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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024170617
(43)【公開日】2024-12-10
(54)【発明の名称】動画像復号装置および動画像符号化装置
(51)【国際特許分類】
H04N 19/577 20140101AFI20241203BHJP
H04N 19/46 20140101ALI20241203BHJP
H04N 19/513 20140101ALI20241203BHJP
【ＦＩ】
H04N19/577
H04N19/46
H04N19/513
【審査請求】有
【請求項の数】2
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024156934
(22)【出願日】2024-09-10
(62)【分割の表示】P 2021505051の分割
【原出願日】2020-03-06
(31)【優先権主張番号】P 2019043097
(32)【優先日】2019-03-08
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000005049
【氏名又は名称】シャープ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000338
【氏名又は名称】弁理士法人 ＨＡＲＡＫＥＮＺＯ ＷＯＲＬＤ ＰＡＴＥＮＴ ＆ ＴＲＡＤＥＭＡＲＫ
(72)【発明者】
【氏名】中條 健
(72)【発明者】
【氏名】青野 友子
(72)【発明者】
【氏名】猪飼 知宏
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 瑛一
(72)【発明者】
【氏名】八杉 将伸
(57)【要約】 （修正有）
【課題】高画質化処理の複雑度を削減する画像復号装置および画像符号化装置をを提供する。
【解決手段】画像符号化装置、ネットワーク、画像復号装置及び画像表示装置を含んで構成される画像伝送システムにおいて、画像復号装置は、二つの動きベクトルを、二つの予測画像の誤差から、二つの動きベクトルを修正する処理を有するインター予測パラメータ復号部を有し、二つの予測画像のいずれもが、重み付き予測の場合でない場合に、二つの動きベクトルを修正する処理を行う。
【選択図】図７
【解決手段】画像符号化装置、ネットワーク、画像復号装置及び画像表示装置を含んで構成される画像伝送システムにおいて、画像復号装置は、二つの動きベクトルを、二つの予測画像の誤差から、二つの動きベクトルを修正する処理を有するインター予測パラメータ復号部を有し、二つの予測画像のいずれもが、重み付き予測の場合でない場合に、二つの動きベクトルを修正する処理を行う。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
2枚の参照ピクチャと動きベクトルmvL0およびmvL1を用いてDMVR（Decoder side Motion Vector Refinement）処理を行う動画像復号装置であって、
前記DMVR処理が行われるか否かを示すdmvrFlagがTRUEの場合に前記DMVR処理を実行するDMVR部と、
第１の重み係数、第１のオフセット、第２の重み係数および第２のオフセットを用いて重み付き予測を実行する重み付き予測部と、を備え、
前記DMVR部は、所定の条件に基づいて前記dmvrFlagにTRUEに設定し、ここで、前記dmvrFlagをTRUEとする前記所定の条件は、luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]およびluma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]が両方ともFALSEであることを含み、
前記luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL0によって示されたL0参照ピクチャに対応する輝度の前記第１の重み係数と前記第１のオフセットが存在するか否かを示し、
前記luma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL1によって示されたL1参照ピクチャに対応する輝度の前記第２の重み係数と前記第２のオフセットが存在するか否かを示すことを特徴とする動画像復号装置。
前記DMVR処理が行われるか否かを示すdmvrFlagがTRUEの場合に前記DMVR処理を実行するDMVR部と、
第１の重み係数、第１のオフセット、第２の重み係数および第２のオフセットを用いて重み付き予測を実行する重み付き予測部と、を備え、
前記DMVR部は、所定の条件に基づいて前記dmvrFlagにTRUEに設定し、ここで、前記dmvrFlagをTRUEとする前記所定の条件は、luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]およびluma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]が両方ともFALSEであることを含み、
前記luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL0によって示されたL0参照ピクチャに対応する輝度の前記第１の重み係数と前記第１のオフセットが存在するか否かを示し、
前記luma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL1によって示されたL1参照ピクチャに対応する輝度の前記第２の重み係数と前記第２のオフセットが存在するか否かを示すことを特徴とする動画像復号装置。
【請求項2】
2枚の参照ピクチャと動きベクトルmvL0およびmvL1を用いてDMVR（Decoder side Motion Vector Refinement）処理を行う動画像符号化装置であって、
前記DMVR処理が行われるか否かを示すdmvrFlagがTRUEの場合に前記DMVR処理を実行するDMVR部と、
第１の重み係数、第１のオフセット、第２の重み係数および第２のオフセットを用いて重み付き予測を実行する重み付き予測部と、を備え、
前記DMVR部は、所定の条件に基づいて前記dmvrFlagにTRUEに設定し、ここで、前記dmvrFlagをTRUEとする前記所定の条件は、luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]およびluma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]が両方ともFALSEであることを含み、
前記luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL0によって示されたL0参照ピクチャに対応する輝度の前記第１の重み係数と前記第１のオフセットが存在するか否かを示し、
前記luma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL1によって示されたL1参照ピクチャに対応する輝度の前記第２の重み係数と前記第２のオフセットが存在するか否かを示すことを特徴とする動画像符号化装置。
前記DMVR処理が行われるか否かを示すdmvrFlagがTRUEの場合に前記DMVR処理を実行するDMVR部と、
第１の重み係数、第１のオフセット、第２の重み係数および第２のオフセットを用いて重み付き予測を実行する重み付き予測部と、を備え、
前記DMVR部は、所定の条件に基づいて前記dmvrFlagにTRUEに設定し、ここで、前記dmvrFlagをTRUEとする前記所定の条件は、luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]およびluma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]が両方ともFALSEであることを含み、
前記luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL0によって示されたL0参照ピクチャに対応する輝度の前記第１の重み係数と前記第１のオフセットが存在するか否かを示し、
前記luma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL1によって示されたL1参照ピクチャに対応する輝度の前記第２の重み係数と前記第２のオフセットが存在するか否かを示すことを特徴とする動画像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、動画像復号装置および動画像符号化装置に関する。
【背景技術】
【0002】
動画像を効率的に伝送または記録するために、動画像を符号化することによって符号化データを生成する動画像符号化装置、および、当該符号化データを復号することによって復号画像を生成する動画像復号装置が用いられている。
【0003】
具体的な動画像符号化方式としては、例えば、H.264/AVCやHEVC（High-Efficiency Video Coding）方式などが挙げられる。
【0004】
このような動画像符号化方式においては、動画像を構成する画像（ピクチャ）は、画像を分割することにより得られるスライス、スライスを分割することにより得られる符号化ツリーユニット（CTU：Coding Tree Unit）、符号化ツリーユニットを分割することで得られる符号化単位（符号化ユニット（Coding Unit：CU）と呼ばれることもある）、及び、符号化単位を分割することより得られる変換ユニット（TU：Transform Unit）からなる階層構造により管理され、CU毎に符号化／復号される。
【0005】
また、このような動画像符号化方式においては、通常、入力画像を符号化／復号することによって得られる局所復号画像に基づいて予測画像が生成され、当該予測画像を入力画像（原画像）から減算して得られる予測誤差（「差分画像」または「残差画像」と呼ぶこともある）が符号化される。予測画像の生成方法としては、画面間予測（インター予測）、および、画面内予測（イントラ予測）が挙げられる。
【0006】
また、近年の動画像符号化及び復号の技術として非特許文献１が挙げられる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【0007】
【非特許文献1】"Versatile Video Coding (Draft 4)", JVET-M1001, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 2019
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
非特許文献１の双方向予測画像を導出する際に、２つの予測画像を用いて動きベクトルを修正して予測画像を高画質化するDMVR処理や、勾配画像を利用して予測画像を高画質化するBDOF処理を用いた予測（BDOF予測）は、処理の複雑度が高いという課題があった。
【0009】
本発明の実施形態は、これらの高画質化処理の複雑度を削減する画像復号装置および画像符号化装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る画像復号装置は、
2枚の参照ピクチャと動きベクトルmvL0およびmvL1を用いてDMVR（Decoder side Motion Vector Refinement）処理を行う動画像復号装置であって、
前記DMVR処理が行われるか否かを示すdmvrFlagがTRUEの場合に前記DMVR処理を実行するDMVR部と、
第１の重み係数、第１のオフセット、第２の重み係数および第２のオフセットを用いて重み付き予測を実行する重み付き予測部と、を備え、
前記DMVR部は、所定の条件に基づいて前記dmvrFlagにTRUEに設定し、ここで、前記dmvrFlagをTRUEとする前記所定の条件は、luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]およびluma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]が両方ともFALSEであることを含み、
前記luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL0によって示されたL0参照ピクチャに対応する輝度の前記第１の重み係数と前記第１のオフセットが存在するか否かを示し、
前記luma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL1によって示されたL1参照ピクチャに対応する輝度の前記第２の重み係数と前記第２のオフセットが存在するか否かを示す。
2枚の参照ピクチャと動きベクトルmvL0およびmvL1を用いてDMVR（Decoder side Motion Vector Refinement）処理を行う動画像復号装置であって、
前記DMVR処理が行われるか否かを示すdmvrFlagがTRUEの場合に前記DMVR処理を実行するDMVR部と、
第１の重み係数、第１のオフセット、第２の重み係数および第２のオフセットを用いて重み付き予測を実行する重み付き予測部と、を備え、
前記DMVR部は、所定の条件に基づいて前記dmvrFlagにTRUEに設定し、ここで、前記dmvrFlagをTRUEとする前記所定の条件は、luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]およびluma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]が両方ともFALSEであることを含み、
前記luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL0によって示されたL0参照ピクチャに対応する輝度の前記第１の重み係数と前記第１のオフセットが存在するか否かを示し、
前記luma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL1によって示されたL1参照ピクチャに対応する輝度の前記第２の重み係数と前記第２のオフセットが存在するか否かを示す。
【0011】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、
2枚の参照ピクチャと動きベクトルmvL0およびmvL1を用いてDMVR（Decoder side Motion Vector Refinement）処理を行う動画像符号化装置であって、
前記DMVR処理が行われるか否かを示すdmvrFlagがTRUEの場合に前記DMVR処理を実行するDMVR部と、
第１の重み係数、第１のオフセット、第２の重み係数および第２のオフセットを用いて重み付き予測を実行する重み付き予測部と、を備え、
前記DMVR部は、所定の条件に基づいて前記dmvrFlagにTRUEに設定し、ここで、前記dmvrFlagをTRUEとする前記所定の条件は、luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]およびluma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]が両方ともFALSEであることを含み、
前記luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL0によって示されたL0参照ピクチャに対応する輝度の前記第１の重み係数と前記第１のオフセットが存在するか否かを示し、
前記luma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL1によって示されたL1参照ピクチャに対応する輝度の前記第２の重み係数と前記第２のオフセットが存在するか否かを示す。
2枚の参照ピクチャと動きベクトルmvL0およびmvL1を用いてDMVR（Decoder side Motion Vector Refinement）処理を行う動画像符号化装置であって、
前記DMVR処理が行われるか否かを示すdmvrFlagがTRUEの場合に前記DMVR処理を実行するDMVR部と、
第１の重み係数、第１のオフセット、第２の重み係数および第２のオフセットを用いて重み付き予測を実行する重み付き予測部と、を備え、
前記DMVR部は、所定の条件に基づいて前記dmvrFlagにTRUEに設定し、ここで、前記dmvrFlagをTRUEとする前記所定の条件は、luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]およびluma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]が両方ともFALSEであることを含み、
前記luma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL0によって示されたL0参照ピクチャに対応する輝度の前記第１の重み係数と前記第１のオフセットが存在するか否かを示し、
前記luma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]は、参照ピクチャインデックスrefIdxL1によって示されたL1参照ピクチャに対応する輝度の前記第２の重み係数と前記第２のオフセットが存在するか否かを示す。
【発明の効果】
【0012】
以上の構成によれば、高画質化処理の複雑性を削減した画像復号装置および画像符号化装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本実施形態に係る画像伝送システムの構成を示す概略図である。
【図2】本実施形態に係る動画像符号化装置を搭載した送信装置、および、動画像復号装置を搭載した受信装置の構成について示した図である。(a)は動画像符号化装置を搭載した送信装置を示しており、(b)は動画像復号装置を搭載した受信装置を示している。
【図3】本実施形態に係る動画像符号化装置を搭載した記録装置、および、動画像復号装置を搭載した再生装置の構成について示した図である。(a)は動画像符号化装置を搭載した記録装置を示しており、(b)は動画像復号装置を搭載した再生装置を示している。
【図4】符号化ストリームのデータの階層構造を示す図である。
【図5】CTUの分割例を示す図である。
【図6】参照ピクチャおよび参照ピクチャリストの一例を示す概念図である。
【図7】動画像復号装置の構成を示す概略図である。
【図8】インター予測パラメータ復号部の構成を示す概略図である。
【図9】マージ予測パラメータ導出部、および、AMVP予測パラメータ導出部の構成を示す概略図である。
【図10】DMVR部の構成を示す概略図である。
【図11】DMVR部における処理の流れを示すフローチャートである。
【図12】DMVRで誤差しきい値処理によるBDOFの判定を行う処理を説明するフローチャートである。
【図13】予測画像生成部に含まれるインター予測画像生成部の構成を示す概略図である。
【図14】動画像復号装置における予測モードの選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図15】予測画像を導出する処理の流れを説明するフローチャートである。
【図16】BDOF部の構成を示す概略図である。
【図17】BDOF部がパディングを実行する領域の一例を示す図である。
【図18】動画像符号化装置の構成を示す概略図である。
【図19】パラメータ符号化部の構成を示す概略図である。
【図20】動画像符号化装置における探索距離の候補数および導出方向の候補数の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
（第１の実施形態）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【0015】
図1は、本実施形態に係る画像伝送システム１の構成を示す概略図である。
【0016】
画像伝送システム１は、符号化対象画像を符号化した符号化ストリームを伝送し、伝送された符号化ストリームを復号し画像を表示するシステムである。画像伝送システム１は、動画像符号化装置（画像符号化装置）11、ネットワーク21、動画像復号装置（画像復号装置）31、及び動画像表示装置（画像表示装置）41を含んで構成される。
【0017】
動画像符号化装置11には画像Tが入力される。
【0018】
ネットワーク21は、動画像符号化装置11が生成した符号化ストリームTeを動画像復号装置31に伝送する。ネットワーク21は、インターネット（Internet）、広域ネットワーク（WAN:Wide Area Network）、小規模ネットワーク（LAN:Local Area Network）またはこれらの組み合わせである。ネットワーク21は、必ずしも双方向の通信網に限らず、地上デジタル放送、衛星放送等の放送波を伝送する一方向の通信網であっても良い。また、ネットワーク21は、DVD（Digital Versatile Disc:登録商標）、BD（Blue-ray Disc:登録商標）等の符号化ストリームTeを記録した記憶媒体で代替されても良い。
【0019】
動画像復号装置31は、ネットワーク21が伝送した符号化ストリームTeのそれぞれを復号し、復号した１または複数の復号画像Tdを生成する。
【0020】
動画像表示装置41は、動画像復号装置31が生成した１または複数の復号画像Tdの全部または一部を表示する。動画像表示装置41は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレイ等の表示デバイスを備える。ディスプレイの形態としては、据え置き、モバイル、HMD（Head Mount Display）等が挙げられる。また、動画像表示装置41は、動画像復号装置31が高い処理能力を有する場合には、画質の高い画像を表示し、より低い処理能力しか有しない場合には、高い処理能力、表示能力を必要としない画像を表示する。
【0021】
＜演算子＞
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。
【0022】
>>は右ビットシフト、<<は左ビットシフト、&はビットワイズAND、|はビットワイズOR、|=はOR代入演算子であり、||は論理和を示す。
【0023】
x?y:zは、xが真（0以外）の場合にy、xが偽（0）の場合にzをとる３項演算子である。
【0024】
Clip3(a,b,c) は、cをa以上b以下の値にクリップする関数であり、c<aの場合にはaを返し、c>bの場合にはbを返し、その他の場合にはcを返す関数である（ただし、a<=b）。
【0025】
abs(a)はaの絶対値を返す関数である。
【0026】
Int(a)はaの整数値を返す関数である。
