(57)【要約】  本発明に係る画像符号化方法は、入力画像信号（１２０）を処理単位に分割し、分割した画像を符号化することで符号列（１４０）を生成する画像符号化方法であって、前記処理単位は階層化されており、前記処理単位の最大の単位から、入力画像信号（１２０）を階層的に分割する分割パターンを決定する分割ステップと、前記分割パターンを示す分割情報（１３１）を生成する分割情報記述ステップと、分割情報（１３１）を符号化する符号化ステップとを含み、分割情報（１３１）は、前記分割パターンに含まれる処理単位のうち、最も深い処理単位の階層である最大使用階層を示す最大使用階層情報（ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ）を含む。
2012077332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を処理単位に分割し、分割した画像を符号化することで符号列を生成する画像符号化方法であって、
前記処理単位は階層化されており、前記処理単位の最大の単位から、前記画像を階層的に分割する分割パターンを決定する分割ステップと、
前記分割パターンを示す分割情報を生成する分割情報記述ステップと、
前記分割情報を符号化する符号化ステップとを含み、
前記分割情報は、前記分割パターンに含まれる処理単位のうち、最も深い処理単位の階層である最大使用階層を示す最大使用階層情報を含む
画像符号化方法。
【請求項２】
前記分割情報は、さらに、前記分割パターンに含まれる処理単位のうち、最も浅い処理単位の階層である最小使用階層を示す最小使用階層情報を含む
請求項１記載の画像符号化方法。
【請求項３】
前記分割情報記述ステップでは、前記最大使用階層が、前記処理単位の最小単位である場合のみ、前記最小使用階層情報を含む前記分割情報を生成する
請求項２記載の画像符号化方法。
【請求項４】
前記分割情報記述ステップでは、前記最大使用階層を用いて、各処理単位をさらに分割するか、分割しないかを確定できる場合、当該処理単位の分割パターンを示す情報を、前記分割情報から取り除き、
前記符号化ステップでは、前記情報が取り除かれた後の分割情報を符号化する
請求項１記載の画像符号化方法。
【請求項５】
前記分割情報記述ステップでは、前記最小使用階層を用いて、各処理単位をさらに分割するか、分割しないかを確定できる場合、当該処理単位の分割パターンを示す情報を、前記分割情報から取り除き、
前記符号化ステップでは、前記情報が取り除かれた後の分割情報を符号化する
請求項２又は３記載の画像符号化方法。
【請求項６】
前記画像符号化方法に、さらに、
既に符号化済みの処理単位の分割パターンを用いて、処理対象の処理単位の分割パターンの予測値である予測分割パターンを推定する予測ステップを含み、
前記階層分割ステップでは、前記予測分割パターンを用いて、前記処理対象の処理単位の分割パターンを決定する
請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項７】
前記画像符号化方法は、さらに、
前記分割パターンと前記予測分割パターンとの差分を算出する差分ステップを含み、
前記符号化ステップでは、前記差分を含む前記分割情報を符号化する
請求項６記載の画像符号化方法。
【請求項８】
前記予測ステップでは、前記処理対象の処理単位と同一フレーム内の、当該処理対象の処理単位に隣接する処理単位の分割パターンを用いて、当該処理対象の処理単位の前記分割パターンを推定する
請求項６又は７記載の画像符号化方法。
【請求項９】
前記予測ステップでは、時間的に別のフレームに含まれる処理単位の分割パターンを用いて、当該処理対象の処理単位の前記分割パターンを推定する
請求項６又は７記載の画像符号化方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像符号化方法によって生成された符号列を復号する画像復号方法であって、
前記符号列に含まれる前記分割情報を復号する復号ステップと、
復号された前記分割情報から前記分割パターンを判定する復元ステップとを含む
画像復号方法。
【請求項１１】
画像を処理単位に分割し、分割した画像を符号化することで符号列を生成する画像符号化装置であって、
前記処理単位は階層化されており、前記処理単位の最大の単位から、前記画像を階層的に分割する分割パターンを決定する分割制御部と、
前記分割パターンを示す分割情報を生成する分割情報記述部と、
前記分割情報を符号化する符号化部とを備え、
前記分割情報は、前記分割パターンに含まれる処理単位のうち、最も深い処理単位の階層である最大使用階層を示す最大使用階層情報を含む
画像符号化装置。
【請求項１２】
請求項１１記載の画像符号化装置によって生成された符号列を復号する画像復号装置であって、
前記符号列に含まれる前記分割情報を復号する復号部と、
復号された前記分割情報から前記分割パターンを判定する分割情報復元部とを備える
