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JP6190361B2 - 算術復号装置、画像復号装置、算術符号化装置、および画像符号化装置 - Google Patents

算術復号装置、画像復号装置、算術符号化装置、および画像符号化装置 Download PDF

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Description

本発明は、算術符号化された符号化データを復号する算術復号装置、および、そのような算術復号装置を備えている画像復号装置に関する。また、算術符号化された符号化データを生成する算術符号化装置、および、そのような算術符号化装置を備えている画像符号化装置に関する。
動画像を効率的に伝送または記録するために、動画像を符号化することによって符号化データを生成する動画像符号化装置（画像符号化装置）、および、当該符号化データを復号することによって復号画像を生成する動画像復号装置（画像復号装置）が用いられている。
具体的な動画像符号化方式としては、例えば、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４．ＡＶＣ、その後継コーデックであるＨＥＶＣ（High-Efficiency Video Coding）にて提案されている方式（非特許文献１）などが挙げられる。
このような動画像符号化方式においては、動画像を構成する画像（ピクチャ）は、画像を分割することにより得られるスライス、スライスを分割することにより得られる符号化単位（コーディングユニット（Coding Unit）と呼ばれることもある）、及び、符号化単位を分割することより得られるブロックおよびパーティションからなる階層構造により管理され、普通、ブロックごとに符号化／復号される。
また、このような符号化方式においては、通常、入力画像を符号化及び復号することによって得られる局所復号画像に基づいて予測画像が生成され、当該予測画像と入力画像との差分画像（「残差画像」または「予測残差」と呼ぶこともある）をブロック毎にＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換等の周波数変換を施すことによって得られる変換係数が符号化される。
変換係数の具体的な符号化の方式としては、コンテキスト適応型可変長符号化（CAVLC：Context-based Adaptive Variable Length Coding）、および、コンテキスト適応型２値算術符号化（CABAC：Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding）が知られている。
ＣＡＬＶＣでは、各変換係数を順次スキャンすることによって１次元のベクトルとした後、各変換係数の値を示すシンタックス、および、連続する０の長さ（ランとも呼ぶ）を表すシンタックス等が符号化される。
ＣＡＢＡＣでは、変換係数を表す各種のシンタックスに対して２値化処理が施され、この２値化処理によって得られた２値データが算術符号化される。ここで、上記各種のシンタックスとしては、変換係数が０であるか否かを示すフラグ、すなわち非０変換係数の有無を示すフラグsignificant_coeff_flag（変換係数有無フラグとも呼ぶ）、並びに、処理順で最後の非０変換係数の位置を示すシンタックスlast_significant_coeff_x及びlast_significant_coeff_yなどが挙げられる。
また、ＣＡＢＡＣでは、シンボル（２値データの１ビット、Ｂｉｎとも呼ぶ）を１つ符号化する際、処理対象の周波数成分に割り付けられたコンテキストインデックスが参照され、当該コンテキストインデックスによって指定されるコンテキスト変数に含まれる確率状態インデックスの指し示す発生確率に応じた算術符号化が行われる。また、確率状態インデックスによって指定される発生確率は、シンボルを１つ符号化する毎に更新される。
また、非特許文献１では、非０変換係数の符号化方法として、２レイヤ符号化が採用されている。２レイヤ符号化とは、変換単位を複数のサブブロックに分割し、当該サブブロックに含まれる変換係数それぞれについて、変換係数が非０であるか否かを示すフラグ（significant_coeff_flag）を符号化するとともに、サブブロック単位で、非０変換係数が含まれているか否かを示すフラグ（significant_coeff_group_flag、またはcoded_sub_block_flagとも称する）を符号化する。
また、非特許文献１では、変換単位（Transform unit;ＴＵ）のサイズに応じて次のように符号化を行う。すなわち、小ＴＵ（４×４、８×８）では、サブブロックサイズとして、４×４または８×２が用いられ、位置ベースで周波数成分に割り付けるコンテキストが導出される。位置ベースでのコンテキスト導出では、周波数成分に対して、周波数領域内での当該周波数成分の位置に応じて定まるコンテキストインデックス（位置コンテキストとも呼ぶ）が割り付けられる。
また、大ＴＵ（１６×１６、３２×３２、１６×４、４×１６、３２×８、８×３２）では、サブブロックサイズとして、４×４が用いられ、周辺参照ベースで周波数成分に割り付けるコンテキストが導出される。周辺参照ベースでのコンテキスト導出では、周波数成分に対して、当該周波数成分の周辺の周波数成分における非０変換係数の数（すなわち、significant_coeff_flagが参照される）に応じて定まるコンテキストインデックス（周辺参照コンテキストとも呼ぶ）が割り付けられる。
これに対して、非特許文献２では、上述のような周辺参照ベースでのコンテキスト導出を廃止することが提案されており、ＨＥＶＣテストモデルの次のバージョン（ＨＭ７）では、この提案が採用される見通しとなっている。
非特許文献２では、隣接サブブロックに非０変換係数があるか否かに応じて、導出パターンを選択し、選択した導出パターンに従って、サブブロック内の位置からコンテキストインデックスを導出することが提案されている。
図５０〜５２を用いて、非特許文献２の提案内容を示すと次のとおりである。図５０に示す処理対象のサブブロックＸについて、サブブロックＸの右隣接サブブロックＡおよび下隣接サブブロックＢにおける非０変換係数の状態から以下のパターンを求める。
（パターン０） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のいずれにおいてもサブブロック係数有無フラグの値が０である場合。
（パターン１） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）においてサブブロック係数有無フラグの値が１であり、かつ下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）においてサブブロック係数有無フラグの値が０である場合。
（パターン２） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）においてサブブロック係数有無フラグの値が０であり、かつ下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）においてサブブロック係数有無フラグの値が１である場合。
（パターン３） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）の両方においてサブブロック係数有無フラグの値が１である場合。
非特許文献２によれば、上記パターンを示すパターンインデックスidxCGを、下記式（Ｘ）を用いて求める。
idxCG = significant_coeff_group_flag[xCG + 1][yCG] + (significant_coeff_group_flag[xCG][yCG + 1] << 1)・・・（Ｘ）
そして、パターンインデックスidxCGに応じて、図５１に示す方法で、サブブロックＸ内の座標（ｘＢ，ｙＢ）を用いてコンテキストインデックスを導出する。図５１を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。
（パターン０の場合）
パターン０の場合、sigCtx = (xB + yB <= 2) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
コンテキストインデックスの値は、図５２（ａ）に示すような配置となる。
（パターン１の場合）
パターン１の場合、sigCtx = (yB <= 1) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、図５２（ｂ）に示すように、サブブロックの第１行目および第２行目では、コンテキストインデックスの値が１となり、サブブロックの第３行目および第４行目では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン２の場合）
パターン２の場合、sigCtx = (xB <= 1) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、図５２（ｃ）に示すように、サブブロックの第１列目および第２列目では、コンテキストインデックスの値が１となり、サブブロックの第３列目および第４列目では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン３の場合）
パターン３の場合、sigCtx = (xB + yB <= 4) ? 2 : 1 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、パターン３の場合、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）の水平方向の座標ｘＢと、垂直方向の座標ｙＢとの和が４以下であれば、コンテキストインデックスの値は、“１”であり、そうでなければ、コンテキストインデックスの値は、“０”である。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図５２（ｄ）に示すような配置となる。
また、非特許文献３では、８×８ＴＵにおいて、スキャン方向毎に異なっていたサブブロックの形状を４×４サブブロックに統一し、さらに８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵにおいても、隣接サブブロックに非０変換係数があるか否かに応じて、導出パターンを選択し、選択した導出パターンに従って、サブブロック内の位置から変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスを導出することが提案されいる。また、非特許文献３によれば、輝度の８×８ＴＵに関して、スキャン方向が斜め方向スキャンである場合と、水平方向スキャンまたは垂直方向スキャンである場合とで、変換係数有無フラグに関するコンテキストを区別する提案がされている。言い換えれば、斜め方向スキャン時のコンテキストとは別に、水平方向スキャンと垂直方向スキャンとでコンテキストを共有している。
「Suggested bug-fixes for HEVC text specification draft 6（JCTVC-I0030）」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 9th Meeting: Geneva, CH, 27 April - 7 May 2012（２０１２年４月公開） 「Non-CE3: Simplified context derivation for significance map（JCTVC-I0296）」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 9th Meeting: Geneva, CH, 27 April - 7 May 2012（２０１２年４月公開） 「Removal of the 8x2/2x8 coefficient groups（JCTVC-J0256）」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 10th Meeting: Stockholm, SW, 11 - 20 July 2012（２０１２年７月公開）
しかしながら、上述の従来技術では、依然として、変換係数の符号化及び復号に係る処理が複雑であったり、符号化効率が十分でなかったりするという問題があった。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来の構成に比べて、変換係数の符号化及び復号に係る処理の簡素化によるハードウェア簡略化、および、符号化効率の向上を図ることのできる算術復号装置、画像復号装置、算術符号化装置、および画像符号化装置を実現することにある。
上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る算術復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換して得られる変換係数の符号化データを復号する算術復号装置であって、上記単位領域が複数のサブブロックに分割された該サブブロック毎に、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを示すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示す変換係数有無フラグに対応するコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに隣接する少なくとも２つの隣接サブブロックに上記非０変換係数を含まない場合、値が異なる３つの上記コンテキストインデックスを導出することを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る算術復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換して得られる変換係数の符号化データを復号する算術復号装置であって、上記単位領域が複数のサブブロックに分割された該サブブロック毎に、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを示すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示す変換係数有無フラグに対応するコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、導出された上記コンテキストインデックスの数は、処理対象のサブブロックに隣接する少なくとも２つの隣接サブブロックに上記非０変換係数を含むか否かに応じて、異なることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る画像復号装置は、上記算術復号装置と、上記算術復号装置によって復号された変換係数を逆周波数変換することによって残差画像を生成する逆周波数変換手段と、上記逆周波数変換手段によって生成された残差画像と、生成済みの復号画像から予測された予測画像とを加算することによって復号画像を生成する復号画像生成手段とを備えていることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る算術符号化装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換して得られる変換係数を表す各シンタックスを算術符号化する算術符号化装置であって、上記単位領域毎に複数のサブブロックに分割された該サブブロック毎に、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを符号化するサブブロック係数有無フラグ符号化手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示す変換係数有無フラグに対応するコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに隣接する少なくとも２つの隣接サブブロックに上記非０変換係数を含まない場合、値が異なる３つの上記コンテキストインデックスを導出することを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る算術符号化装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換して得られる変換係数を表す各シンタックスを算術符号化する算術符号化装置であって、上記単位領域毎に複数のサブブロックに分割された該サブブロック毎に、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを示すサブブロック係数有無フラグを符号化するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示す変換係数有無フラグに対応するコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、導出された上記コンテキストインデックスの数は、処理対象のサブブロックに隣接する少なくとも２つの隣接サブブロックに上記非０変換係数を含むか否かに応じて、異なることを特徴とする。
また、上記課題を解決するために、本発明の一実施形態に係る画像符号化装置は、符号化対象画像と予測画像との残差画像を単位領域毎に周波数変換することによって変換係数を生成する変換係数生成手段と、上記いずれかの算術符号化装置とを備え、上記算術符号化装置は、上記変換係数生成手段によって生成された変換係数であるシンタックスを算術符号化することによって符号化データを生成するものであることを特徴とする。
以上のように、本発明に係る算術復号装置では、コンテキストインデックス導出手段が、処理対象のサブブロックに隣接するいずれかのサブブロックにおいて非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応するコンテキストインデックスを、処理対象のサブブロックにおける処理対象の変換係数の位置に応じて導出する、構成である。
よって、実際の変換係数の発生確率に、より適合したコンテキスト導出パターンを実現することができ、これにより符号化効率の向上を図ることができる。
以上のように、本発明に係る算術復号装置では、コンテキストインデックス導出手段が、４×４サイズのサブブロックにおける座標を（ｘＢ，ｙＢ）（ただし、ｘＢを水平方向、ｙＢを垂直方向、サブブロック左上を原点（０，０）とする）とすると、上記サブブロックにおいて適用されるスキャン順が、斜め方向スキャンである場合において、判定された方向性が、垂直方向であるとき、（０，０）〜（０，３）、（１，０）〜（１，２）および（２，０）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを導出する一方で、判定された方向性が、水平方向であるとき、（０，０）〜（３，０）、（０，１）〜（２，１）および（０，２）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを導出する、構成である。
よって、サブブロック内でのコンテキストインデックスの切り替えを従来と比較し抑制することができる。このため、上述のように０と１の繰り返し数を定義するようなハードウェアでは、ハードウェアの実装が簡略化される。
以上のように、本発明に係る算術復号装置では、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段により判定された方向性に応じたスキャン順を用いて、変換係数を復号する変換係数復号手段を備える構成である。
上記構成によれば、変換係数の分布の方向性に応じたスキャン順を用いて、変換係数を復号することができる。このため、上述のように０と１の繰り返し数を定義するようなハードウェアでは、ハードウェアの実装が簡略化される。
以上のように、本発明に係る算術復号装置では、コンテキストインデックス導出手段が、サブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接する各サブブロックについて、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるサブブロックの数を計上する係数有サブブロック数計上手段により計上された数に応じて、処理対象の変換係数の上記処理対象のサブブロックにおける水平方向の座標および垂直方向の座標の和を用いてコンテキストインデックスを導出する構成である。
上記構成では、サブブロック係数有無フラグが、右隣接サブブロックにおけるものであるか、下隣接サブブロックにおけるものであるかを区別しないで済む等、ハードウェアの実装が簡略化されるという効果を奏する。
以上のように、本発明に係る算術復号装置では、コンテキストインデックス導出手段が、処理対象のサブブロックに隣接する各サブブロックについて復号されたサブブロック係数有無フラグの値のパターンを判定するパターン判定手段の判定結果に応じて、処理対象の変換係数の上記処理対象のサブブロックにおける水平方向および垂直方向それぞれの座標の２ビット表現における上位ビットを用いて、コンテキストインデックスを導出する構成である。
以上のように、本発明に係る算術復号装置は、４×４サイズのサブブロックを４分割して得られる２×２サイズの部分領域それぞれについて、該部分領域内のスキャン順を用いて、変換係数を復号する変換係数復号手段と、を備える構成である。
よって、スキャン順上において座標（例えば、スキャン順上隣り合う周波数成分の座標）が大幅に変化することを抑制することができるため、空間的に同種の特性を有する変換係数を順に復号することができる。その結果、符号化効率が向上する。
以上のように、本発明に係る算術復号装置では、コンテキストインデックス導出手段が、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグに基づいて、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段により判定された方向性に応じて、処理対象のサブブロックの処理対象の単位領域における座標を用いて、コンテキストインデックスを導出する構成である。
上記構成によれば、横エッジや、縦エッジが存在する可能性が高い場合において、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを用いるため、符号化効率の向上を図ることができる。
以上のように、本発明に係る算術復号装置では、コンテキストインデックス導出手段が、上記サブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックそれぞれについて、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かが判定された結果において、所定の数以上のサブブロックにおいて非０変換係数が少なくとも１つ含まれる場合、処理対象のサブブロックにおいて一様に、変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
よって、非０変換係数の発生確率が一様に高い場合、処理対象のサブブロックにおいて、一様に、変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出でき、符号化効率の向上を図ることができる。
以上に示したように、本発明によれば、従来の構成に比べて、変換係数の符号化及び復号に係る処理の簡素化によるハードウェア簡略化、および、符号化効率の向上を図ることができる。
なお、上記構成に対応する構成を有する算術符号化装置でも同様の効果を得ることができる。
本発明の実施形態に係る動画像復号装置の備える係数有無フラグ復号部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る動画像符号化装置によって生成され、動画像復号装置によって復号される符号化データのデータ構成を示す図であり、（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、ピクチャレイヤ、スライスレイヤ、ツリーブロックレイヤ、およびＣＵレイヤを示す図である。 （ａ）〜（ｈ）は、ＰＵ分割タイプのパターンを示す図であり、それぞれ、ＰＵ分割タイプが、２Ｎ×Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、２Ｎ×Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、および、２Ｎ×ｎＤの場合のパーティション形状について示している。（ｉ）〜（ｏ）は、正方形のノードを正方形または非正方形に４分木分割する分割方式について示す図であり。（ｉ）は、正方形の分割、（ｊ）は、横長の長方形の分割、（ｋ）は、縦長の長方形の分割、（ｌ）は、横長のノードの横長の分割、（ｍ）は、横長のノードの正方形の分割、（ｎ）は、縦長のノードの縦長の分割、および（ｏ）は、縦長のノードの正方形の分割を示している。 ブロックとサブブロックの関係を示す図である。（ａ）は、４×４ＴＵが４×４成分からなる１個のサブブロックから構成される例を示す。（ｂ）は、８×８ＴＵが４×４成分からなる４個のサブブロックから構成される例を示す。（ｃ）は、１６×１６ＴＵが４×４成分からなる１６個のサブブロックから構成される例を示す。 実施形態に係る復号処理及び符号化処理のスキャン順を説明するための図であって、（ａ）は、サブブロックスキャンが順スキャンである場合を示しており、（ｂ）は、サブブロック内スキャンが順スキャンである場合を示しており、（ｃ）は、サブブロックスキャンが逆スキャンである場合を示しており、（ｄ）は、サブブロック内スキャンが逆スキャンである場合を示している。 実施形態における非０変換係数の復号処理を説明するための図であって、（ａ）は、ＴＵサイズが８×８であるブロックが４×４のサイズのサブブロックに分割された場合に、順スキャンにて各周波数成分がスキャンされる場合のスキャン順を示しており、（ｂ）は、ＴＵサイズが８×８の周波数成分よりなる周波数領域における０でない変換係数（非０変化係数）を例示しており、（ｃ）は、復号対象の変換係数が、（ｂ）に示すものである場合の各サブブロックについて復号されたサブブロック係数有無フラグsignificant_coeff_group_flagの各値を示しており、（ｄ）は、復号対象の変換係数が、図８（ｂ）に示すものである場合の非０変換係数の有無を示すシンタックスsignificant_coeff_flagの各値を示しており、（ｅ）は、復号対象の変換係数が、（ｂ）に示すものである場合のシンタックスcoeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flag、及びcoeff_abs_level_remainingを復号することによって得られた各変換係数の絶対値を示しており、（ｆ）は、復号対象の変換係数が、（ｂ）に示すものである場合のシンタックスcoeff_sign_flagを示している。 実施形態に係る動画像復号装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る動画像復号装置の備える可変長符号復号部の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る動画像復号装置において利用可能なイントラ予測の方向について示す図である。 イントラ予測モードと、当該イントラ予測モードに対応付けられている名前とを示す図である。 本発明の実施形態に係る動画像復号装置の備える量子化残差情報復号部の構成を示すブロック図である。 イントラ予測モードインデックスIntraPredModeと、log2TrafoSize-2の各値とによって指定されるスキャンインデックスscanIdxの例を示す表である。 スキャンインデックスを説明するための図であって、（ａ）は、スキャンインデックスscanIdxの各値によって指定されるスキャンタイプScanTypeを示しており、（ｂ）は、ＴＵサイズが４×４であるときの、水平方向優先スキャン（horizontal fast scan）を示し、（ｃ）は、ＴＵサイズが４×４であるときの、垂直方向優先スキャン（vertical fast scan）、及び、（ｄ）は、ＴＵサイズが４×４であるときの、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）の各スキャンのスキャン順の一例を示している。なお、（ｂ）に示す水平方向優先スキャンは、サブブロックを上下半分に分割した小サブブロック単位に、水平方向へ斜め１列毎に係数をスキャンすることを特徴とし、（ｃ）に示す垂直方向優先スキャンは、サブブロックを左右半分に分割した小サブブロック単位に垂直方向へ斜め１列毎に係数をスキャンすることを特徴としている。 ブロックおよびサブブロックのスキャン順について示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、ＴＵサイズが８×８であり、かつ、サブブロックサイズが４×４であるとき、スキャンインデックスscanIdxで指定される各スキャンタイプのスキャン順の一例を示している。また、（ａ）〜（ｃ）に示す各例における矢印は、順スキャン方向を示している。なお、（ａ）に示す水平方向優先スキャンは、サブブロックを上下半分に分割した小サブブロック単位に、水平方向へ斜め１列毎に係数をスキャンすることを特徴とし、（ｂ）に示す垂直方向優先スキャンは、サブブロックを左右半分に分割した小サブブロック単位に垂直方向へ斜め１列毎に係数をスキャンすることを特徴としている。 ブロックおよびサブブロックのスキャン順について示す図である。（ａ）〜（ｃ）は、ＴＵサイズが８×８であり、かつ、サブブロックサイズが異なるとき、スキャンインデックスscanIdxで指定される各スキャンタイプのスキャン順の一例を示している。また、（ａ）〜（ｃ）に示す各例における矢印は、順スキャン方向を示している。なお、（ａ）に示す水平方向優先スキャンは、横長のサブブロック単位に、水平方向へ斜め１列毎に係数をスキャンすることを特徴とし、（ｂ）に示す垂直方向優先スキャンは、縦長のサブブロックを単位に垂直方向へ斜め１列毎に係数をスキャンすることを特徴としている。 実施形態に係るサブブロック係数有無フラグ復号部の構成を示すブロック図である。 実施形態に係るサブブロック係数有無フラグ復号部による復号処理を説明するための図であって、（ａ）は、対象サブブロック（ｘＣＧ、ｙＣＧ）と、対象サブブロックの下側に隣接する隣接サブブロック（ｘＣＧ、ｙＣＧ＋１）とを示しており、（ｂ）は、対象サブブロック（ｘＣＧ、ｙＣＧ）と、対象サブブロックの右側に隣接する隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１、ｙＣＧ）とを示しており、（ｃ）は、対象サブブロック（ｘＣＧ、ｙＣＧ）と、対象サブブロックの下側に隣接する隣接サブブロック（ｘＣＧ、ｙＣＧ＋１）と、対象サブブロックの右側に隣接する隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１、ｙＣＧ）とを示している。 実施形態に係るサブブロック係数有無フラグ符号化及び復号処理を説明するための図であって、（ａ）は、１６×１６ＴＵの周波数領域に存在する変換係数を示しており、（ｂ）は、各サブブロックに割り付けられたサブブロック係数有無フラグを示している。 パターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードの一例を示す図である。 図２０に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 サブブロック内のスキャン順を示す図である。 隣接サブブロックに非０変換係数があるか否かの状態に応じて、対象サブブロック内のスキャン順を変更する変形例を示す図である。 パターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードの他の例を示す図である。 図２３に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 パターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードの別の例を示す図である。 図２５に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 サブブロック内の４つの２×２部分領域におけるスキャン順について説明する図である。 パターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードのさらに別の例を示す図である。 図２８に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 変形例５に係るコンテキストインデックス導出方法を実行するための疑似コードの一般的構成を示す図である。 図３０に示す疑似コードにおいて、具体的な閾値を設定したときのコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 図３０に示す疑似コードにおいて、別の閾値を設定したときのコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 図３０に示す疑似コードおいて、別の閾値を設定したときのコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 パターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードのさらに別の例を示す図である。 図３３に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 処理対象のサブブロックＸに対して、右隣接サブブロックＡ、下隣接サブブロックＢ、および、右下隣接サブブロックＣの位置について示す図である。 パターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードのさらに別の例を示す図である。 図３７に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 上記動画像復号装置に含まれる変換係数復号部による変換係数復号処理の流れを示すフローチャートである。 サブブロック係数有無フラグを復号する処理をより具体的に説明するためのフローチャートである。 サブブロック内の各非ゼロ変換係数有無フラグsignificant_coeff_flagを復号する処理をより具体的に説明するためのフローチャートである。 係数有無フラグ復号部におけるコンテキストインデックスの導出処理の流れの一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る動画像符号化装置の備える可変長符号符号化部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る動画像符号化装置の備える量子化残差情報符号化部の構成を示すブロック図である。 実施形態に係るサブブロック係数有無フラグ符号化部の構成を示すブロック図である。 実施形態に係る係数有無フラグ符号化部の第２の構成例を示すブロック図である。 上記動画像符号化装置を搭載した送信装置、および、上記動画像復号装置を搭載した受信装置の構成について示した図である。（ａ）は、動画像符号化装置を搭載した送信装置を示しており、（ｂ）は、動画像復号装置を搭載した受信装置を示している。 上記動画像符号化装置を搭載した記録装置、および、上記動画像復号装置を搭載した再生装置の構成について示した図である。（ａ）は、動画像符号化装置を搭載した記録装置を示しており、（ｂ）は、動画像復号装置を搭載した再生装置を示している。 処理対象のサブブロックＸに対して、右隣接サブブロックＡ、および下隣接サブブロックＢの位置について示す図である。 パターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードの従来例を示す図である。 図５１に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 図３０に示す疑似コードおいて、別の閾値を設定したときのコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 パターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードのさらに別の例を示す図である。 図５４に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 図２９に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現する別の疑似コードの一例である。 図３１に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現する別の疑似コードの一例である。 図３２に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現する別の疑似コードの一例である。 図３３に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現する別の疑似コードの一例である。 図５３に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現する別の疑似コードの一例である。 図３０に示す疑似コードにおいて、別の閾値を設定したときのコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。（変形例５−６） 変形例５−６に係るパターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するためのさらに別の疑似コードである。 図３０に示す疑似コードにおいて、別の閾値を設定したときのコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。（変形例５−７） 変形例５−７に係るパターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するためのさらに別の疑似コードである。 変形例８に係る係数有無フラグ復号部１２４における変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスの導出の動作を示すフローチャートである。 位置コンテキスト導出部１２４ｂにおいて、４×４ＴＵの各係数位置に割り当てるコンテキストインデックスの一例である。 図６５におけるステップＳＸ１０３−３のさらに詳細な動作を表わすフローチャートである。 変形例８に係る変換係数有無フラグのコンテキストインデックスの割当を表わす表である。 比較技術（非特許文献３）における変換係数有無フラグのコンテキストインデックスの割当を表わす表である。 変形例８−２に係るパターンインデックスidxCGとスキャン方向（スキャンインデックスscanIdx）に従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードである。 図７０に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 図７０に示す疑似コードにおいて、パターン０の水平方向優先スキャン、垂直方向優先スキャンの各重み係数と閾値に別の値を設定したときのコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。 変形例８−２に係るパターンインデックスidxCGとスキャン方向（スキャンインデックスscanIdx）に従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための別の例の疑似コードである。 比較技術（非特許文献３）におけるコンテキストインデックスのオフセット加算処理の動作の詳細を説明するフローチャートであって、図６５におけるステップＳＸ１０３に対応する動作の詳細を表わすフローチャートである。
本発明に係る復号装置および符号化装置の実施形態について図面に基づいて説明すれば以下のとおりである。なお、本実施形態に係る復号装置は、符号化データから動画像を復号するものである。したがって、以下では、これを「動画像復号装置」と呼称する。また、本実施形態に係る符号化装置は、動画像を符号化することによって符号化データを生成するものである。したがって、以下では、これを「動画像符号化装置」と呼称する。
ただし、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。すなわち、以下の説明からも明らかなように、本発明の特徴は複数のフレームを前提としなくとも成立するものである。すなわち、動画像を対象とするか静止画像を対象とするかを問わず、復号装置一般および符号化装置一般に適用できるものである。
〔符号化データ＃１の構成〕
図２を用いて、動画像符号化装置２によって生成され、動画像復号装置１によって復号される符号化データ＃１の構成例について説明する。符号化データ＃１は、例示的に、シーケンス、およびシーケンスを構成する複数のピクチャを含む。
シーケンスレイヤでは、処理対象のシーケンスを復号するために、動画像復号装置１が参照するデータの集合が規定されている。シーケンスレイヤにはシーケンスパラメータセットＳＰＳ、ピクチャパラメータセットＰＰＳ、ピクチャＰＩＣＴを含んでいる。
符号化データ＃１におけるピクチャレイヤ以下の階層の構造を図２に示す。図２の（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、ピクチャＰＩＣＴを規定するピクチャレイヤ、スライスＳを規定するスライスレイヤ、ツリーブロック（Tree block）ＴＢＬＫを規定するツリーブロックレイヤ、ツリーブロックＴＢＬＫに含まれる符号化単位（Coding Unit；ＣＵ）を規定するＣＵレイヤを示す図である。
（ピクチャレイヤ）
ピクチャレイヤでは、処理対象のピクチャＰＩＣＴ（以下、対象ピクチャとも称する）を復号するために動画像復号装置１が参照するデータの集合が規定されている。ピクチャＰＩＣＴは、図２の（ａ）に示すように、ピクチャヘッダＰＨ、及び、スライスＳ1〜ＳNSを含んでいる（ＮＳはピクチャＰＩＣＴに含まれるスライスの総数）。
なお、以下、スライスＳ1〜ＳNSのそれぞれを区別する必要が無い場合、符号の添え字を省略して記述することがある。また、以下に説明する符号化データ＃１に含まれるデータであって、添え字を付している他のデータについても同様である。
ピクチャヘッダＰＨには、対象ピクチャの復号方法を決定するために動画像復号装置１が参照する符号化パラメータ群が含まれている。
（スライスレイヤ）
スライスレイヤでは、処理対象のスライスＳ（対象スライスとも称する）を復号するために動画像復号装置１が参照するデータの集合が規定されている。スライスＳは、図２の（ｂ）に示すように、スライスヘッダＳＨ、及び、ツリーブロックＴＢＬＫ1〜ＴＢＬＫNC（ＮＣはスライスＳに含まれるツリーブロックの総数）を含んでいる。
スライスヘッダＳＨには、対象スライスの復号方法を決定するために動画像復号装置１が参照する符号化パラメータ群が含まれる。スライスタイプを指定するスライスタイプ指定情報（slice_type）は、スライスヘッダＳＨに含まれる符号化パラメータの一例である。
スライスタイプ指定情報により指定可能なスライスタイプとしては、（１）符号化の際にイントラ予測のみを用いるＩスライス、（２）符号化の際に単予測、又は、イントラ予測を用いるＰスライス、（３）符号化の際に単予測、双予測、又は、イントラ予測を用いるＢスライスなどが挙げられる。
また、スライスヘッダＳＨには、動画像復号装置１の備えるループフィルタによって参照されるフィルタパラメータＦＰが含まれている。フィルタパラメータＦＰは、フィルタ係数群を含んでいる。フィルタ係数群には、（１）フィルタのタップ数を指定するタップ数指定情報、（２）フィルタ係数a0〜aNT-1（NTは、フィルタ係数群に含まれるフィルタ係数の総数）、および、（３）オフセットが含まれる。
（ツリーブロックレイヤ）
ツリーブロックレイヤでは、処理対象のツリーブロックＴＢＬＫ（以下、対象ツリーブロックとも称する）を復号するために動画像復号装置１が参照するデータの集合が規定されている。
ツリーブロックＴＢＬＫは、ツリーブロックヘッダＴＢＬＫＨと、符号化単位情報ＣＵ１〜ＣＵＮＬ（ＮＬはツリーブロックＴＢＬＫに含まれる符号化単位情報の総数）とを含む。ここで、まず、ツリーブロックＴＢＬＫと、符号化単位情報ＣＵとの関係について説明すると次のとおりである。
