(57)【要約】  符号化対象ブロックを含む符号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて符号化対象ブロックを符号化する画像符号化方法は、符号化対象ブロックを符号化する際に、２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合は、２つ以上の参照ピクチャインデックスが示す参照ピクチャが同一ピクチャかどうかを判定する同一参照ピクチャ判定ステップ（Ｓ４０３）と、同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果に基づいて、符号化対象ブロックを所定の符号化モードで符号化する際の予測方向を固定するかどうかを切り替える予測方向切替ステップ（Ｓ４０４、Ｓ４０５）とを有する。
2012081246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
符号化対象ブロックを含む符号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記符号化対象ブロックを符号化する画像符号化方法であって、
前記符号化対象ブロックを符号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合において、
前記２つ以上の参照ピクチャインデックスが示す参照ピクチャが同一ピクチャかどうかを判定する同一参照ピクチャ判定ステップと、
前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果に基づいて、前記符号化対象ブロックを所定の符号化モードで符号化する際の予測方向を固定するかどうかを切り替える予測方向切替ステップと、
を有する画像符号化方法。
【請求項２】
前記所定の符号化モードはダイレクトモードであり、
前記予測方向切替ステップでは、
前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果が真であれば、前記ダイレクトモードの前記予測方向を、前記参照ピクチャを少なくとも２つ以上参照して符号化を行う双方向予測に設定し、
前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果が偽であれば、前記符号化対象ブロックの前記予測方向を、前記双方向予測および前記参照ピクチャを１つ参照して符号化を行う片方向予測から選択し、選択した前記予測方向を表す予測方向フラグをビットストリームに付加する、
請求項１記載の画像符号化方法。
【請求項３】
符号化対象ブロックを含む符号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記符号化対象ブロックを符号化する画像符号化方法であって、
前記符号化対象ブロックを符号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合において、
前記符号化対象ブロックを所定の符号化モードで符号化する際の予測方向を固定するかどうかを表す予測方向固定フラグをヘッダ情報に付加するステップと、
前記予測方向固定フラグに基づいて、前記符号化対象ブロックを前記所定の符号化モードで符号化するステップと、
を有する画像符号化方法。
【請求項４】
前記所定の符号化モードはダイレクトモードであり、
前記予測方向固定フラグがオンの場合は、前記参照ピクチャを少なくとも２つ以上参照する双方向予測に前記予測方向を設定し、
前記予測方向固定フラグがオフの場合は、前記符号化対象ブロックの前記予測方向を、前記双方向予測および前記参照ピクチャを１つ参照して符号化を行う片方向予測から選択し、選択した前記予測方向を表す予測方向フラグをビットストリームに付加する、
請求項３記載の画像符号化方法。
【請求項５】
符号化対象ブロックを含む符号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記符号化対象ブロックを符号化する画像符号化方法であって、
前記符号化対象ブロックを符号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合において、
前記符号化対象ブロックを所定の符号化モードで符号化する際の予測方向を固定するかどうかを表す予測方向固定フラグと、固定した予測方向を表す第１の予測方向フラグとをヘッダ情報に付加するステップと、
前記予測方向固定フラグおよび前記第１の予測方向フラグに基づいて、前記符号化対象ブロックを前記所定の符号化モードで符号化するステップと、
を有する画像符号化方法。
【請求項６】
前記所定の符号化モードはダイレクトモードであり、
前記予測方向固定フラグがオンの場合は、前記第１の予測方向フラグが表す予測方向を前記符号化対象ブロックの前記予測方向に設定し、
前記予測方向固定フラグがオフの場合は、前記符号化対象ブロックの前記予測方向を、前記参照ピクチャを少なくとも２つ以上参照する双方向予測および前記参照ピクチャを１つ参照して符号化を行う片方向予測から選択し、選択した前記予測方向を表す第２の予測方向フラグをビットストリームに付加する、
請求項５記載の画像符号化方法。
【請求項７】
前記同一参照ピクチャ判定ステップでは、前記参照ピクチャインデックスが割り当てられた前記参照ピクチャの表示順、もしくは符号化順を用いて、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスが示す参照ピクチャが同一ピクチャかどうかを判定する、
請求項１または２に記載の画像符号化方法。
【請求項８】
復号化対象ブロックを含む復号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記復号化対象ブロックを復号化する画像復号化方法であって、
前記復号化対象ブロックを復号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合において、
前記２つ以上の参照ピクチャインデックスが示す参照ピクチャが同一ピクチャかどうかを判定する同一参照ピクチャ判定ステップと、
前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果に基づいて、前記復号化対象ブロックを所定の復号化モードで復号化する際の予測方向を固定するかどうかを切り替える予測方向切替ステップと、
を有する画像復号化方法。
【請求項９】
前記所定の復号化モードはダイレクトモードであり、
前記予測方向切替ステップでは、
前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果が真であれば、前記ダイレクトモードの前記予測方向を、前記参照ピクチャを少なくとも２つ以上参照して復号化を行う双方向予測に設定し、
前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果が偽であれば、前記ダイレクトモードの予測方向フラグをビットストリームから復号し、前記復号した前記予測方向フラグに基づいて前記復号化対象ブロックの復号化を行う、
請求項８記載の画像復号化方法。
【請求項１０】
復号化対象ブロックを含む復号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記復号化対象ブロックを復号化する画像復号化方法であって、
前記復号化対象ブロックを復号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合において、
前記復号化対象ブロックを所定の復号化モードで復号化する際の予測方向を固定するかどうかを表す予測方向固定フラグをビットストリームから復号するステップと、
前記予測方向固定フラグに基づいて、前記復号化対象ブロックを前記所定の復号化モードで復号化するステップと、
を有する画像復号化方法。
【請求項１１】
前記所定の復号化モードはダイレクトモードであり、
前記予測方向固定フラグがオンの場合は、前記参照ピクチャを少なくとも２つ以上参照する双方向予測に前記予測方向を設定し、
前記予測方向固定フラグがオフの場合は、前記ダイレクトモードの予測方向フラグを前記ビットストリームから復号し、前記復号した前記予測方向フラグに基づいて前記復号化対象ブロックの復号化を行う、
請求項１０記載の画像復号化方法。
【請求項１２】
復号化対象ブロックを含む復号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記復号化対象ブロックを復号化する画像復号化方法であって、
前記復号化対象ブロックを復号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合において、
前記復号化対象ブロックを所定の復号化モードで復号化する際の予測方向を固定するかどうかを表す予測方向固定フラグおよび、前記固定した第１の予測方向フラグをビットストリームから復号するステップと、
前記予測方向固定フラグおよび前記第１の予測方向フラグに基づいて、前記復号化対象ブロックを前記所定の復号化モードで復号化するステップと、
を有する画像復号化方法。
【請求項１３】
前記所定の復号化モードはダイレクトモードであり、
前記予測方向固定フラグがオンの場合は、前記第１の予測方向フラグを前記符号化対象ブロックの前記予測方向に設定し、
前記予測方向固定フラグがオフの場合は、前記ダイレクトモードの第２の予測方向フラグを前記ビットストリームから復号し、前記復号した前記第２の予測方向に基づいて前記復号化対象ブロックの復号化を行う、
請求項１２記載の画像復号化方法。
【請求項１４】
前記同一参照ピクチャ判定ステップでは、前記参照ピクチャインデックスが割り当てられた前記参照ピクチャの表示順、もしくは符号化順を用いて、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスが示す参照ピクチャが同一ピクチャかどうかを判定する、
請求項８または９に記載の画像復号化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化方法および画像復号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画像符号化処理では、一般に、動画像が有する空間方向および時間方向の冗長性を利用して情報量の圧縮が行われる。ここで一般に、空間方向の冗長性を利用する方法としては、周波数領域への変換が用いられ、時間方向の冗長性を利用する方法としては、ピクチャ間予測（以降、インター予測と呼ぶ）符号化処理が用いられる。インター予測符号化処理では、あるピクチャを符号化する際に、符号化対象ピクチャに対して表示時間順で前方または後方にある符号化済みのピクチャを、参照ピクチャとして用いる。そして、その参照ピクチャに対する符号化対象ピクチャの動きベクトルを検出し、動きベクトルに基づいて動き補償を行って得られた予測画像データと符号化対象ピクチャの画像データとの差分を取ることにより、時間方向の冗長性を取り除く。【０００３】
