特許 5974899 映像復号装置、映像復号方法及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5974899

(24)【登録日】2016年7月29日

(45)【発行日】2016年8月23日

(54)【発明の名称】映像復号装置、映像復号方法及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 19/109 20140101AFI20160809BHJP

   H04N 19/176 20140101ALI20160809BHJP

   H04N 19/44 20140101ALI20160809BHJP

   H04N 19/463 20140101ALI20160809BHJP

   H04N 19/70 20140101ALI20160809BHJP

【ＦＩ】

   H04N19/109

   H04N19/176

   H04N19/44

   H04N19/463

   H04N19/70

【請求項の数】3

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2012-552666(P2012-552666)

(86)(22)【出願日】2012年1月5日

(86)【国際出願番号】JP2012000045

(87)【国際公開番号】WO2012096146

(87)【国際公開日】20120719

【審査請求日】2014年12月3日

(31)【優先権主張番号】特願2011-4963(P2011-4963)

(32)【優先日】2011年1月13日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000004237

【氏名又は名称】日本電気株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103090

【弁理士】

【氏名又は名称】岩壁 冬樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124501

【弁理士】

【氏名又は名称】塩川 誠人

(72)【発明者】

【氏名】先崎 健太

(72)【発明者】

【氏名】仙田 裕三

(72)【発明者】

【氏名】蝶野 慶一

(72)【発明者】

【氏名】青木 啓史

【審査官】 坂東 大五郎

(56)【参考文献】

【文献】 鈴木芳典，適応的動きベクトル符号化方式を用いたメモリアクセス低減，電子情報通信学会技術研究報告，日本，社団法人電子情報通信学会，２００３年１２月１１日，Ｖｏｌ．１０３，Ｎｏ．５１３，ｐｐ．３５〜４０

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ １９／００−１９／９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

インター予測を用いて映像復号を行う映像復号装置であって、
所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数と、前記所定面積の画像ブロックに含まれる復号済みＣＵの動きベクトルの本数との関係に基づいて、復号対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプのインター予測方向の候補を制限する復号制御手段を備えることを特徴とする映像復号装置。

【請求項2】

インター予測を用いて映像復号を行う映像復号方法であって、
所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数と、前記所定面積の画像ブロックに含まれる復号済みＣＵの動きベクトルの本数との関係に基づいて、復号対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプのインター予測方向の候補を制限することを特徴とする映像復号方法。

【請求項3】

インター予測を用いて映像復号を行うコンピュータに、
所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数と、前記所定面積の画像ブロックに含まれる復号済みＣＵの動きベクトルの本数との関係に基づいて、復号対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプのインター予測方向の候補を制限する処理を実行させるための映像復号プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、階層構造の符号化ユニットを用いる映像復号装置、映像復号方法及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

非特許文献１は、一般的な映像符号化方式及び映像復号方式を開示している。

【0003】

非特許文献１に記載されている映像符号化装置は、図１７に示すように構成される。以下、図１７に示される映像符号化装置を一般的な映像符号化装置と呼ぶ。

【0004】

図１７参照して、ディジタル化された映像の各フレームを入力としてビットストリームを出力する、一般的な映像符号化装置の構成と動作を説明する。

【0005】

図１７に示された映像符号化装置は、変換／量子化器１０１、エントロピー符号化器１０２、逆変換／逆量子化器１０３、バッファ１０４、予測器１０５、多重化器１０６、及び符号化制御器１０８を備える。

【0006】

図１７に示す映像符号化装置は、フレームをマクロブロック（ＭＢ：Macro Block ）と呼ばれる１６×１６画素サイズのブロックに分割し、フレームの左上から順に各ＭＢを符号化する。

【0007】

図１８は、フレームの空間解像度がＱＣＩＦ（Quarter Common Intermediate Format）の場合のブロック分割の例を示す説明図である。以下、説明の簡略化のために、輝度の画素値のみに着目して各装置の動作を説明する。

【0008】

ブロックに分割された入力映像は、予測器１０５から供給される予測信号が減じられて予測誤差画像となり、変換／量子化器１０１に入力される。予測信号には、イントラ予測信号とインター予測信号の２種類がある。なお、インター予測信号を、フレーム間予測信号とも呼ぶ。

【0009】

それぞれの予測信号を説明する。イントラ予測信号は、バッファ１０４に格納された現在のピクチャと表示時刻が同一である再構築ピクチャの画像に基づいて生成される予測信号である。

【0010】

非特許文献１の8.3.1 Intra_４×４ prediction process for luma samples、8.3.2 Intra_８×８ prediction process for luma samples、及び8.3.3 Intra_１６×１６ prediction process for luma samplesを引用すると、３種類のブロックサイズのイントラ予測Intra_４×４、Intra_８×８、Intra_１６×１６がある。

【0011】

Intra_４×４とIntra_８×８は、図１９の（ａ）と（ｃ）を参照すると、それぞれ４×４ブロックサイズと８×８ブロックサイズのイントラ予測であることが分かる。ただし、図面の丸（○）はイントラ予測に用いる参照画素、つまり、現在のピクチャと表示時刻が同一である再構築ピクチャの画素である。

【0012】

Intra_４×４のイントラ予測では、再構築した周辺画素をそのまま参照画素として、図１９の（ｂ）に示す９種類の方向に参照画素をパディング（外挿）して予測信号が形成される。Intra_８×８のイントラ予測では、図１９の（ｃ）の右矢印の下に記載のローパスフィルタ（１／２，１／４，１／２）によって再構築ピクチャの画像の周辺画素を平滑化した画素を参照画素として、図１９の（ｂ）に示す９種類の方向に参照画素を外挿して予測信号が形成される。

【0013】

一方、Intra_１６×１６は、図２０の（ａ）を参照すると、１６×１６ブロックサイズのイントラ予測であることが分かる。図１９の場合と同様に図面の丸（○）はイントラ予測に用いる参照画素、つまり、現在のピクチャと表示時刻が同一である再構築ピクチャの画素である。Intra_１６×１６のイントラ予測では、再構築ピクチャの画像の周辺画素をそのまま参照画素として、図２０の（ｂ）に示す４種類の方向に参照画素を外挿して予測信号が形成される。

【0014】

以下、イントラ予測信号を用いて符号化されるＭＢ及びブロックをそれぞれイントラＭＢ及びイントラブロックと呼ぶ。イントラ予測のブロックサイズをイントラ予測ブロックサイズと呼ぶ。また、外挿の方向をイントラ予測方向と呼ぶ。なお、イントラ予測ブロックサイズ及びイントラ予測方向は、イントラ予測に関する予測パラメータである。

【0015】

インター予測信号は、バッファ１０４に格納された現在のピクチャと表示時刻が異なる再構築ピクチャの画像から生成される予測信号である。以下、インター予測信号を用いて符号化されるＭＢ及びブロックをそれぞれインターＭＢ及びインターブロックと呼ぶ。インター予測のブロックサイズ（インター予測ブロックサイズ）として、例えば、１６×１６，１６×８，８×１６，８×８，８×４，４×８，４×４を選択することができる。