ツリーブロックＴＢＬＫは、イントラ予測またはインター予測、および、変換の各処理ためのブロックサイズを特定するためのユニットに分割される。
ツリーブロックＴＢＬＫの上記ユニットは、再帰的な４分木分割により分割されている。この再帰的な４分木分割により得られる木構造のことを以下、符号化ツリー（coding tree）と称する。
以下、符号化ツリーの末端のノードであるリーフ（leaf）に対応するユニットを、符号化ノード（coding node）として参照する。また、符号化ノードは、符号化処理の基本的な単位となるため、以下、符号化ノードのことを、符号化単位（ＣＵ）とも称する。
つまり、符号化単位情報ＣＵ１〜ＣＵＮＬは、ツリーブロックＴＢＬＫを再帰的に４分木分割して得られる各符号化ノード（符号化単位）に対応する情報である。
また、符号化ツリーのルート（root）は、ツリーブロックＴＢＬＫに対応付けられる。換言すれば、ツリーブロックＴＢＬＫは、複数の符号化ノードを再帰的に含む４分木分割の木構造の最上位ノードに対応付けられる。
なお、各符号化ノードのサイズは、当該符号化ノードが直接に属する符号化ノード（すなわち、当該符号化ノードの１階層上位のノードのユニット）のサイズの縦横とも半分である。
また、各符号化ノードの取り得るサイズは、符号化データ＃１のシーケンスパラメータセットＳＰＳに含まれる、符号化ノードのサイズ指定情報および最大階層深度（maximum hierarchical depth）に依存する。例えば、ツリーブロックＴＢＬＫのサイズが６４×６４画素であって、最大階層深度が３である場合には、当該ツリーブロックＴＢＬＫ以下の階層における符号化ノードは、４種類のサイズ、すなわち、６４×６４画素、３２×３２画素、１６×１６画素、および８×８画素の何れかを取り得る。
（ツリーブロックヘッダ）
ツリーブロックヘッダＴＢＬＫＨには、対象ツリーブロックの復号方法を決定するために動画像復号装置１が参照する符号化パラメータが含まれる。具体的には、図２の（ｃ）に示すように、対象ツリーブロックの各ＣＵへの分割パターンを指定するツリーブロック分割情報ＳＰ＿ＴＢＬＫ、および、量子化ステップの大きさを指定する量子化パラメータ差分Δｑｐ（qp_delta）が含まれる。
ツリーブロック分割情報ＳＰ＿ＴＢＬＫは、ツリーブロックを分割するための符号化ツリーを表す情報であり、具体的には、対象ツリーブロックに含まれる各ＣＵの形状、サイズ、および、対象ツリーブロック内での位置を指定する情報である。
なお、ツリーブロック分割情報ＳＰ＿ＴＢＬＫは、ＣＵの形状やサイズを明示的に含んでいなくてもよい。例えばツリーブロック分割情報ＳＰ＿ＴＢＬＫは、対象ツリーブロック全体またはツリーブロックの部分領域を四分割するか否かを示すフラグ(split_coding_unit_flag)の集合であってもよい。その場合、ツリーブロックの形状やサイズを併用することで各ＣＵの形状やサイズを特定できる。
また、量子化パラメータ差分Δｑｐは、対象ツリーブロックにおける量子化パラメータｑｐと、当該対象ツリーブロックの直前に符号化されたツリーブロックにおける量子化パラメータｑｐ’との差分ｑｐ−ｑｐ’である。
（ＣＵレイヤ）
ＣＵレイヤでは、処理対象のＣＵ（以下、対象ＣＵとも称する）を復号するために動画像復号装置１が参照するデータの集合が規定されている。
ここで、符号化単位情報ＣＵに含まれるデータの具体的な内容の説明をする前に、ＣＵに含まれるデータの木構造について説明する。符号化ノードは、予測ツリー（prediction tree；ＰＴ）および変換ツリー（transform tree；ＴＴ）のルートのノードとなる。予測ツリーおよび変換ツリーについて説明すると次のとおりである。
予測ツリーにおいては、符号化ノードが１または複数の予測ブロックに分割され、各予測ブロックの位置とサイズとが規定される。別の表現でいえば、予測ブロックは、符号化ノードを構成する１または複数の重複しない領域である。また、予測ツリーは、上述の分割により得られた１または複数の予測ブロックを含む。
予測処理は、この予測ブロックごとに行われる。以下、予測の単位である予測ブロックのことを、予測単位（prediction unit；ＰＵ）とも称する。
予測ツリーにおける分割の種類は、大まかにいえば、イントラ予測の場合と、インター予測の場合との２つがある。
イントラ予測の場合、分割方法は、２Ｎ×２Ｎ（符号化ノードと同一サイズ）と、Ｎ×Ｎとがある。
また、インター予測の場合、分割方法は、２Ｎ×２Ｎ（符号化ノードと同一サイズ）、２Ｎ×Ｎ、Ｎ×２Ｎ、および、Ｎ×Ｎなどがある。
また、変換ツリーにおいては、符号化ノードが１または複数の変換ブロックに分割され、各変換ブロックの位置とサイズとが規定される。別の表現でいえば、変換ブロックは、符号化ノードを構成する１または複数の重複しない領域のことである。また、変換ツリーは、上述の分割より得られた１または複数の変換ブロックを含む。
変換処理は、この変換ブロックごとに行われる。以下、変換の単位である変換ブロックのことを、変換単位（transform unit；ＴＵ）とも称する。ＴＵのサイズは、変換ブロックの横幅と対数log2TrafoWidthと縦幅の対数値log2TrafoHeightで表される。ＴＵのサイズはまた、以下の式で得られる値log2TrafoSizeでも表される。
log2TrafoSize = ( log2TrafoWidth + log2TrafoHeight ) >> 1
以下、横幅Ｗ×縦幅Ｈのサイズを有するＴＵをＷ×ＨＴＵと呼ぶ（例：４×４ＴＵ）。
（符号化単位情報のデータ構造）
続いて、図２の（ｄ）を参照しながら符号化単位情報ＣＵに含まれるデータの具体的な内容について説明する。図２の（ｄ）に示すように、符号化単位情報ＣＵは、具体的には、スキップモードフラグＳＫＩＰ、ＣＵ予測タイプ情報Ｐｒｅｄ＿ｔｙｐｅ、ＰＴ情報ＰＴＩ、および、ＴＴ情報ＴＴＩを含む。
［スキップフラグ］
スキップフラグＳＫＩＰは、対象ＣＵについて、スキップモードが適用されているか否かを示すフラグであり、スキップフラグＳＫＩＰの値が１の場合、すなわち、対象ＣＵにスキップモードが適用されている場合、その符号化単位情報ＣＵにおけるＰＴ情報ＰＴＩは省略される。なお、スキップフラグＳＫＩＰは、Ｉスライスでは省略される。
［ＣＵ予測タイプ情報］
ＣＵ予測タイプ情報Ｐｒｅｄ＿ｔｙｐｅは、ＣＵ予測方式情報ＰｒｅｄＭｏｄｅおよびＰＵ分割タイプ情報ＰａｒｔＭｏｄｅを含む。ＣＵ予測タイプ情報のことを単に予測タイプ情報と呼ぶこともある。
ＣＵ予測方式情報ＰｒｅｄＭｏｄｅは、対象ＣＵに含まれる各ＰＵについての予測画像生成方法として、イントラ予測（イントラＣＵ）、および、インター予測（インターＣＵ）のいずれを用いるのかを指定するものである。なお、以下では、対象ＣＵにおける、スキップ、イントラ予測、および、インター予測の種別を、ＣＵ予測モードと称する。
ＰＵ分割タイプ情報ＰａｒｔＭｏｄｅは、対象符号化単位（ＣＵ）の各ＰＵへの分割のパターンであるＰＵ分割タイプを指定するものである。以下、このように、ＰＵ分割タイプに従って、対象符号化単位（ＣＵ）を各ＰＵへ分割することをＰＵ分割と称する。
ＰＵ分割タイプ情報ＰａｒｔＭｏｄｅは、例示的には、ＰＵ分割パターンの種類を示すインデックスであってもよいし、対象予測ツリーに含まれる各ＰＵの形状、サイズ、および、対象予測ツリー内での位置が指定されていてもよい。
なお、選択可能なＰＵ分割タイプは、ＣＵ予測方式とＣＵサイズに応じて異なる。また、さらにいえば、選択可能なＰＵ分割タイプは、インター予測およびイントラ予測それぞれの場合において異なる。また、ＰＵ分割タイプの詳細については後述する。
［ＰＴ情報］
ＰＴ情報ＰＴＩは、対象ＣＵに含まれるＰＴに関する情報である。言い換えれば、ＰＴ情報ＰＴＩは、ＰＴに含まれる１または複数のＰＵそれぞれに関する情報の集合である。上述のとおり予測画像の生成は、ＰＵを単位として行われるので、ＰＴ情報ＰＴＩは、動画像復号装置１によって予測画像が生成される際に参照される。ＰＴ情報ＰＴＩは、図２の（ｄ）に示すように、各ＰＵにおける予測情報等を含むＰＵ情報ＰＵＩ１〜ＰＵＩＮＰ（ＮＰは、対象ＰＴに含まれるＰＵの総数）を含む。
予測情報ＰＵＩは、予測タイプ情報Ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅが何れの予測方法を指定するのかに応じて、イントラ予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｒａ、または、インター予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｅｒを含む。以下では、イントラ予測が適用されるＰＵをイントラＰＵとも呼称し、インター予測が適用されるＰＵをインターＰＵとも呼称する。
インター予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｅｒは、動画像復号装置１が、インター予測によってインター予測画像を生成する際に参照される符号化パラメータを含む。
インター予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｅｒとしては、例えば、マージフラグ（ｍｅｒｇｅ＿ｆｌａｇ）、マージインデックス（ｍｅｒｇｅ＿ｉｄｘ）、推定動きベクトルインデックス（ｍｖｐ＿ｉｄｘ）、参照画像インデックス（ｒｅｆ＿ｉｄｘ）、インター予測フラグ（ｉｎｔｅｒ＿ｐｒｅｄ＿ｆｌａｇ）、および動きベクトル残差（ｍｖｄ）が挙げられる。
イントラ予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｒａは、動画像復号装置１が、イントラ予測によってイントラ予測画像を生成する際に参照される符号化パラメータを含む。
イントラ予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｒａとしては、例えば、推定予測モードフラグ、推定予測モードインデックス、および、残余予測モードインデックスが挙げられる。
なお、イントラ予測パラメータには、ＰＣＭモードを用いるか否かを示すＰＣＭモードフラグが含まれていてもよい。ＰＣＭモードフラグが符号化されている場合であって、ＰＣＭモードフラグがＰＣＭモードを用いることを示しているときには、予測処理（イントラ）、変換処理、および、エントロピー符号化の各処理が省略される。
［ＴＴ情報］
ＴＴ情報ＴＴＩは、ＣＵに含まれるＴＴに関する情報である。言い換えれば、ＴＴ情報ＴＴＩは、ＴＴに含まれる１または複数のＴＵそれぞれに関する情報の集合であり、動画像復号装置１により残差データを復号する際に参照される。なお、以下、ＴＵのことをブロックと称することもある。
ＴＴ情報ＴＴＩは、図２の（ｄ）に示すように、対象ＣＵの各変換ブロックへの分割パターンを指定するＴＴ分割情報ＳＰ＿ＴＵ、および、ＴＵ情報ＴＵＩ1〜ＴＵＩNT（ＮＴは、対象ＣＵに含まれるブロックの総数）を含んでいる。
ＴＴ分割情報ＳＰ＿ＴＵは、具体的には、対象ＣＵに含まれる各ＴＵの形状、サイズ、および、対象ＣＵ内での位置を決定するための情報である。例えば、ＴＴ分割情報ＳＰ＿ＴＵは、対象となるノードの分割を行うのか否かを示す情報（split_transform_flag）と、その分割の深度を示す情報（trafoDepth）とから実現することができる。
また、例えば、ＣＵのサイズが、６４×６４の場合、分割により得られる各ＴＵは、３２×３２画素から４×４画素までのサイズを取り得る。
ＴＵ情報ＴＵＩ1〜ＴＵＩNTは、ＴＴに含まれる１または複数のＴＵそれぞれに関する個別の情報である。例えば、ＴＵ情報ＴＵＩは、量子化予測残差（量子化残差とも呼ぶ）を含んでいる。
各量子化予測残差は、動画像符号化装置２が以下の処理１〜３を、処理対象のブロックである対象ブロックに施すことによって生成した符号化データである。
処理１：符号化対象画像から予測画像を減算した予測残差を周波数変換（例えばＤＣＴ変換（Discrete Cosine Transform））する；
処理２：処理１にて得られた変換係数を量子化する；
処理３：処理２にて量子化された変換係数を可変長符号化する；
なお、上述した量子化パラメータｑｐは、動画像符号化装置２が変換係数を量子化する際に用いた量子化ステップＱＰの大きさを表す（ＱＰ＝２qp/6）。
（ＰＵ分割タイプ）
ＰＵ分割タイプには、対象ＣＵのサイズを２Ｎ×２Ｎ画素とすると、次の合計８種類のパターンがある。すなわち、２Ｎ×２Ｎ画素、２Ｎ×Ｎ画素、Ｎ×２Ｎ画素、およびＮ×Ｎ画素の４つの対称的分割（symmetric splittings）、並びに、２Ｎ×ｎＵ画素、２Ｎ×ｎＤ画素、ｎＬ×２Ｎ画素、およびｎＲ×２Ｎ画素の４つの非対称的分割（asymmetric splittings）である。なお、Ｎ＝２ｍ（ｍは１以上の任意の整数）を意味している。以下、対称ＣＵを分割して得られる領域のことをパーティションとも称する。
図３の（ａ）〜（ｈ）に、それぞれの分割タイプについて、ＣＵにおけるＰＵ分割の境界の位置を具体的に図示している。
図３の（ａ）は、ＣＵの分割を行わない２Ｎ×２ＮのＰＵ分割タイプを示している。また、図３の（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は、それぞれ、ＰＵ分割タイプが、２Ｎ×Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、および、２Ｎ×ｎＤである場合のパーティションの形状について示している。また、図３の（ｅ）、（ｆ）、および（ｇ）は、それぞれ、ＰＵ分割タイプが、Ｎ×２Ｎ、ｎＬ×２Ｎ、および、ｎＲ×２Ｎである場合のパーティションの形状について示している。また、図３の（ｈ）は、ＰＵ分割タイプが、Ｎ×Ｎである場合のパーティションの形状を示している。
図３の（ａ）および（ｈ）のＰＵ分割タイプのことを、そのパーティションの形状に基づいて、正方形分割とも称する。また、図３の（ｂ）〜（ｇ）のＰＵ分割タイプのことは、非正方形分割とも称する。
また、図３の（ａ）〜（ｈ）において、各領域に付した番号は、領域の識別番号を示しており、この識別番号順に、領域に対して処理が行われる。すなわち、当該識別番号は、領域のスキャン順を表している。
［インター予測の場合の分割タイプ］
インターＰＵでは、上記８種類の分割タイプのうち、Ｎ×Ｎ（図３の（ｈ））以外の７種類が定義されている。なお、上記６つの非対称的分割は、ＡＭＰ（Asymmetric Motion Partition）と呼ばれることもある。
また、Ｎの具体的な値は、当該ＰＵが属するＣＵのサイズによって規定され、ｎＵ、ｎＤ、ｎＬ、および、ｎＲの具体的な値は、Ｎの値に応じて定められる。例えば、１２８×１２８画素のインターＣＵは、１２８×１２８画素、１２８×６４画素、６４×１２８画素、６４×６４画素、１２８×３２画素、１２８×９６画素、３２×１２８画素、および、９６×１２８画素のインターＰＵへ分割することが可能である。
［イントラ予測の場合の分割タイプ］
イントラＰＵでは、次の２種類の分割パターンが定義されている。対象ＣＵを分割しない、すなわち対象ＣＵ自身が１つのＰＵとして取り扱われる分割パターン２Ｎ×２Ｎと、対象ＣＵを、４つのＰＵへと対称的に分割するパターンＮ×Ｎと、である。
したがって、イントラＰＵでは、図３に示した例でいえば、（ａ）および（ｈ）の分割パターンを取ることができる。
例えば、１２８×１２８画素のイントラＣＵは、１２８×１２８画素、および、６４×６４画素のイントラＰＵへ分割することが可能である。
（ＴＵ分割タイプ）
次に、図３（ｉ）〜（ｏ）を用いて、ＴＵ分割タイプについて説明する。ＴＵ分割のパターンは、ＣＵのサイズ、分割の深度（trafoDepth）、および対象ＰＵのＰＵ分割タイプにより定まる。
また、ＴＵ分割のパターンには、正方形の４分木分割と、非正方形の４分木分割とが含まれる。
図３の（ｉ）〜（ｋ）は、正方形のノードを正方形または非正方形に４分木分割する分割方式について示している。より具体的には、図３の（ｉ）は、正方形のノードを正方形に４分木分割する分割方式を示している。また、同図の（ｊ）は、正方形のノードを横長の長方形に４分木分割する分割方式を示している。そして、同図の（ｋ）は、正方形のノードを縦長の長方形に４分木分割する分割方式を示している。
また、図３の（ｌ）〜（ｏ）は、非正方形のノードを正方形または非正方形に４分木分割する分割方式について示している。より具体的には、図３の（ｌ）は、横長の長方形のノードを横長の長方形に４分木分割する分割方式を示している。また、同図の（ｍ）は、横長の長方形のノードを正方形に４分木分割する分割方式を示している。また、同図の（ｎ）は、縦長の長方形のノードを縦長の長方形に４分木分割する分割方式を示している。そして、同図の（ｏ）は、縦長の長方形のノードを正方形に４分木分割する分割方式を示している。
（量子化残差情報ＱＤの構成）
量子化残差情報ＱＤは、最後の非０変換係数の位置や、サブブロック内の非０変換係数の有無、各位置での非０変換係数の有無、変換係数のレベル、符号等の情報を含んでいてもよい。
例えば、量子化残差情報ＱＤは、シンタックスlast_significant_coeff_x、last_significant_coeff_y、significant_coeff_group_flag、significant_coeff_flag、coeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flag、coeff_sign_flag、coeff_abs_level_remainingを含む構成であってもよい。
変換係数は、低周波数側から高周波数側に向かって順次スキャンが行われる。このスキャン順を、順スキャンと呼ぶこともある。一方で、順スキャンとは逆に高周波数側から低周波数側のスキャンも用いられる。このスキャン順を、逆スキャンと呼ぶこともある。
シンタックスlast_significant_coeff_x及びlast_significant_coeff_yは、順スキャン方向に沿って最後の非０変換係数の位置を示すシンタックスである。なお、各シンタックスをさらにprefixとsuffixに分けて符号化しても構わない。ラスト係数位置のプレフィックスlast_significant_coeff_x_prefix、last_significant_coeff_y_prefixと、ラスト係数位置のサフィックスlast_significant_coeff_x_suffix、last_significant_coeff_y_suffixと、を用いて、ラスト係数位置が導出されても構わない。
シンタックスsignificant_coeff_flagは、非０変換係数を起点として逆スキャン方向に沿った各周波数成分について、非０変換係数の有無を示すシンタックスである。シンタックスsignificant_coeff_flagは、各ｘＣ、ｙＣについて、変換係数が０であれば０、変換係数が０でなければ１をとるフラグである。なお、シンタックスsignificant_coeff_flagを変換係数有無フラグ、または単に係数有無フラグとも呼称する。なお、significant_coeff_flagを独立のシンタックスとして扱わず、変換係数の絶対値を表すシンタックス（例えば、coeff_abs_level）に含まれるとしても良い。この場合、シンタックスcoeff_abs_levelの１ビット目がsignificant_coeff_flagに相当し、以下のsignificant_coeff_flagのコンテキストインテックスを導出する処理は、シンタックスcoeff_abs_levelの１ビット目のコンテキストインデックスを導出する処理に相当する。
動画像復号装置１の備える可変長符号復号部１１（後述）は、変換ブロックを複数のサブブロックに分割し、サブブロックを処理単位として、significant_coeff_group_flagの復号を行う。量子化残差情報ＱＤには、サブブロック単位で、サブブロック内に少なくとも１つの非０変換係数が存在するか否かを示すフラグ（サブブロック係数有無フラグsignificant_coeff_group_flag）が含まれる。
以下では、復号処理の概要について、図４〜図６を参照して説明する。
まず、図４を用いて、サブブロック分割の例について説明する。図４は、ブロックとサブブロックの関係を示す図である。図４（ａ）は、４×４ＴＵが４×４成分からなる１個のサブブロックから構成される例を示す。図４（ｂ）は、８×８ＴＵが４×４成分からなる４個のサブブロックから構成される例を示す。図４（ｃ）は、１６×１６ＴＵが４×４成分からなる１６個のサブブロックから構成される例を示す。なお、ＴＵサイズとサブブロックサイズの関係および分割方法はこの例に限らない。
図５（ａ）は、ブロックを分割して得られる複数の（図５（ａ）では４×４＝１６個の）サブブロックに対するスキャン順を示す図である。以下では、サブブロックを単位とするスキャンをサブブロックスキャンとも呼ぶ。サブブロックに対して図５（ａ）のようにスキャンが行われる場合、サブブロック内の各周波数領域に対して図５（ｂ）に示すスキャン順でスキャンが行われる。図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すスキャン順を「順スキャン」とも呼ぶ。
図５（ｃ）は、ブロックを分割して得られる複数の（図５（ｂ）では４×４＝１６個の）サブブロックに対するスキャン順を示す図である。サブブロックに対して図５（ｃ）のようにスキャンが行われる場合、サブブロック内の各周波数領域に対して図５（ｄ）に示すスキャン順でスキャンが行われる。図５（ｃ）及び図５（ｄ）に示すスキャン順を「逆スキャン」とも呼ぶ。
図６（ａ）〜（ｆ）の横軸は、水平方向周波数ｘＣ（０≦ｘＣ≦７）を表しており、縦軸は、垂直方向周波数ｙＣ（０≦ｙＣ≦７）を表している。以下の説明では、周波数領域に含まれる各部分領域のうち、水平方向周波数ｘＣ、および、垂直方向周波数ｙＣによって指定される部分領域を、周波数成分（ｘＣ、ｙＣ）とも呼称する。また、周波数成分（ｘＣ、ｙＣ）についての変換係数をＣｏｅｆｆ（ｘＣ、ｙＣ）とも表記する。変換係数Ｃｏｅｆｆ（０、０）は、ＤＣ成分を示しており、それ以外の変換係数は、ＤＣ成分以外の成分を表している。本明細書において、（ｘＣ、ｙＣ）を（ｕ、ｖ）と表記することもある。
図６（ａ）は、ＴＵサイズが８×８であるブロックが４×４のサイズのサブブロックに分割された場合に、順スキャンにて各周波数成分がスキャンされる場合のスキャン順を示す図である。
図６（ｂ）は、８×８の周波数成分からなる周波数領域における０でない変換係数（非０変換係数）を例示する図である。図６（ｂ）に示す例の場合、last_significant_coeff_x＝６、last_significant_coeff_y＝０である。
図６（ｃ）は、復号対象の変換係数が、図６（ｂ）に示すものである場合の各サブブロックについて復号されたサブブロック係数有無フラグsignificant_coeff_group_flagの各値を示す図である。少なくとも１つの非０変換係数を含むサブブロックに関するsignificant_coeff_group_flagは、値として１をとり、非０変換係数を１つも含まないサブブロックに関するsignificant_coeff_group_flagは、値として０をとる。
図６（ｄ）は、復号対象の変換係数が、図６（ｂ）に示すものである場合の非０変換係数の有無を示すシンタックスsignificant_coeff_flagの各値を示す図である。significant_coeff_group_flag＝１であるサブブロックに対しては、significant_coeff_flagは逆スキャン順に復号され、significant_coeff_group_flag＝０であるサブブロックに対しては、当該サブブロックに対するsignificant_coeff_flagの復号処理を行うことなく、当該サブブロックに含まれる全ての周波数成分に対するsignificant_coeff_flagが０に設定される（図６（ｄ）の左下のサブブロック）。
図６（ｅ）は、復号対象の変換係数が、図６（ｂ）に示すものである場合のシンタックスcoeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flag、及びcoeff_abs_level_remainingを復号することによって得られた各変換係数の絶対値を示している。
図６（ｆ）は、復号対象の変換係数が、図６（ｂ）に示すものである場合のシンタックスcoeff_sign_flagを示す図である。
各変換係数の値を示すシンタックスcoeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flag、及びcoeff_abs_level_remainingの復号は、モード（ハイスループットモード）により変化する。サブブロックの開始時には、ハイスループットモードがオフであり、サブブロック内の非０変換係数の数が所定の定数以上となった時点で、ハイスループットモードがオンとなる。ハイスループットモードでは、一部のシンタックスの復号をスキップする。
シンタックスcoeff_abs_level_greater1_flagは、変換係数の絶対値が１を越えるものであるのか否かを示すフラグであり、シンタックスsignificant_coeff_flagの値が１である周波数成分について符号化される。変換係数の絶対値が１を越えるものであるとき、coeff_abs_level_greater1_flagの値は１であり、そうでないときにcoeff_abs_level_greater1_flagの値は０である。なお、coeff_abs_level_greater1_flagの復号は、ハイスループットモードの場合にはスキップされる。
シンタックスcoeff_abs_level_greater2_flagは、変換係数の絶対値が２を越えるものであるのか否かを示すフラグであり、coeff_abs_level_greater1_flagの値が１であるときに符号化される。変換係数の絶対値が２を越えるものであるとき、coeff_abs_level_greater2_flagの値は１であり、そうでないときにcoeff_abs_level_greater2_flagの値は０である。なお、coeff_abs_level_greater2_flagの復号は、各サブブロックで１回目以降、及びハイスループットモードの場合にはスキップされる。
シンタックスcoeff_abs_level_remainingは、変換係数の絶対値が所定のベースレベルbaseLevelである場合に、当該変換係数の絶対値を指定するためのシンタックスであり、coeff_abs_level_greater1_flagの復号がスキップされる場合、coeff_abs_level_greater2_flagがスキップされcoeff_abs_level_greater1_flagが１の場合、coeff_abs_level_greater2_flagの値が１であるときに符号化される。シンタックスcoeff_abs_level_remainingの値は、変換係数の絶対値からbaseLevelを引いたものである。例えば、coeff_abs_level_remaining＝１は、変換係数の絶対値がbaseLevel＋１であることを示している。なお、baseLevelは以下のように定まる。
baseLevel ＝ １ （coeff_abs_level_greater1_flagの復号がスキップされた場合）
baseLevel ＝ ２ （上記以外でcoeff_abs_level_greater2_flagの復号がスキップされた場合）
baseLevel ＝ ３ （上記以外でcoeff_abs_level_greater2_flagが１の場合）
シンタックスcoeff_sign_flagは、変換係数の符号（正であるのか負であるのか）を示すフラグであり、サインハイディングが行われる場合を除き、シンタックスsignificant_coeff_flagの値が１である周波数成分について符号化される。シンタックスcoeff_sign_flagは、変換係数が正である場合に１をとり、変換係数が負である場合に０をとる。
なお、サインハイディングとは、変換係数の符号を明示的に符号化せず、計算により算出する方法を言う。
動画像復号装置１の備える可変長符号復号部１１は、シンタックスlast_significant_coeff_x、last_significant_coeff_y、significant_coeff_flag、coeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flag、coeff_sign_flag、coeff_abs_level_remainingを復号することにより、各周波数成分についての変換係数Ｃｏｅｆｆ（ｘＣ、ｙＣ）を生成することができる。
なお、特定の領域（例えばＴＵ）内の非０変換係数の集合をsignificance mapと呼ぶこともある。
各種シンタックスの復号処理の詳細については、後述することとし、続いて動画像復号装置１の構成について説明を行う。
〔動画像復号装置１〕
以下では、図１、図７〜図２６を参照して本実施形態に係る動画像復号装置１について説明する。動画像復号装置１は、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ規格の後継コーデックであるＨＥＶＣ（High-Efficiency Video Coding）にて提案されている技術を実装している復号装置である。
図７は、動画像復号装置１の構成を示すブロック図である。図７に示すように、動画像復号装置１は、可変長符号復号部１１、予測画像生成部１２、逆量子化・逆変換部１３、加算器１４、フレームメモリ１５、および、ループフィルタ１６を備えている。また、図７に示すように、予測画像生成部１２は、動きベクトル復元部１２ａ、インター予測画像生成部１２ｂ、イントラ予測画像生成部１２ｃ、および、予測方式決定部１２ｄを備えている。動画像復号装置１は、符号化データ＃１を復号することによって動画像＃２を生成するための装置である。
（可変長符号復号部１１）
図８は、可変長符号復号部１１の要部構成を示すブロック図である。図８に示すように、可変長符号復号部１１は、量子化残差情報復号部１１１、予測パラメータ復号部１１２、予測タイプ情報復号部１１３、および、フィルタパラメータ復号部１１４を備えている。
可変長符号復号部１１は、予測パラメータ復号部１１２にて、各パーティションに関する予測パラメータＰＰを、符号化データ＃１から復号し、予測画像生成部１２に供給する。具体的には、予測パラメータ復号部１１２は、インター予測パーティションに関しては、参照画像インデックス、推定動きベクトルインデックス、及び、動きベクトル残差を含むインター予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｅｒを符号化データ＃１から復号し、これらを動きベクトル復元部１２ａに供給する。一方、イントラ予測パーティションに関しては、推定予測モードフラグ、推定予測モードインデックス、および、残余予測モードインデックスを含むイントラ予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｒａを符号化データ＃１から復号し、これらをイントラ予測画像生成部１２ｃに供給する。
また、可変長符号復号部１１は、予測タイプ情報復号部１１３にて、各パーティションについての予測タイプ情報Ｐｒｅｄ＿ｔｙｐｅを符号化データ＃１から復号し、これを予測方式決定部１２ｄに供給する。更に、可変長符号復号部１１は、量子化残差情報復号部１１１にて、ブロックに関する量子化残差情報ＱＤ、及び、そのブロックを含むＴＵに関する量子化パラメータ差分Δｑｐを符号化データ＃１から復号し、これらを逆量子化・逆変換部１３に供給する。また、可変長符号復号部１１は、フィルタパラメータ復号部１１４にて、符号化データ＃１からフィルタパラメータＦＰを復号し、これをループフィルタ１６に供給する。なお、量子化残差情報復号部１１１の具体的な構成については後述するためここでは説明を省略する。
（予測画像生成部１２）
予測画像生成部１２は、各パーティションについての予測タイプ情報Ｐｒｅｄ＿ｔｙｐｅに基づいて、各パーティションがインター予測を行うべきインター予測パーティションであるのか、イントラ予測を行うべきイントラ予測パーティションであるのかを識別する。そして、前者の場合には、インター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒを生成すると共に、生成したインター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒを予測画像Ｐｒｅｄとして加算器１４に供給し、後者の場合には、イントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを生成すると共に、生成したイントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを加算器１４に供給する。なお、予測画像生成部１２は、処理対象ＰＵに対してスキップモードが適用されている場合には、当該ＰＵに属する他のパラメータの復号を省略する。
（動きベクトル復元部１２ａ）
動きベクトル復元部１２ａは、各インター予測パーティションに関する動きベクトルｍｖを、そのパーティションに関する動きベクトル残差と、他のパーティションに関する復元済みの動きベクトルｍｖ’とから復元する。具体的には、（１）推定動きベクトルインデックスにより指定される推定方法に従って、復元済みの動きベクトルｍｖ’から推定動きベクトルを導出し、（２）導出した推定動きベクトルと動きベクトル残差とを加算することによって動きベクトルｍｖを得る。なお、他のパーティションに関する復元済みの動きベクトルｍｖ’は、フレームメモリ１５から読み出すことができる。動きベクトル復元部１２ａは、復元した動きベクトルｍｖを、対応する参照画像インデックスＲＩと共に、インター予測画像生成部１２ｂに供給する。
（インター予測画像生成部１２ｂ）
インター予測画像生成部１２ｂは、画面間予測によって、各インター予測パーティションに関する動き補償画像ｍｃを生成する。具体的には、動きベクトル復元部１２ａから供給された動きベクトルｍｖを用いて、同じく動きベクトル復元部１２ａから供給された参照画像インデックスＲＩによって指定される適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦ’から動き補償画像ｍｃを生成する。ここで、適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦ’は、既にフレーム全体の復号が完了した復号済みの復号画像に対して、ループフィルタ１６によるフィルタ処理を施すことによって得られる画像であり、インター予測画像生成部１２ｂは、適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦ’を構成する各画素の画素値をフレームメモリ１５から読み出すことができる。インター予測画像生成部１２ｂによって生成された動き補償画像ｍｃは、インター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒとして予測方式決定部１２ｄに供給される。
（イントラ予測画像生成部１２ｃ）
イントラ予測画像生成部１２ｃは、各イントラ予測パーティションに関する予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを生成する。具体的には、まず、可変長符号復号部１１から供給されたイントラ予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｒａに基づいて予測モードを特定し、特定された予測モードを対象パーティションに対して、例えば、ラスタスキャン順に割り付ける。
ここで、イントラ予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｒａに基づく予測モードの特定は、以下のように行うことができる。（１）推定予測モードフラグを復号し、当該推定予測モードフラグが、処理対象である対象パーティションについての予測モードと、当該対象パーティションの周辺のパーティションに割り付けられた予測モードとが同一であることを示している場合には、対象パーティションに対して、当該対象パーティションの周辺のパーティションに割り付けられた予測モードを割り付ける。（２）一方で、推定予測モードフラグが、処理対象である対象パーティションについての予測モードと、当該対象パーティションの周辺のパーティションに割り付けられた予測モードとが同一でないことを示している場合には、残余予測モードインデックスを復号し、当該残余予測モードインデックスの示す予測モードを対象パーティションに対して割り付ける。
イントラ予測画像生成部１２ｃは、対象パーティションに割り付けられた予測モードの示す予測方法に従って、画面内予測によって、（局所）復号画像Ｐから予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを生成する。イントラ予測画像生成部１２ｃによって生成されたイントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａは、予測方式決定部１２ｄに供給される。なお、イントラ予測画像生成部１２ｃは、画面内予測によって、適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦから予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを生成する構成とすることも可能である。
図９を用いて、予測モードの定義について説明する。図９は、予測モードの定義を示している。同図に示すように、３６種類の予測モードが定義されており、それぞれの予測モードは、「０」〜「３５」の番号（イントラ予測モードインデックス）によって特定される。また、図１０に示すように、各予測モードには次のような名称が割り当てられている。すなわち、「０」は、“Intra_Planar（プラナー予測モード、平面予測モード）”であり、「１」は、“Intra DC(イントラＤＣ予測モード)”であり、「２」〜「３４」は、“Intra Angular（方向予測）”であり、「３５」は、“Intra From Luma”である。「３５」は、色差予測モード固有のものであり、輝度の予測に基づいて色差の予測を行うモードである。言い換えれば、色差予測モード「３５」は、輝度画素値と色差画素値との相関を利用した予測モードである。色差予測モード「３５」はＬＭモードとも称する。予測モード数（intraPredModeNum）は、対象ブロックのサイズによらず「３５」である。
（予測方式決定部１２ｄ）
予測方式決定部１２ｄは、各パーティションが属するＰＵについての予測タイプ情報Ｐｒｅｄ＿ｔｙｐｅに基づいて、各パーティションがインター予測を行うべきインター予測パーティションであるのか、イントラ予測を行うべきイントラ予測パーティションであるのかを決定する。そして、前者の場合には、インター予測画像生成部１２ｂにて生成されたインター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒを予測画像Ｐｒｅｄとして加算器１４に供給し、後者の場合には、イントラ予測画像生成部１２ｃにて生成されたイントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを予測画像Ｐｒｅｄとして加算器１４に供給する。
（逆量子化・逆変換部１３）
逆量子化・逆変換部１３は、（１）符号化データ＃１の量子化残差情報ＱＤから復号された変換係数Ｃｏｅｆｆを逆量子化し、（２）逆量子化によって得られた変換係数Ｃｏｅｆｆ＿ＩＱに対して逆ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換等の逆周波数変換を施し、（３）逆周波数変換によって得られた予測残差Ｄを加算器１４に供給する。なお、量子化残差情報ＱＤから復号された変換係数Ｃｏｅｆｆを逆量子化する際に、逆量子化・逆変換部１３は、可変長符号復号部１１から供給された量子化パラメータ差分Δｑｐから量子化ステップＱＰを導出する。量子化パラメータｑｐは、直前に逆量子化及び逆周波数変換したＴＵに関する量子化パラメータｑｐ’に量子化パラメータ差分Δｑｐを加算することによって導出でき、量子化ステップＱＰは、量子化パラメータｑｐから例えばＱＰ＝２ｐｑ／６によって導出できる。また、逆量子化・逆変換部１３による予測残差Ｄの生成は、ＴＵあるいはＴＵを分割したブロックを単位として行われる。
なお、逆量子化・逆変換部１３によって行われる逆ＤＣＴ変換は、例えば、対象ブロックのサイズが８×８画素である場合、当該対象ブロックにおける画素の位置を（ｉ、ｊ）（０≦ｉ≦７、０≦ｊ≦７）とし、位置（ｉ、ｊ）における予測残差Ｄの値をＤ（ｉ、ｊ）と表すことにし、周波数成分（ｕ、ｖ）（０≦ｕ≦７、０≦ｖ≦７）における逆量子化された変換係数をＣｏｅｆｆ＿ＩＱ（ｕ、ｖ）と表すことにすると、例えば、以下の数式（１）によって与えられる。
Figure 0006190361
 ここで、（ｕ、ｖ）は、上述した（ｘＣ、ｙＣ）に対応する変数である。Ｃ（ｕ）およびＣ（ｖ）は、以下のように与えられる。
・Ｃ（ｕ）＝１／√２ （ｕ＝０）
・Ｃ（ｕ）＝１ （ｕ≠０）
・Ｃ（ｖ）＝１／√２ （ｖ＝０）
・Ｃ（ｖ）＝１ （ｖ≠０）
（加算器１４）
加算器１４は、予測画像生成部１２から供給された予測画像Ｐｒｅｄと、逆量子化・逆変換部１３から供給された予測残差Ｄとを加算することによって復号画像Ｐを生成する。生成された復号画像Ｐは、フレームメモリ１５に格納される。
（ループフィルタ１６）
ループフィルタ１６は、（１）復号画像Ｐにおけるブロック境界、またはパーティション境界の周辺の画像の平滑化（デブロック処理）を行うデブロッキングフィルタ（DF:Deblocking Filter）としての機能と、（２）デブロッキングフィルタが作用した画像に対して、フィルタパラメータＦＰを用いて適応フィルタ処理を行う適応フィルタ（ALF:Adaptive Loop Filter）としての機能とを有している。
（量子化残差情報復号部１１１の詳細）
量子化残差情報復号部１１１は、符号化データ＃１に含まれる量子化残差情報ＱＤから、各周波数成分（ｘＣ、ｙＣ）についての量子化された変換係数Ｃｏｅｆｆ（ｘＣ、ｙＣ）を復号するための構成である。ここで、ｘＣおよびｙＣは、周波数領域における各周波数成分の位置を表すインデックスであり、それぞれ、上述した水平方向周波数ｕおよび垂直方向周波数ｖに対応するインデックスである。以下では、量子化された変換係数Ｃｏｅｆｆを、単に、変換係数Ｃｏｅｆｆと呼ぶこともある。
図１１は、量子化残差情報復号部１１１の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、量子化残差情報復号部１１１は、変換係数復号部１２０及び算術符号復号部１３０を備えている。
（算術符号復号部１３０）
算術符号復号部１３０は、量子化残差情報ＱＤに含まれる各ビットをコンテキストを参照して復号するための構成であり、図１に示すように、コンテキスト記録更新部１３１及びビット復号部１３２を備えている。
［コンテキスト記録更新部１３１］
コンテキスト記録更新部１３１は、各コンテキストインデックスctxIdxによって管理されるコンテキスト変数ＣＶを記録及び更新するための構成である。ここで、コンテキスト変数ＣＶには、（１）発生確率が高い優勢シンボルＭＰＳ（most probable symbol）と、（２）その優勢シンボルＭＰＳの発生確率を指定する確率状態インデックスpStateIdxとが含まれている。
コンテキスト記録更新部１３１は、変換係数復号部１２０の備える各部から供給されるコンテキストインデックスctxIdx及びビット復号部１３２によって復号されたＢｉｎの値を参照することによってコンテキスト変数ＣＶを更新すると共に、更新されたコンテキスト変数ＣＶを次回更新されるまで記録する。なお、優勢シンボルＭＰＳは０か１である。また、優勢シンボルＭＰＳと確率状態インデックスpStateIdxは、ビット復号部１３２がＢｉｎを１つ復号する毎に更新される。
また、コンテキストインデックスctxIdxは、各周波数成分についてのコンテキストを直接指定するものであってもよいし、処理対象のＴＵ毎に設定されるコンテキストインデックスのオフセットからの増分値であってもよい（以下同様）。
［ビット復号部１３２］
