JP2021150703A

JP2021150703A - 画像復号装置及び画像符号化装置

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Publication number: JP2021150703A
Application number: JP2020046125A
Authority: JP
Inventors: 知典橋本; Tomonori Hashimoto; 瑛一佐々木; Eiichi Sasaki; 知宏猪飼; Tomohiro Igai; 友子青野; Tomoko Aono
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2020-03-17
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-09-27

Abstract

【課題】変換スキップとサインハイディング、依存量子化の組み合わせを取り除くことができ、実装コストを軽減する効果を奏する画像復号装置及び画像符号化装置を提供する。【解決手段】符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグを復号するヘッダ復号部と、TUブロック内の変換係数の復号開始位置であるLAST位置を符号化するRRCモードもしくは上記LAST位置を符号化しないTSRCモードで、変換係数を復号するTU復号部を備える画像復号装置であって、上記TU復号部は、変換スキップの変換係数がTSRCモードで復号される場合、RRCモードにおいて依存量子化を行い、変換スキップの変換係数がRRCモードで復号される場合、RRCモードにおいて依存量子化を行わない。【選択図】図14b

Description

本発明の実施形態は、画像復号装置及び画像符号化装置に関する。

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

具体的な画像符号化方式としては、例えば、H.264/AVCやHEVC（High-Efficiency Video
Coding）方式等が挙げられる。

このような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」又は「残差画像」と呼ぶこともある）が符号化される。予測画像の生成方法としては、画面間予測（インター予測）、及び、画面内予測（イントラ予測）が挙げられる。

また、近年の画像符号化及び復号技術として非特許文献１が挙げられる。非特許文献１には、符号化効率を高めるため、予測誤差に関する量子化変換係数を逆量子化して算出される変換係数について、一部の変換係数の正または負の符号を符号化せず推定する技術である「サインハイディング（Sign Data Hiding, SDH）」が開示されている。また、異なるレベルを持つ２つの量子化器を切り替えて量子化、逆量子化を行う「依存量子化(Dependent Quantization, DQ)」が開示されている。

一方、医療や美術品等において映像を使用する用途では、符号化による劣化が全くない、あるいは、ほとんどない復号画像が必要とされる場合がある。このようなロスレス、あるいは、ニアロスレスを実現するために、符号化（復号）において、変換（逆変換）や量子化（逆量子化）を用いない技術が開示されている。これらの技術の一つは「変換スキップ（Transform Skip, TS）」と呼ばれる。変換スキップも変換の一つ（Identical Transform）であると見なし、変換スキップであるか否かを、変換のタイプとして符号化する。また、変換スキップにおいて、通常の予測誤差の符号化（Regular Residual Coding, RRC）とは異なる符号化を行う「変換スキップ予測誤差符号化、（Transform Skip Residual Coding, TSRC）」も知られている。

"Versatile Video Coding (Draft 8)", JVET-Q2001, Joint Video Exploration Team (JVET) of ITU-T SG 16 WP 3 and ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11, 7-17 January 2020

非特許文献１の技術では、変換スキップ、ブロック単位差分パルス符号変調（BDPCM）、サインハイディング、依存量子化、変換スキップ予測誤差量子化(TSRC)、通常の予測誤差の符号化（RRC）の組み合わせとして、変換スキップ予測誤差量子化(TSRC)において、サインハイディング、依存量子化を行わない。それにより、変換スキップ、サインハイディング、依存量子化を排他としている。しかしながら、通常の予測誤差の符号化において、ブロック単位差分パルス符号変調、変換スキップとサインハイディング、依存量子化の組み合わせがあるために、依然として画像復号装置、および、画像符号化装置が複雑である、という課題があった。特に、効果の小さい組み合わせを実現するハードウェア、ソフトウェアの実装はコスト増加に見合わないという課題がある。

上記課題を解決するために、
本発明の一態様に係る画像復号装置は、
符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを復号するヘッダ復号部と、TUブロック内の変換係数の復号開始位置であるLAST位置を符号化するRRCモードもしくは上記LAST位置を符号化しないTSRCモードで、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、変換スキップの変換係数がTSRCモードで復号される場合（slice_ts_residual_coding_disabled_flag=0）には、RRCモードにおいて依存量子化を行い、変換スキップの変換係数がRRCモードで復号される場合(slice_ts_residual_coding_disabled_flag=1)には、RRCモードにおいて依存量子化を行わないことを特徴とする。

符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを復号するヘッダ復号部と、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが0の場合に依存量子化を行い、変換係数を復号し、
それ以外の場合、ph_dep_quant_enabled_flagが0もしくはslice_ts_residual_coding_disabled_flagが1の場合には依存量子化を行わずに、変換係数を復号することを特徴とする。

符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、サインハイディングが利用可能か否かを示すフラグpic_sign_data_hiding_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを復号するヘッダ復号部と、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、または、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが0、または、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが1であるときに、サインハイディングを行わないことを特徴とする。
このような構成をとることで、変換スキップとサインハイディング、依存量子化の組み合わせを取り除くことができ、ハードウェア、ソフトウェアの実装コストを軽減する効果を奏する。

以上の構成によれば、上記問題の何れかの解決を図ることができる。

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、及び、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。PROD_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、PROD_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、及び、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。PROD_Cは動画像符号化装置を搭載した記録装置を示しており、PROD_D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。 TU復号部の構成を示す概略図である。量子化変換係数に関するシンタックス要素を示す図である。量子化変換係数に関するシンタックス要素を示す図である。 RRCに関するシンタックス表である。 RRCに関するシンタックス表である。 RRCに関するシンタックス表である。 TSRCに関するシンタックス表である。 TSRCに関するシンタックス表である。本実施形態に係るスライスヘッダに関するシンタックス表である。本実施形態に係るRRCに関するシンタックス表である。本実施形態に係るRRCに関するシンタックス表である。本実施形態に係るRRCに関するシンタックス表である。本実施形態に係るRRCに関するシンタックス表である。本実施形態に係るRRCに関するシンタックス表である。本実施形態に係るRRCに関するシンタックス表である。本実施形態に係るRRCに関するシンタックス表である。本実施形態に係るRRCに関するシンタックス表である。本実施形態に係るRRCに関するシンタックス表である。動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係るTSとDQの排他処理を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係るTSとSDHの排他処理を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係るBDPCMとDQの排他処理を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係るBDPCMとSDHの排他処理を示すフローチャートである。

〔実施形態1〕
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

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）又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よい。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よい。

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又は複数の復号画像Tdを生成する。

画像表示装置41は、動画像復号装置31が生成した１又は複数の復号画像Tdの全部又は一部を表示する。画像表示装置41は、例えば、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（Electro-luminescence）ディスプレイ等の表示デバイスを備える。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以下の最小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及び動画像復号装置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、及びシーケンスを構成する複数のピクチャを含む。図4には、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が示されている。

（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の符号化ビデオシーケンスに示すように、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）、ピクチャヘッダ（picture header）、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画像において、複数の画像に共通する符号化パラメータの集合及び画像に含まれる複数のレイヤ及び個々のレイヤに関連する符号化パラメータの集合が規定されている。

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）及びスケーリングリスト（量子化マトリックス）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。

ピクチャヘッダでは、１枚の符号化ピクチャに含まれる全てのスライスに共通の符号化パラメータが定義される。例えばPOC（Picture Order Count）や分割に関する符号化パラメータが含まれる。