【0016】

図２１は、１６×１６のブロックサイズを例にしたインター予測の例を示す説明図である。図２１に示す動きベクトルＭＶ＝（mv_x，mv_y）は、符号化対象ブロックに対する参照ピクチャのインター予測ブロック（インター予測信号）の平行移動量を示す、インター予測の予測パラメータである。ＡＶＣでは、符号化対象ブロックの符号化対象ピクチャに対するインター予測信号の参照ピクチャの方向を表すインター予測の方向に加えて、符号化対象ブロックのインター予測に用いる参照ピクチャを同定するための参照ピクチャインデックスもインター予測の予測パラメータである。ＡＶＣでは、バッファ１０４に格納された複数枚の参照ピクチャをインター予測に利用できるからである。

【0017】

ＡＶＣのインター予測では、１／４画素精度で動きベクトルを求めることができる。図２２は、動き補償予測における輝度信号の補間処理を示す説明図である。図２２において、Ａは整数画素位置の画素信号、ｂ、ｃ、ｄは１／２画素精度の小数画素位置の画素信号、ｅ_１、ｅ_２、ｅ_３は１／４画素精度の小数画素位置の画素信号を表わす。画素信号ｂは、水平方向の整数画素位置の画素に対して６タップのフィルタを適用して生成される。同様に、画素信号ｃは、垂直方向の整数画素位置の画素に対して６タップのフィルタを適用して生成される。画素信号ｄは、水平又は垂直方向の１／２画素精度の小数画素位置の画素に対して６タップのフィルタを適用して生成される。６タップのフィルタ係数は[1, -5, 20, 20, -5, 1]/32 で表される。画素信号ｅ_１、ｅ_２、及びｅ_３は、それぞれ、近傍の整数画素位置又は小数画素画素位置の画素に対して２タップフィルタ[1, 1]/2を適用して生成される。

【0018】

イントラＭＢのみで符号化されたピクチャはＩピクチャと呼ばれる。イントラＭＢだけでなくインターＭＢも含めて符号化されたピクチャはＰピクチャと呼ばれる。インター予測に１枚の参照ピクチャだけでなく、さらに同時に２枚の参照ピクチャを用いるインターＭＢを含めて符号化されたピクチャはＢピクチャと呼ばれる。また、Ｂピクチャにおいて、符号化対象ブロックの符号化対象ピクチャに対するインター予測信号の参照ピクチャの方向が過去のインター予測を前方向予測、符号化対象ブロックの符号化対象ピクチャに対するインター予測信号の参照ピクチャの方向が未来のインター予測を後方向予測、過去と未来を含む参照ピクチャを同時に２枚用いるインター予測を双方向予測とそれぞれ呼ぶ。なお、インター予測の方向（インター予測方向）は、インター予測の予測パラメータである。

【0019】

予測器１０５は、符号化制御器１０８の指示に応じて、入力映像の信号と予測信号とを比較して、予測誤差画像ブロックのエネルギーが最小となる予測パラメータを決定する。符号化制御器１０８は、決定した予測パラメータをエントロピー符号化器１０２に供給する。

【0020】

変換／量子化器１０１は、予測誤差画像を周波数変換し、周波数変換係数を得る。

【0021】

さらに、変換／量子化器１０１は、所定の量子化ステップ幅Ｑs で、周波数変換係数を量子化する。以下、量子化された周波数変換係数を変換量子化値と呼ぶ。

【0022】

エントロピー符号化器１０２は、予測パラメータと変換量子化値をエントロピー符号化する。予測パラメータは、上述した予測モード（イントラ予測、インター予測）、イントラ予測ブロックサイズ、イントラ予測方向、インター予測ブロックサイズ、及び動きベクトルなど、ＭＢ及びブロックの予測に関連した情報である。

【0023】

逆変換／逆量子化器１０３は、量子化ステップ幅Ｑs で、変換量子化値を逆量子化する。さらに、逆変換／逆量子化器１０３は、逆量子化した周波数変換係数を逆周波数変換する。逆周波数変換された再構築予測誤差画像は、予測信号が加えられて、バッファ１０４に供給される。

【0024】

バッファ１０４は、供給される再構築画像を格納する。１フレーム分の再構築画像を再構築ピクチャと呼ぶ。

【0025】

多重化器１０６は、エントロピー符号化器１０２の出力データ、及び符号化パラメータを多重化して出力する。

【0026】

上述した動作に基づいて、映像符号化装置における多重化器１０６は、ビットストリームを生成する。

【0027】

非特許文献１に記載されている映像復号装置は、図２３に示すように構成される。以下、図２３に示される映像復号装置を一般的な映像復号装置と呼ぶ。

【0028】

図２３を参照して、ビットストリームを入力として復号された映像フレームを出力する、一般的な映像復号装置の構成と動作を説明する。

【0029】

図２３に示された映像復号装置は、多重化解除器２０１、エントロピー復号器２０２、逆変換／逆量子化器２０３、予測器２０４、及びバッファ２０５を備える。

【0030】

多重化解除器２０１は、入力されるビットストリームを多重化解除して、エントロピー符号化された映像ビットストリームを抽出する。

【0031】

エントロピー復号器２０２は、映像ビットストリームをエントロピー復号する。エントロピー復号器２０２は、ＭＢ及びブロックの予測パラメータ及び変換量子化値をエントロピー復号し、逆変換／逆量子化器２０３及び予測器２０４に供給する。

【0032】

逆変換／逆量子化器２０３は、量子化ステップ幅で、変換量子化値を逆量子化する。さらに、逆変換／逆量子化器２０３は、逆量子化した周波数変換係数を逆周波数変換する。

【0033】

逆周波数変換後、予測器２０４は、エントロピー復号したＭＢ及びブロックの予測パラメータに基づいて、バッファ２０５に格納された再構築ピクチャの画像を用いて予測信号を生成する。

【0034】

予測信号生成後、逆変換／逆量子化器２０３で逆周波数変換された再構築予測誤差画像は、予測器２０４から供給される予測信号が加えられて、再構築画像としてバッファ２０５に供給される。

【0035】

そして、バッファ２０５に格納された再構築ピクチャがデコード画像（デコード映像）として出力される。

【0036】

上述した動作に基づいて、一般的な映像復号装置はデコード画像を生成する。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0037】

【非特許文献1】ISO/IEC 14496-10 Advanced Video Coding

【非特許文献2】"Test Model under Consideration", Document: JCTVC-B205, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 2nd Meeting: Geneva, CH, 21-28 July, 2010

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0038】

ところで、非特許文献２はTest Model under Consideration方式（ＴＭｕＣ方式）を開示している。ＴＭｕＣ方式は、非特許文献１に開示された方式とは異なり、図２４に示す階層構造の符号化ユニット（Coding Tree Block （ＣＴＢ））を用いる。本明細書において、ＣＴＢのブロックをCoding Unit （ＣＵ：符号化ユニット）と呼ぶ。

