(57)【要約】      （修正有）【課題】並列処理可能で演算量の少ないコンテキストインデックス算出方法を適用した画像符号化装置を提供する。【解決手段】符号化対象の画像と予測画像との差分信号の変換係数である差分係数を複数のサブブロックに分割し、サブブロック単位で差分係数を符号化する画像符号化装置において、有意係数情報符号化制御部８０６および算術符号化部８０１は、符号化対象のサブブロック内の差分係数毎に、有意係数情報を符号化する。差分係数値情報符号化制御部８０７および算術符号化部８０１は、符号化対象のサブブロック内の各差分係数について、有意係数情報が有意である場合に差分係数値を符号化する。有意係数情報符号化制御部８０６は、符号化対象のサブブロックに水平、垂直方向に隣接する符号化済みのサブブロック内の差分係数の有意性を示す情報に基づいて、符号化対象のサブブロック内の有意係数情報を符号化するためのコンテキストを決定する。【選択図】図８
2018182444.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化対象となる画像と予測対象となる画像との差分情報を、複数のサブブロックに分割して、分割した前記サブブロックを左から右、及び上から下の順序に従い符号化する画像符号化装置であって、
前記サブブロックに属する差分係数の値の全てがゼロであるか否かを示す有意サブブロック情報を符号化する有意サブブロック情報符号化部と、
差分係数の値がゼロであるか否かを示す有意係数情報を符号化する有意係数情報符号化部と、
差分係数の値を符号化する差分係数値情報符号化部と、
符号化対象となるサブブロックの左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報と上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報と、符号化対象となる差分係数の前記符号化対象となるサブブロックにおける位置に基づいて、前記符号化対象となる有意係数情報を符号化するためのコンテキストを導出するコンテキスト導出部とを備え、
前記コンテキスト導出部は、前記左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、かつ前記上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、符号化対象となる有意係数情報の前記符号化対象サブブロックにおける水平方向の位置に基づき、前記符号化対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出し、前記左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、かつ前記上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合、符号化対象となる有意係数情報の前記符号化対象サブブロックにおける垂直方向の位置に基づき、前記符号化対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出する、
ことを特徴とする画像符号化装置。
【請求項２】
符号化対象となる画像と予測対象となる画像との差分情報を、複数のサブブロックに分割して、分割した前記サブブロックを左から右、及び上から下の順序に従い符号化する画像符号化方法であって、
前記サブブロックに属する差分係数の値の全てがゼロであるか否かを示す有意サブブロック情報を符号化する有意サブブロック情報符号化ステップと、
差分係数の値がゼロであるか否かを示す有意係数情報を符号化する有意係数情報符号化ステップと、
差分係数の値を符号化する差分係数値情報符号化ステップと、
符号化対象となるサブブロックの左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報と上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報と、符号化対象となる差分係数の前記符号化対象となるサブブロックにおける位置に基づいて、前記符号化対象となる有意係数情報を符号化するためのコンテキストを導出するコンテキスト導出ステップとを備え、
前記コンテキスト導出ステップは、前記左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、かつ前記上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、符号化対象となる有意係数情報の前記符号化対象サブブロックにおける水平方向の位置に基づき、前記符号化対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出し、前記左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、かつ前記上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合、符号化対象となる有意係数情報の前記符号化対象サブブロックにおける垂直方向の位置に基づき、前記符号化対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出する、
ことを特徴とする画像符号化方法。
【請求項３】
符号化対象となる画像と予測対象となる画像との差分情報を、複数のサブブロックに分割して、分割した前記サブブロックを左から右、及び上から下の順序に従い符号化する画像符号化プログラムであって、
前記サブブロックに属する差分係数の値の全てがゼロであるか否かを示す有意サブブロック情報を符号化する有意サブブロック情報符号化ステップと、
差分係数の値がゼロであるか否かを示す有意係数情報を符号化する有意係数情報符号化ステップと、
差分係数の値を符号化する差分係数値情報符号化ステップと、
符号化対象となるサブブロックの左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報と上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報と、符号化対象となる差分係数の前記符号化対象となるサブブロックにおける位置に基づいて、前記符号化対象となる有意係数情報を符号化するためのコンテキストを導出するコンテキスト導出ステップとを備え、
前記コンテキスト導出ステップは、前記左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、かつ前記上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、符号化対象となる有意係数情報の前記符号化対象サブブロックにおける水平方向の位置に基づき、前記符号化対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出し、前記左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、かつ前記上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合、符号化対象となる有意係数情報の前記符号化対象サブブロックにおける垂直方向の位置に基づき、前記符号化対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出する、
ことを特徴とする画像符号化プログラム。
【請求項４】
復号対象となる画像と予測対象となる画像との差分情報が、複数のサブブロックに分割され、分割された前記サブブロックを左から右、及び上から下の順序に従い符号化された符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、
前記サブブロックに属する差分係数の値の全てがゼロであるか否かを示す有意サブブロック情報を復号する有意サブブロック情報復号部と、
差分係数の値がゼロであるか否かを示す有意係数情報を復号する有意係数情報復号部と、
差分係数の値を復号する差分係数値情報復号部と、
復号対象となるサブブロックの左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報と上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報と、復号対象となる差分係数の前記復号対象となるサブブロックにおける位置に基づいて、前記復号対象となる有意係数情報を復号するためのコンテキストを導出するコンテキスト導出部とを備え、
前記コンテキスト導出部は、前記左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、かつ前記上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、復号対象となる有意係数情報の前記復号対象サブブロックにおける水平方向の位置に基づき、前記復号対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出し、前記左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、かつ前記上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合、復号対象となる有意係数情報の前記復号対象サブブロックにおける垂直方向の位置に基づき、前記復号対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出する、
ことを特徴とする画像復号装置。
【請求項５】
復号対象となる画像と予測対象となる画像との差分情報が、複数のサブブロックに分割され、分割された前記サブブロックを左から右、及び上から下の順序に従い符号化された符号化ストリームを復号する画像復号方法であって、
前記サブブロックに属する差分係数の値の全てがゼロであるか否かを示す有意サブブロック情報を復号する有意サブブロック情報復号ステップと、
差分係数の値がゼロであるか否かを示す有意係数情報を復号する有意係数情報復号ステップと、
差分係数の値を復号する差分係数値情報復号ステップと、
復号対象となるサブブロックの左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報と上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報と、復号対象となる差分係数の前記復号対象となるサブブロックにおける位置に基づいて、前記復号対象となる有意係数情報を復号するためのコンテキストを導出するコンテキスト導出ステップとを備え、
前記コンテキスト導出ステップは、前記左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、かつ前記上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、復号対象となる有意係数情報の前記復号対象サブブロックにおける水平方向の位置に基づき、前記復号対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出し、前記左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、かつ前記上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合、復号対象となる有意係数情報の前記復号対象サブブロックにおける垂直方向の位置に基づき、前記復号対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出する、
ことを特徴とする画像復号方法。
【請求項６】
復号対象となる画像と予測対象となる画像との差分情報が、複数のサブブロックに分割され、分割された前記サブブロックを左から右、及び上から下の順序に従い符号化された符号化ストリームを復号する画像復号プログラムであって、
前記サブブロックに属する差分係数の値の全てがゼロであるか否かを示す有意サブブロック情報を復号する有意サブブロック情報復号ステップと、
差分係数の値がゼロであるか否かを示す有意係数情報を復号する有意係数情報復号ステップと、
差分係数の値を復号する差分係数値情報復号ステップと、
復号対象となるサブブロックの左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報と上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報と、復号対象となる差分係数の前記復号対象となるサブブロックにおける位置に基づいて、前記復号対象となる有意係数情報を復号するためのコンテキストを導出するコンテキスト導出ステップとを備え、
前記コンテキスト導出ステップは、前記左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、かつ前記上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、復号対象となる有意係数情報の前記復号対象サブブロックにおける水平方向の位置に基づき、前記復号対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出し、前記左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、かつ前記上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合、復号対象となる有意係数情報の前記復号対象サブブロックにおける垂直方向の位置に基づき、前記復号対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出する、