（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の符号化ピクチャに示すように、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の符号化スライスに示すように、スライスヘッダ、及び、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、又は、イントラ予測を用いるＰスライス、（３）符号化の際に単方向予測、双方向予測、又は、イントラ予測を用いるＢスライス等が挙げられる。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）を含んでいてもよい。

（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の符号化スライスヘッダに示すように、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64x64）のブロックであり、最大符号化単位（LCU:Largest Coding Unit）と呼ぶこともある。

（符号化ツリーユニット）
図4の符号化ツリーユニットには、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分割フラグを含む。図5に分割の例を示す。

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。

（符号化ユニット）
図4の符号化ユニットに示すように、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。例えばCUが8x8、サブCUが4x4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CuPredMode）は、イントラ予測(MODE_INTRA)と、インター予測(MODE_INTER)の2つを少なくとも備える。さらにイントラブロツクコピー予測(MODE_IBC)を備えても良い。イントラ予測、イントラブロツクコピー予測は、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4x4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。

（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等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、符号化データから、変換スキップフラグtransform_skip_flagとQP更新情報（量子化補正値）と量子化変換係数（residual_coding）を復号する。

TU復号部3024は、変換ユニットのサイズ（tbWidthとtbHeight）が所定の最大サイズ以下である場合（tbWidth<=MaxTsSize && tbHeight<=MaxTsSize）、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]を復号する。TU復号部3024は、後述するBdpcmFlag[x0][y0][cIdx]が0の場合（!BdpcmFlag）にのみ、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]を復号してもよい。また、イントラサブパーティション予測が利用されず（IntraSubPartitionsSplitType==ISP_NO_SPLIT)、かつ、サブブロック変換が利用されない（!cu_sbt_flag）場合だけ、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]を復号してもよい。transform_skip_flagが現れない場合、TU復号部3024は、以下のようにしてtransform_skip_flagを導出してもよい。

BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]が１の場合、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]は１、それ以外（BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]が０の場合）、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]を０にセットする。つまり、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]にBdpcmFlag[x0][y0][cIdx]をセットする。

TU復号部3024は、TUに予測誤差が含まれている場合（例えば、tu_cbf_luma[x0][y0]が１の場合）、符号化データからQP更新情報と量子化変換係数を復号する。量子化変換係数の導出では複数のモード（例えばRRCモードとTSRCモード）を備えてもよい。具体的には、変換を用いる通常の予測誤差の導出(RRC:Regular Residual Coding)と、変換を用いない変換スキップモードでの予測誤差の導出(TSRC:Transform Skip Residual Coding)とで、異なる処理を実施してもよい。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。

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）をパースする。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、予め定められた表、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。前者の例としてCABAC（Context Adaptive Binary Arithmetic Coding）が挙げられる。パースされた符号には、予測画像を生成するための予測情報及び、差分画像を生成するための予測誤差等がある。

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CuPredMode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、SEI、PH等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。また、CU復号部3022は、符号化データからCU単位で量子化パラメータの差分CuQpDeltaValを復号し、量子化パラメータを導出する。

（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更新情報と量子化変換係数を復号する。

（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）加算部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 (Sample Adaptive Filter)、ALF (AdaptiveLoopFilter)等のループフィルタをかけ、復号画像を生成する。

（量子化変換係数の導出、残差符号化）
ロスレス符号化や原画の画素間相関が小さい時には、変換を実施しない方が、符号化効率は高い場合がある。変換を実施しない技術を変換スキップ（Transform Skip）と称す。変換スキップは、Identical Transformとも呼ばれ、量子化パラメータに応じた変換係数のスケーリングのみを行う。変換スキップであるかはシンタックス要素transform_skip_flagを用いて通知される。transform_skip_flagは、Y, Cb, Crの各色コンポーネント(cIdx)ごとに通知されてもよい。

変換を用いる通常の予測誤差の導出(RRC:Regular Residual Coding)と、変換スキップモードでの予測誤差の導出(TSRC:Transform Skip Residual Coding)とでは、予測誤差の符号化方法も復号方法も異なる。

図8はTU復号部3024のブロック図であり、RRC部30241とTSRC部30242が含まれる。RRC部30241は変換を用いる通常の予測誤差を導出する処理部であり、TSRC部30242は変換スキップモードでの予測誤差を導出する処理部である。

図9(a)sps_transform_skip_enabled_flagは、各TUでtransform_skip_flagが通知されるか否かを示すフラグである。sps_transform_skip_enabled_flag=1は、各TUでtransform_skip_flagが通知されることを示す。sps_transform_skip_enabled_flag=0は、各TUでtransform_skip_flagが通知されないことを示す。sps_transform_skip_enabled_flagが通知されない場合、0と推定される。

同図のsps_bdpcm_enabled_flagは、各CUでintra_bdpcm_luma_flagとintra_bdpcm_chroma_flagが通知されるか否かを示すフラグである。sps_bdpcm_enabled_flag=1は、各CUでintra_bdpcm_luma_flagとintra_bdpcm_chroma_flagが通知されることを示す。sps_bdpcm_enabled_flag=0は、各CUでintra_bdpcm_luma_flagとintra_bdpcm_chroma_flagが通知されないことを示す。sps_bdpcm_enabled_flagが通知されない場合、0と推定される。

同図のmin_qp_prime_ts_minus4は、変換スキップモードにおける最小の量子化パラメータQpPrimeTsMinを導出するためのパラメータである。QpPrimeTsMinは4+min_qp_prime_ts_minus4で導出される。

図10(b)のintra_bdpcm_luma_flagは、左上座標(x0,y0)の対象輝度ブロックにBDPCM（Block-based Delta Pulse Code Modulation、ブロック単位差分パルス符号変調）が適用されるか否かを示す。intra_bdpcm_luma_flag=1は、対象輝度ブロックにBDPCMが適用されることを示し、変換はスキップされる。イントラ輝度予測モードは、intra_bdpcm_luma_dir_flagによって規定される。intra_bdpcm_luma_flag=0は、対象輝度ブロックにおいて、BDPCMが適用されないことを示す。intra_bdpcm_luma_flagが通知されない場合、0と推定される。また、対象CUの内の位置(x,y)に対して、変数BdpcmFlag[x][y][cIdx]にintra_bdpcm_luma_flagの値が設定される。BdpcmFlag[x][y][cIdx]は、位置(x,y)でBDPCMが適用されるか否かを示す。このとき、x=x0..x0+cbWidth-1、y=y0..y0+cbHeight-1、cIdx=0(輝度)である。

同図のintra_bdpcm_luma_dir_flagが0のとき、BDPCMの予測方向は水平方向であることを示す。intra_bdpcm_luma_dir_flagが1のとき、BDPCMの予測方向は垂直方向であることを示す。

同図のintra_bdpcm_chroma_flagは、左上座標(x0,y0)の対象色差ブロックにBDPCMが適用されるか否かを示す。intra_bdpcm_chroma_flag=1は、BDPCMが適用されることを示し、変換はスキップされる。イントラ色差予測モードは、intra_bdpcm_chroma_dir_flagによって規定される。intra_bdpcm_chroma_flag=0は、対象色差ブロックにおいて、BDPCMが適
用されないことを示す。intra_bdpcm_chroma_flagが通知されない場合、0と推定される。また、BdpcmFlag[x][y][cIdx]にintra_bdpcm_chroma_flagの値が設定される。このとき、x=x0..x0+cbWidth-1、y=y0..y0+cbHeight-1、cIdx=1..2(色差)である。

