JP6051156B2 - 画像復号装置および画像符号化装置 - Google Patents

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Description

本発明は変換係数を復号する画像復号装置、変換係数を符号化する画像符号化装置、および変換係数が符号化された符号化データのデータ構造に関する。
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、および、当該符号化データを復号することによって復号画像を生成する動画像復号装置が用いられている。
具体的な動画像符号化方式としては、例えば、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４．ＡＶＣ、ＶＣＥＧ（Video Coding Expert Group）における共同開発用コーデックであるＫＴＡソフトウェアに採用されている方式、ＴＭｕＣ（Test Model under Consideration）ソフトウェアに採用されている方式や、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方式などが挙げられる（非特許文献１、２）。
上述の動画像符号化方式では、通常、画像を所定のサイズのブロックに区切り、ブロック毎に画素値を周波数変換することによって変換係数を導出し、導出された変換係数に対して符号化処理を施す。ここで、符号化処理の対象とするブロック（符号化対象ブロック）のサイズとしては、大小様々のものが規定されているが、よりサイズが大きい符号化対象ブロックのほうが、変換係数の符号量がより多くなるという傾向がある。
ＨＭ（HEVC TestModel）２．０では、１６×１６画素以上のサイズのブロックにおいては、最大でも６４個の係数のみを符号化することにより符号量の低減を図る技術が提案されていた。例えば、符号化８×８以上のブロックについては、低周波成分側の最大８×８の領域までしか符号化しないという技術が提案されていた（非特許文献３）。
しかしながら、上述の技術を採用して、高周波成分側にある係数の符号化を省略した場合、大サイズのブロックの係数符号化において画質が低下する場合があることが知られていた。
一方で、８×８画素以上のサイズのブロックについて｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組み合わせを示す値を計算で導出することにより、符号量を低減する技術が提案されている（非特許文献４）。なお、ｒｕｎとは所定のスキャン順に沿って連続するゼロ係数の数（０ラン）であり、ｌｅｖｅｌとは、係数の絶対値を意味する。
以上のような背景の下、ＨＭ２．０の後継であるＨＭ３．０では、符号量を低減するため、非特許文献４の提案を採用するとともに、画質の向上のため、１６×１６以上のサイズのブロック（変換単位）サイズにおいても、すべての変換係数が符号化されることとなった。
「WD2: Working Draft 2 of High-Efficiency Video Coding (JCTVC-D503) 」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 4th Meeting: Daegu, KR, 1/2011（２０１１年１月公開） 「WD3: Working Draft 3 of High-Efficiency Video Coding (JCTVC-E603)」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 5th Meeting: Geneva, CH, 3/2011（２０１１年３月公開） 「Samsung’s Response to the Call for Proposals on Video Compression Technology (JCTVC-A124)」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 1st Meeting: Dresden, DE, 4/2010（２０１０年４月公開） 「CE5: coefficient coding with LCEC for large blocks (JCTVC-E383)」, Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC)of ITU-T SG16 WP3 and ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 5th Meeting: Geneva, CH, 3/2011（２０１１年３月公開）
しかしながら、１６×１６画素以上等のサイズが大きいブロックを符号化処理する場合、係数を符号化するためのテーブルのサイズが大きくなったり、テーブルの値を求めるための演算量が多くなったりするという問題がある。
例えば、１６×１６画素のブロックでは、係数の数が最大で２５６個になる。また、３２×３２画素のブロックでは、係数の数が最大で１０２４個になる。
また、大きいブロックを符号化処理する場合、サイズが大きくなる傾向があるテーブルとしては、スキャン順を指定するスキャンテーブルや、ラン−レベル符号化のＶＬＣテーブル等が挙げられる。
より具体的には、スキャンテーブルは、係数の個数に比例したサイズが必要となり、ラン−レベル符号化のＶＬＣテーブルは、最大ラン長に応じたサイズが必要となる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、符号化データから変換係数を得るための復号情報の情報量や、復号情報に基づく計算量を低減することができる画像復号装置、画像符号化装置、および符号化データのデータ構造を実現することにある。
本発明の一側面について説明すると次のとおりである。すなわち、本発明に係る画像復号装置は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化して得られる符号化データから、該変換係数を復号する画像復号装置において、上記変換単位を、複数のサブ単位に分割する変換単位分割手段と、上記符号化データから上記変換係数を得るための復号情報であって、上記サブ単位ごとに割り当てられている復号情報を参照して、上記サブ単位に含まれる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。
また、本発明に係る画像符号化装置は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化する画像符号化装置において、上記変換単位を、複数のサブ単位に分割する変換単位分割手段と、上記変換係数を符号化するための符号化情報であって、上記サブ単位ごとに割り当てられている符号化情報を参照して、上記変換単位に含まれる変換係数を符号化する変換係数符号化手段と、を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る符号化データのデータ構造は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化することにより生成される符号化データのデータ構造において、符号化対象となる上記変換係数の位置のひとつ前に符号化した上記変換係数の位置に対する相対位置を含み、これにより、上記符号化データを復号する画像復号装置は、ひとつ前に復号した上記変換係数の上記変換単位における位置と、上記相対位置とから、復号対象となる上記変換係数の位置を特定する、ことを特徴とする。
上記構成によれば、復号処理において、まず、復号の対象となる変換単位を複数のサブ単位に分割する。
変換単位とは、画素値を周波数領域に変換する単位である。変換単位としては、例えば、６４×６４画素、３２×３２画素や１６×１６画素のサイズ等が挙げられる。
サブ単位は、変換単位が１６×１６サイズである場合、例えば、８×８サイズの領域であってもよい。
また、上記構成によれば、分割により得られた複数のサブ単位を、ひとつずつ処理対象にして、該サブ単位に含まれる変換係数を復号する。サブ単位を復号する順番に特に制限はなく任意の順に復号処理を行うことができる。
また、上記構成では、変換係数の復号に際し、複数のサブ単位のそれぞれに割り当てられている復号情報を参照する。
復号情報とは、符号化データのコード（ビット列）から、変換係数の所定のパラメータ値を再現するための情報である。例えば、復号情報は、符号化データのコードから変換係数の所定のパラメータ値を再現するための対応付けを示すテーブルである。また、例えば、復号情報は、符号化データのコードから、変換係数の所定のパラメータ値を導出するための算出式である。
つまり、上記構成においては、元の変換単位のサイズよりも、小さなサブ単位について規定されている復号情報を用いて、変換係数を復号する。
このため、元の変換単位のサイズについて規定される復号情報に基づいて復号処理を行うのに比べて、復号情報の情報量や、復号情報に基づく計算量を低減することができるという効果を奏する。
さらにいえば、復号処理において対象となる変換係数の数を小さくできるので、変換係数のスキャン順序を定義するスキャンテーブルのサイズもより小さくできる。
また、さらに付言すれば、復号処理において必要となるメモリの量や、処理能力を低く抑えることができる。
なお、サブ単位は、非特許文献１，２の技術における符号化単位のいずれかと一致していてもよい。この場合、上記符号化単位において予め定義されているＶＬＣテーブル、すなわち復号情報を流用することができる。
なお、上記のように構成された画像符号化装置または符号化データのデータ構造によれば、本発明に係る画像復号装置と同様の効果を奏する。
本発明の他の側面について説明すると次のとおりである。すなわち、本発明に係る画像復号装置は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化して得られる符号化データから、該変換係数を復号する画像復号装置において、復号対象となる変換係数のひとつ前に復号した変換係数からの相対位置を復号する相対位置復号手段と、ひとつ前に復号した上記変換係数の、上記変換単位における位置と、上記相対位置とから上記復号対象となる上記変換係数の位置を特定する位置特定手段と、を備え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、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化する画像符号化装置において、符号化対象となる上記変換係数の位置のひとつ前に符号化した上記変換係数の位置に対する相対位置を符号化する相対位置符号化手段を備えることを特徴とする。
また、本発明に係る符号化データのデータ構造は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換に変換して得られた変換係数を符号化することにより生成された符号化データのデータ構造において、符号化対象となる上記変換係数の位置のひとつ前に符号化した上記変換係数の位置に対する相対位置を含み、これにより、上記符号化データを復号する画像復号装置は、ひとつ前に復号した上記変換係数の上記変換単位における位置と、上記相対位置とから、復号対象となる上記変換係数の位置を特定することを特徴とする。
上記構成によれば、ひとつ前に復号した上記変換係数の、上記変換単位における位置と、上記相対位置とから上記復号対象となる上記変換係数の位置を特定する。これにより、相対位置に基づいて、連鎖的に、変換係数の位置を特定していくことができる。なお、変換単位とは、変換を行う所定の単位である。
上述のｒｕｎを符号化する場合、所定のスキャン順序に応じてｒｕｎの長さがカウントされるため、基準とする非ゼロ係数と次の非ゼロ係数との変換単位における２次元座標の相対位置が近くても、結果としてｒｕｎが長くなるときがあり、これにより、符号量が増大する場合がある。
この傾向は、変換係数が疎らになりやすい高周波成分の領域において顕著である。また、ｒｕｎが長くなるということは、これに応じた大きなテーブルを用意しなければならないということである。
これに対して、相対位置で変換係数の位置を特定していけば、このような場合において符号量を削減することができる。
上記構成によれば、相対位置で変換係数の位置を特定していくので、復号すべき符号量を低減することができる。
この結果、復号情報の情報量や、復号情報に基づく計算量を低減することができるという効果を奏する。
また、さらに付言すれば、復号処理において必要となるメモリの量や、処理能力を低く抑えることができる。
なお、上記のように構成された画像符号化装置または符号化データのデータ構造によれば、本発明に係る画像復号装置と同様の効果を奏する。
本発明に係る画像復号装置は、変換単位を、複数のサブ単位に分割する変換単位分割手段と、符号化データから上記変換係数を得るための復号情報であって、上記サブ単位ごとに割り当てられている復号情報を参照して、上記サブ単位に含まれる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。
また、本発明に係る画像符号化装置は、変換単位を、複数のサブ単位に分割する変換単位分割手段と、上記変換係数を符号化するための符号化情報であって、上記サブ単位ごとに割り当てられている符号化情報を参照して、上記変換単位に含まれる変換係数を符号化する変換係数符号化手段と、を備える構成である。
また、本発明に係る符号化データのデータ構造は、符号化対象となる変換係数の位置のひとつ前に符号化した上記変換係数の位置に対する相対位置を含み、これにより、上記符号化データを復号する画像復号装置は、ひとつ前に復号した上記変換係数の上記変換単位における位置と、上記相対位置とから、復号対象となる上記変換係数の位置を特定する、データ構造である。
本発明に係る画像復号装置は、復号対象となる変換係数のひとつ前に復号した変換係数からの相対位置を復号する相対位置復号手段と、ひとつ前に復号した上記変換係数の、変換単位における位置と、上記相対位置とから上記復号対象となる上記変換係数の位置を特定する位置特定手段と、を備える構成である。
また、本発明に係る画像符号化装置は、符号化対象となる変換係数の位置のひとつ前に符号化した上記変換係数の位置に対する相対位置を符号化する相対位置符号化手段を備える構成である。
また、本発明に係る符号化データのデータ構造は、符号化対象となる変換係数の位置のひとつ前に符号化した上記変換係数の位置に対する相対位置を含み、これにより、上記符号化データを復号する画像復号装置は、ひとつ前に復号した上記変換係数の上記変換単位における位置と、上記相対位置とから、復号対象となる上記変換係数の位置を特定するデータ構造である。
上記画像復号装置よれば、符号化データから上記変換係数を得るための復号情報の情報量や、復号情報に基づく計算量を低減することができるという効果を奏する。また、上記画像符号化装置または符号化データのデータ構造によれば、上記画像復号装置と同様の効果を奏する。
本発明の一実施形態に係る動画像復号装置が備えるＴＵ情報復号部の構成例について示す機能ブロック図である。 上記動画像復号装置の概略的構成について示した機能ブロック図である。 本発明の一実施形態に係る動画像符号化装置によって生成され、上記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。 対象ブロックを領域分割して係数を符号化／復号する処理の流れについて例示したフローチャートである。 １６×１６サイズの対象ブロックの分割例を示す図である。 対象ブロックを４つの８×８サイズの領域に分割して復号処理を行う場合の例を示している。 対象ブロックに含まれる４つの復号領域のうち３つに、非ゼロ係数が有り、残りの１つについて非ゼロ係数が無い場合の復号処理について例示する図である。 復号領域の位置に応じてスキャン方法を変更する例について示す図である。 対象ブロックを正方形でない領域に分割する例について示す図である。 本発明の一実施形態に係る動画像符号化装置の構成例について示す機能ブロック図である。 上記動画像符号化装置が備える可変長符号化部の構成例について示すブロック図である。 ｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝のパラメータの組を、コード番号（ビット列）に変換するためのＶＬＣテーブルの一例を示す図である。 上記ＶＬＣテーブルを各復号領域に対応付ける場合の例について示す図である。 動的最適化の例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るＴＵ情報復号部の構成例について示す機能ブロック図である。 相対位置指定により非ゼロ係数を符号化／復号する処理の流れについて例示したフローチャートである。 上記ＴＵ情報復号部の復号処理の実行例を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るＴＵ情報符号化部の構成例について示す機能ブロック図である。 相対位置指定による非ゼロ係数の符号化の例について示す図である。 上記ＴＵ情報復号部が備える相対位置モード用テーブルの構成例を示す図である。 図１７や図１９に示す対象ブロックにおける高周波成分側の領域を、さらに３つの領域に細分化する例について示す図である。 上記３つの領域に対応付けるＶＬＣテーブルの一例を示している。同図の（ａ）は、ｘまたはｙの値が、所定以上の正の値にならない場合に参照されるＶＬＣテーブルを示す。また、同図の（ｂ）は、ｘまたはｙの値が、所定以下の負の値にならない場合に参照されるＶＬＣテーブルを示す。 ２つの処理を切り替えながら符号化／復号する処理の流れの一例について示すフローチャートである。 対象ブロックにおける低周波成分側の６４個の係数のみ符号化／復号する処理について例示する図である。同図の（ａ）は、インター予測の場合を示しており、（ｂ）は、イントラ予測の場合を示している。 係数符号化データのデータ構造の一例について示す図である。 ２階層の分割を行う場合について例示する図である。 図２６に示す対象ブロックの分割状況および係数分布状況を表すフラグツリーの表現例（四分木表現）を示している。 再帰的な領域の復号処理の流れの一例について示すフローチャートである。 係数符号化データのデータ構造の他の例について示す図である。 図２９に示す係数符号化データの具体例を示す図である。 係数符号化データのデータ構造の別の例について示す図である。 図３１に示す係数符号化データの具体例を示す図である。 図２６に示す第１階層符号化領域のひとつについて詳細に示す図である。 図２６に示す第１階層符号化領域のひとつについて詳細に示す図である。 １６×１６サイズの対象ブロックにおける分割方式を示す図である。 １６×１６サイズの対象ブロックにおける分割方式を示す図である。 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。
〔１〕実施形態１
本発明の一実施形態について図１〜図１４を参照して説明する。まず、図２を参照しながら、動画像復号装置（画像復号装置）１および動画像符号化装置（画像符号化装置）２の概要について説明する。図２は、動画像復号装置１の概略的構成を示す機能ブロック図である。
図２に示す動画像復号装置１および動画像符号化装置２は、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４ ＡＶＣ規格に採用されている技術、ＶＣＥＧ（Video Coding Expert Group）における共同開発用コーデックであるＫＴＡソフトウェアに採用されている技術、ＴＭｕＣ（Test Model under Consideration）ソフトウェア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。
動画像復号装置１には、動画像符号化装置２が動画像を符号化した符号化データ＃１が入力される。動画像復号装置１は、入力された符号化データ＃１を復号して動画像＃２を外部に出力する。動画像復号装置１の詳細な説明に先立ち、符号化データ＃１の構成を以下に説明する。
〔符号化データの構成〕
図３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。
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３に示す。図３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３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。例えば、動画像符号化装置２が符号化の際に用いた可変長符号化のモードを示す符号化モード情報（entropy_coding_mode_flag）は、ピクチャヘッダＰＨに含まれる符号化パラメータの一例である。