ことを特徴とする画像復号プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化技術に関し、特に差分信号のエントロピー符号化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像符号化の国際標準であるＨＥＶＣでは、エントロピー符号化方式としてＣＡＢＡＣと呼ばれるコンテキスト適応型の算術符号化が採用されている。ＣＡＢＡＣは、符号化すべきビットの発生確率を表現するための変数であるコンテキストを複数管理しており、周辺の符号化・復号結果に基づき最適なコンテキストを選択することにより符号化効率の向上を実現している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２２３０２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ＣＡＢＡＣは、周辺の符号化・復号結果に基づいてコンテキストを導出するものであるため、符号化・復号対象の情報に用いるコンテキストは、参照する情報の符号化・復号を完了するまで確定させることができない。コンテキストの導出と符号化・復号処理に依存関係が生じることから、それらの並列処理が困難であり、処理の高速化を妨げる要因となる。
【０００５】
特許文献１には、差分情報を構成する要素のうち、有意係数情報について、符号化・復号済のサブブロックに属する情報に基づいて、符号化・復号するコンテキストを導出する手段が開示されている。開示された技術によれば、符号化・復号対象の有意係数情報が属するサブブロックの符号化・復号結果を参照することなく、符号化・復号済のサブブロックに属する情報の符号化・復号結果を参照して、有意係数情報を符号化・復号するためのコンテキストを導出することができる。従って、符号化・復号対象となるサブブロックの符号化・復号処理を開始する時点において、符号化・復号対象となるサブブロックに属するすべての有意係数情報を符号化・復号するためのコンテキストを依存関係なく導出することが可能となる。
【０００６】
特許文献１において、サブブロック、及びサブブロック内の有意係数情報の走査順は、右から左、及び下から上方向である。この走査順はＨＥＶＣ規格に従うものである。しかしながらサブブロックの走査順は、符号化効率や複雑性、提供する機能といった要因を総合的に考慮した上で適切に決定すべきである。特許文献１の構成に対して左から右、上から下方向へサブブロック、及びサブブロック内の有意係数情報を走査するという構成を適用した場合、以下の課題が生じる。
【０００７】
サブブロックの走査順を左から右、上から下とした上で引用文献１に開示された構成に従うと、符号化・復号対象となるサブブロックの左に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、符号化・復号対象となるサブブロックの上に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、符号化・復号対象サブブロックの垂直方向の位置に従って有意係数情報を符号化・復号するためのコンテキストを決定する。
【０００８】
しかしながら、符号化・復号対象となるサブブロックの左に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、符号化・復号対象となるサブブロックの上に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、左隣のサブブロックに０でない差分係数が存在することから、符号化・復号対象サブブロックの水平方向の低域の有意係数情報が１となる確率が高くなる一方、水平方向の高域の有意係数情報が０となる確率が高くなると推定される。引用文献１の構成では有意係数情報の水平方向の位置に従ってコンテキストを切り替えることができない。
【０００９】
符号化・復号対象となるサブブロックの左に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、符号化・復号対象となるサブブロックの上に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合も同様であり、従って符号化効率が低下するという課題がある。
【００１０】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、差分係数符号化／復号において、左から右、上から下へサブブロックを走査する構成においても、並列処理可能で演算量の少ないコンテキストインデックス算出方法を実現し、回路構成が簡単で、実時間処理に適した画像符号化技術を提供することにある。また、別の目的は、相関上適切な周辺差分係数を参照したコンテキストインデックスの計算を実現することにより、符号化効率の高い画像符号化技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の画像符号化装置は、符号化対象となる画像と予測対象となる画像との差分情報を、複数のサブブロックに分割して、分割した前記サブブロックを左から右、及び上から下の順序に従い符号化する画像符号化装置であって、前記サブブロックに属する差分係数の値の全てがゼロであるか否かを示す有意サブブロック情報を符号化する有意サブブロック情報符号化部と、差分係数の値がゼロであるか否かを示す有意係数情報を符号化する有意係数情報符号化部と、差分係数の値を符号化する差分係数値情報符号化部と、符号化対象となるサブブロックの左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報と上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報と、符号化対象となる差分係数の前記符号化対象となるサブブロックにおける位置に基づいて、前記符号化対象となる有意係数情報を符号化するためのコンテキストを導出するコンテキスト導出部とを備え、前記コンテキスト導出部は、前記左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、かつ前記上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、符号化対象となる有意係数情報の前記符号化対象サブブロックにおける水平方向の位置に基づき、前記符号化対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出し、前記左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、かつ前記上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合、符号化対象となる有意係数情報の前記符号化対象サブブロックにおける垂直方向の位置に基づき、前記符号化対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出する、ことを特徴とする。
【００１２】
本発明の別の態様は、画像符号化方法である。この方法は、符号化対象となる画像と予測対象となる画像との差分情報を、複数のサブブロックに分割して、分割した前記サブブロックを左から右、及び上から下の順序に従い符号化する画像符号化方法であって、前記サブブロックに属する差分係数の値の全てがゼロであるか否かを示す有意サブブロック情報を符号化する有意サブブロック情報符号化ステップと、差分係数の値がゼロであるか否かを示す有意係数情報を符号化する有意係数情報符号化ステップと、差分係数の値を符号化する差分係数値情報符号化ステップと、符号化対象となるサブブロックの左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報と上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報と、符号化対象となる差分係数の前記符号化対象となるサブブロックにおける位置に基づいて、前記符号化対象となる有意係数情報を符号化するためのコンテキストを導出するコンテキスト導出ステップとを備え、前記コンテキスト導出ステップは、前記左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、かつ前記上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、符号化対象となる有意係数情報の前記符号化対象サブブロックにおける水平方向の位置に基づき、前記符号化対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出し、前記左に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、かつ前記上に隣接する符号化済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合、符号化対象となる有意係数情報の前記符号化対象サブブロックにおける垂直方向の位置に基づき、前記符号化対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出する。
【００１３】
本発明の別の態様は、画像符号化方法である。この方法は、符号化対象の画像と予測画像との差分信号の変換係数である差分係数を複数のサブブロックに分割し、サブブロック単位で前記差分係数を符号化する画像符号化方法であって、符号化対象のサブブロック内の差分係数毎に、差分係数値が０でないことであり有意であることを示す有意係数情報を符号化する有意係数情報符号化ステップと、前記符号化対象のサブブロック内の各画素について、前記有意係数情報が有意である場合に差分係数値を符号化する差分係数値情報符号化ステップとを備える。前記有意係数情報符号化ステップは、前記符号化対象のサブブロックに水平方向に隣接する符号化済みのサブブロック内の差分係数の有意性を示す情報と、前記符号化対象のサブブロックに垂直方向に隣接する符号化済みのサブブロック内の差分係数の有意性を示す情報とにもとづいて、前記符号化対象のサブブロック内の前記有意係数情報を符号化するためのコンテキストを決定する。
【００１４】
本発明の別の態様は、画像復号装置である。この復号装置は、復号対象となる画像と予測対象となる画像との差分情報が、複数のサブブロックに分割され、分割された前記サブブロックを左から右、及び上から下の順序に従い符号化された符号化ストリームを復号する画像復号装置であって、前記サブブロックに属する差分係数の値の全てがゼロであるか否かを示す有意サブブロック情報を復号する有意サブブロック情報復号部と、差分係数の値がゼロであるか否かを示す有意係数情報を復号する有意係数情報復号部と、差分係数の値を復号する差分係数値情報復号部と、復号対象となるサブブロックの左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報と上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報と、復号対象となる差分係数の前記復号対象となるサブブロックにおける位置に基づいて、前記復号対象となる有意係数情報を復号するためのコンテキストを導出するコンテキスト導出部とを備え、前記コンテキスト導出部は、前記左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、かつ前記上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、復号対象となる有意係数情報の前記復号対象サブブロックにおける水平方向の位置に基づき、前記復号対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出し、前記左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、かつ前記上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合、復号対象となる有意係数情報の前記復号対象サブブロックにおける垂直方向の位置に基づき、前記復号対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出する。
【００１５】