【0027】
floor(a)はa以下の最大の整数を返す関数である。
【0028】
ceil(a)はa以上の最小の整数を返す関数である。
【0029】
a/dはdによるaの除算（小数点以下切り捨て）を表す。
【0030】
sign(a)はaの符号（sign）を返す関数である。
【0031】
a^bは、aのb乗を表す。
【0032】
＜符号化ストリームTeの構造＞
本実施形態に係る動画像符号化装置11および動画像復号装置31の詳細な説明に先立って、動画像符号化装置11によって生成され、動画像復号装置31によって復号される符号化ストリームTeのデータ構造について説明する。
本実施形態に係る動画像符号化装置11および動画像復号装置31の詳細な説明に先立って、動画像符号化装置11によって生成され、動画像復号装置31によって復号される符号化ストリームTeのデータ構造について説明する。
【0033】
図4は、符号化ストリームTeにおけるデータの階層構造を示す図である。符号化ストリームTeは、例示的に、シーケンス、およびシーケンスを構成する複数のピクチャを含む。図4の(a)～(f)は、それぞれ、シーケンスSEQを既定する符号化ビデオシーケンス、ピクチャPICTを規定する符号化ピクチャ、スライスSを規定する符号化スライス、スライスデータを規定する符号化スライスデータ、符号化スライスデータに含まれる符号化ツリーユニット、符号化ツリーユニットに含まれる符号化ユニットを示す図である。
【0034】
（符号化ビデオシーケンス）
符号化ビデオシーケンスでは、処理対象のシーケンスSEQを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。シーケンスSEQは、図4(a)に示すように、ビデオパラメータセット（Video Parameter Set）、シーケンスパラメータセットSPS（Sequence Parameter Set）、ピクチャパラメータセットPPS（Picture Parameter Set）、ピクチャPICT、及び、付加拡張情報SEI（Supplemental Enhancement Information）を含んでいる。
符号化ビデオシーケンスでは、処理対象のシーケンスSEQを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。シーケンスSEQは、図4(a)に示すように、ビデオパラメータセット（Video Parameter Set）、シーケンスパラメータセットSPS（Sequence Parameter Set）、ピクチャパラメータセットPPS（Picture Parameter Set）、ピクチャPICT、及び、付加拡張情報SEI（Supplemental Enhancement Information）を含んでいる。
【0035】
ビデオパラメータセットVPSは、複数のレイヤから構成されている動画像において、複数の動画像に共通する符号化パラメータの集合および動画像に含まれる複数のレイヤおよび個々のレイヤに関連する符号化パラメータの集合が規定されている。
【0036】
シーケンスパラメータセットSPSでは、対象シーケンスを復号するために動画像復号装置31が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの幅や高さが規定される。なお、SPSは複数存在してもよい。その場合、PPSから複数のSPSの何れかを選択する。
【0037】
ピクチャパラメータセットPPSでは、対象シーケンス内の各ピクチャを復号するために動画像復号装置31が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの復号に用いられる量子化幅の基準値（pic_init_qp_minus26）や重み付き予測の適用を示すフラグ（weighted_pred_flag）が含まれる。なお、PPSは複数存在してもよい。その場合、対象シーケンス内の各ピクチャから複数のPPSの何れかを選択する。
【0038】
（符号化ピクチャ）
符号化ピクチャでは、処理対象のピクチャPICTを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。ピクチャPICTは、図4(b)に示すように、スライス0～スライスNS-1を含む（NSはピクチャPICTに含まれるスライスの総数）。
符号化ピクチャでは、処理対象のピクチャPICTを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。ピクチャPICTは、図4(b)に示すように、スライス0～スライスNS-1を含む（NSはピクチャPICTに含まれるスライスの総数）。
【0039】
なお、以下、スライス0～スライスNS-1のそれぞれを区別する必要が無い場合、符号の添え字を省略して記述することがある。また、以下に説明する符号化ストリームTeに含まれるデータであって、添え字を付している他のデータについても同様である。
【0040】
（符号化スライス）
符号化スライスでは、処理対象のスライスSを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスは、図4(c)に示すように、スライスヘッダ、および、スライスデータを含んでいる。
符号化スライスでは、処理対象のスライスSを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスは、図4(c)に示すように、スライスヘッダ、および、スライスデータを含んでいる。
【0041】
スライスヘッダには、対象スライスの復号方法を決定するために動画像復号装置31が参照する符号化パラメータ群が含まれる。スライスタイプを指定するスライスタイプ指定情報（slice_type）は、スライスヘッダに含まれる符号化パラメータの一例である。
【0042】
スライスタイプ指定情報により指定可能なスライスタイプとしては、（１）符号化の際にイントラ予測のみを用いるＩスライス、（２）符号化の際に単方向予測、または、イントラ予測を用いるＰスライス、（３）符号化の際に単方向予測、双方向予測、または、イントラ予測を用いるＢスライスなどが挙げられる。なお、インター予測は、単予測、双予測に限定されず、より多くの参照ピクチャを用いて予測画像を生成してもよい。以下、P、Bスライスと呼ぶ場合には、インター予測を用いることができるブロックを含むスライスを指す。
【0043】
なお、スライスヘッダは、ピクチャパラメータセットPPSへの参照（pic_parameter_set_id）を含んでいても良い。
【0044】
（符号化スライスデータ）
符号化スライスデータでは、処理対象のスライスデータを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスデータは、図4(d)に示すように、CTUを含んでいる。CTUは、スライスを構成する固定サイズ（例えば64x64）のブロックであり、最大符号化単位（LCU:Largest Coding Unit）と呼ぶこともある。
符号化スライスデータでは、処理対象のスライスデータを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスデータは、図4(d)に示すように、CTUを含んでいる。CTUは、スライスを構成する固定サイズ（例えば64x64）のブロックであり、最大符号化単位（LCU:Largest Coding Unit）と呼ぶこともある。
【0045】
（符号化ツリーユニット）
図4(e)には、処理対象のCTUを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。CTUは、再帰的な４分木分割（QT（Quad Tree）分割）、２分木分割（BT（Binary Tree）分割）あるいは３分木分割（TT（Ternary Tree）分割）により符号化処理の基本的な単位である符号化ユニットCUに分割される。BT分割とTT分割を合わせてマルチツリー分割（MT（Multi Tree）分割）と呼ぶ。再帰的な４分木分割により得られる木構造のノードのことを符号化ノード（Coding Node）と称する。４分木、２分木、及び３分木の中間ノードは、符号化ノードであり、CTU自身も最上位の符号化ノードとして規定される。
図4(e)には、処理対象のCTUを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。CTUは、再帰的な４分木分割（QT（Quad Tree）分割）、２分木分割（BT（Binary Tree）分割）あるいは３分木分割（TT（Ternary Tree）分割）により符号化処理の基本的な単位である符号化ユニットCUに分割される。BT分割とTT分割を合わせてマルチツリー分割（MT（Multi Tree）分割）と呼ぶ。再帰的な４分木分割により得られる木構造のノードのことを符号化ノード（Coding Node）と称する。４分木、２分木、及び３分木の中間ノードは、符号化ノードであり、CTU自身も最上位の符号化ノードとして規定される。
【0046】
CTは、CT情報として、QT分割を行うか否かを示すQT分割フラグ（qt_split_cu_flag）、MT分割の有無を示すMT分割フラグ（mtt_split_cu_flag）、MT分割の分割方向を示すMT分割方向（mtt_split_cu_vertical_flag）、MT分割の分割タイプを示すMT分割タイプ（mtt_split_cu_binary_flage）を含む。qt_split_cu_flag、mtt_split_cu_flag、mtt_split_cu_vertical_flag、mtt_split_cu_binary_flagは符号化ノード毎に伝送される。
【0047】
【0048】
qt_split_cu_flagが０の時、mtt_split_cu_flagが０の場合に符号化ノードは分割されず１つのCUをノードとして持つ（図5(a)）。CUは符号化ノードの末端ノードであり、これ以上分割されない。CUは、符号化処理の基本的な単位となる。
【0049】
mtt_split_cu_flagが１の場合に符号化ノードは以下のようにMT分割される。mtt_split_cu_vertical_flagが０、かつmtt_split_cu_binary_flagが１の場合に符号化ノードは２つの符号化ノードに水平分割され（図5(d)）、mtt_split_cu_vertical_flagが１、かつmtt_split_cu_binary_flagが１の場合に符号化ノードは２つの符号化ノードに垂直分割される（図5(c)）。また、mtt_split_cu_vertical_flagが０、かつmtt_split_cu_binary_flagが０の場合に符号化ノードは３つの符号化ノードに水平分割され（図5(f)）、mtt_split_cu_vertical_flagが１、かつmtt_split_cu_binary_flagが０の場合に符号化ノードは３つの符号化ノードに垂直分割される（図5(e)）。これらを図5(g)に示す。
【0050】
また、CTUのサイズが64x64画素の場合には、CUのサイズは、64x64画素、64x32画素、32x64画素、32x32画素、64x16画素、16x64画素、32x16画素、16x32画素、16x16画素、64x8画素、8x64画素、32x8画素、8x32画素、16x8画素、8x16画素、8x8画素、64x4画素、4x64画素、32x4画素、4x32画素、16x4画素、4x16画素、8x4画素、4x8画素、及び、4x4画素の何れかをとり得る。
【0051】
（符号化ユニット）
図4(f)に示すように、CUには、処理対象の符号化ユニットを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。具体的には、CUには、CUヘッダCUH、予測パラメータ、変換パラメータ、量子化変換係数等から構成される。CUヘッダでは予測モード等が規定される。
図4(f)に示すように、CUには、処理対象の符号化ユニットを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。具体的には、CUには、CUヘッダCUH、予測パラメータ、変換パラメータ、量子化変換係数等から構成される。CUヘッダでは予測モード等が規定される。
【0052】
予測処理は、CU単位で行われる場合と、CUをさらに分割したサブCU単位で行われる場合がある。CUとサブCUのサイズが等しい場合には、CU中のサブCUは１つである。CUがサブCUのサイズよりも大きい場合、CUは、サブCUに分割される。たとえばCUが8x8、サブCUが4x4の場合、CUは水平２分割、垂直２分割からなる、４つのサブCUに分割される。
【0053】
予測の種類（予測モード）は、イントラ予測と、インター予測の２つがある。イントラ予測は、同一ピクチャ内の予測であり、インター予測は、互いに異なるピクチャ間（例えば、表示時刻間）で行われる予測処理を指す。
【0054】
変換・量子化処理はCU単位で行われるが、量子化変換係数は4x4等のサブブロック単位でエントロピー符号化してもよい。
【0055】
（予測パラメータ）
予測画像は、ブロックに付随する予測パラメータによって導出される。予測パラメータには、イントラ予測とインター予測の予測パラメータがある。
予測画像は、ブロックに付随する予測パラメータによって導出される。予測パラメータには、イントラ予測とインター予測の予測パラメータがある。
【0056】
以下、インター予測の予測パラメータについて説明する。インター予測パラメータは、予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1と、参照ピクチャインデックスrefIdxL0、refIdxL1と、動きベクトルmvL0、mvL1から構成される。予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1は、各々L0リスト、L1リストと呼ばれる参照ピクチャリストがインター予測に用いられるか否かを示すフラグであり、値が１の場合に対応する参照ピクチャリストがインター予測に用いられる。なお、本明細書中「ＸＸであるか否かを示すフラグ」と記す場合、フラグが０以外（たとえば１）をＸＸである場合、０をＸＸではない場合とし、論理否定、論理積などでは１を真、０を偽と扱う（以下同様）。但し、実際の装置や方法では真値、偽値として他の値を用いることもできる。
【0057】
インター予測パラメータを導出するためのシンタックス要素には、例えば、アフィンフラグaffine_flag、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLX、動きベクトル精度モードamvr_modeがある。
【0058】
（参照ピクチャリスト）
参照ピクチャリストは、参照ピクチャメモリ306に記憶された参照ピクチャからなるリストである。図6は、参照ピクチャおよび参照ピクチャリストの一例を示す概念図である。図6(a)において、矩形はピクチャ、矢印はピクチャの参照関係、横軸は時間、矩形中のI、P、Bは各々イントラピクチャ、単予測ピクチャ、双予測ピクチャ、矩形中の数字は復号順を示す。図に示すように、ピクチャの復号順は、I0、P1、B2、B3、B4であり、表示順は、I0、B3、B2、B4、P1である。図6(b)に、ピクチャB3（対象ピクチャ）の参照ピクチャリストの例を示す。参照ピクチャリストは、参照ピクチャの候補を表すリストであり、１つのピクチャ（スライス）が１つ以上の参照ピクチャリストを有してもよい。図の例では、対象ピクチャB3は、L0リストRefPicList0およびL1リストRefPicList1の２つの参照ピクチャリストを持つ。個々のCUでは、参照ピクチャリストRefPicListX（X=0または1）中のどのピクチャを実際に参照するかを参照ピクチャインデックスrefIdxLXで指定する。図は、refIdxL0=2、refIdxL1=0の例である。なお、LXは、L0予測とL1予測を区別しない場合に用いられる記述方法であり、以降では、LXをL0、L1に置き換えることでL0リストに対するパラメータとL1リストに対するパラメータを区別する。
参照ピクチャリストは、参照ピクチャメモリ306に記憶された参照ピクチャからなるリストである。図6は、参照ピクチャおよび参照ピクチャリストの一例を示す概念図である。図6(a)において、矩形はピクチャ、矢印はピクチャの参照関係、横軸は時間、矩形中のI、P、Bは各々イントラピクチャ、単予測ピクチャ、双予測ピクチャ、矩形中の数字は復号順を示す。図に示すように、ピクチャの復号順は、I0、P1、B2、B3、B4であり、表示順は、I0、B3、B2、B4、P1である。図6(b)に、ピクチャB3（対象ピクチャ）の参照ピクチャリストの例を示す。参照ピクチャリストは、参照ピクチャの候補を表すリストであり、１つのピクチャ（スライス）が１つ以上の参照ピクチャリストを有してもよい。図の例では、対象ピクチャB3は、L0リストRefPicList0およびL1リストRefPicList1の２つの参照ピクチャリストを持つ。個々のCUでは、参照ピクチャリストRefPicListX（X=0または1）中のどのピクチャを実際に参照するかを参照ピクチャインデックスrefIdxLXで指定する。図は、refIdxL0=2、refIdxL1=0の例である。なお、LXは、L0予測とL1予測を区別しない場合に用いられる記述方法であり、以降では、LXをL0、L1に置き換えることでL0リストに対するパラメータとL1リストに対するパラメータを区別する。
【0059】
（マージ予測とAMVP予測）
予測パラメータの復号（符号化）方法には、マージ予測（merge）モードとAMVP（Advanced Motion Vector Prediction、適応動きベクトル予測）モードがあり、マージフラグmerge_flagは、これらを識別するためのフラグである。マージ予測モードは、予測リスト利用フラグpredFlagLX（またはインター予測識別子inter_pred_idc）、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めずに、既に処理した近傍ブロックの予測パラメータから導出するモードである。AMVPモードは、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めるモードである。なお、動きベクトルmvLXは、予測ベクトルmvpLXを識別する予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxと差分ベクトルmvdLX、動きベクトル精度モードamvr_modeとして符号化される。マージ予測モードは、隣接ブロックの動き情報等から導出されるマージ候補を選択して動きベクトルmvLX（動きベクトル情報）を得るモードである。また、マージ予測モードの他に、アフィンフラグaffine_flagにより識別されるアフィン予測モードがあってもよい。マージ予測モードの一形態として、スキップフラグskip_flagにより識別されるスキップモードがあってもよい。なお、スキップモードとは、マージモードと同様の方法で予測パラメータを導出する用いるモードであり、かつ、予測誤差（残差画像、残差情報）を符号化データに含めないモードである。換言すれば、スキップフラグskip_flagが１の場合、対象CUに関して、当該スキップフラグskip_flagとマージインデックスmerge_idxなどのマージモードに関連するシンタックスのみを含み、動きベクトルや残差情報などは符号化データに含まれない。
予測パラメータの復号（符号化）方法には、マージ予測（merge）モードとAMVP（Advanced Motion Vector Prediction、適応動きベクトル予測）モードがあり、マージフラグmerge_flagは、これらを識別するためのフラグである。マージ予測モードは、予測リスト利用フラグpredFlagLX（またはインター予測識別子inter_pred_idc）、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めずに、既に処理した近傍ブロックの予測パラメータから導出するモードである。AMVPモードは、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めるモードである。なお、動きベクトルmvLXは、予測ベクトルmvpLXを識別する予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxと差分ベクトルmvdLX、動きベクトル精度モードamvr_modeとして符号化される。マージ予測モードは、隣接ブロックの動き情報等から導出されるマージ候補を選択して動きベクトルmvLX（動きベクトル情報）を得るモードである。また、マージ予測モードの他に、アフィンフラグaffine_flagにより識別されるアフィン予測モードがあってもよい。マージ予測モードの一形態として、スキップフラグskip_flagにより識別されるスキップモードがあってもよい。なお、スキップモードとは、マージモードと同様の方法で予測パラメータを導出する用いるモードであり、かつ、予測誤差（残差画像、残差情報）を符号化データに含めないモードである。換言すれば、スキップフラグskip_flagが１の場合、対象CUに関して、当該スキップフラグskip_flagとマージインデックスmerge_idxなどのマージモードに関連するシンタックスのみを含み、動きベクトルや残差情報などは符号化データに含まれない。
【0060】
（動きベクトル）
動きベクトルmvLXは、異なる２つのピクチャ上のブロック間のシフト量を示す。動きベクトルmvLXに関する予測ベクトル、差分ベクトルを、それぞれ予測ベクトルmvpLX、差分ベクトルmvdLXと呼ぶ。
動きベクトルmvLXは、異なる２つのピクチャ上のブロック間のシフト量を示す。動きベクトルmvLXに関する予測ベクトル、差分ベクトルを、それぞれ予測ベクトルmvpLX、差分ベクトルmvdLXと呼ぶ。
【0061】
（インター予測識別子inter_pred_idcと予測リスト利用フラグpredFlagLX）
インター予測識別子inter_pred_idcは、参照ピクチャの種類および数を示す値であり、PRED_L0、PRED_L1、PRED_BIの何れかの値をとる。PRED_L0、PRED_L1は、各々L0リスト、L1リストで管理された１枚の参照ピクチャを用いる単予測を示す。PRED_BIはL0リストとL1リストで管理された２枚の参照ピクチャを用いる双予測BiPredを示す。
インター予測識別子inter_pred_idcは、参照ピクチャの種類および数を示す値であり、PRED_L0、PRED_L1、PRED_BIの何れかの値をとる。PRED_L0、PRED_L1は、各々L0リスト、L1リストで管理された１枚の参照ピクチャを用いる単予測を示す。PRED_BIはL0リストとL1リストで管理された２枚の参照ピクチャを用いる双予測BiPredを示す。
