(57)【要約】【課題】この予測残差に直交変換および量子化を施した量子化変換係数を符号化し、動画像復号装置では、符号化データから量子化変換係数を復号し、逆量子化および逆直交変換を施して、予測誤差を復元する。量子化変換係数の符号化および復号では、CU内の各量子化変換係数の位置情報とレベルの情報に分けて処理することで、冗長性を除去し符号量を削減している。動画像の符号化効率を向上させること。【解決手段】CU内の非ゼロ変換係数の個数を示すフラグの定義を変更することで、CU内の最後の非ゼロ変換係数の位置を表すLASTの符号量を削減する。【選択図】図１８Ａ
2020072277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力動画像を符号化する動画像符号化装置において、
上記入力動画像の１画面を複数の画素からなる符号化単位（CU）に分割する手段と、
前記CUを単位として所定の変換を行い変換係数を出力する手段と、
前記変換係数を可変長符号化する可変長符号化手段とを備え、
前記可変長符号化手段は、
前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグの値を決定する手段と、前記CUの限定された領域内のみに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第２のフラグの値を決定する手段と、
CU内でDC成分からスキャン順に変換係数を走査して最も離れた位置（LAST）と非ゼロ係数値（LEVEL）を示すシンタックスを導出する手段と、
符号化パラメータを参照して、前記第１のフラグと第２のフラグのいずれを可変長符号化するかを切替えて可変長符号化する手段と、
前記第１のフラグを可変長符号化する場合に、CU内に非ゼロ変換係数が存在する場合は、LASTとLEVELを示すシンタックスを符号化する手段と、
前記第２のフラグを可変長符号化する場合に、CUの限定された領域内のみに非ゼロ変換係数が存在する場合は、LEVELを示すシンタックスを符号化し、CUの限定された領域外に
非ゼロ変換係数が存在する場合は、LASTとLEVELを示すシンタックスを符号化する手段と
を備えることを特徴とする動画像符号化装置。
【請求項２】
動画像を復号する動画像復号装置において、
複数の画素からなる符号化単位（CU)を処理単位として符号化データを可変長復号して
シンタックスを出力する手段と、
シンタックスから変換係数を導出する手段とを備え、
前記可変長復号手段は、
符号化パラメータを参照して、前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグと、前記CUの限定された領域内のみに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第２のフラグのいずれを可変復号するかを切替えて可変長復号する手段と、
前記第１のフラグを可変長復号し、前記第１のフラグがCU内に非ゼロ変換係数が存在することを示す場合は、さらにLASTとLEVELを示すシンタックスを可変長復号する手段と、
前記第２のフラグを可変長復号し、CUの限定された領域内のみに非ゼロ変換係数が存在することを示す場合は、限定された領域内の最高周波数成分を示す値をLASTにセットし、LEVELを示す可変長符号を復号し、CUの限定された領域外に非ゼロ変換係数が存在する場
合は、LASTとLEVELを示すシンタックスを可変長復号する手段とを備えることを特徴とす
る動画像復号装置。
【請求項３】
前記CUの限定された領域は変換係数のDC成分の位置であることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載の動画像符号化装置あるいは動画像復号装置。
【請求項４】
前記CUの限定された領域は変換係数のDC成分および第１のAC成分の位置であることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載の動画像符号化装置あるいは動画像復号装置。
【請求項５】
前記符号化パラメータは予測モード（イントラあるいはインター）、量子化パラメータ、CUサイズのいずれかであることを特徴とする、請求項１あるいは２に記載の動画像符号化装置あるいは動画像復号装置。
【請求項６】
入力動画像を符号化する動画像符号化装置において、
上記入力動画像の１画面を複数の画素からなる符号化単位（CU）に分割する手段と、
前記CUを単位として所定の変換を行い変換係数を出力する手段と、
前記変換係数を可変長符号化する可変長符号化手段とを備え、
前記可変長符号化手段は、
前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグの値を決定する手段と、
前記第１のフラグを可変長符号化する手段と、
CU内でDC成分からスキャン順に変換係数を走査して最も離れた位置（CUのLAST）と非ゼロ係数値（LEVEL）を示すシンタックスを導出する手段と、
CUをサブブロックに分割する手段と、
LASTが含まれるサブブロックの位置および前記サブブロック内のLASTの位置（サブブロックのLAST）を導出する手段と、
前記第１のフラグがCU内の非ゼロ変換係数の存在を示す場合に、符号化パラメータを参照して、CUのLASTとサブブロックのLASTのいずれを可変長符号化するかを切替えて可変長符号化する手段と、
LEVELを示すシンタックスを符号化する手段とを備えることを特徴とする動画像符号化
装置。
【請求項７】
動画像を復号する動画像復号装置において、
複数の画素からなる符号化単位（CU)を処理単位として符号化データを可変長復号して
シンタックスを出力する手段と、
シンタックスから変換係数を導出する手段とを備え、
前記可変長復号手段は、
前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグを復号する手段と、
前記第１のフラグがCUに非ゼロ変換係数の存在を示す場合、符号化パラメータを参照して、CUのLASTとサブブロックのLASTのいずれかを復号する手段と、
サブブロックのLASTを復号した場合、CUのLASTを導出する手段と、
LEVELを示すシンタックスを復号する手段とを備えることを特徴とする動画像復号装置
。
【請求項８】
前記符号化パラメータは予測モード（イントラあるいはインター）、量子化パラメータ、CUサイズのいずれかであることを特徴とする、請求項６あるいは７に記載の動画像符号化装置あるいは動画像復号装置。
【請求項９】
入力動画像を符号化する動画像符号化装置において、
上記入力動画像の１画面を複数の画素からなる符号化単位（CU）に分割する手段と、
前記CUを単位として所定の変換を行い変換係数を出力する手段と、
前記変換係数を可変長符号化する可変長符号化手段とを備え、
前記可変長符号化手段は、
前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグの値を決定する手段と、
前記第１のフラグを可変長符号化する手段と、
CU内でDC成分からスキャン順に変換係数を走査して最も離れた位置（LAST）と非ゼロ係数値（LEVEL）を示すシンタックスを導出する手段と、
前記第１のフラグがCU内の非ゼロ変換係数の存在を示す場合は、符号化パラメータを参照して、LASTの符号化に用いる可変長符号表を切替えて可変長符号化する手段と、
LEVELを示すシンタックスを符号化する手段とを備えることを特徴とする動画像符号化
装置。
【請求項１０】
動画像を復号する動画像復号装置において、
複数の画素からなる符号化単位（CU)を処理単位として符号化データを可変長復号して
シンタックスを出力する手段と、
シンタックスから変換係数を導出する手段とを備え、
前記可変長復号手段は、
前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグを復号する手段と、
前記第１のフラグがCUに非ゼロ変換係数の存在を示す場合、符号化パラメータを参照して、LASTの復号に用いる可変長符号表を切替えて可変長復号する手段と、
LEVELを示すシンタックスを復号する手段とを備えることを特徴とする動画像復号装置
。
【請求項１１】
前記符号化パラメータは予測モード（イントラあるいはインター）、量子化パラメータ、CUサイズ、隣接CUの非ゼロ係数の個数のいずれかであることを特徴とする、請求項９あるいは１０に記載の動画像符号化装置あるいは動画像復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像復号装置、及び画像符号化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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画像符号化装置、及び、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画像復号装置が用いられている。
【０００３】
具体的な動画像符号化方式としては、例えば、H.264/AVCやHEVC（High-Efficiency Video Coding）にて提案されている方式などが挙げられる。
【０００４】
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（符号化ユニット（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（PU）、変換ユニット（TU）からなる階層構造により管理され、CUごとに符号化／復号される。
【０００５】
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。予測画像の生成方法としては、画面間予測（インター予測）、及び、画面内予測（イントラ予測）が挙げられる。
【０００６】
動画像符号化装置では、この予測残差に直交変換および量子化を施した量子化変換係数を符号化し、動画像復号装置では、符号化データから量子化変換係数を復号し、逆量子化および逆直交変換を施して、予測誤差を復元する（非特許文献１）。量子化変換係数の符号化および復号では、CU内の各量子化変換係数の位置情報とレベルの情報に分けて処理することで、冗長性を除去し符号量を削減している（非特許文献２）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】"Algorithm Description of Joint Exploration Test Model 4", JVET-E1001, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 12-20 January 2017
【非特許文献２】ITU-T H.265(04/2015) SERIES H:AUDIOVISUAL AND MULTIMEDIA SYSTEMS Infrastructure of audiovisual services - Coding of moving video High efficiency video coding
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
非特許文献２において、CU内の各量子化変換係数は、CU内に非ゼロの量子化変換係数の有無を示す第１のフラグ、スキャン順で最後の非ゼロ量子化変換係数の位置を示すLAST、CUを分割したサブブロック毎に非ゼロ量子化変換係数の有無を示す第２のフラグ、サブブロック内の各量子化変換係数が非ゼロか否かを示す第３のフラグ、各非ゼロ量子化変換係数のレベル（大きさ）を示す複数のシンタックスに分けて符号化される。このように量子化変換係数を直接符号化せず、複数の情報に分けて符号化することで、符号量を削減している。しかしながら、スキャン順で最後の非ゼロ量子化変換係数の位置を示すLASTは単一
の座標であるにもかかわらず、量子化パラメータにあまり依存せず、符号量が多い。
【０００９】
そこで、本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スキャン順で最後の非ゼロ量子化変換係数の位置を示すLASTの符号量を削減することで、符号化効率を向上させることができる画像復号装置及び画像符号化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る画像符号化装置は、入力動画像の１画面を複数の画素からなる符号化単位（CU）に分割する手段と、前記CUを単位として所定の変換を行い変換係数を出力する手段と、前記変換係数を可変長符号化する可変長符号化手段とを備え、前記可変長符号化手段は、前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグの値を決定する手段と、前記CUの限定された領域内のみに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第２のフラグの値を決定する手段と、CU内でDC成分からスキャン順に変換係数を走査して最も離れた位置（LAST）と非ゼロ係数値（LEVEL）を示すシンタックスを導出する手段と
、符号化パラメータを参照して、前記第１のフラグと第２のフラグのいずれを可変長符号化するかを切替えて可変長符号化する手段と、前記第１のフラグを可変長符号化する場合に、CU内に非ゼロ変換係数が存在する場合は、LASTとLEVELを示すシンタックスを符号化
する手段と、前記第２のフラグを可変長符号化する場合に、CUの限定された領域内のみに非ゼロ変換係数が存在する場合は、LEVELを示すシンタックスを符号化し、CUの限定され
た領域外に非ゼロ変換係数が存在する場合は、LASTとLEVELを示すシンタックスを符号化
する手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の一態様に係る画像復号装置は、複数の画素からなる符号化単位（CU)を処理単
位として符号化データを可変長復号してシンタックスを出力する手段と、シンタックスから変換係数を導出する手段とを備え、前記可変長復号手段は、符号化パラメータを参照して、前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグと、前記CUの限定された領域内のみに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第２のフラグのいずれを可変復号するかを切替えて可変長復号する手段と、前記第１のフラグを可変長復号し、前記第１のフラグがCU内に非ゼロ変換係数が存在することを示す場合は、さらにLASTとLEVELを
示すシンタックスを可変長復号する手段と、前記第２のフラグを可変長復号し、CUの限定された領域内のみに非ゼロ変換係数が存在することを示す場合は、限定された領域内の最高周波数成分を示す値をLASTにセットし、LEVELを示す可変長符号を復号し、CUの限定さ
れた領域外に非ゼロ変換係数が存在する場合は、LASTとLEVELを示すシンタックスを可変
長復号する手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の一態様によれば、動画像の画質を向上させ、かつ符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像伝送システムの構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る符号化ストリームのデータの階層構造を示す図である。
