JPWO2016203881A1 - 算術復号装置及び算術符号化装置 - Google Patents

Abstract

復号処理量を低減して、符号化効率を維持しつつＣＵ分割識別子に関するコンテキスト数の増大を抑制し、かつ、ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックス導出処理を簡略化する。コンテキストを指定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、前記コンテキストインデックスで指定されるコンテキスト、及びバイパスフラグを参照して、符号化データから１又は複数のBinからなるBin列を復号する算術符号復号手段と、前記Bin列から対象ＣＵに関するＣＵ分割識別子のシンタックス値を復号するＣＵ分割識別子復号手段とを備える算術復号装置であって、前記コンテキストインデックス導出手段は、前記対象ＣＵの分割深度、及び１以上の復号済隣接ＣＵの分割深度に基づいて、前記ＣＵ分割識別子に関する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。

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、及び算術符号化装置を備え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、及び算術符号化装置を備え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、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や、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; ＣＵ）と呼ばれることもある）、及び、符号化単位を分割することより得られるブロックである予測ユニット（Prediction Unit ; ＰＵ）、変換ユニット（Transform Unit; ＴＵ）からなる階層構造により管理され、通常、ブロックごとに符号化／復号される。

また、このような動画像符号化方式においては、通常、入力画像を符号化／復号することによって得られる局所復号画像に基づいて予測画像が生成され、当該予測画像を入力画像（原画像）から減算して得られる予測残差（「差分画像」または「残差画像」と呼ぶこともある）が符号化される。また、予測画像の生成方法としては、画面間予測（インター予測）、および、画面内予測（イントラ予測）が挙げられる。

非特許文献１では、四分木分割（Quadtree Partition）を用いて、自由度の高いブロックサイズの符号化ユニット及び変換ユニットを選択し、符号量と精度のバランスをとる技術が知られている。６４×６４ブロックサイズの最大符号化ユニットに対して、該ブロックサイズを有する符号化ユニットを四分木分割するか否かを示すフラグ（ＣＵ分割フラグ）の値に基づいて、四分木分割を最小符号化ユニットまで再帰的に繰り返すことで、６４×６４、３２×３２、１６×１６、８×８のブロックサイズまでの符号化ユニットへ分割することができる。

非特許文献２では、最大符号化ユニットのサイズを６４×６４から、最大５１２×５１２ブロックサイズまで拡張した場合における、符号化ユニットの四分木分割が開示されている。非特許文献１と同様に、５１２×５１２ブロックサイズの最大符号化ユニットに対して、該ブロックサイズを有する符号化ユニットＣＵ分割フラグに基づいて、四分木分割を最小符号化ユニットまで再帰的に繰り返すことで、５１２×５１２、２５６×２５６、１２８×１２８、６４×６４、３２×３２、１６×１６、８×８のブロックサイズまでの符号化ユニットへ分割することができる。

ITU-T Rec. H.265 (V2), 2014年10月29日公開） J.Chen等, "Coding tools investigation for next generation video coding", ITU-T STUDY GROUP 16 COM16-C806-E, (2015年1月公開）

しかしながら、非特許文献２では、符号化ユニットの最大サイズ拡張時において、符号化ユニットを四分木分割するか否かを示すＣＵ分割フラグに関するコンテキストを指定するコンテキストインデックス導出処理が複雑であり、かつ、コンテキスト数が増大するという課題がある。より具体的には、非特許文献２では、対象ＣＵの分割深度と対象ＣＵに隣接する周囲の復号済（符号化済）ＣＵの分割深度を参照して、ＣＵ分割フラグに関するコンテキストインデックスを導出したのち、さらに、対象ＣＵの分割深度が隣接ＣＵの分割深度の最小値以下、最大値以上の場合に、「対象ＣＵの分割深度と対象ＣＵに隣接する周囲の復号済（符号化済）ＣＵの分割深度に基づいて導出されるコンテキストインデックス」とは異なるコンテキストインデックスを再度導出する。そのためコンテキスインデックス導出処理が複雑であると共に、コンテキスト数の増加に伴うコンテキストを保持するメモリサイズが増大するという課題がある。

上記の課題を解決するために、本発明の態様１に係る算術復号装置は、コンテキストを指定するコンテキストインデックス導出手段と、前記コンテキストインデックスで指定されるコンテキスト、及びバイパスフラグを参照して、符号化データから１又は複数のBinからなるBin列を復号する算術符号復号手段と、前記Bin列から対象ＣＵに関するＣＵ分割識別子のシンタックス値を復号するＣＵ分割識別子復号手段とを備える算術復号装置であって、前記コンテキストインデックス導出手段は、前記対象ＣＵの分割深度、及び１以上の復号済隣接ＣＵの分割深度に基づいて、前記ＣＵ分割識別子に関する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。

上記の課題を解決するために、本発明の態様２に係る算術符号化装置は、対象ＣＵに関するＣＵ分割識別子のシンタックス値をBin列へ符号化するＣＵ分割識別子符号化手段と、コンテキストを指定するコンテキストインデックス導出手段と、コンテキストインデックスで指定されるコンテキスト、及びバイパスフラグを参照して、１又は複数のBinからなるBin列を符号化して符号化データを生成する算術符号符号化手段とを備える算術符号化装置であって、前記コンテキストインデックス導出手段は、前記対象ＣＵの分割深度、及び１以上の符号化済隣接ＣＵの分割深度に基づいて、前記ＣＵ分割識別子に関する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。

本発明の一態様によれば、コンテキストインデックス導出手段は、対象ＣＵの分割深度、及び１以上の復号済隣接ＣＵの分割深度に基づいて、ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスを導出することで、符号化効率を維持しつつ、ＣＵ分割識別子に関するコンテキスト数の増大を抑制し、かつ、ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックス導出処理を簡略化するため、復号処理量を低減する効果を奏する。

本発明の一態様によれば、コンテキストインデックス導出手段は、対象ＣＵの分割深度、及び１以上の符号化済隣接ＣＵの分割深度に基づいて、ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスを導出することで、符号化効率を維持しつつ、ＣＵ分割識別子に関するコンテキスト数の増大を抑制し、かつ、ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックス導出処理を簡略化するため、符号化処理量を低減する効果を奏する。

本発明の一実施形態に係る復号モジュールの備える算術復号部の構成例について示す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。 上記動画像復号装置の概略的動作を説明するフローチャートである。 ＰＵ分割タイプのパターンを示す図である。（ａ）〜（ｈ）は、それぞれ、ＰＵ分割タイプが、２Ｎ×２Ｎ、２Ｎ×Ｎ、２Ｎ×ｎＵ、２Ｎ×ｎＤ、Ｎ×２Ｎ、ｎＬ×２Ｎ、ｎＲ×２Ｎ、および、Ｎ×Ｎの場合のパーティション形状について示している。 本発明の一実施形態に係るＣＵ情報復号部１１（ＣＴＵ情報復号Ｓ１３００、ＣＴ情報復号Ｓ１４００）の概略的動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックス導出処理を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックス導出処理の示す疑似コードの一例である。 本発明の一実施形態に係るＺスキャンオーダー順でのブロックの可用性フラグAvaialableNFlagの導出処理を示す疑似コードの一例である。 本実施例に係るＣＵ分割識別子の各シンタックスのＢｉｎ位置に対応するコンテキスト値（コンテキスト増分値）の一例を説明する図である。 ＣＵ分割識別子のシンタックス値とBin列の対応の一例を、及びオフセット（ｄｘＡ, dyA）の対応を説明する図である。（ａ）は、ＣＵ分割識別子のシンタックス値とBin列の対応の一例である。（ｂ）は、オフセット（ｄｘＡ, dyＡ）の対応を説明する図である。 対象ＣＵと隣接ＣＵの位置へのオフセット（ｄxA, dyA）の対応、及び対象ＣＵと隣接ＣＵＡ（Ａ＝L,LB,T,TR）を説明する図である。（ａ）は、オフセット（ｄｘＡ, dyＡ）の一例を示し、（ｂ）は対象ＣＵと隣接ＣＵＡ（Ａ＝L,LB,T,TR）の位置関係の一例を説明する図である。 本発明の一実施形態に係るＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックス導出処理の変形１を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るＣＵ情報復号部１１（ＣＵ情報復号Ｓ１５００）、ＰＵ情報復号部１２（ＰＵ情報復号Ｓ１６００）、ＴＵ情報復号部１３（ＴＵ情報復号Ｓ１７００）の概略的動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るＴＵ情報復号部１３（ＴＴ情報復号Ｓ１７００）の概略的動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るＴＵ情報復号部１３（ＴＵ情報復号Ｓ１７６０）の概略的動作を説明するフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るＣＵ情報のシンタックス表の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るＣＵ情報、ＰＴ情報ＰＴＩ、ＴＴ情報ＴＴＩのシンタックス表の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るＰＴ情報ＰＴＩのシンタックス表の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るＴＴ情報ＴＴＩのシンタックス表の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係るＴＵ情報のシンタックス表の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る量子化予測残差のシンタックス表の構成例を示す図である。 本発明の一実施形態に係る量子化予測残差情報のシンタックス表の構成例を示す図である。 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符号化データ生成部が備える算術符号化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。 非特許文献１におけるＣＵ分割フラグに関するコンテキストインデックス導出処理を示すフローチャートである。 非特許文献２におけるＣＵ分割フラグに関するコンテキストインデックス導出処理を示すフローチャートである。

本発明の一実施形態について図１〜図２９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、ＨＥＶＣ（High Efficiency Video Coding）にて採用されている技術を実装している。動画像符号化装置２は、これらの動画像符号化方式において、エンコーダからデコーダに伝送されることが規定されているシンタックス（syntax）の値をエントロピー符号化して符号化データ＃１を生成する。

エントロピー符号化方式としては、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。

ＣＡＶＬＣおよびＣＡＢＡＣによる符号化／復号においては、コンテキストに適応した処理が行われる。コンテキストとは、符号化／復号の状況（文脈）のことであり、関連シンタックスの過去の符号化／復号結果により定まるものである。関連シンタックスとしては、例えば、イントラ予測、インター予測に関する各種シンタックス、輝度（Luma）、色差（Chroma）に関する各種シンタックス、およびＣＵ(Coding Unit 符号化単位)サイズに関する各種シンタックスなどがある。また、ＣＡＢＡＣでは、シンタックスに対応する２値データ（バイナリ列）における、符号化／復号対象となるバイナリの位置をコンテキストとして用いる場合もある。

ＣＡＶＬＣでは、符号化に用いるＶＬＣテーブルを適応的に変更して、各種シンタックスが符号化される。一方、ＣＡＢＡＣでは、予測モードおよび変換係数等の多値を取り得る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値データが発生確率に応じて適応的に算術符号化される。具体的には、バイナリ値（０または１）の発生確率を保持するバッファを複数用意し、コンテキストに応じて一つのバッファを選択し、当該バッファに記録されている発生確率に基づいて算術符号化を行う。また、復号／符号化するバイナリ値に基づいて、当該バッファの発生確率を更新することで、コンテキストに応じて適切な発生確率を維持できる。

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）〜（ｅ）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、符号化ツリーブロック（Coding Tree block）ＣＴＢを規定するツリーブロックレイヤ、符号化ツリー（Coding Tree、ＣＴ）を規定する符号化ツリーレイヤ、符号化ツリーブロックＣＴＵ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〜Ｓ_NS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〜Ｓ_NS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。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ＣＴＵ₁〜ＣＴＵ_NC（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（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ＣＴＵ（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ＣＴＢは、スライス（ピクチャ）を固定サイズに分割するブロックである。なお、固定サイズのブロックであるツリーブロックにおいて、領域の画像データ（画素）に注目する場合には、ツリーブロック、領域の画像データだけではなく、画像データを復号するための情報（例えば分割情報等）も含める場合には、ツリーユニットと呼ぶことがある。以下、区別せずに単にツリーブロックＣＴＵと呼ぶ。以下、符号化ツリー、符号化ユニットなども、対応する領域の画像データだけではなく、画像データを復号するための情報（例えば分割情報等）も含めて扱う。