同図のintra_bdpcm_chroma_dir_flagが0のとき、ブロック単位差分パルス符号変調の予測方向は水平方向であることを示す。intra_bdpcm_chroma_dir_flagが1のとき、BDPCMの予測方向は垂直方向であることを示す。

図10(c)のtransform_skip_flag[x0][y0][cIdx]は、左上座標が(x0,y0)、色成分がcIdxのブロックにおいて、変換が適用されるか否かを示す。transform_skip_flag=1（変換スキップモード）の場合、このブロックには変換は適用されない。transform_skip_flag=0の場合、このブロックに変換が適用されるか否かは他のパラメータに依存する。transform_skip_flagが通知されない場合、BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]が1のとき、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]は1と推定され、BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]が0のとき、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]は0と推定される。つまり下式のように推定される。

transform_skip_flag[x0][y0][cIdx] = BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]
図11と図12はRRCおよびTSRCでの変換係数(予測誤差)の符号化方法を示すシンタックスである。

（BDPCM）
BDPCMは、イントラ予測において、残差の差分予測を用いるモードでもあり、特にスクリーンコンテンツを効率的に符号化することができる。

BDPCMでは、モード数の制限されたイントラ予測モードを用いたイントラ予測を行う。特に左からの予測もしくは上からの予測の２つのイントラ予測モードを用いてもよい。

CU復号部3022（予測モード復号部）は、BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]に応じて、対象ブロックのイントラ予測モードIntraPredModeY[ xCb ][ yCb ]を導出する。例えば、左側および上側からの予測を用いる場合、
IntraPredModeY[xCb][yCb] = BdpcmDir[xCb][yCb][0] ? INTRA_ANGULAR50 : INTRA_ANGULAR18
BdpcmDir==１のときは対象ブロックの上に隣接する画素を用いて直上から予測する垂直方向予測INTRA_ANGULAR50を用い、BdpcmDir==１のときは対象ブロックの左に隣接する画素を用いて直左から予測する水平方向予測INTRA_ANGULAR18を用いる。

予測画像生成部308は、IntraPredModeY[xCb][yCb]を用いて、予測画像を導出する。

BDPCMでは、後述のRRC部もしくはTSRC部で、復号した残差係数dz[][]に対して、BdpcmDir[xTbY][yYbY][cIdx]に応じて以下の処理を行い、残差画像のd[][]を導出する。

BdpcmDir[xTbY][yYbY][cIdx]が0の場合（かつxが0より大きい場合）、以下の処理を行う。つまり、水平方向に隣接する位置(x-1,y)の残差係数に(x,y)の残差係数dzを加算して、残差画像d[][]を導出する。

dz[x][y] = Clip3(CoeffMin, CoeffMax, dz[x-1][y] + dz[x][y]) ＜式DZ_BDPCM_1＞
それ以外、BdpcmDir[xTbY][yYbY][cIdx]が0の場合（かつyが0より大きい場合）、以下の処理を行う。つまり、垂直方向に隣接する位置(x,y-1)の残差係数に (x,y)の残差係数dzを加算して、残差画像d[][]を導出する。

dz[x][y] = Clip3(CoeffMin, CoeffMax, dz[x1][y-1] + dz[x][y]) ＜式DZ_BDPCM_2＞
以上により、BDPCMでは、残差信号に対しさらに差分をとった残差係数dz[][]から、d[][]を復号する。これにより、一定の傾き、もしくは、ほぼ一定の傾きで変化する領域において、効率的に残差を復号化することができる。

（RRC部、RRCモード）
変換スキップしない通常の予測誤差符号化方法(図11)において、RRC部30241は、LAST位置を示すシンタックス要素(図示しない)を復号し、LAST位置(LastSignificantCoeffX, LastSignificantCoeffY)を導出する。LAST位置は、TUの変換係数を低周波数成分から高周波数成分の方向にスキャンする場合の最後の非ゼロ係数の位置である。高周波数成分から順に変換係数を符号化、復号する場合、LAST位置は最初に復号する量子化変換係数の位置を示す。次に、RRC部30241は、LAST位置を参照してcoded_sub_block_flagを復号する。coded_sub_block_flagは、サブブロックに非ゼロ係数が含まれるか否かを示すフラグである。サブブロックはTUを4x4単位に分割した領域である。coded_sub_block_flag=1(サブブロックに非ゼロ係数が含まれる)であれば、RRC部30241はsig_coeff_flagを復号する。sig_coeff_flagは係数値が非ゼロか否かを示すフラグである。sig_coeff_flag=1(係数値は非ゼロ)であれば、RRC部30241はabs_level_gtx_flag、par_level_flag、abs_remainder、dec_abs_levelを復号する。これらは係数の絶対値を示すシンタックス要素である。RRC部30241はこれらのシンタックス要素から係数の絶対値を導出する。また、RRC部30241はsignHidden（後述）、係数の絶対値と位置を参照してcoeff_sign_flagが通知されているか否かを判断し、通知されているならばcoeff_sign_flagを復号する。coeff_sign_flag[n]はスキャン位置nの量子化変換係数値の符号を示すフラグである。RRC部30241は係数の絶対値とcoeff_sign_flagから係数値を導出する。

上記のように、RRC部30241は、TUのサブブロックにおいてLAST位置を復号化することが特徴である。

変換を実施しない場合(変換スキップモード)の予測誤差符号化方法(図12)において、TSRC部30242は、各サブブロックのcoded_sub_block_flagを復号する。coded_sub_block_flag=1(サブブロックに非ゼロ係数が含まれる)であれば、TSRC部30242は、サブブロック内の位置(xC, xC)の変換係数のsig_coeff_flag[xC][yC]を復号する。sig_coeff_flag=1(係数値は非ゼロ)であれば、TSRC部30242はcoeff_sign_flag、abs_level_gtx_flag、par_level_flag、abs_remainderを復号する。これらは係数の絶対値を示すシンタックス要素である。TSRC部30242はこれらのシンタックス要素から係数の絶対値を導出する。

上記のように、TSRC部30242は、TUのサブブロックにおいてLAST位置を復号化しないことが特徴である。

（量子化変換係数の導出、Sign Data Hiding）
非ゼロの量子化変換係数の正負は、係数毎に通知されたフラグから導出する以外に、他のパラメータを参照して係数値の正負を推定してもよい（サインハイディング）。図9(a)のsps_sign_data_hiding_enabled_flagは、あるSPSを参照するピクチャにおいて、係数の符号ビットの推定が可能か否かを示すフラグである。sps_sign_data_hiding_enabled_flag=0は、符号ビットの推定が不可であることを示す。sps_sign_data_hiding_enabled_flag=1は、符号ビットの推定が可能であってもよいことを示す。sps_sign_data_hiding_enabled_flagが通知されない場合、0と推定される。

図9(b)のpic_sign_data_hiding_enabled_flagは、現ピクチャにおいて、量子化変換係数の符号ビットの推定が可能か否かを示すフラグである。pic_sign_data_hiding_enabled
_flag=0は、符号ビットの推定が不可であることを示す。pic_sign_data_hiding_enabled_flag=1は、符号ビットの推定が可能であってもよいことを示す。pic_sign_data_hiding_enabled_flagが通知されない場合、0と推定される。