本発明の別の態様は、画像復号方法である。この復号方法は、復号対象となる画像と予測対象となる画像との差分情報が、複数のサブブロックに分割され、分割された前記サブブロックを左から右、及び上から下の順序に従い符号化された符号化ストリームを復号する画像復号方法であって、前記サブブロックに属する差分係数の値の全てがゼロであるか否かを示す有意サブブロック情報を復号する有意サブブロック情報復号ステップと、差分係数の値がゼロであるか否かを示す有意係数情報を復号する有意係数情報復号ステップと、差分係数の値を復号する差分係数値情報復号ステップと、復号対象となるサブブロックの左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報と上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報と、復号対象となる差分係数の前記復号対象となるサブブロックにおける位置に基づいて、前記復号対象となる有意係数情報を復号するためのコンテキストを導出するコンテキスト導出ステップとを備え、前記コンテキスト導出ステップは、前記左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１であり、かつ前記上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０である場合、復号対象となる有意係数情報の前記復号対象サブブロックにおける水平方向の位置に基づき、前記復号対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出し、前記左に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が０であり、かつ前記上に隣接する復号済みのサブブロックの有意サブブロック情報が１である場合、復号対象となる有意係数情報の前記復号対象サブブロックにおける垂直方向の位置に基づき、前記復号対象となる有意係数情報の前記コンテキストを導出する。
【００１６】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、回路構成が簡単で、実時間処理に適した差分信号の符号化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】差分係数の復号手順を説明するためのフローチャートである。
【図２】サブブロック、差分係数の走査順を説明するための図である。
【図３】サブブロック差分係数の復号手順を説明するためのフローチャートである。
【図４】差分係数値情報の復号手順を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施の形態に係る差分係数の符号化を実行するための画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態に係る差分係数の復号を実行するための画像復号装置の構成を示すブロック図である。
【図７】符号化ブロックサイズを説明するための図である。
【図８】図５の画像符号化装置の第１の実施例の詳細な構成を示すブロック図である。
【図９】第１の実施例における差分係数の符号化手順を説明するためのフローチャートである。
【図１０】第１の実施例におけるサブブロック差分係数の符号化手順を説明するためのフローチャートである。
【図１１】第１の実施例における有意係数情報を符号化する手順を説明するためのフローチャートである。
【図１２】第１の実施例における有意係数のコンテキスト定義を説明するための図である。
【図１３】第１の実施例における有意係数のコンテキスト定義の異なる例を説明するための図である。
【図１４】第１の実施例における差分係数値情報を符号化する手順を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図６の画像復号装置の第１の実施例の詳細な構成を示すブロック図である。
【図１６】第１の実施例における有意係数情報を復号する手順を説明するためのフローチャートである。
【図１７】第１の実施例における有意係数の走査順の異なる例を説明するための図である。
【図１８】第２の実施例における有意係数情報を符号化する手順を説明するためのフローチャートである。
【図１９】第２の実施例における有意係数情報を復号する手順を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、本発明の実施の形態の前提となる技術について説明する。
【００２０】
ＣＡＢＡＣは、各符号化構文に対し複数のコンテキストを対応付け、構文要素の相関性に基づいたコンテキストを選択することにより、符号割り当てを最適化する。
【００２１】
図１のフローチャートを用いて１６×１６サイズで符号化される差分信号の量子化直交変換係数のＣＡＢＡＣによる復号手順を説明する。以下量子化直交変換係数を差分係数と呼ぶこととする。本手順においては、処理対象の１６×１６差分係数を４×４サイズのサブブロック４０１乃至４１６に分割して、サブブロック単位での走査を優先的に行う。ただし、処理対象の差分係数のサイズ、及びサブブロックのサイズは、上記のサイズに限定するものでなく、例えば差分係数のサイズを６４×６４、３２×３２のように大きくとってもよいし、８×８のように小さくとってもよい。
【００２２】
以下の説明において、各差分係数は有意係数情報と差分係数値情報により符号化・復号されるものとする。有意係数情報は差分係数が０であるか否かを示すための１ビットのフラグであり、有意係数情報が１である場合は対象の差分係数が０であることを示す。有意係数情報が１である差分係数においては、具体的な差分係数の値が差分係数値情報として符号化・復号される。さらに差分係数値情報は、差分係数絶対値情報と差分係数符号情報により構成される。ただし、有意係数情報が１である場合は差分係数が０でないことが確定しているので、差分係数絶対値情報は、符号化・復号対象の差分係数の絶対値から１を減じた値とする。
【００２３】
後述する走査順に従い、処理対象のサブブロックを決定する（Ｓ１０１）。すべてのサブブロックを走査し終えていれば、差分係数の復号処理を終了する。図２にサブブロックの走査順２０２を示す。本手順においては、差分係数領域の最も左上のサブブロックから走査を開始し、左から右へ、及び上から下へ、という規則に従った走査を行い、最も右下のサブブロックで走査を終える。符号２０１は、走査順２０２を、矢印を用いて表現した図である。走査順２０２に従う場合、すべての処理対象サブブロックにおいて、空間的に左側および上側に位置するサブブロックの処理は完了した状態となる。左から右へ、及び上から下へという規則に従う走査順については、上記の例に限定されるものでなく、例えば図２で示す走査順２０４も考えられる。符号２０３は、走査順２０４を、矢印を用いて表現した図である。この場合においても、すべての処理対象サブブロックにおいて、空間的に左側および上側に位置するサブブロックの走査は完了した状態は維持される。
【００２４】
図１のフローチャートに戻り、処理対象サブブロックのすべての差分係数の復号処理を行う（Ｓ１０２）。サブブロック差分係数の復号が完了後、ステップＳ１０１に移る。
【００２５】
サブブロック差分係数の復号処理の詳細を図３のフローチャートを用いて説明する。
【００２６】
有意サブブロック情報を復号する（Ｓ３０１）。有意サブブロック情報は、処理対象のサブブロックに０でない差分係数が存在することを示すための１ビットのフラグである。有意サブブロック情報が１であることは、処理対象サブブロックに少なくとも１つの０でない差分係数が存在することを示す。有意サブブロック情報が０であることは、処理対象サブブロックのすべての差分係数の値が０であることを示す。
【００２７】
有意サブブロック情報の値を判定する（Ｓ３０２）。有意サブブロック情報が０であるときは、処理対象サブブロックのすべての差分係数の値を０と設定し（Ｓ３０５）、サブブロック差分係数の復号処理を終了する。
【００２８】
有意サブブロック情報が１であるときは、処理対象サブブロックのすべての有意係数情報の復号処理を行う（Ｓ３０３）。有意係数情報は、処理対象位置の差分係数の値が０でないことを示すための１ビットのフラグである。有意係数情報が１であることは、処理対象位置の差分係数の値が０でないことを示し、有意係数情報が０であることは、処理対象位置の差分係数の値が０であることを示す。有意係数情報の走査順は、差分係数領域におけるサブブロックの走査順と同様図２で示す走査順２０２に従うものとする。また、有意係数情報の復号に先立って、復号結果を参照する所定の処理に基づきコンテキストを導出する。サブブロックのすべての有意係数情報の復号が終了後、ステップＳ３０４の差分係数値情報の復号に移る。
【００２９】
差分係数値情報の復号処理を行う（Ｓ３０４）。差分係数値情報復号処理の詳細については後述する。差分係数値情報の復号処理を完了後、ステップＳ１０１へ移り、次のサブブロックの走査を行う。
【００３０】
［差分係数値情報復号処理手順］
図３のフローチャートのステップＳ３０４のサブブロックの差分係数値情報の復号手順を図４のフローチャートを用いて説明する。
【００３１】
所定の走査順に従い処理対象の差分係数を決定する（Ｓ４０１）。サブブロック内の差分係数の走査順は、有意係数情報の走査順と同様、図２で示す走査順２０２に従うものとする。サブブロックのすべての差分係数を走査し終えていれば差分係数値情報の復号処理を完了し、次のサブブロックの決定手順（Ｓ１０１）へ移る。
【００３２】
処理対象の差分係数の有意係数情報が０であるかどうかを判定する（Ｓ４０２）。処理対象の差分係数の有意係数情報が０である場合は、処理対象差分係数位置の差分係数値情報の復号を完了し、ステップＳ４０１へ移る。
【００３３】
処理対象の差分係数の有意係数情報が１である場合は、処理対象差分係数の差分係数絶対値情報を復号する（Ｓ４０３）。本手順を実行する場合は、差分係数の値が０でないことが確定しており、差分係数絶対値情報は、差分係数の絶対値から１を減じた値が符号化される。よって差分係数の絶対値としては差分係数絶対値情報に１を加えた値を設定する。
【００３４】
処理対象の差分係数の差分係数符号情報を復号する（Ｓ４０４）。差分係数符号情報が０である場合は差分係数の値の符号を正とし、差分係数符号情報が１である場合は差分係数の値の符号を負とする。
【００３５】
以下の説明において、「処理対象ブロック」とは、画像符号化装置においては、符号化対象となるブロックを指し、画像復号装置においては、復号対象となるブロックを指すこととする。同様に「既処理ブロック」とは、画像符号化装置においては、符号化済みのブロックであり、画像復号装置においては、復号済みのブロックである。以下、断りのない限り、この意味で用いる。
【００３６】
［符号化装置］
本発明を実施する好適な画像符号化装置について図面を参照して説明する。図５は実施の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。実施の形態の画像符号化装置は、減算部５０１と、直交変換・量子化部５０２と、逆量子化・逆変換部５０３と、加算部５０４と、復号画像メモリ５０５と、予測部５０６と、差分情報符号化部５０７と、予測情報符号化部５０８と、モード判定部５０９とを備える。
【００３７】
モード判定部５０９は、すべての予測候補の符号化を試み、画像のブロック毎に最適な予測情報を決定する。予測情報としては、分割ブロックサイズ、画面間予測／画面内予測を示す予測モードを含み、さらに予測モードが画面間予測である場合は、動きベクトル、参照ピクチャインデックス等の動き情報を、予測モードが画面内予測である場合は画面内予測モードを含む。決定した予測情報を予測部５０６と、予測情報符号化部５０８に与える。
【００３８】
予測情報符号化部５０８は、入力された予測情報を可変長符号化して予測情報の符号化系列を出力する。
【００３９】
予測部５０６は、入力された予測情報と、復号画像メモリ５０５に記憶した既復号画像を用いて予測画像を生成し、生成した予測画像を減算部５０１へ与える。
【００４０】
減算部５０１は、符号化対象の原画像から予測画像を減ずることにより差分画像を生成し、生成した差分信号を直交変換・量子化部５０２に与える。
【００４１】
直交変換・量子化部５０２は、差分画像に対し直交変換・量子化をして差分係数を生成し、生成した差分係数を逆量子化・逆変換部５０３と差分情報符号化部５０７に与える。
【００４２】
差分情報符号化部５０７は、差分係数をエントロピー符号化して差分情報の符号化系列を出力する。
【００４３】
逆量子化・逆変換部５０３は、直交変換・量子化部５０２から受け取った差分係数に対し逆量子化・逆直交変換をして復号差分信号を生成し、生成した復号差分信号を加算部５０４に与える。
【００４４】
加算部５０４は、予測画像と復号差分信号を加算して復号画像を生成し、生成した復号画像を復号画像メモリ５０５に格納する。
【００４５】
［復号装置］
本発明を実施する好適な画像復号装置について図面を参照して説明する。図６は実施の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。実施の形態の画像復号装置は、差分情報復号部６０１と、逆量子化・逆変換部６０２と、予測情報復号部６０３と、加算部６０４と、復号画像メモリ６０５と、予測部６０６とを備える。
【００４６】
図６の画像復号装置の復号処理は、図５の画像符号化装置の内部に設けられている復号処理に対応するものであるから、図６の逆量子化・逆変換部６０２、加算部６０４、復号画像メモリ６０５、および予測部６０６の各構成は、図５の画像符号化装置の逆量子化・逆変換部５０３、加算部５０４、復号画像メモリ５０５、および予測部５０６の各構成とそれぞれ対応する機能を有する。
【００４７】
予測情報復号部６０３は、入力された予測情報符号化系列をエントロピー復号して予測情報を生成し、生成した予測情報を予測部６０６に与える。
【００４８】
予測部６０６は、入力された予測情報と、復号画像メモリ６０５に記憶した既復号画像を用いて予測画像を生成し、生成した予測画像を加算部６０４へ与える。
【００４９】
差分情報復号部６０１は、差分情報をエントロピー復号して差分情報を生成する。生成した差分情報を逆量子化・逆変換部６０２に与える。
【００５０】
