JP2020053924A

JP2020053924A - 動画像符号化装置、動画像復号装置

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Publication number: JP2020053924A
Application number: JP2018183904A
Authority: JP
Inventors: 友子青野; Tomoko Aono; 知宏猪飼; Tomohiro Igai; 中條　健; Takeshi Nakajo; 健中條; 瑛一佐々木; Eiichi Sasaki
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2018-09-28
Filing date: 2018-09-28
Publication date: 2020-04-02

Abstract

【課題】複数の変換を適応的に切り替え、あるいは、複数の変換を用いることによって、予測誤差を効率的に符号化・復号する装置において、CUあるいはTU毎に、使用する変換の種類や個数を通知するための符号量を削減する技術を提供する。【解決手段】複数の変換を用いるか否かを示す変換フラグと変換の種類を示す変換インデックスを参照して、複数の垂直変換と水平変換から構成される１次元変換の種類を示す変換タイプを導出する場合に、変換フラグと変換インデックス各々に対し、判定条件を満たす場合は、変換フラグと変換インデックスを推定することで符号量を削減する。【選択図】図１７

Description

本発明の実施形態は、動画像復号装置、および動画像符号化装置に関する。

動画像を効率的に伝送または記録するために、動画像を符号化することによって符号化データを生成する動画像符号化装置、および、当該符号化データを復号することによって復号画像を生成する動画像復号装置が用いられている。

具体的な動画像符号化方式としては、例えば、H.264/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。

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ツリーユニット（CTU：Coding Tree Unit）、符号化ツリーユニットを分割することで得
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変換ユニット（TU：Transform Unit）からなる階層構造により管理され、CU毎に符号化／復号される。

また、このような動画像符号化方式においては、通常、入力画像を符号化／復号することによって得られる局所復号画像に基づいて予測画像が生成され、当該予測画像を入力画像（原画像）から減算して得られる予測誤差（「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）、および、画面内予測（イントラ予測）が挙げられる。

また、非特許文献１、２、３には、複数の変換を適応的に切り替え、あるいは、複数の変換を用いることによって、予測誤差を効率的に符号化・復号する技術が記載されている。

"Algorithm Description of Joint Exploration Test Model 7", JVET-G1001, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 2017-08-19 "Versatile Video Coding (Draft 2)", JVET-K1001, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 2018-07-10 "Algorithm description for Versatile Video Coding and Test Model 2 (VTM 2)", JVET-K1002, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 2018-07-10

しかしながら、上述のような従来技術には、CUあるいはTU毎に、使用する変換の種類や個数を通知するために必要な符号量が大きい、という問題がある。

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、予測誤差に対する変換の種類や個数を効率的に符号化・復号する動画像符号化装置および動画像復号装置を
実現することにある。

本発明の一態様に係る動画像復号装置は、符号化データから変換係数と符号化パラメータを復号する復号部と、複数の垂直変換と水平変換から構成される１次元変換の種類を示す変換タイプに従って変換係数を逆変換し、予測誤差を導出する逆変換部と、イントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、予測画像と予測誤差を加算し復号画像を生成する加算部とを備え、前記復号部は、複数の変換を用いるか否かを示す変換フラグの復号判定（第１の判定）を行う手段と、変換フラグを復号する手段と、変換フラグから変換タイプを導出する第１の変換タイプ導出手段と、変換の種類を示す変換インデックスの復号判定（第２の判定）を行う手段と、水平変換インデックスと垂直変換インデックスを復号する手段と、変換インデックスから変換タイプを導出する第２の変換タイプ導出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様によれば、予測残差に対する変換の種類や個数を効率的に符号化・復号することができるという効果を奏する。

本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。本実施形態に係る動画像符号化装置を搭載した送信装置、および、動画像復号装置を搭載した受信装置の構成について示した図である。(a)は動画像符号化装置を搭載した送信装置を示しており、(b)は動画像復号装置を搭載した受信装置を示している。本実施形態に係る動画像符号化装置を搭載した記録装置、および、動画像復号装置を搭載した再生装置の構成について示した図である。(a)は動画像符号化装置を搭載した記録装置を示しており、(b)は動画像復号装置を搭載した再生装置を示している。符号化ストリームのデータの階層構造を示す図である。 CTUの分割例を示す図である。動画像復号装置の構成を示す概略図である。動画像復号装置の概略的動作を説明するフローチャートである。 CT情報復号部の動作を説明するフローチャートである。 CTUおよびQT情報のシンタックス表の構成例を示す図である。 MT(Multi Tree)情報のシンタックス表の構成例を示す図である。インター予測パラメータ復号部の構成を示す概略図である。マージ予測パラメータ導出部、および、AMVP予測パラメータ導出部の構成を示す概略図である。 (a)はバイラテラルマッチング（Bilateral matching）について説明するための図である。(b)はテンプレートマッチング（Template matching）について説明するための図である。動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。逆量子化・逆変換部の構成を示すブロック図である。プライマリ変換、セカンダリ変換のブロック図である。 TUおよび量子化予測誤差の復号処理のフローチャートである。 MTSフラグ、MTSインデックスと変換の対応を示す図である。量子化予測誤差の復号処理のフローチャートである。 CU情報のシンタックス表の構成を示すブロック図である。。 TTおよびTU情報のシンタックス表の構成を示すブロック図である。変換処理を実施しない場合のシンタックスを示す図である。

（第１の実施形態）
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。

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。

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化ストリームを伝送し、伝送された符号化ストリーム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、動画像符号化装置（画像符号化装置）11、ネットワーク21、動画像復号装置（画像復号装置）31、及び動画像表示装置（画像表示装置）41を含んで構成される。

動画像符号化装置11には画像Tが入力される。

ネットワーク21は、動画像符号化装置11が生成した符号化ストリームTeを動画像復号装置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:登録商標）、BD（Blue-ray Disc:登録商標）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。

動画像復号装置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、復号した１または複数の復号画像Tdを生成する。

動画像表示装置41は、動画像復号装置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。動画像表示装置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。ディスプレイの形態としては、据え置き、モバイル、HMD等が挙げられる。また、動画像復号装置31が高い処理能力
を有する場合には、画質の高い画像を表示し、より低い処理能力しか有しない場合には、高い処理能力、表示能力を必要としない画像を表示する。

＜演算子＞
本明細書で用いる演算子を以下に記載する。

>>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OR代入演算子であり、||は論理和を示す。

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。

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）。

abs(a)はaの絶対値を返す関数である。

Int(a)はaの整数値を返す関数である。

floor(a)はa以下の最大の整数を返す関数である。

ceil(a)はa以上の最大の整数を返す関数である。

a/dはdによるaの除算（小数点以下切り捨て）を表す。

＜符号化ストリームTeの構造＞
本実施形態に係る動画像符号化装置11および動画像復号装置31の詳細な説明に先立って、動画像符号化装置11によって生成され、動画像復号装置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。

図4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、およびシーケンスを構成する複数のピクチャを含む。図4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を示す図である。

（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を復号するために動画像復号
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4(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。

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および動画像に含まれる複数のレイヤおよ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。

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動画像復号装
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。

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
動画像復号装置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。

（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を復号するために動画像復号装置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4(b)に示すように、スライス0〜スライスNS-1を含む（NSはピクチャPICTに含まれるスライスの総数）。

なお、以下、スライス0〜スライスNS-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。

（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を復号するために動画像復号装置31が参照
するデータの集合が規定されている。スライスは、図4(c)に示すように、スライスヘッダ、および、スライスデータを含んでいる。

スライスヘッダには、対象スライスの復号方法を決定するために動画像復号装置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、スライスヘッダに含まれる符号化パラメータの一例である。

スライスタイプ指定情報により指定可能なスライスタイプとしては、（１）符号化の際にイントラ予測のみを用いるＩスライス、（２）符号化の際に単方向予測、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。

なお、スライスヘッダは、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。

（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を復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集合が規定されている。スライスデータは、図4(d)に示すように、CTU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64*64）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。

（符号化ツリーユニット）
図4(e)には、処理対象のCTUを復号するために動画像復号装置31が参照するデータの集
合が規定されている。CTUは、再帰的な４分木分割（QT（Quad Tree）分割）、２分木分割（BT（Binary Tree）分割）あるいは３分木分割（TT（Ternary Tree）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に分割される。BT分割とTT分割を合わせてマルチツリー分割（MT（Multi Tree）分割）と呼ぶ。再帰的な４分木分割により得られる木構造のノードのことを符号化ノード（Coding Node）と称する。４分木、２分木、及び
３分木の中間ノードは、符号化ノードであり、CTU自身も最上位の符号化ノードとして規
定される。

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）、MT
分割の有無を示すMT分割フラグ（split_mt_flag）、MT分割の分割方向を示すMT分割方向
（split_mt_dir）、MT分割の分割タイプを示すMT分割タイプ（split_mt_type）を含む。cu_split_flag、split_mt_flag、split_mt_dir、split_mt_type は符号化ノード毎に伝送
される。

cu_split_flagが１の場合、符号化ノードは４つの符号化ノードに分割される（図5(b)
）。

cu_split_flagが０の時、split_mt_flagが０の場合に符号化ノードは分割されず１つのCUをノードとして持つ（図5(a)）。CUは符号化ノードの末端ノードであり、これ以上分割されない。CUは、符号化処理の基本的な単位となる。

split_mt_flagが１の場合に符号化ノードは以下のようにMT分割される。split_mt_typeが０の時、split_mt_dirが１の場合に符号化ノードは２つの符号化ノードに水平分割され（図5(d)）、split_mt_dirが０の場合に符号化ノードは２つの符号化ノードに垂直分割される（図5(c)）。また、split_mt_typeが１の時、split_mt_dirが１の場合に符号化ノー
ドは３つの符号化ノードに水平分割され（図5(f)）、split_mt_dirが０の場合に符号化ノードは３つの符号化ノードに垂直分割される（図5(e)）。これらを図5(g)に示す。

また、CTUのサイズが64x64画素の場合には、CUのサイズは、64*64画素、64*32画素、32*64画素、32*32画素、64*16画素、16*64画素、32*16画素、16*32画素、16*16画素、64*8
画素、8*64画素、32*8画素、8*32画素、16*8画素、8*16画素、8*8画素、64*4画素、4*64
画素、32*4画素、4*32画素、16*4画素、4*16画素、8*4画素、4*8画素、及び、4*4画素の
何れかをとり得る。

（符号化ユニット）
図4(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動画像復号装置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、CUは、CUヘッダCUH、予測パラメ
ータ、変換パラメータ、量子化変換係数等から構成される。CUヘッダでは予測モード等が規定される。

予測処理は、CU単位で行われる場合と、CUをさらに分割したサブCU単位で行われる場合がある。CUとサブCUのサイズが等しい場合には、CU中のサブCUは１つである。CUがサブCUのサイズよりも大きい場合、CUは、サブCUに分割される。たとえばCUが8*8、サブCUが4*4の場合、CUは水平２分割、垂直２分割からなる、４つのサブCUに分割される。

予測の種類（予測モード）は、イントラ予測と、インター予測の２つがある。イントラ予測は、同一ピクチャ内の予測であり、インター予測は、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。

変換・量子化処理はCU単位で行われるが、量子化変換係数は4*4等のサブブロック単位
でエントロピー符号化してもよい。

（予測パラメータ）
予測画像は、ブロック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、イントラ予測と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。

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、アフィンフラグaffine_flag、マッチングフラグfruc_flag、OBMCフラグobmc_flag、ATMVPフラグatmvp_flag、STMVPフラグstmvp_flag、AMVRモードamvr_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。

（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。

（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）モードがあり、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。マージ予測モードは、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、既に処理した近傍ブロックの予測パラメータから導出するモードである。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。また、マージ予
測モードの他に、アフィンフラグaffine_flagにより識別されるアフィン予測モード、マ
ッチングフラグfruc_flagにより識別されるマッチング予測モードがあってもよい。

インター予測識別子inter_pred_idcは、参照ピクチャの種類およ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リストで管理された１枚の参照ピクチャを用いる単予測を示す。PRED_BIはL0リストとL1リストで管理された２枚の参照ピクチャを用いる双予測BiPredを示す。

マージインデックスmerge_idxは、処理が完了したブロックから導出される予測パラメ
ータ候補（マージ候補）のうち、いずれの予測パラメータを対象ブロック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。

（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シフト量を示す。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。

（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。

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。

（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。例えば以下の式で導出できる。

biPred = (predFlagL0==1 && predFlagL1==1)
あるいは、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。例えば以下の式で導出できる。

biPred = (inter_pred_idc==PRED_BI) ? 1 : 0
以下、イントラ予測の予測パラメータについて説明する。イントラ予測パラメータは、輝度予測モードIntraPredModeY、色差予測モードIntraPredModeCから構成される。イントラ予測モードは、例えば67種類（0〜66）存在する。例えば、プレーナ予測（0）、DC予測
（1）、Angular（方向）予測（2〜66）である。さらに、色差ではLMモード（67〜72）を
追加してもよい。

（動画像復号装置の構成）
本実施形態に係る動画像復号装置31（図6）の構成について説明する。

動画像復号装置31は、エントロピー復号部301、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・逆変換部311、及び加算部312を含んで構
成される。なお、後述の動画像符号化装置11に合わせ、動画像復号装置31にループフィルタ305が含まれない構成もある。

パラメータ復号部302は、さらに、ヘッダ復号部3020、CT情報復号部3021、及びCU復号
部3022（予測モード復号部）を備えており、CU復号部3022はさらにTU復号部3024を備えている。これらを総称して復号モジュールと呼んでもよい。ヘッダ復号部3020は、符号化データからVPS、SPS、PPSなどのパラメータセット情報、スライスヘッダ（スライス情報）
を復号する。CT情報復号部3021は、符号化データからCTを復号する。CU復号部3022は符号化データからCUを復号する。TU復号部3024は、TUに予測誤差が含まれている場合に、符号化データからQP更新情報（量子化補正値）と量子化予測誤差（residual_coding）を復号
する。

また、パラメータ復号部302は、図示しない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。

また、以降では処理の単位としてCTU、CUを使用した例を記載するが、この例に限らず
、サブCU単位で処理をしてもよい。あるいはCTU、CU、をブロック、サブCUをサブブロッ
クと読み替え、ブロックあるいはサブブロック単位の処理としてもよい。