図11のcoeff_sign_flag[n]はスキャン位置nの量子化変換係数値の符号を示すフラグである。coeff_sign_flag[n]=0の場合、係数値は正値である。そうでない場合(coeff_sign_flag[n]=1)、係数値は負値である。coeff_sign_flag[n]が通知されない場合、0と推定される。

RRC部30241では、特定の変換係数の符号(＋あるいは−)を推定で導出するか否かを示すフラグsignHiddenを導出する。例えば、下記式のようにRRC部30241は、pic_sign_data_hiding_enabled_flag、ph_dep_quant_enabled_flag(後述)、非ゼロ係数の分布を参照してsignHiddenを導出する。非ゼロ係数の分布とは、例えば、firstSigScanPosSbとlastSigScanPosSbの差分値であってもよい。この差分値が特定値より大きければ、RRC部30241はSignHiddenを1にセットし、そうでなければ、SignHiddenを0にセットしてもよい。特定値は例えば3であってもよい。

if(ph_dep_quant_enabled_flag || !pic_sign_data_hiding_enabled_flag)
signHidden = 0
else
signHidden = (lastSigScanPosSb - firstSigScanPosSb > 3 ? 1 : 0)
ここでlastSigScanPosSbはサブブロック内で最後に位置する高周波数側の変換係数の位置（最初に復号される変換係数の位置）、firstSigScanPosSbは、サブブロック内で、最初に位置する低周波数側の変換係数の位置である。

図11に示すように、係数値が非ゼロ(AbsLevel[xC][yC]>0)、かつ、以下の条件のいずれかを満たすとき、coeff_sign_flagが通知され、RRC部30241はcoeff_sign_flagを復号し、係数の符号を導出する。
・signHiddenが0。
・係数がサブブロック内で最後に復号された位置でない(n != firstSigScanPosSb)。
そうでなければ（係数値がゼロ、または、signHiddenが非0、かつ、係数位置がサブブロック内で最後に復号された位置にある場合）、coeff_sign_flagは通知されない。そして、RRC部30241は、当該係数の符号をsumAbsLevelが奇数か偶数かに応じて決定する（SYN1102）。sumAbsLevelは、サブブロック内で既に復号した変換係数の絶対値の和である。具体的には、(sumAbsLevel%2)==1が真の場合に、係数の符号を負と推定する。

（量子化変換係数の導出、依存量子化）
量子化方法として、スカラー量子化と依存量子化の２つの方法を備える。逆量子化・逆変換部311は、変換係数を逆量子化する。依存量子化の場合には、さらにRRC部30241においても逆量子化処理の一部を行ってもよい。

逆量子化・逆変換部311は、以下のように、量子化パラメータqPと、rectNonTsFlag、量子化マトリックスm[][]の値に応じて、線形スケール値ls[x][y]を導出する。逆量子化・逆変換部311は、依存量子化が有効で、かつ、変換スキップが無効の場合と、それ以外とでls[][]の導出方法を切り替える。

if (ph_dep_quant_enabled_flag && !transform_skip_flag)
ls[x][y] = (m[x][y]*levelScale[rectNonTsFlag][(qP+1)%6]) << ((qP+1)/6)
else
ls[x][y] = (m[x][y]*levelScale[rectNonTsFlag][qP%6]) << (qP/6)
rectNonTsFlag = (transform_skip_flag==0 && (((Log2(nTbW)+Log2(nTbH)) & 1)==1))
? 1 : 0
bdShift = transform_skip_flag==1 ? 10 : BitDepth+rectNonTsFlag+((Log2(nTbW)+Log2(nTbH))/2)-5+ph_dep_quant_enabled_flag
まず、スカラー量子化が有効である場合、量子化変換係数と量子化パラメータから一意に変換係数を導出する。例えば図11、あるいは、図12では以下で変換係数値dを導出する。

TransCoeffLevel[x0][y0][cIdx][xC][yC] = AbsLevel[xC][yC] * (1-2*coeff_sign_flag[n])
＜式TC_REGULAR＞
dz[xC][yC] = TransCoeffLevel[x0][y0][cIdx][xC][yC]
BdpcmFlagが1のとき、＜式DZ_BDPCM_1＞または＜式DZ_BDPCM_2＞でdzを更新する。

dnc[xC][yC] = (dz[xC][yC]*ls[xC][yC]+((1<<bdShift)>>1)) >> bdShift
d[xC][yC] = Clip3( CoeffMin, CoeffMax, dnc[xC][yC] )
ここでAbsLevelは量子化変換係数値、ls,bdShiftは量子化パラメータqPから導出されるパラメータである。また、CoeffMin = -( 1 << 15 )、CoeffMax = ( 1 << 15 ) - 1。

一方、図11に示すように、依存量子化は異なるレベルを持つ２つの量子化器を備える。量子化変換係数の中間値(AbsLevelPass1、AbsLevel)のパリティを用いて、４つの状態QStateを切り替える。そして、QStateに応じて量子化・逆量子化する。なお、量子化パラメータを用いた量子化・逆量子化（スケーリング）は別途行われる。

QState = QStateTransTable[QState][AbsLevelPass1[xC][yC] & 1]
TransCoeffLevel[x0][y0][cIdx][xC][yC] = (2*AbsLevel[xC][yC]-(QState>1 ? 1 : 0)) * (1-2*coeff_sign_flag[n]) ＜式TC_DQ＞
dz[xC][yC] = TransCoeffLevel[x0][y0][cIdx][xC][yC]
BdpcmFlagが1のとき、＜式DZ_BDPCM_1＞または＜式DZ_BDPCM_2＞でdzを更新する。

dnc[xC][yC] = (dz[xC][yC]*ls[xC][yC]+((1<<bdShift)>>1)) >> bdShift
d[xC][yC] = Clip3( CoeffMin, CoeffMax, dnc[xC][yC] )
ここで、QStateは状態、QStateTransTable[][]は状態遷移に用いるテーブルで、例えばQStateTransTable[][]={{0,2},{2,0},{1,3},{3,1}}である。

QStateは、QStateTransTable[][]を用いずに以下の式で導出してもよい。
QState =（32040 >>（（QState << 2）+（（AbsLevelPass1[xC][yC] & 1）<< 1）））&
3
QStateの値により、AbsLevelが同じでも異なるTransCoeffLevel(あるいはd)が導出される。QStateは１つ前に復号した量子化変換係数値を参照して導出されるので、一般的なスカラー(逆)量子化に比べ、係数間の相関を利用した符号化効率の良い(逆)量子化ができる。

図9(b)のsps_dep_quant_enabled_flagは、あるSPSを参照するピクチャにおいて、依存量子化(dependent quantization)が可能か否かを示すフラグである。sps_dep_quant_enabled_flag=0は、依存変換が不可であることを示す。sps_dep_quant_enabled_flag=1は、依存量子化が可能であってもよいことを示す。

同図のph_dep_quant_enabled_flagは、現ピクチャで依存量子化が可能か否かを示すフラグである。ph_dep_quant_enabled_flag=0は、依存変換が不可であることを示す。ph_de
p_quant_enabled_flag=1は、依存量子化が可能であることを示す。ph_dep_quant_enabled_flagが通知されない場合、0と推定される。