逆量子化・逆変換部６０２は、差分情報復号部６０１から受け取った差分情報に対し逆量子化・逆直交変換をして復号差分信号を生成し、生成した復号差分信号を加算部６０４に与える。
【００５１】
加算部６０４は、予測画像と復号差分信号を加算して復号画像を生成し、生成した復号画像を復号画像メモリ６０５に格納し、出力する。
【００５２】
本発明の実施の形態に係る差分係数符号化及び復号処理は、図５の画像符号化装置の差分情報符号化部５０７及び図６の画像復号装置の差分情報復号部６０１において実施される。以下、実施の形態に係る差分情報符号化及び復号処理の詳細を説明する。
【００５３】
［符号化ブロック］
実施の形態では、図７で示されるように、画面を矩形ブロックにて階層的に分割するとともに、各ブロックに対し所定の処理順による逐次処理を行う。分割する各ブロックを符号化ブロックとよぶ。図７のブロック７１７は、実施の形態において分割の最大単位であり、これを最大符号化ブロックとよぶ。図７のブロック７１６は、実施の形態において分割の最小単位であり、これを最小符号化ブロックとよぶ。以下最小符号化ブロックを４×４画素、最大符号化ブロックを１６×１６画素として説明を行う。
【００５４】
［予測ブロック］
符号化ブロックのうち、イントラ予測を行う単位を予測ブロックと呼ぶ。予測ブロックは最小符号化ブロック以上、最大符号化ブロック以下のいずれかの大きさを持つ。図７のブロック７０１は、処理対象ブロックであり、所定の処理順によりブロック７０１に先行するブロック７０２乃至ブロック７１１は既処理ブロックである。これらのブロックは予測ブロックが確定しており、ブロック７０２、７０３、および７０４が１６×１６ブロック、ブロック７０５、７１０、７１１、および７０１が８×８ブロック、ブロック７０６、７０７、７０８、７０９が４×４ブロックである。ブロック７１２、７１３、７１４、７１５は未処理ブロックであり、符号化ブロックサイズが確定していない。符号化手順においては最適な予測ブロックサイズを決定し、予測ブロックサイズを符号化する。復号手順においてはビットストリームより予測ブロックサイズを取得する。以下、予測ブロックを処理単位として説明を行う。
【００５５】
［差分係数の処理単位］
量子化・直交変換を行う単位は、予測ブロックの単位と同一であるとするが、符号化・復号処理においては、差分係数領域を複数のサブブロックに分割して走査するものとする。サブブロックの大きさは４×４サイズとする。ただし、量子化・直交変換を行う単位を予測ブロックの単位と独立に決定しても良い。
【００５６】
（第１の実施例）
［符号化手順］
本発明の実施の形態に係る差分情報の符号化方法の第１の実施例を説明する。図８は図５の差分情報符号化部５０７の第１の実施例の詳細な構成のブロック図である。第１の実施例の差分情報符号化部５０７は、算術符号化部８０１、差分係数バッファ８０２、符号化制御部８０３、コンテキストメモリ８０４、及び走査制御部８０５を備え、さらに符号化制御部８０３は、有意係数情報符号化制御部８０６、差分係数値情報符号化制御部８０７、及び有意サブブロック情報符号化制御部８０８を備える。
【００５７】
以下、図９、図１０、図１１、図１４のフローチャート、図１２、図１３のコンテキスト定義も参照しながら、差分係数の符号化手順を説明する。
【００５８】
走査制御部８０５は、処理対象サブブロックを決定する（Ｓ９０１）。すべてのサブブロックを走査し終えていれば、差分係数の復号処理を終了する。サブブロックの走査順は図２の走査順２０２に従うものとする。本手順においては、差分係数領域の最も左上のサブブロックから走査を開始し、左から右へ、さらに上から下へ、という規則に従った走査を行い、最も右下のサブブロックで走査を終える。上述した通りコンテキストは符号化過程による更新が行われる。図２の走査順２０２に従う場合、処理対象サブブロックに対し空間的に左側および上側に位置するサブブロックの走査は完了した状態となる。処理対象サブブロックに対し、サブブロックの符号化処理を行う（Ｓ９０２）。
【００５９】
［サブブロック符号化手順（Ｓ９０２）］
有意サブブロック情報符号化制御部８０８は、差分係数バッファ８０２から処理対象サブブロックを取得する。サブブロックのすべての差分係数を走査し、すべての差分係数の値が０であった場合は、有意サブブロック情報を０と設定する。そうでない場合（値が０でない差分係数が少なくとも一つ以上存在する場合）は、有意サブブロック情報を１と設定する（Ｓ１００１）。
【００６０】
有意サブブロック情報符号化制御部８０８は、差分係数バッファ８０２から処理対象サブブロックに隣接し、かつ復号済みであるサブブロックに含まれる差分係数を参照し、有意サブブロック情報を符号化するためのコンテキストを指し示す変数であるコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを決定する。コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘに対応するコンテキストをコンテキストメモリ８０４から読み出す。算術符号化部８０１に対し、有意サブブロック情報とコンテキストを送る。算術符号化部８０１は、コンテキストを用いて有意サブブロック情報の符号化を行う（Ｓ１００２）。
【００６１】
有意サブブロック情報符号化制御部８０８は、有意サブブロック情報の値を判定する（Ｓ１００３）。有意サブブロック情報が０であるときは、サブブロック差分係数符号化処理を終了し、ステップＳ９０１へ移る。
【００６２】
有意サブブロック情報が１であるときは、処理対象サブブロックのすべての有意係数情報の符号化処理を行う（Ｓ１００４）。有意係数情報の符号化手順の詳細については後述する。サブブロックのすべての有意係数情報の符号化が終了後、ステップＳ１００５の差分係数値情報の符号化へ移る。
【００６３】
差分係数値情報符号化制御部８０７は、処理対象サブブロックのすべての差分係数値情報の符号化処理を行う（Ｓ１００５）。サブブロックの差分係数値情報の符号化手順の詳細については後述する。サブブロックのすべての差分係数値情報の符号化が終了後、ステップＳ９０１へ移る。
【００６４】
［有意係数情報符号化処理手順（Ｓ１００４）］
有意係数情報符号化制御部８０６は、周辺有意サブブロック情報として処理対象サブブロックの左側、及び上側に隣接する復号済みサブブロックの有意サブブロック情報を取得する。左側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報をｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、下側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報をｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐとする（Ｓ１１０１）。
【００６５】
有意係数情報符号化制御部８０６は、処理対象の差分係数を決定する（Ｓ１１０２）。サブブロック内の差分係数の走査順は、差分係数領域におけるサブブロックの走査順と同様図２で示す走査順２０２に従う。サブブロックのすべての有意係数情報を走査し終えていれば有意係数情報の符号化処理を終了し、差分係数値情報の符号化手順（Ｓ１００５）へ移る。
【００６６】
有意係数情報符号化制御部８０６は、周辺有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、およびｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐを評価する（Ｓ１１０３）。
【００６７】
ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、およびｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐがともに０である場合は、処理対象サブブロック内の処理対象差分係数位置を判定する（Ｓ１１０４）。水平方向差分係数位置をｐｏｓＸ、垂直方向差分係数位置をｐｏｓＹとし、処理対象差分係数位置をｐｏｓ＝ｐｏｓＸ＋ｐｏｓＹとする。ｐｏｓ＜＝２であれば、有意係数情報を符号化するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１１０５）、そうでなければ（ｐｏｓ＞２）、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１１０６）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、およびｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐがともに０である場合の、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの定義を図１２の符号１２０１に示す。ただしここで説明した方法は一例であり、例えば図１３の符号１３０１で示すように、ｐｏｓによらずｃｔｘＩｄｘを導出することも可能である。また、図１３の符号１３０４は、ｐｏｓ＜＝４、ｐｏｓ＜＝５の条件でｃｔｘＩｄｘを導出する例を示す。図１３の１３０４のように２つ以上の条件に基づきｃｔｘＩｄｘを切り替えるように構成してもよい。
【００６８】
ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０であるかどうかを判定する（Ｓ１１０７）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０である場合は、処理対象サブブロック内の水平方向差分係数位置を判定する（Ｓ１１０８）。ｐｏｓＸ＜＝１であれば、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１１０９）、そうでなければ（ｐｏｓＸ＞１）、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１１１０）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０である場合の、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの定義を図１２の符号１２０２に示す。ただしここで説明した方法は一例であり、例えば図１３の１３０２のように２つ以上の条件に基づきｃｔｘＩｄｘを切り替えるように構成してもよい。
【００６９】
ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１であるかどうかを判定する（Ｓ１１１１）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１である場合は、処理対象サブブロック内の垂直方向差分係数位置を判定する（Ｓ１１１２）。ｐｏｓＹ＜＝１であれば、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１１１３）、そうでなければ（ｐｏｓＹ＞１）、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１１１４）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１である場合の、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの定義を図１２の符号１２０３に示す。つまり、ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１である場合のコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘ設定手順は、ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０である場合のＸ方向の処理とＹ方向の処理を入れ替えた処理となっている。そのため、処理の共通化がし易く、ハードウェアの回路規模やソフトウェアのコード量を削減できる。ただしここで説明した方法は一例であり、例えば図１３の１３０３のように２つ以上の条件に基づきｃｔｘＩｄｘを切り替えるように構成してもよい。
【００７０】
ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１でないとき、すなわちｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１であるときは、ｐｏｓ、ｐｏｓＸ、ｐｏｓＹによらず、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを２と設定する（Ｓ１１１５）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１である場合の、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの定義を図１２の符号１２０４に示す。ただしここで説明した方法は一例である。図１２の符号１２０１で示すように、処理対象差分係数位置に基づいてコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを決定してもよいし、図１３の符号１３０４で示すように、処理対象差分係数位置の２つ以上の条件に基づきｃｔｘＩｄｘを切り替えるように構成してもよい。
【００７１】
