(57)【要約】  所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、コンテキスト変数を用いて２値配列を算術復号する算術復号方法は、所定の変数または所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中からコンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップ（Ｓ１０３、Ｓ１０５）と、決定された初期化方法を用いて、コンテキスト変数を初期化する初期化ステップ（Ｓ１０３、Ｓ１０５）とを含む。
2012114693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術復号する算術復号方法であって、
前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、
決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む
算術復号方法。
【請求項２】
前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、色差の量子化ステップに依存する
請求項１に記載の算術復号方法。
【請求項３】
前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、参照ピクチャの最大枚数に依存する
請求項１または２に記載の算術復号方法。
【請求項４】
前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャの解像度に依存する
請求項１〜３のいずれか１項に記載の算術復号方法。
【請求項５】
前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、スライスの位置に依存する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の算術復号方法。
【請求項６】
所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術符号化する算術符号化方法であって、
前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、
決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む
算術符号化方法。
【請求項７】
前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、色差の量子化ステップに依存する
請求項６に記載の算術符号化方法。
【請求項８】
前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、参照ピクチャの最大枚数に依存する
請求項６または７に記載の算術符号化方法。
【請求項９】
前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャの解像度に依存する
請求項６〜８のいずれか１項に記載の算術符号化方法。
【請求項１０】
前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、スライスの位置に依存する
請求項６〜９のいずれか１項に記載の算術符号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンテキストベースの２値算術符号化あるいは２値算術復号において利用されるコンテキスト変数の初期化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像の符号化方法・復号方法としてＨ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ（以下、単に「Ｈ．２６４」と記載する）と呼ばれる方法が知られている（非特許文献１）。この方法では、周波数変換・量子化等の動画像圧縮処理により画像圧縮処理を行う。更に、画像圧縮処理後の符号に対して出力されるストリームのビット量を削減するためのエントロピー符号化方法が複数採用されている。【０００３】
エントロピー符号化方法では、動画像の成分をコンテキストとして用いる方法が利用できる。Ｈ．２６４では、このようなエントロピー符号化方法の１つとして、コンテキストを用いてハフマン符号表を切り替えるコンテキストベースのＶＬＣ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｌｅｎｇｔｈ  Ｃｏｄｉｎｇ）方式（非特許文献１の９．２節）が採用されている。また、エントロピー符号化方法の他の１つとして、所定の変数の値を２値配列に変換し、コンテキストを用いて、その２値配列に含まれる個々の要素の値（０および１のいずれか）の発生確率を制御する算術符号化方法が採用されている（非特許文献１の９．３節）である。Ｈ．２６４では、このコンテキストに基づいてバイナリ値の発生確率を与える算術符号化方法をＣＡＢＡＣ（Ｃｏｎｔｅｘｔ−ｂａｓｅｄ  Ａｄａｐｔｉｖｅ  Ｂｉｎａｒｙ  Ａｒｉｔｈｍｅｔｉｃ  Ｃｏｄｉｎｇ）と呼んでいる。【０００４】
このＣＡＢＡＣでは、スライス毎にコンテキストの初期化が行われる。具体的には、符号化対象あるいは復号対象のブロックが含まれるスライスが変化するたびに、２値配列に含まれる個々の要素の値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化する。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】ＩＴＵ−Ｔ  Ｈ．２６４  （０３／２０１０）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のコンテキスト変数の初期化では、実質的に１つの初期化方法を用いてすべてのコンテキスト変数が初期化されるので、コンテキスト変数が適切に初期化されない場合があった。【０００７】
そこで、本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、コンテキスト変数を適切に初期化し、符号化効率を向上させることができる算術復号方法および算術符号化方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る算術復号方法は、所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術復号する算術復号方法であって、前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む。【０００９】
また、上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る算術符号化方法は、所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術符号化する算術符号化方法であって、前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、コンテキスト変数を適切に初期化することができ、符号化効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、ＣＡＢＡＣ方法により符号化されたバイナリ列を解析する処理の一部を示すフローチャートである。
【図２】図２は、変数とコンテキスト変数との対応関係を説明するための図である。
【図３Ａ】図３Ａは、コンテキスト変数の初期化方法を説明するための図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、コンテキスト変数の初期化方法を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る画像復号装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る算術復号部の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】図６は、本発明の実施の形態１に係るコンテキスト変数の初期化方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、本発明の実施の形態１に係る変数（変数区分）とコンテキストインデクスとの対応関係を説明するための図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態１に係る第１〜第ｎの初期化方法と複数の制御パラメータとの対応関係を示す図である。
【図９】図９は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムの全体構成図である。
【図１０】図１０は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図１１】図１１は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図１２】図１２は、光ディスクである記録メディアに情報の読み書きを行う情報再生／記録部の構成例を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、光ディスクである記録メディアの構造例を示す図である。
【図１４】図１４の（ａ）は、携帯電話の一例を示す図である。図１４の（ｂ）は、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、多重化データの構成を示す図である。
【図１６】図１６は、各ストリームが多重化データにおいてどのように多重化されているかを模式的に示す図である。
【図１７】図１７は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかを更に詳しく示した図である。
【図１８】図１８は、多重化データにおけるＴＳパケットとソースパケットの構造を示す図である。
【図１９】図１９は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図２０】図２０は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図２１】図２１は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図２２】図２２は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図２３】図２３は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号方法を実現する集積回路の構成例を示すブロック図である。
【図２４】図２４は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図２５】図２５は、映像データを識別し、駆動周波数を切り替えるステップを示す図である。
【図２６】図２６は、映像データの規格と駆動周波数を対応づけたルックアップテーブルの一例を示す図である。
【図２７】図２７の（ａ）は、信号処理部のモジュールを共有化する構成の一例を示す図である。図２７の（ｂ）は、信号処理部のモジュールを共有化する構成の他の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
まず、本発明に至った経緯について説明する。
【００１３】