ツリーブロックＣＴＵは、ツリーブロックヘッダＣＴＵＨと、符号化単位情報ＣＱＴを含む。ここで、まず、ツリーブロックＣＴＵと、符号化ツリーＣＴ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ＣＴＵは、スライス（ピクチャ）を固定サイズに分割するユニットである。

ツリーブロックＣＴＵは、符号化ツリー（ＣＴ）を有する。符号化ツリー（ＣＴ）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及びそのノードのことを以下、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、最上位の符号化ツリーＣＴが、ＣＴＵ（ＣＱＴ）であり、末端の符号化ツリーＣＴが、ＣＵである。

つまり、符号化単位情報ＣＵ_１〜ＣＵ_ＮＬは、ツリーブロックＣＴＵ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ＣＴＵに対応付けられる。換言すれば、ツリーブロックＣＴＵ（ＣＱＴ）は、複数の符号化ノード（ＣＴ）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）(または最大分割深度も称する)に依存する。例えば、ツリーブロックＣＴＵのサイズが１２８×１２８画素であって、最大階層深度MaxCqtDepthが４である場合には、当該ツリーブロックＣＴＵ以下の階層における符号化ノードは、５種類のサイズ、すなわち、階層深度（分割深度も称する）CqtDepth=0の１２８×１２８画素、階層深度CqtDepth=1の６４×６４画素、階層深度CqtDepth=2の３２×３２画素、階層深度CqtDepth=3の１６×１６画素、および階層深度CqtDepth=4の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ＣＴＵＨ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フィルタ方法を指定するＳＡＯが含まれる。ＣＴＵＨなど、ＣＴＵに含まれる情報を符号化ツリーユニット情報（ＣＴＵ情報）と呼ぶ。

（符号化ツリー）
符号化ツリーＣＴは、ツリーブロックを分割するための情報であるツリーブロック分割情報ＳＰを有する。例えば、具体的には、図３の（ｄ）に示すように、ツリーブロック分割情報ＳＰ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識別子であるＣＵ分割識別子(split_cu_idx)であってもよい。ＣＵ分割識別子split_cu_idxが１の場合には、符号化ツリーＣＴをさらに４つの符号化ツリーＣＴに分割する。split_cu_idxが０の場合には、符号化ツリーＣＴは分割されない末端ノードであることを意味する。符号化ツリーが有するＣＵ分割フラグsplit_cu_idxなどの情報を符号化ツリー情報（ＣＴ情報）と呼ぶ。ＣＴ情報は、当該符号化ツリーをさらに分割するか否かを示すＣＵ分割フラグsplit_cu_idxの他、当該符号化ツリーとそれ以下の符号化ユニットで適用されるパラメータを含んでいても良い。なお、ＣＵ分割識別子split_cu_idxは四分木分割するか否かを示す２値に限定されず、例えば、split_cu_idx=2のとき、符号化ツリーＣＴはさらに水平方向に二分木分割される（後述のＮ×２Ｎ）、split_cu_idx=3のときに、符号化ツリーＣＴはさらに垂直方向に二分木分割される（後述の２Ｎ×Ｎ）、というようにＣＵ分割方法を割り当ててもよい。また、ＣＵ分割識別子split_cu_idxと各分割方法の対応付けは実施可能な範囲で変更可能である。

（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（predictiontree；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。

（符号化単位情報のデータ構造）
続いて、図３の（ｅ）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３の（ｅ）に示すように、符号化単位情報ＣＵは、具体的には、ＣＵ情報（スキップフラグ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（skip_flag）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、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。

［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、スキップモード、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、ＰＵ分割は、予測単位分割タイプとも呼称される。

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、選択可能できる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。

また、Ｉスライスでない場合、ＣＵ予測方式情報（PredMode）の値およびＰＵ分割タイプ情報（PartMode）の値は、ＣＵ分割識別子 (split_cu_idx)、スキップフラグ（skip_flag）、マージフラグ（merge_flag；後述）、ＣＵ予測方式情報（PredMode）、およびＰＵ分割タイプ情報（PartMode）の組み合わせを指定するインデックス（cu_split_pred_part_mode）によって特定されるようになっていてもよい。cu_split_pred_part_modeのようなインデックスのことを結合シンタックス（あるいは、ジョイント符号）とも称する。

［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３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ＰＵＩ_１〜ＰＵＩ_ＮＰ（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、イントラ予測情報、または、インター予測情報を含む。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。

インター予測情報は、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。

イントラ予測情報は、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、イントラ予測情報では、ＰＣＭモードを用いるか否かを示すＰＣＭモードフラグが符号化されていてもよい。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３の（ｅ）に示すように、対象ＣＵが残差データを含むか否かを示す情報ＣＵ残差フラグＣＢＰ＿ＴＵ、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〜ＴＵＩ_NT（ＮＴは、対象ＣＵに含まれるブロックの総数）を含んでいる。

ＣＵ残差フラグＣＢＰ＿ＴＵが０の場合には、対象ＣＵは残差データ、すなわち、ＴＴ情報ＴＴＩを含まない。ＣＵ残差フラグＣＢＰ＿ＴＵが１の場合には、対象ＣＵは残差データ、すなわち、ＴＴ情報ＴＴＩを含む。ＣＵ残差フラグＣＢＰ＿ＴＵは、例えば、対象ブロック以下を分割して得られる残差ブロックの全てにおいて残差が存在しないことを示す、残差ルートフラグrqt_root_cbf（Residual Quad Tree Root Coded Block Flag）であっても良い。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ＴＵ分割フラグ（split_transform_flag）と、その分割の深度を示すＴＵ深度（ＴＵ階層、trafoDepth）とから実現することができる。ＴＵ分割フラグsplit_transform_flagは変換（逆変換）を行う変換ブロックを分割するか否かを示すフラグであり、分割する場合にはさらに小さなブロックを用いて変換（逆変換、逆量子化、量子化）が行われる。

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〜ＴＵＩ_NT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＝２^qp/6）。

（ＰＵ分割タイプ）
ＰＵ分割タイプ（PartMode）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＝２^ｍ（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５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。

なお、同図の（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、同図の（ｂ）、（ｃ）、および（ｄ）は、それぞれ、ＰＵ分割タイプが、それぞれ、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。以下、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を、まとめて横長パーティションと称する。

また、同図の（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。以下、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を、まとめて縦長パーティションと称する。

また、横長パーティションおよび縦長パーティションをまとめて長方形パーティションと称する。

また、同図の（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。同図の（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、同図の（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、同図の（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。

また、同図の（ａ）〜（ｈ）において、左上がＣＵの基準点（原点）であるとする。

［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（同図の（ｈ））以外の７種類が定義されている。なお、上記４つの非対称的分割は、ＡＭＰ（Asymmetric Motion Partition、非対称パーティション）と呼ばれることもある。一般に、非対称パーティションにより分割されるＣＵには、形状またはサイズが異なるパーティションが含まれている。また、対称的分割は、対称パーティションと呼ばれることもある。一般に、対称パーティションにより分割されるＣＵには、形状およびサイズが一致するパーティションが含まれている。

なお、上述の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。すなわち、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、同図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。

なお、Iスライスの場合、符号化単位情報ＣＵにおいて、ＰＵ分割タイプ（PartMode）を特定するためのイントラ分割モード（intra_part_mode）が含まれていてもよい。

〔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２３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（イントラ予測とも称する）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、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、復号モジュール１０、ＣＵ情報復号部１１、ＰＵ情報復号部１２、ＴＵ情報復号部１３、予測画像生成部１４、逆量子化・逆変換部１５、フレームメモリ１６および加算器１７を備えている。

［基本復号フロー］
図４は、動画像復号装置１の概略的動作を説明するフローチャートである。

（Ｓ１１００） 復号モジュール１０は、符号化データ＃１からＳＰＳ、ＰＰＳなどのパラメータセット情報を復号する。

（Ｓ１２００） 復号モジュール１０は、符号化データ＃１からスライスヘッダ（スライス情報）を復号する。

以下、復号モジュール１０は、対象ピクチャに含まれる各ＣＴＢについて、Ｓ１３００からＳ４０００の処理を繰り返すことにより各ＣＴＢの復号画像を導出する。

（Ｓ１３００） ＣＵ情報復号部１１は、符号化データ＃１から符号化ツリーユニット情報（ＣＴＵ情報）を復号する。

（Ｓ１４００） ＣＵ情報復号部１１は、符号化データ＃１から符号化ツリー情報（ＣＴ情報）を復号する。

（Ｓ１５００） ＣＵ情報復号部１１は、符号化データ＃１から符号化ユニット情報（ＣＵ情報）を復号する。

（Ｓ１６００） ＰＵ情報復号部１２は、符号化データ＃１から予測ユニット情報（ＰＴ情報ＰＴＩ）を復号する。

（Ｓ１７００） ＴＵ情報復号部１３は、符号化データ＃１から変換ユニット情報（ＴＴ情報ＴＴＩ）を復号する。

（Ｓ２０００） 予測画像生成部１４は、対象ＣＵに含まれる各ＰＵについて、ＰＴ情報ＰＴＩに基づいて予測画像を生成する。

（Ｓ３０００） 逆量子化・逆変換部１５は、対象ＣＵに含まれる各ＴＵについて、ＴＴ情報ＴＴＩに基づいて逆量子化・逆変換処理を実行する。

（Ｓ４０００） 復号モジュール１０は、加算器１７により、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１５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。

（Ｓ５０００） 復号モジュール１０は、復号画像Ｐにデブロッキングフィルタやサンプル適応フィルタ（ＳＡＯ）などのループフィルタをかける。

以下、各モジュールの概略動作を説明する。
［復号モジュール］
復号モジュール１０は、バイナリからシンタックス値を復号する復号処理を行う。復号モジュール１０は、より具体的には、供給元から供給される符号化データおよびシンタックス種別に基づいて、ＣＡＢＡＣおよびＣＡＶＬＣ等のエントロピー符号化方式により符号化されているシンタックス値を復号し、復号したシンタックス値を供給元に返す。

以下に示す例では、符号化データおよびシンタックス種別の供給元は、ＣＵ情報復号部１１、ＰＵ情報復号部１２、およびＴＵ情報復号部１３である。

［ＣＵ情報復号部］
ＣＵ情報復号部１１は、復号モジュール１０を用いて、動画像符号化装置２から入力された１フレーム分の符号化データ＃１について、ツリーブロックおよびＣＵレベルでの復号処理を行う。ＣＵ情報復号部１１は、具体的には、以下の手順により符号化データ＃１から、ＣＴＵ情報、ＣＴ情報、ＣＵ情報、ＰＴ情報ＰＴＩ、ＴＴ情報ＴＴＩを復号する。

まず、ＣＵ情報復号部１１は、符号化データ＃１に含まれる各種ヘッダを参照して、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、ＣＵ情報復号部１１は、ＣＴ情報として、ツリーブロックヘッダＣＴＵＨに含まれるツリーブロック分割情報ＳＰ＿ＣＴＵを復号し、対象ツリーブロックを、ＣＵに分割する。次に、ＣＵ情報復号部１１は、分割により得られたＣＵに対応する符号化単位情報（以下、ＣＵ情報と称する）を取得する。ＣＵ情報復号部１１は、ツリーブロックに含まれる各ＣＵを順に対象ＣＵとして、対象ＣＵに対応するＣＵ情報の復号処理を実行する。