有意係数情報符号化制御部８０６は、差分係数バッファ８０２から処理対象位置の差分係数を取得する。差分係数の値が０でない場合は、有意係数情報を１と設定し、そうでないとき、すなわち差分係数の値が０である場合は、有意係数情報を０と設定する。また、有意係数情報符号化制御部８０６は、決定したコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘに対応するコンテキストをコンテキストメモリ８０４から読み出した後、算術符号化部８０１に対し、有意係数情報とコンテキストを送る。算術符号化部８０１は、コンテキストを用いて有意係数情報を符号化する（Ｓ１１１６）。
【００７２】
［差分係数値情報符号化処理手順（Ｓ１００５）］
差分係数値情報符号化制御部８０７は、処理対象の差分係数を決定する（Ｓ１４０１）。サブブロック内の差分係数の走査順は、有意係数情報の走査順と同様、図２で示す走査順２０２に従うものとする。サブブロックのすべての差分係数を走査し終えていれば差分係数値情報の符号化処理を終了し、次のサブブロックの決定手順（Ｓ９０１）へ移る。
【００７３】
差分係数値情報符号化制御部８０７は、処理対象差分係数位置の差分係数の値が０であるかどうかを判定する（Ｓ１４０２）。処理対象差分係数位置の差分係数の値が０である場合は、処理対象差分係数位置の差分係数値情報の符号化を完了し、ステップＳ９０１へ移る。
【００７４】
処理対象差分係数位置の差分係数の値が０でない場合は、処理対象差分係数位置の差分係数絶対値情報、及び差分係数符号情報を計算する（Ｓ１４０３、Ｓ１４０４）。本手順が実行されるときは差分係数の値が０でないことが確定しているため、差分係数絶対値情報は差分係数の絶対値から１を減じた値とする。また差分係数が正である場合は差分係数符号情報を０に設定し、差分係数が負である場合は、差分係数符号情報を１に設定する。
【００７５】
差分係数値情報符号化制御部８０７は、コンテキストをコンテキストメモリ８０４から読み出した後、算術符号化部８０１に対し、差分係数絶対値情報とコンテキストを送る。算術符号化部８０１は、コンテキストを用いて差分係数絶対値情報を符号化する（Ｓ１４０５）。
【００７６】
差分係数値情報符号化制御部８０７は、コンテキストをコンテキストメモリ８０４から読み出した後、算術符号化部８０１に対し、差分係数符号情報とコンテキストを送る。算術符号化部８０１は、コンテキストを用いて差分係数符号情報を符号化する（Ｓ１４０６）。
【００７７】
［復号手順］
本発明の実施の形態に係る差分係数の復号方法の第１の実施例を説明する。図１５は図６の差分情報復号部６０１の第１の実施例の詳細な構成のブロック図である。第１の実施例の差分情報復号部６０１は、算術復号部１５０１、差分係数バッファ１５０２、復号制御部１５０３、コンテキストメモリ１５０４、及び走査制御部１５０５を備え、さらに復号制御部１５０３は、有意係数情報復号制御部１５０６、差分係数値情報復号制御部１５０７、及び有意サブブロック情報復号制御部１５０８を備える。
【００７８】
図６の差分情報復号部６０１における差分情報復号処理は、図５の差分情報符号化部５０７における差分情報符号化処理に対応するものであるから、図１４の差分情報符号化部における差分係数バッファ１５０２、コンテキストメモリ１５０４、及び走査制御部１５０５の各構成は、図８の差分係数バッファ８０２、コンテキストメモリ８０４、及び走査制御部８０５の各構成とそれぞれ対応する機能を有する。
【００７９】
以下、図１、図３、図４、図１６のフローチャート、図１２、図１３のコンテキスト定義も参照しながら、差分情報の復号手順を説明する。
【００８０】
走査制御部１５０５は、処理対象サブブロックを決定する（Ｓ１０１）。すべてのサブブロックを走査し終えていれば、差分係数の復号処理を終了する。図２にサブブロックの走査順２０２を示す。本手順においては、差分係数領域の最も左上のサブブロックから走査を開始し、左から右へ、さらに上から下へ、という規則に従った走査を行い、最も右下のサブブロックで走査を終える。図２の２０１は矢印を用いてサブブロックの走査順を表現した図である。図２の走査順に従う場合、処理対象サブブロックに対し空間的に左側および上側に位置するサブブロックの走査は完了した状態となる。処理対象サブブロックに対し、サブブロックの復号処理を行う（Ｓ１０２）。
【００８１】
［サブブロック復号手順（Ｓ１０２）］
有意サブブロック情報復号制御部１５０８は、差分係数バッファ１５０２から処理対象サブブロックに隣接し、かつ復号済みであるサブブロックに含まれる差分係数を参照し、有意サブブロック情報を復号するためのコンテキストを決定し、決定したコンテキストをコンテキストメモリ１５０４から読み出す。算術復号部１５０１に対し、コンテキストとともに復号命令を送る。算術復号部１５０１は、コンテキストを用いて符号化系列の復号処理を行い、有意サブブロック情報を復号する（Ｓ３０１）。
【００８２】
有意サブブロック情報復号制御部１５０８は、有意サブブロック情報の値を判定する（Ｓ３０２）。有意サブブロック情報が０であるときは、差分係数バッファ１５０２の処理対象サブブロックのすべての差分係数の値を０と設定し（Ｓ３０５）、サブブロック差分係数値情報復号処理を終了する。
【００８３】
有意サブブロック情報が１であるときは、処理対象サブブロックのすべての有意係数情報の復号処理を行う（Ｓ３０３）。サブブロックの有意係数情報の復号手順の詳細については後述する。サブブロックのすべての有意係数情報の復号が終了後、ステップＳ３０４の差分係数の復号に移る。
【００８４】
処理対象サブブロックのすべての差分係数の差分係数値情報の復号処理を行う（Ｓ３０４）。サブブロックの差分係数値情報の復号手順の詳細については後述する。サブブロックのすべての差分係数値情報の復号が終了後、ステップＳ１０１へ移る。
【００８５】
図１６のフローチャートを参照しながら、本実施例における有意係数情報の復号処理手順を説明する。
【００８６】
［有意係数情報復号手順（Ｓ３０３）］
有意係数情報復号制御部１５０６は、周辺有意サブブロック情報として処理対象サブブロックの左側、及び上側に隣接する復号済みサブブロックの有意サブブロック情報を取得する。左側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報をｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、上側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報をｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐとする（Ｓ１６０１）
【００８７】
有意係数情報復号制御部１５０６は、処理対象の差分係数を決定する（Ｓ１６０２）。サブブロック内の差分係数の走査順は、差分係数領域におけるサブブロックの走査順と同様図２の走査順２０２に従うものとする。サブブロックのすべての有意係数情報を走査し終えていれば有意係数情報の復号処理を完了し、差分係数値情報の復号手順（Ｓ３０４）へ移る。
【００８８】
有意係数情報復号制御部１５０６は、周辺有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、およびｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐを評価する（Ｓ１６０３）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０である場合は、処理対象サブブロック内の処理対象差分係数位置を判定する（Ｓ１６０４）。水平方向差分係数位置をｐｏｓＸ、垂直方向差分係数位置をｐｏｓＹとし、処理対象差分係数位置をｐｏｓ＝ｐｏｓＸ＋ｐｏｓＹとする。ｐｏｓ＜＝２であれば、有意係数情報を復号するためのコンテキストｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１６０５）、そうでなければ（ｐｏｓ＞２）、コンテキストｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１６０６）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０である場合の、コンテキストの定義を図１２のコンテキスト定義１２０１に示す。ただしここで説明した方法は一例であり、例えば図１３の符号１３０１で示すように、ｐｏｓに関わらずｃｔｘＩｄｘを導出することも可能である。また、図１３のコンテキスト定義１３０４は、ｐｏｓ＜＝４、ｐｏｓ＜＝５の条件でｃｔｘＩｄｘを導出する例を示す。図１３のコンテキスト定義１３０４のように２つ以上の条件に基づきｃｔｘＩｄｘを切り替えるように構成してもよい。決定したコンテキストをコンテキストメモリ１５０４から読み出した後、算術復号部１５０１に対し、コンテキストとともに復号命令を送る。算術復号部１５０１は、コンテキストを用いて符号化系列の復号処理を行い、有意係数情報を復号する（Ｓ１６１６）。
【００８９】
ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０であるかどうかを判定する（Ｓ１６０７）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０である場合は、処理対象サブブロック内の水平方向差分係数位置を判定する（Ｓ１６０８）。ｐｏｓＸ＜＝１であれば、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１６０９）、そうでなければ（ｐｏｓＸ＞１）、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１６１０）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０ある場合の、コンテキストの定義を図１３のコンテキスト定義１３０２に示す。ただしここで説明した方法は一例であり、例えば図１３のコンテキスト定義１３０２のように２つ以上の条件に基づきｃｔｘＩｄｘを切り替えるように構成してもよい。決定したコンテキストをコンテキストメモリ１５０４から読み出した後、算術復号部１５０１に対し、コンテキストとともに復号命令を送る。算術復号部１５０１は、コンテキストを用いて符号化系列の復号処理を行い、有意係数情報を復号する（Ｓ１６１６）。
【００９０】
ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１であるかどうかを判定する（Ｓ１６１１）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１である場合は、処理対象サブブロック内の垂直方向差分係数位置を判定する（Ｓ１６１２）。ｐｏｓＹ＜＝１であれば、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１６１３）、そうでなければ（ｐｏｓＹ＞１）、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１６１４）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１である場合の、コンテキストの定義を図１２のコンテキスト定義１２０３に示す。ただしここで説明した方法は一例であり、例えば図１３のコンテキスト定義１３０３のように２つ以上の条件に基づきｃｔｘＩｄｘを切り替えるように構成してもよい。決定したコンテキストをコンテキストメモリ１５０４から読み出した後、算術復号部１５０１に対し、コンテキストとともに復号命令を送る。算術復号部１５０１は、コンテキストを用いて符号化系列の復号処理を行い、有意係数情報を復号する（Ｓ１６１６）。
【００９１】
ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１でないときは、すなわち、ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔとｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐがともに１である場合は、ｐｏｓによらず、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを２と設定する（Ｓ１６１５）。ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔとｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐがともに１である場合の、コンテキストの定義を図１２のコンテキスト定義１２０４に示す。ただしここで説明した方法は一例である。図１２のコンテキスト定義１２０１で示すように、処理対象差分係数位置に基づいてコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを決定してもよいし、図１３のコンテキスト定義１３０４で示すように、処理対象差分係数位置の２つ以上の条件に基づきｃｔｘＩｄｘを切り替えるように構成してもよい。決定したコンテキストをコンテキストメモリ１５０４から読み出した後、算術復号部１５０１に対し、コンテキストとともに復号命令を送る。算術復号部１５０１は、コンテキストを用いて符号化系列の復号処理を行い、有意係数情報を復号する（Ｓ１６１６）。
【００９２】
本手順においては、有意係数情報のためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの算出に、復号済み隣接サブブロックの有意係数情報の数の和と、処理対象差分係数のサブブロック内位置を参照する。このような構成をとる理由を以下で説明する。