【0039】

なお、最大のＣＵをLargest Coding Unit （ＬＣＵ）、最小のＣＵをSmallest Coding Unit（ＳＣＵ）と呼ぶ。また、ＴＭｕＣ方式においては、ＣＵに対する予測ユニットとしてPrediction Unit （ＰＵ）という概念（図２５参照）が導入されている。ＰＵは予測の基本単位であり、図２５に示される｛２Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、ｎＬ×２Ｎ、ｎＲ×２Ｎ｝の８種類のＰＵパーティションタイプが定義されている。インター予測が用いられるＰＵをインターＰＵ、イントラ予測が用いられるＰＵをイントラＰＵと呼ぶ。インター予測が用いられるＰＵパーティションをインターＰＵパーティション、イントラ予測が用いられるＰＵパーティションをイントラＰＵパーティションと呼ぶ。イントラＰＵパーティションは図２５に示された形状のうち２Ｎ×２Ｎ、及びＮ×Ｎの正方形のみがサポートされている。以下、ＣＵ及びＰＵの１辺の長さをそれぞれＣＵサイズ及びＰＵサイズと呼ぶ。

【0040】

また、ＴＭｕＣ方式では小数精度の予測画像を求めるために最大で１２タップのフィルタを用いることができる。画素位置とフィルタの係数の関係は以下のとおりである。

【0041】

【表1】

【0042】

画素位置について、図２６を用いて説明する。図２６において、Ａ、Ｅが整数画素位置の画素であるとする。このとき、ｂが１／４画素位置の画素、ｃが１／２画素位置の画素、ｄが３／４画素位置の画素である。垂直方向も同様となる。

【0043】

図２２に示す画素ｂ又は画素ｃは、水平又は垂直方向の１／２画素位置用フィルタを１回適用することによって生成される。画素ｅ_１は１／４画素位置用のフィルタを１回適用することによって生成される。

【0044】

図２７を参照して、画素ｅ_２や画素ｅ_３のように、その画素位置が水平垂直両方とも小数精度位置であり、そのうち少なくともどちらかが１／４画素位置である場合の小数画素生成の例を説明する。図２７において、画素Ａが整数画素位置の画素、画素ｃが求めたい小数画素位置の画素であるとする。このとき、まず、画素ｂが垂直方向の１／４画素位置用フィルタを適用することによって生成される。続いて、画素ｃが、小数画素ｂに対して、水平方向の３／４画素位置用フィルタを適用することによって生成される。なお、非特許文献２の8.3 Interpolation Methods には、小数画素生成のより詳細な説明が記載されている。

【0045】

ＴＭｕＣ方式ではすべての階層のＣＵのＰＵヘッダでＰＵパーティションタイプを示すシンタクス（非特許文献２の4.1.10 Prediction unit syntax の表記に従えば、イントラ予測の場合はintra_split_flag、インター予測の場合はinter_partitioning_idc）を出力ビットストリームに埋め込む。以後、intra_split_flagシンタクスをイントラＰＵパーティションタイプシンタクス、inter_partitioning_idcシンタクスをインターＰＵパーティションタイプシンタクスと呼ぶ。

【0046】

それぞれのＬＣＵ内に小さいサイズのＣＵが多く存在するとき、ビットストリームに含まれるインターＰＵパーティションタイプシンタクスのビット数の率が高くなり、圧縮映像の品質が低下する課題がある。

【0047】

また、ＴＭｕＣ方式ではインターＰＵパーティションのサイズが小さいほど、参照ピクチャに対するメモリアクセスが増加し、メモリ帯域を圧迫する課題がある。特に、ＴＭｕＣ方式では１２タップのフィルタを用いて小数画素を生成するため、メモリ帯域をより圧迫する。

【0048】

図２８は、１２タップフィルタを用いるときのメモリアクセス領域を説明するための説明図である。図２８（Ａ）はＮ×ＮのＰＵパーティションタイプが選択されたときの、１つのインターＰＵパーティションのメモリアクセス領域、図２８（Ｂ）は２Ｎ×２ＮのインターＰＵパーティションタイプが選択されたときのメモリアクセス領域を表わす。

【0049】

Ｎ×Ｎが選択されたとき、図２８（Ａ）における破線で囲まれたサイズのメモリアクセスを０，１，２，３のインターＰＵパーティションごとに計４回行うため、メモリアクセス量は、４（Ｎ＋１１）^２＝４Ｎ^２＋８８Ｎ＋４８４に参照ピクチャのビット量を乗算した値になる。２Ｎ×２ＮのインターＰＵパーティションのメモリアクセス量が（２Ｎ＋１１）^２＝４Ｎ^２＋４４Ｎ＋１２１に参照ピクチャのビット量を乗算した値であることから、Ｎ×ＮのインターＰＵパーティションのメモリアクセス量は２Ｎ×２Ｎのメモリアクセス量よりも大きくなる。

【0050】

例えば、Ｎ＝４、片方向予測、画素値のビット精度が８ｂｉｔのときの８×８ ＣＵにおけるインターＰＵのメモリアクセス量を考える。２Ｎ×２ＮのインターＰＵパーティションにおけるメモリアクセス量は１９×１９×１×８ｂｉｔ ＝ ２８８８ｂｉｔであるのに対し、Ｎ×ＮのインターＰＵパーティションにおけるメモリアクセス量は１５×１５×４×８ｂｉｔ ＝７２００ｂｉｔとなり、約２．５倍のメモリアクセス量となる。

【0051】

さらに、ＬＣＵ単位では、ＬＣＵのブロックサイズが１２８×１２８のとき、ＬＣＵを１個のインターＰＵパーティションで予測するときのメモリアクセス量は１３９×１３９×１×８ｂｉｔ＝１５４５６８ｂｉｔであるのに対して、ＬＣＵを全て４×４インターＰＵパーティションで予測するとき（すなわち、ＬＣＵを１０２４個のインターＰＵパーティションで予測するとき）のメモリアクセス量は１５×１５×１０２４×８ｂｉｔ＝１８４３２００ｂｉｔとなり、約１２倍のメモリアクセス量となる。

【0052】

本発明は、所定面積当たりのメモリ帯域を削減することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0054】

本発明による映像復号装置は、インター予測を用いて映像復号を行う映像復号装置であって、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数と、所定面積の画像ブロックに含まれる復号済みＣＵの動きベクトルの本数との関係に基づいて、復号対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプのインター予測方向の候補を制限する復号制御手段を備えることを特徴とする。

【0056】

本発明による映像復号方法は、インター予測を用いて映像復号を行う映像復号方法であって、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数と、所定面積の画像ブロックに含まれる復号済みＣＵの動きベクトルの本数との関係に基づいて、復号対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプのインター予測方向の候補を制限することを特徴とする。

【0058】

本発明による映像復号プログラムは、インター予測を用いて映像復号を行うコンピュータに、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数と、所定面積の画像ブロックに含まれる復号済みＣＵの動きベクトルの本数との関係に基づいて、復号対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプのインター予測方向の候補を制限する処理を実行させることを特徴とする。

【発明の効果】

【0059】

本発明によれば、所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数に基づいて、使用可能なインターＰＵパーティションを制限することによって、所定面積当たりのメモリ帯域を削減できる。

【0060】

また、所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数に基づいて、インター予測方向を制限することによって、所定面積当たりのメモリ帯域を削減できる。

【図面の簡単な説明】

【0061】

【図1】第１の実施形態の映像符号化装置のブロック図である。

【図2】第１の実施形態の符号化制御器における予測パラメータ決定の動作を示すフローチャートである。

【図3】ＰＵパーティションタイプの候補決定の動作を示すフローチャートである。

【図4】ＰＵのパーティションごとのインター予測方向の候補決定の動作を示すフローチャートである。

【図5】シーケンスパラメータセットにおける、所定面積に関する情報、及び、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に関する情報を示すリストの説明図である。

