成し、画像復号装置に提供するパケット処理部とを含む。
　画像符号化装置と画像復号装置の間でビットストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、送信装置、受信装置に加え、さらに、送信装置が送信する符号化データを受信し、受信装置に供給する中継装置が設けられても良い。中継装置は、送信装置が送信するパケット化された符号化データを受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、パケットされた符号化データとネットワークに送信する送信部とを含む。さらに、中継装置は、パケット化された符号化データをパケット処理してビットストリームを生成する受信パケット処理部と、ビットストリームを蓄積する記録媒体と、ビットストリームをパケット化する送信パケット処理部を含んでも良い。
　また、画像復号装置で復号された画像を表示する表示部を構成に追加することで、表示装置としても良い。その場合、表示部は、復号画像信号重畳部２０７により生成され、復号画像メモリ２０８に格納された復号画像信号を読み出して画面に表示する。
　また、撮像部を構成に追加し、撮像した画像を画像符号化装置に入力することで、撮像装置としても良い。その場合、撮像部は、撮像した画像信号をブロック分割部１０１に入力する。
　図３７に、本実施の形態の符号化復号装置のハードウェア構成の一例を示す。符号化復号装置は、本発明の実施の形態に係る画像符号化装置、および画像復号装置の構成を包含する。係る符号化復号装置９０００は、ＣＰＵ９００１、コーデックＩＣ９００２、Ｉ／Ｏインターフェース９００３、メモリ９００４、光学ディスクドライブ９００５、ネットワークインターフェース９００６、ビデオインターフェース９００９を有し、各部はバス９０１０により接続される。
　画像符号化部９００７と画像復号部９００８は、典型的にはコーデックＩＣ９００２として実装される。本発明の実施の形態に係る画像符号化装置の画像符号化処理は、画像符号化部９００７により実行され、本発明の実施の形態に係る画像復号装置における画像復号処理は、画像復号部９００８により実行される。Ｉ／Ｏインターフェース９００３は、例えばＵＳＢインターフェースにより実現され、外部のキーボード９１０４、マウス９１０５等と接続する。ＣＰＵ９００１は、Ｉ／Ｏインターフェース９００３を介して入力したユーザー操作に基づき、ユーザーの所望する動作を実行するように符号化復号装置９０００を制御する。キーボード９１０４、マウス９１０５等によるユーザーの操作としては、符号化、復号のどちらの機能を実行するかの選択、符号化品質の設定、ビットストリームの入出力先、画像の入出力先等がある。
　ユーザーがディスク記録媒体９１００に記録された画像を再生する操作を所望する場合、光学ディスクドライブ９００５は、挿入されたディスク記録媒体９１００からビットストリームを読出し、読み出したビットストリームを、バス９０１０を介してコーデックＩＣ９００２の画像復号部９００８に送る。画像復号部９００８は入力したビットストリームに対して本発明の実施の形態に係る画像復号装置における画像復号処理を実行し、復号画像を、ビデオインターフェース９００９を介して外部のモニタ９１０３へ送る。また、符号化復号装置９０００は、ネットワークインターフェース９００６を有し、ネットワーク９１０１を介して、外部の配信サーバ９１０６や、携帯端末９１０７と接続可能である。ユーザーがディスク記録媒体９１００に記録された画像に変えて、配信サーバ９１０６や携帯端末９１０７に記録された画像を再生することを所望する場合は、ネットワークインターフェース９００６は、入力されたディスク記録媒体９１００からビットストリームを読出すことに変えて、ネットワーク９１０１よりビットストリームを取得する。また、ユーザーがメモリ９００４に記録された画像を再生することを所望する場合は、メモリ９００４に記録されたビットストリームに対して、本発明の実施の形態に係る画像復号装置における画像復号処理を実行する。
　ユーザーが外部のカメラ９１０２で撮像した画像を符号化しメモリ９００４に記録する操作を所望する場合、ビデオインターフェース９００９は、カメラ９１０２から画像を入力し、バス９０１０を介し、コーデックＩＣ９００２の画像符号化部９００７に送る。画像符号化部９００７は、ビデオインターフェース９００９を介して入力した画像に対して本発明の実施の形態に係る画像符号化装置における画像符号化処理を実行し、ビットストリームを作成する。そしてビットストリームを、バス９０１０を介し、メモリ９００４へ送る。ユーザーがメモリ９００４に変えて、ディスク記録媒体９１００にビットストリームを記録することを所望する場合は、光学ディスクドライブ９００５は、挿入されたディスク記録媒体９１００に対しビットストリームの書き出しを行う。
　画像符号化装置を有し画像復号装置を有さないハードウェア構成や、画像復号装置を有し画像符号化装置を有さないハードウェア構成を実現することも可能である。そのようなハードウェア構成は、例えばコーデックＩＣ９００２が、画像符号化部９００７、または画像復号部９００８にそれぞれ置き換わることにより実現される。
　以上の符号化及び復号に関する処理は、ハードウェアを用いた伝送、蓄積、受信装置として実現しても良いのは勿論のこと、ＲＯＭ（リード・オンリー・メモリ）やフラッシュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによって実現しても良い。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムをコンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供しても良いし、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供しても良いし、地上波あるいは衛星ディジタル放送のデータ放送として提供しても良い。
　以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
　本発明は、画像をブロックに分割して予測を行う画像符号化及び復号技術に利用できる。
　１００　画像符号化装置、　１０１　ブロック分割部、　１０２　インター予測部、　１０３　イントラ予測部、１０４　復号画像メモリ、　１０５　予測方法決定部、　１０６　残差生成部、　１０７　直交変換・量子化部、　１０８　ビット列符号化部、　１０９　逆量子化・逆直交変換部、　１１０　復号画像信号重畳部、　１１１　符号化情報格納メモリ、　２００　画像復号装置、　２０１　ビット列復号部、　２０２　ブロック分割部、　２０３　インター予測部、　２０４　イントラ予測部、　２０５　符号化情報格納メモリ、　２０６　逆量子化・逆直交変換部、　２０７　復号画像信号重畳部、　２０８　復号画像メモリ。

Claims (6)

  1. 　符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出部と、
    　前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択部と、
    　前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正部とを備え、
    　前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する画像符号化装置。
  2. 　符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出ステップと、
    　前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
    　前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップとを備え、
    　前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する画像符号化方法。
  3. 　符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出ステップと、
    　前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
    　前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップとを備え、
    　前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する画像符号化プログラム。
  4. 　符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出部と、
    　前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択部と、
    　前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正部とを備え、
    　前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する画像復号装置。
  5. 　符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出ステップと、
    　前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
    　前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップとを備え、
    　前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する画像復号方法。
  6. 　符号化情報格納メモリに格納された符号化情報から処理対象ピクチャ内の処理対象ブロックのブロックベクトル候補を導出するブロックベクトル候補導出ステップと、
    　前記ブロックベクトル候補から選択ブロックベクトルを選択する選択ステップと、
    　前記選択ブロックベクトルにより参照する参照ブロックについて、参照可能領域の内部を参照するように前記参照ブロックの参照位置を補正する参照位置補正ステップとを備え、
    　前記参照ブロックの参照位置に基づいて、前記処理対象ピクチャ内の復号済み画素を、前記処理対象ブロックの予測値として復号画像メモリから取得する画像復号プログラム。
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