JP6895645B2 - 信号依存型適応量子化を用いて動画像を符号化及び復号するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本開示は、情報を圧縮するために量子化を用いた画像及び動画像の符号化及び復号に関する。

次世代動画（例えば、４Ｋ解像度又は８Ｋ解像度）の無線及び有線伝送において、現行の符号化性能を超える符号化効率が必要とされる。これまでに適応量子化技術に関する研究や実験が行われており、その結果、符号化効率の向上が証明されている。この適応量子化技術を用いることにより、一般的には、エンコーダは、符号化の効率を高めるため、同一ピクチャの画像ブロック間において空間的に、又は、異なるピクチャ間において時間的に、ビットをより柔軟に割り当てることが可能となる。上述の適応量子化技術に対する従来技術では、通常、画像ブロック単位又はピクチャ単位で適応化が行われ、圧縮ビットストリーム内にブロックレベルで何らかの形式のシグナリングが必要となる。

Ｈ．２６５（ＩＳＯ／ＩＥＣ ２３００８−２ ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ））

通常、ビデオ・エンコーダが、数ある操作モードの中から一つのモードを選択するという決定をデコーダに指示する際、この決定のため、信号ビットはビットストリームに符号化されなければならない。この決定が小さな単位（例えば、４ｘ４のブロック単位）で行われる場合及び操作モードの数が多い場合、シグナリングビットは相当な長さとなる。シグナリングビットのサイズが問題となるため、多くの場合、最小の単位でシグナリングを行わないことが好ましい。このような問題により、適応ツールの符号化効率が低下する。

そこで、本開示は、適応量子化技術を用いた動画像の符号化及び復号において、主観画質を向上させ、符号化効率を向上させることができる符号化方法及び復号方法を提供する。

本開示の一態様に係る符号化方法は、１つ又は複数の量子化された第１変換係数を逆量子化し、前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数に基づいて量子化に関するパラメータを導出し、前記導出された量子化に関するパラメータに基づいて、量子化された第２変換係数を逆量子化し、前記第１変換係数および前記第２変換係数は同一の画像ブロックに属している。

本開示の一態様に係る復号方法は、１つ又は複数の量子化された第１変換係数を逆量子化し、前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数に基づいて量子化に関するパラメータを導出し、前記導出された量子化に関するパラメータに基づいて、量子化された第２変換係数を逆量子化し、前記第１変換係数および前記第２変換係数は同一の画像ブロックに属している。

なお、これらの包括的又は具体的な態様は、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム又はコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、装置、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。

本開示の一態様に係る符号化方法及び復号方法は、適応量子化技術を用いた動画像の符号化及び復号において、主観画質を向上させ、符号化効率を向上させることができる。

図１は、実施の形態１に係る符号化装置の機能構成を示すブロック図である。 図２は、実施の形態１におけるブロック分割の一例を示す図である。 図３は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。 図４Ａは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の一例を示す図である。 図４Ｂは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の他の一例を示す図である。 図４Ｃは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の他の一例を示す図である。 図５は、イントラ予測における６７個のイントラ予測モードを示す図である。 図６は、動き軌道に沿う２つのブロック間でのパターンマッチング（バイラテラルマッチング）を説明するための図である。 図７は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング（テンプレートマッチング）を説明するための図である。 図８は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。 図９は、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づくサブブロック単位の動きベクトルの導出を説明するための図である。 図１０は、実施の形態１に係る復号装置の機能構成を示すブロック図である。 図１１は、実施の形態１に係る符号化装置における信号依存型適応量子化／逆量子化処理を示すフローチャートである。 図１２は、実施の形態１に係る復号装置における信号依存型適応逆量子化処理を示すフローチャートである。 図１３は、実施の形態１の変形例１に係る符号化装置における信号依存型適応量子化／逆量子化処理を示すフローチャートである。 図１４は、実施の形態１の変形例１に係る復号装置における信号依存型適応逆量子化処理を示すフローチャートである。 図１５は、実施の形態１の変形例２に係る符号化装置における信号依存型適応量子化／逆量子化処理を示すフローチャートである。 図１６は、実施の形態１の変形例２に係る復号装置における信号依存型適応逆量子化処理を示すフローチャートである。 図１７は、実施の形態１の変形例３に係る符号化装置における信号依存型適応量子化／逆量子化処理を示すフローチャートである。 図１８は、実施の形態１の変形例３に係る復号装置における信号依存型適応逆量子化処理を示すフローチャートである。 図１９は、実施の形態１に係る符号化装置の逆量子化部の詳細な機能構成を示すブロック図である。 図２０は、実施の形態１に係る復号装置の逆量子化部の詳細な機能構成を示すブロック図である。 図２１は、実施の形態１の変形例１に係る符号化装置の逆量子化部の詳細な機能構成を示すブロック図である。 図２２は、実施の形態１の変形例１に係る復号装置の逆量子化部の詳細な機能構成を示すブロック図である。 図２３は、実施の形態１の変形例２に係る符号化装置の逆量子化部の詳細な機能構成を示すブロック図である。 図２４は、実施の形態１の変形例２に係る復号装置の逆量子化部の詳細な機能構成を示すブロック図である。 図２５は、実施の形態１の変形例３に係る符号化装置の逆量子化部の詳細な機能構成を示すブロック図である。 図２６は、実施の形態１の変形例３に係る復号装置の逆量子化部の詳細な機能構成を示すブロック図である。 図２７は、符号化ビデオストリームにおける制御パラメータの位置の複数の例を示す図である。 図２８は、８ｘ８画素サイズのブロックの変換係数の逆量子化の一例を示す図である。 図２９Ａは、強度パラメータによる変換係数と量子化パラメータとの関係の調整の一例を示す図である。 図２９Ｂは、選択パラメータによる変換係数と量子化パラメータとの関係の切り替えの一例を示す図である。 図３０は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。 図３１は、スケーラブル符号化時の符号化構造の一例を示す図である。 図３２は、スケーラブル符号化時の符号化構造の一例を示す図である。 図３３は、ｗｅｂページの表示画面例を示す図である。 図３４は、ｗｅｂページの表示画面例を示す図である。 図３５は、スマートフォンの一例を示す図である。 図３６は、スマートフォンの構成例を示すブロック図である。

以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。

なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、請求の範囲を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。

（実施の形態１）
［符号化装置の概要］
まず、実施の形態１に係る符号化装置の概要を説明する。図１は、実施の形態１に係る符号化装置１００の機能構成を示すブロック図である。符号化装置１００は、動画像／画像をブロック単位で符号化する動画像／画像符号化装置である。

図１に示すように、符号化装置１００は、画像をブロック単位で符号化する装置であって、分割部１０２と、減算部１０４と、変換部１０６と、量子化部１０８と、エントロピー符号化部１１０と、逆量子化部１１２と、逆変換部１１４と、加算部１１６と、ブロックメモリ１１８と、ループフィルタ部１２０と、フレームメモリ１２２と、イントラ予測部１２４と、インター予測部１２６と、予測制御部１２８と、を備える。

符号化装置１００は、例えば、汎用プロセッサ及びメモリにより実現される。この場合、メモリに格納されたソフトウェアプログラムがプロセッサにより実行されたときに、プロセッサは、分割部１０２、減算部１０４、変換部１０６、量子化部１０８、エントロピー符号化部１１０、逆量子化部１１２、逆変換部１１４、加算部１１６、ループフィルタ部１２０、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６及び予測制御部１２８として機能する。また、符号化装置１００は、分割部１０２、減算部１０４、変換部１０６、量子化部１０８、エントロピー符号化部１１０、逆量子化部１１２、逆変換部１１４、加算部１１６、ループフィルタ部１２０、イントラ予測部１２４、インター予測部１２６及び予測制御部１２８に対応する専用の１以上の電子回路として実現されてもよい。

以下に、符号化装置１００に含まれる各構成要素について説明する。

［分割部］
分割部１０２は、入力動画像に含まれる各ピクチャを複数のブロックに分割し、各ブロックを減算部１０４に出力する。例えば、分割部１０２は、まず、ピクチャを固定サイズ（例えば１２８ｘ１２８）のブロックに分割する。この固定サイズのブロックは、符号化ツリーユニット（ＣＴＵ）と呼ばれることがある。そして、分割部１０２は、再帰的な四分木（ｑｕａｄｔｒｅｅ）及び／又は二分木（ｂｉｎａｒｙ ｔｒｅｅ）ブロック分割に基づいて、固定サイズのブロックの各々を可変サイズ（例えば６４ｘ６４以下）のブロックに分割する。この可変サイズのブロックは、符号化ユニット（ＣＵ）、予測ユニット（ＰＵ）あるいは変換ユニット（ＴＵ）と呼ばれることがある。なお、本実施の形態では、ＣＵ、ＰＵ及びＴＵは区別される必要はなく、ピクチャ内の一部又はすべてのブロックがＣＵ、ＰＵ、ＴＵの処理単位となってもよい。

図２は、実施の形態１におけるブロック分割の一例を示す図である。図２において、実線は四分木ブロック分割によるブロック境界を表し、破線は二分木ブロック分割によるブロック境界を表す。

ここでは、ブロック１０は、１２８ｘ１２８画素の正方形ブロック（１２８ｘ１２８ブロック）である。この１２８ｘ１２８ブロック１０は、まず、４つの正方形の６４ｘ６４ブロックに分割される（四分木ブロック分割）。

左上の６４ｘ６４ブロックは、さらに２つの矩形の３２ｘ６４ブロックに垂直に分割され、左の３２ｘ６４ブロックはさらに２つの矩形の１６ｘ６４ブロックに垂直に分割される（二分木ブロック分割）。その結果、左上の６４ｘ６４ブロックは、２つの１６ｘ６４ブロック１１、１２と、３２ｘ６４ブロック１３とに分割される。

右上の６４ｘ６４ブロックは、２つの矩形の６４ｘ３２ブロック１４、１５に水平に分割される（二分木ブロック分割）。

左下の６４ｘ６４ブロックは、４つの正方形の３２ｘ３２ブロックに分割される（四分木ブロック分割）。４つの３２ｘ３２ブロックのうち左上のブロック及び右下のブロックはさらに分割される。左上の３２ｘ３２ブロックは、２つの矩形の１６ｘ３２ブロックに垂直に分割され、右の１６ｘ３２ブロックはさらに２つの１６ｘ１６ブロックに水平に分割される（二分木ブロック分割）。右下の３２ｘ３２ブロックは、２つの３２ｘ１６ブロックに水平に分割される（二分木ブロック分割）。その結果、左下の６４ｘ６４ブロックは、１６ｘ３２ブロック１６と、２つの１６ｘ１６ブロック１７、１８と、２つの３２ｘ３２ブロック１９、２０と、２つの３２ｘ１６ブロック２１、２２とに分割される。

右下の６４ｘ６４ブロック２３は分割されない。

以上のように、図２では、ブロック１０は、再帰的な四分木及び二分木ブロック分割に基づいて、１３個の可変サイズのブロック１１〜２３に分割される。このような分割は、ＱＴＢＴ（ｑｕａｄ−ｔｒｅｅ ｐｌｕｓ ｂｉｎａｒｙ ｔｒｅｅ）分割と呼ばれることがある。

なお、図２では、１つのブロックが４つ又は２つのブロックに分割されていたが（四分木又は二分木ブロック分割）、分割はこれに限定されない。例えば、１つのブロックが３つのブロックに分割されてもよい（三分木ブロック分割）。このような三分木ブロック分割を含む分割は、ＭＢＴ（ｍｕｌｔｉ ｔｙｐｅ ｔｒｅｅ）分割と呼ばれることがある。

［減算部］
減算部１０４は、分割部１０２によって分割されたブロック単位で原信号（原サンプル）から予測信号（予測サンプル）を減算する。つまり、減算部１０４は、符号化対象ブロック（以下、カレントブロックという）の予測誤差（残差ともいう）を算出する。そして、減算部１０４は、算出された予測誤差を変換部１０６に出力する。

原信号は、符号化装置１００の入力信号であり、動画像を構成する各ピクチャの画像を表す信号（例えば輝度（ｌｕｍａ）信号及び２つの色差（ｃｈｒｏｍａ）信号）である。以下において、画像を表す信号をサンプルともいうこともある。

［変換部］
変換部１０６は、空間領域の予測誤差を周波数領域の変換係数に変換し、変換係数を量子化部１０８に出力する。具体的には、変換部１０６は、例えば空間領域の予測誤差に対して予め定められた離散コサイン変換（ＤＣＴ）又は離散サイン変換（ＤＳＴ）を行う。

なお、変換部１０６は、複数の変換タイプの中から適応的に変換タイプを選択し、選択された変換タイプに対応する変換基底関数（ｔｒａｎｓｆｏｒｍ ｂａｓｉｓ ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を用いて、予測誤差を変換係数に変換してもよい。このような変換は、ＥＭＴ（ｅｘｐｌｉｃｉｔ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｃｏｒｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＡＭＴ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれることがある。

複数の変換タイプは、例えば、ＤＣＴ−ＩＩ、ＤＣＴ−Ｖ、ＤＣＴ−ＶＩＩＩ、ＤＳＴ−Ｉ及びＤＳＴ−ＶＩＩを含む。図３は、各変換タイプに対応する変換基底関数を示す表である。図３においてＮは入力画素の数を示す。これらの複数の変換タイプの中からの変換タイプの選択は、例えば、予測の種類（イントラ予測及びインター予測）に依存してもよいし、イントラ予測モードに依存してもよい。