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。エントロピー符号化には、シンタックス要素の種類や周囲の状況に応じて適応的に選択したコンテキスト（確率モデル）を用いてシンタックス要素を可変長符号化する方式と、あらかじめ定められた表、あるいは計算式を用いてシンタックス要素を可変長符号化する方式がある。前者のCABAC（Context Adaptive Binary Arithmetic Coding）は、符号化あるいは復号したピクチャ（スライス）毎に更新した確率モデルをメモリに格納する。そして、Pピクチャ、
あるいはBピクチャのコンテキストの初期状態として、メモリに格納された確率モデルの
中から、同じスライスタイプ、同じスライスレベルの量子化パラメータを使用したピクチャの確率モデルを設定する。この初期状態を符号化、復号処理に使用する。分離された符号には、予測画像を生成するための予測情報および、差分画像を生成するための予測誤差などがある。

エントロピー復号部301は、分離した符号をパラメータ復号部302に出力する。分離した符号とは、例えば、予測モードpredMode、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等である。どの符号を復号す
るかの制御は、パラメータ復号部302の指示に基づいて行われる。

（基本フロー）
図7は、動画像復号装置31の概略的動作を説明するフローチャートである。

（S1100：パラメータセット情報復号）ヘッダ復号部3020は、符号化データからVPS、SPS、PPSなどのパラメータセット情報を復号する。

（S1200：スライス情報復号）ヘッダ復号部3020は、符号化データからスライスヘッダ
（スライス情報）を復号する。

以下、動画像復号装置31は、対象ピクチャに含まれる各CTUについて、S1300からS5000
の処理を繰り返すことにより各CTUの復号画像を導出する。

（S1300：CTU情報復号）CT情報復号部3021は、符号化データからCTUを復号する。

（S1400：CT情報復号）CT情報復号部3021は、符号化データからCTを復号する。

（S1500：CU復号）CU復号部3022はS1510、S1520を実施して、符号化データからCUを復
号する。

（S1510：CU情報復号）CU復号部3022は、符号化データからCU情報、予測情報、TU分割
フラグsplit_transform_flag、CU残差フラグcbf_cb、cbf_cr、cbf_luma等を復号する。

（S1520：TU情報復号）TU復号部3024は、TUに予測誤差が含まれている場合に、符号化
データからQP更新情報（量子化補正値）と量子化予測誤差（residual_coding）を復号す
る。なお、QP更新情報は、量子化パラメータQPの予測値である量子化パラメータ予測値qPpredからの差分値である。

（S2000：予測画像生成）予測画像生成部308は、対象CUに含まれる各ブロックについて、予測情報に基づいて予測画像を生成する。

（S3000：逆量子化・逆変換）逆量子化・逆変換部311は、対象CUに含まれる各TUについて、逆量子化・逆変換処理を実行する。

（S4000：復号画像生成）加算器312は、予測画像生成部308より供給される予測画像と
、逆量子化・逆変換部311より供給される予測誤差とを加算することによって、対象CUの
復号画像を生成する。

（S5000：ループフィルタ）ループフィルタ305は、復号画像にデブロッキングフィルタ、SAO、ALFなどのループフィルタをかけ、復号画像を生成する。

（CT情報復号の処理）
以下、CT情報復号の処理を、図8、図9、図10を参照して説明する。図8は、本発明の一
実施形態に係るCT情報復号部3021の動作を説明するフローチャートである。また、図9は
、本発明の一実施形態に係るCTUおよびQT情報のシンタックス表の構成例を示す図であり
、図10は、本発明の一実施形態に係るMT分割情報のシンタックス表の構成例を示す図である。

CT情報復号部3021は符号化データからCT情報を復号し、再帰的に符号化ツリーCT（coding_quadtree）を復号する。具体的には、CT情報復号部3021はQT情報を復号し、対象CT coding_quadtree(x0,y0,log2CbSize,cqtDepth)を復号する。なお、(x0,y0)は対象CTの左上
座標、log2CbSizeはCTのサイズであるCTサイズの２を底とした対数である対数CTサイズ、cqtDepthはCTの階層を示すCTデプス（QT深度）である。

（S1411）CT情報復号部3021は復号したCT情報にQT分割フラグがあるか否かを判定する
。QT分割フラグがある場合にはS1421に遷移し、それ以外の場合にはS1422に遷移する。

（S1421）CT情報復号部3021は、対数CTサイズlog2CbSizeがMinCbLog2SizeYより大きい
と判定された場合には、QT分割フラグ（split_cu_flag）を復号する。

（S1422）CT情報復号部3021は、それ以外の場合には、符号化データからのQT分割フラ
グsplit_cu_flagの復号を省略し、QT分割フラグsplit_cu_flagに０をセットする。

（S1450）QT分割フラグsplit_cu_flagが０以外である場合にはS1451に遷移し、それ以
外の場合にはS1471に遷移する。

（S1451）CT情報復号部3021はQT分割を行う。具体的には、CT情報復号部3021は、CTデ
プスcqtDepth+1の位置(x0,y0)、(x1,y0)、(x0,y1)、(x1,y1)において、対数CTサイズlog2CbSize-1の４つのCTを復号する。

coding_quadtree(x0,y0,log2CbSize-1,cqtDepth+1)
coding_quadtree(x1,y0,log2CbSize-1,cqtDepth+1)
coding_quadtree(x0,y1,log2CbSize-1,cqtDepth+1)
coding_quadtree(x1,y1,log2CbSize-1,cqtDepth+1)
ここで、(x0,y0)は対象CTの左上座標、(x1,y1)は以下の式のように(x0,y0)にCTサイズ
（1<<log2CbSize）の1/2を加えて導出される。

x1 = x0+(1<<(log2CbSize-1))
y1 = y0+(1<<(log2CbSize-1))
1<<Nは2のN乗と同値である（以下同様）。

そして、CT情報復号部3021は、下式のように、CTの階層を示すCTデプスcqtDepthと対数CTサイズlog2CbSizeを更新する。

cqtDepth = cqtDepth+１
log2CbSize = log2CbSize-１
CT情報復号部3021は、下位のCTにおいても、更新された左上座標、対数CTサイズ、CTデプスを用いて、S1411から開始されるQT情報復号を継続する。

QT分割終了後、CT情報復号部3021は符号化データからCT情報を復号し、再帰的に符号化ツリーCT（MT、coding_multitree）を復号する。具体的には、CT情報復号部3021は、MT分割情報を復号し、対象CT coding_multitree(x0,y0,cbWidth,cbHeight,mtDepth)を復号す
る。なお、cbWidthはCTの幅、cbHeightはCTの高さ、mtDepthはマルチツリーの階層を示すCTデプス（MT深度）である。

（S1471）CT情報復号部3021は、復号したCT情報にMT分割フラグ（分割情報）があるか
否かを判定する。MT分割フラグがある場合にはS1481に遷移する。それ以外の場合にはS1482に遷移する。

（S1481）CT情報復号部3021はMT分割フラグsplit_mt_flagを復号する。

（S1482）CT情報復号部3021は符号化データからMT分割フラグsplit_mt_flagを復号せず、０に設定する。

（S1490）CT情報復号部3021は、MT分割フラグsplit_mt_flagが０以外の場合には、S1491に遷移する。それ以外の場合には、CT情報復号部3021は対象CTを分割せず、処理を終了
する（CUの復号に移行する）。

（S1491）CT情報復号部3021はMT分割を行う。MT分割の方向を示すフラグsplit_mt_dir
と、MT分割が２分木であるか３分木であるかを示すシンタックス要素split_mt_typeを復
号する。CT情報復号部3021は、MT分割タイプsplit_mt_typeが０（２分割）、かつ、MT分
割方向split_mt_dirが１（水平分割）の場合は、以下の２つのCTを復号（BT分割情報復号）する。

coding_multitree(x0,y0,cbWidth,cbHeight/2,mtDepth+1)
coding_multitree(x0,y1,cbWidth,cbHeight/2,mtDepth+1)
一方、MT分割方向split_mt_dirが０（垂直分割）の場合は、以下の２つのCTを復号（BT分割情報復号）する。

coding_multitree(x0,y0,cbWidth/2,cbHeight,mtDepth+1)
coding_multitree(x1,y0,cbWidth/2,cbHeight,mtDepth+1)
ここで、(x1,y1)は以下の式で導出される。

x1 = x0+cbWidth/2
y1 = y0+cbHeight/2
さらに、cbWidth、または、cbHeightを下式のように更新する。

cbWidth = cbWidth/2
cbHeight = cbHeight/2
CT情報復号部3021は、MT分割タイプsplit_mt_typeが１（３分割）を示す場合には、３
つのCTを復号（TT分割情報復号）する。

MT分割方向split_mt_dirが１（水平分割）の場合は、以下の３つのCTを復号する。

coding_multitree(x0,y0,cbWidth,cbHeight/4,mtDepth+1)
coding_multitree(x0,y1,cbWidth,cbHeight/2,mtDepth+1)
coding_multitree(x0,y2,cbWidth,cbHeight/4,mtDepth+1)
一方、MT分割方向split_mt_dirが１（垂直分割）の場合は、以下の３つのCTを復号（TT分割情報復号）する。

coding_multitree(x0,y0,cbWidth/4,cbHeight,mtDepth+1)
coding_multitree(x1,y0,cbWidth/2,cbHeight,mtDepth+1)
coding_multitree(x2,y0,cbWidth/4,cbHeight,mtDepth+1)
ここで、(x1,y1)、(x2,y2)は、以下の式のように、導出される。

x1 = x0+cbWidth/4
y1 = y0+cbHeight/4
x2 = x0+3*cbWidth/4
y2 = y0+3*cbHeight/4
CT情報復号部3021は、下位のCTにおいても、更新された左上座標、CTの幅及び高さ、MT深度を用いて、S1471から開始されるBT分割情報復号、あるいは、TT分割情報復号を継続
する。

また、CT情報復号部3021は、MT分割フラグsplit_mt_flagが０の場合、すなわちQT分割
もMT分割も行われない場合には、CU復号部3022でCU（coding_unit(x0,y0,cbWidth, cbHeight)）を復号する。

CUの復号において、S1520のTU情報復号はTU復号部3024が実施する。図17(a)はTU復号部3024の具体的なフローチャートである。

TU復号部3024は、S1702でTU残差フラグ（tu_cbf_luma、tu_cbf_cb、tu_cbf_cr等）を復号する。TU残差フラグは成分毎にTUに非ゼロの予測残差があるか否かを示す。TU残差フラグが1の場合、TUに非ゼロの予測誤差が存在し、TU残差フラグが0の場合、TUの予測誤差はゼロである。

TU復号部3024は、S1704でMTSフラグ（cu_mts_flag）を復号するか否かを判定する。MTSフラグは、複数の変換セットからTUに適用する変換を選択するためのフラグであり、詳細は後述する。判定の結果、MTSフラグを復号する場合（S1704でYES）、S1706に進み、MTS
フラグを復号しない場合（S1704でNO）、S1708に進む。

TU復号部3024は、S1706でMTSフラグを復号する。

TU復号部3024は、S1708で変換タイプtrTypeを導出する（変換タイプ導出１）。具体的
な導出方法は後述する。

TU復号部3024は、S1710で残差フラグが0でないか否かを判定する。残差フラグが0の場
合（S1710でNO）、処理を終了し、残差フラグが0でない場合（S1710でYES）、S1712に進
む。

TU復号部3024は、S1712で量子化予測誤差を復号する。

次に、図17(b)は、図中(a)のS1712の量子化予測誤差復号の具体的な処理を示すフロー
チャートである。量子化予測誤差復号では、TUの変換係数の導出に必要な情報を復号する。

TU復号部3024は、S1722でLASTの位置を復号する。LASTは、TU内で変換係数を低周波数
成分から高周波数成分の順にスキャンした場合に、最後の非ゼロ変換係数を示す。

TU復号部3024は、S1724でTU内の変換係数を導出するために必要な情報を復号する。例
えば、サブブロックが非ゼロ変換係数を有するか否かを示す情報（coded_sub_block_flag）、変換係数が非ゼロか否かを示す情報（sig_coeff_flag）、変換係数の大きさを示す情報（par_level_flag、rem_abs_gt1_flag、rem_abs_gt2_flag、abs_remainder）、変換係
数の符号を示す情報（coeff_sign_flag）等である。サブブロックは、TUを例えば4*4に分割した処理単位である。

TU復号部3024は、S1726でMTSインデックス（mts_idx）を復号するか否かを判定する。MTSインデックスは変換の種類を示すインデックスである。判定の結果、MTSインデックス
を復号する場合（S1726でYES）、S1728に進み、MTSインデックスを復号しない場合（S1726でNO）、S1730に進む。

TU復号部3024は、S1728でMTSインデックスを復号する。

TU復号部3024は、S1730で変換タイプtrTypeを導出する（変換タイプ導出２）。具体的
な導出方法は後述する。

パラメータ復号部302は、図示しない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、図示しない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3021を含んで構成される。

（インター予測パラメータ復号部の構成）
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。また、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、予測パラメータメモリ307に記憶する。

図11(a)は、本実施形態に係るインター予測パラメータ復号部303の構成を示す概略図である。インター予測パラメータ復号部303は、AMVP予測パラメータ導出部3032、加算部3038、マージ予測パラメータ導出部3036、アフィン予測部30372、マッチング予測部30373を
含んで構成される。AMVP予測パラメータ導出部3032、マージ予測パラメータ導出部3036、アフィン予測部30372、マッチング予測部30373は、符号化装置、復号装置で共通する手段であるので、これらを総称して動きベクトル導出部（動きベクトル導出装置）と称してもよい。

インター予測パラメータ復号部303は、インター予測に関連するシンタックス要素の復
号をエントロピー復号部301に指示し、符号化データに含まれるシンタックス要素、例え
ば、アフィンフラグaffine_flag、マッチングフラグfruc_flag、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を抽出
する。

アフィンフラグaffine_flagが１、すなわち、アフィン予測モードを示す場合、アフィ
ン予測部30372は、サブブロックのインター予測パラメータを導出する。

マッチングフラグfruc_flagが１、すなわち、マッチング予測モードを示す場合、マッ
チング予測部30373は、サブブロックのインター予測パラメータを導出する。

マージフラグmerge_flagが１、すなわち、マージ予測モードを示す場合、マージインデックスmerge_idxを復号し、マージ予測パラメータ導出部3036に出力する。

マージフラグmerge_flagが０、すなわち、AMVP予測モードを示す場合、AMVP予測パラメータとして、例えば、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を復号する。AMVP予
測パラメータ導出部3032は予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxから予測ベクトルmvpLX
を導出する。加算部3038では導出された予測ベクトルmvpLXと差分ベクトルmvdLXを加算し、動きベクトルmvLXを導出する。