図１は、ＣＡＢＡＣにより符号化されたバイナリ列を解析する処理の一部を示すフローチャートである。具体的には、図１は、ＣＡＢＡＣ（２値化処理を含む）によってある変数ＳＥ（Ｓｙｎｔａｘ  Ｅｌｅｍｅｎｔ）の値を符号化することにより出力されるバイナリ列を解析する処理“ＣＡＢＡＣ  ｐｒａｓｉｎｇ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ｓｌｉｃｅ  ｄａｔａ”（非特許文献１のＦｉｇ．９−１、Ｈ．２６４（０９）＿Ｆ９−１）の一部を抜粋したフローチャートである。
【００１４】
Ｈ．２６４においては、ＣＡＢＡＣによる符号化は、画像の実体部分に対応する部分のデータ構造に含まれる変数群（ａｅ（ｖ）型で定義される）に適用されている。画像の実体部分に対応するデータ構造とは、現時点では、スライスデータ以下のレイヤのデータ（スライスデータ（７．３．４節）、マクロブロックレイヤ（７．３．５節））等である。
【００１５】
逆に、スライスデータについての制御パラメータを与える、スライスデータより上のレイヤ（スライスヘッダ（７．３．３節）、スライスについての制御パラメータを与えるピクチャパラメータセット等の変数）には適用されない。尚、変数は、データ構造の規定により与えられる変数、あるいは、データ構造の規定により導出される変数である。本発明において、変数は、符号化ストリームのデータ構造に含まれる変数である。尚、本明細書においてＳＥとは、Ｓｙｎｔａｘ  Ｅｌｅｍｅｎｔのことであり、変数（変数名）である。
【００１６】
さて、ステップＳ５０２にて、ある変数（ＳＥ）が、値を問わずスライス中で最初の変数（ＳＥ）であるか否かが判定される（Ｓ５０２）。この判定は、変数に対応するコンテキスト変数の初期化が必要か否かの判定である。例えば、スライス中に複数のマクロブロックが存在する場合に、１つ目のマクロブロックに関する変数であれば、判定結果はＹＥＳとなる。２つ目以降のマクロブロックに関する変数であって、１つ目のマクロブロックに関する変数と同じ種類の変数（ＳＥ）であれば、判定結果はＮＯとなる。これは、変数の値が異なる値であったとしても、既にこの種類の変数の初期化が完了しているからである。
【００１７】
ステップＳ５０２の判定結果がＹＥＳである場合、変数に対応するｃｔｘＩｄｘが示すコンテキスト変数（ｖａｒｉａｂｌｅｓ）の初期化（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｏｎｔｅｘｔ  ｖａｒｉａｂｌｅｓ）が実行される（Ｓ５０３）。
【００１８】
図２は、変数（ＳＥ）とｃｔｘＩｄｘとの対応関係を説明するための図である。具体的には、図２は、従来技術（Ｈ．２６４）における変数とコンテキストインデクス（ｃｔｘＩｄｘ）との対応関係を示す表である。表の上段が変数（信号種別、ＳＥ）を示し、表の下段が、上段の変数に対応するｃｔｘＩｄｘを示す。
【００１９】
例えば、ＳＥが５の変数がＣｏｄｅｄ＿ｂｌｏｃｋ＿ｐａｔｔｅｒｎ（ｌｕｍａ）であると仮定した場合、この変数には、コンテキストインデクス７０．．７２（７０以上７２以下、以下範囲について同表現を用いる）のコンテキストが対応付けられている。また、次の、ＳＥが６の変数がＣｏｄｅｄ＿ｂｌｏｃｋ＿ｐａｔｔｅｒｎ（ｃｈｒｏｍａ）であると仮定とした場合、他の変数とは重複しないように、この変数には、コンテキストインデクス７３．．７６が割り振られている。同様に、変数（配列型）Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆと、変数（配列型）Ｌａｓｔ＿ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ＿ｃｏｅｆｆとには、データ構造で表現された変数をグルーピングする複数の区分に対して、互いに重複しないように別のコンテキストインデクスがそれぞれ割り振られている。
【００２０】
図３Ａおよび図３Ｂは、所定の変数に対応するコンテキスト変数の初期化方法を説明するための図である。具体的には、図３Ａは、図１のステップＳ５０３（Ｉｎｉｔｉａｌｉｚａｔｉｏｎ  ｏｆ  ｃｏｎｔｅｘｔ  ｖａｒｉａｂｌｅｓ）において導出される各コンテキストインデクスによって指定されるコンテキスト変数の初期化方法を示すフローチャートである。また、図３Ｂは、コンテキスト変数の初期化方法における計算方法を示す図である。つまり、図３Ｂは、Ｈ．２６４において、すべてのｃｔｘＩｄｘ（０〜１０２３）に対して適用される計算式を示す。
【００２１】
この初期化方法では、（１）確率の系列が０〜６３までの６４通りのどの系列に該当するかを示すｐＳｔａｔｅＩｄｘの初期値と、（２）「０」と「１」との２つの値のうち確率が高い方の値はどちらであるかを示すｖａｌＭＰＳの初期値とが、実質１つの動的な制御パラメータＳｌｉｃｅＱＰｙにより導出される。
【００２２】
尚、図３Ｂに示すように、ｐｒｅＳｔａｔｅＩｄｘ（０．．６３）を決定するためにｐｒｅＣｔｘＳｔａｔｅ（１．．１２６）が最初に導出される。ここで、ｍとｎとは、ｐｒｅＣｔｘＳｔａｔｅ（ｙ）をＳｌｉｃｅＱＰｙ（ｘ）の一次関数として表した場合における傾き（ｍ）と切片（ｎ）とを与える定数であり、事前に静的に決定されている。従って、この初期化方法は、実質１つの制御パラメータ（ＳｌｉｃｅＱＰｙ）による１つの初期化方法といえる。
【００２３】
Ｈ．２６４における、ＳｌｉｃｅＱＰｙは、スライス毎にスライスヘッダで指定されるｐｉｃ＿ｉｎｉｔ＿ｑｐ＿ｍｉｎｕｓ２６変数の値によって、そのスライスに対して適用されるＱＰｙの初期値である。これは、スライスに適用される輝度用の量子化パラメータの初期値を抽象する変数である（Ｈ．２６４規格書式８−４２２等）。
【００２４】
従って、この輝度用の値のみを制御パラメータとして用いて、色差に関する変数であるｃｏｄｅｄ＿ｂｌｏｃｋ＿ｐａｔｔｅｒｎ  （ｃｈｒｏｍａ）などに対応するコンテキスト変数を初期化することは適切とは言えない。つまり、必ずしもこの輝度用の変数ＱＰｙのみから定まる１つの初期化方法を用いてコンテキスト変数を初期化することが適切とはいえない。
【００２５】
更に、我々は、関連する技術について以下の検討を行っている。
【００２６】
具体的には、データ構造で規定された個々の変数（係数位置が異なる場合も１つの変数と数える場合も含む）とは別の観点で集合（第１の区分〜第ｎの区分）を形成することを検討している。集合を形成するための１つの観点が、「制御パラメータの種別」である。この検討において、制御パラメータの種別（＃１〜＃ｎ）に基づいて形成された区分（第１〜第ｎの区分）に属する変数は、制御パラメータ「ＱＰｙ」（輝度用の量子化パラメータ）を静的に用いる前述の初期化が最適ではないことに気がついた。
【００２７】
また、画像データ部分（スライスデータ以下のレイヤのデータ）に適用していた算術符号化を、上のレイヤのパラメータ（制御パラメータであるＱＰ自体を含む）にも拡張して適用することを検討している際に、ＱＰとは異なる最適な初期化方法を与える他の制御パラメータが必要となることに気がついた。
【００２８】
そこで、本発明の一態様に係る算術復号方法は、所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術復号する算術復号方法であって、前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む。
【００２９】
また、本発明の別の一態様に係る算術復号方法において、前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、色差の量子化ステップに依存することが好ましい。
【００３０】
また、本発明の別の一態様に係る算術復号方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、参照ピクチャの最大枚数に依存することが好ましい。
【００３１】
また、本発明の別の一態様に係る算術復号方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャの解像度に依存することが好ましい。
【００３２】
また、本発明の別の一態様に係る算術復号方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、スライスの位置に依存することが好ましい。
【００３３】
また、本発明の一態様に係る算術符号化方法は、所定の変数の値に対応する２値配列に含まれる個々の配列要素が取りうる値の発生確率を特定するためのコンテキスト変数を初期化し、前記コンテキスト変数を用いて前記２値配列を算術符号化する算術符号化方法であって、前記所定の変数または前記所定の変数が属する区分に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から前記コンテキスト変数の初期化方法として決定する決定ステップと、決定された前記初期化方法を用いて、前記コンテキスト変数を初期化する初期化ステップとを含む。
【００３４】
また、本発明の別の一態様に係る算術符号化方法において、前記複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、色差の量子化ステップに依存することが好ましい。
【００３５】
また、本発明の別の一態様に係る算術符号化方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、参照ピクチャの最大枚数に依存することが好ましい。
【００３６】
また、本発明の別の一態様に係る算術符号化方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャの解像度に依存することが好ましい。
【００３７】
また、本発明の別の一態様に係る算術符号化方法において、複数の初期化方法のうちの少なくとも１つは、スライスの位置に依存することが好ましい。
【００３８】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の好ましい一具体例を示す。つまり、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置および接続形態、ステップ、ステップの順序などは、本発明の一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、請求の範囲の記載に基づいて特定される。したがって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素は、本発明の課題を達成するために必ずしも必要ではないが、より好ましい形態を構成する構成要素として説明される。
【００３９】
（実施の形態１）
図４は、本発明の実施の形態１に係る画像復号装置４００の構成の一例を示すブロック図である。また、図５は、本発明の実施の形態１に係る算術復号部３００の構成の一例を示すブロック図である。
【００４０】
なお、本実施の形態に係る算術復号部３００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する画像復号装置４００に備えられる。まず、図４に示す画像復号装置４００について説明する。
【００４１】
画像復号装置４００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。例えば、画像復号装置４００は、符号化画像データがブロック毎に復号対象信号として入力される。画像復号装置４００は、入力された復号対象信号に、エントロピー復号、逆量子化および逆変換を行うことで、画像データを復元する。
【００４２】