【図6】ＰＵヘッダ書き込みの動作を示すフローチャートである。

【図7】ＰＵシンタクスにおけるinter_partitioning_idcシンタクスに関する情報を示すリストの説明図である。

【図8】第３の実施形態の映像復号装置のブロック図である。

【図9】ＰＵヘッダ読み込みの動作を示すフローチャートである。

【図10】ピクチャパラメータセットにおける、所定面積に関する情報、及び、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に関する情報を示すリストの説明図である。

【図11】スライスヘッダにおける、所定面積に関する情報、及び、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの本数に関する情報を示すリストの説明図である。

【図12】第４の実施形態の映像復号装置のブロック図である。

【図13】エラー検出の動作を示すフローチャートである。

【図14】本発明による映像符号化装置及び映像復号装置の機能を実現可能な情報処理システムの構成例を示すブロック図である。

【図15】本発明による映像符号化装置の主要部を示すブロック図である。

【図16】本発明による映像復号装置の主要部を示すブロック図である。

【図17】一般的な映像符号化装置のブロック図である。

【図18】ブロック分割の例を示す説明図である。

【図19】Intra_４×４とIntra_８×８のイントラ予測を説明するための説明図である。

【図20】Intra_１６×１６のイントラ予測を説明するための説明図である。

【図21】インター予測の例を示す説明図である。

【図22】動き補償予測における輝度信号の補間処理を示す説明図である。

【図23】一般的な映像復号装置のブロック図である。

【図24】ＣＴＢを説明するための説明図である。

【図25】ＰＵを説明するための説明図である。

【図26】小数画素位置を説明するための説明図である。

【図27】ＴＭｕＣ方式の１２タップフィルタを用いた小数画素生成方法を説明するための説明図である。

【図28】ＴＭｕＣ方式の１２タップフィルタを用いて小数画素を生成するときのメモリアクセス範囲を説明するための説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0062】

上述した一般的技術の課題を解決するために、本発明では、所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数に基づいて、符号化対象ＣＵのインターＰＵパーティション、及び、インター予測方向を制限することで課題を解決する。本発明の一例では、所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数に基づいて、インターＰＵパーティションタイプの候補、及び、インター予測方向の候補をそれぞれ制限することで課題を解決する。本発明の別の一例では、ＰＵヘッダのインターＰＵパーティションタイプシンタクス伝送を制限することによって課題を解決する。本発明の上記の例によって、ビットストリームに含まれるインターＰＵパーティションタイプシンタクスのビット数の率を低く抑えて圧縮映像の品質を向上させつつ、メモリ帯域を抑制できる。

【0063】

なお、本明細書では、所定面積は、例えば１つのＬＣＵ、又は連続する複数個のＬＣＵを意味する。

【0064】

実施形態１．
第１の実施形態では、所定面積（画像における所定領域）の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数と上記の所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数とに基づいて、インターＰＵパーティションタイプとインター予測方向を制御する符号化制御手段、及び、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に関する情報を映像復号装置にシグナリングするための、所定面積に関する情報と所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に関する情報をビットストリームに埋め込む手段を備える映像符号化装置を示す。

【0065】

本実施形態では、所定面積を連続するnumSucLcu 個のＬＣＵ（１個以上のＬＣＵ）、所定面積あたりに許容する動きベクトルの最大本数をmaxNumMV、所定面積内の符号化済みＣＵに含まれる動きベクトルの本数をcurrNumMV とする。

【0066】

図１に示すように、本実施形態の映像符号化装置は、図１７に示された一般的な映像符号化装置と同様に、変換／量子化器１０１、エントロピー符号化器１０２、逆変換／逆量子化器１０３、バッファ１０４、予測器１０５、多重化器１０６、及び符号化制御器１０７を備える。

【0067】

図１に示す本実施形態の映像符号化装置では、図１７に示す映像符号化装置とは異なり、numSucLcu 、及び、maxNumMVに基づいて、インターＰＵパーティションタイプ、及び、インター予測方向を制御するために、numSucLcu とmaxNumMVが符号化制御器１０７に供給されている。さらに、numSucLcu 及びmaxNumMVを映像復号装置にシグナリングするために、numSucLcu 及びmaxNumMVが多重化器１０６にも供給されている。

【0068】

符号化制御器１０７は、符号化歪み（入力信号と再構築ピクチャの誤差画像のエネルギー）と発生ビット量から計算されるコスト（Rate-Distortion コスト：R-D コスト）を予測器１０５に計算させる。符号化制御器１０７は、R-D コストが最小となる、ＣＵ分割形状（図２４に示したように、split_coding_unit_flagによって決定する分割形状）、及び、各ＣＵの予測パラメータを決定する。符号化制御器１０７は、決定したsplit_coding_unit_flag及び各ＣＵの予測パラメータを予測器１０５及びエントロピー符号化器１０２に供給する。予測パラメータは、予測モード（pred_mode ）、イントラＰＵパーティションタイプ（intra_split_flag）、イントラ予測方向、インターＰＵパーティションタイプ（inter_partitioning_idc）、及び動きベクトルなど、符号化対象ＣＵの予測に関連した情報である。

【0069】

ただし、本実施形態の符号化制御器１０７は、一例として、numSucLcu 及びmaxNumMVに基づいて、ＰＵパーティションタイプを制御する。４<=maxNumMV - currNumMVのとき、本実施形態の符号化制御器１０７は、予測パラメータとして最適なＰＵパーティションタイプを、イントラ予測｛２Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ｝、インター予測全セットの計１０種類から選択する。２<= maxNumMV - currNumMV < ４のとき、符号化制御器１０７は、予測パラメータとして最適なＰＵパーティションタイプを、イントラ予測｛２Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ｝、インター予測｛２Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、ｎＬ×２Ｎ、ｎＲ×２Ｎ｝の９種類から選択する。１<= maxNumMV - currNumMV < ２のとき、符号化制御器１０７は、予測パラメータとして最適なＰＵパーティションタイプを、イントラ予測｛２Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ｝、インター予測｛２Ｎ×２Ｎ｝の３種類から選択する。maxNumMV - currNumMV <１のとき、符号化制御器１０７は、予測パラメータとして最適なＰＵパーティションタイプを、イントラ予測｛２Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ｝の２種類から選択する。

【0070】

さらに、本実施形態の符号化制御器１０７は、maxNumMV及びcurrNumMV に基づいて、インター予測方向の候補を制御する。例えば、符号化制御器１０７は、選択対象となる２Ｎ×２Ｎ インターＰＵパーティションに対して、２ <= maxNumMV - currNumMVのとき、予測パラメータであるインター予測方向を｛前、後、双｝から選択する。１<= maxNumMV - currNumMV < ２のとき、符号化制御器１０７は、予測パラメータであるインター予測方向を｛前、後｝から選択する。なお、maxNumMV - currNumMV <１のとき、選択対象となるＰＵパーティションタイプはイントラである。

