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WO2015053111A1 - 復号装置および復号方法、並びに、符号化装置および符号化方法 - Google Patents

復号装置および復号方法、並びに、符号化装置および符号化方法 Download PDF

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WO2015053111A1
WO2015053111A1 PCT/JP2014/075799 JP2014075799W WO2015053111A1 WO 2015053111 A1 WO2015053111 A1 WO 2015053111A1 JP 2014075799 W JP2014075799 W JP 2014075799W WO 2015053111 A1 WO2015053111 A1 WO 2015053111A1
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WO
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image
unit
layer
loop filter
encoding
Prior art date
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PCT/JP2014/075799
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English (en)
French (fr)
Inventor
佐藤 数史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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    • H04N19/70Methods or arrangements for coding, decoding, compressing or decompressing digital video signals characterised by syntax aspects related to video coding, e.g. related to compression standards

Definitions

  • the present disclosure relates to a decoding device and a decoding method, and an encoding device and an encoding method, and in particular, a decoding device, a decoding method, and an encoding device that can improve the encoding efficiency of scalable encoding. And an encoding method.
  • MPEG Motion Picture Experts Group phase
  • MPEG Motion Experts Group phase
  • orthogonal transformation such as discrete cosine transformation and motion compensation using redundancy unique to image information
  • MPEG2 was mainly intended for high-quality encoding suitable for broadcasting, but it did not support encoding methods with a lower code amount (bit rate) than MPEG1, that is, a higher compression rate. With the widespread use of mobile terminals, the need for such an encoding system is expected to increase in the future, and the MPEG4 encoding system has been standardized accordingly. Regarding the MPEG4 image coding system, the standard was approved as an international standard in December 1998 as ISO / IEC 449 14496-2.
  • ITUHEVC High Efficiency Video Coding
  • JCTVC Joint Collaboration Team-Video Coding
  • an image of a first layer before loop filter processing or an image of the first layer after loop filter processing is selected, and the selected image of the first layer is used.
  • the second layer image is encoded, and encoded data is generated.
  • a program to be executed by a computer is transmitted through a transmission medium or recorded on a recording medium, Can be provided.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining spatial scalable coding.
  • the encoding apparatus transmits only the encoded data of the base image to the decoding apparatus having a low processing capability, so that the decoding apparatus can generate a low SNR image.
  • the encoding device transmits the encoded data of the base layer and the enhancement image to the decoding device having high processing capability, so that the decoding device decodes the base layer and the enhancement image to generate a high SNR image. can do.
  • bit-depth scalability in which an image is hierarchized by the number of bits.
  • an 8-bit video image is used as a base image
  • a 10-bit video image is used as an enhancement image and encoded.
  • the setting unit 51 of the enhancement coding unit 32 sets parameter sets such as VPS, SPS, and PPS as necessary.
  • the setting unit 51 supplies the set parameter set to the encoding unit 52.
  • the orthogonal transform unit 74 performs orthogonal transform on the residual information from the calculation unit 73 by a predetermined method, and supplies the generated orthogonal transform coefficient to the quantization unit 75.
  • the adding unit 81 functions as a decoding unit, adds the residual information supplied from the inverse orthogonal transform unit 80 and the prediction image supplied from the prediction image selection unit 89, and adds the locally decoded enhancement image. obtain.
  • the adding unit 81 sets the residual information supplied from the inverse orthogonal transform unit 80 as a locally decoded enhancement image.
  • the adding unit 81 supplies the locally decoded enhancement image to the deblocking filter 82 and also supplies the enhancement image to the frame memory 85 for accumulation.
  • the adaptive offset filter 83 performs an adaptive offset (SAO (Sample-adaptive-offset)) process that mainly removes ringing, as necessary, on the enhancement image after the deblocking filter process supplied from the deblocking filter 82. .
  • SAO Sample-adaptive-offset
  • the intra prediction unit 87 performs intra prediction in all candidate intra prediction modes in units of PU (Prediction Unit). Specifically, the intra prediction unit 87 reads out pixels around the PU as reference pixels from the frame memory 85 via the switch 86 for all candidate intra prediction modes. The intra prediction unit 87 performs intra prediction using the reference pixel, and generates a predicted image.
  • PU Prediction Unit
  • D is the difference (distortion) between the original image and the decoded image
  • R is the generated code amount including even the coefficient of orthogonal transformation
  • is the Lagrange undetermined multiplier given as a function of the quantization parameter QP.
  • the motion prediction / compensation unit 88 refers to the inter prediction mode information, the corresponding motion vector, and the reference image candidate. Reference image specifying information as an image is output to the lossless encoding unit 76.
  • the predicted image selection unit 89 Based on the cost function values supplied from the intra prediction unit 87 and the motion prediction / compensation unit 88, the predicted image selection unit 89 has a smaller corresponding cost function value among the optimal intra prediction mode and the optimal inter prediction mode. Are determined as the optimum prediction mode. Then, the predicted image selection unit 89 supplies the predicted image in the optimal prediction mode to the calculation unit 73 and the addition unit 81. Further, the predicted image selection unit 89 notifies the intra prediction unit 87 or the motion prediction / compensation unit 88 of selection of the predicted image in the optimal prediction mode.
  • the upsampling unit 93 has a two-dimensional linear interpolation adaptive filter similar to the motion prediction / compensation unit 88.
  • the up-sampling unit 93 performs the interpolation filter process on the base image after the loop filter process supplied from the image selection unit 91 by the two-dimensional linear interpolation adaptive filter, thereby performing the base image after the loop filter process. Upsample.
  • the upsampling unit 93 supplies the high-resolution image generated by the upsampling to the frame memory 85 as the base image after the upsampling.
  • CU is defined as a coding unit. Details of this CU are described in Non-Patent Document 1.
  • the predetermined conditions are a condition that at least one of the orthogonal transform coefficients of the block P and the block Q is a non-zero orthogonal transform coefficient, a condition that the reference pictures of the blocks P and Q are different, and the motion vectors of the block P and the block Q are It is a condition that they are different, or a condition that the difference motion vectors of block P and block Q differ by 1.0 or more in units of integer pixels.
  • the third pattern is a pattern in which the pixel 135 adjacent to the upper left of the pixel 130 and the pixel 136 adjacent to the lower right of the pixel 130 are adjacent pixels, as shown in FIG.
  • the fourth pattern is a pattern in which the pixel 137 adjacent to the upper right of the pixel 130 and the pixel 138 adjacent to the lower left are adjacent pixels.
  • an offset is calculated for each category and transmitted to the decoding device as offset information.
  • the sign of the offset is fixed for each category, and information regarding the sign of the offset is not transmitted.
  • the positive and negative of the offsets of the second and third categories are fixed to positive
  • the positive and negative of the offsets of the fourth and fifth categories are fixed to negative.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of the image selection unit 91 in FIG.
  • the frame memory 141 stores a base image before loop filter processing that is decoded for use as a reference image when the base image is encoded.
  • the frame memory 142 stores the base image after the loop filter processing decoded for use as a reference image when the base image is encoded.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining interpolation filter processing by the motion prediction / compensation unit 88.
  • step S17 the transmission unit 34 transmits the encoded stream of all layers supplied from the synthesis unit 33 to a decoding device to be described later.
  • step S35 when it is determined in step S35 that the optimal prediction mode is not the optimal inter prediction mode, that is, when the optimal prediction mode is the optimal intra prediction mode, the prediction image selection unit 89 performs prediction generated in the optimal intra prediction mode.
  • the intra prediction unit 87 is notified of image selection.
  • FIG. 19 is a flowchart for explaining the details of the base conversion process in step S32 of FIG.
  • step S61 of FIG. 19 the generation unit 152 (FIG. 12) of the image selection unit 91 converts the base image used for encoding in units of slices into a base image before loop filter processing or a loop based on a user instruction or the like The base image after filtering is determined.
  • the generation unit 152 supplies a selection signal indicating selection of the determined base image to the selector 151. Further, the generation unit 152 generates information indicating the presence / absence of the determined loop filter processing of the base image as loop filter information.
  • step S73 the deblocking filter 82 determines, BS value, and, based on a threshold ⁇ and the threshold t c, whether to perform deblock filter processing. If it is determined to perform the deblock filter processing in step S73, in step S74, the deblocking filter 82, BS value, and, based on a threshold ⁇ and the threshold t c, to determine the strength of the deblocking filter processing or the like .
  • step S73 when it is determined in step S73 that the deblocking filter process is not performed, the process returns to step S44 in FIG. 18 and proceeds to step S45.
  • the separating unit 162 separates the base stream from the encoded streams of all layers supplied from the receiving unit 161 and supplies the base stream to the base decoding unit 163, and separates the enhancement stream and supplies the enhancement stream to the enhancement decoding unit 164.
  • the enhancement decoding unit 164 decodes the enhancement stream supplied from the demultiplexing unit 162 by a method according to the HEVC method, and generates an enhancement image. At this time, the enhancement decoding unit 164 refers to the base image before the loop filter processing supplied from the base decoding unit 163 or the base image after the loop filter processing. The enhancement decoding unit 164 outputs the enhancement image after the loop filter processing.
  • the accumulation buffer 201 of the decoding unit 182 receives and accumulates encoded data from the extraction unit 181 of FIG.
  • the accumulation buffer 201 supplies the accumulated encoded data to the lossless decoding unit 202.
  • the lossless decoding unit 202 performs lossless decoding such as variable length decoding and arithmetic decoding corresponding to the lossless encoding of the lossless encoding unit 76 of FIG. 6 on the encoded data from the accumulation buffer 201, Obtain quantized coefficients and encoding information.
  • the lossless decoding unit 202 supplies the quantized coefficient to the inverse quantization unit 203. Further, the lossless decoding unit 202 supplies intra prediction mode information as encoded information to the intra prediction unit 213, and supplies inter prediction mode information, motion vectors, reference image specifying information, and the like to the motion compensation unit 214.
  • the screen rearrangement buffer 209 stores the enhancement image supplied from the adaptive loop filter 208 in units of frames.
  • the screen rearrangement buffer 209 rearranges the stored enhancement images in frame units for encoding in the original display order and supplies them to the D / A conversion unit 210.
  • the upsampling unit 218 includes a two-dimensional linear interpolation adaptive filter similar to the motion compensation unit 214.
  • the up-sampling unit 218 up-samples the base image after the loop filter processing supplied from the image selection unit 216 in units of PUs using a two-dimensional linear interpolation adaptive filter.
  • the upsampling unit 218 supplies the high-resolution image generated by the upsampling to the frame memory 211 as the base image after the upsampling.
  • the two-dimensional linear interpolation adaptive filter of the motion compensation unit 214 and the two-dimensional linear interpolation adaptive filters of the upsampling units 217 and 218 may be shared. Further, the upsampling unit 217 and the upsampling unit 218 may be shared.
  • the base decoding unit 163 includes a frame memory 231 and a frame memory 232.
  • the lossless decoding unit 202 instructs the switch 215 to select the intra prediction unit 213 when the encoded information does not include inter prediction mode information, and if the inter prediction mode information is included, the lossless decoding unit 202 instructs the switch 215 to select a motion compensation unit.
  • the selection of 214 is instructed.
  • the lossless decoding unit 202 supplies offset information as encoded information to the adaptive offset filter 207 and supplies filter coefficients to the adaptive loop filter 208. Further, the lossless decoding unit 202 supplies loop filter information as encoded information to the image selection unit 216.
  • step S135 the motion compensation unit 214 determines whether or not the inter prediction mode information is supplied from the lossless decoding unit 202. If it is determined in step S135 that the inter prediction mode information has been supplied, the process proceeds to step S136.
  • step S144 the D / A conversion unit 210 D / A converts the enhancement image in units of frames supplied from the screen rearrangement buffer 209 and outputs the enhancement image. Then, the process returns to step S115 in FIG. 25 and ends.
  • the acquisition unit 241 supplies a selection signal indicating selection of the base image after the loop filter process to the selector 242.
  • step S166 the frame memory 211 stores the base image after upsampling supplied from the upsampling unit 217 or the upsampling unit 218.
  • the base image stored in the frame memory 211 is output to the motion compensation unit 214. Then, the process returns to step S132 in FIG. 26 and proceeds to step S133.
  • the loop filter information is set in units of slices, but may be set in units of sequences or pictures.
  • the loop filter information is set, for example, in SPS_extension () of the enhancement image.
  • the loop filter information is set in units of pictures, the loop filter information is set in, for example, enhancement image PPS_extension () or VPS_extension (). SPS_extension (), PPS_extension (), VPS_extension (), etc. in which the loop filter information is set are included in the enhancement stream as a parameter set.
  • the setting unit 251 of the enhancement encoding unit 32 sets VPS_extension () including layer information representing the highest time layer of the enhancement image encoded using the base image before the loop filter processing. .
  • the setting unit 251 sets VPS, SPS, PPS, and the like.
  • the setting unit 251 supplies the set parameter set such as VPS_extension (), VPS, SPS, and PPS to the encoding unit 252.
  • dotted lines between the squares indicate dependency relationships (reference relationships) within the same hierarchy.
  • the pictures in the upper temporal hierarchy depend on the pictures in the lower temporal hierarchy. That is, the picture of sublayer 2 (Sublayer2) refers to the picture of sublayer 1 or the picture of sublayer 0.
  • the sublayer 1 picture refers to the sublayer 0 picture.
  • the sublayer 0 picture refers to the sublayer 0 picture as appropriate.
  • the enhancement layer sub-layer 2 enhancement image is encoded using the base image at the same time after the loop filter processing. That is, at the time of encoding the enhancement image of the sublayer 2 that is the temporal hierarchy above the sublayer 1 represented by the hierarchy information, the base image after the loop filter processing is selected and up-sampled.
  • step S184 in FIG. 34 is the same as the enhancement encoding process in FIGS. 17 and 18 except for the base conversion process in step S32. Accordingly, only the base conversion process will be described below.
  • the lossless decoding unit 301 of the decoding unit 182 performs variable length decoding or arithmetic decoding corresponding to the lossless encoding of the lossless encoding unit 262 of FIG. 29 on the encoded data from the accumulation buffer 201.
  • quantized coefficients and encoded information are obtained.
  • the lossless decoding unit 301 supplies the quantized coefficient to the inverse quantization unit 203.
  • the lossless decoding unit 301 also supplies intra prediction mode information as encoded information to the intra prediction unit 213, and supplies inter prediction mode information, motion vectors, reference image specifying information, and the like to the motion compensation unit 214.
  • the image selection unit 302 is configured similarly to the image selection unit 261 in FIG.
  • the image selection unit 302 acquires hierarchical information included in VPS_extension () in the parameter set supplied from the extraction unit 181 in FIG.
  • the image selection unit 302 selects the base image before the loop filter process or the base image after the loop filter process supplied from the base decoding unit 163 of FIG. 21 based on the hierarchy information and the time hierarchy of the encoded data to be decoded. select.
  • the image selection unit 302 supplies the selected base image before the loop filter processing to the upsampling unit 217, and supplies the base image after the loop filter processing to the upsampling unit 218.
  • the second embodiment of the decoding device to which the present disclosure is applied is similar to the second embodiment of the encoding device to which the present disclosure is applied, based on the time hierarchy of the enhancement image, and the loop filter processing The previous base image and the base image after the loop filter processing are selected. Therefore, it is possible to decode a coded stream that is scalable coded so that coding efficiency is improved by the second embodiment of the coding apparatus to which the present disclosure is applied.
  • the motion prediction / compensation unit 322 detects motion vectors of all candidate inter prediction modes with fractional pixel accuracy based on the enhanced resolution image and the reference image candidate. Then, the motion prediction / compensation unit 322 performs compensation processing on the reference image candidate based on the motion vector, and generates a predicted image candidate.
  • the change of the index assignment as the reference image specifying information can be performed by the syntax ref_pic_lists_modification ().
  • the syntax ref_pic_lists_modification () the reference image specifying information that uses the base image before up-sampling before the loop filter processing as the reference image, and the reference image specifying information that uses the base image after the up-sampling loop filter processing as the reference image It can be made smaller than
  • step S222 the up-sampling unit 92 up-samples the base image before the loop filter processing supplied from the base encoding unit 31 and supplies the base image to the frame memory 321.
  • the upsampling unit 93 upsamples the base image after the loop filter processing supplied from the base encoding unit 31 and supplies the upsampled base image to the frame memory 321.
  • the motion prediction / compensation unit 322 performs motion prediction / compensation processing in all inter prediction modes that are candidates in PU units.
  • the motion prediction / compensation unit 322 includes both the base image before the up-sampling before the loop filter processing and the base image after the up-sampling after the loop filter processing as reference image candidates.
  • the motion prediction / compensation unit 322 calculates cost function values for all candidate inter prediction modes based on enhancement images and prediction image candidates supplied from the screen rearrangement buffer 72.
  • the motion prediction / compensation unit 322 determines the inter prediction mode that minimizes the cost function value as the optimal inter prediction mode, and sets the corresponding prediction image candidate as the prediction image. Then, the motion prediction / compensation unit 322 supplies the cost function value of the optimal inter prediction mode and the predicted image to the predicted image selection unit 89.
  • steps S224 to S242 Since the processing of steps S224 to S242 is the same as the processing of steps S34 to S52 of FIGS. 17 and 18, the description thereof will be omitted.
  • the third embodiment of the encoding device to which the present disclosure is applied is based on the prediction result in which the base image before up-sampling before the loop filter processing and the base image after the loop filter processing are used as reference image candidates. Based on this, one of those base images is selected. Accordingly, even when both a texture region having a high frequency component and a flat region exist in the same picture, an optimal base image is selected with high accuracy as a reference image. Specifically, in the texture area, the base image before the loop filter processing after upsampling is selected as the reference image, and in the flat area, the base image after the loop filter processing after upsampling is selected as the reference image. . As a result, encoding efficiency is improved.
  • the third embodiment of the decoding device to which the present disclosure is applied is similar to the third embodiment of the encoding device to which the present disclosure is applied, or the base image before the loop filter processing after upsampling or The base image after the loop filter processing is selected. Therefore, it is possible to decode a coded stream that is scalable coded so that coding efficiency is improved by the third embodiment of the coding apparatus to which the present disclosure is applied.
  • FIG. 41 shows an example of a multi-view image encoding method.
  • dQP (base view) Current_CU_QP (base view)-LCU_QP (base view) (1-2)
  • dQP (base view) Current_CU_QP (base view)-Previsous_CU_QP (base view) (1-3)
  • dQP (base view) Current_CU_QP (base view)-Slice_QP (base view)
  • non-base-view (2-1)
  • dQP (non-base view) Current_CU_QP (non-base view)-LCU_QP (non-base view) (2-2)
  • dQP (non-base view) Current QP (non-base view)-Previsous QP (non-base view) (2-3)
  • FIG. 42 shows another example of scalable coding.
  • the input unit 606 includes a keyboard, a mouse, a microphone, and the like.
  • the output unit 607 includes a display, a speaker, and the like.
  • the storage unit 608 includes a hard disk, a nonvolatile memory, and the like.
  • the communication unit 609 includes a network interface or the like.
  • the drive 610 drives a removable medium 611 such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory.
  • the program executed by the computer may be a program that is processed in time series in the order described in this specification, or in parallel or at a necessary timing such as when a call is made. It may be a program for processing.
  • the video signal processing unit 905 performs noise removal, video processing according to user settings, and the like on the video data.
  • the video signal processing unit 905 generates video data of a program to be displayed on the display unit 906, image data by processing based on an application supplied via a network, and the like.
  • the video signal processing unit 905 generates video data for displaying a menu screen for selecting an item and the like, and superimposes the video data on the video data of the program.
  • the video signal processing unit 905 generates a drive signal based on the video data generated in this way, and drives the display unit 906.
  • the external interface unit 909 is an interface for connecting to an external device or a network, and transmits and receives data such as video data and audio data.
  • the control unit 910 is configured using a CPU (Central Processing Unit), a memory, and the like.
  • the memory stores a program executed by the CPU, various data necessary for the CPU to perform processing, EPG data, data acquired via a network, and the like.
  • the program stored in the memory is read and executed by the CPU at a predetermined timing such as when the television device 900 is activated.
  • the CPU executes each program to control each unit so that the television device 900 operates in accordance with the user operation.
  • the television device 900 includes a bus 912 for connecting the tuner 902, the demultiplexer 903, the video signal processing unit 905, the audio signal processing unit 907, the external interface unit 909, and the control unit 910.
  • FIG. 45 illustrates a schematic configuration of a mobile phone to which the present technology is applied.
  • the cellular phone 920 includes a communication unit 922, an audio codec 923, a camera unit 926, an image processing unit 927, a demultiplexing unit 928, a recording / reproducing unit 929, a display unit 930, and a control unit 931. These are connected to each other via a bus 933.
  • the image data generated by the camera unit 926 is supplied to the image processing unit 927.
  • the image processing unit 927 performs encoding processing of image data and generates encoded data.
  • the external interface unit 942 includes at least one of an IEEE 1394 interface, a network interface unit, a USB interface, a flash memory interface, and the like.
  • the external interface unit 942 is an interface for connecting to an external device, a network, a memory card, and the like, and receives data such as video data and audio data to be recorded.
  • the HDD unit 944 records content data such as video and audio, various programs, and other data on a built-in hard disk, and reads them from the hard disk during playback.
  • the decoder 947 is provided with the function of the decoding apparatus (decoding method) of the present application. For this reason, it is possible to decode an image that has been scalable-encoded so as to improve the encoding efficiency.
  • the camera signal processing unit 963 performs various camera signal processing such as knee correction, gamma correction, and color correction on the electrical signal supplied from the imaging unit 962.
  • the camera signal processing unit 963 supplies the image data after the camera signal processing to the image data processing unit 964.
  • the scalable encoded data storage unit 1001 stores scalable encoded data (BL + EL) 1011 encoded in a scalable manner.
  • the scalable encoded data (BL + EL) 1011 is encoded data including both a base layer and an enhancement layer, and is data that can obtain both a base image and an enhancement image by decoding.
  • the terminal apparatus 1102 has a reception function of the terrestrial broadcast 1111 broadcast by the broadcast station 1101 and receives base layer scalable encoded data (BL) 1121 transmitted via the terrestrial broadcast 1111.
  • the terminal apparatus 1102 further has a communication function for performing communication via the network 1112, and receives enhancement layer scalable encoded data (EL) 1122 transmitted via the network 1112.
  • BL base layer scalable encoded data
  • EL enhancement layer scalable encoded data
  • the scalable encoded data storage device 1202 stores the scalable encoded data (BL + EL) 1221 supplied from the imaging device 1201 with quality according to the situation. For example, in the normal case, the scalable encoded data storage device 1202 extracts base layer data from the scalable encoded data (BL + EL) 1221, and the base layer scalable encoded data ( BL) 1222. On the other hand, for example, in the case of attention, the scalable encoded data storage device 1202 stores scalable encoded data (BL + EL) 1221 with high quality and a large amount of data.
  • whether it is normal time or attention time may be determined by the scalable encoded data storage device 1202 analyzing an image, for example.
  • the imaging apparatus 1201 may make a determination, and the determination result may be transmitted to the scalable encoded data storage device 1202.
  • the imaging apparatus 1201 may determine the number of layers for scalable coding according to the state. For example, in a normal case, the imaging apparatus 1201 may generate base layer scalable encoded data (BL) 1222 with low quality and a small amount of data, and supply the scalable encoded data storage apparatus 1202 to the scalable encoded data storage apparatus 1202. For example, when attention is paid, the imaging device 1201 generates scalable encoded data (BL + EL) 1221 having a high quality and a large amount of data, and supplies the scalable encoded data storage device 1202 to the scalable encoded data storage device 1202. May be.
  • BL base layer scalable encoded data
  • BL + EL scalable encoded data
  • the monitoring camera has been described as an example.
  • the use of the imaging system 1200 is arbitrary and is not limited to the monitoring camera.
  • the video set 1300 includes a module group such as a video module 1311, an external memory 1312, a power management module 1313, and a front-end module 1314, and a related group such as a connectivity 1321, a camera 1322, and a sensor 1323. And a device having a function.
  • the 51 is a processor that executes an application related to image processing.
  • the application executed in the application processor 1331 not only performs arithmetic processing to realize a predetermined function, but also can control the internal and external configurations of the video module 1311 such as the video processor 1332 as necessary. .
  • the video processor 1332 is a processor having a function related to image encoding / decoding (one or both of them).
  • the broadband modem 1333 is a processor (or module) that performs processing related to wired or wireless (or both) broadband communication performed via a broadband line such as the Internet or a public telephone line network.
  • the broadband modem 1333 digitally modulates data to be transmitted (digital signal) to convert it into an analog signal, or demodulates the received analog signal to convert it into data (digital signal).
  • the broadband modem 1333 can digitally modulate and demodulate arbitrary information such as image data processed by the video processor 1332, a stream obtained by encoding the image data, an application program, setting data, and the like.
  • the RF module 1334 is a module that performs frequency conversion, modulation / demodulation, amplification, filter processing, and the like on an RF (Radio RF Frequency) signal transmitted and received via an antenna. For example, the RF module 1334 generates an RF signal by performing frequency conversion or the like on the baseband signal generated by the broadband modem 1333. Further, for example, the RF module 1334 generates a baseband signal by performing frequency conversion or the like on the RF signal received via the front end module 1314.
  • RF Radio RF Frequency
  • the application processor 1331 and the video processor 1332 may be integrated into a single processor.
  • the external memory 1312 is a module having a storage device that is provided outside the video module 1311 and is used by the video module 1311.
  • the storage device of the external memory 1312 may be realized by any physical configuration, but is generally used for storing a large amount of data such as image data in units of frames. For example, it is desirable to realize it with a relatively inexpensive and large-capacity semiconductor memory such as DRAM (Dynamic Random Access Memory).
  • the front end module 1314 is a module that provides the RF module 1334 with a front end function (a circuit on a transmitting / receiving end on the antenna side). As illustrated in FIG. 51, the front end module 1314 includes, for example, an antenna unit 1351, a filter 1352, and an amplifying unit 1353.
  • Connectivity 1321 is a module having a function related to connection with the outside.
  • the physical configuration of the connectivity 1321 is arbitrary.
  • the connectivity 1321 has a configuration having a communication function other than the communication standard supported by the broadband modem 1333, an external input / output terminal, and the like.