図４に示すように、画像復号装置４００は、エントロピー復号部４１０と、逆量子化・逆変換部４２０と、加算器４２５と、デブロッキングフィルタ４３０と、メモリ４４０と、イントラ予測部４５０と、動き補償部４６０と、イントラ／インター切換スイッチ４７０とを備える。
【００４３】
エントロピー復号部４１０は、入力信号（入力ストリーム）をエントロピー復号することで、量子化係数を復元する。なお、ここで、入力信号（入力ストリーム）は、復号対象信号であり、符号化画像データのブロック毎のデータに相当する。また、エントロピー復号部４１０は、入力信号から動きデータを取得し、取得した動きデータを動き補償部４６０に出力する。
【００４４】
逆量子化・逆変換部４２０は、エントロピー復号部４１０によって復元された量子化係数を逆量子化することで、変換係数を復元する。そして、逆量子化・逆変換部４２０は、復元した変換係数を逆変換することで、予測誤差を復元する。
【００４５】
加算器４２５は、復元された予測誤差と予測信号とを加算することで、復号画像を生成する。
【００４６】
デブロッキングフィルタ４３０は、生成された復号画像にデブロッキングフィルタ処理を行う。デブロッキングフィルタ処理された復号画像は、復号信号として出力される。
【００４７】
メモリ４４０は、動き補償に用いられる参照画像を格納するためのメモリである。具体的には、メモリ４４０は、デブロッキングフィルタ処理が施された復号画像を格納する。
【００４８】
イントラ予測部４５０は、イントラ予測を行うことで、予測信号（イントラ予測信号）を生成する。具体的には、イントラ予測部４５０は、加算器４２５によって生成された復号画像における、復号対象ブロック（入力信号）の周囲の画像を参照してイントラ予測を行うことで、イントラ予測信号を生成する。
【００４９】
動き補償部４６０は、エントロピー復号部４１０から出力された動きデータに基づいて動き補償を行うことで、予測信号（インター予測信号）を生成する。
【００５０】
イントラ／インター切換スイッチ４７０は、イントラ予測信号およびインター予測信号のいずれかを選択し、選択した信号を予測信号として加算器４２５に出力する。
【００５１】
以上の構成により、本実施の形態に係る画像復号装置４００は、圧縮符号化された符号化画像データを復号する。
【００５２】
なお、図４において、図５に示す本実施の形態に係る算術復号部３００は、エントロピー復号部４１０に備えられる。すなわち、算術復号部３００は、入力ストリームＩＳとして、予測符号化が実行された符号化画像データを算術復号および多値化する。また、信号種別情報ＳＥは、量子化係数の位置、動きデータ、又は、イントラ予測部４５０が用いるイントラ予測方向などを示す情報である。
【００５３】
ここで、図５に示す算術復号部３００について説明する。
【００５４】
図５に示すように、算術復号部３００は、２値算術復号器３０１と、シンボル発生確率格納部３０２と、コンテキスト制御部３０３と、多値化部３０４とを備える。
【００５５】
２値算術復号器３０１は、シンボル発生確率格納部３０２から出力される発生確率情報ＰＥを用いて入力ストリームＩＳを算術復号することにより、２値信号ＯＢＩＮを出力する。
【００５６】
シンボル発生確率格納部３０２は、発生確率を特定するためのコンテキスト変数をコンテキストごとに格納している。そして、シンボル発生確率格納部３０２は、コンテキスト制御部３０３からの指示に従って、発生確率ＰＥを２値算術復号器３０１に出力する。
【００５７】
コンテキスト制御部３０３は、変数ＳＥに対応するコンテキストを特定し、当該コンテキストのコンテキスト変数によって特定される発生確率ＰＥを、シンボル発生確率格納部３０２に出力させる。また、コンテキスト制御部３０３は、２値信号ＯＢＩＮの値に従って発生確率を更新するために、シンボル発生確率格納部３０２に格納されているコンテキスト変数を更新する。
【００５８】
さらに、コンテキスト制御部３０３は、コンテキスト変数の初期化が必要な場合に、シンボル発生確率格納部３０２に格納されているコンテキスト変数を初期化する。このコンテキスト変数の初期化の詳細については後述する。
【００５９】
多値化部３０４は、２値信号ＯＢＩＮを多値化することにより、量子化係数または動きデータなどを出力する。
【００６０】
なお、本実施の形態におけるコンテキスト変数の初期化処理は、コンテキスト制御部３０３にて実行される。なお、他の処理部（例えば、コンテキスト区分制御部（図示せず）等）は、制御信号の値により区分を決定または変更する処理を行い、変数（あるいは変数の集合（第１〜ｎ区分））を、コンテキスト制御部３０３に与えることができる。
【００６１】
尚、符号化装置側と復号装置側とは、共通の確率（あるいは確率の更新モデル）を用いなければならない。１つのレンジ（数直線上の区間を抽象する値）を生成する符号化装置側と、この値（区間）を解釈する復号装置側とが、同じ確率モデル（初期確率値、更新ルール）を用いなければ、算術符号化・復号の枠組みが破綻するためである。従って、符号化装置側でも、制御パラメータの値が決定された後に、復号装置側で実行されるのと同じコンテキスト初期化処理が行われる。
【００６２】
図６は、本発明の実施の形態１に係るコンテキスト変数の初期化処理を示すフローチャートである。この初期化処理は、コンテキスト制御部３０３において、算術符号化される変数対応するコンテキスト変数を初期化する必要がある場合に実行される。
【００６３】
まず、ステップＳ１０１にて、コンテキスト制御部３０３は、解析対象の変数（所定の変数）が第１〜第ｎの区分のいずれに属するかを判定する（Ｓ１０１）。例えば、図７に示すような変数の区分が利用される。
【００６４】
尚、区分は、変数の集合に対して設定されてもよいし、コンテキストの集合に対して設定されてもよい。また、区分は、必ずしも静的に設定されている必要はなく、動的に変化してもよい。区分が動的に変化する（あるいは符号化側で指定する）場合は、区分は、インデクスを利用して特定されることもできる。
【００６５】
次に、区分が１、２、・・・等である場合に、コンテキスト制御部３０３は、その区分に応じて異なる初期化方法（第１〜第ｎの初期化方法（ｎは２以上の整数）のいずれか）を実行する（Ｓ１０３、Ｓ１０５・・・）。つまり、コンテキスト制御部３０３は、まず、複数の初期化方法の中から、判定された区分に対応する初期化方法を決定する。そして、コンテキスト制御部３０３は、決定された初期化方法を用いて、解析対象の変数に対応するコンテキスト変数を初期化する。
【００６６】
なお、ここでは、複数の初期化方法は、区分に対応付けられていたが、必ずしも区分に対応付けられる必要はない。例えば、初期化方法は、解析対象の変数に対応付けられてもよい。つまり、コンテキスト制御部３０３は、解析対象の変数に対応する初期化方法を、複数の初期化方法の中から決定しても構わない。
【００６７】
また、コンテキスト制御部３０３は、例えば、区分あるいは変数と初期化方法とが対応付けられた情報を参照して、区分あるいは変数に対応する初期化方法を決定すればよい。この情報は、例えば図示しない記憶部（メモリ）などに記憶されればよい。
【００６８】
図８は、第１〜第ｎの初期化方法（ｉｎｉｔ＿ｍｅｔｈｏｄ［１．．ｉ］）と各々の初期化方法で用いる０個以上の制御パラメータの組み合わせとの対応関係を示す図である。この図８に示すテーブルでは、行が初期化方法の番号に対応し、列が制御パラメータの番号（第１〜第ｊの制御パラメータ）に対応する。行列番号で指定される係数ａ（ｉ，ｊ）は、例えば「０」または「１」の値をとる。コンテキスト制御部３０３は、このテーブルを参照することにより、第１〜第ｎの初期化方法がどのパラメータを用いるかを特定することができる。
【００６９】
例えば、第１の初期化方法（ｉｎｉｔ＿ｍｅｔｈｏｄ［１］）では、第１の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃１）のみが制御パラメータとして用いられる。この場合、ａ（１，１）＝１、ａ（１，２．．ｊ）＝０と設定されればよい。
【００７０】
このようにして、任意の複数の初期化方法（第１〜第ｎの初期化方法）において用いられる制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃１〜＃ｊ）の有効／無効あるいは度合いを事前に与えることができる。
【００７１】
次に、各制御パラメータの具体例を以下に説明する。なお、以下に説明する制御パラメータは、例示であり、本発明に係る制御パラメータは、以下に説明する制御パラメータに限定されない。
【００７２】
第１の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃１）は、例えば「輝度の量子化ステップ」である。つまり、第１〜第ｎの初期化方法のうちの少なくとも１つは、輝度の量子化ステップに依存してもよい。これにより、従来と同様に、２値配列と輝度の量子化ステップとの相関度合いを初期化処理に反映させることができる。
【００７３】
第２の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃２）は、例えば「色差の量子化ステップ」である。つまり、第１〜第ｎの初期化方法のうちの少なくとも１つは、色差の量子化ステップに依存してもよい。
【００７４】
これにより、従来では、２値配列と輝度の量子化ステップとの相関度合いのみを初期化処理に反映させることしかできなかったが、色差信号に関連する符号化情報を用いて、２値配列と色差の量子化ステップとの相関度合いを初期化処理に反映させることが可能となる。その結果、色差の量子化ステップが小さい場合には、色差関連の情報量が大きくなるという傾向を利用して初期化処理を行うことができ、符号化効率をさらに向上させることができる。
【００７５】
ここで、色差信号に関連する符号化情報とは、例えば色差の予測モードに関連する情報、あるいは色差の量子化係数の符号化に関連する情報である。より具体的には、色差信号に関連する符号化情報とは、係数のゼロ、非ゼロを区別するための情報、あるいは非ゼロ係数が変換ブロックのどの位置まであるかを示す情報である。
【００７６】
第３の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃３）は、例えば「参照フレームの最大枚数」である。つまり、第１〜第ｎの初期化方法のうちの少なくとも１つは、参照ピクチャの最大枚数に依存してもよい。
【００７７】
これにより、従来では、２値配列と輝度の量子化ステップとの相関度合いのみを初期化処理に反映させることしかできなかったが、参照フレームの最大枚数に関連する符号化情報を用いて、２値配列と参照フレームの最大枚数との相関度合いを初期化処理に反映させることが可能となる。その結果、参照フレームの最大枚数が多ければ、時間方向の予測に関連する情報が小さくなることを利用して初期化処理を行うことができ、符号化効率をさらに向上させることができる。
【００７８】
ここで、参照フレームの最大枚数に関連する符号化情報とは、例えば動き予測に関連する情報、あるいは動きベクトルの符号化に関連する情報である。より具体的には、参照フレームの最大枚数に関連する符号化情報とは、例えば、予測参照方向、動きベクトルの大きさ、または参照されるフレームのインデクスを示す情報である。
【００７９】
なお、この例では、第３の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃３）は、「参照フレームの最大枚数」であったが、例えば、時間方向の予測に関連する情報に代替されてもよい。また例えば、第３の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃３）は、入力画像信号のフレームレートを示す情報であってもよい。この場合であっても、フレームレートが高い場合には、時間方向の相関性が高いことを利用して、初期値を調整することが可能となり、符号化効率をさらに向上させることができる。