ＣＵ情報復号部１１は、対象ＣＵについて得られる変換ツリーに関するＴＴ情報ＴＴＩ、および、対象ＣＵについて得られる予測ツリーに関するＰＴ情報ＰＴＩを逆多重化する。

なお、ＴＴ情報ＴＴＩには、上述のとおり、変換ツリーに含まれるＴＵに対応するＴＵ情報ＴＵＩが含まれる。また、ＰＴ情報ＰＴＩには、上述のとおり、対象予測ツリーに含まれるＰＵに対応するＰＵ情報ＰＵＩが含まれる。

ＣＵ情報復号部１１は、対象ＣＵについて得られたＰＴ情報ＰＴＩをＰＵ情報復号部１２に供給する。また、ＣＵ情報復号部１１は、対象ＣＵについて得られたＴＴ情報ＴＴＩをＴＵ情報復号部１３に供給する。

より詳細には、ＣＵ情報復号部１１は、図６に示すように以下の動作を行う。同図は、発明の一実施形態に係るＣＵ情報復号部１１（ＣＴＵ情報復号Ｓ１３００、ＣＴ情報復号Ｓ１４００）の概略的動作を説明するフローチャートである。

図１７は、本発明の一実施形態に係るＣＵ情報のシンタックス表の構成例を示す図である。

（Ｓ１３１１） ＣＵ情報復号部１１は、符号化データ＃１からＣＴＵ情報を復号し、再帰的に分割される符号化ツリーＣＴを管理するための変数を初期化する。具体的には、下記式のように、符号化ツリーの階層を示すＣＴ階層（ＣＴ深度、ＣＵ階層、ＣＵ深度、分割深度）cqtDepthに０を設定し、符号化ユニットサイズであるＣＵサイズ（ここでは対数ＣＵサイズlog2CbSize＝変換ツリーブロックのサイズ）として符号化ツリーブロックのサイズであるＣＴＢサイズCtbLog2SizeY（CtbLog2Size）を設定する。

cqtDepth = 0
log2CbSize = CtbLog2SizeY
なお、ＣＴ階層（ＣＴ深度）cqtDepthは最上位階層で０とし、下位層が深くなるにつれて１つずつ大きくなるものとするが、これに限らない。上記では、ＣＵサイズ及びＣＴＢサイズを２の指数乗（4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, …など）に限定することで、これらブロックのサイズを２を底とする対数で扱っているが、これに限らない。なお、ブロックサイズが4, 8, 16, 32, 64, 128, 256の場合、各々2, 3, 4, 5, 6, 7, 8が対数値となる。

以下、ＣＵ情報復号部１１は再帰的に、符号化ツリーＴＵ（coding_quadtree）を復号する（Ｓ１４００）。ＣＵ情報復号部１１は、最上位（ルート）の符号化ツリーcoding_quadtree( xCtb, yCtb, CtbLog2SizeY, 0 )を復号する（ＳＹＮ１４００）。なお、xCtb, yCtbはＣＴＢの左上座標、CtbLog2SizeYはＣＴＢのブロックサイズ（例えば64, 128, 256）である。

（Ｓ１４１１） ＣＵ情報復号部１１は、対数ＣＵサイズlog2CbSizeが所定の最小ＣＵサイズMinCbLog2SizeY（最小変換ブロックサイズ）より大きいか否かを判定する（ＳＹＮ１４１１）。対数ＣＵサイズlog2CbSizeがMinCbLog2SizeYより大きい場合には、Ｓ１４２１に遷移し、それ以外の場合Ｓ１４２２に遷移する。

（Ｓ１４２１） ＣＵ情報復号部１１は、対数ＣＵサイズlog2CbSizeがMinCbLog2SizeYより大きいと判定された場合には、ＳＹＮ１４２１に示すシンタックス要素であるＣＵ分割フラグ(split_cu_flag)を復号する。

（Ｓ１４２２） ＣＵ情報復号部１１は、それ以外の場合（対数ＣＵサイズlog2CbSizeがMinCbLog2SizeY以下）、つまり、符号化データ＃１にＣＵ分割識別子split_cu_idxが現れない場合には、符号化データ＃１からのＣＵ分割識別子split_cu_idxの復号を省略し、ＣＵ分割識別子split_cu_idxを０として導出する。

（Ｓ１４３１） ＣＵ情報復号部１１は、ＣＵ分割識別子split_cu_idxが０以外（＝１）である場合（ＳＹＮ１４３１）には、対象符号化ツリーに含まれる１つ以上の符号化ツリーを復号する。ここでは、対数ＣＴサイズlog2CbSize − 1、ＣＴ階層 cqtDepth + 1である位置(x0, y0)、(x1, y0)、(x0, y1)、(x1, y1)の４つの下位の符号化ツリーＣＴを復号する。ＣＵ情報復号部１１は、下位の符号化ツリーＣＴにおいても、Ｓ１４１１から開始されるＣＴ復号処理Ｓ１４００を継続する。

coding_quadtree( x0, y0, log2CbSize − 1, cqtDepth + 1 ) （ＳＹＮ１４４１Ａ）
coding_quadtree( x1, y0, log2CbSize − 1, cqtDepth + 1 ) （ＳＹＮ１４４１Ｂ）
coding_quadtree( x0, y1, log2CbSize − 1, cqtDepth + 1 ) （ＳＹＮ１４４１Ｃ）
coding_quadtree( x1, y1, log2CbSize − 1, cqtDepth + 1 ) （ＳＹＮ１４４１Ｄ）
ここで、x0, y0は、対象符号化ツリーの左上座標、x1、y1は、以下の式のように、ＣＴ座標に、対象ＣＴサイズ（1<< log2CbSize）の1/2を加えて導出される座標である。

x1 = x0 + ( 1<<( log2CbSize − 1 ) )
y1 = y0 + ( 1<<( log2CbSize − 1 ) )
なお、<<は左シフトを示す。1<<Nは2^Nと同値である（以下同様）。同様に以下>>は右シフトを示す。

それ以外の場合（ＣＵ分割フラグsplit_cu_flagが０の場合）には、符号化ユニットを復号するためＳ１５００に遷移する。

（Ｓ１４４１） 上述のように、再帰的に符号化ツリーcoding_quadtreeを復号する前に、以下の式により、符号化ツリーの階層を示すＣＴ階層cqtDepthに１を加算し、符号化ユニットサイズである対数ＣＵサイズlog2CbSizeを１だけ減算（符号化ユニットサイズを1/2）して更新する。

cqtDepth＝cqtDepth＋１
log2CbSize＝log2CbSize−１
（Ｓ１５００）ＣＵ情報復号部１１は、符号化ユニットＣＵcoding_unit( x0, y0, log2CbSize )を復号する（ＳＹＮ１４５０）。ここで、x0, y0は、符号化ユニットの座標である。符号化ツリーのサイズであるlog2CbSizeは、ここでは符号化ユニットのサイズに等しい。

［ＰＵ情報復号部］
ＰＵ情報復号部１２は、復号モジュール１０を用いて、ＣＵ情報復号部１１から供給されるＰＴ情報ＰＴＩについて、ＰＵレベルでの復号処理を行う。ＰＵ情報復号部１２は、具体的には、以下の手順によりＰＴ情報ＰＴＩを復号する。

ＰＵ情報復号部１２は、ＰＵ分割タイプ情報Ｐａｒｔ＿ｔｙｐｅを参照して、対象予測ツリーにおけるＰＵ分割タイプを決定する。続いて、ＰＵ情報復号部１２は、対象予測ツリーに含まれる各ＰＵを順に対象ＰＵとして、対象ＰＵに対応するＰＵ情報の復号処理を実行する。

すなわち、ＰＵ情報復号部１２は、対象ＰＵに対応するＰＵ情報から、予測画像の生成に用いられる各パラメータの復号処理を行う。

ＰＵ情報復号部１２は、対象ＰＵについて復号したＰＵ情報を、予測画像生成部１４に供給する。

より詳細には、ＣＵ情報復号部１１及びＰＵ情報復号部１２は、図１４に示すように以下の動作を行う。同図は、Ｓ１６００に示されるＰＵ情報復号の概略的動作を説明するフローチャートである。

図１８は、本発明の一実施形態に係るＣＵ情報、ＰＴ情報ＰＴＩ、ＴＴ情報ＴＴＩのシンタックス表の構成例を示す図である。図１９は、本発明の一実施形態に係るＰＴ情報ＰＴＩのシンタックス表の構成例を示す図である。

Ｓ１５１１ ＣＵ情報復号部１１は、符号化データ＃１からスキップフラグskip_flagを復号する。

Ｓ１５１２ ＣＵ情報復号部１１は、スキップフラグskip_flagが０以外（＝１）か否かを判定する。スキップフラグskip_flagが０以外（＝１）の場合には、ＰＵ情報復号部１２は、符号化データ＃１からの予測タイプＰｒｅｄ＿ｔｙｐｅであるＣＵ予測方式情報PredModeとＰＵ分割タイプ情報PartModeの復号を省略し、各々、インター予測、分割しない（２Ｎ×２Ｎ）を導出する。また、スキップフラグskip_flagが０以外（＝１）の場合には、ＴＵ情報復号部１３は、Ｓ１７００で示される符号化データ＃１からのＴＴ情報ＴＴＩの復号処理を省略し、対象ＣＵはＴＵ分割なし、かつ、対象ＣＵの量子化予測残差TransCoeffLevel[][]が０であると導出する。

Ｓ１６１１ ＰＵ情報復号部１２は、符号化データ＃１からＣＵ予測方式情報PredMode（シンタックス要素pred_mode_flag）を復号する。

Ｓ１６２１ ＰＵ情報復号部１２は、符号化データ＃１からＰＵ分割タイプ情報PartMode（シンタックス要素part_mode）を復号する。

Ｓ１６３１ ＰＵ情報復号部１２は、ＰＵ分割タイプ情報Ｐａｒｔ＿ｔｙｐｅの示すＰＵ分割数に応じて対象ＣＵが含む各ＰＵ情報を符号化データ＃１から復号する。

例えば、ＰＵ分割タイプが２Ｎｘ２Ｎの場合には、ＣＵを１つのＰＵとする下記の１つのＰＵ情報ＰＵＩを復号する。

prediction_unit( x0, y0, nCbS, nCbS ) （ＳＹＮ１６３１Ａ）
ＰＵ分割タイプが２ＮｘＮの場合には、ＣＵを上下に分割する下記の２つのＰＵ情報ＰＵＩを復号する。

prediction_unit( x0, y0, nCbS, nCbS ) （ＳＹＮ１６３１Ｂ）
prediction_unit( x0, y0 + ( nCbS / 2 ), nCbS, nCbS / 2 ) （ＳＹＮ１６３１Ｃ）
ＰＵ分割タイプがＮｘ２Ｎの場合には、ＣＵを左右に分割する下記の２つのＰＵ情報ＰＵＩを復号する。

prediction_unit( x0, y0, nCbS, nCbS ) （ＳＹＮ１６３１Ｄ）
prediction_unit( x0 + ( nCbS / 2 ), y0, nCbS / 2, nCbS ) （ＳＹＮ１６３１Ｅ）
ＰＵ分割タイプがＮｘＮの場合には、ＣＵを四等分する下記の４つのＰＵ情報ＰＵＩを復号する。

prediction_unit( x0, y0, nCbS, nCbS ) （ＳＹＮ１６３１Ｆ）
prediction_unit( x0 + ( nCbS / 2 ), y0, nCbS / 2, nCbS ) （ＳＹＮ１６３１Ｇ）
prediction_unit( x0, y0 + ( nCbS / 2 ), nCbS, nCbS / 2 ) （ＳＹＮ１６３１Ｈ）
prediction_unit( x0 + ( nCbS / 2 ), y0 + ( nCbS / 2 ), nCbS / 2, nCbS / 2 ) （ＳＹＮ１６３１Ｉ）
Ｓ１６３２ スキップフラグが１の場合は、ＰＵ分割タイプを２Ｎｘ２Ｎとし、１つのＰＵ情報ＰＵＩを復号する。

prediction_unit( x0, y0, nCbS, nCbS ) （ＳＹＮ１６３１Ｓ）
Ｓ１７００ 発明の一実施形態に係るＣＵ情報復号部１１（ＣＵ情報復号Ｓ１５００）、ＰＵ情報復号部１２（ＰＵ情報復号Ｓ１６００）、ＴＵ情報復号部１３（ＴＴ情報復号Ｓ１７００）の概略的動作を説明するフローチャートである。