既に標準化されている、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、情報量の圧縮のために、Ｉピクチャ、Ｐピクチャ、Ｂピクチャという３種類のピクチャタイプを用いている。Ｉピクチャは、インター予測符号化処理を行わない、すなわち、ピクチャ内予測（以降、イントラ予測と呼ぶ）符号化処理を行うピクチャである。Ｐピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。Ｂピクチャは、表示時間順で、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照してインター予測符号化を行うピクチャである。【０００４】
また、Ｈ．２６４と呼ばれる動画像符号化方式では、Ｂピクチャにおける各符号化対象ブロックのインター予測の符号化モードとして、予測画像データと符号化対象ブロックとの画像データの差分値および予測画像データ生成に用いた動きベクトルを符号化する動きベクトル検出モードと、画像データの差分値のみ符号化を行い、動きベクトルは周辺ブロック等から予測するダイレクトモードと、画像データの差分値も動きベクトルも符号化せず、周辺ブロック等から予測した動きベクトルの示す位置の予測画像をそのまま復号化画像とするスキップモードが存在する。【０００５】
また、Ｂピクチャの動きベクトル検出モードは、予測方向として、符号化対象ピクチャの前方または後方にある既に符号化済みの２つのピクチャを参照して予測画像を生成する双方向予測と、前方または後方にある既に符号化済みの１つのピクチャを参照して予測画像を生成する片方向予測を選択することができる。【０００６】
一方、Ｂピクチャのダイレクトモードは、周辺ブロック等の予測モードに従って、符号化対象ブロックの予測方向を決定する。具体的な例として図４２を参照して説明する。図４２において、符号化対象ブロックの左隣接の符号化済みブロックを隣接ブロックＡ、符号化対象ブロックの上隣接の符号化済みブロックを隣接ブロックＢ、符号化対象ブロックの右上隣接の符号化済みブロックを隣接ブロックＣとする。また、隣接ブロックＡは双方向予測、隣接ブロックＢは片方向予測、隣接ブロックＣは片方向予測とする。符号化対象ブロックのダイレクトモード時の予測方向は、隣接ブロックのうち一つでも双方向予測が存在すれば双方向予測となり、図４２の場合は、符号化対象ブロックの予測方向として双方向予測が選択される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
【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】
【０００８】
しかしながら、従来のダイレクトモードの予測方向の決定方法では、例えば図４２の隣接ブロックＡにおける双方向予測ベクトル２の検出精度が悪い場合でも、常に双方向予測が選択されるため、ダイレクトモードの予測画像が劣化し、符号化効率の劣化を招くという課題が生じている。【０００９】
本発明は、上記課題を解決することを目的とするものであり、ダイレクトモードの予測方向を選択するための新たな判断基準を用いることにより、符号化対象ピクチャに最も適したダイレクトモードの予測方向を導出するとともに、符号化効率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の一態様に係る画像符号化方法は、符号化対象ブロックを含む符号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記符号化対象ブロックを符号化する画像符号化方法であって、前記符号化対象ブロックを符号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合は、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスが示す参照ピクチャが同一ピクチャかどうかを判定する同一参照ピクチャ判定ステップと、前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果に基づいて、前記符号化対象ブロックを所定の符号化モードで符号化する際の予測方向を固定するかどうかを切り替える予測方向切替ステップと、を有する。【００１１】
また、前記所定の符号化モードはダイレクトモードであり、前記予測方向切替ステップでは、前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果が真であれば、前記ダイレクトモードの前記予測方向を、前記参照ピクチャを少なくとも２つ以上参照して符号化を行う双方向予測に設定し、前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果が偽であれば、前記符号化対象ブロックの前記予測方向を、前記双方向予測および前記参照ピクチャを１つ参照して符号化を行う片方向予測から選択し、選択した前記予測方向を表す予測方向フラグをビットストリームに付加することが好ましい。【００１２】
本発明の別の一態様に係る画像符号化方法は、符号化対象ブロックを含む符号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記符号化対象ブロックを符号化する画像符号化方法であって、前記符号化対象ブロックを符号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合は、前記符号化対象ブロックを所定の符号化モードで符号化する際の予測方向を固定するかどうかを表す予測方向固定フラグをヘッダ情報に付加するステップと、前記予測方向固定フラグに基づいて、前記符号化対象ブロックを前記所定の符号化モードで符号化するステップと、を有する。【００１３】
また、前記所定の符号化モードはダイレクトモードであり、前記予測方向固定フラグがオンの場合は、前記参照ピクチャを少なくとも２つ以上参照する双方向予測に前記予測方向を設定し、前記予測方向固定フラグがオフの場合は、前記符号化対象ブロックの前記予測方向を、前記双方向予測および前記参照ピクチャを１つ参照して符号化を行う片方向予測から選択し、選択した前記予測方向を表す予測方向フラグをビットストリームに付加することが好ましい。【００１４】
本発明の別の一態様に係る画像符号化方法は、符号化対象ブロックを含む符号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記符号化対象ブロックを符号化する画像符号化方法であって、前記符号化対象ブロックを符号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合は、前記符号化対象ブロックを所定の符号化モードで符号化する際の予測方向を固定するかどうかを表す予測方向固定フラグと、固定した予測方向を表す第１の予測方向フラグとをヘッダ情報に付加するステップと、前記予測方向固定フラグおよび前記第１の予測方向フラグに基づいて、前記符号化対象ブロックを前記所定の符号化モードで符号化するステップと、を有する。【００１５】
また、前記所定の符号化モードはダイレクトモードであり、前記予測方向固定フラグがオンの場合は、前記第１の予測方向フラグが表す予測方向を前記符号化対象ブロックの前記予測方向に設定し、前記予測方向固定フラグがオフの場合は、前記符号化対象ブロックの前記予測方向を、前記参照ピクチャを少なくとも２つ以上参照する双方向予測および前記参照ピクチャを１つ参照して符号化を行う片方向予測から選択し、選択した前記予測方向を表す第２の予測方向フラグをビットストリームに付加することが好ましい。【００１６】
また、前記同一参照ピクチャ判定ステップでは、前記参照ピクチャインデックスが割り当てられた前記参照ピクチャの表示順、もしくは符号化順を用いて、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスが示す参照ピクチャが同一ピクチャかどうかを判定することが好ましい。【００１７】
本発明の一態様に係る画像復号化方法は、復号化対象ブロックを含む復号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記復号化対象ブロックを復号化する画像復号化方法であって、前記復号化対象ブロックを復号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合は、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスが示す参照ピクチャが同一ピクチャかどうかを判定する同一参照ピクチャ判定ステップと、前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果に基づいて、前記復号化対象ブロックを所定の復号化モードで復号化する際の予測方向を固定するかどうかを切り替える予測方向切替ステップと、を有する。【００１８】
また、前記所定の復号化モードはダイレクトモードであり、前記予測方向切替ステップでは、前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果が真であれば、前記ダイレクトモードの前記予測方向を、前記参照ピクチャを少なくとも２つ以上参照して復号化を行う双方向予測に設定し、前記同一参照ピクチャ判定ステップでの判定結果が偽であれば、前記ダイレクトモードの予測方向フラグをビットストリームから復号し、前記復号した前記予測方向フラグに基づいて前記復号化対象ブロックの復号化を行うことが好ましい。【００１９】
本発明の別の一態様に係る画像復号化方法は、復号化対象ブロックを含む復号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記復号化対象ブロックを復号化する画像復号化方法であって、前記復号化対象ブロックを復号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合は、前記復号化対象ブロックを所定の復号化モードで復号化する際の予測方向を固定するかどうかを表す予測方向固定フラグをビットストリームから復号するステップと、前記予測方向固定フラグに基づいて、前記復号化対象ブロックを前記所定の復号化モードで復号化するステップと、を有する。【００２０】
また、前記所定の復号化モードはダイレクトモードであり、前記予測方向固定フラグがオンの場合は、前記参照ピクチャを少なくとも２つ以上参照する双方向予測に前記予測方向を設定し、前記予測方向固定フラグがオフの場合は、前記ダイレクトモードの予測方向フラグを前記ビットストリームから復号し、前記復号した前記予測方向フラグに基づいて前記復号化対象ブロックの復号化を行うことが好ましい。【００２１】