このようなＥＭＴ又はＡＭＴを適用するか否かを示す情報（例えばＡＭＴフラグと呼ばれる）及び選択された変換タイプを示す情報は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。

また、変換部１０６は、変換係数（変換結果）を再変換してもよい。このような再変換は、ＡＳＴ（ａｄａｐｔｉｖｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）又はＮＳＳＴ（ｎｏｎ−ｓｅｐａｒａｂｌｅ ｓｅｃｏｎｄａｒｙ ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）と呼ばれることがある。例えば、変換部１０６は、イントラ予測誤差に対応する変換係数のブロックに含まれるサブブロック（例えば４ｘ４サブブロック）ごとに再変換を行う。ＮＳＳＴを適用するか否かを示す情報及びＮＳＳＴに用いられる変換行列に関する情報は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。

［量子化部］
量子化部１０８は、変換部１０６から出力された変換係数を量子化する。具体的には、量子化部１０８は、カレントブロックの変換係数を所定の走査順序で走査し、走査された変換係数に対応する量子化パラメータ（ＱＰ）に基づいて当該変換係数を量子化する。そして、量子化部１０８は、カレントブロックの量子化された変換係数（以下、量子化係数という）をエントロピー符号化部１１０及び逆量子化部１１２に出力する。

所定の順序は、変換係数の量子化／逆量子化のための順序である。例えば、所定の走査順序は、周波数の昇順（低周波から高周波の順）又は降順（高周波から低周波の順）で定義される。

量子化パラメータとは、量子化ステップ（量子化幅）を定義するパラメータである。例えば、量子化パラメータの値が増加すれば量子化ステップも増加する。つまり、量子化パラメータの値が増加すれば量子化誤差が増大する。

［エントロピー符号化部］
エントロピー符号化部１１０は、量子化部１０８から入力である量子化係数を可変長符号化することにより符号化信号（符号化ビットストリーム）を生成する。具体的には、エントロピー符号化部１１０は、例えば、量子化係数を二値化し、二値信号を算術符号化する。

［逆量子化部］
逆量子化部１１２は、量子化部１０８からの入力である量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部１１２は、カレントブロックの量子化係数を所定の走査順序で逆量子化する。そして、逆量子化部１１２は、カレントブロックの逆量子化された変換係数を逆変換部１１４に出力する。

［逆変換部］
逆変換部１１４は、逆量子化部１１２からの入力である変換係数を逆変換することにより予測誤差を復元する。具体的には、逆変換部１１４は、変換係数に対して、変換部１０６による変換に対応する逆変換を行うことにより、カレントブロックの予測誤差を復元する。そして、逆変換部１１４は、復元された予測誤差を加算部１１６に出力する。

なお、復元された予測誤差は、量子化により情報が失われているので、減算部１０４が算出した予測誤差と一致しない。すなわち、復元された予測誤差には、量子化誤差が含まれている。

［加算部］
加算部１１６は、逆変換部１１４からの入力である予測誤差と予測制御部１２８からの入力である予測信号とを加算することによりカレントブロックを再構成する。そして、加算部１１６は、再構成されたブロックをブロックメモリ１１８及びループフィルタ部１２０に出力する。再構成ブロックは、ローカル復号ブロックと呼ばれることもある。

［ブロックメモリ］
ブロックメモリ１１８は、イントラ予測で参照されるブロックであって符号化対象ピクチャ（以下、カレントピクチャという）内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ１１８は、加算部１１６から出力された再構成ブロックを格納する。

［ループフィルタ部］
ループフィルタ部１２０は、加算部１１６によって再構成されたブロックにループフィルタを施し、フィルタされた再構成ブロックをフレームメモリ１２２に出力する。ループフィルタとは、符号化ループ内で用いられるフィルタ（インループフィルタ）であり、例えば、デブロッキング・フィルタ（ＤＦ）、サンプルアダプティブオフセット（ＳＡＯ）及びアダプティブループフィルタ（ＡＬＦ）などを含む。

ＡＬＦでは、符号化歪みを除去するための最小二乗誤差フィルタが適用され、例えばカレントブロック内の２ｘ２サブブロックごとに、局所的な勾配（ｇｒａｄｉｅｎｔ）の方向及び活性度（ａｃｔｉｖｉｔｙ）に基づいて複数のフィルタの中から選択された１つのフィルタが適用される。

具体的には、まず、サブブロック（例えば２ｘ２サブブロック）が複数のクラス（例えば１５又は２５クラス）に分類される。サブブロックの分類は、勾配の方向及び活性度に基づいて行われる。例えば、勾配の方向値Ｄ（例えば０〜２又は０〜４）と勾配の活性値Ａ（例えば０〜４）とを用いて分類値Ｃ（例えばＣ＝５Ｄ＋Ａ）が算出される。そして、分類値Ｃに基づいて、サブブロックが複数のクラス（例えば１５又は２５クラス）に分類される。

勾配の方向値Ｄは、例えば、複数の方向（例えば水平、垂直及び２つの対角方向）の勾配を比較することにより導出される。また、勾配の活性値Ａは、例えば、複数の方向の勾配を加算し、加算結果を量子化することにより導出される。

このような分類の結果に基づいて、複数のフィルタの中からサブブロックのためのフィルタが決定される。

ＡＬＦで用いられるフィルタの形状としては例えば円対称形状が利用される。図４Ａ〜図４Ｃは、ＡＬＦで用いられるフィルタの形状の複数の例を示す図である。図４Ａは、５ｘ５ダイヤモンド形状フィルタを示し、図４Ｂは、７ｘ７ダイヤモンド形状フィルタを示し、図４Ｃは、９ｘ９ダイヤモンド形状フィルタを示す。フィルタの形状を示す情報は、ピクチャレベルで信号化される。なお、フィルタの形状を示す情報の信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はＣＵレベル）であってもよい。

ＡＬＦのオン／オフは、例えば、ピクチャレベル又はＣＵレベルで決定される。例えば、輝度についてはＣＵレベルでＡＬＦを適用するか否かが決定され、色差についてはピクチャレベルでＡＬＦを適用するか否かが決定される。ＡＬＦのオン／オフを示す情報は、ピクチャレベル又はＣＵレベルで信号化される。なお、ＡＬＦのオン／オフを示す情報の信号化は、ピクチャレベル又はＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。

選択可能な複数のフィルタ（例えば１５又は２５までのフィルタ）の係数セットは、ピクチャレベルで信号化される。なお、係数セットの信号化は、ピクチャレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル、ＣＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。

［フレームメモリ］
フレームメモリ１２２は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ１２２は、ループフィルタ部１２０によってフィルタされた再構成ブロックを格納する。

［イントラ予測部］
イントラ予測部１２４は、ブロックメモリ１１８に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してカレントブロックのイントラ予測（画面内予測ともいう）を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部１２４は、カレントブロックに隣接するブロックのサンプル（例えば輝度値、色差値）を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測信号を生成し、イントラ予測信号を予測制御部１２８に出力する。

例えば、イントラ予測部１２４は、予め規定された複数のイントラ予測モードのうちの１つを用いてイントラ予測を行う。複数のイントラ予測モードは、１以上の非方向性予測モードと、複数の方向性予測モードと、を含む。

１以上の非方向性予測モードは、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ（Ｈｉｇｈ−Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ Ｖｉｄｅｏ Ｃｏｄｉｎｇ）規格（非特許文献１）で規定されたＰｌａｎａｒ予測モード及びＤＣ予測モードを含む。

複数の方向性予測モードは、例えばＨ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定された３３方向の予測モードを含む。なお、複数の方向性予測モードは、３３方向に加えてさらに３２方向の予測モード（合計で６５個の方向性予測モード）を含んでもよい。図５は、イントラ予測における６７個のイントラ予測モード（２個の非方向性予測モード及び６５個の方向性予測モード）を示す図である。実線矢印は、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定された３３方向を表し、破線矢印は、追加された３２方向を表す。

なお、色差ブロックのイントラ予測において、輝度ブロックが参照されてもよい。つまり、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分が予測されてもよい。このようなイントラ予測は、ＣＣＬＭ（ｃｒｏｓｓ−ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ ｌｉｎｅａｒ ｍｏｄｅｌ）予測と呼ばれることがある。このような輝度ブロックを参照する色差ブロックのイントラ予測モード（例えばＣＣＬＭモードと呼ばれる）は、色差ブロックのイントラ予測モードの１つとして加えられてもよい。

イントラ予測部１２４は、水平／垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正してもよい。このような補正をともなうイントラ予測は、ＰＤＰＣ（ｐｏｓｉｔｉｏｎ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｉｎｔｒａ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ）と呼ばれることがある。ＰＤＰＣの適用の有無を示す情報（例えばＰＤＰＣフラグと呼ばれる）は、例えばＣＵレベルで信号化される。なお、この情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル又はＣＴＵレベル）であってもよい。

［インター予測部］
インター予測部１２６は、フレームメモリ１２２に格納された参照ピクチャであってカレントピクチャとは異なる参照ピクチャを参照してカレントブロックのインター予測（画面間予測ともいう）を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。インター予測は、カレントブロック又はカレントブロック内のサブブロック（例えば４ｘ４ブロック）の単位で行われる。例えば、インター予測部１２６は、カレントブロック又はサブブロックについて参照ピクチャ内で動き探索（ｍｏｔｉｏｎ ｅｓｔｉｍａｔｉｏｎ）を行う。そして、インター予測部１２６は、動き探索により得られた動き情報（例えば動きベクトル）を用いて動き補償を行うことでカレントブロック又はサブブロックのインター予測信号を生成する。そして、インター予測部１２６は、生成されたインター予測信号を予測制御部１２８に出力する。

動き補償に用いられた動き情報は信号化される。動きベクトルの信号化には、予測動きベクトル（ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｐｒｅｄｉｃｔｏｒ）が用いられてもよい。つまり、動きベクトルと予測動きベクトルとの間の差分が信号化されてもよい。

なお、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測信号が生成されてもよい。具体的には、動き探索により得られた動き情報に基づく予測信号と、隣接ブロックの動き情報に基づく予測信号と、を重み付け加算することにより、カレントブロック内のサブブロック単位でインター予測信号が生成されてもよい。このようなインター予測（動き補償）は、ＯＢＭＣ（ｏｖｅｒｌａｐｐｅｄ ｂｌｏｃｋ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ）と呼ばれることがある。

このようなＯＢＭＣモードでは、ＯＢＭＣのためのサブブロックのサイズを示す情報（例えばＯＢＭＣブロックサイズと呼ばれる）は、シーケンスレベルで信号化される。また、ＯＢＭＣモードを適用するか否かを示す情報（例えばＯＢＭＣフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化のレベルは、シーケンスレベル及びＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えばピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。

なお、動き情報は信号化されずに、復号装置側で導出されてもよい。例えば、Ｈ．２６５／ＨＥＶＣ規格で規定されたマージモードが用いられてもよい。また例えば、復号装置側で動き探索を行うことにより動き情報が導出されてもよい。この場合、カレントブロックの画素値を用いずに動き探索が行われる。

ここで、復号装置側で動き探索を行うモードについて説明する。この復号装置側で動き探索を行うモードは、ＰＭＭＶＤ（ｐａｔｔｅｒｎ ｍａｔｃｈｅｄ ｍｏｔｉｏｎ ｖｅｃｔｏｒ ｄｅｒｉｖａｔｉｏｎ）モード又はＦＲＵＣ（ｆｌａｍｅ ｒａｔｅ ｕｐ−ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ）モードと呼ばれることがある。

まず、マージリストに含まれる候補の１つがパターンマッチングによる探索の開始位置として選択される。パターンマッチングとしては、第１パターンマッチング又は第２パターンマッチングが用いられる。第１パターンマッチング及び第２パターンマッチングは、それぞれ、バイラテラルマッチング（ｂｉｌａｔｅｒａｌ ｍａｔｃｈｉｎｇ）及びテンプレートマッチング（ｔｅｍｐｌａｔｅ ｍａｔｃｈｉｎｇ）と呼ばれることがある。

第１パターンマッチングでは、異なる２つの参照ピクチャ内の２つのブロックであってカレントブロックの動き軌道（ｍｏｔｉｏｎ ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ）に沿う２つのブロックの間でパターンマッチングが行われる。

図６は、動き軌道に沿う２つのブロック間でのパターンマッチング（バイラテラルマッチング）を説明するための図である。図６に示すように、第１パターンマッチングでは、カレントブロック（Ｃｕｒ ｂｌｏｃｋ）の動き軌道に沿う２つのブロックであって異なる２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０、Ｒｅｆ１）内の２つのブロックのペアの中で最もマッチするペアを探索することにより２つの動きベクトル（ＭＶ０、ＭＶ１）が導出される。

連続的な動き軌道の仮定の下では、２つの参照ブロックを指し示す動きベクトル（ＭＶ０、ＭＶ１）は、カレントピクチャ（Ｃｕｒ Ｐｉｃ）と２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ０、Ｒｅｆ１）との間の時間的な距離（ＴＤ０、ＴＤ１）に対して比例する。例えば、カレントピクチャが時間的に２つの参照ピクチャの間に位置し、カレントピクチャから２つの参照ピクチャへの時間的な距離が等しい場合、第１パターンマッチングでは、鏡映対称な双方向の動きベクトルが導出される。

第２パターンマッチングでは、カレントピクチャ内のテンプレート（カレントピクチャ内でカレントブロックに隣接するブロック（例えば上及び／又は左隣接ブロック））と参照ピクチャ内のブロックとの間でパターンマッチングが行われる。