  • the connectivity 1321 may include a data (signal) transmission destination device.
  • the drive 1321 reads and writes data to and from a recording medium such as a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, or a semiconductor memory (not only a removable medium drive, but also a hard disk, SSD (Solid State Drive) NAS (including Network Attached Storage) and the like.
  • the connectivity 1321 may include an image or audio output device (a monitor, a speaker, or the like).
  • the sensor 1323 includes, for example, a voice sensor, an ultrasonic sensor, an optical sensor, an illuminance sensor, an infrared sensor, an image sensor, a rotation sensor, an angle sensor, an angular velocity sensor, a velocity sensor, an acceleration sensor, an inclination sensor, a magnetic identification sensor, an impact sensor, It is a module having an arbitrary sensor function such as a temperature sensor.
  • the data detected by the sensor 1323 is supplied to the application processor 1331 and used by an application or the like.
  • the present technology can be applied to the video processor 1332 as described later. Therefore, the video set 1300 can be implemented as a set to which the present technology is applied.
  • the video processor 1332 receives the video signal and the audio signal and encodes them in a predetermined method, decodes the encoded video data and audio data, A function of reproducing and outputting an audio signal.
  • the video processor 1332 includes a video input processing unit 1401, a first image enlargement / reduction unit 1402, a second image enlargement / reduction unit 1403, a video output processing unit 1404, a frame memory 1405, and a memory control unit 1406.
  • the video processor 1332 includes an encoding / decoding engine 1407, video ES (ElementaryElementStream) buffers 1408A and 1408B, and audio ES buffers 1409A and 1409B.
  • the video input processing unit 1401 acquires a video signal input from, for example, the connectivity 1321 (FIG. 51) and converts it into digital image data.
  • the first image enlargement / reduction unit 1402 performs format conversion, image enlargement / reduction processing, and the like on the image data.
  • the second image enlargement / reduction unit 1403 performs image enlargement / reduction processing on the image data in accordance with the format of the output destination via the video output processing unit 1404, or is the same as the first image enlargement / reduction unit 1402. Format conversion and image enlargement / reduction processing.
  • the video output processing unit 1404 performs format conversion, conversion to an analog signal, and the like on the image data, and outputs the reproduced video signal to, for example, the connectivity 1321 (FIG. 51).
  • the memory control unit 1406 receives the synchronization signal from the encoding / decoding engine 1407, and controls the writing / reading access to the frame memory 1405 according to the access schedule to the frame memory 1405 written in the access management table 1406A.
  • the access management table 1406A is updated by the memory control unit 1406 in accordance with processing executed by the encoding / decoding engine 1407, the first image enlargement / reduction unit 1402, the second image enlargement / reduction unit 1403, and the like.
  • the video ES buffer 1408A buffers the video stream generated by the encoding / decoding engine 1407 and supplies the buffered video stream to the multiplexing unit (MUX) 1412.
  • the video ES buffer 1408B buffers the video stream supplied from the demultiplexer (DMUX) 1413 and supplies the buffered video stream to the encoding / decoding engine 1407.
  • the demultiplexing unit (DMUX) 1413 demultiplexes the bit stream in which the video stream and the audio stream are multiplexed by a method corresponding to the multiplexing by the multiplexing unit (MUX) 1412. That is, the demultiplexer (DMUX) 1413 extracts the video stream and the audio stream from the bit stream read from the stream buffer 1414 (separates the video stream and the audio stream). That is, the demultiplexer (DMUX) 1413 can convert the stream format by demultiplexing (inverse conversion of the conversion by the multiplexer (MUX) 1412).
  • the demultiplexing unit (DMUX) 1413 obtains a transport stream supplied from, for example, the connectivity 1321 and the broadband modem 1333 (both in FIG. 51) via the stream buffer 1414 and demultiplexes the transport stream. Can be converted into a video stream and an audio stream. Further, for example, the demultiplexer (DMUX) 1413 obtains the file data read from various recording media by the connectivity 1321 (FIG. 51) via the stream buffer 1414 and demultiplexes it, for example. It can be converted into a video stream and an audio stream.
  • the stream buffer 1414 buffers the bit stream.
  • the stream buffer 1414 buffers the transport stream supplied from the multiplexing unit (MUX) 1412 and, for example, at the predetermined timing or based on a request from the outside, for example, the connectivity 1321 or the broadband modem 1333 (whichever Are also supplied to FIG.
  • MUX multiplexing unit
  • the stream buffer 1414 buffers the file data supplied from the multiplexing unit (MUX) 1412 and, for example, connectivity 1321 (FIG. 51) or the like at a predetermined timing or based on an external request or the like. To be recorded on various recording media.
  • MUX multiplexing unit
  • connectivity 1321 FIG. 51
  • the stream buffer 1414 buffers the transport stream acquired through, for example, the connectivity 1321 and the broadband modem 1333 (both of which are shown in FIG. 51), and performs reverse processing at a predetermined timing or based on an external request or the like.
  • the data is supplied to a multiplexing unit (DMUX) 1413.
  • DMUX multiplexing unit
  • a transport stream input from an external network to the video processor 1332 via the connectivity 1321 or the broadband modem 1333 (both in FIG. 51) is buffered in the stream buffer 1414 and then demultiplexed (DMUX). 1413 is demultiplexed.
  • file data read from various recording media in the connectivity 1321 (FIG. 51) and inputted to the video processor 1332 is buffered in the stream buffer 1414 and then demultiplexed by the demultiplexer (DMUX) 1413. It becomes. That is, the transport stream or file data input to the video processor 1332 is separated into a video stream and an audio stream by the demultiplexer (DMUX) 1413.
  • FIG. 53 illustrates another example of a schematic configuration of the video processor 1332 (FIG. 51) to which the present technology is applied.
  • the video processor 1332 has a function of encoding and decoding video data by a predetermined method.
  • the eyelid image processing engine 1514 performs predetermined image processing such as filter processing for improving image quality on the image data under the control of the control unit 1511.
  • the codec engine 1516 includes, for example, MPEG-2 video 1541, AVC / H.2641542, HEVC / H.2651543, HEVC / H.265 (Scalable) 1544, as function blocks for processing related to the codec.
  • HEVC / H.265 (Multi-view) 1545 and MPEG-DASH 1551 are included.
  • the multiplexing / demultiplexing unit (MUX DMUX) 1518 can convert the data format by multiplexing / demultiplexing.
  • the multiplexing / demultiplexing unit (MUX DMUX) 1518 multiplexes the bitstream, thereby transporting the transport stream, which is a bit stream in a transfer format, or data in a file format for recording (file data).
  • the transport stream which is a bit stream in a transfer format, or data in a file format for recording (file data).
  • file data file format for recording
  • image data and other data are exchanged between the processing units in the video processor 1332 using, for example, the internal memory 1515 and the external memory 1312.
  • the power management module 1313 controls power supply to the control unit 1511, for example.
  • the method for transmitting such information is not limited to such an example.
  • these pieces of information may be transmitted or recorded as separate data associated with the encoded bitstream without being multiplexed into the encoded bitstream.
  • the term “associate” means that an image (which may be a part of an image such as a slice or a block) included in the bitstream and information corresponding to the image can be linked at the time of decoding. Means. That is, information may be transmitted on a transmission path different from that of the image (or bit stream).
  • This disclosure receives bitstreams compressed by orthogonal transform such as discrete cosine transform and motion compensation, such as MPEG, H.26x, etc., via network media such as satellite broadcasting, cable TV, the Internet, and mobile phones.
  • orthogonal transform such as discrete cosine transform and motion compensation
  • the present invention can be applied to an encoding device or a decoding device that is used when processing on a storage medium such as an optical, magnetic disk, or flash memory.
  • the present disclosure can take a cloud computing configuration in which one function is shared by a plurality of devices via a network and is processed jointly.
  • the plurality of processes included in the one step can be executed by being shared by a plurality of apparatuses in addition to being executed by one apparatus.
  • An image selection unit that selects an image of a first layer before loop filter processing or an image of the first layer after loop filter processing;
  • a decoding device comprising: a decoding unit that decodes encoded data of an image in a second layer using the image in the first layer selected by the image selection unit.
  • An upsampling unit that upsamples the image of the first layer selected by the image selection unit;
  • the decoding apparatus according to (1), wherein the decoding unit is configured to decode the encoded data using the first layer image upsampled by the upsampling unit.
  • the decoding device according to (1) or (2), wherein the loop filter process is a deblock filter process.
  • the loop filter process is an adaptive offset filter process.
  • An image selection unit that selects an image of a first layer before loop filter processing or an image of the first layer after loop filter processing;
  • An encoding apparatus comprising: an encoding unit that encodes a second layer image using the first layer image selected by the image selection unit and generates encoded data.
  • An upsampling unit that upsamples the image of the first layer selected by the image selection unit; The encoding unit according to (11), wherein the encoding unit is configured to encode the second layer image using the first layer image up-sampled by the up-sampling unit.
  • Device (13) The encoding device according to (11) or (12), wherein the loop filter process is a deblock filter process.
  • An up-sampling unit that up-samples the first layer image before the loop filter processing and the first layer image after the loop filter processing;
  • the image selection unit predicts the first layer image before the loop filter processing upsampled by the upsampling unit and the first layer image after the loop filter processing as reference image candidates. Based on the result, the image of the first layer before the loop filter processing upsampled by the upsampling unit or the image of the first layer after the loop filter processing is selected (11 ) To (14).
  • a transmission unit that transmits an index that identifies the image of the first layer selected by the image selection unit;
  • the index for specifying the first layer image after the loop filter processing is configured to be smaller than the index for specifying the first layer image before the loop filter processing.
  • the encoding device An image selection step of selecting an image of the first layer before the loop filter processing or an image of the first layer after the loop filter processing;
  • An encoding method comprising: an encoding step of encoding an image of a second layer using the image of the first layer selected by the processing of the image selection step and generating encoded data.

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Abstract

 本開示は、スケーラブル符号化の符号化効率を向上させることができるようにする復号装置および復号方法、並びに、符号化装置および符号化方法に関する。 画像選択部は、ループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を選択する。加算部は、画像選択部により選択されたベース画像を用いて、エンハンスメント画像の符号化データを復号する。本開示は、例えば、HEVC(High Efficiency Video Coding)方式で空間スケーラブル符号化等のスケーラブル符号化が行われた画像を復号する復号装置に適用することができる。

Description

復号装置および復号方法、並びに、符号化装置および符号化方法
 本開示は、復号装置および復号方法、並びに、符号化装置および符号化方法に関し、特に、スケーラブル符号化の符号化効率を向上させることができるようにした復号装置および復号方法、並びに、符号化装置および符号化方法に関する。
 近年、画像情報特有の冗長性を利用して、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償により圧縮するMPEG(Moving Picture Experts Group phase)などの方式に準拠した装置が、放送局などの情報配信、および一般家庭における情報受信の双方において普及しつつある。
 特に、MPEG2(ISO/IEC 13818-2)方式は、汎用画像符号化方式として定義されており、飛び越し走査画像及び順次走査画像の双方、並びに標準解像度画像及び高精細画像を網羅する標準で、プロフェッショナル用途及びコンシューマー用途の広範なアプリケーションに現在広く用いられている。MPEG2方式を用いることにより、例えば720×480画素を持つ標準解像度の飛び越し走査画像であれば4乃至8Mbps、1920×1088画素を持つ高解像度の飛び越し走査画像であれば18乃至22MBpsの符号量(ビットレート)を割り当てることで、高い圧縮率と良好な画質の実現が可能である。
 MPEG2は主として放送用に適合する高画質符号化を対象としていたが、MPEG1より低い符号量(ビットレート)、つまりより高い圧縮率の符号化方式には対応していなかった。携帯端末の普及により、今後そのような符号化方式のニーズは高まると思われ、これに対応してMPEG4符号化方式の標準化が行われた。MPEG4の画像符号化方式に関しては、1998年12月にISO/IEC 14496-2として規格が国際標準に承認された。
 更に、近年、当初テレビ会議用の画像符号化を目的として、H.26L(ITU-T Q6/16 VCEG)という標準の規格化が進んでいる。H.26LはMPEG2やMPEG4といった従来の符号化方式に比べ、その符号化、復号化により多くの演算量が要求されるものの、より高い符号化効率が実現されることが知られている。
 また、近年、MPEG4の活動の一環として、このH.26Lをベースに、H.26Lではサポートされない機能をも取り入れ、より高い符号化効率を実現する標準化がJoint Model of Enhanced-Compression Video Codingとして行われた。この標準化は、2003年3月にH.264及びMPEG-4 Part10(AVC(Advanced Video Coding))という名の元に国際標準化された。
 更に、その拡張として、RGBやYUV422、YUV444といった、業務用に必要な符号化ツールや、MPEG-2で規定されていた8×8DCTや量子化マトリクスをも含んだFRExt (Fidelity Range Extension)の標準化が2005年2月に完了した。これにより、AVC方式が、映画に含まれるフィルムノイズをも良好に表現することが可能な符号化方式となり、BD(Blu-ray(登録商標) Disc )等の幅広いアプリケーションに用いられる運びとなった。
 しかしながら、昨今、ハイビジョン画像の4倍の4000×2000画素程度の画像を圧縮したい、または、インターネットのような限られた伝送容量の環境においてハイビジョン画像を配信したいといった、更なる高圧縮率符号化に対するニーズが高まっている。このため、ITU-T傘下のVCEG(Video Coding Expert Group)において、符号化効率の改善に関する検討が継続されている。
 また、現在、AVCより更なる符号化効率の向上を目的として、ITU-Tと、ISO/IECの共同の標準化団体であるJCTVC(Joint Collaboration Team - Video Coding)により、 HEVC(High Efficiency Video Coding)と呼ばれる符号化方式の標準化が進められている。2013年9月現在、Draftとして非特許文献1が発行されている。
 ところで、MPEG-2、AVCといった画像符号化方式は、画像を階層化して符号化するscalable機能を有していた。scalable機能による符号化(スケーラブル符号化)によれば、トランスコード処理を行うことなく、復号側の処理能力に応じた符号化データを伝送することができる。
 具体的には、例えば携帯電話のような処理能力の低い端末に対しては、ベースとなる階層であるベースレイヤ(base layer)の画像(以下、ベース画像という)の符号化ストリームのみを伝送することができる。一方、テレビジョン受像機やパーソナルコンピュータのような処理能力の高い端末に対しては、ベースレイヤと、ベースレイヤ以外の階層であるエンハンスメントレイヤ(enhancement layer)の画像(以下、エンハンスメント画像という)の符号化ストリームを伝送することができる。
 HEVC方式では、スケーラブル符号化として、例えば、画像を空間解像度で階層化して符号化する空間スケーラブル符号化が提案されている。
Benjamin Bross, Gary J. Sullivan,Ye-Kui Wang,"Editors' proposed corrections to HEVC version 1",JCTVC-M0432_v3,2013.4.18-4.26
 空間スケーラブル符号化においては、ループフィルタ処理が施されたベース画像がフィルタ処理によりアップサンプリングされて、エンハンスメント画像の予測に用いられる。従って、エンハンスメント画像の予測に用いられるベース画像の高域成分は、ループフィルタ処理(特に、デブロックフィルタ処理)とアップサンプリングの両方により失われる。その結果、予測精度が低下し、符号化効率が低下する場合があった。