entropy_coding_mode_flagが０の場合、当該ピクチャＰＩＣＴは、ＬＣＥＣ（Low Complexity Entropy Coding）またはＣＡＶＬＣ（Context-based Adaptive Variable Length Coding）によって符号化されている。また、entropy_coding_mode_flagが１である場合、当該ピクチャＰＩＣＴは、ＣＡＢＡＣ（Context-based Adaptive Binary Arithmetic Coding）によって符号化されている。
なお、ピクチャヘッダＰＨは、ピクチャー・パラメーター・セット（ＰＰＳ：Picture Parameter Set）とも称される。
（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３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）のシーケンスを含んでいる。
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）符号化の際に単方向予測、又は、イントラ予測を用いるＰスライス、（３）符号化の際に単方向予測、双方向予測、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（不図示）によって参照されるフィルタパラメータが含まれていてもよい。
（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（以下、ＣＵ情報と称する）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３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、ＣＵ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。
（ＣＵ情報のデータ構造）
続いて、図３の（ｄ）を参照しながらＣＵ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３の（ｄ）に示すように、ＣＵ情報ＣＵは、具体的には、スキップフラグＳＫＩＰ、ＰＴ情報ＰＴＩ、および、ＴＴ情報ＴＴＩを含む。
スキップフラグＳＫＩＰは、対象のＰＵ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ＣＵ情報ＣＵにおけるＰＴ情報ＰＴＩ、および、ＴＴ情報ＴＴＩ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。
ＰＴ情報ＰＴＩは、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り、動画像復号装置１により予測画像を生成する際に参照される。ＰＴ情報ＰＴＩは、図３の（ｄ）に示すように、予測タイプ情報ＰＴｙｐｅ、および、予測情報ＰＩｎｆｏを含んでいる。
予測タイプ情報ＰＴｙｐｅは、対象ＰＵについての予測画像生成方法として、イントラ予測を用いるのか、または、インター予測を用いるのかを指定する情報である。
予測情報ＰＩｎｆｏは、予測タイプ情報ＰＴｙｐｅが何れの予測方法を指定するのかに応じて、イントラ予測情報、または、インター予測情報より構成される。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。
また、予測情報ＰＩｎｆｏは、対象ＰＵの形状、サイズ、および、位置を指定する情報が含まれる。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。予測情報ＰＩｎｆｏの詳細については後述する。
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３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）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_unit_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２×２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）。
（予測情報ＰＩｎｆｏ）
上述のとおり、予測情報ＰＩｎｆｏには、インター予測情報およびイントラ予測情報の２種類がある。
インター予測情報には、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が含まれる。より具体的には、インター予測情報には、対象ＣＵの各インターＰＵへの分割パターンを指定するインターＰＵ分割情報、および、各インターＰＵについてのインター予測パラメータが含まれる。
インター予測パラメータには、参照画像インデックスと、推定動きベクトルインデックスと、動きベクトル残差とが含まれる。
一方、イントラ予測情報には、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が含まれる。より具体的には、イントラ予測情報には、対象ＣＵの各イントラＰＵへの分割パターンを指定するイントラＰＵ分割情報、および、各イントラＰＵについてのイントラ予測パラメータが含まれる。イントラ予測パラメータは、各イントラＰＵについてのイントラ予測方法（予測モード）を指定するためのパラメータである。
〔動画像復号装置〕
以下では、本実施形態に係る動画像復号装置１の構成について、図１〜図５を参照して説明する。
（動画像復号装置の概要）
動画像復号装置１は、ＰＵ毎に予測画像を生成し、生成された予測画像と、符号化データ＃１から復号された予測残差とを加算することによって復号画像＃２を生成し、生成された復号画像＃２を外部に出力する。
ここで、予測画像の生成は、符号化データ＃１を復号することによって得られる符号化パラメータを参照して行われる。符号化パラメータとは、予測画像を生成するために参照されるパラメータのことである。符号化パラメータには、画面間予測において参照される動きベクトルや画面内予測において参照される予測モードなどの予測パラメータに加えて、ＰＵのサイズや形状、ブロックのサイズや形状、および、原画像と予測画像との残差データなどが含まれる。以下では、符号化パラメータに含まれる情報のうち、上記残差データを除く全ての情報の集合を、サイド情報と呼ぶ。
また、以下では、上記ＰＵおよびＴＵが、ＣＵと同じサイズである場合を例に挙げ説明を行う。しかしながら、これに限定されるものではなく、ＰＵおよびＴＵがＣＵよりも小さい単位である場合に対しても適用することができる。
また、以下では、復号の対象となるピクチャ（フレーム）、スライス、ツリーブロック、ブロック、および、ＰＵをそれぞれ、対象ピクチャ、対象スライス、対象ツリーブロック、対象ブロック、および、対象ＰＵと呼ぶことにする。
なお、ツリーブロックのサイズは、例えば６４×６４画素であり、ＰＵのサイズは、例えば、６４×６４画素、３２×３２画素、１６×１６画素、８×８画素や４×４画素などである。しかしながら、これらのサイズは、単なる例示であり、ツリーブロックおよびＰＵのサイズは以上に示したサイズ以外のサイズであってもよい。
（動画像復号装置の構成）
再び、図２を参照して、動画像復号装置１の概略的構成について説明すると次のとおりである。図２は、動画像復号装置１の概略的構成について示した機能ブロック図である。
図２に示すように動画像復号装置１は、可変長符号逆多重化部１１、ＴＵ情報復号部１２、逆量子化・逆変換部１３、予測画像生成部１４、加算器１５およびフレームメモリ１６を備えている。
［可変長符号逆多重化部］
可変長符号逆多重化部１１は、動画像復号装置１に入力された１フレーム分の符号化データ＃１を、逆多重化することで、図３に示した階層構造に含まれる各種情報に分離する。例えば、可変長符号逆多重化部１１は、各種ヘッダに含まれる情報を参照して、符号化データ＃１を、スライス、ツリーブロックに順次分離する。
ここで、各種ヘッダには、（１）対象ピクチャのスライスへの分割方法についての情報、および（２）対象スライスに属するツリーブロックのサイズ、形状および対象スライス内での位置についての情報が含まれる。
そして、可変長符号逆多重化部１１は、ツリーブロックヘッダＴＢＬＫＨに含まれるツリーブロック分割情報ＳＰ＿ＴＢＬＫを参照して、対象ツリーブロックを、ＣＵに分割する。また、可変長符号逆多重化部１１は、対象ＣＵについてＴＴ情報ＴＴＩ、およびＰＴ情報ＰＴＩを取得する。
可変長符号逆多重化部１１は、対象ＣＵについて得られたＴＴ情報ＴＴＩに含まれるＴＵ情報ＴＵＩを所定の順にＴＵ情報復号部１２に供給する。また、可変長符号逆多重化部１１は、対象ＣＵについて得られたＰＴ情報ＰＴＩを予測画像生成部１４に供給する。
［ＴＵ情報復号部］
ＴＵ情報復号部１２は、可変長符号逆多重化部１１から供給されるＴＵ情報ＴＵＩの復号を行って、復号済みＴＵ情報ＴＵＩ’を生成する。
例えば、ＴＵ情報復号部１２は、対象ブロックについて、ＴＵ情報ＴＵＩから量子化予測残差を復号する。ここで、対象ブロックについての量子化予測残差は、量子化された変換係数が２次元の行列に配列された形式で表現できる。以下、量子化された変換係数の２次元の行列表現のことを係数行列と称する。
ＴＵ情報復号部１２は、復号済みＴＵ情報ＴＵＩ’を逆量子化・逆変換部１３に供給する。なお、ＴＵ情報復号部１２の動作詳細については後述する。
［逆量子化・逆変換部］
逆量子化・逆変換部１３は、ＴＵ情報復号部１２から供給される復号済み復号済みＴＵ情報ＴＵＩ’に基づいて対象ＣＵについて、ブロックごとに、量子化予測残差の逆量子化・逆変換を行う。逆量子化・逆変換部１３は、復号済みＴＵ情報ＴＵＩ’に含まれる量子化予測残差を逆量子化および逆ＤＣＴ変換（Inverse Discrete Cosine Transform）することによって、各対象ＰＵについて、画素毎の予測残差Ｄを復元する。逆量子化・逆変換部１３は、復元した予測残差Ｄを加算器１５に供給する。
［予測画像生成部］
予測画像生成部１４は、対象ＣＵに含まれる各ＰＵについて、当該ＰＵの周辺の復号済み画像である局所復号画像Ｐ’を参照して、イントラ予測またはインター予測により予測画像Ｐｒｅｄを生成する。予測画像生成部１４は、対象ＣＵについて生成した予測画像Ｐｒｅｄを加算器１５に供給する。
［加算器］
加算器１５は、予測画像生成部１４より供給される予測画像Ｐｒｅｄと、逆量子化・逆変換部１３より供給される予測残差Ｄとを加算することによって、対象ＣＵについての復号画像Ｐを生成する。
［フレームメモリ］
フレームメモリ１６には、復号された復号画像Ｐが順次記録される。フレームメモリ１６には、対象ツリーブロックを復号する時点において、当該対象ツリーブロックよりも先に復号された全てのツリーブロック（例えば、ラスタスキャン順で先行する全てのツリーブロック）に対応する復号画像が記録されている。
なお、動画像復号装置１において、画像内の全てのツリーブロックに対して、ツリーブロック単位の復号画像生成処理が終わった時点で、動画像復号装置１に入力された１フレーム分の符号化データ＃１に対応する復号画像＃２が外部に出力される。
（係数のスキャンについて）
ここで、ＴＵ情報復号部１２の構成の詳細について説明する前に、係数のスキャンについて説明する。
係数の符号化においては、動画像符号化装置２において、対象ブロックにおける係数の集合を表す係数行列が所定の順序によりスキャンされる。
スキャンとは、係数行列における係数の座標を、１次元のスキャン順インデックスに変換する処理である。変換後の係数は、１次元配列に格納されて保持される。スキャンでは従来知られているジグザグスキャン順序等を用いることができる。
符号化処理では、まず対象ブロックにおいて、左上の位置にあるＤＣ係数から、右下の位置にある最も高周波成分の係数までがジグザグスキャン順序に基づいてスキャンされる。
なお、高周波成分の係数の値は、ゼロまたはゼロに近くなる傾向がある一方で、低周波成分の係数の値は、ゼロでないまたは値が大きい可能性が高いという特性がある。このためジグザグスキャンは、低周波成分の係数を早くスキャンするスキャン順序となっている。
また、動画像符号化装置２では、スキャンの後、係数の符号化処理が行われる。係数の符号化処理は、スキャンとは逆の順序にて行われる。
以下において、この処理順序のことを逆順のジグザグスキャンとも呼ぶ。つまり、符号化処理は、係数行列に対して逆順のジグザグスキャンで行われる。また、符号化処理順序について説明する場合は、便宜的に、係数行列をベースに説明する。
高周波成分は、値が“０”であることが多いので、本実施形態の符号化処理においては、このようなゼロ係数の符号化を省略し、ＤＣ係数からみて最後の非ゼロの係数を基点に行うものとする。
なお、以上では、説明の便宜上、８×８の係数行列のスキャン例を示したが、４×４の係数行列をスキャンする場合についても同様のことが言える。また、スキャン順序をジグザグスキャン以外の方法、例えばラスタスキャンと同様の順序などに適応的に変更してもよい。
（係数の符号化について）
以下において、動画像符号化装置２において符号化される係数符号化データについて説明する。上述のとおり符号化処理においては、まず、最後の非ゼロ係数が符号化される。続いて、所定の条件下において、ランモードによる符号化が行われる。ランモード終了条件が満たされることにより、ランモードが終了すると、残りの係数について、レベルモードによる符号化が行われる。このようにして全ての係数が符号化される。
以下、最後の非ゼロ係数、ランモード、および、レベルモードで符号化されるデータについて説明する。
［最後の非ゼロ係数］
最後の非ゼロ係数は、最後の非ゼロ係数の位置ｌａｓｔ＿ｐｏｓ、最後の非ゼロ係数のレベルｌｅｖｅｌ、最後の非ゼロ係数の正負符号ｓｉｇｎが符号化される。ここで係数のレベルとは、係数の絶対値を意味する。ｌａｓｔ＿ｐｏｓは、スキャン順インデックスの形式の値をとる。最後の非ゼロ係数が、スキャン順で１０番目（ＤＣ係数を１番目とする）であり、その値が“−１”である場合は次のとおりである。
ｌａｓｔ＿ｐｏｓ：９
ｌｅｖｅｌ：１，ｓｉｇｎ：１
［ランモード］
所定の条件下、ランモードを実行する場合、以下の符号化が行われる。ランモードとは、連続するゼロ係数の数（０ラン）を符号化するモードである。どのような条件において、ランモードによる符号化が行われるかについては、後述する。
ランモードでは、係数ごとに、０ランｒｕｎ、係数のレベルｌｅｖｅｌ、および係数の正負符号ｓｉｇｎが符号化される。次に符号化する非ゼロ係数が、前の非ゼロ係数との間に０を１つ挟んでおり、かつ値が“１”である場合は次のとおりである。
ｒｕｎ：１，ｌｅｖｅｌ：１，ｓｉｇｎ：０
なお、非特許文献１，２では、ｌｅｖｅｌが２以上の係数が出現した場合を、ランモードの終了条件のひとつとして用いている。
［レベルモード］
レベルモードとは、ゼロ係数であっても、１つずつ符号化するモードである。レベルモードでは、係数ごとに、係数のレベルｌｅｖｅｌ、および係数の正負符号ｓｉｇｎが符号化される。符号化する係数の値が“−６”である場合、および符号化する係数がゼロ係数（値が“０”）である場合はそれぞれ次のとおりである。
ｌｅｖｅｌ：６，ｓｉｇｎ：１
ｌｅｖｅｌ：０
［備考］
なお、以上に示した符号化データは、単なる例示であり、シンタクス要素としては上記と異なる名称または定義により符号化されていてもよい。例えば、ランモードの係数のレベルｌｅｖｅｌは、ｉｓＬｅｖｅｌＯｎｅ（ｌｅｖｅｌは１）、および、これに追加してｌｅｖｅｌ＿ｍａｇｎｉｔｕｄｅ＿ｍｉｎｕｓ２（係数値が２以上の場合であり、符号化するのは２を引いたレベル）のシンタクス要素として符号化されていてもよい（非特許文献１，２の「ｌｅｖｅｌ＿ｍａｇｎｉｔｕｄｅ＿ｍｉｎｕｓ２」を参照）。
なお、ｌｅｖｅｌは、最後の非ゼロ係数については、ｌａｓｔ＿ｐｏｓ＿ｌｅｖｅｌのシンタクス要素として符号化されていてもよい。
また、非ランモードのｌｅｖｅｌは、ｌｅｖｅｌ＿ｍａｇｎｉｔｕｄｅのシンタクス要素として符号化されていてもよい。
（ＴＵ情報復号部）
次に、図１を用いてＴＵ情報復号部１２の構成についてさらに詳しく説明する。図１は、ＴＵ情報復号部１２の構成例について示す機能ブロック図である。
なお、以下では、ＴＵ情報復号部１２が、ＴＵ情報ＴＵＩに含まれる符号化データのうち、係数に関するデータを復号するための構成について説明する。言い換えれば、以下では、ＴＵ情報復号部１２が、符号化された量子化予測残差、すなわち係数符号化データを復号するための構成について説明する。
しかしながら、これに限られずＴＴ情報復号部１２は、符号化データに含まれる係数符号化データ以外のデータ、例えば、サイド情報等を復号することができる。
図１に示すように、ＴＵ情報復号部１２は、ＶＬＣテーブルＴＢＬ１１と、領域分割部（変換単位分割手段）１２１と、領域復号部（変換係数復号手段）１２２とを備える。
また、以下では、ＴＵ情報復号部１２が、１６×１６サイズの対象ブロックについてＴＵ情報ＴＵＩを復号して、復号済みＴＵ情報ＴＵＩ’を出力する例について説明する。しかしながら、これに限られず、ＴＵ情報復号部１２が復号する対象ブロックのサイズは、６４×６４、３２×３２等であってもかまわない。
ＶＬＣテーブルＴＢＬ１１は、ビット列（コード）と相互に変換可能なコード番号と、復号すべきパラメータとが対応付けられたテーブルである。ＶＬＣテーブルＴＢＬ１１は、領域復号部１２２の復号処理において参照される。
ＶＬＣテーブルＴＢＬ１１には、例示的に、８×８サイズの符号化単位について規定されているテーブルを用いている。すなわち、ＶＬＣテーブルＴＢＬ１１には、入力となる変換単位（あるいは符号化単位）１６×１６サイズよりも小さな８×８サイズのものを用いている。
また、ＶＬＣテーブルＴＢＬ１１は、適応的な復号処理ができるよう、復号処理におけるコンテキストに応じて複数規定されている。コンテキストには、例えば、処理中の係数の位置や、対象ブロックの属性（輝度／色差といった画素の種類や予測方法）などを用いることができる。
領域分割部１２１は、対象ブロックを複数の領域に分割する。以下において、領域分割部１２１の分割により得られる各領域のことを復号領域と称する。
また、以下では、領域分割部１２１が、１６×１６サイズの対象ブロックを、４つの８×８サイズの復号領域に分割する例について説明する。しかしながら、これに限られず、領域分割部１２１の分割の手法には、種々のものを採用することが可能である。その変形例については、後に詳しく説明する。
領域復号部１２２は、領域分割部１２１が対象ブロックを分割することで得られた復号領域のそれぞれについて、当該復号領域のサイズに応じて規定されているＶＬＣテーブルＴＢＬ１１を参照しながら、復号処理を行う。
以下では、領域復号部１２２が、８×８サイズの符号化単位について規定されているＶＬＣテーブルＴＢＬ１１をコンテキストに応じて参照しながら復号処理を行う例について説明する。
領域復号部１２２の具体的構成は次のとおりである。すなわち、領域復号部１２２は、最後の非ゼロ係数復号部１０１と、ランモード復号部１０２と、レベルモード復号部１０３とを備える。
最後の非ゼロ係数復号部１０１は、復号の対象となる復号領域（以下、対象復号領域と称する）について最後の非ゼロ係数を復号する。より具体的には、最後の非ゼロ係数復号部１０１は、対象復号領域に対応する係数符号化データに含まれるｌａｓｔ＿ｐｏｓ、ｌｅｖｅｌ、およびｓｉｇｎを復号する。
ランモード復号部１０２は、対象復号領域について、係数符号化データから、ランモードで符号化された係数を復号する。すなわち、ランモード復号部１０２は、コンテキストに応じたＶＬＣテーブルＴＢＬ１１を参照しながら、係数符号化データから、ランモードで符号化されたｒｕｎ、ｌｅｖｅｌおよびｓｉｇｎを復号する。以下、ランモード復号部１０２が行う復号処理のことを、ランモード復号処理と称する。
また、ランモード復号部１０２は、ランモード終了条件が満たされるまで、ランモード復号処理を繰り返して行う。ランモード終了条件の条件としては、例えば、復号した係数の値が閾値を超えている場合や、所定の数だけ係数を復号した場合などが挙げられる。
そして、ランモード終了条件が満たされた場合、ランモード復号部１０２は、レベルモード復号部１０３にレベルモードによる復号を開始させる。