本発明の別の一態様に係る画像復号化方法は、復号化対象ブロックを含む復号化対象ピクチャとは異なる少なくとも１つ以上の参照ピクチャに対し、少なくとも２つ以上の参照ピクチャインデックスを割り当てて前記復号化対象ブロックを復号化する画像復号化方法であって、前記復号化対象ブロックを復号化する際に、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスを用いる場合は、前記復号化対象ブロックを所定の復号化モードで復号化する際の予測方向を固定するかどうかを表す予測方向固定フラグおよび、前記固定した第１の予測方向フラグをビットストリームから復号するステップと、前記予測方向固定フラグおよび前記第１の予測方向フラグに基づいて、前記復号化対象ブロックを前記所定の復号化モードで復号化するステップと、を有する。【００２２】
また、前記所定の復号化モードはダイレクトモードであり、前記予測方向固定フラグがオンの場合は、前記第１の予測方向フラグを前記符号化対象ブロックの前記予測方向に設定し、前記予測方向固定フラグがオフの場合は、前記ダイレクトモードの第２の予測方向フラグを前記ビットストリームから復号し、前記復号した前記第２の予測方向に基づいて前記復号化対象ブロックの復号化を行うことが好ましい。【００２３】
また、前記同一参照ピクチャ判定ステップでは、前記参照ピクチャインデックスが割り当てられた前記参照ピクチャの表示順、もしくは符号化順を用いて、前記２つ以上の参照ピクチャインデックスが示す参照ピクチャが同一ピクチャかどうかを判定することが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、ダイレクトモードの予測方向を選択するための新たな判断基準を用いることにより、符号化対象ピクチャに最も適したダイレクトモードの予測方向を導出することが可能になるとともに、符号化効率を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、Ｂピクチャにおける参照リストの一例を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施の形態１に係る動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法の処理フローの概要を示す図である。
【図４】図４は、ダイレクトモード予測方向決定部における、ダイレクトモード予測方向の決定フローを示す図である。
【図５】図５は、インター予測制御部における、インター予測モードの決定フローを示す図である。
【図６】図６は、インター予測制御部における、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒの算出フローを示す図である。
【図７】図７は、インター予測制御部における、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔの算出フローを示す図である。
【図８】図８は、ダイレクトベクトル算出方法の一例を説明するための図である。
【図９】図９は、インター予測制御部における、ＣｏｓｔＳｋｉｐの算出フローを示す図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態２に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、本発明の実施の形態２に係る動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法の処理フローの概要を示す図である。
【図１２】図１２は、本発明の実施の形態３に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態３に係る動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法の処理フローの概要を示す図である。
【図１４】図１４は、本発明の実施の形態４に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、本発明の実施の形態４に係る動画像復号化装置により実行される動画像復号化方法の処理フローの概要を示す図である。
【図１６】図１６は、本発明の実施の形態４に係る動画像復号化方法におけるビットストリームのシンタックスの一例である。
【図１７】図１７は、本発明の実施の形態５に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図１８】図１８は、本発明の実施の形態５に係る動画像復号化方法の処理フローの概要を示す図である。
【図１９】図１９は、本発明の実施の形態５に係る動画像復号化方法におけるビットストリームのシンタックスの一例である。
【図２０】図２０は、本発明の実施の形態６に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【図２１】図２１は、本発明の実施の形態６に係る動画像復号化装置により実行される動画像復号化方法の処理フローの概要を示す図である。
【図２２】図２２は、本発明の実施の形態６に係る動画像復号化方法におけるビットストリームのシンタックスの一例である。
【図２３】図２３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２４】図２４は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図２５】図２５は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図２６】図２６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２７】図２７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２８】図２８の（ａ）は、携帯電話の一例を示す図であり、図２８の（ｂ）は、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図２９】図２９は、多重化データの構成を示す図である。
【図３０】図３０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３１】図３１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３２】図３２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３３】図３３は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図３４】図３４は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図３５】図３５は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図３６】図３６は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図３７】図３７は、各実施の形態の動画像符号化方法および動画像復号化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３８】図３８は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図３９】図３９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４０】図４０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４１】図４１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り、図４１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。
【図４２】図４２は、従来の動画像符号化方式を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態に係る動画像符号化方法（画像符号化方法）、動画像符号化装置（画像符号化装置）、動画像復号化方法（画像復号化方法または画像復号方法）、動画像復号化装置（画像復号化装置または画像復号装置）、および画像符号化復号装置について、図面を参照しながら説明する。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、構成要素の配置及び接続形態、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。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。
【００２８】
動画像符号化装置１００は、図１に示すように、減算部１０１、直交変換部１０２、量子化部１０３、逆量子化部１０４、逆直交変換部１０５、加算部１０６、ブロックメモリ１０７、フレームメモリ１０８、イントラ予測部１０９、インター予測部１１０、インター予測制御部１１１、ピクチャタイプ決定部１１２、参照ピクチャリスト管理部１１３、ダイレクトモード予測方向決定部１１４、および可変長符号化部１１５を備えている。
【００２９】
減算部１０１は、入力画像列と、後述するイントラ予測部１０９またはインター予測部１１０で生成された予測画像データとの予測誤差データを算出する。直交変換部１０２は、予測誤差データに対し、画像領域から、周波数領域への変換を行う。量子化部１０３は、周波数領域に変換された予測誤差データに対し、量子化処理を行う。逆量子化部１０４は、量子化部１０３により、量子化処理された予測誤差データに対し、逆量子化処理を行う。逆直交変換部１０５は、逆量子化処理された予測誤差データに対し、周波数領域から、画像領域への変換を行う。加算部１０６は、予測画像データと逆量子化処理された予測誤差データとを加算することにより復号画像を生成する。ブロックメモリ１０７は、復号画像をブロック単位で保存し、フレームメモリ１０８は、復号画像をフレーム単位で保存する。ピクチャタイプ決定部１１２は、Ｉピクチャ、Ｂピクチャ、Ｐピクチャのいずれのピクチャタイプで入力画像列を符号化するかを決定し、ピクチャタイプ情報を生成する。イントラ予測部１０９は、ブロックメモリ１０７に保存されているブロック単位の復号画像を用いて、符号化対象ブロックのイントラ予測による予測画像データを生成する。インター予測部１１０は、フレームメモリ１０８に保存されているフレーム単位の復号画像を用いて、符号化対象ブロックのインター予測による予測画像データを生成する。インター予測制御部１１１は、インター予測モードを決定する。
【００３０】