【0071】

図２は、各ＣＵの予測パラメータ決定に関する本実施形態の符号化制御器１０７の動作を示すフローチャートである。

【0072】

図２に示すように、符号化制御器１０７は、ステップＳ１０１で、ＰＵパーティションの候補を決定する。ステップＳ１０２で、符号化制御器１０７は、インター予測方向の候補を決定する。ステップＳ１０３で、ステップＳ１０１とステップＳ１０２で決定したＰＵパーティションタイプ及びインター予測方向の候補を用いて、R-D コストに基づき予測パラメータを決定する。ステップＳ１０４で、符号化制御器１０７は、ステップＳ１０２及びＳ１０３の処理で決定されたＰＵパーティションタイプ及びインター予測方向からcurrNumMV を更新する。

【0073】

符号化制御器１０７は、ステップＳ１０４の処理で、ＰＵパーティションタイプのインター予測方向が双方向予測である場合にはcurrNumMV=currNumMV+２とし、それ以外である場合にはcurrNumMV=currNumMV+１とcurrNumMV を更新する。

【0074】

図３は、図２におけるステップＳ１０１でＰＵパーティションタイプの候補を決定する動作を示すフローチャートである。

【0075】

符号化制御器１０７は、ステップＳ２０１で４ <= maxNumMV - currNumMVと判定したとき、ステップＳ２０２でＰＵパーティションタイプの候補をイントラ予測｛２Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ｝、インター予測全セットの１０種類に設定する。

【0076】

それ以外のとき、すなわちステップＳ２０１でmaxNumMV - currNumMV <４と判定したとき、符号化制御器１０７は、ステップＳ２０３で２<= maxNumMV - currNumMV < ４と判定したとき、ステップＳ２０４でＰＵパーティションタイプの候補をイントラ予測｛２Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ｝、インター予測｛２Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、ｎＬ×２Ｎ、ｎＲ×２Ｎ｝の９種類に設定する。

【0077】

それ以外の場合、すなわちステップＳ２０３でmaxNumMV - currNumMV < ２と判定した場合、符号化制御器１０７は、ステップＳ２０５で１ <= maxNumMV - currNumMV < ２と判定したとき、ステップＳ２０６でＰＵパーティションタイプの候補をイントラ予測｛２Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ｝、インター予測｛２Ｎ×２Ｎ｝の３種類に設定する。

【0078】

それ以外のとき、すなわちステップＳ２０５でmaxNumMV - currNumMV <１と判定したとき、符号化制御器１０７は、ＰＵパーティションタイプの候補をイントラ予測｛２Ｎ×２Ｎ、Ｎ×Ｎ｝の２種類に設定する。

【0079】

図４は、図２のステップＳ１０２でインター予測方向の候補を決定する動作を示すフローチャートである。以下、説明のため、ＰＵの各パーティションのインデックスをｉ、パーティション数をｍと表す。例えば、ＰＵパーティションタイプがＮ×Ｎのとき、ｍ＝４、インデックスｉは１， ２， ３， ４の値をとる。

【0080】

ステップＳ３０１で、符号化制御器１０７は、ｋ＝currNumMV 、ｍをＰＵのパーティション数とする。

【0081】

ステップＳ３０２で、符号化制御器１０７は、ＰＵパーティションのインデックスを表わす変数ｉを１に設定する。

【0082】

ステップＳ３０３で、maxNumMV - ｋ - （ｍ−ｉ） >= ２と判定したとき、符号化制御器１０７は、ステップＳ３０４で、パーティションｉのインター予測方向の候補を｛前、後、双｝に設定し、ステップＳ３０５でｋ＝ｋ＋２とする。

【0083】

それ以外の場合、すなわちステップＳ３０３で、maxNumMV - ｋ -（ｍ−ｉ）≦１と判定した場合、符号化制御器１０７は、ステップＳ３０６で、パーティションｉのインター予測方向の候補を｛前、後｝に設定し。ステップＳ３０７でｋ＝ｋ＋１とする。

【0084】

ステップＳ３０８でｉがｍと等しい場合には処理を終了する。

【0085】

それ以外の場合は、符号化制御器１０７は、ステップＳ３０９でｉ＝ｉ＋１と設定し、ステップＳ３０３に戻る。

【0086】

予測器１０５は、符号化制御器１０７が決定した各ＣＵの予測パラメータに対応する予測信号を選定する。

【0087】

符号化制御器１０７が決定した形状の各ＣＵの入力映像は、予測器１０５から供給される予測信号が減じられて予測誤差画像となり、変換／量子化器１０１に入力される。

【0088】

変換／量子化器１０１は、予測誤差画像を周波数変換し、周波数変換係数を得る。

【0089】

さらに、変換／量子化器１０１は、量子化ステップ幅Ｑs で、周波数変換係数を量子化し、変換量子化値を得る。

【0090】

エントロピー符号化器１０２は、符号化制御器１０７から供給されるsplit_coding_unit_flag（図２４参照）、予測パラメータ、及び変換／量子化器１０１から供給される変換量子化値をエントロピー符号化する。

【0091】

逆変換／逆量子化器１０３は、量子化ステップ幅Ｑs で、変換量子化値を逆量子化する。さらに、逆変換／逆量子化器１０３は、逆量子化した周波数変換係数を逆周波数変換する。逆周波数変換された再構築予測誤差画像は、予測信号が加えられて、バッファ１０４に供給される。

【0092】

多重化器１０６は、所定面積に関する情報、所定面積あたりに許容する動きベクトルの本数に関する情報、及びエントロピー符号化器１０３の出力データを多重化して出力する。非特許文献２の4.1.2 Sequence parameter set RBSP syntaxの表記に従えば、多重化器１０６は、図５に示すリストに表されるように、num_successive_largest_coding_unit（本実施形態においては、numSucLcu の値）、及び、max_num_motion_vector シンタクス（本実施形態においては、maxNumMVの値）を多重化する。

【0093】

上述した動作に基づいて、発明の映像符号化装置はビットストリームを生成する。

【0094】

本実施形態の映像符号化装置は、所定面積内で所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数より多くの動きベクトルが使用されないように、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数、及び、上記の所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数に基づいて符号化対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプ、及びインター予測方向を制御する符号化制御手段を備える。

【0095】

すなわち、映像符号化装置は、所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数が動きベクトルの最大本数未満のときに、符号化対象ＣＵのＰＵヘッダレイヤのインターＰＵパーティションタイプシンタクスを所定のインターＰＵパーティションタイプに設定してエントロピー符号化する。

【0096】

所定面積内で動きベクトルの最大本数より多くの動きベクトルが使用されないようにすることによってメモリ帯域が削減される。また、所定面積内で動きベクトルの最大本数より多くの動きベクトルが使用されないようにすることによって、シグナリングされるインターＰＵパーティションタイプシンタクスの個数が削減されるので、ビットストリームに占めるＰＵヘッダの符号量の割合が小さくなり映像の品質が改善する。

【0097】

各インターＰＵパーティションタイプの発生確率に偏りが生じ、エントロピーが減少するため、エントロピー符号化の効率が上がる。よって、メモリ帯域を削減しつつ圧縮映像の品質を保持できる。

【0098】

また、本実施形態の映像符号化装置は、所定面積に関する情報、及び、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に関する情報をビットストリームに埋め込む。よって、映像復号装置に所定面積に関する情報、及び、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数がシグナリングされるようになり、映像符号化装置と映像復号装置の相互運用性を高めることができる。