（アフィン予測部）
アフィン予測部30372は対象ブロックのアフィン予測パラメータを導出する。本実施形
態では、アフィン予測パラメータとして、対象ブロックの２つの制御点（V0、V1）の動きベクトル（mv0_x,mv0_y）（mv1_x,mv1_y）を導出する。具体的には、対象ブロックの隣接ブロックの動きベクトルから予測することにより、各制御点の動きベクトルを導出してもよいし、制御点の動きベクトルとして導出された予測ベクトルと符号化データから導出される差分ベクトルの和により、各制御点の動きベクトルを導出してもよい。

アフィン予測部30372は対象ブロックのアフィン予測パラメータに基づいて、対象ブロ
ック中の各サブブロックの動きベクトルspMvLX[xi][yi] (xi=xPb+sbW*i, yj=yPb+sbH*j, i=0,1,2,…,bW/sbW-1、j=0,1,2,…,bH/sbH-1)を下記の式を用いて、導出する。

spMvLX[xi][yi][0] = mv0_x+(mv1_x-mv0_x)/bW*(xi+sbW/2)-(mv1_y-mv0_y)/bH*(yi+sbH/2)
spMvLX[xi][yi][1] = mv0_y+(mv1_y-mv0_y)/bW*(xi+sbW/2)+(mv1_x-mv0_x)/bH*(yi+sbH/2)
（マージ予測）
図12(a)は、本実施形態に係るマージ予測パラメータ導出部3036の構成を示す概略図で
ある。マージ予測パラメータ導出部3036は、マージ候補導出部30361、マージ候補選択部30362を備える。なお、マージ候補は、予測リスト利用フラグpredFlagLX、動きベクトルmvLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLXを含んで構成され、マージ候補リストに格納される。マージ候補リストに格納されたマージ候補には、所定の規則に従ってインデックスが割り当てられる。

マージ候補導出部30361は、復号済の隣接ブロックの動きベクトルと参照ピクチャイン
デックスrefIdxLXをそのまま用いてマージ候補を導出する。それ以外に、マージ候補導出部30361は、後述する空間マージ候補導出処理、時間マージ候補導出処理、結合マージ候
補導出処理、およびゼロマージ候補導出処理、時空間マージ候補導出処理を適用してもよい。

（空間マージ候補導出処理）
空間マージ候補導出処理として、マージ候補導出部30361は、所定の規則に従って、予
測パラメータメモリ307が記憶している予測パラメータ（予測リスト利用フラグpredFlagLX、動きベクトルmvLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX）を読み出し、マージ候補に
設定する。参照ピクチャの指定方法は、例えば、対象ブロックから予め定めた範囲内にある隣接ブロック（例えば、対象ブロックの左端L、左下端BL、左上端AL、上端A、右上端ARにそれぞれ接するブロックの全部または一部）のそれぞれに係る予測パラメータである。各々のマージ候補をL, BL, AL, A, ARと呼ぶ。

（時間マージ候補導出処理）
時間マージ導出処理として、マージ候補導出部30361は、対象ブロックの右下CBR、あるいは、中央の座標を含む参照画像中のブロックCの予測パラメータを、予測パラメータメ
モリ307から読み出してマージ候補とし、マージ候補リストmergeCandList[]に格納する。

（結合マージ候補導出処理）
マージ候補導出部30361は、マージ候補リストに格納された２つの異なるマージ候補の
動きベクトルと参照ピクチャインデックスを、それぞれL0、L1の動きベクトルとして組み合わせることで結合マージ候補を導出する。結合マージ候補をC0MBと呼ぶ。

（ゼロマージ候補導出処理）
マージ候補導出部30361は、参照ピクチャインデックスrefIdxLXが0…Mであり、動きベ
クトルmvLXのX成分、Y成分が共に０であるゼロマージ候補Z0,…,ZMを導出しマージ候補リストに格納する。

マージ候補リストmergeCandList[]に格納する順番は、例えば、空間マージ候補、時間
マージ候補、結合マージ候補、ゼロマージ候補、つまり｛L,A,AR,BL,A,COL,COMB0,..,COMBM,Z0,Z1,…,ZM｝である。なお、利用可能でない（ブロックがイントラ予測等）参照ブロ
ックはマージ候補リストに格納しない。

マージ候補選択部30362は、マージ候補リストに含まれるマージ候補のうち、マージイ
ンデックスmerge_idxが割り当てられたマージ候補mergeCandList[merge_idx]を、対象ブ
ロックのインター予測パラメータとして選択する。マージ候補選択部30362は選択したマ
ージ候補を予測パラメータメモリ307に記憶するとともに、予測画像生成部308に出力する。

（時空間マージ候補導出処理）
マージ候補導出部30361は、時間的に対象ブロックに隣接する参照画像上（たとえば直
前のピクチャ）のブロックの動きベクトル、もしくは、空間的に対象ブロックに隣接するブロックの動きベクトルから、対象ブロックを分割して得られるサブブロックの動きベクトルを導出する。具体的には、対象ブロックが参照する参照ピクチャに合わせて、参照画像上のブロックの動きベクトルをスケーリングすることにより、対象ブロック中の各サブブロックの動きベクトルspMvLX[xi][yi] (xi=xPb+sbW*i, yj=yPb+sbH*j, i=0,1,2,・・・,bW/sbW-1、j=0,1,2,・・・,bH/sbH-1)を導出する。ここで、(xPb,yPb)は対象ブロックの左上座標、bW、bHは対象ブロックのサイズ、sbW、sbHはサブブロックの幅と高さである。

（AMVP予測）
図12(b)は、本実施形態に係るAMVP予測パラメータ導出部3032の構成を示す概略図であ
る。AMVP予測パラメータ導出部3032は、ベクトル候補導出部3033とベクトル候補選択部3034を備える。ベクトル候補導出部3033は、参照ピクチャインデックスrefIdxLXに基づいて予測パラメータメモリ307が記憶する復号済みの隣接ブロックの動きベクトルmvLXから予
測ベクトル候補を導出し、予測ベクトル候補リストmvpListLX[]に格納する。

ベクトル候補選択部3034は、予測ベクトル候補リストmvpListLX[]の予測ベクトル候補
のうち、予測ベクトルインデックスmvp_LX_idxが示す動きベクトルmvpListLX[mvp_LX_idx]を予測ベクトルmvpLXとして選択する。ベクトル候補選択部3034は選択した予測ベクトルmvpLXを加算部3038に出力する。

なお、予測ベクトル候補は、対象ブロックから予め定めた範囲の復号済隣接ブロックの動きベクトルをスケーリングすることで導出される。なお、隣接ブロックは、対象ブロックに空間的に隣接するブロック、例えば、左ブロック、上ブロックの他、対象ブロックに時間的に隣接する領域、例えば、対象ブロックと同じ位置を含み、表示時刻が異なるブロックの予測パラメータから得られた領域を含む。

加算部3038は、AMVP予測パラメータ導出部3032から入力された予測ベクトルmvpLXと復
号した差分ベクトルmvdLXを加算して動きベクトルmvLXを算出する。加算部3038は、算出
した動きベクトルmvLXを予測画像生成部308および予測パラメータメモリ307に出力する。

mvLX[0] = mvpLX[0]+mvdLX[0]
mvLX[1] = mvpLX[1]+mvdLX[1]
（動きベクトルスケーリング）
動きベクトルのスケーリングの導出方法を説明する。動きベクトルMv（参照動きベクトル）、Mvをもつブロックを含むピクチャPicMv、Mvの参照ピクチャPicMvRef、スケーリン
グ後の動きベクトルsMv、sMvをもつブロックを含むピクチャCurPic、sMvが参照する参照
ピクチャCurPicRefとすると、sMvの導出関数MvScale(Mv,PicMv,PicMvRef,CurPic,CurPicRef)は下式で表される。

sMv = MvScale(Mv,PicMv,PicMvRef,CurPic,CurPicRef)
= Clip3(-R1,R1-1,sign(distScaleFactor*Mv)*((abs(distScaleFactor*Mv)+round1-1)>>shift1))
distScaleFactor = Clip3(-R2,R2-1,(tb*tx+round2)>>shift2)
tx = (16384+abs(td)>>1)/td
td = DiffPicOrderCnt(PicMv,PicMvRef)
tb = DiffPicOrderCnt(CurPic,CurPicRef)
ここで、round1、round2、shift1、shift2は、逆数を用いて除算を行うためのラウンド値及びシフト値で、例えば、round1=1<<(shift1-1)、round2=1<<(shift2-1)、shift1=8、shift2=6などである。DiffPicOrderCnt(Pic1,Pic2)はPic1とPic2の時間情報（例えばPOC）
の差を返す関数である。R1、R2は処理を限られた精度で行うために値域を制限するもので例えば、R1=32768、R2=4096などである。

また、スケーリング関数MvScale(Mv,PicMv,PicMvRef,CurPic,CurPicRef)は以下の式で
もよい。

MvScale(Mv,PicMv,PicMvRef,CurPic,CurPicRef) =
Mv*DiffPicOrderCnt(CurPic,CurPicRef)/DiffPicOrderCnt(PicMv,PicMvRef)
すなわち、CurPicとCurPicRefの時間情報の差と、PicMvとPicMvRefの時間情報の差との比に応じてMvをスケーリングしてもよい。

（マッチング予測部30373）
マッチング予測部30373は、バイラテラルマッチング（Bilateral matching）またはテ
ンプレートマッチング（Template matching）の何れかのマッチング処理を行うことによ
り、サブブロックの動きベクトルspMvLXを導出する。

図13は、(a)バイラテラルマッチング、(b)テンプレートマッチングを説明するための図である。マッチング予測モードはマージ候補の一つ（マッチング候補）として選択される。

図13(a)に示すように、バイラテラルマッチングでは、対象ピクチャCurPicにおけるサ
ブブロックCurBLKの動きベクトルを導出するために、２枚の参照画像Ref0、Ref1が参照される。具体的には、サブブロックCurBLKの左上座標を（xPb,yPb）と表現した時、参照ピ
クチャインデックスrefIdxL0によって指定される参照画像Ref0内の領域であって、
（xPos0,yPos0）=（xPb+mvL0[0],yPb+mvL0[1]）
によって特定される左上座標（xPos0,yPos0）を有するBlock_Aと、例えば参照ピクチャインデックスrefIdxL1によって指定される参照画像Ref1の領域であって、動きベクトル（mvL1[0],mvL1[1]）によって特定される左上座標（xPos1,yPos1）を有するBlock_Bとが設定
される。L1の動きベクトルmvL1[]はL0ベクトルmvL0[]のスケーリングで導出しても良い。

（xPos1,yPos1） = (xPb+mvL1[0],yPb+mvL1[1])
ここで、
mvL1[0] = MvScale(mvL0[1], CurPic,Ref0,CurPic,Ref1)
mvL1[1] = MvScale(mvL1[1], CurPic,Ref0,CurPic,Ref1)
そして、Block_AとBlock_Bとのマッチングコストが最小となるように導出された（MV0_x,MV0_y）をもとに、サブブロック毎に動きベクトルspMvL0を導出する。

一方、図中(b)は、テンプレートマッチングを説明する図である。テンプレートマッチ
ングでは、対象ブロックの隣接領域Temp_Cur（テンプレート）と参照ピクチャ上の参照ブロックの隣接領域Temp_L0とのマッチングにより動きベクトルを導出する。

より具体的には、例えば、参照ピクチャインデックスrefIdxL0によって指定される参照画像Ref0の領域であって、
（xPos0,yPos0）=（xPb+mvL0[0],yPb+mvL0[1]）
を左上座標（xPos0,yPos0）とする参照ブロックBlock_Aが設定される。次に、対象ピクチャCurPicにおいて対象ブロックCurBLKに隣接したテンプレート領域Temp_Curと、参照ピクチャRef0においてBlock_Aに隣接したテンプレート領域Temp_L0とが設定される。そして、Temp_CurrとTemp_L0とのマッチングコストが最小となるように導出された（MV0_x,MV0_y
）をもとに、サブブロック毎に動きベクトルspMvL0を導出する。

（イントラ予測パラメータ復号部304の構成）
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、例えば、イントラ予測モードIntraPredModeを復号する。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。イントラ予測パラメータ復号部304は、輝度と色差で異なるイントラ予測モードを導出しても良い。

ループフィルタ305は、符号化ループ内に設けたフィルタで、ブロック歪やリンギング
歪を除去し、画質を改善するフィルタである。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。

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、対象ピクチャ及び対象CU毎に予め定めた位置に記憶する。

予測パラメータメモリ307は、復号対象のCTUあるいはCU毎に予め定めた位置に予測パラメータを記憶する。具体的には、予測パラメータメモリ307は、パラメータ復号部302が復号した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等を記憶す
る。

予測画像生成部308には、予測モードpredMode、予測パラメータ等が入力される。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、予測パラメータと読み出した参
照ピクチャ（参照ピクチャブロック）を用いてブロックもしくはサブブロックの予測画像を生成する。ここで、参照ピクチャブロックとは、参照ピクチャ上の画素の集合（通常矩形であるのでブロックと呼ぶ）であり、予測画像を生成するために参照する領域である。

（インター予測画像生成部309）
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ブロックもしくはサブブロックの予測画像を生成する。

（動き補償）
動き補償部3091（補間画像生成部3091）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（予測リスト利用フラグpredFlagLX、参照ピクチャインデックスrefIdxLX、動きベクトルmvLX）に基づいて、参照ピクチャメモリ306から、参
照ピクチャインデックスrefIdxLXで指定された参照ピクチャRefPicLXにおける、対象ブロックの位置を起点として動きベクトルmvLXだけシフトした位置にあるブロックを読み出すことによって補間画像（動き補償画像）を生成する。ここで、動きベクトルmvLXの精度が
整数精度でない場合には、動き補償フィルタと呼ばれる小数位置の画素を生成するためのフィルタを施して、補間画像を生成する。

動き補償部3091は、まず、予測ブロック内座標(x,y)に対応する整数位置(xInt,yInt)および位相(xFrac,yFrac)を以下の式で導出する。

xInt = xPb+(mvLX[0]>>(log2(MVBIT)))+x
xFrac = mvLX[0]&(MVBIT-1)
yInt = yPb+(mvLX[1]>>(log2(MVBIT)))+y
yFrac = mvLX[1]&(MVBIT-1)
ここで、(xPb,yPb)は、bW*bHサイズのブロックの左上座標、x=0…bW-1、y=0…bH-1であり、MVBITは、動きベクトルmvLXの精度（1/(2^MVBIT)画素精度）を示す。