ビット復号部１３２は、コンテキスト記録更新部１３１に記録されているコンテキスト変数ＣＶを参照し、量子化残差情報ＱＤに含まれる各ビット（Ｂｉｎとも呼ぶ）を復号する。また、復号して得られたＢｉｎの値を変換係数復号部１２０の備える各部に供給する。また、復号して得られたＢｉｎの値は、コンテキスト記録更新部１３１にも供給され、コンテキスト変数ＣＶを更新するために参照される。
（変換係数復号部１２０）
図１に示すように、変換係数復号部１２０は、ラスト係数位置復号部１２１、スキャン順テーブル格納部１２２、係数復号制御部１２３、係数有無フラグ復号部、係数値復号部１２５、復号係数記憶部１２６、及び、サブブロック係数有無フラグ復号部１２７を備えている。
［ラスト係数位置復号部１２１］
ラスト係数位置復号部１２１は、ビット復号部１３２より供給される復号ビット（Ｂｉｎ）を解釈し、シンタックスlast_significant_coeff_x及びlast_significant_coeff_yを復号する。復号したシンタックスlast_significant_coeff_x及びlast_significant_coeff_yは、係数復号制御部１２３に供給される。また、ラスト係数位置復号部１２１は、算術符号復号部１３０にてシンタックスlast_significant_coeff_x及びlast_significant_coeff_yのＢｉｎを復号するために用いられるコンテキストを決定するためのコンテキストインデックスctxIdxを算出する。算出されたコンテキストインデックスctxIdxは、コンテキスト記録更新部１３１に供給される。
［スキャン順テーブル格納部１２２］
スキャン順テーブル格納部１２２には、処理対象のＴＵ（ブロック）のサイズ、スキャン方向の種別を表すスキャンインデックス、及びスキャン順に沿って付与された周波数成分識別インデックスを引数として、処理対象の周波数成分の周波数領域における位置を与えるテーブルが格納されている。
このようなスキャン順テーブルの一例としては、ScanOrderが挙げられる。ScanOrderは、処理対象のＴＵの横幅のサイズlog2TrafoWidth、処理対象のＴＵの縦幅のサイズlog2TrafoHeight、スキャンインデックスscanIdx、および、スキャン順に沿って付与された周波数成分識別インデックスｎに基づいて、処理対象の周波数成分の周波数領域における位置（ｘＣ、ｙＣ）を取得するためのテーブルである。なお、以下において、処理対象の周波数成分の周波数領域における位置（ｘＣ、ｙＣ）のことを、単に係数位置（ｘＣ、ｙＣ）と称することもある。
また、スキャン順テーブル格納部１２２に格納されたテーブルは、処理対象のＴＵ（ブロック）のサイズとイントラ予測モードの予測モードインデックスとに関連付けられたスキャンインデックスscanIdxによって指定される。処理対象のＴＵに用いられた予測方法がイントラ予測である場合には、係数復号制御部１２３は、当該ＴＵのサイズと当該ＴＵの予測モードとに関連付けられたスキャンインデックスscanIdxによって指定されるテーブルを参照して周波数成分のスキャン順を決定する。
図１２は、イントラ予測モードインデックスIntraPredModeと、ＴＵサイズを指定する値log2TrafoSizeとによって指定されるスキャンインデックスscanIdxの例を示している。図１２において、log2TrafoSize-2＝０は、ＴＵサイズが４×４（４×４画素に対応）であることを示しており、log2TrafoSize-2＝１は、ＴＵサイズが８×８（８×８画素に対応）であることを示している。また、log2TrafoSize-2＝２およびlog2TrafoSize-2＝３は、それぞれ、１６×１６および３２×３２のＴＵサイズを示している。
図１２に示すように、例えば、ＴＵサイズが４×４であり、イントラ予測モードインデックスが１であるとき、スキャンインデックス＝０が用いられ、ＴＵサイズが４×４であり、イントラ予測モードインデックスが６であるとき、スキャンインデックス＝２が用いられる。
図１３（ａ）は、スキャンインデックスscanIdxの各値によって指定されるスキャンタイプScanTypeを示している。図１３（ａ）に示すように、スキャンインデックスが０であるとき、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）が指定され、スキャンインデックスが１であるとき、水平方向優先スキャン（horizontal fast scan）が指定され、スキャンインデックスが２であるとき、垂直方向優先スキャン（vertical fact scan）が指定される。
なお、ＣＵ予測方式情報ＰｒｅｄＭｏｄｅがインター予測の場合には、ＴＵサイズを用いてスキャンインデックスを導出することができる。ＴＵサイズが、ＴＵサイズの幅と高さが一致する場合には水平優先および垂直優先以外のスキャン順（スキャンインデックス＝０）を使用する。ＴＵサイズの幅と高さが一致しない場合で、ＴＵサイズの幅が高さよりも大きい場合には、水平優先のスキャン順（スキャンインデックス＝１）を使用する。一方、ＴＵサイズの高さが幅よりも大きい場合には、垂直優先のスキャン順（スキャンインデックス＝２）を使用する。
また、図１３（ｂ）〜（ｄ）は、ＴＵサイズが４×４であるときの、スキャンインデックスscanIdxで指定される各スキャンタイプ（水平方向優先スキャン（horizontal fast scan）、垂直方向優先スキャン（vertical fast scan）、及び、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan））のスキャン順の一例を示している。また、図１３（ｂ）〜（ｄ）に示す各例は、順スキャン方向を示している。図１３（ｂ）に示す水平方向優先スキャンは、サブブロックを上下半分に分割した小サブブロック単位に、水平方向へ斜め１列毎に係数をスキャンすることを特徴とし、水平方向周波数成分に係数が集中する場合に好適である。また、図１３（ｃ）に示す垂直方向優先スキャンは、サブブロックを左右半分に分割した小サブブロック単位に垂直方向へ斜め１列毎に係数をスキャンすることを特徴とし、垂直方向周波数成分に係数が集中する場合に好適である。
図１４（ａ）〜（ｃ）は、ＴＵサイズが８×８であり、かつサブブロックサイズが４×４であるときの、スキャンインデックスscanIdxで指定される各スキャンタイプのスキャン順の一例を示している。また、図１４（ａ）〜（ｃ）に示す各例は、順スキャン方向を示している。図１４（ａ）に示す水平方向優先スキャンは、サブブロックを上下半分に分割した小サブブロック単位に、水平方向へ斜め１列毎に係数をスキャンすることを特徴とし、水平方向周波数成分に係数が集中する場合に好適である。また、図１４（ｂ）に示す垂直方向優先スキャンは、サブブロックを左右半分に分割した小サブブロック単位に垂直方向へ斜め１列毎に係数をスキャンすることを特徴とし、垂直方向周波数成分に係数が集中する場合に好適である。図１４（ｃ）に示す斜め方向スキャンは、右上対角線方向に係数をスキャンすることを特徴とし、係数の分布に方向性がとくにない場合に好適である。
図１５は、ＴＵサイズが８×８であり、スキャンインデックスscanIdxによって、サブブロックサイズが異なる場合の各スキャン順の一例を示している。
図１５（ａ）は、ＴＵサイズが８×８であり、サブブロックサイズが８×２であるときの水平方向優先スキャンの一例を示している。図１５（ａ）に示す８×２サブブロック（横長のサブブロック）単位に、水平方向へ斜め１列毎に係数をスキャンする方法は、水平方向周波数成分に係数が集中する場合に好適である。
図１５（ｂ）は、ＴＵサイズが８×８であり、サブブロックサイズが２×８であるときの垂直方向優先スキャンの一例を示している。図１５（ｂ）に示す２×８サブブロック（縦長のサブブロック）単位に、垂直方向へ斜め１列毎に係数をスキャンする方法は、垂直方向周波数成分に係数が集中する場合に好適である。
図１５（c）は、ＴＵサイズが８×８であり、サブブロックサイズが４×４であるときの斜め方向スキャンの一例を示している。
［サブブロックスキャン順テーブル］
また、スキャン順テーブル格納部１２２には、サブブロックのスキャン順を指定するためのサブブロックスキャン順テーブルが格納されている。サブブロックスキャン順テーブルは、処理対象のＴＵ（ブロック）のサイズとイントラ予測モードの予測モードインデックス（予測方向）とに関連付けられたスキャンインデックスscanIdxによって指定される。処理対象のＴＵに用いられた予測方法がイントラ予測である場合には、係数復号制御部１２３は、当該ＴＵのサイズと当該ＴＵの予測モードとに関連付けられたスキャンインデックスscanIdxによって指定されるテーブルを参照してサブブロックのスキャン順を決定する。
［係数復号制御部１２３］
係数復号制御部１２３は、量子化残差情報復号部１１１の備える各部における復号処理の順序を制御するための構成である。
具体的には、係数復号制御部１２３は、サブブロック分割や、サブブロックスキャン順に従った各サブブロック位置の供給、サブブロック内スキャン順に従った各周波数成分の位置の供給を行う。
係数復号制御部１２３は、スキャン順および／またはＴＵサイズに応じてサブブロックサイズを導出し、導出されたサブブロックサイズでＴＵを分割することでＴＵをサブブロックに分割する。分割の方法は、図１４および図１５に示したとおりであるので、ここではその説明を省略する。
係数復号制御部１２３は、ラスト係数位置復号部１２１から供給されるシンタックスlast_significant_coeff_x及びlast_significant_coeff_yを参照し、順スキャンに沿った最後の非０変換係数の位置を特定すると共に、特定した最後の非０変換係数を含むサブブロックの位置を起点とするスキャン順であって、スキャン順テーブル格納部１２２に格納されたサブブロックスキャン順テーブルによって与えられるスキャン順の逆スキャン順に、各サブブロックの位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）を、サブブロック係数有無フラグ復号部１２７に供給する。また、係数復号制御部１２３は、当該ＴＵのサイズと当該ＴＵの予測モードとに関連付けられたスキャンインデックスscanIdxを、係数有無フラグ復号部１２４へ供給する。
また、係数復号制御部１２３は、処理対象となるサブブロックに関して、スキャン順テーブル格納部１２２に格納されたスキャン順テーブルよって与えられるスキャン順の逆スキャン順に、当該処理対象となるサブブロックに含まれる各周波数成分の位置（ｘＣ、ｙＣ）を、係数有無フラグ復号部１２４及び復号係数記憶部１２６に供給する。ここで、処理対象となるサブブロックに含まれる各周波数成分のスキャン順としては、イントラ予測の場合には、イントラ予測モードインデックスIntraPredModeと、ＴＵサイズを指定する値log2TrafoSizeとによって指定されるスキャンインデックスscanIdxの示すスキャン順（水平方向優先スキャン、垂直方向優先スキャン、斜め方向スキャンのいずれか）を用い、インター予測の場合には、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）を用いればよい。
このように、係数復号制御部１２３は、処理対象の単位領域（ブロック、ＴＵ）に適用された予測方式がイントラ予測である場合に、該イントラ予測の予測方向に応じて、サブブロックスキャン順、及びサブブロック内スキャン順を設定する構成である。
一般に、イントラ予測モードと変換係数の偏りとは互いに相関を有しているため、イントラ予測モードに応じてスキャン順を切り替えることにより、サブブロック係数有無フラグ、係数有無フラグの偏りに適したスキャンを行うことができる。これによって、符号化及び復号対象となるサブブロック係数有無フラグおよび係数有無フラグの符号量を削減することができるので、処理量が削減されると共に、符号化効率が向上する。
［サブブロック係数有無フラグ復号部１２７］
サブブロック係数有無フラグ復号部１２７は、ビット復号部１３２から供給される各Ｂｉｎを解釈し、各サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）によって指定されるシンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]を復号する。また、サブブロック係数有無フラグ復号部１２７は、算術符号復号部１３０にてシンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]のＢｉｎを復号するために用いられるコンテキストを決定するためのコンテキストインデックスctxIdxを算出する。算出されたコンテキストインデックスctxIdxは、コンテキスト記録更新部１３１に供給される。ここで、シンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]は、サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）によって指定されるサブブロックに、少なくとも１つの非０変換係数が含まれている場合に１をとり、非０変換係数が１つも含まれていない場合に０をとるシンタックスである。復号されたシンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]の値は、復号係数記憶部１２６に格納される。
なお、サブブロック係数有無フラグ復号部１２７のより具体的な構成については後述する。
［係数有無フラグ復号部１２４］
本実施形態に係る係数有無フラグ復号部１２４は、各係数位置（ｘＣ、ｙＣ）によって指定されるシンタックスsignificant_coeff_flag[xC][yC]を復号する。復号されたシンタックスsignificant_coeff_flag[xC][yC]の値は、復号係数記憶部１２６に格納される。また、係数有無フラグ復号部１２４は、算術符号復号部１３０にてシンタックスsignificant_coeff_flag[xC][yC]のＢｉｎを復号するために用いられるコンテキストを決定するためのコンテキストインデックスctxIdxを算出する。算出されたコンテキストインデックスctxIdxは、コンテキスト記録更新部１３１に供給される。係数有無フラグ復号部１２４の具体的な構成については後述する。
［係数値復号部１２５］
係数値復号部１２５は、ビット復号部１３２から供給される各Ｂｉｎを解釈し、シンタックスcoeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flag、coeff_sign_flag、及びcoeff_abs_level_remainingを復号すると共に、これらのシンタックスを復号した結果に基づき、処理対象の周波数成分における変換係数（より具体的には非０変換係数）の値を導出する。また、各種シンタックスの復号に用いたコンテキストインデックスctxIdxは、コンテキスト記録更新部１３１に供給される。導出された変換係数の値は、復号係数記憶部１２６に格納される。
［復号係数記憶部１２６］
復号係数記憶部１２６は、係数値復号部１２５によって復号された変換係数の各値を記憶しておくための構成である。また、復号係数記憶部１２６には、係数有無フラグ復号部１２４によって復号されたシンタックスsignificant_coeff_flagの各値が記憶される。復号係数記憶部１２６によって記憶されている変換係数の各値は、逆量子化・逆変換部１３に供給される。
（サブブロック係数有無フラグ復号部１２７の構成例）
以下では、図１６を参照して、サブブロック係数有無フラグ復号部１２７の具体的な構成例について説明する。
図１６は、サブブロック係数有無フラグ復号部１２７の構成例を示すブロック図である。図１６に示すように、サブブロック係数有無フラグ復号部１２７は、サブブロック係数有無フラグコンテキスト導出部１２７ａ、サブブロック係数有無フラグ記憶部１２７ｂ、及び、サブブロック係数有無フラグ設定部１２７ｃを備えている。
以下では、サブブロック係数有無フラグ復号部１２７に対して、係数復号制御部１２３から、サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）が逆スキャン順に供給される場合を例に挙げて説明を行う。なお、この場合、サブブロック係数有無フラグ復号部１２７に対応する符号化装置側の構成では、サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）が順スキャン順に供給されることになる。
（サブブロック係数有無フラグコンテキスト導出部１２７ａ）
サブブロック係数有無フラグ復号部１２７の備えるサブブロック係数有無フラグコンテキスト導出部１２７ａは、各サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）によって指定されるサブブロックに割り付けるコンテキストインデックスを導出する。サブブロックに割り付けられたコンテキストインデックスは、当該サブブロックについてのシンタックスsignificant_coeff_group_flagを示すＢｉｎを復号する際に用いられる。また、コンテキストインデックスを導出する際には、サブブロック係数有無フラグ記憶部１２７ｂに記憶された復号済みのサブブロック係数有無フラグの値が参照される。サブブロック係数有無フラグコンテキスト導出部１２７ａは、導出したコンテキストインデックスをコンテキスト記録更新部１３１に供給する。
サブブロックに割り付けるコンテキストインデックスの導出では、サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）の右隣に位置するサブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）（図１７（ｂ）を参照）のサブブロック係数有無フラグと、サブブロック位置（ｘＣＧ,ｙＣＧ）の下に位置するサブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）（図１７（ａ）を参照）のサブブロック係数有無フラグとが参照される。
すなわち、サブブロックに割り付けるコンテキストインデックスは、具体的には、サブブロック位置（ｘＣＧ,ｙＣＧ）、及びサブブロック係数有無フラグ記憶部１２７ｂに記憶された復号済みのサブブロック係数有無フラグの値を用いて導出される。
より詳細には、コンテキストインデックスは、サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）の右隣に位置するサブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）について復号されている復号済みサブブロック係数有無フラグsignificant_coeff_group_flag[xCG+1][yCG]の値と、サブブロック位置（ｘＣＧ,ｙＣＧ）の下に位置するサブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）について復号されている復号済サブブロック係数有無フラグsiginificant_coeff_group_flag[xCG][yCG+1]の値とを参照して次のように設定される。
ctxIdx = ctxIdxOffset + Min ((significant_coeff_group_flag[xCG+1][yCG]+significant_coeff_group_flag[xCG][yCG+1] ), 1)
なお、初期値ctxIdxOffsetは、色空間を示すcIdxにより定まる。なお、（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）、あるいは（ｘＣＧ、ｙＣＧ＋１）に位置する復号済サブブロックが存在しない場合は、（ｘＣＧ＋１、ｙＣＧ）、あるいは（ｘＣＧ、ｙＣＧ＋１）に位置するサブブロック係数有無フラグの値をゼロとして扱う。
（サブブロック係数有無フラグ記憶部１２７ｂ）
サブブロック係数有無フラグ記憶部１２７ｂには、サブブロック係数有無フラグ設定部１２７ｃによって復号又は設定されたシンタックスsignificant_coeff_group_flagの各値が記憶されている。サブブロック係数有無フラグ設定部１２７ｃは、隣接サブブロックに割り付けられたシンタックスsignificant_coeff_group_flagを、サブブロック係数有無フラグ記憶部１２７ｂから読み出すことができる。
（サブブロック係数有無フラグ設定部１２７ｃ）
サブブロック係数有無フラグ設定部１２７ｃは、ビット復号部１３２から供給される各Ｂｉｎを解釈し、シンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]を復号または設定する。より具体的には、サブブロック係数有無フラグ設定部１２７ｃは、サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）、及び、サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）によって指定されるサブブロックに隣接するサブブロック（隣接サブブロックとも呼ぶ）に割り付けられたシンタックスsignificant_coeff_group_flagを参照し、シンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]を復号または設定する。また、復号または設定されたシンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]の値は、係数有無フラグ復号部１２４に供給される。
サブブロック係数有無フラグ設定部１２７ｃは、図１７（ｃ）に示すように、サブブロック（ｘＣＧ、ｙＣＧ）に隣接するサブブロック（ｘＣＧ＋１、ｙＣＧ）に割り付けられたサブブロック係数有無フラグsignificant_coeff_group_flag[xCG+1][yCG]の値とサブブロック（ｘＣＧ、ｙＣＧ＋１）に割り付けられたサブブロック係数有無フラグsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG+1]の値とを参照し、サブブロック係数有無フラグsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG+1]を復号するために用いるコンテキストインデックスを導出する。
なお、サブブロック係数有無フラグが０とされたブロックでは、係数有無フラグ復号部１２４が、係数有無フラグsignificant_coeff_flagの復号をスキップすることができるため、復号処理が簡略化される。
図１８を用いて、具体的に例示すると次のとおりである。図１８（ａ）に示すように変換係数が分布している場合、それぞれのサブブロックに割り付けられるサブブロック係数有無フラグは、図１８（ｂ）に示すとおりとなる。すなわち、４×４のサブブロックのうち、１行目のサブブロックでは、非０変換係数が存在しているが、２行目以降のサブブロックでは、非０変換係数が存在しない。
よって、図１８（ｂ）に示す例では、係数有無フラグ復号部１２４は、２行目以降のサブブロックの復号において、係数有無フラグsignificant_coeff_flagの復号をスキップすることができる。
＜＜係数有無フラグ復号部１２４の構成例＞＞
以下では、図１を参照して、係数有無フラグ復号部１２４の詳細な構成について説明する。図１は、係数有無フラグ復号部１２４の構成例を示すブロック図である。係数有無フラグ復号部１２４は、ＴＵサイズ判定部１２４ａ、位置コンテキスト導出部１２４ｂ、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃ、および係数有無フラグ設定部１２４ｅを備える。
（ＴＵサイズ判定部１２４ａ）
ＴＵサイズ判定部１２４ａには、処理対象の周波数成分の位置（ｘＣ,ｙＣ）と、変換ブロックの対数値（log2TrafoWidth、log2TrafoHeight）とが入力される。対数値のサイズから、周波数領域の幅widthと高さheightとを、それぞれ(1<<log2TrafoWidth)と(1<<log2TrafoHeight)とにより算出することで、ＴＵサイズを得る。なお、対数値のサイズではなく、周波数領域の幅と高さを直接入力しても良い。
ＴＵサイズ判定部１２４ａは、対象となるＴＵサイズに応じて、位置コンテキスト導出部１２４ｂ、または隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃを選択する。選択された各コンテキスト導出部ではコンテキストインデックスctxIdxが導出される。
例えば、ＴＵサイズが所定のサイズ以下である場合（例えば、４×４ＴＵである場合）には、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、位置コンテキスト導出部１２４ｂを選択する。
これに応じて、位置コンテキスト導出部１２４ｂは、コンテキストインデックスctxIdxを導出し、導出したコンテキストインデックスを当該復号対象の周波数成分に割り付ける。
一方で、対象となるＴＵサイズが所定のサイズよりも大きい場合（例えば、８×８ＴＵ、１６×１６ＴＵ、３２×３２ＴＵである場合等）、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃを選択する。
これに応じて、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、コンテキストインデックスctxIdxを導出し、導出したコンテキストインデックスを当該復号対象の周波数成分に割り付ける。
なお、上記に限られず、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、４×４ＴＵ〜３２×３２ＴＵまでのＴＵサイズについて、共通のコンテキストインデックスctxIdx導出処理を実行する構成であっても構わない。すなわち、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、ＴＵのサイズによらず、位置コンテキスト導出部１２４ｂ、及び隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃのいずれかを固定的に選択する構成であっても構わない。
（位置コンテキスト導出部１２４ｂ）
位置コンテキスト導出部１２４ｂは、対象周波数成分に対するコンテキストインデックスctxIdxを、周波数領域における当該対象周波数成分の位置（ｘＣ,ｙＣ）に基づいて導出する。なお、周波数成分の位置によらず、固定値となるコンテキストインデックスctxIdxを導出する場合、位置コンテキスト導出部１２４ｂで当該導出処理を行ってもよい。
（隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃ）
隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、隣接サブブロックに非０変換係数があるか否かに応じて、コンテキスト導出パターンを選択し、選択した導出パターンに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標から、復号対象の周波数成分に対するコンテキストインデックスを導出する。その詳細な実施例については後述する。
（係数有無フラグ設定部１２４ｅ）
係数有無フラグ設定部１２４ｅは、ビット復号部１３２から供給される各Ｂｉｎを解釈し、シンタックスsignificant_coeff_flag[xC][yC]を設定する。設定されたシンタックスsignificant_coeff_flag[xC][yC]は、復号係数記憶部１２６に供給される。
係数有無フラグ設定部１２４ｅは、対象周波数領域がサブブロックに分割されている場合、対象サブブロックに割り付けられたシンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]を参照し、significant_coeff_group_flag[xCG][yCG]の値が０である場合には、当該対象サブブロックに含まれる全ての周波数成分についてのsignificant_coeff_flag[xC][yC]を０に設定する。
＜＜実施例：コンテキストインデックスの変化抑制＞＞
以下、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃの具体的な実施例について説明する。
具体的には、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、以下のとおりにコンテキストインデックスsigCtxを導出する。
まず、隣接サブブロック有無コンテキスト導出部１２４ｃは、図１７（ｂ）に示す右隣接サブブロックおよび図１７（ａ）に示す下隣接サブブロックを参照し、それぞれの隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグからコンテキスト導出パターンを特定するインデックスであるパターンインデックスidxCGを、以下の式（Ａ）により求める。
idxCG = significant_coeff_group_flag[xCG + 1][yCG] + (significant_coeff_group_flag[xCG][yCG + 1] << 1) … （Ａ）
上記式（Ａ）において、significant_coeff_group_flagは、上述したとおり、サブブロック内に少なくとも１つの非０変換係数が存在するか否かを示すフラグである。サブブロック内に少なくとも１つの非０変換係数が存在する場合、significant_coeff_group_flag の値は“１”であり、存在しない場合、significant_coeff_group_flag の値は“０”である。
significant_coeff_group_flag[xCG+1][yCG]は、サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）の右隣に位置するサブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）について復号されている復号済みサブブロック係数有無フラグの値を示し、siginificant_coeff_group_flag[xCG][yCG+1]は、サブブロック位置（ｘＣＧ,ｙＣＧ）の下に位置するサブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）について復号されている復号済サブブロック係数有無フラグの値を示す。
上記式（Ａ）により、パターンインデックスidxCGは、下記のパターン０〜３において、それぞれ、０〜３の値をとる。
（パターン０） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のいずれにおいてもサブブロック係数有無フラグの値が０である場合。
（パターン１） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）においてサブブロック係数有無フラグの値が１であり、かつ下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）においてサブブロック係数有無フラグの値が０である場合。
（パターン２） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）においてサブブロック係数有無フラグの値が０であり、かつ下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）においてサブブロック係数有無フラグの値が１である場合。
（パターン３） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）の両方においてサブブロック係数有無フラグの値が１である場合。
次に、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、上記式（Ａ）により求めたパターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）から、復号対象の周波数成分に対するコンテキストインデックスを導出する。
なお、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）は、ＴＵにおける係数位置（ｘＣ、ｙＣ）およびサブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）を用いて導出することができる。すなわち、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）は、ｘＢ＝ｘＣ−（ｘＣＧ＜＜２）、ｙＢ＝ｙＣ−（ｙＣＧ＜＜２）により導出することができる。また、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）は、ＴＵにおける係数位置（ｘＣ、ｙＣ）と“３”との演算子“＆”によるビット単位の論理和によっても導出することができる。すなわち、座標（ｘＢ,ｙＢ）は、
ｘＢ＝ｘＣ＆３、ｙＢ＝ｙＣ＆３
を計算することによっても求めることができる。
図１９および図２０を用いて隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃのコンテキストインデックスの導出方法について説明すると次のとおりである。
図１９は、パターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードの一例を示す図である。図１９を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。なお、図１９におけるｘ？ｙ：ｚ形式の表記は、以下のような論理演算を表している。すなわち、「ｘが“真”または“０でない”場合、ｙの値を評価し、さもなくばｚの値を評価する」。以下において同様である。
（パターン０の場合）
パターン０の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB + yB <= 2) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、パターン０の場合、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）の水平方向の座標ｘＢと、垂直方向の座標ｙＢとの和が２以下であれば、コンテキストインデックスの値は、“１”であり、そうでなければ、コンテキストインデックスの値は、“０”である。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図２０（ａ）に示すような配置となる。
なお、パターン０では、sigCtx = (xB + yB < 3) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出しても構わない。
また、コンテキストインデックスは、sigCtx＝０が、非０変換係数の発生確率が低い場合に対応し、sigCtx＝２が、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応している。また、sigCtx＝１は、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度であった場合に対応する。なお、上記例では、sigCtx＝０が、非０変換係数の発生確率が低い場合に対応し、sigCtx＝２が、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応していると説明したが、これに限定されない。代わりに、sigCtx＝２が、非０変換係数の発生確率が低い場合に対応し、sigCtx＝０が、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応するように、コンテキストインデックスの値を設定してもよく、以降の実施例においても同様のことが適用できる。すなわち、以降の実施例において、各インデックスパターンidxCGにおけるサブブロック内の各座標に対応するコンテキストインデックスの値“２”を“０”へ置き換え、各インデックスパターンidxCGにおけるサブブロック内の各座標に対応するコンテキストインデックスの値“０”を“２”へと置き換えて解釈してもよい。
（パターン１の場合）
パターン１の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）と、コンテキストインデックスとを対応付けるテーブルｔｂｌ１に基づいて、コンテキストインデックスを導出する。
図１９に例示するように、テーブルｔｂｌ１は、｛1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0｝の１６個の要素を有する配列である。
隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、このテーブルｔｂｌ１を用いて、sigCtx = tbl1[xB + (yB << 2)] によりコンテキストインデックスを導出する。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図２０（ｂ）に示すような配置となる。すなわち、配列の１〜４番目の要素が、図２０（ｂ）に示すサブブロックの第１行目の（０，０）〜（３，０）にそれぞれ対応している。以下、同様に、配列の５〜８番目、９〜１２番目、１３〜１６番目の要素が、それぞれ、第２行目、第３行目、および第４行目に対応している。
（パターン２の場合）
パターン２の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）と、コンテキストインデックスとを対応付ける別のテーブルｔｂｌ２に基づいて、コンテキストインデックスを導出する。
図１９に例示するように、テーブルｔｂｌ２は、｛1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0｝の１６個の要素を有する配列である。
隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、このテーブルｔｂｌ２を用いて、sigCtx = tbl2[xB + (yB << 2)] によりコンテキストインデックスを導出する。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図２０（ｃ）に示すような配置となる。すなわち、配列の要素と、図２０（ｃ）に示すサブブロック内の座標との対応は、パターン１の場合と同様である。例えば、配列の１〜４番目の要素が、図２０（ｃ）に示すサブブロックの第１行目の（０，０）〜（３，０）にそれぞれ対応している。
（パターン３の場合）
パターン３の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB + yB <= 4) ? 2 : 1 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、パターン３の場合、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）の水平方向の座標ｘＢと、垂直方向の座標ｙＢとの和が４以下であれば、コンテキストインデックスの値は、“２”であり、そうでなければ、コンテキストインデックスの値は、“１”である。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図２０（ｄ）に示すような配置となる。
なお、パターン３では、sigCtx = (xB + yB < 5) ? 2 : 1 によりコンテキストインデックスを導出しても構わない。以下、上記の判定を“ｘ以下”とするか、“ｘ＋１未満”とするかは、適宜変更可能な事項である。
ここで、上記構成による利点について、従来技術に係る比較例との対比を行いつつ説明する。
まず、サブブロック内のスキャン順は、図２１に示すように、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）であるものとする。なお、図２１に示すスキャン順は、順方向である。
変換係数の復号は、逆スキャン順で、図２１に示す“１５”から“０”にかけて行われる。
（比較例に係る構成）
以下では、図５１および図５２に示した構成を比較例とする。比較例に係る構成では、パターン０〜３のそれぞれにおいて、逆スキャン順でコンテキストインデックスを配列すると、次のようなシーケンスとなる。
パターン０：0000000000111111
パターン１：0001001100110111
パターン２：0000010011011111
パターン３：1112222222222222
ここで、パターン１と、パターン２とでは、“０”から“１”、または、“１”から“０”に切り替わる回数が多くなっている。
具体的には、パターン１では、“０”から“１”への切り替えが４回、“１”から“０”への切り替えが３回あり、合計７回の切り替えが発生している。
また、パターン２では、“０”から“１”への切り替えが３回、“１”から“０”への切り替えが２回あり、合計５回の切り替えが発生している。
ハードウェアのなかには、逆スキャン順に０の繰り返し数と１の繰り返し数を定義し、定義に従って、サブブロック内の位置に対応するコンテキストインデックスを導出するものがある。このようなハードウェアでは、０と１の切り替え回数が多くなると、当該ハードウェアを実現するために必要な構成の複雑性が増大してしまう。
（実施例に係る構成）
以上に示したように、本実施例に係る動画像復号装置１は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定の定義に従って４×４サイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグに基づいて、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、上記サブブロックにおいて適用されるスキャン順が、斜め方向スキャンであり、かつ、判定された方向性が、垂直方向である場合、上記４×４サイズのサブブロックの座標を（ｘＢ，ｙＢ）（ただし、ｘＢを水平方向、ｙＢを垂直方向、サブブロック左上を原点（０，０）とする）とすると、（０，０）〜（０，３）、（１，０）〜（１，２）および（２，０）から構成される領域において、上記領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
また、以上に示したように、本実施例に係る動画像復号装置１は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定の定義に従って４×４サイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグに基づいて、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに対して割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、上記サブブロックにおいて適用されるスキャン順が、斜め方向スキャンであり、かつ、判定された方向性が、水平方向である場合、上記４×４サイズのサブブロックの座標を（ｘＢ，ｙＢ）（ただし、ｘＢを水平方向、ｙＢを垂直方向、サブブロック左上を原点（０，０）とする）とすると、（０，０）〜（３，０）、（０，１）〜（２，１）および（０，２）から構成される領域において、上記領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
本実施例に係る隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃによれば、パターン１および２における逆スキャン順のコンテキストインデックスのシーケンスは、それぞれ次のとおりとなる。
パターン１：0000001100111111
パターン２：0000000011111111
パターン１では、“０”から“１”への切り替えが２回、“１”から“０”への切り替えが１回あり、切り替え回数は、合計３回である。
パターン２では、切り替え回数は、“０”から“１”への切り替え１回のみである。
上記構成によれば、比較例に係る構成と比べ、大幅に切り替え回数を削減できる。切り替え回数は、多くてもパターン１の３回であり、最小でパターン２の１回である。
このように、上記構成によれば、サブブロック内でのコンテキストインデックスの変化（切り替え）を抑制することができる。このため、上述のように０と１の繰り返し数を定義するようなハードウェアでは、ハードウェアの実装が簡略化される。
なお、順スキャン方向に処理する場合、上記パターン１およびパターン２のシーケンスと逆のシーケンスが得られる。よって、順スキャン方向に処理する場合でも同様の効果を得ることができる。