【0062】
マージインデックスmerge_idxは、処理が完了したブロックから導出される予測パラメータ候補（マージ候補）のうち、いずれの予測パラメータを対象ブロックの予測パラメータとして用いるかを示すインデックスである。
【0063】
インター予測識別子inter_pred_idcと、予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1の関係は以下のとおりであり、相互に変換可能である。
【0064】
inter_pred_idc = (predFlagL1<<１)+predFlagL0
predFlagL0 = inter_pred_idc & １
predFlagL1 = inter_pred_idc >> １
（双予測biPredの判定）
双予測BiPredであるかのフラグbiPredは、２つの予測リスト利用フラグがともに１であるかによって導出できる。例えば以下の式で導出できる。
predFlagL0 = inter_pred_idc & １
predFlagL1 = inter_pred_idc >> １
（双予測biPredの判定）
双予測BiPredであるかのフラグbiPredは、２つの予測リスト利用フラグがともに１であるかによって導出できる。例えば以下の式で導出できる。
【0065】
biPred = (predFlagL0==1 && predFlagL1==1)
あるいは、フラグbiPredは、インター予測識別子が２つの予測リスト（参照ピクチャ）を使うことを示す値であるか否かによっても導出できる。例えば以下の式で導出できる。
あるいは、フラグbiPredは、インター予測識別子が２つの予測リスト（参照ピクチャ）を使うことを示す値であるか否かによっても導出できる。例えば以下の式で導出できる。
【0066】
【0067】
動画像復号装置31は、エントロピー復号部301、パラメータ復号部302、ループフィルタ305、参照ピクチャメモリ306、予測パラメータメモリ307、予測画像生成部（予測画像生成装置）308、逆量子化・逆変換部311、及び加算部312を含んで構成される。なお、後述の動画像符号化装置11に合わせ、動画像復号装置31にループフィルタ305が含まれない構成もある。
【0068】
パラメータ復号部302は、さらに、図示しない、ヘッダ復号部3020、CT情報復号部3021、及びCU復号部3022（予測モード復号部）を備えており、CU復号部3022はさらにTU復号部3024を備えている。これらを総称して復号モジュールと呼んでもよい。ヘッダ復号部3020は、符号化データからVPS、SPS、PPSなどのパラメータセット情報、スライスヘッダ（スライス情報）を復号する。CT情報復号部3021は、符号化データからCTを復号する。CU復号部3022は符号化データからCUを復号する。TU復号部3024は、TUに予測誤差が含まれている場合に、符号化データからQP更新情報（量子化補正値）と量子化予測誤差（residual_coding）を復号する。
【0069】
TU復号部3024は、スキップモード以外(skip_mode==0)の場合に、符号化データからQP更新情報（量子化補正値）と量子化予測誤差（residual_coding）を復号する。より具体的には、TU復号部3024は、skip_mode==0の場合に、対象ブロックに量子化予測誤差が含まれているか否かを示すフラグcu_cbpを符号化データから復号し、cu_cbpが1の場合に量子化予測誤差を復号する。cu_cbpが符号化データに存在しない場合には、TU復号部3024はcu_cbpを0と導出する。
【0070】
また、パラメータ復号部302は、図示しないインター予測パラメータ復号部303及びイントラ予測パラメータ復号部304を含んで構成される。予測画像生成部308は、インター予測画像生成部309及びイントラ予測画像生成部310を含んで構成される。
【0071】
また、以降では処理の単位としてCTU、CUを使用した例を記載するが、この例に限らず、サブCU単位で処理をしてもよい。あるいはCTU、CUをブロック、サブCUをサブブロックと読み替え、ブロックあるいはサブブロック単位の処理としてもよい。
【0072】
エントロピー復号部301は、外部から入力された符号化ストリームTeに対してエントロピー復号を行って、個々の符号（シンタックス要素）を復号する。復号された符号には、予測画像を生成するための予測情報および、差分画像を生成するための予測誤差などがある。
【0073】
エントロピー復号部301は、復号した符号をパラメータ復号部302に出力する。復号した符号とは、例えば、predMode、merge_flag、merge_idx、inter_pred_idc、refIdxLX、mvp_LX_idx、mvdLX、amvr_mode等である。どの符号を復号するかの制御は、パラメータ復号部302の指示に基づいて行われる。
【0074】
（インター予測パラメータ復号部の構成）
インター予測パラメータ復号部303は、エントロピー復号部301から入力された符号に基づいて、予測パラメータメモリ307に記憶された予測パラメータを参照してインター予測パラメータを復号する。また、インター予測パラメータ復号部303は、復号したインター予測パラメータを予測画像生成部308に出力し、予測パラメータメモリ307に記憶する。
インター予測パラメータ復号部303は、エントロピー復号部301から入力された符号に基づいて、予測パラメータメモリ307に記憶された予測パラメータを参照してインター予測パラメータを復号する。また、インター予測パラメータ復号部303は、復号したインター予測パラメータを予測画像生成部308に出力し、予測パラメータメモリ307に記憶する。
【0075】
図8は、本実施形態に係るインター予測パラメータ復号部303の構成を示す概略図である。インター予測パラメータ復号部303は、マージ予測部30374、DMVR部30375、サブブロック予測部（アフィン予測部）30372、MMVD予測部30376、Triangle予測部30377、AMVP予測パラメータ導出部3032、加算部3038を含んで構成される。マージ予測部30374は、マージ予測パラメータ導出部3036を含んで構成される。AMVP予測パラメータ導出部3032、マージ予測パラメータ導出部3036、アフィン予測部30372は、動画像符号化装置、動画像復号装置で共通する手段であるので、これらを総称して動きベクトル導出部（動きベクトル導出装置）と称してもよい。
【0076】
（アフィン予測部）
アフィン予測部30372は対象ブロックのアフィン予測パラメータを導出する。本実施形態では、アフィン予測パラメータとして、対象ブロックの２つの制御点（V0、V1）の動きベクトル（mv0_x,mv0_y）（mv1_x,mv1_y）を導出する。具体的には、対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトルから予測することにより、各制御点の動きベクトルを導出してもよいし、制御点の動きベクトルとして導出された予測ベクトルと符号化データから導出される差分ベクトルの和により、各制御点の動きベクトルを導出してもよい。
アフィン予測部30372は対象ブロックのアフィン予測パラメータを導出する。本実施形態では、アフィン予測パラメータとして、対象ブロックの２つの制御点（V0、V1）の動きベクトル（mv0_x,mv0_y）（mv1_x,mv1_y）を導出する。具体的には、対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトルから予測することにより、各制御点の動きベクトルを導出してもよいし、制御点の動きベクトルとして導出された予測ベクトルと符号化データから導出される差分ベクトルの和により、各制御点の動きベクトルを導出してもよい。
【0077】
（マージ予測）
図9(a)は、マージ予測部30374に含まれるマージ予測パラメータ導出部3036の構成を示す概略図である。マージ予測パラメータ導出部3036は、マージ候補導出部30361、マージ候補選択部30362を備える。なお、マージ候補は、予測リスト利用フラグpredFlagLX、動きベクトルmvLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLXを含んで構成され、マージ候補リストに格納される。マージ候補リストに格納されたマージ候補には、所定の規則に従ってインデックスが割り当てられる。
図9(a)は、マージ予測部30374に含まれるマージ予測パラメータ導出部3036の構成を示す概略図である。マージ予測パラメータ導出部3036は、マージ候補導出部30361、マージ候補選択部30362を備える。なお、マージ候補は、予測リスト利用フラグpredFlagLX、動きベクトルmvLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLXを含んで構成され、マージ候補リストに格納される。マージ候補リストに格納されたマージ候補には、所定の規則に従ってインデックスが割り当てられる。
【0078】
マージ候補導出部30361は、復号済の隣接ブロックの動きベクトルと参照ピクチャインデックスrefIdxLXをそのまま用いてマージ候補を導出する。
【0079】
マージ候補リストmergeCandList[]に格納する順番は、例えば、空間マージ候補A1,B1,B0,A0,B2、時間マージ候補Col、ペアワイズマージ候補avgK、ゼロマージ候補ZK、である。なお、利用可能でない（ブロックがイントラ予測等）参照ブロックはマージ候補リストに格納しない。
【0080】
マージ候補選択部30362は、マージ候補リストに含まれるマージ候補のうち、マージインデックスmerge_idxが示すマージ候補Nを以下の式で選択する。
【0081】
N = mergeCandList[merge_idx]
ここでNは、マージ候補を示すラベルであり、A1,B1,B0,A0,B2,Col,avgK,ZKなどをとる。ラベルNで示されるマージ候補の動き情報は（mvLXN[0], mvLXN[1]）、predFlagLXN, refIdxLXNで示される。
ここでNは、マージ候補を示すラベルであり、A1,B1,B0,A0,B2,Col,avgK,ZKなどをとる。ラベルNで示されるマージ候補の動き情報は（mvLXN[0], mvLXN[1]）、predFlagLXN, refIdxLXNで示される。
【0082】
マージ候補選択部30362は、選択したマージ候補の動き情報（mvLXN[0], mvLXN[1]）、predFlagLXN, refIdxLXNを、対象ブロックのインター予測パラメータとして選択する。マージ候補選択部30362は選択したマージ候補のインター予測パラメータを予測パラメータメモリ307に記憶するとともに、予測画像生成部308に出力する。
【0083】
（AMVP予測）
図9(b)は、本実施形態に係るAMVP予測パラメータ導出部3032の構成を示す概略図である。AMVP予測パラメータ導出部3032は、ベクトル候補導出部3033とベクトル候補選択部3034を備える。ベクトル候補導出部3033は、参照ピクチャインデックスrefIdxLXに基づいて予測パラメータメモリ307が記憶する復号済みの隣接ブロックの動きベクトルmvLXから予測ベクトル候補を導出し、予測ベクトル候補リストmvpListLX[]に格納する。
図9(b)は、本実施形態に係るAMVP予測パラメータ導出部3032の構成を示す概略図である。AMVP予測パラメータ導出部3032は、ベクトル候補導出部3033とベクトル候補選択部3034を備える。ベクトル候補導出部3033は、参照ピクチャインデックスrefIdxLXに基づいて予測パラメータメモリ307が記憶する復号済みの隣接ブロックの動きベクトルmvLXから予測ベクトル候補を導出し、予測ベクトル候補リストmvpListLX[]に格納する。
【0084】
ベクトル候補選択部3034は、予測ベクトル候補リストmvpListLX[]の予測ベクトル候補のうち、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxが示す動きベクトルmvpListLX[mvp_LX_idx]を予測ベクトルmvpLXとして選択する。ベクトル候補選択部3034は選択した予測ベクトルmvpLXを加算部3038に出力する。
【0085】
なお、予測ベクトル候補は、対象ブロックから予め定めた範囲の復号済隣接ブロックの動きベクトルをスケーリングすることで導出される。なお、隣接ブロックは、対象ブロックに空間的に隣接するブロック、例えば、左ブロック、上ブロックの他、対象ブロックに時間的に隣接する領域、例えば、対象ブロックと同じ位置を含み、表示時刻が異なるブロックの予測パラメータから得られた領域を含む。
【0086】
加算部3038は、AMVP予測パラメータ導出部3032から入力された予測ベクトルmvpLXと復号した差分ベクトルmvdLXを加算して動きベクトルmvLXを算出する。加算部3038は、算出した動きベクトルmvLXを予測画像生成部308および予測パラメータメモリ307に出力する。
【0087】
mvLX[0] = mvpLX[0]+mvdLX[0]
mvLX[1] = mvpLX[1]+mvdLX[1]
動きベクトル精度モードamvr_modeは、AMVPモードで導出される動きベクトルの精度を切り替えるシンタックスである。例えば、amvr_mode=0, 1, 2において、1/4画素、1画素、4画素精度を切り替える。
mvLX[1] = mvpLX[1]+mvdLX[1]
動きベクトル精度モードamvr_modeは、AMVPモードで導出される動きベクトルの精度を切り替えるシンタックスである。例えば、amvr_mode=0, 1, 2において、1/4画素、1画素、4画素精度を切り替える。
【0088】
動きベクトルの精度を1/16精度(MVPREC=16)とする場合、1/4, 1, 4画素精度の動きベクトル差分を1/16画素精度の動きベクトル差分に変更するために、パラメータ復号部302は、下記のように、amvr_modeから導出されるMvShift (=1<<amvr_mode)を用いて逆量子化してもよい。
【0089】
mvdLX[0] = mvdLX[0] << (MvShift + 2)
mvdLX[1] = mvdLX[1] << (MvShift + 2)
なお、さらにパラメータ復号部302は、上記MvShiftでシフトする前のmvdLX[]を以下のシンタックスを復号して導出してもよい。
・abs_mvd_greater0_flag
・abs_mvd_minus2
・mvd_sign_flag
そして、パラメータ復号部302は、以下の式を用いることによって、シンタックスから差分ベクトルlMvd[]を復号する。
mvdLX[1] = mvdLX[1] << (MvShift + 2)
なお、さらにパラメータ復号部302は、上記MvShiftでシフトする前のmvdLX[]を以下のシンタックスを復号して導出してもよい。
・abs_mvd_greater0_flag
・abs_mvd_minus2
・mvd_sign_flag
そして、パラメータ復号部302は、以下の式を用いることによって、シンタックスから差分ベクトルlMvd[]を復号する。
【0090】
lMvd[compIdx] = abs_mvd_greater0_flag[compIdx] * (abs_mvd_minus2[compIdx]+2) * (1-2*mvd_sign_flag[compIdx])
さらに、パラメータ復号部302は、復号した差分ベクトルlMvd[]を、並進MVDの場合（MotionModelIdc[x][y] == 0）にはMvdLXに設定し、制御点MVDの場合（MotionModelIdc[x][y] != 0）には、MvdCpLXに設定する。
さらに、パラメータ復号部302は、復号した差分ベクトルlMvd[]を、並進MVDの場合（MotionModelIdc[x][y] == 0）にはMvdLXに設定し、制御点MVDの場合（MotionModelIdc[x][y] != 0）には、MvdCpLXに設定する。
【0091】
if (MotionModelIdc[x][y] == 0)
mvdLX[x0][y0][compIdx] = lMvd[compIdx]
else
mvdCpLX[x0][y0][compIdx] = lMvd[compIdx]<<2
（動きベクトルスケーリング）
動きベクトルのスケーリングの導出方法を説明する。動きベクトルMv（参照動きベクトル）、Mvをもつブロックを含むピクチャPicMv、Mvの参照ピクチャPicMvRef、スケーリング後の動きベクトルsMv、sMvをもつブロックを含むピクチャCurPic、sMvが参照する参照ピクチャCurPicRefとすると、sMvの導出関数MvScale(Mv,PicMv,PicMvRef,CurPic,CurPicRef)は下式で表される。
mvdLX[x0][y0][compIdx] = lMvd[compIdx]
else
mvdCpLX[x0][y0][compIdx] = lMvd[compIdx]<<2
（動きベクトルスケーリング）
動きベクトルのスケーリングの導出方法を説明する。動きベクトルMv（参照動きベクトル）、Mvをもつブロックを含むピクチャPicMv、Mvの参照ピクチャPicMvRef、スケーリング後の動きベクトルsMv、sMvをもつブロックを含むピクチャCurPic、sMvが参照する参照ピクチャCurPicRefとすると、sMvの導出関数MvScale(Mv,PicMv,PicMvRef,CurPic,CurPicRef)は下式で表される。
【0092】
sMv = MvScale(Mv,PicMv,PicMvRef,CurPic,CurPicRef)
= Clip3(-R1,R1-1,sign(distScaleFactor*Mv)*((abs(distScaleFactor*Mv)+round1-1)>>shift1))
distScaleFactor = Clip3(-R2,R2-1,(tb*tx+round2)>>shift2)
tx = (16384+abs(td)>>1)/td
td = DiffPicOrderCnt(PicMv,PicMvRef)
tb = DiffPicOrderCnt(CurPic,CurPicRef)
ここで、round1、round2、shift1、shift2は、逆数を用いて除算を行うためのラウンド値及びシフト値で、例えば、round1=1<<(shift1-1)、round2=1<<(shift2-1)、shift1=8、shift2=6などである。DiffPicOrderCnt(Pic1,Pic2)はPic1とPic2の時間情報（例えばPOC）の差を返す関数である。R1、R2は処理を限られた精度で行うために値域を制限するもので例えば、R1=32768、R2=4096などである。
= Clip3(-R1,R1-1,sign(distScaleFactor*Mv)*((abs(distScaleFactor*Mv)+round1-1)>>shift1))
distScaleFactor = Clip3(-R2,R2-1,(tb*tx+round2)>>shift2)
tx = (16384+abs(td)>>1)/td
td = DiffPicOrderCnt(PicMv,PicMvRef)
tb = DiffPicOrderCnt(CurPic,CurPicRef)
ここで、round1、round2、shift1、shift2は、逆数を用いて除算を行うためのラウンド値及びシフト値で、例えば、round1=1<<(shift1-1)、round2=1<<(shift2-1)、shift1=8、shift2=6などである。DiffPicOrderCnt(Pic1,Pic2)はPic1とPic2の時間情報（例えばPOC）の差を返す関数である。R1、R2は処理を限られた精度で行うために値域を制限するもので例えば、R1=32768、R2=4096などである。
【0093】
また、スケーリング関数MvScale(Mv,PicMv,PicMvRef,CurPic,CurPicRef)は以下の式でもよい。
【0094】
MvScale(Mv,PicMv,PicMvRef,CurPic,CurPicRef) =
Mv*DiffPicOrderCnt(CurPic,CurPicRef)/DiffPicOrderCnt(PicMv,PicMvRef)
すなわち、CurPicとCurPicRefの時間情報の差と、PicMvとPicMvRefの時間情報の差との比に応じてMvをスケーリングしてもよい。
Mv*DiffPicOrderCnt(CurPic,CurPicRef)/DiffPicOrderCnt(PicMv,PicMvRef)
すなわち、CurPicとCurPicRefの時間情報の差と、PicMvとPicMvRefの時間情報の差との比に応じてMvをスケーリングしてもよい。
【0095】
（DMVR部30375）
続いて、DMVR部30375が行うDMVR（Decoder side Motion Vector Refinement）処理について説明する。DMVR処理とは、2枚の参照ピクチャを用いて動きベクトルmvL0およびmvL1を修正する処理である。
続いて、DMVR部30375が行うDMVR（Decoder side Motion Vector Refinement）処理について説明する。DMVR処理とは、2枚の参照ピクチャを用いて動きベクトルmvL0およびmvL1を修正する処理である。
【0096】
図10は、DMVR部30375の構成を示す概略図である。図10を用いて、具体的なDMVR部30375が行う処理の内容について説明する。DMVR部30375は、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751と、初期誤差生成部303752と、動きベクトル探索部303753と、修正ベクトル導出部303754とを備えている。
【0097】
DMVR部30375は、マージ予測部30374からの
・対象ブロックの左上位置 (xCb, yCb)
・対象ブロックの幅bW
・対象ブロックの高さbH
・1/16画素精度の動きベクトルmvL0およびmvL1
・参照ピクチャrefPicL0LおよびrefPicL1L
を参照して、mvL0およびmvL1を修正するための動きベクトルの変化量dmvL0及びdmvL1を導出し、インター予測画像生成部309に出力する。
・対象ブロックの左上位置 (xCb, yCb)
・対象ブロックの幅bW
・対象ブロックの高さbH
・1/16画素精度の動きベクトルmvL0およびmvL1
・参照ピクチャrefPicL0LおよびrefPicL1L
を参照して、mvL0およびmvL1を修正するための動きベクトルの変化量dmvL0及びdmvL1を導出し、インター予測画像生成部309に出力する。