画像復号装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像符号化方法、画像復号方法、画像符号化装置及び画像復号装置に関し、特に、動画像信号を動き補償を用いて圧縮符号化する際の画像符号化方法及び画像復号方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｈ．２６ｘと称されるＩＴＵ−Ｔ規格、及びＭＰＥＧ−ｘと称されるＩＳＯ／ＩＥＣ規格に代表される従来の画像符号化方式においては、画面を予め定められた単位に分割し、その分割単位で符号化を行う。例えば、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ−４  ＡＶＣ方式（例えば、非特許文献１参照）においては、画面（ピクチャ）をマクロブロックと呼ばれる水平１６画素、及び垂直１６画素を含む単位で処理する。そして、動き補償を行う場合には、マクロブロックを矩形のブロック（最小で水平４画素×垂直４画素）に分割して、分割したブロック毎に異なる動きベクトルを用いて動き補償を行う。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００３】
【非特許文献１】ＩＳＯ／ＩＥＣ  １４４９６−１０「ＭＰＥＧ−４  Ｐａｒｔ  １０  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｖｉｄｅｏ  Ｃｏｄｉｎｇ」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の方式では、マクロブロック内の分割に関する情報として、マクロブロックタイプを示す情報と、サブマクロブロックタイプを示す種類との２種類の情報を伝送することで、分割形状を伝送していた。ここで、マクロブロックタイプを示す情報とは、マクロブロックのサイズが、例えば、水平１６画素×垂直１６画素、水平１６画素×垂直８画素、水平８画素×垂直１６画素、及び水平８画素×垂直８画素のいずれであるかを示す情報である。また、サブマクロブロックタイプを示す情報とは、マクロブロックタイプが水平８画素×垂直８画素の場合に、サブマクロブロックのサイズが水平８画素×垂直８画素、水平８画素×垂直４画素、水平４画素×垂直８画素、水平４画素×垂直４画素のいずれであるかを示す情報である。【０００５】
上記のような分割情報の伝送方法では、ブロックのサイズの種類が増加した場合に、階層的に分割形状を送る必要があり、効率的に分割情報を伝送することができないという課題を有していた。【０００６】
本発明は、上記課題を解決するものであり、画面を様々なブロックに分割して符号化及び復号する場合に、効率よく分割情報の符号化又は復号を行うことができる動画像符号化方法、又は動画像復号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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一形態に係る画像符号化方法は、画像を処理単位に分割し、分割した画像を符号化することで符号列を生成する画像符号化方法であって、前記処理単位は階層化されており、前記処理単位の最大の単位から、前記画像を階層的に分割する分割パターンを決定する分割ステップと、前記分割パターンを示す分割情報を生成する分割情報記述ステップと、前記分割情報を符号化する符号化ステップとを含み、前記分割情報は、前記分割パターンに含まれる処理単位のうち、最も深い処理単位の階層である最大使用階層を示す最大使用階層情報を含む。【０００８】
これによれば、本発明の一形態に係る画像符号化方法は、画面を様々なブロックに分割して符号化する場合に、符号量を削減できるので、効率よく分割情報の符号化を行うことができる。【０００９】
また、前記分割情報は、さらに、前記分割パターンに含まれる処理単位のうち、最も浅い処理単位の階層である最小使用階層を示す最小使用階層情報を含んでもよい。【００１０】
また、前記分割情報記述ステップでは、前記最大使用階層が、前記処理単位の最小単位である場合のみ、前記最小使用階層情報を含む前記分割情報を生成してもよい。【００１１】
これによれば、本発明の一形態に係る画像符号化方法は、さらに符号量を削減できる。【００１２】
また、前記分割情報記述ステップでは、前記最大使用階層を用いて、各処理単位をさらに分割するか、分割しないかを確定できる場合、当該処理単位の分割パターンを示す情報を、前記分割情報から取り除き、前記符号化ステップでは、前記情報が取り除かれた後の分割情報を符号化してもよい。【００１３】
これによれば、本発明の一形態に係る画像符号化方法は、さらに符号量を削減できる。【００１４】
また、前記分割情報記述ステップでは、前記最小使用階層を用いて、各処理単位をさらに分割するか、分割しないかを確定できる場合、当該処理単位の分割パターンを示す情報を、前記分割情報から取り除き、前記符号化ステップでは、前記情報が取り除かれた後の分割情報を符号化してもよい。【００１５】
これによれば、本発明の一形態に係る画像符号化方法は、さらに符号量を削減できる。【００１６】