レベルモード復号部１０３は、対象復号領域について、係数符号化データから、レベルモードで符号化された係数を復号する。すなわち、レベルモード復号部１０３は、コンテキストに応じたＶＬＣテーブルＴＢＬ１１を参照しながら、係数符号化データから、レベルモードで符号化されたｌｅｖｅｌおよびｓｉｇｎを復号する。
以下、レベルモード復号部１０３が行う復号処理のことをレベルモード復号処理と称する。また、レベルモード復号部１０３は、直流成分の係数を復号するまで、レベルモード復号処理を繰り返して行う。
なお、領域復号部１２２は、対象ブロックの各対象復号領域について復号処理が完了すると、当該復号処理により得られた係数を含む復号済みＴＵ情報ＴＵＩ’を出力する。
（処理の流れ）
次に、図４を用いて、ＴＵ情報復号部１２における復号処理について説明する。図４は、対象ブロックを領域分割して係数を符号化／復号する処理Ｓ１０の流れについて例示したフローチャートである。
なお、動画像符号化装置２の符号化処理と動画像復号装置１の復号処理との相違点は、符号化処理を行うか復号処理を行うかであり、それ以外の流れは符号化処理および復号処理において概ね同じである。よって、図４では、動画像符号化装置２の符号化処理と動画像復号装置１の復号処理とをまとめて示している。
図４に示すように、まず、動画像復号装置１では、領域分割部１２１が、対象ブロックを分割する（Ｓ１１）。
続いて、分割した各復号領域についてのループＬＰ１に入る（Ｓ１２）。ループＬＰ１では、領域復号部１２２が、対象復号領域について係数符号化データに含まれる係数を復号する（Ｓ１３）。
具体的には、まず、最後の非ゼロ係数復号部１０１が、対象復号領域における最後の非ゼロ係数を復号する。
続いて、ランモード終了条件が満たされるまで、ランモード復号部１０２が、ランモード復号処理を行う。
ランモードが終了した後、レベルモード復号部１０３が、レベルモード復号処理を行う。
このようにして、対象復号領域についての復号処理が完了すると、ループＬＰ１の先頭に戻り（Ｓ１４からＳ１２へ）、次の対象復号領域についてさらに復号処理が行われる。
ブロックの各対象復号領域の復号処理が完了するとループＬＰ１が終了する。その後、領域分割をして係数を復号する処理Ｓ１０が終了する。
（具体例）
次に、図５および図６に加えて、さらに図４に示すフローチャートを参照しながら、ＴＵ情報復号部１２における復号処理の具体例を示す。図５は、１６×１６サイズの対象ブロック（変換単位）ＢＬＫを示している。また、図６は、対象ブロックＢＬＫを４つの８×８サイズの領域に分割して復号処理を行う場合の例を示している。
Ｓ１１では、領域分割部１２１が、図５に示すように、１６×１６サイズの対象ブロックＢＬＫを、４つの８×８サイズの復号領域（サブ単位）Ｒ１１〜Ｒ１４に分割する。
そして、ループＬＰ１のＳ１３では、領域復号部１２２が、図６に示す各復号領域を、復号領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４の順で処理する。
なお、図６において復号領域Ｒ１１〜Ｒ１４内に示す矢印はスキャン順序を示している。すなわち、復号領域Ｒ１１〜Ｒ１４のスキャン順序は、ジグザグスキャンである。
Ｓ１３では、まず、最後の非ゼロ係数復号部１０１が、スキャン順序上、最後の非ゼロ係数を復号する。そして、ランモード復号処理およびレベルモード復号処理により、最後の非ゼロ係数から、直流成分の係数までが、逆順のジグザグスキャンにより復号される。
復号領域Ｒ１１の復号処理が完了すると、以下、復号領域Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４について同様に復号処理が行われる。
このように、復号領域Ｒ１１〜Ｒ１４では、８×８サイズの符号化単位に対する従来の復号方式で復号処理が行われる。すなわち、復号領域Ｒ１１〜Ｒ１４の復号処理では、最後の非ゼロ係数を復号し、ランモード復号処理およびレベルモード復号処理を行う従来の復号方式を用いることができる。
（変形例）
以下において、動画像復号装置１の好ましいいくつかの変形例について説明する。
変形例１−１：［非ゼロ係数の有無の判定］
係数符号化データにおいて、各復号領域について非ゼロ係数の有無を示す非ゼロ係数フラグが符号化されている場合、領域復号部１２２は非ゼロ係数の有無に応じて復号処理を行ってもよい。
非ゼロ係数の有無に応じて復号処理を行う場合、領域復号部１２２を次のように構成すればよい。
すなわち、まず、領域復号部１２２は非ゼロ係数フラグを復号して、非ゼロ係数の有無を判定する。そして、非ゼロ係数フラグが対象復号領域において非ゼロ係数が無いことを示す場合、領域復号部１２２は、当該対象領域における復号処理をスキップする。
図７を用いて、具体的に説明する。図７は、復号領域Ｒ１１、Ｒ１３およびＲ１３に、非ゼロ係数が有り、復号領域Ｒ１２について非ゼロ係数が無い場合の例を示している。すなわち、復号領域Ｒ１２に示している「０」は、非ゼロ係数がないことを示している。
非ゼロ係数フラグでは、例えば、非ゼロ係数が無い場合、“０”が、非ゼロ係数が有る場合、“１”が符号化されている。
図７に示す例では、領域Ｒ１１、Ｒ１３、およびＲ１４には非ゼロ係数が有り、領域Ｒ１２には非ゼロ係数が無い。このため、非ゼロ係数フラグは、“１０１１”が符号化されている。なお、非ゼロ係数フラグの“１０１１”等のパターンをそのまま4ビットで固定長符号化せず、パターンの出現頻度に応じた可変長符号化を行ってもよい。
図７に示す例の復号処理は次のようにして行われる。まず、復号領域Ｒ１１については、非ゼロ係数フラグ“１”が符号化されているので、領域復号部１２２は、復号領域Ｒ１１に対して復号処理を行う。
続いて、復号領域Ｒ１２については、非ゼロ係数フラグ“０”が符号化されているので、領域復号部１２２は、復号領域Ｒ１２に対する復号処理をスキップする。
残りの復号領域Ｒ１３およびＲ１４については、復号領域Ｒ１１と同様、非ゼロ係数が有ることを示す非ゼロ係数フラグ“１”が符号化されているので、領域復号部１２２は、復号領域Ｒ１３およびＲ１４のそれぞれに対して復号処理を行う。
以上の構成によれば、復号領域単位での不要な復号処理を省略することができるので、処理効率の向上を図ることができる。
変形例１−２：［復号領域の位置に応じて処理方法を変更する］
［１］スキャン方法の変更
以上の説明では、各復号領域のスキャン方式にジグザグスキャンを採用していたが、復号領域の位置に応じてスキャン方法を変更してもよい。
例えば、図８に示すように、対象ブロックＢＬＫにおいて右上に位置する復号領域Ｒ１２では水平スキャンを採用してもよい。また、図８に示すように、対象ブロックＢＬＫにおいて左下に位置する復号領域Ｒ１３では、垂直スキャンを採用してもよい。また、図８に示すように、復号領域Ｒ１１およびＲ１４では、ジグザグスキャンを採用してもよい。
［２］モード限定
以上の説明では、各復号領域の復号処理において、ランモード復号処理およびレベルモード復号処理を行っていたが、復号領域の位置に応じてランモード復号処理かレベルモード復号処理のいずれかを行う構成としてもよい。
例えば、対象ブロックＢＬＫの右下に位置する復号領域Ｒ１４は、高周波成分であるためゼロ係数の数が多い傾向がある。このため、復号領域Ｒ１４では、復号処理をランモード復号処理のみで行ってもよい。
［３］ＶＬＣテーブルやコード番号の計算方法を変更する
ランモード復号処理において、復号領域の位置に応じて、参照するＶＬＣテーブルや、コード番号の計算方法を変更してもよい。例えば、コード番号を示すビット列を、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝のパラメータの組に変換するためのＶＬＣテーブルを各復号領域の位置に応じて変更してもよい。
例えば、ＶＬＣテーブルを次のように構成する。すなわち、高周波成分側の復号領域（例えば、図６における復号領域Ｒ１２〜Ｒ１４）で参照されるＶＬＣテーブルでは、短いビット列には、ｌｅｖｅｌ＝０である組を対応付けておく。また、低周波成分側の復号領域（例えば、図６における復号領域Ｒ１１）で参照されるＶＬＣテーブルでは、短いビット列には、ｒｕｎの短いものを対応付けておく。
高周波成分側の復号領域では、ゼロ係数が多くなる傾向があり、低周波成分側の復号領域では、非ゼロ係数が多くなりｒｕｎが短くなる傾向がある。
よって、以上のように構成すれば、各復号領域における非ゼロ係数の分布状況に応じた効率のよい復号処理を行うことができる。すなわち、復号すべき符号量を低減することができる。ＶＬＣテーブルの定義の詳細について、図１２および図１３を用いて、説明すれば以下の通りである。
図１２は、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝のパラメータの組を、コード番号に変換するためのＶＬＣテーブルＴＢＬ１１の一例を示している。また、同図は、ｒｕｎの最大値が４のときにおける２種類のＶＬＣテーブルを示しており、（ａ）は、ｌｅｖｅｌ＝０の優先度が高いＶＬＣテーブルＴ１を示しており、（ｂ）は、ｌｅｖｅｌ＝０の優先度が低いＶＬＣテーブルＴ２を示している。
なお、ＶＬＣテーブルＴ１およびＶＬＣテーブルＴ２では、次の非ゼロ係数の絶対値が“１”のときｌｅｖｅｌ＝０であり、また、次の非ゼロ係数の絶対値が“１”より大きいときｌｅｖｅｌ＝１である。
図１３は、上記ＶＬＣテーブルＴ１およびＴ２を各復号領域に対応付ける場合の例について示している。図１３に示すように、復号領域Ｒ１１は、ＶＬＣテーブルＴ２に対応付けられており、復号領域Ｒ１２〜Ｒ１４は、ＶＬＣテーブルＴ１に対応付けられている。
ランモード復号部１０２の復号処理の流れについて説明すると次のとおりである。まず、ランモード復号部１０２は、図１３に示す対応付けに従い、復号領域Ｒ１１のランモード復号処理においてＶＬＣテーブルＴ２を参照する。
図１２の（ｂ）を用いて、より詳細に説明すると次のとおりである。すなわち、ＶＬＣテーブルＴ２では、ｒｕｎが短い｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組み合わせに、より小さいコード番号（短いコード）が割り当てられている。
例えば、ＶＬＣテーブルＴ１では、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝＝（０，０）の組み合わせに最も小さいコード番号“０”が割り当てられている。また、出現頻度を考慮して、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝＝（４，０）の組み合わせに次に小さいコード番号“１”が割り当てられている。
それ以外の組み合わせについては、ｌｅｖｅｌが同じであれば、ｒｕｎが長いほうに、より大きなコード番号が割り当てられている。
ｌｅｖｅｌ＝０となる｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組み合わせについては、ｒｕｎ＝３のとき、コード番号“７”が割り当てられている。また、ｌｅｖｅｌ＝０となる｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組み合わせについては、ｒｕｎ＝３のとき、コード番号“８”が割り当てられている。
低周波成分側の復号領域Ｒ１１では、ｒｕｎが短くなる傾向があるため、ｒｕｎが短い｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組み合わせに、より小さいコード番号を割り当てることで、符号化効率を向上させることができる。
また、ランモード復号部１０２は、図１３に示す対応付けに従い、復号領域Ｒ１２〜１４のランモード復号処理においてＶＬＣテーブルＴ１を参照する。
図１２の（ａ）を用いて、より詳細に説明すると次のとおりである。すなわち、ＶＬＣテーブルＴ１では、ｌｅｖｅｌ＝０となる｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組み合わせに、より小さいコード番号（より短いコード）が割り当てられている。
ＶＬＣテーブルＴ１では、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝＝（０，０）の組み合わせに最も小さいコード番号“０”が割り当てられている。また、出現頻度を考慮して、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝＝（４，０）の組み合わせに次に小さいコード番号“１”が割り当てられている。
ｌｅｖｅｌ＝０となる｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組み合わせには、上記の組み合わせよりも大きなコード番号が割り当てられている。すなわち、ｒｕｎの長さに応じて、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝＝（０，１）〜（０，３）には、それぞれ、コード番号“５”〜“８”が割り当てられている。
高周波成分側の復号領域Ｒ１２〜１４では、ｌｅｖｅｌ＝０を復号することになる可能性が高い傾向があるため、ｌｅｖｅｌ＝０となる｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組み合わせに、より小さいコード番号を割り当てることで、符号化効率を向上させることができる。
なお、ランモード復号処理におけるパラメータ−コードの変換をＶＬＣテーブルＴ１およびＴ２を用いて実行する例について示したが、これに限られず、ＶＬＣテーブルＴ１およびＴ２と同等の変換処理が演算により実現されていてもかまわない。
また、以上では、ＶＬＣテーブルＴ１およびＴ２の２種類のテーブルを用いてランモード復号処理を実行する例について説明したが、これに限られず、２種類より多くの種類のテーブルを定義しておいてもかまわない。例えば、ランモード復号部１０２は、復号領域Ｒ１１〜Ｒ１４において、相互に異なるＶＬＣテーブルを参照するように構成されていてもかまわない。
［４］動的最適化
領域復号部１２２による、復号状況に応じた動的最適化の例について説明する。
［４−１］ＶＬＣテーブルの更新
領域復号部１２２は、パラメータの値の出現頻度をカウントし、出現頻度に応じてＶＬＣテーブルのコード番号を書き換えてもよい。
すなわち、領域復号部１２２は、出現頻度が高いパラメータの値のコード番号をより小さな（よりコードが短い）ものに書き換え、出現頻度が低いパラメータの値のコード番号をより大きな（よりコードが長い）ものに書き換えてもよい。
図１４を用いて説明すると次のとおりである。図１４に例示するように、最適化前のＶＬＣテーブルＴ３では、あるパラメータの値ｙにコード番号ＣＮ−１が割り当てられており、別のパラメータの値ｘにコード番号ＣＮが割り当てられている。
領域復号部１２２が、最適化前のＶＬＣテーブルＴ３のｘと、これに対応するコード番号ＣＮを参照したとする。
このとき、領域復号部１２２は、コード番号ＣＮを１デクリメントして、ｘに対応するコード番号をＣＮ−１に繰り上げる。その一方で、領域復号部１２２は、元々ＣＮ−１に対応していたｙのコード番号を１インクリメントしてＣＮに対応付ける。ここでは、このようなコード番号の繰り上げ処理のことを最適化と称している。図１４に示すＶＬＣテーブルＴ４が、上記最適化後に得られるテーブルである。
さらに、ここで、領域復号部１２２がｘを参照した場合、領域復号部１２２は、ｘに対応するコード番号をＣＮ−２とする。
このようにして、領域復号部１２２は、復号するパラメータの値の出現頻度に応じて、短いコード番号が割り当てられるように、復号処理中に動的にＶＬＣテーブルを更新する。
［４−２］適応速度について
動的最適化の適応速度について説明すると次のとおりである。図１４では、パラメータの値を１回参照するたびに、コード番号を１デクリメントしていたが、これに限られず、コード番号を２以上デクリメントしてもよい。
適応速度の速さは、例えば、コード番号をデクリメントする大きさとして表現することができる。つまり、コード番号のデクリメントの量が“１”である場合よりも、“２”である場合のほうが、“適応速度が速い”といえる。
また、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝のＶＬＣテーブルを動的最適化する場合、高周波成分側の復号領域では、最適化時のインクリメントの量を“０”とし、低周波成分側では、“１”としてもよい。
すなわち、高周波成分側の復号領域では、最適化を行わない構成としてもよい。この構成を採用する理由としては次のとおりである。すなわち、高周波成分側ではランが長くなりやすく、特定の｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝が高頻度で発生する可能性が低い。このため、上記構成によれば、パラメータの値が出現するたびに最適化を行うことによる計算量の増加を防ぐことができる。
なお、動画像復号装置１の領域復号部１２２において上記最適化を行ってもかまわない。
［５］ランモード終了条件の変更
復号領域の位置に応じてランモード終了条件を変更してもよい。例えば、高周波成分側の復号領域では、ランモード終了条件を厳しくし、低周波成分側の復号領域では、ランモード終了条件を緩和してもよい。つまり、対象ブロックにおいて左上に位置する復号領域ほど、ランモードを終了しやすくすればよい。また、高周波成分側の復号領域では、レベルモード復号処理を行わないようにしてもよい。
高周波成分側の復号領域では、係数の絶対値が小さくなる傾向がある。このため、高周波成分側の復号領域ではランが長くなる可能性が高い。よって、なるべくランモード復号処理が実行されるようにすることが好ましい。
また、ランモード復号部１０２において、ランモード復号処理を開始するか否かを判定してもよい。ランモード復号部１０２は、例えば、最後の非ゼロ係数が復号された時点で参照可能なデータに基づいて、「係数の絶対値が全体的に小さいと判断できる」場合、ランモード復号処理を開始すると判定してもよい。
「係数の絶対値が全体的に小さいと判断できる」場合、ランが長くなる可能性が高いので、ランモード復号部１０２は、ランモード復号処理を実行する。
なお、最後の非ゼロ係数が復号された時点で参照可能なデータとは、例えば、対象ブロックの予測情報、最後の非ゼロ係数についての情報、その他エンコーダ側で符号化されていて既に復号されているフラグ等が挙げられる。
具体的には、最後の係数の値が１より大きい場合、ランモード復号部１０２は、ランモード復号処理をスキップしてもよい。
このほか、復号領域の位置に応じて係数復号処理における各種判定の閾値を変更してもよい。
変形例１−３：［対象ブロックの予測モードに応じて分割の有無を決定する］
領域分割部１２１は、対象ブロックの予測モードに応じて分割の有無を決定する構成であってもよい。
例えば、領域分割部１２１は、対象ブロックの予測モードが、イントラ予測である場合に分割を行い、インター予測である場合に分割を行わないようにしてもよい。
また、対象ブロックの予測モードがインター予測であり、領域分割部１２１が分割を行わなかった場合、領域復号部１２２は、対象ブロックにおいて、スキャン順序上、１番目から６４番目までの係数のみを復号するようにしてもよい。すなわち、この場合、領域復号部１２２は、対象ブロックの左上側にある６４個の係数のみを復号してもよい。
この場合、分割の有無を示すフラグの復号を省略することができるという効果を得ることができる。
変形例１−４：［領域の数およびサイズ］
図５および図６に示す例では、領域分割部１２１が、対象ブロックを４つの復号領域に分割することについて説明した。しかしながら、これに限られず、領域分割部１２１は、対象ブロックを４つより多い領域に分割してもかまわない。
また、対象ブロックは、１６×１６サイズのものに限られない。例えば、対象ブロックは、３２×３２サイズであっても、６４×６４サイズのものであってもかまわない。
例えば、対象ブロックが６４×６４サイズである場合、領域分割部１２１は、対象ブロックを、以下のとおり４つ以上の復号領域に分割してもかまわない。
すなわち、領域分割部１２１は、対象ブロックを６４個の８×８サイズの復号領域に分割してもよい。また、領域分割部１２１は、対象ブロックを１６個の１６×１６サイズの復号領域に分割してもよい。また、領域分割部１２１は、対象ブロックを４個の３２×３２サイズの復号領域に分割してもよい。
また、領域分割部１２１が対象ブロックを分割して得られる復号領域は、正方形のものには限られない。例えば、復号領域は、矩形であってもよい。また、対象ブロックを、左上の８×８サイズの復号領域（図５における復号領域Ｒ１１に相当）と、それ以外の復号領域（図５における復号領域Ｒ１２〜Ｒ１４に相当）との２つに分割してもよい。