図７は、カレントピクチャ内のテンプレートと参照ピクチャ内のブロックとの間でのパターンマッチング（テンプレートマッチング）を説明するための図である。図７に示すように、第２パターンマッチングでは、カレントピクチャ（Ｃｕｒ Ｐｉｃ）内でカレントブロック（Ｃｕｒ ｂｌｏｃｋ）に隣接するブロックと最もマッチするブロックを参照ピクチャ（Ｒｅｆ０）内で探索することによりカレントブロックの動きベクトルが導出される。

このようなＦＲＵＣモードを適用するか否かを示す情報（例えばＦＲＵＣフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。また、ＦＲＵＣモードが適用される場合（例えばＦＲＵＣフラグが真の場合）、パターンマッチングの方法（第１パターンマッチング又は第２パターンマッチング）を示す情報（例えばＦＲＵＣモードフラグと呼ばれる）がＣＵレベルで信号化される。なお、これらの情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。

なお、動き探索とは異なる方法で、復号装置側で動き情報が導出されてもよい。例えば、等速直線運動を仮定したモデルに基づき、画素単位で周辺画素値を用いて動きベクトルの補正量が算出されてもよい。

ここで、等速直線運動を仮定したモデルに基づいて動きベクトルを導出するモードについて説明する。このモードは、ＢＩＯ（ｂｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ ｏｐｔｉｃａｌ ｆｌｏｗ）モードと呼ばれることがある。

図８は、等速直線運動を仮定したモデルを説明するための図である。図８において、（ｖ_ｘ，ｖ_ｙ）は、速度ベクトルを示し、τ_０、τ_１は、それぞれ、カレントピクチャ（Ｃｕｒ Ｐｉｃ）と２つの参照ピクチャ（Ｒｅｆ_０，Ｒｅｆ_１）との間の時間的な距離を示す。（ＭＶｘ_０，ＭＶｙ_０）は、参照ピクチャＲｅｆ_０に対応する動きベクトルを示し、（ＭＶｘ_１、ＭＶｙ_１）は、参照ピクチャＲｅｆ_１に対応する動きベクトルを示す。

このとき速度ベクトル（ｖ_ｘ，ｖ_ｙ）の等速直線運動の仮定の下では、（ＭＶｘ_０，ＭＶｙ_０）及び（ＭＶｘ_１，ＭＶｙ_１）は、それぞれ、（ｖ_ｘτ_０，ｖ_ｙτ_０）及び（−ｖ_ｘτ_１，−ｖ_ｙτ_１）と表され、以下のオプティカルフロー等式（１）が成り立つ。

ここで、Ｉ^（ｋ）は、動き補償後の参照画像ｋ（ｋ＝０，１）の輝度値を示す。このオプティカルフロー等式は、（i）輝度値の時間微分と、（ii）水平方向の速度及び参照画像の空間勾配の水平成分の積と、（iii）垂直方向の速度及び参照画像の空間勾配の垂直成分の積と、の和が、ゼロと等しいことを示す。このオプティカルフロー等式とエルミート補間（Ｈｅｒｍｉｔｅ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎ）との組み合わせに基づいて、マージリスト等から得られるブロック単位の動きベクトルが画素単位で補正される。

なお、等速直線運動を仮定したモデルに基づく動きベクトルの導出とは異なる方法で、復号装置側で動きベクトルが導出されてもよい。例えば、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルが導出されてもよい。

ここで、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルを導出するモードについて説明する。このモードは、アフィン動き補償予測（ａｆｆｉｎｅ ｍｏｔｉｏｎ ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ）モードと呼ばれることがある。

図９は、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づくサブブロック単位の動きベクトルの導出を説明するための図である。図９において、カレントブロックは、１６の４ｘ４サブブロックを含む。ここでは、隣接ブロックの動きベクトルに基づいてカレントブロックの左上角制御ポイントの動きベクトルｖ_０が導出され、隣接サブブロックの動きベクトルに基づいてカレントブロックの右上角制御ポイントの動きベクトルｖ_１が導出される。そして、２つの動きベクトルｖ_０及びｖ_１を用いて、以下の式（２）により、カレントブロック内の各サブブロックの動きベクトル（ｖ_ｘ，ｖ_ｙ）が導出される。

ここで、ｘ及びｙは、それぞれ、サブブロックの水平位置及び垂直位置を示し、ｗは、予め定められた重み係数を示す。

このようなアフィン動き補償予測モードでは、左上及び右上角制御ポイントの動きベクトルの導出方法が異なるいくつかのモードを含んでもよい。このようなアフィン動き補償予測モードを示す情報（例えばアフィンフラグと呼ばれる）は、ＣＵレベルで信号化される。なお、このアフィン動き補償予測モードを示す情報の信号化は、ＣＵレベルに限定される必要はなく、他のレベル（例えば、シーケンスレベル、ピクチャレベル、スライスレベル、タイルレベル、ＣＴＵレベル又はサブブロックレベル）であってもよい。

［予測制御部］
予測制御部１２８は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として減算部１０４及び加算部１１６に出力する。

［復号装置の概要］
次に、上記の符号化装置１００から出力された符号化信号（符号化ビットストリーム）を復号可能な復号装置の概要について説明する。図１０は、実施の形態１に係る復号装置２００の機能構成を示すブロック図である。復号装置２００は、動画像／画像をブロック単位で復号する動画像／画像復号装置である。

図１０に示すように、復号装置２００は、エントロピー復号部２０２と、逆量子化部２０４と、逆変換部２０６と、加算部２０８と、ブロックメモリ２１０と、ループフィルタ部２１２と、フレームメモリ２１４と、イントラ予測部２１６と、インター予測部２１８と、予測制御部２２０と、を備える。

復号装置２００は、例えば、汎用プロセッサ及びメモリにより実現される。この場合、メモリに格納されたソフトウェアプログラムがプロセッサにより実行されたときに、プロセッサは、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０４、逆変換部２０６、加算部２０８、ループフィルタ部２１２、イントラ予測部２１６、インター予測部２１８及び予測制御部２２０として機能する。また、復号装置２００は、エントロピー復号部２０２、逆量子化部２０４、逆変換部２０６、加算部２０８、ループフィルタ部２１２、イントラ予測部２１６、インター予測部２１８及び予測制御部２２０に対応する専用の１以上の電子回路として実現されてもよい。

以下に、復号装置２００に含まれる各構成要素について説明する。

［エントロピー復号部］
エントロピー復号部２０２は、符号化ビットストリームをエントロピー復号する。具体的には、エントロピー復号部２０２は、例えば、符号化ビットストリームから二値信号に算術復号する。そして、エントロピー復号部２０２は、二値信号を多値化（ｄｅｂｉｎａｒｉｚｅ）する。これにより、エントロピー復号部２０２は、ブロック単位で量子化係数を逆量子化部２０４に出力する。

［逆量子化部］
逆量子化部２０４は、エントロピー復号部２０２からの入力である復号対象ブロック（以下、カレントブロックという）の量子化係数を逆量子化する。具体的には、逆量子化部２０４は、カレントブロックの量子化係数の各々について、当該量子化係数に対応する量子化パラメータに基づいて当該量子化係数を逆量子化する。そして、逆量子化部２０４は、カレントブロックの逆量子化された量子化係数（つまり変換係数）を逆変換部２０６に出力する。

［逆変換部］
逆変換部２０６は、逆量子化部２０４からの入力である変換係数を逆変換することにより予測誤差を復元する。

例えば符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＥＭＴ又はＡＭＴを適用することを示す場合（例えばＡＭＴフラグが真）、逆変換部２０６は、読み解かれた変換タイプを示す情報に基づいてカレントブロックの変換係数を逆変換する。

また例えば、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＮＳＳＴを適用することを示す場合、逆変換部２０６は、変換された変換係数（変換結果）を再変換する。

［加算部］
加算部２０８は、逆変換部２０６からの入力である予測誤差と予測制御部２２０からの入力である予測信号とを加算することによりカレントブロックを再構成する。そして、加算部２０８は、再構成されたブロックをブロックメモリ２１０及びループフィルタ部２１２に出力する。

［ブロックメモリ］
ブロックメモリ２１０は、イントラ予測で参照されるブロックであって復号対象ピクチャ（以下、カレントピクチャという）内のブロックを格納するための記憶部である。具体的には、ブロックメモリ２１０は、加算部２０８から出力された再構成ブロックを格納する。

［ループフィルタ部］
ループフィルタ部２１２は、加算部２０８によって再構成されたブロックにループフィルタを施し、フィルタされた再構成ブロックをフレームメモリ２１４及び表示装置等に出力する。

符号化ビットストリームから読み解かれたＡＬＦのオン／オフを示す情報がＡＬＦのオンを示す場合、局所的な勾配の方向及び活性度に基づいて複数のフィルタの中から１つのフィルタが選択され、選択されたフィルタが再構成ブロックに適用される。

［フレームメモリ］
フレームメモリ２１４は、インター予測に用いられる参照ピクチャを格納するための記憶部であり、フレームバッファと呼ばれることもある。具体的には、フレームメモリ２１４は、ループフィルタ部２１２によってフィルタされた再構成ブロックを格納する。

［イントラ予測部］
イントラ予測部２１６は、符号化ビットストリームから読み解かれたイントラ予測モードに基づいて、ブロックメモリ２１０に格納されたカレントピクチャ内のブロックを参照してイントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部２１６は、カレントブロックに隣接するブロックのサンプル（例えば輝度値、色差値）を参照してイントラ予測を行うことでイントラ予測信号を生成し、イントラ予測信号を予測制御部２２０に出力する。

なお、色差ブロックのイントラ予測において輝度ブロックを参照するイントラ予測モードが選択されている場合は、イントラ予測部２１６は、カレントブロックの輝度成分に基づいて、カレントブロックの色差成分を予測してもよい。

また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＰＤＰＣの適用を示す場合、イントラ予測部２１６は、水平／垂直方向の参照画素の勾配に基づいてイントラ予測後の画素値を補正する。

［インター予測部］
インター予測部２１８は、フレームメモリ２１４に格納された参照ピクチャを参照して、カレントブロックを予測する。予測は、カレントブロック又はカレントブロック内のサブブロック（例えば４ｘ４ブロック）の単位で行われる。例えば、インター予測部１２６は、符号化ビットストリームから読み解かれた動き情報（例えば動きベクトル）を用いて動き補償を行うことでカレントブロック又はサブブロックのインター予測信号を生成し、インター予測信号を予測制御部１２８に出力する。

なお、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＯＢＭＣモードを適用することを示す場合、インター予測部２１８は、動き探索により得られたカレントブロックの動き情報だけでなく、隣接ブロックの動き情報も用いて、インター予測信号を生成する。

また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がＦＲＵＣモードを適用することを示す場合、インター予測部２１８は、符号化ストリームから読み解かれたパターンマッチングの方法（バイラテラルマッチング又はテンプレートマッチング）に従って動き探索を行うことにより動き情報を導出する。そして、インター予測部２１８は、導出された動き情報を用いて動き補償を行う。

また、インター予測部２１８は、ＢＩＯモードが適用される場合に、等速直線運動を仮定したモデルに基づいて動きベクトルを導出する。また、符号化ビットストリームから読み解かれた情報がアフィン動き補償予測モードを適用することを示す場合には、インター予測部２１８は、複数の隣接ブロックの動きベクトルに基づいてサブブロック単位で動きベクトルを導出する。

［予測制御部］
予測制御部２２０は、イントラ予測信号及びインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算部２０８に出力する。

次に、以上のように構成された符号化装置１００及び復号装置２００において行われる信号依存型適応量子化／逆量子化について図面を参照しながら具体的に説明する。

［符号化装置における信号依存型適応量子化／逆量子化処理］
図１１は、実施の形態１に係る符号化装置１００における信号依存型適応量子化／逆量子化処理１０００を示すフローチャートである。図１１に示す信号依存型適応量子化／逆量子化処理１０００は、主として、図１に示す符号化装置１００の逆量子化部１１２によって行われる。

まず、ステップＳ１００１において、１つ又は複数の量子化された変換係数（第１変換係数）がスケーリングされる。このスケーリング処理は、逆量子化処理である。つまり、ステップＳ１００１において、量子化係数が所定の量子化パラメータによって逆量子化される。

ステップＳ１００２では、ステップＳ１００１でスケーリングされた変換係数に基づいて新たな量子化パラメータが導出される。この新しく導出された量子化パラメータは、通常、所定の量子化パラメータよりも値が大きい。量子化パラメータと、当該量子化パラメータに基づいてスケーリングされた変換係数との関係の例としては、線形関数があるが、他には、非線形関数（例えば、べき関数）がある。

本実施の形態の一変形例では、導出される量子化パラメータと当該量子化パラメータの導出で用いられる変換係数（第１変換係数）との関係は、１つ又は複数の強度パラメータにより調整可能である。また、本実施の形態の他の変形例では、量子化パラメータの導出において、１つ又は複数の選択パラメータによって切り替え可能な複数のマッピング関数が用いられる。この複数のマッピング関数は、変換係数から量子化パラメータ導出するための互いに異なる関数である。さらに、本実施の形態の他の変形例では、画像ブロックの量子化パラメータに基づいて、強度パラメータ又は選択パラメータが決定される（例えば、大きい値の量子化パラメータからは、大きい値の強度パラメータが得られ、又、異なる値の量子化パラメータからは、異なる値の切り替えパラメータが得られる）。