【００９３】
一般に画像の直交変換係数は低域成分に集中しやすく、有意係数情報が１になる可能性が高い。さらに直交変換係数の高域成分は視覚上の影響を受けにくいことから粗く量子化されることが多いため、高域成分の係数値は０となり、高域成分の有意係数情報は０となる可能性が高い。この性質は差分係数領域全体に限らず、各サブブロックに対しても同様であり、サブブロックの低域側にある成分は、同一サブブロックの高域側にある成分と比べて有意係数情報が１になる可能性が高くなると言える。サブブロック内で低域にある有意係数情報のコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの値を高域にある有意係数情報のコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの値よりも大きく設定することは、有意係数情報の発生確率の推定精度の向上につながる。また、有意係数情報が０となる確率が高い高域では周辺有意サブブロック情報が０である確率が高く、有意係数情報が１となる確率が高い低域では周辺有意係数サブブロック情報が１である確率が高くなる傾向が強く、処理対象サブブロックが有意係数情報をどの程度含むかという指標として周辺有意係数サブブロック情報を用いることは有意係数情報の発生確率の推定精度の向上につながる。
【００９４】
本実施例では、コンテキストインデックスの算出に処理済みのサブブロックの有意サブブロック情報と処理対象係数位置を参照するものであるが、処理済みのサブブロックの有意サブブロック情報は処理対象サブブロックに属する差分係数を対象としないため、コンテキストインデックスの算出にサブブロック内の依存関係が存在しない。すべての有意係数に対するコンテキストインデックスをサブブロックの先頭で計算することが可能であるため、コンテキストインデックスの算出を有意係数情報の復号処理と並列的に計算することも可能である。符号化系列中の発生頻度が高い有意係数情報の復号に係る処理遅延を削減することができる。
【００９５】
有意サブブロック情報を参照する代わりに、処理済みであり処理対象サブブロックに隣接するサブブロックに属する有意係数情報の和を参照してコンテキスト計算をすることも可能である。有意サブブロック情報を参照する構成と比べ、処理対象サブブロックの周辺の有意係数情報の発生頻度を考慮することが可能になるため、符号化効率を向上することができる。
【００９６】
また、有意サブブロック情報を参照する代わりに、処理済みであり処理対象サブブロックに隣接するサブブロックに属する差分係数値の絶対値和を用いてコンテキストインデックスを算出することも可能である。一般に低域成分の差分係数絶対値は大きいため、周辺差分係数絶対値和が大きい場合は有意係数情報の発生確率が高くなるようなコンテキストを設定することにより符号化効率を向上させることができる。
【００９７】
さらに差分係数を算出する際に用いた予測モードを有意係数のコンテキストインデックス算出手順中の条件判定に加えることによりコンテキスト推定の精度を向上させることも可能である。一般に、復号対象画像の復号済領域のみが参照対象となる画面内予測と比べ、複数の復号画像を参照できる画面間予測は予測精度が高く差分が発生しにくいという特性の違いがあるためである。
【００９８】
［差分係数値情報復号手順（Ｓ３０４）］
有意係数情報復号制御部１５０６は、処理対象の差分係数を決定する（Ｓ４０１）。サブブロック内の差分係数の走査順は、有意係数の走査順と同様、図２で示す走査順２０２に従うものとする。サブブロックのすべての差分係数を走査し終えていれば差分係数値情報の復号処理を完了し、次のサブブロックの決定手順（Ｓ１０１）へ移る。
【００９９】
有意係数情報復号制御部１５０６は、処理対象の差分係数の有意係数情報が０であるかどうかを判定する（Ｓ４０２）。処理対象の差分係数の有意係数情報が０である場合は、処理対象の差分係数の差分係数値情報の復号を完了し、ステップＳ４０１へ移る。
【０１００】
処理対象の差分係数の有意係数情報が１である場合は、処理対象の差分係数の差分係数絶対値情報を復号する（Ｓ４０３）。本手順を実行する場合は、差分係数の値が０でないことが確定しており、差分係数絶対値情報は差分係数の絶対値から１を減じた値である。よって差分係数絶対値情報に１を加えた値を差分係数の絶対値として設定する。
【０１０１】
処理対象の差分係数の差分係数符号情報を復号する（Ｓ４０４）。差分係数符号情報が０である場合は差分係数の値の符号を正とし、差分係数符号情報が１である場合は差分係数の値の符号を負とする。
【０１０２】
本手順においては、有意係数情報のためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの算出に、復号済み隣接サブブロックの有意サブブロック情報と、処理対象差分係数のサブブロック内位置を参照し、さらに左側の有意サブブロック情報と上側の有意サブブロック情報を個別に判定するものである。このような構成をとる理由を以下で説明する。
【０１０３】
一般に画像の直交変換係数は低域成分に集中しやすく、有意係数情報が１になる可能性が高い。さらに直交変換係数の高域成分は視覚上の影響を受けにくいことから粗く量子化されることが多いため、高域成分の係数の値は０となり、高域成分の有意係数情報は０となる可能性が高い。この性質は差分係数領域全体に限らず、各サブブロックに対しても同様であり、サブブロックの低域側にある成分は、同一サブブロックの高域側にある成分と比べて有意係数情報が１になる可能性が高くなると言える。サブブロック内で低域にある有意係数情報のコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの値を高域にある有意係数情報のコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの値よりも大きく設定することは、有意係数情報の発生確率の推定精度の向上につながる。また、有意係数が０となる確率が高い高域では復号済み隣接有意サブブロック情報も小さくなり、有意係数が１となる確率が高い低域では復号済み隣接有意サブブロック情報も大きくなる傾向が強く、処理対象サブブロックが有意係数情報をどの程度含むかという指標として復号済み隣接有意サブブロック情報を用いることは有意係数情報の発生確率の推定精度の向上につながる。
【０１０４】
本実施例のコンテキスト算出手順においては、左側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１であり、かつ上側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０である場合は、処理対象サブブロックの左側に有意係数情報が存在するため、処理対象サブブロックの水平方向の低域側の有意係数情報が１となる可能性が高い。一方水平方向の高域成分は０である可能性が高いという直交変換係数の一般的特性より、処理対象サブブロックの水平方向の高域側となるに従い、有意係数情報が０となる確率が高くなる。また、このとき処理対象サブブロックの上側に有意係数が存在しないため、垂直方向においては低域においても有意係数情報が０となる確率が高いと推定されることから垂直方向においては有意係数情報が０となる確率は変動しない。左側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１であり、かつ上側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０である場合に、処理対象の有意係数情報の水平方向の位置に基づき、垂直方向の位置に基づかずコンテキストを導出する本実施例の構成により、適切なコンテキストの選択が可能となる。
【０１０５】
同様に、左側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０であり、かつ上側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１である場合は、処理対象サブブロックの上側に有意係数情報が存在するため、処理対象サブブロックの垂直方向の低域側の有意係数情報が１となる可能性が高い。一方垂直方向の高域成分は０である可能性が高いという直交変換係数の一般的特性より、処理対象サブブロックの垂直方向の高域側となるに従い、有意係数情報が０となる確率が高くなる。また、このとき処理対象サブブロックの左側に有意係数が存在しないため、水平方向においては低域においても有意係数情報が０となる確率が高いと推定されることから水平方向においては有意係数情報が０となる確率は変動しない。左側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０であり、かつ上側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１である場合に、処理対象の有意係数情報の垂直方向の位置に基づき、水平方向の位置に基づかずコンテキストを導出する本実施例の構成により、適切なコンテキストの選択が可能となる。従って本実施例の構成をとることにより、周辺の処理結果と直交変換係数の特性を適切に反映したコンテキストを決定することができ、符号化効率を向上させることができる。
【０１０６】
また本実施例は、処理量削減の観点から、復号済み隣接サブブロックとして復号対象サブブロックの左側に隣接するサブブロック、および上側に隣接するサブブロックを参照するものであるが、本発明は復号済み隣接サブブロックをこれらに限定するものではない。特に復号対象サブブロックの左上に隣接するサブブロックは復号対象サブブロックとの距離が近く、復号対象サブブロックとの相関性が高い。よって、左上に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐＬｅｆｔをコンテキストインテックスｃｔｘＩｎｄｅｘ算出の判定対象に加えることにより、有意係数の発生確率の精度を向上させることができる。ただし、復号対象サブブロックの左上に隣接するサブブロックは、復号対象サブブロックの左側に隣接するサブブロック、および上側に隣接するサブブロックと比較し、復号対象サブブロックとの距離が遠く、相関性が低いため、ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐ、ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐＬｅｆｔをもとに有意係数のコンテキストインデックスを算出する構成においては、ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐＬｅｆｔの有意係数のコンテキストインデックスに対する反映度合いをｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐ、ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐＬｅｆｔよりも低く設定することが好ましい。ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐＬｅｆｔの有意係数のコンテキストインデックスに対する反映度合いを低く設定する方法としては、例えば、ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐ、ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐＬｅｆｔがともに０の場合は、ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐＬｅｆｔの値に関わらず、有意係数情報の発生確率を低く設定する。
【０１０７】
本実施例においては、左側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔと上側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐ、及び処理対象係数位置を参照するものであるが、左側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔと上側の有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐは処理対象サブブロックに属する差分係数を対象としないため、コンテキストインデックスの算出にサブブロック内の依存関係が存在しない。すべての有意係数に対するコンテキストインデックスをサブブロックの先頭で計算することが可能であるため、コンテキストインデックスの算出を有意係数情報の復号処理と並列的に計算することも可能である。符号化系列中の発生頻度が高い有意係数情報の復号に係る処理遅延を削減することができる。
【０１０８】
本実施例は、復号済サブブロックの有意サブブロック情報から、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスを算出するものであるが、同様の手順を差分係数絶対値のコンテキストインデックス算出に適用することも可能である。有意係数情報と同様、差分係数絶対値は周辺の差分係数の絶対値との相関、および低域成分への集中性を持つため、周辺有意係数和または周辺差分係数絶対値和が大きいときは、絶対値の大きな差分係数の発生確率が高いことを示すコンテキストインデックスを設定し、周辺有意係数和または周辺差分係数絶対値和が小さいときは、絶対値の小さな差分係数の発生確率が高いことを示すコンテキストインデックスを設定することにより、差分係数絶対値情報を効率的に符号化できる。