 従って、スケーラブル符号化において、必要に応じて、ループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプリングして、エンハンスメント画像の予測に用いることにより、符号化効率を向上させることが望まれている。
 本開示は、このような状況に鑑みてなされたものであり、スケーラブル符号化の符号化効率を向上させることができることができるようにするものである。
 本開示の第1の側面の復号装置は、ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像を選択する画像選択部と、前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像の符号化データを復号する復号部とを備える復号装置である。
 本開示の第1の側面の復号方法は、本開示の第1の側面の復号装置に対応する。
 本開示の第1の側面においては、ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像が選択され、選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像の符号化データが復号される。
 本開示の第2の側面の符号化装置は、ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像を選択する画像選択部と、前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像を符号化し、符号化データを生成する符号化部とを備える符号化装置である。
 本開示の第2の側面の符号化方法は、本開示の第2の側面の符号化装置に対応する。
 本開示の第2の側面においては、ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像が選択され、選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像が符号化され、符号化データが生成される。
 なお、第1の側面の復号装置及び第2の側面の符号化装置は、コンピュータにプログラムを実行させることにより実現することができる。
 また、第1の側面の復号装置および第2の側面の符号化装置を実現するために、コンピュータに実行させるプログラムは、伝送媒体を介して伝送することにより、又は、記録媒体に記録して、提供することができる。
 第1の側面の復号装置及び第2の側面の符号化装置は、独立した装置であっても良いし、1つの装置を構成している内部ブロックであっても良い。
 本開示の第1の側面によれば、スケーラブル符号化された画像を復号することができる。また、本開示の第1の側面によれば、符号化効率が向上するようにスケーラブル符号化された画像を復号することができる。
 本開示の第2の側面によれば、画像をスケーラブル符号化することができる。また、本開示の第2の側面によれば、スケーラブル符号化の符号化効率を向上させることができる。
 なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
空間スケーラブル符号化を説明する図である。 temporal scalabilityを説明する図である。 SNR scalabilityを説明する図である。 本開示を適用した符号化装置の第1実施の形態の構成例を示すブロック図である。 図4のエンハンスメント符号化部の構成例を示すブロック図である。 図5の符号化部の構成例を示すブロック図である。 CUを説明する図である。 デブロックフィルタにおけるデフォルト値を示すブロック図である。 バンドオフセット処理を説明する図である。 エッジオフセット処理における隣接画素を説明する図である。 エッジオフセット処理におけるカテゴリを説明する図である。 図6の画像選択部の構成例を示すブロック図である。 動き予測・補償部による内挿フィルタ処理を説明する図である。 輝度信号に対する内挿フィルタ処理のフィルタ係数を説明する図である。 色差信号に対する内挿フィルタ処理のフィルタ係数を説明する図である。 図4の符号化装置の階層符号化処理を説明するフローチャートである。 図16のエンハンスメント符号化処理の詳細を説明するフローチャートである。 図16のエンハンスメント符号化処理の詳細を説明するフローチャートである。 図17のベース変換処理の詳細を説明するフローチャートである。 図18のデブロックフィルタ処理の詳細を説明するフローチャートである。 本開示を適用した復号装置の第1実施の形態の構成例を示すブロック図である。 図21のエンハンスメント復号部の構成例を示すブロック図である。 図22の復号部の構成例を示すブロック図である。 図23の画像選択部の構成例を示すブロック図である。 図21の復号装置の階層復号処理を説明するフローチャートである。 図25のエンハンスメント復号処理の詳細を説明するフローチャートである。 図26のベース変換処理の詳細を説明するフローチャートである。 本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態のエンハンスメント符号化部の構成例を示すブロック図である。 図28の符号化部の構成例を示すブロック図である。 図29の画像選択部の構成例を示すブロック図である。 階層情報を説明する図である。 VPS_extension()のシンタクスの例を示す図である。 VPS_extension()のシンタクスの例を示す図である。 本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態の階層符号化処理を説明するフローチャートである。 図34のエンハンスメント符号化処理におけるベース変換処理を説明するフローチャートである。 本開示を適用した復号装置の第2実施の形態の復号部の構成例を示すブロック図である。 本開示を適用した符号化装置の第3実施の形態の符号化部の構成例を示すブロック図である。 本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態によるエンハンスメント符号化処理の詳細を説明するフローチャートである。 本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態によるエンハンスメント符号化処理の詳細を説明するフローチャートである。 本開示を適用した復号装置の第3実施の形態の復号部の構成例を示すブロック図である。 多視点画像符号化方式の例を示す図である。 スケーラブル符号化の他の例を示す図である。 コンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。 本開示を適用したテレビジョン装置の概略構成例を示す図である。 本開示を適用した携帯電話機の概略構成例を示す図である。 本開示を適用した記録再生装置の概略構成例を示す図である。 本開示を適用した撮像装置の概略構成例を示す図である。 スケーラブル符号化利用の一例を示すブロック図である。 スケーラブル符号化利用の他の例を示すブロック図である。 スケーラブル符号化利用のさらに他の例を示すブロック図である。 本技術を適用したビデオセットの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 本技術を適用したビデオプロセッサの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 本技術を適用したビデオプロセッサの概略的な構成の他の例を示すブロック図である。
 <スケーラブル符号化の説明>
 (空間スケーラブル符号化の説明)
 図1は、空間スケーラブル符号化(spatial scalability)を説明する図である。
 図1に示すように、空間スケーラブル符号化では、画像が空間解像度で階層化されて符号化される。具体的には、空間スケーラブル符号化では、低解像度の画像がベース画像として符号化され、高解像度の画像がエンハンスメント画像として符号化される。
 従って、符号化装置は、処理能力の低い復号装置に対してベース画像の符号化データのみを伝送することにより、復号装置は、低解像度の画像を生成することができる。また、符号化装置は、処理能力の高い復号装置に対してベースレイヤとエンハンスメント画像の符号化データを伝送することにより、復号装置は、ベースレイヤとエンハンスメント画像を復号し、高解像度の画像を生成することができる。
 (temporal scalabilityの説明)
 図2は、temporal scalabilityを説明する図である。
 図2に示すように、temporal scalabilityでは、画像がフレームレートで階層化されて符号化される。具体的には、temporal scalabilityでは、例えば、低フレームレート(図2の例では7.5fps)の画像がベース画像として符号化される。また、中フレームレート(図2の例では15fps)の画像がエンハンスメント画像として符号化される。さらに、高フレームレート(図2の例では30fps)の画像がエンハンスメント画像として符号化される。
 従って、符号化装置は、処理能力の低い復号装置に対してベース画像の符号化データのみを伝送することにより、復号装置は、低フレームレートの画像を生成することができる。また、符号化装置は、処理能力の高い復号装置に対してベースレイヤとエンハンスメント画像の符号化データを伝送することにより、復号装置は、ベースレイヤとエンハンスメント画像を復号し、高フレームレートまたは中フレームレートの画像を生成することができる。
 (SNR scalabilityの説明)
 図3は、SNR scalabilityを説明する図である。
 図3に示すように、SNR scalabilityでは、画像がSNR(signal-noise ratio)で階層化されて符号化される。具体的には、SNR scalabilityでは、低SNRの画像がベース画像として符号化され、高SNRの画像がエンハンスメント画像として符号化される。
 従って、符号化装置は、処理能力の低い復号装置に対してベース画像の符号化データのみを伝送することにより、復号装置は、低SNRの画像を生成することができる。また、符号化装置は、処理能力の高い復号装置に対してベースレイヤとエンハンスメント画像の符号化データを伝送することにより、復号装置は、ベースレイヤとエンハンスメント画像を復号し、高SNRの画像を生成することができる。
 また、図示は省略するが、スケーラブル符号化としては、空間スケーラブル符号化、temporal scalability、SNR scalabilityの他にも存在する。
 例えば、スケーラブル符号化としては、画像をビット数で階層化して符号化するbit-depth scalabilityもある。この場合、例えば、8bitビデオの画像がベース画像とされ、10bitビデオの画像がエンハンスメント画像とされ、符号化される。
 また、スケーラブル符号化としては、画像を色差信号のフォーマットで階層化して符号化するchroma scalabilityもある。この場合、例えば、YCbCr420の画像がベース画像とされ、YCbCr422の画像がエンハンスメント画像とされ、符号化される。
 なお、以下では、説明の便宜上、エンハンスメントレイヤが1つである場合について説明する。
 <第1実施の形態>
 (符号化装置の第1実施の形態の構成例)
 図4は、本開示を適用した符号化装置の第1実施の形態の構成例を示すブロック図である。
 図4の符号化装置30は、ベース符号化部31、エンハンスメント符号化部32、合成部33、および伝送部34により構成される。符号化装置30は、低解像度画像と高解像度像を用いてHEVC方式に準ずる方式で空間スケーラブル符号化を行う。
 符号化装置30のベース符号化部31には、外部からベース画像として低解像度画像が入力される。ベース符号化部31は、例えばHEVC方式の符号化装置と同様に構成され、ベース画像をHEVC方式で符号化する。ベース符号化部31は、符号化の結果得られる符号化データ、VPS(Video Parameter Set),SPS(Sequence Parameter Set),PPS(Picture Parameter Set)等を含む符号化ストリームを、ベースストリームとして合成部33に供給する。また、ベース符号化部31は、ベース画像の符号化時に参照画像として用いるために復号された、ループフィルタ処理前のベース画像とループフィルタ処理後のベース画像を、エンハンスメント符号化部32に供給する。
 エンハンスメント符号化部32には、外部からエンハンスメント画像として高解像度画像が入力される。エンハンスメント符号化部32は、エンハンスメント画像をHEVC方式に準ずる方式で符号化する。このとき、エンハンスメント符号化部32は、ベース符号化部31からのループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を参照する。エンハンスメント符号化部32は、符号化の結果得られる符号化データ、VPS,SPS,PPS等を含む符号化ストリームをエンハンスメントストリームとして合成部33に供給する。
 合成部33は、ベース符号化部31から供給されるベースストリームとエンハンスメント符号化部32から供給されるエンハンスメントストリームを合成し、全階層の符号化ストリームを生成する。合成部33は、全階層の符号化ストリームを伝送部34に供給する。
 伝送部34は、合成部33から供給される全階層の符号化ストリームを後述する復号装置に伝送する。
 なお、ここでは、符号化装置30は、全階層の符号化ストリームを伝送するものとするが、必要に応じて、ベースストリームのみを伝送することもできる。
 (エンハンスメント符号化部の構成例)
 図5は、図4のエンハンスメント符号化部32の構成例を示すブロック図である。
 図5のエンハンスメント符号化部32は、設定部51と符号化部52により構成される。
 エンハンスメント符号化部32の設定部51は、必要に応じて、VPS,SPS,PPSなどのパラメータセットを設定する。設定部51は、設定されたパラメータセットを符号化部52に供給する。
 符号化部52は、ベース符号化部31からのループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のエンハンスメント画像を参照して、外部から入力されるエンハンスメント画像を、HEVC方式に準ずる方式で符号化する。符号化部52は、その結果得られる符号化データと、設定部51から供給されるパラメータセットからエンハンスメントストリームを生成し、図4の合成部33に供給する。
 (符号化部の構成例)
 図6は、図5の符号化部52の構成例を示すブロック図である。
 図6の符号化部52は、A/D変換部71、画面並べ替えバッファ72、演算部73、直交変換部74、量子化部75、可逆符号化部76、蓄積バッファ77、生成部78、逆量子化部79、逆直交変換部80、加算部81、デブロックフィルタ82、適応オフセットフィルタ83、適応ループフィルタ84、フレームメモリ85、スイッチ86、イントラ予測部87、動き予測・補償部88、予測画像選択部89、レート制御部90、画像選択部91、アップサンプル部92、およびアップサンプル部93により構成される。
 符号化部52のA/D変換部71は、入力されたフレーム単位のエンハンスメント画像をA/D変換し、画面並べ替えバッファ72に出力して記憶させる。画面並べ替えバッファ72は、記憶した表示の順番のフレーム単位のエンハンスメント画像を、GOP(Group of Picture)構造に応じて、符号化のための順番に並べ替え、演算部73、イントラ予測部87、および動き予測・補償部88に出力する。
 演算部73は、符号化部として機能し、予測画像選択部89から供給される予測画像と、画面並べ替えバッファ72から出力された符号化対象のエンハンスメント画像の差分を演算することにより符号化を行う。具体的には、演算部73は、画面並べ替えバッファ72から出力された符号化対象のエンハンスメント画像から、予測画像選択部89から供給される予測画像を減算することにより符号化を行う。
 演算部73は、その結果得られる画像を、残差情報として直交変換部74に出力する。なお、予測画像選択部89から予測画像が供給されない場合、演算部73は、画面並べ替えバッファ72から読み出されたエンハンスメント画像をそのまま残差情報として直交変換部74に出力する。
 直交変換部74は、演算部73からの残差情報を所定の方式で直交変換し、生成された直交変換係数を量子化部75に供給する。
 量子化部75は、直交変換部74から供給される直交変換係数に対して量子化を行い、その結果得られる係数を、可逆符号化部76に供給する。
 可逆符号化部76は、最適イントラ予測モードを示すイントラ予測モード情報をイントラ予測部87から取得する。また、可逆符号化部76は、動き予測・補償部88から最適インター予測モードを示すインター予測モード情報、動きベクトル、参照画像を特定するインデックスである参照画像特定情報などを取得する。さらに、可逆符号化部76は、適応オフセットフィルタ83からオフセット情報を取得し、適応ループフィルタ84からフィルタ係数を取得する。また、可逆符号化部76は、画像選択部91から、選択されたベース画像のループフィルタ処理の有無を表すループフィルタ情報を取得する。
 可逆符号化部76は、量子化部75から供給される量子化された係数に対して、可変長符号化(例えば、CAVLC(Context-Adaptive Variable Length Coding)など)、算術符号化(例えば、CABAC(Context-Adaptive Binary Arithmetic Coding)など)などの可逆符号化を行う。
 また、可逆符号化部76は、イントラ予測モード情報、または、インター予測モード情報、動きベクトル、および参照画像特定情報、オフセット情報、フィルタ係数、並びにループフィルタ情報を、符号化に関する符号化情報として可逆符号化する。可逆符号化部76は、可逆符号化された符号化情報と可逆符号化された係数を符号化データとして蓄積バッファ77に供給し、蓄積させる。なお、可逆符号化された符号化情報は、スライスヘッダ等のヘッダ部として符号化データに付加されるようにしてもよい。
 蓄積バッファ77は、可逆符号化部76から供給される符号化データを、一時的に記憶する。また、蓄積バッファ77は、記憶している符号化データを生成部78に供給する。
 生成部78は、図5の設定部51から供給されるパラメータセットと蓄積バッファ77から供給される符号化データからエンハンスメントストリームを生成し、図4の合成部33に供給する。
 また、量子化部75から出力された量子化された係数は、逆量子化部79にも入力される。逆量子化部79は、量子化部75により量子化された係数に対して逆量子化を行い、その結果得られる直交変換係数を逆直交変換部80に供給する。
 逆直交変換部80は、逆量子化部79から供給される直交変換係数に対して、直交変換部74における直交変換の方式に対応する方式で4次の逆直交変換を行い、その結果得られる残差情報を加算部81に供給する。
 加算部81は、復号部として機能し、逆直交変換部80から供給される残差情報と、予測画像選択部89から供給される予測画像を加算して、局部的に復号されたエンハンスメント画像を得る。なお、予測画像選択部89から予測画像が供給されない場合、加算部81は、逆直交変換部80から供給される残差情報を局部的に復号されたエンハンスメント画像とする。加算部81は、局部的に復号されたエンハンスメント画像をデブロックフィルタ82に供給するとともに、フレームメモリ85に供給して蓄積させる。
 デブロックフィルタ82、適応オフセットフィルタ83、および適応ループフィルタ84は、デブロックフィルタ処理、適応オフセット処理、および適応ループフィルタ処理からなるループフィルタ処理を行う。
 具体的には、デブロックフィルタ82は、加算部81から供給される局部的に復号されたエンハンスメント画像に対して、ブロック歪を除去するデブロックフィルタ処理を行い、その結果得られるエンハンスメント画像を適応オフセットフィルタ83に供給する。
 適応オフセットフィルタ83は、デブロックフィルタ82から供給されるデブロックフィルタ処理後のエンハンスメント画像に対して、必要に応じて、主にリンギングを除去する適応オフセット(SAO(Sample adaptive offset))処理を行う。
 具体的には、適応オフセットフィルタ83は、適応オフセット処理を行う場合、最大の符号化単位であるLCU(Largest Coding Unit)ごとにエンハンスメント画像に施す適応オフセット処理の種類を、バンドオフセット処理またはエッジオフセット処理に決定する。
 バンドオフセット処理とは、所定の帯域に対してのみ設定されるオフセットを用いたフィルタ処理である。エッジオフセット処理とは、隣接画素との関係に応じたオフセットを用いたフィルタ処理である。
 また、適応オフセット処理の種類がバンドオフセット処理である場合、適応オフセットフィルタ83は、LCUごとに、オフセットを設定する帯域を決定し、そのオフセットを演算する。一方、適応オフセット処理の種類がエッジオフセット処理である場合、適応オフセットフィルタ83は、LCUごとに、隣接画素のパターンを決定し、そのパターンの隣接画素との関係に応じたオフセットを演算する。
 適応オフセット処理の種類、帯域、および隣接画素のパターンの決定、並びにオフセットの演算は、例えば、適応オフセット処理後のエンハンスメント画像と画面並べ替えバッファ72から出力されるエンハンスメント画像との差分が小さくなるように行われる。
 適応オフセットフィルタ83は、演算されたオフセットと、決定された帯域または隣接画素のパターンとに基づいて、デブロックフィルタ処理後のエンハンスメント画像に対して、決定された種類の適応オフセット処理を行う。そして、適応オフセットフィルタ83は、適応オフセット処理後のエンハンスメント画像を適応ループフィルタ84に供給する。
 また、適応オフセットフィルタ83は、適応オフセット処理の種類を表す種類情報、オフセット、および、帯域を特定する帯域情報または隣接画素のパターンを特定するパターン情報を、オフセット情報として可逆符号化部76に供給する。
 但し、適応オフセットフィルタ83は、CTB単位で、そのCTBのオフセット情報と、そのCTBの左に位置するCTBのオフセット情報が同一である場合、そのことを表すsao_merge_left_flagをオフセット情報の代わりに可逆符号化部76に供給する。また、適応オフセットフィルタ83は、CTB単位で、そのCTBのオフセット情報と、そのCTBの上に位置するCTBのオフセット情報が同一である場合、そのことを表すsao_merge_up_flagをオフセット情報の代わりに可逆符号化部76に供給する。これにより、符号化効率を向上させることができる。
 なお、種類情報には、適応オフセット処理を行わないことを適応オフセット処理の種類として表す情報も含まれる。即ち、種類情報は、適応オフセット処理を行わない情報、エッジオフセット処理を表す情報、またはバンドオフセット処理を行う情報のいずれかである。具体的には、種類情報は、適応オフセット処理を行わないことを表す場合0であり、エッジオフセット処理を表す場合1であり、バンドオフセット処理を表す場合2である。この種類情報は、CTB単位でsao_type_idxとして設定される。また、パターン情報は、CTB単位でsao_eo_classとして設定される。
 適応ループフィルタ84は、例えば、2次元のウィナーフィルタ(Wiener Filter)により構成される。適応ループフィルタ84は、適応オフセットフィルタ83から供給される適応オフセット処理後のエンハンスメント画像に対して、例えば、LCUごとに、適応ループフィルタ(ALF(Adaptive Loop Filter))処理を行う。適応ループフィルタ84は、適応ループフィルタ処理後のエンハンスメント画像をフレームメモリ85に供給する。また、適応ループフィルタ84は、適応ループフィルタ処理に用いられたフィルタ係数を可逆符号化部76に供給する。
 なお、ここでは、適応ループフィルタ処理は、LCUごとに行われるものとするが、適応ループフィルタ処理の処理単位は、LCUに限定されない。但し、適応オフセットフィルタ83と適応ループフィルタ84の処理単位を合わせることにより、処理を効率的に行うことができる。
 フレームメモリ85は、加算部81および適応ループフィルタ84から供給されるエンハンスメント画像、並びに、アップサンプル部92またはアップサンプル部93から供給されるアップサンプリング後のベース画像を蓄積する。フレームメモリ85に蓄積されたベース画像またはエンハンスメント画像は、スイッチ86を介してイントラ予測部87または動き予測・補償部88に出力される。
 イントラ予測部87は、PU(Prediction Unit)単位で、候補となる全てのイントラ予測モードのイントラ予測を行う。具体的には、イントラ予測部87は、候補となる全てのイントラ予測モードについて、PUの周辺の画素をフレームメモリ85からスイッチ86を介して参照画素として読み出す。イントラ予測部87は、参照画素を用いてイントラ予測を行い、予測画像を生成する。
 イントラ予測部87は、画面並べ替えバッファ72から読み出されたエンハンスメント画像、イントラ予測の結果生成される予測画像、およびイントラ予測モードを示す情報等に基づいて、候補となる全てのイントラ予測モードに対してコスト関数値(詳細は後述する)を算出する。そして、イントラ予測部87は、コスト関数値が最小となるイントラ予測モードを、最適イントラ予測モードに決定する。
 イントラ予測部87は、最適イントラ予測モードで生成された予測画像、および、対応するコスト関数値を、予測画像選択部89に供給する。イントラ予測部87は、予測画像選択部89から最適イントラ予測モードで生成された予測画像の選択が通知された場合、イントラ予測モード情報を可逆符号化部76に供給する。
 なお、コスト関数値は、RD(Rate Distortion)コストともいい、例えば、H.264/AVC方式における参照ソフトウエアであるJM(Joint Model)で定められているような、High Complexity モードか、Low Complexity モードのいずれかの手法に基づいて算出される。なお、H.264/AVC方式における参照ソフトウエアは、http://iphome.hhi.de/suehring/tml/index.htmにおいて公開されている。
 具体的には、コスト関数値の算出手法としてHigh Complexity モードが採用される場合、候補となる全ての予測モードに対して、仮に復号までが行われ、次の式(1)で表わされるコスト関数値Cost(Mode)が各予測モードに対して算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 Dは、原画像と復号画像の差分(歪)、Rは、直交変換の係数まで含んだ発生符号量、λは、量子化パラメータQPの関数として与えられるラグランジュ未定乗数である。
 一方、コスト関数値の算出手法としてLow Complexity モードが採用される場合、候補となる全ての予測モードに対して、予測画像の生成、および、符号化情報の符号量の算出が行われ、次の式(2)で表わされるコスト関数Cost(Mode)が各予測モードに対して算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 Dは、原画像と予測画像の差分(歪)、Header_Bitは、符号化情報の符号量、QPtoQuantは、量子化パラメータQPの関数として与えられる関数である。
 Low Complexity モードにおいては、全ての予測モードに対して、予測画像を生成するだけでよく、復号画像を生成する必要がないため、演算量が少なくて済む。
 動き予測・補償部88は、PU単位で、候補となる全てのインター予測モードの動き予測・補償処理を行う。具体的には、動き予測・補償部88は、2次元の線形内挿適応フィルタを有する。また、動き予測・補償部88は、フレームメモリ85からスイッチ86を介して、エンハンスメント画像またはベース画像を参照画像の候補として読み出す。動き予測・補償部88は、2次元の線形内挿適応フィルタを用いて、画面並べ替えバッファ72から供給されるエンハンスメント画像と参照画像の候補に対して内挿フィルタ処理を行うことにより、エンハンスメント画像と参照画像の候補を高解像度化する。
 動き予測・補償部88は、高解像度化されたエンハンスメント画像と参照画像の候補とに基づいて、候補となる全てのインター予測モードの動きベクトルを分数画素精度で検出する。そして、動き予測・補償部88は、その動きベクトルに基づいて参照画像の候補に補償処理を施し、予測画像の候補を生成する。なお、インター予測モードとは、PUのサイズ等を表すモードである。
 また、動き予測・補償部88は、画面並べ替えバッファ72から供給されるエンハンスメント画像と予測画像の候補とに基づいて、候補となる全てのインター予測モードに対してコスト関数値を算出する。動き予測・補償部88は、コスト関数値が最小となるインター予測モードを最適インター予測モードに決定するとともに、対応する予測画像の候補を予測画像とする。そして、動き予測・補償部88は、最適インター予測モードのコスト関数値と予測画像を予測画像選択部89に供給する。
 また、動き予測・補償部88は、予測画像選択部89から最適インター予測モードで生成された予測画像の選択が通知された場合、インター予測モード情報、対応する動きベクトル、参照画像の候補を参照画像とする参照画像特定情報などを可逆符号化部76に出力する。
 予測画像選択部89は、イントラ予測部87および動き予測・補償部88から供給されるコスト関数値に基づいて、最適イントラ予測モードと最適インター予測モードのうちの、対応するコスト関数値が小さい方を、最適予測モードに決定する。そして、予測画像選択部89は、最適予測モードの予測画像を、演算部73および加算部81に供給する。また、予測画像選択部89は、最適予測モードの予測画像の選択をイントラ予測部87または動き予測・補償部88に通知する。
 レート制御部90は、蓄積バッファ77に蓄積された符号化データに基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部75の量子化動作のレートを制御する。
 画像選択部91は、ユーザの指令等に基づいて、図4のベース符号化部31から供給されるループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を選択する。画像選択部91は、選択されたループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプル部92に供給し、ループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプル部93に供給する。また、画像選択部91は、ループフィルタ情報を可逆符号化部76に供給する。
 アップサンプル部92は、動き予測・補償部88と同様の2次元の線形内挿適応フィルタを有する。アップサンプル部92は、2次元の線形内挿適応フィルタにより、画像選択部91から供給されるループフィルタ処理前のベース画像に対して内挿フィルタ処理を行うことにより、ループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプリングする。アップサンプル部92は、アップサンプリングにより生成された高解像度画像を、アップサンプリング後のベース画像としてフレームメモリ85に供給する。
 アップサンプル部93は、動き予測・補償部88と同様の2次元の線形内挿適応フィルタを有する。アップサンプル部93は、2次元の線形内挿適応フィルタにより、画像選択部91から供給されるループフィルタ処理後のベース画像に対して内挿フィルタ処理を行うことにより、ループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプリングする。アップサンプル部93は、アップサンプリングにより生成された高解像度画像を、アップサンプリング後のベース画像としてフレームメモリ85に供給する。
 なお、動き予測・補償部88の2次元の線形内挿適応フィルタと、アップサンプル部92および93の2次元の線形内挿適応フィルタは、共通化されてもよい。また、アップサンプル部92およびアップサンプル部93は、共通化されてもよい。
 (符号化単位の説明)
 図7は、HEVC方式における符号化単位であるCoding UNIT(CU)を説明する図である。
 HEVC方式では、4000画素×2000画素のUHD(Ultra High Definition)などのような大きな画枠の画像も対象としているため、符号化単位のサイズを16画素×16画素に固定することは最適ではない。従って、HEVC方式では、符号化単位としてCUが定義されている。このCUの詳細については、非特許文献1に記載されている。
 CUは、AVC方式におけるマクロブロックと同様の役割を果たす。具体的には、CUは、イントラ予測またはインター予測の単位である予測ブロック(PU)に分割されたり、直交変換の単位である変換ブロック(TU)に分割されたりする。
 但し、CUのサイズは、シーケンスごとに可変の2のべき乗画素で表される正方形である。具体的には、CUは、最大のサイズのCUであるLCUを、最小のサイズのCUであるSCU(Smallest Coding Unit)より小さくならないように、任意の回数だけ水平方向および垂直方向に2分割することにより設定される。即ち、LCUを、SCUになるまで、上の階層のサイズが下の階層のサイズの1/4となるように階層化したときの任意の階層のサイズがCUのサイズである。
 例えば、図7では、LCUのサイズが128であり、SCUのサイズが8である。従って、LCUの階層深度(Depth)は0乃至4となり、階層深度数は5となる。即ち、CUに対応する分割数は0乃至4のいずれかである。
 なお、LCUとSCUのサイズを指定する情報は、SPSに含められる。また、CUに対応する分割数は、各階層においてさらに分割するかどうかを表すsplit_flagにより指定される。CUの詳細については、非特許文献1に記載されている。