動き補償部3091は、参照ピクチャrefImgに補間フィルタを用いて水平補間処理を行うことで、一時的画像temp[][]を導出する。以下のΣはk=0..NTAP-1のkに関する和、shift1は値のレンジを調整する正規化パラメータ、offset1=1<<(shift1-1)である。

temp[x][y] = (ΣmcFilter[xFrac][k]*refImg[xInt+k-NTAP/2+1][yInt]+offset1)>>shift1
続いて、動き補償部3091は、一時的画像temp[][]を垂直補間処理により、補間画像Pred[][]を導出する。以下のΣはk=0..NTAP-1のkに関する和、shift2は値のレンジを調整する正規化パラメータ、offset2=1<<(shift2-1)である。

Pred[x][y] = (ΣmcFilter[yFrac][k]*temp[x][y+k-NTAP/2+1]+offset2)>>shift2
なお、双予測の場合は、上記のPred[][]をL0リスト、L1リスト毎に導出し（補間画像PredL0[][]とPredL1[][]と呼ぶ）、補間画像PredL0[][]と補間画像PredL1[][]から補間画像Pred[][]を生成する。

インター予測画像生成部309は生成したブロックの予測画像を加算部312に出力する。

（イントラ予測画像生成部310）
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参照ピク
チャメモリ306から読み出した参照画素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、対象ピクチャ上の、対象ブロックから予
め定めた範囲にある隣接ブロック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、対象ブロックの左、左上、上、右上の隣接ブロックであり、イントラ予測モードによって参照する領域は異なる。

イントラ予測画像生成部310は、読み出した復号画素値とイントラ予測モードIntraPredModeが示す予測モードを参照して、対象ブロックの予測画像を生成する。イントラ予測画像生成部310は生成したブロックの予測画像を加算部312に出力する。

イントラ予測モードに基づく予測画像の生成について以下で説明する。Planar予測、DC予測、Angular予測では、予測対象ブロックに隣接（近接）する復号済みの周辺領域を参
照領域Ｒとして設定する。そして、参照領域Ｒ上の画素を特定の方向に外挿することで予測画像を生成する。例えば、参照領域Ｒは、予測対象ブロックの左と上（あるいは、さらに、左上、右上、左下）を含むＬ字型の領域として設定してもよい。

逆量子化・逆変換部311は、エントロピー復号部301から入力された量子化変換係数を逆量子化して変換係数を求める。この量子化変換係数は、符号化処理において、予測誤差に対して周波数変換を行い量子化して得られる係数である。

図15(a)は、逆量子化・逆変換部311の構成例を示す機能ブロック図の一例である。逆量子化・逆変換部311は、逆量子化部3111と逆変換部3112からなり、逆変換部3112はプライ
マリ変換部3113を備える。逆量子化部3111は、入力された量子化変換係数qd[][]を逆量子化し、変換係数d[][]を逆変換部3112に出力する。

図16(a)は、プライマリ変換部3113の構成例を示す機能ブロック図である。プライマリ
変換部3113は、変換行列設定部31131、垂直変換部31132、クリップ部31133、水平変換部31134からなる。変換行列設定部31131は変換タイプtrTypeで指定されたプライマリ変換の
変換行列transMatrix[][]（transMatrixH[][]、transMatrixV[][]）を設定する。

transMatrix[][] = TransMatrixTbl[trType][][]
TransMatrixTbl[][][]は、複数のプライマリ変換行列を格納するテーブルであり、上式で指定した変換タイプの変換行列をtransMatrixに設定する。TransMatrixTbl[][][]には、
例えば下記に示す１次元の変換基底が格納されている。

DCT2：Ti(j) = w0*((2/N)^(1/2))*cos(π*i*(2*j+1)/(2*N))
w0=(2/N)^(1/2) (i=0) 1 (i≠0)
DCT8：Ti(j) = ((4/(2*N+1))^(1/2))*cos(π*(2*i+1)*(2*j+1)/(4*N+2))
DST7：Ti(j) = ((4/(2*N+1))^(1/2))*sin(π*(2*i+1)*(j+1)/(2*N+1))
ここで、Ti(j)は変換基底、i,jは垂直あるいは水平方向の周波数位置である。DST7の4*4
変換（nTbW=nTbH=4）の場合、Ti(j)=transMatrix[4][4]={{117,219,296,336},{296,296,0,-296},{336,-117,-296,219},{219,-336,296,-117}}である。

垂直変換部31132は、垂直方向の変換行列transMatrixV[][]を用いて、変換係数d[][]に１次元変換を施し、第１の中間変換係数e[][]を出力する。

e[u][y] = Σ(transMatrix[y][v]*d[u][v]) (v=0..nTbH-1)
transMatrix[][]（=transMatrixV[][]）は、垂直変換（vertTrFlag=1）の場合に上式で導出したnTbW*nTbHの変換基底である。nTbW、nTbHはTUの幅と高さである。Σは、v=0..nTbH-1について、transMatrix[y][v]と変換係数d[u][v]の積を加算する。つまり、e[u][y]は
、u=0..nTbW-1の各々に対して、d[u][v]の各列からなるベクトルと行列transMatrixの積
をとる。

クリップ部31133は、第１の中間変換係数e[][]を所定の範囲内にクリッピング、転置し、第２の中間変換係数g[][]を出力する。

g[y][u] = Clip3(coeffMin, coeffMax, (e[u][y]+(1<<(transbit-1))>>transbit)
上式のtransbitは変換基底のビット深度から決まる数値で、例えば変換基底が9bitの場合、transbit=9である。またcoeffMin、coeffMaxはクリッピングの最小値と最大値であり、例えば第２の中間変数g[][]を格納するメモリのビット数がcaccビットの場合、coeffMin=-2^(cacc-1)、coeffMax=2^(cacc-1)-1である。

水平変換部31134は、水平方向の変換行列transMatrixH[][]を用いて、第２の中間変換
係数g[][]に１次元変換を施し、予測誤差r[][]を出力する。

r[x][y] =Σ(transMatrix[x][u]*g[y][u]) (u=0..nTbW-1)
transMatrix[][]（=transMatrixH[][]）は、水平変換（vertTrFlag=0）の場合に上式で導出したnTbW*nTbHの変換基底である。Σは、j=0..nTbW-1について、transMatrix[x][u]とg[y][u]の積を加算する。つまり、r[x][y]は、y=0..nTbH-1の各々に対して、g[y][u]の各
列からなるベクトルと行列transMatrixの積をとる。

なお変換の実施例として、下記に示す１次元信号x[j]を１次元信号 y[i]に変換する手
段を用いて、垂直変換と水平変換を行うこともできる。垂直変換ではd[u][v]の各列(column)を一次元変換係数x[j]にセットして変換する。水平変換では、g[y][u]の各行(row)をx[j]にセットして変換する。

y[i] = Σ(transMatrix[i][j]*x[j]） (j=0..nTbS-1)
ここでnTbSは垂直変換ではnTbH、水平変換ではnTbWである。逆量子化・逆変換部311は予
測誤差を加算部312に出力する。

加算部312は、予測画像生成部308から入力されたブロックの予測画像と逆量子化・逆変換部311から入力された予測誤差を画素毎に加算して、ブロックの復号画像を生成する。
加算部312はブロックの復号画像を参照ピクチャメモリ306に記憶し、また、ループフィルタ305に出力する。

（複数変換セット：Multiple Transform Selection(MTS)）
本願では、変換タイプtrTypeに従って適応的に変換（プライマリ変換）を切り替える。本願ではプライマリ変換として、DCT2に加え、DST7、DCT8を使用する。DST7、DCT8を複数変換選択(MTS)と呼ぶ。以下では、これらの変換タイプをTU毎に切り替える例を説明する
。なお、DST7、DCT8をDST1、DCT5等の変換に置き換えてもよい。あるいは、DST7、DCT8に加えてDST1、DCT5等の変換を利用してもよい。プライマリ変換は、１次元の垂直変換と水平変換から構成される分離型変換であり、垂直変換および水平変換それぞれ独立に変換基底を切り替える。

（変換タイプtrType導出）
TU復号部3024は前述のように、プライマリ変換のタイプを指定するtrTypeを導出する。本願では、S1708とS1730でtrTypeを導出するが、S1730でまとめて導出してもよい。

S1708（変換タイプ導出１）では、MTSの復号判定（S1704）でMTSフラグcu_mts_flagを
復号しないと判定した場合に変換タイプtrTypeを推定する。MTSフラグを復号する場合と
は、例えば下記の全ての条件を満たす場合である。
MTSフラグの復号判定条件１：
・CUがMTSが使用可能(sps_mts_intra_enable_flag=1)なイントラ予測モードである場合、または、CUがMTSが使用可能(sps_mts_inter_enable_flag=1)なインタ―予測モードである場合。
・変換対象が輝度成分である場合（色差ツリー以外の場合、単一ツリーもしくは輝度ツリーの場合）
・TUの幅と高さがいずれも所定の閾値以下THTUSの場合。例えばTHTUS=32であってもよい
。

上記のいずれかの条件を満たさず、MTSフラグを復号しない場合、trTypeはDCT2である
と推定する(trType=0)。なお、プライマリ変換は水平変換と垂直変換を独立に設定する。ここでは、水平変換タイプtrTypeH、垂直変換タイプtrTypeVとすると、trTypeH、trTypeHともにDCT2であると推定する。

次に、MTSフラグを復号する場合、MTSフラグが0であればtrTypeにDCT2をセットする(tr
Type=0)。この場合、trTypeH、trTypeHともにDCT2をセットする。MTSフラグが1の場合、S1708（変換タイプ導出１）では変換タイプを設定せず、S1730（変換タイプ導出２）を実
施する。

S1730（変換タイプ導出２）では、MTSインデックス復号判定（S1726）でMTSインデックスmts_idxを復号しないと判定した場合に変換タイプtrTypeを推定する。MTSインデックスを復号する場合とは、例えば下記の全ての条件を満たす場合である。
MTSインデックスの復号判定条件１：
・変換タイプ導出１でtrTypeをDCT2と推定、あるいは設定していない場合。
・TUの非ゼロ変換係数の数が所定の閾値THTUNUMより大きいイントラ予測の場合、または
、インター予測の場合。例えばTHTUNUM=2であってもよい。

上記のいずれかの条件を満たさず、MTSインデックスを復号しない場合、trTypeはDCT2
であると推定する。なお、trTypeH、trTypeHともにDCT2であると推定する。

次に、MTSインデックス(2bit)を復号する場合、図18(a)にMTSインデックスと変換タイ
プとの対応表の一例を示す。TU復号部3024は、復号されたMTSインデックスと対応表から
変換タイプtrType（trTypeHとtrTypeV）を導出する。例えば、mts_idx="00"の場合、CUがイントラ予測モードであればtrTypeH、trTypeVは共にDST7に設定され、CUがインタ―予測モードであればtrTypeH、trTypeVは共にDCT8に設定される。また、mts_idx="01"の場合、CUがイントラ予測モードであればtrTypeHはDCT8、trTypeVはDST7に設定され、CUがインタ―予測モードであればtrTypeHはDST7、trTypeVはDCT8に設定される。

このように設定された変換タイプを用いて、逆変換部3112のプライマリ変換部3113では、適応的に変換を切り替える。

しかしながら上述の方法では、MTSインデックスは水平および垂直方向の変換をセット
で通知するため、2bitのインデックスが必要であり、発生する符号量が多い。以下では、水平方向と垂直方向の変換を独立に通知し、特定の条件ではいずれか一方の変換のみ通知することで、画質低下なしにMTSインデックスの符号量を削減し、符号化効率を向上させ
る方法について説明する。

（構成1-1：動きベクトルの精度に応じた変換タイプの導出）
本実施例では、MTSインデックスは水平方向のMTSインデックスmts_idx_x(1bit)と垂直
方向のMTSインデックスmts_idx_y(1bit)に分けて通知する。CUがインター予測の場合に動きベクトルの精度に応じて、このMTSインデックスを適応的に復号し、変換タイプtrType
を導出する方法を説明する。

図17(b)において、S1726のMTSインデックス復号の判定条件と、S1728のMTSインデック
ス復号方法と、S1730の変換タイプ導出２は以下のように変更される。

TU復号部3024は、S1726でMTSインデックスを復号するか否かを判定する。上述のMTSイ
ンデックスの復号判定条件１を満たし、さらに動きベクトルが整数精度の場合（MTSイン
デックスの復号判定条件２を満たす場合）にMTSインデックスを復号する。なお、MTSインデックスは水平方向のMTSインデックスmts_idx_xと垂直方向のMTSインデックスmts_idx_yを別々に復号し、上記判定条件２は水平と垂直方向のインデックスに対し各々判定される。

本構成のエントロピー復号部301は、MTSインデックスの復号判定条件１および２を満たした場合に、S1728においてMTSインデックスを復号する。それ以外の場合は、S1730にお
いて変換タイプtrTypeはDCT2であると推定する。

（MTSインデックスの復号判定条件、追加条件１）
エントロピー復号部301は、MTSインデックスの復号判定を、上記判定方法に追加して、さらに復号した動きベクトルmvLXの精度から判定しても良い。具体的には、動きベクトルmvLXの下位ビットが０であるか否か（mvLX[i]%(1<<MVBIT)==0）によって、動きベクトル
に小数精度の値があるかを判定する。MVBITは動きベクトルの精度（1/(2^MVBIT)画素精度）を表す。この場合の処理は、以下で示すことができる。

if（mvLX[0]%(1<<MVBIT)==0）
mts_idx_x復号
if（mvLX[1]%(1<<MVBIT)==0）
mts_idx_y復号例えば、mvLX[0]=2、mvLX[1]=4、MVBIT=2（動きベクトルは(0.5,1)）
の場合、
mvLX[0]%4=2
mvLX[1]%4=0
であるので、水平方向の動きベクトルは小数精度、垂直方向の動きベクトルは整数精度である。従って、mts_idx_xは復号せず、S1730においてtrTypeHをDCT2として推定する。
また、S1728においてmts_idx_y(1bit)のみを復号し、S1730において、mts_idx_y=0であればtrTypeVにDST7、mts_idx_y=1であればtrTypeVにDCT8を設定する。図18(b)はMTSインデ
ックスと変換タイプの対応表の一例である。

以上のように、動きベクトルの精度に応じて、水平方向および垂直方向の変換タイプを独立に導出することにより、画質低下なしにMTSインデックスの符号量を削減し、符号化
効率を向上させることができる。

また、amvr_modeが1,2つまり、整数ベクトルを示す場合には、MTSフラグを復号しない
構成でもよい。amvr_modeは動きベクトルの精度を指定するモードであり、amvt_flag=1の時に通知される。