参照ピクチャリスト管理部１１３は、インター予測で参照する符号化済みの参照ピクチャに参照ピクチャインデックスを割り当て、表示順等とともに参照リストを作成する。Ｂピクチャは、２つのピクチャを参照して符号化が行われるため、２つの参照リストが保持される。図２に、Ｂピクチャにおける参照リストの一例を示す。図２における参照ピクチャリスト１は、双方向予測における予測方向１の参照ピクチャリストの例であり、参照ピクチャインデックス１の値０に表示順２の参照ピクチャ１、参照ピクチャインデックス１の値１に表示順１の参照ピクチャ２、参照ピクチャインデックス１の値２に表示順０の参照ピクチャ３を割り当てている。つまり、符号化対象ピクチャに対して、表示順で時間的に近い順に参照ピクチャインデックスを割り当てている。一方、参照ピクチャリスト２は、双方向予測における予測方向２の参照ピクチャリストの例であり、参照ピクチャインデックス２の値０に表示順１の参照ピクチャ２、参照ピクチャインデックス２の値１に表示順２の参照ピクチャ１、参照ピクチャインデックス２の値２に表示順０の参照ピクチャ３を割り当てている。このように、各参照ピクチャに対して、予測方向毎に異なる参照ピクチャインデックスを割り当てることや（図２の参照ピクチャ１、２）、同じ参照ピクチャインデックスを割り当てることが可能である（図２の参照ピクチャ３）。
【００３１】
なお、本実施の形態では、参照ピクチャインデックスと表示順とで参照ピクチャを管理したが、参照ピクチャインデックスと符号化順などとで参照ピクチャを管理しても構わない。
【００３２】
ダイレクトモード予測方向決定部１１４は、参照ピクチャリスト管理部１１３によって作成された参照ピクチャリスト１および２を用いて、後述する方法で、符号化対象ブロックのダイレクトモードの予測方向を決定する。
【００３３】
可変長符号化部１１５は、量子化処理された予測誤差データ、インター予測モード、インター予測方向フラグ、スキップフラグ、ピクチャタイプ情報に対し、可変長符号化処理を行うことで、ビットストリームを生成する。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態１に係る動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法の処理フローの概要を示す。
【００３５】
ステップＳ３０１において、符号化対象ブロックをダイレクトモードで符号化する場合の予測方向を決定する。
【００３６】
ステップＳ３０２において、動き検出結果による動きベクトルを用いて予測画像を生成する動きベクトル検出モードと、隣接ブロック等から生成した予測動きベクトルを用いて予測画像を生成するダイレクトモードと、ステップＳ３０１において決められた予測方向に従って生成した予測動きベクトルを用いて予測画像を生成するスキップモードとのコスト比較を行い、より効率のよいインター予測モードを決定する。コスト算出方法に関しては、後述する。
【００３７】
ステップＳ３０３において、ステップＳ３０２で決定したインター予測モードがスキップモードかどうかを判定する。ステップＳ３０３の判定結果が真であれば（Ｓ３０３のＹｅｓ）、ステップＳ３０４において、スキップモードの予測画像生成を行い、スキップフラグを１として、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。ステップＳ３０３の判定結果が偽であれば（Ｓ３０３のＮｏ）、ステップＳ３０５において、決定したインター予測モードがダイレクトモードであり、かつ、後述する方法で決定したダイレクト予測方向固定フラグがオンであるかどうかを判定する。
【００３８】
ステップＳ３０５の判定結果が真であれば（Ｓ３０５のＹｅｓ）、ステップＳ３０６において、ダイレクトモードの双方向予測画像を生成し、スキップフラグを０として、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。また、動きベクトル検出モードかダイレクトモードかを示すインター予測モードを、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。
【００３９】
ステップＳ３０５の判定結果が偽であれば（Ｓ３０５のＮｏ）、ステップＳ３０７において、決定したインター予測モードに従ってインター予測を行い、予測画像データを生成し、スキップフラグを０として、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。また、動きベクトル検出モードかダイレクトモードかを示すインター予測モードと、インター予測方向が予測方向１の片方向予測、または、予測方向２の片方向予測、または、予測方向１と予測方向２を用いた双方向予測かどうかを示すインター予測方向フラグとを、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。
【００４０】
図４は、ダイレクトモード予測方向決定部における、ダイレクトモード予測方向の決定フローを示す図である。一般的に、予測方向１の参照インデックス１が示す参照ピクチャと、予測方向２の参照インデックス２が示す参照ピクチャとが同一ピクチャの場合、双方向予測のコストと片方向予測のコストとが比較的近くなる傾向があるため、どちらか一方の予測方向に固定することにより、インター予測方向フラグを符号化対象ブロックごとにビットストリームに付随させる必要がなくなる。本実施の形態では、加算平均等の影響で比較的ノイズの少ない予測画像を生成することができる双方向予測に固定する例を用いて、以下、説明を行う。なお、ノイズの影響等の少ない画像の場合などは、処理量の観点などから、片方向予測に固定するようにしても構わない。
【００４１】
ステップＳ４０１において、ダイレクトモードにおける予測方向１の参照ピクチャインデックス１の値を決定する。例えば、ダイレクトモードでは常に値０の参照ピクチャインデックス１を使用することが考えられる。
【００４２】
ステップＳ４０２において、ダイレクトモードにおける予測方向２の参照ピクチャインデックス２の値を決定する。例えば、ダイレクトモードでは常に値０の参照ピクチャインデックス２を使用することが考えられる。
【００４３】
ステップＳ４０３において、参照ピクチャインデックス１の値が示す参照ピクチャと、参照ピクチャインデックス２の値が示す参照ピクチャとが同一ピクチャであるかどうかを、参照ピクチャリスト１および２を用いて判定する。例えば、参照ピクチャリスト１から得られる、参照ピクチャインデックス１が示す参照ピクチャの表示順と、参照ピクチャリスト２から得られる、参照ピクチャインデックス２が示す参照ピクチャの表示順とを比較し、２つの表示順が同じ値であれば同一ピクチャと判定できる。
【００４４】
ここで、予測方向１の参照ピクチャと予測方向２の参照ピクチャとが同一ピクチャである場合には（Ｓ４０３のＹｅｓ）、ステップＳ４０４において、ダイレクトモードの予測方向を双方向予測に決定し、ダイレクトモード予測方向固定フラグをオンに設定する。つまり、ステップＳ４０３の判定結果が真であれば、ダイレクトモードの予測方向を固定する。ここでは、ステップＳ４０３の判定結果が真であれば、ダイレクトモードの予測方向を双方向予測に設定する。
【００４５】
一方、予測方向１の参照ピクチャと予測方向２の参照ピクチャとが同一ピクチャでない場合には（Ｓ４０３のＮｏ）、ステップＳ４０５においてダイレクトモード予測方向固定フラグをオフに設定する。つまり、ステップＳ４０３の判定結果が偽であれば、ダイレクトモードの予測方向を固定しない。
【００４６】
なお、本実施の形態では、ダイレクトモードの参照ピクチャインデックスの値として常に値０を使用したが、隣接ブロック等の参照ピクチャインデックス値の最小値などを用いても構わない。また、本実施の形態では、ステップＳ４０３において表示順を用いて同一ピクチャかどうかを判定したが、符号化順などを用いて判定しても構わない。
【００４７】
図５は、インター予測制御部における、インター予測モードの決定フローを示す図である。
【００４８】
ステップＳ５０１において、動き検出結果による動きベクトルを用いて予測画像を生成する動きベクトル検出モードのコストＣｏｓｔＩｎｔｅｒを、後述する方法で算出する。
【００４９】
ステップＳ５０２において、隣接ブロック等の動きベクトルを用いて予測ベクトルを生成し、予測ベクトルを用いて予測画像を生成するダイレクトモードのコストＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔを、後述する方法で算出する。
【００５０】
ステップＳ５０３において、決定したスキップモード予測方向フラグに従って、予測画像を生成するスキップモードのコストＣｏｓｔＳｋｉｐを、後述する方法で算出する。
【００５１】
ステップＳ５０４において、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒ、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔ、ＣｏｓｔＳｋｉｐを比較する。
【００５２】
ここで、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒが最小であれば（Ｓ５０４のＹｅｓ）、ステップＳ５０５においてインター予測モードを動きベクトル検出モードに決定し、インター予測モードを動きベクトル検出モードに設定する。一方、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒが最小でなければ（Ｓ５０４のＮｏ）、ステップＳ５０６においてＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔとＣｏｓｔＳｋｉｐの比較を行う。
【００５３】
ここで、ＣｏｓｔＳｋｉｐよりもＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔが小さければ（Ｓ５０６のＹｅｓ）、ステップＳ５０７においてインター予測モードをダイレクトモードに決定し、インター予測モードをダイレクトモードに設定する。一方、ＣｏｓｔＳｋｉｐよりもＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔが小さくなければ（Ｓ５０６のＮｏ）、ステップＳ５０８においてインター予測モードをスキップモードに設定し、インター予測モードにスキップモードを設定する。
【００５４】
次に、図５におけるステップＳ５０１のＣｏｓｔＩｎｔｅｒ算出の方法について、図６の処理フローを用いて詳細に説明する。図６は、インター予測制御部における、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒの算出フローを示す図である。
【００５５】
ステップＳ６０１において、予測方向１の参照ピクチャインデックス１の示す参照ピクチャ１、および予測方向２の参照ピクチャインデックス２の示す参照ピクチャ２に対し、動き検出を行い、それぞれの参照ピクチャに対する動きベクトル１および動きベクトル２を生成する。ここで動き検出では、符号化ピクチャ内の符号化対象ブロックと、参照ピクチャ内のブロックとの差分値をそれぞれ算出し、最も差分値の小さい参照ピクチャ内のブロックを参照ブロックと決定する。そして、符号化対象ブロック位置と、参照ブロック位置とから、動きベクトルを求める。