通常の予測誤差符号化方法(RRC)では、非ゼロ変換係数が低周波数成分の一部の領域に集中する場合に適するように、LAST位置と呼ばれる非ゼロ変換係数の復号開始位置を符号化し、LAST位置より低周波数成分側をスキャンして量子化変換係数を復号する。また、サインハイディングや依存量子化を使用するため、RRC部30241はこれらの処理に必要となる変換係数の絶対値和や、依存量子化の状態(QState)などのパラメータを導出する。一方、変換スキップモードを用いる予測誤差符号化(TSRC)では、非ゼロ変換係数が一部の領域に集中しないため、LAST位置を符号化せず、ブロック全体をスキャンして量子化変換係数を復号する。また、サインハイディングや依存量子化は使用せず、TSRC部30242はこれらの処理に必要な上記パラメータを導出しない。

ところで、変換スキップモードの場合でも、通常の予測誤差の符号化方法を用いる方が符号化効率が良い場合がある。そのような場合のために、通常の予測誤差を変換スキップモードの場合に利用してもよい。例えば、図10(a)に示すslice_ts_residual_coding_disabled_flagを通知してもよい。

slice_ts_residual_coding_disabled_flagは、現スライスにおいて変換スキップが適用されるブロック（変換スキップブロック）の予測誤差の復号に、TSRCモードであるresidual_ts_coding()が使われるか否かを示す。slice_ts_residual_coding_disabled_flag=1は、変換スキップブロックの予測誤差のパースにRRCモードであるresidual_coding()が使用されることを示す。slice_ts_residual_coding_disabled_flag=0は、変換スキップブロックの予測誤差のパースにresidual_ts_coding()が使用されることを示す。slice_ts_residual_coding_disabled_flagが通知されない場合、0と推定される。

図10(b)に示すように、!transform_skip_flag[x0][y0][0] || slice_ts_residual_coding_disabled_flagの場合、RRC部30241で処理してもよい。それ以外の場合、TSRC部30242で処理してもよい。つまり、transform_skip_flagが0の場合に加え、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが0でない場合にもRRCで変換係数(予測誤差)を通知してもよい。

slice_ts_residual_coding_disabled_flagを参照することにより、変換スキップモードの場合でも、通常の予測誤差の符号化方法(RRCモード)を用いることができる。
（実施形態２）
slice_ts_residual_coding_disabled_flagは、図13に示すように、sps_transform_skip_enabled_flagを参照し、sps_transform_skip_enabled_flag=1のときに、slice_ts_residual_coding_disabled_flagを通知するようにしてもよい。slice_ts_residual_coding_disabled_flagが通知されない場合、0と推定してもよい。slice_ts_residual_coding_disabled_flagは、現スライスにおいて変換スキップが適用されるブロックの予測誤差の復号にTSRCモードが使われるか否かを示すフラグである。従って、SPSにおいて変換スキップモードが使用されないことが通知された場合、TSRCモードは使用されず、slice_ts_residual_coding_disabled_flagを通知する必要がない。よって、符号量を減らすことが可能であり、符号化効率を向上させる効果を奏する。
（実施形態３）
変換スキップと依存量子化、また、サインハイディングと依存量子化を排他的に動作させることで、ハードウェア、ソフトウェアの実装コストを軽減することが可能である。

図14に示すように、RRC部30241は、slice_ts_residual_coding_disabled_flagを参照して依存量子化の４つの状態QStateを切り替えてもよい（SYN1401、SYN1402、SYN1404、SYN1405）。具体的には、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、slice_ts_residual_coding
_disabled_flagが0の場合に、QStateを更新する（SYN1401、SYN1402）。逆に、ph_dep_quant_enabled_flagが0、もしくは、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが1の場合には、QStateの更新を行わない。これにより、変換スキップの量子化変換係数もRRCモードで復号することができる。従って、変換スキップが有効となっている場合であっても、slice_ts_residual_coding_disabled_flag=1であれば、RRC部30241は依存量子化を行わない。上記条件によって、変換スキップと依存量子化を排他的に動作させることが可能である。

または、QStateTransTable[][]を用いずQStateを更新する場合において、変数stateValを用いてもよい。

stateVal = (ph_dep_quant_enabled_flag && !slice_ts_residual_coding_disabled_flag) ? 32040 : 0
QState =（stateVal >>（（QState << 2）+（（AbsLevelPass1[xC][yC] & 1）<< 1）））& 3
stateValが0のとき、QStateは常に0となり、依存量子化を行わないことを意味するため、変換スキップと依存量子化を排他的に動作させることが可能である。

また、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが0の場合には、RRC部30241及び逆変換・逆量子化部は以下の処理を行う。

TransCoeffLevel[x0][y0][cIdx][xC][yC] = (2*AbsLevel[xC][yC]-(QState>1 ? 1 : 0)) * (1-2*coeff_sign_flag[n]) ＜式TC_DQ＞
ls[x][y] = (m[x][y]*levelScale[rectNonTsFlag][(qP+1)%6]) << ((qP+1)/6) ＜式LS_DQ＞
dz[xC][yC] = TransCoeffLevel[x0][y0][cIdx][xC][yC]
dnc[xC][yC] = (dz[xC][yC]*ls[xC][yC]+((1<<bdShift)>>1)) >> bdShift
d[xC][yC] = Clip3( CoeffMin, CoeffMax, dnc[xC][yC] )
それ以外の場合には、RRC部30241及び逆変換・逆量子化部は以下の処理を行う。

TransCoeffLevel[x0][y0][cIdx][xC][yC] = AbsLevel[xC][yC] * (1-2*coeff_sign_flag[n]) ＜式TC_REGULAR＞
ls[x][y] = (m[x][y]*levelScale[rectNonTsFlag][qP%6]) << (qP/6) ＜式LS_REGULAR＞
dz[xC][yC] = TransCoeffLevel[x0][y0][cIdx][xC][yC]
BdpcmFlagが1のとき、＜式DZ_BDPCM_1＞または＜式DZ_BDPCM_2＞でdzを更新する。

dnc[xC][yC] = (dz[xC][yC]*ls[xC][yC]+((1<<bdShift)>>1)) >> bdShift
d[xC][yC] = Clip3( CoeffMin, CoeffMax, dnc[xC][yC] )
また図14に示すように、サインハイディングを適用するかを決定するsignHiddenの値の導出に、slice_ts_residual_coding_disabled_flagを用いてもよい（SYN1403）。具体的には、ph_dep_quant_enabled_flagが1、または、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが0、または、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが1の場合に、signHiddenを0にセットする。

if(ph_dep_quant_enabled_flag || !pic_sign_data_hiding_enabled_flag || slice_ts_residual_coding_disabled_flag)
signHidden = 0
else
signHidden = (lastSigScanPosSb-firstSigScanPosSb>3 ? 1 : 0)
このようにすることで、ph_dep_quant_enabled_flagが0、かつ、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが1、かつ、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが0の時に、非ゼロ係数の分布に応じてサインハイディングを行うことになる。非ゼロ係数の分布とは、例えば、firstSigScanPosSbとlastSigScanPosSbの差分値である。従って、変換スキップとサインハイディングを排他的に動作させることが可能である。

（TSとDQの排他）
また、RRC部30241は、slice_ts_residual_coding_disabled_flagを用いる代わりに、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]を用いて、変換スキップとサインハイディング、依存量子化を排他的に動作させてもよい。