［ＴＵ情報復号部］
ＴＵ情報復号部１３は、復号モジュール１０を用いて、ＣＵ情報復号部１１から供給されるＴＴ情報ＴＴＩについて、ＴＵレベルでの復号処理を行う。ＴＵ情報復号部１３は、具体的には、以下の手順によりＴＴ情報ＴＴＩを復号する。

ＴＵ情報復号部１３は、ＴＴ分割情報ＳＰ＿ＴＵを参照して、対象変換ツリーをノードまたはＴＵに分割する。なお、ＴＵ情報復号部１３は、対象ノードについて、さらに分割を行うことが指定されていれば、再帰的にＴＵの分割処理を行う。

分割処理が終了すると、ＴＵ情報復号部１３は、対象予測ツリーに含まれる各ＴＵを順に対象ＴＵとして、対象ＴＵに対応するＴＵ情報の復号処理を実行する。

すなわち、ＴＵ情報復号部１３は、対象ＴＵに対応するＴＵ情報から、変換係数の復元に用いられる各パラメータの復号処理を行う。

ＴＵ情報復号部１３は、対象ＴＵについて復号したＴＵ情報を、逆量子化・逆変換部１５に供給する。

より詳細には、ＴＵ情報復号部１３は、図１５に示すように以下の動作を行う。同図は、発明の一実施形態に係るＴＵ情報復号部１３（ＴＴ情報復号Ｓ１７００）の概略的動作を説明するフローチャートである。

（Ｓ１７１１） ＴＵ情報復号部１３は、符号化データ＃１から対象ＣＵが０以外の残差（量子化予測残差）を有するか否かを示すＣＵ残差フラグrqt_root_cbf（ＳＹＮ１７１１に示すシンタックス要素）を復号する。

（Ｓ１７１２） ＴＵ情報復号部１３は、ＣＵ残差フラグrqt_root_cbfが０以外（＝１）の場合（ＳＹＮ１７１２）、ＴＵを復号するためにＳ１７２１に遷移する。逆に、ＣＵ残差フラグrqt_root_cbfが０の場合には、対象ＣＵのＴＴ情報ＴＴＩを符号化データ＃１から復号する処理を省略し、ＴＴ情報ＴＴＩとして、対象ＣＵはＴＵ分割なし、かつ、対象ＣＵの量子化予測残差が０であるとして導出する。

（Ｓ１７１３） ＴＵ情報復号部１３は、再帰的に分割される変換ツリーを管理するための変数を初期化する。具体的には、下記式のように、変換ツリーの階層を示すＴＵ階層trafoDepthに０を設定し、変換ユニットサイズであるＴＵサイズ（ここでは対数ＴＵサイズlog2TrafoSize）として符号化ユニットのサイズ（ここでは対数ＣＴサイズlog2CbSize）を設定する。

trafoDepth = 0
log2TrafoSize = log2CbSize
続いて、最上位（ルート）の変換ツリーtransform_tree( x0, y0, x0, y0, log2CbSize, 0, 0 )を復号する（ＳＹＮ１７２０）。ここで、x0, y0は、対象ＣＵの座標である。

以下、ＴＵ情報復号部１３は再帰的に、変換ツリーＴＵ（transform_tree）を復号する（Ｓ１７２０）。変換ツリーＴＵは、再帰的な分割により得られるリーフノード（変換ブロック）のサイズが所定のサイズになるように分割される。つまり、変換の最大サイズMaxTbLog2SizeY以下、最小サイズMinTbLog2SizeY以上になるように分割する。

（Ｓ１７２１） ＴＵ情報復号部１３に含まれるＴＵ分割フラグ復号部は、対象ＴＵサイズ（例えば対数ＴＵサイズlog2TrafoSize）が、所定の変換サイズの範囲（ここではMaxTbLog2SizeY以下、MinTbLog2SizeYより大きい）にある、か、対象ＴＵの階層trafoDepthが所定の階層MaxTrafoDepth未満の場合には、ＴＵ分割フラグ(split_transform_flag)を復号する。より具体的には、対数ＴＵサイズlog2TrafoSize <=最大ＴＵサイズMaxTbLog2SizeY かつ 対数ＴＵサイズlog2TrafoSize > 最小ＴＵサイズMinTbLog2SizeY かつ ＴＵ階層trafoDepth＜最大ＴＵ階層MaxTrafoDepth の場合には、ＴＵ分割フラグ(split_transform_flag)を復号する。

（Ｓ１７３１） ＴＵ情報復号部１３に含まれるＴＵ分割フラグ復号部は、Ｓ１７２１の条件に従って、ＴＵ分割フラグsplit_transform_flagを復号する。

（Ｓ１７３２） ＴＵ情報復号部１３に含まれるＴＵ分割フラグ復号部は、それ以外の場合、つまり、符号化データ＃１にsplit_transform_flagが現れない場合には、符号化データ＃１からのＴＵ分割フラグsplit_transform_flagの復号を省略し、対数ＴＵサイズlog2TrafoSizeが最大ＴＵサイズMaxTbLog2SizeYより大きい場合には、ＴＵ分割フラグsplit_transform_flagを分割する（＝１）として導出し、それ以外の場合（対数ＴＵサイズlog2TrafoSizeが最小ＴＵサイズMaxTbLog2SizeYと等しい、または、ＴＵ階層trafoDepthが最大ＴＵ階層MaxTrafoDepthと等しい）には、ＴＵ分割フラグsplit_transform_flagを分割しない（＝０）として導出する。

（Ｓ１７４１） ＴＵ情報復号部１３に含まれるＴＵ分割フラグ復号部は、ＴＵ分割フラグsplit_transform_flagが分割することを示す０以外（＝１）である場合には、対象符号化ユニットＣＵに含まれる変換ツリーを復号する。ここでは、対数ＣＴサイズlog2CbSize − 1、ＴＵ階層 trafoDepth + 1 である位置(x0, y0)、(x1, y0)、(x0, y1)、(x1, y1)の４つの下位の変換ツリーＴＴを復号する。ＴＵ情報復号部１３は、さらに下位の符号化ツリーＴＴにおいてもＳ１７１１から開始されるＴＴ情報復号処理Ｓ１７００を継続する。

transform_tree( x0, y0, x0, y0, log2TrafoSize−1, trafoDepth+1, 0 ) （ＳＹＮ１７４１Ａ）
transform_tree( x1, y0, x0, y0, log2TrafoSize−1, trafoDepth+1, 1 ) （ＳＹＮ１７４１Ｂ）
transform_tree( x0, y1, x0, y0, log2TrafoSize−1, trafoDepth+1, 2 ) （ＳＹＮ１７４１Ｃ）
transform_tree( x1, y1, x0, y0, log2TrafoSize−1, trafoDepth+1, 3 ) （ＳＹＮ１７４１Ｄ）
ここで、x0, y0は、対象変換ツリーの左上座標、x1、y1は、以下の式のように、変換ツリー座標(x0, y0)に、対象ＴＵサイズ（1<<log2TrafoSize）の1/2を加えて導出される座標である。

x1 = x0 + ( 1<<( log2TrafoSize − 1 ) )
y1 = y0 + ( 1<<( log2TrafoSize − 1 ) )
それ以外の場合（ＴＵ分割フラグsplit_transform_flagが０の場合）には、変換ユニットを復号するためＳ１７５１に遷移する。

上述のように、再帰的に変換ツリーtransform_treeを復号する前に、以下の式により、変換ツリーの階層を示すＴＵ階層trafoDepthに１を加算し、対象ＴＵサイズである対数ＣＴサイズlog2TrafoSizeを１だけ減算して更新する。

trafoDepth＝trafoDepth＋１
log2TrafoSize＝log2TrafoSize−１
（Ｓ１７５１）ＴＵ情報復号部１３は、ＴＵ分割フラグsplit_transform_flagが０の場合に、対象ＴＵに残差が含まれているかを示すＴＵ残差フラグを復号する。ここでは、ＴＵ残差フラグとして、対象ＴＵの輝度成分において残差が含まれているかを示す輝度残差フラグcbf_lumaを用いるがこれに限らない。

（Ｓ１７６０）ＴＵ情報復号部１３は、ＴＵ分割フラグsplit_transform_flagが０の場合に、ＳＹＮ１７６０に示す変換ユニットＴＵtransform_unit( x0, y0, xBase, yBase, log2TrafoSize, trafoDepth, blkIdx )を復号する。

図１６は、発明の一実施形態に係るＴＵ情報復号部１３（ＴＵ情報復号Ｓ１６００）の概略的動作を説明するフローチャートである。

図２０は、本発明の一実施形態に係るＴＴ情報ＴＴＩのシンタックス表の構成例を示す図である。図２１は、本発明の一実施形態に係るＴＵ情報のシンタックス表の構成例を示す図である。

（Ｓ１７６１）ＴＵ情報復号部１３は、ＴＵに残差が含まれているか（ＴＵ残差フラグが０以外か否か）を判定する。なお、ここ（ＳＹＮ１７６１）では、ＴＵに残差が含まれているかを、以下の式で導出されるcbfLuma || cbfChromaにより判定しているが、これに限らない。つまり、ＴＵ残差フラグとしては、対象ＴＵの輝度成分に残差が含まれているかを示す輝度残差フラグcbf_lumaを用いても良い。

cbfLuma = cbf_luma[ x0 ][ y0 ][ trafoDepth ]
cbfChroma = cbf_cb[ xC ][ yC ][ cbfDepthC ] | | cbf_cr[ xC ][ yC ][ cbfDepthC ])
なお、cbf_cb、cbf_crは、符号化データ＃１から復号されるフラグであり、対象ＴＵの色差成分Ｃｂ、Ｃｒに残差が含まれているか、｜｜は、論理和を示す。ここでは、ＴＵの輝度位置(x0、y0)、色差位置(xC、yC)、ＴＵ深度trafoDepth、cfbDepthCのシンタックス要素cbf_luma、cbf_cb、cbf_crから輝度のＴＵ残差フラグcbfLuma、色差のＴＵ残差フラグcbfChromaを導出し、その和（論理和）を対象ＴＵのＴＵ残差フラグとして導出している。

（Ｓ１７７１）ＴＵ情報復号部１３は、ＴＵに残差が含まれている場合（ＴＵ残差フラグが０以外の場合には、ＱＰ更新情報（量子化補正値）を復号する。ここで、ＱＰ更新情報は、量子化パラメータQPの予測値である量子化パラメータ予測値qPpredからの差分値を示す値である。ここでは、差分値は符号化データのシンタックス要素として絶対値cu_qp_delta_absと符号cu_qp_delta_sign_flagから復号するが、これに限らない。