また、前記画像符号化方法に、さらに、既に符号化済みの処理単位の分割パターンを用いて、処理対象の処理単位の分割パターンの予測値である予測分割パターンを推定する予測ステップを含み、前記階層分割ステップでは、前記予測分割パターンを用いて、前記処理対象の処理単位の分割パターンを決定してもよい。【００１７】
これによれば、本発明の一形態に係る画像符号化方法は、さらに符号量を削減できる。【００１８】
また、前記画像符号化方法は、さらに、前記分割パターンと前記予測分割パターンとの差分を算出する差分ステップを含み、前記符号化ステップでは、前記差分を含む前記分割情報を符号化してもよい。【００１９】
これによれば、本発明の一形態に係る画像符号化方法は、さらに符号量を削減できる。【００２０】
また、前記予測ステップでは、前記処理対象の処理単位と同一フレーム内の、当該処理対象の処理単位に隣接する処理単位の分割パターンを用いて、当該処理対象の処理単位の前記分割パターンを推定してもよい。【００２１】
また、前記予測ステップでは、時間的に別のフレームに含まれる処理単位の分割パターンを用いて、当該処理対象の処理単位の前記分割パターンを推定してもよい。【００２２】
また、本発明の一形態に係る画像復号方法は、前記画像符号化方法によって生成された符号列を復号する画像復号方法であって、前記符号列に含まれる前記分割情報を復号する復号ステップと、復号された前記分割情報から前記分割パターンを判定する復元ステップとを含む。【００２３】
これによれば、本発明の一形態に係る画像復号方法は、効率よく分割情報の復号を行うことができる。【００２４】
なお、本発明は、このような画像符号化方法及び画像復号方法として実現できるだけでなく、画像符号化方法及び画像復号方法に含まれる特徴的なステップを手段とする画像符号化装置及び画像復号装置として実現したり、そのような特徴的なステップをコンピュータに実行させるプログラムとして実現したりすることもできる。そして、そのようなプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体、及びインターネット等の伝送媒体を介して流通させることができるのは言うまでもない。【００２５】
さらに、本発明は、このような画像符号化装置又は画像復号装置の機能の一部又は全てを実現する半導体集積回路（ＬＳＩ）として実現したり、このような画像符号化装置及び画像復号装置を含む画像符号化復号装置として実現したりできる。
【発明の効果】
【００２６】
以上より、本発明は、画面を様々なブロックに分割して符号化又は復号する場合に、効率よく分割情報の符号化又は復号を行うことができる動画像符号化方法、又は動画像復号方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置のブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の実施の形態１に係るブロックの階層を説明するための模式図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、本発明の実施の形態１に係るブロックの階層の一例を示す模式図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の実施の形態１に係るブロックの階層の一例を示す模式図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の実施の形態１に係るブロックの分割パターンの一例を示す模式図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の実施の形態１に係るブロックの分割情報の一例を示す模式図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本発明の実施の形態１に係るブロックの分割情報の一例を示す模式図である。
【図４】図４は、本発明の実施の形態１に係る分割制御部の動作を示すフローチャートである。
【図５】図５は、本発明の実施の形態１に係る分割情報記述部の動作を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、本発明の実施の形態１に係る分割パターン及び分割情報の一例を示す模式図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明の実施の形態１に係る分割パターン及び分割情報の一例を示す模式図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明の実施の形態１に係る分割パターン及び分割情報の一例を示す模式図である。
【図７】図７は、本発明の実施の形態２に係る画像復号装置のブロック図である。
【図８】図８は、本発明の実施の形態２に係る分割制御部及び分割情報復元部の動作を示すフローチャートである。