【００５６】
ステップＳ６０２において、ステップＳ６０１で求めた動きベクトル１を用いて、予測方向１の予測画像を生成し、そのコストＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ１を、例えば、Ｒ−Ｄ最適化モデルの以下の式１で算出する。
【００５７】
【数１】
2012081246.tif 000003
【００５８】
式１において、Ｄは符号化歪を表し、ある動きベクトルで生成した予測画像を用いて符号化対象ブロックを符号化および復号化して得られた画素値と、符号化対象ブロックの元の画素値との差分絶対値和などを用いる。また、Ｒは発生符号量を表し、予測画像生成に用いた動きベクトルを符号化することに必要な符号量などを用いる。またλはラグランジュの未定乗数である。
【００５９】
ステップＳ６０３において、ステップＳ６０１で求めた動きベクトル２を用いて、予測方向２の予測画像を生成し、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ１と同様に、式１よりＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ２を算出する。
【００６０】
ステップＳ６０４において、ステップＳ６０１で求めた動きベクトル１と動きベクトル２とを用いて、双方向の予測画像を生成し、式１よりＣｏｓｔＩｎｔｅｒＢｉを算出する。ここで、双方向の予測画像は、例えば、動きベクトル１から求めた予測画像と、動きベクトル２から求めた予測画像とを、画素毎に加算平均して得られる画像とする。
【００６１】
ステップＳ６０５において、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ１、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ２、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＢｉの値を比較する。
【００６２】
ここで、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＢｉが最小であれば（Ｓ６０５のＹｅｓ）、ステップＳ６０６において、動きベクトル検出モードの予測方向を双方向予測に決定し、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＢｉをＣｏｓｔＩｎｔｅｒに設定する。一方、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＢｉが最小でなければ（Ｓ６０５のＮｏ）、ステップＳ６０７においてＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ１とＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ２とを比較する。
【００６３】
ここで、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ１の値がＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ２の値よりも小さければ（Ｓ６０７のＹｅｓ）、ステップＳ６０８において、動きベクトル検出モードを予測方向１の片方向予測１に決定し、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ１をＣｏｓｔＩｎｔｅｒに設定する。一方、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ１の値がＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ２の値よりも小さくなければ（Ｓ６０７のＮｏ）、ステップＳ６０９において、動きベクトル検出モードを予測方向２の片方向予測２に決定し、ＣｏｓｔＩｎｔｅｒＵｎｉ２をＣｏｓｔＩｎｔｅｒに設定する。
【００６４】
なお、本実施の形態では、双方向の予測画像生成時に、画素毎の加算平均を行ったが、重みつき加算平均等を行っても構わない。
【００６５】
次に、図５におけるステップＳ５０２のＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔ算出の方法について、図７の処理フローを用いて詳細に説明する。図７は、インター予測制御部における、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔの算出フローを示す図である。
【００６６】
ステップＳ７０１において、予測方向１のダイレクトベクトル１および予測方向２のダイレクトベクトル２を算出する。ここで、ダイレクトベクトルは、例えば隣接ブロックの動きベクトルを用いて算出する。その例を図８を用いて説明する。図８において、動きベクトルＭＶ＿Ａは、符号化対象ブロックの左隣に位置する隣接ブロックＡの動きベクトルである。また、動きベクトルＭＶ＿Ｂは、符号化対象ブロックの上隣に位置する隣接ブロックＢの動きベクトルである。また、動きベクトルＭＶ＿Ｃは、符号化対象ブロックの右上隣に位置する隣接ブロックＣの動きベクトルである。ダイレクトベクトルは、例えば、隣接ブロックの動きベクトルであるＭＶ＿Ａ、ＭＶ＿Ｂ、ＭＶ＿Ｃの中間値Ｍｅｄｉａｎ（ＭＶ＿Ａ，ＭＶ＿Ｂ，ＭＶ＿Ｃ）から算出される。ここで、中間値は、以下のように導出される。
【００６７】
【数２】
2012081246.tif 000004
【００６８】
【数３】
2012081246.tif 000005
【００６９】
【数４】
2012081246.tif 000006
【００７０】
予測方向１のダイレクトベクトル１は、隣接ブロックの予測方向１の動きベクトルを用いて式２より算出される。また、予測方向２のダイレクトベクトル２は、隣接ブロックの予測方向２の動きベクトルを用いて式２より算出される。なお、符号化対象ブロックの予測方向と同じ予測方向を持つ隣接ブロックがなければ、ダイレクトベクトルとして値０の動きベクトルなどを用いても構わない。
【００７１】
ステップＳ７０２において、ステップＳ７０１で求めたダイレクトベクトル１とダイレクトベクトル２を用いて、双方向の予測画像を生成し、式１よりＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＢｉを算出する。ここで、双方向の予測画像は、例えば、ダイレクトベクトル１から求めた予測画像と、ダイレクトベクトル２から求めた予測画像とを、画素毎に加算平均して得られる画像とする。
【００７２】
ステップＳ７０３において、ダイレクトモード予測方向フラグがオフかどうかを判定する。
【００７３】
ここで、ダイレクトモード予測方向フラグがオフであれば（Ｓ７０３のＹｅｓ）、ステップＳ７０４において、ダイレクトベクトル１を用いて、予測方向１の予測画像を生成し、そのコストＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ１を式１より算出する。続いて、ステップＳ７０５において、ステップＳ７０１で求めたダイレクトベクトル２を用いて、予測方向２の予測画像を生成し、式１よりＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ２を算出する。そして、ステップＳ７０６において、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ１、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ２、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＢｉの値を比較する。
【００７４】
一方、ダイレクトモード予測方向フラグがオンであれば（Ｓ７０３のＮｏ）、またはＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＢｉが最小であれば（Ｓ７０６のＹｅｓ）、ステップＳ７０７において、ダイレクトモードの予測方向を双方向予測に決定し、ＣｏｓｔＤｉｒｃｔＢｉをＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔに設定する。
【００７５】
また、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＢｉが最小でなければ（Ｓ７０６のＮｏ）、ステップＳ７０８において、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ１とＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ２とを比較する。
【００７６】
ここで、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ１の値がＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ２の値よりも小さければ（Ｓ７０８のＹｅｓ）、ステップＳ７０９において、ダイレクトモードを予測方向１の片方向予測１に決定し、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ１をＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔに設定する。一方、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ１の値がＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ２の値よりも小さくなければ（Ｓ７０８のＮｏ）、ステップＳ７１０において、ダイレクトモードを予測方向２の片方向予測２に決定し、ＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔＵｎｉ２をＣｏｓｔＤｉｒｅｃｔに設定する。
【００７７】
次に、図５におけるステップＳ５０３のＣｏｓｔＳｋｉｐ算出の方法について、図９の処理フローを用いて詳細に説明する。図９は、インター予測制御部における、ＣｏｓｔＳｋｉｐの算出フローを示す図である。
【００７８】
ステップＳ９０１において、予測方向１のダイレクトベクトル１および予測方向２のダイレクトベクトル２を算出する。
【００７９】
ステップＳ９０２において、ダイレクトベクトル１とダイレクトベクトル２とを用いて、双方向の予測画像を生成し、式１よりＣｏｓｔＳｋｉｐを算出する。ここで、双方向の予測画像は、例えば、ダイレクトベクトル１から求めた予測画像と、ダイレクトベクトル２から求めた予測画像とを、画素毎に加算平均して得られる画像とする。
【００８０】