（Ｓ１７８１）ＴＵ情報復号部１３は、ＴＵ残差フラグ（ここではcbfLuma）が０以外か否かを判定する。

（Ｓ１８００）ＴＵ情報復号部１３は、ＴＵ残差フラグ（ここではcbfLuma）が０以外の場合には、量子化予測残差を復号する。なお、ＴＵ情報復号部１３は、量子化予測残差として複数の色成分を順に復号しても良い。図の例では、ＴＵ情報復号部１３は、ＴＵ残差フラグ（ここではcbfLuma）が０以外の場合には、輝度量子化予測残差（第１色成分）residual_coding( x0, y0, log2TrafoSize, 0 )、第２色成分残差フラグcbf_cbが０以外の場合にはresidual_coding( x0, y0, log2TrafoSize, 1 )、第３色成分量子化予測残差residual_coding( x0, y0, log2TrafoSizeC, 2 )を復号する。図２２は、量子化予測残差residual_coding( x0, y0, log2TrafoSize, cIdx )のシンタックス表の一例である。ＴＵ情報復号部１３は、図２２のシンタックス表に従って、各シンタックスを復号する。

［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、ＰＴ情報ＰＴＩに基づいて予測画像を生成する。具体的には、予測画像生成部１４は、対象予測ツリーに含まれる各対象ＰＵについて、対象ＰＵに対応するＰＵ情報ＰＵＩに含まれるパラメータに従ってイントラ予測またはインター予測を行うことにより、復号済み画像である局所復号画像Ｐ’から予測画像Ｐｒｅｄを生成する。予測画像生成部１４は、生成した予測画像Ｐｒｅｄを加算器１７に供給する。

なお、予測画像生成部１４が、動き補償予測パラメータ（動きベクトル、参照画像インデックス、インター予測フラグ）に基づいて対象ＣＵに含まれるＰＵの予測画像を生成する手法について説明すると以下のとおりである。

インター予測フラグが単予測を示す場合、予測画像生成部１４は、参照画像インデックスの示す参照画像の動きベクトルが示す場所に位置する復号画像に相当する予測画像を生成する。

一方、インター予測フラグが双予測を示す場合には、予測画像生成部１４は、２組の参照画像インデックスと動きベクトルとの組み合わせのそれぞれについて動き補償により予測画像を生成し、平均を算出することで、または、各予測画像を対象ピクチャと各参照画像との表示時間間隔に基づいて重み付け加算することで、最終的な予測画像を生成する。

［逆量子化・逆変換部］
逆量子化・逆変換部１５は、対象ＣＵに含まれる各ＴＵについて、ＴＴ情報ＴＴＩに基づいて逆量子化・逆変換処理を実行する。具体的には、逆量子化・逆変換部１５は、対象変換ツリーに含まれる各対象ＴＵについて、対象ＴＵに対応する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直交変換することによって、画素毎の予測残差Ｄを復元する。なお、ここで直交変換とは、画素領域から周波数領域への直交変換のことを指す。したがって、逆直交変換は、周波数領域から画素領域への変換である。また、逆直交変換の例としては、逆ＤＣＴ変換（Inverse Discrete Cosine Transform）、および逆ＤＳＴ変換（Inverse Discrete Sine Transform）等が挙げられる。逆量子化・逆変換部１５は、復元した予測残差Ｄを加算器１７に供給する。

［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、当該復号画像Ｐの復号に用いられたパラメータと共に、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。フレームメモリ１６に記録される復号パラメータの例としては、ＣＵ予測方式情報（PredMode）などが挙げられる。

［加算器］
加算器１７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１５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。なお、加算器１７は、さらに、後述のように、復号画像Ｐを拡大する処理を実行しても良い。

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。

＜実施例１＞
本発明の動画像復号装置１は、ピクチャを符号化ツリーブロック単位に分割して復号する画像復号装置で、符号化ツリーブロックを、ルートの符号化ツリーとして再帰的に分割する符号化ツリー分割部を備え、符号化ツリーを分割するか否かを示す、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]を復号する算術復号部（ＣＵ分割識別子復号手段）を備える。ここで、[x0][y0]は、符号化ツリー（以下、対象ＣＵ）の最左上画素の座標を表わす。

図１は、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]を復号する算術復号部１９１（ＣＵ分割識別子復号手段、算術復号装置）の構成を示すブロック図である。図１に示すように、算術復号部１９１は、算術符号復号部１１５、及びＣＵ分割識別子復号部１１３を備える。

（算術符号復号部１１５）
算術符号復号部１１５は、符号化データ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１１６、及びビット復号部１１７を備えている。

（コンテキスト記録更新部１１６）
コンテキスト記録更新部１１６は、各シンタックスに関連付けられた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）生起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の生起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１１６は、供給されるバイパスフラグBypassFlagが０の場合、すなわち、コンテキストを参照して復号する場合には、ＣＵ分割識別子復号部１１３より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１１７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を次回更新するまで記録する。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１１７がBinを１つ復号する毎に更新される。

コンテキスト記録更新部１１６は、供給されるバイパスフラグBypassFlagが１の場合、すなわち、シンボル０と１の生起確率を０．５に固定したコンテキスト変数ＣＶを用いて復号する場合（バイパスモードともいう）には、コンテキスト変数ＣＶの値は、常に、シンボル０と１の生起確率を０．５の値に固定され、コンテキスト変数ＣＶの更新は省略される。

なお、コンテキストインデックスctxIdxは、各シンタックスの各Binについてコンテキストを直接指定するものであってもよいし、あるいは、各シンタックス毎に設定されるコンテキストインデックスの開始値を示すオフセットからの増分値（コンテキスト増分値）ctxIncであってもよい。

（ビット復号部１１７）
ビット復号部１１７は、コンテキスト記録更新部１１６に記録されているコンテキスト変数ＣＶを参照し、符号化データに含まれる各ビットを復号する。また、復号して得られたBinの値をDCオフセット情報復号部１１１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１１６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。

（ＣＵ分割識別子復号部１１３）
ＣＵ分割識別子復号部１１３は、さらに、算術符号復号部１１５にてＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]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を導出するコンテキストインデックス導出手段（不図示）、及びバイパスフラグ導出手段(不図示)を備える。コンテキストインデックス、及びバイパスフラグの導出処理の詳細については、後述する。

ＣＵ分割識別子復号部１１３は、コンテキストインデックスctxIdx、及びバイパスフラグBypassFlagを算術符号復号部１１５へ供給すると共に、符号化データに含まれる各ビットを復号するよう算術符号復号部１１５を指示する。

ＣＵ分割識別子復号部１１３は、ビット復号部１１７より供給される１以上のBinからなるBin列を解釈して、対象ＣＵのＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のシンタックス値を復号し、外部へ供給する。

より具体的には、ＣＵ分割識別子復号部１１３は、例えば、図１１に示す値とBin列の対応表に基づいて、Bin列からシンタックス値を復号（導出、変換）する（Bin列シンタックス値変換手段）。例えば、Bin列が”0”(prefix=”0”, suffix=”-”)であれば、図１１から、シンタックス値として０を復号する。また、Bin列が”1110” (prefix=”111”, suffix=”0”)であれば、シンタックス値として４を復号する。なお、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のシンタックス値に対するBin列のうち、プリフィックス部分(図１１のprefix)は、該シンタックス値と３の最小値をプリフィックス値prefixValとして、変数cRiceParam = 0, 変数cMax = 3とするトランケーティドライス二値化(Truncated Rice binarization, TR二値化, Truncated unary binarization)によって、二値化することで得られる。また、サフィックス部分(図１１のsuffix)は、該シンタックス値が２より大きい場合に、”シンタックス値 - 3 “の値をサフィックス値suffixValとして、０次指数ゴロム符号(0-th order Exp-Golomb Coding)によって、二値化することで得られる。なお、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x][y]のBin列からシンタックス値への変換（逆二値化）は、上記に限定されず、実施可能な範囲で変更されうる。例えば、Bin列の値をそのまま、シンタックス値へ変換する固定長符号であってもよい。より具体的には、ＣＵ分割識別子split_cu_idxのBin列が”0”であれば、シンタックス値として、”0”と解釈し、ＣＵ分割識別子split_cu_idxのBin列が”1”であれば、”1”と解釈しても良い。逆に、Bin列が”0”であれば、シンタックス値として、”1”と解釈し、Bin列が”1”であれば、”0”と解釈してもよい。あるいは、Bin列をプリフィックス部prefix, サフィックス部suffixに分けずに、Bin列とK次指数ゴロム符号の対応表からBin列からシンタックス値を求めてもよい。

（コンテキストインデックス、及びバイパスフラグの導出処理）
以下では、図７を参照しながら、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]に係るコンテキストインデックスの導出処理をより具体的に説明する。なお、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のコンテキストインデックスの導出処理は、復号装置側と符号化装置側において共通である。図１０（ａ）においてbinIdxは、ＣＵ分割識別子復号部１１３で復号されるシンタックス要素（Syntax Element）のバイナリ列（０か１の要素からなる列）の先頭からのビット位置を示す。binIdx＝０は先頭ビット（１ビット目）、binIdx＝１は先頭ビットの次のビット（２ビット目）、・・・、binIdx＝ＭはＭビット目でである。図中の数は、コンテストインデックスに用いられるコンテキストインクリメント（コンテキスト増分値）ctxIncを示し、表中naは、シンタックス要素の復号でその位置のビットが発生しないこと、bypassは、コンテキストを用いずバイパスを用いて復号／符号化されることを示す。

図１０(a)に示すように、ＣＵ分割識別子復号部１１３は、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のBin列のうち、binIdx = 0..N(例えば、N=0)のBin(プリフィックス部分のBinともいう)は、コンテキストを参照して復号／符号化されるBinとし、各Binについて、例えば、対象ＣＵの分割深度cqtDepth(又はctDepth)と、復号済隣接ＣＵＡ（Ａ＝｛L, BL, T, TR｝）の分割深度CtDepth[xNbA][yNbA](A={L,BL, T, TR})に基づいて、コンテキスト増分値ctxIncを導出する。ここで、対象ＣＵと隣接ＣＵＡ（Ａ＝｛L, BL, T, TR｝）の位置関係について、図１２(b)を参照しながら説明する。同図において、対象ＣＵ（CU_cur）の左に隣接するＣＵを隣接左ＣＵＬ（ＣＵ_Ｌ）と称する。同様にして、対象ＣＵ（CU_cur）の左下に隣接するＣＵを隣接左下ＣＵＬＢ（ＣＵ_ＬB）と称し、対象ＣＵ（CU_cur）の上に隣接するＣＵを隣接上ＣＵＴ（ＣＵ_T）と称し、対象ＣＵ（CU_cur）の右上に隣接するＣＵを隣接右上ＣＵＴＲ（ＣＵ_TR）と称する。

以下では、図７から図１２を参照しながら、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のBin列のうち、コンテキストを参照するBin(binIdx=0..N)に関するコンテキストインデックス導出処理の詳細について説明する。

図７は、本発明の一実施形態に係るＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックス導出処理を説明するフローチャートである。また、図８は、本発明の一実施形態に係るＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックス導出処理を示す疑似コードの一例である。また、図９は、図８の疑似コード中で参照されるＺスキャンオーダー順でのブロックの可用性フラグを導出する疑似コードの一例である。

(SA011) 隣接ＣＵA（A＝{L,BL,T,TR})の分割深度と対象ＣＵの分割深度との比較に係るループ処理の開始点である。ＣＵ分割識別子復号部１１３は、隣接左ＣＵＬ、隣接左下ＣＵＬＢ、隣接上ＣＵＴ、隣接右上ＣＵＴＲの順に、ステップSA012〜S014の処理を実行し、対象ＣＵと各隣接ＣＵとの分割深度比較値condA(A = {L, BL, T, TR})を導出する。