図15に示すように、RRC部30241は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]が0の場合に、QStateを更新する。そうではなく、ph_dep_quant_enabled_flagが0、もしくは、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]が1の場合には、QStateを更新しない。このように、RRC部30241は変換スキップが有効な場合、依存量子化を行わない（SYN1501、SYN1502、SYN1504）。

また、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]が0の場合には、RRC部30241及び逆変換・逆量子化部は以下の処理を行う。

dnc[xC][yC] = (dz[xC][yC]*ls[xC][yC]+((1<<bdShift)>>1)) >> bdShift
d[xC][yC] = Clip3( CoeffMin, CoeffMax, dnc[xC][yC] )
図18は、本発明の実施形態に係る変換スキップと依存量子化の排他処理を示すフローチャートである。

RRC部30241は、ph_dep_quant_enabled_flag!=0であるかを判定(S2001)し、YESの場合には、さらに、transform_skip_flag==0であるかを判定する(S2002)。YESの場合、つまり、依存量子化フラグが１で、TSではない場合には、上述の＜式TC_DQ＞を実行し、依存量子化を用いて変換係数TransCoeffLevelを復号する(S2003)。それ以外の場合には、上述の＜式TC_REGULAR＞を実行し、依存量子化を用いずに変換係数TransCoeffLevelを復号する(S2004)。

逆量子化・逆変換部311は、同様に、ph_dep_quant_enabled_flag!=0であるかを判定(S3101)し、YESの場合には、さらに、transform_skip_flag==0であるかを判定する(S3102)、
YESの場合、つまり、依存量子化フラグが１で、TSではない場合には、上述の＜式LS_DQ＞を実行し、依存量子化を用いて逆量子化を行うための線形スケール値lsを導出する(S3103)。それ以外の場合には、上述の＜式LS_REGULAR＞を実行し、依存量子化を用いずに線形スケール値lsを導出する(S3104)。

逆量子化・逆変換部311は、transform_skip_flag==1であるかを判定する(S3201)。YESの場合、つまり、変換スキップの場合には、変換係数d[][]をそのまま、残差画像res[][]とする(S3202)、それ以外の場合には、変換係数d[][]を、垂直変換及び水平変換などにより変換し、残差画像res[][]を導出する(S3203)。

さらに、signHiddenの値の導出に、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]を用いてもよい。具体的には、RRC部30241はph_dep_quant_enabled_flagが1、または、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが0、または、transform_skip_flag[x0][y0][cIdx]が1の場合に、signHiddenを0にセットする（SYN1503）。

if(ph_dep_quant_enabled_flag || !pic_sign_data_hiding_enabled_flag || transform_skip_flag[x0][y0][cIdx])
signHidden = 0
else
signHidden = (lastSigScanPosSb-firstSigScanPosSb>3? 1 : 0)
図19は、本発明の実施形態に係る変換スキップとサインハイディングの排他処理を示すフローチャートである。

RRC部30241は、pic_sign_data_hiding_enabled_flag==0であるかを判定(S2101)し、YESの場合には、S2103に遷移する。NOの場合には、さらに、transform_skip_flag!=0であるかを判定する(S2102)。YESの場合、つまり、サインハイディングが有効でないか、TSである場合には、sighHidden=0とし、サインハイディングを行わない(S2103)。それ以外の場合、つまりサインハイディングが有効かつTSではない場合には、signHiddenを非零変換係数の位置から導出する(S2104)。

以降の処理はすでに図18で説明した処理と同様であるので説明を省略する。

このような構成をとることで、変換スキップとサインハイディング、依存量子化の組み合わせを取り除くことができ、ハードウェア、ソフトウェアの実装コストを軽減する効果を奏する。
（実施形態４）
また、RRC部30241は、BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]を用いて、BDPCMとサインハイディング、依存量子化を排他的に動作させてもよい。

図16に示すように、RRC部30241は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]が0の場合に、QStateを更新する。そうではなく、ph_dep_quant_enabled_flagが0、もしくは、BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]が1の場合には、QStateを更新しない。このように、RRC部30241はBDPCMが有効な場合、依存量子化を行わない（SYN1601、SYN1602、SYN1604）。

また、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]が0の場合には、RRC部30241及び逆変換・逆量子化部は以下の処理を行う。

dnc[xC][yC] = (dz[xC][yC]*ls[xC][yC]+((1<<bdShift)>>1)) >> bdShift
d[xC][yC] = Clip3( CoeffMin, CoeffMax, dnc[xC][yC] )
つまり、左上画像(x0, y0）のブロックでBDPCMが利用されている場合、QStateを更新せず、依存量子化を行わない。

図20は、本発明の実施形態に係るBDPCMとDQの排他処理を示すフローチャートである。

RRC部30241は、ph_dep_quant_enabled_flag!=0であるかを判定(S2201)し、YESの場合には、さらに、BdpcmFlag == 0であるかを判定する(S2202)。YESの場合、つまり、依存量子化フラグが１で、BDPCMではない場合には、上述の＜式TC_DQ＞を実行し、依存量子化を用いて変換係数TransCoeffLevelを復号する(S2203)。それ以外の場合には、上述の＜式TC_REGULAR＞を実行し、依存量子化を用いずに変換係数TransCoeffLevelを復号する(S2204)。

逆量子化・逆変換部311は、同様に、ph_dep_quant_enabled_flag!=0であるかを判定(S3301)し、YESの場合には、さらに、BdpcmFlag == 0であるかを判定する(S3302)。YESの場合、つまり、依存量子化フラグが１で、BDPCMではない場合には、上述の＜式LS_DQ＞を実行し、依存量子化を用いて逆量子化を行うための線形スケール値lsを導出する(S3303)。それ以外の場合には、上述の＜式LS_REGULAR＞を実行し、依存量子化を用いずに線形スケール値lsを導出する(S3304)。

さらに、signHiddenの値の導出に、BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]を用いてもよい。具体的には、RRC部30241はph_dep_quant_enabled_flagが1、または、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが0、または、BdpcmFlag[x0][y0][cIdx]が1の場合に、signHiddenを0にセットする（SYN1603）。

if(ph_dep_quant_enabled_flag || !pic_sign_data_hiding_enabled_flag || BdpcmFlag[x0][y0][cIdx])
signHidden = 0
else
signHidden = (lastSigScanPosSb-firstSigScanPosSb>3? 1 : 0)
つまり、左上画像(x0, y0）のブロックでBDPCMが利用されている場合、signHiddenを常に０とし、符号(＋あるいは−)を復号せずに予測するサインハイディングを行わない。

図21は、本発明の実施形態に係るBDPCMとサインハイディングの排他処理を示すフロー
チャートである。

RRC部30241は、pic_sign_data_hiding_enabled_flag==0であるかを判定(S2301)し、YESの場合には、S2303に遷移する。NOの場合には、さらに、BdpcmFlag!=0であるかを判定する(S2302)。YESの場合、つまり、サインハイディングが有効でないか、BDPCMである場合には、sighHidden=0とし、サインハイディングを行わない(S2303)。それ以外の場合、つまりサインハイディングが有効かつBDPCMではない場合には、signHiddenを非零変換係数の位置から導出する(S2304)。