【0098】
まず、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751は、
・対象サブブロックの左上位置(xSb, ySb)
・輝度の対象サブブロックの幅sbW
・輝度の対象サブブロックの高さsbH
・動きベクトルmvLX（X=0, 1）
・参照ピクチャrefPicLXL（X=0, 1）
を参照して、(sbW)*(sbH)のサイズを有する予測画像predSamplesLXLを導出する。
・対象サブブロックの左上位置(xSb, ySb)
・輝度の対象サブブロックの幅sbW
・輝度の対象サブブロックの高さsbH
・動きベクトルmvLX（X=0, 1）
・参照ピクチャrefPicLXL（X=0, 1）
を参照して、(sbW)*(sbH)のサイズを有する予測画像predSamplesLXLを導出する。
【0099】
修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751では、以下の式により動きベクトルMvLsX（X=0, 1）を導出する。
【0100】
MvLsX[0] = MvLX[0]-32
MvLsX[1] = MvLX[1]-32
また、DMVR部30375は、変数srRange、offsetH[0]、offsetV[0]、offsetH[1]、offsetV[1]の値をそれぞれ2に設定する。
MvLsX[1] = MvLX[1]-32
また、DMVR部30375は、変数srRange、offsetH[0]、offsetV[0]、offsetH[1]、offsetV[1]の値をそれぞれ2に設定する。
【0101】
対象ブロック中の画素位置(xL, yL)に対応する、参照ブロックの整数画素単位での画素の位置を(xIntL, yIntL)とする。また、(xIntL, yIntL)からの1/16画素単位でのオフセットを(xFracL, yFracL)とする。これらの座標は、動きベクトル(mvLX[0], mvLX[1])の整数成分(mvLX[0]>>4, mvLX[1]>>4)と小数成分(mvLX[0]&15, mvLX[1]&15)から導出され、参照ピクチャrefPicLXL内における、小数精度での画素の位置を示す。predSamplesLXLにおける位置が(xL, yL) (xL=0, ..., sbW-1, yL=0, ..., sbH-1)である画素について、DMVR部30375は、xIntL、yIntL、xFracLおよびyFracLを以下の式により導出する。
【0102】
xIntL = xSb + (mvLX[0]>>4) + xL
yIntL = ySb + (mvLX[1]>>4) + yL
xFracL = mvLX[0]&15
yFracL = mvLX[1]&15
続いて、DMVR部30375は、
・(xIntL, yIntL)
・(xFracL, yFracL)
・refPicLXL
を参照して、predSamplesLXLを導出する。
yIntL = ySb + (mvLX[1]>>4) + yL
xFracL = mvLX[0]&15
yFracL = mvLX[1]&15
続いて、DMVR部30375は、
・(xIntL, yIntL)
・(xFracL, yFracL)
・refPicLXL
を参照して、predSamplesLXLを導出する。
【0103】
まず、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751は、変数shift1、shift2、shift3およびshift4を以下の式により導出する。
【0104】
shift1 = BitDepthY - 6
offset1 = 1 << (shift1 - 1)
shift2 = 4
offset2 = 8
shift3 = 10-BitDepthY
offset3 = 1 << (shift3 - 1)
shift4 = BitDepthY - 10
なお、上記の式において、BitDepthYは画素ビット数である。
offset1 = 1 << (shift1 - 1)
shift2 = 4
offset2 = 8
shift3 = 10-BitDepthY
offset3 = 1 << (shift3 - 1)
shift4 = BitDepthY - 10
なお、上記の式において、BitDepthYは画素ビット数である。
【0105】
次に、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751は、picWをピクチャの幅pic_width_in_luma_samplesの値と等しく設定する。また、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751は、picHのピクチャの高さpic_height_in_luma_samplesの値と等しく設定する。
【0106】
その後、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751では、predSamplesLXLを以下のとおり導出する。以下の説明において、fbL[p]は1/16画素精度での画素値を導出するためのフィルタ係数を示す。fbL[p]の値は、1/16画素精度での位置p（p=1, 2, ..., 15）に依存する。位置pは、xFracLまたはyFracLと等しい。pの値の増大により、fbL[p][0]は単調減少し、fbL[p][1]の値は単調増加する。
【0107】
まず、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751では、xFracLおよびyFracLがそれぞれ0であるか否か判定する。xFracLおよびyFracLがいずれも0である場合、DMVR部30375は、BitDepthY の値に応じて、以下のいずれかの式によりpredSamplesLXLを導出する。
【0108】
predSamplesLXL = （BitDepthY <= 10）? (refPicLXL[xIntL][yIntL] << shift3) : ((refPicLXL[xIntL][yIntL]+offset3) >> shift4)
xFracLが0でなく、yFracLが0である場合、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751は、以下の式によりpredSamplesLXLを導出する。
xFracLが0でなく、yFracLが0である場合、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751は、以下の式によりpredSamplesLXLを導出する。
【0109】
predSamplesLXL = (fbL[xFracL][0] * refPicLXL[Clip3(0,picW-1,xIntL)][yIntL] + fbL[xFracL][1] * refPicLXL[Clip3(0,picW-1,xIntL+1)][yIntL] + offset1)>>shift1
xFracLが0であり、yFracLが0でない場合、DMVR部30375は、以下の式によりpredSamplesLXLを導出する。
xFracLが0であり、yFracLが0でない場合、DMVR部30375は、以下の式によりpredSamplesLXLを導出する。
【0110】
predSamplesLXL = (fbL[yFracL][0] * refPicLXL[xIntL][Clip3(0,picH-1,yIntL)] + fbL[yFracL][1] * refPicLXL[xIntL][Clip3(0,picH-1,yIntL+1)]+offset1)>>shift1
xFracLおよびyFracLがいずれも0でない場合、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751は、predSamplesLXLを以下のとおり導出する。まず、DMVR部30375は、以下の式によりtemp[n]を導出する。temp[]の導出処理は参照位置を変更してn回行われる。n=0は最初の導出処理、n=1は２回目の導出処理を表す。
xFracLおよびyFracLがいずれも0でない場合、修正動きベクトル探索用予測画像生成部303751は、predSamplesLXLを以下のとおり導出する。まず、DMVR部30375は、以下の式によりtemp[n]を導出する。temp[]の導出処理は参照位置を変更してn回行われる。n=0は最初の導出処理、n=1は２回目の導出処理を表す。
【0111】
yPosL = Clip3(0, PicH-1, yIntL+n-3)
temp[n] = (fbL[xFracL][0] * refPicLXL[Clip3(0,picW-1,xIntL)][yPosL] + fbL[xFracL][1] * refPicLXL[Clip3(0,picW-1,xIntL+1)][yPosL]+offset1)>>shift1
その後、DMVR部30375は、以下の式によりpredSamplesLXLを導出する。
temp[n] = (fbL[xFracL][0] * refPicLXL[Clip3(0,picW-1,xIntL)][yPosL] + fbL[xFracL][1] * refPicLXL[Clip3(0,picW-1,xIntL+1)][yPosL]+offset1)>>shift1
その後、DMVR部30375は、以下の式によりpredSamplesLXLを導出する。
【0112】
predSamplesLXL = (fbL[yFracL][0] * temp[0] + fbL[yFracL][1] * temp[1])>>shift2
次に、初期誤差生成部303752は、
・対象ブロックの幅nCbW
・対象ブロックの高さnCbH
・(nCbW+4)x(nCbH+4) のサイズを有する２つの予測画像predSampleL1およびpredSampleL2・変数offsetH[0]、offsetH[1]、offsetV[0]、およびoffsetV[1]
を参照して、predSampleL1およびpredSampleL2に含まれる画素値の絶対差分和 (sum of absolute differences) のリストSad1および変数centerSadを導出する。
次に、初期誤差生成部303752は、
・対象ブロックの幅nCbW
・対象ブロックの高さnCbH
・(nCbW+4)x(nCbH+4) のサイズを有する２つの予測画像predSampleL1およびpredSampleL2・変数offsetH[0]、offsetH[1]、offsetV[0]、およびoffsetV[1]
を参照して、predSampleL1およびpredSampleL2に含まれる画素値の絶対差分和 (sum of absolute differences) のリストSad1および変数centerSadを導出する。
【0113】
DMVR部30375は、2×9のアレイbCの、各要素の値を以下の式のとおり設定する。
【0114】
bC[0][0] = -1 bC[1][0] = -1
bC[0][1] = -1 bC[1][1] = 0
bC[0][2] = -1 bC[1][2] = 1
bC[0][3] = 0 bC[1][3] = -1
bC[0][4] = 0 bC[1][4] = 0
bC[0][5] = 0 bC[1][5] = 1
bC[0][6] = 1 bC[1][6] = -1
bC[0][7] = 1 bC[1][7] = 0
bC[0][8] = 1 bC[1][8] = 1
初期誤差生成部303752は、Sad1の要素sadList[i]（i=0, ... ,8）を以下の式により導出する。
bC[0][1] = -1 bC[1][1] = 0
bC[0][2] = -1 bC[1][2] = 1
bC[0][3] = 0 bC[1][3] = -1
bC[0][4] = 0 bC[1][4] = 0
bC[0][5] = 0 bC[1][5] = 1
bC[0][6] = 1 bC[1][6] = -1
bC[0][7] = 1 bC[1][7] = 0
bC[0][8] = 1 bC[1][8] = 1
初期誤差生成部303752は、Sad1の要素sadList[i]（i=0, ... ,8）を以下の式により導出する。
【0115】
【数1】
【0116】
さらに、初期誤差生成部303752は、centerSadを以下の式により導出する。
【0117】
【数2】
【0118】
初期誤差生成部303752は、centerSadが(bH>>1)*(bW)*4以上であるか否かを判定する。dmvrFlagは、TRUEの時にDMVR処理を行い、FALSEの時にDMVR処理を行わないことを示すフラグである。centerSadが(bH>>1)*(bW)*4より小さい場合は、誤差が小さいため、初期誤差生成部303752は、DMVR処理を行う必要はないと判断してdmvrFlagをFALSEとして、動きベクトルを修正せずに、インター予測画像生成部309に進む。
【0119】
centerSadが(bH>>1)*(bW)*4以上である場合、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをTRUEとして、動きベクトル探索部303753は、
・探索点数n
・探索点の絶対差分和のリストSad1の要素sadList
を参照してインデックスbestIdxを導出する。nは正の整数である。
・探索点数n
・探索点の絶対差分和のリストSad1の要素sadList
を参照してインデックスbestIdxを導出する。nは正の整数である。
【0120】
以下、n=9である場合について説明する。なお、探索点数nの値は、9以外でもよく、本実施の形態で説明する方法以外に、例えば、n=25で単純にsadListの値の最小値を選択してもよい。
【0121】
動きベクトル探索部303753は、sadList[1] < sadList[7]であるか否か、および、sadList[3] < sadList[5]であるか否かを判定する。
【0122】
sadList[1] < sadList[7]かつsadList[3] < sadList[5]である場合、DMVR部30375は、idxの値を0に設定する。その後、動きベクトル探索部303753は、sadList[1] < sadList[3]であるか否か判定する。動きベクトル探索部303753は、bestIdxの値を、sadList[1] < sadList[3]である場合には1に設定し、sadList[1] < sadList[3]でない場合には3に設定する。
【0123】
そうでない場合、sadList[1] >= sadList[7]かつsadList[3] < sadList[5]である場合、動きベクトル探索部303753は、idxの値を6に設定する。その後、DMVR部30375は、sadList[7] < sadList[3]であるか否か判定する。動きベクトル探索部303753は、bestIdxの値を、sadList[7] < sadList[3]である場合には7に設定し、sadList[7] < sadList[3]でない場合には3に設定する。
【0124】
そうでない場合、sadList[1] < sadList[7]かつsadList[3] >= sadList[5]である場合、動きベクトル探索部303753は、idxの値を2に設定する。その後、DMVR部30375は、sadList[1] < sadList[5]であるか否か判定する。DMVR部30375は、bestIdxの値を、sadList[1] < sadList[5]である場合には1に設定し、sadList[1] < sadList[5]でない場合には5に設定する。
【0125】
そうでない場合、sadList[1] >= sadList[7]かつsadList[3] >= sadList[5]である場合、動きベクトル探索部303753は、idxの値を8に設定する。その後、DMVR部30375は、sadList[7] < sadList[5]であるか否か判定する。DMVR部30375は、bestIdxの値を、sadList[7] < sadList[5]である場合には7に設定し、sadList[7] < sadList[5]でない場合には5に設定する。
【0126】
さらに、動きベクトル探索部303753は、sadList[4] <= sadList[bestIdx]であるか否かを判定する。sadList[4] <= sadList[bestIdx]である場合には、DMVR部30375は、bestIdxの値を4に更新する。一方、sadList[4] <= sadList[bestIdx]でない場合には、DMVR部30375は、bestIdxの値を更新しない。
【0127】
さらに、動きベクトル探索部303753は、sadList[idx] < sadList[bestIdx] であるか否かを判定する。sadList[idx] < sadList[bestIdx] である場合には、DMVR部30375は、bestIdxをidxにセットする。一方、sadList[idx] < sadList[bestIdx] でない場合には、動きベクトル探索部303753は、bestIdxの値を更新しない。
【0128】
動きベクトル探索部303753は、bestIdxの値が4であるか否かを判定する。bestIdxの値が4である場合、動きベクトル探索部303753は、halfPelAppliedflagをtrueに設定する。
【0129】
bestIdxの値が4でない場合、動きベクトル探索部303753は、以下の式により変数dmvxおよびdmvyの値を算出する。
【0130】
dmvx = (bestIdx/3 - 1)
dmvy = (bestIdx%3 - 1)
さらに、動きベクトル探索部303753は、以下の式によりoffsetHおよびoffsetVを更新する。
dmvy = (bestIdx%3 - 1)
さらに、動きベクトル探索部303753は、以下の式によりoffsetHおよびoffsetVを更新する。
【0131】
offsetH[0] = offsetH[0] + dmvx, offsetV[0] = offsetV[0] + dmvy
offsetH[1] = offsetH[1] - dmvx, offsetV[1] = offsetV[1] - dmvy
動きベクトル探索部303753は、更新したoffsetHおよびoffsetVを用いて、上述したSad1を導出する処理と同様の処理により、Sad2を導出する。さらに、動きベクトル探索部303753は、Sad1の代わりにSad2を用いてbestIdxを再度導出する。
offsetH[1] = offsetH[1] - dmvx, offsetV[1] = offsetV[1] - dmvy
動きベクトル探索部303753は、更新したoffsetHおよびoffsetVを用いて、上述したSad1を導出する処理と同様の処理により、Sad2を導出する。さらに、動きベクトル探索部303753は、Sad1の代わりにSad2を用いてbestIdxを再度導出する。
【0132】
動きベクトル探索部303753は、再度導出したbestIdxの値が4であるか否かを判定する。bestIdxの値が4である場合、動きベクトル探索部303753は、halfPelAppliedflagをtrueに設定する。
【0133】
bestIdxの値が4でない場合、動きベクトル探索部303753は、以下の式によりdmvxおよびdmvyを算出する。
【0134】
dmvx = (bestIdx/3 - 1), dmvy = (bestIdx%3 - 1)
さらに、DMVR部30375は、以下の式によりdmvL0およびdmvL1を算出する。
さらに、DMVR部30375は、以下の式によりdmvL0およびdmvL1を算出する。
【0135】
dmvL0[0] = 16*dmvx, dmvL0[1] = 16*dmvy
dmvL1[0] = -16*dmvx, dmvL1[1] = -16*dmvy
halfPelAppliedflagがtrueである場合、動きベクトル探索部303753は、修正されたdmvL0およびdmvL1を以下のとおり導出する。なお、以下のsadListはSad2が存在する場合はSad2の要素であり、Sad2が存在しない場合はSad1の要素である。
dmvL1[0] = -16*dmvx, dmvL1[1] = -16*dmvy
halfPelAppliedflagがtrueである場合、動きベクトル探索部303753は、修正されたdmvL0およびdmvL1を以下のとおり導出する。なお、以下のsadListはSad2が存在する場合はSad2の要素であり、Sad2が存在しない場合はSad1の要素である。
【0136】
まず、動きベクトル探索部303753は、sadList[1] + sadList[7] == sadList[4]であるか否かを判定する。sadList[1] + sadList[7] == sadList[4]である場合、および、mrSadT + mrSadB - (mrSadC<<1) == 0である場合、動きベクトル探索部303753は、dmv[0]=0とする。sadList[1] + sadList[7] == sadList[4]でない場合、動きベクトル探索部303753は、dmv[0]を以下の式により算出する。
【0137】
dmv[0] = ((sadList[1] - sadList[7])<<3)/(sadList[1] + sadList[7] - (sadList[4]<<1))
次に、修正ベクトル導出部303754は、sadList[3] + sadList[5] == sadList[4]であるか否かを判定する。sadList[3] + sadList[5] == sadList[4]である場合、および、mrSadL + mrSadR - (mrSadC<<1) == 0である場合、修正ベクトル導出部303754は、dmv[1]=0とする。sadList[3] + sadList[5] == sadList[4]でない場合、修正ベクトル導出部303754は、dmv[1]を以下の式により算出する。
次に、修正ベクトル導出部303754は、sadList[3] + sadList[5] == sadList[4]であるか否かを判定する。sadList[3] + sadList[5] == sadList[4]である場合、および、mrSadL + mrSadR - (mrSadC<<1) == 0である場合、修正ベクトル導出部303754は、dmv[1]=0とする。sadList[3] + sadList[5] == sadList[4]でない場合、修正ベクトル導出部303754は、dmv[1]を以下の式により算出する。
【0138】