このように、本実施の形態によれば、ダイレクトモードの予測方向を決定する際に、周辺ブロックの予測方向に関わらず、符号化対象ブロックに最適な予測方向を選択してビットストリームに付随させることで、ダイレクトモードの予測画像の質を向上でき、符号化効率を向上させることが可能になる。
【００８１】
また、予測方向１の参照ピクチャインデックス１の示す参照ピクチャと、予測方向２の参照ピクチャインデックス２の示す参照ピクチャとが同一ピクチャの場合は、双方向予測のコストと片方向予測のコストとが比較的近くなる傾向があるため、ダイレクトモードの予測方向を、比較的ノイズの少ない予測画像を生成することができる双方向予測に固定する。これにより、ダイレクトモードの予測方向フラグを、符号化対象ブロック毎に常に付随させる必要がなくなり、余分な情報量を抑制することで符号化効率を向上させることが可能になる。
【００８２】
（実施の形態２）
図１０は、本発明の実施の形態２に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。なお、図１０において、図１に示す構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付し、説明を適宜省略する。
【００８３】
本実施の形態に係る動画像符号化装置２００は、ダイレクトモード予測方向決定部２１４が生成したダイレクトモード予測方向固定フラグを、ピクチャなどの処理単位毎にビットストリームに付与するヘッダ情報（例えば、Ｈ．２６４のピクチャパラメータセットやスライスヘッダなど）に付随させる点において、実施の形態１に係る動画像符号化装置１００と構成が異なる。
【００８４】
図１１は、本発明の実施の形態２に係る動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法の処理フローの概要を示す。
【００８５】
ステップＳ１１０１において、符号化対象ブロックをダイレクトモードで符号化する場合の予測方向を決定し、決定したダイレクト予測方向固定フラグを、ピクチャヘッダ等に付随させる。ここで、ダイレクトモードの予測方向の決定方法は、実施の形態１の図４のフローなどが利用できる。
【００８６】
ステップＳ１１０２において、動き検出結果による動きベクトルを用いて予測画像を生成する動きベクトル検出モードと、隣接ブロック等から生成した予測動きベクトルを用いて予測画像を生成するダイレクトモードと、ステップＳ１１０１において決められた予測方向に従って生成した予測動きベクトルを用いて予測画像を生成するスキップモードとのコスト比較を行い、より効率のよいインター予測モードを決定する。ここで、コスト算出方法は、式１などを利用する。
【００８７】
ステップＳ１１０３において、ステップＳ１１０２で決定したインター予測モードがスキップモードかどうかを判定する。ステップＳ１１０３の判定結果が真であれば（Ｓ１１０３のＹｅｓ）、ステップＳ１１０４において、スキップモードの予測画像生成を行い、スキップフラグを１として、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。ステップＳ１１０３の判定結果が偽であれば（Ｓ１１０３のＮｏ）、ステップＳ１１０５において、決定したインター予測モードがダイレクトモードであり、かつ、ダイレクト予測方向固定フラグがオンであるかどうかを判定する。
【００８８】
ステップＳ１１０５の判定結果が真であれば（Ｓ１１０５のＹｅｓ）、ステップＳ１１０６において、ダイレクトモードの双方向予測画像を生成し、スキップフラグを０として、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。また、動きベクトル検出モードかダイレクトモードかを示すインター予測モードを、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。ステップＳ１１０５の判定結果が偽であれば（Ｓ１１０５のＮｏ）、ステップＳ１１０７において、決定したインター予測モードに従ってインター予測を行い、予測画像データを生成し、スキップフラグを０として、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。また、動きベクトル検出モードかダイレクトモードかを示すインター予測モードと、インター予測方向が予測方向１の片方向予測、または、予測方向２の片方向予測、または、予測方向１と予測方向２を用いた双方向予測かどうかを示すインター予測方向フラグとを、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。さらに、ピクチャなどの処理単位毎にビットストリームに付与するヘッダ情報に、ダイレクトモード予測方向固定フラグを付随させる。
【００８９】
なお、インター予測モード決定方法等は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【００９０】
このように、本実施の形態によれば、ダイレクトモード予測方向固定フラグを、ピクチャヘッダ等に明示的に付与するため、ダイレクトモードの予測方向を双方向予測に固定するかどうかを、ピクチャ毎に柔軟に切り替えることができるようになり、符号化効率を向上させることが可能になる。
【００９１】
（実施の形態３）
図１２は、本発明の実施の形態３に係る動画像符号化方法を用いた動画像符号化装置の構成を示すブロック図である。なお、図１２において、図１と同様の構成要素については、同一の符号を付し、説明を適宜省略する。
【００９２】
本実施の形態に係る動画像符号化装置３００は、ダイレクトモード予測方向決定部３１４が生成したダイレクトモード予測方向フラグと、ダイレクトモード予測方向固定フラグとを、ピクチャなどの処理単位毎にビットストリームに付与するヘッダ情報（例えば、Ｈ．２６４のピクチャパラメータセットやスライスヘッダなど）に付随させる点において、実施の形態１に係る動画像符号化装置１００と構成が異なる。
【００９３】
図１３は、本発明の実施の形態３に係る動画像符号化装置により実行される動画像符号化方法の処理フローの概要を示す。
【００９４】
ステップＳ１３０１において、符号化対象ブロックをダイレクトモードで符号化する場合の予測方向を決定し、決定したダイレクトモード予測方向固定フラグと、ダイレクト予測方向フラグとを、ピクチャヘッダ等に付随させる。ここで、ダイレクトモードの予測方向の決定方法は、実施の形態１の図４のフローなどが利用できる。
【００９５】
ステップＳ１３０２において、動き検出結果による動きベクトルを用いて予測画像を生成する動きベクトル検出モードと、隣接ブロック等から生成した予測動きベクトルを用いて予測画像を生成するダイレクトモードと、ステップＳ１３０１において決められた予測方向に従って生成した予測動きベクトルを用いて予測画像を生成するスキップモードとのコスト比較を行い、より効率のよいインター予測モードを決定する。ここで、コスト算出方法は、式１などを利用する。
【００９６】
ステップＳ１３０３において、ステップＳ１３０２で決定したインター予測モードがスキップモードかどうかを判定する。ステップＳ１３０３の判定結果が真であれば（Ｓ１３０３のＹｅｓ）、ステップＳ１３０４において、スキップモードの予測画像生成を行い、スキップフラグを１として、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。ステップＳ１３０３の判定結果が偽であれば（Ｓ１３０３のＮｏ）、ステップＳ１３０５において、決定したインター予測モードがダイレクトモードであり、かつ、ダイレクト予測方向固定フラグがオンであるかどうかを判定する。
【００９７】
ステップＳ１３０５の判定結果が真であれば（Ｓ１３０５のＹｅｓ）、ステップＳ１３０６において、ステップＳ１３０１で決定したダイレクトモードの予測方向に従って予測画像を生成し、スキップフラグを０として、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。また、動きベクトル検出モードかダイレクトモードかを示すインター予測モードを、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。
【００９８】
ステップＳ１３０５の判定結果が偽であれば（Ｓ１３０５のＮｏ）、ステップＳ１３０７において、決定したインター予測モードに従ってインター予測を行い、予測画像データを生成し、スキップフラグを０として、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。また、動きベクトル検出モードかダイレクトモードかを示すインター予測モードおよびインター予測方向フラグを、符号化対象ブロックのビットストリームに付随させる。さらに、ダイレクトモード予測方向フラグとダイレクトモード予測方向固定フラグとを、ピクチャなどの処理単位毎にビットストリームに付与するヘッダ情報に付随させる。
【００９９】
なお、インター予測モード決定方法等は、実施の形態１と同様であるため説明を省略する。
【０１００】
このように、本実施の形態によれば、ダイレクトモード予測方向固定フラグおよびダイレクト予測方向フラグを、ピクチャヘッダ等に明示的に付与するため、ダイレクトモードの予測方向を、ある予測方向に固定するかどうかを、ピクチャ毎に柔軟に切り替えることができるようになり、符号化効率を向上させることが可能になる。
【０１０１】
（実施の形態４）
図１４は、本発明の実施の形態４に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。
【０１０２】
動画像復号化装置４００は、図１４に示すように、可変長復号化部４０１、逆量子化部４０２、逆直交変換部４０３、ブロックメモリ４０４、フレームメモリ４０５、イントラ予測部４０６、インター予測部４０７、インター予測制御部４０８、参照ピクチャリスト管理部４０９、ダイレクトモード予測方向決定部４１０、および加算部４１１を備えている。
【０１０３】
可変長復号化部４０１は、入力されたビットストリームに対し、可変長復号化処理を行うことにより、ピクチャタイプ情報、インター予測モード、インター予測方向フラグ、スキップフラグ、可変長復号化された量子化係数を生成する。逆量子化部４０２は、可変長復号化された量子化係数に対し、逆量子化処理を行う。逆直交変換部４０３は、逆量子化処理が行われた直交変換係数を、周波数領域から、画像領域への変換することにより、予測誤差画像データを生成する。ブロックメモリ４０４は、予測誤差画像データと予測画像データとが加算されて生成された画像列を、ブロック単位で保存する。フレームメモリ４０５は、画像列を、フレーム単位で保存する。イントラ予測部４０６は、ブロックメモリ４０４に保存されているブロック単位の画像列を用いて、イントラ予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像データを生成する。インター予測部４０７は、フレームメモリ４０５に保存されているフレーム単位の画像列を用いて、インター予測することにより、復号化対象ブロックの予測画像データを生成する。インター予測制御部４０８は、インター予測モード、インター予測方向、およびスキップフラグに応じて、インター予測における動きベクトルと予測画像データ生成方法を制御する。