最後に、ステップＳ１００３において、ステップＳ１００２で新しく導出された量子化パラメータに基づいて、量子化された変換係数（第２変換係数）がスケーリングされる。

ステップＳ１００３における変換係数（第１変換係数）とステップＳ１００１における変換係数（第２変換係数）とは、同一の画像ブロックに属している。また、これらの変換係数は、同じ色成分に属していてもよいし、異なる色成分に属していてもよい。例えば、ステップＳ１００１における変換係数を輝度ブロックの変換係数とし、ステップＳ１００３における変換係数を色差ブロックの変換係数としてもよい。本実施の形態の一変形例では、変換係数はすべて、１つの画像ブロックの変換係数である。また、本実施の形態の他の変形例では、変換係数はすべて、１つの画像ブロックのＡＣ変換係数である。また、本実施の形態の他の変形例では、少なくとも１つの変換係数が画像ブロックのＤＣ係数である。

図２８は、８ｘ８画素サイズのブロックの変換係数の逆量子化の一例を示す。図２８において、複数の円の各々は係数を表す。量子化された変換係数（量子化係数）は、所定の走査順序に従ってスケーリング（逆量子化）される。図２８において、円内の数値は、所定の走査順序における順番を表す。ここでは、所定の走査順序は、周波数の昇順で定義されている。図２８に示されるように、所定の走査順序において先に逆量子化された変換係数は、当該所定の走査順序において後続する変換係数の量子化／逆量子化のための量子化パラメータを導出するために用いられる。

具体的には、図２８では、最初に逆量子化されるＤＣ成分の量子化係数（０）は、第１の所定の量子化パラメータに基づいて逆量子化される。続いて、２番目に逆量子化されるＡＣ成分の量子化係数（１）は、第２の所定の量子化パラメータに基づいて逆量子化される。第２の所定の量子化パラメータは、第１の量子化パラメータと同じでもよいし、第１の量子化パラメータよりも大きくてもよい。

そして、量子化係数（１）の逆量子化によって得られたＡＣ成分の変換係数（１）に基づいて、次に逆量子化される量子化係数（２）のための量子化パラメータが導出される。３番目に逆量子化されるＡＣ成分の量子化係数（２）は、変換係数（１）から導出された量子化パラメータに基づいて逆量子化され、変換係数（２）が得られる。

なお、量子化／逆量子化の対象となる変換係数（以下、カレント係数という）のための量子化パラメータは、所定の走査順序においてカレント係数に先行する変換係数の累積合計により導出されてもよい。例えば、所定の走査順序で１６番目のカレント係数の量子化／逆量子化のための量子化パラメータは、１〜１５番目の変換係数の累積合計に基づいて導出されてもよい。このとき、累積合計が増加すれば、量子化パラメータも増加すればよい。これにより、低周波領域よりも高周波領域の変換係数の量子化／逆量子化の量子化ステップを大きくすることでき、低周波領域よりも高周波領域の変換係数をより圧縮することができる。

なお、このような変換係数の累積合計において、ＤＣ係数（例えば１番目の変換係数）は除かれてもよい。つまり、カレント係数のための量子化パラメータは、当該カレント係数に先行するＡＣ変換係数（例えば２番目以降の変換係数）の累積合計に基づいて導出されてもよい。

また、変換係数の累積合計において、低周波領域の変換係数は除かれてもよい。つまり、カレント係数のための量子化パラメータは、当該カレント係数に先行する変換係数であって閾値順番以降の変換係数の累積合計に基づいて導出されてもよい。例えば閾値順番が７番目であれば、走査順序で１６番目のカレント係数の量子化／逆量子化のための量子化パラメータは、７〜１５番目の変換係数の累積合計に基づいて導出されてもよい。

この閾値順番は、標準規格などで予め定義されてもよい。また、閾値順番は、シーケンス、ピクチャ又はブロック等に基づいて適応的に決定されてもよい。この場合、閾値順番は、例えばシーケンス、ピクチャ又はブロックレベルで信号化されてもよい。

［符号化装置の逆量子化部の詳細］
図１９は、実施の形態１に係る符号化装置１００の逆量子化部１１２の詳細な機能構成を示すブロック図である。

量子化部１０８は、所定の量子化パラメータ又は逆量子化部１１２から入力された量子化パラメータに基づいて、変換部１０６から入力された変換係数を量子化する。そして、量子化部１０８は、量子化された変換係数（量子化係数）を逆量子化部１１２及びエントロピー符号化部１１０に出力する。

逆量子化部１１２は、量子化部１０８によって量子化された変換係数を逆量子化する。そして、逆量子化部１１２は、逆量子化された変換係数を逆変換部１１４に出力する。図１９に示すように、逆量子化部１１２は、逆量子化器９００３及び量子化パラメータ導出器９０１０を備える。

逆量子化器９００３は、所定の量子化パラメータ又は量子化パラメータ導出器９０１０によって導出された量子化パラメータに基づいて、量子化部１０８により量子化された変換係数の逆量子化を行い、逆量子化された変換係数を逆変換部１１４及び量子化パラメータ導出器９０１０に出力する。

量子化パラメータ導出器９０１０は、逆量子化器９００３から入力された逆量子化された変換係数に基づいて、次に量子化／逆量子化される変換係数のための新たな量子化パラメータを導出する。そして、量子化パラメータ導出器９０１０は、導出された新たな量子化パラメータを量子化部１０８及び逆量子化器９００３に出力する。

［復号装置における信号依存型適応逆量子化処理］
図１２は、実施の形態１に係る復号装置２００における信号依存型適応逆量子化処理２０００を示すフローチャートである。図１２に示す信号依存型適応逆量子化処理２０００は、主として、図１０に示す復号装置２００の逆量子化部２０４によって行われる。

まず、ステップＳ２００１において、１つ又は複数の量子化された変換係数（第１変換係数）がスケーリングされる。このスケーリング処理は、逆量子化処理である。つまり、ステップＳ２００１において、量子化係数が所定の量子化パラメータによって逆量子化される。

ステップＳ２００２では、ステップＳ２００１でスケーリングされた変換係数に基づいて新たな量子化パラメータが導出される。この新しく導出された量子化パラメータは、通常、所定の量子化パラメータよりも値が大きい。量子化パラメータと、当該量子化パラメータに基づいてスケーリングされた変換係数との関係の例としては、線形関数があるが、他には、非線形関数（例えば、べき関数）がある。

本実施の形態の一変形例では、導出される量子化パラメータと当該量子化パラメータの導出で用いられる変換係数との関係は、１つ又は複数の強度パラメータにより調整可能である。また、本実施の形態の他の変形例では、量子化パラメータの導出において、１つ又は複数の選択パラメータによって切り替え可能な複数のマッピング関数が用いられる。この複数のマッピング関数は、変換係数から量子化パラメータ導出するための互いに異なる関数である。さらに、本実施の形態の他の変形例では、画像ブロックの量子化パラメータに基づいて、強度パラメータ又は選択パラメータが決定される（例えば、大きい値の量子化パラメータからは、大きい値の強度パラメータが得られ、又、異なる値の量子化パラメータからは、異なる値の切り替えパラメータが得られる）。

最後に、ステップＳ２００３において、ステップＳ２００２で新しく導出された量子化パラメータに基づいて、量子化された変換係数（第２変換係数）がスケーリングされる。

ステップＳ２００３における変換係数とステップ２００１における変換係数とは、同一の画像ブロックに属している。また、これらの変換係数は、同じ色成分に属していてもよいし、異なる色成分に属していてもよい。例えば、ステップＳ２００１における変換係数を輝度ブロックの変換係数とし、ステップＳ２００３における変換係数を色差ブロックの変換係数としてもよい。本実施の形態の一変形例では、変換係数はすべて、１つの画像ブロックの変換係数である。また、本実施の形態の他の変形例では、変換係数はすべて、１つの画像ブロックのＡＣ変換係数である。また、本実施の形態の他の変形例では、少なくとも１つの変換係数が画像ブロックのＤＣ係数である。

［復号装置の逆量子化部の詳細］
図２０は、実施の形態１に係る復号装置２００の逆量子化部２０４の詳細な機能構成を示すブロック図である。

逆量子化部２０４は、エントロピー復号部２０２からの入力であるカレントブロックの量子化された変換係数（量子化係数）を逆量子化する。そして、逆量子化部２０４は、逆量子化された変換係数を逆変換部２０６に出力する。図２０に示すように、逆量子化部２０４は、逆量子化器１０００２及び量子化パラメータ導出器１０００８を備える。

逆量子化器１０００２は、所定の量子化パラメータ又は量子化パラメータ導出器１０００８によって導出された量子化パラメータに基づいて、エントロピー復号部２０２によって復号された量子化係数の逆量子化を行い、変換係数を逆変換部２０６及び量子化パラメータ導出器１０００８に出力する。

量子化パラメータ導出器１０００８は、逆量子化器９００３からの入力である変換係数に基づいて、次に逆量子化される変換係数のための量子化パラメータを導出し、逆量子化器１０００２に出力する。

以上のように、本実施の形態に係る符号化装置１００及び復号装置２００は、１つ又は複数の量子化された第１変換係数を逆量子化し、逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数に基づいて量子化パラメータを導出し、導出された量子化パラメータに基づいて、量子化された第２変換係数を逆量子化する。

これにより、先に逆量子化された第１変換係数に基づいて、量子化された第２変換係数の逆量子化に用いる量子化パラメータを導出することができる。つまり、係数単位で量子化パラメータを適応的に導出することができる。このような係数単位で適応的に導出された量子化パラメータに基づいて、量子化された変換係数を逆量子化することにより、主観画質の向上を図ることができる。さらに、先に逆量子化された第１変換係数に基づいて量子化パラメータを導出することができるので、量子化パラメータの導出のための信号ビットの増加を抑制することができ、符号化効率の向上を図ることができる。

（実施の形態１の変形例１）
次に、実施の形態１の変形例１について説明する。本変形例では、先に逆量子化された変換係数とカレントブロックの予測信号から変換された変換係数とに基づいて量子化パラメータが導出される点が上記実施の形態１と異なる。以下に、本変形例について、上記実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

［符号化装置における信号依存型適応量子化／逆量子化処理］
図１３は、実施の形態１の変形例１に係る符号化装置１００における信号依存型適応量子化／逆量子化処理３０００を示すフローチャートである。図１３に示す信号依存型適応量子化／逆量子化処理３０００は、主として、後述する逆量子化部１１２Ａ（図２１）によって行われる。

まず、ステップＳ３００１において、１つ又は複数の量子化された変換係数（第１変換係数）がスケーリングされる。

ステップＳ３００２では、予測サンプルのブロックが変換係数（第３変換係数）に変換される。つまり、カレントブロックの予測信号が変換係数に周波数変換される。

ステップＳ３００３では、ステップＳ３００１でスケーリングされた変換係数と、ステップＳ３００２で予測サンプルのブロックから変換された１つ又は複数の変換係数とに基づいて、新たな量子化パラメータが導出される。

量子化パラメータの導出には、ステップＳ３００１でスケーリングされた１つの変換係数と、ステップＳ３００２で予測サンプルのブロックから変換された複数の変換係数のうちの１つと、を合計する工程が含まれてもよい。量子化パラメータの導出の他の例としては、予測サンプルのブロックから変換された複数の変換係数の分布に基づいて導出する方法がある。ステップＳ３００３における導出では、新たな量子化パラメータを決定するために、予測サンプルのブロックから変換された複数の変換係数の合計と分布との両方が用いられてもよい。

最後に、ステップＳ３００４において、ステップＳ３００３で新しく導出された量子化パラメータに基づいて、量子化された変換係数（第２変換係数）がスケーリングされる。

［符号化装置の逆量子化部の詳細］
図２１は、実施の形態１の変形例１に係る符号化装置１００の逆量子化部１１２Ａの詳細な機能構成を示すブロック図である。本変形例では、逆量子化部１１２Ａは、図１の逆量子化部１１２に代わって符号化装置１００に含まれる。

図２１に示すように、逆量子化部１１２Ａは、逆量子化器１１００３と、量子化パラメータ導出器１１０１０と、変換器１１０１１と、を備える。逆量子化器１１００３は、所定の量子化パラメータ又は量子化パラメータ導出器１１０１０によって導出された量子化パラメータに基づいて、量子化部１０８により量子化された変換係数を逆量子化する。そして、逆量子化器１１００３は、逆量子化された変換係数を逆変換部１１４及び量子化パラメータ導出器１１０１０に出力する。

量子化パラメータ導出器１１０１０は、逆量子化器１１００３から入力された逆量子化された変換係数と、変換器１１０１１から入力された変換係数と、に基づいて、次に量子化／逆量子化される変換係数のための新たな量子化パラメータを導出する。そして、量子化パラメータ導出器１１０１０は、導出された新たな量子化パラメータを逆量子化器１１００３に出力する。

変換器１１０１１は、予測制御部１２８から入力されたカレントブロックの予測サンプルを周波数領域の変換係数に変換する。そして、変換器１１０１１は、変換係数を量子化パラメータ導出器１１０１０に出力する。

［復号装置における信号依存型適応逆量子化処理］
図１４は、実施の形態１の変形例１に係る復号装置２００における信号依存型適応逆量子化処理４０００を示すフローチャートである。図１４に示す信号依存型適応逆量子化処理４０００は、主として、後述する逆量子化部２０４Ａ（図２２）によって行われる。