dmv[1] = ((sadList[3] - sadList[5])<<3)/(sadList[3] + sadList[5] - (sadList[4]<<1))
さらに、修正ベクトル導出部303754は、動きベクトルmvL0およびmvL1を、以下の式により修正する。
さらに、修正ベクトル導出部303754は、動きベクトルmvL0およびmvL1を、以下の式により修正する。
【0139】
dmvL0[0] = dmvL0[0] + dmv[0]
dmvL0[1] = dmvL0[1] + dmv[1]
dmvL1[0] = dmvL1[0] - dmv[0]
dmvL1[1] = dmvL1[1] - dmv[1]
DMVR部30375は、マージ予測部30374から入力された予測ベクトルmvpLXに導出した差分ベクトルdmvLXを加算して動きベクトルmvLXを算出する。DMVR部30375は、mvLXをインター予測画像生成部309に出力する。
dmvL0[1] = dmvL0[1] + dmv[1]
dmvL1[0] = dmvL1[0] - dmv[0]
dmvL1[1] = dmvL1[1] - dmv[1]
DMVR部30375は、マージ予測部30374から入力された予測ベクトルmvpLXに導出した差分ベクトルdmvLXを加算して動きベクトルmvLXを算出する。DMVR部30375は、mvLXをインター予測画像生成部309に出力する。
【0140】
mvLX[0] = mvpLX[0]+dmvLX[0]
mvLX[1] = mvpLX[1]+dmvLX[1]
なお、dmvLX[0]およびdmvLX[1]の値は、sadListのビット数に関わらず-8から8までの間に制限されている。
mvLX[1] = mvpLX[1]+dmvLX[1]
なお、dmvLX[0]およびdmvLX[1]の値は、sadListのビット数に関わらず-8から8までの間に制限されている。
【0141】
（DMVRの判定基準）
dmvrFlagは、TRUEの時にDMVR処理を行い、FALSEの時にDMVR処理を行わないことを示すフラグである。
dmvrFlagは、TRUEの時にDMVR処理を行い、FALSEの時にDMVR処理を行わないことを示すフラグである。
【0142】
SPSのフラグであってDMVR処理が可能であることを示すフラグがOnの場合、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをTRUEとする。そうでない場合は、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをFALSEとする。
【0143】
また、当該ブロックのmerge_flagがTRUEの場合、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをTRUEとしてもよい。そうでない場合は、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをFALSEとする。
【0144】
また、predFlagL0とpredFlagL1が両方ともTRUE、つまり、双方向予測の場合、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをTRUEとしてもよい。そうでない場合は、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをFALSEとする。
【0145】
当該ブロックのmmvd_flagがFALSE、MMVDモードではない場合、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをTRUEとしてもよい。そうでない場合、MMVDモードの時は、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをFALSEとする。
【0146】
DiffPicOrderCnt( currPic, RefPicList[ 0 ][ refIdxL0 ])がDiffPicOrderCnt( RefPicList[ 1 ][ refIdxL1 ], currPic )と等しい場合、つまり、現在のピクチャcurrPicが、L0参照ピクチャRefPicList[ 0 ][ refIdxL0 ]とL1参照ピクチャRefPicList[ 1 ][ refIdxL1 ]が、等距離で内挿されるような位置関係にある場合、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをTRUEとしてもよい。そうでない場合は、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをFALSEとする。ここで、DiffPicOrderCnt()は、以下のように２枚の画像のPOC（Picture Order Count：ピクチャの表示順序）の差分を導出する関数である。
【0147】
DiffPicOrderCnt(picA,picB) = PicOrderCnt(picA)-PicOrderCnt(picB)
なお、DiffPicOrderCnt( currPic, RefPicList[ 0 ][ refIdxL0 ])＊DiffPicOrderCnt( currPic, RefPicList[ 1 ][ refIdxL1 ])＜0の場合、単に内挿されるような位置関係にある場合、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをTRUEとして、そうでない場合は、dmvrFlagをFALSEとしてもよい。
なお、DiffPicOrderCnt( currPic, RefPicList[ 0 ][ refIdxL0 ])＊DiffPicOrderCnt( currPic, RefPicList[ 1 ][ refIdxL1 ])＜0の場合、単に内挿されるような位置関係にある場合、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをTRUEとして、そうでない場合は、dmvrFlagをFALSEとしてもよい。
【0148】
また、処理のブロックのサイズが特定以下の場合は、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagはFALSEとしてもよい。例えば、bHが8以上の場合、かつ、bH*bWが64の場合に、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをTRUEとしてもよい。そうでない場合は、初期誤差生成部303752は、dmvrFlagをFALSEとする。
【0149】
図11は、DMVR部30375における処理の流れを示すフローチャートである。本実施の形態においては、上記の判定基準に加えて、図11で示されるように、後述するGBI処理が適用されていないときのみDMVR処理を適用するような条件を追加する。
【0150】
具体的には、まず、DMVR部30375は、上記で説明されたdmvrFlagの判定処理(S1101)を実行する。次に、DMVR部30375は、gbiIdxが0か否かの判定(S1102)を行う。gbiIdexは、後述するように、非ゼロの値の時に、テーブルgbiWLutに基づいて非均等の重み付き予測を行う。gbiIdxが0の場合、dmvrFlagをTRUEとする条件に加え、gbiIdxが非ゼロの場合、dmvrFlagをFALSEとする(S1103)。
【0151】
さらにDMVR部30375は、dmvrFlagがTRUEか否かを判定(S1104)し、TRUEならば、DMVR処理 (S1105)を実行し、FALSEならば、実行しない。
【0152】
GBI予測を適用する場合には、重み付きの予測が適用されるため、誤差が正しく評価されないこと考慮し、適用条件を制限することで、全体の処理量を削減することができる。
【0153】
同様に、後述する重み付き予測において、DMVR処理を適用するL0予測とL1予測のいずれかが重み付き予測を行う場合は、dmvrFlagをFALSEとする。具体的には、L0予測ピクチャに輝度の重み係数w0とオフセットo0が存在するか否かを示すluma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]と、L1予測ピクチャに輝度の重み係数w1とオフセットo1が存在するか否かを示すluma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]が両方ともFALSEの場合、dmvrFlagをTRUEの条件に加えて、そうでない場合は、dmvrFlagをFALSEとする。
【0154】
（DMVRでの誤差しきい値処理によるBDOFの判定）
DMVRでは、L0予測画像とL1予測画像の誤差を求める処理を行うが、この時の誤差の値に基づいて、後段で行われる後述するBDOF処理を実行するか否かを予め判定する。
DMVRでは、L0予測画像とL1予測画像の誤差を求める処理を行うが、この時の誤差の値に基づいて、後段で行われる後述するBDOF処理を実行するか否かを予め判定する。
【0155】
図12は、DMVRで、誤差しきい値処理によるBDOFの判定を行う処理を説明するフローチャートである。
【0156】
まず、初期誤差生成部303752は、bdofFlagを予めTRUEにセットしておく(S1201)。次に、初期誤差生成部303752でcenterSadを導出(S1202)して、centerSadの値がしきい値(bH>>1)*bW*4の値以上か否かを判定(S1203)する。しきい値よりもcenterSadの値が小さい場合は、初期誤差生成部303752は、誤差が小さいと判定して、BDOF処理を行うか否かをしめすbdofFlagをFALSEにセット(S1204)し、予めBDOF処理を行わないようにする。この判定は、上述の初期誤差生成部30752と同様の判定であるため、動きベクトル探索部303753と修正ベクトル導出部303754をスキップしてDMVR処理も行わない。centerSadの値がしきい値以上の場合は、動きベクトル探索部303753が修正動きベクトル探索(S1205)を行い、その結果、最小となるbestIdxのSADの値であるsadList[bestIdx]の値がしきい値(bH>>1)*bW*8の値よりも小さいか否かを修正ベクトル導出部303754が判定(S1206)する。sadList[bestIdx]の値がしきい値よりも小さい場合は、修正ベクトル導出部303754は、誤差が小さいと判定して、BDOF処理を行うか否かをしめすbdofFlagをFALSEにセット(S1207)し、予めBDOF処理を行わないようにする。
【0157】
なお、(S1206)のしきい値は、(S1203)のしきい値と同じか大きい値とする。
【0158】
DMVR処理では、修正動きベクトルの探索のために、L0予測画像とL1予測画像の誤差を求める処理が必要であり、一方、BDOF処理においては、誤差が小さい場合は、効果がないことから、このような処理を加えることで、追加の誤差計算を追加することなく、BDOFを行うか否かの判定が可能となる。
【0159】
後述のBDOF部では、bdofFlagがTRUEであるかどうか判定(S1208)し、Yesならば、インター予測パラメータ復号部303で、BDOF処理(S1209)を行う。もし、Noならば当該ブロックでは、BDOF処理を行わないことを判定する。
【0160】
（Triangle予測）
続いてTriangle予測について説明する。Triangle予測では、対角線又は反対角線を境界として、対象CUが２つの三角形の予測単位に分割される。それぞれの三角形予測単位における予測画像は、対象CU（三角形予測単位を含む矩形ブロック）の予測画像の各画素に画素の位置に応じた重みつけマスク処理を施すことで導出する。例えば、矩形領域内の三角形領域の画素を１、三角形以外の領域を０とするマスクを乗ずることにより、矩形画像から三角形画像を導出できる。予測画像の適応的な重み付け処理は対角線を挟んだ双方の領域に対して適用され、２つの予測画像を用いた適応的重みつけ処理により対象CU（矩形ブロック）の１つの予測画像が導出される。この処理を、Triangle合成処理と呼ぶ。変換（逆変換）及び量子化（逆量子化）処理が対象CUの全体に対して適用される。なお、Triangle予測は、マージ予測モード又はスキップモードの場合にのみ適用される。
続いてTriangle予測について説明する。Triangle予測では、対角線又は反対角線を境界として、対象CUが２つの三角形の予測単位に分割される。それぞれの三角形予測単位における予測画像は、対象CU（三角形予測単位を含む矩形ブロック）の予測画像の各画素に画素の位置に応じた重みつけマスク処理を施すことで導出する。例えば、矩形領域内の三角形領域の画素を１、三角形以外の領域を０とするマスクを乗ずることにより、矩形画像から三角形画像を導出できる。予測画像の適応的な重み付け処理は対角線を挟んだ双方の領域に対して適用され、２つの予測画像を用いた適応的重みつけ処理により対象CU（矩形ブロック）の１つの予測画像が導出される。この処理を、Triangle合成処理と呼ぶ。変換（逆変換）及び量子化（逆量子化）処理が対象CUの全体に対して適用される。なお、Triangle予測は、マージ予測モード又はスキップモードの場合にのみ適用される。
【0161】
Triangle予測部30377は、Triangle予測に用いられる２つの三角形領域に対応する予測パラメータを導出し、インター予測画像生成部309に出力する。Triangle予測では処理の簡略化のために、双予測を用いない構成でもよい。この場合、１つの三角形領域において単方向予測のインター予測パラメータを導出する。なお、２つの予測画像の導出及び予測画像を用いた合成は、動き補償部3091、Triangle合成部30952で行う。
【0162】
（MMVD予測部30376）
MMVD予測部30376は、MMVD（Merge with Motion Vector Differece）モードにおける処理を行う。MMVDモードは、マージ候補から導出される動きベクトル（隣接ブロックの動きベクトルなどから導出される動きベクトル）に、所定の距離及び所定の方向の差分ベクトルを加算することで動きベクトルを得るモードである。MMVDモードにおいては、MMVD予測部30376は、マージ候補を用いるとともに、差分ベクトルの値域を所定の距離（例えば8通り）及び所定の方向（例えば4方向, 8方向など）に制限することで、効率的に動きベクトルを導出する。
MMVD予測部30376は、MMVD（Merge with Motion Vector Differece）モードにおける処理を行う。MMVDモードは、マージ候補から導出される動きベクトル（隣接ブロックの動きベクトルなどから導出される動きベクトル）に、所定の距離及び所定の方向の差分ベクトルを加算することで動きベクトルを得るモードである。MMVDモードにおいては、MMVD予測部30376は、マージ候補を用いるとともに、差分ベクトルの値域を所定の距離（例えば8通り）及び所定の方向（例えば4方向, 8方向など）に制限することで、効率的に動きベクトルを導出する。
【0163】
ループフィルタ305は、符号化ループ内に設けたフィルタで、ブロック歪やリンギング歪を除去し、画質を改善するフィルタである。ループフィルタ305は、加算部312が生成したCUの復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット（SAO）、適応ループフィルタ（ALF）等のフィルタを施す。
【0164】
参照ピクチャメモリ306は、加算部312が生成したCUの復号画像を、対象ピクチャ及び対象CU毎に予め定めた位置に記憶する。
【0165】
予測パラメータメモリ307は、復号対象のCTUあるいはCU毎に予め定めた位置に予測パラメータを記憶する。具体的には、予測パラメータメモリ307は、パラメータ復号部302が復号したパラメータ及びエントロピー復号部301が復号した予測モードpredMode等を記憶する。
【0166】
予測画像生成部308には、予測モードpredMode、予測パラメータ等が入力される。また、予測画像生成部308は、参照ピクチャメモリ306から参照ピクチャを読み出す。予測画像生成部308は、予測モードpredModeが示す予測モードで、予測パラメータと読み出した参照ピクチャ（参照ピクチャブロック）を用いてブロックもしくはサブブロックの予測画像を生成する。ここで、参照ピクチャブロックとは、参照ピクチャ上の画素の集合（通常矩形であるのでブロックと呼ぶ）であり、予測画像を生成するために参照する領域である。
【0167】
（インター予測画像生成部309）
予測モードpredModeがインター予測モードを示す場合、インター予測画像生成部309は、インター予測パラメータ復号部303から入力されたインター予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてインター予測によりブロックもしくはサブブロックの予測画像を生成する。
予測モードpredModeがインター予測モードを示す場合、インター予測画像生成部309は、インター予測パラメータ復号部303から入力されたインター予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてインター予測によりブロックもしくはサブブロックの予測画像を生成する。
【0168】
図13は、本実施形態に係る予測画像生成部308に含まれるインター予測画像生成部309の構成を示す概略図である。インター予測画像生成部309は、動き補償部（予測画像生成装置）3091、合成部3095を含んで構成される。
【0169】
（動き補償）
動き補償部3091（補間画像生成部）は、インター予測パラメータ復号部303から入力された、インター予測パラメータ（予測リスト利用フラグpredFlagLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLX）に基づいて、参照ピクチャメモリ306から、参照ピクチャインデックスrefIdxLXで指定された参照ピクチャRefPicLXにおける、対象ブロックの位置を起点として動きベクトルmvLXだけシフトした位置にあるブロックを読み出すことによって補間画像（動き補償画像）を生成する。ここで、動きベクトルmvLXの精度が整数精度でない場合には、動き補償フィルタと呼ばれる小数位置の画素を生成するためのフィルタを施して、補間画像を生成する。
動き補償部3091（補間画像生成部）は、インター予測パラメータ復号部303から入力された、インター予測パラメータ（予測リスト利用フラグpredFlagLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLX）に基づいて、参照ピクチャメモリ306から、参照ピクチャインデックスrefIdxLXで指定された参照ピクチャRefPicLXにおける、対象ブロックの位置を起点として動きベクトルmvLXだけシフトした位置にあるブロックを読み出すことによって補間画像（動き補償画像）を生成する。ここで、動きベクトルmvLXの精度が整数精度でない場合には、動き補償フィルタと呼ばれる小数位置の画素を生成するためのフィルタを施して、補間画像を生成する。
【0170】
動き補償部3091は、まず、予測ブロック内座標(x,y)に対応する整数位置(xInt,yInt)および位相(xFrac,yFrac)を以下の式で導出する。
【0171】
xInt = xPb+(mvLX[0]>>(log2(MVPREC)))+x
xFrac = mvLX[0]&(MVPREC-1)
yInt = yPb+(mvLX[1]>>(log2(MVPREC)))+y
yFrac = mvLX[1]&(MVPREC-1)
ここで、(xPb,yPb)は、bW*bHサイズのブロックの左上座標、x=0…bW-1、y=0…bH-1であり、MVPRECは、動きベクトルmvLXの精度（1/MVPREC画素精度）を示す。例えばMVPREC=16であってよい。
xFrac = mvLX[0]&(MVPREC-1)
yInt = yPb+(mvLX[1]>>(log2(MVPREC)))+y
yFrac = mvLX[1]&(MVPREC-1)
ここで、(xPb,yPb)は、bW*bHサイズのブロックの左上座標、x=0…bW-1、y=0…bH-1であり、MVPRECは、動きベクトルmvLXの精度（1/MVPREC画素精度）を示す。例えばMVPREC=16であってよい。
【0172】
動き補償部3091は、参照ピクチャrefImgに補間フィルタを用いて水平補間処理を行うことで、一時的画像temp[][]を導出する。以下のΣはk=0..NTAP-1のkに関する和、shift1は値のレンジを調整する正規化パラメータ、offset1=1<<(shift1-1)である。
【0173】
temp[x][y] = (ΣmcFilter[xFrac][k]*refImg[xInt+k-NTAP/2+1][yInt]+offset1)>>shift1
続いて、動き補償部3091は、一時的画像temp[][]を垂直補間処理により、補間画像Pred [][]を導出する。以下のΣはk=0..NTAP-1のkに関する和、shift2は値のレンジを調整する正規化パラメータ、offset2=1<<(shift2-1)である。
続いて、動き補償部3091は、一時的画像temp[][]を垂直補間処理により、補間画像Pred [][]を導出する。以下のΣはk=0..NTAP-1のkに関する和、shift2は値のレンジを調整する正規化パラメータ、offset2=1<<(shift2-1)である。
【0174】
Pred[x][y] = (ΣmcFilter[yFrac][k]*temp[x][y+k-NTAP/2+1]+offset2)>>shift2
（合成部）
合成部3095は、動き補償部3091から入力される補間画像、インター予測パラメータ復号部303から入力されるインター予測パラメータ、及び、イントラ予測画像生成部310から入力されるイントラ画像を参照して、予測画像を生成し、生成した予測画像を加算部312に出力する。
（合成部）
合成部3095は、動き補償部3091から入力される補間画像、インター予測パラメータ復号部303から入力されるインター予測パラメータ、及び、イントラ予測画像生成部310から入力されるイントラ画像を参照して、予測画像を生成し、生成した予測画像を加算部312に出力する。
【0175】
合成部3095は、Combined intra/inter合成部30951、Triangle合成部30952、OBMC部30953、BDOF部30956を備えている。
【0176】
（Combined intra/inter合成処理）
Combined intra/inter合成部30951は、AMVPにおける単方向予測、スキップモード、マージモード、及びイントラ予測を複合的に用いることによって予測画像を生成する。