(SA012) ＣＵ分割識別子復号部１１３は、隣接ＣＵＡ（A＝{L,BL,T,TR})の可用性フラグavailableAFlag(A＝{L,BL,T,TR})を導出する。隣接ＣＵＡの可用性フラグavailableAFlagは、隣接ＣＵＡに含まれるシンタックス値やシンタックス値から導出されるパラメータを対象ＣＵが参照することができるか否かを示すフラグである。該フラグ値が１（真）の場合、参照可能であることを示し、該フラグ値が０（偽）の場合、参照不可であることを意味する。なお、隣接ＣＵＡの可用性フラグは、隣接ＣＵＡの存在の有無を示すとも解釈できる。なお、可用性フラグの各値が示す意味は、上記に限定されず、該フラグ値が１（真）の場合、参照不可であることを示し、該フラグ値が０（偽）の場合、参照可であると定義してもよい。

(SA013) ＣＵ分割識別子復号部１１３は、隣接ＣＵＡ（A＝{L,BL,T,TR})の可用性フラグavailableAFlag(A＝{L,BL,T,TR}が１（真）であるか否かを判定する。すなわち、参照可能であるか否かを判定する。隣接ＣＵＡの可用性フラグavailableAFlagが参照可であることを示す場合（ステップSA013においてYes）、ステップSA014-1に遷移する。隣接ＣＵＡの可用性フラグavailableAFlagが参照不可であることを示す場合（ステップSA013においてNo）、ステップSA014-2に遷移する。

(SA014-1) ＣＵ分割識別子復号部１１３は、隣接ＣＵＡの分割深度CtDepthA[xNbA][yNbA](A = {L,BL,T,TR})を外部（ＣＵ情報復号部、またはフレームメモリ）より読み出し、対象ＣＵの分割深度cqtDepthと大小比較値condA(A = {L,BL,T,TR})を下記式(eq.A-1)により導出する。

condA = CtDepthA[xNbA][yNbA] > cqtDepth (eq.A-1)
すなわち、隣接ＣＵＡの分割深度CtDepthA[xNbA][yNbA]が対象ＣＵの分割深度cqtDepthより大きい場合、condAに１を設定し、それ以外（隣接ＣＵＡの分割深度CtDepthA[xNbA][yNbA]が対象ＣＵの分割深度cqtDepthより以下）の場合、condAに０を設定する。ここで、隣接ＣＵＡの座標（xNbA, yNbA）(A＝{L,BL,T,TR})は、対象ＣＵの左上座標(x0, y0)と対象ＣＵの左上座標(x0, y0)を起点とするオフセット(dxA, dYA) (A＝{L,BL,T,TR})に基づいて、下記式（eq.A-2）、及び(eq.A-3)により導出される。

xNbA = x0 + dXA (eq.A-2)
yNbA = y0 + dYA (eq.A-3)
ここで、各隣接ＣＵＡ(A＝{L,BL,T,TR})に対応するオフセット(dXA,dYA)は、図１２（ａ）に示すテーブルTableBに示す通りである。すなわち、各隣接ＣＵＡの座標（xNbA, yNbA）は次のように導出される。

隣接左ＣＵＬの座標（xNbL, yNbL）＝（x0 - 1, y0）,
隣接左下ＣＵＬＢの座標（xNbLB, yNbLB）＝（x0 - 1, y0 - CUSize）,
隣接上ＣＵＴの座標（xNbT, yNbT）＝（x0, y0 - 1）,
隣接右上ＣＵＴＲの座標（xNbTR, yNbTR）＝（x0 + CUSize, y0 - 1）
ここで、変数CUSizeは、Ｘ座標であれば、対象ＣＵの横幅、Ｙ座標であれば縦幅を表わす。

(SA014-2) ＣＵ分割識別子復号部１１３は、隣接ＣＵＡの分割深度CtDepthA[xNbA][yNbA](A = {L,BL,T,TR})と対象ＣＵの分割深度cqtDepthとの大小比較値condA(A = {L,BL,T,TR})に０を設定する。すなわち、condA = 0。

(SA015) 隣接ＣＵA（A＝{L,BL,T,TR})の分割深度と対象ＣＵの分割深度との比較に係るループ処理の終端である。

(SA016) ＣＵ分割識別子復号部１１３は、下記式(eq.A-4)(あるいは式(eq.A-4a))に示すように、導出した比較値condA(A＝{L,BL,T,TR})の総和をコンテキスト増分値ctxIncへ設定する。

ctxInc = Σ condA, A={L,BL,T,TR} (eq.A-4)
ctxInc = condL + condBL + condT + condTR (eq.A-4a)
なお、コンテキスト増分値の値域は、例えば、minCtxInc <= ctxInc <= maxCtxIncとなる。ここで、変数minCtxIncは、コンテキスト増分値ctxIncの最小値を表わし、変数maxCtxIncは、コンテキスト増分値ctxIncの最大値を表わす。本実施例では、minCtxInc、maxCtxIncの値は、それぞれ、minCtxInc = 0, maxCtxInc = 4である。従って、本実施例におけるCU分割識別子split_ctx_idx[x0][y0]のBin列のうち、コンテキストを参照するBin(binIdx = 0..N)の各コンテキスト数NumCtxSplitCUIdxは、maxCtxInc - minCtxInc + 1 = 4となる。上記コンテキスト増分値ctxIncの導出モデルは、対象ＣＵの分割深度cqtDepthが隣接ＣＵの分割深度よりも小さいケースが多ければ、小さい値をとる。逆に、対象ＣＵの分割深度cqtDepthが隣接ＣＵの分割深度よりも大きいケースが多ければ、大きい値をとる。これは、対象ＣＵの分割深度cqtDepth毎に、ＣＵ分割識別子split_cut_idx[x0][y0]のシンタックス値の各Binのシンボルの発生頻度に適したコンテキストモデルであり、より効率的にＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のBin列を算術復号／算術符号化することが可能となる。

(SA099)（不図示） ＣＵ分割識別子復号部１１３は、その後、導出したコンテキス増分値ctxIncへ所定オフセットctxIdxOffsetを加算した値を、各Binを復号する際に参照するコンテキストインデックスctxIdx（式(eq.A-5)）として導出する。

ctxIdx = ctxInc + ctxIdxOffset (eq.A-5)
ここで、所定オフセットctxIdxOffsetは、スライスタイプ（Ｉスライス、Ｐスライス、Ｂスライス）によって、値を変更してもよいし、色成分毎（第１色成分、第２色成分、第３色成分）に変えてもよい。また、スライスタイプや、色成分によらず、共通のオフセット値としてもよい。

なお、コンテキストを参照するbinIdx=0..NのBinについて、バイパスフラグBypassFlagは０に設定される。例えば、図１０(a)の例であれば、binIdx=0のBinについて、バイパスフラグBypassFlag = 0とし、binIdx > 1以上は発生しないため、やはりバイパスフラグBypassFlag = 0としてもよいし、設定の省略をすることができる。また、図１０（ｂ）の例であれば、binIdx = 0のBinについて、バイパスフラグBypassFlag = 0とし、binIdx = 1であるBin(サフィックス部分のBinともいう)は、コンテキストを参照しないで復号／符号化する（バイパスモードで復号／符号化される）Binであるため（図１０（ｂ）では、エントリー値が”bypass”）、各Binについて、バイパスフラグBypassFlagを１と設定する。なお、コンテキストを参照しない各Binに対するコンテキストインデックスctxIdxは０と設定される。

以上、ＣＵ分割識別子復号部１１３は、ＣＴＵサイズ拡張時において、対象ＣＵに隣接する２以上の隣接ＣＵを参照することで、対象ＣＵのＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のBin列のうち、コンテキストを参照するBin(binIdx=0..N)のシンボルの発生確率に適したコンテキストモデルに基づいて、コンテキストインデックスctxIdxを導出することができる。また、非特許文献２と比較して（図２８〜図２９）、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0](非特許文献２では、split_cu_flag)に係るコンテキスト数を同一に保持し、かつ、符号化効率を維持し、かつ、コンテキストインデックスの導出処理（主に図28と図29の処理の共通化、及び分岐処理の削減）を簡略化するため、復号処理量（符号化処理量）を低減する効果を奏する。

（付記事項１）
なお、本実施例では、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のBin列のうち、コンテキストを参照するBin(binIdx=0..N)に関するコンテキストインデックスctxIdxに係るコンテキスト増分値ctxIncの導出の際に、対象ＣＵに隣接する図１２（ｂ）に示す隣接左ＣＵ、隣接左下ＣＵ、隣接上ＣＵ、隣接右上ＣＵの４つの隣接ＣＵを参照しているが、これに限定されない。例えば、隣接左ＣＵ、隣接左下ＣＵ、隣接上ＣＵ、隣接右上ＣＵからＮ個（Ｎ＝１..3）の隣接ＣＵＡを選択し、それらの隣接ＣＵＡの分割深度CqtDepthAを参照してもよい。また、いずれの隣接ＣＵを参照するかを、各パラメータセット（ＳＰＳ、ＰＰＳ、ＳＨ）において通知してもよい。

（コンテキストインデックス、及びバイパスフラグの導出処理の変形例１）
以下では、図１３を参照しながら、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]に係るコンテキストインデックスの導出処理の変形例について説明する。なお、前述の図７に示すフローチャートと共通部分の処理（SA011〜SA016, SA099）についての説明は省略し、追加処理となるステップSA020aについて説明する。

(SA020a) ＣＵ分割識別子復号部１１３は、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]に係るコンテキスト数を削減するために、下記式(eq.A-6)により、ステップSA016で導出したコンテキスト増分値ctxIncの値域をminCtxInc（第２の閾値）〜maxCtxInc（第１の閾値）へ制限する。

ctxInc = Clip3 ( minCtxInc, maxCtxInc, ctxInc) (eq. A-6)
ここで、Clip3(X, Y, Z)は、ZがXより小さい場合、Xを返し、ZがYより大きければ、Yを返し、それ以外（X<=Z<=Y）の場合、Zを返すクリップ演算子である。

例えば、minCtxInc = 0, maxCtxInc = 2と設定した場合、ステップSA020aの処理により、コンテキスト増分値ctxIncの値域は、０〜２へ制限され、コンテキスト数NumCtxSplitCUIdxは３へ削減される。

なお、コンテキスト増分値ctxIncの始点を０へ揃えるために、式（eq.A-6a）によって、コンテキスト増分値ctxIncを導出してもよい。

ctxInc = Clip3 ( minCtxInc, maxCtxInc, ctxInc) - minCtxInc (eq. A-6a)
また、コンテキスト増分値ctxIncの上限値のみ制限する場合は、式(eq.A-6b)によってコンテキスト増分値ctxIncを導出してもよい。

ctxInc = ctxInc > maxCtxInc ? maxCtxInc : ctxInc (eq. A-6b)
なお、式（eq. A-6b）は三項演算子による表現だが、以下のif文(式(eq.A-6c))によって表現することもできる。

if ( ctxInc > maxCtxInc ) ctxInc = maxCtxInc (eq. A-6c)
以上、ＣＵ分割識別子復号部１１３の変形例１は、実施例１と同様の効果を奏する。さらに、実施例１と比較して、コンテキスト増分値ctxIncの値域を制限することで、符号化効率を維持しつつ、コンテキストを参照する各Binに必要なコンテキスト数を削減するため、コンテキスト保持に必要とするメモリサイズを削減する効果を奏する。

（コンテキストインデックス、及びバイパスフラグの導出処理の変形例２）
以下では、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]に係るコンテキストインデックスの導出処理の変形例について説明する。なお、前述の図７に示すフローチャートと共通部分の処理（SA011〜SA016, SA099）において同一の処理については説明を省略し、追加の処理があるステップについてはダッシュ記号(例えば、SA0XX’)を付して、追加処理のみ説明する。また、新たな追加処理となるステップSA020bについても説明する。