また、各復号領域の形状は同じでなくてもよい。例えば、対象ブロックを、図９に示すように、ジグザグスキャン順序上、６４個の係数ごとに分割して復号領域を得てもよい。
すなわち、図９に示すように、対象ブロックを、復号領域Ｒ２１〜Ｒ２４に分割してもよい。復号領域Ｒ２１〜Ｒ２４の領域内に示す数字“６４”は、領域内に係数が６４個含まれることを示している。
復号領域Ｒ２１は、ＤＣ係数を含む領域であり、同図では、その形状を直角三角形にて表している。また、復号領域Ｒ２２およびＲ２３の形状は、それぞれ台形にて表している。また、復号領域Ｒ２４は、各領域のうち最も高周波成分側に有る領域であり、その形状を直角三角形にて表している。
なお、図９では、説明の便宜のため、領域Ｒ２１およびＲ２４の形状を直角三角形にて示し、領域Ｒ２２およびＲ２３の形状を台形にて表しているが、実際のところ厳密に言えば、直角三角形、台形にならない点には留意されたい。
また、各復号領域の形状および各復号領域に含まれる係数の数は、同じでなくてもよい。
このように、領域分割部１２１は、対象ブロックを、当該対象ブロックのサイズより小さいサイズの複数の復号領域に任意に分割することができる。
変形例１−５：［復号領域の処理順序］
図５および図６に示す例では、領域復号部１２２が、復号領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４の順（いわゆるラスタスキャン順）で復号処理を行うと説明した。しかしながら、これに限られず、領域復号部１２２は、これ以外の順序で復号処理を行ってもよい。
例えば、領域復号部１２２は、復号領域Ｒ１４、Ｒ１３、Ｒ１２およびＲ１１の順、あるいは別の例として、復号領域Ｒ１１、Ｒ１３、Ｒ１２およびＲ１４の順で復号処理を行ってもかまわない。また、復号領域の数が４つより多い場合、例えば、１６である場合には、ジグザグスキャン順に処理してもよい。
〔動画像符号化装置〕
まず、以下では、本実施形態に係る動画像符号化装置２について、図１０〜図１４を参照して説明する。
（動画像符号化装置の概要）
動画像符号化装置２は、概略的に言えば、入力画像＃１０を符号化することによって符号化データ＃１を生成し、出力する装置である。
（動画像符号化装置の構成）
まず、図１０を用いて、動画像符号化装置２の構成例について説明する。図１０は、動画像符号化装置２の構成について示す機能ブロック図である。図１０に示すように、動画像符号化装置２は、符号化設定部２１、逆量子化・逆変換部２２、予測画像生成部２３、加算器２４、フレームメモリ２５、減算器２６、変換・量子化部２７、および可変長符号化部２８を備えている。
符号化設定部２１は、入力画像＃１０に基づいて、符号化に関する画像データおよび各種の設定情報を生成する。
具体的には、符号化設定部２１は、次の画像データおよび設定情報を生成する。
まず、符号化設定部２１は、入力画像＃１０を、スライス単位、ツリーブロック単位に順次分割することにより、対象ＣＵについてのＣＵ画像＃１００を生成する。
また、符号化設定部２１は、分割処理の結果に基づいて、ヘッダ情報Ｈ’を生成する。ヘッダ情報Ｈ’は、（１）対象スライスに属するツリーブロックのサイズ、形状および対象スライス内での位置についての情報、並びに、（２）各ツリーブロックに属するＣＵのサイズ、形状および対象ツリーブロック内での位置についてのＣＵ情報ＣＵ’を含んでいる。
さらに、符号化設定部２１は、ＣＵ画像＃１００、および、ＣＵ情報ＣＵ’を参照して、ＰＴ設定情報ＰＴＩ’を生成する。ＰＴ設定情報ＰＴＩ’には、（１）対象ＣＵの各ＰＵへの可能な分割パターン、および、（２）各ＰＵに割り付ける可能な予測モード、の全ての組み合わせに関する情報が含まれる。
符号化設定部２１は、ＣＵ画像＃１００を減算器２６に供給する。また、符号化設定部２１は、ヘッダ情報Ｈ’を可変長符号化部２８に供給する。また、符号化設定部２１は、ＰＴ設定情報ＰＴＩ’を予測画像生成部２３に供給する。
逆量子化・逆変換部２２は、変換・量子化部２７より供給される、ブロック毎の量子化予測残差を、逆量子化、および、逆ＤＣＴ変換（Inverse Discrete Cosine Transform）することによって、ブロック毎の予測残差を復元する。
また、逆量子化・逆変換部２２は、ブロック毎の予測残差を、ＴＴ分割情報（後述）により指定される分割パターンに従って統合し、対象ＣＵについての予測残差Ｄを生成する。逆量子化・逆変換部２２は、生成した対象ＣＵについての予測残差Ｄを、加算器２４に供給する。
予測画像生成部２３は、フレームメモリ２５に記録されている局所復号画像Ｐ’、および、ＰＴ設定情報ＰＴＩ’を参照して、対象ＣＵについての予測画像Ｐｒｅｄを生成する。予測画像生成部２３は、予測画像生成処理により得られた予測パラメータを、ＰＴ設定情報ＰＴＩ’に設定し、設定後のＰＴ設定情報ＰＴＩ’を可変長符号化部２８に転送する。なお、予測画像生成部２３による予測画像生成処理は、動画像復号装置１の備える予測画像生成部１４と同様であるので、ここでは説明を省略する。
加算器２４は、予測画像生成部２３より供給される予測画像Ｐｒｅｄと、逆量子化・逆変換部２２より供給される予測残差Ｄとを加算することによって、対象ＣＵについての復号画像Ｐを生成する。
フレームメモリ２５には、復号された復号画像Ｐが順次記録される。フレームメモリ２５には、対象ツリーブロックを復号する時点において、当該対象ツリーブロックよりも先に復号された全てのツリーブロック（例えば、ラスタスキャン順で先行する全てのツリーブロック）に対応する復号画像が記録されている。
減算器２６は、ＣＵ画像＃１００から予測画像Ｐｒｅｄを減算することによって、対象ＣＵについての予測残差Ｄを生成する。減算器２６は、生成した予測残差Ｄを、変換・量子化部２７に供給する。
変換・量子化部２７は、予測残差Ｄに対して、ＤＣＴ変換（Discrete Cosine Transform）および量子化を行うことで量子化予測残差を生成する。
具体的には、変換・量子化部２７は、ＣＵ画像＃１００、および、ＣＵ情報ＣＵ’を参照し、対象ＣＵの１または複数のブロックへの分割パターンを決定する。また、決定された分割パターンに従って、予測残差Ｄを、各ブロックについての予測残差に分割する。
また、変換・量子化部２７は、各ブロックについての予測残差をＤＣＴ変換（Discrete Cosine Transform）することによって周波数領域における予測残差を生成した後、当該周波数領域における予測残差を量子化することによってブロック毎の量子化予測残差を生成する。
また、変換・量子化部２７は、生成したブロック毎の量子化予測残差と、対象ＣＵの分割パターンを指定するＴＴ分割情報と、対象ＣＵの各ブロックへの可能な全分割パターンに関する情報とを含むＴＴ設定情報ＴＴＩ’を生成する。変換・量子化部２７は、生成したＴＴ設定情報ＴＴＩ’を逆量子化・逆変換部２２に供給する。
また、変換・量子化部２７は、対象ブロックの量子化予測残差を含むＴＵ設定情報ＴＵＩ’を生成し、可変長符号化部２８に供給する。
可変長符号化部２８は、ＴＵ設定情報ＴＵＩ’、ＰＴ設定情報ＰＴＩ’、およびヘッダ情報Ｈ’に基づいて符号化データ＃１を生成し、出力する。なお、可変長符号化部２８の詳細については以下に説明する。
（可変長符号化部）
次に、図１１を用いて可変長符号化部２８の構成についてさらに詳しく説明する。図１１は、可変長符号化部２８の構成例について示すブロック図である。
図１１に示すように、可変長符号化部２８は、ＴＵ情報符号化部２８０、ヘッダ情報符号化部４０、ＰＴＩ情報符号化部４１、および符号化データ多重化部４２を備える。
ＴＵ情報符号化部２８０は、ＴＵ設定情報ＴＵＩ’を符号化して、符号化データ多重化部４２に供給する。また、ヘッダ情報符号化部４０は、ヘッダ情報Ｈ’を符号化して、符号化データ多重化部４２に供給する。また、ＰＴＩ情報符号化部４１は、ＰＴＩ情報ＰＴＩ’を符号化して符号化データ多重化部４２に供給する。
符号化データ多重化部４２は、ＴＵ設定情報ＴＵＩ’、ヘッダ情報Ｈ’およびＰＴＩ情報ＰＴＩ’を多重化して符号化データ＃１を生成し、出力する。
ここで、ＴＵ情報符号化部２８０の構成についてさらに詳しく説明すると次のとおりである。なお、以下では、ＴＵ設定情報ＴＵＩ’に含まれる量子化予測残差、すなわち係数行列を符号化して係数符号化データを得るための構成について説明する。
また、以下では、ＴＵ情報符号化部２８０が、１６×１６サイズの対象ブロックについてＴＵ情報ＴＵＩを符号化して、符号化済みＴＵ情報ＴＵＩ’を出力する例について説明する。しかしながら、これに限られず、ＴＵ情報符号化部２８０が符号化する対象ブロックのサイズは、６４×６４、３２×３２等であってもかまわない。
図１１に示すように、ＴＵ情報符号化部２８０は、ＶＬＣテーブルＴＢＬ２１と、領域分割部（変換単位分割手段）２８１と、領域符号化部（変換係数符号化手段）２８２とを備える。
ＶＬＣテーブルＴＢＬ２１は、各パラメータと、符号化データのビット列であるコードとの対応づけが定義されたテーブルである。
ＶＬＣテーブルＴＢＬ２１には、例示的に、８×８サイズの符号化単位について規定されているテーブルを用いている。すなわち、ＶＬＣテーブルＴＢＬ２１には、入力となる変換単位（あるいは符号化単位）１６×１６サイズよりも小さな８×８サイズのものを用いている。
また、ＶＬＣテーブルＴＢＬ２１は、適応的な符号化処理ができるよう、符号化処理におけるコンテキストに応じて複数規定されている。
領域分割部２８１は、対象ブロックを複数の領域に分割する。以下において、領域分割部２８１の分割により得られる各領域のことを符号化領域と称する。
また、以下では、領域分割部２８１が、１６×１６サイズの対象ブロックを、４つの符号化領域に分割する例について説明する。すなわち、領域分割部２８１は１６×１６サイズの対象ブロックを４つの８×８サイズの符号化領域に分割する。
領域分割部２８１は、例えば、図５を用いて示したように対象ブロックを分割することができる。なお、以下の説明では、図５において示した復号領域Ｒ１１〜Ｒ１４を、符号化領域Ｒ１１〜Ｒ１４と読み替える。
すなわち、図５に示すように、領域分割部２８１は、対象ブロックＢＬＫを、符号化領域Ｒ１１〜Ｒ１４に分割する。
しかしながら、これに限られず領域分割部２８１の分割の手法には、種々のものを適用することが可能である。その変形例については、後に詳しく説明する。
領域符号化部２８２は、領域分割部２８１が対象ブロックを分割することで得られた符号化領域のそれぞれについて、当該符号化領域のサイズに応じて規定されているＶＬＣテーブルＴＢＬ２１を参照しながら符号化処理を行う。すなわち、以下では、領域符号化部２８２が、８×８サイズについて規定されているＶＬＣテーブルＴＢＬ２１をコンテキストに応じて参照しながら符号化処理を行う例について説明する。
領域符号化部２８２の具体的構成は次のとおりである。すなわち、領域符号化部２８２は、最後の非ゼロ係数符号化部２０１と、ランモード符号化部２０２と、レベルモード符号化部２０３とを備える。
最後の非ゼロ係数符号化部２０１は、符号化の対象となる符号化領域（以下、対象符号化領域と称する）について最後の非ゼロ係数を符号化する。より具体的には、最後の非ゼロ係数符号化部２０１は、対象符号化領域に対応する係数行列に含まれる最後の非ゼロ係数についてｌａｓｔ＿ｐｏｓ、ｌｅｖｅｌ、およびｓｉｇｎを符号化する。
ランモード符号化部２０２は、対象符号化領域についての係数行列に対してランモード符号化処理を施す。すなわち、ランモード符号化部２０２は、コンテキストに応じたＶＬＣテーブルＴＢＬ２１を参照しながら、ランモードにより、係数行列に含まれる非ゼロ係数について、順次、ｒｕｎ、ｌｅｖｅｌおよびｓｉｇｎを符号化する。以下、ランモード符号化部２０２が行う符号化処理のことを、ランモード符号化処理と称する。
また、ランモード符号化部２０２は、ランモード終了条件が満たされるまで、ランモード符号化処理を繰り返して行う。ランモード終了条件の条件としては、例えば、符号化した係数の値が閾値を超えている場合や、所定の数だけ係数を符号化した場合などが挙げられる。
そして、ランモード終了条件が満たされた場合、ランモード符号化部２０２は、レベルモード符号化部２０３にレベルモードによる符号化を開始させる。
レベルモード符号化部２０３は、対象符号化領域について、係数行列に含まれる係数を、レベルモードにより符号化する。すなわち、レベルモード符号化部２０３は、コンテキストに応じたＶＬＣテーブルＴＢＬ２１を参照しながら、レベルモードにより、係数行列に含まれる係数のｌｅｖｅｌおよびｓｉｇｎを順次符号化する。
以下、レベルモード符号化部２０３が行う符号化処理のことをレベルモード符号化処理と称する。また、レベルモード符号化部２０３は、対象符号化領域のスキャン順で最初の係数を符号化するまで、レベルモード符号化処理を繰り返して行う。
なお、領域符号化部２８２は、対象ブロックの各対象符号化領域について符号化処理が完了すると、当該符号化処理により得られた係数を含む符号化済みＴＵ設定情報ＴＵＩ’を出力する。
なお、領域符号化部２８２は、図６に示したとおりに符号化処理を行うことができる。以下の説明では、図６において示した復号領域Ｒ１１〜Ｒ１４を、符号化領域Ｒ１１〜Ｒ１４と読み替える。
すなわち、領域符号化部２８２は、図６に示す符号化領域Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ１３およびＲ１４の順で符号化処理を行う。また、符号化領域Ｒ１１〜Ｒ１４のそれぞれでは、まず、最後の非ゼロ係数復号部１０１が、スキャン順序上、最後の非ゼロ係数を復号する。そして、ランモード復号処理およびレベルモード復号処理により、最後の非ゼロ係数から、対象符号化領域のスキャン順で最初の係数までが、スキャン順序の逆順に復号される。
（処理の流れ）
上述のとおり、動画像符号化装置２の符号化処理の流れは、図４を用いて示した動画像復号装置１の復号処理の流れと概ね同じであるので、ここではその詳細な説明については省略する。
（変形例）
以下において、動画像符号化装置２の好ましいいくつかの変形例について説明する。
変形例１−１’：［非ゼロ係数の有無の判定］
動画像符号化装置２の備える領域符号化部２８２は、各符号化領域について非ゼロ係数の有無を判定すると共に、判定した結果を示す非ゼロ係数フラグを符号化し、係数符号化データに含める構成としてもよい。また、このような構成において、領域符号化部２８２は、非ゼロ係数が存在しない符号化領域についての係数の符号化を省略することができる。
符号化領域及び、非ゼロ係数フラグの具体例については、動画像復号装置１の変形例１−１において既に述べたものと略同様であるので、ここでは説明を省略する。ただし、変形例１−１の説明における「復号領域」、「復号処理」、及び、「領域復号部１２２」をそれぞれ「符号化領域」、「符号化処理」、及び、「領域符号化部２８２」と読み替えるものとする。
変形例１−２’：［符号化領域の位置に応じて処理方法を変更する］
［１］スキャン方法の変更
以上の説明では、各符号化領域のスキャン方式にジグザグスキャンを採用していたが、符号化領域の位置に応じてスキャン方法を変更してもよい。具体的なスキャン方法については、例えば、動画像復号装置１の変形例１−２［１］において説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。ただし、変形例１−２［１］の説明における「復号領域」、「復号処理」、及び、「領域復号部１２２」をそれぞれ「符号化領域」、「符号化処理」、及び、「領域符号化部２８２」と読み替えるものとする。
［２］モード限定
以上の説明では、各符号化領域の符号化処理において、ランモード符号化処理およびレベルモード符号化処理を行っていたが、符号化領域の位置に応じてランモード符号化処理を行う構成としてもよい。具体的な処理例は、例えば、動画像復号装置１の変形例１−２［２］において説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。ただし、変形例１−２［２］の説明における「復号領域」、「復号処理」、及び、「領域復号部１２２」をそれぞれ「符号化領域」、「符号化処理」、及び、「領域符号化部２８２」と読み替えるものとする。
［３］ＶＬＣテーブルやコード番号の計算方法を変更する
ランモード符号化処理において、符号化領域の位置に応じて、参照するＶＬＣテーブルや、コード番号の計算方法を変更してもよい。例えば、コード番号を示すビット列を、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝のパラメータの組に変換するためのＶＬＣテーブルを各符号化領域の位置に応じて変更してもよい。具体的な処理例は、例えば、動画像復号装置１の変形例１−２［３］において説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。ただし、変形例１−２［３］の説明における「復号領域」、「復号処理」、及び、「領域復号部１２２」をそれぞれ「符号化領域」、「符号化処理」、及び、「領域符号化部２８２」と読み替えるものとする。
［４］動的最適化
領域符号化部２８２による、符号化状況に応じた動的最適化の例について説明する。
［４−１］ＶＬＣテーブルの更新
領域符号化部２８２は、パラメータの値の出現頻度をカウントし、出現頻度に応じてＶＬＣテーブルのコード番号を書き換えてもよい。
すなわち、領域符号化部２８２は、出現頻度が高いパラメータの値のコード番号をより小さな（よりコードが短い）ものに書き換え、出現頻度が低いパラメータの値のコード番号をより大きな（よりコードが長い）ものに書き換えてもよい。具体的な処理例は、例えば、動画像復号装置１の変形例１−２［４−１］において説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。ただし、変形例１−２［４−１］の説明における「復号領域」、「復号処理」、及び、「領域復号部１２２」をそれぞれ「符号化領域」、「符号化処理」、及び、「領域符号化部２８２」と読み替えるものとする。
［４−２］適応速度について
動画像符号化装置２における動的最適化の適応速度については、動画像復号装置１の変形例１−２［４−２］において既に説明したものと同様であるのでここでは説明を省略する。
［５］ランモード終了条件の変更
符号化領域の位置に応じてランモード終了条件を変更してもよい。また、符号化領域の位置に応じてランモード開始条件を判定してもよい。その詳細については、動画像復号装置１の変形例１−２［５］の説明において説明したとおりであるので、ここでは、その詳細な説明を省略する。
変形例１−３’：［対象ブロックの予測モードに応じて分割の有無を決定する］
領域分割部２８１は、対象ブロックの予測モードに応じて分割の有無を決定する構成であってもよい。具体的な処理は、例えば、動画像復号装置１の変形例１−３において説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
変形例１−４’：［領域の数およびサイズ］
領域分割部２８１は、対象ブロックを４つより多い領域に分割してもかまわない。具体的な処理は、例えば、動画像復号装置１の変形例１−４において説明したものと同様であるので、ここでは説明を省略する。
変形例１−５’：［符号化領域の処理順序］
領域符号化部２８２による符号化処理のスキャン順序は、上述した例に限定されるものではない。領域符号化部２８２は、例えば、動画像復号装置１の変形例１−５において説明した処理と同様の処理を行う構成としてもよい。
なお、上述のように、動画像復号装置１の［変形例］は、動画像符号化装置２に適用することが可能である。逆に、ここで示した動画像符号化装置２の［変形例］についても、符号化処理を復号処理に変更することで動画像復号装置１に適応することができる。
（作用・効果）
以上に説明したように、動画像復号装置１は、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化して得られる符号化データのＴＵ情報ＴＵＩから、該変換係数を復号する動画像復号装置１において、上記変換単位である対象ブロックを、複数の復号領域に分割する領域分割部１２１と、ＴＵ情報ＴＵＩから上記変換係数を得るための復号情報であって、上記復号領域ごとに割り当てられているＶＬＣテーブルＴＢＬ１１を参照して、上記復号領域に含まれる変換係数を復号する領域復号部１２２と、を備える構成である。