Combined intra/inter合成部30951は、AMVPにおける単方向予測、スキップモード、マージモード、及びイントラ予測を複合的に用いることによって予測画像を生成する。
【0177】
（Triangle合成処理）
Triangle合成部30952は、上述したTriangle予測を用いた予測画像を生成する。
Triangle合成部30952は、上述したTriangle予測を用いた予測画像を生成する。
【0178】
（OBMC処理）
OBMC部30953は、OBMC（Overlapped block motion compensation）処理を用いて予測画像を生成する。OBMC処理には以下の処理が含まれる。
・対象サブブロックに付加されたインター予測パラメータを用いて生成される補間画像（PU補間画像）と、対象サブブロックの隣接サブブロックの動きパラメータを用いて生成される補間画像（OBMC補間画像）とを用いて、対象サブブロックの補間画像（動き補償画像）を生成する。
・OBMC補間画像とPU補間画像とを加重平均することにより、予測画像を生成する。
OBMC部30953は、OBMC（Overlapped block motion compensation）処理を用いて予測画像を生成する。OBMC処理には以下の処理が含まれる。
・対象サブブロックに付加されたインター予測パラメータを用いて生成される補間画像（PU補間画像）と、対象サブブロックの隣接サブブロックの動きパラメータを用いて生成される補間画像（OBMC補間画像）とを用いて、対象サブブロックの補間画像（動き補償画像）を生成する。
・OBMC補間画像とPU補間画像とを加重平均することにより、予測画像を生成する。
【0179】
（重み付き予測部30954）
重み付き予測部309454は、動き補償画像PredL0とPredL1に重み係数を乗算することによりブロックの予測画像を生成する。予測リスト利用フラグの一方（predFlagL0もしくはpredFlagL1）が１（単予測）、かつ、重み予測を用いない場合、動き補償画像PredLX（LXはL0もしくはL1）を画素ビット数bitDepthに合わせる以下の式の処理を行う。
重み付き予測部309454は、動き補償画像PredL0とPredL1に重み係数を乗算することによりブロックの予測画像を生成する。予測リスト利用フラグの一方（predFlagL0もしくはpredFlagL1）が１（単予測）、かつ、重み予測を用いない場合、動き補償画像PredLX（LXはL0もしくはL1）を画素ビット数bitDepthに合わせる以下の式の処理を行う。
【0180】
Pred[x][y] = Clip3(0,(1<<bitDepth)-1,(PredLX[x][y]+offset1)>>shift1)
ここで、shift1=Max(2,14-bitDepth)、offset1=1<<(shift1-1)である。
ここで、shift1=Max(2,14-bitDepth)、offset1=1<<(shift1-1)である。
【0181】
（双方向予測処理）
また、予測リスト利用フラグの両者（predFlagL0とpredFlagL1）が１（双予測BiPred）、かつ、重み予測を用いない場合、動き補償画像PredL0、PredL1を平均し画素ビット数に合わせる以下の式の処理を行う。
また、予測リスト利用フラグの両者（predFlagL0とpredFlagL1）が１（双予測BiPred）、かつ、重み予測を用いない場合、動き補償画像PredL0、PredL1を平均し画素ビット数に合わせる以下の式の処理を行う。
【0182】
Pred[x][y] = Clip3(0,(1<<bitDepth)-1,(PredL0[x][y]+PredL1[x][y]+offset2)>>shift2)
ここで、shift2=Max(3,15-bitDepth)、offset2=1<<(shift2-1)である。以下、この処理を通常の双方向予測とも呼ぶ。
ここで、shift2=Max(3,15-bitDepth)、offset2=1<<(shift2-1)である。以下、この処理を通常の双方向予測とも呼ぶ。
【0183】
さらに、単予測、かつ、L0の参照ピクチャに重み予測係数w0とオフセットo0が存在するか否かを示すフラグ(輝度の場合、luma_weight_l0_flag、色差の場合、chroma_weight_l0_flag)がオンの場合、重み付き予測部30954は、L0予測の場合は、重み予測係数w0とオフセットo0を符号化データから導出し、以下の式の処理を行う。
【0184】
Pred[x][y] = Clip3(0,(1<<bitDepth)-1,((PredL0[x][y]*w0+(1<<(log2WD-1)))>>log2WD)+o0)
L1予測の場合は、L1の参照ピクチャに重み予測係数w1とオフセットo1が存在するか否かを示すフラグ(輝度の場合、luma_weight_l1_flag、色差の場合、chroma_weight_l1_flag)がオンの場合、重み付き予測部30954は重み予測係数w1とオフセットo1を符号化データから導出し、以下の式の処理を行う。
L1予測の場合は、L1の参照ピクチャに重み予測係数w1とオフセットo1が存在するか否かを示すフラグ(輝度の場合、luma_weight_l1_flag、色差の場合、chroma_weight_l1_flag)がオンの場合、重み付き予測部30954は重み予測係数w1とオフセットo1を符号化データから導出し、以下の式の処理を行う。
【0185】
Pred[x][y] = Clip3(0,(1<<bitDepth)-1,((PredL1[x][y]*w1+(1<<(log2WD-1)))>>log2WD)+o1)
ここで、log2WDは、明示的に、輝度と色差別にスライスヘッダで送られるLog2WeightDenom＋shift1の値を合計した変数である。
ここで、log2WDは、明示的に、輝度と色差別にスライスヘッダで送られるLog2WeightDenom＋shift1の値を合計した変数である。
【0186】
（重み付き双方向予測処理）
さらに、双予測BiPred、かつ、重み予測係数とオフセットを存在するか否感を示すフラグ(輝度の場合、luma_weight_l0_flag、luma_weight_l1_flag、色差の場合、chroma_weight_l0_flag、chroma_weight_l1_flag)が重み予測を行う場合、重み付き予測部30954は重み予測係数w0、w1、o0、o1を符号化データから導出し、以下の式の処理を行う。
さらに、双予測BiPred、かつ、重み予測係数とオフセットを存在するか否感を示すフラグ(輝度の場合、luma_weight_l0_flag、luma_weight_l1_flag、色差の場合、chroma_weight_l0_flag、chroma_weight_l1_flag)が重み予測を行う場合、重み付き予測部30954は重み予測係数w0、w1、o0、o1を符号化データから導出し、以下の式の処理を行う。
【0187】
Pred[x][y] = Clip3(0,(1<<bitDepth)-1,(PredL0[x][y]*w0+PredL1[x][y]*w1+((o0+o1+1)<<log2WD))>>(log2WD+1))
（GBI部30955）
上述の重み付き予測では、補間画像に重み係数を乗算して予測画像を生成する例を説明した。ここでは、補間画像に重み係数を乗算して予測画像を生成する他の例について説明する。詳細には、一般化双方向予測（Generalized bi-prediction、以下、GBI予測と呼ぶ）を用いて予測画像を生成する処理について説明する。GBI予測では、双予測におけるL0予測画像PredL0およびL1予測画像PredL1に重み係数（w0、w1）を乗算して予測画像Predを生成する。
（GBI部30955）
上述の重み付き予測では、補間画像に重み係数を乗算して予測画像を生成する例を説明した。ここでは、補間画像に重み係数を乗算して予測画像を生成する他の例について説明する。詳細には、一般化双方向予測（Generalized bi-prediction、以下、GBI予測と呼ぶ）を用いて予測画像を生成する処理について説明する。GBI予測では、双予測におけるL0予測画像PredL0およびL1予測画像PredL1に重み係数（w0、w1）を乗算して予測画像Predを生成する。
【0188】
また、GBI予測を用いて予測画像を生成する場合、GBI部30955は、重み係数（w0、w1）を符号化ユニット単位で切り替える。すなわち、インター予測画像生成部309のGBI部30954は、符号化ユニット毎に重み係数を設定する。GBI予測においては、複数の重み係数候補が予め規定されており、gbiIdxはテーブルgbiWLutに含まれる複数の重み係数候補のうち対象ブロックで用いる重み係数を示すインデックスである。
【0189】
GBI部30955は、GBI予測が用いられるか否かを示すフラグgbiAppliedFlagをチェックして、FALSEならば、動き補償部3091は以下の式を用いて予測画像を生成する。
【0190】
Pred[x][y]=Clip3(0,(1<<bitDepth)-1,
(PredL0[x][y]+ PredL1[x][y]+offset2)>>shift2 )
ここで、gbiAppliedFlagは、初期状態は、FALSEである。GBI部30955は、SPSのフラグであってGBI処理が可能であることを示すフラグがOnであり、双方向予測である場合にgbiAppliedFlagをTRUEと設定する。さらに、追加(AND)の条件として、GBI予測の重み係数のテーブルgbiWLutのインデックスであるgbiIdxが0（L0予測画像とL1予測画像の重みが等しい場合のインデックスの値）でない場合にgbiAppliedFlagをTRUEとしてもよい。さらに、追加(AND)の条件として、CUのブロックサイズが一定以上の場合に、gbiAppliedFlagをTRUEにしてもよい。
(PredL0[x][y]+ PredL1[x][y]+offset2)>>shift2 )
ここで、gbiAppliedFlagは、初期状態は、FALSEである。GBI部30955は、SPSのフラグであってGBI処理が可能であることを示すフラグがOnであり、双方向予測である場合にgbiAppliedFlagをTRUEと設定する。さらに、追加(AND)の条件として、GBI予測の重み係数のテーブルgbiWLutのインデックスであるgbiIdxが0（L0予測画像とL1予測画像の重みが等しい場合のインデックスの値）でない場合にgbiAppliedFlagをTRUEとしてもよい。さらに、追加(AND)の条件として、CUのブロックサイズが一定以上の場合に、gbiAppliedFlagをTRUEにしてもよい。
【0191】
GBI部30955は、gbiAppliedFlagが真の場合に、重みw0、w1とPredL0、PredL1から以下の式で予測画像Predを導出する。
【0192】
Pred[x][y]=Clip3(0,(1<<bitDepth)-1,
(w0*PredL0[x][y]+w1*PredL1[x][y]+offset3)>>(shift2+3))
ここで、重み係数w1は、テーブルiWLut[]= {4,5,3,10,-2}から、シンタックスで明示的に示されるgbiIdxで導出される係数である。重み係数w0は、(8-w1)とする。なお、gbiIdx=0の時は、w0=w1=4となって、通常の双方向予測と等価となる。
(w0*PredL0[x][y]+w1*PredL1[x][y]+offset3)>>(shift2+3))
ここで、重み係数w1は、テーブルiWLut[]= {4,5,3,10,-2}から、シンタックスで明示的に示されるgbiIdxで導出される係数である。重み係数w0は、(8-w1)とする。なお、gbiIdx=0の時は、w0=w1=4となって、通常の双方向予測と等価となる。
【0193】
shift1、shift2、offset1、offset2は以下の式で導出される。
【0194】
shift1=Max(2,14-bitDepth)
shift2=Max(3,15-bitDepth)=shift1+1
offset1=1<<(shift1-1)
offset2=1<<(shift2-1)
offset3=1<<(shift2+2)
なお、重み係数の異なる組合せを有するテーブルgbiWLutが複数あり、GBI部30955は、ピクチャ構造がLowDelay（LB）であるか否かに応じて、重み係数の選択に用いる当該テーブルを切り替えてもよい。
shift2=Max(3,15-bitDepth)=shift1+1
offset1=1<<(shift1-1)
offset2=1<<(shift2-1)
offset3=1<<(shift2+2)
なお、重み係数の異なる組合せを有するテーブルgbiWLutが複数あり、GBI部30955は、ピクチャ構造がLowDelay（LB）であるか否かに応じて、重み係数の選択に用いる当該テーブルを切り替えてもよい。
【0195】
AMVP予測モードにおいてGBI予測が用いられる場合、インター予測パラメータ復号部303はgbiIdxを復号し、GBI部30955に送付する。また、マージ予測モードにおいてGBI予測が用いられる場合、インター予測パラメータ復号部303は、マージインデックスmerge_idxを復号し、マージ候補導出部30361は各マージ候補のgbiIdxを導出する。具体的には、マージ候補導出部30361は、マージ候補の導出に用いた隣接ブロックの重み係数を、対象ブロックに用いるマージ候補の重み係数として用いる。つまり、マージモードでは、過去に用いた重み係数を、対象ブロックの重み係数として継承する。
【0196】
（GBI予測を用いた予測モードの選択）
次に、図14を参照して、動画像復号装置31におけるGBI予測を用いた予測モードの選択処理について説明する。図14は、動画像復号装置31における予測モードの選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。
次に、図14を参照して、動画像復号装置31におけるGBI予測を用いた予測モードの選択処理について説明する。図14は、動画像復号装置31における予測モードの選択処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【0197】
図14に示すように、インター予測パラメータ復号部303は、まず、スキップフラグを復号する（S1401）。スキップフラグがスキップモードであることを示している場合（S1402でYES）、予測モードはマージモードとなり（S1403）、インター予測パラメータ復号部303はマージインデックスを復号し（S14031）、GBI予測が用いられる場合、GBI部30955はマージ候補で導出された重み係数をGBI予測の重み係数として導出する。
【0198】
スキップフラグがスキップモードであることを示していない場合（S1402でNO）、インター予測パラメータ復号部303は、マージフラグを復号する（S1407）。マージフラグがマージモードであることを示している場合（S1408でYES）、予測モードはマージモードとなり（S1403）、インター予測パラメータ復号部303はマージインデックスを復号する（S14031）。GBI予測が用いられる場合GBI部30955はマージ候補で導出された重み係数をGBI予測の重み係数として導出する。
【0199】
マージフラグがマージモードであることを示していない場合（S1408でNO）、予測モードはAMVPモードである（S1409）。
【0200】
AMVPモードにおいて、インター予測パラメータ復号部303はインター予測識別子inter_pred_idcを復号する（S14090）。続いて、インター予測パラメータ復号部303は差分ベクトルmvdLXを復号する（S14091）。続いて、インター予測パラメータ復号部303はgbiIdxを復号し（S14092）、GBI予測が用いられる場合、GBI部30955は、GBI予測の重み係数w1をgbiWLutのテーブルの重み係数候補から選択する。
【0201】
（BDOF予測）
次に、BDOF部30956が行うBDOF処理を用いた予測（BDOF予測）の詳細について説明する。BDOF部30956は、双予測モードにおいて、２つの予測画像（第１の予測画像及び第２の予測画像）及び勾配補正項を参照して予測画像を生成する。
次に、BDOF部30956が行うBDOF処理を用いた予測（BDOF予測）の詳細について説明する。BDOF部30956は、双予測モードにおいて、２つの予測画像（第１の予測画像及び第２の予測画像）及び勾配補正項を参照して予測画像を生成する。
【0202】
図15は、予測画像を導出する処理の流れを説明するフローチャートである。
【0203】
インター予測パラメータ復号部303がL0の単方向予測と判定（S1501で、inter_pred_idcが0）した場合、動き補償部3091はL0予測画像PredL0[x][y]を生成（S1502）する。インター予測パラメータ復号部303がL1の単方向予測と判定（S1501で、inter_pred_idcが1）した場合、動き補償部3091はL1予測画像PredL1[x][y]を生成（S1503）する。一方、インター予測パラメータ復号部303が双予測モードであると判定（S1501で、inter_pred_idcが2）した場合、以下のS1504の処理に続く。S1504にて、合成部3095はBDOF処理を行うか否かを示すbioAvailableFlagを参照しBDOF処理の要否を判定する。bioAvailableFlagがTRUEを示すと、BDOF部30956はBDOF処理を実行して双方向予測画像を生成する（S1506）。bioAvailableFlagがFALSEを示すと、合成部3095は通常の双方予測画像生成で予測画像を生成する(S1505)。
【0204】
インター予測パラメータ復号部303はL0参照画像refImgL0及びL1参照画像refImgL1が異なる参照画像であって、かつ、対象ピクチャに対し２枚のピクチャが反対方向の場合に、bioAvailableFlagにTRUEを導出してもよい。具体的には、対象画像をcurrPicとすると、DiffPicOrderCnt(currPic,refImgL0)*DiffPicOrderCnt(currPic,refImgL1)<0となる条件を満たす場合に、bioAvailableFlagはTRUEを示す。
ここで、DiffPicOrderCnt()は、以下のように２枚の画像のPOC（Picture Order Count：ピクチャの表示順序）の差分を導出する関数である。
ここで、DiffPicOrderCnt()は、以下のように２枚の画像のPOC（Picture Order Count：ピクチャの表示順序）の差分を導出する関数である。
【0205】
DiffPicOrderCnt(picA,picB) = PicOrderCnt(picA)-PicOrderCnt(picB)
bioAvailableFlagがTRUEを示す条件として、対象ブロックの動きベクトルがサブブロック単位の動きベクトルではない、という条件を追加してもよい。
bioAvailableFlagがTRUEを示す条件として、対象ブロックの動きベクトルがサブブロック単位の動きベクトルではない、という条件を追加してもよい。
【0206】
また、bioAvailableFlagがTRUEを示す条件として、対象ピクチャの動きベクトルはサブブロック単位の動きベクトルではない、という条件を追加してもよい。
【0207】
また、bioAvailableFlagがTRUEを示す条件として、２つの予測ブロックのL0予測画像とL1予測画像との絶対差分和が所定の値以上、という条件を追加してもよい。
【0208】
また、bioAvailableFlagがTRUEを示す条件として、予測画像作成モードがブロック単位の予測画像作成モードである、という条件を加えてもよい。
【0209】
また、bioAvailableFlagがTRUEを示す条件として、重み付き予測において、L0予測とL1予測のいずれもが、重み付き予測を行わない、という条件を加えてもよい。具体的には、L0予測ピクチャに輝度の重み係数w0とオフセットo0が存在するか否かを示すluma_weight_l0_flag[ refIdxL0 ]と、L1予測ピクチャに輝度の重み係数w1とオフセットo1が存在するか否かを示すluma_weight_l1_flag[ refIdxL1 ]が両方ともFALSEの場合、bioAvailableFlagがTRUEを示す条件とする。
【0210】
図16は、BDOF部30956の構成を示す概略図である。図16を用いて、具体的なBDOF部30956が行う処理の内容について説明する。BDOF処理部30956は、L0,L1予測画像生成部309561と、勾配画像生成部309562と、相関パラメータ計算部309563と、動き補償修正値導出部309564と、BDOF予測画像生成部309565とを備えている。BDOF部30956は動き補償部3091から受信した補間画像と、インター予測パラメータ復号部303から受信したインター予測パラメータとから予測画像を生成し、生成した予測画像を加算部312に出力する。なお、勾配画像から動き補償修正値modBIO（動き補償修正画像）を導出し、PredL0、PredL1の予測画像を修正して導出する処理を、双方向勾配変化処理と呼ぶ。
【0211】
図17は、パディングを実行する領域の一例を示す図である。まず、L0,L1予測画像生成部309561では、BDOF処理に用いられる、L0、L1予測画像を生成する。BDOF部30956では、図17で示されるCU単位あるいは、サブCU単位の毎のL0,L1予測画像をもとに、BDOF処理をおこなうが、勾配を求めるために、対象となるCUあるいはサブCUの周囲2画素分の補間画像情報を余分に必要とする。この部分の補間画像情報は、後述の勾配画像生成のために、通常の補間フィルタではなく隣接の整数画素を用いて生成する。それ以外の場合は、この部分は、パディング領域として、ピクチャの外側と同様に、周囲の画素をコピーして用いるものとする。また、BDOF処理の単位は、CU単位あるいは、サブCU単位以下のNxN画素であり、処理自体は、周囲１画素を加えた、(N+2)x(N+2)の画素を用いて処理を行う。
【0212】
勾配画像生成部309562では、勾配画像を生成する。勾配変化（Optical Flow）では、各点の画素値は変化せず、その位置のみが変化すると仮定する。これは、水平方向の画素値Iの変化（水平勾配値lx）とその位置の変化Vx、及び垂直方向の画素値Iの変化（垂直勾配値ly）とその位置の変化Vy、画素値Iの時間変化ltを用いて、下記で表すことができる。
【0213】
lx * Vx + ly * Vy + lt = 0
以降では位置の変化(Vx,Vy)を補正重みベクトル(u,v)と呼ぶ。