【００８０】
第４の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃４）は、例えば所定のパラメータで与えられる「このスライスが属するピクチャの解像度」である。つまり、第１〜第ｎの初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャの解像度に依存してもよい。
【００８１】
これにより、従来では、２値配列と輝度の量子化ステップとの相関度合いのみを初期化処理に反映させることしかできなかったが、入力信号の解像度に関連する符号化情報を用いて、２値配列と入力画像の解像度の相関度合いを初期化処理に反映させることが可能となる。その結果、解像度が高い場合には、処理ブロックの単位が大きくなるという傾向、あるいは１つの処理ブロックに含まれる情報量が少なくなるという傾向を利用して初期化処理を行うことができ、符号化効率をさらに向上させることができる。
【００８２】
ここで、入力信号の解像度に関連する符号化情報とは、例えば符号化処理の単位に関連する情報、あるいは量子化係数の符号化に関連する情報である。より具体的には、入力信号の解像度に関連する符号化情報とは、例えば、係数のゼロ、非ゼロを区別するための情報、あるいは非ゼロ係数が変換ブロックのどの位置まであるかを示す情報である。
【００８３】
第５の制御パラメータ（ｐａｒａｍ＃５）は、例えば「スライスの違いを示す信号」（復号対象のスライスの空間上の位置）である。つまり、第１〜第ｎの初期化方法のうちの少なくとも１つは、ピクチャ内におけるスライスの位置に依存してもよい。
【００８４】
これにより、従来では、２値配列と輝度の量子化ステップとの相関度合いのみを初期化処理に反映させることしかできなかったが、スライスの特性に関連する符号化情報を用いて、２値配列とスライスの特性との相関度合いを初期化処理に反映させることが可能となる。その結果、非参照（別のスライスから参照されない）スライスでは、より画質劣化が大きくなるという傾向を利用して初期化処理を行うことができ、符号化効率をさらに向上させることができる。
【００８５】
ここで、スライスの特性に関連する符号化情報とは、例えばスライス位置情報、あるいはスライスの符号化方法の違いに関連する情報である。
【００８６】
尚、制御パラメータを固定値としてもよい。この固定値をｎ（制御パラメータの数）と同じ値としてもよい。
【００８７】
ここで、第１〜第ｎの制御パラメータが互いに独立であるとしてもよい。また、第１の制御パラメータから他の制御パラメータが一意に定まる関数の関係でないとしてもよい。
【００８８】
尚、制御パラメータを、このスライス中の他の変数であって、既に算術復号して得られた信号種別（の値）としてもよい。
【００８９】
このように、本実施の形態によれば、所定の区分（複数のコンテキストＩｄｘ）に対するコンテキスト変数の初期化に、その情報種別（群）に適切な制御パラメータを用いた初期化方法に切り替えて確率の初期値を設定することができる。
【００９０】
また、これらの区分等の情報は、符号化する信号種別毎にどの処理単位を用いるかをあらかじめきめておいてもよいし、ヘッダ情報（例えばプロファイルを示す情報や、別の制御パラメータを伝送、復号）によって切り替えてもよい。これにより、さらに入力信号の特性に合わせて初期化方法を切り替えることができ、さらに符号化効率を向上させることができる。
【００９１】
尚、区分とインデクスとの対応については、インデクスと区分との包含関係はどちらが他方を包含する関係であっても良い。要は、変数とインデクスと初期化方法との関係において、変数の値（あるいは２値配列等に配列化された要素の個々の値）が初期化方法で用いられる制御パラメータの値と相関が強い（正負問わず０に近くない）ことが重要である。例えば、制御パラメータＱＰの値に対して、その相関が第１の変数より弱い第２の変数については、図３Ａおよび図３Ｂに示すＱＰを用いたＨ．２６４の初期化方法とは異なる初期化方法を適用する。尚、本発明Ｈ．２６４と同じ確率モデルに適用させるためには、複数のインデクスを１つの区分が包含するようにするとよい。
【００９２】
Ｈ．２６４に習い、配列の１つ１つの要素が０、１の２値のどちらかを使う例を説明したが、ｎビット多値を取る場合も、３値いずれかを取る場合であっても、発生確率の初期化に用いるパラメータを適切な制御パラメータに応じて変える点で、本発明が適用できることはいうまでもない。
【００９３】
なお、本実施の形態に係るコンテキスト変数の初期化方法は、算術符号化方法にも適用できる。つまり、算術符号化方法においても、図６〜図８に示すように、コンテキスト変数を初期化することができる。これにより、上記の算術復号方法と同様の効果を奏することができる。
【００９４】
（実施の形態２）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
【００９５】
さらにここで、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）や動画像復号化方法（画像復号方法）の応用例とそれを用いたシステムを説明する。当該システムは、画像符号化方法を用いた画像符号化装置、および画像復号方法を用いた画像復号装置からなる画像符号化復号装置を有することを特徴とする。システムにおける他の構成について、場合に応じて適切に変更することができる。
【００９６】
図９は、コンテンツ配信サービスを実現するコンテンツ供給システムex１００の全体構成を示す図である。通信サービスの提供エリアを所望の大きさに分割し、各セル内にそれぞれ固定無線局である基地局ex１０６、ex１０７、ex１０８、ex１０９、ex１１０が設置されている。
【００９７】
このコンテンツ供給システムex１００は、インターネットex１０１にインターネットサービスプロバイダex１０２および電話網ex１０４、および基地局ex１０６からex１１０を介して、コンピュータex１１１、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）ex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５などの各機器が接続される。
【００９８】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図９のような構成に限定されず、いずれかの要素を組合せて接続するようにしてもよい。また、固定無線局である基地局ex１０６からex１１０を介さずに、各機器が電話網ex１０４に直接接続されてもよい。また、各機器が近距離無線等を介して直接相互に接続されていてもよい。
【００９９】
カメラex１１３はデジタルビデオカメラ等の動画撮影が可能な機器であり、カメラex１１６はデジタルカメラ等の静止画撮影、動画撮影が可能な機器である。また、携帯電話ex１１４は、ＧＳＭ（登録商標）（Global System for Mobile Communications）方式、ＣＤＭＡ（Code Division Multiple Access）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ（Wideband-Code Division Multiple Access）方式、若しくはＬＴＥ（Long Term Evolution）方式、ＨＳＰＡ(High Speed Packet Access)の携帯電話機、またはＰＨＳ（Personal Handyphone System）等であり、いずれでも構わない。
【０１００】
コンテンツ供給システムex１００では、カメラex１１３等が基地局ex１０９、電話網ex１０４を通じてストリーミングサーバex１０３に接続されることで、ライブ配信等が可能になる。ライブ配信では、ユーザがカメラex１１３を用いて撮影するコンテンツ（例えば、音楽ライブの映像等）に対して上記各実施の形態で説明したように符号化処理を行い（即ち、本発明の画像符号化装置として機能する）、ストリーミングサーバex１０３に送信する。一方、ストリーミングサーバex１０３は要求のあったクライアントに対して送信されたコンテンツデータをストリーム配信する。クライアントとしては、上記符号化処理されたデータを復号化することが可能な、コンピュータex１１１、ＰＤＡex１１２、カメラex１１３、携帯電話ex１１４、ゲーム機ex１１５等がある。配信されたデータを受信した各機器では、受信したデータを復号化処理して再生する（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）。
【０１０１】
なお、撮影したデータの符号化処理はカメラex１１３で行っても、データの送信処理をするストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。同様に配信されたデータの復号化処理はクライアントで行っても、ストリーミングサーバex１０３で行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。また、カメラex１１３に限らず、カメラex１１６で撮影した静止画像および／または動画像データを、コンピュータex１１１を介してストリーミングサーバex１０３に送信してもよい。この場合の符号化処理はカメラex１１６、コンピュータex１１１、ストリーミングサーバex１０３のいずれで行ってもよいし、互いに分担して行ってもよい。
【０１０２】
また、これら符号化・復号化処理は、一般的にコンピュータex１１１や各機器が有するＬＳＩex５００において処理する。ＬＳＩex５００は、ワンチップであっても複数チップからなる構成であってもよい。なお、動画像符号化・復号化用のソフトウェアをコンピュータex１１１等で読み取り可能な何らかの記録メディア（ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク、ハードディスクなど）に組み込み、そのソフトウェアを用いて符号化・復号化処理を行ってもよい。さらに、携帯電話ex１１４がカメラ付きである場合には、そのカメラで取得した動画データを送信してもよい。このときの動画データは携帯電話ex１１４が有するＬＳＩex５００で符号化処理されたデータである。
【０１０３】
また、ストリーミングサーバex１０３は複数のサーバや複数のコンピュータであって、データを分散して処理したり記録したり配信するものであってもよい。
【０１０４】
以上のようにして、コンテンツ供給システムex１００では、符号化されたデータをクライアントが受信して再生することができる。このようにコンテンツ供給システムex１００では、ユーザが送信した情報をリアルタイムでクライアントが受信して復号化し、再生することができ、特別な権利や設備を有さないユーザでも個人放送を実現できる。
【０１０５】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図１０に示すように、デジタル放送用システムex２００にも、上記各実施の形態の少なくとも動画像符号化装置（画像符号化装置）または動画像復号化装置（画像復号装置）のいずれかを組み込むことができる。具体的には、放送局ex２０１では映像データに音楽データなどが多重化された多重化データが電波を介して通信または衛星ex２０２に伝送される。この映像データは上記各実施の形態で説明した動画像符号化方法により符号化されたデータである（即ち、本発明の画像符号化装置によって符号化されたデータである）。これを受けた放送衛星ex２０２は、放送用の電波を発信し、この電波を衛星放送の受信が可能な家庭のアンテナex２０４が受信する。受信した多重化データを、テレビ（受信機）ex３００またはセットトップボックス（ＳＴＢ）ex２１７等の装置が復号化して再生する（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）。