また、動画像符号化装置２は、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化する動画像符号化装置２において、上記変換単位である対象ブロックを、複数の符号化領域に分割する領域分割部２８１と、上記変換係数を符号化するためのＶＬＣテーブルＴＢＬ２１であって、上記符号化領域ごとに割り当てられているＶＬＣテーブルＴＢＬ２１を参照して、上記変換単位に含まれる変換係数を符号化する領域符号化部２８２と、を備える構成である。
動画像復号装置１の上記構成によれば、８×８サイズの復号領域について規定されているＶＬＣテーブル１１に基づいて復号処理を行うので、元の対象ブロックのサイズ（１６×１６）について規定されているＶＬＣテーブルに基づいて復号処理を行うのに比べて、ＶＬＣテーブルのサイズを低減することができる。また、スキャン順を表すテーブルについても同様に、８×８サイズの復号領域について規定されているテーブルに基づいて復号処理を行うので、テーブルのサイズを低減することができる。
なお、動画像符号化装置２についても同様の作用・効果を得ることができる。
〔２〕実施形態２
本発明の他の実施形態について図１５〜図２２に基づいて説明すると、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
以下では、相対位置指定による係数の符号化および復号について示す。また、以下の説明では対象ブロックのサイズは、一例として１６×１６であるとする。
〔動画像復号装置〕
まず、図１５を参照しながら、動画像復号装置１の構成について説明すると以下のとおりである。本実施形態に係る動画像復号装置１では、図２に示した動画像復号装置１において、ＴＵ情報復号部１２を、図１５に示すＴＵ情報復号部１２Ａに変更する。
以下、図１５に示すＴＵ情報復号部１２Ａについて説明すると次のとおりである。すなわち、図１５に示すように、ＴＵ情報復号部１２Ａは、ＶＬＣテーブルＴＢＬ３０、ラン−レベルモード復号部３１０、相対位置モード復号部３２０、および処理モード制御部３３０を備える。
ＶＬＣテーブルＴＢＬ３０は、ビット列（コード）と相互に変換可能なコード番号と、復号すべきパラメータとが対応付けられたテーブルである。ＶＬＣテーブルＴＢＬ３０は、後述するラン−レベルモード復号部３１０によって参照されるラン−レベルモード用テーブルＴＢＬ３１と、相対位置モード復号部３２０によって参照される相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２とを備える。
ラン−レベルモード用テーブルＴＢＬ３１は、図１に示したＴＵ情報復号部１２のＶＬＣテーブルＴＢＬ１１と同様のものを用いることができる。よって、ここではその説明は省略する。また、相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２の定義については、後述する。
ラン−レベルモード復号部３１０は、処理モード制御部３３０の制御により、ランモード復号処理およびレベルモード復号処理を行う。以下、ラン−レベルモード復号部３１０による復号処理のことを、ラン−レベルモード復号処理と称する。なお、ランモード復号処理およびレベルモード復号処理については、前記実施形態１において既に説明済みであるので、ここではその説明を省略する。
ラン−レベルモード復号部（復号手段）３１０は、最後の非ゼロ係数復号部３１１、ランモード復号部３１２、およびレベルモード復号部３１３を備える。
最後の非ゼロ係数復号部３１１、ランモード復号部３１２、およびレベルモード復号部３１３は、それぞれ、図１を用いて示した、最後の非ゼロ係数復号部１０１、ランモード復号部１０２、およびレベルモード復号部１０３と同様の機能を有している。よって、その機能については既に説明済みであるので、ここではその説明を省略する。
なお、ランモード復号部１０２、およびレベルモード復号部１０３は、ラン−レベルモード復号処理において、ラン−レベルモード用テーブルＴＢＬ３１を参照するように構成されている。
相対位置モード復号部３２０は、非ゼロ係数の相対位置が符号化された係数符号化データの復号処理を行う。相対位置モード復号部３２０は、具体的には、最後の非ゼロ係数復号部３２１、相対位置復号部（相対位置復号手段）３２２、および係数位置決定部（位置特定手段）３２３を備える。
最後の非ゼロ係数復号部３２１は、対象ブロックにおける最後の非ゼロ係数を復号する。最後の非ゼロ係数復号部３２１は、対象ブロックについての係数符号化データに含まれるｌａｓｔ＿ｐｏｓ、ｌｅｖｅｌ、およびｓｉｇｎを復号する。また、最後の非ゼロ係数復号部３２１は、ｌａｓｔ＿ｐｏｓを、ＤＣ係数を原点（０，０）とする座標表示（ｌａｓｔｘ，ｌａｓｔｙ）に変換する。以下、このＤＣ係数を原点（０，０）とする座標表示で示される位置のことを絶対位置と称する。
相対位置復号部３２２は、対象ブロックについて、非ゼロ係数の相対位置が符号化された係数符号化データから、復号対象となる非ゼロ係数の相対位置（ｄｘ，ｄｙ）と、非ゼロ係数の値（ｌｅｖｅｌおよびｓｉｇｎ）とを復号する。ここで非ゼロ係数の相対位置とは、ひとつ前に復号した非ゼロ係数の絶対位置から見た、復号対象となる非ゼロ係数の相対的な位置のことをいう。また、以下において、このような相対位置による非ゼロ係数の位置の表現を相対位置指定と称する。
係数位置決定部３２３は、相対位置復号部３２２が復号した非ゼロ係数の相対位置（ｄｘ，ｄｙ）、および、ひとつ前に復号した非ゼロ係数の絶対位置（ｘ，ｙ）から復号対象となる非ゼロ係数の絶対位置を決定する。
最後の非ゼロ係数Ｃ０からｎ＋１番目の非ゼロ係数Ｃｎ＋１までの相対位置は、例えば、次の関係式（１−１）〜（１−３）にて表現することができる。
Ｃ０ ：ｘ０＝ｌａｓｔｘ， ｙ０＝ｌａｓｔｙ … （１−１）
Ｃ１ ：ｘ１＝ｘ０＋ｄｘ， ｙ１＝ｙ０＋ｄｙ … （１−２）
…
Ｃｎ＋１：ｘｎ＋１＝ｘｎ＋ｄｘ， ｙｎ＋１＝ｙｎ＋ｄｙ … （１−３）
係数位置決定部３２３は、上記関係式（１−１）〜（１−３）を用いて復号対象となる非ゼロ係数の絶対位置を決定する。
処理モード制御部３３０は、復号対象となる非ゼロ係数が、所定の領域内に位置するか否かを判定し、当該判定結果に応じて、ラン−レベルモード復号部３１０によって復号処理を行うか、相対位置モード復号部３２０によって復号処理を行うかを制御する。
具体的には、処理モード制御部３３０は、復号対象となる非ゼロ係数の位置が低周波成分側の８×８サイズの領域内か否かを判定する。
すなわち、上記関係式（１−１）〜（１−３）の例に従えば、復号対象となる非ゼロ係数Ｃｎの位置（ｘｎ，ｙｎ）が、“ｘｎ＜８＆＆ｙｎ＜８”であるか否かを判定する。なお、“＆＆”は、論理積を示す演算子である。
復号対象となる非ゼロ係数の位置が低周波成分側の８×８サイズの領域内であれば、処理モード制御部３３０は、ラン−レベルモード復号部３１０に次の非ゼロ係数Ｃｎ＋１からの復号処理を実行させる。
復号対象となる非ゼロ係数の位置が低周波成分側の８×８サイズの領域内でなければ、処理モード制御部３３０は、相対位置モード復号部３２０に復号処理を実行させる。
（処理の流れ）
次に、図１６を用いて、ＴＵ情報復号部１２Ａにおける復号処理について説明する。図１６は、相対位置指定により非ゼロ係数を符号化／復号する処理Ｓ２０の流れについて例示したフローチャートである。
なお、図１６では、動画像符号化装置２の符号化処理と動画像復号装置１の復号処理とをまとめて示している。
図１６に示すように、相対位置指定により非ゼロ係数を復号する処理Ｓ２０が開始されると、まず、動画像復号装置１では、処理モード制御部３３０が相対位置モード復号部３２０に復号処理を実行させる。これに応じて、最後の非ゼロ係数復号部３２１が、対象ブロックの最後の非ゼロ係数を復号する（Ｓ２１）。
処理モード制御部３３０は、Ｓ２１において復号された最後の非ゼロ係数の位置が、相対位置指定された係数を復号する領域内であるか否かを判定する（Ｓ２２）。
相対位置指定された係数を復号する領域内である場合（Ｓ２２においてＹＥＳ）、処理モード制御部３３０は、相対位置モード復号部３２０に復号処理を実行させる。これに応じて、相対位置復号部３２２が、相対位置指定された係数の位置を復号し、係数位置決定部３２３が、当該係数の絶対位置を決定することで復号対象となる係数を復号する（Ｓ２３）。
以下、復号された係数の位置が、相対位置指定された係数を復号する領域内である場合、相対位置指定による係数の復号処理を継続して行う（Ｓ２２、Ｓ２３）。
復号された係数の位置が、相対位置指定された係数を復号する領域内でなくなった場合（Ｓ２２においてＮＯ）、処理モード制御部３３０は、ラン−レベルモード復号部３１０に復号処理を実行させる。これに応じて、ランモード復号部３１２がランモード復号処理を実行し、その後、レベルモード復号部３１３がレベルモード復号処理を実行する（Ｓ２４）。このようにして、対象ブロックのすべての係数が復号され相対位置指定により係数を復号する処理が終了する。
（具体例）
図１７を用いて、ＴＵ情報復号部１２Ａにおける復号処理の具体例について説明する。図１７は、ＴＵ情報復号部１２Ａの復号処理の実行例を示す図である。
図１７に示すように、対象ブロックＢＬＫは、２つの領域Ｒ１およびＲ２からなる。ここで、対象ブロックＢＬＫは、以上の説明と同様、１６×１６サイズのブロックであるとし、領域Ｒ１は、低周波成分側の８×８サイズの領域であるとする。
なお、領域Ｒ１に示す矢印は、領域Ｒ１におけるスキャン順序を示しており、そのスキャン順序は、ジグザグスキャンである。また、領域Ｒ２は、相対位置指定により係数を復号する領域である。
相対位置指定により係数を復号する処理が開始されると、まず、最後の非ゼロ係数復号部３２１が、対象ブロックＢＬＫにおける最後の非ゼロ係数ＣＮを復号する（Ｓ２１）。
最後の非ゼロ係数ＣＮは、領域Ｒ２に位置するので（Ｓ２２においてＹＥＳ）、処理モード制御部３３０は、相対位置モード復号部３２０に復号処理を実行させる。
そして、相対位置復号部３２２が、非ゼロ係数ＣＮ−１の相対位置を復号し、係数位置決定部３２３が、復号された当該相対位置と、最後の非ゼロ係数ＣＮの絶対位置とから、非ゼロ係数ＣＮ−１の絶対位置を決定する。さらに、ｌｅｖｅｌ、ｓｉｇｎが復号されることで非ゼロ係数ＣＮ−１が復号される（Ｓ２３）。
非ゼロ係数ＣＮ−１以下、非ゼロ係数Ｃ１までは、領域Ｒ２に位置するので、上記と同様に、相対位置モード復号部３２０が復号処理を実行する（Ｓ２２、Ｓ２３）。
さらに、非ゼロ係数Ｃ０まで、相対位置モード復号部３２０が復号処理を完了すると、非ゼロ係数Ｃ０は、領域Ｒ１に位置するので、（Ｓ２２においてＮＯ）、処理モード制御部３３０は、ラン−レベルモード復号部３１０に復号処理を実行させる。
ラン−レベルモード復号部３１０では、ランモード復号部３１２が、非ゼロ係数Ｃ０を基点として、領域Ｒ１においてランモード復号処理を実行する。また、ランモード復号処理が終了すると、レベルモード復号部３１３が、レベルモード復号処理を実行する。
ここで、ラン−レベルモード復号部３１０の復号処理は、８×８サイズの符号化単位を（逆順の）ジグザグスキャンにより復号する処理と同様のものが採用可能である。また、領域Ｒ１において最初に復号される非ゼロ係数Ｃ０は、８×８サイズの領域Ｒ１における最後の非ゼロ係数であることが好ましい。
（実施例）
以下において、ＴＵ情報復号部１２Ａのより具体的な実施例について説明する。相対位置（ｄｘ，ｄｙ）の復号に用いる相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２は、次のように構成することができる。
すなわち、処理対象の非ゼロ係数とひとつ前の非ゼロ係数との相対距離が小さいほど、相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２において短いコード（ビット列）が対応付けられていてもよい。処理対象の非ゼロ係数とひとつ前の非ゼロ係数との相対距離は、例えば、処理対象の非ゼロ係数の相対位置（ｄｘ、ｄｙ）から導出することが可能である。
あるいは、出現頻度がより高い相対距離を示す（ｄｘ、ｄｙ）の組に、相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２おいて、より短いコードを対応付けるようにしてもよい。
上記構成によれば、相対距離や、出現頻度に応じて適応的に短いコードを割り当てることができるので復号する符号量の低減を図ることができる。
なお、ｄｘおよびｄｙの絶対値の最大値は、符号化対象ブロックの辺の長さ−１である。つまり、符号化対象ブロックが、１６×１６である場合、ｄｘおよびｄｙの絶対値の最大値は、１５である。
（変形例）
［所定の領域の変更］
処理モード制御部３３０が、対象ブロックのサイズを判定し、当該判定に応じて、ラン−レベルモード復号部３１０によって復号処理を行うか、相対位置モード復号部３２０によって復号処理を行うかを制御してもよい。
例えば、処理モード制御部３３０は、対象ブロックのサイズが８×８以下であれば、ラン−レベルモード復号部３１０に復号処理を実行させる。また、処理モード制御部３３０は、対象ブロックのサイズが１６×１６以上であれば、相対位置モード復号部３２０に復号処理を実行させる。
また、処理モード制御部３３０は、対象ブロックにおいて、復号する非ゼロ係数の数が所定の個数、例えば、６４個以下であれば、ラン−レベルモード復号部３１０に復号処理を実行させてもよい。
また、係数符号化データにおいて、すべての非ゼロ係数が相対位置の指定により表現されていてもよい。この場合、すべての非ゼロ係数を相対位置モード復号部３３０が復号する。
また、処理モード制御部３３０は、所定の領域を、スライスタイプや、予測モード、対象ブロックのサイズに応じて変更してもよい。
例えば、処理モード制御部３３０は、対象ブロックにおいて、イントラ予測が符号化されていた場合、低周波成分側の８×８サイズの領域を所定の領域として設定する。また、例えば、処理モード制御部３３０は、対象ブロックにおいて、インター予測が符号化されていた場合、低周波成分側の４×４サイズの領域を所定の領域として設定する。
［相対位置モード用テーブルの変更］
相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２を、非ゼロ係数の絶対位置（ｘｎ，ｙｎ）に応じて複数用意してもよい。この相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２は、それぞれの非ゼロ係数の絶対位置において、ｄｘ、ｄｙが取り得る値の範囲に基づいて最適化しておくことが好ましい。
そして、相対位置モード復号部４２０は、非ゼロ係数の絶対位置（ｘｎ，ｙｎ）に応じて参照する相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２を変更してもよい。
上記構成によれば、適応的に参照する相対位置モード用テーブルＴＢＬ４２を切り替えることができるので、復号する符号量を低減することができる。
なお、本変形例の詳細については、後の動画像符号化装置２の説明において行う。
［非ゼロ係数の相対位置の表現］
以上では、非ゼロ係数の相対位置を（ｄｘ，ｄｙ）の形式で表現したが、これに限られない。例えば、相対位置は、方向と距離により表現されていてもよい。
［ＶＬＣテーブルについて］
図２０に示すように相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２を構成してもよい。図２０に示す相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２では、ｄｘまたはｄｙの値が小さいほど、小さいコード番号が対応付けられている。
例えば、ｄｘまたはｄｙが０のとき、コード番号は“０”である。つまり、（ｄｘ，ｄｙ）＝（０，１）であれば、コード番号“０，１”を割り当てる。
さらに図２０を参照すれば、ｄｘ，ｄｙ“−１”に“１”が対応付けられており、ｄｘ，ｄｙ“１”に“２”が対応付けられている。このように、相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２では、絶対値が同じとなる値であれば符号が負になるほうが、小さいコード番号が割り当てられている。
なお、図２０に示す相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２では、コード番号が小さいほど短いコードが対応付けられていることが好ましい。
（変形例）
［ｄｘ、ｄｙが取り得る値の範囲に基づいてＶＬＣテーブルを最適化する手法］
相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２を、係数の絶対位置（ｘｎ，ｙｎ）に応じて複数用意してもよい。この相対位置モード用テーブルＴＢＬ３２は、それぞれの係数の絶対位置において、ｄｘ、ｄｙが取り得る値の範囲に基づいて最適化しておくことが好ましい。
図２１および図２２を用いて、その具体的構成例について以下に示す。図２１は、図１７や図１９（後に説明する）に示す対象ブロックＢＬＫにおける領域Ｒ２を、さらに領域Ｒ２ａ、領域Ｒ２ｂ、および領域Ｒ２ｃの３つの領域に細分化する例について示している。
また、図２２は、領域Ｒ２ａ、領域Ｒ２ｂ、および領域Ｒ２ｃに対応付けるＶＬＣテーブルの一例を示している。
同図の（ａ）は、ｘまたはｙの値が、所定以上の正の値にならない場合に相対位置モード復号部３２０の相対位置決定部３２３が参照する相対位置モード用テーブルＴｄ１を示している。
また、同図の（ｂ）は、ｘまたはｙの値が、所定以下の負の値にならない場合に、相対位置モード復号部３２０の相対位置決定部３２３が参照する相対位置モード用テーブルＴｄ２を示している。
図２１に示す対象ブロックＢＬＫは、領域Ｒ１、領域Ｒ２ａ〜Ｒ２ｃから構成されている。図２１では、対象ブロックＢＬＫのＤＣ係数の位置を、（０，０）の座標表示で表している。また、対象ブロックＢＬＫ内における、ジグザグスキャン順上最後の係数の位置、すなわち最も高周波の成分の位置を（１５，１５）で表している。
図２１では、例示的に、領域Ｒ１は、（０，０）を左上頂点とする正方形の内側領域としている。また、領域Ｒ２ａは、（８，０）を左上頂点とする正方形の内側領域としている。また、領域Ｒ２ｂは、（０，８）を左上頂点とする正方形の内側領域とし、領域Ｒ２ｃは、（８，８）を左上頂点とする正方形の内側領域としている。
図２２の（ａ）に示す相対位置モード用テーブルＴｄ１は、係数の値“０”にコード番号“０”が割り当てられている。以下、係数の値“−１”、“１”…“−７”、“７”に、それぞれ、コード番号“１”、“２”、…、“１３”、“１４”が割り当てられている。
つまり、係数の絶対値が小さいほうが、より小さいコード番号が割り当てられている。また、係数の絶対値が同じで正負符号が異なる場合、負の値のほうが、正の値よりも小さなコード番号が割り当てられている。例えば、係数の値“−１”、“１”…“−７”、“７”には、それぞれ、コード番号“１”、“２”、…、“１３”、“１４”が割り当てられている。
なお、係数の絶対値が“８”〜“１５”の範囲においては、負の値“−８”〜“−１５”のみが定義されている。
一方、図２２の（ｂ）に示す相対位置モード用テーブルＴｄ２は、係数の絶対値が“０”〜“７”の範囲においては、相対位置モード用テーブルＴｄ１と同じ定義となっている。
なお、係数の絶対値が“８”〜“１５”の範囲においては、正の値“８”〜“１５”のみが定義されている。
相対位置決定部３２３は、（ｄｘ，ｄｙ）の位置の取り得る範囲に応じて、下記のとおり参照するＶＬＣテーブルを切り替える。
領域Ｒ２ａについては、ｄｘの取り得る範囲は、−１５≦ｄｘ≦７であるので、相対位置決定部３２３は、相対位置モード用テーブルＴｄ１を参照する。また、ｄｙの取り得る範囲は、−７≦ｄｙ≦１５であるので、相対位置決定部３２３は、相対位置モード用テーブルＴｄ２を参照する。
また、領域Ｒ２ｂについては、ｄｘの取り得る範囲は、−７≦ｄｘ≦１５であるので、相対位置決定部３２３は、相対位置モード用テーブルＴｄ２を参照する。また、ｄｙの取り得る範囲は、−１５≦ｄｙ≦７であるので、相対位置決定部３２３は、相対位置モード用テーブルＴｄ１を参照する。
また、領域Ｒ２ｃについては、ｄｘの取り得る範囲は、−１５≦ｄｘ≦７であるので、相対位置決定部３２３は、相対位置モード用テーブルＴｄ１を参照する。また、ｄｙの取り得る範囲は、−１５≦ｄｙ≦７であるので、相対位置決定部３２３は、相対位置モード用テーブルＴｄ１を参照する。
以上のように、ｄｘ，ｄｙの値の取り得る範囲に基づいてＶＬＣテーブルを最適化することで、符号化効率を向上するこができる。
〔動画像符号化装置〕
まず、図１８を参照しながら、動画像符号化装置２の構成について説明すると以下のとおりである。本実施形態に係る動画像符号化装置２では、図１１に示した動画像符号化装置２の可変長符号化部１１において、ＴＵ情報符号化部２８０を、図１８に示すＴＵ情報符号化部２８０Ａに変更する。