(SA011’) SA011の処理に加えて、隣接ＣＵＡ（A＝{L,BL,T,TR})内での最小分割深度minCtDepth、及び最大分割深度maxCtDepthをさらに導出する。なお、ループ処理の開始前に、最小分割深度minCtDepth = MaxCtDepthPS、最大分割深度maxCtDepth = MinCtDepthPSと初期化する。ここで、変数MinCtDepthPS、及びMaxCtDepthPSは、パラメータセット(SPS、PS、SH)で通知、又は導出される符号化ツリーの最小分割深度と、最大分割深度を表わす値である。

(SA012’) SA012と同一のため、説明を省略する。

(SA013’) SA013と同一のため、説明を省略する。

(SA014-1’) SA014-1の処理に加えて、隣接ＣＵＡの分割深度CtDepthA[xNbA][yNbA]を参照して、隣接ＣＵＡ内の最小分割深度minCtDepth、及び最大分割深度maxCtDepthを下記式（eq.A-7）、及び（eq.A-8）により更新する。

minCtDepth = minCtDepth > CtDepthA[xNbA][yNbA] ? CtDepthA[xNbA][yNbA] (eq.A-7)
maxCtDepth = maxCtDepth < CtDepthA[xNbA][yNbA] ? CtDepthA[xNbA][yNbA] (eq.A-8)
(SA014-2’) SA014-2と同一のため、説明を省略する。

(SA015’) 隣接ＣＵA（A＝{L,BL,T,TR})の分割深度と対象ＣＵの分割深度との比較、及び隣接ＣＵ内の最小分割深度minCtDepth、及び最大分割深度maxCtDepthの導出に係るループ処理の終端である。

(SA016’) SA016と同様にして、ＣＵ分割識別子復号部１１３は、前述の式(eq.A-4)(あるいは式(eq.A-4a))に示すように、導出した比較値condA(A＝{L,BL,T,TR})の総和をコンテキスト増分値ctxIncへ設定する。

(SA020b) ＣＵ分割識別子復号部１１３は、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]に係るコンテキスト数を削減するために、下記式(eq.A-9)、(eq.A-10)により、ステップSA016’で導出したコンテキスト増分値ctxIncの隣接ＣＵ内の最小分割深度minCtDepth（第１の分割深度）、及び最大分割深度maxCtDepth（第２の分割深度）それぞれに対応するコンテキス増分値へ更新する。

ctxInc = cqtDepth < minCqtDepth ? minCtxInc : ctxInc (eq. A-9)
ctxInc = cqtDepth > maxCqtDepth ? maxCtxInc : ctxInc (eq. A-10)
すなわち、対象ＣＵの分割深度cqtDepthが、隣接ＣＵ内の最小分割深度よりも小さい場合には、コンテキスト増分値の下限値（最小値）minCtxInc（第１のコンテキストインデックス値、又は第１のコンテキスト増分値）へコンテキスト増分値ctxIncを更新する。また、対象ＣＵの分割深度cqtDepthが、隣接ＣＵ内の最大分割深度よりも大きい場合には、コンテキスト増分値の上限値（最大値）maxCtxInc（第２のコンテキストインデックス値、又は第２のコンテキスト増分値）へコンテキスト増分値ctxIncを更新する。

既に述べたが、ステップSA016(及びステップSA016’)におけるコンテキスト増分値ctxIncの導出モデルは、対象ＣＵの分割深度cqtDepthが隣接ＣＵの分割深度よりも小さいケースが多ければ、小さい値をとる。逆に、対象ＣＵの分割深度cqtDepthが隣接ＣＵの分割深度よりも大きいケースが多ければ、大きい値をとる。一般的に、符号化ユニットの最大値を拡張した場合、各階層深度（分割深度）に存在する符号化ユニット（ＣＵ）の出現頻度が減少する傾向にある。従って、対象ＣＵの隣接ＣＵ内の分割深度の最小値（最小分割深度minCqtDepth）よりも小さい場合には、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のbin列のうちコンテキストを参照するBinに対するコンテキスト増分値ctxIncとして、コンテキスト増分値の下限値minCtxIncへ設定することは妥当であり、符号化効率を維持しつつ、コンテキスト数を削減することが可能である。

また、同様にして、対象ＣＵの隣接ＣＵ内の分割深度の最大値（最大分割深度maxCqtDepth）よりも大きい場合には、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のbin列のうちコンテキストを参照するBinに対するコンテキスト増分値ctxIncとして、コンテキスト増分値の上限値maxCtxIncへ設定することは妥当であり、符号化効率を維持しつつ、コンテキスト数を削減することが可能である。

例えば、minCtxInc = 0, maxCtxInc = 2とすれば、実施例１と比較して、符号化効率を維持しつつ、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のbin列のうちコンテキストを参照するBinに対するコンテキスト数を削減することができ、コンテキスト保持に必要とするメモリサイズを削減する効果を奏する。

(SA099’) SA099と同一のため説明を省略する。

以上、ＣＵ分割識別子復号部１１３の変形例２は、実施例１と同様の効果を奏する。さらに、実施例１と比較して、変形１と同様に符号化効率を維持しつつ、コンテキストを参照する各Binに必要なコンテキスト数を削減するため、コンテキスト保持に必要とするメモリサイズを削減する効果を奏する。

（付記事項２）
なお、ＣＵ分割識別子復号部１１３の変形例２において、対象ＣＵの隣接ＣＵ内から最小分割深度minCqtDepth、及び最大分割深度maxCqtDepthを導出したが、これに限定されない。例えば、隣接ＣＵ内を探索せずに、最小分割深度minCqtDepthへ固定の第３の分割深度の値を設定し、最大分割深度maxCqtDepthへ第３の分割深度の値とは異なる、第４の分割深度の値を設定してもよい。これら、第３の分割深度、及び第４の分割深度の値は、パラメータセット（SPS, PPS, SH）において通知されてもよいし、画像復号装置と対応する画像符号化装置との間で、予め取り決めておいてもよい。これにより、より簡易な構成で、変形例２と同様の符号化効率を維持しつつ、さらに、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のBin列のうちコンテキストを参照するBinに対するコンテキストインデックス導出処理を簡略ができ、復号処理量（符号化処理量）を低減する効果を奏する。

〔動画像符号化装置〕
以下において、本実施形態に係る動画像符号化装置２について、図２４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２４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２４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２４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、および符号化データ生成部（適応処理手段）２９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’を符号化データ生成部２９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、逆直交変換することによって、ブロック毎の予測残差を復元する。逆直交変換については、図２に示す逆量子化・逆変換部１３について、既に説明したとおりであるので、ここではその説明を省略する。

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’を符号化データ生成部２９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、当該復号画像Ｐの復号に用いられたパラメータと共に、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、直交変換および量子化を行うことで量子化予測残差を生成する。なお、ここで直交変換とは、画素領域から周波数領域への直交変換のことをさす。また、逆直交変換の例としては、ＤＣＴ変換（Discrete Cosine Transform）、およびＤＳＴ変換（Discrete Sine Transform）等が挙げられる。

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直交変換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および符号化データ生成部２９に供給する。

符号化データ生成部２９は、ヘッダ情報Ｈ’、ＴＴ設定情報ＴＴＩ’、およびＰＴ設定情報ＰＴＩ’を符号化し、符号化したヘッダ情報Ｈ、ＴＴ設定情報ＴＴＩ、およびＰＴ設定情報ＰＴＩを多重化して符号化データ＃１を生成し、出力する。

（動画像復号装置との対応関係）
動画像符号化装置２は、動画像復号装置１の各構成と対応する構成を含む。ここで、対応とは、同様の処理、または、逆の処理を行う関係にあるということである。

例えば、上述したように、動画像復号装置１が備える予測画像生成部１４の予測画像生成処理と、動画像符号化装置２が備える予測画像生成部２３の予測画像生成処理とは、同様である。

例えば、動画像復号装置１において、ビット列から、シンタックス値を復号する処理は、動画像符号化装置２において、シンタックス値から、ビット列を符号化する処理と逆の処理としての対応となっている。

以下では、動画像符号化装置２における各構成が、動画像復号装置１のＣＵ情報復号部１１、ＰＵ情報復号部１２、およびＴＵ情報復号部１３とどのような対応となっているかについて説明する。これにより、動画像符号化装置２における各構成の動作・機能はより詳細に明らかになるだろう。

符号化データ生成部２９は、復号モジュール１０に対応している。より詳しくいえば、復号モジュール１０が、符号化データおよびシンタックス種別に基づいてシンタックス値を導出するのに対して、符号化データ生成部２９は、シンタックス値およびシンタックス種別に基づいて符号化データを生成する。

符号化設定部２１は、上述した動画像復号装置１のＣＵ情報復号部１１に対応している。符号化設定部２１と、上述したＣＵ情報復号部１１とを比較すると次のとおりである。

予測画像生成部２３は、上述した動画像復号装置１のＰＵ情報復号部１２および予測画像生成部１４に対応している。これらを比較すると次のとおりである。

上述のとおり、ＰＵ情報復号部１２は、動き情報に係る符号化データとシンタックス種別とを復号モジュール１０に供給し、復号モジュール１０により復号された動き情報に基づいて動き補償パラメータを導出する。また、予測画像生成部１４は、導出された動き補償パラメータに基づいて予測画像を生成する。

これに対して、予測画像生成部２３は、予測画像生成処理において、動き補償パラメータを決定し、動き補償パラメータに係るシンタックス値とシンタックス種別とを符号化データ生成部２９に供給する。

変換・量子化部２７は、上述した動画像復号装置１のＴＵ情報復号部１３および逆量子化・逆変換部１５に対応している。これらを比較すると次のとおりである。

上述したＴＵ情報復号部１３が備えるＴＵ分割設定部１３１は、ノードの分割を行うのか否かを示す情報に係る符号化データおよびシンタックス種別を復号モジュール１０に供給し、復号モジュール１０により復号されたノードの分割を行うのか否かを示す情報に基づいてＴＵ分割を行う。

さらに、上述したＴＵ情報復号部１３が備える変換係数復元部１３２は、判定情報および変換係数に係る符号化データおよびシンタックス種別を復号モジュール１０に供給し、復号モジュール１０により復号された判定情報および変換係数に基づいて変換係数を導出する。

これに対して、変換・量子化部２７は、ＴＵ分割の分割方式を決定し、ノードの分割を行うのか否かを示す情報に係るシンタックス値およびシンタックス種別を符号化データ生成部２９に供給する。

また、変換・量子化部２７は、予測残差を変換・量子化して得られる量子化変換係数に係るシンタックス値およびシンタックス種別を符号化データ生成部２９に供給する。

本発明の動画像符号化装置２は、ピクチャを符号化ツリーブロック単位に分割して符号化する画像符号化装置において、上記符号化ツリーブロックを、ルートの符号化ツリーとして再帰的に分割する符号化ツリー分割部を備え、上記符号化ツリーを分割するか否かを示す、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]を符号化する算術符号化部（ＣＵ分割識別子符号化手段, 算術符号化装置）を備える。

＜実施例１の逆処理＞
図２５は、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]を符号化する算術符号化部２９１の構成を示すブロック図である。図２５に示すように、算術符号化部２９１は、算術符号符号化部２９５、及びＣＵ分割識別子符号化部２９３を備える。

（算術符号符号化部２９５）
算術符号符号化部２９５は、ＣＵ分割識別子符号化部より供給される各Ｂｉｎを、コンテキストを参照して符号化し、符号化した各ビットを出力するための構成であり、図２５に示すように、コンテキスト記録更新部２９６、及びビット符号化部２９７を備えている。