（変形例）
本発明の変形例について以下に説明する。
＜＜変形例１：コンテキストインデックスの変化抑制２＞＞
以下において、図２２を用いて、隣接サブブロックに非０変換係数があるか否かの状態に応じて、対象サブブロック内のスキャン順を変更する変形例について説明する。
本変形例では、係数復号制御部１２３が、図２２（ａ）〜（ｄ）に示すようなスキャン順に従ったサブブロック内スキャン順に従った各周波数成分の位置の供給を行う。
なお、図２２（ａ）〜（ｅ）では、スキャン方向を示す矢印を、すべて順方向で記載しているが、変換係数の復号処理では、矢印の向きとは逆の逆スキャン方向に処理が行われる。
また、以下では、例示的に、図５１および５２に示したコンテキストインデックスの配置を用いることとする。
以下、パターン０〜３について順に示すと次のとおりである。
パターン０の場合、図２２（ａ）に示すように、係数復号制御部１２３は、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）を適用する。
パターン１の場合、図２２（ｂ）に示すように、係数復号制御部１２３は、水平方向優先スキャンを適用する。すなわち、（significant_coeff_group_flag[xCG + 1][yCG]，significant_coeff_group_flag[xCG][yCG + 1]）＝（１，０）である場合、係数復号制御部１２３は、水平方向優先スキャンを適用する。
パターン２の場合、図２２（ｃ）に示すように、係数復号制御部１２３は、垂直方向優先スキャンを適用する。すなわち、（significant_coeff_group_flag[xCG + 1][yCG]，significant_coeff_group_flag[xCG][yCG + 1]）＝（０，１）である場合、係数復号制御部１２３は、垂直方向優先スキャンを適用する。
パターン３の場合、図２２（ｄ）に示すように、係数復号制御部１２３は、係数復号制御部１２３は、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）を適用する。
［作用・効果］
以上に示したとおり、変形例１に係る動画像復号装置１は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグに基づいて、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段と、上記方向性判定手段により判定された方向性に応じたスキャン順を用いて、変換係数を復号する変換係数復号手段と、を備える構成である。
以上の構成によれば、水平方向に非０変換係数が集中している可能性が高い場合（図２２（ｂ））において、水平方向優先スキャンが用いられ、垂直方向に非０変換係数が集中している可能性が高い場合（図２２（ｃ））において、垂直方向優先スキャンが用いられる。
このため、非０変換係数の出現確率が高い順にスキャンを行うことができ、これにより符号化効率を向上させることができる。
また、逆スキャン順のコンテキストインデックスのシーケンスは、次のとおりになる。
パターン０：0000000000111111
パターン１：0000000011111111
パターン２：0000000011111111
パターン３：1112222222222222
このため、サブブロック内の逆スキャン順のコンテキストインデックスの０と１の切り替えが高々１回になる。
なお、以上の説明では、パターン０および３において斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）を用いる構成であったが、この代わりに図２２（ｅ）に示すようなジグザグスキャンを用いる構成としてもよい。また、上述したスキャン順は、スキャン順テーブル格納部１２２に格納しておけばよい。
＜＜変形例２：導出パターン削減＞＞
以下において、図２３および図２４を用いて、隣接サブブロックの非０変換係数の有無の個数に応じてコンテスト導出パターンを切り替える変形例について説明する。
本変形例では、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃが、隣接サブブロック（右隣接および下隣接）におけるサブブロック係数有無フラグからコンテキスト導出パターンを特定するインデックスであるパターンインデックスidxCGを、以下の式（Ｂ）により求める。
idxCG = significant_coeff_group_flag[xCG + 1][yCG] + significant_coeff_group_flag[xCG][yCG + 1] … （Ｂ）
上記式（Ｂ）により、パターンインデックスidxCGは、下記のパターン０〜２において、それぞれ、０〜２の値をとる。
（パターン０） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のいずれにおいてもサブブロック係数有無フラグの値が０である場合。
（パターン１） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のうちの一方においてサブブロック係数有無フラグの値が１であり、他方においてサブブロック係数有無フラグの値が０である場合。
（パターン２） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）の両方においてサブブロック係数有無フラグの値が１である場合。
また、本変形例では、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃが、図２３に示す方法にてコンテキストインデックスを導出する。
図２３は、式（Ｂ）から得られるパターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードの他の例を示す図である。
図２３を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。
（パターン０の場合）
パターン０の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB + yB <= 2) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
すなわち、パターン０の場合は、上記実施例のパターン０の場合と同様である。よって、コンテキストインデックスの値は、図２４（ａ）に示すような配置となる。
（パターン１の場合）
パターン１の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB + yB <= 3) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、パターン１の場合、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）の水平方向の座標ｘＢと、垂直方向の座標ｙＢとの和が３以下であれば、コンテキストインデックスの値は、“１”であり、そうでなければ、コンテキストインデックスの値は、“０”である。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図２４（ｂ）に示すような配置となる。
（パターン２の場合）
パターン２の場合、隣接サブブロック有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB + yB <= 4) ? 2 : 1 によりコンテキストインデックスを導出する。
すなわち、パターン２の場合は、上記実施例のパターン３の場合と同様である。よって、コンテキストインデックスの値は、図２４（ｃ）に示すような配置となる。
＜＜変形例２−１＞＞
以下において、図５４、図５５を用いて、変形例２のパターン０、パターン１に関して、３つの段階を有するコンテキストインデックスの導出方法を用いる変形例について説明する。変形例２に係るコンテキストインデックスの値の配置では、パターン０〜１（図２４（ａ）、（ｂ））ではsigCtx=0 or 1であり、パターン２（図２４（ｃ））では、sigCTx=1 or 2であるように、各パターンにおいて２段階の値を取っている。この段階を増やすことにより、実際の変換係数の発生状況により適合したコンテキストインデックスの値の配置を実現することができる。図５４は、変形例２−１に係る、上記式（Ｂ）から得られるパターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードである。図５５は、図５４に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。
なお、本変形例２−１は、導出パターン削減に係る上記変形例２を、後述する変形例５と組み合わせたものと表現することもできる。
（パターン０の場合）
パターン０の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢ＋ｙＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｘＢ＋ｙＢが、ＴＨ１以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｘＢ＋ｙＢが、ＴＨ１より大きく、かつＴＨ２以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。ここで、閾値ＴＨ１＝０、ＴＨ２＝２とすれば、コンテキストインデックスの値は、図５５（ａ）に示すような配置となる。
（パターン１の場合）
パターン１の場合、隣接サブブロック有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢ＋ｙＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｘＢ＋ｙＢが、ＴＨ３以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｘＢ＋ｙＢが、ＴＨ３より大きく、かつＴＨ４以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。ここで、閾値ＴＨ３＝１、ＴＨ４＝３とすれば、コンテキストインデックスの値は、図５５（ｂ）に示すような配置となる。
（パターン２の場合）
例示的に、閾値ＴＨ５＝４とする。閾値ＴＨ５＝４の場合は、変形例２におけるパターン２（図２４（ｃ））と同様であるため、説明を省略する。
なお、閾値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４に関しては、各パターンにおける非ゼロ変換係数の発生確率の偏りを考慮し、それぞれ、ＴＨ１＜ＴＨ３、ＴＨ２＜ＴＨ４となるように設定することが好ましい。
発明者による実験では、変形例２−１は特にイントラ予測ブロックにおいて、変形例２に比べてさらに符号化効率向上ができることを確認している。変形例２−１の要素は、パターン０、パターン１において最左上から第１の距離（パターン０：ｘＢ＋ｙＢ＜＝ＴＨ１、パターン１：ｘＢ＋ｙＢ＜＝ＴＨ３）の位置のコンテキストインデックスの値を発生確率が高いことを示す２とし、第１の距離から第２の距離（パターン０：ＴＨ１＜ｘＢ＋ｙＢ＜＝ＴＨ２、パターン１：ＴＨ３＜ｘＢ＋ｙＢ＜＝ＴＨ４）の位置のコンテキストインデックスの値を発生確率が中程度であることを示す１とし、それ以外の位置のコンテキストインデックスの値を発生確率が低いことを示す０と、している。
また、閾値ＴＨ５に関して言えば、閾値ＴＨ５は、上述のとおりＴＨ４≦ＴＨ５となるように設定することができる。
［作用・効果］
以上に示したように、変形例２に係る動画像復号装置１は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、サブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接する各サブブロックについて、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるサブブロックの数を計上する係数有サブブロック数計上手段と、上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、係数有サブブロック数計上手段により計上された数に応じて、処理対象の変換係数の上記処理対象のサブブロックにおける水平方向の座標および垂直方向の座標の和を用いて上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
上記構成では、サブブロック係数有無フラグが、右隣接サブブロックにおけるものであるか、下隣接サブブロックにおけるものであるかを区別しないで済む。
このため、上記実施例に比べて、コンテキスト導出パターン数を削減することができる。また、各パターンにおける比較が、すべて“ｘＢ＋ｙＢ”と所定の閾値の比較となる。また、図２４（ａ）〜（ｃ）に示す配置では、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）に関し、サブブロック内でのスキャン順でのコンテキストインデックスの切り替え回数が、１回のみになり、ハードウェアでの実装が簡略化される。
以上に示した変形例２−１に係る動画像復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、サブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接する各サブブロックについて、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるサブブロックの数を計上する係数有サブブロック数計上手段と、上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、係数有サブブロック数計上手段により計上された数に応じて、処理対象の変換係数の上記処理対象のサブブロックにおける水平方向の座標および垂直方向の座標の和を用いて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応する上記コンテキストインデックスを、処理対象のサブブロックにおける処理対象の変換係数の位置に応じて導出する構成である。
上記構成では、サブブロック係数有無フラグが、右隣接サブブロックにおけるものであるか、下隣接サブブロックにおけるものであるかを区別しないで済む。
このため、上記実施例に比べて、コンテキスト導出パターン数を削減することができる。また、各パターンにおける比較が、すべて“ｘＢ＋ｙＢ”と所定の閾値の比較となる。また、図５５（ａ）〜（ｂ）に示す配置では、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）に関し、サブブロック内でのスキャン順でのコンテキストインデックスの切り替え回数が、２回のみになり、ハードウェアでの実装が簡略化される。
さらに、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに隣接する２つ以上のサブブロックにおいて非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応する上記コンテキストインデックスを、処理対象のサブブロックにおける処理対象の変換係数の位置に応じて導出する構成であり、符号化効率の向上を図ることができる。特に処理対象のサブブロック内の左上の位置において、非０変換係数の発生確率が高い場合を割り当てる構成が好適である。
また、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに隣接する１つ以上のサブブロックにおいて非０変換係数が存在すると判定され、１つ以上のサブブロックにおいて非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応する上記コンテキストインデックスを、処理対象のサブブロックにおける処理対象の変換係数の位置に応じて導出する構成であり、符号化効率の向上を図ることができる。特に右、または下に隣接するサブブロックにおいて非０変換係数が存在すると判定され、処理対象のサブブロック内の左上から斜め方向に第１列目と第２列目に非０変換係数の発生確率が高い場合を割り当てる構成が好適である。また、サブブロック内の左上から斜め方向に第３列目と第４列目に非０変換係数の発生確率が中程度である場合を割り当てる構成が好適である。
以上、変形例２−１によれば、変形例２に比べて、実際の変換係数の発生確率に、より適合したコンテキスト導出パターンを実現することができ、これにより符号化効率の向上を図ることができる。
＜＜変形例３：２×２パターン＞＞
４×４サイズのサブブロックの座標は、Ｘ座標およびＹ座標のそれぞれについて、０〜３（２ビット）の値を取る。以下では、図２５および図２６を用いて、サブブロック座標の下位ビットを用いずにコンテキストインデックスを導出する変形例について説明する。すなわち、以下に示す変形例では、２×２サイズの単位でコンテキストインデックスを導出する。
本変形例では、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃが、パターンインデックスidxCGを、上記式（Ａ）により求めるとともに、これより得られるパターン０〜３に応じて、図２５に示す方法にてコンテキストインデックスを導出する。
図２５は、式（Ａ）から得られるパターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードの別の例を示す図である。図２６は、図２５に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。
図２５および図２６を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。
（パターン０の場合）
パターン０の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = ((xB >> 1) + (yB >> 1) <= 0) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図２６（ａ）に示すような配置となる。すなわち、図２６（ａ）に示すように、サブブロックを左上、右上、左下、および右下の４つの２×２サイズの部分領域に分割した場合における左上の部分領域において、コンテキストインデックスの値が１となり、それ以外の部分領域では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン１の場合）
パターン１の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = ((yB >> 1) <= 0) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図２６（ｂ）に示すような配置となる。すなわち、図２６（ｂ）に示すように、サブブロック内の左上および右上の部分領域において、コンテキストインデックスの値が１となり、サブブロック内の左下および右下の部分領域では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン２の場合）
パターン２の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = ((xB >> 1) <= 0) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図２６（ｃ）に示すような配置となる。すなわち、図２６（ｃ）に示すように、サブブロック内の左上および左下の部分領域において、コンテキストインデックスの値が１となり、サブブロック内の右上および右下の部分領域では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン３の場合）
パターン３の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = ((xB >> 1) + (yB >> 1) <= 1) ? 2 : 1 によりコンテキストインデックスを導出する。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図２６（ｄ）に示すような配置となる。すなわち、図２６（ｄ）に示すように、サブブロック内の左上、右上および左下の部分領域において、コンテキストインデックスの値が２となり、サブブロック内の右下の部分領域では、コンテキストインデックスの値が１となる。
変形例３に係る動画像復号装置１のコンテキストインデックス導出方法とは、図２５に示すようにサブブロック内の座標（xB、yB）の下位１ビットを参照しない導出方法である。また、変形例３に係るコンテキストインデックスの値の配置とは、図２６に示すように、サブブロックを構成するさらに小さなブロック（ここでは２×２ブロック）内のコンテキストインデックスの値を一様とする構成である。
［作用・効果］
以上に示したように、変形例３に係る動画像復号装置１は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定の定義に従って４×４サイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象のサブブロックに隣接する各サブブロックについて復号されたサブブロック係数有無フラグの値のパターンを判定するパターン判定手段と、上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、パターン判定手段の判定結果に応じて、処理対象の変換係数の上記処理対象のサブブロックにおける水平方向および垂直方向それぞれの座標の（２ビット表現における）上位ビットを用いて、上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
上記構成によれば、上位ビット（４ビット）の入力情報で、コンテキストインデックス導出処理を実現することができる。具体的には、サブブロック内のＸ座標の上位ビット（１ｂｉｔ）、サブブロック内のＹ座標の上位ビット（１ｂｉｔ）、Ｘ方向の隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグ（１ｂｉｔ）、およびＸ方向の隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグ（１ｂｉｔ）の計４ビットである。
また、４ビットの入力から、０〜２（２ビット）の出力を導出すればよいので、簡易なビット演算によりコンテキストインデックス導出処理を実現できる。具体的に説明すると以下のとおりである。
まず、ｘ１、ｙ１、ｘ２、および、ｙ２（それぞれ１ｂｉｔ）を以下のとおり定義する。
x1 = xB = (xC - (xCG << 2)) >> 1
y1 = yB = (yC - (yCG << 2)) >> 1
x2 = signifcanet_coeff_group_flag[xCG+1][yCG]
y2 = significant_coeff_group_flag[xCG][yCG+1]
このとき、以下の論理演算にてコンテキストインデックス導出処理を実現できる。
sigCtx = ( (x2 & y2) & ((y2 & !y1) | (x2 & !x1) )<<1) | ( (x2 & y2) & ( x1 & y1 ) ) |
(!x2 & !y2) & (!x1 & !y1) |
(!x2 & y2 & !x1) |
(y2 & !x2 & !y1)
これにより、コンテキストインデックス導出処理において条件分岐を排除することができる。
＜＜変形例４：２×２パターン２＞＞
以下において、図２７を用いて、対象サブブロック内のスキャン順として２×２単位のスキャン順を単位としたスキャン順を用いる変形例について説明する。
本変形例では、係数復号制御部１２３が、図２７（ａ）および図２７（ｂ）に示すようなスキャン順に従ったサブブロック内スキャン順に従った各周波数成分の位置の供給を行う。
なお、図２２（ａ）〜（ｅ）では、スキャン方向を示す矢印を、すべて順方向で記載しているが、変換係数の復号処理では、矢印の向きとは逆の逆スキャン方向に処理が行われる。また、コンテキストインデックスの配置は、図５１および図５２に示したものに限られず、任意に設定することができる。
図２７（ａ）に示すように、係数復号制御部１２３は、サブロック内の部分領域単位のスキャン順を、左上、左下、右上、および右下の順にしてもよい。また、係数復号制御部１２３は、各２×２サイズの部分領域内の周波数成分のスキャン順を、左上、左下、右上、および右下の順にしてもよい。
また、係数復号制御部１２３は、図２７（ａ）に示すスキャン順を、垂直方向に非０変換係数が集中している可能性が高い場合に採用してもよい。
また、図２７（ｂ）に示すように、係数復号制御部１２３は、サブロック内の部分領域単位のスキャン順を、左上、右上、左下、および右下の順にしてもよい。また、係数復号制御部１２３は、各２×２サイズの部分領域内の周波数成分のスキャン順を、左上、右上、左下、および右下の順にしてもよい。
また、係数復号制御部１２３は、図２７（ｂ）に示すスキャン順を、水平方向に非０変換係数が集中している可能性が高い場合に採用してもよい。
なお、上述したスキャン順は、スキャン順テーブル格納部１２２に格納しておけばよい。
［作用・効果］
変形例４に係る動画像復号装置１は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定の定義に従って４×４サイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記４×４サイズのサブブロックを４分割して得られる２×２サイズの部分領域それぞれについて、該部分領域内のスキャン順を用いて、変換係数を復号する変換係数復号手段と、を備える構成である。
上記構成によれば、スキャン順上において座標（例えば、スキャン順上隣り合う周波数成分の座標）が大幅に変化することを抑制することができるため、空間的に同種の特性を有する変換係数を順に復号することができる。その結果、符号化効率が向上する。
また、サブブロック内でのスキャン順でのコンテキストインデックの切り替えが抑制される。
例えば、図２６（ａ）〜（ｄ）に示すコンテキストインデックスの値の配置を採用した場合、逆スキャン順におけるコンテキストインデックスの０と１の切り替えは高々１回になる。
また、これに限られず、図２６（ａ）〜（ｄ）に示したコンテキストインデックスの値の配置以外の配置に適用することが可能である。例えば、図５２（ｃ）のコンテキストインデックスの値の配置に対して、図２７（ａ）に示すスキャン順を採用し、図５２（ｂ）のコンテキストインデックスの値の配置に対して、図２７（ｂ）に示すスキャン順を採用した場合、切り替え回数を１回に抑えることができる。
＜＜変形例５：別パターン＞＞
以下において、図２８〜３２を用いて、所定のコンテキスト導出パターンにおいて、３つの段階を有するコンテキストインデックス導出方法を用いる変形例について説明する。
これまで説明したコンテキストインデックスの値の配置では、２段階の値による配置であった。例えば、図５１および図５２を用いて示した従来技術に係るコンテキストインデックスの値の配置では、パターン０〜２ではsigCtx=0 or 1であり、パターン３では、sigCTx=1 or 2であるように、各パターンにおいて２段階の値を取っていた。この段階を増やすことにより、実際の変換係数の発生状況により適合したコンテキストインデックスの値の配置を実現することができる。
本変形例では、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃが、上記式（Ａ）にて、パターンインデックスidxCG（パターン０〜３）を求める。そして、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、パターン０〜２において、３つの段階を有するコンテキストインデックス導出方法を用いる。また、パターン１および２において、それぞれ、サブブロックのＹ座標ｙＢ＝０、サブブロックのＸ座標ｘＢ＝０の位置で符号化効率が最も高いことを示すコンテキストを用いる。以下において具体的な変形例について説明する。
＜変形例５−１＞
図２８および図２９を用いて、変形例５−１について説明する。図２８は、式（Ａ）から得られるパターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードのさらに別の例を示す図である。図２９は、図２８に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。
図２８および図２９を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。なお、図２９に示す網掛け部分は、図５２に示すコンテキストインデックスの値の配置からの変更部分である。
（パターン０の場合）
パターン０の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢ＋ｙＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｘＢ＋ｙＢが、０以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｘＢ＋ｙＢが、０より大きく、かつ２以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。これにより、コンテキストインデックスの値は、図２９（ａ）に示すような配置となる。
（パターン１の場合）
パターン１の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｙＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｙＢが、０以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｙＢが、０より大きく、かつ１以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。これにより、コンテキストインデックスの値は、図２９（ｂ）に示すような配置となる。
すなわち、図２９（ｂ）に示すように、サブブロックの第１行目では、コンテキストインデックスの値が２となり、サブブロックの第２行目では、コンテキストインデックスの値が１となる。また、サブブロックの第３行目および第４行目では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン２の場合）
パターン２の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｘＢが、０以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｘＢが、０より大きく、かつ１以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。これにより、コンテキストインデックスの値は、図２９（ｃ）に示すような配置となる。
すなわち、図２９（ｃ）に示すように、サブブロックの第１列目では、コンテキストインデックスの値が２となり、サブブロックの第２列目では、コンテキストインデックスの値が１となる。また、サブブロックの第３列目および第４列目では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン３の場合）
パターン３の場合、図２９（ｄ）に示すように隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢおよびｙＢの値によらずサブブロック内で一様にsigCtx=2を導出する。
なお、変形例５−１の場合に関するコンテキストインデックスの配置を図５６に示す疑似コードによって実現してもよい。図５６は、図２９に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現する別の疑似コードの一例である。さらにいえば、図５６に示す疑似コードは、図２９に示す疑似コードにおいて、大小関係判定の境界値を変更したり、大小関係判定を同値判定に変更したりしたものである。図５６に示す疑似コードによれば、図２９に示す疑似コードと同様、図２９に示すコンテキストインデックス値の配置を実現することができる。
＜変形例５の一般的構成＞
図３０を用いて、変形例５のコンテキストインデックスを導出するための疑似コードの一般的構成について説明する。一般的構成は所定の閾値ＴＨ１、ＴＨ２、ＴＨ３、ＴＨ４、ＴＨ５を用いて導出される。
（パターン０の場合）
パターン０の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢ＋ｙＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｘＢ＋ｙＢが、ＴＨ１以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｘＢ＋ｙＢが、ＴＨ１より大きく、かつＴＨ２以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。
（パターン１の場合）
パターン１の場合、隣接サブブロック有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｙＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｙＢが、ＴＨ３以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｙＢが、ＴＨ３より大きく、かつＴＨ４以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。これにより、コンテキストインデックスの値は、図３１（ｂ）に示すような配置となる。
すなわち、サブブロックのＴＨ３−１番目以下の行では、コンテキストインデックスの値が２となり、サブブロックのＴＨ３番目からＴＨ４−１番目の行では、コンテキストインデックスの値が１となる。また、サブブロックのＴＨ４番目の行では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン２の場合）
パターン２の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｘＢが、ＴＨ３以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｘＢが、ＴＨ３より大きく、かつＴＨ４以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。
すなわち、サブブロックのＴＨ３−１番目以下の列では、コンテキストインデックスの値が２となり、サブブロックのＴＨ３番目からＴＨ４−１番目の列では、コンテキストインデックスの値が１となる。また、サブブロックのＴＨ４番目の列では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン３の場合）
パターン３の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB + yB <= ＴＨ５) ? 2 : 1 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、パターン３の場合、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）の水平方向の座標ｘＢと、垂直方向の座標ｙＢとの和がＴＨ５以下であれば、コンテキストインデックスの値は、“２”であり、そうでなければ、コンテキストインデックスの値は、“１”である。
既に説明した変形例５−１は、ＴＨ１＝０、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝６の例である。発明者による実験では、変形例５−１は特にイントラ予測ブロックにおいて、図５１、図５２の比較例に比べ符号化効率向上が実現できることを確認している。変形例５−１の要素は、パターン０において左上の位置のコンテキストインデックスの値を発生確率が高いことを示す２とすること、パターン１、パターン２において、１行目、１列目のコンテキストインデックスの値を発生確率が高いことを示す２とすること、パターン３においてコンテキストインデックスの値を固定値（ここでは発生確率が高いことを示す２）とすること、である。発明者による実験では、パターン１、２の変更により、符号化効率の大きな向上があること、パターン０の変更により符号化効率の中程度の向上があること、パターン３の変更のような簡略化において符号化効率の低下がないことを確認している。
なお、パターン０は、符号化効率上は、ＴＨ１を０以上、ＴＨ２を６未満とすることが適当である。パターン１、２は、符号化効率上は、ＴＨ３を０以上、ＴＨ４を６未満とすることが適当である。パターン３は、簡略化上は、ＴＨ５を６以上とすることが適当である。
以下、図３１〜図３３、および図５３を用いて、さらに変形例５−２、変形例５−３、変形例５−４、変形例５−５について説明する。
＜変形例５−２＞
図３１を用いて、変形例５−２について説明する。変形例５−２は、ＴＨ１＝−１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝６の例である。変形例５−２の要素は、パターン１、パターン２において、第１行目、第１列目のコンテキストインデックスの値を２とすること、パターン３においてコンテキストインデックスの値を固定値（ここでは２）とすること、である。
図３１は、変形例５−２のコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。図３１を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。なお、図３１に示す網掛け部分は、図５２に示すコンテキストインデックスの値の配置からの変更部分である。
（パターン０の場合）
図３１（ａ）に示すように、図５１、図５２の比較例と同じ導出方法、同じ値の配置である。
（パターン１〜３の場合）
図３１（ｂ）〜（ｃ）にそれぞれ示すように、図２８、図２９の変形例５−１と同じ導出方法、同じ値の配置である。
なお、変形例５−２の場合に関するコンテキストインデックスの配置を図５７に示す疑似コードによって実現してもよい。図５７は、図３１に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現する別の疑似コードの一例である。
より具体的には、図５７に示す疑似コードは、図３１に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現することができるように、ＴＨ１＝−１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝６とした図３０の疑似コードにおいて、適宜、大小関係判定の境界値の変更、および、大小関係判定の同値判定への変更等を施したものである。
図５７に示す疑似コードによれば、図３０に示す疑似コードにおいて、ＴＨ１＝−１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝６とした場合と同様、図３１に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現することができる。
以上に示したように、変形例５−２のコンテキストインデックス導出方法は、変形例５−１と同じく、パターン１、パターン２において、第１行目、第１列目のコンテキストインデックスの値を２とすること、による符号化効率向上、パターン３においてコンテキストインデックスの値を固定値とすることによる簡略化の効果を得ることができる。また、変形例５−１と異なり、パターン０のコンテキストインデックスの値が０と１のみの２段階であるため変形例５−１よりも複雑度の低い構成である。変形例５−２も変形例５−１と同じく、発明者の実験において、特にイントラ予測ブロックにおいて、図５１、図５２の比較例に比べ符号化効率向上が向上することを確認している。
＜変形例５−３＞
図３２を用いて、変形例５−３について説明する。変形例５−３は、ＴＨ１＝−１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝２、ＴＨ５＝４の例である。変形例５−２の要素は、パターン１、パターン２において、１行目、１列目のコンテキストインデックスの値を２とすること、パターン１、パターン２において、３行目、３列目のコンテキストインデックスの値を１とすること、である。
図３２は、変形例５−２のコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。図３２を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。なお、図３２に示す網掛け部分は、図５２に示すコンテキストインデックスの値の配置からの変更部分である。
（パターン０の場合）
図３２（ａ）に示すように、図５１、図５２の比較例と同じ導出方法、同じ値の配置である。
（パターン１の場合）
パターン１の場合、隣接サブブロック有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｙＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｙＢが、０以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｙＢが、０より大きく、かつ２以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。これにより、コンテキストインデックスの値は、図３２（ｂ）に示すような配置となる。
すなわち、図３２（ｂ）に示すように、サブブロックの第１行目では、コンテキストインデックスの値が２となり、サブブロックの第２行目および第３行目では、コンテキストインデックスの値が１となる。また、サブブロックの第４行目では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン２の場合）
パターン３の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｘＢが、０以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｘＢが、０より大きく、かつ２以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。これにより、コンテキストインデックスの値は、図３２（ｃ）に示すような配置となる。
すなわち、図３２（ｃ）に示すように、サブブロックの第１列目では、コンテキストインデックスの値が２となり、サブブロックの第２列目および第３列目では、コンテキストインデックスの値が１となる。また、サブブロックの第４列目では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン３の場合）
図３２（ｄ）に示すように、図５１、図５２の比較例と同じ導出方法、同じ値の配置である。
なお、変形例５−３の場合に関するコンテキストインデックスの配置を図５８に示す疑似コードによって実現してもよい。図５８は、図３２に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現する別の疑似コードの一例である。
より具体的には、図５８に示す疑似コードは、図３２に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現することができるように、ＴＨ１＝−１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝４とした図３２の疑似コードにおいて、適宜、大小関係判定の境界値の変更、および、大小関係判定の同値判定への変更等を施したものである。
図５８に示す疑似コードによれば、図３０に示す疑似コードにおいて、ＴＨ１＝−１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝４とした場合と同様、図３２に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現することができる。