以下、図１８に示すＴＵ情報符号化部２８０Ａについて説明すると次のとおりである。すなわち、図１８に示すように、ＴＵ情報符号化部２８０Ａは、ＶＬＣテーブルＴＢＬ４０、ラン−レベルモード符号化部４１０、相対位置モード符号化部４２０、および処理モード制御部４３０を備える。
ＶＬＣテーブルＴＢＬ４０は、各パラメータと、符号化データのビット列であるコードとの対応づけが定義されたテーブルである。ＶＬＣテーブルＴＢＬ４０は、後述するラン−レベルモード符号化部４１０によって参照されるラン−レベルモード用テーブルＴＢＬ４１と、相対位置モード符号化部４２０によって参照される相対位置モード用テーブルＴＢＬ４２とを備える。
ラン−レベルモード用テーブルＴＢＬ４１は、図１１に示したＴＵ情報符号化部２８０のＶＬＣテーブルＴＢＬ２１と同様のものを用いることができる。よって、ここではその説明は省略する。また、相対位置モード用テーブルＴＢＬ４２の定義については、後述する。
ラン−レベルモード符号化部４１０は、処理モード制御部３３０の制御により、ランモード符号化処理およびレベルモード符号化処理を行う（以下、ラン−レベルモード符号化処理と称する）。なお、ランモード符号化処理およびレベルモード符号化処理については、前記実施形態１において既に説明済みであるので、ここではその説明を省略する。
ラン−レベルモード符号化部４１０は、最後の非ゼロ係数符号化部４１１、ランモード符号化部４１２、およびレベルモード符号化部４１３を備える。
最後の非ゼロ係数符号化部４１１、ランモード符号化部４１２、およびレベルモード符号化部４１３は、それぞれ、図１１を用いて示した、最後の非ゼロ係数符号化部２０１、ランモード符号化部２０２、およびレベルモード符号化部２０３と同様の機能を有している。よって、その機能については既に説明済みであるので、ここではその説明を省略する。
なお、ランモード符号化部２０２、およびレベルモード符号化部２０３は、ラン−レベルモード用テーブルＴＢＬ４１を参照するように構成されている。
相対位置モード符号化部４２０は、符号化対象となる非ゼロ係数の対象ブロックにおける相対位置を符号化して係数符号化データを生成する。具体的には、相対位置モード符号化部４２０は、最後の非ゼロ係数符号化部４２１、相対位置算出部（相対位置符号化手段）４２２、および相対位置符号化部（相対位置符号化手段）４２３を備える。
最後の非ゼロ係数符号化部４２１は、対象ブロックにおける最後の非ゼロ係数を符号化する。最後の非ゼロ係数符号化部４２１は、対象ブロックにおいて、逆順のジグザグスキャンに従って最後の非ゼロ係数のｌａｓｔ＿ｐｏｓ、ｌｅｖｅｌ、およびｓｉｇｎを符号化する。また、最後の非ゼロ係数符号化部４２１は、ｌａｓｔ＿ｐｏｓを、ＤＣ係数を原点（０，０）とする座標表示（ｌａｓｔｘ，ｌａｓｔｙ）に変換する。以下、このＤＣ係数を原点（０，０）とする座標表示で示される位置のことを絶対位置と称する。
相対位置算出部４２２は、符号化対象となる係数の相対位置を、当該係数の絶対位置と、ひとつ前に符号化した非ゼロ係数の絶対位置とから算出する。
相対位置算出部４２２は、符号化対象となる非ゼロ係数の相対位置（ｄｘ，ｄｙ）を、前述の関係式（１−１）〜（１−３）に基づいて算出することができる。
相対位置符号化部４２３は、相対位置モード用テーブルＴＢＬ４２を参照しながら、所定の順番で、相対位置算出部４２２が算出した非ゼロ係数の相対位置（ｄｘ，ｄｙ）と、非ゼロ係数のｌｅｖｅｌおよびｓｉｇｎとを符号化することにより係数符号化データを生成する。
相対位置符号化部４２３が対象ブロックにおいて、どのような順番で非ゼロ係数を相対位置指定により符号化するかについては、後の実施例において詳しく説明する。
処理モード制御部４３０は、符号化対象となる非ゼロ係数が、所定の領域内に位置するか否かを判定し、当該判定結果に応じて、ラン−レベルモード符号化部４１０によって符号化処理を行うか、相対位置モード符号化部４２０によって符号化処理を行うかを制御する。
処理モード制御部４３０の制御の手法については、ＴＵ情報復号部１２Ａの処理モード制御部３３０について説明したものに準ずるので、ここではその説明を省略する。
（処理の流れ）
上述のとおり、動画像符号化装置２の符号化処理の流れは、図１６を用いて示した動画像復号装置１の復号処理の流れと概ね同じであるので、ここではその詳細な説明については省略する。
（実施例）
［符号化順序について］
以下、図１９を用いて、相対位置算出部４２２が対象ブロックにおいてどのような順番で非ゼロ係数を相対位置指定により符号化するかについての実施例を示す。図１９は、相対位置指定による非ゼロ係数の符号化の例について示す図である。
図１９に示す対象ブロックＢＬＫは、例示的に、１６×１６サイズであるとし、領域Ｒ１は、当該対象ブロックにおける低周波成分側の８×８サイズの領域であるとする。また、領域Ｒ２は、対象ブロックにおける領域Ｒ１以外の領域である。
また、処理モード制御部４３０は、領域Ｒ１については、ラン−レベルモード符号化部４１０に符号化処理を実行させ、領域Ｒ２については、相対位置モード符号化部４２０に符号化処理を実行させる。
なお、以下では、例示的に、予め領域Ｒ２におけるＮ個の非ゼロ係数Ｃ（１）〜Ｃ（Ｎ）が検出されており、かつ領域Ｒ１における最後の非ゼロ係数Ｃ０が検出されているものとする。
相対位置符号化部４２３は、以下の工程を経て連鎖的に非ゼロ係数を符号化する（或いは、非ゼロ係数の相対位置を数珠繋ぎで符号化すると表現してもよい）。
工程［１］ まず、相対位置符号化部４２３は、領域Ｒ１における最後の非ゼロ係数Ｃ０を基点とし、所定の選択基準により、領域Ｒ２における非ゼロ係数Ｃ（１）〜Ｃ（Ｎ）の中から、非ゼロ係数Ｃ０に連鎖させる次の非ゼロ係数Ｃ１を選択する。
所定の選択基準としては、例えば、相対位置算出部４２２によって算出されたＣ０と非ゼロ係数Ｃ（１）〜Ｃ（Ｎ）との相対位置（ｄｘ，ｄｙ）の符号化をそれぞれ試行して得られた符号量である。この場合、相対位置符号化部４２３は、符号量が小さい非ゼロ係数を次の非ゼロ係数Ｃ１として選択する。
工程［２］ 相対位置符号化部４２３は、選択した非ゼロ係数を基点に、上記選択基準による選択工程を、領域Ｒ２における未選択の非ゼロ係数が無くなるまで順に繰り返す。
上記選択基準は、より一般的には、ＣｎとＣｎ＋１との相対位置（ｄｘ，ｄｙ）の符号量であるといえる。
なお、上記選択基準は、単なる例示に過ぎずこれに限られない。例えば、ＣｎとＣｎ＋１とのマンハッタン距離（｜ｄｘ｜＋｜ｄｙ｜）や、ＣｎとＣｎ＋１とのユークリッド距離（ｄｘ２＋ｄｙ２）などでもよい。
上記工程［２］の選択工程を繰り返すことにより、非ゼロ係数Ｃ０〜ＣＮが連鎖される。結果として、図１９に例示するような非ゼロ係数Ｃ０〜ＣＮの連鎖が得られる。
工程［３］ 続いて、相対位置符号化部４２３は、非ゼロ係数ＣＮの位置、絶対値（ｌｅｖｅｌ）、正負の符号（ｓｉｇｎ）を符号化する。上記位置は、例えば、符号化対象ブロックの右下からの相対位置（ｄｘＮ，ｄｙＮ）で指定してもよいし、スキャン順序によるＬａｓｔＰｏｓで指定してもよい。なお、非ゼロ係数ＣＮは、必ずしも符号化対象ブロックを何らかのスキャン順序でスキャンした場合における最後の非ゼロ係数でなくてもかまわない。
工程［４］ 相対位置符号化部４２３は、上記工程［２］における選択工程と逆順に、非ゼロ係数ＣＮ−１からＣ０まで、それぞれの相対位置（ｄｘ，ｄｙ）、絶対値（ｌｅｖｅｌ）、正負の符号（ｓｉｇｎ）を符号化する。
非ゼロ係数Ｃ０を符号化が完了すると、処理モード制御部４３０が、ラン−レベルモード符号化部４１０に符号化処理を実行させる。ラン−レベルモード符号化部４１０が、ラン−レベルモード符号化処理により、非ゼロ係数Ｃ０以外の領域Ｒ１の係数を符号化する。
［ＶＬＣテーブルについて］
相対位置モード用テーブルＴＢＬ４２は、図２０に示すように構成してもよい。図２０に示す相対位置モード用テーブルについては、既に説明したため、ここでは説明を省略する。
（変形例）
［ｄｘ、ｄｙが取り得る値の範囲に基づいてＶＬＣテーブルを最適化する手法］
相対位置モード用テーブルＴＢＬ４２を、係数の絶対位置（ｘｎ，ｙｎ）に応じて複数用意してもよい。この相対位置モード用テーブルＴＢＬ４２は、それぞれの係数の絶対位置において、ｄｘ、ｄｙが取り得る値の範囲に基づいて最適化しておくことが好ましい。
本変形例の具体的な処理は、動画像復号装置の説明において図２１及び図２２を用いて説明したものと同様であるので、ここではその説明を省略する。ただし、「相対位置決定部３２３」を「相対位置符号化部４２３」と読み替えるものとする。
［その他］
なお、本実施形態に係る動画像復号装置１の［変形例］についても動画像符号化装置２に適用することが可能である。
（作用・効果）
以上に説明したように、動画像復号装置１は、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数が符号化された符号化データのＴＵ情報ＴＵＩから、該変換係数を復号する動画像復号装置１において、復号対象となる変換係数のひとつ前に復号した変換係数からの相対位置を復号する相対位置復号部３２０と、ひとつ前に復号した上記変換係数の、上記変換単位における位置と、上記相対位置とから上記復号対象となる上記変換係数の位置を特定する係数位置決定部３２３と、を備える構成である。
また、動画像符号化装置２は、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化する動画像符号化装置２において、符号化対象となる上記変換係数の位置のひとつ前に符号化した上記変換係数の位置に対する相対位置を符号化する相対位置符号化部４２３を備える構成である。
高周波成分側の領域では、係数が疎らになる傾向がある。このため、スキャン順序に従ってランを符号化した場合、ｒｕｎの長さが非常に長くなる傾向がある。このため、符号化および復号に大きなテーブルを用いなければならなくなったり、符号量が増大したりする傾向がある。また、対象ブロックのサイズが大きいほどこれらの傾向がより顕著に現れる。
また、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組み合わせを表すＶＬＣテーブルのサイズは、基本的にはスキャン順におけるｒｕｎの長さの最大値、すなわち、対象ブロックの面積に比例する。
動画像復号装置１の上記構成によれば、ｒｕｎの長さに基づく復号処理ではなく、相対位置に基づく復号処理を行うので、｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組み合わせを表すＶＬＣテーブルを用いなくても済む。
この結果、ＶＬＣテーブルのサイズを低減することができる。なお、動画像符号化装置２についても同様の作用・効果を得ることができる。また、大きな符号化対象ブロック全体のスキャン順序を表すテーブルも不要である。
〔３〕実施形態３
本発明のさらに他の実施形態について図２３〜図２５に基づいて説明すると、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
以下では、処理Ａ：『対象ブロックにおける低周波成分側のｎ個の係数（例えば１６×１６以上のサイズではｎ＝６４）のみ符号化／復号する処理』と、処理Ｂ：『領域分割して係数を符号化／復号する処理（図４、Ｓ１０参照）』とを切り替えながら符号化処理／復号処理を行う方法について説明する。
また、符号化データには、処理Ａと処理Ｂとを切り替えるための符号化方法識別子が符号化されているものとする。すなわち、以下の例では、符号化方法識別子に、処理Ａおよび処理Ｂのいずれかが指定されている。
ＴＵ情報復号部１２が上記処理Ｂを行うことについては既に説明したが、以下の例では、ＴＵ情報復号部１２が上記処理Ｂに加えて上記処理Ａも実行することとする。
また、以下の説明では対象ブロックのサイズは、一例として１６×１６であるとする。
（処理の流れ）
図２３を用いて、処理Ａと処理Ｂとを切り替えながら符号化／復号する処理の流れについて説明する。図２３は、処理Ａと処理Ｂとを切り替えながら符号化／復号する処理の流れの一例について示すフローチャートである。
図２３では、動画像符号化装置２の符号化処理と動画像復号装置１の復号処理とをまとめて示している。なお、以下では、動画像復号装置１側の動作について説明するが、動画像符号化装置２側の動作も概ね同じである。
また、以下の例では、動画像復号装置１のＴＵ情報復号部１２が符号化方法識別子を判定することとする。
処理が開始すると、図２３に示すように、まず、ＴＵ情報復号部１２が符号化方法識別子を判定する（Ｓ１０１）。
符号化方法識別子が処理Ａを示している場合（Ｓ１０１において処理Ａ）、ＴＵ情報復号部１２は、処理Ａを実行する（Ｓ１０２）。すなわち、ＴＵ情報復号部１２は、対象ブロックの低周波成分側に位置する左上６４個の係数のみを復号する。
ここで、図２４を用いて、処理Ａにおいて復号対象とする係数について詳しく説明すると次のとおりである。対象ブロックが、イントラ予測を行うブロックであるか、インター予測を行うブロックかに応じて処理Ａにおいて復号対象にする係数を変更してもよい。
具体例を示すと次のとおりである。まず、インター予測を行うブロックについては、図２４の（ａ）に示すように、ＴＵ情報復号部１２は、低周波成分側の左上８×８サイズの領域ＲＩｎｔｅｒに位置する係数を復号対象とする。
また、イントラ予測を行うブロックについては、ＴＵ情報復号部１２は、図２４の（ｂ）に示す領域ＲＩｎｔｒａに位置する係数を復号対象とする。すなわち、ＴＵ情報復号部１２は、ジグザグスキャン順序上、１番目のＤＣ係数から、６４番目の係数までを復号対象とする。領域ＲＩｎｔｒａ内に示す数字“６４”は、領域内に含まれる係数の数を示している。
なお、図２４の（ｂ）では、説明の便宜のため、領域ＲＩｎｔｒａの形状を直角三角形にて示しているが、実際のところ厳密にいえば、領域ＲＩｎｔｒａは、直角三角形にならない点には留意されたい。
一方、符号化方法識別子が処理Ｂを示している場合（Ｓ１０１において処理Ｂ）、ＴＵ情報復号部１２は、処理Ｂを実行する（Ｓ１０，図４参照）。
（データ構造）
図２５を用いて、係数符号化データのデータ構造について例示する。図２５は、係数符号化データのデータ構造について示す図である。
符号化方法識別子ＦＬＧは、上述したとおり、処理Ａまたは処理Ｂが指定されているフラグである。
符号化方法識別子ＦＬＧに処理Ａが指定される場合、係数符号化データは、ＤＡＴＡ１に示すデータ構造を採用することができる（以下、係数符号化データＤＡＴＡ１と表記する）。符号化データＤＡＴＡ１には、対象ブロックの低周波成分側に位置する左上６４個分の係数データ（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ，ｓｉｇｎ）が含まれる。
一方、符号化方法識別子ＦＬＧに処理Ｂが指定される場合、係数符号化データは、ＤＡＴＡ２に示すデータ構造を採用することができる（以下、係数符号化データＤＡＴＡ２と表記する）。
係数符号化データＤＡＴＡ２は、非ゼロ係数フラグ×ｎ（ｎ＝領域数）、係数データ［領域１］〜［領域ｎ］を含む。
非ゼロ係数フラグとは、上述のとおり、復号領域における非ゼロ係数の有無を示す。非ゼロ係数フラグは、復号領域の数だけ符号化されているため“×ｎ”で示している。
例えば、非ゼロ係数フラグが“１（真）”であれば、その復号領域に非ゼロ係数が有ることを示し、非ゼロ係数フラグが“０（偽）”であれば、その復号領域に非ゼロ係数が無いことを示す。
係数データ［領域ｘ］（ｘ＝１〜ｎ）は、各復号領域における係数データを含む。なお、非ゼロ係数フラグが領域ｘにおける非ゼロ係数が無いことを示す場合、係数データ［領域ｘ］は省略される。
（作用・効果）
対象ブロックのサイズが大きい場合、符号化する係数の数が多くなるため、処理Ａおよび処理Ｂの間における効率の差は大きく表れる。さらにいえば、処理Ａおよび処理Ｂの間で、得意とする映像特性が異なる。よって、一方の処理方式でのみ符号化を行うと、大きく符号化効率を低下させるおそれがある。
上記処理Ａと処理Ｂとを切り替えながら符号化／復号することにより、処理方式の多様化による符号化効率の低下の抑止、または向上を図ることができる。効率化により、処理Ａおよび処理Ｂを切り替えるための符号化方式識別子の符号量を相殺することも可能である。
（変形例）
また、符号化方式識別子を符号化する単位は、任意である。例えば、ＬＣＵ単位で符号化することができる。
また、符号化の状況に応じて条件判定により、処理Ａおよび処理Ｂを切り替えることも可能である。この場合、符号化方法識別子によって処理Ａおよび処理Ｂを明示しなくても、暗黙的に実行する処理方式が決まるため符号化方法識別子を省略することもできる。
条件判定の基準としては、ブロックの属性や状態、所定のパラメータとすることができる。
より具体的には次のとおりである。対象ブロック（変換単位）のサイズに基づいて判定してもよい。例えば、１６×１６であれば、処理Ａを実行し、３２×３２であれば、処理Ｂを実行するように構成することが可能である。
また、対象ブロックの予測モードで判定してもよい。例えば、イントラ予測モードである場合、処理Ａを実行し、インター予測モードであれば、処理Ｂを実行するように構成することが可能である。
また、対象ブロックの隣接ブロックの変換単位サイズに基づいて判定してもよい。例えば、対象ブロックの左隣接ブロックの変換単位が所定サイズ（例えば、３２×３２サイズ）以上であれば、当該対象ブロックでは、処理Ａを実行し、そうでなければ、処理Ｂを実行するように構成してもよい。
また、“所定サイズ以上”のほかにも、“対象ブロックのサイズ以上”、“所定サイズ未満”、“所定サイズに等しい”といった判定条件を適用することも可能である。
変換単位のサイズが小さい場合、対象ブロックに含まれるエッジが多くなり、これにより対象ブロックに含まれる非ゼロ係数の数が多くなる傾向がある。よって、変換単位のサイズが小さい場合、処理Ｂを実行するように構成することがより好ましい。
また、符号化方法識別子以外の所定のパラメータを処理方式の判定に用いてもよい。ヘッダ等に付加されているプロファイル識別子に基づいて処理方式を切り替えてもかまわない。また、ヘッダ等に付加されているデコーダの能力やビット・ストリームの複雑さを規定するレベルに基づいて処理方式を切り替えてもかまわない。
また、処理Ｂは、図４に示した、領域分割して係数を符号化／復号する処理としたが、これに限られない。処理Ｂは、図１６に示した、相対位置指定により係数を符号化／復号する処理Ｓ２０であってもよい。
また、例えば、動画像符号化装置２は、処理Ｓ１０および処理Ｓ２０の符号化を試行し、あるいは符号量を推定し、符号化効率が良い処理を符号化方法識別子に指定してもよい。
〔４〕実施形態４
本発明のさらに他の実施形態について図２６〜図３６に基づいて説明すると、以下の通りである。なお、説明の便宜上、前記実施形態１にて説明した図面と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。
（階層的領域分割）
以下では、対象ブロックを階層的に領域分割して符号化／復号する方法について説明する。
動画像符号化装置２は、対象ブロックＢＬＫの符号化において、対象ブロックＢＬＫを階層的に分割してもよい。この場合、対象ブロックＢＬＫの符号化において、動画像符号化装置２のＴＵ情報符号化部２８０は、次の処理ＥＮＣおよびＤＩＶを繰り返す。
処理ＥＮＣ：処理対象の領域を分割せずに符号化
処理ＤＩＶ：処理対象の領域を分割し、分割により得られた各領域を次の処理対象の領域とする。
なお、対象ブロックが、一番初めに処理対象とする領域となる。また、ＴＵ情報符号化部２８０は、処理ＰおよびＱのうち、全体として符号化効率が良くなるほうを選択する。
例えば、ＴＵ情報符号化部２８０は、処理対象について、処理ＥＮＣのみを実行する場合と、処理ＤＩＶを試行してから処理ＥＮＣを実行する場合との間で、符号量を比較し、符号量が少なくなるよう処理手順を決定することができる。
図２６を用いて、その具体的な例について説明する。図２６は、２階層の分割を行う場合について例示している。
図２６に示すように、対象ブロックＢＬＫは、１階層の分割を行った場合の第１階層符号化領域Ｒ１０、Ｒ２０、Ｒ３０、Ｒ４０を含む。
また、第１階層符号化領域Ｒ３０、およびＲ４０については、２階層まで分割されている。すなわち、第１階層符号化領域Ｒ３０は、第２階層符号化領域Ｒ３１〜Ｒ３４を含み、また、第１階層符号化領域Ｒ４０は、第２階層符号化領域Ｒ４１〜Ｒ４４を含む。
（分割の決定）
ＴＵ情報符号化部２８０は、次の工程により、図２６に示す対象ブロックＢＬＫを分割する。