 また、本明細書において、CTU(Coding Tree Unit)は、LCUのCTB(Coding Tree Block)と、そのLCUベース(レベル)で処理するときのパラメータを含む単位であるとする。また、CTUを構成するCUは、CB(Coding Block)と、そのCUベース(レベル)で処理するときのパラメータを含む単位であるとする。
 (デブロックフィルタ処理の説明)
 次に、デブロックフィルタ処理について説明する。
 デブロックフィルタ処理は、PUまたはTUの境界に対して行われる。AVC方式では、デブロックフィルタ処理の対象のPUまたはTUの最小サイズが4×4画素であったが、HEVC方式では、輝度信号、色差信号ともに、最小サイズは8×8画素である。
 デブロックフィルタ82は、まず、デブロックフィルタ処理の強度を表すBS(Boundary Strength)値を決定する。BS値は、0乃至2のいずれかである。
 具体的には、PUまたはTUの境界で互いに隣り合うPUまたはTUであるブロックPおよびブロックQのいずれか一方がイントラ符号化されている場合、デブロックフィルタ82は、BS値を2にする。また、それ以外の場合、所定の条件が成立するときには、デブロックフィルタ82はBS値を1にし、所定の条件が成立しないときには0にする。
 所定の条件とは、ブロックPおよびブロックQの少なくとも一方の直交変換係数が非0直交変換係数であるという条件、ブロックPおよびQの参照ピクチャが異なるという条件、ブロックPおよびブロックQの動きベクトルが異なるという条件、またはブロックPおよびブロックQの差分動きベクトルが、整数画素単位で1.0以上異なるという条件である。
 次に、デブロックフィルタ82は、デブロックフィルタ処理の種類の決定のための閾値βおよび閾値tを、デフォルト値β´、デフォルト値t´、およびビット深度BitDepthから、以下の式(3)により決定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 なお、デフォルト値β´およびデフォルト値tは、図8に示すようにAに応じて決定される。このAは、スライスヘッダに設定されるslice_beta_offset_div2およびslice_tc_offset_div2により変更可能である。
 次に、デブロックフィルタ82は、BS値、並びに、閾値βおよび閾値tに基づいて、デブロックフィルタ処理を行うかどうかの判定、デブロックフィルタ処理の強度の決定等を行う。そして、デブロックフィルタ82は、デブロックフィルタ処理を行うと判定した場合、決定された強度のデブロックフィルタ処理を行う。
 デブロックフィルタ処理は、ピクチャ全体に対して、水平方向、垂直方向の順に行われる。従って、デブロックフィルタ82は、並列処理を行うことができる。
 (バンドオフセット処理の説明)
 図9は、バンドオフセット処理を説明する図である。
 図9に示すように、バンドオフセット処理では、各画素値が、例えば、32個の帯域(バンド)に等分される。そして、32個の帯域のうちの所定の帯域に対してオフセットが設定され、オフセットを用いたフィルタ処理が行われる。なお、オフセットを設定する帯域の数は、予め決められており、例えば、その帯域のうちの最も低い帯域を特定することにより、オフセットを設定する帯域を特定することができる。
 図9の例では、画素値のビット深度が8ビットであり、画素値は、0乃至255の値である。従って、各帯域は、8個の画素値からなる。また、図9の例では、オフセットを設定する帯域の数が4である。従って、最も低い帯域から10番目の帯域を特定する情報を帯域情報とすることにより、最も低い帯域から10乃至13番目の帯域にフィルタ処理を施すことができる。即ち、80乃至112の値をとる画素値に対してフィルタ処理を施すことができる。
 以上のようなバンドオフセット処理により、空の画像などのように平坦な画像において疑似輪郭が生じるといった画質劣化を改善することができる。
 (エッジオフセット処理の説明)
 図10は、エッジオフセット処理における隣接画素を説明する図である。
 図10に示すように、エッジオフセット処理における隣接画素のパターンの数は、4種類である。具体的には、隣接画素の第1のパターンは、図10のAに示すように、処理対象の画素130の左に隣接する画素131と右に隣接する画素132を隣接画素とするパターンである。また、第2のパターンは、図10のBに示すように、画素130の上に隣接する画素133と下に隣接する画素134を隣接画素とするパターンである。
 第3のパターンは、図10のCに示すように、画素130の左上に隣接する画素135と右下に隣接する画素136を隣接画素とするパターンである。第4のパターンは、図10のDに示すように、画素130の右上に隣接する画素137と左下に隣接する画素138を隣接画素とするパターンである。
 エッジオフセット処理では、LCUごとに、第1乃至第4のパターンのいずれかが選択され、選択されたパターンの隣接画素の画素値に基づいて、そのLCU内の各画素がカテゴリに分類される。各LCUのパターン情報は、オフセット情報として復号装置に伝送される。
 図11は、エッジオフセット処理におけるカテゴリ(EdgeIdx)を説明する図である。
 図11に示すように、エッジオフセット処理におけるカテゴリの数は5つである。具体的には、第1のカテゴリ(EdgeIdx=0)は、処理対象の画素の画素値pが隣接画素の画素値nおよびnの両方と同一であるカテゴリである。第2のカテゴリ(EdgeIdx=1)は、処理対象の画素の画素値pが隣接画素の画素値nおよびnの両方に比べて小さいカテゴリである。
 第3のカテゴリ(EdgeIdx=2)は、処理対象の画素の画素値pが隣接画素の画素値nおよびnの一方と同一であり、他方に比べて小さいカテゴリである。第4のカテゴリ(EdgeIdx=3)は、処理対象の画素の画素値pが隣接画素の画素値nおよびnの一方と同一であり、他方に比べて大きいカテゴリである。第5のカテゴリ(EdgeIdx=4)は、処理対象の画素の画素値pが隣接画素の画素値nおよびnの両方に比べて大きいカテゴリである。
 第1乃至第5のカテゴリに分類された画素に対してはカテゴリごとにオフセットが算出され、オフセット情報として復号装置に伝送される。但し、オフセットの正負は、カテゴリごとに固定されており、オフセットの正負に関する情報は伝送されない。例えば、第2および第3のカテゴリのオフセットの正負は正に固定され、第4および第5のカテゴリのオフセットの正負は負に固定されている。
 エッジオフセット処理では、算出された各カテゴリのオフセットを用いてそのカテゴリに分類された画素に対してフィルタ処理が施される。これにより、エッジ周りに生じるモスキートノイズを低減し、画質を向上させることができる。
 (画像選択部91の構成例)
 図12は、図6の画像選択部91の構成例を示すブロック図である。
 なお、図12では、ベース符号化部31のうちの画像選択部91の処理に関するブロックのみを記載している。即ち、図12に示すように、ベース符号化部31は、フレームメモリ141とフレームメモリ142を有する。
 フレームメモリ141は、ベース画像の符号化時に参照画像として用いるために復号されたループフィルタ処理前のベース画像を記憶する。フレームメモリ142は、ベース画像の符号化時に参照画像として用いるために復号されたループフィルタ処理後のベース画像を記憶する。
 図12の画像選択部91は、セレクタ151と生成部152により構成される。
 セレクタ151は、生成部152からの選択信号に基づいて、フレームメモリ141に記憶されているループフィルタ処理前のベース画像、または、フレームメモリ142に記憶されているループフィルタ処理後のベース画像を選択する。セレクタ151は、選択されたループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプル部92に供給する。また、セレクタ151は、選択されたループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプル部93に供給する。
 生成部152は、ユーザの指令等に基づいて、スライス単位で、符号化に用いるベース画像を、ループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像に決定する。生成部152は、決定されたベース画像の選択を表す選択信号をセレクタ151に供給する。また、生成部152は、決定されたベース画像のループフィルタ処理の有無を表す情報を、ループフィルタ情報として生成する。生成部152は、生成されたループフィルタ情報を図6の可逆符号化部76に供給する。
 (動き予測・補償部による内挿フィルタ処理の説明)
 図13は、動き予測・補償部88による内挿フィルタ処理を説明する図である。
 なお、図13において、斜線が付された正方形は、内挿フィルタ処理前の画素(以下、前画素という)を表し、斜線が付されていな正方形は、内挿フィルタ処理後の画素(以下、後画素という)を表す。
 動き予測・補償部88は、1/4画素精度で輝度信号の動き予測・補償処理を行う。従って、動き予測・補償部88は、8タップの2次元の線形内挿適応フィルタを用いて、エンハンスメント画像および参照画像の候補の輝度信号に対して水平方向および垂直方向に内挿フィルタ処理を行うことにより、前画素の間隔の1/4の間隔の後画素を生成する。例えば、ある前画素A0,0に対して、前画素A0,0と、前画素A0,0に隣接する前画素A1,0および前画素A0,1との間に、前画素A0,0の位置を左上の位置とした4×4の位置の前画素A0,0並びに後画素a0,0乃至k0,0,n0,0、およびp0,0乃至r0,0が生成される。
 なお、8タップの2次元の線形内挿適応フィルタのフィルタ係数は、図14に示すようになる。即ち、生成する後画素に最も近い画素のインデックス(index)が0とされ、その画素より左側の画素のインデックスが、生成する後画素から近い順に大きくされ、右側の画素のインデックスが、生成する後画素から近い順に小さくされる。このとき、内挿フィルタ処理の方向に最も近い前画素との距離が前画素の間隔の1/2である後画素(例えば、後画素b0,0,h0,0など)を生成する際の各インデックスi(i=-3,-2,-1,0,1,2,3,4)の画素に対するフィルタ係数(hfilter[i])は、iが小さい方から順に、-1,4,-11,40,40,-11,4,-1となる。
 また、内挿フィルタ処理の方向に最も近い前画素との距離が前画素の間隔の1/4である後画素(例えば、後画素a0,0,c0,0,d0,0,n0,0など)を生成する際の各インデックスiの画素に対するフィルタ係数(qfilter[i])は、iが小さい方から順に、-1,4,-10,58,17,-5,1,0となる。
 一方、動き予測・補償部88は、1/8画素精度で色差信号の動き予測・補償処理を行う。従って、動き予測・補償部88は、4タップの2次元の線形内挿適応フィルタを用いて、エンハンスメント画像および参照画像の候補の色差信号に対して水平方向および垂直方向に内挿フィルタ処理を行うことにより、前画素の間隔の1/8の間隔の後画素を生成する。
 4タップの2次元の線形内挿適応フィルタのフィルタ係数は、図15に示すようになる。即ち、生成する後画素に最も近い画素のインデックスが0とされ、その画素より左側の画素のインデックスが、生成する後画素から近い順に大きくされ、右側の画素のインデックスが、生成する後画素から近い順に小さくされる。このとき、内挿フィルタ処理の方向に最も近い前画素との距離が前画素の間隔の1/8である後画素を生成する際の各インデックスi(i=-1,0,1,2)の画素に対するフィルタ係数(filter1[i])は、iが小さい方から順に、-2,58,10,-2となる。
 また、内挿フィルタ処理の方向に最も近い前画素との距離が前画素の間隔の2/8である後画素を生成する際の各インデックスiの画素に対するフィルタ係数(filter2[i])は、iが小さい方から順に、-4,54,16,-2となる。内挿フィルタ処理の方向に最も近い前画素との距離が前画素の間隔の3/8である後画素を生成する際の各インデックスiの画素に対するフィルタ係数(filter3[i])は、iが小さい方から順に、-6,46,28,-4となる。
 さらに、内挿フィルタ処理の方向に最も近い前画素との距離が前画素の間隔の4/8である後画素を生成する際の各インデックスiの画素に対するフィルタ係数(filter4[i])は、iが小さい方から順に、-4,36,36,-4となる。
 輝度信号および色差信号の内挿フィルタ処理は、16ビット精度に収まるようにされる。
 (符号化装置の処理の説明)
 図16は、図4の符号化装置30の階層符号化処理を説明するフローチャートである。
 図16のステップS11において、符号化装置30のベース符号化部31は、外部から入力されたベース画像をHEVC方式で符号化し、パラメータセットを付加することによりベースストリームを生成する。そして、ベース符号化部31は、ベースストリームを合成部33に供給する。
 ステップS12において、ベース符号化部31は、参照画像として用いるために復号した、ループフィルタ処理前のベース画像とループフィルタ処理後のベース画像を、エンハンスメント符号化部32に出力する。
 ステップS13において、エンハンスメント符号化部32の設定部51(図5)は、エンハンスメント画像のパラメータセットを設定し、符号化部52に供給する。
 ステップS14において、符号化部52は、ベース符号化部31から供給されるループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を用いてエンハンスメント画像を符号化するエンハンスメント符号化処理を行う。このエンハンスメント符号化処理の詳細は、後述する図17および図18を参照して説明する。
 ステップS15において、符号化部52の生成部78(図6)は、ステップS14で生成された符号化データと、設定部51から供給されるパラメータセットからエンハンスメントストリームを生成し、合成部33に供給する。
 ステップS16において、合成部33は、ベース符号化部31から供給されるベースストリームとエンハンスメント符号化部32から供給されるエンハンスメントストリームを合成し、全階層の符号化ストリームを生成する。合成部33は、全階層の符号化ストリームを伝送部34に供給する。
 ステップS17において、伝送部34は、合成部33から供給される全階層の符号化ストリームを後述する復号装置に伝送する。
 図17および図18は、図16のステップS14のエンハンスメント符号化処理の詳細を説明するフローチャートである。
 図17のステップS30において、符号化部52のA/D変換部71は、入力されたフレーム単位のエンハンスメント画像をA/D変換し、画面並べ替えバッファ72に出力して記憶させる。
 ステップS31において、画面並べ替えバッファ72は、記憶した表示の順番のフレームのエンハンスメント画像を、GOP構造に応じて、符号化のための順番に並べ替える。画面並べ替えバッファ72は、並べ替え後のフレーム単位のエンハンスメント画像を、演算部73、イントラ予測部87、および動き予測・補償部88に供給する。
 ステップS32において、符号化部52は、ベース画像を低解像度画像から高解像度画像に変換するベース変換処理を行う。このベース変換処理の詳細は、後述する図19を参照して説明する。
 ステップS33において、イントラ予測部87は、PU単位で候補となる全てのイントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。また、イントラ予測部87は、画面並べ替えバッファ72から読み出されたエンハンスメント画像と、イントラ予測処理の結果生成される予測画像とに基づいて、候補となる全てのイントラ予測モードに対してコスト関数値を算出する。そして、イントラ予測部87は、コスト関数値が最小となるイントラ予測モードを、最適イントラ予測モードに決定する。イントラ予測部87は、最適イントラ予測モードで生成された予測画像、および、対応するコスト関数値を、予測画像選択部89に供給する。
 また、動き予測・補償部88は、PU単位で候補となる全てのインター予測モードの動き予測・補償処理を行う。動き予測・補償部88は、画面並べ替えバッファ72から供給されるエンハンスメント画像と予測画像とに基づいて、候補となる全てのインター予測モードに対してコスト関数値を算出し、コスト関数値が最小となるインター予測モードを最適インター予測モードに決定する。そして、動き予測・補償部88は、最適インター予測モードのコスト関数値と、対応する予測画像を予測画像選択部89に供給する。
 ステップS34において、予測画像選択部89は、イントラ予測部87および動き予測・補償部88から供給されるコスト関数値に基づいて、最適イントラ予測モードと最適インター予測モードのうちのコスト関数値が最小となる方を、最適予測モードに決定する。そして、予測画像選択部89は、最適予測モードの予測画像を、演算部73および加算部81に供給する。
 ステップS35において、予測画像選択部89は、最適予測モードが最適インター予測モードであるかどうかを判定する。ステップS35で最適予測モードが最適インター予測モードであると判定された場合、予測画像選択部89は、最適インター予測モードで生成された予測画像の選択を動き予測・補償部88に通知する。
 そして、ステップS36において、動き予測・補償部88は、インター予測モード情報、対応する動きベクトル、および参照画像の候補を参照画像とする参照画像特定情報を可逆符号化部76に供給し、処理をステップS38に進める。
 一方、ステップS35で最適予測モードが最適インター予測モードではないと判定された場合、即ち最適予測モードが最適イントラ予測モードである場合、予測画像選択部89は、最適イントラ予測モードで生成された予測画像の選択をイントラ予測部87に通知する。
 そして、ステップS37において、イントラ予測部87は、イントラ予測モード情報を可逆符号化部76に供給し、処理をステップS38に進める。
 ステップS38において、演算部73は、画面並べ替えバッファ72から供給されるエンハンスメント画像から、予測画像選択部89から供給される予測画像を減算することにより符号化を行う。演算部73は、その結果得られる画像を、残差情報として直交変換部74に出力する。
 ステップS39において、直交変換部74は、TU単位で、演算部73からの残差情報に対して直交変換を施し、その結果得られる直交変換係数を量子化部75に供給する。
 ステップS40において、量子化部75は、直交変換部74から供給される係数を量子化し、その結果得られる係数を可逆符号化部76と逆量子化部79に供給する。
 図18のステップS41において、逆量子化部79は、量子化部75から供給される量子化された係数を逆量子化し、その結果得られる直交変換係数を逆直交変換部80に供給する。
 ステップS42において、逆直交変換部80は、TU単位で、逆量子化部79から供給される直交変換係数に対して逆直交変換を施し、その結果得られる残差情報を加算部81に供給する。
 ステップS43において、加算部81は、逆直交変換部80から供給される残差情報と、予測画像選択部89から供給される予測画像を加算し、局部的に復号されたエンハンスメント画像を得る。加算部81は、得られたエンハンスメント画像をデブロックフィルタ82に供給するとともに、フレームメモリ85に供給する。
 ステップS44において、デブロックフィルタ82は、加算部81から供給される局部的に復号されたエンハンスメント画像に対して、デブロックフィルタ処理を行う。このデブロックフィルタ処理の詳細は、後述する図20を参照して説明する。
 ステップS45において、適応オフセットフィルタ83は、デブロックフィルタ82から供給されるエンハンスメント画像に対して、LCUごとに適応オフセット処理を行う。適応オフセットフィルタ83は、オフセット情報を可逆符号化部76に供給する。また、適応オフセットフィルタ83は、適応オフセット処理後の画像を適応ループフィルタ84に供給する。
 ステップS46において、適応ループフィルタ84は、適応オフセットフィルタ83から供給されるエンハンスメント画像に対して、LCUごとに適応ループフィルタ処理を行う。適応ループフィルタ84は、その結果得られるエンハンスメント画像をフレームメモリ85に供給する。また、適応ループフィルタ84は、適応ループフィルタ処理で用いられたフィルタ係数を可逆符号化部76に供給する。
 ステップS47において、フレームメモリ85は、適応ループフィルタ84から供給されるエンハンスメント画像と加算部81から供給されるエンハンスメント画像を蓄積する。フレームメモリ85に蓄積されたエンハンスメント画像は、スイッチ86を介してイントラ予測部87または動き予測・補償部88に出力される。
 ステップS48において、可逆符号化部76は、イントラ予測モード情報、または、インター予測モード情報、動きベクトル、および参照画像特定情報、オフセット情報、フィルタ係数、並びにループフィルタ情報を、符号化情報として可逆符号化する。
 ステップS49において、可逆符号化部76は、量子化部75から供給される量子化された係数を可逆符号化する。そして、可逆符号化部76は、ステップS48の処理で可逆符号化された符号化情報と可逆符号化された係数から、符号化データを生成し、蓄積バッファ77に供給する。
 ステップS50において、蓄積バッファ77は、可逆符号化部76から供給される符号化データを、一時的に蓄積する。
 ステップS51において、レート制御部90は、蓄積バッファ77に蓄積された符号化データに基づいて、オーバーフローあるいはアンダーフローが発生しないように、量子化部75の量子化動作のレートを制御する。
 ステップS52において、蓄積バッファ77は、記憶している符号化データを、生成部78に出力する。そして、処理は、図16のステップS14に戻り、ステップS15に進む。
 なお、図17および図18の符号化処理では、説明を簡単化するため、常に、イントラ予測処理と動き予測・補償処理が行われるようにしたが、実際には、ピクチャタイプ等によっていずれか一方のみが行われる場合もある。
 図19は、図17のステップS32のベース変換処理の詳細を説明するフローチャートである。
 図19のステップS61において、画像選択部91の生成部152(図12)は、ユーザの指令等に基づいて、スライス単位で、符号化に用いるベース画像を、ループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像に決定する。生成部152は、決定されたベース画像の選択を表す選択信号をセレクタ151に供給する。また、生成部152は、決定されたベース画像のループフィルタ処理の有無を表す情報を、ループフィルタ情報として生成する。
 ステップS62において、セレクタ151は、生成部152から供給される選択信号がループフィルタ処理前のベース画像の選択を表しているかどうかを判定する。
 ステップS62で選択信号がループフィルタ処理前のベース画像の選択を表していると判定された場合、ステップS63において、セレクタ151は、ベース符号化部31のフレームメモリ141に記憶されているループフィルタ処理前のベース画像を選択する。そして、セレクタ151は、選択されたループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプル部92に供給し、処理をステップS65に進める。
 一方、ステップS62で選択信号がループフィルタ処理前のベース画像の選択を表していないと判定された場合、即ち選択信号がループフィルタ処理後のベース画像の選択を表している場合、処理はステップS64に進む。
 ステップS64において、セレクタ151は、フレームメモリ142に記憶されているループフィルタ処理後のベース画像を選択する。セレクタ151は、選択されたループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプル部93に供給し、処理をステップS65に進める。
 ステップS65において、アップサンプル部92またはアップサンプル部93は、セレクタ151から供給されるベース画像をアップサンプリングする。アップサンプル部92は、アップサンプリングにより生成された高解像度画像を、アップサンプリング後のベース画像としてフレームメモリ85に供給する。
 ステップS66において、フレームメモリ85は、アップサンプル部92またはアップサンプル部93から供給されるアップサンプリング後のベース画像を蓄積する。フレームメモリ85に蓄積されたベース画像は、動き予測・補償部88に出力される。
 ステップS67において、生成部152は、ループフィルタ情報を図6の可逆符号化部76に出力する。そして、処理は図17のステップS32に戻り、ステップS33に進む。
 図20は、図18のステップS44のデブロックフィルタ処理の詳細を説明するフローチャートである。
 ステップS71において、デブロックフィルタ82は、BS値を決定する。
 ステップS72において、デブロックフィルタ82は、閾値βおよび閾値tを、デフォルト値β´、デフォルト値t、およびビット深度BitDepthから、上述した式(3)により決定する。
 ステップS73において、デブロックフィルタ82は、BS値、並びに、閾値βおよび閾値tに基づいて、デブロックフィルタ処理を行うかどうかを判定する。ステップS73でデブロックフィルタ処理を行うと判定された場合、ステップS74において、デブロックフィルタ82は、BS値、並びに、閾値βおよび閾値tに基づいて、デブロックフィルタ処理の強度等を決定する。
 ステップS75において、デブロックフィルタ82は、決定された強度のデブロックフィルタ処理を行う。そして、処理は図18のステップS44に戻り、ステップS45に進む。
 一方、ステップS73でデブロックフィルタ処理を行わないと判定された場合、処理は図18のステップS44に戻り、ステップS45に進む。
 以上のように、符号化装置30は、ループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を選択し、選択されたベース画像を用いてエンハンスメント画像を符号化する。従って、例えば、エンハンスメント画像のビットレートが高い場合や、エンハンスメント画像が高域成分を有するテクスチャ領域を含んでいる場合において、符号化効率を向上させることができる。
 即ち、ループフィルタ処理後のベース画像がアップサンプリングされる場合、ループフィルタ処理とアップサンプリングの両方により高域成分が失われる。従って、エンハンスメント画像のビットレートが高い場合や、エンハンスメント画像がテクスチャ領域を含んでいる場合、アップサンプリングされたループフィルタ処理後のベース画像を用いて予測が行われると、予測精度が低下し、符号化効率が低下する。よって、このような場合に、符号化装置30は、ループフィルタ処理前のベース画像を選択してアップサンプリングし、アップサンプリング後のベース画像を用いて符号化を行うことにより、符号化効率を向上させることができる。
 (復号装置の第1実施の形態の構成例)
 図21は、図4の符号化装置30から伝送される全階層の符号化ストリームを復号する、本開示を適用した復号装置の第1実施の形態の構成例を示すブロック図である。
 図21の復号装置160は、受け取り部161、分離部162、ベース復号部163、およびエンハンスメント復号部164により構成される。
 受け取り部161は、図4の符号化装置30から伝送されてくる全階層の符号化ストリームを受け取り、分離部162に供給する。
 分離部162は、受け取り部161から供給される全階層の符号化ストリームからベースストリームを分離してベース復号部163に供給し、エンハンスメントストリームを分離してエンハンスメント復号部164に供給する。
 ベース復号部163は、HEVC方式の復号装置と同様に構成され、分離部162から供給されるベースストリームをHEVC方式で復号する。ベース復号部163は、復号の結果得られるループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像をエンハンスメント復号部164に供給する。また、ベース復号部163は、ループフィルタ処理後のベース画像を出力する。
 エンハンスメント復号部164は、分離部162から供給されるエンハンスメントストリームをHEVC方式に準ずる方式で復号し、エンハンスメント画像を生成する。このとき、エンハンスメント復号部164は、ベース復号部163から供給されるループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を参照する。エンハンスメント復号部164は、ループフィルタ処理後のエンハンスメント画像を出力する。
 (エンハンスメント復号部の構成例)
 図22は、図21のエンハンスメント復号部164の構成例を示すブロック図である。
 図22のエンハンスメント復号部164は、抽出部181と復号部182により構成される。
 エンハンスメント復号部164の抽出部181は、図21の分離部162から供給されるエンハンスメントストリームから、パラメータセットと符号化データを抽出し、復号部182に供給する。
 復号部182は、図21のベース復号部163から供給されるループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を参照して、抽出部181から供給される符号化データをHEVC方式に準ずる方式で復号する。このとき、復号部182は、必要に応じて、抽出部181から供給されるパラメータセットも参照する。復号部182は、復号の結果得られるエンハンスメント画像を出力する。
 (復号部の構成例)
 図23は、図22の復号部182の構成例を示すブロック図である。
 図23の復号部182は、蓄積バッファ201、可逆復号部202、逆量子化部203、逆直交変換部204、加算部205、デブロックフィルタ206、適応オフセットフィルタ207、適応ループフィルタ208、画面並べ替えバッファ209、D/A変換部210、フレームメモリ211、スイッチ212、イントラ予測部213、動き補償部214、スイッチ215、画像選択部216、アップサンプル部217、およびアップサンプル部218により構成される。
 復号部182の蓄積バッファ201は、図22の抽出部181から符号化データを受け取り、蓄積する。蓄積バッファ201は、蓄積されている符号化データを可逆復号部202に供給する。
 可逆復号部202は、蓄積バッファ201からの符号化データに対して、図6の可逆符号化部76の可逆符号化に対応する、可変長復号や、算術復号等の可逆復号を施すことで、量子化された係数と符号化情報を得る。可逆復号部202は、量子化された係数を逆量子化部203に供給する。また、可逆復号部202は、符号化情報としてのイントラ予測モード情報をイントラ予測部213に供給し、インター予測モード情報、動きベクトル、参照画像特定情報などを動き補償部214に供給する。
 また、可逆復号部202は、符号化情報にインター予測モード情報が含まれない場合、スイッチ215にイントラ予測部213の選択を指示し、インター予測モード情報が含まれる場合、スイッチ215に動き補償部214の選択を指示する。可逆復号部202は、符号化情報としてのオフセット情報を適応オフセットフィルタ207に供給し、フィルタ係数を適応ループフィルタ208に供給する。さらに、可逆復号部202は、符号化情報としてのループフィルタ情報を画像選択部216に供給する。
 逆量子化部203、逆直交変換部204、加算部205、デブロックフィルタ206、適応オフセットフィルタ207、適応ループフィルタ208、フレームメモリ211、スイッチ212、イントラ予測部213、動き補償部214、画像選択部216、アップサンプル部217、およびアップサンプル部218は、図6の逆量子化部79、逆直交変換部80、加算部81、デブロックフィルタ82、適応オフセットフィルタ83、適応ループフィルタ84、フレームメモリ85、スイッチ86、イントラ予測部87、動き予測・補償部88、画像選択部91、アップサンプル部92、およびアップサンプル部93とそれぞれ同様の処理を行い、これにより、画像が復号される。
 具体的には、逆量子化部203は、可逆復号部202からの量子化された係数を逆量子化し、その結果得られる直交変換係数を逆直交変換部204に供給する。
 逆直交変換部204は、TU単位で、逆量子化部203からの直交変換係数に対して逆直交変換を行う。逆直交変換部204は、逆直交変換の結果得られる残差情報を加算部205に供給する。
 加算部205は、復号部として機能し、逆直交変換部204から供給される復号対象の画像としての残差情報と、スイッチ215から供給される予測画像を加算することにより、復号を行う。加算部205は、復号の結果得られるエンハンスメント画像をデブロックフィルタ206に供給するとともに、フレームメモリ211に供給する。なお、スイッチ215から予測画像が供給されない場合、加算部205は、逆直交変換部204から供給される残差情報である画像を復号の結果得られるエンハンスメント画像として、デブロックフィルタ206に供給するとともに、フレームメモリ211に供給して蓄積させる。
 デブロックフィルタ206は、加算部205から供給されるエンハンスメント画像に対してデブロックフィルタ処理を行い、その結果得られるエンハンスメント画像を適応オフセットフィルタ207に供給する。
 適応オフセットフィルタ207は、可逆復号部202から供給されるオフセット情報を用いて、LCUごとに、デブロックフィルタ206からのエンハンスメント画像に対して適応オフセット処理を行う。適応オフセットフィルタ207は、適応オフセット処理後のエンハンスメント画像を適応ループフィルタ208に供給する。
 適応ループフィルタ208は、適応オフセットフィルタ207から供給されるエンハンスメント画像に対して、可逆復号部202から供給されるフィルタ係数を用いて、LCUごとに適応ループフィルタ処理を行う。適応ループフィルタ208は、その結果得られるエンハンスメント画像をフレームメモリ211および画面並べ替えバッファ209に供給する。
 画面並べ替えバッファ209は、適応ループフィルタ208から供給されるエンハンスメント画像をフレーム単位で記憶する。画面並べ替えバッファ209は、記憶した符号化のための順番のフレーム単位のエンハンスメント画像を、元の表示の順番に並び替え、D/A変換部210に供給する。
 D/A変換部210は、画面並べ替えバッファ209から供給されるフレーム単位のエンハンスメント画像をD/A変換し、出力する。