以上に示したように、変形例５−３のコンテキストインデックス導出方法は、変形例５−１と同様、パターン１、パターン２において、第１行目、第１列目のコンテキストインデックスの値を２とすること、による符号化効率向上を得ることができる。
＜変形例５−４＞
図３３を用いて、変形例５−４について説明する。変形例５−４は、ＴＨ１＝１、ＴＨ２＝３、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝２、ＴＨ５＝６の例である。変形例５−２の要素は、パターン１、パターン２において、１行目、１列目のコンテキストインデックスの値を２とすること、パターン１、パターン２において、３行目、３列目のコンテキストインデックスの値を１とすること、である。
図３３は、変形例５−４のコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。図３３を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。なお、図３３に示す網掛け部分は、図５２に示すコンテキストインデックスの値の配置からの変更部分である。
（パターン０の場合）
パターン０の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢ＋ｙＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｘＢ＋ｙＢが、１以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｘＢ＋ｙＢが、１より大きく、かつ３以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。これにより、コンテキストインデックスの値は、図３３（ａ）に示すような配置となる。
（パターン１〜２の場合）
図３３（ｂ）、（ｃ）にそれぞれ示すように、図３２の変形例５−３と同じ導出方法、同じ値の配置である。
（パターン３の場合）
図３３（ｄ）に示すように、図２８、図２９の変形例５−１と同じ導出方法、同じ値の配置である。
なお、変形５−４の場合に関するコンテキストインデックスの配置を図５９に示す疑似コードによって実現してもよい。図５９は、図３３に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現する別の疑似コードの一例である。
より具体的には、図５９に示す疑似コードは、図３３に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現することができるように、ＴＨ１＝１、ＴＨ２＝３、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝２、ＴＨ５＝６とした図３０の疑似コードにおいて、適宜、大小関係判定の境界値の変更、および、大小関係判定の同値判定への変更等を施したものである。
図５７に示す疑似コードによれば、図３０に示す疑似コードにおいて、ＴＨ１＝−１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝６とした場合と同様、図３３に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現することができる。
以上に示したように、変形例５−４のコンテキストインデックス導出方法は、変形例５−３と同じく、パターン１、パターン２において、第１行目、第１列目のコンテキストインデックスの値を２とすること、による符号化効率向上を得ることができる。また、変形例５−１と同じく、パターン０において、コンテキストインデックスの値として０、１、２の３段階を用いることによる符号化効率向上を得ることができる。また、変形例５−１と同じく、パターン３においてコンテキストインデックスの値を固定値とすることによる簡略化の効果を得ることができる。
＜変形例５−５＞
図５３を用いて、変形例５−５について説明する。変形例５−５は、ＴＨ１＝−１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝−１、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝６の例である。変形例５−５の要素は、パターン３においてコンテキストインデックスの値を固定値（ここでは２）とすること、である。
図５３は、変形例５−５のコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。図５３を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。なお、図５３に示す網掛け部分は、図５２に示すコンテキストインデックスの値の配置からの変更部分である。
（パターン０〜２の場合）
図５３（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ示すように、図５１、図５２の比較例と同じ導出方法、同じ値の配置である。
（パターン３の場合）
図５３（ｄ）に示すように、図２８、図２９の変形例５−１と同じ導出方法、同じ値の配置である。
なお、変形例５−５の場合の関するコンテキストインデックスの配置を図６０に示す疑似コードによって実現してもよい。図６０は、図５３に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現する別の疑似コードの一例である。
より具体的には、図６０に示す疑似コードは、図５３に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現することができるように、ＴＨ１＝−１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝−１、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝６とした図３０の疑似コードにおいて、適宜、大小関係判定の境界値の変更、および、大小関係判定の同値判定への変更等を施したものである。
図６０に示す疑似コードによれば、図３０に示す疑似コードにおいて、ＴＨ１＝−１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝−１、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝６とした場合と同様、図５３に示すコンテキストインデックスの値の配置を実現することができる。
＜変形例５−６＞
図６１を用いて、変形例５−６について説明する。変形例５−６は、ＴＨ１＝１、ＴＨ２＝２、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝６の例である。変形例５−６の要素は、パターン０において、ｘＢ＋ｙＢ＜２となる部分に対して、非０変換係数の発生頻度が高いことを示すコンテキストインデックスの値を設定する、ことである。
図６１は、変形例５−６のコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。図６１を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。
（パターン０の場合）
隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢ＋ｙＢの値に応じて、次のようにコンテキストインデックスを導出する。
ｘＢ＋ｙＢが、１以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=2を導出する。また、ｘＢ＋ｙＢが、１より大きく、かつ２以下である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=1を導出する。これら以外の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx=0を導出する。これにより、コンテキストインデックスの値は、図６１（ａ）に示すような配置となる。
（パターン１〜３の場合）
図６１（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ、図２９（ｂ）、図２９（ｃ）、図２９（ｄ）の変形例５−１と同じ導出方法、同じ値の配置である。
なお、変形例５−６の場合に関するコンテキストインデックスの配置を図６２に示す疑似コードによって実現してもよい。図６２に示す疑似コードは、上記変形例にて説明したとおり、図３０に示す疑似コードを、適宜、大小関係判定の境界値の変更、および、大小関係判定の同値判定への変更等を施すことにより得ることも可能である。
以上に示したように、変形例５−６のコンテキストインデックス導出方法は、変形例５−１と同じく、パターン１、パターン２において、第１行目、第１列目のコンテキストインデックスの値を２とすること、による符号化効率向上、パターン３においてコンテキストインデックスの値を固定値とすることによる簡略化の効果を得ることができる。特に、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵまで隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃによるコンテキストインデックス導出をする際、パターン０において、ｘＢ＋ｙＢ＜２となる部分に対して、非０変換係数の発生頻度が高いことを示すコンテキストインデックスの値を設定することで、符号化効率向上の効果を奏する。
＜変形例５−７＞
図６３を用いて、変形例５−７について説明する。変形例５−７は、ＴＨ１＝１、ＴＨ２＝３、ＴＨ３＝０、ＴＨ４＝１、ＴＨ５＝６の例である。変形例５−７の要素は、パターン０において、係数位置がｘＢ＋ｙＢ＜２となる部分に対して、非０変換係数の発生頻度が高いことを示すコンテキストインデックスの値を設定し、１＜ｘＢ＋ｙＢ＜４となる部分に対して、非０変換係数の発生頻度が中程度であることを示すコンテキストインデックスの値を設定する、ことである。
図６３は、変形例５−７のコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。図６３を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。
（パターン０の場合）
図６３（ａ）は、図３３（ａ）に示す変形例５−４と同じ導出方法、同じ値の配置である。
（パターン１〜３の場合）
図６３（ｂ）〜（ｄ）はそれぞれ、図２９（ｂ）、図２９（ｃ）、図２９（ｄ）の変形例５−１と同じ導出方法、同じ値の配置である。
なお、変形例５−７の場合に関するコンテキストインデックスの配置を図６４に示す疑似コードによって実現してもよい。図６４に示す疑似コードは、上記変形例にて説明したとおり、図３０に示す疑似コードを、適宜、大小関係判定の境界値の変更、および、大小関係判定の同値判定への変更等を施すことにより得ることも可能である。
以上に示したように、変形例５−７のコンテキストインデックス導出方法は、変形例５−１と同じく、パターン１、パターン２において、第１行目、第１列目のコンテキストインデックスの値を非０変換係数の発生頻度が高いことを示すコンテキストインデックスの値とすることによる符号化効率向上、パターン３においてコンテキストインデックスの値を固定値とすることによる簡略化の効果を得ることができる。特に、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵまで隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃによるコンテキストインデックス導出をする際、パターン０において、ｘＢ＋ｙＢ＜２となる部分に対して、非０変換係数の発生頻度が高いことを示すコンテキストインデックスの値を設定し、１＜ｘＢ＋ｙＢ＜４となる部分に対して、非０変換係数の発生頻度が中程度であることを示すコンテキストインデックスの値とすることで、符号化効率向上の効果を奏する。
［変形例５に係る補足事項］
また、以上に示した変形例５−１、５−４、５−６、５−７に係る動画像復号装置１は、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックの右に隣接する右隣接サブブロックおよび下に隣接する下隣接サブブロックについてサブブロック係数有無フラグを判定し、右隣接サブブロックおよび下隣接サブブロックの両方において非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、サブブロック内の係数位置を表わすｘＢとｙＢの和が第１の閾値以下の場合に、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記ｘＢとｙＢの和が第１の閾値より大きく、かつ、第２の閾値以下の場合に、非０変換係数の発生確率が中程度である場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記ｘＢとｙＢの和が第２の閾値より大きい場合に、非０変換係数の発生確率が低い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
以上の構成によれば、実際の変換係数の発生確率に、より適合したコンテキスト導出パターンを実現することができ、これにより符号化効率の向上を図ることができる。
特に、第１の閾値を０、第２の閾値を２と設定することにより、実際の非０変換係数の発生確率により適合した好適なコンテキストインデックスを導出することができる。また、第１の閾値を１、第２の閾値を２と設定しても好適である。また、第１の閾値を１、第２の閾値を３と設定しても好適である。
また、以上に示した変形例５−１〜５−４、５−６、５−７に係る動画像復号装置１は、上記コンテキストインデックス導出手段は、右に隣接する右隣接サブブロックおよび下に隣接する下隣接サブブロックについてサブブロック係数有無フラグを判定し、右隣接サブブロックまたは下隣接サブブロックのいずれか一方において非０変換係数が存在しないと判定されたとき、非０変換係数が存在しないと判定されたサブブロックの隣接方向に応じて、サブブロック内の係数位置を表わすｘＢとｙＢのうちいずれか一方の係数位置を選択し、上記係数位置が第１の閾値以下の場合に、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記係数位置が第１の閾値より大きく、かつ、第２の閾値以下の場合に、非０変換係数の発生確率が中程度である場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記係数位置が第２の閾値より大きい場合に、非０変換係数の発生確率が低い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
以上の構成によれば、実際の変換係数の発生確率に好適な閾値を設定し、より適合したコンテキスト導出パターンを実現することができ、これにより符号化効率の向上を図ることができる。
また、以上に示した変形例５−１、５−３、５−４、５−５に係る動画像復号装置１は、上記コンテキストインデックス導出手段は、右に隣接する右隣接サブブロックおよび下に隣接する下隣接サブブロックについてサブブロック係数有無フラグを判定し、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに対して、右隣接サブブロック及び下隣接サブブロックの両方において非０変換係数が存在あると判定されたとき、処理対象サブブロック内の非０変換係数に対して、固定のコンテキストインデックスを導出する構成である。
以上の構成によれば、符号化効率の低下を抑制しつつ、コンテキストインデックスの導出を簡略化することができる。
また、上記構成において、上記固定のコンテキストインデックスは、非０変換係数の発生頻度が高い場合に対応するコンテキストインデックスであることが好ましい。
上記構成によれば、実際の変換係数の発生確率により適合した、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを固定的に導出することができる。よって、実際の変換係数の発生確率により適合した固定的なコンテキストインデックスを導出することができるため、符号化効率の低減をさらに抑制しつつ、コンテキストインデックスの導出の簡略化をすることができる。
［作用・効果］
以上に示した変形例５−１〜５−４、５−６、５−７に係る動画像復号装置１は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、復号されたサブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおいて非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを判定する非０変換係数判定手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに隣接するいずれかのサブブロックにおいて非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応する上記コンテキストインデックスを、処理対象のサブブロックにおける処理対象の変換係数の位置に応じて導出する構成である。
以上に示した変形例５−１、５−４、５−６、５−７に係る動画像復号装置１は、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに隣接する２つ以上のサブブロックにおいて非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応する上記コンテキストインデックスを、処理対象のサブブロックにおける処理対象の変換係数の位置に応じて導出する構成であり、符号化効率の向上を図ることができる。特に処理対象のサブブロック内の左上の位置において、非０変換係数の発生確率が高い場合を割り当てる構成が好適である。
以上に示した変形例５−１〜５−４、５−６、５−７に係る動画像復号装置１は、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに隣接する１つ以上のサブブロックにおいて非０変換係数が存在すると判定され、１つ以上のサブブロックにおいて非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応する上記コンテキストインデックスを、処理対象のサブブロックにおける処理対象の変換係数の位置に応じて導出する構成であり、符号化効率の向上を図ることができる。特に右に隣接するサブブロックにおいて非０変換係数が存在すると判定され、下に隣接するサブブロックにおいて非０変換係数が存在すると判定されるサブブロックにおいて、処理対象のサブブロック内の第１行目に非０変換係数の発生確率が高い場合を割り当てる構成が好適である。それと対称な意味で、特に下に隣接するサブブロックにおいて非０変換係数が存在すると判定され、右に隣接するサブブロックにおいて非０変換係数が存在すると判定されるサブブロックにおいて、処理対象のサブブロック内の第１列目に非０変換係数の発生確率が高い場合を割り当てる構成が好適である。
以上に示した変形例５−１、５−３、５−４、５−５、５−６、５−７に係る動画像復号装置１は、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに２つ以上のサブブロックにおいて非０変換係数が存在すると判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを固定的に導出する構成であり、コンテキストインデックスの導出を簡略化することができる。
以上に示した変形例５−１〜５−４、５−６、５−７に係る構成によれば、実際の変換係数の発生確率に、より適合したコンテキスト導出パターンを実現することができ、これにより符号化効率の向上を図ることができる。
［変形例５と、変形例１との組み合わせについて］
なお、変形例５は、変形例１と組み合わせることもできる。変形例５は、上述したとおり、各パターンにおいて次の条件で、コンテキストインデックスの値の段階の区切りを設定する構成である。すなわち、パターン０において、ｘＢ＋ｙＢに応じてコンテキストインデックスの値の段階の区切りを設定する。パターン１において、ｙＢに応じてコンテキストインデックスの値の段階の区切りを設定する。パターン２において、ｘＢに応じてコンテキストインデックスの値の段階の区切りを設定する。そして、パターン３において、ｘＢ＋ｙＢに応じてコンテキストインデックスの値の段階の区切りを設定する、または、一様に非０変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスの値を設定する。
変形例１のスキャン順を用いた変換係数の復号処理において、上記変形例５に係る条件に従ってコンテキストインデックスを導出することで、サブブロック内の逆スキャン順のコンテキストインデックスの０と１の切り替え回数を抑えることができる。
より具体的には、変形例５−１〜５−５のパターン０〜３において、以下のスキャン順を用いてもよい。
パターン０の場合、図２２（ａ）に示すように、係数復号制御部１２３は、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）を適用してもよい。
パターン１の場合、図２２（ｂ）に示すように、係数復号制御部１２３は、水平方向優先スキャンを適用する。すなわち、（significant_coeff_group_flag[xCG + 1][yCG]，significant_coeff_group_flag[xCG][yCG + 1]）＝（１，０）である場合、係数復号制御部１２３は、水平方向優先スキャンを適用してもよい。
パターン２の場合、図２２（ｃ）に示すように、係数復号制御部１２３は、垂直方向優先スキャンを適用する。すなわち、（significant_coeff_group_flag[xCG + 1][yCG]，significant_coeff_group_flag[xCG][yCG + 1]）＝（０，１）である場合、係数復号制御部１２３は、垂直方向優先スキャンを適用してもよい。
パターン３の場合、図２２（ｄ）に示すように、係数復号制御部１２３は、係数復号制御部１２３は、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）を適用してもよい。
＜＜変形例６：絶対的座標を参照する＞＞
以下では、図３４および図３５を用いて、サブブロック内の座標（ｘＢ，ｙＢ）だけでなく、ＴＵにおける係数位置（ｘＣ、ｙＣ）を用いてコンテキストインデックスを導出する変形例について説明する。
本変形例では、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃが、パターンインデックスidxCGを、上記式（Ａ）により求めるとともに、これより得られるパターン０〜３に応じて、図３４に示す方法にてコンテキストインデックスを導出する。
図３４は、式（Ａ）から得られるパターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードのさらに別の例を示す図である。図３５は、図３３に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。
図３４および図３５を参照しながら、パターン０〜３のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。
（パターン０の場合）
パターン０の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB + yB <= 2) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
すなわち、パターン０の場合は、上記実施例のパターン０の場合と同様である。よって、コンテキストインデックスの値は、図３５（ａ）に示すような配置となる。
（パターン１の場合）
パターン１の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、係数位置（ｘＣ、ｙＣ）のＹ座標ｙＣに応じて、コンテキストインデックスを導出する。
ｙＣ＝０である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = 2を導出する。よって、コンテキストインデックスの値は、図３５（ｅ）に示すような配置となる。すなわち、ｙＣ＝０ の場合、図３５（ｅ）に示すように、サブブロックの第１行目（上端）では、コンテキストインデックスの値が２となる。
これに対して、ｙＣ＝０ でない場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (yB <= 1) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、図３５（ｂ）に示すように、サブブロックの第１行目および第２行目では、コンテキストインデックスの値が１となり、サブブロックの第３行目および第４行目では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン２の場合）
パターン２の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、係数位置（ｘＣ、ｙＣ）のＸ座標ｘＣに応じて、コンテキストインデックスを導出する。
ｘＣ＝０である場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = 2を導出する。よって、コンテキストインデックスの値は、図３５（ｆ）に示すような配置となる。すなわち、ｘＣ＝０の場合、図３５（ｆ）に示すように、サブブロックの第１列目（左端）では、コンテキストインデックスの値が２となる。
これに対して、ｘＣ＝０でない場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB <= 1) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、図３５（ｃ）に示すように、サブブロックの第１列目および第２列目では、コンテキストインデックスの値が１となり、サブブロックの第３列目および第４列目では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン３の場合）
パターン３の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB + yB <= 4) ? 2 : 1 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、パターン３の場合、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）の水平方向の座標ｘＢと、垂直方向の座標ｙＢとの和が４以下であれば、コンテキストインデックスの値は、“１”であり、そうでなければ、コンテキストインデックスの値は、“０”である。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図３５（ｄ）に示すような配置となる。
［作用・効果］
変形例６に係る動画像復号装置１は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグに基づいて、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段と、上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、上記方向性判定手段により判定された方向性に応じて、処理対象のサブブロックの処理対象の単位領域における座標を用いて、上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
上記構成によれば、パターン１および２において、ｘＣ＝０またはｙＣ＝０の場合、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを用いる。
横エッジや、縦エッジが存在する場合、非０変換係数がｘＣ＝０の領域またはｙＣ＝０の領域に集中して現れる傾向がある。
上記構成によれば、横エッジや、縦エッジが存在する可能性が高い場合において、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを用いるため、符号化効率の向上を図ることができる。
なお、パターン１（パターン２）において、ｙＣ＝０（ｘＣ＝０）の判定に加えて、または、当該判定に代えて、ｘＣ＝０かつｙＣ＝０であるか否かを判定し、判定結果に応じてコンテキストインデックスを導出することも可能である。
＜＜変形例７：一様高確率パターン＞＞
以下において、図３６〜図３８を用いて、隣接サブブロックにおいて非０変換係数が多い可能性が高い場合、処理対象のサブブロックにおいて一様にコンテキストインデックスを用いる変形例について説明する。
隣接サブブロックにおいて非０変換係数が多い可能性が高い場合、処理対象のサブブロック内で一様に非０ゼロ変換係数が高い状況が発生し得る。
図３６を用いて、処理対象のサブブロック内で、当該サブブロック内の座標によらず、一様に非０ゼロ変換係数が高い状況となるような場合の例について説明する。
図３６に示す処理対象のサブブロックＸに対して、右隣接サブブロックＡ、下隣接サブブロックＢ、および、右下隣接サブブロックＣのすべてに非０変換係数が存在する場合、サブブロックＸでの非０変換係数の発生確率は、当該サブブロックＸにおける座標によらず、一様に高い傾向がある。
このような場合、中レベルの発生確率を示すコンテキストインデックス１を用いるのではなく、高レベルの発生確率を示すコンテキストインデックス２を用いることが好ましい。
本変形例では、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃが、隣接サブブロック（右隣接および下隣接）におけるサブブロック係数有無フラグからコンテキスト導出パターンを特定するインデックスであるパターンインデックスidxCGを、以下の式（Ｃ）により求める。
idxCG = significant_coeff_group_flag[xCG + 1][yCG] +
(significant_coeff_group_flag[xCG][yCG + 1] << 1) +
(significant_coeff_group_flag[xCG + 1][yCG + 1] << 2) … （Ｃ）
上記式（Ｃ）より、パターンインデックスidxCGは、０〜７の値をとる。隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、パターンインデックスidxCGの値に応じて、以下の５パターンでコンテキストインデックスを導出する。
（パターン０） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）、下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）、および右下隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ＋１）のすべてにおいてサブブロック係数有無フラグの値が０である場合。
（パターン１） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のいずれにおいてもサブブロック係数有無フラグの値が０である場合。
（パターン２） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のうちの一方においてサブブロック係数有無フラグの値が１であり、他方においてサブブロック係数有無フラグの値が０である場合。
（パターン３） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）の両方においてサブブロック係数有無フラグの値が１である場合。
（パターン４） 右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）、下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）、および右下隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ＋１）のすべてにおいてサブブロック係数有無フラグの値が１である場合。
本変形例では、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃが、パターンインデックスidxCGを、上記式（Ｃ）により求めるとともに、これより得られるパターン０〜４に応じて、図３７に示す方法にてコンテキストインデックスを導出する。
図３７および図３８を用いて、具体的なコンテキストインデックス導出方法について説明すると次のとおりである。
図３７は、式（Ｃ）から得られるパターンインデックスidxCGに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標からコンテキストインデックスを導出するための疑似コードのさらに別の例を示す図である。図３８は、図３７に示す疑似コードによるコンテキストインデックス導出方法におけるコンテキストインデックスの値の配置を示す図である。なお、図３８に示す網掛け部分は、図５２に示すコンテキストインデックスの値の配置からの変更部分である。
図３７を参照しながら、パターン０〜４のそれぞれの場合において導出されるコンテキストインデックスの値について説明すると次のとおりである。
（パターン４の場合）
まず、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、パターン４であるかどうかを判定する。パターン４の場合、図３８（ｅ）に示すように隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ｘＢおよびｙＢの値によらずサブブロック内で一様にsigCtx=2を導出する。
パターン４でない場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、以下、パターン０〜３であるかどうかを判定する。なお、図３７において、“ｉｄｘＣＧ＆３”は、ｉｄｘＣＧの下位２ビットを算出しており、これにより右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のサブブロック係数有無フラグの値を抽出している。
（パターン０の場合）
パターン０の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB + yB <= 2) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
すなわち、パターン０の場合は、上記実施例のパターン０の場合と同様である。よって、コンテキストインデックスの値は、図３８（ａ）に示すような配置となる。
（パターン１の場合）
パターン１の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (yB <= 1) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、図３８（ｂ）に示すように、サブブロックの第１行目および第２行目では、コンテキストインデックスの値が１となり、サブブロックの第３行目および第４行目では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン２の場合）
パターン２の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB <= 1) ? 1 : 0 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、図３８（ｃ）に示すように、サブブロックの第１列目および第２列目では、コンテキストインデックスの値が１となり、サブブロックの第３列目および第４列目では、コンテキストインデックスの値が０となる。
（パターン３の場合）
パターン３の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、sigCtx = (xB + yB <= 4) ? 2 : 1 によりコンテキストインデックスを導出する。
よって、パターン３の場合、サブブロック内での座標（ｘＢ,ｙＢ）の水平方向の座標ｘＢと、垂直方向の座標ｙＢとの和が４以下であれば、コンテキストインデックスの値は、“１”であり、そうでなければ、コンテキストインデックスの値は、“０”である。
これにより、コンテキストインデックスの値は、図３８（ｄ）に示すような配置となる。
以上のように、パターン０〜３の場合、それぞれ、コンテキストインデックスの値の配置は、図５２（ａ）〜（ｄ）に示した配置の例と同様となる。
［作用・効果］
変形例７に係る動画像復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、上記サブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックそれぞれについて、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを判定する鱗屑サブブロック係数有無判定手段と、上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、上記判定の結果、所定の数以上のサブブロックにおいて非０変換係数が少なくとも１つ含まれる場合、処理対象のサブブロックにおいて一様に、変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
上記構成によれば、サブブロック係数有無フラグを判定する対象の隣接サブブロックとして、右隣接サブブロックＡ、および下隣接サブブロックＢに加え、さらに右下隣接サブブロックＣを用いる。
上記対象の隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグの状態に基づいて、処理対象のサブブロックＸにおいて非０変換係数の発生確率が一様に高い状態か否かを判定する。
また、処理対象のサブブロックＸにおいて非０変換係数の発生確率が一様に高い状態の場合、処理対象のサブブロックＸにおいて、一様に、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを用いる。これにより符号化効率の向上を図ることができる。
以上の説明では、すべての隣接サブブロックにおいてサブブロック係数有無フラグの値が１である場合、一様に、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを用いる構成について説明したが、これに限られない。
所定の数以上の隣接サブブロックにおいて、サブブロック係数有無フラグの値が１である場合、一様に、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを用いる構成であってもよい。所定の数以上の隣接サブブロックにおいて、サブブロック係数有無フラグの値が１である場合、処理対象のサブブロックＸにおいて非０変換係数の発生確率が一様に高い状態といえる。よって、当該構成においても、上記変形例５の構成と同様の効果を得ることができる。
＜変形例８＞
非特許文献３では、８×８ＴＵにおいて、スキャン方向毎に異なっていたサブブロックの形状を４×４サブブロックに統一し、さらに８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵにおいても、隣接サブブロックに非０変換係数があるか否かに応じて、導出パターンを選択し、選択した導出パターンに従って、サブブロック内の位置から変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスを導出することが提案されている。また、非特許文献３によれば、輝度の８×８ＴＵに関して、スキャン方向が斜め方向スキャンである場合と、水平方向スキャンまたは垂直方向スキャンである場合とで、変換係数有無フラグに関するコンテキストを区別する提案がされている。
しかしながら、８×８ＴＵの輝度の場合、水平方向優先スキャン、及び垂直方向優先スキャンは、イントラ予測のみでしか出現せず、斜め方向スキャンに比べて、使用される頻度は低い。また、水平方向優先スキャンと垂直方向優先スキャンの各インデックスパターンidxCGに対応するサブブロック内の係数位置における非０変換係数の発生頻度の傾向（水平高優先スキャンと垂直方向優先スキャン時の非０変換係数の発生頻度の平均）は、斜め方向スキャン時の非０変換係数の発生頻度の傾向と非常に類似している。そのため、８×８ＴＵの輝度における斜め方向スキャンと、垂直方向優先スキャンと水平方向優先スキャン時の変換係数有無フラグに関するコンテキストを共有することができる。
以下では、８×８ＴＵにおける変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスの導出を簡略化し、輝度における変換係数有無フラグに関するコンテキスト数を削減する変形例８について、図６５、図６６、図６７、図６８を用いて説明する。
図６５は、変形例８に係る係数有無フラグ復号部１２４における変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスの導出の動作を示すフローチャートである。
（ステップＳＸ１０１）
ＴＵサイズ判定部１２４ａは、処理対象のＴＵサイズが所定サイズ（例えば、８×８ＴＵ）より小さいか？を判定する。処理対象のＴＵサイズが所定サイズより小さい場合（ステップＳＸ１０１でＹｅｓ）、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、コンテキスト導出手段として、位置コンテキスト導出部１２４ｂを選択し、ステップＳＸ１０４へ進む。それ以外は、ステップＳＸ１０２へ進む（ステップＳＸ１０１でＮｏ）。
判定で例えば以下の式を用いる。
log2TrafoSize < THSize
なお、閾値THSizeとしては例えば３が用いられる。閾値THsizeに３を用いた場合には、４×４ＴＵが所定サイズより小さいと判定される。８×８ＴＵ、１６×４ＴＵ、４×１６ＴＵ、１６×１６ＴＵ、３２×４ＴＵ、４×３２ＴＵ、３２×３２ＴＵは所定サイズ以上であると判定されることになる。
（ステップＳＸ１０２）
ＴＵサイズ判定部１２４ａは、処理対象のＴＵサイズが所定サイズ（例えば、８×８ＴＵ）以上の場合（ステップＳＸ１０１でＮｏ）、処理対象の変換係数の位置がＤＣであるか？判定する。処理対象の変換係数の位置がＤＣである場合（ステップＳＸ１０２でＹｅｓ）、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、コンテキスト導出手段として、位置コンテキスト導出部１２４ｂを選択し、ステップＳＸ１０４へ進む。それ以外の場合は、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、コンテキスト導出手段として、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃを選択し、ステップＳＸ１０３へ進む(ステップＳＸ１０２でＮｏ)。なお、処理対象の変換係数の位置がＤＣであるかは、例えば、変換係数の位置（ｘＣ、ｙＣ）を用いて、ｘＣとｙＣの和が０と等しいか否かによって判定することができる。すなわち、“ｘＣ＋ｙＣ＝＝０”の真偽を判定によって判定することができる。
（ステップＳＸ１０４）
処理対象のＴＵサイズが所定サイズ（例えば、８×８ＴＵ）未満（ステップＳＸ１０１でＹｅｓ）、または、処理対象の変換係数の位置がＤＣである場合（ステップＳＸ１０２でＹｅｓ）、コンテキスト導出手段として選択された位置コンテキスト導出部１２４ｂは、図６６に示す変換係数の位置（ｘＣ，ｙＣ）に対応する変換係数有無フラグのコンテキストインデックスctxIdxを導出する。図６６は、４×４ＴＵにおける輝度、または、色差における各係数位置に割り当てられたコンテキストインデックスを表わす図である。図６６に示すように、４×４ＴＵは、「０」〜「９」の９つの領域に分割されるとともに、該９つの領域それぞれにコンテキストインデックスが割り付けられる。よって、４×４ＴＵのコンテキスト数は、“９”である。なお、処理対象の変換係数の位置がＤＣの場合は、図６６における４×４ＴＵのＤＣ成分に割り当てられた値が、４×４ＴＵ〜３２×３２ＴＵまで共通のコンテキストインデックスとして割り当てられる。
（ステップＳＸ１０３)