【０１０９】
また、本実施例においては、隣接するサブブロックの符号化・復号情報と符号化・復号対象の有意係数情報のサブブロック内位置に基づき、有意係数情報を符号化・復号するためのコンテキストを導出するものである。これらはいずれも符号化・復号対象の有意係数情報が属するサブブロックの符号化・復号結果によらない。従って、サブブロック内の有意係数情報の走査順については、必ずしも有意サブブロック情報の走査順と同一である必要はなく、有意サブブロック情報の走査順は図２に従う一方、有意係数情報の走査順については図１７に示すように右から左、下から上のようにＨＥＶＣと同様としてもよい。
【０１１０】
以上述べた第１の実施例の画像符号化装置および画像復号装置は、以下の作用効果（１）から（４）を奏する。
【０１１１】
（１）処理対象差分係数の属するサブブロックに隣接した復号済みサブブロックに属する差分係数から処理対象差分係数のコンテキストインデックスを算出可能である。復号済みサブブロックが０でない差分係数を有するときは、有意係数情報１の発生確率を高く、復号済みサブブロックに属する差分係数がすべて０あるときは、有意係数情報０の発生確率を高く推定するコンテキストを設定することにより、有意係数情報の周辺相関に基づいた適切な確率モデルの設定が可能である。したがって、有意係数情報を効率的に符号化できる。
【０１１２】
（２）処理対象差分係数のサブブロック内の位置に基づきコンテキストインデックスを算出する。サブブロック内で低域にある差分係数は、サブブロック内で高域にある差分係数よりも有意係数が１となる確率を高く推定するコンテキストを設定する。有意係数情報の周波数領域上の性質に基づいた適切な確率モデルの設定が可能であり、有意係数情報を効率的に符号化できる。
【０１１３】
（３）復号済みサブブロックの差分係数およびサブブロック内の処理対象差分係数の位置は、サブブロック内の有意係数情報の復号結果に依存しない。よってサブブロック内のコンテキストインデックスの算出と有意係数情報の復号を並列的に処理する構成をとることができるため、有意係数情報の復号処理に係る処理遅延を削減することができる。差分係数は符号化系列に対して占有する割合が高く、処理回数の多い有意係数情報の処理遅延を削減することにより、実時間処理に適した復号装置を実現できる。また、符号化装置においても同様に有意係数情報符号化の処理遅延を削減することができる。
【０１１４】
（４）左側の有意サブブロック情報と上側の有意サブブロック情報の組み合わせに基づきコンテキストインデックスを算出する。処理対象サブブロックの上側に有意係数が存在するときは処理対象サブブロックの垂直方向の低域成分の有意係数情報が１となる確率を高く推定し、水平方向の高域成分の有意係数情報が１となる確率を低く推定することが可能である。一方、処理対象サブブロックの左側に有意係数が存在するときは処理対象サブブロックの水平方向の低域成分の有意係数情報が１となる確率を高く推定し、垂直方向の高域成分の有意係数情報が１となる確率を低く推定することが可能である。従って、このような構成をとることにより、サブブロックを左から右、上から下へ走査する構成において、有意係数情報の確率モデルを適切に設定できるため、有意係数情報を効率的に符号化できる。
【０１１５】
（第２の実施例）
本発明の実施の形態に係る差分情報の符号化方法の第２の実施例を説明する。第２の実施例の差分情報符号化部５０７は、図８に示した第１の実施例の差分情報符号化部５０７と同様、算術符号化部８０１、差分係数バッファ８０２、符号化制御部８０３、コンテキストメモリ８０４、及び走査制御部８０５を備え、さらに符号化制御部８０３は、有意係数情報符号化制御部８０６、差分係数値情報符号化制御部８０７、及び有意サブブロック情報符号化制御部８０８を備える。
【０１１６】
本実施例における差分情報の符号化手順は有意係数情報の符号化処理手順（図１０のＳ１００４）を除いて、第１の実施例と同様であるため、以下、図１８のフローチャートを参照しながら、本実施例における有意係数情報の符号化処理手順を説明する。
【０１１７】
［有意係数情報の符号化処理手順（Ｓ１００４）］
有意係数情報符号化制御部８０６は、処理対象サブブロックの左側、及び上側に隣接する復号済みサブブロックの有意サブブロック情報から周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘを計算する。左側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報をｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、上側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報をｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐとし、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘ＝ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ＋２×ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐとする（Ｓ１８０１）。
【０１１８】
有意係数情報符号化制御部８０６は、処理対象の差分係数を決定する（Ｓ１８０２）。サブブロック内の差分係数の走査順は、差分係数領域におけるサブブロックの走査順と同様図２の走査順２０２に従うものとする。サブブロックのすべての有意係数を走査し終えていれば有意係数の符号化処理を終了し、差分係数値の符号化手順（Ｓ１００５）へ移る。
【０１１９】
有意係数情報符号化制御部８０６は、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘを評価する（Ｓ１８０３）。
【０１２０】
周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが０である場合は、処理対象サブブロック内の処理対象差分係数位置を判定する（Ｓ１８０４）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが０であることは、ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０であることを表す。水平方向差分係数位置をｐｏｓＸ、垂直方向差分係数位置をｐｏｓＹとし、処理対象差分係数位置をｐｏｓ＝ｐｏｓＸ＋ｐｏｓＹとする。ｐｏｓ＜＝２であれば、有意係数情報を符号化するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１８０５）、そうでなければ（ｐｏｓ＞２）、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１８０６）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが０である場合の、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの定義を図１２のコンテキスト定義１２０１に示す。
【０１２１】
周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが１であるかどうかを判定する（Ｓ１８０７）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが１であることはｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０であることを表す。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが１である場合は、処理対象サブブロック内の水平方向差分係数位置を判定する（Ｓ１８０８）。ｐｏｓＸ＜＝１であれば、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１８０９）、そうでなければ（ｐｏｓＸ＞１）、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１８１０）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが１である場合の、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの定義を図１２のコンテキスト定義１２０２に示す。
【０１２２】
周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２であるかどうかを判定する（Ｓ１８１１）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２であることはｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１であることを表す。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２である場合は、処理対象サブブロック内の垂直方向差分係数位置を判定する（Ｓ１８１２）。ｐｏｓＹ＜＝１であれば、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１８１３）、そうでなければ（ｐｏｓＹ＞１）、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１８１４）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２である場合の、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの定義を図１２のコンテキスト定義１２０３に示す。つまり、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２である場合のコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘ設定手順は、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが１である場合のＸ方向の処理とＹ方向の処理を入れ替えた処理となっている。そのため、処理の共通化がし易く、ハードウェアの回路規模やソフトウェアのコード量を削減できる。
【０１２３】
周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２でないときは、すなわち周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが３であるときは、ｐｏｓに関わらず、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを２と設定する（Ｓ１８１５）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが３である場合の、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘの定義を図１２のコンテキスト定義１２０４に示す。
【０１２４】
有意係数情報符号化制御部８０６は、差分係数バッファ８０２から処理対象位置の差分係数を取得する。差分係数値が０でない場合は、有意係数情報を１と設定し、そうでないとき（差分係数値が０である場合）は、有意係数情報を０と設定する。また、有意係数情報符号化制御部８０６は、決定したコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘに対応するコンテキストをコンテキストメモリ８０４から読み出した後、算術符号化部８０１に対し、有意係数情報とコンテキストを送る。算術符号化部８０１は、コンテキストを用いて有意係数情報を符号化する（Ｓ１８１６）。
【０１２５】
［復号手順］
本発明の実施の形態に係る差分係数の復号方法の第２の実施例を説明する。第２の実施例の差分情報復号部６０１は、図１５に示した第１の実施例の差分情報復号部６０１と同様、算術復号部１５０１、差分係数バッファ１５０２、復号制御部１５０３、コンテキストメモリ１５０４、及び走査制御部１５０５を備え、さらに復号制御部１５０３は、有意係数情報復号制御部１５０６、差分係数値情報復号制御部１５０７、及び有意サブブロック情報復号制御部１５０８を備える。
【０１２６】
図６の差分情報復号部６０１における差分情報復号処理は、図５の差分情報符号化部５０７における差分情報符号化処理に対応するものであるから、図１５の差分情報符号化部における差分係数バッファ１５０２、コンテキストメモリ１５０４、及び走査制御部１５０５の各構成は、図８の差分係数バッファ８０２、コンテキストメモリ８０４、及び走査制御部８０５の各構成とそれぞれ対応する機能を有する。
【０１２７】
本実施例における差分情報の復号手順は有意係数情報の符号化処理手順（図３のＳ３０３）を除いて、第１の実施例と同様であるため、以下、図１９のフローチャートを参照しながら、本実施例における有意係数情報の復号処理手順を説明する。
【０１２８】
［有意係数情報の復号手順（Ｓ３０３）］