【図９Ａ】図９Ａは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｃ】図９Ｃは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｄ】図９Ｄは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｅ】図９Ｅは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｆ】図９Ｆは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｇ】図９Ｇは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｈ】図９Ｈは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｉ】図９Ｉは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｊ】図９Ｊは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｋ】図９Ｋは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図９Ｌ】図９Ｌは、本発明の実施の形態３に係る分割パターンの予測例を示す模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施の形態３に係る周囲の分割情報を用いて分割方法を予測する手順を示すフローチャートである。
【図１１Ａ】図１１Ａは、本発明の実施の形態３に係る分割情報記述部及び分割情報復元部における既に符号化済みのフレームの分割情報を用いる方法を説明するための模式図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本発明の実施の形態３に係る分割情報記述部及び分割情報復元部における既に符号化済みのフレームの分割情報を用いる方法を説明するための模式図である。
【図１２Ａ】図１２Ａは、本発明の実施の形態３に係る分割情報記述部における動作を説明するフローチャートである。
【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本発明の実施の形態３に係る分割情報復元部における動作を説明するフローチャートである。
【図１３】図１３は、本発明の実施の形態４に係る分割情報のデータ構造を示す模式図である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、本発明の実施の形態５に係る、複数のブロック形状を用いた分割パターンの一例を示す模式図である。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、本発明の実施の形態５に係る、複数のブロック形状を用いる場合の分割情報の一例を示す模式図である。
【図１４Ｃ】図１４Ｃは、本発明の実施の形態５に係る、複数のブロック形状を用いる場合の分割情報の一例を示す模式図である。
【図１５Ａ】図１５Ａは、本発明の実施の形態５に係る、冗長な分割情報を削減する方法を説明するための模式図である。
【図１５Ｂ】図１５Ｂは、本発明の実施の形態５に係る、冗長な分割情報を削減する方法を説明するための模式図である。
【図１５Ｃ】図１５Ｃは、本発明の実施の形態５に係る、冗長な分割情報を削減する方法を説明するための模式図である。
【図１６】図１６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１７】図１７は、デジタル放送用システムの全体構成図である。
【図１８】図１８は、テレビの構成例を示すブロック図である。
【図１９】図１９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２０】図２０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２１Ａ】図２１Ａは、携帯電話の一例を示す図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、携帯電話の構成例を示すブロック図である。
【図２２】図２２は、多重化データの構成を示す図である。
【図２３】図２３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２４】図２４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２５】図２５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２６】図２６は、ＰＭＴのデータ構成を示す図である。
【図２７】図２７は、多重化データ情報の内部構成を示す図である。
【図２８】図２８は、ストリーム属性情報の内部構成を示す図である。
【図２９】図２９は、映像データを識別するステップを示す図である。
【図３０】図３０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３１】図３１は、駆動周波数を切り替える構成を示す図である。