【図３】PU分割モードのパターンを示す図である。（ａ）〜（ｈ）は、それぞれ、PU分割モードが、2Nx2N、2NxN、2NxnU、2NxnD、Nx2N、nLx2N、nRx2N、及び、NxNの場合のパーティション形状について示している。
【図４】参照ピクチャ及び参照ピクチャリストの一例を示す概念図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図７】変換係数のシンタックスと復号処理を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る画像符号化装置を搭載した送信装置、及び、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、画像符号化装置を搭載した送信装置を示しており、（ｂ）は、画像復号装置を搭載した受信装置を示している。
【図９】本発明の一実施形態に係る画像符号化装置を搭載した記録装置、及び、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、画像符号化装置を搭載した記録装置を示しており、（ｂ）は、画像復号装置を搭載した再生装置を示している。
【図１０】本発明のエントロピー復号部を説明するブロック図である。
【図１１】本発明のエントロピー符号化部を説明するブロック図である。
【図１２】可変長符号表の一例である。
【図１３】変換係数の復号処理の動作を示すフローチャートである。
【図１４Ａ】変換係数の符号化処理の動作を示すフローチャートである。
【図１４Ｂ】変換係数の符号化処理の動作を示すフローチャートである。
【図１５】LASTの符号量全体に占める割合を示す図である。
【図１６】量子化パラメータおよびCUサイズと、非ゼロ変換係数の個数の関係を示す図である。
【図１７】cbfの定義を示す図である。
【図１８Ａ】cbfの定義を変更した場合に、変換係数の復号処理の動作を示すフローチャートである。
【図１８Ｂ】cbfの定義を変更した場合に、変換係数の復号処理の動作を示す別のフローチャートである。
【図１８Ｃ】cbfの定義を変更した場合に、変換係数の復号処理の動作を示す別のフローチャートである。
【図１９Ａ】cbfの定義を変更した場合に、変換係数の符号化処理の動作を示すフローチャートである。
【図１９Ｂ】cbfの定義を変更した場合に、変換係数の符号化処理の動作を示す別のフローチャートである。
【図１９Ｃ】cbfの定義を変更した場合に、変換係数の符号化処理の動作を示す別のフローチャートである。
【図２０】量子化パラメータおよびCUサイズによってcbfの定義を切替える例である。
【図２１】cbfの定義を切替えた場合に、変換係数の復号処理の動作を示す別のフローチャートである。
【図２２】cbfの定義を切替えた場合に、変換係数の符号化処理の動作を示す別のフローチャートである。
【図２３】LASTの表現方法を説明する図である。
【図２４】LASTの符号化に必要な符号量を示す図である。
【図２５】LASTの復号処理の動作を示すフローチャートである。
【図２６】LASTの符号化処理の動作を示すフローチャートである。
【図２７】量子化パラメータおよびCUサイズによって、LASTの符号化方法を切り替える例である。
【図２８Ａ】可変長符号表の別の一例である。
【図２８Ｂ】可変長符号表の別の一例である。
【図２９】可変長符号表を比較した図である。
【図３０】量子化パラメータおよびCUサイズによって、可変長符号表を切り替える例である。
【図３１】可変長符号表を決定し、LASTの符号化および復号処理を実施する動作を示すフローチャートである。
【図３２】スキャン方向を示す図である。
【図３３】スキャン方向とLASTの符号化に必要な符号量を示す図である。
【図３４】対象CUとその隣接CUを示す図である。
【図３５】対象CUの非ゼロ変換係数の個数の推定値と、選択する可変長符号表の対応関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態に係る画像伝送システム１の構成を示す概略図である。
【００１６】
画像伝送システム１は、符号化対象画像を符号化した符号を伝送し、伝送された符号を復号し画像を表示するシステムである。画像伝送システム１は、画像符号化装置１１、ネットワーク２１、画像復号装置３１及び画像表示装置４１を含んで構成される。
【００１７】
画像符号化装置１１には、単一レイヤもしくは複数レイヤの画像を示す画像Ｔが入力される。レイヤとは、ある時間を構成するピクチャが１つ以上ある場合に、複数のピクチャを区別するために用いられる概念である。たとえば、同一ピクチャを、画質や解像度の異なる複数のレイヤで符号化するとスケーラブル符号化になり、異なる視点のピクチャを複数のレイヤで符号化するとビュースケーラブル符号化となる。複数のレイヤのピクチャ間で予測（インターレイヤ予測、インタービュー予測）を行う場合には、符号化効率が大きく向上する。また予測を行わない場合（サイマルキャスト）の場合にも、符号化データをまとめることができる。
【００１８】
ネットワーク２１は、画像符号化装置１１が生成した符号化ストリームＴｅを画像復号装置３１に伝送する。ネットワーク２１は、インターネット（internet）、広域ネットワーク（WAN:Wide Area Network）、小規模ネットワーク（LAN:Local Area Network）また
はこれらの組み合わせである。ネットワーク２１は、必ずしも双方向の通信網に限らず、地上デジタル放送、衛星放送等の放送波を伝送する一方向の通信網であっても良い。また、ネットワーク２１は、DVD（Digital Versatile Disc）、BD（Blue-ray Disc）等の符号化ストリームTeを記録した記憶媒体で代替されても良い。
【００１９】
画像復号装置３１は、ネットワーク２１が伝送した符号化ストリームTeのそれぞれを復号し、それぞれ復号した１または複数の復号画像Tdを生成する。
【００２０】
画像表示装置４１は、画像復号装置３１が生成した１または複数の復号画像Tdの全部または一部を表示する。画像表示装置４１は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレイ等の表示デバイスを備える。また、空間スケーラブル符号化、ＳＮＲスケーラブル符号化では、画像復号装置３１、画像表示装置４１が高い処理能力を有する場合には、画質の高い拡張レイヤ画像を表示し、より低い処理能力しか有しない場合には、拡張レイヤほど高い処理能力、表示能力を必要としないベースレイヤ画像を表示する。
【００２１】
＜演算子＞
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。
【００２２】
>>は右ビットシフト、<<は左ビットシフト、&はビットワイズAND、|はビットワイズOR
、|=は別の条件との和演算（OR）である。
【００２３】
x ? y : zは、xが真（0以外）の場合にy、xが偽（0）の場合にzをとる３項演算子であ
る。
【００２４】
Clip3(a, b, c) は、cをa以上b以下の値にクリップする関数であり、c<aの場合にはaを返し、c>bの場合にはbを返し、その他の場合にはcを返す関数である（ただし、a<=b）。
【００２５】
＜符号化ストリームTeの構造＞
本実施形態に係る画像符号化装置１１及び画像復号装置３１の詳細な説明に先立って、画像符号化装置１１によって生成され、画像復号装置３１によって復号される符号化ストリームTeのデータ構造について説明する。
【００２６】
図２は、符号化ストリームTeにおけるデータの階層構造を示す図である。符号化ストリームTeは、例示的に、シーケンス、及びシーケンスを構成する複数のピクチャを含む。図２の（ａ）〜（ｆ）は、それぞれ、シーケンスSEQを既定する符号化ビデオシーケンス、
ピクチャPICTを規定する符号化ピクチャ、スライスSを規定する符号化スライス、スライ
スデータを規定する符号化スライスデータ、符号化スライスデータに含まれる符号化ツリーユニット、符号化ツリーユニットに含まれる符号化ユニット（Coding Unit；CU）を示
す図である。
【００２７】
（符号化ビデオシーケンス）
符号化ビデオシーケンスでは、処理対象のシーケンスSEQを復号するために画像復号装
置３１が参照するデータの集合が規定されている。シーケンスSEQは、図２の（ａ）に示
すように、ビデオパラメータセット（Video Parameter Set）、シーケンスパラメータセ
ットSPS（Sequence Parameter Set）、ピクチャパラメータセットPPS（Picture Parameter Set）、ピクチャPICT、及び、付加拡張情報SEI（Supplemental Enhancement Information）を含んでいる。ここで＃の後に示される値はレイヤIDを示す。図２では、#0と#1すなわちレイヤ０とレイヤ１の符号化データが存在する例を示すが、レイヤの種類及びレイヤの数はこれによらない。
【００２８】
ビデオパラメータセットVPSは、複数のレイヤから構成されている動画像において、複
数の動画像に共通する符号化パラメータの集合及び動画像に含まれる複数のレイヤ及び個々のレイヤに関連する符号化パラメータの集合が規定されている。
【００２９】
シーケンスパラメータセットSPSでは、対象シーケンスを復号するために画像復号装置
３１が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの幅や高さが規定される。なお、SPSは複数存在してもよい。その場合、PPSから複数のSPSの何れか
を選択する。
【００３０】
ピクチャパラメータセットPPSでは、対象シーケンス内の各ピクチャを復号するために
画像復号装置３１が参照する符号化パラメータの集合が規定されている。例えば、ピクチャの復号に用いられる量子化幅の基準値（pic_init_qp_minus26）や重み付き予測の適用
を示すフラグ（weighted_pred_flag）が含まれる。なお、PPSは複数存在してもよい。そ
の場合、対象シーケンス内の各ピクチャから複数のPPSの何れかを選択する。
【００３１】
（符号化ピクチャ）
符号化ピクチャでは、処理対象のピクチャPICTを復号するために画像復号装置３１が参照するデータの集合が規定されている。ピクチャPICTは、図２の（ｂ）に示すように、スライスS0〜SNS-1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）。
【００３２】
なお、以下、スライスS0〜SNS-1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ストリームTe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。
【００３３】
（符号化スライス）
符号化スライスでは、処理対象のスライスSを復号するために画像復号装置３１が参照
するデータの集合が規定されている。スライスSは、図２の（ｃ）に示すように、スライ
スヘッダSH、及び、スライスデータSDATAを含んでいる。
【００３４】
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画像復号装置３１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。
【００３５】
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、または、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、または、イ
ントラ予測を用いるBスライスなどが挙げられる。なお、インター予測は、単予測、双予
測に限定されず、より多くの参照ピクチャを用いて予測画像を生成してもよい。以下、P,
Bスライスと呼ぶ場合には、インター予測を用いることができるブロックを含むスライスを指す。
【００３６】
なお、スライスヘッダSHには、上記符号化ビデオシーケンスに含まれる、ピクチャパラメータセットPPSへの参照（pic_parameter_set_id）を含んでいても良い。
【００３７】
（符号化スライスデータ）
符号化スライスデータでは、処理対象のスライスデータSDATAを復号するために画像復
号装置３１が参照するデータの集合が規定されている。スライスデータSDATAは、図２の
（ｄ）に示すように、符号化ツリーユニット（CTU:Coding Tree Unit）を含んでいる。CTUは、スライスを構成する固定サイズ（例えば64x64）のブロックであり、最大符号化単位（LCU:Largest Coding Unit）と呼ぶこともある。
【００３８】
（符号化ツリーユニット）
図２の（ｅ）に示すように、処理対象の符号化ツリーユニットを復号するために画像復号装置３１が参照するデータの集合が規定されている。符号化ツリーユニットは、再帰的な４分木分割（QT分割）または２分木分割（BT分割）により符号化処理の基本的な単位である符号化ユニット（CU:Coding Unit）に分割される。再帰的な４分木分割または２分木分割により得られる木構造を符号化ツリー（CT:Coding Tree）、木構造のノードのことを符号化ノード（CN:Coding Node）と称する。４分木及び２分木の中間ノードは、符号化ノードであり、符号化ツリーユニット自身も最上位の符号化ノードとして規定される。
【００３９】
CTは、CT情報として、QT分割を行うか否かを示すQT分割フラグ（cu_split_flag）、及
びBT分割の分割方法を示すBT分割モード（split_bt_mode）を含む。cu_split_flag及び／又はsplit_bt_modeは符号化ノードCNごとに伝送される。cu_split_flagが１の場合には、符号化ノードCNは４つの符号化ノードCNに分割される。cu_split_flagが０の場合、split_bt_modeが１の場合には、符号化ノードCNは２つの符号化ノードCNに水平分割される。split_bt_modeが２の場合には、符号化ノードCNは２つの符号化ノードCNに垂直分割される
。split_bt_modeが０の場合には、符号化ノードCNは分割されず、１つの符号化ユニットCUをノードとして持つ。符号化ユニットCUは符号化ノードの末端ノード（リーフノード）
であり、これ以上分割されない。
【００４０】
また、符号化ツリーユニットCTUのサイズが64x64画素の場合には、符号化ユニットのサイズは、64x64画素、64x32画素、32x64画素、32x32画素、64x16画素、16x64画素、32x16
画素、16x32画素、16x16画素、64x8画素、8x64画素、32x8画素、8x32画素、16x8画素、8x16画素、8x8画素、64x4画素、4x64画素、32x4画素、4x32画素、16x4画素、4x16画素、8x4画素、4x8画素、及び、4x4画素の何れかをとり得る。
【００４１】
（符号化ユニット）
図２の（ｆ）に示すように、処理対象の符号化ユニットを復号するために画像復号装置３１が参照するデータの集合が規定されている。具体的には、符号化ユニットは、予測ツリー、変換ツリー、CUヘッダCUHから構成される。CUヘッダでは予測モード、分割方法（PU分割モード）等が規定される。
【００４２】