 フレームメモリ211は、適応ループフィルタ208および加算部205から供給されるエンハンスメント画像を蓄積する。また、フレームメモリ211は、アップサンプル部217またはアップサンプル部218から供給されるベース画像を蓄積する。フレームメモリ211に蓄積されたベース画像やエンハンスメント画像は読み出され、スイッチ212を介してイントラ予測部213または動き補償部214に供給される。
 イントラ予測部213は、PU単位で、フレームメモリ211からスイッチ212を介して読み出された参照画素を用いて、可逆復号部202から供給されるイントラ予測モード情報が示す最適イントラ予測モードのイントラ予測を行う。イントラ予測部213は、その結果生成される予測画像をスイッチ215に供給する。
 動き補償部214は、画像選択部として機能し、フレームメモリ211からスイッチ212を介して、可逆復号部202から供給される参照画像特定情報に基づいて参照画像を選択し、参照画像を読み出す。動き補償部214は、2次元の線形内挿適応フィルタを有する。動き補償部214は、2次元の線形内挿適応フィルタを用いて、参照画像に対して内挿フィルタ処理を行うことにより、参照画像を高解像度化する。動き補償部214は、高解像度化された参照画像と可逆復号部202から供給される動きベクトルとを用いて、PU単位で、可逆復号部202から供給されるインター予測モード情報が示す最適インター予測モードの動き補償処理を行う。動き補償部214は、その結果生成される予測画像をスイッチ215に供給する。
 スイッチ215は、可逆復号部202からイントラ予測部213の選択が指示された場合、イントラ予測部213から供給される予測画像を加算部205に供給する。一方、可逆復号部202から動き補償部214の選択が指示された場合、スイッチ215は、動き補償部214から供給される予測画像を加算部205に供給する。
 画像選択部216は、可逆復号部202から供給されるループフィルタ情報に基づいて、図21のベース復号部163から供給されるループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を選択する。画像選択部216は、選択されたループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプル部217に供給し、ループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプル部218に供給する。
 アップサンプル部217は、動き補償部214と同様の2次元の線形内挿適応フィルタを有する。アップサンプル部217は、2次元の線形内挿適応フィルタにより、PU単位で、画像選択部216から供給されるループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプリングする。アップサンプル部217は、アップサンプリングにより生成された高解像度画像を、アップサンプリング後のベース画像としてフレームメモリ211に供給する。
 アップサンプル部218は、動き補償部214と同様の2次元の線形内挿適応フィルタを有する。アップサンプル部218は、2次元の線形内挿適応フィルタにより、PU単位で、画像選択部216から供給されるループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプリングする。アップサンプル部218は、アップサンプリングにより生成された高解像度画像を、アップサンプリング後のベース画像としてフレームメモリ211に供給する。
 なお、動き補償部214の2次元の線形内挿適応フィルタと、アップサンプル部217および218の2次元の線形内挿適応フィルタは、共通化されてもよい。また、アップサンプル部217およびアップサンプル部218は、共通化されてもよい。
 (画像選択部216の構成例)
 図24は、図23の画像選択部216の構成例を示すブロック図である。
 なお、図24では、ベース復号部163のうちの画像選択部216の処理に関するブロックのみを記載している。即ち、図24に示すように、ベース復号部163は、フレームメモリ231とフレームメモリ232を有する。
 フレームメモリ231は、復号によって得られたループフィルタ処理前のベース画像を記憶する。フレームメモリ232は、復号によって得られたループフィルタ処理後のベース画像を記憶する。
 図24の画像選択部216は、取得部241とセレクタ242により構成される。
 取得部241は、図23の可逆復号部202から供給されるループフィルタ情報を取得する。取得部241は、ループフィルタ情報に基づいて、ループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像の選択を表す選択信号を生成し、セレクタ242に供給する。
 セレクタ242は、取得部241から供給される選択信号に基づいて、フレームメモリ231に記憶されているループフィルタ処理前のベース画像、または、フレームメモリ232に記憶されているループフィルタ処理後のベース画像を選択する。セレクタ242は、選択されたループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプル部217に供給する。また、セレクタ242は、選択されたループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプル部218に供給する。
 (復号装置の処理の説明)
 図25は、図21の復号装置160の階層復号処理を説明するフローチャートである。
 図25のステップS111において、復号装置160の受け取り部161は、図4の符号化装置30から伝送されてくる全階層の符号化ストリームを受け取り、分離部162に供給する。
 ステップS112において、分離部162は、全階層の符号化ストリームからベースストリームとエンハンスメントストリームを分離する。分離部162は、ベースストリームをベース復号部163に供給し、エンハンスメントストリームをエンハンスメント復号部164に供給する。
 ステップS113において、ベース復号部163は、分離部162から供給されるベースストリームをHEVC方式で復号する。ベース復号部163は、復号の結果得られるループフィルタ処理前のベース画像を出力する。また、ベース復号部163は、復号の結果得られるループフィルタ処理前のベース画像とループフィルタ処理後のベース画像をエンハンスメント復号部164に供給する。
 ステップS114において、エンハンスメント復号部164の抽出部181(図22)は、分離部162から供給されるエンハンスメントストリームからパラメータセットと符号化データを抽出する。
 ステップS115において、復号部182は、ベース復号部163からのループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を参照して、抽出部181からの符号化データをHEVC方式に準ずる方式で復号するエンハンスメント復号処理を行う。このエンハンスメント復号処理の詳細は、後述する図26を参照して説明する。そして、処理は終了する。
 図26は、図25のステップS115のエンハンスメント復号処理の詳細を説明するフローチャートである。
 図26のステップS130において、エンハンスメント復号部182の蓄積バッファ201(図23)は、図22の抽出部181からフレーム単位の符号化データを受け取り、蓄積する。蓄積バッファ201は、蓄積されている符号化データを可逆復号部202に供給する。
 ステップS131において、可逆復号部202は、蓄積バッファ201からの符号化データを可逆復号し、量子化された係数と符号化情報を得る。可逆復号部202は、量子化された係数を逆量子化部203に供給する。また、可逆復号部202は、符号化情報としてのイントラ予測モード情報をイントラ予測部213に供給し、インター予測モード情報、動きベクトル、参照画像特定情報などを動き補償部214に供給する。
 また、可逆復号部202は、符号化情報にインター予測モード情報が含まれない場合、スイッチ215にイントラ予測部213の選択を指示し、インター予測モード情報が含まれる場合、スイッチ215に動き補償部214の選択を指示する。可逆復号部202は、符号化情報としてのオフセット情報を適応オフセットフィルタ207に供給し、フィルタ係数を適応ループフィルタ208に供給する。さらに、可逆復号部202は、符号化情報としてのループフィルタ情報を画像選択部216に供給する。
 ステップS132において、復号部182は、ベース変換処理を行う。このベース変換処理の詳細は、後述する図27を参照して説明する。
 ステップS133において、逆量子化部203は、可逆復号部202からの量子化された係数を逆量子化し、その結果得られる直交変換係数を逆直交変換部204に供給する。ステップS134において、逆直交変換部204は、逆量子化部203からの直交変換係数に対して逆直交変換を施し、その結果得られる残差情報を加算部205に供給する。
 ステップS135において、動き補償部214は、可逆復号部202からインター予測モード情報が供給されたかどうかを判定する。ステップS135でインター予測モード情報が供給されたと判定された場合、処理はステップS136に進む。
 ステップS136において、動き補償部214は、PU単位で、可逆復号部202から供給される参照画像特定情報に基づいて参照画像を読み出し、動きベクトルと参照画像を用いて、インター予測モード情報が示す最適インター予測モードの動き補償処理を行う。動き補償部214は、その結果生成される予測画像を、スイッチ215を介して加算部205に供給し、処理をステップS138に進める。
 一方、ステップS135でインター予測モード情報が供給されていないと判定された場合、即ちイントラ予測モード情報がイントラ予測部213に供給された場合、処理はステップS137に進む。
 ステップS137において、イントラ予測部213は、PU単位で、フレームメモリ211からスイッチ212を介して読み出されたPUの周辺の画素を用いて、イントラ予測モード情報が示す最適イントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。イントラ予測部213は、その結果生成される予測画像を、スイッチ215を介して加算部205に供給し、処理をステップS138に進める。
 ステップS138において、加算部205は、逆直交変換部204から供給される残差情報と、スイッチ215から供給される予測画像を加算する。加算部205は、その結果得られるエンハンスメント画像をデブロックフィルタ206に供給するとともに、フレームメモリ211に供給する。
 ステップS139において、デブロックフィルタ206は、加算部205から供給されるエンハンスメント画像に対してデブロックフィルタ処理を行い、ブロック歪を除去する。デブロックフィルタ206は、その結果得られるエンハンスメント画像を適応オフセットフィルタ207に供給する。
 ステップS140において、適応オフセットフィルタ207は、可逆復号部202から供給されるオフセット情報を用いて、LCUごとに、デブロックフィルタ206からのエンハンスメント画像に対して適応オフセット処理を行う。適応オフセットフィルタ207は、適応オフセット処理後のエンハンスメント画像を適応ループフィルタ208に供給する。
 ステップS141において、適応ループフィルタ208は、適応オフセットフィルタ207から供給されるエンハンスメント画像に対して、可逆復号部202から供給されるフィルタ係数を用いて、LCUごとに適応ループフィルタ処理を行う。適応ループフィルタ208は、その結果得られるエンハンスメント画像をフレームメモリ211および画面並べ替えバッファ209に供給する。
 ステップS142において、フレームメモリ211は、加算部205から供給されるエンハンスメント画像と適応ループフィルタ208から供給されるエンハンスメント画像を蓄積する。フレームメモリ211に蓄積されたエンハンスメント画像は、スイッチ212を介してイントラ予測部213または動き補償部214に供給される。
 ステップS143において、画面並べ替えバッファ209は、適応ループフィルタ208から供給されるエンハンスメント画像をフレーム単位で記憶し、記憶した符号化のための順番のフレーム単位のエンハンスメント画像を、元の表示の順番に並び替え、D/A変換部210に供給する。
 ステップS144において、D/A変換部210は、画面並べ替えバッファ209から供給されるフレーム単位のエンハンスメント画像をD/A変換し、出力する。そして、処理は、図25のステップS115に戻り、終了する。
 図27は、図26のステップS132のベース変換処理の詳細を説明するフローチャートである。
 図27のステップS161において、画像選択部216の取得部241(図24)は、図23の可逆復号部202から供給されるループフィルタ情報を取得する。
 ステップS162において、取得部241は、ループフィルタ情報がループフィルタ処理の有りを表しているかどうかを判定する。
 ステップS162でループフィルタ処理の有りを表していると判定された場合、取得部241は、ループフィルタ処理後のベース画像の選択を表す選択信号をセレクタ242に供給する。
 そして、ステップS163において、セレクタ242は、取得部241から供給される選択信号に基づいて、フレームメモリ232に記憶されているループフィルタ処理後のベース画像を選択する。セレクタ242は、選択されたループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプル部218に供給し、処理をステップS165に進める。
 一方、ステップS162でループフィルタ情報がループフィルタ処理の有りを表していないと判定された場合、即ちループフィルタ処理の無しを表している場合、取得部241は、ループフィルタ処理前のベース画像の選択を表す選択信号をセレクタ242に供給する。
 そして、ステップS164において、セレクタ242は、取得部241から供給される選択信号に基づいて、フレームメモリ231に記憶されているループフィルタ処理前のベース画像を選択する。セレクタ242は、選択されたループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプル部217に供給し、処理をステップS165に進める。
 ステップS165において、アップサンプル部217またはアップサンプル部218は、セレクタ242から供給されるベース画像をアップサンプリングする。アップサンプル部217は、アップサンプリングにより生成された高解像度画像を、アップサンプリング後のベース画像としてフレームメモリ211に供給する。
 ステップS166において、フレームメモリ211は、アップサンプル部217またはアップサンプル部218から供給されるアップサンプリング後のベース画像を蓄積する。フレームメモリ211に蓄積されたベース画像は、動き補償部214に出力される。そして、処理は図26のステップS132に戻り、ステップS133に進む。
 以上のように、復号装置160は、符号化装置30と同様に、ループフィルタ処理前のベース画像とループフィルタ処理後のベース画像を選択し、選択されたベース画像を用いてエンハンスメントストリームを復号する。従って、符号化装置30により符号化効率が向上するようにスケーラブル符号化された符号化ストリームを復号することができる。
 なお、第1実施の形態では、ループフィルタ情報がスライス単位で設定されたが、シーケンス単位やピクチャ単位で設定されるようにしてもよい。ループフィルタ情報がシーケンス単位で設定される場合には、ループフィルタ情報は、例えばエンハンスメント画像のSPS_extension()に設定される。また、ループフィルタ情報がピクチャ単位で設定される場合には、ループフィルタ情報は、例えばエンハンスメント画像のPPS_extension()やVPS_extension()等に設定される。ループフィルタ情報が設定されたSPS_extension(),PPS_extension(),VPS_extension()等は、パラメータセットとしてエンハンスメントストリームに含まれる。
 <第2実施の形態>
 (エンハンスメント符号化部の構成例)
 本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態は、エンハンスメント符号化部32を除いて図4の符号化装置30と同様であるので、エンハンスメント符号化部32についてのみ説明する。
 図28は、本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態のエンハンスメント符号化部32の構成例を示すブロック図である。
 図28のエンハンスメント符号化部32は、設定部251と符号化部252により構成される。エンハンスメント符号化部32は、エンハンスメント画像の時間階層に基づいて、ループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を用いて、エンハンスメント画像を符号化する。
 具体的には、エンハンスメント符号化部32の設定部251は、ループフィルタ処理前のベース画像を用いて符号化されるエンハンスメント画像の最上位の時間階層を表す階層情報を含むVPS_extension()を設定する。また、設定部251は、VPS,SPS,PPSなどを設定する。設定部251は、設定されたVPS_extension(),VPS,SPS,PPSなどのパラメータセットを符号化部252に供給する。
 符号化部252は、設定部251から供給されるVPS_extension()に含まれる階層情報に基づいて、ベース符号化部31からのループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のエンハンスメント画像を選択する。符号化部252は、選択されたベース画像を参照して、外部から入力されるエンハンスメント画像を、HEVC方式に準ずる方式で符号化する。符号化部252は、その結果得られる符号化データと、設定部251から供給されるパラメータセットからエンハンスメントストリームを生成し、図4の合成部33に供給する。
 (符号化部の構成例)
 図29は、図28の符号化部252の構成例を示すブロック図である。
 図29に示す構成のうち、図6の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
 図29の符号化部252の構成は、画像選択部91、可逆符号化部76の代わりに、画像選択部261、可逆符号化部262が設けられる点が、図6の符号化部52の構成と異なる。
 具体的には、画像選択部261は、設定部251からの階層情報と符号化対象のエンハンスメント画像の時間階層とに基づいて、図4のベース符号化部31からのループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を選択する。画像選択部261は、選択されたループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプル部92に供給し、ループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプル部93に供給する。
 可逆符号化部262は、イントラ予測モード情報をイントラ予測部87から取得する。また、可逆符号化部262は、動き予測・補償部88からインター予測モード情報、動きベクトル、参照画像特定情報などを取得する。さらに、可逆符号化部262は、適応オフセットフィルタ83から適応オフセット処理のオフセット情報を取得し、適応ループフィルタ84からフィルタ係数を取得する。
 可逆符号化部262は、量子化部75から供給される量子化された係数に対して可逆符号化を行う。また、可逆符号化部262は、イントラ予測モード情報、または、インター予測モード情報、動きベクトル、および参照画像特定情報、オフセット情報、およびフィルタ係数を、符号化情報として可逆符号化する。可逆符号化部262は、可逆符号化された符号化情報と可逆符号化された係数を符号化データとして蓄積バッファ77に供給し、蓄積させる。
 (画像選択部261の構成例)
 図30は、図29の画像選択部261の構成例を示すブロック図である。
 図30に示す構成のうち、図12の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
 図30の画像選択部261の構成は、生成部152の代わりに生成部281が設けられる点が、図12の画像選択部91の構成と異なる。
 生成部281は、図28の設定部251から階層情報を取得する。生成部281は、階層情報と符号化対象のエンハンスメント画像の時間階層とに基づいて、ピクチャ単位で、符号化に用いるベース画像を、ループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像に決定する。生成部281は、決定されたベース画像の選択を表す選択信号をセレクタ151に供給する。
 (階層情報の説明)
 図31は、階層情報を説明する図である。
 スケーラブル符号化においては、図31に示すように、画像が複数の階層(主レイヤ)に階層化される。具体的には、画像は、ベースレイヤ(BL)とエンハンスメントレイヤ(EL)に階層化される。
 各階層のピクチャ群は、その階層においてシーケンスを構成することになる。そのシーケンスにおいてピクチャは、単一階層の動画像データと同様に、図31に示すように、さらに階層構造(GOP構造)を形成する。この階層が時間階層(サブレイヤ(sublayer))である。
 図31の例の場合、ベースレイヤおよびエンハンスメントレイヤは、それぞれ、サブレイヤ0(Sublayer0)乃至サブレイヤ2(Sublayer2)の3つの時間階層により構成されるGOP構造を有する。
 図31の四角は、ピクチャを示しており、その中の英字は、そのピクチャのタイプを示し、数字は、符号化順を示している。例えば、「I」と記載された四角は、符号化順が0番目であるIピクチャを示し、「b」と記載された四角は、符号化順が1番目であるBピクチャを示し、「B」と記載された四角は、符号化順が2番目であるBピクチャを示す。
 また、各四角間の点線は、同一階層内の依存関係(参照関係)を示す。この点線で示されるように、上位の時間階層のピクチャは、下位の時間階層のピクチャに依存する。つまり、サブレイヤ2(Sublayer2)のピクチャは、サブレイヤ1のピクチャやサブレイヤ0のピクチャを参照する。また、サブレイヤ1のピクチャは、サブレイヤ0のピクチャを参照する。サブレイヤ0のピクチャは、サブレイヤ0のピクチャを適宜参照する。
 なお、時間階層の階層数(サブレイヤ数)は任意である。また、GOP構造も任意であり、図31の例に限定されない。
 ここで、階層情報がサブレイヤ1を表す場合、図31の各四角間の実線の矢印で示すように、エンハンスメントレイヤのサブレイヤ0およびサブレイヤ1のエンハンスメント画像は、ループフィルタ処理前の同一時刻のベース画像を用いて符号化される。即ち、階層情報が表すサブレイヤ1以下の時間階層であるサブレイヤ0およびサブレイヤ1のエンハンスメント画像の符号化時には、ループフィルタ処理前のベース画像が選択され、アップサンプリングされる。
 一方、図31の各四角間の一点鎖線の矢印で示すように、エンハンスメントレイヤのサブレイヤ2のエンハンスメント画像は、ループフィルタ処理後の同一時刻のベース画像を用いて符号化される。即ち、階層情報が表すサブレイヤ1より上の時間階層であるサブレイヤ2のエンハンスメント画像の符号化時には、ループフィルタ処理後のベース画像が選択され、アップサンプリングされる。
 一般的に、参照画像として用いられる低い時間階層の画像の量子化パラメータは低く設定され、参照画像として用いられない高い時間階層の画像の量子化パラメータは高く設定される。従って、上述したように、階層情報が表す時間階層以下の時間階層のエンハンスメント画像を、高域成分の劣化が抑制されたループフィルタ処理前のベース画像を用いて符号化することにより、符号化効率を向上させることができる。
 (VPS_extension()のシンタクスの例)
 図32および図33は、VPS_extension()のシンタクスの例を示す図である。
 図32に示すように、VPS_extension()には、階層情報が、max_suba_layer_for_loop_filter_disabling_il_referenceとして設定される。なお、階層情報の値は、VPSに設定されるvps_max_sublayer_minus1に1を加算した値を超えてはならない。vps_max_sublayer_minus1とは、最大の時間階層数から1を減算した値である。
 (符号化装置の処理の説明)
 図34は、本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態の階層符号化処理を説明するフローチャートである。
 図34のステップS181およびS182の処理は、図16のステップS11およびS12の処理と同様であるので、説明は省略する。
 ステップS183において、エンハンスメント符号化部32の設定部251(図28)は、階層情報を含むVPS_extension(),VPS,SPS,PPSなどのパラメータセットを設定し、符号化部252に供給する。
 ステップS184において、符号化部252は、設定部251から供給されるVPS_extension()に含まれる階層情報に基づいてエンハンスメント符号化処理を行う。
 ステップS185乃至S187の処理は、図16のステップS15乃至S17の処理と同様であるので、説明は省略する。
 図34のステップS184のエンハンスメント符号化処理は、ステップS32のベース変換処理を除いて図17および図18のエンハンスメント符号化処理と同様である。従って、以下では、ベース変換処理についてのみ説明する。
 図35は、図34のステップS184のエンハンスメント符号化処理におけるベース変換処理を説明するフローチャートである。
 図35のステップS201において、生成部281(図30)は、図28の設定部251から階層情報を取得する。ステップS202において、生成部281は、符号化対象のエンハンスメント画像の時間階層が、階層情報が表す時間階層以下であるかどうかを判定する。
 ステップS202で、符号化対象のエンハンスメント画像の時間階層が、階層情報が表す時間階層以下であると判定された場合、生成部281は、符号化に用いるベース画像を、ループフィルタ処理前のベース画像に決定する。そして、生成部281は、ループフィルタ処理前のベース画像の選択を表す選択信号をセレクタ151に供給し、処理をステップS203に進める。
 一方、ステップS202で、符号化対象のエンハンスメント画像の時間階層が、階層情報が表す時間階層以下ではないと判定された場合、生成部281は、符号化に用いるベース画像を、ループフィルタ処理後のベース画像に決定する。そして、生成部281は、ループフィルタ処理後のベース画像の選択を表す選択信号をセレクタ151に供給し、処理をステップS204に進める。
 ステップS203乃至S206の処理は、図19のステップS63乃至S66の処理と同様であるので、説明は省略する。
 以上のように、本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態は、エンハンスメント画像の時間階層に基づいて、ループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を選択する。従って、例えば、量子化パラメータが低い低時間階層のエンハンスメント画像を、高域成分の劣化が抑制されたループフィルタ処理前のベース画像を用いて符号化することができる。その結果、符号化効率を向上させることができる。
 (復号部の構成例)
 本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態から伝送される全階層の符号化ストリームを復号する、本開示を適用した復号装置の第2実施の形態は、復号部182を除いて図21の復号装置160と同様であるので、復号部182についてのみ説明する。
 図36は、本開示を適用した復号装置の第2実施の形態の復号部182の構成例を示すブロック図である。
 図36に示す構成のうち、図23の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
 図36の復号部182の構成は、可逆復号部202、画像選択部216の代わりに、可逆復号部301、画像選択部302が設けられる点が、図23の構成と異なる。復号部182は、VPS_extension()に含まれる階層情報に基づいて、ループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を選択する。
 具体的には、復号部182の可逆復号部301は、蓄積バッファ201からの符号化データに対して、図29の可逆符号化部262の可逆符号化に対応する、可変長復号や、算術復号等の可逆復号を施すことで、量子化された係数と符号化情報を得る。可逆復号部301は、量子化された係数を逆量子化部203に供給する。また、可逆復号部301は、符号化情報としてのイントラ予測モード情報をイントラ予測部213に供給し、インター予測モード情報、動きベクトル、参照画像特定情報などを動き補償部214に供給する。
 また、可逆復号部301は、符号化情報にインター予測モード情報が含まれない場合、スイッチ215にイントラ予測部213の選択を指示し、インター予測モード情報が含まれる場合、スイッチ215に動き補償部214の選択を指示する。可逆復号部301は、符号化情報としてのオフセット情報を適応オフセットフィルタ207に供給し、フィルタ係数を適応ループフィルタ208に供給する。
 画像選択部302は、図30の画像選択部261と同様に構成される。画像選択部302は、図22の抽出部181から供給されるパラメータセットのうちのVPS_extension()に含まれる階層情報を取得する。画像選択部302は、階層情報と復号対象の符号化データの時間階層とに基づいて、図21のベース復号部163から供給されるループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を選択する。画像選択部302は、選択されたループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプル部217に供給し、ループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプル部218に供給する。
 (復号装置の処理の説明)
 本開示を適用した復号装置の第2実施の形態の階層復号処理は、ベース変換処理を除いて図25乃至図27を参照して説明した階層復号処理と同様である。このベース変換処理は、図35で説明したベース変換処理と同様であるので、説明は省略する。但し、階層情報は、図22の抽出部181から取得される。
 以上のように、本開示を適用した復号装置の第2実施の形態は、本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態と同様に、エンハンスメント画像の時間階層に基づいて、ループフィルタ処理前のベース画像とループフィルタ処理後のベース画像を選択する。従って、本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態により符号化効率が向上するようにスケーラブル符号化された符号化ストリームを復号することができる。
 <第3実施の形態>
 (符号化部の構成例)
 本開示を適用した符号化装置の第3実施の形態は、符号化部52を除いて図4の符号化装置30と同様であるので、符号化部52についてのみ説明する。
 図37は、本開示を適用した符号化装置の第3実施の形態の符号化部52の構成例を示すブロック図である。
 図37に示す構成のうち、図6の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
 図37の符号化部52の構成は、フレームメモリ85、動き予測・補償部88の代わりに、フレームメモリ321、動き予測・補償部322が設けられる点、および、画像選択部91が設けられない点が、図6の構成と異なる。符号化部52は、アップサンプリング後のループフィルタ処理前のベース画像とループフィルタ処理後のベース画像の両方を参照画像の候補として、動き予測・補償処理を行う。
 具体的には、フレームメモリ321は、加算部81および適応ループフィルタ84から供給されるエンハンスメント画像を蓄積する。また、フレームメモリ321には、アップサンプル部92によりアップサンプリングされた、ベース符号化部31から出力されたループフィルタ処理前のベース画像が供給され、蓄積される。フレームメモリ321には、アップサンプル部93によりアップサンプリングされた、ベース符号化部31から出力されたループフィルタ処理後のベース画像が供給され、蓄積される。フレームメモリ321に蓄積されたベース画像またはエンハンスメント画像は、スイッチ86を介してイントラ予測部87または動き予測・補償部322に出力される。
 動き予測・補償部322は、PU単位で、候補となる全てのインター予測モードの動き予測・補償処理を行う。具体的には、動き予測・補償部322は、2次元の線形内挿適応フィルタを有する。また、動き予測・補償部322は、フレームメモリ321からスイッチ86を介して、エンハンスメント画像、並びに、アップサンプリング後のループフィルタ処理前のベース画像およびループフィルタ処理後のベース画像を、参照画像の候補として読み出す。動き予測・補償部322は、2次元の線形内挿適応フィルタを用いて、画面並べ替えバッファ72から供給されるエンハンスメント画像と参照画像の候補に対して内挿フィルタ処理を行うことにより、エンハンスメント画像と参照画像の候補を高解像度化する。
 動き予測・補償部322は、高解像度化されたエンハンスメント画像と参照画像の候補とに基づいて、候補となる全てのインター予測モードの動きベクトルを分数画素精度で検出する。そして、動き予測・補償部322は、その動きベクトルに基づいて参照画像の候補に補償処理を施し、予測画像の候補を生成する。
 また、動き予測・補償部322は、画面並べ替えバッファ72から供給されるエンハンスメント画像と予測画像の候補とに基づいて、候補となる全てのインター予測モードに対してコスト関数値を算出する。動き予測・補償部322は、コスト関数値が最小となるインター予測モードを最適インター予測モードに決定するとともに、対応する予測画像の候補を予測画像とする。また、動き予測・補償部322は、画像選択部として機能し、コスト関数値が最小となるときの参照画像の候補を参照画像として選択する。そして、動き予測・補償部322は、最適インター予測モードのコスト関数値と予測画像を予測画像選択部89に供給する。