処理対象のＴＵサイズが所定サイズ（例えば、８×８ＴＵ）以上（ステップＳＸ１０１でＮｏ）、かつ、処理対象の変換係数の位置がＤＣでない場合（ステップＳＸ１０２でＮｏ）、コンテキスト導出手段として選択された隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、隣接サブブロックに非０変換係数があるか否かに応じて、導出パターンを選択し、選択した導出パターンに従って、サブブロック内の位置から変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスsigCtx（ctxIdx）を導出する。
ステップＳＸ１０３における隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃによる変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスctxIdxのより具体的な処理は、以下の通りである。
（ステップＳＸ１０３−１）
隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、隣接サブブロックに非０変換係数があるか否かに応じて、導出パターンに対応する対応するパターンインデックスidxCGを求める。パターンインデックスidxCGは、既述の式（Ａ）によって導出することができる。
（ステップＳＸ１０３−２）
求めたパターンインデックスidxCGに対応する導出パターンとサブブロック内の位置から変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスsigCtx（ctxIdx）を導出する。パターンインデックスidxCGに対応する導出パターンは、例えば、既述の変形例５−１とすることができるため、詳細な説明は省略する。すなわち、パターンインデックスidxCGがパターン０の場合、コンテキストインデックスの値は、図２９（ａ）に示すような配置となる。パターンインデックスidxCGがパターン１の場合、コンテキストインデックスの値は、図２９（ｂ）に示すような配置となる。パターンインデックスidxCGがパターン２の場合、コンテキストインデックスの値は、図２９（ｃ）に示すような配置となる。パターン３の場合、コンテキストインデックスの値は、図２９（ｄ）に示すような配置となる。
（ステップＳＸ１０３−３）
隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃは、ステップＳＸ１０３−２で求めたコンテキストインデックスsigCtx（ctxIdx）に対して、所定のオフセット値を加算し、処理対象の変換係数に関するコンテキストインデックスsigCtx（ctxIdx）を導出する。
以下では、ステップＳＸ１０３−３における所定のオフセット値の導出について輝度を例に説明する。図６７は、ステップＳＸ１０３−３のさらに詳細な動作を表わすフローチャートである。
（ステップＳＸ２０１）
処理対象のサブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）が高周波にあるか？を判定する。例えば、ｘＣＧ＋ｙＣＧ＞ＴＨ１によって判定することができる。ｘＣＧとｙＣＧの和が所定閾値ＴＨ１より大きい場合は、高周波であると判定し、満たさない場合は、低周波であると判定する。閾値ＴＨ１は、例えば、０とすることができる。この場合、ＤＣ成分を含むサブブロックを低周波として扱うことになる。
（ステップＳＸ２０２）
処理対象のサブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）が高周波にある場合（ステップＳＸ２０１でＮｏ）、コンテキストインデックスsigCtx（ctxIdx）に低周波と高周波とのコンテキストを識別するための所定のオフセット値offsetHighFreqを加算する。すなわち、
sigCtx = sigCtx + offsetHighFreq
によりsigCtx（ctxIdx）を求める。なお、図６７のステップＳＸ２０２に示した“+=”演算子は、ＡとＢとについて“A+=B”のように用いた場合、“A=A+B”を意味する。以下において同様である。
なお、本実施例では、非０変換係数の発生頻度を”高”、“中”、“低”の３段階で表わしているため、所定のオフセット値offsetHighFreqとして、“３”を用いる。
（ステップＳＸ２０３）
処理対象のＴＵサイズが所定サイズ（例えば、８×８ＴＵ）であるか？を判定する。すなわち、
log2TrafoSize ＝＝ THSize
の真偽を判定することにより、処理対象のＴＵサイズが所定サイズであるか否かを判定する。
なお、閾値THSizeとして、例えば８×８ＴＵのサイズを表わす“３”を用いる。
（ステップＳＸ２０４）
処理対象のＴＵサイズが所定サイズ（例えば、８×８ＴＵ）である場合（ステップＳＸ２０３でＹｅｓ）、コンテキストインデックスctxIdxに、閾値THSizeを満たすＴＵと、それ以外のＴＵとのコンテキスト識別するために、所定のオフセット値offsetNAを加算する。すなわち、
sigCtx = sigCtx + offsetNA
を計算する。
ここで、オフセット値offsetNAは、４×４ＴＵと８×８ＴＵのコンテキストを識別するために、例えば、図６６に示す４×４ＴＵのコンテキスト数“９”とする。
（ステップＳＸ２０５）
処理対象のＴＵサイズが所定サイズ（例えば、８×８ＴＵ）でない場合（ステップＳＸ２０３でＮｏ）、閾値THSizeを満たすＴＵ（８×８ＴＵ）と、それ以外のＴＵ（１６×１６ＴＵ〜３２×３２ＴＵ）とのコンテキストを識別するために、所定のオフセット値offsetNBを加算する。すなわち、
sigCtx = sigCtx + offsetNB
ここで、オフセット値offsetNBは、８×８ＴＵと、１６×１６ＴＵ〜３２×３２ＴＵのコンテキストを識別するために、例えば、図６６に示す４×４ＴＵのコンテキスト数“９”と８×８ＴＵのコンテキスト数“６”との和、“１５”とする。８×８ＴＵのコンテキスト数が“６”であるのは、本実施例では、非０変換係数の発生頻度を”高”、“中”、“低”の３段階で表わしており、かつ、低周波と高周波とでそれぞれコンテキスト数“３”を有するためである。
以上、変形例８において、コンテキストインデックスを識別するための各オフセット値offsetHighFreq, offsetNA, offsetNBをそれぞれ、
offsetHighFreq = 3、offsetNA = 9、offsetNB = 15
とすれば、輝度に関する変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスの割当は、図６８に示すように０〜２０までの値をとり、それぞれ、
・ctxIdx= ０は、ＤＣ用のコンテキストインデックス
・ctxIdx= １〜８は、４×４ＴＵ用のコンテキストインデックス
・ctxIdx= ９〜１１は、８×８ＴＵ用のコンテキストインデックス（低周波）
・ctxIdx= １２〜１４は、８×８ＴＵ用のコンテキストインデックス（高周波）
・ctxIdx = １５〜１７は、１６×１６ＴＵ〜３２×３２ＴＵ用のコンテキストインデックス（低周波）
・ctxIdx =１８〜２０は、１６×１６ＴＵ〜３２×３２ＴＵ用のコンテキストインデックス（高周波）
であり、計２1個のコンテキスト数となる。
ここで、上記構成による利点について、従来技術に係る比較例（非特許文献３）との対比を行いつつ説明する。
＜比較技術に関する説明＞
以下では、比較技術（非特許文献３）に係る係数有無フラグ復号部における変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスの導出について説明する。
変形例８と非特許文献３において、図６５に示すコンテキスト導出手段の選択方法の流れに関しては、共通のため説明を省略する。また、図６５のステップＳＸ１０３において、ステップＳＸ１０３−１〜ステップＳＸ１０３−２までの処理は、変形例８と比較技術において、共通のため詳細な説明を省略する。すなわち、比較技術においても、隣接サブブロックに非０変換係数があるか否かに応じて、導出パターンに対応する対応するパターンインデックスidxCGを既述の式（Ｘ）によって導出する。その後、導出しパターンインデックスidxCGに対応に対応する導出パターンとサブブロック内の位置から変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスを導出する。パターンインデックスidxCGに対応する導出パターンは、既述の変形例５−１と同じため詳細な説明を省略する。
パターンインデックスidxCGがパターン０の場合、コンテキストインデックスの値は、図２９（ａ）に示すような配置となる。パターンインデックスidxCGがパターン１の場合、コンテキストインデックスの値は、図２９（ｂ）に示すような配置となる。パターンインデックスidxCGがパターン２の場合、コンテキストインデックスの値は、図２９（ｃ）に示すような配置となる。パターン３の場合、コンテキストインデックスの値は、図２９（ｄ）に示すような配置となる。
以下、図７４を用いて、比較技術における図６５のステップＳＸ１０３−３における、パターンインデックスidxCGに対応に対応する導出パターンとサブブロック内の位置とから求めたコンテキストインデックスに対して、各条件のオフセットを加算する動作について詳細に説明する。
図６５のステップＳＸ１０３−３に相当する所定のオフセット値の導出が、比較技術においてどのように実行されるかについて輝度の場合を例に説明する。図７４に示すように、比較技術では、図６５のステップＳＸ１０３−３に相当する処理ＳＸ１０３−３Ｐは、以下のとおり実行される。
（ステップＳＹ２０１）
処理対象のサブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）が高周波にあるか？を判定する。
（ステップＳＹ２０２）
処理対象のサブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）が高周波にある場合（ステップＳＹ２０１でＹｅｓ）、コンテキストインデックスsigCtxに低周波と高周波とのコンテキストを識別するための所定のオフセット値を加算する。非特許文献３では、sigCtx = sigCtx + 3 により算出される。
（ステップＳＹ２０３）
処理対象のＴＵサイズが８×８ＴＵであるか？を判定する。
（ステップＳＹ２０４）
処理対象のＴＵサイズが８×８ＴＵである場合（ステップＳＹ２０３でＹｅｓ）、スキャン方向が斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）であるか？を判定する。
（ステップＳＹ２０５）
処理対象のＴＵにおけるスキャン方向が斜め方向スキャンである場合（ステップＳＹ２０４でＹｅｓ）、コンテキストインデックスsigCtxに、斜め方向スキャンと、水平方向優先スキャンまたは垂直方向優先スキャンとのコンテキストを識別するための所定のオフセット値を加算する。比較技術では、sigCtx = sigCtx + 9 により算出される。
（ステップＳＹ２０６）
処理対象のＴＵにおけるスキャン方向が斜め方向スキャンでない場合、すなわち水平方向優先スキャンまたは垂直方向優先スキャンの場合（ステップＳＹ２０４でＮｏ）、コンテキストインデックスsigCtxに、斜め方向スキャンと、水平方向優先スキャンまたは垂直方向優先スキャンとのコンテキストを識別するための所定のオフセット値を加算する。
比較技術では、sigCtx = sigCtx + 15 により算出される。
（ステップＳＹ２０７）
処理対象のＴＵサイズが８×８ＴＵでない場合、すなわち、ＴＵサイズが１６×１６、３２×３２、４×１６、１６×４、８×３２、または３２×８の場合(ステップＳＹ２０３においてＮｏ)、８×８ＴＵとのコンテキストを識別するための所定オフセット値を加算する。比較技術では、sigCtx = sigCtx + 21 により算出される。
以上、比較技術における輝度に関する変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスの割当は、図６９に示すように０〜２６までの値をとり、
・ctxIdx = ０は、ＤＣ用のコンテキストインデックス
・ctxIdx = １〜８は、４×４ＴＵ用のコンテキストインデックス
・ctxIdx = ９〜１１は、８×８ＴＵの斜め方向スキャン用のコンテキストインデックス（低周波）
・ctxIdx = １２〜１４は、８×８ＴＵの斜め方向スキャン用のコンテキストインデックス（高周波）
・ctxIdx = １５〜１７は、８×８ＴＵの水平方向優先スキャン、垂直方向優先スキャン用のコンテキストインデックス（低周波）
・ctxIdx = １８〜２０は、８×８ＴＵの水平方向優先スキャン、垂直方向優先スキャン用のコンテキストインデックス（高周波）
・ctxIdx = ２１〜２３は、１６×１６ＴＵ〜３２×３２ＴＵ用のコンテキストインデックス（低周波）
・ctxIdx =２４〜２６は、１６×１６ＴＵ〜３２×３２ＴＵ用のコンテキストインデックス（高周波）
であり、計２７個のコンテキスト数となる。
比較技術では、輝度の８×８ＴＵに関して、スキャン方向が斜め方向スキャンである場合と、水平方向優先スキャンまたは垂直方向優先スキャンである場合とで、変換係数有無フラグに関するコンテキストを区別している。一方、変形例８では、水平方向優先スキャンと垂直方向優先スキャンの各インデックスパターンidxCGに対応するサブブロック内の係数位置における非０変換係数の発生頻度の傾向（水平高優先スキャンと垂直方向優先スキャン時の非０変換係数の発生頻度の平均）が、斜め方向スキャン時の非０変換係数の発生頻度の傾向と非常に類似している特性を利用し、８×８ＴＵの輝度における斜め方向スキャンと、垂直方向優先スキャンと水平方向優先スキャン時の変換係数有無フラグに関するコンテキストを共有することにより、スキャン方向によるコンテキストの切り替えに関する分岐を削減し、かつ、輝度に関する変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスの総数を、比較技術と比べて、２６個から２０個へ、計６個削減することができるため、コンテキストの状態を保持するために必要なメモリサイズを削減することができる。また、発明者による実験では、パターンインデックスidxCGに対応する導出パターンとして、図２９（ａ）〜（ｄ）を用いる場合、各コンテキストインデックス８×８ＴＵの輝度における斜め方向スキャンと、垂直方向優先スキャンと水平方向優先スキャン時の変換係数有無フラグに関するコンテキストを共有することによる符号化効率の低下がないことを確認している。
［作用・効果］
以上、変形例８の構成によれば、比較技術に比べて、符号化効率の低下を抑えつつ、変換係数有無フラグに関するコンテキストインデックスの導出処理の簡略化、及びコンテキスト数の削減によるメモリサイズを削減する効果を奏する。
＜変形例８−１＞
変形例８において、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵまでパターンインデックスidxCGに対応するサブブロック内のコンテキストインデックスの配置として、変形例５−１と同様に、図２９（ａ）〜図２９（ｄ）に示すパターンを用いて説明しているが、これに限定されない。
発明者による実験によれば、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵにおいて輝度の、斜め方向スキャンと水平方向優先スキャンと垂直方向優先スキャン時の非０変換係数の平均的な発生頻度の傾向として、次のことを確認している。
すなわち、パターンインデックスidxCGがパターン０である場合、すなわち、右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）および下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のいずれにおいてもサブブロック係数有無フラグの値が０である場合、以下のような傾向Ｐ０−１〜Ｐ０−３がある。
・Ｐ０−１：サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、ｘＢ＋ｙＢ＜２となる位置の非０変換係数の発生頻度が平均的に高い。
・Ｐ０−２：サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、２≦ｘＢ＋ｙＢ＜３、または、２≦ｘＢ＋ｙＢ＜４となる位置の非０変換係数の発生頻度が中程度である。
・Ｐ０−３：サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、ｘＢ＋ｙＢ≧３、または、ｘＢ＋ｙＢ≧４となる位置に非０変換係数の発生頻度が低い。
従って、上記傾向を考慮して、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵにおいて、パターン０におけるコンテキストインデックスの配置を変形例５−６における図６１（ａ）、または、変形例５−７における図６３（ａ）としてもよい。
図６１（ａ）の場合、次の式によりコンテキストインデックスを導出することができる。
sigCtx = (xB + yB < 2) ? 2 : (xB + yB < 3) ? 1 : 0
図６３（ａ）の場合、次の式によりコンテキストインデックスを導出することができる。
sigCtx = (xB + yB < 2) ? 2 : (xB + yB < 4) ? 1 : 0
以下、上記の判定を“ｘ以下”とするか、“ｘ＋１未満”とするかは、適宜変更可能な事項である。
パターンインデックスidxCGがパターン１である場合、右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）においてサブブロック係数有無フラグの値が１であり、かつ、下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のサブブロック係数有無フラグの値が０であるときには、以下のような傾向Ｐ１−１〜Ｐ１−３がある。
・Ｐ１−１：サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、ｙＢ＜１となる位置の非０変換係数の発生頻度が平均的に高い。
・Ｐ１−２：サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、１≦ｙＢ＜２、または、１≦ｙＢ＜３となる位置の非０変換係数の発生頻度が中程度である。
・Ｐ１−３：サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、ｙＢ≧２、または、ｙＢ≧３となる位置の非０変換係数の発生頻度が低い。
従って、上記傾向を考慮して、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵにおいて、パターン１におけるコンテキストインデックスの配置を図２９（ｂ）の代わりに、図３３（ｂ）としてもよい。
図３３（ｂ）の場合、次の式によりコンテキストインデックスを導出することができる。
sigCtx = (yB < 1) ? 2 : (yB < 3) ? 1 : 0
パターン１に関して上記構成にすることによって、変形例８と同様に、符号化効率の低下を抑制し、変換係数有無フラグのコンテキストインデックスの導出を簡略化することができる。
パターンインデックスidxCGがパターン２である場合、右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）においてサブブロック係数有無フラグの値が０であり、かつ、下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のサブブロック係数有無フラグの値が１であるときには、以下のような傾向Ｐ２−１〜Ｐ２−３がある。
・Ｐ２−１：サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、ｘＢ＜１となる位置の非０変換係数の発生頻度が平均的に高い。
・Ｐ２−２：サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、１≦ｘＢ＜２、または、１≦ｘＢ＜３となる位置の非０変換係数の発生頻度が中程度である。
・Ｐ２−３：サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、ｘＢ≧２、または、ｘＢ≧３となる位置に非０変換係数の発生頻度が低い。
従って、上記傾向を考慮して、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵにおいて、パターン２におけるコンテキストインデックスの配置を図２９（ｃ）の代わりに、図３３（ｃ）としてもよい。
図３３（ｃ）の場合、次の式によりコンテキストインデックスを導出することができる。
sigCtx = (xB < 1) ? 2 : (xB < 3) ? 1 : 0
パターン２に関して上記構成にすることによって、変形例８と同様に符号化効率の低下を抑制し、変換係数有無フラグのコンテキストインデックスの導出を簡略化することができる。
パターンインデックスidxCGがパターン３である場合、右隣接サブブロック（ｘＣＧ＋１，ｙＣＧ）においてサブブロック係数有無フラグの値が１であり、かつ、下隣接サブブロック（ｘＣＧ，ｙＣＧ＋１）のサブブロック係数有無フラグの値が１であるときには、以下のような傾向Ｐ３−１がある。
・Ｐ３−１：サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）によらず、非０変換係数の発生頻度が平均的に高いか中程度である。
従って、上記傾向を考慮して、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵにおいて、パターン３におけるコンテキストインデックスの配置を図２９（ｄ）において、非０変換係数の発生頻度が高いことを示す “２”の代わりに、非０変換係数の発生頻度が中程度であることを示す“１”としてもよい。
この場合、次の式によりコンテキストインデックスを導出することができる。
sigCtx = 1
［作用・効果］
［［パターン０に関して］］
以上、変形例８−１の構成によれば、動画像復号装置１は、上記コンテキストインデックス導出手段は、右に隣接する右隣接サブブロックおよび下に隣接する下隣接サブブロックについてサブブロック係数有無フラグを判定し、右隣接サブブロックおよび下隣接サブブロックの両方において非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、サブブロック内の係数位置を表わすｘＢとｙＢの和が第１の閾値以下の場合に、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記ｘＢとｙＢの和が第１の閾値より大きく、かつ、第２の閾値以下の場合に、非０変換係数の発生確率が中程度である場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記ｘＢとｙＢの和が第２の閾値より大きい場合に、非０変換係数の発生確率が低い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する構成であり、実際の変換係数の発生確率に、より適合したコンテキスト導出パターンを実現することができ、これにより符号化効率の低下をさらに抑えつつ、コンテキストインデックスの導出を簡略化することができる。特に、第１の閾値を２、第２の閾値を３と設定することにより、実際の非０変換係数の発生確率により適合した好適なコンテキストインデックスを導出することができる。特に、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵまでコンテキストインデックスの導出を共通化する場合は、第１の閾値を１、第２の閾値を２と設定することにより、実際の非０変換係数の発生確率により適合した好適なコンテキストインデックスを導出することができる。また、第１の閾値を２、第２の閾値を３と設定しても好適である。
［［パターン１〜２に関して］］
以上、変形例８−１の構成によれば、動画像復号装置１は、上記コンテキストインデックス導出手段は、右に隣接する右隣接サブブロックおよび下に隣接する下隣接サブブロックについてサブブロック係数有無フラグを判定し、右隣接サブブロックまたは下隣接サブブロックのいずれか一方において非０変換係数が存在しないと判定されたとき、非０変換係数が存在しないと判定されたサブブロックの隣接方向に応じて、サブブロック内の係数位置を表わすｘＢとｙＢのうちいずれか一方の係数位置を選択し、上記係数位置と第１の閾値以下の場合に、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記係数位置が第１の閾値より大きく、かつ、第２の閾値以下の場合に、非０変換係数の発生確率が中程度である場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記係数位置が第２の閾値より大きい場合に、非０変換係数の発生確率が低い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する構成であり、実際の変換係数の発生確率に、より適合したコンテキスト導出パターンを実現することができ、これにより符号化効率の低下を抑えつつ、コンテキストインデックスの導出を簡略化することができる。特に、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵまでコンテキストインデックスの導出を共通化する場合は、第１の閾値を０、第２の閾値を１と設定することにより、実際の非０変換係数の発生確率により適合した好適なコンテキストインデックスを導出することができる。また、第１の閾値を０、第２の閾値を２と設定しても好適である。
［［パターン３に関して］］
以上、変形例８−１の構成によれば、動画像復号装置１は、上記コンテキストインデックス導出手段は、右に隣接する右隣接サブブロックおよび下に隣接する下隣接サブブロックについてサブブロック係数有無フラグを判定し、右隣接サブブロックまたは下隣接サブブロックの両方において非０変換係数が存在すると判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数のコンテキストインデックスを固定的に導出する構成である。特に、固定的に導出する非０変換係数のコンテキストインデックスを、非０変換係数の発生確率が高いことを表わすコンテキストインデックスに設定することが好適である。また、固定的に導出する非０変換係数のコンテキストインデックスを、非０変換係数の発生確率が中程度であることを表わすコンテキストインデックスに設定しても好適である。これによって、実際の変換係数の発生確率により適合した固定的なコンテキストインデックスを導出することができるため、符号化効率の低減を抑制しつつ、コンテキストインデックスの導出の簡略化をすることができる。
＜変形例８−２＞
変形例８〜変形例８−１において、パターンインデックスidxCGに対応するサブブロック内のコンテキストインデックスの配置を、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵまで共通としていたが、これに限定されない。スキャン方向（スキャンインデックスscanIdx）によって、パターン０〜２のコンテキストインデックスの配置を適応的に変えてもよい。これによって、スキャン方向毎の非０変換係数の発生頻度の偏りを考慮して、コンテキストインデックスの配置を変えることによって、変形例８〜８−１と比較して符号化効率の改善を図ることが可能である。なお、変形例８−２の場合、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃには、外部よりスキャン方向（スキャンインデックスscanIdx）が入力されるものとする。
スキャン方向（スキャンインデックスscanIdx）に応じてサブブロック内のコンテキストインデックスの配置を変える場合の各パターンインデックスidxCGに対応するコンテキストインデックスを導出する疑似コードの一例を図７０に示す。
発明者らによる実験によれば、８×８ＴＵにおいて斜め方向スキャン、水平方向優先スキャン、垂直方向スキャン時のパターン０における、それぞれの非０変換係数の発生頻度の傾向として、次のことを確認している。
＜斜め方向スキャンの場合(scanIdx==0)＞
・サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、ｘＢ＋ｙＢ＜２となる位置の非０変換係数の発生頻度が平均的に高い。
・サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、２≦ｘＢ＋ｙＢ＜３となる位置の非０変換係数の発生頻度が中程度である。
・サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、ｘＢ＋ｙＢ≧３となる位置に非０変換係数の発生頻度が低い。
従って、上記傾向を考慮して、斜め方向スキャン時のパターン０におけるコンテキストインデックスの配置を図７１（ａ）とすることが好適である。
図７１（ａ）の場合、次の式によりコンテキストインデックスを導出することができる。
sigCtx = (xB + yB < 2) ? 2 : (xB + yB < 3) ? 1 : 0
また、上記式を拡張し、次の式によって表わしてもよい。
sigCtx = (xB + yB < TH1) ? 2 : (xB + yB < TH2) ? 1 : 0
すなわち、ｘＢ＋ｙＢが閾値ＴＨ１未満の場合、非０変換係数の発生頻度が高いことを示すコンテキストインデックスを導出し、ｘＢ＋ｙＢが閾値ＴＨ１以上、かつ、閾値ＴＨ２未満の場合、非０変換係数の発生頻度が中程度であることを示すコンテキストインデックスを導出し、それ以外の場合（ｘＢ＋ｙＢが閾値ＴＨ２以上の場合）、非０変換係数の発生頻度が低いことを示すコンテキストインデックスを導出する。図７１（ａ）の場合は、閾値ＴＨ１＝２，閾値ＴＨ２＝３の場合である。
＜水平方向優先スキャンの場合(scanIdx==1)＞
水平方向優先スキャンの場合、水平方向の周波数成分に非０変換係数が集中する傾向がある。特に、パターン０の場合、
・サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、ｘＢ＋２×ｙＢ＜３となる位置の非０変換係数の発生頻度が平均的に高い。
・サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、３≦ｘＢ＋２×ｙＢ＜５となる位置の非０変換係数の発生頻度が中程度である。
・サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、ｘＢ＋２×ｙＢ≧５となる位置に非０変換係数の発生頻度が低い。
従って、上記傾向を考慮して、垂直方向優先スキャン時のパターン０におけるコンテキストインデックスの配置を図７１（ｂ）とすることが好適である。
図７１（ｂ）の場合、次の式によりコンテキストインデックスを導出することができる。
sigCtx = (xB + 2 * yB < 3) ? 2 : (xB + 2 * yB < 5) ? 1 : 0
また、上記式を拡張し、次の式によって表わしてもよい。
sigCtx = (W1*xB + W2*yB < TH3) ? 2 : (W1*xB + W2*yB < TH4) ? 1 : 0
すなわち、加重和“Ｗ１×ｘＢ＋Ｗ２×ｙＢ”が閾値ＴＨ３未満の場合、非０変換係数の発生頻度が高いことを示すコンテキストインデックスを導出し、加重和“Ｗ１×ｘＢ＋Ｗ２×ｙＢ”が閾値ＴＨ３以上、かつ、閾値ＴＨ４未満の場合、非０変換係数の発生頻度が中程度であることを示すコンテキストインデックスを導出し、それ以外の場合（加重和“Ｗ１×ｘＢ＋Ｗ２×ｙＢ”が閾値ＴＨ４以上の場合）、非０変換係数の発生頻度が低いことを示すコンテキストインデックスを導出する。図７１（ｂ）の場合は、重み係数Ｗ１＝１、重み係数Ｗ２＝２、閾値ＴＨ３＝３、閾値ＴＨ４＝５の場合である。また、水平方向優先スキャンの場合は、水平方向に非０変換係数が集中するため、重み係数Ｗ１＝１、重み係数Ｗ２＝１、閾値ＴＨ３＝１、閾値ＴＨ４＝２とし、加重和の算出を簡略化し、図２９（ｂ）に示すコンテキストインデックスを導出してもよい。また、重み係数Ｗ１＝１、重み係数Ｗ２＝３、閾値ＴＨ３＝４、閾値ＴＨ４＝８とし、図７２（ａ）に示すコンテキストインデックスの配置としてもよい。
＜垂直方向優先スキャンの場合(scanIdx==2)＞
垂直方向優先スキャンの場合、垂直方向の周波数成分に非０変換係数が集中する傾向がある。特に、パターン０の場合、
・サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、２×ｘＢ＋ｙＢ＜３となる位置の非０変換係数の発生頻度が平均的に高い。
・サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、３≦２×ｘＢ＋ｙＢ＜５となる位置の非０変換係数の発生頻度が中程度である。
・サブブロック内の係数位置（ｘＢ，ｙＢ）が、２×ｘＢ＋ｙＢ≧５となる位置に非０変換係数の発生頻度が低い。
従って、上記傾向を考慮して、垂直方向優先スキャン時のパターン０におけるコンテキストインデックスの配置を図７１（ｃ）とすることが好適である。
図７１（ｃ）の場合、次の式によりコンテキストインデックスを導出することができる。
sigCtx = (2 * xB + yB < 3) ? 2 : (2 * xB + yB < 5) ? 1 : 0
また、上記式を拡張し、次の式によって表わしてもよい。
sigCtx = (W3*xB + W4*yB < TH5) ? 2 : (W3*xB + W4*yB < TH6) ? 1 : 0
すなわち、加重和“Ｗ３×ｘＢ＋Ｗ４×ｙＢ”が閾値ＴＨ５未満の場合、非０変換係数の発生頻度が高いことを示すコンテキストインデックスを導出し、加重和“Ｗ３×ｘＢ＋Ｗ４×ｙＢ”が閾値ＴＨ５以上、かつ、閾値ＴＨ６未満の場合、非０変換係数の発生頻度が中程度であることを示すコンテキストインデックスを導出し、それ以外の場合（加重和“Ｗ３×ｘＢ＋Ｗ４×ｙＢ”が閾値ＴＨ６以上の場合）、非０変換係数の発生頻度が低いことを示すコンテキストインデックスを導出する。図７１（ｃ）の場合は、重み係数Ｗ３＝２、重み係数Ｗ４＝１、閾値ＴＨ５＝３，閾値ＴＨ６＝５の場合である。また、垂直方向優先スキャンの場合は、垂直方向に非０変換係数が集中するため、重み係数Ｗ１＝１、重み係数Ｗ２＝１、閾値ＴＨ５＝１、閾値ＴＨ６＝２とし、加重和の算出を簡略化し、図２９（ｃ）に示すコンテキストインデックスを導出してもよい。また、重み係数Ｗ１＝３、重み係数Ｗ２＝１、閾値ＴＨ５＝４、閾値ＴＨ６＝８とし、図７２（ｂ）に示すコンテキストインデックスの配置としてもよい。
（パターン１〜３の場合）
図７１（ｄ）〜（ｆ）にそれぞれ示すように、図２９（ｂ）、図２９（ｃ）、図２９（ｄ）の変形例５−１と同じ導出方法、同じ値の配置である。
なお、パターン１〜３に関しては、変形例５−１〜変形例５−７におけるパターン１〜３のいずれかと同じ導出方法、同じ値の配置としてもよい。
なお、パターン１、及びパターン２に関しても、スキャン方向毎の方向性による非０変換係数の偏りを考慮して、パターン０と同様に、スキャン方向毎によって、コンテキストインデックスの配置を適応的に変えてもよい。例えば、図７３に示す疑似コードによって、コンテキストインデックスを導出する。なお、パターン０、パターン３に関しては、図７０に示す疑似コードのパターン０、パターン３と同じため説明を省略する。
（パターン１の場合）
斜め方向スキャンの場合、次の式により図２９（ｂ）に示すコンテキストインデックスを導出する。
sigCtx = (yB==0) ? 2 : (yB==1) ? 1 : 0
水平方向優先スキャンの場合、次の式により図７２（ａ）に示すコンテキストインデックスを導出する。
sigCtx = (xB + 3*yB<4) ? 2 : (xB + 3*yB<8) ? 1 : 0
垂直方向優先スキャンの場合、次の式により図７２（ｂ）に示すコンテストインデックスを導出する。
sigCtx = (3*xB + yB<4) ? 2 : (3*xB + yB<8) ? 1 : 0
（パターン２の場合）
斜め方向スキャンの場合、次の式により図２９（ｃ）に示すコンテキストインデックスを導出する。
sigCtx = (xB==0) ? 2 : (xB==1) ? 1 : 0
水平方向優先スキャンの場合、次の式により図７２（ａ）に示すコンテキストインデックスを導出する。
sigCtx = (xB + 3*yB<4) ? 2 : (xB + 3*yB<8) ? 1 : 0
垂直方向優先スキャンの場合、次の式により図７２（ｂ）に示すコンテストインデックスを導出する。
sigCtx = (3*xB + yB<4) ? 2 : (3*xB + yB<8) ? 1 : 0
以上、変形例８−２の構成によれば、動画像復号装置１は、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに対して、右に隣接する右隣接サブブロックおよび下に隣接する下隣接サブブロックについてサブブロック係数有無フラグを判定し該判定結果に基づいて、コンテキストインデックスを導出する。
スキャンインデックスが斜め方向スキャンを示す場合は、サブブロック内の係数位置を表わすｘＢとｙＢの和が第１の閾値未満の場合に、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記ｘＢとｙＢの和が第１の閾値以上、かつ、第２の閾値未満の場合に、非０変換係数の発生確率が中程度である場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記ｘＢとｙＢの和が第２の閾値以上の場合に、非０変換係数の発生確率が低い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する。
また、スキャンインデックスが水平方向優先スキャンを示す場合は、サブブロック内の係数位置を表わすｘＢとｙＢから定まる加重和Ｗ１×ｘＢ＋Ｗ２×ｙＢの値が第３の閾値未満の場合に、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記加重和Ｗ１×ｘＢ＋Ｗ２×ｙＢの値が第３の閾値以上、、かつ、第４の閾値未満の場合に、非０変換係数の発生確率が中程度である場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記加重和Ｗ１×ｘＢ＋Ｗ２×ｙＢの値が第４の閾値以上の場合に、非０変換係数の発生確率が低い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する。
また、スキャンインデックスが垂直方向優先スキャンを示す場合は、サブブロック内の係数位置を表わすｘＢとｙＢから定まる加重和Ｗ３×ｘＢ＋Ｗ４×ｙＢの値が第３の閾値未満の場合に、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記加重和Ｗ３×ｘＢ＋Ｗ４×ｙＢの値が第３の閾値以上、かつ、第４の閾値未満の場合に、非０変換係数の発生確率が中程度である場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出し、上記加重和Ｗ３×ｘＢ＋Ｗ４×ｙＢの値が第４の閾値以上の場合に、非０変換係数の発生確率が低い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
よって、スキャンインデックスによってコンテキスト導出パターンを切り替えることによって、スキャンインデックスが示すスキャン方向毎の実際の変換係数の発生確率に、より適合したコンテキスト導出パターンを実現することができ、これにより符号化効率の向上を図ることができる。特に、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵまでコンテキストインデックスの導出を共通化する場合は、上記該判定結果が、右隣接サブブロックおよび下隣接サブブロックの両方において非０変換係数が存在しないと判定されたとき、斜め方向スキャンに関して、第１の閾値を２、第２の閾値を３と設定することにより、実際の非０変換係数の発生確率により適合した好適なコンテキストインデックスを導出することができる。また、第１の閾値を１、第２の閾値を２と設定しても好適である。また、水平方向優先スキャンの場合、重み係数Ｗ１を１、重み係数Ｗ２を２、第３の閾値を３、第４の閾値を５と設定することにより、実際の非０変換係数の発生確率により適合した好適なコンテキストインデックスを導出することができる。また、垂直方向優先スキャンの場合、重み係数Ｗ２を２、重み係数Ｗ２を１、第３の閾値を３、第４の閾値を５と設定することにより、実際の非０変換係数の発生確率により適合した好適なコンテキストインデックスを導出することができる。
また上記該判定結果が、右隣接サブブロックまたは下隣接サブブロックのいずれか一方において非０変換係数が存在しないと判定されたとき、斜め方向スキャンに関して、第１の閾値を１、第２の閾値を２と設定することにより、実際の非０変換係数の発生確率により適合した好適なコンテキストインデックスを導出することができる。また、水平方向優先スキャンの場合、重み係数Ｗ１を１、重み係数Ｗ２を３、第３の閾値を４、第４の閾値を８と設定することにより、実際の非０変換係数の発生確率により適合した好適なコンテキストインデックスを導出することができる。また、垂直方向優先スキャンの場合、重み係数Ｗ２を３、重み係数Ｗ２を１、第３の閾値を４、第４の閾値を８と設定することにより、実際の非０変換係数の発生確率により適合した好適なコンテキストインデックスを導出することができる。
また上記該判定結果が、右隣接サブブロック及び下隣接サブブロックの両方において非０変換係数が存在すると判定されたとき、固定のコンテキストインデックスを導出することで、コンテキストインデックスの導出の簡略化を図ることができる。
ここで、ｘＢおよびｙＢの加重和であるＷ１×ｘＢ＋Ｗ２×ｙＢ、および、Ｗ３×ｘＢ＋Ｗ４×ｙＢに用いる重みＷ１〜Ｗ４は上記に限られず、スキャンタイプの方向性に応じて任意に設定することができる。また、閾値ＴＨ１〜ＴＨ６も上記に限られず、スキャンタイプの方向性毎の非０変換係数の発生頻度に応じて適宜設定することができる。
なお、上記変形例８〜８−２では、８×８ＴＵ〜３２×３２ＴＵまでを隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃによって非０変換係数のコンテキストインデックスを導出する例を示したが、４×４ＴＵに対しても適用してもよい。４×４ＴＵの場合は、参照可能なサブブロック係数有無フラグを有する隣接サブブロックはないため、パターンインデックスidxCGは０のみとなる。この場合、ＤＣを除いて、４×４ＴＵ〜３２×３２ＴＵまでの非０変換係数のコンテキストインデックス導出を隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃにより統一することができるため、回路規模の削減、コンテキストインデックス導出処理の簡略化、コンテキスト数の削減の効果が得られる。また、４×４〜３２×３２ＴＵまでのＤＣ成分に関しても、上記隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃによりコンテキストインデックスを導出してもよい。それにより、更なる回路規模の削減、コンテキストインデックス導出処理の簡略化、コンテキスト数の削減の効果が得られる。
（変換係数復号部１２０による処理の流れ）
以下では、変換係数復号部１２０による変換係数復号処理の流れについて、図３９〜４２を参照して説明する。
図３９は、変換係数復号部１２０による変換係数復号処理の流れを示すフローチャートである。
（ステップＳ２１）
まず、変換係数復号部１２０の備える係数復号制御部１２３は、スキャンインデックスscanIdxを設定する。
（ステップＳ２２）
続いて、変換係数復号部１２０の備えるラスト係数位置復号部１２１は、順スキャンに沿って最後の変換係数の位置を示すシンタックスlast_significant_coeff_x及びlast_significant_coeff_yを復号する。
（ステップＳ２３）
続いて、係数復号制御部１２３は、サブブロックを単位とするループを開始する。なお、ラスト係数のあるサブブロックをループの開始位置とし、サブブロックスキャンの逆スキャン順に、サブブロック単位の復号処理が行われる。
（ステップＳ２４）