有意係数情報復号制御部１５０６は、処理対象サブブロックの左側、及び上側に隣接する復号済みサブブロックの有意サブブロック情報から周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘを計算する。左側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報をｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、上側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報をｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐとし、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘ＝ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ＋２×ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐとする（Ｓ１９０１）。
【０１２９】
有意係数情報復号制御部１５０６は、処理対象の差分係数を決定する（Ｓ１９０２）。サブブロック内の差分係数の走査順は、差分係数領域におけるサブブロックの走査順と同様図７で示す規則に従うものとする。サブブロックのすべての有意係数を走査し終えていれば有意係数の復号処理を完了し、差分係数値の復号手順（Ｓ３０４）へ移る。
【０１３０】
有意係数情報復号制御部１５０６は、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘを評価する（Ｓ１９０３）。
【０１３１】
周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが０である場合は、処理対象サブブロック内の処理対象差分係数位置を判定する（Ｓ１９０４）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが０であることは、ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔとｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐがともに０であることを表す。水平方向差分係数位置をｐｏｓＸ、垂直方向差分係数位置をｐｏｓＹとし、処理対象差分係数位置をｐｏｓ＝ｐｏｓＸ＋ｐｏｓＹとする。ｐｏｓ＜＝２であれば、有意係数情報を復号するためのコンテキストｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１９０５）、そうでなければ（ｐｏｓ＞２）、コンテキストｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１９０６）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが０である場合の、コンテキストの定義を図１２のコンテキスト定義１２０１に示す。決定したコンテキストをコンテキストメモリ１５０４から読み出した後、算術復号部１５０１に対し、コンテキストとともに復号命令を送る。算術復号部１５０１は、コンテキストを用いて符号化系列の復号処理を行い、有意係数情報を復号する（Ｓ１９１６）。
【０１３２】
周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが１であるかどうかを判定する（Ｓ１９０７）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが１であることはｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが１、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが０であることを表す。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが１である場合は、処理対象サブブロック内の水平方向差分係数位置を判定する（Ｓ１９０８）。ｐｏｓＸ＜＝１であれば、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１９０９）、そうでなければ（ｐｏｓＸ＞１）、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１９１０）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが１である場合の、コンテキストの定義を図１２のコンテキスト定義１２０２に示す。決定したコンテキストをコンテキストメモリ１５０４から読み出した後、算術復号部１５０１に対し、コンテキストとともに復号命令を送る。算術復号部１５０１は、コンテキストを用いて符号化系列の復号処理を行い、有意係数情報を復号する（Ｓ１９１６）。
【０１３３】
周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２であるかどうかを判定する（Ｓ１９１１）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２であることはｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔが０、かつｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐが１であることを表す。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２である場合は、処理対象サブブロック内の垂直方向差分係数位置を判定する（Ｓ１９１２）。ｐｏｓＹ＜＝１であれば、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを１と設定し（Ｓ１９１３）、そうでなければ（ｐｏｓＹ＞１）、コンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを０と設定する（Ｓ１９１４）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２である場合の、コンテキストの定義を図１２のコンテキスト定義１２０３に示す。決定したコンテキストをコンテキストメモリ１５０４から読み出した後、算術復号部１５０１に対し、コンテキストとともに復号命令を送る。算術復号部１５０１は、コンテキストを用いて符号化系列の復号処理を行い、有意係数情報を復号する（Ｓ１９１６）。
【０１３４】
周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが２でないときは、すなわち、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが３である場合は、ｐｏｓに関わらず、有意係数情報を復号するためのコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを２と設定する（Ｓ１９１５）。周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘが３である場合の、コンテキストの定義を図１２のコンテキスト定義１２０４に示す。決定したコンテキストをコンテキストメモリ１５０４から読み出した後、算術復号部１５０１に対し、コンテキストとともに復号命令を送る。算術復号部１５０１は、コンテキストを用いて符号化系列の復号処理を行い、有意係数情報を復号する（Ｓ１９１６）。
【０１３５】
本実施例は、有意係数情報のコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを算出する手順において、左側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、上側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐを直接参照する代わりに、ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐをもとに周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘを算出した後に、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘを参照してコンテキストインデックスｃｔｘＩｄｘを算出する点において第１の実施例と異なる。従って、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘコンテキストインデックスに係る判定処理の回数を削減することができる。
【０１３６】
以上述べた第２の実施例の画像符号化装置および画像復号装置は、上述の第１の実施例の作用効果（１）〜（４）に加え、さらに、以下の作用効果（５）を奏する。
【０１３７】
（５）左側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、上側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐをもとに、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘを算出した後、周辺有意インデックスｓｉｇＣｏｅｆｆＩｎｄｅｘにもとづき、コンテキストインデックスを算出する。左側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＬｅｆｔ、上側に隣接するサブブロックの有意サブブロック情報ｓｉｇＧｒｏｕｐＴｏｐにもとづきコンテキストインデックスを算出する方法と比較して、コンテキストインデックス算出に係る判定処理の回数を削減することができる。
【０１３８】
以上述べた実施の形態の画像符号化装置が出力する画像の符号化ストリームは、実施の形態で用いられた符号化方法に応じて復号することができるように特定のデータフォーマットを有しており、画像符号化装置に対応する画像復号装置がこの特定のデータフォーマットの符号化ストリームを復号することができる。
【０１３９】
画像符号化装置と画像復号装置の間で符号化ストリームをやりとりするために、有線または無線のネットワークが用いられる場合、符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式に変換して伝送してもよい。その場合、画像符号化装置が出力する符号化ストリームを通信路の伝送形態に適したデータ形式の符号化データに変換してネットワークに送信する画像送信装置と、ネットワークから符号化データを受信して符号化ストリームに復元して画像復号装置に供給する画像受信装置とが設けられる。
【０１４０】
画像送信装置は、画像符号化装置が出力する符号化ストリームをバッファするメモリと、符号化ストリームをパケット化するパケット処理部と、ネットワークを介してパケット化された符号化データを送信する送信部とを含む。画像受信装置は、ネットワークを介してパケット化された符号化データを受信する受信部と、受信された符号化データをバッファするメモリと、符号化データをパケット処理して符号化ストリームを生成し、画像復号装置に提供するパケット処理部とを含む。
【０１４１】
以上の符号化及び復号に関する処理は、ハードウェアを用いた伝送、蓄積、受信装置として実現することができるのは勿論のこと、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）やフラッシュメモリ等に記憶されているファームウェアや、コンピュータ等のソフトウェアによっても実現することができる。そのファームウェアプログラム、ソフトウェアプログラムをコンピュータ等で読み取り可能な記録媒体に記録して提供することも、有線あるいは無線のネットワークを通してサーバから提供することも、地上波あるいは衛星ディジタル放送のデータ放送として提供することも可能である。
【０１４２】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【０１４３】
５０１  減算部、  ５０２  直交変換・量子化部、  ５０３  逆量子化・逆変換部、  ５０４  加算部、  ５０５  復号画像メモリ、  ５０６  予測部、  ５０７  差分情報符号化部、  ５０８  予測情報符号化部、  ５０９  モード判定部、  ６０１  差分情報復号部、  ６０２  逆量子化・逆変換部、  ６０３  予測情報復号部、  ６０４  加算部、  ６０５  復号画像メモリ、  ６０６  予測部、  ８０１  算術符号化部、  ８０２  差分係数バッファ、  ８０３  符号化制御部、  ８０４  コンテキストメモリ、  ８０５  走査制御部、  ８０６  有意係数情報符号化制御部、  ８０７  差分係数値情報符号化制御部、  ８０８  有意サブブロック情報符号化制御部、  １５０１  算術復号部、  １５０２  差分係数バッファ、  １５０３  復号制御部、  １５０４  コンテキストメモリ、  １５０５  走査制御部、  １５０６  有意係数情報復号制御部、  １５０７  差分係数値情報復号制御部、  １５０８  有意サブブロック情報復号制御部。
【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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