【０１０６】
また、ＤＶＤ、ＢＤ等の記録メディアex２１５に記録した多重化データを読み取り復号化する、または記録メディアex２１５に映像信号を符号化し、さらに場合によっては音楽信号と多重化して書き込むリーダ／レコーダex２１８にも上記各実施の形態で示した動画像復号化装置または動画像符号化装置を実装することが可能である。この場合、再生された映像信号はモニタex２１９に表示され、多重化データが記録された記録メディアex２１５により他の装置やシステムにおいて映像信号を再生することができる。また、ケーブルテレビ用のケーブルex２０３または衛星／地上波放送のアンテナex２０４に接続されたセットトップボックスex２１７内に動画像復号化装置を実装し、これをテレビのモニタex２１９で表示してもよい。このときセットトップボックスではなく、テレビ内に動画像復号化装置を組み込んでもよい。
【０１０７】
図１１は、上記各実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いたテレビ（受信機）ex３００を示す図である。テレビex３００は、上記放送を受信するアンテナex２０４またはケーブルex２０３等を介して映像データに音声データが多重化された多重化データを取得、または出力するチューナex３０１と、受信した多重化データを復調する、または外部に送信する多重化データに変調する変調／復調部ex３０２と、復調した多重化データを映像データと、音声データとに分離する、または信号処理部ex３０６で符号化された映像データ、音声データを多重化する多重／分離部ex３０３を備える。
【０１０８】
また、テレビex３００は、音声データ、映像データそれぞれを復号化する、またはそれぞれの情報を符号化する音声信号処理部ex３０４、映像信号処理部ex３０５（本発明の画像符号化装置または画像復号装置として機能する）を有する信号処理部ex３０６と、復号化した音声信号を出力するスピーカex３０７、復号化した映像信号を表示するディスプレイ等の表示部ex３０８を有する出力部ex３０９とを有する。さらに、テレビex３００は、ユーザ操作の入力を受け付ける操作入力部ex３１２等を有するインタフェース部ex３１７を有する。さらに、テレビex３００は、各部を統括的に制御する制御部ex３１０、各部に電力を供給する電源回路部ex３１１を有する。インタフェース部ex３１７は、操作入力部ex３１２以外に、リーダ／レコーダex２１８等の外部機器と接続されるブリッジex３１３、ＳＤカード等の記録メディアex２１６を装着可能とするためのスロット部ex３１４、ハードディスク等の外部記録メディアと接続するためのドライバex３１５、電話網と接続するモデムex３１６等を有していてもよい。なお記録メディアex２１６は、格納する不揮発性／揮発性の半導体メモリ素子により電気的に情報の記録を可能としたものである。テレビex３００の各部は同期バスを介して互いに接続されている。
【０１０９】
まず、テレビex３００がアンテナex２０４等により外部から取得した多重化データを復号化し、再生する構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、ＣＰＵ等を有する制御部ex３１０の制御に基づいて、変調／復調部ex３０２で復調した多重化データを多重／分離部ex３０３で分離する。さらにテレビex３００は、分離した音声データを音声信号処理部ex３０４で復号化し、分離した映像データを映像信号処理部ex３０５で上記各実施の形態で説明した復号化方法を用いて復号化する。復号化した音声信号、映像信号は、それぞれ出力部ex３０９から外部に向けて出力される。出力する際には、音声信号と映像信号が同期して再生するよう、バッファex３１８、ex３１９等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。また、テレビex３００は、放送等からではなく、磁気／光ディスク、ＳＤカード等の記録メディアex２１５、ex２１６から多重化データを読み出してもよい。次に、テレビex３００が音声信号や映像信号を符号化し、外部に送信または記録メディア等に書き込む構成について説明する。テレビex３００は、リモートコントローラex２２０等からのユーザ操作を受け、制御部ex３１０の制御に基づいて、音声信号処理部ex３０４で音声信号を符号化し、映像信号処理部ex３０５で映像信号を上記各実施の形態で説明した符号化方法を用いて符号化する。符号化した音声信号、映像信号は多重／分離部ex３０３で多重化され外部に出力される。多重化する際には、音声信号と映像信号が同期するように、バッファex３２０、ex３２１等に一旦これらの信号を蓄積するとよい。なお、バッファex３１８、ex３１９、ex３２０、ex３２１は図示しているように複数備えていてもよいし、１つ以上のバッファを共有する構成であってもよい。さらに、図示している以外に、例えば変調／復調部ex３０２や多重／分離部ex３０３の間等でもシステムのオーバフロー、アンダーフローを避ける緩衝材としてバッファにデータを蓄積することとしてもよい。
【０１１０】
また、テレビex３００は、放送等や記録メディア等から音声データ、映像データを取得する以外に、マイクやカメラのＡＶ入力を受け付ける構成を備え、それらから取得したデータに対して符号化処理を行ってもよい。なお、ここではテレビex３００は上記の符号化処理、多重化、および外部出力ができる構成として説明したが、これらの処理を行うことはできず、上記受信、復号化処理、外部出力のみが可能な構成であってもよい。
【０１１１】
また、リーダ／レコーダex２１８で記録メディアから多重化データを読み出す、または書き込む場合には、上記復号化処理または符号化処理はテレビex３００、リーダ／レコーダex２１８のいずれで行ってもよいし、テレビex３００とリーダ／レコーダex２１８が互いに分担して行ってもよい。
【０１１２】
一例として、光ディスクからデータの読み込みまたは書き込みをする場合の情報再生／記録部ex４００の構成を図１２に示す。情報再生／記録部ex４００は、以下に説明する要素ex４０１、ex４０２、ex４０３、ex４０４、ex４０５、ex４０６、ex４０７を備える。光ヘッドex４０１は、光ディスクである記録メディアex２１５の記録面にレーザスポットを照射して情報を書き込み、記録メディアex２１５の記録面からの反射光を検出して情報を読み込む。変調記録部ex４０２は、光ヘッドex４０１に内蔵された半導体レーザを電気的に駆動し記録データに応じてレーザ光の変調を行う。再生復調部ex４０３は、光ヘッドex４０１に内蔵されたフォトディテクタにより記録面からの反射光を電気的に検出した再生信号を増幅し、記録メディアex２１５に記録された信号成分を分離して復調し、必要な情報を再生する。バッファex４０４は、記録メディアex２１５に記録するための情報および記録メディアex２１５から再生した情報を一時的に保持する。ディスクモータex４０５は記録メディアex２１５を回転させる。サーボ制御部ex４０６は、ディスクモータex４０５の回転駆動を制御しながら光ヘッドex４０１を所定の情報トラックに移動させ、レーザスポットの追従処理を行う。システム制御部ex４０７は、情報再生／記録部ex４００全体の制御を行う。上記の読み出しや書き込みの処理はシステム制御部ex４０７が、バッファex４０４に保持された各種情報を利用し、また必要に応じて新たな情報の生成・追加を行うと共に、変調記録部ex４０２、再生復調部ex４０３、サーボ制御部ex４０６を協調動作させながら、光ヘッドex４０１を通して、情報の記録再生を行うことにより実現される。システム制御部ex４０７は例えばマイクロプロセッサで構成され、読み出し書き込みのプログラムを実行することでそれらの処理を実行する。
【０１１３】
以上では、光ヘッドex４０１はレーザスポットを照射するとして説明したが、近接場光を用いてより高密度な記録を行う構成であってもよい。
【０１１４】
図１３に光ディスクである記録メディアex２１５の模式図を示す。記録メディアex２１５の記録面には案内溝（グルーブ）がスパイラル状に形成され、情報トラックex２３０には、予めグルーブの形状の変化によってディスク上の絶対位置を示す番地情報が記録されている。この番地情報はデータを記録する単位である記録ブロックex２３１の位置を特定するための情報を含み、記録や再生を行う装置において情報トラックex２３０を再生し番地情報を読み取ることで記録ブロックを特定することができる。また、記録メディアex２１５は、データ記録領域ex２３３、内周領域ex２３２、外周領域ex２３４を含んでいる。ユーザデータを記録するために用いる領域がデータ記録領域ex２３３であり、データ記録領域ex２３３より内周または外周に配置されている内周領域ex２３２と外周領域ex２３４は、ユーザデータの記録以外の特定用途に用いられる。情報再生／記録部ex４００は、このような記録メディアex２１５のデータ記録領域ex２３３に対して、符号化された音声データ、映像データまたはそれらのデータを多重化した多重化データの読み書きを行う。
【０１１５】
以上では、１層のＤＶＤ、ＢＤ等の光ディスクを例に挙げ説明したが、これらに限ったものではなく、多層構造であって表面以外にも記録可能な光ディスクであってもよい。また、ディスクの同じ場所にさまざまな異なる波長の色の光を用いて情報を記録したり、さまざまな角度から異なる情報の層を記録したりなど、多次元的な記録／再生を行う構造の光ディスクであってもよい。
【０１１６】
また、デジタル放送用システムex２００において、アンテナex２０５を有する車ex２１０で衛星ex２０２等からデータを受信し、車ex２１０が有するカーナビゲーションex２１１等の表示装置に動画を再生することも可能である。なお、カーナビゲーションex２１１の構成は例えば図１１に示す構成のうち、ＧＰＳ受信部を加えた構成が考えられ、同様なことがコンピュータex１１１や携帯電話ex１１４等でも考えられる。
【０１１７】
図１４（ａ）は、上記実施の形態で説明した動画像復号化方法および動画像符号化方法を用いた携帯電話ex１１４を示す図である。携帯電話ex１１４は、基地局ex１１０との間で電波を送受信するためのアンテナex３５０、映像、静止画を撮ることが可能なカメラ部ex３６５、カメラ部ex３６５で撮像した映像、アンテナex３５０で受信した映像等が復号化されたデータを表示する液晶ディスプレイ等の表示部ex３５８を備える。携帯電話ex１１４は、さらに、操作キー部ex３６６を有する本体部、音声を出力するためのスピーカ等である音声出力部ex３５７、音声を入力するためのマイク等である音声入力部ex３５６、撮影した映像、静止画、録音した音声、または受信した映像、静止画、メール等の符号化されたデータもしくは復号化されたデータを保存するメモリ部ex３６７、又は同様にデータを保存する記録メディアとのインタフェース部であるスロット部ex３６４を備える。