（MTSインデックスの復号判定条件２、追加条件２）
エントロピー復号部301は、MTSインデックスの復号判定を、差分ベクトルの精度を示すフラグamvr_modeを参照して判定しても良い。ここでamvr_modeが0では1/4画素精度、1で
は1画素精度、2では4画素精度としてもよい。amvr_modeからMvShiftを導出する。以下の
処理で差分ベクトルの逆量子化を行ってもよい。

MvShift = amvr_mode<<1
MvdL0[0] = MvdL0[0]<<(MvShift+2)
MvdL0[1] = MvdL0[1]<<(MvShift+2)
MvdL1[0] = MvdL1[0]<<(MvShift+2)
MvdL1[1] = MvdL1[1]<<(MvShift+2)
復号した、amvr_modeが1または2の場合、つまり整数ベクトルを示す場合には、MTSインデックスを復号する。

if（amvr_mode != 0）{
mts_idx_x復号
mts_idx_y復号
}
動きベクトルが小数精度であれば、予測画素値は画素の補間によって導出され、誤差は比較的小さいと考えられる。そこで変換はDCT2を用いる。一方、動きベクトルが整数精度
であれば、誤差は大きいと考えられる。従って変換はMTSを用いた方がよい。

（MTSインデックスの復号判定条件２、追加条件３）
本構成では、動きベクトルではなく、差分ベクトルmvdLX[]の精度に応じて、MTSインデックスを適応的に復号し、変換タイプtrTypeを導出する方法を説明する。差分ベクトルmvdLXの下位ビットが０であるか否か（mvdLX[i]%(1<<MVBIT)==0）によって、差分ベクトル
に小数精度の値があるかを判定する。動きベクトルが整数精度の場合（MTSインデックス
の復号判定条件２を満たす場合）にMTSインデックスを復号する
if（mvdLX[0]%(1<<MVBIT)==0）
mts_idx_x復号
if（mvdLX[1]%(1<<MVBIT)==0）
mts_idx_y復号
差分ベクトルを用いると、予測ベクトルを導出し、差分ベクトルを加算して動きベクトルを導出する処理が不要なので、処理を簡略化できる。

（特記事項）
上記では、動きベクトルもしくは差分ベクトルが整数ベクトルの場合に、MTSインデッ
クスを復号し、小数ベクトル以外の場合にMTSインデックスを復号せずに導出する構成を
説明したが、MTSインデックスの導出処理を行わず、変換基底を選択する構成でもよい。

また、上記では動きベクトルもしくは差分ベクトルが整数ベクトルであるか否かで判定していたが、別の精度を閾値として判定しても良い。例えば、整数ベクトルと1/2画素精
度では、MTSインデックスを復号し、1/4画素精度の場合にMTSインデックスを復号せずに
導出する構成でもよい。この場合には、MVBITの代わりに、(MVBIT-1)を用いる。例えば、1/16精度ベクトルの場合には、mvLX[]%16の代わりに、mvLX[]%8を用いる。

また、上記では動きベクトルもしくは差分ベクトルで判定しているが、さらに、ブロックサイズを用いて判定しても良い。一般にブロックサイズが小さくなる場合には、差分が大きいため、MTSインデックスを復号し変換基底を選択する効果が比較的大きい。よって
、小ブロックの場合には、動きベクトルの精度に依存せずにMTSインデックスを復号して
も良い。

（構成1-2：CU形状に応じた変換タイプの導出）
本実施例では、MTSインデックスは水平方向のMTSインデックスmts_idx_x(1bit)と垂直
方向のMTSインデックスmts_idx_y(1bit)に分けて通知する。CUの形状に応じて、このMTS
インデックスを適応的に復号し、変換タイプtrTypeを導出する方法を説明する。

CU形状を利用する方法として、CUのアスペクト比を利用する方法がある。アスペクト比が所定の閾値より大きい、あるいは、小さい場合に変換をDCT2に設定し、MTSインデック
スを復号しない。そのため、S1726のMTSインデックス復号の判定条件は変更される。その他の処理は同じである。

アスペクト比aspectRは、CUの幅wCUと高さhCUから下式で算出される。

aspectR = wCU/hCU
上記では、水平方向に長い場合に１よりも大きな値、垂直方向に長い場合に１よりも小さな値となる。

なお、以下のように２の対数で導出しても良い。

aspectR = log2(wCU)/log2(hCU)
対数値では、水平方向に長い場合に０よりも大きな値、垂直方向に長い場合に０よりも小さな値となる。

（MTSインデックスの復号判定条件、追加条件４）
・アスペクト比が所定の閾値THASPECT1より大きい場合（aspectR>THASPECT1）、水平方向のMTSインデックスを復号し、垂直方向のMTSインデックスを復号しない。

if (aspectR > THASPECT1) {
mts_idx_xを復号する
mts_idx_yを復号しない
}
・アスペクト比が所定の閾値THASPECT2より小さい場合（aspectR<THASPECT2）、垂直方向のMTSインデックスを復号し、水平方向のMTSインデックスを復号しない。

if (aspectR < THASPECT2) {
mts_idx_xを復号しない
mts_idx_yを復号する
}
なお、アスペクト比の算出には、TUの幅wTUと高さhTUを用いてもよい。THASPECT1=2、THASPECT2=1/2としてもよい（アスペクト比が対数の場合には、THASPECT1=1、THASPECT2=-1）、MTSインデックスを復号しない場合は、変換タイプをDCT2として推定する。

CU形状を利用する別の方法として、分割タイプがTTか否かを利用する方法を説明する。

（MTSインデックスの復号判定条件２、追加条件５）
・分割モードが水平方向のTT分割（図5(f)）の場合、水平方向のMTSインデックスを復号
し、垂直方向のMTSインデックスを復号しない。

if (split_mt_dir && split_mt_type==1) {
mts_idx_xを復号する
mts_idx_yを復号しない
}
ここでsplit_mt_typeの0、1は各々BT分割、TT分割を示す。
・分割モードが垂直方向のTT分割（図5(e)）の場合、垂直方向のMTSインデックスを復号
し、水平方向のMTSインデックスを復号しない。

if (!split_mt_dir && split_mt_type==1) {
mts_idx_xを復号しない
mts_idx_yを復号する
}
MTSインデックスを復号しない場合は、変換タイプをDCT2として推定する。

このように、CUあるいはTUの形状をもとに、幅あるいは高さの大きい方向はMTSインデ
ックスを復号し、幅あるいは高さの小さい方向はMTSインデックスを復号せず変換タイプ
を推定する。サンプル点の少ない変換はエネルギーの集中度がよくないので、MTSを使っ
ても効果は小さい。従って、符号化効率を落とさずにMTSインデックスの符号量を削減す
ることができる。
（第２の実施形態）
（構成2：インター予測パラメータに応じた変換タイプの導出）
第１の実施形態では、MTSフラグによってMTSが選択された後、水平・垂直方向毎に分離したMTSインデックスを復号する場合に、ある条件下ではMTSインデックスを復号せず推定することでMTSインデックスの符号量を削減した。第２の実施形態では、MTSフラグを符号化・復号する条件を変更し、DCT2で十分な性能が出せる場合にはMTSフラグを符号化・復
号しない方法を説明する。

MTSインデックスは水平および垂直方向の変換をセットで通知するため、2bitのインデ
ックスが必要であり、発生する符号量が多い。以下では、ある条件下で変換タイプをDCT2と推定し、MTSインデックスを通知しないことで、画質低下なしにMTSインデックスの符号量を削減し、符号化効率を向上させる方法について説明する。

第２の実施形態ではインター予測モードにおいて、インター予測パラメータを参照して、MTSフラグを推定する。MTSフラグを推定する場合はMTSフラグの符号化・復号は不要で
ある。以降では、図17(a)において、S1704のMTSフラグ復号の判定条件と、S1708の変換タイプ導出１の処理を変更する。それ以外は第１の実施形態で説明した図17(a)の処理と同
じである。

（構成2-1：サブブロック予測を実施する場合のMTSフラグ）
本実施例では、サブブロック予測を示すフラグ（Affineフラグ（affine_flag）、FRUC
フラグ（fruc_merge_flag）、OBMCフラグ（obmc_flag）、ATMVPフラグ（atmvp_flag）、STMVPフラグ（stmvp_flag）等）を参照してMTSフラグを復号するか否かを判定する。affine_flag、fruc_flag、obmc_flag、atmvp_flag、stmvp_flagは１であればモードを使用することを示し、０であればモードを使用しないことを示す。

図17(a)において、TU復号部3024は、S1704でMTSフラグを復号するか否かを判定する。
上述のMTSフラグの復号判定条件１を満たし、さらにサブブロック予測をしない場合にMTSフラグを復号する
（MTSフラグの復号判定条件２）
・サブブロックフラグ（subblockフラグ）が0の場合
if（subblock_flag==0）{
cu_mts_flag復号
}
（MTSフラグの復号判定条件２の変形例１）
・Affineフラグが0かつサブブロックマージフラグ（ATMVPフラグ）が0の場合
if（affine_flag==0 && atmvp_flag==0）{
cu_mts_flag復号
}
（MTSフラグの復号判定条件２の変形例２）
さらに、パターンマッチング予測FRUCを用いる場合を含めて判定しても良い。
・Affineフラグが0かつサブブロックマージフラグ（ATMVPフラグ）が0かつFRUCフラグが0の場合
if（affine_flag==0 && atmvp_flag==0 && fruc_flag==0）{
cu_mts_flag復号
}
上記条件を満たす場合、TU復号部3024は、S1706でMTSフラグを復号し、S1708でMTSフラグに従って変換タイプを設定する。上記条件を満たさない場合、TU復号部3024は、MTSフ
ラグを復号せず、S1708で変換タイプとしてDCT2を推定する。

例えば、TU復号部3024は、Affineフラグが1の場合、MTSフラグを復号せず、変換タイプをDCT2として推定する。

上記のフラグが0でない場合、予測画像はサブブロック単位で生成されるため、ブロッ
ク単位で予測するよりも正確な予測が可能である。従って、予測誤差は小さく、変換はDCT2で十分な性能があると考えられる。

（構成2-2：動きベクトル精度に依存するMTSフラグ）
本実施例では、追加処理を示すフラグ（GBIフラグ(gbi_flag)、OBMCフラグ（obmc_flag）、輝度補償フラグ（ic_flag）、BIOフラグ（bio_flag）、DMVRフラグ(dmvr_flag)等）
を参照してMTSフラグを復号するか否かを判定する。

図17(a)において、TU復号部3024は、S1704でMTSフラグを復号するか否かを判定する。
上述のMTSフラグの復号判定条件１を満たし、さらに予測画像に対する追加処理をしない
場合にMTSフラグを復号する
if（gbi_flag==0）{
cu_mts_flag復号
}
以下の構成でもよい。

if（obmc_flag==0）{
cu_mts_flag復号
}
以下の構成でもよい。

if（ic_flag==0）{
cu_mts_flag復号
}
以下の構成でもよい。

if（bio_flag==0）{
cu_mts_flag復号
}
以下の構成でもよい。

if（dmvr_flag==0）{
cu_mts_flag復号
}
また、上記複数の条件を組み合わせて判定し、MTSフラグを復号してもよい。

if（gbi_flag==0 && obmc_flag==0）{
cu_mts_flag復号
}
（構成2-3：動きベクトル精度に依存するMTSフラグ）
本実施例では、AMVRモード（amvr_mode）を参照してMTSフラグを復号するか否かを判定する。AMVRモードは動きベクトルの精度（差分ベクトルの精度）を指定するフラグであり、CU毎に通知される。動きベクトルの精度は、例えばamvr_mode=0,1,2のときに各々1/4画素精度、1画素精度、4画素精度であってもよい。またAMVRモードは、amvr_mode=0,1の時
に1/4画素精度、1画素精度を区別するフラグであってもよい。

図17(a)において、TU復号部3024は、S1704でMTSフラグを復号するか否かを判定する。
上述のMTSフラグの復号判定条件１を満たし、さらに以下の条件を満たす場合にMTSフラグ
を復号する。
（MTSフラグの復号判定条件３）
・AMVRモードが動きベクトルが整数精度であることを示す場合。

例えば、amvr_modeが1または2、つまり、整数ベクトルを示す場合には、MTSフラグcu_mts_flagを復号する構成でもよい。

if（amvr_mode!=0）{
cu_mts_flag復号
}
また、4画素精度の場合（amvr_mode==2の場合）に、MTSフラグcu_mts_flagを復号する
構成でもよい。

if（amvr_mode==2）{
cu_mts_flag復号
}
上記AMVRモードが所定の条件を満たす場合、TU復号部3024は、S1706でMTSフラグを復号し、S1708でMTSフラグに従って変換タイプを設定する。上記条件を満たさない場合、TU復号部3024は、MTSフラグを復号せず、S1708で変換タイプとしてDCT2を推定する。

例えば、TU復号部3024は、AMVRモードが動きベクトルが1/4画素精度であることを示す
場合、MTSフラグを復号せず、変換タイプをDCT2として推定する。

例えば、TU復号部3024は、AMVRモードが動きベクトルが1画素精度あるいは4画素精度であることを示す場合、MTSフラグを復号し、S1708でMTSフラグに従って変換タイプを設定
する。

上記のフラグが動きベクトルが小数画素制度であることを示す場合、予測画像は画素値を補間して生成されるため、整数画素精度で予測するよりも正確な予測が可能である。従って、予測誤差は小さく、変換はDCT2で十分な性能があると考えられる。

（構成2-3：マージインデックスに依存するMTSフラグ）
本実施例では、マージインデックス（merge_idx）が所定の閾値THMERGE以下か否かに応じてMTSフラグを復号するか否かを判定する。マージインデックスは対象ブロックが動き
ベクトル、参照ピクチャインデックス等を復号するために参照するブロックを示すインデックスであり、通常小さい値のインデックス値に対応するブロックが選択されやすい。

図17(a)において、TU復号部3024は、S1704でMTSフラグを復号するか否かを判定する。
上述のMTSフラグの復号判定条件１を満たし、さらに以下の条件を満たす場合にMTSフラグを復号する。
（MTSフラグの復号判定条件４）
・マージインデックスの値が特定の範囲の場合。

例えば、マージインデックスの値が所定の閾値THMERGE以下の条件を満たす場合、TU復
号部3024は、S1706でMTSフラグを復号し、S1708でMTSフラグに従って変換タイプを設定する。条件を満たさない場合、TU復号部3024は、MTSフラグを復号せず、S1708で変換タイプとしてDCT2を推定する。