続いて、変換係数復号部１２０の備えるサブブロック係数有無フラグ復号部１２７は、サブブロック係数有無フラグsignificant_coeff_group_flagを復号する。
（ステップＳ２５）
続いて、変換係数復号部１２０の備える係数有無フラグ復号部１２４は、対象サブブロック内の各非ゼロ変換係数有無フラグsignificant_coeff_flagを復号する。
（ステップＳ２６）
続いて、変換係数復号部１２０の備える係数値復号部１２５は、対象サブグループ内の非０変換係数の符号及び大きさを復号する。これは、各シンタックスcoeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flag、coeff_sign_flag、coeff_abs_level_remainingを復号することによって行われる。
（ステップＳ２７）
本ステップは、サブブロックを単位とするループの終端である。（ステップＳ２３のサブブロックを単位とするループの終端）
［サブブロック係数有無フラグの復号処理］
図４０は、サブブロック係数有無フラグを復号する処理（図３９のステップＳ２４）をより具体的に説明するためのフローチャートである。
サブブロック係数有無フラグ復号部１２７は、サブブロックのループを開始する前に対象周波数領域に含まれるサブブロック係数有無フラグsignificant_coeff_group_flagの値を初期化する。この初期化処理は、ＤＣ係数を含むサブブロックのサブブロック係数有無フラグと、ラスト係数を含むサブブロックのサブブロック係数有無フラグとを１に設定し、その他のサブブロック係数有無フラグを０に設定することによって行われる。
（ステップＳ２４４）
サブブロック係数有無フラグ復号部１２４は、サブブロックの位置を取得する。
（ステップＳ２４７）
係数有無フラグ復号部１２４は、対象サブブロックがラスト係数、もしくはＤＣ係数を含むサブブロックであるか否かを判別する。
（ステップＳ２４８）
対象サブブロックがラスト係数、もしくはＤＣ係数を含むサブブロックでないとき（ステップＳ２４７でＮｏ）、係数有無フラグ復号部１２４は、サブブロック係数有無フラグsignificant_coeff_group_flagを復号する。
［係数有無フラグの復号処理］
図４１は、サブブロック内の各非ゼロ変換係数有無フラグsignificant_coeff_flagを復号する処理（図３９のステップＳ２５）をより具体的に説明するためのフローチャートである。
（ステップＳ２５４）
続いて、係数有無フラグ復号部１２４は、対象サブブロック内のループを開始する。当該ループは、周波数成分を単位とするループである。
（ステップＳ２５５）
続いて、係数有無フラグ復号部１２４は、変換係数の位置を取得する。
（ステップＳ２５６）
続いて、係数有無フラグ復号部１２４は、対象サブブロックに非０変換係数が存在するか否かを判別する。
（ステップＳ２５７）
対象サブブロックに非０変換係数が存在する場合（ステップＳ２５６でＹｅｓ）、係数有無フラグ復号部１２４は、取得した変換係数の位置がラスト位置であるか否かを判別する。
（ステップＳ２５４）
取得した変換係数の位置がラスト位置でないとき（ステップＳ２５７でＮｏ）、係数有無フラグ復号部１２４は、処理対象の変換係数に関して所定の方法によりコンテキストインデックスを導出する。その詳細動作については、後に説明する。
（ステップＳ２５８）
ステップＳ２５４の次に、係数有無フラグ復号部１２４は、変換係数有無フラグsignificant_coeff_flagを復号する。
（ステップＳ２５９）
本ステップは、対象サブブロック内の周波数成分を単位とするループの終端である。（ステップＳ２５９のサブブロック内のループの終端）
＜＜コンテキストインデックスの導出処理＞＞
図４２は、係数有無フラグ復号部１２４におけるコンテキストインデックスの導出処理の流れの一例を示すフローチャートである。いいかえれば、図４２は、係数有無フラグ復号部１２４が備えるＴＵサイズ判定部１２４ａ、位置コンテキスト導出部１２４ｂ、および隣接サブブロック変換係数有無コンテキスト導出部１２４ｃの動作（図４１のステップＳ２５３の詳細の動作）を示すフローチャートである。
（ステップＳＢ１０１）
ＴＵサイズ判定部１２４ａは、ＴＵサイズが所定サイズより小さいか？を判定する。判定で例えば以下の式を用いる。
log2TrafoWidth + log2TrafoHeight < THSize
なお、閾値THSizeとしては例えば６が用いられる。閾値THsizeに６を用いた場合には、４×４ＴＵが所定サイズより小さいと判定される。８×８ＴＵ、１６×４ＴＵ、４×１６ＴＵ、１６×１６ＴＵ、３２×４ＴＵ、４×３２ＴＵ、３２×３２ＴＵは所定サイズ以上であると判定されることになる。なお、閾値THSizeは０としてもよい。この場合、４×４ＴＵ〜３２×３２ＴＵが所定サイズ以上であると判定されることになる。
（ステップＳＢ１０４）
処理対象のＴＵサイズが所定サイズ以上の場合（ステップＳＢ１０１でＮｏ）、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、コンテキスト導出手段として、隣接サブブロック変換係数有無コンテキスト導出部１２４ｃを選択し、選択された隣接サブブロック変換係数有無コンテキスト導出部１２４ｃによって、対象変換係数のコンテキストインデックスが導出される。
（ステップＳＢ１０５）
処理対象のＴＵサイズが所定サイズ未満である場合（ステップＳＢ１０１においてＹｅｓ）、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、コンテキスト導出手段として、位置コンテキスト導出部１２４ｂを選択し、選択された位置コンテキスト導出部１２４ｂによって、対象変換係数のコンテキストインデックスが導出される。
なお、上記に限られず、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、４×４ＴＵ〜３２×３２ＴＵまでのＴＵサイズについて、共通のコンテキストインデックスctxIdx導出処理を実行する構成であっても構わない。すなわち、ＴＵサイズ判定部１２４ａは、ＴＵのサイズによらず、位置コンテキスト導出部１２４ｂ、及び隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃのいずれかを固定的に選択する構成であっても構わない。
〔動画像符号化装置２〕
本実施形態に係る動画像符号化装置２の構成について図４３〜図４７を参照して説明する。動画像符号化装置２は、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ規格に採用されている技術、および、その後継コーデックであるＨＥＶＣ（High-Efficiency Video Coding）にて提案されている技術を実装している符号化装置である。以下では、既に説明した部分と同じ部分については同じ符号を付し、その説明を省略する。
図４３は、動画像符号化装置２の構成を示すブロック図である。図４３に示すように、動画像符号化装置２は、予測画像生成部２１、変換・量子化部２２、逆量子化・逆変換部２３、加算器２４、フレームメモリ２５、ループフィルタ２６、可変長符号符号化部２７、および、減算器２８を備えている。また、図４３に示すように、予測画像生成部２１は、イントラ予測画像生成部２１ａ、動きベクトル検出部２１ｂ、インター予測画像生成部２１ｃ、予測方式制御部２１ｄ、および、動きベクトル冗長性削除部２１ｅを備えている。動画像符号化装置２は、動画像＃１０（符号化対象画像）を符号化することによって、符号化データ＃１を生成する装置である。
（予測画像生成部２１）
予測画像生成部２１は、処理対象ＬＣＵを、１または複数の下位ＣＵに再帰的に分割し、各リーフＣＵをさらに１または複数のパーティションに分割し、パーティション毎に、画面間予測を用いたインター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒ、または、画面内予測を用いたイントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを生成する。生成されたインター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒおよびイントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａは、予測画像Ｐｒｅｄとして、加算器２４および減算器２８に供給される。
なお、予測画像生成部２１は、スキップモードの適応されたＰＵについては、当該ＰＵに属する他のパラメータの符号化を省略する。また、（１）対象ＬＣＵにおける下位ＣＵおよびパーティションへの分割の態様、（２）スキップモードを適用するか否か、および、（３）パーティション毎にインター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒおよびイントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａの何れを生成するか、は、符号化効率を最適化するように決定される。
（イントラ予測画像生成部２１ａ）
イントラ予測画像生成部２１ａは、画面内予測によって、各パーティションに関する予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを生成する。具体的には、（１）各パーティションついてイントラ予測に用いる予測モードを選択し、（２）選択した予測モードを用いて、復号画像Ｐから予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを生成する。イントラ予測画像生成部２１ａは、生成したイントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを、予測方式制御部２１ｄに供給する。
また、イントラ予測画像生成部２１ａは、対象パーティションの周辺のパーティションに割り付けられた予測モードから対象パーティションに対する推定予測モードを決定し、当該推定予測モードと、対象パーティションについて実際に選択された予測モードとが同じであるか否かを示す推定予測モードフラグを、イントラ予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｒａの一部として、予測方式制御部２１ｄを介して可変長符号符号化部２７に供給し、可変長符号符号化部２７は、当該フラグを、符号化データ＃１に含める構成とする。
また、イントラ予測画像生成部２１ａは、対象パーティションについての推定予測モードと、対象パーティションについて実際に選択された予測モードとが異なる場合には、対象パーティションについての予測モードを示す残余予測モードインデックスを、イントラ予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｒａの一部として、予測方式制御部２１ｄを介して可変長符号符号化部２７に供給し、可変長符号符号化部２７は当該残余予測モードインデックスを符号化データ＃１に含める構成とする。
なお、イントラ予測画像生成部２１ａは、予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを生成する際に、図１１に示した予測モードから、より符号化効率が向上する予測モードを選択して適用する。
（動きベクトル検出部２１ｂ）
動きベクトル検出部２１ｂは、各パーティションに関する動きベクトルｍｖを検出する。具体的には、（１）参照画像として利用する適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦ’を選択し、（２）選択した適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦ’において対象パーティションを最良近似する領域を探索することによって、対象パーティションに関する動きベクトルｍｖを検出する。ここで、適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦ’は、既にフレーム全体の復号が完了した復号済みの復号画像に対して、ループフィルタ２６による適応的フィルタ処理を施すことによって得られる画像であり、動きベクトル検出部２１ｂは、適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦ’を構成する各画素の画素値をフレームメモリ２５から読み出すことができる。動きベクトル検出部２１ｂは、検出した動きベクトルｍｖを、参照画像として利用した適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦ’を指定する参照画像インデックスＲＩと共に、インター予測画像生成部２１ｃ及び動きベクトル冗長性削除部２１ｅに供給する。
（インター予測画像生成部２１ｃ）
インター予測画像生成部２１ｃは、画面間予測によって、各インター予測パーティションに関する動き補償画像ｍｃを生成する。具体的には、動きベクトル検出部２１ｂから供給された動きベクトルｍｖを用いて、動きベクトル検出部２１ｂから供給された参照画像インデックスＲＩによって指定される適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦ’から動き補償画像ｍｃを生成する。動きベクトル検出部２１ｂと同様に、インター予測画像生成部２１ｃは、適応フィルタ済復号画像Ｐ＿ＡＬＦ’を構成する各画素の画素値をフレームメモリ２５から読み出すことができる。インター予測画像生成部２１ｃは、生成した動き補償画像ｍｃ（インター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒ）を、動きベクトル検出部２１ｂから供給された参照画像インデックスＲＩと共に、予測方式制御部２１ｄに供給する。
（予測方式制御部２１ｄ）
予測方式制御部２１ｄは、イントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａ及びインター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒを符号化対象画像と比較し、イントラ予測を行うかインター予測を行うかを選択する。イントラ予測を選択した場合、予測方式制御部２１ｄは、イントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａを予測画像Ｐｒｅｄとして加算器２４及び減算器２８に供給すると共に、イントラ予測画像生成部２１ａから供給されるイントラ予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｒａを可変長符号符号化部２７に供給する。一方、インター予測を選択した場合、予測方式制御部２１ｄは、インター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒを予測画像Ｐｒｅｄとして加算器２４及び減算器２８に供給すると共に、参照画像インデックスＲＩ、並びに、後述する動きベクトル冗長性削除部２１ｅから供給された推定動きベクトルインデックスＰＭＶＩ及び動きベクトル残差ＭＶＤをインター予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｅｒとして可変長符号符号化部２７に供給する。また、予測方式制御部２１ｄは、イントラ予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｒａ及びインター予測画像Ｐｒｅｄ＿Ｉｎｔｅｒのうち何れの予測画像を選択したのかを示す予測タイプ情報Ｐｒｅｄ＿ｔｙｐｅを可変長符号符号化部２７に供給する。
（動きベクトル冗長性削除部２１ｅ）
動きベクトル冗長性削除部２１ｅは、動きベクトル検出部２１ｂによって検出された動きベクトルｍｖにおける冗長性を削除する。具体的には、（１）動きベクトルｍｖの推定に用いる推定方法を選択し、（２）選択した推定方法に従って推定動きベクトルｐｍｖを導出し、（３）動きベクトルｍｖから推定動きベクトルｐｍｖを減算することにより動きベクトル残差ＭＶＤを生成する。動きベクトル冗長性削除部２１ｅは、生成した動きベクトル残差ＭＶＤを、選択した推定方法を示す推定動きベクトルインデックスＰＭＶＩと共に、予測方式制御部２１ｄに供給する。
（変換・量子化部２２）
変換・量子化部２２は、（１）符号化対象画像から予測画像Ｐｒｅｄを減算した予測残差Ｄに対してブロック（変換単位）毎にＤＣＴ変換（Discrete Cosine Transform）等の周波数変換を施し、（２）周波数変換により得られた変換係数Ｃｏｅｆｆ＿ＩＱを量子化し、（３）量子化により得られた変換係数Ｃｏｅｆｆを可変長符号符号化部２７及び逆量子化・逆変換部２３に供給する。なお、変換・量子化部２２は、（１）量子化の際に用いる量子化ステップＱＰをＴＵ毎に選択し、（２）選択した量子化ステップＱＰの大きさを示す量子化パラメータ差分Δｑｐを可変長符号符号化部２７に供給し、（３）選択した量子化ステップＱＰを逆量子化・逆変換部２３に供給する。ここで、量子化パラメータ差分Δｑｐとは、周波数変換及び量子化するＴＵに関する量子化パラメータｑｐ（例えばＱＰ＝２ｐｑ／６）の値から、直前に周波数変換及び量子化したＴＵに関する量子化パラメータｑｐ’の値を減算して得られる差分値のことを指す。
なお、変換・量子化部２２によって行われるＤＣＴ変換は、例えば、対象ブロックのサイズが８×８画素である場合、水平方向の周波数ｕおよび垂直方向の周波数ｖについての量子化前の変換係数をＣｏｅｆｆ＿ＩＱ（ｕ、ｖ）（０≦ｕ≦７、０≦ｖ≦７）と表すことにすると、例えば、以下の数式（２）によって与えられる。
Figure 0006190361
 ここで、Ｄ（ｉ、ｊ）（０≦ｉ≦７、０≦ｊ≦７）は、対象ブロックにおける位置（ｉ、ｊ）での予測残差Ｄを表している。また、Ｃ（ｕ）およびＣ（ｖ）は、以下のように与えられる。
・Ｃ（ｕ）＝１／√２ （ｕ＝０）
・Ｃ（ｕ）＝１ （ｕ≠０）
・Ｃ（ｖ）＝１／√２ （ｖ＝０）
・Ｃ（ｖ）＝１ （ｖ≠０）
（逆量子化・逆変換部２３）
逆量子化・逆変換部２３は、（１）量子化された変換係数Ｃｏｅｆｆを逆量子化し、（２）逆量子化によって得られた変換係数Ｃｏｅｆｆ＿ＩＱに対して逆ＤＣＴ（Discrete Cosine Transform）変換等の逆周波数変換を施し、（３）逆周波数変換によって得られた予測残差Ｄを加算器２４に供給する。量子化された変換係数Ｃｏｅｆｆを逆量子化する際には、変換・量子化部２２から供給された量子化ステップＱＰを利用する。なお、逆量子化・逆変換部２３から出力される予測残差Ｄは、変換・量子化部２２に入力される予測残差Ｄに量子化誤差が加わったものであるが、ここでは簡単のために共通の呼称を用いる。逆量子化・逆変換部２３のより具体的な動作は、動画像復号装置１の備える逆量子化・逆変換部１３とほぼ同様である。
（加算器２４）
加算器２４は、予測方式制御部２１ｄにて選択された予測画像Ｐｒｅｄを、逆量子化・逆変換部２３にて生成された予測残差Ｄに加算することによって、（局所）復号画像Ｐを生成する。加算器２４にて生成された（局所）復号画像Ｐは、ループフィルタ２６に供給されると共にフレームメモリ２５に格納され、イントラ予測における参照画像として利用される。
（可変長符号符号化部２７）
可変長符号符号化部２７は、（１）変換・量子化部２２から供給された量子化後の変換係数Ｃｏｅｆｆ並びにΔｑｐ、（２）予測方式制御部２１ｄから供給された量子化パラメータＰＰ（インター予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｅｒ、および、イントラ予測パラメータＰＰ＿Ｉｎｔｒａ）、（３）予測タイプ情報Ｐｒｅｄ＿ｔｙｐｅ、および、（４）ループフィルタ２６から供給されたフィルタパラメータＦＰを可変長符号化することによって、符号化データ＃１を生成する。
図４４は、可変長符号符号化部２７の構成を示すブロック図である。図４４に示すように、可変長符号符号化部２７は、量子化後の変換係数Ｃｏｅｆｆを符号化する量子化残差情報符号化部２７１、予測パラメータＰＰを符号化する予測パラメータ符号化部２７２、予測タイプ情報Ｐｒｅｄ＿ｔｙｐｅを符号化する予測タイプ情報符号化部２７３、および、フィルタパラメータＦＰを符号化するフィルタパラメータ符号化部２７４を備えている。量子化残差情報符号化部２７１の具体的な構成については後述するためここでは説明を省略する。
（減算器２８）
減算器２８は、予測方式制御部２１ｄにて選択された予測画像Ｐｒｅｄを、符号化対象画像から減算することによって、予測残差Ｄを生成する。減算器２８にて生成された予測残差Ｄは、変換・量子化部２２によって周波数変換及び量子化される。
（ループフィルタ２６）
ループフィルタ２６は、（１）復号画像Ｐにおけるブロック境界、またはパーティション境界の周辺の画像の平滑化（デブロック処理）を行うデブロッキングフィルタ（DF:Deblocking Filter）としての機能と、（２）デブロッキングフィルタが作用した画像に対して、フィルタパラメータＦＰを用いて適応フィルタ処理を行う適応フィルタ（ALF:Adaptive Loop Filter）としての機能を有している。
（量子化残差情報符号化部２７１の詳細）
量子化残差情報符号化部２７１は、量子化された変換係数Ｃｏｅｆｆ（ｘＣ、ｙＣ）をコンテキスト適応型２値算術符号化（ＣＡＢＡＣ：（Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding））することによって、量子化残差情報ＱＤを生成する。生成された量子化残差情報ＱＤに含まれるシンタックスは、既に説明したとおりである。
なお、ｘＣおよびｙＣは、上述のように、周波数領域における各周波数成分の位置を表すインデックスであり、それぞれ、上述した水平方向周波数ｕおよび垂直方向周波数ｖに対応するインデックスである。なお、以下では、量子化された変換係数Ｃｏｅｆｆを、単に、変換係数Ｃｏｅｆｆと呼ぶこともある。
図４５は、量子化残差情報符号化部２７１の構成を示すブロック図である。図４５に示すように、量子化残差情報符号化部２７１は、変換係数符号化部２２０及び算術符号符号化部２３０を備えている。
（算術符号符号化部２３０）
算術符号符号化部２３０は、変換係数符号化部２２０から供給される各Ｂｉｎをコンテキストを参照して符号化することによって量子化残差情報ＱＤを生成するための構成であり、図４５に示すように、コンテキスト記録更新部２３１及びビット符号化部２３２を備えている。
［コンテキスト記録更新部２３１］
コンテキスト記録更新部２３１は、各コンテキストインデックスctxIdxによって管理されるコンテキスト変数ＣＶを記録及び更新するための構成である。ここで、コンテキスト変数ＣＶには、（１）発生確率が高い優勢シンボルＭＰＳ（most probable symbol）と、（２）その優勢シンボルＭＰＳの発生確率を指定する確率状態インデックスpStateIdxとが含まれている。
コンテキスト記録更新部２３１は、変換係数符号化部２２０の備える各部から供給されるコンテキストインデックスctxIdx及びビット符号化部２３２によって符号化されたＢｉｎの値を参照することによってコンテキスト変数ＣＶを更新すると共に、更新されたコンテキスト変数ＣＶを次回更新されるまで記録する。なお、優勢シンボルＭＰＳは０か１である。また、優勢シンボルＭＰＳと確率状態インデックスpStateIdxは、ビット符号化部２３２がＢｉｎを１つ符号化する毎に更新される。
また、コンテキストインデックスctxIdxは、各周波数成分についてのコンテキストを直接指定するものであってもよいし、処理対象のＴＵ毎に設定されるコンテキストインデックスのオフセットからの増分値であってもよい（以下同様）。
［ビット符号化部２３２］
ビット符号化部２３２は、コンテキスト記録更新部２３１に記録されているコンテキスト変数ＣＶを参照し、変換係数符号化部２２０の備える各部から供給される各Ｂｉｎを符号化することによって量子化残差情報ＱＤを生成する。また、符号化したＢｉｎの値はコンテキスト記録更新部２３１にも供給され、コンテキスト変数ＣＶを更新するために参照される。
（変換係数符号化部２２０）
図４４に示すように、変換係数符号化部２２０は、ラスト位置符号化部２２１、スキャン順テーブル格納部２２２、係数符号化制御部２２３、係数有無フラグ符号化部２２４、係数値符号化部２２５、符号化係数記憶部２２６、サブブロック係数有無フラグ２２７、及びシンタックス導出部２２８を備えている。
［シンタックス導出部２２８］
シンタックス導出部２２８は、変換係数Ｃｏｅｆｆ（ｘＣ、ｙＣ）の各値を参照し、対象周波数領域におけるこれらの変換係数を特定するためのシンタックスlast_significant_coeff_x、last_significant_coeff_y、significant_coeff_flag、coeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flag、coeff_sign_flag、及びcoeff_abs_level_remainingの各値を導出する。導出された各シンタックスは、符号化係数記憶部２２６に供給される。また、導出されたシンタックスのうちlast_significant_coeff_x、last_significant_coeff_yは、係数符号化制御部２２３及びラスト位置符号化部２２１にも供給される。また、導出されたシンタックスのうちsignificant_coeff_flagは、係数有無フラグ符号化部２２４にも供給される。なお、各シンタックスが示す内容については上述したためここでは説明を省略する。
［ラスト位置符号化部２２１］
ラスト位置符号化部２２１は、シンタックス導出部２２８より供給されるシンタックスlast_significant_coeff_x、last_significant_coeff_yを示すＢｉｎを生成する。また、生成した各Ｂｉｎをビット符号化部２３２に供給する。また、シンタックスlast_significant_coeff_x及びlast_significant_coeff_yのＢｉｎを符号化するために参照されるコンテキストを指定するコンテキストインデックスctxIdxを、コンテキスト記録更新部２３１に供給する。
［スキャン順テーブル格納部２２２］
スキャン順テーブル格納部２２２には、処理対象のＴＵ（ブロック）のサイズ、スキャン方向の種別を表すスキャンインデックス、及びスキャン順に沿って付与された周波数成分識別インデックスを引数として、処理対象の周波数成分の周波数領域における位置を与えるテーブルが格納されている。このようなスキャン順テーブルの一例としては、図４及び図５に示したScanOrderが挙げられる。
また、スキャン順テーブル格納部２２２には、サブブロックのスキャン順を指定するためのサブブロックスキャン順テーブルが格納されている。ここで、サブブロックスキャン順テーブルは、処理対象のＴＵ（ブロック）のサイズとイントラ予測モードの予測モードインデックスとに関連付けられたスキャンインデックスscanIdxによって指定される。
スキャン順テーブル格納部２２２に格納されているスキャン順テーブル及びサブブロックスキャン順テーブルは、動画像復号装置１の備えるスキャン順テーブル格納部１２２に格納されているものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
［係数符号化制御部２２３］
係数符号化制御部２２３は、量子化残差情報符号化部２７１の備える各部における符号化処理の順序を制御するための構成である。
具体的には、係数符号化制御部２２３は、サブブロック分割や、サブブロックスキャン順に従った各サブブロック位置の供給、サブブロック内スキャン順に従った各周波数成分の位置の供給を行う。
係数符号化制御部２２３は、スキャン順および／またはＴＵサイズに応じてサブブロックサイズを導出し、導出されたサブブロックサイズでＴＵを分割することでＴＵをサブブロックに分割する。分割の方法は、図１４および図１５に示したとおりであるので、ここではその説明を省略する。
（ＴＵサイズが所定のサイズ以下である場合）
ＴＵサイズが所定のサイズ以下（例えば４×４ＴＵ等）である場合、係数符号化制御部２２３は、シンタックス導出部２２８より供給されるシンタックスlast_significant_coeff_x及びlast_significant_coeff_yを参照し、順スキャンに沿った最後の非０変換係数の位置を特定すると共に、特定した最後の非０変換係数の位置を起点とするスキャン順であって、スキャン順テーブル格納部２２２に格納されたスキャン順テーブルよって与えられるスキャン順の逆スキャン順に、各周波数成分の位置（ｘＣ、ｙＣ）を、係数有無フラグ符号化部に供給する。
また、係数符号化制御部２２３は、処理対象のＴＵのサイズを、変換係数符号化部２２０の備える各部に供給する（図示省略）。
なお、係数符号化制御部２２３は、スキャン順テーブル格納部２２２に格納されたスキャン順テーブルよって与えられるスキャン順の順スキャン順に、各周波数成分の位置（ｘＣ、ｙＣ）を、係数有無フラグ符号化部２２４に供給する構成としてもよい。
（ＴＵサイズが所定のサイズよりも大きい場合）
ＴＵサイズが所定のサイズよりも大きい場合、係数符号化制御部２２３は、シンタックス導出部２２８から供給されるシンタックスlast_significant_coeff_x及びlast_significant_coeff_yを参照し、順スキャンに沿った最後の非０変換係数の位置を特定すると共に、特定した最後の非０変換係数を含むサブブロックの位置を起点とするスキャン順であって、スキャン順テーブル格納部２２２に格納されたサブブロックスキャン順テーブルよって与えられるスキャン順の逆スキャン順に、各サブブロックの位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）を、サブブロック係数有無フラグ符号化部２２７に供給する。
また、係数符号化制御部２２３は、処理対象となるサブブロックに関して、スキャン順テーブル格納部２２２に格納されたスキャン順テーブルよって与えられるスキャン順の逆スキャン順に、当該処理対象となるサブブロックに含まれる各周波数成分の位置（ｘＣ、ｙＣ）を、係数有無フラグ符号化部２２４に供給する。ここで、処理対象となるサブブロックに含まれる各周波数成分のスキャン順としては、イントラ予測の場合には、イントラ予測モードインデックスIntraPredModeと、ＴＵサイズを指定する値log2TrafoSizeとによって指定されるスキャンインデックスscanIdxの示すスキャン順（水平方向優先スキャン、垂直方向優先スキャン、斜め方向スキャンのいずれか）を用い、インター予測の場合には、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）を用いればよい。また、係数符号化制御部２２３は、当該ＴＵのサイズと当該ＴＵの予測モードとに関連付けられたスキャンインデックスscanIdxを、係数有無フラグ符号化部２２４へ供給する。
このように、係数符号化制御部２２３は、イントラ予測モード毎に、スキャン順を切り替える構成である。一般に、イントラ予測モードと変換係数の偏りとは互いに相関を有しているため、イントラ予測モードに応じてスキャン順を切り替えることにより、サブブロック係数有無フラグ、係数有無フラグの偏りに適したスキャンを行うことができる。これによって、符号化及び復号対象となるサブブロック係数有無フラグおよび係数有無フラグの符号量を削減することができ、符号化効率が向上する。
［係数値符号化部２２５］
係数値符号化部２２５は、シンタックス導出部２２８から供給されるシンタックスcoeff_abs_level_greater1_flag、coeff_abs_level_greater2_flag、coeff_sign_flag、及びcoeff_abs_level_remainingを示すＢｉｎを生成する。また、生成した各Ｂｉｎをビット符号化部２３２に供給する。また、これらのシンタックスのＢｉｎを符号化するために参照されるコンテキストを指定するコンテキストインデックスctxIdxを、コンテキスト記録更新部２３１に供給する。
［係数有無フラグ符号化部２２４］
本実施形態に係る係数有無フラグ符号化部２２４は、各位置（ｘＣ、ｙＣ）によって指定されるシンタックスsignificant_coeff_flag[xC][yC]を符号化する。より具体的には、各位置（ｘＣ、ｙＣ）によって指定されるシンタックスsignificant_coeff_flag[xC][yC]を示すＢｉｎを生成する。生成された各Ｂｉｎは、ビット符号化部２３２に供給される。また、係数有無フラグ符号化部２２４は、算術符号符号化部２３０にてシンタックスsignificant_coeff_flag[xC][yC]のＢｉｎを符号化するために用いられるコンテキストを決定するためのコンテキストインデックスctxIdxを算出する。算出されたコンテキストインデックスctxIdxは、コンテキスト記録更新部２３１に供給される。係数有無フラグ符号化部の詳細な構成例については後述する。
［サブブロック係数有無フラグ符号化部２２７］
サブブロック係数有無フラグ符号化部２２７は、各サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）によって指定されるシンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]を符号化する。より具体的には、各サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）によって指定されるシンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]を示すＢｉｎを生成する。生成された各Ｂｉｎは、ビット符号化部２３２に供給される。また、サブブロック係数有無フラグ符号化部２２７は、算術符号符号化部２３０にてシンタックスsignificant_coeff_flag[xC][yC]のＢｉｎを符号化するために用いられるコンテキストを決定するためのコンテキストインデックスctxIdxを算出する。算出されたコンテキストインデックスctxIdxは、コンテキスト記録更新部２３１に供給される。
図４６は、サブブロック係数有無フラグ符号化部２２７の構成を示すブロック図である。図４６に示すように、サブブロック係数有無フラグ符号化部２２７は、コンテキスト導出部２２７ａ、サブブロック係数有無フラグ記憶部２２７ｂ、及びサブブロック係数有無フラグ設定部２２７ｃを備えている。
以下では、サブブロック係数有無フラグ符号化部２２７に対して、係数符号化制御部２２３から、サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）が順スキャン順に供給される場合を例に挙げて説明を行う。なお、この場合、動画像復号装置１の備えるサブブロック係数有無フラグ復号部１２７では、サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）が逆スキャン順に供給されることが好ましい。
（コンテキスト導出部２２７ａ）
サブブロック係数有無フラグ符号化部２２７の備えるコンテキスト導出部２２７ａは、各サブブロック位置（ｘＣＧ、ｙＣＧ）によって指定されるサブブロックに割り付けるコンテキストインデックスを導出する。サブブロックに割り付けられたコンテキストインデックスは、当該サブブロックについてのシンタックスsignificant_coeff_group_flagを示すＢｉｎを復号する際に用いられる。また、コンテキストインデックスを導出する際には、サブブロック係数有無フラグ記憶部２２７ｂに記憶されたサブブロック係数有無フラグの値が参照される。コンテキスト導出部２２７ａは、導出したコンテキストインデックスをコンテキスト記録更新部２３１に供給する。
（サブブロック係数有無フラグ記憶部２２７ｂ）
サブブロック係数有無フラグ記憶部２２７ｂには、係数有無フラグ符号化部２２４から供給されたシンタックスsignificant_coeffgroup_flagの各値が記憶されている。サブブロック係数有無フラグ設定部２２７ｃは、隣接サブブロックに割り付けられたシンタックスsignificant_coeffgroup_flagを、サブブロック係数有無フラグ記憶部２２７ｂから読み出すことができる。
（サブブロック係数有無フラグ設定部２２７ｃ）
サブブロック係数有無フラグ設定部２２７ｃは、サブブロック係数有無フラグ設定部２２７ｃは、係数有無フラグ符号化部２２４から供給されるシンタックスsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]を示すＢｉｎを生成する。生成したＢｉｎは、ビット符号化部２３２に供給される。
＜＜係数有無フラグ符号化部２２４の構成例＞＞
図４７は、本実施形態に係る係数有無フラグ符号化部２２４の構成例を示すブロック図である。図４７に示すように、係数有無フラグ符号化部２２４は、ＴＵサイズ判定部２２４ａ、位置コンテキスト導出部２２４ｂ、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部２２４ｃ、および係数有無フラグ設定部２２４ｅを備える。
（ＴＵサイズ判定部２２４ａ）
ＴＵサイズ判定部２２４ａは、対象となるＴＵサイズに応じて、位置コンテキスト導出部２２４ｂ、または隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部２２４ｃを選択する。選択された各コンテキスト導出部ではコンテキストインデックスctxIdxが導出される。
例えば、ＴＵサイズが所定のサイズ以下である場合（例えば、４×４ＴＵである場合）には、ＴＵサイズ判定部２２４ａは、位置コンテキスト導出部２２４ｂを選択する。
これに応じて、位置コンテキスト導出部２２４ｂは、コンテキストインデックスctxIdxを導出し、導出したコンテキストインデックスを当該復号対象の周波数成分に割り付ける。
一方で、対象となるＴＵサイズが所定のサイズよりも大きい場合（例えば、８×８ＴＵ、１６×１６ＴＵ、３２×３２ＴＵである場合等）、ＴＵサイズ判定部２２４ａは、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部２２４ｃを選択する。
これに応じて、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部２２４ｃは、コンテキストインデックスctxIdxを導出し、導出したコンテキストインデックスを当該復号対象の周波数成分に割り付ける。
なお、上記に限られず、ＴＵサイズ判定部２２４ａは、４×４ＴＵ〜３２×３２ＴＵまでのＴＵサイズについて、共通のコンテキストインデックスctxIdx導出処理を実行する構成であっても構わない。すなわち、導出方法制御部２２４ａは、ＴＵのサイズによらず、位置コンテキスト導出部２２４ｂ、及び隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部２２４ｃのいずれかを固定的に選択する構成であっても構わない。
（位置コンテキスト導出部２２４ｂ）
位置コンテキスト導出部２２４ｂは、対象周波数成分に対するコンテキストインデックスctxIdxを、周波数領域における当該対象周波数成分の位置に基づいて導出する。
（隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部２２４ｃ）
隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部２２４ｃは、、隣接サブブロックに非０変換係数があるか否かに応じて、コンテキスト導出パターンを選択し、選択した導出パターンに従って、処理対象の周波数成分のサブブロック内での座標から、符号化対象の周波数成分に対するコンテキストインデックスを導出する。
（係数有無フラグ設定部２２４ｅ）
係数有無フラグ設定部２２４ｅは、シンタックス導出部２２８から供給されるシンタックスsignificant_coeff_flag[xC][yC]を示すＢｉｎを生成する。生成したＢｉｎは、ビット符号化部２３２に供給される。また、係数有無フラグ設定部２２４ｅは、対象サブブロックに含まれるsignificant_coeff_flag[xC][yC]の値を参照し、対象サブブロックに含まれる全てのsignificant_coeff_flag[xC][yC]が０である場合、すなわち、当該対象サブブロックに非０変換係数が含まれていない場合に、当該対象サブブロックに関するsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]の値を０に設定し、そうでない場合に当該対象サブブロックに関するsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]の値を１に設定する。このように値が付されたsignificant_coeff_group_flag[xCG][yCG]は、サブブロック係数有無フラグ符号化部２２７に供給される。
上述した係数有無フラグ符号化部２２４は、係数有無フラグ復号部１２４と対応する構成を備えている。
すなわち、係数有無フラグ符号化部２２４におけるＴＵサイズ判定部２２４ａ、位置コンテキスト導出部２２４ｂ、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部２２４ｃ、および係数有無フラグ設定部２２４ｅは、それぞれ、係数有無フラグ復号部１２４における、ＴＵサイズ判定部１２４ａ、位置コンテキスト導出部１２４ｂ、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃ、および係数有無フラグ設定部１２４ｅに対応している。
例えば、隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部２２４ｃによる具体的な処理は、動画像復号装置１の備える隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部１２４ｃと同様である。
よって、係数有無フラグ符号化部２２４における各構成の詳細については、上述の係数有無フラグ復号部１２４の各構成の説明で示した通りである。
すなわち、動画像復号装置１に係る実施例・変形例１〜７において、動画像復号装置１の各構成を、係数有無フラグ符号化部２２４における対応する構成に読み替えれば、係数有無フラグ符号化部２２４の構成は理解されるであろう。よって、ここではその詳細な説明を省略する。
以上に示したように、本実施形態に係る動画像符号化装置１は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化する算術符号化装置を備える。算術復号装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを符号化するサブブロック係数有無フラグ符号化手段と、符号化されたサブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおいて非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを判定する非０変換係数判定手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに隣接するいずれかのサブブロックにおいて非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応する上記コンテキストインデックスを、処理対象のサブブロックにおける処理対象の変換係数の位置に応じて導出する構成である。
また、以上に示したように、本実施形態に係る動画像符号化装置１は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化する算術符号化装置を備える。算術符号化装置は、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定の定義に従って４×４サイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを符号化するサブブロック係数有無フラグ符号化手段と、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグに基づいて、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、上記４×４サイズのサブブロックにおける座標を（ｘＢ，ｙＢ）（ただし、ｘＢを水平方向、ｙＢを垂直方向、サブブロック左上を原点（０，０）とする）とすると、上記サブブロックにおいて適用されるスキャン順が、斜め方向スキャンである場合において、判定された方向性が、垂直方向であるとき、（０，０）〜（０，３）、（１，０）〜（１，２）および（２，０）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する一方で、判定された方向性が、水平方向であるとき、（０，０）〜（３，０）、（０，１）〜（２，１）および（０，２）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する構成である。