以降の処理はすでに図20で説明した処理と同様であるので説明を省略する。

このような構成をとることで、BDPCMとサインハイディング、依存量子化の組み合わせを取り除くことができ、ハードウェア、ソフトウェアの実装コストを軽減する効果を奏する。

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スケーリング（逆量子化）して変換係数d[][]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DCT（Discrete Cosine Transform、離散コサイン変換）、DST（Discrete Sine Transform、離散サイン変換）等の変換を行い量子化して得られる係数である。逆量子化・逆変換部311はtransform_skip_flagが0の場合、スケーリング済みの変換係数d[][]に対して、逆DCT、逆DST等の逆周波数変換を行い、予測誤差res[][]を算出する。逆量子化・逆変換部311はtransform_skip_flagが1の場合、res[x][y]=d[x][y]とする。逆量子化・逆変換部311は予測誤差を加算部312に出力する。

なお、逆変換及び変換は、対になる処理であるため、変換と逆変換とを互いに置き換えて解釈してもよい。あるいは、逆変換を変換と呼ぶ場合には、変換を順変換と呼んでもよい。例えば、逆非分離変換を非分離変換と呼ぶ場合、非分離変換は順非分離変換と呼んでもよい。また、分離変換を単に変換と呼ぶ。

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。

（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17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10）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。符号化パラメータは、例えば、予測モードを示すpredModeである。predModeはイントラ予測を示すMODE_INTRA、インター予測を示すMODE_INTERのいずれでもよいし、MODE_INTRA、MODE_INTER、画面内のブロックをコピーして予測画像とするイントラブロックコピー予測を示すMODE_IBCであってもよい。

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）、及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、CU残差フラグ等を符号化する。

TU符号化部1114は、TUに予測誤差が含まれている場合に、QP更新情報と量子化変換係数を符号化する。

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、イントラ予測パラメータ、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。

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。

SAOは、サンプル単位で分類結果に応じたオフセットを加算するフィルタであり、ALFは、伝送したフィルタ係数と参照画像（もしくは参照画像と対象画素との差異）の積和を用いるフィルタである。

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。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よい。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よい。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の何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よい。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よく、さらに前述した機能をコンピュータシステムに既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よい。

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、又は全部を、LSI（Large Scale Integration）等の集積回路として実現してもよい。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よいし、一部、又は全部を集積してプロセッサ化してもよい。また、集積回路化の手法はＬＳＩに限らず専用回路、又は汎用プロセッサで実現してもよい。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よい。

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。

〔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及び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には、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が示されている。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、画像を生成又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。

また、図2には、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が示されている。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（放送設備等）／受信局（テレビジョン受像機等）
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（放送設備等）／受信局（テレビジョン受像機等）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等のサーバ（ワークステーション等）／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、スマートフォン等）は、変調信号を通信で送受信する送信装置PROD_A／受信装置PROD_Bの一例である（通常、ＬＡＮにおいては伝送媒体として無線又は有線の何れかが用いられ、ＷＡＮにおいては伝送媒体として有線が用いられる）。ここで、パーソナルコンピュータには、デスクトップ型PC、ラップトップ型PC、及びタブレット型PCが含まれる。また、スマートフォンには、多機能携帯電話端末も含まれる。

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

次に、上述した動画像符号化装置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には、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が示されている。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)等のように、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）フラッシュメモリ等のように、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）等のように、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、画像を生成又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）レコーダ等が挙げられる（この場合、入力端子PROD_C4又は受信部PROD_C5が動画像の主な供給源となる）。また、カムコーダ（この場合、カメラPROD_C3が動画像の主な供給源となる）、パーソナルコンピュータ（この場合、受信部PROD_C5又は画像処理部C6が動画像の主な供給源となる）、スマートフォン（この場合、カメラPROD_C3又は受
信部PROD_C5が動画像の主な供給源となる）等も、このような記録装置PROD_Cの一例である。

また、図3には、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図が示されている。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等のように、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フラッシュメモリ等のように、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等のように、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プレイヤ等が挙げられる（この場合、テレビジョン受像機等が接続される出力端子PROD_D4が動画像の主な供給先となる）。また、テレビジョン受像機（この場合、ディスプレイPROD_D3が動画像の主な供給先となる）、デジタルサイネージ（電子看板や電子掲示板等とも称され、ディスプレイPROD_D3又は送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる）、デスクトップ型PC（この場合、出力端子PROD_D4又は送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる）、ラップトップ型又はタブレット型PC（この場合、ディスプレイPROD_D3又は送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる）、スマートフォン（この場合、ディスプレイPROD_D3又は送信部PROD_D5が動画像の主な供給先となる）等も、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及びソフトウェア的実現）
また、上述した動画像復号装置31及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）、上記プログラム及び各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）等を備えている。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（又は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）等の論理回路類等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、特定の構成又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、及び、画像データが符号化された符号化データを生成する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 動画像復号装置
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
308 予測画像生成部
311 逆量子化・逆変換部
312 加算部
11 動画像符号化装置
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
107 ループフィルタ
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
311 逆量子化・逆変換部
3111 逆量子化部
3112 逆変換部