【図３２】図３２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３３】図３３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３４Ａ】図３４Ａ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３４Ｂ】図３４Ｂ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】
【００２８】
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ものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。本発明は、請求の範囲だけによって限定される。よって、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については、本発明の課題を達成するの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ものとして説明される。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化方法を用いた画像符号化装置１００のブロック図である。図１に示す画像符号化装置１００は、入力画像信号１２０を処理単位（ブロック）に分割し、分割した画像を符号化することで符号列１４０を生成する。
【００３０】
この画像符号化装置１００は、差分部１０１と、変換部１０２と、量子化部１０３と、逆量子化部１０４と、逆変換部１０５と、加算部１０６と、予測部１０７と、符号化制御部１０８と、可変長符号化部１０９と、分割部１１０と、分割制御部１１１と、分割情報記述部１１２とを備える。なお、分割部１１０及び予測部１０７は内部にメモリを備えていても良い。
【００３１】
入力画像信号１２０は、分割部１１０に対して入力される。分割部１１０は、分割制御信号１２９に基づいて、入力画像信号１２０を分割することで分割画像信号１２１を生成し、生成した分割画像信号１２１を差分部１０１及び予測部１０７に対して出力する。
【００３２】
分割制御部１１１は、分割部１１０においてどのように画像を分割するかを示す分割パターンを決定する。ここで、処理単位（ブロック）は階層化されており、分割制御部１１１は、処理単位の最大の単位から、入力画像信号１２０を階層的に分割する分割パターンを決定する。
【００３３】
分割制御部１１１が決定する分割パターンの例を図２Ａ〜図２Ｃ及び図３Ａ〜図３Ｃを用いて説明する。
【００３４】
図２Ａ〜図２Ｃに示すように、分割制御部１１１で決定する分割パターンは、階層の深さ（Ｄｅｐｔｈ）によって表される。図２Ａのように、分割しないブロックをＤｅｐｔｈ＝０と表現し、４つに分割したブロックをＤｅｐｔｈ＝１と表現し、以降のブロックに対しても同様に表現することが可能となる。図２Ｂは、最大のブロックサイズが水平６４画素×垂直６４画素である場合のブロックサイズと階層の深さとの例を示し、図２Ｃは、最大のブロックサイズが水平１２８画素×垂直１２８画素である場合のブロックサイズと階層の深さとの例を示す。
【００３５】
この分割パターンについて図３Ａ〜図３Ｃを用いてさらに詳しく説明する。
【００３６】
図３Ａは、図２Ｂに示した場合と同様に、最大のブロックサイズが水平６４画素×垂直６４画素であり、最小のブロックサイズが水平８画素×垂直８画素である場合の例を示す。ブロックは、最大のブロックサイズを分割するかどうか、分割した場合には、分割後のサブブロックに対してさらに分割するかどうかを順番に指定する方法で分割される。ブロックの分割パターンは、各階層の深さに対する階層（Ｄｎ＿ｔｙｐｅ）で表すことができる。なおここで、ｎは階層の深さ（Ｄｅｐｔｈ）の値とする。
【００３７】
図３Ｂは、図３Ａで示した分割パターンを階層分割モード情報で表した例を示す。ここで、簡単のため階層分割モード情報は２種類であり、分割しない（Ｄｎ＿ｔｙｐｅ＝０）、又は、４等分に分割する（Ｄｎ＿ｔｙｐｅ＝１）を示す。なお、以下では、Ｄｅｐｔｈ＝０〜３の階層をそれぞれ階層０〜３と記す。
【００３８】
まず、最大のブロックは分割されているため、Ｄ０＿ｔｙｐｅ＝１である。次のブロックサイズの階層１（Ｄｅｐｔｈ＝１）では、左上からＺを書く順番に、分割なし（Ｄ１＿ｔｙｐｅ＝０）、分割あり（Ｄ１＿ｔｙｐｅ＝１）、分割なし（Ｄ１＿ｔｙｐｅ＝０）、分割あり（Ｄ１＿ｔｙｐｅ＝１）と表現される。ここで、分割なしのブロックは、次の階層２（Ｄｅｐｔｈ＝２）の、階層分割モード情報を必要としない。次に、さらに分割されるブロックサイズの階層２（Ｄｅｐｔｈ＝２）に対しても同様の表現が用いられる。具体的には、Ｄ１＿ｔｙｅｐｅ＝１の一つ目のブロックを分割した、この階層２（Ｄｅｐｔｈ＝２）の４つのブロックは、全て分割なし（Ｄ２＿ｔｙｐｅ＝０）である。また、Ｄ１＿ｔｙｅｐｅ＝１の最後のブロックを分割した４つのブロックに対しては、１つ目のブロックは分割あり（Ｄ２＿ｔｙｐｅ＝１）で表現し、残りの３つのブロックに対しては分割なし（Ｄ２＿ｔｙｐｅ＝０）で表現することができる。
【００３９】