【0099】

実施形態２．
第２の実施形態の映像符号化装置は、外部設定される所定面積と所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に基づいて、インターＰＵパーティションタイプとインター予測方向を制御し、上記の所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数に基づいてインターＰＵパーティションタイプシンタクスのエントロピー符号化を制御する符号化制御手段、及び、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数と所定面積に許容する動きベクトルの本数とに関する情報を映像復号装置にシグナリングするための、所定面積に関する情報と所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に関する情報と所定面積あたりに許容する動きベクトルの本数に関する情報とをビットストリームに埋め込む手段を備える。

【0100】

本実施形態では、所定面積を連続するnumSucLcu 個のＬＣＵ、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数をmaxNumMV、所定面積内の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数をcurrNumMV とする。

【0101】

本実施形態の映像符号化装置の構成は、図１に示された第１の実施形態の映像符号化装置の構成と同様である。

【0102】

図１に示す本実施形態の映像符号化装置では、図１７に示す映像符号化装置とは異なり、numSucLcu 及びmaxNumMVに基づいて、インターＰＵパーティション、及び、インター予測方向を制御するために、numSucLcu とmaxNumMVが符号化制御器１０７に供給されている。さらに、numSucLcu 及びmaxNumMVを映像復号装置にシグナリングするために、numSucLcu 及びmaxNumMVが多重化器１０６にも供給されている。

【0103】

符号化制御器１０７は、符号化歪み（入力信号と再構築ピクチャの誤差画像のエネルギー）と発生ビット量から計算されるR-D コストを予測器１０５に計算させる。符号化制御器１０７は、R-D コストが最小となる、ＣＵ分割形状（図２４に示したように、split_coding_unit_flagによって決定する分割形状）、及び、各ＣＵの予測パラメータを決定する。符号化制御器１０７は、決定したsplit_coding_unit_flag及び各ＣＵの予測パラメータを予測器１０５及びエントロピー符号化器１０２に供給する。予測パラメータは、予測モード（pred_mode ）、イントラＰＵパーティションタイプ（intra_split_flag）、イントラ予測方向、インターＰＵパーティションタイプ（inter_partitioning_idc）、及び動きベクトルなど、符号化対象ＣＵの予測に関連した情報である。

【0104】

本実施形態の符号化制御器１０７は、第１実施形態と同様に、ＰＵパーティションタイプ及びインター予測方向の候補を決定する。符号化制御器１０７は、決定したＰＵパーティション及びインター予測方向の候補を用いて、R-D コストに基づき予測パラメータを決定する。

【0105】

ただし、本実施形態の符号化制御器１０７は、符号化対象ＣＵの予測モードがインター予測であり、かつ、maxNumMV - currNumMV≦１である場合は、inter_partitioning_idcをエントロピー符号化しないようにエントロピー符号化器１０２を制御する。

【0106】

予測器１０５は、符号化制御器１０７が決定した各ＣＵの予測パラメータに対応する予測信号を選定する。

【0107】

符号化制御器１０７が決定した形状の各ＣＵの入力映像は、予測器１０５から供給される予測信号が減じられて予測誤差画像となり、変換／量子化器１０１に入力される。

【0108】

変換／量子化器１０１は、予測誤差画像を周波数変換し、周波数変換係数を得る。

【0109】

さらに、変換／量子化器１０１は、量子化ステップ幅Ｑs で、周波数変換係数を量子化し、変換量子化値を得る。

【0110】

エントロピー符号化器１０２は、符号化制御器１０７から供給されるsplit_coding_unit_flag（図２４参照）、予測パラメータ、及び変換／量子化器１０１から供給される変換量子化値をエントロピー符号化する。

【0111】

逆変換／逆量子化器１０３は、量子化ステップ幅Ｑs で、変換量子化値を逆量子化する。さらに、逆変換／逆量子化器１０３は、逆量子化した周波数変換係数を逆周波数変換する。逆周波数変換された再構築予測誤差画像は、予測信号が加えられて、バッファ１０４に供給される。

【0112】

多重化器１０６は、所定面積に関する情報、所定面積あたりに許容する動きベクトルの本数に関する情報、及びエントロピー符号化器１０３の出力データを多重化して出力する。非特許文献２の4.1.2 Sequence parameter set RBSP syntaxの表記に従えば、多重化器１０６は、図５に示すリストに表されるように、num_successive_largest_coding_unit（本実施形態においては、numSucLcu の値）、及び、max_num_motion_vector シンタクス（本実施形態においては、maxNumMVの値）を多重化する。

【0113】

上述した動作に基づいて、発明の映像符号化装置はビットストリームを生成する。

【0114】

次に、本実施形態の特徴であるインターＰＵパーティションタイプシンタクス書き込みの動作を図６のフローチャートを参照して説明する。

【0115】

図６に示すように、エントロピー符号化器１０２は、ステップＳ４０１で、split_coding_unit_flagをエントロピー符号化する。

【0116】

また、ステップＳ４０２で、エントロピー符号化器１０２は、予測モードをエントロピー符号化する。すなわち、pred_mode シンタクスをエントロピー符号化する。

【0117】

ステップＳ４０３で、符号化対象ＣＵの予測モードがインター予測であると判定し、かつ、ステップＳ４０４でmaxNumMV - currNumMV≦１であると判定した場合には、符号化制御器１０７は、エントロピー符号化器１０２におけるinter_partitioning_idcシンタクスのエントロピー符号化をスキップするように制御する。

【0118】

なお、ステップＳ４０３で符号化対象ＣＵがイントラ予測であると判定した場合、又は、ステップＳ４０４でmaxNumMV - currNumMV≧２であると判定した場合には、ステップＳ４０５で符号化制御器１０７は、エントロピー符号化器１０２が該符号化対象ＣＵのＰＵパーティションタイプ情報をエントロピー符号化するように制御する。

【0119】

なお、上述したpred_mode シンタクス、及びinter_partitioning_idcシンタクスは、非特許文献２の4.１.１0 Prediction unit syntax の表記に従えば、図７に示すリストに表されるようにシグナリングされる。"if（maxNumMV - currNumMV >= ２）" の条件によって、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数から所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数を減じた本数が２本以上であれば、inter_partitioning_idcシンタクスがシグナリングされることが、本実施形態の特徴である。

【0120】

本実施形態の映像符号化装置は、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に基づく所定面積に許容する動きベクトルの本数（本実施形態では、動きベクトルの最大本数−１）に基づいて、インターＰＵパーティションタイプ、及びインター予測方向を制御する符号化制御手段を備える。映像符号化装置は、不必要なインターＰＵパーティションタイプ情報を伝送しないことによって、ビットストリームに含まれるインターＰＵパーティションタイプのビット数の率を低く抑えて、メモリ帯域を削減しつつ圧縮映像の品質を保持できる。

【0121】

また、本実施形態の映像符号化装置は、映像復号についても同様にインターＰＵパーティションタイプシンタクスをビットストリームから読み出せるように、外部設定される所定面積に関する情報、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数及び所定面積に許容する動きベクトルの本数に関する情報をビットストリームに埋め込む手段を備える。よって、映像符号化装置と映像復号装置の相互運用性を高めることができる。