（コンテキスト記録更新部２９６）
コンテキスト記録更新部２９６は、算術符号復号部１１５の備えるコンテキスト記録更新部１１６と対応する機能であり、各シンタックスに関連付けられた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）生起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の生起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２９６は、供給されるバイパスフラグBypassFlagが０の場合、すなわち、コンテキストを参照して符号化する場合には、ＣＵ分割識別子符号化部２９３より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２９７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を次回更新するまで記録する。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２９７がBinを１つ符号化する毎に更新される。

コンテキスト記録更新部２９６は、供給されるバイパスフラグBypassFlagが１の場合、すなわち、シンボル０と１の生起確率を０．５に固定したコンテキスト変数ＣＶを用いて符号化する場合（バイパスモードともいう）には、コンテキスト変数ＣＶの値は、常に、シンボル０と１の生起確率を０．５の値に固定され、コンテキスト変数ＣＶの更新は省略される。

なお、コンテキストインデックスctxIdxは、各シンタックスの各Binについてコンテキストを直接指定するものであってもよいし、あるいは、各シンタックス毎に設定されるコンテキストインデックスの開始値を示すオフセットからの増分値であってもよい。

（ビット符号化部２９７）
ビット符号化号部２９７は、算術符号復号部１１５の備えるビット復号部１１７の逆処理に対応し、コンテキスト記録更新部２９６に記録されているコンテキスト変数ＣＶを参照し、ＣＵ分割識別子符号化部２９３から供給される各Binを符号化する。また、符号化されるBinの値は、コンテキスト記録更新部２９６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。

（ＣＵ分割識別子符号化２９３）
ＣＵ分割識別子符号化部２９３は、算術復号部１９１の備えるＣＵ分割識別子復号部１１３の逆処理に対応する。

ＣＵ分割識別子符号化部２９３は、外部より供給される対象ＣＵのＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のシンタックス値を、例えば、図１１に示す値とBin列の対応表に基づいて、シンタックス値に対応するBin列を符号化（導出、変換）する。例えば、シンタックス値が０であれば、Bin列として、”0”(prefix=”0”, suffix=”-”)を導出する。また、シンタックス値が４であれば、Bin列として、”1110” (prefix=”111”, suffix=”0”)を導出する。なお、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x][y]のシンタックス値をBin列へ変換（二値化）は、上記に限定されず、実施可能な範囲で変更されうる。例えば、シンタックス値をそのまま、シンタックス値へ変換する固定長符号であってもよい。より具体的には、ＣＵ分割識別子split_cu_idxのシンタックス値が”0”であれば、Bin列として、”0”と解釈し、ＣＵ分割識別子split_cu_idxのシンタックス値”1”であれば、Bin列を”1”と解釈しても良い。逆に、シンタックス値が”0”であれば、Bin列を”1”と解釈し、シンタックス値が”1”であれば、Bin列を”0”と解釈してもよい。あるいは、シンタックス値を、プリフィックス部prefixtとサフィックス部suffixからなるBin列に変換せずに、値とK次指数ゴロム符号の対応表からシンタックス値からBin列を求めてもよい。

ＣＵ分割識別子符号化部２９３は、算術符号符号化部２９５にてＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のBin列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、及びバイパスモードの適否を示すバイパスフラグBypassFlagを、ＣＵ分割識別子復号部１１３において説明した（コンテキストインデックス、及びバイパスフラグの導出処理（実施例１、変形例１、変形例２、及びそれらの付記事項を含む）と同一の処理よって導出する。なお、ＣＵ分割復号部１１３を、ＣＵ分割識別子符号化部２９３へ置き換えて解釈するものとする。

ＣＵ分割識別子符号化部２９３は、導出したコンテキストインデックスctxIdx、及びバイパスフラグBypassFlag、及びBin列を算術符号符号化部２９５へ供給するとともに、各Bin列の各Binを符号化するよう算術符号符号化部２９５を指示する。

以上、本実施例に係るＣＵ分割識別子符号化部２９３は、算術符号符号化部２９５を指示して、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のBin列のうち、コンテキストを参照するBinに対して、対象ＣＵの分割深度cqtDepthと、符号化済隣接ＣＵＡ（A＝{L,BL,T,TR})の分割深度CtDepthA[xNbA][yNbA]（A＝{L,BL,T,TR})に基づいて、コンテキストを切り替えて符号化する構成である。また、図１０（ｂ）に示すように、さらに、コンテキストを参照しないBinが存在すれば、該Binをバイパスモードによって符号化する構成である。

以上、ＣＵ分割識別子符号化部２９３は、ＣＴＵサイズ拡張時において、対象ＣＵに隣接する２以上の隣接ＣＵを参照することで、対象ＣＵのＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0]のBin列のうち、コンテキストを参照するBin(binIdx=0..N)のシンボルの発生確率に適したコンテキストモデルに基づいて、コンテキストインデックスctxIdxを導出することができる。また、非特許文献２と比較して（図２８〜図２９）、ＣＵ分割識別子split_cu_idx[x0][y0](非特許文献２では、split_cu_flag)に係るコンテキスト数を同一に保持し、かつ、符号化効率を維持し、かつ、コンテキストインデックスの導出処理（主に図28と図29の処理の共通化、及び分岐処理の削減）を簡略化するため、符号化処理量を低減する効果を奏する。さらに、（コンテキストインデックス、及びバイパスフラグの導出処理の変形例１）を適用する場合には、ＣＵ分割識別子符号化部２９３の実施例１と同様の効果を奏する。さらに、実施例１と比較して、コンテキスト増分値ctxIncの値域を制限することで、符号化効率を維持しつつ、コンテキストを参照する各Binに必要なコンテキスト数を削減するため、コンテキスト保持に必要とするメモリサイズを削減する効果を奏する。さらに、（コンテキストインデックス、及びバイパスフラグの導出処理の変形例２）を適用する場合には、実施例１と同様の効果を奏する。さらに、実施例１と比較して、変形１と同様に符号化効率を維持しつつ、コンテキストを参照する各Binに必要なコンテキスト数を削減するため、コンテキスト保持に必要とするメモリサイズを削減する効果を奏する。

〔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２６を参照して説明する。

図２６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２６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２６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２６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２６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２６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２７を参照して説明する。

図２７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２７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２７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２７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２７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２７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。

（ハードウェア的実現およびソフトウェア的実現）
また、上述した動画像復号装置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（Compact Disc Read-Only Memory）／ＭＯディスク（Magneto-Optical disc）／ＭＤ（Mini Disc）／ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）／ＣＤ−Ｒ（CD Recordable）／ブルーレイディスク（Blu-ray Disc（登録商標））等の光ディスクを含むディスク類、ＩＣカード（メモリカードを含む）／光カード等のカード類、マスクＲＯＭ／ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read-Only Memory）／ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）（Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory）／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（Local Area Network）、ＩＳＤＮ（Integrated Services Digital Network）、ＶＡＮ（Value-Added Network）、ＣＡＴＶ（Community Antenna television/Cable Television）通信網、仮想専用網（Virtual Private Network）、電話回線網、移動体通信網、衛星通信網等が利用可能である。また、この通信ネットワークを構成する伝送媒体も、プログラムコードを伝送可能な媒体であればよく、特定の構成または種類のものに限定されない。例えば、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and ElectronicEngineers）１３９４、ＵＳＢ、電力線搬送、ケーブルＴＶ回線、電話線、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）回線等の有線でも、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）やリモコンのような赤外線、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＩＥＥＥ８０２．１１無線、ＨＤＲ（High Data Rate）、ＮＦＣ（Near Field Communication）、ＤＬＮＡ（登録商標）（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。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

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）
１０ 復号モジュール
１１ ＣＵ情報復号部
１２ ＰＵ情報復号部
１３ ＴＵ情報復号部
１６ フレームメモリ
１９１ 算術復号部
１１３ ＣＵ分割識別子復号部
１１５ 算術符号復号部
１１６ コンテキスト記録更新部
１１７ ビット復号部
２ 動画像符号化装置（画像符号化装置）
１３１ ＴＵ分割設定部
２１ 符号化設定部
２５ フレームメモリ
２９ 符号化データ生成部
１９１ 算術復号部
２９１ 算術符号化部
２９３ ＣＵ分割識別子符号化部
２９５ 算術符号符号化部
２９６ コンテキスト記録更新部
２９７ ビット符号化部

Claims (14)

1. コンテキストを指定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、
   前記コンテキストインデックスで指定されるコンテキスト、及びバイパスフラグを参照して、符号化データから１又は複数のBinからなるBin列を復号する算術符号復号手段と、
   前記Bin列から対象ＣＵに関するＣＵ分割識別子のシンタックス値を復号するＣＵ分割識別子復号手段とを備える算術復号装置であって、
   前記コンテキストインデックス導出手段は、前記対象ＣＵの分割深度、及び１以上の復号済隣接ＣＵの分割深度に基づいて、前記ＣＵ分割識別子に関する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. 前記コンテキストインデックス導出手段は、前記導出された前記ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスが第１の閾値より大きい場合には、前記ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスとして、第１の閾値の値を導出することを特徴とする請求項１に記載の算術復号装置。
3. 前記コンテキストインデックス導出手段は、前記導出された前記ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスが、前記対象ＣＵの分割深度が第１の分割深度より小さい場合、前記ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスとして、第１のコンテキストインデックス値を導出し、
   前記対象ＣＵの分割深度が第２の分割深度より大きい場合、前記ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスとして、第１とは異なる第２のコンテキストインデックス値を導出することを特徴とする請求項１に記載の算術復号装置。
4. 前記第１の分割深度は、１以上の復号済隣接ＣＵ内で最小の分割深度であることを特徴とする請求項３に記載の算術復号装置。
5. 前記第２の分割深度は、１以上の復号済隣接ＣＵ内で最大の分割深度であることを特徴とする請求項３に記載の算術復号装置。
6. 前記第１のコンテキストインデックス値は、０であることを特徴とする請求項３に記載の算術復号装置。
7. 前記第２のコンテキストインデックス値は、前記ＣＵ分割識別子のコンテキスト数―１の値であることを特徴とする請求項３に記載の算術復号装置。
8. 対象ＣＵに関するＣＵ分割識別子のシンタックス値をBin列へ符号化するＣＵ分割識別子符号化手段と、
   コンテキストを指定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、
   コンテキストインデックスで指定されるコンテキスト、及びバイパスフラグを参照して、１又は複数のBinからなるBin列を符号化して符号化データを生成する算術符号符号化手段とを備える算術符号化装置であって、
   前記コンテキストインデックス導出手段は、前記対象ＣＵの分割深度、及び１以上の符号化済隣接ＣＵの分割深度に基づいて、前記ＣＵ分割識別子に関する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。
9. 前記コンテキストインデックス導出手段は、前記導出された前記ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスが第１の閾値より大きい場合には、前記ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスとして、第１の閾値の値を導出することを特徴とする請求項８に記載の算術符号化装置。
10. 前記コンテキストインデックス導出手段は、前記対象ＣＵの分割深度が第１の分割深度より小さい場合、前記ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスとして、第１のコンテキストインデックス値を導出し、
    前記対象ＣＵの分割深度が第２の分割深度より大きい場合、前記ＣＵ分割識別子に関するコンテキストインデックスとして、第１とは異なる第２のコンテキストインデックス値を導出することを特徴とする請求項８に記載の算術符号化装置。
11. 前記第１の分割深度は、１以上の符号化済隣接ＣＵ内で最小の分割深度であることを特徴とする請求項１０に記載の算術符号化装置。
12. 前記第２の分割深度は、１以上の符号化済隣接ＣＵ内で最大の分割深度であることを特徴とする請求項１０に記載の算術符号化装置。
13. 前記第１のコンテキストインデックス値は、０であることを特徴とする請求項１０に記載の算術符号化装置。
14. 前記第２のコンテキストインデックスは、前記ＣＵ分割識別子のコンテキスト数―１の値であることを特徴とする請求項１０に記載の算術符号化装置。

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