予測ツリーでは、符号化ユニットを１または複数に分割した各予測ユニット（PU）の予測パラメータ（参照ピクチャインデックス、動きベクトル等）が規定される。別の表現でいえば、予測ユニットは、符号化ユニットを構成する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または複数の予測ユニットを含む。なお、以下では、予測ユニットをさらに分割した予測単位を「サブブロック」と呼ぶ。サブブロックは、複数の画素によって構成されている。予測ユニットとサブブロックのサイズが等しい場合には、予測ユニット中のサブブロックは１つである。予測ユニットがサブブロックのサイズよりも大きい場合には、予測ユニットは、サブブロックに分割される。たとえば予測ユニットが8x8、サブブロックが4x4の場合には、予測ユニットは水平に２分割、垂直に２分割からなる、４つのサブブロックに分割される。
【００４３】
予測処理は、この予測ユニット（サブブロック）ごとに行ってもよい。
【００４４】
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。イントラ予測とは、同一ピクチャ内の予測であり、インター予測とは、互いに異なるピクチャ間（例えば、表示時刻間、レイヤ画像間）で行われる予測処理を指す。
【００４５】
イントラ予測の場合、分割方法は、2Nx2N（符号化ユニットと同一サイズ）と、NxNとがある。
【００４６】
また、インター予測の場合、分割方法は、符号化データのPU分割モード（part_mode）
により符号化され、2Nx2N（符号化ユニットと同一サイズ）、2NxN、2NxnU、2NxnD、Nx2N
、nLx2N、nRx2N、及び、NxNなどがある。なお、2NxN、Nx2Nは1:1の対称分割を示し、
2NxnU、2NxnD及びnLx2N、nRx2Nは、1:3、3:1の非対称分割を示す。CUに含まれるPUを順にPU0、PU1、PU2、PU3と表現する。
【００４７】
図３の（ａ）〜（ｈ）に、それぞれのPU分割モードにおけるパーティションの形状（PU分割の境界の位置）を具体的に図示している。図３の（ａ）は、2Nx2Nのパーティション
を示し、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、2NxN、2NxnU、及び、2NxnDのパーティション（横長パーティション）を示す。（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）は、それぞれ、Nx2N、nLx2N、nRx2Nである場合のパーティション（縦長パーティション）を示し、（ｈ）は、NxNの
パーティションを示す。なお、横長パーティションと縦長パーティションを総称して長方形パーティション、2Nx2N、NxNを総称して正方形パーティションと呼ぶ。
【００４８】
また、変換ツリーにおいては、符号化ユニットが１または複数の変換ユニットに分割され、各変換ユニットの位置とサイズとが規定される。別の表現でいえば、変換ユニットは、符号化ユニットを構成する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または複数の変換ユニットを含む。
【００４９】
変換ツリーにおける分割には、符号化ユニットと同一のサイズの領域を変換ユニットとして割り付けるものと、上述したCUの分割と同様、再帰的な４分木分割によるものがある。
【００５０】
変換処理は、この変換ユニットごとに行われる。
【００５１】
（予測パラメータ）
予測ユニット（PU：Prediction Unit）の予測画像は、PUに付随する予測パラメータに
よって導出される。予測パラメータには、イントラ予測の予測パラメータもしくはインター予測の予測パラメータがある。以下、インター予測の予測パラメータ（インター予測パラメータ）について説明する。インター予測パラメータは、予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1と、参照ピクチャインデックスrefIdxL0、refIdxL1と、動きベクトルmvL0、mvL1から構成される。予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1は、各々L0リスト、L1リストと呼ばれる参照ピクチャリストが用いられるか否かを示すフラグであり、値が１の場合に対応する参照ピクチャリストが用いられる。なお、本明細書中「ＸＸであるか否かを示すフラグ」と記す場合、フラグが０以外（たとえば１）をＸＸである場合、０をＸＸではない場合とし、論理否定、論理積などでは１を真、０を偽と扱う（以下同様）。但し、実際の装置や方法では真値、偽値として他の値を用いることもできる。
【００５２】
符号化データに含まれるインター予測パラメータを導出するためのシンタックス要素には、例えば、PU分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXがある。
【００５３】
（参照ピクチャリスト）
参照ピクチャリストは、参照ピクチャメモリ３０６に記憶された参照ピクチャからなるリストである。図４は、参照ピクチャ及び参照ピクチャリストの一例を示す概念図である。図４の（ａ）において、矩形はピクチャ、矢印はピクチャの参照関係、横軸は時間、矩形中のI、P、Bは各々イントラピクチャ、単予測ピクチャ、双予測ピクチャ、矩形中の数
字は復号順を示す。図に示すように、ピクチャの復号順は、I0、P1、B2、B3、B4であり、表示順は、I0、B3、B2、B4、P1である。図４の（ｂ）に、参照ピクチャリストの例を示す。参照ピクチャリストは、参照ピクチャの候補を表すリストであり、１つのピクチャ（スライス）が１つ以上の参照ピクチャリストを有してもよい。図の例では、対象ピクチャB3は、L0リストRefPicList0及びL1リストRefPicList1の２つの参照ピクチャリストを持つ。対象ピクチャがB3の場合の参照ピクチャは、I0、P1、B2であり、参照ピクチャはこれらのピクチャを要素として持つ。個々の予測ユニットでは、参照ピクチャリストRefPicListX
中のどのピクチャを実際に参照するかを参照ピクチャインデックスrefIdxLXで指定する。図では、refIdxL0及びrefIdxL1により参照ピクチャP1とB2が参照される例を示す。
【００５４】
（マージ予測とAMVP予測）
予測パラメータの復号（符号化）方法には、マージ予測（merge）モードとAMVP（Adaptive Motion Vector Prediction、適応動きベクトル予測）モードがある、マージフラグmerge_flagは、これらを識別するためのフラグである。マージモードは、予測リスト利用フラグpredFlagLX（またはインター予測識別子inter_pred_idc）、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めずに、既に処理した近傍PUの予測パラメータから導出する用いるモードである。AMVPモードは、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXを符号化データに含めるモードである。なお、動きベクトルmvLXは、予測ベクトルmvpLXを識別する予測ベクトル
インデックスmvp_LX_idxと差分ベクトルmvdLXとして符号化される。
【００５５】
インター予測識別子inter_pred_idcは、参照ピクチャの種類及び数を示す値であり、PRED_L0、PRED_L1、PRED_BIの何れかの値をとる。PRED_L0、PRED_L1は、各々L0リスト、L1
リストの参照ピクチャリストで管理された参照ピクチャを用いることを示し、１枚の参照ピクチャを用いること（単予測）を示す。PRED_BIは２枚の参照ピクチャを用いること（
双予測BiPred）を示し、L0リストとL1リストで管理された参照ピクチャを用いる。予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxは予測ベクトルを示すインデックスであり、参照ピクチャインデックスrefIdxLXは、参照ピクチャリストで管理された参照ピクチャを示すインデックスである。なお、LXは、L0予測とL1予測を区別しない場合に用いられる記述方法であり、LXをL0、L1に置き換えることでL0リストに対するパラメータとL1リストに対するパラメータを区別する。
【００５６】
マージインデックスmerge_idxは、処理が完了したPUから導出される予測パラメータ候
補（マージ候補）のうち、いずれかの予測パラメータを復号対象PUの予測パラメータとして用いるかを示すインデックスである。
【００５７】
（動きベクトル）
動きベクトルmvLXは、異なる２つのピクチャ上のブロック間のずれ量を示す。動きベクトルmvLXに関する予測ベクトル、差分ベクトルを、それぞれ予測ベクトルmvpLX、差分ベ
クトルmvdLXと呼ぶ。
【００５８】
（インター予測識別子inter_pred_idcと予測リスト利用フラグpredFlagLX）
インター予測識別子inter_pred_idcと、予測リスト利用フラグpredFlagL0、predFlagL1の関係は以下のとおりであり、相互に変換可能である。
【００５９】
inter_pred_idc = （predFlagL1<<１） + predFlagL0
predFlagL0 = inter_pred_idc & １
predFlagL1 = inter_pred_idc >> １
なお、インター予測パラメータは、予測リスト利用フラグを用いても良いし、インター予測識別子を用いてもよい。また、予測リスト利用フラグを用いた判定は、インター予測識別子を用いた判定に置き替えてもよい。逆に、インター予測識別子を用いた判定は、予測リスト利用フラグを用いた判定に置き替えてもよい。
【００６０】
（双予測biPredの判定）
双予測BiPredであるかのフラグbiPredは、２つの予測リスト利用フラグがともに１であるかによって導出できる。たとえば以下の式で導出できる。
【００６１】
biPred = (predFlagL0 == 1 && predFlagL1 == 1)
フラグbiPredは、インター予測識別子が２つの予測リスト（参照ピクチャ）を使うことを示す値であるか否かによっても導出できる。たとえば以下の式で導出できる。
【００６２】
biPred = (inter_pred_idc == PRED_BI) ? 1 : 0
上記式は、以下の式でも表現できる。
【００６３】
biPred = (inter_pred_idc == PRED_BI)
なお、PRED_BIはたとえば3の値を用いることができる。
【００６４】
（イントラ予測モード）
輝度イントラ予測モードIntraPredModeYは67モードであり、プレーナ予測（0）、DC予
測（1）、方向予測（2〜66）が対応する。色差イントラ予測モードIntraPredModeCは上記の67モードにCCLM（Colour Component Linear Mode）を加えた68モードである。CCLMは、
対象色成分における対象画素の画素値を、対象色成分よりも前に符号化された別の色成分の画素値を参照した線形予測によって導出するモードである。なお、色成分には輝度Y、
色差Cb、色差Crが含まれる。輝度と色差で異なるイントラ予測モードを割り当ててもよく、CUあるいはPU単位で予測モードを符号化、復号する。
【００６５】
（画像復号装置の構成）
次に、本実施形態に係る画像復号装置３１の構成について説明する。図５は、本実施形態に係る画像復号装置３１の構成を示す概略図である。画像復号装置３１は、エントロピー復号部３０１、予測パラメータ復号部（予測画像復号装置）３０２、ループフィルタ３０５、参照ピクチャメモリ３０６、予測パラメータメモリ３０７、予測画像生成部（予測画像生成装置）３０８、逆量子化・逆DCT部３１１、及び加算部３１２を含んで構成され
る。
【００６６】
また、予測パラメータ復号部３０２は、インター予測パラメータ復号部３０３及びイントラ予測パラメータ復号部３０４を含んで構成される。予測画像生成部３０８は、インター予測画像生成部３０９及びイントラ予測画像生成部３１０を含んで構成される。
【００６７】
エントロピー復号部３０１は、外部から入力された符号化ストリームTeに対してエントロピー復号を行って、個々の符号（シンタックス要素）を分離し復号する。分離された符号には、予測画像を生成するための予測パラメータ及び、差分画像を生成するための残差情報などがある。
【００６８】
エントロピー復号部３０１は、分離した符号の一部を予測パラメータ復号部３０２に出力する。分離した符号の一部とは、例えば、予測モードpredMode、PU分割モードpart_mode、マージフラグmerge_flag、マージインデックスmerge_idx、インター予測識別子inter_pred_idc、参照ピクチャインデックスref_Idx_lX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLXである。どの符号を復号するかの制御は、予測パラメータ復号部３
０２の指示に基づいて行われる。エントロピー復号部３０１は、量子化係数を逆量子化・逆DCT部３１１に出力する。この量子化係数は、符号化処理において、残差信号に対してDCT（Discrete Cosine Transform、離散コサイン変換）を行い量子化して得られる係数で
ある。
【００６９】
エントロピー復号部301の詳細なブロック図を図10に示す。エントロピー復号部301は、ヘッダ復号部1001、CT情報復号部1002、CU復号部1003、復号モジュール1004からなる。
【００７０】
（復号モジュール）
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1004は、符号化データ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1004は、ヘッダ復号部1001、CT情報復号部1002、CU復号部1003から供給される符号化データ及びシンタックス種別に基づいて、固定長符号化方式、あるいはCABAC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。
【００７１】
（ヘッダ復号部）
ヘッダ復号部1001は、復号モジュール1004を用いて、画像符号化装置１１から入力された符号化データのVPS、SPS、PPS、スライスヘッダを復号する。
【００７２】
（CT情報復号部） 
CT情報復号部1002は、復号モジュール1004を用いて、画像符号化装置１１から入力された符号化データから、符号化ツリーユニット及び符号化ツリーの復号処理を行う。CT情報復号部1002は、復号モジュール1004を用いて、CTUに含まれるCTU情報として、ツリーユニ
ットヘッダCTUHを復号する。次に、CT情報復号部1002は、CT情報として、対象CTをQT分割するか否かを示すQT分割フラグ、及び対象CTをBT分割するか否か、BT分割する場合はBT分割方法を示すBT分割モードを復号し、QT分割フラグ及びBT分割モードがさらなる分割を通知しなくなるまで対象CTを再帰的に分割し復号する。最後に、CTU情報として、さらに、
ツリーユニットフッタCTUFを復号する。
【００７３】
ツリーユニットヘッダCTUH及びツリーユニットフッタCTUFには、対象符号化ツリーユニットの復号方法を決定するために画像復号装置３１が参照する符号化パラメータが含まれる。また、CT情報には、QT分割フラグ及びBT分割モードの他、対象CT及び下位の符号化ノードで適用されるパラメータを含んでいてもよい。
【００７４】
（CU復号部） 
CU復号部1003は、最下位の符号化ノードCN（すなわちCU）のPUI情報（マージフラグ（merge_flag）、マージインデックス（merge_idx）、予測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_lX）、インター予測識別子（inter_pred_flag）、及び差分ベクトル（mvdLX）等）、量子化変換係数（residual_coding）、及びTTI情報