例えば、TU復号部3024は、THMERGE=2の場合、マージインデックスが2より大きければMTSフラグを復号せず、変換タイプをDCT2として推定する。一方、マージインデックスが2以
下であれば、MTSフラグを復号し、S1708でMTSフラグに従って変換タイプを設定する。

マージインデックスが所定の閾値より大きい場合（マージインデックスの符号量が大きい場合）、マージインデックスの符号量の増分を上回るほど予測誤差の符号量は小さい、つまり正確な予測画像が生成できる。従って、相対的な予測誤差は小さく、変換はDCT2で十分な性能があると考えられる。

また、逆に、マージインデックスの値が所定の閾値THMERGE以上（例えばTHMERGE=1）の条件を満たす場合、TU復号部3024は、S1706でMTSフラグを復号し、S1708でMTSフラグに従って変換タイプを設定し、条件を満たさない場合、TU復号部3024は、MTSフラグを復号せ
ず、S1708で変換タイプとしてDCT2を推定してもよい。通常、マージインデックスの値は
小さい値に集中し、所定の閾値THMERGE以上になることは小さい、したがって、頻度が小
さい場合のために変換タイプを符号化すると、高い頻度で変換タイプを符号化することになりオーバーヘッドが大きくなる。MTSフラグの符号量を低減できる分、符号化効率が向
上する。

（構成2-4：インター予測識別子に依存するMTSフラグ）
本実施例では、インター予測識別子（inter_pred_idc）が単予測を示すか否かに応じてMTSフラグを復号するか否かを判定する。インター予測識別子は対象ブロックが単予測か
双予測かを示す識別子である。

図17(a)において、TU復号部3024は、S1704でMTSフラグを復号するか否かを判定する。
上述のMTSフラグの復号判定条件１を満たし、さらに以下の条件を満たす場合にMTSフラグを復号する。
（MTSフラグの復号判定条件５）
・インター予測識別子が単予測を示す場合
上記条件を満たす場合、TU復号部3024は、S1706でMTSフラグを復号し、S1708でMTSフラグに従って変換タイプを設定する。上記条件を満たさない場合、TU復号部3024は、MTSフ
ラグを復号せず、S1708で変換タイプとしてDCT2を推定する。

例えば、TU復号部3024は、インター予測識別子が双予測の場合、MTSフラグを復号せず
、変換タイプをDCT2として推定する。

一般に双予測画像は単予測画像より予測誤差の符号量は小さい。従って、予測誤差は小さく、変換はDCT2で十分な性能があると考えられる。

（第３の実施形態）
本願の第３の実施形態では、セカンダリ変換とプライマリ変換の組み合わせについて説明する。

セカンダリ変換は、動画像復号装置31において、逆量子化後の逆変換において、プライマリ変換に先行して行われる（なお、動画像符号化装置11では、変換においてプライマリ変換、セカンダリ変換の順番で行われ、その結果を量子化する）。セカンダリ変換は、プライマリ変換した係数の一部（サブセット）あるいは全部に対して実施される。

図15(b)は、逆量子化・逆変換部311の構成例を示す機能ブロック図の一例である。逆量子化・逆変換部311は、逆量子化部3111と逆変換部3112からなり、逆変換部3112はプライ
マリ変換部3113およびセカンダリ変換部3114を備える。逆量子化部3111およびプライマリ変換部3113は図15(a)と同じ構成であり、説明を省略する。セカンダリ変換部3114は、逆
量子化部3111から受信した変換係数d[][]をセカンダリ変換し、結果を変換係数d[][]にセ
ットする。変換係数d[][]は、セカンダリ変換部3114からプライマリ変換部3113に出力さ
れる。

図16(b)はセカンダリ変換部3114の構成例を示す機能ブロック図である。セカンダリ変
換部3114は、変換行列設定部31141、サブセット導出部31142、サブセット変換部31143、
サブセット格納部31144、スイッチ31145からなる。変換行列設定部31141は変換タイプtrType2で指定されたセカンダリ変換の変換行列transMatrix[][]を設定する。

変換行列設定部31141は、セカンダリ変換タイプtrType2を参照して変換（サブセット変換）に必要な変換行列transMatrix[][]を設定する。

transMatrix[][] = secTransMatrixTbl[TrType2][][]
secTransMatrixTbl[][][]は、複数のセカンダリ変換行列を格納するテーブルであり、上
式で指定した変換タイプの変換行列をtransMatrixに設定する。

サブセット導出部31142は、変換係数d[][]からサブブロックの一部（例えば4*4行列）
を抽出し、サブセットを導出する。変換係数d[][]は逆量子化部3111から受信したnTbW*nTbHのブロックである。サブセットは、後続のサブセット変換部31143が分離型変換であれ
ば２次元のブロックe[][]であり、非分離型変換であれば１次元のブロックe[]である。サブブロックの一部が4*4の場合、分離型変換は1*4垂直変換と4*1水平変換との２段階に分
けて実施し、非分離型変換は１次元の1*16変換を実施する。導出したサブセットはサブセット変換部31143に出力される。

サブセット変換部31143は、サブセットeに対して、変換タイプtrType2が示すセカンダ
リ変換処理を行う。サブセット変換部31143は、分離型変換では、垂直方向のセカンダリ
変換、水平方向のセカンダリ変換を順に行う。

x[x][i] =Σ(transMatrixV[i][j]*e[x][j]) (i=0..3)
g[i][y] =Σ(transMatrixH[i][j]*x[j][y]) (j=0..3)
サブセット変換部31143は、非分離型変換では下記の変換を行う。

g[i] =Σ(transMatrix[i][j]*x[j]) (j=0..15)
サブセット格納部31144は、g[][]あるいはg[]を変換係数d[x][y]に格納し、また、変換係数d[][]をプライマリ変換部3113に出力する。

スイッチ31145は、セカンダリ変換オンオフフラグSecFragに従って、セカンダリ変換がオンの場合は上述のセカンダリ変換を実施する。セカンダリ変換がオフの場合は、16(b)
のスイッチを下側に接続してサブセット変換をスキップし、逆量子化部3111の出力をプライマリ変換部3113に出力する。

以下では、プライマリ変換としてDCT2が選択されたか否かによって、セカンダリ変換を実施するか否かを切り替える方法を説明する。

（セカンダリ変換インデックスsec_idx）
セカンダリ変換インデックスsec_idxを導出する例について図19を用いて説明する。図19は、図17(b)にセカンダリ変換インデックスの導出処理を追加したフローチャートであり、TU毎にセカンダリ変換インデックスを導出する。セカンダリ変換インデックスはセカンダリ変換の有無、および、セカンダリ変換の種類（trType2）を示す。例えば、セカンダ
リ変換インデックスが2bitの場合、sec_idx=0でセカンダリ変換オフ（セカンダリ変換を
実施しない）、sec_idx=1〜3で異なる変換基底のセカンダリ変換を指定することができる
。

図19のS1722〜S1730の処理は図17と同じであり、説明を省略する。

S1932では、TU復号部3024は、変換タイプ導出１、２で導出されたプライマリ変換の変
換タイプを参照してセカンダリ変換インデックスを復号するか否かを決定する。プライマリ変換のMTSフラグが０（デフォルト変換、例えばDCT2）の場合（S1932でYES）、S1934に進む。MTSフラグが１（mts_idxで選択される変換、例えばDST7やDCT8）の場合（S1932でNO）、S1936に進む。

S1934では、TU復号部3024はセカンダリ変換インデックスを復号する。

S1934では、TU復号部3024は変換タイプ導出３の処理を行う。変換タイプ導出３はセカ
ンダリ変換の変換タイプtrType2を導出する処理である。TU復号部3024は、プライマリ変
換がデフォルト変換（DCT2）の場合、セカンダリ変換のオンオフを示すパラメータSecFlagをオフに設定する。それ以外の場合、セカンダリ変換インデックスを復号してSecFlagを設定する。例えば、sec_idx=0であればSecFlagをオフに設定する。sec_idx=1〜3であれば、SecFlagをオンに設定し、セカンダリ変換の変換タイプを所定のセカンダリ変換を示す
値に設定する。

あるいは別の例として、セカンダリ変換インデックスは1bitで、オンオフのみを示してもよい。

あるいは別の例として、MTSフラグが１（mts_idxで選択される変換）の場合にもセカンダリ変換インデックスを復号し、MTSフラグが０（デフォルト変換）の場合はセカンダリ
変換を実施する構成としてもよい。ただし、セカンダリ変換インデックスは1bitで、オンオフのみを示す。

以上のように、セカンダリ変換を実施する場合でも、インデックスを通知する場合を限定することで、符号量を削減することができる。

（第４の実施形態）
第４の実施形態では、変換を使用しない符号化・復号を説明する。変換を使用しない符号化・復号には、変換量子化バイパスモードと、変換スキップモードと、PCM(Pulse Code
Modulation)がある。変換量子化バイパスモードは変換と量子化を使用しない（バイパスする）モードである。変換スキップモードは変換を使用しない（スキップする）モードである。PCMは予測と変換を使用しないモードである。

以下で説明するシンタックスは、動画像符号化装置11ではパラメータ符号化部111によ
って符号化される。具体的には、CU符号化部1112がcoding_unit()およびtransform_tree()を符号化し、TU符号化部1114がtransform_unit()を符号化する。動画像復号装置31では
、パラメータ復号部302によって復号される。具体的には、CU復号部3022がcoding_unit()およびtransform_tree()を復号し、TU復号部3024がtransform_unit()を復号する。

図20はCUのシンタックスの一例である。変換量子化バイパスフラグcu_transquant_bypass_flagは変換量子化バイパスモードを使用するか否かを切り替えるフラグである。PCMフラグpcm_flagはPCMを使用するか否かを切り替えるフラグである。変換量子化バイパスモ
ードとPCMはCU単位でオンオフを切り替える。cu_transquant_bypass_flag、pcm_flagは１であればモードを使用することを示し、０であればモードを使用しないことを示す。

変換スキップフラグtransform_skip_flagは変換スキップモードを使用するか否かを切
り替えるフラグである。変換量子化スキップモードもCU単位にオンオフを切り替える。transform_skip_flagは１であればモードを使用することを示し、０であればモードを使用
しないことを示す。なお、四分木分割およびマルチ分割による木構造が、輝度と色差で分離している場合は、CU内の輝度とCU内の色差（Cb、Cr）で異なる変換スキップフラグを用いてもよい。

つまり、CUにおいてのみ変換スキップフラグを符号化・復号するので、CU毎に１つの変換スキップフラグを符号化・復号する。

あるいは、変換スキップフラグの別の通知方法を図21に示す。図中(a)は変換ツリー構
造のシンタックス（transform_tree()）を表し、変換サイズ（tbWidth、tbHeight）が所
定の閾値（MaxTbSizeY）を超える場合は複数のTUに再帰的に分割し、変換サイズが所定の閾値以下の場合は１つのTUで符号化・復号（transform_unit()）する。transform_tree()に与える引数cuTLはCUと左上座標を共有するTUであるか否かを示すフラグである。cuTLは１であれば対象CUと対象TUの左上座標が同じであることを示し、０であれば対象CUと対象TUの左上座標が異なることを示す。cuTLの初期値は１である。cuTLはTUを分割する場合、CUの左上のTUでは、呼び出し側で設定されたcuTLを用いてtransform_tree()を呼び出す。それ以外のTUでは、cuTLを０にセットしてtransform_tree()を呼び出す（SYN01）。従っ
てCUの左上座標を共有するTUではcuTLは１であり、それ以外のTUではcuTLは０である。図中(b)に示すTUの符号化・復号ではこのようにして設定されたcuTLを用いて、変換スキッ
プフラグを符号化・復号するか否かを判定する（SYN02）。

つまり、CUと左上座標を共有するTUにおいてのみ変換スキップフラグを符号化・復号し、それ以外のTUではこの変換スキップフラグを共通に使用するので、CU毎に１つの変換スキップフラグを符号化・復号する。なお、左上のTUで変換スキップフラグが１の場合には、同じCU内の左上以外のTUでも変換をスキップしてもよい。

このようにCU毎に１つの変換スキップフラグを符号化することにより、TU毎に変換スキップフラグを符号化する場合に比べ符号量を削減することができる。さらに、特性の似たCU内のTUで変換スキップフラグを共有するので、符号量削減による画質の劣化はほとんどない。

なお、TU内の変換係数は変換によって低周波数領域に集中するため、ラスト位置（LAST）を符号化する。ラスト位置は、最高周波数成分から最低周波数成分の方向にスキャンした時の最初の非ゼロ変換係数の位置である。そして、ラスト位置よりも低周波数の非ゼロ係数の位置と値（レベル）だけを復号する。しかし、変換を実施しない場合、TU内の係数は低周波数領域に集中しないので、ラスト位置による非ゼロ変換係数の限定は効果が小さい。そこで、図22(a)に示すように、動画像符号化装置11、動画像復号装置31は、変換ス
キップフラグtransform_skip_flagが1の場合にラスト位置を符号化、復号せず、TU符号化部1114およびTU復号部3024では、ラスト位置(last_sig_coeff_x,last_sig_coeff_y)をTU
の右下位置(1<<log2TbWidth,1<<log2TbHeight)に設定する（図中(b)）。変換スキップフ
ラグtransform_skip_flagが0の場合には、ラスト位置を符号化、復号する。なお、ラスト位置はプリフィックスとサフィックスの２つのシンタックスに分けて符号化してもよい。なお、log2TbWidthとlog2TbHeightは、変換の幅tbWidthと高さtbHeightの対数値である。また、lastSubBlockはTU内の非ゼロ変換係数を含むサブブロックの個数である（SYN03）
。サブブロックは4*4に設定している。変換スキップフラグtransform_skip_flagが1の場
合、lastSubBlockはTU内のサブブロック数に等しく、ブロックサイズをサブブロックサイズ4*4で除算した値（16での除算、あるいは4bitの右シフト）で導出する。lastSubBlock
から低周波数成分に向けて、サブブロック毎の非ゼロ変換係数の有無を示すフラグ、非ゼ
ロ変換係数を含むサブブロックにおける非ゼロ変換係数か否かを表すフラグ、非ゼロ変換係数であれば係数値（レベル）を導出するために必要な情報を復号する。この方法は、変換を実施する場合も実施しない場合も同じであり、説明は省略する。

（第５の実施形態）
スクリーンコンテンツ等、急峻なエッジを多く含む画像では、予測画像生成時のフィルタリングにより予測画像がなまってしまう。これにより、ロスレス符号化では予測誤差が大きくなるという問題がある。従って、ロスレス符号化では予測画像生成時に使用するフィルタをオフにすることが好適である。