以降では位置の変化(Vx,Vy)を補正重みベクトル(u,v)と呼ぶ。
【0214】
具体的には、勾配画像生成部309562は、以下の式から勾配画像lx0、ly0、lx1、ly1を導出する。lx0及びlx1は水平方向に沿った勾配を示し、ly0及びly1は垂直方向に沿った勾配を示す。
【0215】
lx0[x][y] = (PredL0[x+1][y]-PredL0[x-1][y])>>shift1
ly0[x][y] = (PredL0[x][y+1]-PredL0[x][y-1])>>shift1
lx1[x][y] = (PredL1[x+1][y]-PredL1[x-1][y])>>shift1
ly1[x][y] = (PredL1[x][y+1]-PredL1[x][y-1])>>shift1
ここで、shift1=Max(2,14-bitDepth)である。
ly0[x][y] = (PredL0[x][y+1]-PredL0[x][y-1])>>shift1
lx1[x][y] = (PredL1[x+1][y]-PredL1[x-1][y])>>shift1
ly1[x][y] = (PredL1[x][y+1]-PredL1[x][y-1])>>shift1
ここで、shift1=Max(2,14-bitDepth)である。
【0216】
次に、相関パラメータ計算部309563は、CU内毎のNxN画素のブロック毎の周囲1画素を用いて(N+2)x(N+2)画素の勾配積和s1,s2,s3,s5,s6を導出する。
【0217】
s1 = sum(phiX[x][y]* phiX[x][y])
s2 = sum(phiX[x][y]* phiY[x][y])
s3 = sum(-theta[x][y]* phiX[x][y])
s5 = sum(phiY[x][y]* phiY[x][y])
s6 = sum(-theta[x][y]* phiY[x][y])
ここで、sum(a)は(N+2)x(N+2)画素のブロック内の座標(x,y)に対するaの総和を表す。また、
theta[x][y]= -(PredL1[x][y]>>shift4)+(PredL0[x][y]>>shift4)
phiX[x][y] = (lx1[x][y] + lx0[x][y])>>shift5
phiY[x][y] = (ly1[x][y] + ly0[x][y])>>shift5
ここで、
shift4=Min(8,bitDepth-4)
shift5=Min(5,bitDepth-7)
とする。
s2 = sum(phiX[x][y]* phiY[x][y])
s3 = sum(-theta[x][y]* phiX[x][y])
s5 = sum(phiY[x][y]* phiY[x][y])
s6 = sum(-theta[x][y]* phiY[x][y])
ここで、sum(a)は(N+2)x(N+2)画素のブロック内の座標(x,y)に対するaの総和を表す。また、
theta[x][y]= -(PredL1[x][y]>>shift4)+(PredL0[x][y]>>shift4)
phiX[x][y] = (lx1[x][y] + lx0[x][y])>>shift5
phiY[x][y] = (ly1[x][y] + ly0[x][y])>>shift5
ここで、
shift4=Min(8,bitDepth-4)
shift5=Min(5,bitDepth-7)
とする。
【0218】
次に、動き補償修正値導出部309564は、導出した勾配積和s1,s2,s3,s5,s6を用いて、NxN画素単位の補正重みベクトル(u, v)を導出する。
【0219】
u = (s3<<3)>>log2(s1)
v = ((s6<<3)-((((u*s2m)<<12)+u*s2s)>>1))>>log2(s5)
ここでs2m=s2>>12、s2s=s2&((1<<12)-1)である。
v = ((s6<<3)-((((u*s2m)<<12)+u*s2s)>>1))>>log2(s5)
ここでs2m=s2>>12、s2s=s2&((1<<12)-1)である。
【0220】
なお、以下のようにさらにクリップを用いてu, vの範囲を制限しても良い。
【0221】
u = s1>0?Clip3(-th,th,-(s3<<3)>>floor(log2(s1))):0
v = s5>0?Clip3(-th,th,((s6<<3)-((((u*s2m)<<12)+u*s2s)>>1))>>floor(log2(s5))):0
ここで、th = Max(2, 1<<(13-bitDepth))とする。thの値は、shift1と連動して計算する必要があるため、画素ビット長bitDepthが12ビットより大きい場合を考慮する。
v = s5>0?Clip3(-th,th,((s6<<3)-((((u*s2m)<<12)+u*s2s)>>1))>>floor(log2(s5))):0
ここで、th = Max(2, 1<<(13-bitDepth))とする。thの値は、shift1と連動して計算する必要があるため、画素ビット長bitDepthが12ビットより大きい場合を考慮する。
【0222】
動き補償修正値導出部309564は、NxN画素単位の補正重みベクトル(u, v)と勾配画像lx0、ly0、lx1、ly1を用いて、NxN画素の動き補償修正値のmodBIO[x][y]を導出する。
【0223】
modBIO[x][y] = ((lx1[x][y]-lx0[x][y])*u+(ly1[x][y]-ly0[x][y])*v+1)>>1 (式A3)あるいはラウンド関数を用いて、modBIOを以下のように導出してもよい。
【0224】
modBIO[x][y] = Round(((lx1[x][y]-lx0[x][y])*u)>>1)+Round(((ly1[x][y]-ly0[x][y])*v)>>1)
BDOF予測画像生成部309565は、上記のパラメータを用いて下式により、NxN画素の予測画像の画素値Predを導出する。
BDOF予測画像生成部309565は、上記のパラメータを用いて下式により、NxN画素の予測画像の画素値Predを導出する。
【0225】
このとき、BDOF予測画像生成部309565は、上記のパラメータを用いて下式により、NxN画素の予測画像の画素値Predを導出する。
【0226】
Pred[x][y] = Clip3(0, (1<<bitDepth)-1,( PredL0[x][y]+PredL1[x][y]+modBIO[x][y] +offset2)>>shift2)
ここで、shift2=Max(3,15-bitDepth)、offset2=1<<(shift2-1)である。
ここで、shift2=Max(3,15-bitDepth)、offset2=1<<(shift2-1)である。
【0227】
そして、BDOF予測画像生成部309565は、生成したブロックの予測画像を加算部312に出力する。
【0228】
逆量子化・逆変換部311は、エントロピー復号部301から入力された量子化変換係数を逆量子化して変換係数を求める。この量子化変換係数は、符号化処理において、予測誤差に対してDCT（Discrete Cosine Transform、離散コサイン変換）、DST（Discrete Sine Transform、離散サイン変換）等の周波数変換を行い量子化して得られる係数である。逆量子化・逆変換部311は、求めた変換係数について逆DCT、逆DST等の逆周波数変換を行い、予測誤差を算出する。逆量子化・逆変換部311は予測誤差を加算部312に出力する。逆量子化・逆変換部311は、skip_flagが1の場合もしくはcu_cbpが0の場合に予測誤差を全て０と設定する。
【0229】
加算部312は、予測画像生成部308から入力されたブロックの予測画像と逆量子化・逆変換部311から入力された予測誤差を画素毎に加算して、ブロックの復号画像を生成する。加算部312はブロックの復号画像を参照ピクチャメモリ306に記憶し、また、ループフィルタ305に出力する。
【0230】
（動画像符号化装置の構成）
次に、本実施形態に係る動画像符号化装置11の構成について説明する。図18は、本実施形態に係る動画像符号化装置11の構成を示す概略図である。動画像符号化装置11は、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、逆量子化・逆変換部105、加算部106、ループフィルタ107、予測パラメータメモリ（予測パラメータ記憶部、フレームメモリ）108、参照ピクチャメモリ（参照画像記憶部、フレームメモリ）109、符号化パラメータ決定部110、パラメータ符号化部111、エントロピー符号化部104を含んで構成される。
次に、本実施形態に係る動画像符号化装置11の構成について説明する。図18は、本実施形態に係る動画像符号化装置11の構成を示す概略図である。動画像符号化装置11は、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、逆量子化・逆変換部105、加算部106、ループフィルタ107、予測パラメータメモリ（予測パラメータ記憶部、フレームメモリ）108、参照ピクチャメモリ（参照画像記憶部、フレームメモリ）109、符号化パラメータ決定部110、パラメータ符号化部111、エントロピー符号化部104を含んで構成される。
【0231】
予測画像生成部101は画像Ｔの各ピクチャを分割した領域であるCU毎に予測画像を生成する。予測画像生成部101は既に説明した予測画像生成部308と同じ動作であり、説明を省略する。
【0232】
減算部102は、予測画像生成部101から入力されたブロックの予測画像の画素値を、画像Ｔの画素値から減算して予測誤差を生成する。減算部102は予測誤差を変換・量子化部103に出力する。
【0233】
変換・量子化部103は、減算部102から入力された予測誤差に対し、周波数変換によって変換係数を算出し、量子化によって量子化変換係数を導出する。変換・量子化部103は、量子化変換係数をエントロピー符号化部104及び逆量子化・逆変換部105に出力する。
【0234】
逆量子化・逆変換部105は、動画像復号装置31における逆量子化・逆変換部311（図7）と同じであり、説明を省略する。算出した予測誤差は加算部106に出力される。
【0235】
エントロピー符号化部104には、変換・量子化部103から量子化変換係数が入力され、パラメータ符号化部111から符号化パラメータが入力される。符号化パラメータには、例えば、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLX、動きベクトル精度モードamvr_mode、予測モードpredMode、及びマージインデックスmerge_idx等の符号がある。
【0236】
エントロピー符号化部104は、分割情報、予測パラメータ、量子化変換係数等をエントロピー符号化して符号化ストリームTeを生成し、出力する。
【0237】
パラメータ符号化部111は、図示しないヘッダ符号化部1110、CT情報符号化部1111、CU符号化部1112（予測モード符号化部）、およびパラメータ符号化部112を備えている。CU符号化部1112はさらにTU符号化部1114を備えている。
【0238】
以下、各モジュールの概略動作を説明する。パラメータ符号化部111はヘッダ情報、分割情報、予測情報、量子化変換係数等のパラメータの符号化処理を行う。
【0239】
CT情報符号化部1111は、符号化データからQT、MT（BT、TT）分割情報等を符号化する。
【0240】
CU符号化部1112はCU情報、予測情報、TU分割フラグsplit_transform_flag、CU残差フラグcbf_cb、cbf_cr、cbf_luma等を符号化する。
【0241】
TU符号化部1114は、TUに予測誤差が含まれている場合に、QP更新情報（量子化補正値）と量子化予測誤差（residual_coding）を符号化する。
【0242】
CT情報符号化部1111、CU符号化部1112は、インター予測パラメータ（予測モードpredMode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLX）、イントラ予測パラメータ（prev_intra_luma_pred_flag、mpm_idx、rem_selected_mode_flag、rem_selected_mode、rem_non_selected_mode、）、量子化変換係数等のシンタックス要素をエントロピー符号化部104に出力する。
【0243】
（パラメータ符号化部の構成）
パラメータ符号化部112は、符号化パラメータ決定部110から入力された予測パラメータに基づいて、インター予測パラメータを導出する。パラメータ符号化部112は、インター予測パラメータ復号部303がインター予測パラメータを導出する構成と一部同一の構成を含む。
パラメータ符号化部112は、符号化パラメータ決定部110から入力された予測パラメータに基づいて、インター予測パラメータを導出する。パラメータ符号化部112は、インター予測パラメータ復号部303がインター予測パラメータを導出する構成と一部同一の構成を含む。
【0244】
図19は、パラメータ符号化部112の構成を示す概略図である。パラメータ符号化部112の構成について説明する。図19に示すように、パラメータ符号化部112は、パラメータ符号化制御部1121、マージ予測部30374、サブブロック予測部（アフィン予測部）30372、DMVR部30375、MMVD予測部30376、Triangle予測部30377、AMVP予測パラメータ導出部3032、減算部1123を含んで構成される。マージ予測部30374は、マージ予測パラメータ導出部3036を備えている。パラメータ符号化制御部1121は、マージインデックス導出部11211とベクトル候補インデックス導出部11212を含む。また、パラメータ符号化制御部1121は、マージインデックス導出部11211でmerge_idx、affine_flag、base_candidate_idx、distance_idx、direction_idx等を導出し、ベクトル候補インデックス導出部11212でmvpLX等を導出する。マージ予測パラメータ導出部3036、AMVP予測パラメータ導出部3032、アフィン予測部30372、MMVD予測部30376、Triangle予測部30377を総称して動きベクトル導出部（動きベクトル導出装置）と称してもよい。パラメータ符号化部112は、動きベクトルmvLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、インター予測識別子inter_pred_idc、あるいはこれらを示す情報を予測画像生成部101に出力する。またパラメータ符号化部112は、merge_flag、skip_flag、merge_idx、inter_pred_idc、refIdxLX、mvp_lX_idx、mvdLX、amvr_mode、affine_flagをエントロピー符号化部104に出力する。
【0245】
図20は、動画像符号化装置11における探索距離の候補数および導出方向の候補数の一例を示す図である。パラメータ符号化制御部1121は差分ベクトルを表すパラメータ（base_candidate_idx、distance_idx、direction_idx等）を導出し、MMVD予測部30376に出力する。図20を参照してパラメータ符号化制御部1121におけるの差分ベクトル導出を説明する。図の中央の黒丸が予測ベクトルmvpLXの指す位置であり、この位置を中心にして、４（上、下、左、右）方向に各々８つの探索距離を探索する。mvpLXはマージ候補リストの先頭と２番目の候補の動きベクトルであり、各々に対し探索を実施する。マージ候補リストの予測ベクトルが２つ（リストの１番目と２番目）あり、探索距離が８、探索方向が４であるので、mvdLXには64通りの候補がある。探索した中で最もコストの小さいmvdLXを、base_candidate_idx、distance_idxおよびdirection_idxで表す。
【0246】
このようにMMVDモードは、予測ベクトルを中心として限られた候補点を探索し、適切な動きベクトルを導出するモードである。
【0247】
マージインデックス導出部11211は、マージインデックスmerge_idxを導出し、マージ予測パラメータ導出部3036（マージ予測部）に出力する。MMVDモードにおいては、マージインデックス導出部11211は、マージインデックスmerge_idxの値をbase_candidate_idxの値と同じ値に設定する。ベクトル候補インデックス導出部11212は予測ベクトルインデックスmvp_lX_idxを導出する。
【0248】
マージ予測パラメータ導出部3036は、マージインデックスmerge_idxに基づいて、インター予測パラメータを導出する。
【0249】
AMVP予測パラメータ導出部3032は動きベクトルmvLXに基づいて予測ベクトルmvpLXを導出する。AMVP予測パラメータ導出部3032は予測ベクトルmvpLXを減算部1123に出力する。なお、参照ピクチャインデックスrefIdxLX及び予測ベクトルインデックスmvp_lX_idxは、エントロピー符号化部104に出力される。
【0250】
アフィン予測部30372は、サブブロックのインター予測パラメータ（アフィン予測パラメータ）を導出する。
【0251】
減算部1123は、符号化パラメータ決定部110から入力された動きベクトルmvLXから、AMVP予測パラメータ導出部3032の出力である予測ベクトルmvpLXを減算して差分ベクトルmvdLXを生成する。差分ベクトルmvdLXはエントロピー符号化部104に出力される。
【0252】
加算部106は、予測画像生成部101から入力されたブロックの予測画像の画素値と逆量子化・逆変換部105から入力された予測誤差を画素毎に加算して復号画像を生成する。加算部106は生成した復号画像を参照ピクチャメモリ109に記憶する。
【0253】
ループフィルタ107は加算部106が生成した復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、SAO、ALFを施す。なお、ループフィルタ107は、必ずしも上記３種類のフィルタを含まなくてもよく、例えばデブロッキングフィルタのみの構成であってもよい。
【0254】
予測パラメータメモリ108は、符号化パラメータ決定部110が生成した予測パラメータを、対象ピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
【0255】
参照ピクチャメモリ109は、ループフィルタ107が生成した復号画像を対象ピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
【0256】
符号化パラメータ決定部110は、符号化パラメータの複数のセットのうち、１つのセットを選択する。符号化パラメータとは、上述したQT、BTあるいはTT分割情報、予測パラメータ、あるいはこれらに関連して生成される符号化の対象となるパラメータである。予測画像生成部101は、これらの符号化パラメータを用いて予測画像を生成する。
【0257】
符号化パラメータ決定部110は、複数のセットの各々について情報量の大きさと符号化誤差を示すRDコスト値を算出する。符号化パラメータ決定部110は、算出したコスト値が最小となる符号化パラメータのセットを選択する。これにより、エントロピー符号化部104は、選択した符号化パラメータのセットを符号化ストリームTeとして出力する。符号化パラメータ決定部110は決定した符号化パラメータを予測パラメータメモリ108に記憶する。
【0258】
なお、上述した実施形態における動画像符号化装置11、動画像復号装置31の一部、例えば、エントロピー復号部301、パラメータ復号部302、ループフィルタ305、予測画像生成部308、逆量子化・逆変換部311、加算部312、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆変換部105、ループフィルタ107、符号化パラメータ決定部110、パラメータ符号化部111をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、動画像符号化装置11、動画像復号装置31のいずれかに内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【0259】
また、上述した実施形態における動画像符号化装置11、動画像復号装置31の一部、または全部を、LSI（Large Scale Integration）等の集積回路として実現しても良い。動画像符号化装置11、動画像復号装置31の各機能ブロックは個別にプロセッサ化しても良いし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
【0260】
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。
【0261】
〔応用例〕
上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31は、動画像の送信、受信、記録、再生を行う各種装置に搭載して利用することができる。なお、動画像は、カメラ等により撮像された自然動画像であってもよいし、コンピュータ等により生成された人工動画像（CGおよびGUIを含む）であってもよい。
上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31は、動画像の送信、受信、記録、再生を行う各種装置に搭載して利用することができる。なお、動画像は、カメラ等により撮像された自然動画像であってもよいし、コンピュータ等により生成された人工動画像（CGおよびGUIを含む）であってもよい。
【0262】
まず、上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31を、動画像の送信及び受信に利用できることを、図2を参照して説明する。
【0263】
図2(a)は、動画像符号化装置11を搭載した送信装置PROD_Aの構成を示したブロック図である。図に示すように、送信装置PROD_Aは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_A1と、符号化部PROD_A1が得た符号化データで搬送波を変調することによって変調信号を得る変調部PROD_A2と、変調部PROD_A2が得た変調信号を送信する送信部PROD_A3と、を備えている。上述した動画像符号化装置11は、この符号化部PROD_A1として利用される。
【0264】