（TU分割フラグSP_TU（split_transform_flag）、CU残差フラグCBP_TU（cbf_cb、cbf_cr
、cbf_luma）等）を、復号モジュール1004を用いて復号する。   
【００７５】
ここで、量子化残差の復号について説明する。量子化残差はCU残差フラグCBP_TU（cbf_luma、cbf_cb、cbf_cr）と非ゼロ量子化変換係数の位置（last_sig_coeff_x_prefix、last_sig_coeff_y_prefix、last_sig_coeff_x_suffix、last_sig_coeff_y_suffix、coded_sub_block_flag、sig_coeff_flag）、非ゼロ量子化変換係数の係数レベルを表現するシンタックス（coeff_abs_level_greater1、coeff_abs_level_greater2、coeff_abs_level_remaining、coeff_sign_flag）で表現される。以降では量子化変換係数を変換係数と呼ぶ。
【００７６】
CBP_TUはあるCUの輝度成分および色差成分（Cb、Cr）に非ゼロ変換係数が含まれるかどうかを示すフラグである。cbf_lumaが1の場合、当該CUの輝度成分に非ゼロ変換係数が含
まれ、cbf_lumaが0の場合、非ゼロ変換係数が含まれない。同様にcbf_cbとcbf_crが各々1の場合、当該CUのCb成分とCr成分に非ゼロ変換係数が含まれ、cbf_cbとcbf_crが各々0の
場合、当該CUのCb成分とCr成分には各々非ゼロ変換係数が含まれない。cbf_luma、cbf_cb、cbf_crが0の場合、当該CUにおいて、対応する成分の変換係数は全て0なので、変換係数を示す他のシンタックスは符号化あるいは復号しない。
【００７７】
図7(1)はCBP_TU=1（CUに非ゼロ変換係数が存在する場合）において、CUサイズが8x8、
スキャン方向が斜め方向の場合のシンタックスの一例である。CUサイズは128x128〜4x4、スキャン方向は３種類（斜め方向、水平方向、垂直方向）があるが、異なるCUサイズやスキャン方向の場合も同様の処理を実施する。なお、以降では特に記載がない限り、輝度成分と色差成分の区別はしない。
【００７８】
まず図7に示すシンタックスを順に復号する。LASTは、CUの左上座標を(0,0)として、指定されたスキャン方向に走査した場合の最後の非ゼロ変換係数の位置であり、可変長符号化された４つのシンタックス（last_sig_coeff_x_prefix、last_sig_coeff_y_prefix、last_sig_coeff_y_suffix、last_sig_coeff_y_suffix）からなる。可変長符号表が図12の場合、last_sig_coeff_x_prefix=”11111”、 last_sig_coeff_x_suffix=”01”、last_sig_coeff_y_prefix=”11111”、last_sig_coeff_y_suffix=”00”は座標(7,6)を表す（図7(2)）。なお、図12の可変長符号表において”1”または”0”で表された部分はprefixであり、”X”で表された部分はsuffixである。ここで”X”は”1”または”0”を表す。次にCUを固定サイズのサブブロック（例えば4x4）に分割する。LASTの位置を含むサブブロッ
クを起点とし、各サブブロックの非ゼロ変換係数の有無を示すフラグcoded_sub_block_fl
agを復号する（図7(3)）。ただし、LASTの存在するサブブロックとDC成分が存在する左上のサブブロックは非ゼロ係数が存在するので、coded_sub_block_flagは符号化せず、常に1とする。coded_sub_block_flag=0の場合、サブブロックは非ゼロ変換係数を含まないの
で、サブブロックの全ての変換係数値は0である。coded_sub_block_flag=1の場合、サブ
ブロックには非ゼロ変換係数が存在するので、サブブロックの各変換係数が非ゼロか否かを示すsig_coeff_flagを復号する（図7(4)）。sig_coeff_flag=0の場合、変換係数は0な
ので変換係数値は0である。sig_coeff_flag=1の場合、係数レベルを表現するシンタック
ス（coeff_abs_level_greater1、coeff_abs_level_greater2、coeff_abs_level_remaining、coeff_sign_flag）を復号し、これらの値をもとに各変換係数値を導出する（図7(5)）。
【００７９】
以上の動作を図13のフローチャートを用いて説明する。
【００８０】
S1301では、CU復号部1003はCU内の全変換係数を0にセットする。S1302では、CU復号部1003は、復号モジュール1004を用いてcbfを復号する。S1303では、CU復号部1003はcbfが1
か否かをチェックする。cbfが1でない場合、CU復号部1003は処理を終了する。cbfが1の場合、S1304に進み、CU復号部1003はLASTを表すシンタックスを復号し、LAST位置を導出す
る。S1305では、CU復号部1003はLASTの位置を含むサブブロックを起点とし、各サブブロ
ックのcoded_sub_block_flagを復号する。次にCU復号部1003は、LASTを含むサブブロック以前の全てのサブブロックに対しS1306〜S1308を実施する。S1306では、CU復号部1003は
、coded_sub_block_flagを参照して、各サブブロックに非ゼロ変換係数があるかをチェックする。coded_sub_block_flag=1の場合、S1307に進み、CU復号部1003はサブブロックの
全てのsig_coeff_flagを復号する。coded_sub_block_flag=0の場合、S1308に進み、CU復
号部1003はサブブロックの全てのsig_coeff_flagを0にセットする。次にCU復号部1003は
、全てのsig_coeff_flagに対しS1309〜S1311を実施する。S1309では、CU復号部1003はsig_coeff_flag=1か否かをチェックする。sig_coeff_flag=1の場合、CU復号部1003は、S1310で係数レベルを表現するシンタックス（coeff_abs_level_greater1、coeff_abs_level_greater2、coeff_abs_level_remaining、coeff_sign_flag）を復号し、S1311で復号結果を
参照して変換係数値を導出する。
【００８１】
インター予測パラメータ復号部３０３は、エントロピー復号部３０１から入力された符号に基づいて、予測パラメータメモリ３０７に記憶された予測パラメータを参照してインター予測パラメータを復号する。
【００８２】
インター予測パラメータ復号部３０３は、復号したインター予測パラメータを予測画像生成部３０８に出力し、また予測パラメータメモリ３０７に記憶する。
【００８３】
イントラ予測パラメータ復号部３０４は、エントロピー復号部３０１から入力された符号に基づいて、予測パラメータメモリ３０７に記憶された予測パラメータを参照してイントラ予測パラメータを復号する。イントラ予測パラメータとは、CUを１つのピクチャ内で予測する処理で用いるパラメータ、例えば、イントラ予測モードIntraPredModeである。
イントラ予測パラメータ復号部３０４は、復号したイントラ予測パラメータを予測画像生成部３０８に出力し、また予測パラメータメモリ３０７に記憶する。
【００８４】
ループフィルタ３０５は、加算部３１２が生成したCUの復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット（SAO）、適応ループフィルタ（ALF）等のフィルタを施す。
【００８５】
参照ピクチャメモリ３０６は、加算部３１２が生成したCUの復号画像を、復号対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
【００８６】
予測パラメータメモリ３０７は、予測パラメータを、復号対象のピクチャ及び予測ユニット（もしくはサブブロック、固定サイズブロック、ピクセル）毎に予め定めた位置に記憶する。具体的には、予測パラメータメモリ３０７は、インター予測パラメータ復号部３０３が復号したインター予測パラメータ、イントラ予測パラメータ復号部３０４が復号したイントラ予測パラメータ及びエントロピー復号部３０１が分離した予測モードpredModeを記憶する。記憶されるインター予測パラメータには、例えば、予測リスト利用フラグpredFlagLX（インター予測識別子inter_pred_idc）、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLXがある。
【００８７】
予測画像生成部３０８には、エントロピー復号部３０１から入力された予測モードpredModeが入力され、また予測パラメータ復号部３０２から予測パラメータが入力される。また、予測画像生成部３０８は、参照ピクチャメモリ３０６から参照ピクチャを読み出す。予測画像生成部３０８は、予測モードpredModeが示す予測モードで、入力された予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてPUの予測画像を生成する。
【００８８】
ここで、予測モードpredModeがインター予測モードを示す場合、インター予測画像生成部３０９は、インター予測パラメータ復号部３０３から入力されたインター予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてインター予測によりPUの予測画像を生成する。
【００８９】
インター予測画像生成部３０９は、予測リスト利用フラグpredFlagLXが１である参照ピクチャリスト（L0リスト、もしくはL1リスト）に対し、参照ピクチャインデックスrefIdxLXで示される参照ピクチャから、復号対象PUを基準として動きベクトルmvLXが示す位置にある参照ピクチャブロックを参照ピクチャメモリ３０６から読み出す。インター予測画像生成部３０９は、読み出した参照ピクチャブロックをもとに予測を行ってPUの予測画像を生成する。インター予測画像生成部３０９は、生成したPUの予測画像を加算部３１２に出力する。
【００９０】
予測モードpredModeがイントラ予測モードを示す場合、イントラ予測画像生成部３１０は、イントラ予測パラメータ復号部３０４から入力されたイントラ予測パラメータと読み出した参照ピクチャを用いてイントラ予測を行う。具体的には、イントラ予測画像生成部３１０は、復号対象のピクチャであって、既に復号されたPUのうち、復号対象PUから予め定めた範囲にある隣接PUを参照ピクチャメモリ３０６から読み出す。予め定めた範囲とは、復号対象PUがいわゆるラスタースキャンの順序で順次移動する場合、例えば、左、左上、上、右上の隣接PUのうちのいずれかであり、イントラ予測モードによって異なる。ラスタースキャンの順序とは、各ピクチャにおいて、上端から下端まで各行について、順次左端から右端まで移動させる順序である。
【００９１】
イントラ予測画像生成部３１０は、読み出した隣接PUについてイントラ予測モードIntraPredModeが示す予測モードで予測を行ってPUの予測画像を生成する。イントラ予測画像
生成部３１０は、生成したPUの予測画像を加算部３１２に出力する。
【００９２】
イントラ予測パラメータ復号部３０４において、輝度と色差で異なるイントラ予測モードを導出する場合、イントラ予測画像生成部３１０は、輝度予測モードIntraPredModeYに応じて、プレーナ予測（０）、DC予測（１）、方向予測（２〜６６）の何れかによって輝度のPUの予測画像を生成し、色差予測モードIntraPredModeCに応じて、プレーナ予測（０）、DC予測（１）、方向予測（２〜６６）、LMモード（６７）の何れかによって色差のPUの予測画像を生成する。
【００９３】
逆量子化・逆DCT部３１１は、エントロピー復号部３０１から入力された量子化係数を
逆量子化してDCT係数を求める。逆量子化・逆DCT部３１１は、求めたDCT係数について逆DCT（Inverse Discrete Cosine Transform、逆離散コサイン変換）を行い、残差信号を算
出する。逆量子化・逆DCT部３１１は、算出した残差信号を加算部３１２に出力する。
【００９４】
加算部３１２は、インター予測画像生成部３０９またはイントラ予測画像生成部３１０から入力されたPUの予測画像と逆量子化・逆DCT部３１１から入力された残差信号を画素
毎に加算して、PUの復号画像を生成する。加算部３１２は、生成したPUの復号画像を参照ピクチャメモリ３０６に記憶し、生成したPUの復号画像をピクチャ毎に統合した復号画像Tdを外部に出力する。
【００９５】
（画像符号化装置の構成）
次に、本実施形態に係る画像符号化装置１１の構成について説明する。図６は、本実施形態に係る画像符号化装置１１の構成を示すブロック図である。画像符号化装置１１は、予測画像生成部１０１、減算部１０２、DCT・量子化部１０３、エントロピー符号化部１
０４、逆量子化・逆DCT部１０５、加算部１０６、ループフィルタ１０７、予測パラメー
タメモリ（予測パラメータ記憶部、フレームメモリ）１０８、参照ピクチャメモリ（参照画像記憶部、フレームメモリ）１０９、符号化パラメータ決定部１１０、予測パラメータ符号化部１１１を含んで構成される。予測パラメータ符号化部１１１は、インター予測パラメータ符号化部１１２及びイントラ予測パラメータ符号化部１１３を含んで構成される。
【００９６】
予測画像生成部１０１は画像Ｔの各ピクチャについて、そのピクチャを分割した領域である符号化ユニットCU毎に予測ユニットPUの予測画像Ｐを生成する。ここで、予測画像生成部１０１は、予測パラメータ符号化部１１１から入力された予測パラメータに基づいて参照ピクチャメモリ１０９から復号済のブロックを読み出す。予測パラメータ符号化部１１１から入力された予測パラメータとは、例えばインター予測の場合、動きベクトルである。予測画像生成部１０１は、対象PUを起点として動きベクトルが示す参照画像上の位置にあるブロックを読み出す。またイントラ予測の場合、予測パラメータとは例えばイントラ予測モードである。イントラ予測モードで使用する隣接PUの画素値を参照ピクチャメモリ１０９から読み出し、PUの予測画像Pを生成する。予測画像生成部１０１は、読み出し
た参照ピクチャブロックについて複数の予測方式のうちの１つの予測方式を用いてPUの予測画像Ｐを生成する。予測画像生成部１０１は、生成したPUの予測画像Ｐを減算部１０２に出力する。
【００９７】
なお、予測画像生成部１０１は、既に説明した予測画像生成部３０８と同じ動作であるためここでの説明を省略する。
【００９８】
予測画像生成部１０１は、予測パラメータ符号化部から入力されたパラメータを用いて、参照ピクチャメモリから読み出した参照ブロックの画素値をもとにPUの予測画像Pを生
成する。予測画像生成部１０１で生成した予測画像は減算部１０２、加算部１０６に出力される。
【００９９】
減算部１０２は、予測画像生成部１０１から入力されたPUの予測画像Ｐの信号値を、画像Ｔの対応するPUの画素値から減算して、残差信号を生成する。減算部１０２は、生成した残差信号をDCT・量子化部１０３に出力する。
【０１００】
DCT・量子化部１０３は、減算部１０２から入力された残差信号についてDCTを行い、DCT係数を算出する。DCT・量子化部１０３は、算出したDCT係数を量子化して量子化係数を