【０１０４】
参照ピクチャリスト管理部４０９は、インター予測で参照する符号化済みの参照ピクチャに参照ピクチャインデックスを割り当て、表示順等とともに参照リストを作成する（実施の形態１の図２の参照ピクチャリスト管理部１１３と同様）。参照ピクチャリスト管理部４０９は、Ｂピクチャでは、２つのピクチャを参照して符号化を行えるため、２つの参照リストを保持する。
【０１０５】
なお、本実施の形態では、参照ピクチャインデックスと表示順とで参照ピクチャを管理したが、参照ピクチャインデックスと符号化順などとで参照ピクチャを管理しても構わない。
【０１０６】
ダイレクトモード予測方向決定部４１０は、参照ピクチャリスト管理部４０９によって作成された参照ピクチャリスト１および２を用いて、符号化対象ブロックのダイレクトモードの予測方向を決定し、ダイレクトモード予測方向固定フラグを設定する。なお、ダイレクトモード予測方向固定フラグの決定フローは実施の形態１の図４と同様であるため、説明を省略する。
【０１０７】
最後に、加算部４１１は、復号化した予測誤差画像データと、予測画像データとを加算することにより、復号画像列を生成する。
【０１０８】
図１５は、本発明の実施の形態４に係る動画像復号化装置により実行される動画像復号化方法の処理フローの概要を示す。
【０１０９】
ステップＳ１５０１において、ビットストリームから復号したスキップフラグが１かどうかを判定する。スキップフラグが１であれば（Ｓ１５０１のＹｅｓ）、ステップＳ１５０２において、ダイレクトベクトル１およびダイレクトベクトル２を算出し、双方向予測画像を生成する。スキップフラグが１でなければ（Ｓ１５０１のＮｏ）、つまり、スキップモードでなければ、ステップＳ１５０３において、復号した予測モードがダイレクトモードかどうかを判定する。
【０１１０】
ここで、予測モードがダイレクトモードであれば（Ｓ１５０３のＹｅｓ）、ステップＳ１５０４において、ダイレクトモード予測方向固定フラグがオンかどうかを判定する。ダイレクトモード予測方向固定フラグがオンであれば（Ｓ１５０４のＹｅｓ）、ステップＳ１５０５において、ダイレクトベクトル１およびダイレクトベクトル２を算出し、双方向予測画像を生成する。ダイレクトモード予測方向固定フラグがオフであれば（Ｓ１５０４のＮｏ）、ステップＳ１５０６において、復号したインター予測方向に応じてダイレクトベクトル１およびダイレクトベクトル２を算出し、予測画像を生成する。
【０１１１】
一方、予測モードがダイレクトモードでなければ（Ｓ１５０３のＮｏ）、つまり、予測モードが動きベクトル検出モードであれば、ステップＳ１５０７において、復号したインター予測方向フラグおよび動きベクトルを用いて予測画像を生成する。
【０１１２】
なお、本実施の形態では、ステップＳ１５０５において、ダイレクトモード予測方向固定フラグがオンならば、双方向予測画像を生成するようにしたが、符号化方法に合わせて、例えば、片方向予測画像を生成するようにしても構わない。
【０１１３】
図１６は、本発明の実施の形態４に係る動画像復号化方法におけるビットストリームのシンタックスの一例である。図１６において、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇはスキップフラグ、ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅはインター予測モード、ｉｎｔｅｒ＿ｐｒｅｄ＿ｉｄｃはインター予測方向フラグを表す。
【０１１４】
このように、本実施の形態によれば、ダイレクトモードの予測方向を決定する際に、周辺ブロックの予測方向に関わらず、符号化対象ブロックに最適な予測方向を選択してビットストリームに付随させることにより符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することが可能になる。
【０１１５】
また、予測方向１の参照ピクチャインデックス１の示す参照ピクチャと、予測方向２の参照ピクチャインデックス２の示す参照ピクチャとが同一ピクチャの場合は、ダイレクトモードの予測方向を双方向予測に固定し、ダイレクトモードの予測方向フラグをビットストリームに付随させないことで、余分な情報量を抑制して符号化効率を向上したビットストリームを適切に復号することが可能になる。
【０１１６】
（実施の形態５）
図１７は、本発明の実施の形態５に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る動画像復号化装置５００は、ピクチャなどの処理単位毎にビットストリームに付与するヘッダ情報（例えば、Ｈ．２６４のピクチャパラメータセットやスライスヘッダなど）に付随されたダイレクトモード予測方向固定フラグを復号できる点において、実施の形態４に係る動画像復号化装置４００と構成が異なる。
【０１１７】
図１８は、本発明の実施の形態５に係る動画像復号化方法の処理フローの概要を示す。
【０１１８】
ステップＳ１８０１において、ビットストリームから復号したスキップフラグが１かどうかを判定する。スキップフラグが１であれば（Ｓ１８０１のＹｅｓ）、ステップＳ１８０２において、ダイレクトベクトル１およびダイレクトベクトル２を算出し、双方向予測画像を生成する。スキップフラグが１でなければ（Ｓ１８０１のＮｏ）、つまり、スキップモードでなければ、ステップＳ１８０３において、復号した予測モードがダイレクトモードかどうかを判定する。
【０１１９】
ここで、予測モードがダイレクトモードであれば（Ｓ１８０３のＹｅｓ）、ステップＳ１８０４において、ビットストリームから復号したダイレクトモード予測方向固定フラグがオンかどうかを判定する。ダイレクトモード予測方向固定フラグがオンであれば（Ｓ１８０４のＹｅｓ）、ステップＳ１８０５において、ダイレクトベクトル１およびダイレクトベクトル２を算出し、双方向予測画像を生成する。ダイレクトモード予測方向固定フラグがオフであれば（Ｓ１８０４のＮｏ）、ステップＳ１８０６において、復号したインター予測方向フラグに応じてダイレクトベクトル１およびダイレクトベクトル２を算出し、予測画像を生成する。
【０１２０】
一方、予測モードがダイレクトモードでなければ（Ｓ１８０３のＮｏ）、つまり、予測モードが動きベクトル検出モードであれば、ステップＳ１８０７において、復号したインター予測方向フラグおよび動きベクトルを用いて予測画像を生成する。
【０１２１】
なお、本実施の形態では、ステップＳ１８０５において、ダイレクトモード予測方向固定フラグがオンならば、双方向予測画像を生成するようにしたが、符号化方法に合わせて、例えば、片方向予測画像を生成するようにしても構わない。
【０１２２】
図１９は、本発明の実施の形態５に係る動画像復号化方法におけるビットストリームのシンタックスの一例である。図１９において、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇはスキップフラグ、ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅはインター予測モード、ｉｎｔｅｒ＿ｐｒｅｄ＿ｉｄｃはインター予測方向フラグを表す。また、ピクチャヘッダ等に付加されるｆｉｘｅｄ＿ｄｉｒｅｃｔ＿ｐｒｅｄはダイレクトモード予測方向固定フラグを表す。
【０１２３】
このように、本実施の形態によれば、ダイレクトモード予測方向固定フラグを、ピクチャヘッダ等に明示的に付与することにより、ダイレクトモードの予測方向を双方向予測に固定するかどうかを、ピクチャ毎に柔軟に切り替えることで符号化効率を向上させたビットストリームを適切に復号することが可能になる。
【０１２４】
（実施の形態６）
図２０は、本発明の実施の形態６に係る動画像復号化方法を用いた動画像復号化装置の構成を示すブロック図である。本実施の形態に係る動画像復号化装置６００は、ピクチャなどの処理単位毎にビットストリームに付与するヘッダ情報（例えば、Ｈ．２６４のピクチャパラメータセットやスライスヘッダなど）に付随されたダイレクト予測方向フラグおよびダイレクトモード予測方向固定フラグを復号できる点において、実施の形態４に係る動画像復号化装置４００と構成が異なる。
【０１２５】
図２１は、本発明の実施の形態６に係る動画像復号化装置により実行される動画像復号化方法の処理フローの概要を示す。
【０１２６】
ステップＳ２１０１において、ビットストリームから復号したスキップフラグが１かどうかを判定する。スキップフラグが１であれば（Ｓ２１０１のＹｅｓ）、ステップＳ２１０２において、ダイレクトベクトル１およびダイレクトベクトル２を算出し、双方向予測画像を生成する。スキップフラグが１でなければ（Ｓ２１０１のＮｏ）、つまり、スキップモードでなければ、ステップＳ２１０３において、復号した予測モードがダイレクトモードかどうかを判定する。
【０１２７】
ここで、予測モードがダイレクトモードであれば（Ｓ２１０３のＹｅｓ）、ステップＳ２１０４において、ビットストリームから復号したダイレクトモード予測方向固定フラグがオンかどうかを判定する。ダイレクトモード予測方向固定フラグがオンであれば（Ｓ２１０４のＹｅｓ）、ステップＳ２１０５において、ビットストリームから復号したダイレクトモード予測フラグに応じて、ダイレクトベクトル１およびダイレクトベクトル２を算出し、予測画像を生成する。ダイレクトモード予測方向固定フラグがオフであれば（Ｓ２１０４のＮｏ）、ステップＳ２１０６において、復号したインター予測方向フラグに応じてダイレクトベクトル１およびダイレクトベクトル２を算出し、予測画像を生成する。
【０１２８】
一方、予測モードがダイレクトモードでなければ（Ｓ２１０３のＮｏ）、つまり、動きベクトル検出モードであれば、ステップＳ２１０７において、復号したインター予測方向フラグおよび動きベクトルを用いて予測画像を生成する。
【０１２９】
図２２は、本発明の実施の形態６に係る動画像復号化方法におけるビットストリームのシンタックスの一例である。図２２において、ｓｋｉｐ＿ｆｌａｇはスキップフラグ、ｐｒｅｄ＿ｍｏｄｅはインター予測モード、ｉｎｔｅｒ＿ｐｒｅｄ＿ｉｄｃはインター予測方向フラグを表す。また、ピクチャヘッダ等に付加されるｆｉｘｅｄ＿ｄｉｒｅｃｔ＿ｐｒｅｄはダイレクトモード予測方向固定フラグ、ｄｉｒｅｃｔ＿ｐｒｅｄ＿ｉｄｃはダイレクト予測方向フラグを表す。
【０１３０】
このように、本実施の形態によれば、ダイレクトモード予測方向固定フラグおよび、ダイレクト予測方向フラグを、ピクチャヘッダ等に明示的に付与することにより、ダイレクトモードの予測方向を、ある予測方向に固定するかどうかを、ピクチャ毎に柔軟に切り替えることで符号化効率を向上させたビットストリームを適切に復号することが可能になる。
【０１３１】
（実施の形態７）