【０１１８】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図１４（ｂ）を用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８および操作キー部ex３６６を備えた本体部の各部を統括的に制御する主制御部ex３６０に対して、電源回路部ex３６１、操作入力制御部ex３６２、映像信号処理部ex３５５、カメラインタフェース部ex３６３、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）制御部ex３５９、変調／復調部ex３５２、多重／分離部ex３５３、音声信号処理部ex３５４、スロット部ex３６４、メモリ部ex３６７がバスex３７０を介して互いに接続されている。
【０１１９】
電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により終話および電源キーがオン状態にされると、バッテリパックから各部に対して電力を供給することにより携帯電話ex１１４を動作可能な状態に起動する。
【０１２０】
携帯電話ex１１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する主制御部ex３６０の制御に基づいて、音声通話モード時に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を音声信号処理部ex３５４でデジタル音声信号に変換し、これを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理し、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。また携帯電話ex１１４は、音声通話モード時にアンテナex３５０を介して受信した受信データを増幅して周波数変換処理およびアナログデジタル変換処理を施し、変調／復調部ex３５２でスペクトラム逆拡散処理し、音声信号処理部ex３５４でアナログ音声信号に変換した後、これを音声出力部ex３５７から出力する。
【０１２１】
さらにデータ通信モード時に電子メールを送信する場合、本体部の操作キー部ex３６６等の操作によって入力された電子メールのテキストデータは操作入力制御部ex３６２を介して主制御部ex３６０に送出される。主制御部ex３６０は、テキストデータを変調／復調部ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して基地局ex１１０へ送信する。電子メールを受信する場合は、受信したデータに対してこのほぼ逆の処理が行われ、表示部ex３５８に出力される。
【０１２２】
データ通信モード時に映像、静止画、または映像と音声を送信する場合、映像信号処理部ex３５５は、カメラ部ex３６５から供給された映像信号を上記各実施の形態で示した動画像符号化方法によって圧縮符号化し（即ち、本発明の画像符号化装置として機能する）、符号化された映像データを多重／分離部ex３５３に送出する。また、音声信号処理部ex３５４は、映像、静止画等をカメラ部ex３６５で撮像中に音声入力部ex３５６で収音した音声信号を符号化し、符号化された音声データを多重／分離部ex３５３に送出する。
【０１２３】
多重／分離部ex３５３は、映像信号処理部ex３５５から供給された符号化された映像データと音声信号処理部ex３５４から供給された符号化された音声データを所定の方式で多重化し、その結果得られる多重化データを変調／復調部（変調／復調回路部）ex３５２でスペクトラム拡散処理をし、送信／受信部ex３５１でデジタルアナログ変換処理および周波数変換処理を施した後にアンテナex３５０を介して送信する。
【０１２４】
データ通信モード時にホームページ等にリンクされた動画像ファイルのデータを受信する場合、または映像およびもしくは音声が添付された電子メールを受信する場合、アンテナex３５０を介して受信された多重化データを復号化するために、多重／分離部ex３５３は、多重化データを分離することにより映像データのビットストリームと音声データのビットストリームとに分け、同期バスex３７０を介して符号化された映像データを映像信号処理部ex３５５に供給するとともに、符号化された音声データを音声信号処理部ex３５４に供給する。映像信号処理部ex３５５は、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法に対応した動画像復号化方法によって復号化することにより映像信号を復号し（即ち、本発明の画像復号装置として機能する）、ＬＣＤ制御部ex３５９を介して表示部ex３５８から、例えばホームページにリンクされた動画像ファイルに含まれる映像、静止画が表示される。また音声信号処理部ex３５４は、音声信号を復号し、音声出力部ex３５７から音声が出力される。
【０１２５】
また、上記携帯電話ex１１４等の端末は、テレビex３００と同様に、符号化器・復号化器を両方持つ送受信型端末の他に、符号化器のみの送信端末、復号化器のみの受信端末という３通りの実装形式が考えられる。さらに、デジタル放送用システムex２００において、映像データに音楽データなどが多重化された多重化データを受信、送信するとして説明したが、音声データ以外に映像に関連する文字データなどが多重化されたデータであってもよいし、多重化データではなく映像データ自体であってもよい。
【０１２６】
このように、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法あるいは動画像復号化方法を上述したいずれの機器・システムに用いることは可能であり、そうすることで、上記各実施の形態で説明した効果を得ることができる。
【０１２７】
また、本発明はかかる上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形または修正が可能である。
【０１２８】
（実施の形態３）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
【０１２９】
ここで、それぞれ異なる規格に準拠する複数の映像データを生成した場合、復号する際に、それぞれの規格に対応した復号方法を選択する必要がある。しかしながら、復号する映像データが、どの規格に準拠するものであるか識別できないため、適切な復号方法を選択することができないという課題を生じる。
【０１３０】
この課題を解決するために、映像データに音声データなどを多重化した多重化データは、映像データがどの規格に準拠するものであるかを示す識別情報を含む構成とする。上記各実施の形態で示す動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを含む多重化データの具体的な構成を以下説明する。多重化データは、ＭＰＥＧ−２トランスポートストリーム形式のデジタルストリームである。
【０１３１】
図１５は、多重化データの構成を示す図である。図１５に示すように多重化データは、ビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム（ＰＧ）、インタラクティブグラフィックスストリームのうち、１つ以上を多重化することで得られる。ビデオストリームは映画の主映像および副映像を、オーディオストリーム（ＩＧ）は映画の主音声部分とその主音声とミキシングする副音声を、プレゼンテーショングラフィックスストリームは、映画の字幕をそれぞれ示している。ここで主映像とは画面に表示される通常の映像を示し、副映像とは主映像の中に小さな画面で表示する映像のことである。また、インタラクティブグラフィックスストリームは、画面上にＧＵＩ部品を配置することにより作成される対話画面を示している。ビデオストリームは、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠した動画像符号化方法または装置によって符号化されている。オーディオストリームは、ドルビーＡＣ−３、Ｄｏｌｂｙ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｐｌｕｓ、ＭＬＰ、ＤＴＳ、ＤＴＳ−ＨＤ、または、リニアＰＣＭのなどの方式で符号化されている。
【０１３２】
多重化データに含まれる各ストリームはＰＩＤによって識別される。例えば、映画の映像に利用するビデオストリームには０ｘ１０１１が、オーディオストリームには０ｘ１１００から０ｘ１１１Ｆまでが、プレゼンテーショングラフィックスには０ｘ１２００から０ｘ１２１Ｆまでが、インタラクティブグラフィックスストリームには０ｘ１４００から０ｘ１４１Ｆまでが、映画の副映像に利用するビデオストリームには０ｘ１Ｂ００から０ｘ１Ｂ１Ｆまで、主音声とミキシングする副音声に利用するオーディオストリームには０ｘ１Ａ００から０ｘ１Ａ１Ｆが、それぞれ割り当てられている。
【０１３３】
図１６は、多重化データがどのように多重化されるかを模式的に示す図である。まず、複数のビデオフレームからなるビデオストリームex２３５、複数のオーディオフレームからなるオーディオストリームex２３８を、それぞれＰＥＳパケット列ex２３６およびex２３９に変換し、ＴＳパケットex２３７およびex２４０に変換する。同じくプレゼンテーショングラフィックスストリームex２４１およびインタラクティブグラフィックスex２４４のデータをそれぞれＰＥＳパケット列ex２４２およびex２４５に変換し、さらにＴＳパケットex２４３およびex２４６に変換する。多重化データex２４７はこれらのＴＳパケットを１本のストリームに多重化することで構成される。
【０１３４】
図１７は、ＰＥＳパケット列に、ビデオストリームがどのように格納されるかをさらに詳しく示している。図１７における第１段目はビデオストリームのビデオフレーム列を示す。第２段目は、ＰＥＳパケット列を示す。図１７の矢印ｙｙ１，ｙｙ２，ｙｙ３，ｙｙ４に示すように、ビデオストリームにおける複数のＶｉｄｅｏ  Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  ＵｎｉｔであるＩピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャは、ピクチャ毎に分割され、ＰＥＳパケットのペイロードに格納される。各ＰＥＳパケットはＰＥＳヘッダを持ち、ＰＥＳヘッダには、ピクチャの表示時刻であるＰＴＳ（Ｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ  Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）やピクチャの復号時刻であるＤＴＳ（Ｄｅｃｏｄｉｎｇ  Ｔｉｍｅ−Ｓｔａｍｐ）が格納される。
【０１３５】
図１８は、多重化データに最終的に書き込まれるＴＳパケットの形式を示している。ＴＳパケットは、ストリームを識別するＰＩＤなどの情報を持つ４ＢｙｔｅのＴＳヘッダとデータを格納する１８４ＢｙｔｅのＴＳペイロードから構成される１８８Ｂｙｔｅ固定長のパケットであり、上記ＰＥＳパケットは分割されＴＳペイロードに格納される。ＢＤ−ＲＯＭの場合、ＴＳパケットには、４ＢｙｔｅのＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿Ｈｅａｄｅｒが付与され、１９２Ｂｙｔｅのソースパケットを構成し、多重化データに書き込まれる。ＴＰ＿Ｅｘｔｒａ＿ＨｅａｄｅｒにはＡＴＳ（Ａｒｒｉｖａｌ＿Ｔｉｍｅ＿Ｓｔａｍｐ）などの情報が記載される。ＡＴＳは当該ＴＳパケットのデコーダのＰＩＤフィルタへの転送開始時刻を示す。多重化データには図１８下段に示すようにソースパケットが並ぶこととなり、多重化データの先頭からインクリメントする番号はＳＰＮ（ソースパケットナンバー）と呼ばれる。
【０１３６】