求める。DCT・量子化部１０３は、求めた量子化係数をエントロピー符号化部１０４及び
逆量子化・逆DCT部１０５に出力する。
【０１０１】
エントロピー符号化部１０４には、DCT・量子化部１０３から量子化係数が入力され、
予測パラメータ符号化部１１１から予測パラメータが入力される。入力される予測パラメータには、例えば、参照ピクチャインデックスref_Idx_lX、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idx、差分ベクトルmvdLX、予測モードpred_mode_flag、及びマージインデックスmerge_idx等の符号がある。
【０１０２】
エントロピー符号化部１０４は、入力された分割情報、予測パラメータ、量子化変換係数等をエントロピー符号化して符号化ストリームTeを生成し、生成した符号化ストリームTeを外部に出力する。
【０１０３】
エントロピー符号化部104の詳細なブロック図を図11に示す。エントロピー符号化部104は、ヘッダ符号化部1101、CT情報符号化部1102、CU符号化部1103、符号化モジュール1104からなる。エントロピー符号化部104は、予測パラメータ符号化部111から供給されるヘッダ情報、予測パラメータ及びDCT・量子化部103から供給される量子化変換係数を符号化し、符号化データを出力する。
【０１０４】
（ヘッダ符号化部）
ヘッダ符号化部1101は、符号化モジュール1104を用いてVPS、SPS、PPS、スライスヘッ
ダを符号化する。
【０１０５】
（CT情報符号化部）
CT情報符号化部1102は、符号化モジュール1104を用いてCTUおよびCTの符号化処理を行
う。CT情報符号化部1102は、符号化モジュール1104を用いて、CTUに含まれるCTU情報として、ツリーユニットヘッダCTUHを符号化する。次に、CT情報符号化部1102は、CT情報として、対象CTをQT分割するか否かを示すQT分割フラグ、及び対象CTをBT分割するか否か、およびBT分割する場合は分割方法を示すBT分割モードを符号化し、QT分割フラグ及びBT分割モードがさらなる分割を通知しなくなるまで対象CTを再帰的に分割し符号化する。最後に、CTU情報として、さらに、ツリーユニットフッタCTUFを符号化する。
【０１０６】
ツリーユニットヘッダCTUH及びツリーユニットフッタCTUFには、対象符号化ツリーユニットの復号方法を決定するために画像復号装置３１が参照する符号化パラメータが含まれる。また、CT情報には、QT分割フラグ及びBT分割モードの他、対象CT及び下位の符号化ノードで適用されるパラメータを含んでいてもよい。
【０１０７】
（CU符号化部）
CU符号化部1103は、最下位の符号化ノードCN（すなわちCU）のPUI情報（マージフラグ
（merge_flag）、マージインデックス（merge_idx）、予測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_lX）、インター予測識別子（inter_pred_flag）、及び差分ベクトル（mvdLX）等）、量子化変換係数（residual_coding）、及びTTI情報（TU分割フラグSP_TU（split_transform_flag）、CU残差フラグCBP_TU（cbf_cb、cbf_cr、cbf_luma）等）を、符号化モジュール1104を用いて符号化する。
【０１０８】
（符号化モジュール）
符号化モジュール1104は、各種予測パラメータ、量子化変換係数等を固定長符号化方式、あるいはエントロピー符号化する符号化処理を行う。符号化モジュール1104は、より具体的には、ヘッダ符号化部1101、CTU情報符号化部1102、CU符号化部1103を固定長符号化
、あるいはCABAC等のエントロピー符号化方式により符号化し、符号化データを出力する
。  ここで、図14のフローチャートを用いて量子化変換係数（変換係数）の符号化処理の動作を説明する。  S1401では、CU符号化部1103は、CU内の非ゼロ変換係数の個数をカウ
ントする。S1402では、CU符号化部1103は、CU内の非ゼロ変換係数の有無をチェックする
。非ゼロ変換係数がない場合、S1403に進み、CU符号化部1103はcbfを0にセットする。非
ゼロ変換係数がある場合、S1404に進み、CU符号化部1103はcbfを1にセットする。S1405で、CU符号化部1103はcbfを符号化する。S1406で、CU符号化部1103はcbfが0か否かをチェックする。cbf=0の場合、CU符号化部1103は処理を終了する。cbf=1の場合、CU符号化部1103は、S1407でLASTを表すシンタックスを導出し、S1408でLASTを表すシンタックスを符号化する。次にCU符号化部1103は、LASTを含むサブブロック以前のサブブロックに対し、S1409〜S1413を実施する。S1409では、CU符号化部1103はサブブロック内の非ゼロ変換係数の
個数をカウントする。S1410では、CU符号化部1103は非ゼロ変換係数の有無をチェックし
、非ゼロ変換係数がなければS1411に進み、coded_sub_block_flagに0をセットし、非ゼロ変換係数があればS1412に進み、coded_sub_block_flagに1をセットする。S1413では、CU
符号化部1103はcoded_sub_block_flagを符号化する。次にCU符号化部1103は、各サブブロックに対しS1414〜S1418の処理を実施する。S1414では、CU符号化部1103はcoded_sub_block_flag=1か否かをチェックし、coded_sub_block_flag=1ならば、S1415に進み、サブブロック内の各変換係数に対しS1415〜S1418を実施する。coded_sub_block_flag=1ならば、CU符号化部1103はS1419に進み、サブブロック内の全てのsig_coeff_flagを0にセットする。CU符号化部1103は、S1415では変換係数値が0か否かをチェックし、変換係数値が0の場合
、S1416に進み、sig_coeff_flagを0にセットし、変換係数値が1の場合、S1417に進み、sig_coeff_flagを1にセットし、S1418で、sig_coeff_flagを符号化する。次にCU符号化部1103は、全ての変換係数に対しS1420〜S1421を実施する。S1420では、CU符号化部1103はsig_coeff_flag=1か否かをチェックし、sig_coeff_flag=1の場合、S1421に進み、変換係数値から係数レベルを表現するシンタックス（coeff_abs_level_greater1、coeff_abs_level_greater2、coeff_abs_level_remaining、coeff_sign_flag）を導出し、符号化する。  以上がエントロピー符号化部104の詳細な説明である。
【０１０９】
逆量子化・逆DCT部１０５は、DCT・量子化部１０３から入力された量子化係数を逆量子化してDCT係数を求める。逆量子化・逆DCT部１０５は、求めたDCT係数について逆DCTを行い、残差信号を算出する。逆量子化・逆DCT部１０５は、算出した残差信号を加算部１０
６に出力する。
【０１１０】
加算部１０６は、予測画像生成部１０１から入力されたPUの予測画像Ｐの信号値と逆量子化・逆DCT部１０５から入力された残差信号の信号値を画素毎に加算して、復号画像を
生成する。加算部１０６は、生成した復号画像を参照ピクチャメモリ１０９に記憶する。
【０１１１】
ループフィルタ１０７は加算部１０６が生成した復号画像に対し、デブロッキングフィルタ、サンプル適応オフセット（SAO）、適応ループフィルタ（ALF）を施す。
【０１１２】
予測パラメータメモリ１０８は、符号化パラメータ決定部１１０が生成した予測パラメータを、符号化対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
【０１１３】
参照ピクチャメモリ１０９は、ループフィルタ１０７が生成した復号画像を、符号化対象のピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。
【０１１４】
符号化パラメータ決定部１１０は、符号化パラメータの複数のセットのうち、１つのセットを選択する。符号化パラメータとは、上述したQTBT分割パラメータや予測パラメータやこれらに関連して生成される符号化の対象となるパラメータである。予測画像生成部１０１は、これらの符号化パラメータのセットの各々を用いてPUの予測画像Ｐを生成する。
【０１１５】
符号化パラメータ決定部１１０は、複数のセットの各々について情報量の大きさと符号化誤差を示すRDコスト値を算出する。RDコスト値は、例えば、符号量と二乗誤差に係数λ
を乗じた値との和である。符号量は、量子化誤差と符号化パラメータをエントロピー符号化して得られる符号化ストリームTeの情報量である。二乗誤差は、減算部１０２において算出された残差信号の残差値の二乗値についての画素間の総和である。係数λは、予め設定されたゼロよりも大きい実数である。符号化パラメータ決定部１１０は、算出したRDコスト値が最小となる符号化パラメータのセットを選択する。これにより、エントロピー符号化部１０４は、選択した符号化パラメータのセットを符号化ストリームTeとして外部に出力し、選択されなかった符号化パラメータのセットを出力しない。符号化パラメータ決定部１１０は決定した符号化パラメータを予測パラメータメモリ１０８に記憶する。
【０１１６】
予測パラメータ符号化部１１１は、符号化パラメータ決定部１１０から入力されたパラメータから、符号化するための形式を導出し、エントロピー符号化部１０４に出力する。符号化するための形式の導出とは、例えば動きベクトルと予測ベクトルから差分ベクトルを導出することである。また予測パラメータ符号化部１１１は、符号化パラメータ決定部１１０から入力されたパラメータから予測画像を生成するために必要なパラメータを導出し、予測画像生成部１０１に出力する。予測画像を生成するために必要なパラメータとは、例えばサブブロック単位の動きベクトルである。
【０１１７】
インター予測パラメータ符号化部１１２は、符号化パラメータ決定部１１０から入力された予測パラメータに基づいて、差分ベクトルのようなインター予測パラメータを導出する。インター予測パラメータ符号化部１１２は、予測画像生成部１０１に出力する予測画像の生成に必要なパラメータを導出する構成として、インター予測パラメータ復号部３０３（図５等、参照）がインター予測パラメータを導出する構成と一部同一の構成を含む。また、イントラ予測パラメータ符号化部１１３は、予測画像生成部１０１に出力する予測画像の生成に必要な予測パラメータを導出する構成として、イントラ予測パラメータ復号部３０４（図５等参照）がイントラ予測パラメータを導出する構成と、一部同一の構成を含む。
【０１１８】
イントラ予測パラメータ符号化部１１３は、符号化パラメータ決定部１１０から入力されたイントラ予測モードIntraPredModeから、符号化するための形式（例えばMPM_idx、rem_intra_luma_pred_mode等）を導出する。
【０１１９】
（CBP_TUとLAST）
実施形態１の画像符号化装置、画像復号装置では、変換係数をCBP_TU（cbf_luma、cbf_cb、cbf_cr）、LAST、coded_sub_block_flag、sig_coeff_flagを用いることにより、符号化あるいは復号する変換係数レベルを限定し、符号量を削減している。図15は符号量の内訳を示すグラフである。図15から、LASTの表現に用いるlast_sig_coeff_x_prefix、last_sig_coeff_y_prefix、last_sig_coeff_x_suffix、last_sig_coeff_y_suffixの合計は符号量の約10%に達し、１つの座標を表すシンタックスとしてはかなり多いことがわかる。
【０１２０】
また、図16はHD解像度の５種類のシーケンスにおいて、非ゼロ変換係数の個数の平均値をCUサイズと量子化パラメータ毎に集計した結果である。ここでwidthとheightはCUの幅
と高さであり、22と27は量子化パラメータである。図16の(1)は輝度、(2)は色差(Cb)、(3)は色差(Cr)のイントラ符号化およびインター符号化における、1CUに含まれる非ゼロ変換係数の平均個数である。色差成分や一部の輝度成分のインター予測では、CUあたりの非ゼロ係数の個数の平均値は3未満であることが多い。変換により、エネルギーが低周波数成
分に集中していることから、非ゼロ変換係数はDC成分と、1〜2個のAC低周波数成分に集中していると考えられる。
【０１２１】
これらを考慮して、以下では、CU内の非ゼロ変換係数の有無を示すというCBP_TUの定義を変更し、LASTの符号量を削減する方法を説明する。また、以下ではcbf_luma、cbf_cb、
cbf_crを代表してcbfと記す。
【０１２２】
まず下記４種類(1)〜(4)のcbfを定義する。これらは非ゼロ変換係数がDCのみ、AC0のみ、AC1のみ、DCとAC0のみ、DCとAC1のみ、AC0とAC1のみ、DCとAC0とAC1のみ、それ以外の
場合において、変換係数の符号化、復号に関する各シンタックスの符号と符号量を示した、各々図17(1)〜(4)に対応する。ただし、coded_sub_block_flagと変換係数レベルを表すシンタックスは(1)〜(4)において符号量の変化がないので省略しており、cbf、LAST、sig_coeff_flagのみを図示した。なおLASTの可変長符号表は図12を用いている。
（１）cbfを1bitとし、cbf=0はCUに非ゼロ変換係数がない場合、cbf=1はCUに非ゼロ変換
係数がある場合を示す（上記の方法）。
（２）cbfを2bitとし、cbf=0はCUに非ゼロ変換係数がない場合、cbf=10は非ゼロ変換係数がDC成分のみの場合、cbf=11は非ゼロ変換係数がDC成分以外に存在する場合を示す。
（３）cbfを2bitとし、cbf=0はCUに非ゼロ変換係数がない場合、cbf=10は非ゼロ変換係数がDCおよびAC0成分以外にない場合、cbf=11は非ゼロ変換係数がDCおよびAC0成分以外に存在する場合を示す。
（４）cbfを2bitとし、cbf=0はCUに非ゼロ変換係数がない場合、cbf=10は非ゼロ変換係数がDC、AC0およびAC1成分以外にない場合、cbf=11は非ゼロ変換係数がDC、AC0およびAC1成分以外に存在する場合を示す。
【０１２３】
図17(1)は上記(1)に関するシンタックスとその符号量を示す。上記(2)〜(4)はcbf=10で表現できない場合（cbp=11）に上記(1)に比べて1bit符号量が増加する。従って、非ゼロ
変換係数がDC成分付近に集中する場合が大部分を占める条件下で使用すると、効率的に符号量を削減することができる。例えば、色差成分のインター符号化では上記(2)〜(4)の方法のいずれかを使用し、輝度成分のイントラおよびインター符号化と色差成分のイントラ符号化では上記(1)の方法を使用する。色差成分のインター符号化で上記(2)〜(4)のいず
れを使用するかは、あらかじめ画像符号化装置と画像復号装置の間で規定してもよいし、SPS、PPS、スライスヘッダの中で使用する方法を通知してもよい。
【０１２４】
図18、図19は上記(2)〜(4)の方法を用いた場合のエントロピー復号部301（CU復号部1003）、およびエントロピー符号化部104（CU符号化部1103）の動作を示すフローチャートである。
【０１２５】
図18(2)は上記(2)の復号処理を示すフローチャートである。S1801では、CU復号部1003