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。
【０１３２】
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、及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。
【０１３３】
図２３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。
【０１３４】
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。
【０１３５】
しかし、コンテンツ供給システムex１００は図２３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。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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）。
【０１３８】
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。
【０１３９】
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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
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。
【０１４２】
なお、コンテンツ供給システムex１００の例に限らず、図２４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）。
【０１４３】
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。
【０１４４】
図２５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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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２６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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
図２７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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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２５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。
【０１５４】
図２８（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。
【０１５５】
さらに、携帯電話ex１１４の構成例について、図２８（ｂ）を用いて説明する。携帯電話ex１１４は、表示部ex３５８及び操作キー部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。
【０１５６】
電源回路部ex３６１は、ユーザの操作により通話及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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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及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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
（実施の形態８）
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
図２９は、多重化データの構成を示す図である。図２９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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
図３０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。
【０１７１】
図３１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３１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３１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。
【０１７２】
図３２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３２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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
図３３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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
多重化データ情報ファイルは、図３４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。
【０１７７】
多重化データ情報は図３４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。
【０１７８】
ストリーム属性情報は図３５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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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３６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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
（実施の形態９）
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３７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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
（実施の形態１０）
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。
【０１９０】
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３８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。
【０１９１】
より具体的には、駆動周波数切替え部ex８０３は、図３７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３７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８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８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４０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。
【０１９２】
図３９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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
（実施の形態１１）
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。
【０１９８】
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４１（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、動き補償に特徴を有していることから、例えば、動き補償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、逆量子化のいずれか、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。
【０１９９】
また、処理を一部共有化する他の例を図４１（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。
【０２００】
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】
【０２０１】
本発明に係る画像符号化方法及び画像復号化方法は、例えば、テレビジョン受像機、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、又は、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。
【符号の説明】
【０２０２】
１００、２００、３００  動画像符号化装置
１０１  減算部
１０２  直交変換部
１０３  量子化部
１０４、４０２  逆量子化部
１０５、４０３  逆直交変換部
１０６、４１１  加算部
１０７、４０４  ブロックメモリ
１０８、４０５  フレームメモリ
１０９、４０６  イントラ予測部
１１０、４０７  インター予測部
１１１、４０８  インター予測制御部
１１２  ピクチャタイプ決定部
１１３、４０９  参照ピクチャリスト管理部
１１４、２１４、３１４、４１０  ダイレクトモード予測方向決定部
１１５  可変長符号化部
４００、５００、６００  動画像復号化装置
４０１  可変長復号化部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【国際調査報告】
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