 また、動き予測・補償部322は、予測画像選択部89から最適インター予測モードで生成された予測画像の選択が通知された場合、インター予測モード情報、対応する動きベクトル、参照画像特定情報などを可逆符号化部76に出力する。
 なお、参照画像特定情報には、時間的に遠い参照画像の参照画像特定情報であるlong term参照画像特定情報と、時間的に近い参照画像の参照画像特定情報であるshort term参照画像特定情報がある。ベース画像を参照画像とする参照画像特定情報は、long term参照画像特定情報である。アップサンプリング後のループフィルタ処理後のベース画像を参照画像とする参照画像特定情報のデフォルト値は、アップサンプリング後のループフィルタ処理前のベース画像を参照画像とする参照画像特定情報のデフォルト値に比べて小さい。
 参照画像特定情報としてのインデックスの割り当ての変更は、シンタクスref_pic_lists_modification()により行うことができる。例えば、シンタクスref_pic_lists_modification()により、アップサンプリング後のループフィルタ処理前のベース画像を参照画像とする参照画像特定情報を、アップサンプリング後のループフィルタ処理後のベース画像を参照画像とする参照画像特定情報に比べて小さくすることができる。
 (符号化装置の処理の説明)
 本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態による階層符号化処理は、エンハンスメント符号化処理を除いて、図16の階層符号化処理と同様であるので、以下では、エンハンスメント符号化処理についてのみ説明する。
 図38および図39は、本開示を適用した符号化装置の第2実施の形態によるエンハンスメント符号化処理の詳細を説明するフローチャートである。
 図38のステップS220およびS221の処理は、図17のステップS30およびS31の処理と同様であるので、説明は省略する。
 ステップS222において、アップサンプル部92は、ベース符号化部31から供給されるループフィルタ処理前のベース画像をアップサンプリングし、フレームメモリ321に供給する。また、アップサンプル部93は、ベース符号化部31から供給されるループフィルタ処理後のベース画像をアップサンプリングし、フレームメモリ321に供給する。
 フレームメモリ321は、アップサンプル部92から供給されるアップサンプリング後のループフィルタ処理前のベース画像と、アップサンプル部93から供給されるアップサンプリング後のループフィルタ処理後のベース画像とを蓄積する。
 ステップS223において、イントラ予測部87は、PU単位で候補となる全てのイントラ予測モードのイントラ予測処理を行う。また、イントラ予測部87は、画面並べ替えバッファ72から読み出されたエンハンスメント画像と、イントラ予測処理の結果生成される予測画像とに基づいて、候補となる全てのイントラ予測モードに対してコスト関数値を算出する。そして、イントラ予測部87は、コスト関数値が最小となるイントラ予測モードを、最適イントラ予測モードに決定する。イントラ予測部87は、最適イントラ予測モードで生成された予測画像、および、対応するコスト関数値を、予測画像選択部89に供給する。
 また、動き予測・補償部322は、PU単位で候補となる全てのインター予測モードの動き予測・補償処理を行う。このとき、動き予測・補償部322は、アップサンプリング後のループフィルタ処理前のベース画像と、アップサンプリング後のループフィルタ処理後のベース画像の両方を参照画像の候補に含める。動き予測・補償部322は、画面並べ替えバッファ72から供給されるエンハンスメント画像と予測画像の候補とに基づいて、候補となる全てのインター予測モードに対してコスト関数値を算出する。動き予測・補償部322は、コスト関数値が最小となるインター予測モードを最適インター予測モードに決定するとともに、対応する予測画像の候補を予測画像とする。そして、動き予測・補償部322は、最適インター予測モードのコスト関数値と予測画像を予測画像選択部89に供給する。
 ステップS224乃至S242の処理は、図17および図18のステップS34乃至S52の処理と同様であるので、説明は省略する。
 以上のように、本開示を適用した符号化装置の第3実施の形態は、アップサンプリング後のループフィルタ処理前のベース画像とループフィルタ処理後のベース画像を参照画像の候補とした予測結果に基づいて、それらのベース画像のいずれか一方を選択する。従って、同一のピクチャ内に、高域成分を有するテクスチャ領域とフラットな領域の両方が存在する場合であっても、最適なベース画像が参照画像として精度良く選択される。具体的には、テクスチャ領域では、アップサンプリング後のループフィルタ処理前のベース画像が参照画像として選択され、フラットな領域では、アップサンプリング後のループフィルタ処理後のベース画像が参照画像として選択される。その結果、符号化効率が向上する。
 (復号部の構成例)
 本開示を適用した符号化装置の第3実施の形態から伝送される全階層の符号化ストリームを復号する、本開示を適用した復号装置の第3実施の形態は、復号部182を除いて図21の復号装置160と同様であるので、復号部182についてのみ説明する。
 図40は、本開示を適用した復号装置の第3実施の形態の復号部182の構成例を示すブロック図である。
 図40に示す構成のうち、図23の構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。
 図40の復号部182の構成は、フレームメモリ211の代わりにフレームメモリ341が設けられる点、および、画像選択部216が設けられない点が、図23の構成と異なる。復号部182は、参照画像特定情報に基づいて、アップサンプリング後のループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を参照画像とする。
 具体的には、フレームメモリ341は、適応ループフィルタ208および加算部205から供給されるエンハンスメント画像を蓄積する。また、フレームメモリ341には、アップサンプル部217によりアップサンプリングされた、ベース復号部163から出力されたループフィルタ処理前のベース画像が供給され、蓄積される。フレームメモリ341には、アップサンプル部218によりアップサンプリングされた、ベース復号部163から出力されたループフィルタ処理後のベース画像が供給され、蓄積される。フレームメモリ341に蓄積されたベース画像やエンハンスメント画像は読み出され、スイッチ212を介してイントラ予測部213または動き補償部214に供給される。
 (復号装置の処理の説明)
 本開示を適用した復号装置の第3実施の形態の階層復号処理は、ベース変換処理の代わりに、図38のステップS222と同様の処理が行われることを除いて、図25乃至図27の階層復号処理と同様であるので、説明は省略する。
 以上のように、本開示を適用した復号装置の第3実施の形態は、本開示を適用した符号化装置の第3実施の形態と同様に、アップサンプリング後のループフィルタ処理前のベース画像またはループフィルタ処理後のベース画像を選択する。従って、本開示を適用した符号化装置の第3実施の形態により符号化効率が向上するようにスケーラブル符号化された符号化ストリームを復号することができる。
 なお、第1乃至第3実施の形態では、階層数(主レイヤ数)は2であるものとしたが、レイヤ数は2以上であってもよい。この場合、参照する階層ごとに、ループフィルタ情報や階層情報が設定されるようにしてもよい。
 また、第1乃至第3実施の形態では、ベース画像がHEVC方式で符号化されたが、AVC方式で符号化されるようにしてもよい。この場合、VPS_extension()に設定される、ベース画像がAVC方式で符号化されているかどうかを表すavc_base_layer_flagが1であり、ループフィルタ処理はデブロックフィルタ処理のみとなる。
 さらに、ループフィルタ処理の有無が異なるベース画像を選択するのではなく、ループフィルタ処理の少なくとも1つの有無が異なるベース画像を選択するようにしてもよい。この場合、ループフィルタ処理の処理ごとに、ループフィルタ情報や階層情報が設定される。
 <多視画像点符号化・多視点画像復号への適用>
 上述した一連の処理は、多視点画像符号化・多視点画像復号に適用することができる。図41は、多視点画像符号化方式の一例を示す。
 図41に示されるように、多視点画像は、複数の視点の画像を含み、その複数の視点のうちの所定の1つの視点の画像が、ベースビューの画像に指定されている。ベースビューの画像以外の各視点の画像は、ノンベースビューの画像として扱われる。多視点画像がスケーラブル符号化される場合、ベースビューの画像は、ベースレイヤ画像として符号化され、ノンベースビューの画像がエンハンスメント画像として符号化される。
 図41のような多視点画像符号化を行う場合、各ビュー(同一ビュー)において、量子化パラメータの差分をとることもできる:
 (1)base-view:
  (1-1) dQP(base view)=Current_CU_QP(base view)-LCU_QP(base view)
  (1-2) dQP(base view)=Current_CU_QP(base view)-Previsous_CU_QP(base view)
  (1-3) dQP(base view)=Current_CU_QP(base view)-Slice_QP(base view)
 (2)non-base-view:
  (2-1) dQP(non-base view)=Current_CU_QP(non-base view)-LCU_QP(non-base view)
  (2-2) dQP(non-base view)=CurrentQP(non-base view)-PrevisousQP(non-base view)
    (2-3) dQP(non-base view)=Current_CU_QP(non-base view)-Slice_QP(non-base view)
 多視点画像符号化を行う場合、各ビュー(異なるビュー)において、量子化パラメータの差分をとることもできる:
 (3)base-view/ non-base view:
  (3-1) dQP(inter-view)=Slice_QP(base view)-Slice_QP(non-base view)
  (3-2) dQP(inter-view)=LCU_QP(base view)-LCU_QP(non-base view)
 (4)non-base view / non-base view :
  (4-1) dQP(inter-view)=Slice_QP(non-base view i)-Slice_QP(non-base view j)
  (4-2) dQP(inter-view)=LCU_QP(non-base view i)-LCU_QP(non-base view j)
 この場合、上記(1)乃至(4)を組み合わせて用いることもできる。たとえば、ノンベースビューでは、ベースビューとノンベースビューとの間においてスライスレベルで量子化パラメータの差分をとる手法(3-1と2-3とを組み合わせる)、ベースビューとノンベースビューとの間においてLCUレベルで量子化パラメータの差分をとる手法(3-2と2-1とを組み合わせる)、が考えられる。このように、差分を繰り返して適用することにより、多視点符号化を行った場合においても、符号化効率を向上させることができる。
 上述した手法と同様に、上記の各dQPに対して、値が0でないdQPが存在するか否かを識別するフラグをセットすることもできる。
 <スケーラブル符号化の他の例>
 図42は、スケーラブル符号化の他の例を示す。
 図42に示されるように、スケーラブル符号化では、各レイヤ(同一レイヤ)において、量子化パラメータの差分をとることもできる:
 (1)base-layer:
  (1-1)dQP(base layer)=Current_CU_QP(base layer)-LCU_QP(base layer)
  (1-2)dQP(base layer)=Current_CU_QP(base layer)-Previsous_CU_QP(base layer)
  (1-3)dQP(base layer)=Current_CU_QP(base layer)-Slice_QP(base layer)
 (2)non-base-layer:
  (2-1)dQP(non-base layer)=Current_CU_QP(non-base layer)-LCU_QP(non-base layer)
  (2-2)dQP(non-base layer)=CurrentQP(non-base layer)-PrevisousQP(non-base layer)
  (2-3)dQP(non-base layer)=Current_CU_QP(non-base layer)-Slice_QP(non-base layer)
 また、各レイヤ(異なるレイヤ)において、量子化パラメータの差分をとることもできる:
 (3)base-layer/ non-base layer:
  (3-1)dQP(inter-layer)=Slice_QP(base layer)-Slice_QP(non-base layer)
  (3-2)dQP(inter-layer)=LCU_QP(base layer)-LCU_QP(non-base layer)
 (4)non-base layer / non-base layer :
  (4-1)dQP(inter-layer)=Slice_QP(non-base layer i)-Slice_QP(non-base layer j)
  (4-2)dQP(inter-layer)=LCU_QP(non-base layer i)-LCU_QP(non-base layer j)
 この場合、上記(1)乃至(4)を組み合わせて用いることもできる。たとえば、ノンベースレイヤでは、ベースレイヤとノンベースレイヤとの間においてスライスレベルで量子化パラメータの差分をとる手法(3-1と2-3とを組み合わせる)、ベースレイヤとノンベースレイヤとの間においてLCUレベルで量子化パラメータの差分をとる手法(3-2と2-1とを組み合わせる)、が考えられる。このように、差分を繰り返して適用することにより、階層符号化を行った場合においても、符号化効率を向上させることができる。
 上述した手法と同様に、上記の各dQPに対して、値が0でないdQPが存在するか否かを識別するフラグをセットすることもできる。
 <第4実施の形態>
 (本開示を適用したコンピュータの説明)
 上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。
 図43は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウエアの構成例を示すブロック図である。
 コンピュータにおいて、CPU(Central Processing Unit)601,ROM(Read Only Memory)602,RAM(Random Access Memory)603は、バス604により相互に接続されている。
 バス604には、さらに、入出力インタフェース605が接続されている。入出力インタフェース605には、入力部606、出力部607、記憶部608、通信部609、及びドライブ610が接続されている。
 入力部606は、キーボード、マウス、マイクロホンなどよりなる。出力部607は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記憶部608は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部609は、ネットワークインタフェースなどよりなる。ドライブ610は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブルメディア611を駆動する。
 以上のように構成されるコンピュータでは、CPU601が、例えば、記憶部608に記憶されているプログラムを、入出力インタフェース605及びバス604を介して、RAM603にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
 コンピュータ(CPU601)が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブルメディア611に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線または無線の伝送媒体を介して提供することができる。
 コンピュータでは、プログラムは、リムーバブルメディア611をドライブ610に装着することにより、入出力インタフェース605を介して、記憶部608にインストールすることができる。また、プログラムは、有線または無線の伝送媒体を介して、通信部609で受信し、記憶部608にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM602や記憶部608に、あらかじめインストールしておくことができる。
 なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。
 <第5実施の形態>
 (テレビジョン装置の構成例)
 図44は、本技術を適用したテレビジョン装置の概略構成を例示している。テレビジョン装置900は、アンテナ901、チューナ902、デマルチプレクサ903、デコーダ904、映像信号処理部905、表示部906、音声信号処理部907、スピーカ908、外部インタフェース部909を有している。さらに、テレビジョン装置900は、制御部910、ユーザインタフェース部911等を有している。
 チューナ902は、アンテナ901で受信された放送波信号から所望のチャンネルを選局して復調を行い、得られた符号化ビットストリームをデマルチプレクサ903に出力する。
 デマルチプレクサ903は、符号化ビットストリームから視聴対象である番組の映像や音声のパケットを抽出して、抽出したパケットのデータをデコーダ904に出力する。また、デマルチプレクサ903は、EPG(Electronic Program Guide)等のデータのパケットを制御部910に供給する。なお、スクランブルが行われている場合、デマルチプレクサ等でスクランブルの解除を行う。
 デコーダ904は、パケットの復号化処理を行い、復号処理化によって生成された映像データを映像信号処理部905、音声データを音声信号処理部907に出力する。
 映像信号処理部905は、映像データに対して、ノイズ除去やユーザ設定に応じた映像処理等を行う。映像信号処理部905は、表示部906に表示させる番組の映像データや、ネットワークを介して供給されるアプリケーションに基づく処理による画像データなどを生成する。また、映像信号処理部905は、項目の選択などのメニュー画面等を表示するための映像データを生成し、それを番組の映像データに重畳する。映像信号処理部905は、このようにして生成した映像データに基づいて駆動信号を生成して表示部906を駆動する。
 表示部906は、映像信号処理部905からの駆動信号に基づき表示デバイス(例えば液晶表示素子等)を駆動して、番組の映像などを表示させる。
 音声信号処理部907は、音声データに対してノイズ除去などの所定の処理を施し、処理後の音声データのD/A変換処理や増幅処理を行いスピーカ908に供給することで音声出力を行う。
 外部インタフェース部909は、外部機器やネットワークと接続するためのインタフェースであり、映像データや音声データ等のデータ送受信を行う。
 制御部910にはユーザインタフェース部911が接続されている。ユーザインタフェース部911は、操作スイッチやリモートコントロール信号受信部等で構成されており、ユーザ操作に応じた操作信号を制御部910に供給する。
 制御部910は、CPU(Central Processing Unit)やメモリ等を用いて構成されている。メモリは、CPUにより実行されるプログラムやCPUが処理を行う上で必要な各種のデータ、EPGデータ、ネットワークを介して取得されたデータ等を記憶する。メモリに記憶されているプログラムは、テレビジョン装置900の起動時などの所定タイミングでCPUにより読み出されて実行される。CPUは、プログラムを実行することで、テレビジョン装置900がユーザ操作に応じた動作となるように各部を制御する。
 なお、テレビジョン装置900では、チューナ902、デマルチプレクサ903、映像信号処理部905、音声信号処理部907、外部インタフェース部909等と制御部910を接続するためバス912が設けられている。
 このように構成されたテレビジョン装置では、デコーダ904に本願の復号装置(復号方法)の機能が設けられる。このため、符号化効率が向上するようにスケーラブル符号化された画像を復号することができる。
 <第6実施の形態>
 (携帯電話機の構成例)
 図45は、本技術を適用した携帯電話機の概略構成を例示している。携帯電話機920は、通信部922、音声コーデック923、カメラ部926、画像処理部927、多重分離部928、記録再生部929、表示部930、制御部931を有している。これらは、バス933を介して互いに接続されている。
 また、通信部922にはアンテナ921が接続されており、音声コーデック923には、スピーカ924とマイクロホン925が接続されている。さらに制御部931には、操作部932が接続されている。
 携帯電話機920は、音声通話モードやデータ通信モード等の各種モードで、音声信号の送受信、電子メールや画像データの送受信、画像撮影、またはデータ記録等の各種動作を行う。
 音声通話モードにおいて、マイクロホン925で生成された音声信号は、音声コーデック923で音声データへの変換やデータ圧縮が行われて通信部922に供給される。通信部922は、音声データの変調処理や周波数変換処理等を行い、送信信号を生成する。また、通信部922は、送信信号をアンテナ921に供給して図示しない基地局へ送信する。また、通信部922は、アンテナ921で受信した受信信号の増幅や周波数変換処理および復調処理等を行い、得られた音声データを音声コーデック923に供給する。音声コーデック923は、音声データのデータ伸張やアナログ音声信号への変換を行いスピーカ924に出力する。
 また、データ通信モードにおいて、メール送信を行う場合、制御部931は、操作部932の操作によって入力された文字データを受け付けて、入力された文字を表示部930に表示する。また、制御部931は、操作部932におけるユーザ指示等に基づいてメールデータを生成して通信部922に供給する。通信部922は、メールデータの変調処理や周波数変換処理等を行い、得られた送信信号をアンテナ921から送信する。また、通信部922は、アンテナ921で受信した受信信号の増幅や周波数変換処理および復調処理等を行い、メールデータを復元する。このメールデータを、表示部930に供給して、メール内容の表示を行う。
 なお、携帯電話機920は、受信したメールデータを、記録再生部929で記憶媒体に記憶させることも可能である。記憶媒体は、書き換え可能な任意の記憶媒体である。例えば、記憶媒体は、RAMや内蔵型フラッシュメモリ等の半導体メモリ、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、USB(Universal Serial Bus)メモリ、またはメモリカード等のリムーバブルメディアである。
 データ通信モードにおいて画像データを送信する場合、カメラ部926で生成された画像データを、画像処理部927に供給する。画像処理部927は、画像データの符号化処理を行い、符号化データを生成する。
 多重分離部928は、画像処理部927で生成された符号化データと、音声コーデック923から供給された音声データを所定の方式で多重化して通信部922に供給する。通信部922は、多重化データの変調処理や周波数変換処理等を行い、得られた送信信号をアンテナ921から送信する。また、通信部922は、アンテナ921で受信した受信信号の増幅や周波数変換処理および復調処理等を行い、多重化データを復元する。この多重化データを多重分離部928に供給する。多重分離部928は、多重化データの分離を行い、符号化データを画像処理部927、音声データを音声コーデック923に供給する。画像処理部927は、符号化データの復号化処理を行い、画像データを生成する。この画像データを表示部930に供給して、受信した画像の表示を行う。音声コーデック923は、音声データをアナログ音声信号に変換してスピーカ924に供給して、受信した音声を出力する。
 このように構成された携帯電話装置では、画像処理部927に本願の符号化装置および復号装置(符号化方法および復号方法)の機能が設けられる。このため、スケーラブル符号化の符号化効率を向上させることができる。また、符号化効率が向上するようにスケーラブル符号化された画像を復号することができる。
 <第7実施の形態>
 (記録再生装置の構成例)
 図46は、本技術を適用した記録再生装置の概略構成を例示している。記録再生装置940は、例えば受信した放送番組のオーディオデータとビデオデータを、記録媒体に記録して、その記録されたデータをユーザの指示に応じたタイミングでユーザに提供する。また、記録再生装置940は、例えば他の装置からオーディオデータやビデオデータを取得し、それらを記録媒体に記録させることもできる。さらに、記録再生装置940は、記録媒体に記録されているオーディオデータやビデオデータを復号して出力することで、モニタ装置等において画像表示や音声出力を行うことができるようにする。
 記録再生装置940は、チューナ941、外部インタフェース部942、エンコーダ943、HDD(Hard Disk Drive)部944、ディスクドライブ945、セレクタ946、デコーダ947、OSD(On-Screen Display)部948、制御部949、ユーザインタフェース部950を有している。
 チューナ941は、図示しないアンテナで受信された放送信号から所望のチャンネルを選局する。チューナ941は、所望のチャンネルの受信信号を復調して得られた符号化ビットストリームをセレクタ946に出力する。
 外部インタフェース部942は、IEEE1394インタフェース、ネットワークインタフェース部、USBインタフェース、フラッシュメモリインタフェース等の少なくともいずれかで構成されている。外部インタフェース部942は、外部機器やネットワーク、メモリカード等と接続するためのインタフェースであり、記録する映像データや音声データ等のデータ受信を行う。
 エンコーダ943は、外部インタフェース部942から供給された映像データや音声データが符号化されていないとき所定の方式で符号化を行い、符号化ビットストリームをセレクタ946に出力する。
 HDD部944は、映像や音声等のコンテンツデータ、各種プログラムやその他のデータ等を内蔵のハードディスクに記録し、また再生時等にそれらを当該ハードディスクから読み出す。
 ディスクドライブ945は、装着されている光ディスクに対する信号の記録および再生を行う。光ディスク、例えばDVDディスク(DVD-Video、DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW、DVD+R、DVD+RW等)やBlu-ray(登録商標)ディスク等である。
 セレクタ946は、映像や音声の記録時には、チューナ941またはエンコーダ943からのいずれかの符号化ビットストリームを選択して、HDD部944やディスクドライブ945のいずれかに供給する。また、セレクタ946は、映像や音声の再生時に、HDD部944またはディスクドライブ945から出力された符号化ビットストリームをデコーダ947に供給する。
 デコーダ947は、符号化ビットストリームの復号化処理を行う。デコーダ947は、復号処理化を行うことにより生成された映像データをOSD部948に供給する。また、デコーダ947は、復号処理化を行うことにより生成された音声データを出力する。
 OSD部948は、項目の選択などのメニュー画面等を表示するための映像データを生成し、それをデコーダ947から出力された映像データに重畳して出力する。
 制御部949には、ユーザインタフェース部950が接続されている。ユーザインタフェース部950は、操作スイッチやリモートコントロール信号受信部等で構成されており、ユーザ操作に応じた操作信号を制御部949に供給する。
 制御部949は、CPUやメモリ等を用いて構成されている。メモリは、CPUにより実行されるプログラムやCPUが処理を行う上で必要な各種のデータを記憶する。メモリに記憶されているプログラムは、記録再生装置940の起動時などの所定タイミングでCPUにより読み出されて実行される。CPUは、プログラムを実行することで、記録再生装置940がユーザ操作に応じた動作となるように各部を制御する。
 このように構成された記録再生装置では、デコーダ947に本願の復号装置(復号方法)の機能が設けられる。このため、符号化効率が向上するようにスケーラブル符号化された画像を復号することができる。
 <第8実施の形態>
 (撮像装置の構成例)
 図47は、本技術を適用した撮像装置の概略構成を例示している。撮像装置960は、被写体を撮像し、被写体の画像を表示部に表示させたり、それを画像データとして、記録媒体に記録する。
 撮像装置960は、光学ブロック961、撮像部962、カメラ信号処理部963、画像データ処理部964、表示部965、外部インタフェース部966、メモリ部967、メディアドライブ968、OSD部969、制御部970を有している。また、制御部970には、ユーザインタフェース部971が接続されている。さらに、画像データ処理部964や外部インタフェース部966、メモリ部967、メディアドライブ968、OSD部969、制御部970等は、バス972を介して接続されている。
 光学ブロック961は、フォーカスレンズや絞り機構等を用いて構成されている。光学ブロック961は、被写体の光学像を撮像部962の撮像面に結像させる。撮像部962は、CCDまたはCMOSイメージセンサを用いて構成されており、光電変換によって光学像に応じた電気信号を生成してカメラ信号処理部963に供給する。
 カメラ信号処理部963は、撮像部962から供給された電気信号に対してニー補正やガンマ補正、色補正等の種々のカメラ信号処理を行う。カメラ信号処理部963は、カメラ信号処理後の画像データを画像データ処理部964に供給する。
 画像データ処理部964は、カメラ信号処理部963から供給された画像データの符号化処理を行う。画像データ処理部964は、符号化処理を行うことにより生成された符号化データを外部インタフェース部966やメディアドライブ968に供給する。また、画像データ処理部964は、外部インタフェース部966やメディアドライブ968から供給された符号化データの復号化処理を行う。画像データ処理部964は、復号化処理を行うことにより生成された画像データを表示部965に供給する。また、画像データ処理部964は、カメラ信号処理部963から供給された画像データを表示部965に供給する処理や、OSD部969から取得した表示用データを、画像データに重畳させて表示部965に供給する。
 OSD部969は、記号、文字、または図形からなるメニュー画面やアイコンなどの表示用データを生成して画像データ処理部964に出力する。
 外部インタフェース部966は、例えば、USB入出力端子などで構成され、画像の印刷を行う場合に、プリンタと接続される。また、外部インタフェース部966には、必要に応じてドライブが接続され、磁気ディスク、光ディスク等のリムーバブルメディアが適宜装着され、それらから読み出されたコンピュータプログラムが、必要に応じて、インストールされる。さらに、外部インタフェース部966は、LANやインターネット等の所定のネットワークに接続されるネットワークインタフェースを有する。制御部970は、例えば、ユーザインタフェース部971からの指示にしたがって、メディアドライブ968から符号化データを読み出し、それを外部インタフェース部966から、ネットワークを介して接続される他の装置に供給させることができる。また、制御部970は、ネットワークを介して他の装置から供給される符号化データや画像データを、外部インタフェース部966を介して取得し、それを画像データ処理部964に供給したりすることができる。
 メディアドライブ968で駆動される記録メディアとしては、例えば、磁気ディスク、光磁気ディスク、光ディスク、または半導体メモリ等の、読み書き可能な任意のリムーバブルメディアが用いられる。また、記録メディアは、リムーバブルメディアとしての種類も任意であり、テープデバイスであってもよいし、ディスクであってもよいし、メモリカードであってもよい。もちろん、非接触IC(Integrated Circuit)カード等であってもよい。
 また、メディアドライブ968と記録メディアを一体化し、例えば、内蔵型ハードディスクドライブやSSD(Solid State Drive)等のように、非可搬性の記憶媒体により構成されるようにしてもよい。
 制御部970は、CPUを用いて構成されている。メモリ部967は、制御部970により実行されるプログラムや制御部970が処理を行う上で必要な各種のデータ等を記憶する。メモリ部967に記憶されているプログラムは、撮像装置960の起動時などの所定タイミングで制御部970により読み出されて実行される。制御部970は、プログラムを実行することで、撮像装置960がユーザ操作に応じた動作となるように各部を制御する。
 このように構成された撮像装置では、画像データ処理部964に本願の符号化装置および復号装置(符号化方法および復号方法)の機能が設けられる。このため、スケーラブル符号化の符号化効率を向上させることができる。また、符号化効率が向上するようにスケーラブル符号化された画像を復号することができる。
 <スケーラブル符号化の応用例>
 (第1のシステム)
 次に、スケーラブル符号化(階層符号化)されたスケーラブル符号化データの具体的な利用例について説明する。スケーラブル符号化は、例えば、図48に示される例のように、伝送するデータの選択のために利用される。