はCU内の全変換係数を0にセットする。S1802では、CU復号部1003はcbfを復号する。S1803では、CU復号部1003はcbfが0か否かをチェックする。cbfが0の場合、CU復号部1003は処理を終了する。cbfが1の場合、S1804に進み、cbf=10か否かをチェックする。cbf=10でない
場合、S1805〜S1807を実施する。S1805は図13のS1304、S1806は図13のS1305、S1807は図13のS1306〜S1308と同じであり説明を省略する。cbf=10の場合、S1808に進み、CU復号部1003はLASTに(0,0)をセットする。S1809では、CU復号部1003はDC成分のsig_coeff_flagに1
を、それ以外のAC成分のsig_coeff_flagに0をセットする。S1810では、CU復号部1003は変換係数レベルを復号するが、この処理は図13のS1309〜S1311と同じであり、説明を省略する。
【０１２６】
図18(3)は上記(3)の復号処理を示すフローチャートである。図18(2)のS1808とS1809の
処理がS18081とS18091に変更される以外は図18(2)と同じである。図18(3)のS18081では、CU復号部1003はLASTに(0,1)をセットする。S18091では、CU復号部1003はDC成分とAC0成分のsig_coeff_flagを復号し、それ以外のAC成分のsig_coeff_flagに0をセットする。
【０１２７】
図18(4)は上記(4)の復号処理を示すフローチャートである。図18(2)のS1808とS1809の
処理がS18082とS18092に変更される以外は図18(2)と同じである。図18(4)のS18082では、
CU復号部1003はLASTに(1,0)をセットする。S18092では、CU復号部1003はDC成分とAC0およびAC1成分のsig_coeff_flagを復号し、それ以外のAC成分のsig_coeff_flagに0をセットする。
【０１２８】
図19(2)は上記(2)の符号化処理を示すフローチャートである。S1901では、CU符号化部1103は、CU内の非ゼロ変換係数の個数をカウントする。S1902では、CU符号化部1103は、CU内の非ゼロ変換係数の有無をチェックする。非ゼロ変換係数がない場合、S1903に進み、CU符号化部1103はcbfを0にセットする。非ゼロ変換係数がある場合、S1904に進み、CU符号化部1103は非ゼロ変換係数がDC成分のみか否かをチェックする。非ゼロ変換係数がDC成分のみの場合、S1905に進みcbfを10にセットし、非ゼロ変換係数がDC成分以外にも存在する場合、S1906に進みcbfを11にセットする。S1907で、CU符号化部1103はcbfを符号化する。S1908で、CU符号化部1103はcbfが0か否かをチェックする。cbf=0の場合、CU符号化部1103は処理を終了する。cbf=0でない場合、S1909に進み、CU符号化部1103はcbf=11か否かをチェックする。cbf=11の場合、CU符号化部1103はS1910〜S1912の処理を実施する。S1910は
図14のS1407〜S1408、S1911は図14のS1409〜S1413、S1912は図14のS1414〜S1419と同じであり説明を省略する。cbf=11の場合、S1914でDC成分のsig_coeff_flagに1を、それ以外のAC成分のsig_coeff_flagに0をセットする。S1913で、CU符号化部1103は非ゼロ変換係数の係数レベルを表現するシンタックスを符号化する。S1913は図14のS1420〜S1421と同じで
あり、説明を省略する。
【０１２９】
図19(3)は上記(3)の符号化処理を示すフローチャートである。図19(2)のS1904とS1914
の処理がS19041とS19141に変更される以外は図19(2)と同じである。図19(3)のS19041では、CU符号化部1103は、非ゼロ変換係数はDCとAC0成分以外に存在しないかをチェックする
。S19141では、CU符号化部1103はDC成分とAC0成分のsig_coeff_flagを符号化し、それ以
外のAC成分のsig_coeff_flagに0をセットする。
【０１３０】
図19(4)は上記(4)の符号化処理を示すフローチャートである。図19(2)のS1904とS1914
の処理がS19042とS19142に変更される以外は図19(2)と同じである。図19(4)のS19042では、CU符号化部1103は、非ゼロ変換係数はDCとAC0およびAC1成分以外に存在しないかをチェックする。S19142では、CU符号化部1103はDC成分とAC0およびAC1成分のsig_coeff_flagを符号化し、それ以外のAC成分のsig_coeff_flagに0をセットする。
【０１３１】
以上説明したように、実施形態１では、cbfの定義を変更することでLASTの符号量を削
減する。非ゼロ変換係数がDC成分付近に集中する場合が大部分を占める条件下でこの方法を使用することで、符号量を削減することができる。
【０１３２】
（実施形態２）
本願の実施形態１では、非ゼロ変換係数がDC成分付近に集中する場合が大部分を占める条件として色差成分のインター符号化を挙げて説明した。実施形態２では、非ゼロ変換係数がDC成分付近に集中する場合が大部分を占める条件として、CUサイズ（CUwidth：CUの
幅、CUheight：CUの高さ）と量子化パラメータを追加して説明する。
【０１３３】
図16に示すように、非ゼロ変換係数の個数は、イントラ符号化およびインター符号化以外に、CUサイズと量子化パラメータ（QP）に依存する。QP<=THQ1では実施形態１の(1)の
方法を使用するが、THQ1<QPでは特定のCUサイズで実施形態１の(2)の方法を使用する。例えばTHQ1<QP<=THQ2では、CUmax>=THC1の場合に実施形態１の(2)を使用し、CUmax<THC1の
場合に実施形態１の(1)を使用する。ここでCUmax=max(CUwidth,CUheight)である。さらにTHQ2<=QPでは、CUmax>=THC2の場合に実施形態１の(2)を使用し、THC3<=CUmax<THC2の場合に実施形態１の(3)を使用し、CUmax<THC3の場合に実施形態１の(1)を使用する。なお、THQ1<THQ2であり、THC1>THC2>THC3である。
【０１３４】
例えば図20(1)は輝度成分のインター符号化の例であるが、THQ1=22、THQ2=32、THC1=128、THC2=64、THC3=32である。
【０１３５】
また別の例として、QP<=THQ1ではTHC2<=CUmax<THC1、かつminCU>=THC3の場合に実施形
態１の(1)を使用し、それ以外の場合は実施形態１の(2)を使用する。ここでCUmin=min(CUwidth,CUheight)である。さらにQP>THQ1では、CUサイズに関わらず実施形態１の(2)を使
用する。
【０１３６】
例えば図20(2)は色差成分のインター符号化の例であるが、THQ1=22、THC1=64、THC2=32、TUC3=16である。
【０１３７】
また別の例として、QP<=THQ1では、CUmax>=THC1の場合に実施形態１の(1)を使用し、CUmax<=THC2の場合に実施形態１の(2)を使用し、それ以外の場合に実施例１の(3)を使用す
る。さらにTHQ1<QPでは、CUmax>=THC1の場合に実施形態１の(1)を使用し、それ以外の場
合に実施形態１の(2)を使用する。
【０１３８】
例えば図20(3)は色差成分のイントラ符号化の例であるが、THQ1=27、THC1=32、THC2=2
である。
【０１３９】
さらに色差Crでは、図20(4)に示すように、Cb（図20(3)の例）とCrで異なる閾値を設定してもよい。
【０１４０】
図21、図22は実施形態２の方法を用いた場合のエントロピー復号部301（CU復号部1003
）、およびエントロピー符号化部104（CU符号化部1103）の動作を示すフローチャートで
ある。図18および図19と同じ番号を付けたステップは、図18および図19と同じ処理であるので、説明を省略する。
【０１４１】
図21において、S2101では、CU復号部1003は、CUサイズと量子化パラメータからcbfの定義を決定する。cbfの定義は図21(2)に示すように、cbfの定義が実施形態１の(1)の場合はLAST、sig_coeff_flagを符号化データから抽出するため、非ゼロ変換係数は設定しない。cbfの定義が実施形態１の(2)の場合はLASTに(0,0)、cbf=10の場合の非ゼロ変換係数にDC
成分を設定する。cbfの定義が実施形態１の(3)の場合はLASTに(0,1)、DCおよびAC0成分のsig_coeff_flagを符号化/復号し、cbf=10の場合の非ゼロ変換係数にDCおよびAC0成分を設定する。cbfの定義が実施形態１の(4)の場合はLASTに(1,0)、DC、AC0およびAC1成分のsig_coeff_flagを符号化/復号し、cbf=10の場合の非ゼロ変換係数にDC、AC0およびAC1成分を設定する。S2102では、CU復号部1003は、cbfの定義からLAST、復号するsig_coeff_flag、cbf=10時の非ゼロ変換係数を決定する。S2108では、CU復号部1003はS2102で決定したLASTをセットする。S2109では、CU復号部1003は、S2102で決定した変換係数のsig_coeff_flagを復号し、それ以外の変換係数のsig_coeff_flagを0にセットする。
【０１４２】
図22において、S2204では、CU符号化部1103は、CU内の非ゼロ変換係数がS2102で決定したcbf=10の定義によるものか否かをチェックする。S2214では、CU符号化部1103は、S2102で決定した変換係数のsig_coeff_flagを符号化し、それ以外の変換係数のsig_coeff_flagを0にセットする。
【０１４３】
以上説明したように、実施形態２では、cbfの定義を変更することでLASTの符号量を削
減する時に、非ゼロ変換係数がDC成分付近に集中する場合が大部分を占める条件にCUサイズや量子化パラメータを加えることで、変更されたcbfの定義を適用する範囲を拡張し、
符号量削減幅を大きくすることができる。
【０１４４】
（実施形態３）
本願の実施形態１、２では、非ゼロ変換係数がDC成分付近に集中する場合のLASTの符号量削減方法を説明した。実施形態３では、非ゼロ変換係数が高周波数領域に存在し、LASTの座標が大きくなる場合の符号量削減方法を説明する。
【０１４５】
図23ではLASTが(14,6)の位置にある例を示す。CU内のLASTの座標を直接（１段階で）表現すると、図12の可変長符号表を用いて(1111111010,1111100)の17bitで表現される。
【０１４６】
図23に示すように、CU内のLASTの座標を直接表現する以外に、LASTのサブブロック位置とサブブロック内の位置を用いて段階的に表現することもできる。この場合、LASTの含まれるサブブロックの位置は(3,1)であり、位置(3,1)のサブブロックの中でのLASTの位置は(2,2)であるので、図12の可変長符号表を用いて(1110,10)、(110,110)の12bitで表現される。従ってLASTの位置が(0,0)から大きく離れた場合は、CU内のLASTの座標を直接符号化
するよりも、LASTが含まれるサブブロック位置とサブブロック内のLASTの位置に分けて２段階で符号化する方が符号量を削減することができる。
【０１４７】
LASTは2次元の座標で表されるが、水平・垂直方向とも符号化方法は同じであるので、
以下では1次元（水平方向か垂直方向のいずれか）で説明する。
【０１４８】
図24はLAST位置と、LAST位置を表現するために必要な符号量を示した図である。可変長符号表は図12に示す符号表を使用した。図24(1)はCU内のLASTの座標を直接符号化した場
合であり、図24(2)はLASTが含まれるサブブロック位置とサブブロック内のLASTの位置の
２段階で符号化した場合である。LAST位置が0〜3、つまりCU内の左上のサブブロックに含まれる場合は、CU内のLASTの座標を直接符号化した方が符号量は少ないが、それ以外の場合は、LASTが含まれるサブブロック位置とサブブロック内のLASTの位置の２段階で符号化した方が符号量は少ないことがわかる。
【０１４９】
図25は、図13のS1304および図18のS1805を実施形態３の方法で置き換えた時の動作を示すフローチャートである。
【０１５０】
S2501では、CU復号部1003は、LASTを含むサブブロックの位置とサブブロック内のLAST
の位置を復号する。S2502では、CU復号部1003は、復号したLASTを含むサブブロックの位
置とサブブロック内のLASTの位置からCU内のLASTの座標を導出する。
【０１５１】
図26は、図14のS1407〜S1408および図19のS1910を実施形態３の方法で置き換えた時の
動作を示すフローチャートである。
【０１５２】
S2601では、CU符号化部1103はCU内のLAST位置を導出する。CU符号化部1103は、S2602ではLASTを含むサブブロックの位置を導出し、S2603ではサブブロック内のLASTの位置を導
出し、S2604ではLASTを含むサブブロックの位置とサブブロック内のLASTの位置を符号化
する。
【０１５３】
さらに図16に示すように、輝度成分および色差成分のイントラ符号化ではCUに含まれる非ゼロ変換係数の個数が多い。つまり、LASTは高周波数領域にある可能性が高いと考えられる。従ってイントラ符号化ではLASTを２段階で符号化し、インター符号化ではLASTを直接符号化することで、LASTの符号量を削減することができる。
【０１５４】
また、図16に示すように、輝度成分および色差成分のイントラ符号化であっても、CUに含まれる非ゼロ変換係数の個数は量子化パラメータ(QP)とCUブロックサイズに依存する。
従って、量子化パラメータとCUサイズによって、LASTの座標を直接符号化する場合と、LASTの座標をサブブロックの位置とサブブロック内の位置の２段階で符号化する場合とを切り替えることにより、LASTの符号量をさらに削減することができる。例えば、QP<THQ1の
場合、CUmax>=THC1ならばLASTを２段階で符号化し、CUmax<THC1ならばLASTを直接符号化
する。QP>=THQ1の場合、CUmax>=THC2ならばLASTを２段階で符号化し、CUmax<THC2ならばLASTを直接符号化する。図27(1)は、輝度成分のイントラ符号化においてTHQ1=32、THC1=32、THC2=64とした例である。また別の例として、QP=<THQ2、かつ、CUmax>=THC3かつCUmin>=THC4ならばLASTを２段階で符号化し、それ以外はLASTを直接符号化することもできる。
図27(2)は色差成分のイントラ符号化において、THQ2=22、THC3=32、THC4=16とした例である。また別の例として、CbとCrで異なる閾値を設定してもよい。例えばCbよりも画素値の変化の小さいCrはLASTを２段階で符号化する効果が限られるため、QP<=THQ2、かつ、CUmax=Cumin=THC5ならばLASTを２段階で符号化し、それ以外はLASTを直接符号化する等、CbとCrとに別途閾値を設定することもできる。図27(3)はCbのイントラ符号化において、THQ2=22、THC5=32とした例である。  以上説明したように、LASTがCUの左上のサブブロック以
外に含まれる可能性が高い場合に限定して、LASTを含むサブブロックの位置とサブブロック内のLASTの位置の２段階で符号化することにより、LASTの符号量削減効果を高めることができる。
【０１５５】