また、多重化データに含まれるＴＳパケットには、映像・音声・字幕などの各ストリーム以外にもＰＡＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｔａｂｌｅ）、ＰＭＴ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｍａｐ  Ｔａｂｌｅ）、ＰＣＲ（Ｐｒｏｇｒａｍ  Ｃｌｏｃｋ  Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ）などがある。ＰＡＴは多重化データ中に利用されるＰＭＴのＰＩＤが何であるかを示し、ＰＡＴ自身のＰＩＤは０で登録される。ＰＭＴは、多重化データ中に含まれる映像・音声・字幕などの各ストリームのＰＩＤと各ＰＩＤに対応するストリームの属性情報を持ち、また多重化データに関する各種ディスクリプタを持つ。ディスクリプタには多重化データのコピーを許可・不許可を指示するコピーコントロール情報などがある。ＰＣＲは、ＡＴＳの時間軸であるＡＴＣ（Ａｒｒｉｖａｌ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）とＰＴＳ・ＤＴＳの時間軸であるＳＴＣ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｔｉｍｅ  Ｃｌｏｃｋ）の同期を取るために、そのＰＣＲパケットがデコーダに転送されるＡＴＳに対応するＳＴＣ時間の情報を持つ。
【０１３７】
図１９はＰＭＴのデータ構造を詳しく説明する図である。ＰＭＴの先頭には、そのＰＭＴに含まれるデータの長さなどを記したＰＭＴヘッダが配置される。その後ろには、多重化データに関するディスクリプタが複数配置される。上記コピーコントロール情報などが、ディスクリプタとして記載される。ディスクリプタの後には、多重化データに含まれる各ストリームに関するストリーム情報が複数配置される。ストリーム情報は、ストリームの圧縮コーデックなどを識別するためストリームタイプ、ストリームのＰＩＤ、ストリームの属性情報（フレームレート、アスペクト比など）が記載されたストリームディスクリプタから構成される。ストリームディスクリプタは多重化データに存在するストリームの数だけ存在する。
【０１３８】
記録媒体などに記録する場合には、上記多重化データは、多重化データ情報ファイルと共に記録される。
【０１３９】
多重化データ情報ファイルは、図２０に示すように多重化データの管理情報であり、多重化データと１対１に対応し、多重化データ情報、ストリーム属性情報とエントリマップから構成される。
【０１４０】
多重化データ情報は図２０に示すようにシステムレート、再生開始時刻、再生終了時刻から構成されている。システムレートは多重化データの、後述するシステムターゲットデコーダのＰＩＤフィルタへの最大転送レートを示す。多重化データ中に含まれるＡＴＳの間隔はシステムレート以下になるように設定されている。再生開始時刻は多重化データの先頭のビデオフレームのＰＴＳであり、再生終了時刻は多重化データの終端のビデオフレームのＰＴＳに１フレーム分の再生間隔を足したものが設定される。
【０１４１】
ストリーム属性情報は図２１に示すように、多重化データに含まれる各ストリームについての属性情報が、ＰＩＤ毎に登録される。属性情報はビデオストリーム、オーディオストリーム、プレゼンテーショングラフィックスストリーム、インタラクティブグラフィックスストリーム毎に異なる情報を持つ。ビデオストリーム属性情報は、そのビデオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、ビデオストリームを構成する個々のピクチャデータの解像度がどれだけであるか、アスペクト比はどれだけであるか、フレームレートはどれだけであるかなどの情報を持つ。オーディオストリーム属性情報は、そのオーディオストリームがどのような圧縮コーデックで圧縮されたか、そのオーディオストリームに含まれるチャンネル数は何であるか、何の言語に対応するか、サンプリング周波数がどれだけであるかなどの情報を持つ。これらの情報は、プレーヤが再生する前のデコーダの初期化などに利用される。
【０１４２】
本実施の形態においては、上記多重化データのうち、ＰＭＴに含まれるストリームタイプを利用する。また、記録媒体に多重化データが記録されている場合には、多重化データ情報に含まれる、ビデオストリーム属性情報を利用する。具体的には、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置において、ＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に対し、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示す固有の情報を設定するステップまたは手段を設ける。この構成により、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成した映像データと、他の規格に準拠する映像データとを識別することが可能になる。
【０１４３】
また、本実施の形態における動画像復号化方法のステップを図２２に示す。ステップexＳ１００において、多重化データからＰＭＴに含まれるストリームタイプ、または、多重化データ情報に含まれるビデオストリーム属性情報を取得する。次に、ステップexＳ１０１において、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された多重化データであることを示しているか否かを判断する。そして、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものであると判断された場合には、ステップexＳ１０２において、上記各実施の形態で示した動画像復号方法により復号を行う。また、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報が、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠するものであることを示している場合には、ステップexＳ１０３において、従来の規格に準拠した動画像復号方法により復号を行う。
【０１４４】
このように、ストリームタイプ、または、ビデオストリーム属性情報に新たな固有値を設定することにより、復号する際に、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法または装置で復号可能であるかを判断することができる。従って、異なる規格に準拠する多重化データが入力された場合であっても、適切な復号化方法または装置を選択することができるため、エラーを生じることなく復号することが可能となる。また、本実施の形態で示した動画像符号化方法または装置、または、動画像復号方法または装置を、上述したいずれの機器・システムに用いることも可能である。
【０１４５】
（実施の形態４）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図２３に１チップ化されたＬＳＩex５００の構成を示す。ＬＳＩex５００は、以下に説明する要素ex５０１、ex５０２、ex５０３、ex５０４、ex５０５、ex５０６、ex５０７、ex５０８、ex５０９を備え、各要素はバスex５１０を介して接続している。電源回路部ex５０５は電源がオン状態の場合に各部に対して電力を供給することで動作可能な状態に起動する。
【０１４６】
例えば符号化処理を行う場合には、ＬＳＩex５００は、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有する制御部ex５０１の制御に基づいて、ＡＶ  Ｉ／Ｏex５０９によりマイクex１１７やカメラex１１３等からＡＶ信号を入力する。入力されたＡＶ信号は、一旦ＳＤＲＡＭ等の外部のメモリex５１１に蓄積される。制御部ex５０１の制御に基づいて、蓄積したデータは処理量や処理速度に応じて適宜複数回に分けるなどされ信号処理部ex５０７に送られ、信号処理部ex５０７において音声信号の符号化および／または映像信号の符号化が行われる。ここで映像信号の符号化処理は上記各実施の形態で説明した符号化処理である。信号処理部ex５０７ではさらに、場合により符号化された音声データと符号化された映像データを多重化するなどの処理を行い、ストリームＩ／Ｏex５０６から外部に出力する。この出力された多重化データは、基地局ex１０７に向けて送信されたり、または記録メディアex２１５に書き込まれたりする。なお、多重化する際には同期するよう、一旦バッファex５０８にデータを蓄積するとよい。
【０１４７】
なお、上記では、メモリex５１１がＬＳＩex５００の外部の構成として説明したが、ＬＳＩex５００の内部に含まれる構成であってもよい。バッファex５０８も１つに限ったものではなく、複数のバッファを備えていてもよい。また、ＬＳＩex５００は１チップ化されてもよいし、複数チップ化されてもよい。
【０１４８】
また、上記では、制御部ex５０１が、ＣＰＵex５０２、メモリコントローラex５０３、ストリームコントローラex５０４、駆動周波数制御部ex５１２等を有するとしているが、制御部ex５０１の構成は、この構成に限らない。例えば、信号処理部ex５０７がさらにＣＰＵを備える構成であってもよい。信号処理部ex５０７の内部にもＣＰＵを設けることにより、処理速度をより向上させることが可能になる。また、他の例として、ＣＰＵex５０２が信号処理部ex５０７、または信号処理部ex５０７の一部である例えば音声信号処理部を備える構成であってもよい。このような場合には、制御部ex５０１は、信号処理部ex５０７、またはその一部を有するＣＰＵex５０２を備える構成となる。
【０１４９】
なお、ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１５０】
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路または汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後に、プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）や、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０１５１】
さらには、半導体技術の進歩または派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。バイオ技術の適応等が可能性としてありえる。
【０１５２】
（実施の形態５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
【０１５３】
この課題を解決するために、テレビex３００、ＬＳＩex５００などの動画像復号化装置は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別し、規格に応じて駆動周波数を切替える構成とする。図２４は、本実施の形態における構成ex８００を示している。駆動周波数切替え部ex８０３は、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、駆動周波数を高く設定する。そして、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１に対し、映像データを復号するよう指示する。一方、映像データが、従来の規格に準拠する映像データである場合には、映像データが、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、駆動周波数を低く設定する。そして、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２に対し、映像データを復号するよう指示する。