送信装置PROD_Aは、符号化部PROD_A1に入力する動画像の入力源として、動画像を撮像するカメラPROD_A4、動画像を記録した記録媒体PROD_A5、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_A6、及び、画像を生成または加工する画像処理部Ａ７を更に備えていてもよい。図においては、これら全てを送信装置PROD_Aが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
【0265】
なお、記録媒体PROD_A5は、符号化されていない動画像を記録したものであってもよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化された動画像を記録したものであってもよい。後者の場合、記録媒体PROD_A5と符号化部PROD_A1との間に、記録媒体PROD_A5から読み出した符号化データを記録用の符号化方式に従って復号する復号部（不図示）を介在させるとよい。
【0266】
図2(b)は、動画像復号装置31を搭載した受信装置PROD_Bの構成を示したブロック図である。図に示すように、受信装置PROD_Bは、変調信号を受信する受信部PROD_B1と、受信部PROD_B1が受信した変調信号を復調することによって符号化データを得る復調部PROD_B2と、復調部PROD_B2が得た符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_B3と、を備えている。上述した動画像復号装置31は、この復号部PROD_B3として利用される。
【0267】
受信装置PROD_Bは、復号部PROD_B3が出力する動画像の出力先として、動画像を表示するディスプレイPROD_B4、動画像を記録するための記録媒体PROD_B5、及び、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_B6を更に備えていてもよい。図においては、これら全てを受信装置PROD_Bが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
【0268】
なお、記録媒体PROD_B5は、符号化されていない動画像を記録するためのものであってもよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化されたものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_B3と記録媒体PROD_B5との間に、復号部PROD_B3から取得した動画像を記録用の符号化方式に従って符号化する符号化部（不図示）を介在させるとよい。
【0269】
なお、変調信号を伝送する伝送媒体は、無線であってもよいし、有線であってもよい。また、変調信号を伝送する伝送態様は、放送（ここでは、送信先が予め特定されていない送信態様を指す）であってもよいし、通信（ここでは、送信先が予め特定されている送信態様を指す）であってもよい。すなわち、変調信号の伝送は、無線放送、有線放送、無線通信、及び有線通信の何れによって実現してもよい。
【0270】
例えば、地上デジタル放送の放送局（放送設備など）／受信局（テレビジョン受像機など）は、変調信号を無線放送で送受信する送信装置PROD_A／受信装置PROD_Bの一例である。また、ケーブルテレビ放送の放送局（放送設備など）／受信局（テレビジョン受像機など）は、変調信号を有線放送で送受信する送信装置PROD_A／受信装置PROD_Bの一例である。
【0271】
また、インターネットを用いたVOD（Video On Demand）サービスや動画共有サービスなどのサーバ（ワークステーションなど）／クライアント（テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなど）は、変調信号を通信で送受信する送信装置PROD_A／受信装置PROD_Bの一例である（通常、ＬＡＮにおいては伝送媒体として無線または有線の何れかが用いられ、ＷＡＮにおいては伝送媒体として有線が用いられる）。ここで、パーソナルコンピュータには、デスクトップ型PC、ラップトップ型PC、及びタブレット型PCが含まれる。また、スマートフォンには、多機能携帯電話端末も含まれる。
【0272】
なお、動画共有サービスのクライアントは、サーバからダウンロードした符号化データを復号してディスプレイに表示する機能に加え、カメラで撮像した動画像を符号化してサーバにアップロードする機能を有している。すなわち、動画共有サービスのクライアントは、送信装置PROD_A及び受信装置PROD_Bの双方として機能する。
【0273】
次に、上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31を、動画像の記録及び再生に利用できることを、図3を参照して説明する。
【0274】
図3(a)は、上述した動画像符号化装置11を搭載した記録装置PROD_Cの構成を示したブロック図である。図に示すように、記録装置PROD_Cは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_C1と、符号化部PROD_C1が得た符号化データを記録媒体PROD_Mに書き込む書込部PROD_C2と、を備えている。上述した動画像符号化装置11は、この符号化部PROD_C1として利用される。
【0275】
なお、記録媒体PROD_Mは、（１）HDD（Hard Disk Drive）やSSD(Solid State Drive)などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されるタイプのものであってもよいし、（２）SDメモリカードやUSB（Universal Serial Bus）フラッシュメモリなどのように、記録装置PROD_Cに接続されるタイプのものであってもよいし、（３）DVD（Digital Versatile Disc:登録商標）やBD（Blu-ray Disc:登録商標）などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されたドライブ装置（不図示）に装填されるものであってもよい。
【0276】
また、記録装置PROD_Cは、符号化部PROD_C1に入力する動画像の入力源として、動画像を撮像するカメラPROD_C3、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_C4、動画像を受信するための受信部PROD_C5、及び、画像を生成または加工する画像処理部PROD_C6を更に備えていてもよい。図においては、これら全てを記録装置PROD_Cが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
【0277】
なお、受信部PROD_C5は、符号化されていない動画像を受信するものであってもよいし、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを受信するものであってもよい。後者の場合、受信部PROD_C5と符号化部PROD_C1との間に、伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを復号する伝送用復号部（不図示）を介在させるとよい。
【0278】
このような記録装置PROD_Cとしては、例えば、DVDレコーダ、BDレコーダ、HDD（Hard Disk Drive）レコーダなどが挙げられる（この場合、入力端子PROD_C4または受信部PROD_C5が動画像の主な入力源となる）。また、カムコーダ（この場合、カメラPROD_C3が動画像の主な入力源となる）、パーソナルコンピュータ（この場合、受信部PROD_C5または画像処理部Ｃ６が動画像の主な入力源となる）、スマートフォン（この場合、カメラPROD_C3または受信部PROD_C5が動画像の主な入力源となる）なども、このような記録装置PROD_Cの一例である。
【0279】
図3(b)は、上述した動画像復号装置31を搭載した再生装置PROD_Dの構成を示したブロックである。図に示すように、再生装置PROD_Dは、記録媒体PROD_Mに書き込まれた符号化データを読み出す読出部PROD_D1と、読出部PROD_D1が読み出した符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_D2と、を備えている。上述した動画像復号装置31は、この復号部PROD_D2として利用される。
【0280】
なお、記録媒体PROD_Mは、（１）HDDやSSDなどのように、再生装置PROD_Dに内蔵されるタイプのものであってもよいし、（２）SDメモリカードやUSBフラッシュメモリなどのように、再生装置PROD_Dに接続されるタイプのものであってもよいし、（３）DVDやBDなどのように、再生装置PROD_Dに内蔵されたドライブ装置（不図示）に装填されるものであってもよい。
【0281】
また、再生装置PROD_Dは、復号部PROD_D2が出力する動画像の出力先として、動画像を表示するディスプレイPROD_D3、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_D4、及び、動画像を送信する送信部PROD_D5を更に備えていてもよい。図においては、これら全てを再生装置PROD_Dが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
【0282】
なお、送信部PROD_D5は、符号化されていない動画像を送信するものであってもよいし、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを送信するものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_D2と送信部PROD_D5との間に、動画像を伝送用の符号化方式で符号化する符号化部（不図示）を介在させるとよい。
【0283】
このような再生装置PROD_Dとしては、例えば、DVDプレイヤ、BDプレイヤ、HDDプレイヤなどが挙げられる（この場合、テレビジョン受像機等が接続される出力端子PROD_D4が動画像の主な出力先となる）。また、テレビジョン受像機（この場合、ディスプレイPROD_D3が動画像の主な出力先となる）、デジタルサイネージ（電子看板や電子掲示板等とも称され、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な出力先となる）、デスクトップ型PC（この場合、出力端子PROD_D4または送信部PROD_D5が動画像の主な出力先となる）、ラップトップ型またはタブレット型PC（この場合、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な出力先となる）、スマートフォン（この場合、ディスプレイPROD_D3または送信部PROD_D5が動画像の主な出力先となる）なども、このような再生装置PROD_Dの一例である。
【0284】
（ハードウェア的実現およびソフトウェア的実現）
また、上述した動画像復号装置31および動画像符号化装置11の各ブロックは、集積回路（ICチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPU（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
また、上述した動画像復号装置31および動画像符号化装置11の各ブロックは、集積回路（ICチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、CPU（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
【0285】
後者の場合、上記各装置は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するCPU、上記プログラムを格納したROM（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するRAM（Random Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の実施形態の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである上記各装置の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記各装置に供給し、そのコンピュータ（またはCPUやMPU）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
【0286】
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやCD-ROM（Compact Disc Read-Only Memory）／MOディスク（Magneto-Optical disc）／MD（Mini Disc）／DVD（Digital Versatile Disc:登録商標）／CD-R（CD Recordable）／ブルーレイディスク（Blu-ray Disc：登録商標）等の光ディスクを含むディスク類、ICカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクROM／EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory）／EEPROM（Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory：登録商標）／フラッシュROM等の半導体メモリ類、あるいはPLD（Programmable logic device）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。
【0287】
また、上記各装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、LAN（Local Area Network）、ISDN（Integrated Services Digital Network）、VAN（Value-Added Network）、CATV（Community Antenna television/Cable Television）通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、IEEE（Institute of Electrical and Electronic Engineers）1394、USB、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ADSL（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、IrDA（Infrared Data Association）やリモコンのような赤外線、BlueTooth（登録商標）、IEEE802.11無線、HDR（High Data Rate）、NFC（Near Field Communication）、DLNA（Digital Living Network Alliance：登録商標）、携帯電話網、衛星回線、地上デジタル放送網等の無線でも利用可能である。なお、本発明の実施形態は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
【0288】
本発明の実施形態は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【0289】
（関連出願の相互参照）
本出願は、2018年3月8日に出願された日本国特許出願：特願2019-043097に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
本出願は、2018年3月8日に出願された日本国特許出願：特願2019-043097に対して優先権の利益を主張するものであり、それを参照することにより、その内容の全てが本書に含まれる。
【0290】
（まとめ）
本発明は以下のようにも表現される。
本発明は以下のようにも表現される。
【0291】
本発明の一態様に係る画像復号装置は、
二つの動きベクトルを、二つの予測画像の誤差から、二つの動きベクトルを修正する処理を有するインター予測パラメータ復号部を有し、
二つの予測画像のいずれもが、重み付き予測の場合でない場合に、前記二つの動きベクトルを修正する処理を行う。
二つの動きベクトルを、二つの予測画像の誤差から、二つの動きベクトルを修正する処理を有するインター予測パラメータ復号部を有し、
二つの予測画像のいずれもが、重み付き予測の場合でない場合に、前記二つの動きベクトルを修正する処理を行う。
【0292】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、
二つの動きベクトルを、二つの予測画像の誤差から、二つの動きベクトルを修正する処理を有するインター予測パラメータ符号化部を有し、
二つの予測画像のいずれもが、重み付き予測の場合でない場合に、前記二つの動きベクトルを修正する処理を行う。
二つの動きベクトルを、二つの予測画像の誤差から、二つの動きベクトルを修正する処理を有するインター予測パラメータ符号化部を有し、
二つの予測画像のいずれもが、重み付き予測の場合でない場合に、前記二つの動きベクトルを修正する処理を行う。
【0293】
このような構成をとることで、重み付きの予測が適用される場合、正しく誤差評価が行えないため効果が得られないため、適用条件を制限することで、全体の処理量を削減することができる。
【0294】
また、本発明の一態様に係る画像復号装置は、
二つの動きベクトルを、二つの予測画像の誤差値から、二つの動きベクトルを修正する処理を有するインター予測パラメータ復号部と、
前記インター予測パラメータ復号部によって復号されたパラメータを用いて、生成した二つの補間画像から導出される勾配画像を用いて予測画像を生成する双方向勾配変化処理部を有し、
前記、二つの予測画像の誤差値を用いて、前記双方向勾配変化処理部による処理を適用するか否かの判定を行う。
二つの動きベクトルを、二つの予測画像の誤差値から、二つの動きベクトルを修正する処理を有するインター予測パラメータ復号部と、
前記インター予測パラメータ復号部によって復号されたパラメータを用いて、生成した二つの補間画像から導出される勾配画像を用いて予測画像を生成する双方向勾配変化処理部を有し、
前記、二つの予測画像の誤差値を用いて、前記双方向勾配変化処理部による処理を適用するか否かの判定を行う。
【0295】
また、本発明の一態様に係る画像符号化装置は、
二つの動きベクトルを、二つの予測画像の誤差値から、二つの動きベクトルを修正する処理を有するインター予測パラメータ符号化部と、
前記インター予測パラメータ復号部によって復号されたパラメータを用いて、生成した二つの補間画像から導出される勾配画像を用いて予測画像を生成する双方向勾配変化処理部を有し、
前記、二つの予測画像の誤差値を用いて、前記双方向勾配変化処理部による処理を適用するか否かの判定を行う。
二つの動きベクトルを、二つの予測画像の誤差値から、二つの動きベクトルを修正する処理を有するインター予測パラメータ符号化部と、
前記インター予測パラメータ復号部によって復号されたパラメータを用いて、生成した二つの補間画像から導出される勾配画像を用いて予測画像を生成する双方向勾配変化処理部を有し、
前記、二つの予測画像の誤差値を用いて、前記双方向勾配変化処理部による処理を適用するか否かの判定を行う。
【0296】
このような構成をとることで、動きベクトルを修正するために、誤差値を求める必要があり、一方、双方向勾配変化処理部においては、誤差が小さい場合は、効果がないことから、このような処理を加えることで、追加の誤差値を追加することなく、双方向勾配変化処理部による処理の適用の判定が可能となり、全体の処理量を削減することができる。
【産業上の利用可能性】
【0297】
本発明の実施形態は、画像データが符号化された符号化データを復号する動画像復号装置、および、画像データが符号化された符号化データを生成する動画像符号化装置に好適に適用することができる。また、動画像符号化装置によって生成され、動画像復号装置によって参照される符号化データのデータ構造に好適に適用することができる。
【符号の説明】
【0298】
31 画像復号装置
301 エントロピー復号部
302 パラメータ復号部
3020 ヘッダ復号部
303 インター予測パラメータ復号部
304 イントラ予測パラメータ復号部
308 予測画像生成部
309 インター予測画像生成部
310 イントラ予測画像生成部
311 逆量子化・逆変換部
312 加算部
11 画像符号化装置
101 予測画像生成部
102 減算部
103 変換・量子化部
104 エントロピー符号化部
105 逆量子化・逆変換部
107 ループフィルタ
110 符号化パラメータ決定部
111 パラメータ符号化部
112 パラメータ符号化部
1110 ヘッダ符号化部
1111 CT情報符号化部
1112 CU符号化部（予測モード符号化部）
1114 TU符号化部
3091 動き補償部
3095 合成部
30951 Combined Intra/inter合成部
30952 Triangle合成部
30953 OBMC部
30954 重み付き予測部
30955 GBI部
30956 BDOF部
309561 L0,L1予測画像生成部
309562 勾配画像生成部
309563 相関パラメータ計算部
309564 動き補償修正値導出部
309565 BDOF予測画像生成部
301 エントロピー復号部
302 パラメータ復号部
3020 ヘッダ復号部
303 インター予測パラメータ復号部
304 イントラ予測パラメータ復号部
308 予測画像生成部
309 インター予測画像生成部
310 イントラ予測画像生成部
311 逆量子化・逆変換部
312 加算部
11 画像符号化装置
101 予測画像生成部
102 減算部
103 変換・量子化部
104 エントロピー符号化部
105 逆量子化・逆変換部
107 ループフィルタ
110 符号化パラメータ決定部
111 パラメータ符号化部
112 パラメータ符号化部
1110 ヘッダ符号化部
1111 CT情報符号化部
1112 CU符号化部（予測モード符号化部）
1114 TU符号化部
3091 動き補償部
3095 合成部
30951 Combined Intra/inter合成部
30952 Triangle合成部
30953 OBMC部
30954 重み付き予測部
30955 GBI部
30956 BDOF部
309561 L0,L1予測画像生成部
309562 勾配画像生成部
309563 相関パラメータ計算部
309564 動き補償修正値導出部
309565 BDOF予測画像生成部
【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】