Claims

符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを復号するヘッダ復号部と、TUブロック内の変換係数の復号開始位置であるLAST位置を符号化するRRCモードもしくは上記LAST位置を符号化しないTSRCモードで、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、変換スキップの変換係数がTSRCモードで復号される場合（slice_ts_residual_coding_disabled_flag=0）には、RRCモードにおいて依存量子化を行い、変換スキップの変換係数がRRCモードで復号される場合(slice_ts_residual_coding_disabled_flag=1)には、RRCモードにおいて依存量子化を行わないことを特徴とする画像復号装置。
符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを復号するヘッダ復号部と、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが0の場合に依存量子化を行い、変換係数を復号し、
それ以外の場合、ph_dep_quant_enabled_flagが0もしくはslice_ts_residual_coding_disabled_flagが1の場合には依存量子化を行わずに、変換係数を復号することを特徴とする請求項１に記載の画像復号装置。
符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、サインハイディングが利用可能か否かを示すフラグpic_sign_data_hiding_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを復号するヘッダ復号部と、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、または、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが0、または、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが1であるときに、サインハイディングを行わないことを特徴とする画像復号装置。
シーケンスパラメータセット等で通知される、変換スキップが利用可能か否かを示すフラグsps_transform_skip_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを復号するヘッダ復号部を備え、
上記slice_ts_residual_coding_disabled_flagは、sps_transform_skip_enabled_flagが1のときに通知され、通知されなかった場合には0にセットされることを特徴とする画像復号装置。
符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagと、変換スキップを適用するか否かを示すフラグtransform_skip_flagを復号するヘッダ復号部と、TUブロック内の変換係数の復号開始位置であるLAST位置を符号化するRRCモードもしくは上記LAST位置を符号化しないTSRCモードで、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、変換スキップの変換係数がTSRCモードで復号される場合（transform_skip_flag=1かつslice_ts_residual_coding_disabled_flag=0）には、RRCモードにおいて依存量子化を行い、変換スキップの変換係数がRRCモードで復号される場合(transform_skip_flag=1かつslice_ts_residual_coding_disabled_flag=0)には、RRCモードにおいて依存量子化を行わないことを特徴とする画像復号装置。
符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled
_flagを復号するヘッダ復号部と、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、transform_skip_flagが0の場合に依存量子化を行い、変換係数を復号し、
それ以外の場合、ph_dep_quant_enabled_flagが0もしくはtransform_skip_flagが1の場合には依存量子化を行わずに、変換係数を復号することを特徴とする請求項５に記載の画像復号装置。
符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、サインハイディングが利用可能か否かを示すフラグpic_sign_data_hiding_enabled_flagを復号するヘッダ復号部と、対象変換ユニットに変換スキップを適用するか否かを示すフラグtransform_skip_flagと、対象ユニットの変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、または、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが0、または、transform_skip_flagが1であるときに、サインハイディングを行わないことを特徴とする画像復号装置。
符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagと、ブロック単位差分パルス符号変調を適用するか否かを示すフラグBdpcmFlagを復号するヘッダ復号部と、TUブロック内の変換係数の復号開始位置であるLAST位置を符号化するRRCモードもしくは上記LAST位置を符号化しないTSRCモードで、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、変換スキップの変換係数がTSRCモードで復号される場合（transform_skip_flag=1かつslice_ts_residual_coding_disabled_flag=0）には、RRCモードにおいて依存量子化を行い、変換スキップの変換係数がRRCモードで復号される場合(transform_skip_flag=1かつslice_ts_residual_coding_disabled_flag=0)には、RRCモードにおいて依存量子化を行わないことを特徴とする画像復号装置。
符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを復号するヘッダ復号部と、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、BdpcmFlagが0の場合に依存量子化を行い、変換係数を復号し、
それ以外の場合、ph_dep_quant_enabled_flagが0もしくはBdpcmFlagが1の場合には依存量子化を行わずに、変換係数を復号することを特徴とする請求項５に記載の画像復号装置。
符号化データから依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、サインハイディングが利用可能か否かを示すフラグpic_sign_data_hiding_enabled_flagと、ブロック単位差分パルス符号変調を適用するか否かを示すフラグBdpcmFlagを復号するヘッダ復号部と、変換係数を復号するTU復号部を備え、
上記TU復号部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、または、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが0、または、BdpcmFlagが1であるときに、サインハイディングを行わないことを特徴とする画像復号装置。
依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを符号化するヘッダ符号化部と、TUブロック内の変換係数の復号開始位置であるLAST位置を符号化するRRCモードもしくは上記LAST位置を符号化しないTSRCモードで、変換係数を符号化するTU符号化部を備え、
上記TU符号化部は、変換スキップの変換係数がTSRCモードで符号化される場合（slice_
ts_residual_coding_disabled_flag=0）には、RRCモードにおいて依存量子化を行い、変換スキップの変換係数がRRCモードで符号化される場合(slice_ts_residual_coding_disabled_flag=1)には、RRCモードにおいて依存量子化を行わないことを特徴とする画像符号化装置。
依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを符号化するヘッダ符号化部と、変換係数を符号化するTU符号化部を備え、
上記TU符号化部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが0の場合に依存量子化を行い、変換係数を符号化し、
それ以外の場合、ph_dep_quant_enabled_flagが0もしくはslice_ts_residual_coding_disabled_flagが1の場合には依存量子化を行わずに、変換係数を符号化することを特徴とする請求項８に記載の画像符号化装置。
依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、サインハイディングが利用可能か否かを示すフラグpic_sign_data_hiding_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを符号化するヘッダ符号化部と、変換係数を符号化するTU符号化部を備え、
上記TU符号化部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、または、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが0、または、slice_ts_residual_coding_disabled_flagが1であるときに、サインハイディングを行わないことを特徴とする画像符号化装置。
シーケンスパラメータセット等で通知される、変換スキップが利用可能か否かを示すフラグsps_transform_skip_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを符号化するヘッダ符号化部を備え、
上記slice_ts_residual_coding_disabled_flagは、sps_transform_skip_enabled_flagが1のときに通知され、通知されなかった場合には0にセットされることを特徴とする画像符号化装置。
依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagと、変換スキップを適用するか否かを示すフラグtransform_skip_flagを符号化するヘッダ符号化部と、TUブロック内の変換係数の復号開始位置であるLAST位置を符号化するRRCモードもしくは上記LAST位置を符号化しないTSRCモードで、変換係数を符号化するTU符号化部を備え、
上記TU符号化部は、変換スキップの変換係数がTSRCモードで符号化される場合（transform_skip_flag=1かつslice_ts_residual_coding_disabled_flag=0）には、RRCモードにおいて依存量子化を行い、変換スキップの変換係数がRRCモードで符号化される場合(transform_skip_flag=1かつslice_ts_residual_coding_disabled_flag=0)には、RRCモードにおいて依存量子化を行わないことを特徴とする画像符号化装置。
依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを符号化するヘッダ符号化部と、変換係数を符号化するTU符号化部を備え、
上記TU符号化部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、transform_skip_flagが0の場合に依存量子化を行い、変換係数を符号化し、
それ以外の場合、ph_dep_quant_enabled_flagが0もしくはtransform_skip_flagが1の場合には依存量子化を行わずに、変換係数を符号化することを特徴とする請求項１２に記載の画像符号化装置。
依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、サインハイディングが利用可能か否かを示すフラグpic_sign_data_hiding_enabled_flagと、変換スキップを適用するか否かを示すフラグtransform_skip_flagを符号化するヘッダ符号化部と、変換係数を符号化するTU符号化部を備え、
上記TU符号化部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、または、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが0、または、transform_skip_flagが1であるときに、サインハイディングを行わないことを特徴とする画像符号化装置。
依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagと、ブロック単位差分パルス符号変調を適用するか否かを示すフラグBdpcmFlagを符号化するヘッダ符号化部と、TUブロック内の変換係数の復号開始位置であるLAST位置を符号化するRRCモードもしくは上記LAST位置を符号化しないTSRCモードで、変換係数を符号化するTU符号化部を備え、
上記TU符号化部は、変換スキップの変換係数がTSRCモードで符号化される場合（transform_skip_flag=1かつslice_ts_residual_coding_disabled_flag=0）には、RRCモードにおいて依存量子化を行い、変換スキップの変換係数がRRCモードで符号化される場合(transform_skip_flag=1かつslice_ts_residual_coding_disabled_flag=0)には、RRCモードにおいて依存量子化を行わないことを特徴とする画像符号化装置。
依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、変換スキップ予測誤差量子化を禁止するフラグslice_ts_residual_coding_disabled_flagを符号化するヘッダ符号化部と、変換係数を符号化するTU符号化部を備え、
上記TU符号化部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、かつ、BdpcmFlagが0の場合に依存量子化を行い、変換係数を符号化し、
それ以外の場合、ph_dep_quant_enabled_flagが0もしくはBdpcmFlagが1の場合には依存量子化を行わずに、変換係数を符号化することを特徴とする請求項１２に記載の画像符号化装置。
依存量子化が利用可能か否かを示すフラグph_dep_quant_enabled_flagと、サインハイディングが利用可能か否かを示すフラグpic_sign_data_hiding_enabled_flagと、ブロック単位差分パルス符号変調を適用するか否かを示すフラグBdpcmFlagを符号化するヘッダ符号化部と、変換係数を符号化するTU符号化部を備え、
上記TU符号化部は、ph_dep_quant_enabled_flagが1、または、pic_sign_data_hiding_enabled_flagが0、または、BdpcmFlagが1であるときに、サインハイディングを行わないことを特徴とする画像符号化装置。