まず、ステップＳ４００１において、１つ又は複数の量子化された変換係数（第１変換係数）がスケーリングされる。

ステップＳ４００２では、予測サンプルのブロックが変換係数（第３変換係数）に変換される。つまり、カレントブロックの予測信号が変換係数に周波数変換される。

ステップＳ４００３では、ステップＳ４００１でスケーリングされた変換係数と、ステップＳ４００２で予測サンプルのブロックから変換された１つ又は複数の係数とに基づいて、新たな量子化パラメータが導出される。

なお、量子化パラメータの導出には、ステップＳ４００１で１つのスケーリングされた１つの変換係数と、ステップＳ４００２で予測サンプルのブロックから変換された複数の変換係数のうちの１つと、を合計する工程が含まれてもよい。量子化パラメータの導出の他の例としては、予測サンプルのブロックから変換された複数の変換係数の分布に基づいて導出する方法がある。ステップＳ４００３における導出では、新たな量子化パラメータを決定するために、予測サンプルのブロックから変換された複数の変換係数の合計と分布との両方が用いられてもよい。

最後に、ステップＳ４００４において、ステップＳ４００３で新しく導出された量子化パラメータに基づいて、量子化された変換係数（第２変換係数）がスケーリングされる。

［復号装置の逆量子化部の詳細］
図２２は、実施の形態１の変形例１に係る復号装置２００の逆量子化部２０４Ａの詳細な機能構成を示すブロック図である。本変形例では、逆量子化部２０４Ａは、図１０の逆量子化部２０４に代わって復号装置２００に含まれる。

図２２に示すように、逆量子化部２０４Ａは、逆量子化器１２００２と、量子化パラメータ導出器１２００８と、変換器１２００９と、を備える。逆量子化器１２００２は、所定の量子化パラメータ又は量子化パラメータ導出器１２００８によって導出された量子化パラメータに基づいて、エントロピー復号部２０２によって復号された量子化係数の逆量子化を行い、変換係数を逆変換部２０６及び量子化パラメータ導出器１２００８に出力する。

量子化パラメータ導出器１２００８は、逆量子化器１２００２からの入力である変換係数と変換器１２００９からの入力である変換係数とに基づいて、量子化パラメータを導出し、逆量子化器１２００２に出力する。

変換器１２００９は、予測制御部２２０から入力されたカレントブロックの予測サンプルを周波数領域の変換係数に変換する。そして、変換器１２００９は、変換係数を量子化パラメータ導出器１２００８に出力する。

以上のように、本変形例に係る符号化装置１００及び復号装置２００は、さらに、符号化対象ブロックの予測信号を１以上の第３変換係数に変換し、逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数と、符号化対象ブロックの予測信号から変換された１以上の第３変換係数とに基づいて、量子化パラメータを導出する。

これにより、さらに符号化対象ブロックの予測信号から変換された１以上の第３変換係数に基づいて、量子化された第２変換係数の逆量子化に用いる量子化パラメータを導出することができる。したがって、より適切な量子化パラメータを導出することも可能となり、主観画質の向上及び符号化効率の向上を図ることができる。

（実施の形態１の変形例２）
次に、実施の形態１の変形例２について説明する。本変形例では、先に逆量子化された変換係数とカレントブロックの予測信号から決定される活性度とに基づいて量子化パラメータが導出される点が上記実施の形態１と異なる。以下に、本変形例について、上記実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

［符号化装置における信号依存型適応量子化／逆量子化処理］
図１５は、実施の形態１の変形例２に係る符号化装置１００における信号依存型適応量子化／逆量子化処理５０００を示すフローチャートである。図１５に示す信号依存型適応量子化／逆量子化処理５０００は、主として、後述する逆量子化部１１２Ｂ（図２３）によって行われる。

まず、ステップＳ５００１において、１つ又は複数の量子化された変換係数（第１変換係数）がスケーリングされる。

ステップＳ５００２では、予測ブロック（カレントブロックの予測信号）から活性度（ａｃｔｉｖｉｔｙ ｍｅａｓｕｒｅ）が決定される。この活性度は、フレームメモリ１２２に格納された参照ピクチャから読み出してもよいし、予測ブロックに基づいてコンピュータで求めてもよい。活性度の例としては、ブロックの分散値があげられるが、他には、所定の方向（例えば、水平、垂直又は対角）におけるエッジ検出によって得られるエッジの強さがある。活性度の他の例としては、空間又は周波数領域における信号（画像）強度がある。この活性度に基づいて、予測ブロックは異なるグループに分類され、分類結果に基づいて量子化パラメータが導出される。

ステップＳ５００３において、ステップＳ５００１でスケーリングされた変換係数とステップＳ５００２で決定された活性度とに基づいて、新たな量子化パラメータが導出される。

ステップＳ５００３の一変形例では、予測ブロックがインター予測ブロックの場合に活性度が量子化パラメータの導出に用いられる。予測ブロックがイントラ予測ブロックの場合、活性度を決定するためのステップＳ５００２がスキップされ、ステップＳ５００３において、活性度に基づかずに、スケーリングされた変換係数に基づいて、新たな量子化パラメータが導出される。

最後に、ステップＳ５００４において、ステップＳ５００３で新しく導出された量子化パラメータに基づいて、量子化された変換係数（第２変換係数）がスケーリングされる。

［符号化装置の逆量子化部の詳細］
図２３は、実施の形態１の変形例２に係る符号化装置１００の逆量子化部１１２Ｂの詳細な機能構成を示すブロック図である。本変形例では、逆量子化部１１２Ｂは、図１の逆量子化部１１２に代わって符号化装置１００に含まれる。

図２３に示すように、逆量子化部１１２Ｂは、逆量子化器１３００３と、量子化パラメータ導出器１３０１０と、を備える。逆量子化器１３００３は、所定の量子化パラメータ又は量子化パラメータ導出器１３０１０によって導出された量子化パラメータに基づいて、量子化部１０８により量子化された変換係数を逆量子化する。そして、逆量子化器１３００３は、逆量子化された変換係数を逆変換部１１４及び量子化パラメータ導出器１３０１０に出力する。

量子化パラメータ導出器１３０１０は、予測ブロックの活性度をフレームメモリ１２２から読み出す。そして、量子化パラメータ導出器１３０１０は、逆量子化器１１００３によって逆量子化された変換係数と、フレームメモリ１２２から読み出された活性度と、に基づいて、次に量子化／逆量子化される変換係数のための新たな量子化パラメータを導出する。そして、量子化パラメータ導出器１３０１０は、導出された新たな量子化パラメータを逆量子化器１３００３に出力する。

［復号装置における信号依存型適応逆量子化処理］
図１６は、実施の形態１の変形例２に係る復号装置２００における信号依存型適応逆量子化処理６０００を示すフローチャートである。図１６に示す信号依存型適応逆量子化処理６０００は、主として、後述する逆量子化部２０４Ｂ（図２４）によって行われる。

まず、ステップＳ６００１において、１つ又は複数の量子化された変換係数（第１変換係数）がスケーリングされる。

ステップＳ６００２では、予測ブロックから活性度が決定される。この活性度は、フレームメモリ２１４に格納された参照ピクチャから読み出してもよいし、予測ブロックに基づいてコンピュータで求めてもよい。活性度の例としては、ブロックの分散値があげられるが、他には所定の方向（例えば、水平、垂直又は対角）におけるエッジ検出によって得られるエッジの強さがある。活性度の他の例としては、空間又は周波数領域における信号（画像）強度がある。この活性度に基づいて、予測ブロックは異なるグループに分類され、分類結果に基づいて量子化パラメータが導出される。

ステップＳ６００３において、ステップＳ６００１でスケーリングされた変換係数及びステップＳ６００２で決定された活性度に基づいて、新たな量子化パラメータが導出される。

ステップＳ６００３の一変形例では、予測ブロックがインター予測ブロックの場合に活性度が量子化パラメータの導出に用いられる。予測ブロックがイントラ予測ブロックの場合、活性度を決定するためのステップＳ６００２がスキップされ、ステップＳ６００３では、活性度に基づかずに、スケーリングされた変換係数に基づいて、新たな量子化パラメータが導出される。

最後に、ステップＳ６００４において、ステップＳ６００３で新しく導出された量子化パラメータに基づいて、量子化された変換係数（第２変換係数）がスケーリングされる。

［復号装置の逆量子化部の詳細］
図２４は、実施の形態１の変形例２に係る復号装置２００の逆量子化部２０４Ｂの詳細な機能構成を示すブロック図である。本変形例では、逆量子化部２０４Ｂは、図１０の逆量子化部２０４に代わって復号装置２００に含まれる。

図２４に示すように、逆量子化部２０４Ｂは、逆量子化器１４００２と、量子化パラメータ導出器１４００８と、を備える。逆量子化器１４００２は、所定の量子化パラメータ又は量子化パラメータ導出器１４００８によって導出された量子化パラメータに基づいて、エントロピー復号部２０２によって復号された量子化係数の逆量子化を行い、変換係数を逆変換部２０６及び量子化パラメータ導出器１４００８に出力する。

量子化パラメータ導出器１４００８は、予測ブロックの活性度をフレームメモリ２１４から読み出す。そして、量子化パラメータ導出器１４００８は、逆量子化器１４００２によって逆量子化された変換係数と、フレームメモリ２１４から読み出された活性度とに基づいて、次に逆量子化される変換係数のための新たな量子化パラメータを導出する。そして、量子化パラメータ導出器１４００８は、導出された新たな量子化パラメータを逆量子化器１４００２に出力する。

以上のように、本変形例に係る符号化装置１００及び復号装置２００は、さらに、符号化対象ブロックの予測信号に基づいて活性度を決定し、逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数と決定された活性度とに基づいて、量子化パラメータを導出する。

これにより、さらに符号化対象ブロックの予測信号に基づいて決定された活性度に基づいて、量子化された第２変換係数の逆量子化に用いる量子化パラメータを導出することができる。したがって、より適切な量子化パラメータを導出することも可能となり、主観画質の向上及び符号化効率の向上を図ることができる。

（実施の形態１の変形例３）
次に、実施の形態１の変形例３について説明する。本変形例では、先に逆量子化された変換係数と符号化ビットストリーム内に符号化された制御パラメータとに基づいて量子化パラメータが導出される点が上記実施の形態１と異なる。以下に、本変形例について、上記実施の形態１と異なる点を中心に説明する。

［符号化装置における信号依存型適応量子化／逆量子化処理］
図１７は、実施の形態１の変形例３に係る符号化装置１００における信号依存型適応量子化／逆量子化処理７０００を示すフローチャートである。図１７に示す信号依存型適応量子化／逆量子化処理７０００は、主として、後述する逆量子化部１１２Ｃ（図２５）によって行われる。

まず、ステップＳ７００１において、１つ又は複数の制御パラメータが圧縮画像ヘッダ（符号化ビットストリーム内のヘッダ）に書き込まれる。この制御パラメータは、強度パラメータであってもよいし、切り替えパラメータであってもよい。

次のステップＳ７００２では、１つ又は複数の量子化された変換係数（第１変換係数）がスケーリングされる。

ステップＳ７００３では、ステップＳ７００１で書き込まれた制御パラメータ及びステップＳ７００２でスケーリングされた変換係数に基づいて、新たな量子化パラメータが導出される。本変形例では、量子化パラメータと当該量子化パラメータの導出で用いられた変換係数との関係は、１つ又は複数の強度パラメータにより調整可能である。また、量子化パラメータの導出において、１つ又は複数の選択パラメータによって切り替え可能な複数のマッピング関数が用いられてもよい。すなわち、制御パラメータ（強度パラメータ又は選択パラメータ）に基づいて変換係数と量子化パラメータとの関係が決定され、決定された関係に基づいて変換係数から量子化パラメータが導出される。例えば、変換係数と量子化パラメータとの関係が線形関数で表され、制御パラメータが強度パラメータである場合、強度パラメータによって線形関数の傾きが調整され、調整された傾きを用いて変換係数から量子化パラメータが導出される。また例えば、制御パラメータが選択パラメータである場合、選択パラメータに基づいて、変換係数と量子化パラメータとの予め定められた複数のマッピング関数の中から１つのマッピング関数が選択され、選択されたマッピング関数を用いて変換係数から量子化パラメータが導出される。

最後に、ステップＳ７００４において、ステップＳ７００３で新しく導出された量子化パラメータに基づいて、量子化された変換係数（第２変換係数）がスケーリングされる。

［符号化装置の逆量子化部の詳細］
図２５は、実施の形態１の変形例３に係る符号化装置１００の逆量子化部１１２Ｃの詳細な機能構成を示すブロック図である。本変形例では、逆量子化部１１２Ｃは、図１の逆量子化部１１２に代わって符号化装置１００に含まれる。

図２５に示すように、逆量子化部１１２Ｃは、逆量子化器１５００３と、量子化パラメータ導出器１５０１０と、を備える。逆量子化器１５００３は、所定の量子化パラメータ又は量子化パラメータ導出器１５０１０によって導出された量子化パラメータに基づいて、量子化部１０８により量子化された変換係数を逆量子化する。そして、逆量子化器１５００３は、逆量子化された変換係数を逆変換部１１４及び量子化パラメータ導出器１５０１０に出力する。

量子化パラメータ導出器１５０１０は、逆量子化器１５００３によって逆量子化された変換係数と量子化パラメータの導出のための制御パラメータとに基づいて、新たな量子化パラメータを導出し、逆量子化器１５００３に出力する。この制御パラメータは、強度パラメータであってもよいし、選択パラメータであってもよい。