イントラ予測には、Angular予測等によって予測画像を生成した後、フィルタリングに
よって予測画像を補正する技術がある。例えば、PDPC（Position Dependent intra combination for Planar Mode）は、予測モード、および、参照領域と対象画素との距離に応じて参照画素値と予測画素値を重み付け加算することで予測画像を修正する。参照画素は、予測ブロックに隣接する画素であって、対象画素の上側、左側、左上の画素である。本実施形態のイントラ予測画像生成部310は、ロスレス符号化（例えば、ロスレス符号化フラ
グlossles_flagや、変換量子化スキップ符号化cu_transquant_bypass_flag）がオンの場
合にPDPCをオフ、ロスレス符号化がオフの場合にPDPCをオンにしてもよい。

また、イントラ予測画像生成部310は、ロスレス符号化がオンの場合にイントラ予測画
像生成時に参照画素にかける参照画素フィルタ（線形フィルタ、平滑化フィルタ）をオフにしてもよい。参照画素フィルタは対象ブロックに隣接する画素を平滑化するフィルタである。あるいはロスレス符号化がオンの場合にAngular予測を垂直方向と水平方向に限定
してもよい。

インター予測には、単予測によって補間画像を生成した後、フィルタリングによって予測画像を補正する技術がある。例えば、BIO(BI-directional Optical flow)は、２枚の補間画像PredL0とPredL1と、勾配から求めた補正項を参照して予測画像を生成する。勾配は、２枚の補間画像PredL0とPredL1の画素値の空間的な変化量である。本実施形態のインター予測画像生成部309は、ロスレス符号化の場合に、BIOをオフにしてもよい。

また、インター予測には、複数の補間画像の加重平均により、予測精度の高い予測画像を生成する技術がある。例えば、例えば、OBMC（Overlapped block motion compensation）は、隣接ブロックの動きパラメータを用いて生成される補間画像を参照して、対象ブロックの動きパラメータを用いて生成された補間画像を補正する技術である。インター予測画像生成部309は、ロスレス符号化の場合に、OBMCをオフにしてもよい。

ロスレス符号化では、このようなフィルタリングを伴う処理をオフにする。オンオフの判定は、例えばSPSやPPSでフラグlossless_flagにより指定してもよい。これらのフラグ
は個々のツールに対するオンオフフラグであってもよいし、CUがロスレス符号化であれば、ツールに共通のオンオフフラグ（例えば、変換量子化スキップ符号化cu_transquant_bypass_flag）であってもよい。これらのオンオフフラグはヘッダ符号化部1110で符号化さ
れ、ヘッダ復号部3020で復号される。そしてオン、オフの切替は予測画像生成部（101、308）が実施する。

この他に、インター予測には動き補償を整数画素精度と小数画素精度で切り替える技術がある。例えば、AMVR(Adaptive Motion Vector Resolution)は動きベクトルの精度を示
す技術であり、整数画素精度（4画素、1画素等）、小数画素精度（1/2画素、1/4画素等）から選択することができる。ロスレス符号化AMVRは整数画素精度を選択してもよい。具体的には、パラメータ復号部302は、ロスレス符号化の場合に、AMVRモードamvr_modeを復号
せずに整数画素精度である値（例えば１）を導出してもよい。また、AMVRモードとして0
以外を復号してもよい。ここでamvr_modeは、0、1、2の値をとり、0は1/4画素精度、1は1画素精度、2は4画素精度である。動きベクトルの精度が1/16精度である場合には、差分ベクトルを復号する際に、以下のようにamvr_modeからMvShiftを導出し、MvShistの値に応
じて復号した差分ベクトルMvdL0をシフトしても良い。

MvShift = amvr_mode<<1
MvdL0[0] = MvdL0[0]<<(MvShift+2)
MvdL0[1] = MvdL0[1]<<(MvShift+2)
MvdL1[0] = MvdL1[0]<<(MvShift+2)
MvdL1[1] = MvdL1[1]<<(MvShift+2)
これによりロスレス符号化の場合において、整数ベクトルの場合には、フィルタによる補間処理は行われず、動きベクトル分シフトした位置の参照画素をコピーすることで参照画像を生成するため、参照画像のボケを防ぐことができる。

（動画像符号化装置の構成）
次に、本実施形態に係る動画像符号化装置11の構成について説明する。図14は、本実施形態に係る動画像符号化装置11の構成を示すブロック図である。動画像符号化装置11は、予測画像生成部101、減算部102、変換・量子化部103、逆量子化・逆変換部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、パラメータ符号化部111、エントロピー符号化部104を含んで構成される。

予測画像生成部101は画像Ｔの各ピクチャを分割した領域であるCU毎に予測画像を生成
する。予測画像生成部101は既に説明した予測画像生成部308と同じ動作であり、説明を省略する。

減算部102は、予測画像生成部101から入力されたブロックの予測画像の画素値を、画像Ｔの画素値から減算して予測誤差を生成する。減算部102は予測誤差を変換・量子化部103に出力する。

変換・量子化部103は、減算部102から入力された予測誤差に対し、周波数変換によって変換係数を算出し、量子化によって量子化変換係数を導出する。変換・量子化部103は、
量子化変換係数をエントロピー符号化部104及び逆量子化・逆変換部105に出力する。

逆量子化・逆変換部105は、動画像復号装置31における逆量子化・逆変換部311（図6）
と同じであり、説明を省略する。算出した予測誤差は加算部106に出力される。

エントロピー符号化部104には、変換・量子化部103から量子化変換係数が入力され、パラメータ符号化部111から符号化パラメータが入力される。符号化パラメータには、例え
ば、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、予測モードpredMode、及びマージインデックスmerge_idx等の符号がある。

エントロピー符号化部104は、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、出力する。

パラメータ符号化部111は、図示しないヘッダ符号化部1110、CT情報符号化部1111、CU
符号化部1112（予測モード符号化部）、およびインター予測パラメータ符号化部112とイ
ントラ予測パラメータ符号化部113を備えている。CU符号化部1112はさらにTU符号化部1114を備えている。

以下、各モジュールの概略動作を説明する。パラメータ符号化部111はヘッダ情報、分
割情報、予測情報、量子化変換係数等のパラメータの符号化処理を行う。

CT情報符号化部1111は、符号化データからQT、MT（BT、TT）分割情報等を符号化する。

CU符号化部1112はCU情報、予測情報、TU分割フラグsplit_transform_flag、CU残差フラグcbf_cb、cbf_cr、cbf_luma等を符号化する。

TU符号化部1114は、TUに予測誤差が含まれている場合に、QP更新情報（量子化補正値）と量子化予測誤差（residual_coding）を符号化する。

CT情報符号化部1111、CU符号化部1112は、インター予測パラメータ（予測モードpredMode、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）、イントラ予測パラメータ（prev_intra_luma_pred_flag、mpm_idx、rem_selected_mode_flag、rem_selected_mode、rem_non_selected_mode、）、量子化
変換係数等のシンタックス要素をエントロピー符号化部104に供給する。

（インター予測パラメータ符号化部の構成）
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、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、インター予測パラメータ復号部303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。

（イントラ予測パラメータ符号化部113の構成）
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を導出する。イントラ予測
パラメータ符号化部113は、イントラ予測パラメータ復号部304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。

加算部106は、予測画像生成部101から入力されたブロックの予測画像の画素値と逆量子化・逆変換部105から入力された予測誤差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。

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、SAO、ALFを施す。なお、ループフィルタ107は、必ずしも上記３種類のフィルタを含まな
くてもよく、例えばデブロッキングフィルタのみの構成であってもよい。

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、対象ピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。

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対象ピクチャ及びCU毎に予め定めた位置に記憶する。

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QT、BTあるいはTT分割情報、予測パラメータ、あるいは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を用いて予測画像を生成する。

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
された予測誤差の二乗和である。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として出力する。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。

なお、上述した実施形態における動画像符号化装置11、動画像復号装置31の一部、例えば、エントロピー復号部301、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・逆変換部311、加算部312、予測画像生成部101、減算部102、変換・量
子化部103、エントロピー符号化部104、逆量子化・逆変換部105、ループフィルタ107、符号化パラメータ決定部110、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、動画像符号化装置11、動画像復号装置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。

また、上述した実施形態における動画像符号化装置11、動画像復号装置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。動画像符号化装置11、動画像復号装置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。

以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。

本発明の一態様に係る動画像復号装置は、符号化データから変換係数と符号化パラメータを復号する復号部と、複数の垂直変換と水平変換から構成される１次元変換の種類を示す変換タイプに従って変換係数を逆変換し、予測誤差を導出する逆変換部と、イントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、予測画像と予測誤差を加算し復号画像を生成する加算部とを備え、前記復号部は、複数の変換を用いるか否かを示す変換フラグの復号判定（第１の判定）を行う手段と、変換フラグを復号する手段と、変換フラグから変換タイプを導出する第１の変換タイプ導出手段と、変換の種類を示す変換インデックスの復号判定（第２の判定）を行う手段と、水平変換インデックスと垂直変換イン
デックスを復号する手段と、変換インデックスから変換タイプを導出する第２の変換タイプ導出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置は、第１の判定条件を満たさず変換フラグを復号しない場合、第１の変換タイプ導出手段は水平変換タイプ、垂直変換タイプともにDCT2であると推定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、符号化データから変換インデックスを復号するか否かを判定する第２の判定条件は、動きベクトルが整数精度である条件を含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、符号化データから変換インデックスを復号するか否かを判定する第２の判定条件は、符号化単位のアスペクト比が所定の閾値以内、あるいは、分割タイプが３分木である条件を含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、符号化データから変換フラグを復号するか否かを判定する第１の判定条件は、サブブロック予測を示すフラグがサブブロック予測のオンオフを示す条件を含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、符号化データから変換フラグを復号するか否かを判定する第１の判定条件は、動きベクトルの精度を指定するモードが整数精度である条件を含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、符号化データから変換フラグを復号するか否かを判定する第１の判定条件は、対象ブロックの動き情報を復号するために参照するブロックを示すマージインデックスが所定の閾値以下である条件を含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、符号化データから変換フラグを復号するか否かを判定する第１の判定条件は、インター予測識別子が単予測を示す条件を含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、第２の判定条件を満たさず変換インデックスを復号しない場合、第２の変換タイプ導出手段は水平変換タイプ、垂直変換タイプともにDCT2であると推定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像符号化装置は、入力画像からイントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、入力画像と予測画像から予測誤差を生成する減算部と、複数の垂直変換と水平変換から構成される１次元変換の種類を示す変換タイプに従って予測誤差を変換し、変換を導出する変換部と、変換係数と符号化パラメータを符号化する符号化部とを備え、前記符号化部は、複数の変換を用いるか否かを示す変換フラグの符号化判定（第１の判定）を行う手段と、変換フラグを符号化する手段と、変換フラグから変換タイプを導出する第１の変換タイプ導出手段と、変換の種類を示す変換インデックスの符号化判定（第２の判定）を行う手段と、水平変換インデックスと垂直変換インデックスを符号化する手段と、変換インデックスから変換タイプを導出する第２の変換タイプ導出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、符号化データから変換フラグを復号するか否かを判定する第１の判定条件は、符号化単位が複数の変換が使用可能なイントラ予測モード、または、符号化単位が複数の変換が使用可能なインタ―予測モードである場合
、かつ、変換対象が輝度成分である場合、かつ、変換単位の幅と高さがいずれも所定の閾値以下の場合、であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、符号化データから変換インデックスを復号するか否かを判定する第２の判定条件は、第１の変換タイプ導出手段で変換タイプをDCT2と推定、あるいは設定せず、かつ、インター予測、または、変換単位の非ゼロ変換係数の数が所定の閾値より大きいイントラ予測、であることを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、動きベクトルが整数精度であるか否かは動きベクトルの下位ビット、あるいは、差分ベクトルの精度を示すモードを参照して判定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、前記サブブロック予測を示すフラグはアフィン変換を示すフラグ、マッチング予測を示すフラグ、オーバーラップ動き補償を示すフラグ、適応時間方向動きベクトル予測を示すフラグ、時空間動きベクトル予測を示すフラグのいずれかを含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、符号化データから変換フラグを復号するか否かを判定する第１の判定条件は、追加処理を示すフラグが予測処理後に追加処理の実施を示す条件を含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、前記追加処理を示すフラグは双予測を示すフラグ、マッチング予測を示すフラグ、オーバーラップ動き補償を示すフラグ、輝度補償を示すフラグ、双方向オプティカルフローを示すフラグのいずれかを含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置は、符号化データから変換係数と符号化パラメータを復号する復号部と、垂直および水平方向の１次元変換（プライマリ変換）、および、セカンダリ変換を用いて変換係数を逆変換し、予測誤差を導出する逆変換部と、イントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、予測画像と予測誤差を加算し復号画像を生成する加算部とを備え、前記復号部は、プライマリ変換の変換タイプを参照して、セカンダリ変換の有無、および、セカンダリ変換の種類を示すセカンダリ変換インデックスを復号するか否かを決定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、前記復号部は、プライマリ変換の変換タイプがDCT2の場合、セカンダリ変換インデックスを復号することを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、前記復号部は、プライマリ変換の変換タイプがDCT2の場合、セカンダリ変換をオフに設定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置は、符号化データから変換係数と符号化パラメータを復号する復号部と、変換係数を逆変換し、予測誤差を導出する逆変換部と、イントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、予測画像と予測誤差を加算し復号画像を生成する加算部とを備え、前記復号部は、符号化単位毎に変換をスキップするかを示す変換スキップフラグの復号判定を行うことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置は、符号化データから変換係数と符号化パラメータを復号する復号部と、変換係数を逆変換し、予測誤差を導出する逆変換部と、イントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、予測画像と予測誤差を加算し復号画像を生成する加算部とを備え、前記復号部は、変換単位の符号化単位内位置に応
じて変換スキップフラグを復号するかを判定し、変換単位が符号化単位と左上座標を共有する場合に変換スキップフラグを復号することを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、ピクチャを分割する木構造が輝度と色差で異なる場合は、符号化単位内の輝度と符号化単位内の色差で異なる変換スキップフラグを復号することを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置は、符号化データから変換係数と符号化パラメータを復号する復号部と、変換係数を逆変換し、予測誤差を導出する逆変換部と、イントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、予測画像と予測誤差を加算し復号画像を生成する加算部とを備え、前記復号部は、符号化単位毎に変換をスキップするかを示す変換スキップフラグを復号する手段を備え、変換スキップフラグが変換をスキップすることを示す場合、ラスト（最高周波数成分から最低周波数成分の方向にスキャンした時の最初の非ゼロ変換係数）位置を復号せず、ラスト位置を変換単位の右下位置に設定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置は、符号化データから変換係数と符号化パラメータを復号する復号部と、変換係数を逆変換し、予測誤差を導出する逆変換部と、イントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、予測画像と予測誤差を加算し復号画像を生成する加算部とを備え、前記復号部は、符号化単位毎に変換をスキップするかを示す変換スキップフラグを復号する手段を備え、変換スキップフラグが変換をスキップすることを示す場合、予測画像に対するフィルタリングを伴う処理をオフにすることを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置において、前記予測画像に対するフィルタリングを伴う処理は生成した予測画像を補正するフィルタリング処理、予測モード、および、予測ブロックに隣接する参照領域と対象画素との距離に応じて参照画素値と予測画素値を重み付け加算することでイントラ予測画像を修正する処理、２枚の単予測画像を参照して重み付け加算によって生成されたインター予測画像に対して、２枚の参照ピクチャの対応する画素値の勾配から求めた補正項を加算する処理、隣接ブロックの動きパラメータを用いて生成される補間画像を参照して、対象ブロックの動きパラメータを用いて生成された補間画像を補正する処理、のいずれかを含むことを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置は、符号化データから変換係数と符号化パラメータを復号する復号部と、変換係数を逆変換し、予測誤差を導出する逆変換部と、イントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、予測画像と予測誤差を加算し復号画像を生成する加算部とを備え、前記復号部は、符号化単位毎に変換をスキップするかを示す変換スキップフラグを復号する手段を備え、変換スキップフラグが変換をスキップすることを示す場合、動きベクトルの精度を整数画素精度に設定することを特徴とする。