【０１５４】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図２３のＣＰＵex５０２と駆動周波数制御部ex５１２から構成される。また、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行する復号処理部ex８０１、および、従来の規格に準拠する復号処理部ex８０２は、図２３の信号処理部ex５０７に該当する。ＣＰＵex５０２は、映像データがどの規格に準拠するものであるかを識別する。そして、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、駆動周波数制御部ex５１２は、駆動周波数を設定する。また、ＣＰＵex５０２からの信号に基づいて、信号処理部ex５０７は、映像データの復号を行う。ここで、映像データの識別には、例えば、実施の形態３で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態３で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図２６のような映像データの規格と、駆動周波数とを対応付けたルックアップテーブルに基づいて行うことが考えられる。ルックアップテーブルを、バッファex５０８や、ＬＳＩの内部メモリに格納しておき、ＣＰＵex５０２がこのルックアップテーブルを参照することにより、駆動周波数を選択することが可能である。
【０１５５】
図２５は、本実施の形態の方法を実施するステップを示している。まず、ステップexＳ２００では、信号処理部ex５０７において、多重化データから識別情報を取得する。次に、ステップexＳ２０１では、ＣＰＵex５０２において、識別情報に基づいて映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものであるか否かを識別する。映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合には、ステップexＳ２０２において、駆動周波数を高く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、高い駆動周波数に設定される。一方、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ステップexＳ２０３において、駆動周波数を低く設定する信号を、ＣＰＵex５０２が駆動周波数制御部ex５１２に送る。そして、駆動周波数制御部ex５１２において、映像データが上記各実施の形態で示した符号化方法または装置によって生成されたものである場合に比べ、低い駆動周波数に設定される。
【０１５６】
さらに、駆動周波数の切替えに連動して、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を変更することにより、省電力効果をより高めることが可能である。例えば、駆動周波数を低く設定する場合には、これに伴い、駆動周波数を高く設定している場合に比べ、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することが考えられる。
【０１５７】
また、駆動周波数の設定方法は、復号する際の処理量が大きい場合に、駆動周波数を高く設定し、復号する際の処理量が小さい場合に、駆動周波数を低く設定すればよく、上述した設定方法に限らない。例えば、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する映像データを復号する処理量の方が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置により生成された映像データを復号する処理量よりも大きい場合には、駆動周波数の設定を上述した場合の逆にすることが考えられる。
【０１５８】
さらに、駆動周波数の設定方法は、駆動周波数を低くする構成に限らない。例えば、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を高く設定し、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、ＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置に与える電圧を低く設定することも考えられる。また、他の例としては、識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合には、ＣＰＵex５０２の駆動を停止させることなく、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合には、処理に余裕があるため、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。識別情報が、上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データであることを示している場合であっても、処理に余裕があれば、ＣＰＵex５０２の駆動を一時停止させることも考えられる。この場合は、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データであることを示している場合に比べて、停止時間を短く設定することが考えられる。
【０１５９】
このように、映像データが準拠する規格に応じて、駆動周波数を切替えることにより、省電力化を図ることが可能になる。また、電池を用いてＬＳＩex５００またはＬＳＩex５００を含む装置を駆動している場合には、省電力化に伴い、電池の寿命を長くすることが可能である。
【０１６０】
（実施の形態６）
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
【０１６１】
この課題を解決するために、上記各実施の形態で示した動画像復号方法を実行するための復号処理部と、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する復号処理部とを一部共有化する構成とする。この構成例を図２７（ａ）のex９００に示す。例えば、上記各実施の形態で示した動画像復号方法と、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に準拠する動画像復号方法とは、エントロピー符号化、逆量子化、デブロッキング・フィルタ、動き補償などの処理において処理内容が一部共通する。共通する処理内容については、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応する復号処理部ex９０２を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に対応しない、本発明特有の他の処理内容については、専用の復号処理部ex９０１を用いるという構成が考えられる。特に、本発明は、逆量子化に特徴を有していることから、例えば、逆量子化については専用の復号処理部ex９０１を用い、それ以外のエントロピー符号化、デブロッキング・フィルタ、動き補償のいずれか、または、全ての処理については、復号処理部を共有することが考えられる。復号処理部の共有化に関しては、共通する処理内容については、上記各実施の形態で示した動画像復号化方法を実行するための復号処理部を共有し、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ規格に特有の処理内容については、専用の復号処理部を用いる構成であってもよい。
【０１６２】
また、処理を一部共有化する他の例を図２７（ｂ）のex１０００に示す。この例では、本発明に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００１と、他の従来規格に特有の処理内容に対応した専用の復号処理部ex１００２と、本発明の動画像復号方法と他の従来規格の動画像復号方法とに共通する処理内容に対応した共用の復号処理部ex１００３とを用いる構成としている。ここで、専用の復号処理部ex１００１、ex１００２は、必ずしも本発明、または、他の従来規格に特有の処理内容に特化したものではなく、他の汎用処理を実行できるものであってもよい。また、本実施の形態の構成を、ＬＳＩex５００で実装することも可能である。
【０１６３】
このように、本発明の動画像復号方法と、従来の規格の動画像復号方法とで共通する処理内容について、復号処理部を共有することにより、ＬＳＩの回路規模を小さくし、かつ、コストを低減することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１６４】
本発明に係る算術復号方法および算術符号化方法は、画像復号方法および画像符号化方法として利用可能である。そして、このような画像復号方法および画像符号化方法は、さまざまな用途に利用可能であり、例えば、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等の高解像度の情報表示機器や撮像機器に利用可能である。
【符号の説明】
【０１６５】
３００  算術復号部
３０１  ２値算術復号器
３０２  シンボル発生確率格納部
３０３  コンテキスト制御部
３０４  多値化部
４００  画像復号装置
４１０  エントロピー復号部
４２０  逆量子化・逆変換部
４２５  加算器
４３０  デブロッキングフィルタ
４４０  メモリ
４５０  イントラ予測部
４６０  動き補償部
４７０  イントラ／インター切換スイッチ
【図１】
2012114693.tif 000003
【図２】
2012114693.tif 000004
【図３Ａ】
2012114693.tif 000005
【図３Ｂ】
2012114693.tif 000006
【図４】
2012114693.tif 000007
【図５】
2012114693.tif 000008
【図６】
2012114693.tif 000009
【図７】
2012114693.tif 000010
【図８】
2012114693.tif 000011
【図９】
2012114693.tif 000012
【図１０】
2012114693.tif 000013
【図１１】
2012114693.tif 000014
【図１２】
2012114693.tif 000015
【図１３】
2012114693.tif 000016
【図１４】
2012114693.tif 000017
【図１５】
2012114693.tif 000018
【図１６】
2012114693.tif 000019
【図１７】
2012114693.tif 000020
【図１８】
2012114693.tif 000021
【図１９】
2012114693.tif 000022
【図２０】
2012114693.tif 000023
【図２１】
2012114693.tif 000024
【図２２】
2012114693.tif 000025
【図２３】
2012114693.tif 000026
【図２４】
2012114693.tif 000027
【図２５】
2012114693.tif 000028
【図２６】
2012114693.tif 000029
【図２７】
2012114693.tif 000030
【国際調査報告】
2012114693.tif 000031
2012114693.tif 000032
2012114693.tif 000033
2012114693.tif 000034