［シンタックス］
図２７は、符号化ビデオストリーム（圧縮ビデオビットストリーム）における制御パラメータの位置の複数の例を示す。図１７の（i）は、ビデオパラメータセット内に制御パラメータがあることを示す。図１７の（ii）は、ビデオストリームのシーケンスパラメータセット内に制御パラメータがあることを示す。図１７の（iii）は、ピクチャのピクチャパラメータセット内に制御パラメータがあることを示す。図１７の（iv）は、スライスのスライスヘッダ内に制御パラメータがあることを示す。図１７の（v）は、動画システム又はビデオデコーダのセットアップ又は初期化を行うためのパラメータのグループ内に制御パラメータがあることを示す。制御パラメータが複数の階層（例えば、ピクチャパラメータセット及びスライスヘッダ）にある場合は、低い階層（例えばスライスヘッダ）にある制御パラメータの値は、より高い階層（例えば、ピクチャパラメータセット）にある制御パラメータの値を上書きする。

図２９Ａは、強度パラメータによる変換係数と量子化パラメータ（ＱＰ）との関係の調整の一例を示す。図２９Ａに示すように、強度パラメータの値が増加するほど線形関数の傾きも増加する。つまり、強度パラメータの値が増加すれば、変換値が同じ値であっても、量子化パラメータの値も増加する。

図２９Ｂは、選択パラメータによる変換係数と量子化パラメータ（ＱＰ）との関係の切り替えの一例を示す。図２９Ｂに示すように、変換係数と量子化パラメータとの複数のマッピング関数（線形関数及びべき関数）が予め定義されており、選択パラメータ（Ｓｗｉｔｃｈ ｉｎｄｅｘ １及びＳｗｉｔｃｈ ｉｎｄｅｘ １）に基づいてマッピング関数が選択される。例えば、選択パラメータがＳｗｉｔｃｈ ｉｎｄｅｘ １である場合に線形関数が選択され、選択パラメータがＳｗｉｔｃｈ ｉｎｄｅｘ ２である場合にべき関数が選択される。

［復号装置における信号依存型適応逆量子化処理］
図１８は、実施の形態１の変形例３に係る復号装置２００における信号依存型適応逆量子化処理８０００を示すフローチャートである。図１６に示す信号依存型適応逆量子化処理８０００は、主として、後述する逆量子化部２０４Ｃ（図２６）によって行われる。

まず、ステップＳ８００１において、１つ又は複数の制御パラメータが圧縮画像ヘッダから読み解かれる。この制御パラメータは、強度パラメータであってもよいし、選択パラメータであってもよい。

次に、ステップＳ８００２において、１つ又は複数の量子化された変換係数（第１変換係数）がスケーリングされる。

ステップＳ８００３では、ステップＳ８００２でスケーリングされた変換係数とステップＳ８００１で読み解かれた制御パラメータとに基づいて、新たな量子化パラメータが導出される。本変形例では、量子化パラメータと当該量子化パラメータの導出で用いられた変換係数との関係は、１つ又は複数の強度パラメータにより調整可能である。また、量子化パラメータの導出において、１つ又は複数の選択パラメータによって切り替え可能な複数のマッピング関数が用いられてもよい。すなわち、制御パラメータ（強度パラメータ又は選択パラメータ）に基づいて変換係数と量子化パラメータとの関係が決定され、決定された関係に基づいて変換係数から量子化パラメータが導出される。例えば、変換係数と量子化パラメータとの関係が線形関数で表され、制御パラメータが強度パラメータである場合、強度パラメータによって線形関数の傾きが調整され、調整された傾きを用いて変換係数から量子化パラメータが導出される。また例えば、制御パラメータが選択パラメータである場合、選択パラメータに基づいて、変換係数と量子化パラメータとの予め定められた複数のマッピング関数の中から１つのマッピング関数が選択され、選択されたマッピング関数を用いて変換係数から量子化パラメータが導出される。

最後に、ステップＳ８００４において、新しく導出された量子化パラメータに基づいて、量子化された変換係数（第２変換係数）がスケーリングされる。

［復号装置の逆量子化部の詳細］
図２６は、実施の形態１の変形例３に係る復号装置２００の逆量子化部２０４Ｃの機能構成を示すブロック図である。本変形例では、逆量子化部２０４Ｃは、図１０の逆量子化部２０４に代わって復号装置２００に含まれる。

図２６に示すように、逆量子化部２０４Ｃは、逆量子化器１６００２と、量子化パラメータ導出器１６００８と、を備える。逆量子化器１６００２は、エントロピー復号部２０２によって復号された量子化係数の逆量子化を行い、変換係数を逆変換部２０６及び量子化パラメータ導出器１６００８に出力する。

量子化パラメータ導出器１６００８は、逆量子化された変換係数と制御パラメータとに基づいて、新たな量子化パラメータを導出し、逆量子化器１６００２に出力する。制御パラメータは、例えばエントロピー復号部２０２によって符号化ビットストリームから読み解かれる。

以上のように、本変形例に係る符号化装置１００及び復号装置２００によれば、量子化パラメータと第１変換係数との関係は、１つ又は複数の強度パラメータによって調整可能である。また、本変形例では、量子化パラメータの導出において、１つ又は複数の選択パラメータによって切り替え可能な複数のマッピング関数が用いられてもよい。そして、このような１つ又は複数の強度パラメータ及び１つ又は複数の選択パラメータは、符号化ピットストリーム内のヘッダに書き込まれる。

これにより、量子化パラメータの導出において変換係数と量子化パラメータとの間の関係の調整又は切り替えが可能となる。したがって、より適切な量子化パラメータを導出することも可能となり、主観画質の向上及び符号化効率の向上を図ることができる。

なお、本変形例では、制御パラメータが信号化されていたが、制御パラメータは必ずしも信号化されなくてもよい。例えば、制御パラメータは、カレントブロックと異なるブロックの係数の逆量子化に用いられた量子化パラメータに基づいて決定されてもよい。例えば、カレントブロックと異なるブロックの係数の逆量子化に用いられた量子化パラメータが増加すれば強度パラメータが増加するように強度パラメータが決定されてもよい。また例えば、カレントブロックと異なるブロックの係数の逆量子化に用いられた量子化パラメータの値に応じて選択パラメータが決定されてもよい。

なお、上記実施の形態１の複数の変形例を組み合わせてもよい。例えば、変形例１〜変形例３の全てを組み合わせてもよいし、変形例１〜変形例３のうちの任意の２つを組み合わせてもよい。

（実施の形態２）
以上の各実施の形態において、機能ブロックの各々は、通常、ＭＰＵ及びメモリ等によって実現可能である。また、機能ブロックの各々による処理は、通常、プロセッサなどのプログラム実行部が、ＲＯＭ等の記録媒体に記録されたソフトウェア（プログラム）を読み出して実行することで実現される。当該ソフトウェアはダウンロード等により配布されてもよいし、半導体メモリなどの記録媒体に記録して配布されてもよい。なお、各機能ブロックをハードウェア（専用回路）によって実現することも、当然、可能である。

また、各実施の形態において説明した処理は、単一の装置（システム）を用いて集中処理することによって実現してもよく、又は、複数の装置を用いて分散処理することによって実現してもよい。また、上記プログラムを実行するプロセッサは、単数であってもよく、複数であってもよい。すなわち、集中処理を行ってもよく、又は分散処理を行ってもよい。

本発明は、以上の実施例に限定されることなく、種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含される。

さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）又は動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、画像復号方法を用いた画像復号装置、及び両方を備える画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。

［使用例］
図３０は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムｅｘ１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ｅｘ１０６、ｅｘ１０７、ｅｘ１０８、ｅｘ１０９、ｅｘ１１０が設置されている。

このコンテンツ供給システムｅｘ１００では、インターネットｅｘ１０１に、インターネットサービスプロバイダｅｘ１０２又は通信網ｅｘ１０４、及び基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介して、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、及びスマートフォンｅｘ１１５などの各機器が接続される。当該コンテンツ供給システムｅｘ１００は、上記のいずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。固定無線局である基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を介さずに、各機器が電話網又は近距離無線等を介して直接的又は間接的に相互に接続されていてもよい。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、インターネットｅｘ１０１等を介して、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、及びスマートフォンｅｘ１１５などの各機器と接続される。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、衛星ｅｘ１１６を介して、飛行機ｅｘ１１７内のホットスポット内の端末等と接続される。

なお、基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０の代わりに、無線アクセスポイント又はホットスポット等が用いられてもよい。また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、インターネットｅｘ１０１又はインターネットサービスプロバイダｅｘ１０２を介さずに直接通信網ｅｘ１０４と接続されてもよいし、衛星ｅｘ１１６を介さず直接飛行機ｅｘ１１７と接続されてもよい。

カメラｅｘ１１３はデジタルカメラ等の静止画撮影、及び動画撮影が可能な機器である。また、スマートフォンｅｘ１１５は、一般に２Ｇ、３Ｇ、３．９Ｇ、４Ｇ、そして今後は５Ｇと呼ばれる移動通信システムの方式に対応したスマートフォン機、携帯電話機、又はＰＨＳ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｈａｎｄｙｐｈｏｎｅ Ｓｙｓｔｅｍ）等である。

家電ｅｘ１１８は、冷蔵庫、又は家庭用燃料電池コージェネレーションシステムに含まれる機器等である。

コンテンツ供給システムｅｘ１００では、撮影機能を有する端末が基地局ｅｘ１０６等を通じてストリーミングサーバｅｘ１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、端末（コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、スマートフォンｅｘ１１５、及び飛行機ｅｘ１１７内の端末等）は、ユーザが当該端末を用いて撮影した静止画又は動画コンテンツに対して上記各実施の形態で説明した符号化処理を行い、符号化により得られた映像データと、映像に対応する音を符号化した音データと多重化し、得られたデータをストリーミングサーバｅｘ１０３に送信する。即ち、各端末は、本発明の一態様に係る画像符号化装置として機能する。

一方、ストリーミングサーバｅｘ１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントは、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータｅｘ１１１、ゲーム機ｅｘ１１２、カメラｅｘ１１３、家電ｅｘ１１４、スマートフォンｅｘ１１５、又は飛行機ｅｘ１１７内の端末等である。配信されたデータを受信した各機器は、受信したデータを復号化処理して再生する。即ち、各機器は、本発明の一態様に係る画像復号装置として機能する。

［分散処理］
また、ストリーミングサーバｅｘ１０３は複数のサーバ又は複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。例えば、ストリーミングサーバｅｘ１０３は、ＣＤＮ（Ｃｏｎｔｅｎｔｓ Ｄｅｌｉｖｅｒｙ Ｎｅｔｗｏｒｋ）により実現され、世界中に分散された多数のエッジサーバとエッジサーバ間をつなぐネットワークによりコンテンツ配信が実現されていてもよい。ＣＤＮでは、クライアントに応じて物理的に近いエッジサーバが動的に割り当てられる。そして、当該エッジサーバにコンテンツがキャッシュ及び配信されることで遅延を減らすことができる。また、何らかのエラーが発生した場合又はトラフィックの増加などにより通信状態が変わる場合に複数のエッジサーバで処理を分散したり、他のエッジサーバに配信主体を切り替えたり、障害が生じたネットワークの部分を迂回して配信を続けることができるので、高速かつ安定した配信が実現できる。

また、配信自体の分散処理にとどまらず、撮影したデータの符号化処理を各端末で行ってもよいし、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、一般に符号化処理では、処理ループが２度行われる。１度目のループでフレーム又はシーン単位での画像の複雑さ、又は、符号量が検出される。また、２度目のループでは画質を維持して符号化効率を向上させる処理が行われる。例えば、端末が１度目の符号化処理を行い、コンテンツを受け取ったサーバ側が２度目の符号化処理を行うことで、各端末での処理負荷を減らしつつもコンテンツの質と効率を向上させることができる。この場合、ほぼリアルタイムで受信して復号する要求があれば、端末が行った一度目の符号化済みデータを他の端末で受信して再生することもできるので、より柔軟なリアルタイム配信も可能になる。

他の例として、カメラｅｘ１１３等は、画像から特徴量抽出を行い、特徴量に関するデータをメタデータとして圧縮してサーバに送信する。サーバは、例えば特徴量からオブジェクトの重要性を判断して量子化精度を切り替えるなど、画像の意味に応じた圧縮を行う。特徴量データはサーバでの再度の圧縮時の動きベクトル予測の精度及び効率向上に特に有効である。また、端末でＶＬＣ（可変長符号化）などの簡易的な符号化を行い、サーバでＣＡＢＡＣ（コンテキスト適応型二値算術符号化方式）など処理負荷の大きな符号化を行ってもよい。

さらに他の例として、スタジアム、ショッピングモール、又は工場などにおいては、複数の端末によりほぼ同一のシーンが撮影された複数の映像データが存在する場合がある。この場合には、撮影を行った複数の端末と、必要に応じて撮影をしていない他の端末及びサーバを用いて、例えばＧＯＰ（Ｇｒｏｕｐ ｏｆ Ｐｉｃｔｕｒｅ）単位、ピクチャ単位、又はピクチャを分割したタイル単位などで符号化処理をそれぞれ割り当てて分散処理を行う。これにより、遅延を減らし、よりリアルタイム性を実現できる。

また、複数の映像データはほぼ同一シーンであるため、各端末で撮影された映像データを互いに参照し合えるように、サーバで管理及び／又は指示をしてもよい。または、各端末からの符号化済みデータを、サーバが受信し複数のデータ間で参照関係を変更、又はピクチャ自体を補正或いは差し替えて符号化しなおしてもよい。これにより、一つ一つのデータの質と効率を高めたストリームを生成できる。