 図48に示されるデータ伝送システム1000において、配信サーバ1002は、スケーラブル符号化データ記憶部1001に記憶されているスケーラブル符号化データを読み出し、ネットワーク1003を介して、パーソナルコンピュータ1004、AV機器1005、タブレットデバイス1006、および携帯電話機1007等の端末装置に配信する。
 その際、配信サーバ1002は、端末装置の能力や通信環境等に応じて、適切な品質の符号化データを選択して伝送する。配信サーバ1002が不要に高品質なデータを伝送しても、端末装置において高画質な画像を得られるとは限らず、遅延やオーバーフローの発生要因となる恐れがある。また、不要に通信帯域を占有したり、端末装置の負荷を不要に増大させたりしてしまう恐れもある。逆に、配信サーバ1002が不要に低品質なデータを伝送しても、端末装置において十分な画質の画像を得ることができない恐れがある。そのため、配信サーバ1002は、スケーラブル符号化データ記憶部1001に記憶されているスケーラブル符号化データを、適宜、端末装置の能力や通信環境等に対して適切な品質の符号化データとして読み出し、伝送する。
 例えば、スケーラブル符号化データ記憶部1001は、スケーラブルに符号化されたスケーラブル符号化データ(BL+EL)1011を記憶するとする。このスケーラブル符号化データ(BL+EL)1011は、ベースレイヤとエンハンスメントレイヤの両方を含む符号化データであり、復号することにより、ベース画像およびエンハンスメント画像の両方を得ることができるデータである。
 配信サーバ1002は、データを伝送する端末装置の能力や通信環境等に応じて、適切なレイヤを選択し、そのレイヤのデータを読み出す。例えば、配信サーバ1002は、処理能力の高いパーソナルコンピュータ1004やタブレットデバイス1006に対しては、高品質なスケーラブル符号化データ(BL+EL)1011をスケーラブル符号化データ記憶部1001から読み出し、そのまま伝送する。これに対して、例えば、配信サーバ1002は、処理能力の低いAV機器1005や携帯電話機1007に対しては、スケーラブル符号化データ(BL+EL)1011からベースレイヤのデータを抽出し、スケーラブル符号化データ(BL+EL)1011と同じコンテンツのデータであるが、スケーラブル符号化データ(BL+EL)1011よりも低品質なスケーラブル符号化データ(BL)1012として伝送する。
 このようにスケーラブル符号化データを用いることにより、データ量を容易に調整することができるので、遅延やオーバーフローの発生を抑制したり、端末装置や通信媒体の負荷の不要な増大を抑制したりすることができる。また、スケーラブル符号化データ(BL+EL)1011は、レイヤ間の冗長性が低減されているので、各レイヤの符号化データを個別のデータとする場合よりもそのデータ量を低減させることができる。したがって、スケーラブル符号化データ記憶部1001の記憶領域をより効率よく使用することができる。
 なお、パーソナルコンピュータ1004乃至携帯電話機1007のように、端末装置には様々な装置を適用することができるので、端末装置のハードウエアの性能は、装置によって異なる。また、端末装置が実行するアプリケーションも様々であるので、そのソフトウエアの能力も様々である。さらに、通信媒体となるネットワーク1003も、例えばインターネットやLAN(Local Area Network)等、有線若しくは無線、またはその両方を含むあらゆる通信回線網を適用することができ、そのデータ伝送能力は様々である。さらに、他の通信等によっても変化する恐れがある。
 そこで、配信サーバ1002は、データ伝送を開始する前に、データの伝送先となる端末装置と通信を行い、端末装置のハードウエア性能や、端末装置が実行するアプリケーション(ソフトウエア)の性能等といった端末装置の能力に関する情報、並びに、ネットワーク1003の利用可能帯域幅等の通信環境に関する情報を得るようにしてもよい。そして、配信サーバ1002が、ここで得た情報を基に、適切なレイヤを選択するようにしてもよい。
 なお、レイヤの抽出は、端末装置において行うようにしてもよい。例えば、パーソナルコンピュータ1004が、伝送されたスケーラブル符号化データ(BL+EL)1011を復号し、ベース画像を表示しても良いし、エンハンスメント画像を表示しても良い。また、例えば、パーソナルコンピュータ1004が、伝送されたスケーラブル符号化データ(BL+EL)1011から、ベースレイヤのスケーラブル符号化データ(BL)1012を抽出し、記憶したり、他の装置に転送したり、復号してベース画像を表示したりするようにしてもよい。
 もちろん、スケーラブル符号化データ記憶部1001、配信サーバ1002、ネットワーク1003、および端末装置の数はいずれも任意である。また、以上においては、配信サーバ1002がデータを端末装置に伝送する例について説明したが、利用例はこれに限定されない。データ伝送システム1000は、スケーラブル符号化された符号化データを端末装置に伝送する際、端末装置の能力や通信環境等に応じて、適切なレイヤを選択して伝送するシステムであれば、任意のシステムに適用することができる。
 (第2のシステム)
 また、スケーラブル符号化は、例えば、図49に示される例のように、複数の通信媒体を介する伝送のために利用される。
 図49に示されるデータ伝送システム1100において、放送局1101は、地上波放送1111により、ベースレイヤのスケーラブル符号化データ(BL)1121を伝送する。また、放送局1101は、有線若しくは無線またはその両方の通信網よりなる任意のネットワーク1112を介して、エンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ(EL)1122を伝送する(例えばパケット化して伝送する)。
 端末装置1102は、放送局1101が放送する地上波放送1111の受信機能を有し、この地上波放送1111を介して伝送されるベースレイヤのスケーラブル符号化データ(BL)1121を受け取る。また、端末装置1102は、ネットワーク1112を介した通信を行う通信機能をさらに有し、このネットワーク1112を介して伝送されるエンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ(EL)1122を受け取る。
 端末装置1102は、例えばユーザ指示等に応じて、地上波放送1111を介して取得したベースレイヤのスケーラブル符号化データ(BL)1121を、復号してベース画像を得たり、記憶したり、他の装置に伝送したりする。
 また、端末装置1102は、例えばユーザ指示等に応じて、地上波放送1111を介して取得したベースレイヤのスケーラブル符号化データ(BL)1121と、ネットワーク1112を介して取得したエンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ(EL)1122とを合成して、スケーラブル符号化データ(BL+EL)を得たり、それを復号してエンハンスメント画像を得たり、記憶したり、他の装置に伝送したりする。
 以上のように、スケーラブル符号化データは、例えばレイヤ毎に異なる通信媒体を介して伝送させることができる。したがって、負荷を分散させることができ、遅延やオーバーフローの発生を抑制することができる。
 また、状況に応じて、伝送に使用する通信媒体を、レイヤ毎に選択することができるようにしてもよい。例えば、データ量が比較的多いベースレイヤのスケーラブル符号化データ(BL)1121を帯域幅の広い通信媒体を介して伝送させ、データ量が比較的少ないエンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ(EL)1122を帯域幅の狭い通信媒体を介して伝送させるようにしてもよい。また、例えば、エンハンスメントレイヤのスケーラブル符号化データ(EL)1122を伝送する通信媒体を、ネットワーク1112とするか、地上波放送1111とするかを、ネットワーク1112の利用可能帯域幅に応じて切り替えるようにしてもよい。もちろん、任意のレイヤのデータについて同様である。
 このように制御することにより、データ伝送における負荷の増大を、より抑制することができる。
 もちろん、レイヤ数は任意であり、伝送に利用する通信媒体の数も任意である。また、データ配信先となる端末装置1102の数も任意である。さらに、以上においては、放送局1101からの放送を例に説明したが、利用例はこれに限定されない。データ伝送システム1100は、スケーラブル符号化された符号化データを、レイヤを単位として複数に分割し、複数の回線を介して伝送するシステムであれば、任意のシステムに適用することができる。
 (第3のシステム)
 また、スケーラブル符号化は、例えば、図50に示される例のように、符号化データの記憶に利用される。
 図50に示される撮像システム1200において、撮像装置1201は、被写体1211を撮像して得られた画像データをスケーラブル符号化し、スケーラブル符号化データ(BL+EL)1221として、スケーラブル符号化データ記憶装置1202に供給する。
 スケーラブル符号化データ記憶装置1202は、撮像装置1201から供給されるスケーラブル符号化データ(BL+EL)1221を、状況に応じた品質で記憶する。例えば、通常時の場合、スケーラブル符号化データ記憶装置1202は、スケーラブル符号化データ(BL+EL)1221からベースレイヤのデータを抽出し、低品質でデータ量の少ないベースレイヤのスケーラブル符号化データ(BL)1222として記憶する。これに対して、例えば、注目時の場合、スケーラブル符号化データ記憶装置1202は、高品質でデータ量の多いスケーラブル符号化データ(BL+EL)1221のまま記憶する。
 このようにすることにより、スケーラブル符号化データ記憶装置1202は、必要な場合のみ、画像を高画質に保存することができるので、画質劣化による画像の価値の低減を抑制しながら、データ量の増大を抑制することができ、記憶領域の利用効率を向上させることができる。
 例えば、撮像装置1201が監視カメラであるとする。撮像画像に監視対象(例えば侵入者)が写っていない場合(通常時の場合)、撮像画像の内容は重要でない可能性が高いので、データ量の低減が優先され、その画像データ(スケーラブル符号化データ)は、低品質に記憶される。これに対して、撮像画像に監視対象が被写体1211として写っている場合(注目時の場合)、その撮像画像の内容は重要である可能性が高いので、画質が優先され、その画像データ(スケーラブル符号化データ)は、高品質に記憶される。
 なお、通常時であるか注目時であるかは、例えば、スケーラブル符号化データ記憶装置1202が、画像を解析することにより判定しても良い。また、撮像装置1201が判定し、その判定結果をスケーラブル符号化データ記憶装置1202に伝送するようにしてもよい。
 なお、通常時であるか注目時であるかの判定基準は任意であり、判定基準とする画像の内容は任意である。もちろん、画像の内容以外の条件を判定基準とすることもできる。例えば、収録した音声の大きさや波形等に応じて切り替えるようにしてもよいし、所定の時間毎に切り替えるようにしてもよいし、ユーザ指示等の外部からの指示によって切り替えるようにしてもよい。
 また、以上においては、通常時と注目時の2つの状態を切り替える例を説明したが、状態の数は任意であり、例えば、通常時、やや注目時、注目時、非常に注目時等のように、3つ以上の状態を切り替えるようにしてもよい。ただし、この切り替える状態の上限数は、スケーラブル符号化データのレイヤ数に依存する。
 また、撮像装置1201が、スケーラブル符号化のレイヤ数を、状態に応じて決定するようにしてもよい。例えば、通常時の場合、撮像装置1201が、低品質でデータ量の少ないベースレイヤのスケーラブル符号化データ(BL)1222を生成し、スケーラブル符号化データ記憶装置1202に供給するようにしてもよい。また、例えば、注目時の場合、撮像装置1201が、高品質でデータ量の多いベースレイヤのスケーラブル符号化データ(BL+EL)1221を生成し、スケーラブル符号化データ記憶装置1202に供給するようにしてもよい。
 以上においては、監視カメラを例に説明したが、この撮像システム1200の用途は任意であり、監視カメラに限定されない。
 <第9実施の形態>
 (実施のその他の例)
  以上において本技術を適用する装置やシステム等の例を説明したが、本技術は、これに限らず、このような装置またはシステムを構成する装置に搭載するあらゆる構成、例えば、システムLSI(Large Scale Integration)等としてのプロセッサ、複数のプロセッサ等を用いるモジュール、複数のモジュール等を用いるユニット、ユニットにさらにその他の機能を付加したセット等(すなわち、装置の一部の構成)として実施することもできる。
 (ビデオセットの構成例)
  本技術をセットとして実施する場合の例について、図51を参照して説明する。図51は、本技術を適用したビデオセットの概略的な構成の一例を示している。
  近年、電子機器の多機能化が進んでおり、その開発や製造において、その一部の構成を販売や提供等として実施する場合、1機能を有する構成として実施を行う場合だけでなく、関連する機能を有する複数の構成を組み合わせ、複数の機能を有する1セットとして実施を行う場合も多く見られるようになってきた。
  図51に示されるビデオセット1300は、このような多機能化された構成であり、画像の符号化や復号(いずれか一方でもよいし、両方でも良い)に関する機能を有するデバイスに、その機能に関連するその他の機能を有するデバイスを組み合わせたものである。
  図51に示されるように、ビデオセット1300は、ビデオモジュール1311、外部メモリ1312、パワーマネージメントモジュール1313、およびフロントエンドモジュール1314等のモジュール群と、コネクティビティ1321、カメラ1322、およびセンサ1323等の関連する機能を有するデバイスとを有する。
  モジュールは、互いに関連するいくつかの部品的機能をまとめ、まとまりのある機能を持った部品としたものである。具体的な物理的構成は任意であるが、例えば、それぞれ機能を有する複数のプロセッサ、抵抗やコンデンサ等の電子回路素子、その他のデバイス等を配線基板等に配置して一体化したものが考えられる。また、モジュールに他のモジュールやプロセッサ等を組み合わせて新たなモジュールとすることも考えられる。
  図51の例の場合、ビデオモジュール1311は、画像処理に関する機能を有する構成を組み合わせたものであり、アプリケーションプロセッサ、ビデオプロセッサ、ブロードバンドモデム1333、およびRFモジュール1334を有する。
  プロセッサは、所定の機能を有する構成をSoC(System On a Chip)により半導体チップに集積したものであり、例えばシステムLSI(Large Scale Integration)等と称されるものもある。この所定の機能を有する構成は、論理回路(ハードウエア構成)であってもよいし、CPU、ROM、RAM等と、それらを用いて実行されるプログラム(ソフトウエア構成)であってもよいし、その両方を組み合わせたものであってもよい。例えば、プロセッサが、論理回路とCPU、ROM、RAM等とを有し、機能の一部を論理回路(ハードウエア構成)により実現し、その他の機能をCPUにおいて実行されるプログラム(ソフトウエア構成)により実現するようにしてもよい。
  図51のアプリケーションプロセッサ1331は、画像処理に関するアプリケーションを実行するプロセッサである。このアプリケーションプロセッサ1331において実行されるアプリケーションは、所定の機能を実現するために、演算処理を行うだけでなく、例えばビデオプロセッサ1332等、ビデオモジュール1311内外の構成を必要に応じて制御することもできる。
  ビデオプロセッサ1332は、画像の符号化・復号(その一方若しくは両方)に関する機能を有するプロセッサである。
  ブロードバンドモデム1333は、インターネットや公衆電話回線網等の広帯域の回線を介して行われる有線若しくは無線(またはその両方)の広帯域通信に関する処理を行うプロセッサ(若しくはモジュール)である。例えば、ブロードバンドモデム1333は、送信するデータ(デジタル信号)をデジタル変調する等してアナログ信号に変換したり、受信したアナログ信号を復調してデータ(デジタル信号)に変換したりする。例えば、ブロードバンドモデム1333は、ビデオプロセッサ1332が処理する画像データや画像データが符号化されたストリーム、アプリケーションプログラム、設定データ等、任意の情報をデジタル変調・復調することができる。
  RFモジュール1334は、アンテナを介して送受信されるRF(Radio Frequency)信号に対して、周波数変換、変復調、増幅、フィルタ処理等を行うモジュールである。例えば、RFモジュール1334は、ブロードバンドモデム1333により生成されたベースバンド信号に対して周波数変換等を行ってRF信号を生成する。また、例えば、RFモジュール1334は、フロントエンドモジュール1314を介して受信されたRF信号に対して周波数変換等を行ってベースバンド信号を生成する。
  なお、図51において点線1341に示されるように、アプリケーションプロセッサ1331とビデオプロセッサ1332を、一体化し、1つのプロセッサとして構成されるようにしてもよい。
  外部メモリ1312は、ビデオモジュール1311の外部に設けられた、ビデオモジュール1311により利用される記憶デバイスを有するモジュールである。この外部メモリ1312の記憶デバイスは、どのような物理構成により実現するようにしてもよいが、一般的にフレーム単位の画像データのような大容量のデータの格納に利用されることが多いので、例えばDRAM(Dynamic Random Access Memory)のような比較的安価で大容量の半導体メモリにより実現するのが望ましい。
  パワーマネージメントモジュール1313は、ビデオモジュール1311(ビデオモジュール1311内の各構成)への電力供給を管理し、制御する。
  フロントエンドモジュール1314は、RFモジュール1334に対してフロントエンド機能(アンテナ側の送受信端の回路)を提供するモジュールである。図51に示されるように、フロントエンドモジュール1314は、例えば、アンテナ部1351、フィルタ1352、および増幅部1353を有する。
  アンテナ部1351は、無線信号を送受信するアンテナおよびその周辺の構成を有する。アンテナ部1351は、増幅部1353から供給される信号を無線信号として送信し、受信した無線信号を電気信号(RF信号)としてフィルタ1352に供給する。フィルタ1352は、アンテナ部1351を介して受信されたRF信号に対してフィルタ処理等を行い、処理後のRF信号をRFモジュール1334に供給する。増幅部1353は、RFモジュール1334から供給されるRF信号を増幅し、アンテナ部1351に供給する。
  コネクティビティ1321は、外部との接続に関する機能を有するモジュールである。コネクティビティ1321の物理構成は、任意である。例えば、コネクティビティ1321は、ブロードバンドモデム1333が対応する通信規格以外の通信機能を有する構成や、外部入出力端子等を有する。
  例えば、コネクティビティ1321が、Bluetooth(登録商標)、IEEE 802.11(例えばWi-Fi(Wireless Fidelity、登録商標))、NFC(Near Field Communication)、IrDA(InfraRed Data Association)等の無線通信規格に準拠する通信機能を有するモジュールや、その規格に準拠した信号を送受信するアンテナ等を有するようにしてもよい。また、例えば、コネクティビティ1321が、USB(Universal Serial Bus)、HDMI(登録商標)(High-Definition Multimedia Interface)等の有線通信規格に準拠する通信機能を有するモジュールや、その規格に準拠した端子を有するようにしてもよい。さらに、例えば、コネクティビティ1321が、アナログ入出力端子等のその他のデータ(信号)伝送機能等を有するようにしてもよい。
  なお、コネクティビティ1321が、データ(信号)の伝送先のデバイスを含むようにしてもよい。例えば、コネクティビティ1321が、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、または半導体メモリ等の記録媒体に対してデータの読み出しや書き込みを行うドライブ(リムーバブルメディアのドライブだけでなく、ハードディスク、SSD(Solid State Drive)、NAS(Network Attached Storage)等も含む)を有するようにしてもよい。また、コネクティビティ1321が、画像や音声の出力デバイス(モニタやスピーカ等)を有するようにしてもよい。
  カメラ1322は、被写体を撮像し、被写体の画像データを得る機能を有するモジュールである。カメラ1322の撮像により得られた画像データは、例えば、ビデオプロセッサ1332に供給されて符号化される。
  センサ1323は、例えば、音声センサ、超音波センサ、光センサ、照度センサ、赤外線センサ、イメージセンサ、回転センサ、角度センサ、角速度センサ、速度センサ、加速度センサ、傾斜センサ、磁気識別センサ、衝撃センサ、温度センサ等、任意のセンサ機能を有するモジュールである。センサ1323により検出されたデータは、例えば、アプリケーションプロセッサ1331に供給されてアプリケーション等により利用される。
  以上においてモジュールとして説明した構成をプロセッサとして実現するようにしてもよいし、逆にプロセッサとして説明した構成をモジュールとして実現するようにしてもよい。
  以上のような構成のビデオセット1300において、後述するようにビデオプロセッサ1332に本技術を適用することができる。したがって、ビデオセット1300は、本技術を適用したセットとして実施することができる。
 (ビデオプロセッサの構成例)
  図52は、本技術を適用したビデオプロセッサ1332(図51)の概略的な構成の一例を示している。
  図52の例の場合、ビデオプロセッサ1332は、ビデオ信号およびオーディオ信号の入力を受けてこれらを所定の方式で符号化する機能と、符号化されたビデオデータおよびオーディオデータを復号し、ビデオ信号およびオーディオ信号を再生出力する機能とを有する。
  図52に示されるように、ビデオプロセッサ1332は、ビデオ入力処理部1401、第1画像拡大縮小部1402、第2画像拡大縮小部1403、ビデオ出力処理部1404、フレームメモリ1405、およびメモリ制御部1406を有する。また、ビデオプロセッサ1332は、エンコード・デコードエンジン1407、ビデオES(Elementary Stream)バッファ1408Aおよび1408B、並びに、オーディオESバッファ1409Aおよび1409Bを有する。さらに、ビデオプロセッサ1332は、オーディオエンコーダ1410、オーディオデコーダ1411、多重化部(MUX(Multiplexer))1412、逆多重化部(DMUX(Demultiplexer))1413、およびストリームバッファ1414を有する。
  ビデオ入力処理部1401は、例えばコネクティビティ1321(図51)等から入力されたビデオ信号を取得し、デジタル画像データに変換する。第1画像拡大縮小部1402は、画像データに対してフォーマット変換や画像の拡大縮小処理等を行う。第2画像拡大縮小部1403は、画像データに対して、ビデオ出力処理部1404を介して出力する先でのフォーマットに応じて画像の拡大縮小処理を行ったり、第1画像拡大縮小部1402と同様のフォーマット変換や画像の拡大縮小処理等を行ったりする。ビデオ出力処理部1404は、画像データに対して、フォーマット変換やアナログ信号への変換等を行って、再生されたビデオ信号として例えばコネクティビティ1321(図51)等に出力する。
  フレームメモリ1405は、ビデオ入力処理部1401、第1画像拡大縮小部1402、第2画像拡大縮小部1403、ビデオ出力処理部1404、およびエンコード・デコードエンジン1407によって共用される画像データ用のメモリである。フレームメモリ1405は、例えばDRAM等の半導体メモリとして実現される。
  メモリ制御部1406は、エンコード・デコードエンジン1407からの同期信号を受けて、アクセス管理テーブル1406Aに書き込まれたフレームメモリ1405へのアクセススケジュールに従ってフレームメモリ1405に対する書き込み・読み出しのアクセスを制御する。アクセス管理テーブル1406Aは、エンコード・デコードエンジン1407、第1画像拡大縮小部1402、第2画像拡大縮小部1403等で実行される処理に応じて、メモリ制御部1406により更新される。
  エンコード・デコードエンジン1407は、画像データのエンコード処理、並びに、画像データが符号化されたデータであるビデオストリームのデコード処理を行う。例えば、エンコード・デコードエンジン1407は、フレームメモリ1405から読み出した画像データを符号化し、ビデオストリームとしてビデオESバッファ1408Aに順次書き込む。また、例えば、ビデオESバッファ1408Bからビデオストリームを順次読み出して復号し、画像データとしてフレームメモリ1405に順次書き込む。エンコード・デコードエンジン1407は、これらの符号化や復号において、フレームメモリ1405を作業領域として使用する。また、エンコード・デコードエンジン1407は、例えばマクロブロック毎の処理を開始するタイミングで、メモリ制御部1406に対して同期信号を出力する。
  ビデオESバッファ1408Aは、エンコード・デコードエンジン1407によって生成されたビデオストリームをバッファリングして、多重化部(MUX)1412に供給する。ビデオESバッファ1408Bは、逆多重化部(DMUX)1413から供給されたビデオストリームをバッファリングして、エンコード・デコードエンジン1407に供給する。
  オーディオESバッファ1409Aは、オーディオエンコーダ1410によって生成されたオーディオストリームをバッファリングして、多重化部(MUX)1412に供給する。オーディオESバッファ1409Bは、逆多重化部(DMUX)1413から供給されたオーディオストリームをバッファリングして、オーディオデコーダ1411に供給する。
  オーディオエンコーダ1410は、例えばコネクティビティ1321(図51)等から入力されたオーディオ信号を例えばデジタル変換し、例えばMPEGオーディオ方式やAC3(AudioCode number 3)方式等の所定の方式で符号化する。オーディオエンコーダ1410は、オーディオ信号が符号化されたデータであるオーディオストリームをオーディオESバッファ1409Aに順次書き込む。オーディオデコーダ1411は、オーディオESバッファ1409Bから供給されたオーディオストリームを復号し、例えばアナログ信号への変換等を行って、再生されたオーディオ信号として例えばコネクティビティ1321(図51)等に供給する。
  多重化部(MUX)1412は、ビデオストリームとオーディオストリームとを多重化する。この多重化の方法(すなわち、多重化により生成されるビットストリームのフォーマット)は任意である。また、この多重化の際に、多重化部(MUX)1412は、所定のヘッダ情報等をビットストリームに付加することもできる。つまり、多重化部(MUX)1412は、多重化によりストリームのフォーマットを変換することができる。例えば、多重化部(MUX)1412は、ビデオストリームとオーディオストリームとを多重化することにより、転送用のフォーマットのビットストリームであるトランスポートストリームに変換する。また、例えば、多重化部(MUX)1412は、ビデオストリームとオーディオストリームとを多重化することにより、記録用のファイルフォーマットのデータ(ファイルデータ)に変換する。
  逆多重化部(DMUX)1413は、多重化部(MUX)1412による多重化に対応する方法で、ビデオストリームとオーディオストリームとが多重化されたビットストリームを逆多重化する。つまり、逆多重化部(DMUX)1413は、ストリームバッファ1414から読み出されたビットストリームからビデオストリームとオーディオストリームとを抽出する(ビデオストリームとオーディオストリームとを分離する)。つまり、逆多重化部(DMUX)1413は、逆多重化によりストリームのフォーマットを変換(多重化部(MUX)1412による変換の逆変換)することができる。例えば、逆多重化部(DMUX)1413は、例えばコネクティビティ1321やブロードバンドモデム1333等(いずれも図51)から供給されたトランスポートストリームを、ストリームバッファ1414を介して取得し、逆多重化することにより、ビデオストリームとオーディオストリームとに変換することができる。また、例えば、逆多重化部(DMUX)1413は、例えばコネクティビティ1321により(図51)各種記録媒体から読み出されたファイルデータを、ストリームバッファ1414を介して取得し、逆多重化することにより、ビデオストリームとオーディオストリームとに変換することができる。
  ストリームバッファ1414は、ビットストリームをバッファリングする。例えば、ストリームバッファ1414は、多重化部(MUX)1412から供給されたトランスポートストリームをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、例えばコネクティビティ1321やブロードバンドモデム1333(いずれも図51)等に供給する。
  また、例えば、ストリームバッファ1414は、多重化部(MUX)1412から供給されたファイルデータをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、例えばコネクティビティ1321(図51)等に供給し、各種記録媒体に記録させる。
  さらに、ストリームバッファ1414は、例えばコネクティビティ1321やブロードバンドモデム1333等(いずれも図51)を介して取得したトランスポートストリームをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、逆多重化部(DMUX)1413に供給する。
  また、ストリームバッファ1414は、例えばコネクティビティ1321(図51)等において各種記録媒体から読み出されたファイルデータをバッファリングし、所定のタイミングにおいて、若しくは外部からの要求等に基づいて、逆多重化部(DMUX)1413に供給する。
  次に、このような構成のビデオプロセッサ1332の動作の例について説明する。例えば、コネクティビティ1321(図51)等からビデオプロセッサ1332に入力されたビデオ信号は、ビデオ入力処理部1401において4:2:2Y/Cb/Cr方式等の所定の方式のデジタル画像データに変換され、フレームメモリ1405に順次書き込まれる。このデジタル画像データは、第1画像拡大縮小部1402または第2画像拡大縮小部1403に読み出されて、4:2:0Y/Cb/Cr方式等の所定の方式へのフォーマット変換および拡大縮小処理が行われ、再びフレームメモリ1405に書き込まれる。この画像データは、エンコード・デコードエンジン1407によって符号化され、ビデオストリームとしてビデオESバッファ1408Aに書き込まれる。
  また、コネクティビティ1321(図51)等からビデオプロセッサ1332に入力されたオーディオ信号は、オーディオエンコーダ1410によって符号化され、オーディオストリームとして、オーディオESバッファ1409Aに書き込まれる。
  ビデオESバッファ1408Aのビデオストリームと、オーディオESバッファ1409Aのオーディオストリームは、多重化部(MUX)1412に読み出されて多重化され、トランスポートストリーム若しくはファイルデータ等に変換される。多重化部(MUX)1412により生成されたトランスポートストリームは、ストリームバッファ1414にバッファされた後、例えばコネクティビティ1321やブロードバンドモデム1333(いずれも図51)等を介して外部ネットワークに出力される。また、多重化部(MUX)1412により生成されたファイルデータは、ストリームバッファ1414にバッファされた後、例えばコネクティビティ1321(図51)等に出力され、各種記録媒体に記録される。
  また、例えばコネクティビティ1321やブロードバンドモデム1333(いずれも図51)等を介して外部ネットワークからビデオプロセッサ1332に入力されたトランスポートストリームは、ストリームバッファ1414にバッファされた後、逆多重化部(DMUX)1413により逆多重化される。また、例えばコネクティビティ1321(図51)等において各種記録媒体から読み出され、ビデオプロセッサ1332に入力されたファイルデータは、ストリームバッファ1414にバッファされた後、逆多重化部(DMUX)1413により逆多重化される。つまり、ビデオプロセッサ1332に入力されたトランスポートストリームまたはファイルデータは、逆多重化部(DMUX)1413によりビデオストリームとオーディオストリームとに分離される。
  オーディオストリームは、オーディオESバッファ1409Bを介してオーディオデコーダ1411に供給され、復号されてオーディオ信号が再生される。また、ビデオストリームは、ビデオESバッファ1408Bに書き込まれた後、エンコード・デコードエンジン1407により順次読み出されて復号されてフレームメモリ1405に書き込まれる。復号された画像データは、第2画像拡大縮小部1403によって拡大縮小処理されて、フレームメモリ1405に書き込まれる。そして、復号された画像データは、ビデオ出力処理部1404に読み出されて、4:2:2Y/Cb/Cr方式等の所定の方式にフォーマット変換され、さらにアナログ信号に変換されて、ビデオ信号が再生出力される。
  このように構成されるビデオプロセッサ1332に本技術を適用する場合、エンコード・デコードエンジン1407に、上述した各実施形態に係る本技術を適用すればよい。つまり、例えば、エンコード・デコードエンジン1407が、第1乃至第3実施の形態のいずれかに係る符号化装置や復号装置の機能を有するようにすればよい。このようにすることにより、ビデオプロセッサ1332は、図1乃至図40を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