（実施形態４）
本願の実施形態３では、非ゼロ変換係数が高周波数領域に存在し、LASTの座標が大きくなる場合の符号量削減方法として、LASTを２段階で符号化する方法を説明した。本願の実施形態４では、非ゼロ変換係数が高周波数領域に存在し、LASTの座標が大きくなる場合の別の符号量削減方法として、LASTの符号化に使用する可変長符号表の切替を説明する。
【０１５６】
実施形態１〜３では図12の可変長符号表Aを用いた。図12の可変長符号表AはLASTが小さい時に符号量が小さいメリットがあるが、LASTが大きくなるにつれ符号量の増加の割合が大きいので、大きな値のLASTが多い場合はデメリットとなる。実施形態４では、大きなLASTが発生しやすい場合、例えば輝度成分のイントラ符号化において、LASTが小さい時の符号量は図12の可変長符号よりも大きいが、LASTが大きくなっても符号量があまり大きくならない可変長符号表を説明する。
【０１５７】
図28(1)〜(4)はLASTが大きい時に効果のある（符号量があまり大きくならない）可変長符号表の例である。図12と同様、”1”と”0”で示される部分はlast_sig_coeff_Z_prefix（Zはxまたはy）であり、”X”で示される部分はlast_sig_coeff_Z_suffix（Zはxまたはy）である。ここで”X”は”1”または”0”である。例えばLASTが”3”の場合の符号量
は、図12の可変長符号表Aを使用すると4bit、図28(1)の可変長符号表Bを使用すると4bit
、図28(2)の可変長符号表Cを使用すると3bit、図28(3)の可変長符号表Dを使用すると3bit、図28(4)の可変長符号表Eを使用すると4bitである。
【０１５８】
LASTが”7”の場合の符号量は、図12の可変長符号表Aを使用すると7bit、図28(1)の可
変長符号表Bを使用すると6bit、図28(2)の可変長符号表Cを使用すると5bit、図28(3)の可変長符号表Dを使用すると4bit、図28(4)の可変長符号表Eを使用すると4bitである。
【０１５９】
LASTが”15”の場合の符号量は、図12の可変長符号表Aを使用すると10bit、図28(1)の
可変長符号表Bを使用すると8bit、図28(2)の可変長符号表Cを使用すると8bit、図28(3)の可変長符号表Dを使用すると6bit、図28(4)の可変長符号表Eを使用すると5bitである。
【０１６０】
以上説明したように、大きなLASTが発生しやすい輝度成分のイントラ符号化では、図28(1)〜(4)の可変長符号表のいずれかを使用し、それ以外の場合（インター符号化と色差成分のイントラ符号化）は図12の可変長符号表を使用して符号化することで、LASTの符号量
を削減することができる。
【０１６１】
（変形例１）
本願の実施形態４では、非ゼロ変換係数が高周波数領域に存在し、LASTの座標が大きくなる条件として輝度成分のイントラ符号化を挙げて説明した。変形例１では、非ゼロ変換係数が高周波数領域に存在し、LASTの座標が大きくなる条件に、CUサイズ（CUwidth：CU
の幅、CUheight：CUの高さ）、量子化パラメータ（QP）に加え、LASTの符号化に使用する可変長符号表を切り替える方法を説明する。
【０１６２】
図29は、図12および図28の可変長符号表A〜Eを用いた場合に、LASTの符号化に必要な符号量を示した表である。図29のAは図12、Bは図28(1)、Cは図28(2)、Dは図28(3)、Eは図28(4)の可変長符号表である。高周波数成分全体にわたってLASTが存在する場合は固定長符
号化に近い可変長符号表Bがよい。特定の高周波数成分にLASTが集中する場合は、集中す
る場所によって可変長符号表C、D、Eを切替えることで、さらにLASTの符号量を削減する
ことができる。例えば、高い周波数成分に非ゼロ変換係数が多数存在する場合は可変長符号表Eを使用する。
【０１６３】
図16に示すように、CU内の非ゼロ変換係数の個数は量子化パラメータやCUサイズに依存する。QP<=THQ1の場合、CUmin>=THC2では可変長符号表E（図28(4)）を使用し、CUmax<=THC3では可変長符号表A（図12）を使用し、それ以外では可変長符号表D（図28(3)）を使用
する。QP>THQ1の場合、CUmin>=THC1では可変長符号表E（図28(4)）を使用し、CUmax<=THC3では可変長符号表A（図12）を使用し、それ以外では可変長符号表D（図28(3)）を使用する。ここでCUmax=max(CUwidth,CUheight)、CUmin=min(CUwidth,CUheight)である。図30(1)は輝度成分のイントラ符号化におけるTHQ1=22、THC1=64、THC2=32、THC3=4の例である。
【０１６４】
別の一例として、QP<=THQ1の場合、CUmin>=THC1では可変長符号表D（図28(3)）を使用
し、それ以外は可変長符号表A（図12）を使用する。図30(2)に色差成分のイントラ符号化において、THQ1=22、THC1=16の例を示す。
【０１６５】
別の一例として、QP<=THQ1の場合、CUmax<=THC1かつCUmin>=THC2では可変長符号表D（
図28(3)）を使用し、それ以外は可変長符号表A（図12）を使用する。図30(3)に輝度成分
のインター符号化において、THQ1=22、THC1=64かつTHC2=32の例を示す。
【０１６６】
上記では可変長符号表はA、D、Eを用いたが、D、Eに替えてB、Cを用いてもよい。
【０１６７】
図31(1)は、量子化パラメータとCUサイズによって可変長符号表を決定し、LASTを符号
化あるいは復号する処理を示すフローチャートである。S3101では、CU復号部1003は量子
化パラメータとCUサイズを参照してLASTの符号化あるいは復号に使用する可変長符号表を決定する。S3102では、CU復号部1003は、S3101で決定した可変長符号表を用いてLASTを符号化あるいは復号する。ここでLASTの符号化処理は図14、復号処理は図13に示す処理と同じであり、説明を省略する。
【０１６８】
以上説明したように、非ゼロ変換係数が高周波数領域に存在し、LASTの座標が大きくなる場合に、CUサイズ、量子化パラメータによってLASTの符号化に使用する可変長符号表を切り替えることにより、可変長符号表の特性を活かしてさらに符号量を削減することができる。
【０１６９】
（変形例２）
変形例１では、量子化パラメータとCUサイズによって使用する可変長符号表を切り替えた。変形例２では、スキャン方向によってLASTの符号化に使用する可変長符号表を切り替
える方法を説明する。
【０１７０】
図32にCUサイズが16x16の場合の、斜め方向スキャン、水平方向スキャン、垂直方向ス
キャンのスキャン順序（の逆順）を示す。水平および垂直方向スキャンでは、斜め方向スキャンに比べ、スキャン順序の早い段階でLASTの符号化に必要なビット数が増加する。図33(1)に図12の可変長符号表Aを用いた場合の斜め方向スキャンおよび水平/垂直方向スキ
ャン時のLASTの符号量を示す。水平および垂直方向スキャンでは、スキャンの早い段階でLASTの符号量が大きくなることが分かる。図33(2)はLASTの符号化に用いる可変長符号と
して、水平方向スキャンでは水平方向は図28の可変長符号表を用い、垂直方向は図12の可変長符号表を用いる例、図33(3)は、垂直方向スキャンでは垂直方向は図28の可変長符号
表を用い、水平方向は図12の可変長符号表を用いる例である。この場合のLASTの符号量を図33(4)に示す。図33(1)に示した図12の可変長符号表だけを用いた場合より、高周波数領域での符号量を削減することができることが分かる。
【０１７１】
図31(2)は、スキャン方向によって可変長符号表を決定し、LASTを符号化あるいは復号
する処理を示すフローチャートである。図31(1)との違いは、図31(1)のS3101が図31(2)ではS31011に変更されたことであり、その他の処理は同じであるため説明を省略する。S31011では、CU復号部1003はスキャン方向を参照してLASTの符号化あるいは復号に使用する可変長符号表を決定する。
【０１７２】
以上説明したように、非ゼロ変換係数が高周波数領域に存在し、LASTの座標が大きくなる場合に、スキャン方向によってLASTの符号化に使用する可変長符号表を切り替えることにより、可変長符号表の特性を活かしてさらに符号量を削減することができる。
【０１７３】
（変形例３）
変形例３では、対象CUの隣接CUの非ゼロ変換係数の個数に応じて、LASTの符号化に使用する可変長符号表を切り替える方法を説明する。
【０１７４】
図34に示す対象CU(CU_C)の上側の隣接CU(CU_A)、左側の隣接CU(CU_L)に含まれる非ゼロ変換係数の個数をNA、NLとし、対象CUの非ゼロ変換係数の推定値Nを導出する。対象CUが
インター予測の場合、CU_AとCU_Lのいずれかがインター予測の場合、インター予測の隣接CUの非ゼロ変換係数の個数を対象CUの変換係数の個数Nとし、CU_A、CU_Lともにインター
予測の場合、NAとNLの平均値をNとする。
【０１７５】
if (pred. mode of CU_C == “inter”) {
if (pred. mode of CU_A == “inter” && pred. mode of CU_B == “inter”)
N=(NA+NB)>>1
else if (pred. mode of CU_A == “inter”)
N=NA
else
N=NB
}
対象CUがイントラ予測の場合、CU_AとCU_Lのいずれかがイントラ予測の場合、イントラ予測の隣接CUの非ゼロ変換係数の個数を対象CUの変換係数の個数Nとし、CU_A、CU_Lとも
にイントラ予測の場合、NAとNLの平均値をNとする。
【０１７６】
if (pred. mode of CU_C == “intra”) {
if (pred. mode of CU_A == “intra” && pred. mode of CU_B == “intra”)
N=(NA+NB)>>1
else if (pred. mode of CU_A == “intra”)
N=NA
else
N=NB
}
あるいはCU_A、CU_B、CU_Cが全てイントラ予測の場合、CU_AとCU_Lのうち、イントラ予測方向がCU_Cのイントラ予測方向と近い方のCUの非ゼロ変換係数の個数を、対象CUの非ゼロ変換係数の推定値Nとしてもよい。
【０１７７】
if (pred. mode of CU_C == “intra”) {
if (pred. mode of CU_A == “intra” && pred. mode of CU_B == “intra”) {
if (diff(CU_C,CU_A)>=diff(CU_C,CU_B))
N=NB
else
N=NA
}
}
ここで
diff(A,B)=max(A,B)-min(A,B)
とする。
【０１７８】
また、対象CUと隣接CUの大きさが異なる場合、非ゼロ変換係数の個数をスケーリングしてもよい。CU_A、CU_B、CU_Cの面積をAA、AB、ACとすると、まず下式によるスケーリングを施す。
【０１７９】
NA=NA*AC/AA
NB=NB*AC/AB
次に上述の説明に従って、対象CUの非ゼロ換係数の個数の推定値Nを導出する。推定値Nをもとに、対象CUで使用するLASTの可変長符号表を選択する。N<=TH1ならば図12の可変長符号表Aを用い、N>TH1ならば図28の可変長符号表Eを用いてLASTを符号化する。図35(1)はTH1=7の例である。あるいはN<=TH1ならば図12の可変長符号表Aを用い、TH1<N<=TH2ならば図28(3)の可変長符号表Dを用い、N>TH2ならば図28(4)の可変長符号表Eを用いてLASTを符号
化してもよい。図35(2)はTH1=3、TH2=7の例である。
【０１８０】
図31(3)は、対象CUの非ゼロ変換係数の個数の推定値によって可変長符号化表を決定し
、LASTを符号化あるいは復号する処理を示すフローチャートである。図31(1)との違いは
、図31(1)のS3101が図31(2)ではS31012に変更されたことであり、その他の処理は同じで
あるため説明を省略する。S31012では、CU復号部1003は、対象CUの非ゼロ変換係数の個数の推定値を参照してLASTの符号化あるいは復号に使用する可変長符号表を決定する。
【０１８１】
以上説明したように、非ゼロ変換係数が高周波数領域に存在し、LASTの座標が大きくなる場合に、隣接CUの非ゼロ係数の個数によってLASTの符号化に使用する可変長符号表を切り替えることにより、可変長符号表の特性を活かしてさらに符号量を削減することができる。  本発明の一態様に係る画像符号化装置は、入力動画像の１画面を複数の画素からなる符号化単位（CU）に分割する手段と、前記CUを単位として所定の変換を行い変換係数を出力する手段と、前記変換係数を可変長符号化する可変長符号化手段とを備え、前記可変長符号化手段は、前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグの値を決定する手段と、前記CUの限定された領域（DC成分のみ、DC成分と第１のAC成分、あるいはDC成分と第１および第２のAC成分）内のみに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第２のフラグの値を決定する手段と、CU内でDC成分からスキャン順に変換係数を走査して最も離れた位置（LAST）と非ゼロ係数値（LEVEL）を示すシンタックスを導出する手段と
、符号化パラメータ（予測モード（イントラあるいはインター）、量子化パラメータ、CUサイズ）を参照して、前記第１のフラグと第２のフラグのいずれを可変長符号化するかを切替えて可変長符号化する手段と、前記第１のフラグを可変長符号化する場合に、CU内に非ゼロ変換係数が存在する場合は、LASTとLEVELを示すシンタックスを符号化する手段と
、前記第２のフラグを可変長符号化する場合に、CUの限定された領域内のみに非ゼロ変換係数が存在する場合は、LEVELを示すシンタックスを符号化し、CUの限定された領域外に
非ゼロ変換係数が存在する場合は、LASTとLEVELを示すシンタックスを符号化する手段と
を備えることを特徴とする。
【０１８２】
本発明の一態様に係る画像復号装置は、複数の画素からなる符号化単位（CU)を処理単
位として符号化データを可変長復号してシンタックスを出力する手段と、シンタックスから変換係数を導出する手段とを備え、前記可変長復号手段は、符号化パラメータ（予測モード（イントラあるいはインター）、量子化パラメータ、CUサイズ）を参照して、前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグと、前記CUの限定された領域（DC成分のみ、DC成分と第１のAC成分、あるいはDC成分と第１および第２のAC成分）内のみに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第２のフラグのいずれを可変復号するかを切替えて可変長復号する手段と、前記第１のフラグを可変長復号し、前記第１のフラグがCU内に非ゼロ変換係数が存在することを示す場合は、さらにLASTとLEVELを示すシンタック
スを可変長復号する手段と、前記第２のフラグを可変長復号し、CUの限定された領域内のみに非ゼロ変換係数が存在することを示す場合は、限定された領域内の最高周波数成分を示す値をLASTにセットし、LEVELを示す可変長符号を復号し、CUの限定された領域外に非
ゼロ変換係数が存在する場合は、LASTとLEVELを示すシンタックスを可変長復号する手段
とを備えることを特徴とする。