また、サーバは、映像データの符号化方式を変更するトランスコードを行ったうえで映像データを配信してもよい。例えば、サーバは、ＭＰＥＧ系の符号化方式をＶＰ系に変換してもよいし、Ｈ．２６４をＨ．２６５に変換してもよい。

このように、符号化処理は、端末、又は１以上のサーバにより行うことが可能である。よって、以下では、処理を行う主体として「サーバ」又は「端末」等の記載を用いるが、サーバで行われる処理の一部又は全てが端末で行われてもよいし、端末で行われる処理の一部又は全てがサーバで行われてもよい。また、これらに関しては、復号処理についても同様である。

［３Ｄ、マルチアングル］
近年では、互いにほぼ同期した複数のカメラｅｘ１１３及び／又はスマートフォンｅｘ１１５などの端末により撮影された異なるシーン、又は、同一シーンを異なるアングルから撮影した画像或いは映像を統合して利用することも増えてきている。各端末で撮影した映像は、別途取得した端末間の相対的な位置関係、又は、映像に含まれる特徴点が一致する領域などに基づいて統合される。

サーバは、２次元の動画像を符号化するだけでなく、動画像のシーン解析などに基づいて自動的に、又は、ユーザが指定した時刻において、静止画を符号化し、受信端末に送信してもよい。サーバは、さらに、撮影端末間の相対的な位置関係を取得できる場合には、２次元の動画像だけでなく、同一シーンが異なるアングルから撮影された映像に基づき、当該シーンの３次元形状を生成できる。なお、サーバは、ポイントクラウドなどにより生成した３次元のデータを別途符号化してもよいし、３次元データを用いて人物又はオブジェクトを認識或いは追跡した結果に基づいて、受信端末に送信する映像を、複数の端末で撮影した映像から選択、又は、再構成して生成してもよい。

このようにして、ユーザは、各撮影端末に対応する各映像を任意に選択してシーンを楽しむこともできるし、複数画像又は映像を用いて再構成された３次元データから任意視点の映像を切り出したコンテンツを楽しむこともできる。さらに、映像と同様に音も複数の相異なるアングルから収音され、サーバは、映像に合わせて特定のアングル又は空間からの音を映像と多重化して送信してもよい。

また、近年ではＶｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＶＲ）及びＡｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ（ＡＲ）など、現実世界と仮想世界とを対応付けたコンテンツも普及してきている。ＶＲの画像の場合、サーバは、右目用及び左目用の視点画像をそれぞれ作成し、Ｍｕｌｔｉ−Ｖｉｅｗ Ｃｏｄｉｎｇ（ＭＶＣ）などにより各視点映像間で参照を許容する符号化を行ってもよいし、互いに参照せずに別ストリームとして符号化してもよい。別ストリームの復号時には、ユーザの視点に応じて仮想的な３次元空間が再現されるように互いに同期させて再生するとよい。

ＡＲの画像の場合には、サーバは、現実空間のカメラ情報に、仮想空間上の仮想物体情報を、３次元的位置又はユーザの視点の動きに基づいて重畳する。復号装置は、仮想物体情報及び３次元データを取得又は保持し、ユーザの視点の動きに応じて２次元画像を生成し、スムーズにつなげることで重畳データを作成してもよい。または、復号装置は仮想物体情報の依頼に加えてユーザの視点の動きをサーバに送信し、サーバは、サーバに保持される３次元データから受信した視点の動きに合わせて重畳データを作成し、重畳データを符号化して復号装置に配信してもよい。なお、重畳データは、ＲＧＢ以外に透過度を示すα値を有し、サーバは、３次元データから作成されたオブジェクト以外の部分のα値が０などに設定し、当該部分が透過する状態で、符号化してもよい。もしくは、サーバは、クロマキーのように所定の値のＲＧＢ値を背景に設定し、オブジェクト以外の部分は背景色にしたデータを生成してもよい。

同様に配信されたデータの復号処理はクライアントである各端末で行っても、サーバ側で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。一例として、ある端末が、一旦サーバに受信リクエストを送り、そのリクエストに応じたコンテンツを他の端末で受信し復号処理を行い、ディスプレイを有する装置に復号済みの信号が送信されてもよい。通信可能な端末自体の性能によらず処理を分散して適切なコンテンツを選択することで画質のよいデータを再生ことができる。また、他の例として大きなサイズの画像データをＴＶ等で受信しつつ、鑑賞者の個人端末にピクチャが分割されたタイルなど一部の領域が復号されて表示されてもよい。これにより、全体像を共有化しつつ、自身の担当分野又はより詳細に確認したい領域を手元で確認することができる。

また今後は、屋内外にかかわらず近距離、中距離、又は長距離の無線通信が複数使用可能な状況下で、ＭＰＥＧ−ＤＡＳＨなどの配信システム規格を利用して、接続中の通信に対して適切なデータを切り替えながらシームレスにコンテンツを受信することが予想される。これにより、ユーザは、自身の端末のみならず屋内外に設置されたディスプレイなどの復号装置又は表示装置を自由に選択しながらリアルタイムで切り替えられる。また、自身の位置情報などに基づいて、復号する端末及び表示する端末を切り替えながら復号を行うことができる。これにより、目的地への移動中に、表示可能なデバイスが埋め込まれた隣の建物の壁面又は地面の一部に地図情報を表示させながら移動することも可能になる。また、符号化データが受信端末から短時間でアクセスできるサーバにキャッシュされている、又は、コンテンツ・デリバリー・サービスにおけるエッジサーバにコピーされている、などの、ネットワーク上での符号化データへのアクセス容易性に基づいて、受信データのビットレートを切り替えることも可能である。

［スケーラブル符号化］
コンテンツの切り替えに関して、図３１に示す、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法を応用して圧縮符号化されたスケーラブルなストリームを用いて説明する。サーバは、個別のストリームとして内容は同じで質の異なるストリームを複数有していても構わないが、図示するようにレイヤに分けて符号化を行うことで実現される時間的／空間的スケーラブルなストリームの特徴を活かして、コンテンツを切り替える構成であってもよい。つまり、復号側が性能という内的要因と通信帯域の状態などの外的要因とに応じてどのレイヤまで復号するかを決定することで、復号側は、低解像度のコンテンツと高解像度のコンテンツとを自由に切り替えて復号できる。例えば移動中にスマートフォンｅｘ１１５で視聴していた映像の続きを、帰宅後にインターネットＴＶ等の機器で視聴したい場合には、当該機器は、同じストリームを異なるレイヤまで復号すればよいので、サーバ側の負担を軽減できる。

さらに、上記のように、レイヤ毎にピクチャが符号化されており、ベースレイヤの上位にエンハンスメントレイヤが存在するスケーラビリティを実現する構成以外に、エンハンスメントレイヤが画像の統計情報などに基づくメタ情報を含み、復号側が、メタ情報に基づきベースレイヤのピクチャを超解像することで高画質化したコンテンツを生成してもよい。超解像とは、同一解像度におけるＳＮ比の向上、及び、解像度の拡大のいずれであってもよい。メタ情報は、超解像処理に用いる線形或いは非線形のフィルタ係数を特定するため情報、又は、超解像処理に用いるフィルタ処理、機械学習或いは最小２乗演算におけるパラメータ値を特定する情報などを含む。

または、画像内のオブジェクトなどの意味合いに応じてピクチャがタイル等に分割されており、復号側が、復号するタイルを選択することで一部の領域だけを復号する構成であってもよい。また、オブジェクトの属性（人物、車、ボールなど）と映像内の位置（同一画像における座標位置など）とをメタ情報として格納することで、復号側は、メタ情報に基づいて所望のオブジェクトの位置を特定し、そのオブジェクトを含むタイルを決定できる。例えば、図３２に示すように、メタ情報は、ＨＥＶＣにおけるＳＥＩメッセージなど画素データとは異なるデータ格納構造を用いて格納される。このメタ情報は、例えば、メインオブジェクトの位置、サイズ、又は色彩などを示す。

また、ストリーム、シーケンス又はランダムアクセス単位など、複数のピクチャから構成される単位でメタ情報が格納されてもよい。これにより、復号側は、特定人物が映像内に出現する時刻などが取得でき、ピクチャ単位の情報と合わせることで、オブジェクトが存在するピクチャ、及び、ピクチャ内でのオブジェクトの位置を特定できる。

［Ｗｅｂページの最適化］
図３３は、コンピュータｅｘ１１１等におけるｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図３４は、スマートフォンｅｘ１１５等おけるｗｅｂページの表示画面例を示す図である。図３３及び図３４に示すようにｗｅｂページが、画像コンテンツへのリンクであるリンク画像を複数含む場合があり、閲覧するデバイスによってその見え方は異なる。画面上に複数のリンク画像が見える場合には、ユーザが明示的にリンク画像を選択するまで、又は画面の中央付近にリンク画像が近付く或いはリンク画像の全体が画面内に入るまでは、表示装置（復号装置）は、リンク画像として各コンテンツが有する静止画又はＩピクチャを表示したり、複数の静止画又はＩピクチャ等でｇｉｆアニメのような映像を表示をしたり、ベースレイヤのみ受信して映像を復号及び表示したりする。

ユーザによりリンク画像が選択された場合、表示装置は、ベースレイヤを最優先にして復号する。なお、ｗｅｂページを構成するＨＴＭＬにスケーラブルなコンテンツであることを示す情報があれば、表示装置は、エンハンスメントレイヤまで復号してもよい。また、リアルタイム性を担保するために、選択される前又は通信帯域が非常に厳しい場合には、表示装置は、前方参照のピクチャ（Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、前方参照のみのＢピクチャ）のみを復号及び表示することで、先頭ピクチャの復号時刻と表示時刻との間の遅延（コンテンツの復号開始から表示開始までの遅延）を低減できる。また、表示装置は、ピクチャの参照関係を敢えて無視して全てのＢピクチャ及びＰピクチャを前方参照にして粗く復号し、時間が経ち受信したピクチャが増えるにつれて正常の復号を行ってもよい。

［自動走行］
また、車の自動走行又は走行支援のため２次元又は３次元の地図情報などの静止画又は映像データを送受信する場合、受信端末は、１以上のレイヤに属する画像データに加えて、メタ情報として天候又は工事の情報なども受信し、これらを対応付けて復号してもよい。なお、メタ情報は、レイヤに属してもよいし、単に画像データと多重化されてもよい。

この場合、受信端末を含む車、ドローン又は飛行機などが移動するため、受信端末は、当該受信端末の位置情報を受信要求時に送信することで、基地局ｅｘ１０６〜ｅｘ１１０を切り替えながらシームレスな受信及び復号を実現できる。また、受信端末は、ユーザの選択、ユーザの状況又は通信帯域の状態に応じて、メタ情報をどの程度受信するか、又は地図情報をどの程度更新していくかを動的に切り替えることが可能になる。

以上のようにして、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、ユーザが送信した符号化された情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号し、再生することができる。

［個人コンテンツの配信］
また、コンテンツ供給システムｅｘ１００では、映像配信業者による高画質で長時間のコンテンツのみならず、個人による低画質で短時間のコンテンツのユニキャスト、又はマルチキャスト配信が可能である。また、このような個人のコンテンツは今後も増加していくと考えられる。個人コンテンツをより優れたコンテンツにするために、サーバは、編集処理を行ってから符号化処理を行ってもよい。これは例えば、以下のような構成で実現できる。

撮影時にリアルタイム又は蓄積して撮影後に、サーバは、原画又は符号化済みデータから撮影エラー、シーン探索、意味の解析、及びオブジェクト検出などの認識処理を行う。そして、サーバは、認識結果に基づいて手動又は自動で、ピントずれ又は手ブレなどを補正したり、明度が他のピクチャに比べて低い又は焦点が合っていないシーンなどの重要性の低いシーンを削除したり、オブジェクトのエッジを強調したり、色合いを変化させるなどの編集を行う。サーバは、編集結果に基づいて編集後のデータを符号化する。また撮影時刻が長すぎると視聴率が下がることも知られており、サーバは、撮影時間に応じて特定の時間範囲内のコンテンツになるように上記のように重要性が低いシーンのみならず動きが少ないシーンなどを、画像処理結果に基づき自動でクリップしてもよい。または、サーバは、シーンの意味解析の結果に基づいてダイジェストを生成して符号化してもよい。

なお、個人コンテンツには、そのままでは著作権、著作者人格権、又は肖像権等の侵害となるものが写り込んでいるケースもあり、共有する範囲が意図した範囲を超えてしまうなど個人にとって不都合な場合もある。よって、例えば、サーバは、画面の周辺部の人の顔、又は家の中などを敢えて焦点が合わない画像に変更して符号化してもよい。また、サーバは、符号化対象画像内に、予め登録した人物とは異なる人物の顔が映っているかどうかを認識し、映っている場合には、顔の部分にモザイクをかけるなどの処理を行ってもよい。または、符号化の前処理又は後処理として、著作権などの観点からユーザが画像を加工したい人物又は背景領域を指定し、サーバは、指定された領域を別の映像に置き換える、又は焦点をぼかすなどの処理を行うことも可能である。人物であれば、動画像において人物をトラッキングしながら、顔の部分の映像を置き換えることができる。