【0122】

また、本実施形態の映像符号化装置は、さらに、シグナリングされるインターＰＵパーティションタイプシンタクスの個数を削減するように、所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数が、動きベクトルの最大本数から１減じた本数以上のときに、該符号化対象ＣＵのＰＵヘッダレイヤのインターＰＵパーティションタイプシンタクスをエントロピー符号化させず、動きベクトルの最大本数から１減じた本数未満のときにのみインターＰＵパーティションタイプシンタクスをシグナリングするように制御する。シグナリングされるインターＰＵパーティションタイプシンタクスの個数を削減することによって、ビットストリームに占めるＰＵヘッダの符号量の割合が小さくなって映像の品質がさらに改善する。

【0123】

実施形態３．
第３の実施形態の映像復号装置は、第２の実施形態の映像符号化装置が生成したビットストリームを復号する。

【0124】

本実施形態の映像復号装置は、ビットストリームに多重化された所定面積に関する情報及び所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの本数に関する情報を多重化解除する手段、及び、所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数に基づいてインターＰＵパーティションタイプをビットストリームから読み出す読み出し手段を備えることを特徴とする。

【0125】

図８に示すように、本実施形態の映像復号装置は、多重化解除器２０１、エントロピー復号器２０２、逆変換／逆量子化器２０３、予測器２０４、バッファ２０５、及び復号制御器２０６を備える。

【0126】

多重化解除器２０１は、入力されるビットストリームを多重化解除して、所定面積に関する情報、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの本数に関する情報及びエントロピー符号化された映像ビットストリームを抽出する。多重化解除器２０１は、図５に示すリストに示されるように、シーケンスパラメータにおいて、num_successive_largest_coding_unitシンタクス及びmax_num_motion_vector シンタクスを多重化解除する。

【0127】

さらに、多重化解除器２０１は所定面積に関する情報、及び、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数を復号制御器２０６に供給する。

【0128】

エントロピー復号器２０２は、映像ビットストリームをエントロピー復号する。エントロピー復号器２０２は、エントロピー復号した変換量子化値を逆変換／逆量子化器２０３に供給する。エントロピー復号器２０２は、エントロピー復号したsplit_coding_unit_flag及び予測パラメータを復号制御器２０６に供給する。

【0129】

ただし、所定面積の画像ブロックに含まれる復号済み画像ブロックの動きベクトルの本数をcurrNumMV とすると、本実施形態の復号制御器２０６は、復号対象ＣＵの予測モードがインター予測であり、かつ、maxNumMV - currNumMV≦１であるとき、エントロピー復号器２０２に該復号対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプシンタクスのエントロピー復号をスキップさせる。さらに、多重化解除器２０１は、該復号対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプを２Ｎ×２Ｎに設定する。なお、復号対象CUの予測モードがインター予測であるとき、currNumMVは、インターＰＵパーティションタイプに続いて復号される各パーティションのインター予測方向に基づき更新される。すなわち、復号制御器２０６は、各パーティションについて、パーティションのインター予測方向が双方向予測である場合にはcurrNumMV=currNumMV+２とし、それ以外である場合にはcurrNumMV=currNumMV+１とcurrNumMV を更新する。

【0130】

逆変換／逆量子化器２０３は、量子化ステップ幅で、輝度及び色差の変換量子化値を逆量子化する。さらに、逆変換／逆量子化器２０３は、逆量子化した周波数変換係数を逆周波数変換する。

【0131】

逆周波数変換後、予測器２０４は、復号制御器２０６から供給される予測パラメータに基づいて、バッファ２０５に格納された再構築ピクチャの画像を用いて予測信号を生成する。

【0132】

逆変換／逆量子化器２０３で逆周波数変換された再構築予測誤差画像は、予測器２０４から供給される予測信号が加えられて、再構築ピクチャとしてバッファ２０５に供給させる。

【0133】

そして、バッファ２０５に格納された再構築ピクチャがデコード画像として出力される。

【0134】

上述した動作に基づいて、本実施形態の映像復号装置はデコード画像を生成する。

【0135】

次に、本実施形態の特徴であるインターＰＵパーティションタイプシンタクス読み込みの動作を図９のフローチャートを参照して説明する。

【0136】

図９に示すように、エントロピー復号器２０２は、ステップＳ５０１で、split_coding_unit_flagをエントロピー復号してＣＵのサイズを確定する。

【0137】

続いて、ステップＳ５０２で、エントロピー復号器２０２は、予測モードをエントロピー復号する。すなわち、pred_mode シンタクスをエントロピー復号する。

【0138】

続いて、ステップＳ５０３で、予測モードがインター予測であり、かつ、ステップＳ５０４にて、maxNumMV - currNumMV≦１であると判定したとき、ステップＳ５０５にて、復号制御器２０６は、エントロピー復号器２０４におけるインターＰＵパーティションタイプのエントロピー復号をスキップさせる。さらに、該ＣＵのＰＵパーティションタイプを２Ｎ×２Ｎと設定する（inter_partitioning_idc＝０とする）。

【0139】

なお、ステップＳ５０３で、予測モードがイントラ予測であると判定したとき、又は、ステップＳ５０４で、maxNumMV - currNumMV≧２であると判定したとき、復号制御器２０６は、ステップＳ５０６で、エントロピー復号器２０４における該復号対象ＣＵのＰＵパーティションタイプをエントロピー復号し、該ＣＵのＰＵパーティションタイプをエントロピー復号結果のＰＵパーティションタイプに設定する。

【0140】

また、第２の実施形態の映像符号化装置は、第１の実施形態で利用された所定面積に関する情報（num_successive_largest_coding_unit）、及び、所定面積あたりに許容する動きベクトルの本数に関する情報（max_num_motion_vector ）を、図１０に示すリストや図１１に示すリストに表されているように、ピクチャパラメータセットやスライスヘッダにおいて多重化できる。なお、図１０は、ピクチャパラメータセットにおける、所定面積に関する情報、及び、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に関する情報を示すリストの説明図である。図１１は、スライスヘッダにおける、所定面積に関する情報、及び、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの本数に関する情報を示すリストの説明図である。

【0141】

同様に、上述した発明の映像復号装置は、ピクチャパラメータセットやスライスヘッダからnum_successive_largest_coding_unitシンタクス、及び、max_num_motion_vector シンタクスを多重化解除できる。

【0142】

本実施形態の映像復号装置は、所定面積内で所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数より多くの動きベクトルが使用されないように、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数、及び、上記の所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数に基づいて復号対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプ、及びインター予測方向を制御する復号制御手段を備える。

【0143】

所定面積内で動きベクトルの最大本数より多くの動きベクトルが使用されないようにすることによってメモリ帯域が削減される。

【0144】

実施形態４．
第４の実施形態の映像復号装置は、第１の実施形態の映像符号化装置が生成したビットストリームを復号する。

【0145】

本実施形態の映像復号装置は、ビットストリームに多重化された所定面積に関する情報及び所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に関する情報を多重化解除する手段、及び、上記の所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数に基づいて復号対象ＣＵを含むビットストリームのアクセスユニットにおけるエラーを検出するエラー検出手段を備えることを特徴とする。アクセスユニットは、非特許文献１の3.1 access unit において定義されているように、１ピクチャ分の符号化データを格納する単位である。エラーは、所定面積あたりに許容する動きベクトルの本数に基づく制約に対する違反を意味する。