【０１８３】
本発明の一態様に係る画像符号化装置は、上記入力動画像の１画面を複数の画素からなる符号化単位（CU）に分割する手段と、前記CUを単位として所定の変換を行い変換係数を出力する手段と、前記変換係数を可変長符号化する可変長符号化手段とを備え、前記可変長符号化手段は、前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグの値を決定する手段と、前記第１のフラグを可変長符号化する手段と、CU内でDC成分からスキャン順に変換係数を走査して最も離れた位置（CUのLAST）と非ゼロ係数値（LEVEL）を示す
シンタックスを導出する手段と、CUをサブブロックに分割する手段と、LASTが含まれるサブブロックの位置および前記サブブロック内のLASTの位置（サブブロックのLAST）を導出する手段と、前記第１のフラグがCU内の非ゼロ変換係数の存在を示す場合に、符号化パラメータ予測モード（イントラあるいはインター）、量子化パラメータ、CUサイズ）を参照して、CUのLASTとサブブロックのLASTのいずれを可変長符号化するかを切替えて可変長符号化する手段と、LEVELを示すシンタックスを符号化する手段とを備えることを特徴とす
る。
【０１８４】
本発明の一態様に係る画像復号装置は、複数の画素からなる符号化単位（CU)を処理単
位として符号化データを可変長復号してシンタックスを出力する手段と、シンタックスから変換係数を導出する手段とを備え、前記可変長復号手段は、前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグを復号する手段と、前記第１のフラグがCUに非ゼロ変換係数の存在を示す場合、符号化パラメータ予測モード（イントラあるいはインター）、量子化パラメータ、CUサイズ）を参照して、CUのLASTとサブブロックのLASTのいずれかを復号する手段と、サブブロックのLASTを復号した場合、CUのLASTを導出する手段と、LEVELを示すシンタックスを復号する手段とを備えることを特徴とする。
【０１８５】
本発明の一態様に係る画像符号化装置は、上記入力動画像の１画面を複数の画素からなる符号化単位（CU）に分割する手段と、前記CUを単位として所定の変換を行い変換係数を出力する手段と、前記変換係数を可変長符号化する可変長符号化手段とを備え、前記可変
長符号化手段は、前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグの値を決定する手段と、前記第１のフラグを可変長符号化する手段と、CU内でDC成分からスキャン順に変換係数を走査して最も離れた位置（LAST）と非ゼロ係数値（LEVEL）を示すシン
タックスを導出する手段と、前記第１のフラグがCU内の非ゼロ変換係数の存在を示す場合は、符号化パラメータを参照して、LASTの符号化に用いる可変長符号表を切替えて可変長符号化する手段と、LEVELを示すシンタックスを符号化する手段とを備えることを特徴と
する。
【０１８６】
本発明の一態様に係る画像復号装置は、複数の画素からなる符号化単位（CU)を処理単
位として符号化データを可変長復号してシンタックスを出力する手段と、シンタックスから変換係数を導出する手段とを備え、前記可変長復号手段は、前記CUに非ゼロの変換係数が存在するか否かを示す第１のフラグを復号する手段と、前記第１のフラグがCUに非ゼロ変換係数の存在を示す場合、符号化パラメータ（予測モード（イントラあるいはインター）、量子化パラメータ、CUサイズ、隣接CUの非ゼロ係数の個数）を参照して、LASTの復号に用いる可変長符号表を切替えて可変長復号する手段と、LEVELを示すシンタックスを復
号する手段とを備えることを特徴とする。
【０１８７】
（ソフトウェアによる実現例）
なお、上述した実施形態における画像符号化装置１１、画像復号装置３１の一部、例えば、エントロピー復号部３０１、予測パラメータ復号部３０２、ループフィルタ３０５、予測画像生成部３０８、逆量子化・逆DCT部３１１、加算部３１２、予測画像生成部１０
１、減算部１０２、DCT・量子化部１０３、エントロピー符号化部１０４、逆量子化・逆DCT部１０５、ループフィルタ１０７、符号化パラメータ決定部１１０、予測パラメータ符号化部１１１をコンピュータで実現するようにしても良い。その場合、この制御機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現しても良い。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、画像符号化装置１１、画像復号装置３１のいずれかに内蔵されたコンピュータシステムであって、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROM等の可搬媒体、コンピュー
タシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでも良い。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【０１８８】
また、上述した実施形態における画像符号化装置１１、画像復号装置３１の一部、または全部を、LSI（Large Scale Integration）等の集積回路として実現しても良い。画像符号化装置１１、画像復号装置３１の各機能ブロックは個別にプロセッサ化しても良いし、一部、または全部を集積してプロセッサ化しても良い。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、または汎用プロセッサで実現しても良い。また、半導体技術の進歩によりＬＳＩに代替する集積回路化の技術が出現した場合、当該技術による集積回路を用いても良い。
【０１８９】
（応用例）
上述した画像符号化装置１１及び画像復号装置３１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及びGUIを含む）であってもよい。
【０１９０】
まず、上述した画像符号化装置１１及び画像復号装置３１を、動画像の送信及び受信に利用できることを、図８を参照して説明する。
【０１９１】
図８の（ａ）は、画像符号化装置１１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８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。上述した画像符号化装置１１は、この
符号化部PROD_A1として利用される。
【０１９２】
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８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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
図８の（ｂ）は、画像復号装置３１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８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。上述した画像復号装置３１は、この復号部PROD_B3として利用される。
【０１９５】
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８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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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また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。
【０２００】
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。
【０２０１】
次に、上述した画像符号化装置１１及び画像復号装置３１を、動画像の記録及び再生に利用できることを、図９を参照して説明する。
【０２０２】
図９の（ａ）は、上述した画像符号化装置１１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９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。上述した画像符号化
装置１１は、この符号化部PROD_C1として利用される。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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PROD_C6を更に備えていてもよい。図９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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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または受信部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または画像
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
または受信部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。
【０２０７】
図９の（ｂ）は、上述した画像復号装置３１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９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。上述した画
像復号装置３１は、この復号部PROD_D2として利用される。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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９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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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または送信部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または送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる）、ラップトップ型またはタブレット型PC（この場合、ディスプレイPROD_D3または送
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または送信部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。
【０２１２】
（ハードウェア的実現及びソフトウェア的実現）
また、上述した画像復号装置３１及び画像符号化装置１１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。
【０２１３】
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）、上記プログラム及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、本発明の実施形態の目的は、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。
【０２１４】
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（Electrically Erasable and Programmable Read-Only Memory：登録商標）／フラッシ
ュROM等の半導体メモリ類、あるいはPLD（Programmable logic device）やFPGA（Field Programmable Gate Array）等の論理回路類などを用いることができる。
【０２１５】
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 Electronic Engineers）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（Digital Living Network Alliance：登録商標）、携帯電話網、衛星回線、地上デジタル放送網等の無線でも利用可能である。なお、本発明の実施形態は、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。
【０２１６】
本発明の実施形態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。
【産業上の利用可能性】
【０２１７】
本発明の実施形態は、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、及び、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。
【符号の説明】
【０２１８】
１０  CT情報復号部
１１  画像符号化装置
２０  CU復号部
３１  画像復号装置
４１  画像表示装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2020072277.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2020072277.tif 000015
【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８Ａ】
2020072277.tif 000021
【図１８Ｂ】
2020072277.tif 000022
【図１８Ｃ】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図１９Ｃ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2020072277.tif 000029
【図２３】
2020072277.tif 000030
【図２４】
2020072277.tif 000031
【図２５】
2020072277.tif 000032
【図２６】
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【図２７】
2020072277.tif 000034
【図２８Ａ】
2020072277.tif 000035
【図２８Ｂ】
2020072277.tif 000036
【図２９】
2020072277.tif 000037
【図３０】
2020072277.tif 000038
【図３１】
2020072277.tif 000039
【図３２】
2020072277.tif 000040
【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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