  なお、エンコード・デコードエンジン1407において、本技術(すなわち、上述した各実施形態に係る画像符号化装置や画像復号装置の機能)は、論理回路等のハードウエアにより実現するようにしてもよいし、組み込みプログラム等のソフトウエアにより実現するようにしてもよいし、それらの両方により実現するようにしてもよい。
 (ビデオプロセッサの他の構成例)
  図53は、本技術を適用したビデオプロセッサ1332(図51)の概略的な構成の他の例を示している。図53の例の場合、ビデオプロセッサ1332は、ビデオデータを所定の方式で符号化・復号する機能を有する。
  より具体的には、図53に示されるように、ビデオプロセッサ1332は、制御部1511、ディスプレイインタフェース1512、ディスプレイエンジン1513、画像処理エンジン1514、および内部メモリ1515を有する。また、ビデオプロセッサ1332は、コーデックエンジン1516、メモリインタフェース1517、多重化・逆多重化部(MUX DMUX)1518、ネットワークインタフェース1519、およびビデオインタフェース1520を有する。
  制御部1511は、ディスプレイインタフェース1512、ディスプレイエンジン1513、画像処理エンジン1514、およびコーデックエンジン1516等、ビデオプロセッサ1332内の各処理部の動作を制御する。
  図53に示されるように、制御部1511は、例えば、メインCPU1531、サブCPU1532、およびシステムコントローラ1533を有する。メインCPU1531は、ビデオプロセッサ1332内の各処理部の動作を制御するためのプログラム等を実行する。メインCPU1531は、そのプログラム等に従って制御信号を生成し、各処理部に供給する(つまり、各処理部の動作を制御する)。サブCPU1532は、メインCPU1531の補助的な役割を果たす。例えば、サブCPU1532は、メインCPU1531が実行するプログラム等の子プロセスやサブルーチン等を実行する。システムコントローラ1533は、メインCPU1531およびサブCPU1532が実行するプログラムを指定する等、メインCPU1531およびサブCPU1532の動作を制御する。
  ディスプレイインタフェース1512は、制御部1511の制御の下、画像データを例えばコネクティビティ1321(図51)等に出力する。例えば、ディスプレイインタフェース1512は、デジタルデータの画像データをアナログ信号に変換し、再生されたビデオ信号として、またはデジタルデータの画像データのまま、コネクティビティ1321(図51)のモニタ装置等に出力する。
  ディスプレイエンジン1513は、制御部1511の制御の下、画像データに対して、その画像を表示させるモニタ装置等のハードウエアスペックに合わせるように、フォーマット変換、サイズ変換、色域変換等の各種変換処理を行う。
  画像処理エンジン1514は、制御部1511の制御の下、画像データに対して、例えば画質改善のためのフィルタ処理等、所定の画像処理を施す。
  内部メモリ1515は、ディスプレイエンジン1513、画像処理エンジン1514、およびコーデックエンジン1516により共用される、ビデオプロセッサ1332の内部に設けられたメモリである。内部メモリ1515は、例えば、ディスプレイエンジン1513、画像処理エンジン1514、およびコーデックエンジン1516の間で行われるデータの授受に利用される。例えば、内部メモリ1515は、ディスプレイエンジン1513、画像処理エンジン1514、またはコーデックエンジン1516から供給されるデータを格納し、必要に応じて(例えば、要求に応じて)、そのデータを、ディスプレイエンジン1513、画像処理エンジン1514、またはコーデックエンジン1516に供給する。この内部メモリ1515は、どのような記憶デバイスにより実現するようにしてもよいが、一般的にブロック単位の画像データやパラメータ等といった小容量のデータの格納に利用することが多いので、例えばSRAM(Static Random Access Memory)のような比較的(例えば外部メモリ1312と比較して)小容量だが応答速度が高速な半導体メモリにより実現するのが望ましい。
  コーデックエンジン1516は、画像データの符号化や復号に関する処理を行う。このコーデックエンジン1516が対応する符号化・復号の方式は任意であり、その数は1つであってもよいし、複数であってもよい。例えば、コーデックエンジン1516は、複数の符号化・復号方式のコーデック機能を備え、その中から選択されたもので画像データの符号化若しくは符号化データの復号を行うようにしてもよい。
  図53に示される例において、コーデックエンジン1516は、コーデックに関する処理の機能ブロックとして、例えば、MPEG-2 Video1541、AVC/H.2641542、HEVC/H.2651543、HEVC/H.265(Scalable)1544、HEVC/H.265(Multi-view)1545、およびMPEG-DASH1551を有する。
  MPEG-2 Video1541は、画像データをMPEG-2方式で符号化したり復号したりする機能ブロックである。AVC/H.2641542は、画像データをAVC方式で符号化したり復号したりする機能ブロックである。HEVC/H.2651543は、画像データをHEVC方式で符号化したり復号したりする機能ブロックである。HEVC/H.265(Scalable)1544は、画像データをHEVC方式でスケーラブル符号化したりスケーラブル復号したりする機能ブロックである。HEVC/H.265(Multi-view)1545は、画像データをHEVC方式で多視点符号化したり多視点復号したりする機能ブロックである。
  MPEG-DASH1551は、画像データをMPEG-DASH(MPEG-Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)方式で送受信する機能ブロックである。MPEG-DASHは、HTTP(HyperText Transfer Protocol)を使ってビデオのストリーミングを行う技術であり、予め用意された解像度等が互いに異なる複数の符号化データの中から適切なものをセグメント単位で選択し伝送することを特徴の1つとする。MPEG-DASH1551は、規格に準拠するストリームの生成やそのストリームの伝送制御等を行い、画像データの符号化・復号については、上述したMPEG-2 Video1541乃至HEVC/H.265(Multi-view)1545を利用する。
  メモリインタフェース1517は、外部メモリ1312用のインタフェースである。画像処理エンジン1514やコーデックエンジン1516から供給されるデータは、メモリインタフェース1517を介して外部メモリ1312に供給される。また、外部メモリ1312から読み出されたデータは、メモリインタフェース1517を介してビデオプロセッサ1332(画像処理エンジン1514若しくはコーデックエンジン1516)に供給される。
  多重化・逆多重化部(MUX DMUX)1518は、符号化データのビットストリーム、画像データ、ビデオ信号等、画像に関する各種データの多重化や逆多重化を行う。この多重化・逆多重化の方法は任意である。例えば、多重化の際に、多重化・逆多重化部(MUX DMUX)1518は、複数のデータを1つにまとめるだけでなく、所定のヘッダ情報等をそのデータに付加することもできる。また、逆多重化の際に、多重化・逆多重化部(MUX DMUX)1518は、1つのデータを複数に分割するだけでなく、分割した各データに所定のヘッダ情報等を付加することもできる。つまり、多重化・逆多重化部(MUX DMUX)1518は、多重化・逆多重化によりデータのフォーマットを変換することができる。例えば、多重化・逆多重化部(MUX DMUX)1518は、ビットストリームを多重化することにより、転送用のフォーマットのビットストリームであるトランスポートストリームや、記録用のファイルフォーマットのデータ(ファイルデータ)に変換することができる。もちろん、逆多重化によりその逆変換も可能である。
  ネットワークインタフェース1519は、例えばブロードバンドモデム1333やコネクティビティ1321(いずれも図51)等向けのインタフェースである。ビデオインタフェース1520は、例えばコネクティビティ1321やカメラ1322(いずれも図51)等向けのインタフェースである。
  次に、このようなビデオプロセッサ1332の動作の例について説明する。例えば、コネクティビティ1321やブロードバンドモデム1333(いずれも図51)等を介して外部ネットワークからトランスポートストリームを受信すると、そのトランスポートストリームは、ネットワークインタフェース1519を介して多重化・逆多重化部(MUX DMUX)1518に供給されて逆多重化され、コーデックエンジン1516により復号される。コーデックエンジン1516の復号により得られた画像データは、例えば、画像処理エンジン1514により所定の画像処理が施され、ディスプレイエンジン1513により所定の変換が行われ、ディスプレイインタフェース1512を介して例えばコネクティビティ1321(図51)等に供給され、その画像がモニタに表示される。また、例えば、コーデックエンジン1516の復号により得られた画像データは、コーデックエンジン1516により再符号化され、多重化・逆多重化部(MUX DMUX)1518により多重化されてファイルデータに変換され、ビデオインタフェース1520を介して例えばコネクティビティ1321(図51)等に出力され、各種記録媒体に記録される。
  さらに、例えば、コネクティビティ1321(図51)等により図示せぬ記録媒体から読み出された、画像データが符号化された符号化データのファイルデータは、ビデオインタフェース1520を介して多重化・逆多重化部(MUX DMUX)1518に供給されて逆多重化され、コーデックエンジン1516により復号される。コーデックエンジン1516の復号により得られた画像データは、画像処理エンジン1514により所定の画像処理が施され、ディスプレイエンジン1513により所定の変換が行われ、ディスプレイインタフェース1512を介して例えばコネクティビティ1321(図51)等に供給され、その画像がモニタに表示される。また、例えば、コーデックエンジン1516の復号により得られた画像データは、コーデックエンジン1516により再符号化され、多重化・逆多重化部(MUX DMUX)1518により多重化されてトランスポートストリームに変換され、ネットワークインタフェース1519を介して例えばコネクティビティ1321やブロードバンドモデム1333(いずれも図51)等に供給され図示せぬ他の装置に伝送される。
  なお、ビデオプロセッサ1332内の各処理部の間での画像データやその他のデータの授受は、例えば、内部メモリ1515や外部メモリ1312を利用して行われる。また、パワーマネージメントモジュール1313は、例えば制御部1511への電力供給を制御する。
  このように構成されるビデオプロセッサ1332に本技術を適用する場合、コーデックエンジン1516に、上述した各実施形態に係る本技術を適用すればよい。つまり、例えば、コーデックエンジン1516が、第1乃至第3実施の形態のいずれかに係る符号化装置や復号装置を実現する機能ブロックを有するようにすればよい。さらに、例えば、コーデックエンジン1516が、このようにすることにより、ビデオプロセッサ1332は、図1乃至図40を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
  なお、コーデックエンジン1516において、本技術(すなわち、上述した各実施形態に係る画像符号化装置や画像復号装置の機能)は、論理回路等のハードウエアにより実現するようにしてもよいし、組み込みプログラム等のソフトウエアにより実現するようにしてもよいし、それらの両方により実現するようにしてもよい。
  以上にビデオプロセッサ1332の構成を2例示したが、ビデオプロセッサ1332の構成は任意であり、上述した2例以外のものであってもよい。また、このビデオプロセッサ1332は、1つの半導体チップとして構成されるようにしてもよいが、複数の半導体チップとして構成されるようにしてもよい。例えば、複数の半導体を積層する3次元積層LSIとしてもよい。また、複数のLSIにより実現されるようにしてもよい。
 (装置への適用例)
  ビデオセット1300は、画像データを処理する各種装置に組み込むことができる。例えば、ビデオセット1300は、テレビジョン装置900(図44)、携帯電話機920(図45)、記録再生装置940(図46)、撮像装置960(図47)等に組み込むことができる。ビデオセット1300を組み込むことにより、その装置は、図1乃至図40を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
  また、ビデオセット1300は、例えば、図48のデータ伝送システム1000におけるパーソナルコンピュータ1004、AV機器1005、タブレットデバイス1006、および携帯電話機1007等の端末装置、図49のデータ伝送システム1100における放送局1101および端末装置1102、並びに、図50の撮像システム1200における撮像装置1201およびスケーラブル符号化データ記憶装置1202等にも組み込むことができる。ビデオセット1300を組み込むことにより、その装置は、図1乃至図40を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
  なお、上述したビデオセット1300の各構成の一部であっても、ビデオプロセッサ1332を含むものであれば、本技術を適用した構成として実施することができる。例えば、ビデオプロセッサ1332のみを本技術を適用したビデオプロセッサとして実施することができる。また、例えば、上述したように点線1341により示されるプロセッサやビデオモジュール1311等を本技術を適用したプロセッサやモジュール等として実施することができる。さらに、例えば、ビデオモジュール1311、外部メモリ1312、パワーマネージメントモジュール1313、およびフロントエンドモジュール1314を組み合わせ、本技術を適用したビデオユニット1361として実施することもできる。いずれの構成の場合であっても、図1乃至図40を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
  つまり、ビデオプロセッサ1332を含むものであればどのような構成であっても、ビデオセット1300の場合と同様に、画像データを処理する各種装置に組み込むことができる。例えば、ビデオプロセッサ1332、点線1341により示されるプロセッサ、ビデオモジュール1311、または、ビデオユニット1361を、テレビジョン装置900(図44)、携帯電話機920(図45)、記録再生装置940(図46)、撮像装置960(図47)、図48のデータ伝送システム1000におけるパーソナルコンピュータ1004、AV機器1005、タブレットデバイス1006、および携帯電話機1007等の端末装置、図49のデータ伝送システム1100における放送局1101および端末装置1102、並びに、図50の撮像システム1200における撮像装置1201およびスケーラブル符号化データ記憶装置1202等に組み込むことができる。そして、本技術を適用したいずれかの構成を組み込むことにより、その装置は、ビデオセット1300の場合と同様に、図1乃至図40を参照して上述した効果と同様の効果を得ることができる。
 なお、本明細書では、ループフィルタ情報や階層情報などの各種情報が、符号化ストリームに多重化されて、符号化側から復号側へ伝送される例について説明した。しかしながら、これら情報を伝送する手法はかかる例に限定されない。例えば、これら情報は、符号化ビットストリームに多重化されることなく、符号化ビットストリームと関連付けられた別個のデータとして伝送され又は記録されてもよい。ここで、「関連付ける」という用語は、ビットストリームに含まれる画像(スライス若しくはブロックなど、画像の一部であってもよい)と当該画像に対応する情報とを復号時にリンクさせ得るようにすることを意味する。即ち、情報は、画像(又はビットストリーム)とは別の伝送路上で伝送されてもよい。また、情報は、画像(又はビットストリーム)とは別の記録媒体(又は同一の記録媒体の別の記録エリア)に記録されてもよい。さらに、情報と画像(又はビットストリーム)とは、例えば、複数フレーム、1フレーム、又はフレーム内の一部分などの任意の単位で互いに関連付けられてよい。
 本開示は、MPEG,H.26x等のように、離散コサイン変換等の直交変換と動き補償によって圧縮されたビットストリームを、衛星放送、ケーブルTV、インターネット、携帯電話などのネットワークメディアを介して受信する際、または光、磁気ディスク、フラッシュメモリのような記憶メディア上で処理する際に用いられる符号化装置や復号装置に適用することができる。
 また、本明細書では、HEVC方式に準ずる方式で符号化および復号する場合を例にして説明したが、本開示の適用範囲はこれに限らない。ループフィルタ処理のいずれかとスケーラブル符号化を行う符号化装置、および、対応する復号装置であれば、他の方式の符号化装置および復号装置に適用することもできる。
 なお、本開示の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
 例えば、本開示は、1つの機能をネットワークを介して複数の装置で分担、共同して処理するクラウドコンピューティングの構成をとることができる。
 また、上述のフローチャートで説明した各ステップは、1つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
 さらに、1つのステップに複数の処理が含まれる場合には、その1つのステップに含まれる複数の処理は、1つの装置で実行する他、複数の装置で分担して実行することができる。
 なお、本開示は、以下のような構成もとることができる。
 (1)
 ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像を選択する画像選択部と、
 前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像の符号化データを復号する復号部と
 を備える復号装置。
 (2)
 前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像をアップサンプリングするアップサンプル部
 をさらに備え、
 前記復号部は、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記第1の階層の画像を用いて、前記符号化データを復号する
 ように構成された
 前記(1)に記載の復号装置。
 (3)
 前記ループフィルタ処理は、デブロックフィルタ処理である
 ように構成された
 前記(1)または(2)に記載の復号装置。
 (4)
 前記ループフィルタ処理は、適応オフセットフィルタ処理である
 ように構成された
 前記(1)乃至(3)のいずれかに記載の復号装置。
 (5)
 前記画像選択部は、前記符号化データの生成時に用いられた前記第1の階層の画像のループフィルタ処理の有無を表す情報に基づいて、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
 ように構成された
 前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の復号装置。
 (6)
 前記画像選択部は、前記第2の階層の画像の時間階層に基づいて、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
 ように構成された
 前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の復号装置。
 (7)
 前記画像選択部は、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像を用いて符号化される前記第2の階層の画像の最上位の時間階層を表す情報と、前記第2の階層の画像の時間階層とに基づいて、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
 ように構成された
 前記(6)に記載の復号装置。
 (8)
 前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像と前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像をアップサンプリングするアップサンプル部
 をさらに備え、
 前記画像選択部は、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
 ように構成された
 前記(1)乃至(4)のいずれかに記載の復号装置。
 (9)
 前記画像選択部は、前記符号化データの復号に用いる前記第1の階層の画像を特定するインデックスに基づいて、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択し、
 前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を特定するインデックスは、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像を特定するインデックスに比べて小さい
 ように構成された
 前記(8)に記載の復号装置。
 (10)
 復号装置が、
 ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像を選択する画像選択ステップと、
 前記画像選択ステップの処理により選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像の符号化データを復号する復号ステップと
 を含む復号方法。
 (11)
 ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像を選択する画像選択部と、
 前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像を符号化し、符号化データを生成する符号化部と
 を備える符号化装置。
 (12)
 前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像をアップサンプリングするアップサンプル部
 をさらに備え、
 前記符号化部は、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記第1の階層の画像を用いて、前記第2の階層の画像を符号化する
 ように構成された
 前記(11)に記載の符号化装置。
 (13)
 前記ループフィルタ処理は、デブロックフィルタ処理である
 ように構成された
 前記(11)または(12)に記載の符号化装置。
 (14)
 前記ループフィルタ処理は、適応オフセットフィルタ処理である
 ように構成された
 前記(11)乃至(13)のいずれかに記載の符号化装置。
 (15)
 前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像のループフィルタ処理の有無を表す情報を伝送する伝送部
 をさらに備える
 ように構成された
 前記(11)乃至(14)のいずれかに記載の符号化装置。
 (16)
 前記画像選択部は、前記第2の階層の画像の時間階層に基づいて、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
 ように構成された
 前記(11)乃至(14)のいずれかに記載の符号化装置。
 (17)
 前記符号化部により前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像を用いて符号化される前記第2の階層の画像の最上位の時間階層を表す情報を伝送する伝送部
 をさらに備える
 ように構成された
 前記(16)に記載の符号化装置。
 (18)
 前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像と前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像をアップサンプリングするアップサンプル部
 をさらに備え、
 前記画像選択部は、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像と、前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像とを参照画像の候補とした予測結果に基づいて、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
 ように構成された
 前記(11)乃至(14)のいずれかに記載の符号化装置。
 (19)
 前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像を特定するインデックスを伝送する伝送部
 をさらに備え、
 前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を特定するインデックスは、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像を特定するインデックスに比べて小さい
 ように構成された
 前記(18)に記載の符号化装置。
 (20)
 符号化装置が、
 ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像を選択する画像選択ステップと、
 前記画像選択ステップの処理により選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像を符号化し、符号化データを生成する符号化ステップと
 を含む符号化方法。
 30 符号化装置, 34 伝送部, 73 演算部, 91 画像選択部, 92,93 アップサンプル部, 160 復号装置, 205 加算部, 216 画像選択部, 217,218 アップサンプル部, 261 画像選択部, 302 画像選択部

Claims (20)

  1.  ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像を選択する画像選択部と、
     前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像の符号化データを復号する復号部と
     を備える復号装置。
  2.  前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像をアップサンプリングするアップサンプル部
     をさらに備え、
     前記復号部は、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記第1の階層の画像を用いて、前記符号化データを復号する
     ように構成された
     請求項1に記載の復号装置。
  3.  前記ループフィルタ処理は、デブロックフィルタ処理である
     ように構成された
     請求項1に記載の復号装置。
  4.  前記ループフィルタ処理は、適応オフセットフィルタ処理である
     ように構成された
     請求項1に記載の復号装置。
  5.  前記画像選択部は、前記符号化データの生成時に用いられた前記第1の階層の画像のループフィルタ処理の有無を表す情報に基づいて、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
     ように構成された
     請求項1に記載の復号装置。
  6.  前記画像選択部は、前記第2の階層の画像の時間階層に基づいて、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
     ように構成された
     請求項1に記載の復号装置。
  7.  前記画像選択部は、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像を用いて符号化される前記第2の階層の画像の最上位の時間階層を表す情報と、前記第2の階層の画像の時間階層とに基づいて、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
     ように構成された
     請求項6に記載の復号装置。
  8.  前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像と前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像をアップサンプリングするアップサンプル部
     をさらに備え、
     前記画像選択部は、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
     ように構成された
     請求項1に記載の復号装置。
  9.  前記画像選択部は、前記符号化データの復号に用いる前記第1の階層の画像を特定するインデックスに基づいて、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択し、
     前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を特定するインデックスは、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像を特定するインデックスに比べて小さい
     ように構成された
     請求項8に記載の復号装置。
  10.  復号装置が、
     ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像を選択する画像選択ステップと、
     前記画像選択ステップの処理により選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像の符号化データを復号する復号ステップと
     を含む復号方法。
  11.  ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像を選択する画像選択部と、
     前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像を符号化し、符号化データを生成する符号化部と
     を備える符号化装置。
  12.  前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像をアップサンプリングするアップサンプル部
     をさらに備え、
     前記符号化部は、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記第1の階層の画像を用いて、前記第2の階層の画像を符号化する
     ように構成された
     請求項11に記載の符号化装置。
  13.  前記ループフィルタ処理は、デブロックフィルタ処理である
     ように構成された
     請求項11に記載の符号化装置。
  14.  前記ループフィルタ処理は、適応オフセットフィルタ処理である
     ように構成された
     請求項11に記載の符号化装置。
  15.  前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像のループフィルタ処理の有無を表す情報を伝送する伝送部
     をさらに備える
     ように構成された
     請求項11に記載の符号化装置。
  16.  前記画像選択部は、前記第2の階層の画像の時間階層に基づいて、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
     ように構成された
     請求項11に記載の符号化装置。
  17.  前記符号化部により前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像を用いて符号化される前記第2の階層の画像の最上位の時間階層を表す情報を伝送する伝送部
     をさらに備える
     ように構成された
     請求項16に記載の符号化装置。
  18.  前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像と前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像をアップサンプリングするアップサンプル部
     をさらに備え、
     前記画像選択部は、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像と、前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像とを参照画像の候補とした予測結果に基づいて、前記アップサンプル部によりアップサンプリングされた前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像または前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を選択する
     ように構成された
     請求項11に記載の符号化装置。
  19.  前記画像選択部により選択された前記第1の階層の画像を特定するインデックスを伝送する伝送部
     をさらに備え、
     前記ループフィルタ処理後の第1の階層の画像を特定するインデックスは、前記ループフィルタ処理前の第1の階層の画像を特定するインデックスに比べて小さい
     ように構成された
     請求項18に記載の符号化装置。
  20.  符号化装置が、
     ループフィルタ処理前の第1の階層の画像またはループフィルタ処理後の前記第1の階層の画像を選択する画像選択ステップと、
     前記画像選択ステップの処理により選択された前記第1の階層の画像を用いて、第2の階層の画像を符号化し、符号化データを生成する符号化ステップと
     を含む符号化方法。
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