【0146】

図１２に示すように、本実施形態の映像復号装置は、多重化解除器２０１、エントロピー復号器２０２、逆変換／逆量子化器２０３、予測器２０４、バッファ２０５、及びエラー検出器２０７を備える。

【0147】

多重化解除器２０１は、第３の実施形態における多重化解除器２０１と同様に動作し、入力されるビットストリームを多重化解除して、所定面積に関する情報、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に関する情報及びエントロピー符号化された映像ビットストリームを抽出する。多重化解除器２０１は、図５に示すリストに示されるように、シーケンスパラメータにおいて、num_successive_largest_coding_unitシンタクス及びmax_num_motion_vector シンタクスを多重化解除する。

【0148】

さらに、多重化解除器２０１は、所定面積に関する情報、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数をエラー検出器２０７に供給する。

【0149】

エントロピー復号器２０２は、映像ビットストリームをエントロピー復号する。エントロピー復号器２０２は、エントロピー復号した変換量子化値を逆変換／逆量子化器２０３に供給する。エントロピー復号器２０２は、エントロピー復号したsplit_coding_unit_flag及び予測パラメータをエラー検出器２０７に供給する。

【0150】

エラー検出器２０７は、多重化解除器２０１から供給される所定面積に関する情報と所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に基づいて、エントロピー復号器２０１から供給される予測パラメータのエラー検出を行い、予測パラメータを予測器２０４に供給する。エラー検出の動作は後述される。なお、エラー検出器２０７は、第３の実施形態における復号制御器２０６の役割も果たす。

【0151】

逆変換／逆量子化器２０３は、第３の実施形態における逆変換／逆量子化器２０３と同様に動作する。

【0152】

予測器２０４は、エラー検出器２０７から供給される予測パラメータに基づいて、バッファ２０５に格納された再構築ピクチャの画像を用いて予測信号を生成する。

【0153】

バッファ２０５は、第３の実施形態におけるバッファ２０５と同様に動作する。

【0154】

上述した動作に基づいて、本実施形態の映像復号装置はデコード画像を生成する。

【0155】

図１３に示すフローチャートを参照して、復号対象ＣＵを含むビットストリームのアクセスユニットのエラーを検出する、本実施形態の映像復号装置のエラー検出動作を説明する。

【0156】

ステップＳ６０１で、エラー検出器２０７は、復号対象ＣＵのＰＵの予測モードがイントラであると判定した場合には処理を終了する。

【0157】

予測モードがインター予測ならば、ステップＳ６０２で、エラー検出器２０７は、ｍを復号対象ＣＵのＰＵのパーティション数とする。

【0158】

ステップＳ６０３で、エラー検出器２０７は、ｉ＝１と設定する。

【0159】

ステップＳ６０４で、エラー検出器２０７は、パーティションｉのインター予測方向を読み込み、双方向予測ならばcurrNumMV=currNumMV+2 、それ以外ならばcurrNumMV=currNumMV+1 とcurrNumMV を更新する。

【0160】

ステップＳ６０５で、エラー検出器２０７は、残りのインターＰＵで使用可能な動きベクトルの本数（maxNumMV - currNumMV）が、残りのパーティション数（ｍ−ｉ）より少ない場合には、ステップＳ６０６でエラーがあると判断し、エラーを外部に通知する。例えば、エラーが発生したＣＵのアドレスを出力する。

【0161】

maxNumMV - currNumMVが、残りのパーティション数（ｍ−ｉ）以上である場合には、ステップＳ６０７でｉがｍと等しいときには処理を終了する。

【0162】

ステップＳ６０７でｉがｍと異なるときには、ステップＳ６０８で、エラー検出器２０７は、ｉ＝ｉ＋１と設定し、ステップＳ６０４に戻る。

【0163】

以上の動作により、エラー検出器２０７は、復号対象ＣＵを含むビットストリームのアクセスユニットのエラーを検出する。

【0164】

なお、上述した発明の映像符号化装置、及び、映像復号装置は、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数に基づいて、符号化対象ＣＵのインターＰＵパーティションを制御したが、同様の制御を、所定面積の画像ブロックに許容するインターＰＵパーティション数の最大数、又は、所定面積の画像ブロックに許容するメモリアクセスの最大量を用いて行うことも可能である。

【0165】

また、上記の各実施形態を、ハードウェアで構成することも可能であるが、コンピュータプログラムにより実現することも可能である。

【0166】

図１４に示す情報処理システムは、プロセッサ１００１、プログラムメモリ１００２、映像データを格納するための記憶媒体１００３及びビットストリームを格納するための記憶媒体１００４を備える。記憶媒体１００３と記憶媒体１００４とは、別個の記憶媒体であってもよいし、同一の記憶媒体からなる記憶領域であってもよい。記憶媒体として、ハードディスク等の磁気記憶媒体を用いることができる。

【0167】

図１４に示された情報処理システムにおいて、プログラムメモリ１００２には、図１、図８、図１２のそれぞれに示された各ブロック（バッファのブロックを除く）の機能を実現するためのプログラムが格納される。そして、プロセッサ１００１は、プログラムメモリ１００２に格納されているプログラムに従って処理を実行することによって、図１、図８、図１２のそれぞれに示された映像符号化装置又は映像復号装置の機能を実現する。

【0168】

図１５は、本発明による映像符号化装置の主要部を示すブロック図である。図１５に示すように、本発明による映像符号化装置は、インター予測を用いて映像符号化を行う映像符号化装置であって、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数（ＰＡ）と、所定面積の画像ブロックに含まれる符号化済み画像ブロックの動きベクトルの本数（ＰＢ）とに基づいて、符号化対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプを制御する符号化制御手段１１（一例として、図１に示す符号化制御器１０７）を備える。

【0169】

図１６は、本発明による映像復号装置の主要部を示すブロック図である。図１６に示すように、本発明による映像復号装置は、インター予測を用いて映像復号を行う映像復号装置であって、所定面積の画像ブロックに許容する動きベクトルの最大本数（ＰＡ）と、所定面積の画像ブロックに含まれる復号済み画像ブロックの動きベクトルの本数（ＰＢ）とに基づいて、復号対象ＣＵのインターＰＵパーティションタイプを制御する復号制御手段２１（一例として、図８及び図１２に示す復号制御器２０７）を備える。

【0170】

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

【0171】

この出願は、２０１１年１月１３日に出願された日本特許出願２０１１−４９６３を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。

【符号の説明】

【0172】

１１ 符号化制御手段
２１ 復号制御手段
１０１ 変換／量子化器
１０２ エントロピー符号化器
１０３ 逆変換／逆量子化器
１０４ バッファ
１０５ 予測器
１０６ 多重化器
１０７，１０８ 符号化制御器
２０１ 多重化解除器
２０２ エントロピー復号器
２０３ 逆変換／逆量子化器
２０４ 予測器
２０５ バッファ
２０６ 復号制御器
２０７ エラー検出器
１００１ プロセッサ
１００２ プログラムメモリ
１００３ 記憶媒体
１００４ 記憶媒体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】