また、データ量の小さい個人コンテンツの視聴はリアルタイム性の要求が強いため、帯域幅にもよるが、復号装置は、まずベースレイヤを最優先で受信して復号及び再生を行う。復号装置は、この間にエンハンスメントレイヤを受信し、再生がループされる場合など２回以上再生される場合に、エンハンスメントレイヤも含めて高画質の映像を再生してもよい。このようにスケーラブルな符号化が行われているストリームであれば、未選択時又は見始めた段階では粗い動画だが、徐々にストリームがスマートになり画像がよくなるような体験を提供することができる。スケーラブル符号化以外にも、１回目に再生される粗いストリームと、１回目の動画を参照して符号化される２回目のストリームとが１つのストリームとして構成されていても同様の体験を提供できる。

［その他の使用例］
また、これらの符号化又は復号処理は、一般的に各端末が有するＬＳＩｅｘ５００において処理される。ＬＳＩｅｘ５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化又は復号用のソフトウェアをコンピュータｅｘ１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、又はハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化又は復号処理を行ってもよい。さらに、スマートフォンｅｘ１１５がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データはスマートフォンｅｘ１１５が有するＬＳＩｅｘ５００で符号化処理されたデータである。

なお、ＬＳＩｅｘ５００は、アプリケーションソフトをダウンロードしてアクティベートする構成であってもよい。この場合、端末は、まず、当該端末がコンテンツの符号化方式に対応しているか、又は、特定サービスの実行能力を有するかを判定する。端末がコンテンツの符号化方式に対応していない場合、又は、特定サービスの実行能力を有さない場合、端末は、コーデック又はアプリケーションソフトをダウンロードし、その後、コンテンツ取得及び再生する。

また、インターネットｅｘ１０１を介したコンテンツ供給システムｅｘ１００に限らず、デジタル放送用システムにも上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）又は動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。衛星などを利用して放送用の電波に映像と音が多重化された多重化データを載せて送受信するため、コンテンツ供給システムｅｘ１００のユニキャストがし易い構成に対してマルチキャスト向きであるという違いがあるが符号化処理及び復号処理に関しては同様の応用が可能である。

［ハードウェア構成］
図３５は、スマートフォンｅｘ１１５を示す図である。また、図３６は、スマートフォンｅｘ１１５の構成例を示す図である。スマートフォンｅｘ１１５は、基地局ｅｘ１１０との間で電波を送受信するためのアンテナｅｘ４５０と、映像及び静止画を撮ることが可能なカメラ部ｅｘ４６５と、カメラ部ｅｘ４６５で撮像した映像、及びアンテナｅｘ４５０で受信した映像等が復号されたデータを表示する表示部ｅｘ４５８とを備える。スマートフォンｅｘ１１５は、さらに、タッチパネル等である操作部ｅｘ４６６と、音声又は音響を出力するためのスピーカ等である音声出力部ｅｘ４５７と、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ｅｘ４５６と、撮影した映像或いは静止画、録音した音声、受信した映像或いは静止画、メール等の符号化されたデータ、又は、復号化されたデータを保存可能なメモリ部ｅｘ４６７と、ユーザを特定し、ネットワークをはじめ各種データへのアクセスの認証をするためのＳＩＭｅｘ４６８とのインタフェース部であるスロット部ｅｘ４６４とを備える。なお、メモリ部ｅｘ４６７の代わりに外付けメモリが用いられてもよい。

また、表示部ｅｘ４５８及び操作部ｅｘ４６６等を統括的に制御する主制御部ｅｘ４６０と、電源回路部ｅｘ４６１、操作入力制御部ｅｘ４６２、映像信号処理部ｅｘ４５５、カメラインタフェース部ｅｘ４６３、ディスプレイ制御部ｅｘ４５９、変調／復調部ｅｘ４５２、多重／分離部ｅｘ４５３、音声信号処理部ｅｘ４５４、スロット部ｅｘ４６４、及びメモリ部ｅｘ４６７とがバスｅｘ４７０を介して接続されている。

電源回路部ｅｘ４６１は、ユーザの操作により電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することによりスマートフォンｅｘ１１５を動作可能な状態に起動する。

スマートフォンｅｘ１１５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を有する主制御部ｅｘ４６０の制御に基づいて、通話及データ通信等の処理を行う。通話時は、音声入力部ｅｘ４５６で収音した音声信号を音声信号処理部ｅｘ４５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ｅｘ４５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ｅｘ４５１でデジタルアナログ変換処理及び周波数変換処理を施した後にアンテナｅｘ４５０を介して送信する。また受信データを増幅して周波数変換処理及びアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ｅｘ４５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ｅｘ４５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ｅｘ４５７から出力する。データ通信モード時は、本体部の操作部ｅｘ４６６等の操作によってテキスト、静止画、又は映像データが操作入力制御部ｅｘ４６２を介して主制御部ｅｘ４６０に送出され、同様に送受信処理が行われる。データ通信モード時に映像、静止画、又は映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ｅｘ４５５は、メモリ部ｅｘ４６７に保存されている映像信号又はカメラ部ｅｘ４６５から入力された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し、符号化された映像データを多重／分離部ｅｘ４５３に送出する。また、音声信号処理部ｅｘ４５４は、映像又は静止画等をカメラ部ｅｘ４６５で撮像中に音声入力部ｅｘ４５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ｅｘ４５３に送出する。多重／分離部ｅｘ４５３は、符号化済み映像データと符号化済み音声データを所定の方式で多重化し、変調／復調部（変調／復調回路部）ｅｘ４５２、及び送信／受信部ｅｘ４５１で変調処理及び変換処理を施してアンテナｅｘ４５０を介して送信する。

電子メール又はチャットに添付された映像、又はウェブページ等にリンクされた映像を受信した場合、アンテナｅｘ４５０を介して受信された多重化データを復号するために、多重／分離部ｅｘ４５３は、多重化データを分離することにより、多重化データを映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスｅｘ４７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ｅｘ４５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ｅｘ４５４に供給する。映像信号処理部ｅｘ４５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって映像信号を復号し、ディスプレイ制御部ｅｘ４５９を介して表示部ｅｘ４５８から、リンクされた動画像ファイルに含まれる映像又は静止画が表示される。また音声信号処理部ｅｘ４５４は、音声信号を復号し、音声出力部ｅｘ４５７から音声が出力される。なおリアルタイムストリーミングが普及しているため、ユーザの状況によっては音声の再生が社会的にふさわしくない場も起こりえる。そのため、初期値としては、音声信号は再生せず映像データのみを再生する構成の方が望ましい。ユーザが映像データをクリックするなど操作を行った場合にのみ音声を同期して再生してもよい。

またここではスマートフォンｅｘ１１５を例に説明したが、端末としては符号化器及び復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみを有する送信端末、及び、復号化器のみを有する受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムにおいて、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信又は送信するとして説明したが、多重化データには、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されてもよいし、多重化データではなく映像データ自体が受信又は送信されてもよい。

なお、ＣＰＵを含む主制御部ｅｘ４６０が符号化又は復号処理を制御するとして説明したが、端末はＧＰＵを備えることも多い。よって、ＣＰＵとＧＰＵで共通化されたメモリ、又は共通に使用できるようにアドレスが管理されているメモリにより、ＧＰＵの性能を活かして広い領域を一括して処理する構成でもよい。これにより符号化時間を短縮でき、リアルタイム性を確保し、低遅延を実現できる。特に動き探索、デブロックフィルタ、ＳＡＯ（Ｓａｍｐｌｅ Ａｄａｐｔｉｖｅ Ｏｆｆｓｅｔ）、及び変換・量子化の処理を、ＣＰＵではなく、ＧＰＵでピクチャなどの単位で一括して行うと効率的である。

本開示は、動画像を符号化する符号化装置及び符号化された動画像を復号する復号装置に適用することができる。

１００ 符号化装置
１０２ 分割部
１０４ 減算部
１０６ 変換部
１０８ 量子化部
１１０ エントロピー符号化部
１１２、１１２Ａ、１１２Ｂ、１１２Ｃ、２０４、２０４Ａ、２０４Ｂ、２０４Ｃ 逆量子化部
１１４、２０６ 逆変換部
１１６、２０８ 加算部
１１８、２１０ ブロックメモリ
１２０、２１２ ループフィルタ部
１２２、２１４ フレームメモリ
１２４、２１６ イントラ予測部
１２６、２１８ インター予測部
１２８、２２０ 予測制御部
２００ 復号装置
２０２ エントロピー復号部
９００３、１０００２、１１００３、１２００２、１３００３、１４００２、１５００３、１６００２ 逆量子化器
９０１０、１０００８、１１０１０、１２００８、１３０１０、１４００８、１５０１０、１６００８ 量子化パラメータ導出器
１１０１１、１２００９ 変換器

Claims (18)

1. １つ又は複数の量子化された第１変換係数を逆量子化し、
   前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数に基づいて量子化に関するパラメータを導出し、
   前記導出された量子化に関するパラメータに基づいて、量子化された第２変換係数を逆量子化し、
   前記第１変換係数および前記第２変換係数は同一の画像ブロックに属している、
   符号化方法。
2. 前記符号化方法は、さらに、符号化対象ブロックの予測信号を１以上の第３変換係数に変換し、
   前記量子化に関するパラメータの導出では、前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数と、前記符号化対象ブロックの予測信号から変換された１以上の第３変換係数とに基づいて、前記量子化に関するパラメータを導出する、
   請求項１に記載の符号化方法。
3. 前記符号化方法は、さらに、符号化対象ブロックの予測信号に基づいて活性度を決定し、
   前記量子化に関するパラメータの導出では、前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数と、前記決定された活性度とに基づいて、前記量子化に関するパラメータを導出する、
   請求項１に記載の符号化方法。
4. 前記量子化に関するパラメータと前記第１変換係数との関係は、１つ又は複数の強度パラメータによって調整可能である、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の符号化方法。
5. 前記量子化に関するパラメータの導出において、１つ又は複数の選択パラメータによって切り替え可能な複数のマッピング関数が用いられる、
   請求項１〜３のいずれか１項に記載の符号化方法。
6. 前記１つ又は複数の強度パラメータは、符号化ビットストリーム内のヘッダに書き込まれる、
   請求項４に記載の符号化方法。
7. 前記１つ又は複数の選択パラメータは、符号化ビットストリーム内のヘッダに書き込まれる、
   請求項５に記載の符号化方法。
8. 前記複数の第１変換係数及び前記第２変換係数は、同一の符号化対象ブロックに含まれ、
   前記複数の第１変換係数は、所定の走査順序で前記第２変換係数よりも先に走査され、
   前記量子化に関するパラメータの導出では、前記複数の第１変換係数の累積合計に基づいて、前記量子化に関するパラメータを導出する、
   請求項１〜７のいずれか１項に記載の符号化方法。
9. １つ又は複数の量子化された第１変換係数を逆量子化し、
   前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数に基づいて量子化に関するパラメータを導出し、
   前記導出された量子化に関するパラメータに基づいて、量子化された第２変換係数を逆量子化し、
   前記第１変換係数および前記第２変換係数は同一の画像ブロックに属している、
   復号方法。
10. 前記復号方法は、さらに、復号対象ブロックの予測信号を１以上の第３変換係数に変換し、
    前記量子化に関するパラメータの導出では、前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数と、前記復号対象ブロックの予測信号から変換された１以上の第３変換係数とに基づいて、量子化に関するパラメータを導出する、
    請求項９に記載の復号方法。
11. 前記復号方法は、さらに、復号対象ブロックの予測信号に基づいて活性度を決定し、
    前記量子化に関するパラメータの導出では、前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数と、前記決定された活性度とに基づいて、量子化に関するパラメータを導出する、
    請求項９に記載の復号方法。
12. 前記量子化に関するパラメータと前記第１変換係数との関係は、１つ又は複数の強度パラメータによって調整可能である、
    請求項９〜１１のいずれか１項に記載の復号方法。
13. 前記量子化に関するパラメータの導出において、１つ又は複数の選択パラメータに基づいて、第１変換係数と量子化に関するパラメータとの間の予め定義された複数の関係の中から１つの関係を選択し、選択された関係に基づいて、前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数から前記量子化に関するパラメータを導出する、
    請求項９〜１１のいずれか１項に記載の復号方法。
14. 前記１つ又は複数の強度パラメータは、符号化ビットストリーム内のヘッダから読み解かれる、
    請求項１２に記載の復号方法。
15. 前記１つ又は複数の選択パラメータは、符号化ビットストリーム内のヘッダから読み解かれる、
    請求項１３に記載の復号方法。
16. 前記複数の第１変換係数及び前記第２変換係数は、同一の復号対象ブロックに含まれ、
    前記複数の第１変換係数は、所定の走査順序で前記第２変換係数よりも先に走査され、
    前記量子化に関するパラメータの導出では、前記複数の第１変換係数の累積合計に基づいて、前記量子化に関するパラメータを導出する、
    請求項９〜１５のいずれか１項に記載の復号方法。
17. １つ又は複数の量子化された第１変換係数を逆量子化する逆量子化部と、
    前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数に基づいて量子化に関するパラメータを導出する導出部と、を備え、
    前記逆量子化部は、さらに、前記導出された量子化に関するパラメータに基づいて、量子化された第２変換係数を逆量子化し、
    前記第１変換係数および前記第２変換係数は同一の画像ブロックに属している、
    符号化装置。
18. １つ又は複数の量子化された第１変換係数を逆量子化する逆量子化部と、
    前記逆量子化された１つ又は複数の第１変換係数に基づいて量子化に関するパラメータを導出する導出部と、を備え、
    前記逆量子化部は、さらに、前記導出された量子化に関するパラメータに基づいて、量子化された第２変換係数を逆量子化し、
    前記第１変換係数および前記第２変換係数は同一の画像ブロックに属している、
    復号装置。

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