工程［１］ ＴＵ情報符号化部２８０は、対象ブロックＢＬＫを処理対象の領域とし、処理ＥＮＣおよび処理ＤＩＶを実行する。すなわち、領域符号化部２８２が処理ＥＮＣを実行するとともに、領域符号化部２８２は、対象ブロックＢＬＫに対する処理ＥＮＣによる符号量を記憶する。また、領域分割部２８１が、対象ブロックＢＬＫに対して処理ＤＩＶを実行し、第１階層符号化領域Ｒ１０〜Ｒ４０を得る。
工程［２］ 領域符号化部２８２は、第１階層符号化領域Ｒ１０〜Ｒ４０のそれぞれについて処理ＥＮＣを実行するとともに、第１階層符号化領域Ｒ１０〜Ｒ４０全体に対する処理ＥＮＣの符号量を記憶する。
工程［３］ ＴＵ情報符号化部２８０は、工程［１］の符号量と、工程［２］の符号量とを比較する。ここでは、工程［２］の符号量の方が小さかったとする。
工程［４］ 領域分割部２８１が、さらに第１階層符号化領域Ｒ１０〜Ｒ４０に対して処理ＤＩＶを実行し、第２階層の符号化領域を得る。
工程［５］ ＴＵ情報符号化部２８０は、第１階層までの符号化による符号量と、第２階層までの符号化による符号量とを比較し、符号量が小さいほうの処理手順を採用する。
工程［６］ 工程［５］の比較結果により、第１階層符号化領域Ｒ１０、Ｒ２０については、第２階層まで符号化したほうが、符号量が多く、また、第１階層符号化領域Ｒ３０、Ｒ４０については、第２階層まで符号化したほうが、符号量が少なかったとする。
これにより最終的に、第１階層符号化領域Ｒ１０、Ｒ２０、第２階層符号化領域Ｒ３１〜Ｒ３４、Ｒ４１〜Ｒ４４が確定する。
（分割フラグおよび非ゼロ係数フラグ）
領域符号化部２８２は、領域分割部２８１による分割の状況を示す分割フラグを符号化する。
具体的に例示すると次のとおりである。領域符号化部２８２は、領域分割部２８１による分割が確定した領域については、分割フラグ“１”を符号化する。また、領域符号化部２８２は、領域分割部２８１に分割されないことが確定した領域については、分割フラグ“０”を符号化する。
また、図２６において、網掛けをした領域は、非ゼロ係数が１つでもある領域であることを示しており、網掛けをしなかった領域は、非ゼロ係数が１つもない領域であることを示している。
そこで、領域符号化部２８２は、処理対象の領域における非ゼロ係数の有無を示す非ゼロ係数フラグを符号化してもよい。例えば、非ゼロ係数がある場合、非ゼロ係数フラグは、“１”であり、非ゼロ係数がない場合、非ゼロ係数フラグは、“０”である。
（フラグツリー）
図２７を用いて、分割フラグおよび非ゼロ係数フラグをフラグツリーＦＴの形式で符号化する例について説明する。図２７は、図２６に示す対象ブロックＢＬＫの分割状況および係数分布状況を表すフラグツリーＦＴの表現例（四分木表現）を示している。
フラグツリーＦＴのＲＯＯＴレベル、ＬＥＶＥＬ１、および、ＬＥＶＥＬ２の階層構造からなる。フラグツリーＦＴのＲＯＯＴレベルおよびＬＥＶＥＬ１は、分割フラグに対応している。フラグツリーＦＴのＬＥＶＥＬ２は、非ゼロ係数フラグに対応している。
フラグツリーＦＴのＲＯＯＴレベルでは、対象ブロックＢＬＫの分割フラグＦＲｏｏｔが符号化される。また、フラグツリーＦＴのＬＥＶＥＬ１では、第１階層符号化領域Ｒ１０、Ｒ２０、Ｒ３０、およびＲ４０の分割フラグＦ１０、Ｆ２０、Ｆ３０、Ｆ４０が符号化される。
そして、フラグツリーＦＴのリーフ（末端ノード）となるＬＥＶＥＬ２では、非ゼロ係数フラグが符号化される。
図２７において、丸で囲ったリーフは、左から順に、第２階層符号化領域Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、およびＲ４４の非ゼロ係数フラグを示しており、それぞれ、“１”、“０”、“０”、および“１”が符号化されている。
なお、第２階層符号化領域Ｒ４１、Ｒ４２、Ｒ４３、およびＲ４４について、計４個の非ゼロ係数フラグが符号化されているが、このフラグ４個のパターンを１組にして、当該パターンの出現頻度に応じた可変長符号化を行ってもよい。当該可変長符号化によれば、平均的には、四分木の符号量を削減することができる。
非ゼロ係数が多い領域については、ｒｕｎの長さが平均的に短くなるため、分割しないほうが、符号化効率が向上する傾向がある。
これに対して、ゼロ係数が多い、すなわち係数の分布密度が低い場合、ｒｕｎの長さが平均的に長くなるため、領域分割による符号化を採用することで、符号化効率を向上させることができる。
（領域の復号処理）
次に、図２８を用いて、上述の手法により符号化した係数符号化データを動画像復号装置１において復号する処理について説明する。図２８は、動画像復号装置１における領域の復号処理Ｓ２００の流れの一例について示すフローチャートである。
なお、領域の復号処理Ｓ２００は、再帰的処理であるため、最上位の呼び出しでは、対象ブロックを処理対象の領域として領域の復号処理Ｓ２００に含まれる各手順が実行される。
図２８に示すように、まず、動画像復号装置１では、領域分割部１２１が、分割フラグを参照することで、処理対象の領域が分割されているか否かを判定する（Ｓ２０１）。
処理対象の領域が分割されていない場合（Ｓ２０１においてＮＯ）、係数復号処理Ｓ２１０を実行する。
すなわち、まず、領域復号部１２２が、非ゼロ係数フラグを参照することで、領域内に非ゼロ係数があるか否かを判定する（Ｓ２１１）。
領域内に非ゼロ係数がある場合（Ｓ２１１においてＹＥＳ）、領域復号部１２２は、処理対象の領域に含まれる係数全体を、まとめてラン−レベルモード復号処理により復号する（Ｓ２１２）。
これに対し、領域内に非ゼロ係数がない場合（Ｓ２１１においてＮＯ）、領域復号部１２２は、処理対象の領域の復号処理をスキップする。
係数復号処理Ｓ２１０が終了し、処理対象の領域の復号処理が終了して、次の処理対象の領域に対する領域の復号処理Ｓ２００が実行される。
一方、処理対象の領域が分割されている場合（Ｓ２０１においてＹＥＳ）、分割領域復号処理Ｓ２２０を実行する。
すなわち、まず、領域復号部１２２が、各領域について符号化されている分割フラグを復号し（Ｓ２２１）、分割した各領域についてのループＬＰ２００に入る。
ループＬＰ２００では、領域の復号処理Ｓ２００が再帰的に実行される（Ｓ２２３）、そして、ループＬＰ２００の先頭にもどって（Ｓ２２４からＳ２２３へ）、以後、分割した各領域について順にループ内の処理が実行される。
分割した領域すべてについて処理終了すると、ループＬＰ２００を抜けて、分割領域復号処理Ｓ２２０が終了する。その後、実行中の領域の復号処理Ｓ２００は終了する。再帰的に領域の復号処理Ｓ２００が呼び出されている場合は、呼び出し元に制御を返す。
なお、以上において、不要なフラグの符号化を避けるため、分割フラグは、これ以上分割しないサイズのブロックでは、常に偽と判定してもよい。また、非ゼロ係数フラグは、処理対象の領域が、対象ブロックそのものである場合、常に真と判定してもよい。
（データ構造）
以下において、図２９〜図３２を用いて、領域の復号処理Ｓ２００において復号される係数符号化データのデータ構造について例示する。
（１） フラグを分散して格納する例
図２９を用いて、フラグを分散して格納する場合のデータ構造について説明する。図２９に示すように、係数符号化データの先頭には、分割フラグＦＲｏｏｔが格納される。分割フラグＦＲｏｏｔが「０」であれば、係数符号化データは、一例として、ＤＡＴＡ１１に示すデータ構造が採用される（以下、係数符号化データＤＡＴＡ１１と表記する）。符号化データＤＡＴＡ１１には、対象ブロックの１６×１６個分の係数データ（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ，ｓｉｇｎ）が含まれる。
一方、分割フラグＦｒｏｏｔが「１」であれば、係数符号化データは、一例として、ＤＡＴＡ１２に示すデータ構造が採用される（以下、係数符号化データＤＡＴＡ１２と表記する）。
係数符号化データＤＡＴＡ１２は、領域情報［領域１］Ｆ１〜領域情報［領域ｎ］Ｆｎを含む。なお、上記“領域ｎ”とは、第１階層の“領域”のことを示している。図２６に示す対象ブロックＢＬＫを用いて例示すると、領域Ｒ１０〜Ｒ４０が上記“領域”に該当する。
ここで、図２９に従って、領域情報［領域１］Ｆ１の詳細なデータ構造について説明する。領域情報［領域１］Ｆ１は、分割フラグ［領域１］Ｆ１０を含む。
ここで、非ゼロ係数フラグおよび係数データは、分割フラグ［領域１］Ｆ１０が、「０」の場合は、係数情報Ｆ１２を含み、また、分割フラグ［領域１］Ｆ１０が、「１」の場合は、係数情報Ｆ１１を含む。
分割フラグ［領域１］Ｆ１０が、「０」の場合、さらなる領域分割はないので、係数情報には、非ゼロ係数フラグ［１］と、係数データ［１］とが含まれるのみである。
分割フラグ［領域１］Ｆ１０が、「１」の場合において、領域１がｎ個に分割されるとする。この場合、係数情報Ｆ１１には、非ゼロ係数フラグ［１−１］、係数データ［１−１］〜非ゼロ係数フラグ［１−ｎ］、係数データ［１−ｎ］が含まれる。
その他の領域情報については、領域情報［領域１］Ｆ１と同様であるので、その説明を省略する。
次に、図３０を用いて、図２９に示す係数符号化データＤＡＴＡ１２の具体例について説明する。図３０は、図２６を用いて説明した対象ブロックＢＬＫを示す係数符号化データの例を示す図である。
図２６に示す対象ブロックＢＬＫは、ＲＯＯＴレベルで４分木分割が指定されるので、分割フラグＦｒｏｏｔは、“１”である。
また、係数符号化データＤＡＴＡ１２は、対象ブロックＢＬＫに含まれる復号領域Ｒ１０〜Ｒ４０に対応する領域情報Ｆ１〜Ｆ４を含む。係数符号化データＤＡＴＡ１２では、
領域情報Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３およびＦ４の順でデータが格納されている。以下、領域情報Ｆ１〜Ｆ４に含まれるデータについて順に説明する。
領域情報Ｆ１に含まれるデータについて説明すると次のとおりである。復号領域Ｒ１０は、それ以上分割されないので、領域情報Ｆ１では、分割フラグ［１］＝０である。また、復号領域Ｒ１０は、非ゼロ係数を含むので、領域情報Ｆ１では、非ゼロ係数フラグ［１］＝１である。また、領域情報Ｆ１は、係数データ［１］を含む。
復号領域Ｒ２０は、分割されず、また非ゼロ係数を１つも含まないので、領域情報Ｆ２には、分割フラグ［２］＝０、非ゼロ係数フラグ［２］＝０が含まれる。
領域情報Ｆ３に含まれるデータについて説明すると次のとおりである。復号領域Ｒ３０は、復号領域Ｒ３１〜Ｒ３４に分割される。よって、領域情報Ｆ３は、分割フラグ［３］＝１を含む。
また、復号領域Ｒ３１、Ｒ３３には、非ゼロ係数が含まれ、復号領域Ｒ３２、Ｒ３４には、非ゼロ係数が１つも含まれない。
よって、復号領域Ｒ３１について、非ゼロ係数フラグ［３−１］＝１と、係数データ［３−１］とが含まれる。復号領域Ｒ３３についても同様である。
また、復号領域Ｒ３２およびＲ３４については、それぞれ、非ゼロ係数フラグ［３−２］＝０、および、非ゼロ係数フラグ［３−４］＝０が含まれる。
領域情報Ｆ４に含まれるデータについて説明すると次のとおりである。復号領域Ｒ４０は、復号領域Ｒ４１〜Ｒ４４に分割される。よって、領域情報Ｆ４は、分割フラグ［４］＝１を含む。
また、復号領域Ｒ４１、Ｒ４４には、非ゼロ係数が含まれ、復号領域Ｒ４２、Ｒ４３には、非ゼロ係数が１つも含まれない。
よって、復号領域Ｒ４１について、非ゼロ係数フラグ［４−１］＝１と、係数データ［４−１］とが含まれる。復号領域Ｒ４４についても同様である。
また、復号領域Ｒ４２およびＲ４３については、それぞれ、非ゼロ係数フラグ［４−２］＝０、および、非ゼロ係数フラグ［４−３］＝０が含まれる。
（２） フラグツリーをデータ先頭にまとめて格納する例
図３１を用いて、フラグツリーをデータ先頭にまとめて格納する場合のデータ構造について説明する。図３１に示すように、係数符号化データの先頭には、フラグツリーＦＴが格納される。
ここで、フラグツリーＦＴが、対象ブロックの分割がないことを示している場合、ＤＡＴＡ２１に示すデータ構造（係数符号化データＤＡＴＡ２１）が採用される。符号化データＤＡＴＡ２１には、対象ブロックの１６×１６個分の係数データ（ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ，ｓｉｇｎ）が含まれる。
一方、フラグツリーＦＴが、対象ブロックを１回以上分割することを示している場合、ＤＡＴＡ２２に示すデータ構造（係数符号化データＤＡＴＡ２２）が採用される。
係数符号化データＤＡＴＡ２２は、係数データ［領域１］〜係数データ［領域ｎ］を含む。なお、上記“領域ｎ”とは、それ以上分割されない“領域”のことを示している。図２６に示す対象ブロックＢＬＫを用いて例示すると、領域Ｒ１０や、領域Ｒ３１等が上記“領域”に該当する。
次に、図３２を用いて、図３１に示す係数符号化データＤＡＴＡ２２の具体例について説明する。図３２は、図２６を用いて説明した対象ブロックＢＬＫを示す係数符号化データの例を示す図である。
係数符号化データＤＡＴＡ２２には、まず、フラグツリーＦＴが格納される。フラグツリーＦＴでは、まず分割フラグＦＲｏｏｔが格納される。続いて、復号領域Ｒ１０〜Ｒ４０に関するフラグが順に格納される。
係数符号化データＤＡＴＡ２２では、フラグツリーＦＴの後に、各復号領域の係数データが格納される。係数データが１つ以上ある復号領域Ｒ１０、Ｒ３１、Ｒ３３、Ｒ４１、およびＲ４４に対応する係数データ［１］、係数データ［３−１］、係数データ［３−３］、係数データ［４−１］、および係数データ［４−４］が順に格納される。
（変形例）
［ｒｕｎのカウントの省略］
以下において、図３３および図３４を用いて、非ゼロ係数フラグが“０（偽）”の領域はｒｕｎのカウントに含めない例について説明する。図３３および図３４は、図２６の第１階層符号化領域Ｒ３０について示している。
なお、以下の説明では、例示的に、対象ブロックＢＬＫは、１６×１６サイズであるとする。第１階層符号化領域Ｒ３０は、８×８サイズであるとし、第２階層符号化領域Ｒ３１〜Ｒ３４は、４×４サイズであるとする。
このとき、ＴＵ情報符号化部２８０は、処理対象の符号化領域が、所定サイズ（例えば、８×８サイズ）以下である場合、領域分割および非ゼロ係数の有無の判定は行うが、スキャンおよび符号化は８×８単位で行う。
図３３は、図２６の第１階層符号化領域Ｒ３０について詳細に示す図である。図３３に示すとおり、領域分割部２８１は、第１階層符号化領域Ｒ３０を、第２階層符号化領域Ｒ３１〜Ｒ３４に分割する。
領域符号化部２８２は、第１階層符号化領域Ｒ３０について、分割フラグ“１”を符号化し、さらに非ゼロ係数フラグ“１００１”を符号化する。
また、領域符号化部２８２は、第１階層符号化領域Ｒ３０を、対象符号化領域として符号化処理を行う。第１階層符号化領域Ｒ３０の全体にわたって示す矢印は、スキャン順序を示している。
ここで、ランモード符号化部２０２は、非ゼロ係数フラグ“０（偽）”である符号化対象領域Ｒ３２およびＲ３４では、ｒｕｎをカウントしない。
すなわち、係数の符号化処理において、ランモード符号化部２０２は、次のようにランモード符号化処理を行う。
まず、図３４に示す非ゼロ係数Ａ１の符号化が完了しているものとする。そして、次の非ゼロ係数の符号化処理において、ランモード符号化部２０２は、図３４において矢印で示す逆順のジグザグスキャン順序にて、係数を読み取っていく。ここで、逆順のジグザグスキャン順序、次の非ゼロ係数は、Ａ３である（以下、非ゼロ係数Ａ３にて参照する）。非ゼロ係数Ａ１と、非ゼロ係数Ａ３との間には、９つのゼロ係数が存在する。
ランモード符号化部２０２は、第２階層符号化領域Ｒ３２およびＲ３４におけるゼロ係数を、ｒｕｎのカウントに含めない。このため、次の非ゼロ係数Ａ３の符号化処理において、ｒｕｎとしては、第２階層符号化領域Ｒ３３におけるゼロ係数Ａ２のみがカウントされる。よって、ランモード符号化部２０２は、ｒｕｎ＝１を符号化する。
なお、ランモード符号化部２０２は、各係数の２次元座標値から非ゼロ係数フラグが“０”の領域か否かを判定してもよい。
なお、動画像復号装置１側では次のようにして復号処理を行えばよい。すなわち、各係数の復号後にスキャン順に配列に格納された係数を、再び係数行列に格納する処理を行う際に、非ゼロ係数フラグが“０”である領域では、格納処理をスキップすればよい。
［規定による領域分割］
以下において、図３５および図３６を用いて、規定による領域分割について説明する。
ＴＵ情報復号部１２は、所定の復号対象領域については、予め定められたとおりに分割を行って、係数を復号してもよい。
図３５および図３６は、１６×１６サイズの対象ブロックＢＬＫにおける分割方式を示している。また、図３５および図３６では、対象ブロックＢＬＫは、第１階層復号領域Ｒ１０１〜Ｒ１０４に分割されている。また、第２階層復号領域まで分割可能な第１階層復号領域については、点線を付している（例えば、図３５において、第１階層復号領域Ｒ１０２〜Ｒ１０４）。
すなわち、ＴＵ情報復号部１２の領域分割部１２１は、所定の復号対象領域を、常に分割するよう設定されていてもよいし（分割可能）、常に分割しないように設定されていてもよい（分割不可）。
例えば、図３５に示すように、対象ブロックＢＬＫにおいて、左上８×８の第１階層復号領域Ｒ１０１は、分割不可としてもよい。第１階層復号領域Ｒ１０２〜Ｒ１０４については、領域分割部１２１が分割可能である。
なお、ＤＣ成分に近い領域では、非ゼロ係数が存在する可能性が高い。よって、第１階層復号領域Ｒ１０１では、分割しない場合のほうが、分割する場合よりも、動画像符号化装置２側での符号化効率が向上する傾向がある。
また、例えば、図３６に示すように、対象ブロックＢＬＫにおいて、右下８×８の第１階層復号領域Ｒ１０４のみ、分割可能としてもよい。第１階層復号領域Ｒ１０４については、領域分割部１２１が分割可能である。
高周波成分側の領域は、ゼロ係数が存在する可能性が高いため分割するほうが、動画像符号化装置２側での符号化効率が向上する傾向がある。
また、領域分割部１２１は、所定サイズより大きな復号領域を常に分割するようにしてもよい。また、領域分割部２８１は、所定サイズより小さなサイズの復号領域は、常に分割しないようにしてもよい。例えば、以下のように構成することができる。
領域分割部１２１は、８×８サイズより大きなサイズの復号領域を常に分割してもよい。また、領域分割部１２１は、最上位（つまり、対象ブロック）分割フラグを常に“１”と設定してもよい。
また、領域分割部１２１は、４×４サイズ以上のサイズの対象ブロックに含まれる４×４サイズの領域は、それ以上分割しないようにしてもよい。
また、領域分割部１２１は、３階層以上の分割は行わないようにしてもよい。
なお、本変形例は、動画像符号化装置２のＴＵ情報符号化部２８０について適用することも可能である。
〔その他の変形例〕
実施形態３に示した符号化方式の選択や、実施形態４に示した規定による領域分割を、特定サイズ・形状の対象ブロックや、特定のスライスタイプにのみ適用してもよい。
例えば、Ｂスライスでは、ゼロ係数が比較的多い傾向がある。よって、Ｂスライスでは、分割を行わず、対象ブロックの左上６４個の係数のみを符号化してもよい。
これらの変形によれば、フラグ符号量の増加を抑制することが可能である。
また、実施形態４に示した分割手法により得られた領域において、実施形態２に示す相対位置指定による係数の符号化を行ってもよい。
また、実施形態１で示した［領域の数およびサイズ］の変形例は、実施形態２〜４においても適用可能である。
また、本発明は以下のように表現することもできる。
すなわち、本発明に係る画像復号装置では、変換単位分割手段が、変換単位を、複数のサブ単位に分割し、変換係数復号手段が、符号化データから上記変換係数を得るための復号情報であって、上記サブ単位ごとに割り当てられている復号情報を参照して、上記サブ単位に含まれる変換係数を復号する。
また、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化して得られる符号化データでは、所定のスキャン順序に沿って連続するゼロ係数の長さが符号化されており、低周波側に位置する領域について定義されている上記復号情報では、上記連続するゼロ係数の長さが短いほど、短い符号が割り当てられている。
低周波成分側の領域では、非ゼロ係数が出現する頻度が高くため、連続するゼロ係数の長さは短くなる傾向がある。
上記構成によれば、連続するゼロ係数の長さは短いほど、短い符号を割り当てるので、領域の位置に応じて、上記傾向を考慮した効率のよい復号処理を行うことができる。これにより、復号する符号量を低減することができる。
また、高周波側に位置する領域について定義されている上記復号情報では、上記変換係数の絶対値を含むパラメータの組について、上記絶対値が１であるパラメータの組に、より短い符号が割り当てられている。