本発明の一態様に係る動画像復号装置は、符号化データから変換係数と符号化パラメータを復号する復号部と、変換係数を逆変換し、予測誤差を導出する逆変換部と、イントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、予測画像と予測誤差を加算し復号画像を生成する加算部とを備え、前記復号部は、符号化単位毎に変換をスキップするかを示す変換スキップフラグを復号する手段を備え、変換スキップフラグが変換をスキップすることを示す場合、イントラ予測画像生成時に予測ブロックに隣接する参照画素にかける参照画素フィルタをオフにすることを特徴とする。

〔応用例〕
上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置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およびGUIを含む）であってもよい。

まず、上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31を、動画像の送信及び受信に利用できることを、図2を参照して説明する。

図2(a)は、動画像符号化装置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。図に示すように、送信装置PROD_Aは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_A1と、符号化部PROD_A1が得た符号化データで搬送波を変調することによって変調信号を得る変調部PROD_A2と、変調部PROD_A2が得た変調信号を送信する送信部PROD_A3と、を備えている。上述した動画像符号化装置11は、この符号化部PROD_A1として利用される。

送信装置PROD_Aは、符号化部PROD_A1に入力する動画像の供給源として、動画像を撮像
するカメラPROD_A4、動画像を記録した記録媒体PROD_A5、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_A6、及び、画像を生成または加工する画像処理部Ａ７を更に備えていて
もよい。図においては、これら全てを送信装置PROD_Aが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。

なお、記録媒体PROD_A5は、符号化されていない動画像を記録したものであってもよい
し、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化された動画像を記録したものであってもよい。後者の場合、記録媒体PROD_A5と符号化部PROD_A1との間に、記録媒体PROD_A5から読み出した符号化データを記録用の符号化方式に従って復号する復号部（
不図示）を介在させるとよい。

図2(b)は、動画像復号装置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。図に示すように、受信装置PROD_Bは、変調信号を受信する受信部PROD_B1と、受信部PROD_B1が受信した変調信号を復調することによって符号化データを得る復調部PROD_B2と
、復調部PROD_B2が得た符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_B3と、を備えている。上述した動画像復号装置31は、この復号部PROD_B3として利用される
。

受信装置PROD_Bは、復号部PROD_B3が出力する動画像の供給先として、動画像を表示す
るディスプレイPROD_B4、動画像を記録するための記録媒体PROD_B5、及び、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_B6を更に備えていてもよい。図においては、これら全て
を受信装置PROD_Bが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。

なお、記録媒体PROD_B5は、符号化されていない動画像を記録するためのものであって
もよいし、伝送用の符号化方式とは異なる記録用の符号化方式で符号化されたものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_B3と記録媒体PROD_B5との間に、復号部PROD_B3から
取得した動画像を記録用の符号化方式に従って符号化する符号化部（不図示）を介在させるとよい。

なお、変調信号を伝送する伝送媒体は、無線であってもよいし、有線であってもよい。また、変調信号を伝送する伝送態様は、放送（ここでは、送信先が予め特定されていない送信態様を指す）であってもよいし、通信（ここでは、送信先が予め特定されている送信態様を指す）であってもよい。すなわち、変調信号の伝送は、無線放送、有線放送、無線通信、及び有線通信の何れによって実現してもよい。

例えば、地上デジタル放送の放送局（放送設備など）／受信局（テレビジョン受像機など）は、変調信号を無線放送で送受信する送信装置PROD_A／受信装置PROD_Bの一例である。また、ケーブルテレビ放送の放送局（放送設備など）／受信局（テレビジョン受像機など）は、変調信号を有線放送で送受信する送信装置PROD_A／受信装置PROD_Bの一例である。

また、インターネットを用いたVOD（Video On Demand）サービスや動画共有サービスなどのサーバ（ワークステーションなど）／クライアント（テレビジョン受像機、パーソナルコンピュータ、スマートフォンなど）は、変調信号を通信で送受信する送信装置PROD_A／受信装置PROD_Bの一例である（通常、ＬＡＮにおいては伝送媒体として無線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。

なお、動画共有サービスのクライアントは、サーバからダウンロードした符号化データを復号してディスプレイに表示する機能に加え、カメラで撮像した動画像を符号化してサーバにアップロードする機能を有している。すなわち、動画共有サービスのクライアントは、送信装置PROD_A及び受信装置PROD_Bの双方として機能する。

次に、上述した動画像符号化装置11及び動画像復号装置31を、動画像の記録及び再生に利用できることを、図3を参照して説明する。

図3(a)は、上述した動画像符号化装置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。図に示すように、記録装置PROD_Cは、動画像を符号化することによって符号化データを得る符号化部PROD_C1と、符号化部PROD_C1が得た符号化データを記録媒体PROD_Mに書き込む書込部PROD_C2と、を備えている。上述した動画像符号化装置11は、この
符号化部PROD_C1として利用される。

なお、記録媒体PROD_Mは、（１）HDD（Hard Disk Drive）やSSD(Solid State Drive)などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されるタイプのものであってもよいし、（２）SDメモリカードやUSB（Universal Serial Bus）フラッシュメモリなどのように、記録装置PROD_Cに接続されるタイプのものであってもよいし、（３）DVD（Digital Versatile Disc:登
録商標）やBD（Blu-ray Disc:登録商標）などのように、記録装置PROD_Cに内蔵されたド
ライブ装置（不図示）に装填されるものであってもよい。

また、記録装置PROD_Cは、符号化部PROD_C1に入力する動画像の供給源として、動画像
を撮像するカメラPROD_C3、動画像を外部から入力するための入力端子PROD_C4、動画像を受信するための受信部PROD_C5、及び、画像を生成または加工する画像処理部PROD_C6を更に備えていてもよい。図においては、これら全てを記録装置PROD_Cが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。

なお、受信部PROD_C5は、符号化されていない動画像を受信するものであってもよいし
、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを受信するものであってもよい。後者の場合、受信部PROD_C5と符号化部PROD_C1との間に、伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを復号する伝送用復号部（不図示）を介在させるとよい。

このような記録装置PROD_Cとしては、例えば、DVDレコーダ、BDレコーダ、HDD（Hard Disk Drive）レコーダなどが挙げられる（この場合、入力端子PROD_C4または受信部PROD_C
5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。

図3(b)は、上述した動画像復号装置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。図に示すように、再生装置PROD_Dは、記録媒体PROD_Mに書き込まれた符号化データを読み出す読出部PROD_D1と、読出部PROD_D1が読み出した符号化データを復号することによって動画像を得る復号部PROD_D2と、を備えている。上述した動画像復号装置31は
、この復号部PROD_D2として利用される。

なお、記録媒体PROD_Mは、（１）HDDやSSDなどのように、再生装置PROD_Dに内蔵されるタイプのものであってもよいし、（２）SDメモリカードやUSBフラッシュメモリなどのよ
うに、再生装置PROD_Dに接続されるタイプのものであってもよいし、（３）DVDやBDなど
のように、再生装置PROD_Dに内蔵されたドライブ装置（不図示）に装填されるものであってもよい。

また、再生装置PROD_Dは、復号部PROD_D2が出力する動画像の供給先として、動画像を
表示するディスプレイPROD_D3、動画像を外部に出力するための出力端子PROD_D4、及び、動画像を送信する送信部PROD_D5を更に備えていてもよい。図においては、これら全てを
再生装置PROD_Dが備えた構成を例示しているが、一部を省略しても構わない。

なお、送信部PROD_D5は、符号化されていない動画像を送信するものであってもよいし
、記録用の符号化方式とは異なる伝送用の符号化方式で符号化された符号化データを送信するものであってもよい。後者の場合、復号部PROD_D2と送信部PROD_D5との間に、動画像を伝送用の符号化方式で符号化する符号化部（不図示）を介在させるとよい。

このような再生装置PROD_Dとしては、例えば、DVDプレイヤ、BDプレイヤ、HDDプレイヤなどが挙げられる（この場合、テレビジョン受像機等が接続される出力端子PROD_D4が動
画像の主な供給先となる）。また、テレビジョン受像機（この場合、ディスプレイPROD_D3が動画像の主な供給先となる）、デジタルサイネージ（電子看板や電子掲示板等とも称
され、ディスプレイPROD_D3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。

（ハードウェア的実現およびソフトウェア的実現）
また、上述した動画像復号装置31および動画像符号化装置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。

後者の場合、上記各装置は、各機能を実現するプログラムの命令を実行するCPU、上記
プログラムを格納したROM（Read Only Memory）、上記プログラムを展開するRAM（Random
Access Memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えている。そして、本発明の実施形態の目的は、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。

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:登録商標）／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。

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。

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。

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動画像復号装置、および、画像データが符号化された符号化データを生成する動画像符号化装置に好適に適用することができる。また、動画像符号化装置によって生成され、動画像復号装置によって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。

31 画像復号装置
301 エントロピー復号部
302 パラメータ復号部
3020 ヘッダ復号部
3021 CT情報復号部
3022 CU復号部（予測モード復号部）
3024 TU復号部
305 ループフィルタ
306 参照ピクチャメモリ
307 予測パラメータメモリ
308 予測画像生成部
311 逆量子化・逆変換部
312 加算部
11 画像符号化装置
101 予測画像生成部
102 減算部
103 変換・量子化部
104 エントロピー符号化部
105 逆量子化・逆変換部
106 加算部
107 ループフィルタ
108 予測パラメータメモリ
109 参照ピクチャメモリ
110 符号化パラメータ決定部
111 パラメータ符号化部
1110 ヘッダ符号化部
1111 CT情報符号化部
1112 CU符号化部（予測モード符号化部）
1114 TU符号化部

Claims

符号化データから変換係数と符号化パラメータを復号する復号部と、
複数の垂直変換と水平変換から構成される１次元変換の種類を示す変換タイプに従って変換係数を逆変換し、予測誤差を導出する逆変換部と、
イントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、
予測画像と予測誤差を加算し復号画像を生成する加算部とを備え、
前記復号部は、
複数の変換を用いるか否かを示す変換フラグの復号判定（第１の判定）を行う手段と、
変換フラグを復号する手段と、
変換フラグから変換タイプを導出する第１の変換タイプ導出手段と、
変換の種類を示す変換インデックスの復号判定（第２の判定）を行う手段と、
水平変換インデックスと垂直変換インデックスを復号する手段と、
変換インデックスから変換タイプを導出する第２の変換タイプ導出手段と、
を備えることを特徴とする動画像復号装置。
第１の判定条件を満たさず変換フラグを復号しない場合、第１の変換タイプ導出手段は水平変換タイプ、垂直変換タイプともにDCT2であると推定することを特徴とする請求項１に記載の動画像復号装置。
符号化データから変換インデックスを復号するか否かを判定する第２の判定条件は、
動きベクトルが整数精度である条件を含むことを特徴とする請求項１に記載の動画像復号装置。
符号化データから変換インデックスを復号するか否かを判定する第２の判定条件は、
符号化単位のアスペクト比が所定の閾値以内、あるいは、分割タイプが３分木である条件を含むことを特徴とする請求項１に記載の動画像復号装置。
符号化データから変換フラグを復号するか否かを判定する第１の判定条件は、
サブブロック予測を示すフラグがサブブロック予測のオンオフを示す条件を含むことを特徴とする請求項１に記載の動画像復号装置。
符号化データから変換フラグを復号するか否かを判定する第１の判定条件は、
動きベクトルの精度を指定するモードが整数精度である条件を含むことを特徴とする請求項１に記載の動画像復号装置。
符号化データから変換フラグを復号するか否かを判定する第１の判定条件は、
対象ブロックの動き情報を復号するために参照するブロックを示すマージインデックスが所定の閾値以下である条件を含むことを特徴とする請求項１に記載の動画像復号装置。
符号化データから変換フラグを復号するか否かを判定する第１の判定条件は、
インター予測識別子が単予測を示す条件を含むことを特徴とする請求項１に記載の動画像復号装置。
第２の判定条件を満たさず変換インデックスを復号しない場合、第２の変換タイプ導出手段は水平変換タイプ、垂直変換タイプともにDCT2であると推定することを特徴とする請求項１に記載の動画像復号装置。
入力画像からイントラあるいはインター予測によって予測画像を生成する生成部と、
入力画像と予測画像から予測誤差を生成する減算部と、
複数の垂直変換と水平変換から構成される１次元変換の種類を示す変換タイプに従って予測誤差を変換し、変換を導出する変換部と、
変換係数と符号化パラメータを符号化する符号化部とを備え、
前記符号化部は、
複数の変換を用いるか否かを示す変換フラグの符号化判定（第１の判定）を行う手段と、
変換フラグを符号化する手段と、
変換フラグから変換タイプを導出する第１の変換タイプ導出手段と、
変換の種類を示す変換インデックスの符号化判定（第２の判定）を行う手段と、
水平変換インデックスと垂直変換インデックスを符号化する手段と、
変換インデックスから変換タイプを導出する第２の変換タイプ導出手段と、
を備えることを特徴とする動画像符号化装置。