すなわち、動画像符号化装置２は、上述した動画像復号装置１の構成に対応する構成を有する。
よって、上記動画像符号化装置２によれば、上述の動画像復号装置１の場合と同様、変換係数の符号化及び復号に係る処理量を削減することができる。
また、本発明は以下のように表現することもできる。本発明の一態様に係る算術復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置であって、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、復号されたサブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおいて非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを判定する非０変換係数判定手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに隣接するいずれかのサブブロックにおいて非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応する上記コンテキストインデックスを、処理対象のサブブロックにおける処理対象の変換係数の位置に応じて導出する、ことを特徴とする。
処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグの値の状況により、処理対象のサブブロック内の非０変換係数の発生確率の分布が段階的に異なる傾向がある。
例えば、処理対象のサブブロックに対して、右に隣接する右隣接サブブロックおよび下に隣接する下隣接サブブロックが存在するとき、右隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグのみが１である場合と、右隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグのみが１である場合とで、上記発生確率の分布が異なる。
また、上記発生確率の分布が段階的に異なるとは、処理対象のサブブロックにおいて、非０変換係数の発生確率が、高い位置、中程度の位置、低い位置が段階的に異なるということである。
上記構成によれば、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグの値の状況に応じて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応するコンテキストインデックスを導出する。
これにより、実際の変換係数の発生確率に、より適合したコンテキスト導出パターンを実現することができ、これにより符号化効率の向上を図ることができる。
本発明に係る算術復号装置では、上記非０変換係数判定手段は、処理対象のサブブロックに対して、右に隣接する右隣接サブブロックおよび下に隣接する下隣接サブブロックについてサブブロック係数有無フラグを判定し、上記コンテキストインデックス導出手段は、右隣接サブブロックまたは下隣接サブブロックのいずれか一方において非０変換係数が存在しないと判定されたとき、非０変換係数が存在しないと判定されたサブブロックの隣接方向に応じて、サブブロックの左端または上端の位置において、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出することを特徴とすることが好ましい。
右隣接サブブロックに非０変換係数が存在する場合、処理対象のサブブロックの上端において、非０変換係数の発生確率が高くなる傾向がある。また、下隣接サブブロックに非０変換係数が存在する場合、処理対象のサブブロックの左端において、非０変換係数の発生確率が高くなる傾向がある。
上記構成によれば、非０変換係数が存在しないと判定されたサブブロックの隣接方向に応じて、サブブロックの左端または上端の位置において、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出することができる。
その結果、上述したような非０変換係数の発生確率に、より適合するコンテキストインデックスを導出することができる。
上記課題を解決するために、本発明に係る算術復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置であって、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定の定義に従って４×４サイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグに基づいて、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、上記４×４サイズのサブブロックにおける座標を（ｘＢ，ｙＢ）（ただし、ｘＢを水平方向、ｙＢを垂直方向、サブブロック左上を原点（０，０）とする）とすると、上記サブブロックにおいて適用されるスキャン順が、斜め方向スキャンである場合において、判定された方向性が、垂直方向であるとき、（０，０）〜（０，３）、（１，０）〜（１，２）および（２，０）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する一方で、判定された方向性が、水平方向であるとき、（０，０）〜（３，０）、（０，１）〜（２，１）および（０，２）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する、ことを特徴とする。
上記構成において、変換係数の分布の方向性とは、具体的には、処理対象のサブブロックに対して、右に隣接する右隣接サブブロックおよび下に隣接する下隣接サブブロックがある場合、次とおりである。
右隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグが、該右隣接サブブロックに非０変換係数が１つも含まれないことを示し、下隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグが、該下隣接サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれることを示すとき、処理対象のサブブロックの左側において非０変換係数が発生する確率が高くなる傾向がある。すなわち、この場合、変換係数の分布の方向性は、垂直方向となる。
このとき、（０，０）〜（０，３）、（１，０）〜（１，２）および（２，０）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも非０変換係数が発生する確率が比較的高くなる。
また、右隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグが、該右隣接サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれることを示し、下隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグが、該下隣接サブブロックに非０変換係数が１つも含まれないことを示すとき、処理対象のサブブロックの上側において非０変換係数が発生する確率が高くなる傾向がある。すなわち、この場合、変換係数の分布の方向性は、水平方向となる。
このとき、（０，０）〜（３，０）、（０，１）〜（２，１）および（０，２）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも非０変換係数が発生する確率が比較的高くなる。
また、斜め方向スキャンの順方向における処理順序は、上記座標表示によれば、（０，０）を起点とし、（０，１）から右上対角方向に（１，０）にかけて、（０，２）から右上対角方向に（２，０）にかけて、（０，３）から右上対角方向に（３，０）にかけて、（１，３）から右上対角方向に（３，１）にかけて、（２，３）から右上対角方向に（３，２）にかけて、最後に、（３，３）である。
また、従来技術に関して言えば、上記斜め方向スキャンの逆スキャン順（実際の復号処理におけるスキャン順）のコンテキストインデックスのシーケンスは、変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを１、低い場合に対応する上記コンテキストインデックスを０とすると、
水平方向の場合：0001001100110111
垂直方向の場合：0000010011011111
となっていた。このように、水平方向の場合において、“０”から“１”への切り替えが４回、“１”から“０”への切り替えが３回あり、合計７回の切り替えが発生している。
また、垂直方向の場合、“０”から“１”への切り替えが３回、“１”から“０”への切り替えが２回あり、合計５回の切り替えが発生している。
これに対して、上記構成によれば、判定された方向性が、垂直方向であるとき、（０，０）〜（０，３）、（１，０）〜（１，２）および（２，０）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する。
このとき、逆スキャン順のコンテキストインデックスのシーケンスは、変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを１、低い場合に対応する上記コンテキストインデックスを０とすると、
垂直方向の場合：0000000011111111
である。
よって、０と１の切り替え回数は、“０”から“１”への切り替え１回のみである。
また、判定された方向性が、水平方向であるとき、（０，０）〜（３，０）、（０，１）〜（２，１）および（０，２）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する。
このとき、逆スキャン順のコンテキストインデックスのシーケンスは、上記と同様に、
水平方向の場合：0000001100111111
である。
よって、“０”から“１”への切り替えが２回、“１”から“０”への切り替えが１回あり、切り替え回数は、合計３回である。
このように、上記構成によれば、サブブロック内でのコンテキストインデックスの切り替えを従来と比較し抑制することができる。このため、上述のように０と１の繰り返し数を定義するようなハードウェアでは、ハードウェアの実装が簡略化される。
上記課題を解決するために、本発明に係る算術復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置であって、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグに基づいて、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段と、上記方向性判定手段により判定された方向性に応じたスキャン順を用いて、変換係数を復号する変換係数復号手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、変換係数の分布の方向性に応じたスキャン順を用いて、変換係数を復号することができる。このため、従来のコンテキストインデックスのシーケンス
水平方向の場合：0001001100110111
垂直方向の場合：0000010011011111
を用いたとしても、方向性に応じたスキャン順を用いることで、サブブロック内の逆スキャン順のコンテキストインデックスの０と１の切り替えを抑制することができる。
このため、上述のように０と１の繰り返し数を定義するようなハードウェアでは、ハードウェアの実装が簡略化される。
上記課題を解決するために、本発明に係る算術復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置であって、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、サブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接する各サブブロックについて、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるサブブロックの数を計上する係数有サブブロック数計上手段と、上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、係数有サブブロック数計上手段により計上された数に応じて、処理対象の変換係数の上記処理対象のサブブロックにおける水平方向の座標および垂直方向の座標の和を用いて上記コンテキストインデックスを導出する、ことを特徴とする。
上記構成によれば、非０変換係数が少なくとも１つ含まれる隣接サブブロックの数に応じて、処理対象の変換係数の上記処理対象のサブブロックにおける水平方向の座標および垂直方向の座標の和を用いて上記コンテキストインデックスを導出することができる。
上記構成では、サブブロック係数有無フラグが、右隣接サブブロックにおけるものであるか、下隣接サブブロックにおけるものであるかを区別しないで済む。
このため、上記実施例に比べて、コンテキスト導出パターン数を削減することができる。また、各パターンにおける比較が、すべて“ｘＢ＋ｙＢ”と所定の閾値の比較で済む。また、斜め方向スキャン（Up-right diagonal scan）に関し、サブブロック内でのスキャン順でのコンテキストインデックスの切り替え回数が、１回のみになり、ハードウェアでの実装が簡略化される。
以上のように、上記構成によれば、ハードウェアの実装が簡略化されるという効果を奏する。
上記課題を解決するために、本発明に係る算術復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置であって、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定の定義に従って４×４サイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象のサブブロックに隣接する各サブブロックについて復号されたサブブロック係数有無フラグの値のパターンを判定するパターン判定手段と、上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、パターン判定手段の判定結果に応じて、処理対象の変換係数の上記処理対象のサブブロックにおける水平方向および垂直方向それぞれの座標の２ビット表現における上位ビットを用いて、上記コンテキストインデックスを導出する、ことを特徴とする。
上記構成によれば、処理対象のサブブロックに隣接する各サブブロックについて復号されたサブブロック係数有無フラグの値の状況に応じて、処理対象の変換係数の上記処理対象のサブブロックにおける水平方向および垂直方向それぞれの座標の２ビット表現における上位ビットを用いて、上記コンテキストインデックスを導出することができる。
上記構成によれば、４ビットの入力情報で、コンテキストインデックス導出処理を実現することができる。具体的には、サブブロック内のＸ座標の上位ビット（１ｂｉｔ）、サブブロック内のＹ座標の上位ビット（１ｂｉｔ）、Ｘ方向の隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグ（１ｂｉｔ）、およびＸ方向の隣接サブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグ（１ｂｉｔ）の計４ビットである。
また、４ビットの入力から、０〜２（２ビット）の出力を導出すればよいので、条件分岐を排除した簡易なビット演算によりコンテキストインデックス導出処理を実現することも可能である。
上記課題を解決するために、本発明に係る算術復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置であって、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定の定義に従って４×４サイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記４×４サイズのサブブロックを４分割して得られる２×２サイズの部分領域それぞれについて、該部分領域内のスキャン順を用いて、変換係数を復号する変換係数復号手段と、を備えることを特徴とする。
上記構成によれば、上記４×４サイズのサブブロックを４分割して得られる２×２サイズの部分領域それぞれについて、該部分領域単位のスキャン順を用いて、変換係数を復号する。
上記部分領域単位内のスキャン順には、例えば、２×２の部分領域の左上、左下、右上、および右下の順を用いることができる。また、上記部分領域単位内のスキャン順と、部分領域間（部分領域単位）のスキャン順は入れ子で適用することができる。なお、実際の復号処理は、逆スキャン順で行う構成であればよい。
上記構成によれば、スキャン順上において座標（例えば、スキャン順上隣り合う周波数成分の座標）が大幅に変化することを抑制することができるため、空間的に同種の特性を有する変換係数を順に復号することができる。その結果、符号化効率が向上する。
上記課題を解決するために、本発明に係る算術復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置であって、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグに基づいて、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段と、上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、上記方向性判定手段により判定された方向性に応じて、処理対象のサブブロックの処理対象の単位領域における座標を用いて、上記コンテキストインデックスを導出する、ことを特徴とする。
上記構成によれば、変換係数の分布の方向性に応じて、処理対象のサブブロックの処理対象の単位領域における座標を用いて、上記コンテキストインデックスを導出する。
横エッジや、縦エッジが存在する場合、非０変換係数が、処理対象の単位領域（例えば、ＴＵ）におけるｘＣ＝０の領域またはｙＣ＝０の領域に集中して現れる傾向がある。
上記構成によれば、横エッジや、縦エッジが存在する可能性が高い場合において、非０変換係数の発生確率が高い場合に対応するコンテキストインデックスを用いるため、符号化効率の向上を図ることができる。
上記課題を解決するために、本発明に係る算術復号装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化することによって得られた符号化データを復号する算術復号装置であって、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、上記サブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックそれぞれについて、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを判定する鱗屑サブブロック係数有無判定手段と、上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、上記判定の結果、所定の数以上のサブブロックにおいて非０変換係数が少なくとも１つ含まれる場合、処理対象のサブブロックにおいて一様に、変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する、ことを特徴とする。
上記構成によれば、所定の数以上のサブブロックにおいて非０変換係数が少なくとも１つ含まれる場合、処理対象のサブブロックにおいて一様に、変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する。
このように非０変換係数の発生確率が一様に高い場合、処理対象のサブブロックにおいて、一様に、変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出するので、符号化効率の向上を図ることができる。
本発明に係る画像復号装置は、上記算術復号装置と、上記算術復号装置によって復号された変換係数を逆周波数変換することによって残差画像を生成する逆周波数変換手段と、上記逆周波数変換手段によって生成された残差画像と、生成済みの復号画像から予測された予測画像とを加算することによって復号画像を生成する復号画像生成手段と、を備えている構成である。
このように構成した画像復号装置も本発明の範疇であり、この場合においても、上記算術復号装置と同様の作用・効果を得ることができる。
上記課題を解決するために、本発明に係る算術符号化装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化する算術符号化装置であって、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定のサイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを符号化するサブブロック係数有無フラグ符号化手段と、符号化されたサブブロック係数有無フラグに基づいて、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおいて非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを判定する非０変換係数判定手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックに隣接するいずれかのサブブロックにおいて非０変換係数が存在しないと判定されたとき、該判定結果に基づいて、非０変換係数の発生確率が低い場合、非０変換係数の発生確率が高い場合、および、非０変換係数の発生確率が、高い場合と、低い場合との間の中程度である場合にそれぞれ対応する上記コンテキストインデックスを、処理対象のサブブロックにおける処理対象の変換係数の位置に応じて導出する、ことを特徴とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る算術符号化装置は、対象画像を単位領域毎に周波数変換することによって周波数成分毎に得られる各変換係数について、該変換係数を表す各種シンタックスを算術符号化する算術符号化装置であって、処理対象の単位領域に対応する対象周波数領域を所定の定義に従って４×４サイズのサブブロックに分割するサブブロック分割手段と、上記サブブロック分割手段により分割された各サブブロックについて、該サブブロックに非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを符号化するサブブロック係数有無フラグ符号化手段と、処理対象のサブブロックに隣接するサブブロックにおけるサブブロック係数有無フラグに基づいて、変換係数の分布の方向性を判定する方向性判定手段と、処理対象の上記変換係数が０であるか否かを示すシンタックスである変換係数有無フラグに割り付けるコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、上記コンテキストインデックス導出手段は、上記４×４サイズのサブブロックにおける座標を（ｘＢ，ｙＢ）（ただし、ｘＢを水平方向、ｙＢを垂直方向、サブブロック左上を原点（０，０）とする）とすると、上記サブブロックにおいて適用されるスキャン順が、斜め方向スキャンである場合において、判定された方向性が、垂直方向であるとき、（０，０）〜（０，３）、（１，０）〜（１，２）および（２，０）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する一方で、判定された方向性が、水平方向であるとき、（０，０）〜（３，０）、（０，１）〜（２，１）および（０，２）から構成される領域において、該領域以外の領域よりも、より変換係数の発生確率が高い場合に対応する上記コンテキストインデックスを導出する、ことを特徴とする。
また、本発明に係る画像符号化装置は、符号化対象画像と予測画像との残差画像を単位領域毎に周波数変換することによって変換係数を生成する変換係数生成手段と、上記算術符号化装置と、を備えており、上記算術符号化装置は、上記変換係数生成手段によって生成された変換係数を表す各種のシンタックスを算術符号化することによって符号化データを生成する構成である。
このように構成した算術符号化装置、および画像符号化装置も本発明の範疇であり、この場合においても、上記算術復号装置と同様の作用・効果を得ることができる。
（付記事項１）
上述した動画像符号化装置２及び動画像復号装置１は、動画像の送信、受信、記録、再生を行う各種装置に搭載して利用することができる。なお、動画像は、カメラ等により撮像された自然動画像であってもよいし、コンピュータ等により生成された人工動画像（ＣＧおよびＧＵＩを含む）であってもよい。
まず、上述した動画像符号化装置２及び動画像復号装置１を、動画像の送信及び受信に利用できることを、図４８を参照して説明する。
図４８の（ａ）は、動画像符号化装置２を搭載した送信装置ＰＲＯＤ＿Ａの構成を示したブロック図である。図４８の（ａ）に示すように、送信装置ＰＲＯＤ＿Ａは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部ＰＲＯＤ＿Ａ１と、符号化部ＰＲＯＤ＿Ａ１が得た符号化データで搬送波を変調することによって変調信号を得る変調部ＰＲＯＤ＿Ａ２と、変調部ＰＲＯＤ＿Ａ２が得た変調信号を送信する送信部ＰＲＯＤ＿Ａ３と、を備えている。上述した動画像符号化装置２は、この符号化部ＰＲＯＤ＿Ａ１として利用される。
送信装置ＰＲＯＤ＿Ａは、符号化部ＰＲＯＤ＿Ａ１に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像するカメラＰＲＯＤ＿Ａ４、動画像を記録した記録媒体ＰＲＯＤ＿Ａ５、動画像を外部から入力するための入力端子ＰＲＯＤ＿Ａ６、及び、画像を生成または加工する画像処理部Ａ７を更に備えていてもよい。図４８の（ａ）においては、これら全てを送信装置ＰＲＯＤ＿Ａが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、記録媒体ＰＲＯＤ＿Ａ５は、符号化されていない動画像を記録したものであってもよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化された動画像を記録したものであってもよい。後者の場合、記録媒体ＰＲＯＤ＿Ａ５と符号化部ＰＲＯＤ＿Ａ１との間に、記録媒体ＰＲＯＤ＿Ａ５から読み出した符号化データを記録用の符号化方式に従って復号する復号部（不図示）を介在させるとよい。
図４８の（ｂ）は、動画像復号装置１を搭載した受信装置ＰＲＯＤ＿Ｂの構成を示したブロック図である。図４８の（ｂ）に示すように、受信装置ＰＲＯＤ＿Ｂは、変調信号を受信する受信部ＰＲＯＤ＿Ｂ１と、受信部ＰＲＯＤ＿Ｂ１が受信した変調信号を復調することによって符号化データを得る復調部ＰＲＯＤ＿Ｂ２と、復調部ＰＲＯＤ＿Ｂ２が得た符号化データを復号することによって動画像を得る復号部ＰＲＯＤ＿Ｂ３と、を備えている。上述した動画像復号装置１は、この復号部ＰＲＯＤ＿Ｂ３として利用される。
受信装置ＰＲＯＤ＿Ｂは、復号部ＰＲＯＤ＿Ｂ３が出力する動画像の供給先として、動画像を表示するディスプレイＰＲＯＤ＿Ｂ４、動画像を記録するための記録媒体ＰＲＯＤ＿Ｂ５、及び、動画像を外部に出力するための出力端子ＰＲＯＤ＿Ｂ６を更に備えていてもよい。図４８の（ｂ）においては、これら全てを受信装置ＰＲＯＤ＿Ｂが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、記録媒体ＰＲＯＤ＿Ｂ５は、符号化されていない動画像を記録するためのものであってもよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化されたものであってもよい。後者の場合、復号部ＰＲＯＤ＿Ｂ３と記録媒体ＰＲＯＤ＿Ｂ５との間に、復号部ＰＲＯＤ＿Ｂ３から取得した動画像を記録用の符号化方式に従って符号化する符号化部（不図示）を介在させるとよい。
なお、変調信号を伝送する伝送媒体は、無線であってもよいし、有線であってもよい。また、変調信号を伝送する伝送態様は、放送（ここでは、送信先が予め特定されていない送信態様を指す）であってもよいし、通信（ここでは、送信先が予め特定されている送信態様を指す）であってもよい。すなわち、変調信号の伝送は、無線放送、有線放送、無線通信、及び有線通信の何れによって実現してもよい。
例えば、地上デジタル放送の放送局（放送設備など）／受信局（テレビジョン受像機など）は、変調信号を無線放送で送受信する送信装置ＰＲＯＤ＿Ａ／受信装置ＰＲＯＤ＿Ｂの一例である。また、ケーブルテレビ放送の放送局（放送設備など）／受信局（テレビジョン受像機など）は、変調信号を有線放送で送受信する送信装置ＰＲＯＤ＿Ａ／受信装置ＰＲＯＤ＿Ｂの一例である。
また、インターネットを用いたＶＯＤ（Video On Demand）サービスや動画共有サービスなどのサーバ（ワークステーションなど）／クライアント（テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなど）は、変調信号を通信で送受信する送信装置ＰＲＯＤ＿Ａ／受信装置ＰＲＯＤ＿Ｂの一例である（通常、ＬＡＮにおいては伝送媒体として無線又は有線の何れかが用いられ、ＷＡＮにおいては伝送媒体として有線が用いられる）。ここで、パーソナルコンピュータには、デスクトップ型ＰＣ、ラップトップ型ＰＣ、及びタブレット型ＰＣが含まれる。また、スマートフォンには、多機能携帯電話端末も含まれる。
なお、動画共有サービスのクライアントは、サーバからダウンロードした符号化データを復号してディスプレイに表示する機能に加え、カメラで撮像した動画像を符号化してサーバにアップロードする機能を有している。すなわち、動画共有サービスのクライアントは、送信装置ＰＲＯＤ＿Ａ及び受信装置ＰＲＯＤ＿Ｂの双方として機能する。
次に、上述した動画像符号化装置２及び動画像復号装置１を、動画像の記録及び再生に利用できることを、図４９を参照して説明する。
図４９の（ａ）は、上述した動画像符号化装置２を搭載した記録装置ＰＲＯＤ＿Ｃの構成を示したブロック図である。図４９の（ａ）に示すように、記録装置ＰＲＯＤ＿Ｃは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部ＰＲＯＤ＿Ｃ１と、符号化部ＰＲＯＤ＿Ｃ１が得た符号化データを記録媒体ＰＲＯＤ＿Ｍに書き込む書込部ＰＲＯＤ＿Ｃ２と、を備えている。上述した動画像符号化装置２は、この符号化部ＰＲＯＤ＿Ｃ１として利用される。
なお、記録媒体ＰＲＯＤ＿Ｍは、（１）ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ(Solid State Drive)などのように、記録装置ＰＲＯＤ＿Ｃに内蔵されるタイプのものであってもよいし、（２）ＳＤメモリカードやＵＳＢ（Universal Serial Bus）フラッシュメモリなどのように、記録装置ＰＲＯＤ＿Ｃに接続されるタイプのものであってもよいし、（３）ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）やＢＤ（Blu-ray Disc:登録商標）などのように、記録装置ＰＲＯＤ＿Ｃに内蔵されたドライブ装置（不図示）に装填されるものであってもよい。
また、記録装置ＰＲＯＤ＿Ｃは、符号化部ＰＲＯＤ＿Ｃ１に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像するカメラＰＲＯＤ＿Ｃ３、動画像を外部から入力するための入力端子ＰＲＯＤ＿Ｃ４、動画像を受信するための受信部ＰＲＯＤ＿Ｃ５、及び、画像を生成または加工する画像処理部Ｃ６を更に備えていてもよい。図４９の（ａ）においては、これら全てを記録装置ＰＲＯＤ＿Ｃが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、受信部ＰＲＯＤ＿Ｃ５は、符号化されていない動画像を受信するものであってもよいし、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを受信するものであってもよい。後者の場合、受信部ＰＲＯＤ＿Ｃ５と符号化部ＰＲＯＤ＿Ｃ１との間に、伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを復号する伝送用復号部（不図示）を介在させるとよい。
このような記録装置ＰＲＯＤ＿Ｃとしては、例えば、ＤＶＤレコーダ、ＢＤレコーダ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）レコーダなどが挙げられる（この場合、入力端子ＰＲＯＤ＿Ｃ４又は受信部ＰＲＯＤ＿Ｃ５が動画像の主な供給源となる）。また、カムコーダ（この場合、カメラＰＲＯＤ＿Ｃ３が動画像の主な供給源となる）、パーソナルコンピュータ（この場合、受信部ＰＲＯＤ＿Ｃ５又は画像処理部Ｃ６が動画像の主な供給源となる）、スマートフォン（この場合、カメラＰＲＯＤ＿Ｃ３又は受信部ＰＲＯＤ＿Ｃ５が動画像の主な供給源となる）なども、このような記録装置ＰＲＯＤ＿Ｃの一例である。
図４９の（ｂ）は、上述した動画像復号装置１を搭載した再生装置ＰＲＯＤ＿Ｄの構成を示したブロックである。図４９の（ｂ）に示すように、再生装置ＰＲＯＤ＿Ｄは、記録媒体ＰＲＯＤ＿Ｍに書き込まれた符号化データを読み出す読出部ＰＲＯＤ＿Ｄ１と、読出部ＰＲＯＤ＿Ｄ１が読み出した符号化データを復号することによって動画像を得る復号部ＰＲＯＤ＿Ｄ２と、を備えている。上述した動画像復号装置１は、この復号部ＰＲＯＤ＿Ｄ２として利用される。
なお、記録媒体ＰＲＯＤ＿Ｍは、（１）ＨＤＤやＳＳＤなどのように、再生装置ＰＲＯＤ＿Ｄに内蔵されるタイプのものであってもよいし、（２）ＳＤメモリカードやＵＳＢフラッシュメモリなどのように、再生装置ＰＲＯＤ＿Ｄに接続されるタイプのものであってもよいし、（３）ＤＶＤやＢＤなどのように、再生装置ＰＲＯＤ＿Ｄに内蔵されたドライブ装置（不図示）に装填されるものであってもよい。
また、再生装置ＰＲＯＤ＿Ｄは、復号部ＰＲＯＤ＿Ｄ２が出力する動画像の供給先として、動画像を表示するディスプレイＰＲＯＤ＿Ｄ３、動画像を外部に出力するための出力端子ＰＲＯＤ＿Ｄ４、及び、動画像を送信する送信部ＰＲＯＤ＿Ｄ５を更に備えていてもよい。図４９の（ｂ）においては、これら全てを再生装置ＰＲＯＤ＿Ｄが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。
なお、送信部ＰＲＯＤ＿Ｄ５は、符号化されていない動画像を送信するものであってもよいし、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを送信するものであってもよい。後者の場合、復号部ＰＲＯＤ＿Ｄ２と送信部ＰＲＯＤ＿Ｄ５との間に、動画像を伝送用の符号化方式で符号化する符号化部（不図示）を介在させるとよい。
このような再生装置ＰＲＯＤ＿Ｄとしては、例えば、ＤＶＤプレイヤ、ＢＤプレイヤ、ＨＤＤプレイヤなどが挙げられる（この場合、テレビジョン受像機等が接続される出力端子ＰＲＯＤ＿Ｄ４が動画像の主な供給先となる）。また、テレビジョン受像機（この場合、ディスプレイＰＲＯＤ＿Ｄ３が動画像の主な供給先となる）、デジタルサイネージ（電子看板や電子掲示板等とも称され、ディスプレイＰＲＯＤ＿Ｄ３又は送信部ＰＲＯＤ＿Ｄ５が動画像の主な供給先となる）、デスクトップ型ＰＣ（この場合、出力端子ＰＲＯＤ＿Ｄ４又は送信部ＰＲＯＤ＿Ｄ５が動画像の主な供給先となる）、ラップトップ型又はタブレット型ＰＣ（この場合、ディスプレイＰＲＯＤ＿Ｄ３又は送信部ＰＲＯＤ＿Ｄ５が動画像の主な供給先となる）、スマートフォン（この場合、ディスプレイＰＲＯＤ＿Ｄ３又は送信部ＰＲＯＤ＿Ｄ５が動画像の主な供給先となる）なども、このような再生装置ＰＲＯＤ＿Ｄの一例である。
（付記事項２）
上述した動画像復号装置１、および動画像符号化装置２の各ブロックは、集積回路（ＩＣチップ）上に形成された論理回路によってハードウェア的に実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェア的に実現してもよい。
後者の場合、上記各装置は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムを格納したＲＯＭ（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の目的は、上述した機能を実現するソフトウェアである上記各装置の制御プログラムのプログラムコード（実行形式プログラム、中間コードプログラム、ソースプログラム）をコンピュータで読み取り可能に記録した記録媒体を、上記各装置に供給し、そのコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。
上記記録媒体としては、例えば、磁気テープやカセットテープ等のテープ類、フロッピー（登録商標）ディスク／ハードディスク等の磁気ディスクやＣＤ−ＲＯＭ／ＭＯ／ＭＤ／ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）／フラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ類、あるいはＰＬＤ（Programmable logic device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。
また、上記各装置を通信ネットワークと接続可能に構成し、上記プログラムコードを通信ネットワークを介して供給してもよい。この通信ネットワークは、プログラムコードを伝送可能であればよく、特に限定されない。例えば、インターネット、イントラネット、エキストラネット、ＬＡＮ、ＩＳＤＮ、ＶＡＮ、ＣＡＴＶ通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡやリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（Digital Living Network Alliance）、携帯電話網、衛星回線、地上波デジタル網等の無線でも利用可能である。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、算術符号化された符号化データを復号する算術復号装置、および、算術符号化された符号化データを生成する算術符号化装置に好適に用いることができる。
１ 動画像復号装置（画像復号装置）
１１ 可変長符号復号部
１１１ 量子化残差情報復号部（算術復号装置）
１２０ 変換係数復号部（変換係数復号手段）
１２３ 係数復号制御部（サブブロック分割手段）
１２４ 係数有無フラグ復号部
１２４ａ ＴＵサイズ判定部
１２４ｂ 位置コンテキスト導出部
１２４ｃ 隣接サブブロック係数有無コンテキスト導出部（コンテキストインデックス導出手段、非０変換係数判定手段、パターン判定手段、方向性判定手段）
１２４ｅ 係数有無フラグ設定部
１２７ サブブロック係数有無フラグ復号部（サブブロック係数有無フラグ復号手段）
１２７ａ コンテキスト導出部
１２７ｂ サブブロック係数有無フラグ記憶部
１２７ｃ サブブロック係数有無フラグ設定部
１３０ 算術符号復号部
１３１ コンテキスト記録更新部
１３２ ビット復号部
２ 動画像符号化装置（画像符号化装置）
２７ 可変長符号符号化部
２７１ 量子化残差情報符号化部（算術符号化装置）
２２０ 変換係数符号化部
２２３ 係数符号化制御部（サブブロック分割手段）
２２４ 係数有無フラグ符号化部
２２４ａ ＴＵサイズ判定部
２２４ｂ 位置コンテキスト導出部
２２４ｃ サブブロック係数有無フラグコンテキスト導出部（コンテキストインデックス導出手段、非０変換係数判定手段、方向性判定手段）
２２４ｅ 係数有無フラグ設定部
２２７ サブブロック係数有無フラグ符号化部（サブブロック係数有無フラグ符号化手段）
２２７ａ コンテキスト導出部
２２７ｂ サブブロック係数有無フラグ記憶部
２２７ｃ サブブロック係数有無フラグ設定部
２２８ シンタックス導出部
２３０ 算術符号符号化部
２３１ コンテキスト記録更新部
２３２ ビット符号化部

Claims (7)

  1. 対象画像を単位領域毎に周波数変換して得られる変換係数の符号化データを復号する算術復号装置であって、
    上記単位領域が複数のサブブロックに分割された該サブブロック毎に、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを示すサブブロック係数有無フラグを復号するサブブロック係数有無フラグ復号手段と、
    処理対象の変換係数が０であるか否かを示す変換係数有無フラグに対応するコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、
    上記コンテキストインデックス導出手段は、右隣接サブブロックまたは下隣接サブブロックに非０変換係数を含まない場合、
    （ｉ）上記変換係数の位置を示す水平方向座標と垂直方向座標との和が、第１の閾値以下であれば、第１のコンテキストインデックスを導出し、
    （ｉｉ）上記和が、上記第１の閾値よりも大きく、かつ、第２の閾値以下であれば、上記第１のコンテキストインデックスよりも小さい第２のコンテキストインデックスを導出し、
    （ｉｉｉ）上記和が、上記第２の閾値よりも大きければ、上記第２のコンテキストインデックスよりも小さい第３のコンテキストインデックスを導出することを特徴とする算術復号装置。
  2. 上記第１の閾値は０であり、かつ、上記第２の閾値は２であることを特徴とする請求項１に記載の算術復号装置。
  3. 上記非０変換係数が、上記右隣接サブブロックと上記下隣接サブブロックとの両方に含まれる場合、上記コンテキストインデックス導出手段は、処理対象のサブブロックの全ての変換係数に対して上記第１のコンテキストインデックスを導出することを特徴とする請求項１又は２に記載の算術復号装置。
  4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の算術復号装置と、
    上記算術復号装置によって復号された変換係数を逆周波数変換することによって残差画像を生成する逆周波数変換手段と、
    上記逆周波数変換手段によって生成された残差画像と、生成済みの復号画像から予測された予測画像とを加算することによって復号画像を生成する復号画像生成手段とを備えていることを特徴とする画像復号装置。
  5. 対象画像を単位領域毎に周波数変換して得られる変換係数を表す各シンタックスを算術符号化する算術符号化装置であって、
    上記単位領域毎に複数のサブブロックに分割された該サブブロック毎に、非０変換係数が少なくとも１つ含まれるか否かを表すサブブロック係数有無フラグを符号化するサブブロック係数有無フラグ符号化手段と、
    処理対象の変換係数が０であるか否かを示す変換係数有無フラグに対応するコンテキストインデックスを導出するコンテキストインデックス導出手段と、を備え、
    上記コンテキストインデックス導出手段は、右隣接サブブロックまたは下隣接サブブロックに非０変換係数を含まない場合、
    （ｉ）上記変換係数の位置を示す水平方向座標と垂直方向座標との和が、第１の閾値以下であれば、第１のコンテキストインデックスを導出し、
    （ｉｉ）上記和が、上記第１の閾値よりも大きく、かつ、第２の閾値以下であれば、上記第１のコンテキストインデックスよりも小さい第２のコンテキストインデックスを導出し、
    （ｉｉｉ）上記和が、上記第２の閾値よりも大きければ、上記第２のコンテキストインデックスよりも小さい第３のコンテキストインデックスを導出することを特徴とする算術符号化装置。
  6. 上記第１の閾値は０であり、かつ、上記第２の閾値は２であることを特徴とする請求項５に記載の算術符号化装置。
  7. 符号化対象画像と予測画像との残差画像を単位領域毎に周波数変換することによって変換係数を生成する変換係数生成手段と、
    請求項５または６に記載の算術符号化装置とを備え、
    上記算術符号化装置は、上記変換係数生成手段によって生成された変換係数であるシンタックスを算術符号化することによって符号化データを生成するものであることを特徴とする画像符号化装置。
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