高周波成分側の領域では、変換係数の絶対値が全体的に小さくなる傾向がある。このため、変換係数がゼロ係数でなければ、絶対値が１となる傾向がある。
上記構成によれば、高周波成分側の位置において出現頻度が高くなるようなパラメータの組に、より短い符号を割り当てることができる。
なお、パラメータの組とは、例えば、ランモードにおける｛ｒｕｎ，ｌｅｖｅｌ｝の組のことであり、ここでの絶対値とは、ｌｅｖｅｌに対応する。
よって、領域の位置に応じて、上記傾向を考慮した効率のよい復号処理を行うことができる。これにより、復号する符号量を低減することができる。
また、上記復号情報では、符号の長さに応じて順序が指定されており、
上記復号情報更新手段は、上記更新において、上記変換単位における上記サブ単位の位置に応じて、上記順序を繰り上げる。
上記構成によれば、上記変換単位における上記サブ単位の位置に応じて、パラメータに割り当てられている符号の長さに応じて定められている順序を繰り上げる。
上記符号の長さに応じて定められている順序とは、例えば、コード番号のことをいう。すなわち、上記構成では、コード番号の繰り上げを行うことにより、パラメータに割り当てられている符号の長さをより短いものに更新する。
上記構成によれば、コード番号の繰り上げという比較的簡便な手順により符号の長さの更新を実現することができる。
また、上記変換単位分割手段は、分割対象の領域の位置およびサイズの少なくとも一方に応じて、上記再帰的な分割を行う。
上記構成によれば、分割を行うことを示すフラグを復号しなくても済むため、復号する符号量を低減することができる。
〔付記的情報〕
本発明の一側面について説明すると次のとおりである。すなわち、本発明に係る画像復号装置は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化して得られる符号化データから、該変換係数を復号する画像復号装置において、上記変換単位を、複数のサブ単位に分割する変換単位分割手段と、上記符号化データから上記変換係数を得るための復号情報であって、上記サブ単位ごとに割り当てられている復号情報を参照して、上記サブ単位に含まれる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。
また、本発明に係る画像符号化装置は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化する画像符号化装置において、上記変換単位を、複数のサブ単位に分割する変換単位分割手段と、上記変換係数を符号化するための符号化情報であって、上記サブ単位ごとに割り当てられている符号化情報を参照して、上記変換単位に含まれる変換係数を符号化する変換係数符号化手段と、を備える構成である。
また、本発明に係る符号化データのデータ構造は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化することにより生成される符号化データのデータ構造において、符号化対象となる上記変換係数の位置のひとつ前に符号化した上記変換係数の位置に対する相対位置を含み、これにより、上記符号化データを復号する画像復号装置は、ひとつ前に復号した上記変換係数の上記変換単位における位置と、上記相対位置とから、復号対象となる上記変換係数の位置を特定するデータ構造である。
上記構成によれば、復号処理において、まず、復号の対象となる変換単位を複数のサブ単位に分割する。
変換単位とは、画素値を周波数領域に変換する単位である。変換単位としては、例えば、６４×６４画素、３２×３２画素や１６×１６画素のサイズ等が挙げられる。
サブ単位は、変換単位が１６×１６サイズである場合、例えば、８×８サイズの領域であってもよい。
また、上記構成によれば、分割により得られた複数のサブ単位を、ひとつずつ処理対象にして、該サブ単位に含まれる変換係数を復号する。サブ単位を復号する順番に特に制限はなく任意の順に復号処理を行うことができる。
また、上記構成では、変換係数の復号に際し、複数のサブ単位のそれぞれに割り当てられている復号情報を参照する。
復号情報とは、符号化データのコード（ビット列）から、変換係数の所定のパラメータ値を再現するための情報である。例えば、復号情報は、符号化データのコードから変換係数の所定のパラメータ値を再現するための対応付けを示すテーブルである。また、例えば、復号情報は、符号化データのコードから、変換係数の所定のパラメータ値を導出するための算出式である。
つまり、上記構成においては、元の変換単位のサイズよりも、小さなサブ単位について規定されている復号情報を用いて、変換係数を復号する。
このため、元の変換単位のサイズについて規定される復号情報に基づいて復号処理を行うのに比べて、復号情報の情報量や、復号情報に基づく計算量を低減することができるという効果を奏する。
さらにいえば、復号処理において対象となる変換係数の数を小さくできるので、変換係数のスキャン順序を定義するスキャンテーブルのサイズもより小さくできる。
また、さらに付言すれば、復号処理において必要となるメモリの量や、処理能力を低く抑えることができる。
なお、サブ単位は、非特許文献１，２の技術における符号化単位のいずれかと一致していてもよい。この場合、上記符号化単位において予め定義されているＶＬＣテーブル、すなわち復号情報を流用することができる。
なお、上記のように構成された画像符号化装置または符号化データのデータ構造によれば、本発明に係る画像復号装置と同様の効果を奏する。
また、本発明に係る画像復号装置では、上記変換係数復号手段は、上記サブ単位における非ゼロの変換係数の有無を示す非ゼロ情報を参照し、該非ゼロ情報が、上記サブ単位における非ゼロの変換係数が無いことを示すとき、上記サブ単位の復号処理を省略することが好ましい。
上記構成によれば、非ゼロ係数の有無に応じて、領域単位で不要な復号処理を行うことを避けることができる。
また、本発明に係る画像復号装置では、上記復号情報は、上記変換単位における、上記サブ単位の位置に応じて適応的に定義されていることが好ましい。
変換単位では、ＤＣ成分を含む低周波成分側と、高周波成分側とで、変換係数の値の出現傾向が異なる。例えば、ＤＣ成分付近の低周波成分側では、非ゼロ係数が出現する可能性が高い。また、高周波成分側では、ゼロ係数が出現する可能性が高い。
位置に応じて適応的に定義するとは、例えば、上記サブ単位の位置が、低周波成分側であるのか、低周波成分側であるのかに応じて適応的に復号情報を定義するということである。
また適応的とは、上記の出現傾向に応じて、コードを割り当てることである。例えば、高周波成分側では、ゼロ係数に、または変換係数の絶対値が小さいものに、より短いコードを割り当てるということである。
また、例えば、低周波成分側では、非ゼロ係数に、または変換係数の絶対値が大きいものに、より短いコードを割り当てるということである。
上記構成によれば、領域の位置に応じた効率のよい復号処理を行うことができ、復号する符号量を低減することができる。
また、本発明に係る画像復号装置では、上記変換係数を示すパラメータの出現頻度に応じて、上記復号情報において該パラメータに割り当てられている符号をより短いものに更新する復号情報更新手段を備えることが好ましい。
上記構成によれば、出現頻度が高いパラメータについて、より短い符号が割り当てることができる。すなわち、パラメータの出現頻度を、符号の短さに動的に反映させることができる。
これにより、出現頻度が高いパラメータについて復号する符号量を低減することができる。
また、本発明に係る画像復号装置では、上記変換係数復号手段は、連続する非ゼロ係数の長さと、変換係数の絶対値と、変換係数の符号とを復号する第１モード復号手順を所定条件下において実行した後、変換係数の絶対値と、変換係数の符号とを復号する第２モード復号手順を実行する復号処理を行うことが好ましい。
上記構成によれば、復号処理において、連続する非ゼロ係数の長さ（ｒｕｎ）と、変換係数の絶対値（ｌｅｖｅｌ）と、変換係数の符号（ｓｉｇｎ）とを復号する第１モード復号手順を所定条件下において実行した後、変換係数の絶対値（ｌｅｖｅｌ）と、変換係数の符号（ｓｉｇｎ）とを復号する第２モード復号手順を実行する。第１モード復号手順とは、いわゆるランモードであり、第２モード復号手順とは、いわゆるレベルモードである。
上記所定条件とは、例えば、復号した変換係数の数、変換係数の絶対値などが挙げられる。他にも、所定条件は、サブ単位の変換単位における位置や、係数の出現傾向に応じた条件であってもよい。
ランモードおよびレベルモードは、例えば、非特許文献１、２に採用されている技術である。各領域における復号処理では、このような従来構成を流用することができる。これにより、高い符号化効率を実現することができる。
また、本発明に係る画像復号装置では、上記変換係数復号手段は、上記変換単位における、上記サブ単位の位置に応じて、上記所定条件を、変更することが好ましい。
上記変換単位における、上記サブ単位の位置に応じて、上記所定条件を、変更するとは、例えば、低周波成分側の領域では、第１モード復号手順を終了しにくくし、高周波成分側の領域では、第１モード復号手順を終了しやすくするということである。
低周波成分側の領域では、連続する非ゼロ係数の長さが比較的短く、高周波成分側の領域では、連続する非ゼロ係数の長さが比較的長くなる傾向がある。このため、連続する非ゼロ係数の長さが長くなる場合には第１モード復号手順を優先的に用いるようにする。
なお、所定条件の変更には、第１モード復号手順のみを実行し、第２モード復号手順を実行しないことも含まれる。
上記構成によれば、ラン−レベルモードによる効率的な復号処理を実現することができる。
また、本発明に係る画像復号装置では、上記変換単位における低周波成分側の所定領域に限り変換係数を復号する限定領域復号手段と、上記変換単位分割手段および上記変換係数復号手段による復号処理と、上記限定領域復号手段による復号処理とを切り替える切り替え手段とを備えることが好ましい。
上記構成によれば、上記変換単位分割手段および上記変換係数復号手段による復号処理方式と、上記変換単位における低周波成分側の所定領域に限り変換係数を復号する復号処理方式とのいずれか符号化効率がよい復号処理方式に適宜切り替えることができる。
また、本発明に係る画像復号装置では、上記変換単位分割手段は、分割した上記複数の領域を再帰的に分割することが好ましい。
より小さいサイズの領域について復号処理を行ったほうが復号する符号量が少なくて済む場合がある。上記構成によれば、より小さいサイズの領域について復号処理を行ったほうが復号する符号量が少なくて済む場合、効率的に復号処理を行うことができる。
さらに付言しておくと、非ゼロ係数が多いときは、分割しないほうが効率的な場合がある。また、非ゼロ係数の有無が符号化されていると、より小さいサイズの領域について、細かく制御を行うことができるので、さらに効果的である。
本発明の他の側面について説明すると次のとおりである。すなわち、本発明に係る画像復号装置は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化して得られる符号化データから、該変換係数を復号する画像復号装置において、復号対象となる変換係数のひとつ前に復号した変換係数からの相対位置を復号する相対位置復号手段と、ひとつ前に復号した上記変換係数の、上記変換単位における位置と、上記相対位置とから上記復号対象となる上記変換係数の位置を特定する位置特定手段と、を備える構成である。
また、本発明に係る画像符号化装置は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化する画像符号化装置において、符号化対象となる上記変換係数の位置のひとつ前に符号化した上記変換係数の位置に対する相対位置を符号化する相対位置符号化手段を備える構成である。
また、本発明に係る符号化データのデータ構造は、上記課題を解決するために、対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換に変換して得られた変換係数を符号化することにより生成された符号化データのデータ構造において、符号化対象となる上記変換係数の位置のひとつ前に符号化した上記変換係数の位置に対する相対位置を含み、これにより、上記符号化データを復号する画像復号装置は、ひとつ前に復号した上記変換係数の上記変換単位における位置と、上記相対位置とから、復号対象となる上記変換係数の位置を特定するデータ構造である。
上記構成によれば、ひとつ前に復号した上記変換係数の、上記変換単位における位置と、上記相対位置とから上記復号対象となる上記変換係数の位置を特定する。これにより、相対位置に基づいて、連鎖的に、変換係数の位置を特定していくことができる。なお、変換単位とは、変換を行う所定の単位である。
上述のｒｕｎを符号化する場合、所定のスキャン順序に応じてｒｕｎの長さがカウントされるため、基準とする非ゼロ係数と次の非ゼロ係数との変換単位における２次元座標の相対位置が近くても、結果としてｒｕｎが長くなるときがあり、これにより、符号量が増大する場合がある。
この傾向は、変換係数が疎らになりやすい高周波成分の領域において顕著である。また、ｒｕｎが長くなるということは、これに応じた大きなテーブルを用意しなければならないということである。
これに対して、相対位置で変換係数の位置を特定していけば、このような場合において符号量を削減することができる。
上記構成によれば、相対位置で変換係数の位置を特定していくので、復号すべき符号量を低減することができる。
この結果、復号情報の情報量や、復号情報に基づく計算量を低減することができるという効果を奏する。
また、さらに付言すれば、復号処理において必要となるメモリの量や、処理能力を低く抑えることができる。
なお、上記のように構成された画像符号化装置または符号化データのデータ構造によれば、本発明に係る画像復号装置と同様の効果を奏する。
また、本発明に係る画像復号装置では、上記変換単位における低周波成分側の領域について、連続する非ゼロ係数の長さと変換係数の絶対値と変換係数の符号とを復号する第１モード復号処理、および、変換係数の絶対値と変換係数の符号とを復号する第２モード復号処理を実行する復号手段を備えることが好ましい。
上記復号手段は、いわゆるラン−レベルモードの復号を実行するものである。変換単位における低周波成分側の領域とは、例えば、当該変換単位が１６×１６サイズのものであれば、ＤＣ成分を含む左上の８×８サイズの領域が挙げられる。
低周波成分側の領域では、変換係数がそれほど疎らにならないため、ｒｕｎの長さも比較的短くなる。よって、ラン−レベルモードによる復号を効率的に行うことができる。
上記構成によれば、変換係数がそれほど疎らにならないような領域について、ラン−レベルモードによる復号を効率的に行うことができる。
また、本発明に係る画像復号装置では、上記復号手段は、復号対象となる変換単位の特性に応じて上記領域のサイズを変更することが好ましい。
変換単位の特性とは、変換単位のスライスタイプ、予測モード、変換単位サイズなどである。上記各種特性を組み合わせて用いてもよいし、択一的に用いてもよい。例えば、変換単位のスライスタイプ、予測モード、変換単位サイズなどの少なくとも１つに応じて上記領域のサイズを変更すればよい。
変換単位のサイズが１６×１６であるとき、例えば、次のように構成することができる。すなわち、予測モードが、イントラモードであれば、上記低周波成分側の領域のサイズを８×８とする。また、予測モードが、インターモードであれば、上記低周波成分側の領域のサイズを４×４とする。
これにより、変換単位の特性に応じて、ラン−レベルモードにより復号する領域を変更することができる。
この結果、ラン−レベルモードによる復号を効率的に行うことができる。
また、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／ブルーレイディスク（登録商標）等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ／ＥＥＰＲＯＭ／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。なお、本発明は、上記プログラムコードが電子的な伝送で具現化された、搬送波に埋め込まれたコンピュータデータ信号の形態でも実現され得る。
＜＜応用例＞＞
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３７を参照して説明する。
図３７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３７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３７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３７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３７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３７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３８を参照して説明する。
図３８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３８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３８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３８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３８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３８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。
本発明は、画像データが符号化された符号化データを復号する画像復号装置、および、画像データが符号化された符号化データを生成する画像符号化装置に好適に適用することができる。また、画像符号化装置によって生成され、画像復号装置によって参照される符号化データのデータ構造に好適に適用することができる。
１ 動画像復号装置（画像復号装置）
２ 動画像符号化装置（画像符号化装置）
１２、１２Ａ ＴＵ情報復号部
１２１ 領域分割部（変換単位分割手段）
１２２ 領域復号部（変換係数復号手段）
２８０、２８０Ａ ＴＵ情報符号化部
２８１ 領域分割部（変換単位分割手段）
２８２ 領域符号化部（変換係数符号化手段）
３２０ 相対位置モード復号部
３２１ 最後の非ゼロ係数復号部
３２２ 相対位置復号部（相対位置復号手段）
３２３ 係数位置決定部（位置特定手段）
３１０ ラン−レベルモード復号部（復号手段）
４２０ 相対位置モード符号化部
４２１ 最後の非ゼロ係数符号化部
４２２ 相対位置算出部（相対位置符号化手段）
４２３ 相対位置符号化部（相対位置符号化手段）
ＢＬＫ 対象ブロック（変換単位）
Ｒ１１〜Ｒ１４ 復号領域（サブ単位）
ＴＢＬ１１、ＴＢＬ３０ ＶＬＣテーブル（復号情報）
ＴＢＬ２１、ＴＢＬ４０ ＶＬＣテーブル（符号化情報）
ＴＵＩ ＴＵ情報（符号化データ）

Claims (2)

  1. 対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化して得られる符号化データから、該変換係数を復号する画像復号装置において、
    上記変換単位を、複数のサブ単位に分割する変換単位分割手段を備え、
    上記サブ単位は、矩形のブロックであり、
    上記変換単位の最高周波数成分を含む上記サブ単位から最低周波数成分を含む上記サブ単位の順番に走査し、上記サブ単位ごとに割り当てられている非ゼロ係数の有無を示すフラグを参照して、上記サブ単位に含まれる変換係数を復号する変換係数復号手段をさらに備えることを特徴とする画像復号装置。
  2. 対象画像の画素値を変換単位ごとに周波数変換して得られた変換係数を符号化する画像符号化装置において、
    上記変換単位を、複数のサブ単位に分割する変換単位分割手段を備え、
    上記サブ単位は、矩形のブロックであり、
    上記変換単位の最高周波数成分を含む上記サブ単位から最低周波数成分を含む上記サブ単位の順番に走査し、上記サブ単位ごとに割り当てられている非ゼロ係数の有無を示すフラグを参照して、上記変換単位に含まれる変換係数を符号化する変換係数符号化手段をさらに備えることを特徴とする画像符号化装置。
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