図３Ｃは、図３Ｂの表現を単純にまとめて表現した例を示す。つまり、図３Ｃは、各ブロックサイズに対しての階層分割モード情報をまとめて、分割モード情報（ｔｙｐｅ）として表現した例を示す。なお、この例では分割モード情報は、階層分割モード情報と同様に分割あり（１）と、分割なし（０）とを示す２値情報である。よって、図３Ａで示される分割パターンの情報量は１３ビットである。そして分割制御部１１１は、図３Ｃに示すような分割パターンを示す分割情報１３０を分割情報記述部１１２へ出力する。
【００４０】
次に、分割制御部１１１が前述の分割パターンを決定する動作を、図４を用いて説明する。
【００４１】
また、分割パターンの決定に必要なコスト情報（符号化コスト）は、例えば次のように算出される。
【００４２】
分割部１１０は、入力画像信号１２０をコスト計算の対象とするサイズに分割することで分割画像信号１２１を生成し、生成した分割画像信号１２１を予測部１０７に対して出力する。
【００４３】
予測部１０７は、既に符号化及び復号済みの復号画像信号１２７と、符号化制御部１０８より取得する予測モードとに基づいて予測画像信号１２８を生成する。ここで、符号化制御部１０８は、予め決められた少なくとも１つの候補予測モードのうち一つの予測モードを予測部１０７に対して指定する。候補予測モードとは、例えば、画面内の隣接画素を予め決められた方向で外挿することで予測画素を生成するモード、及び、既に符号化及び復号済みの別のフレームとの相関が高い画素を用いて予測画素を生成するモードである。
【００４４】
さらに、予測部１０７は、予測情報と相関度情報との重み付け和である符号化コストを算出する。ここで予測情報とは、予測画像信号１２８を生成するために必要な情報であり、例えば、画面内の隣接画素を外挿するための方向情報、及び別フレームとの相対位置情報（動きベクトル情報）である。また、相関度情報とは、分割画像信号１２１と予測画像信号１２８との相関度を示し、例えば、分割画像信号１２１と予測画像信号１２８との差分絶対値和である。また、予測部１０７は、例えば、コスト関数と呼ばれる下記（式１）で示される値を符号化コストとして計算する。
【００４５】
さらに、予測部１０７は、全ての候補予測モードの各々に対して符号化コストを算出し、最も小さい符号化コストの予測モードで予測される予測画像信号１２８を差分部１０１に対して出力する。また、予測部１０７は、そのときの予測モード、予測情報及び符号化コストを符号化制御部１０８に対して出力する。符号化制御部１０８は、前述の符号化コストを分割制御部１１１に対して出力し、予測モード及び予測情報を含む符号化制御信号１３２を可変長符号化部１０９に対して出力する。
【００４６】
上記のＲＤコスト関数として、例えば、（式１）で示されるラグランジュコスト関数Ｊが用いられる。
【００４７】
【数１】
2012077332.tif 000003
【００４８】
（式１）において、Ｒは、差分画像（量子化変換係数情報１２４）と予測モードと予測情報とを符号化するのに用いられる符号量であり、Ｄは、符号化歪み量であり、λは、符号化に用いられる量子化パラメータＱＰに応じて算出されるラグランジュ乗数である。符号化制御部１０８は、コスト関数Ｊが最も低くなる予測モードを、符号化に用いる予測モードとして選択する。
【００４９】
なお、Ｒ及びＤの値は、それぞれ代用する値を用いてもよい。例えば符号量Ｒとして予測モード情報のみを用い、符号化歪み量として分割画像信号１２１と予測画像信号１２８との絶対差分和を用いてもよい。
【００５０】
図４は、分割制御部１１１の動作を示すフローチャートである。
【００５１】
ここでは、簡単のため、図２Ｂ及び図３Ｂで示すように最大のブロックサイズが水平６４画素×垂直６４画素であり、最小のブロックサイズが水平８画素×垂直８画素であり、分割モード情報が、分割する（１）、分割しない（０）の２種類を示す場合の例を示す。
【００５２】
分割制御部１１１は、分割部１１０により入力画像信号１２０が水平６４画素×垂直６４画素に分割された分割画像信号１２１に対する符号化コストを取得する。そして、分割制御部１１１は、取得した符号化コスト値を水平６４画素×垂直６４画素（階層０）に対するコスト値（Ｄ０＿ｃｏｓｔ）としてセットする（ステップＳ４０１）。
【００５３】
次に、分割制御部１１１は、次の階層１（Ｄｅｐｔｈ＝１）に対する符号化コストの総数を示す“Ｄ１＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”をリセット（０にセット）する（ステップＳ４０２）。
【００５４】
次に、分割制御部１１１は、階層１（Ｄｅｐｔｈ＝１）に分割した場合の全てのブロック（この例では４個のブロック）に対する繰り返し処理（ステップＳ４０３とＳ４２４とで囲まれた部分の処理）を行う。つまり、分割制御部１１１は、カウンタＤ１＿ｌｏｏｐに０、１、２、３を順次セットし、ステップＳ４０３〜Ｓ４２４の処理を繰り返し行う。
【００５５】
次に、分割制御部１１１は、階層０をさらに分割した水平３２画素×垂直３２画素の信号に対する符号化コストを取得する。そして、分割制御部１１１は、取得した符号化コストを、カウンタＤ１＿ｌｏｏｐで示される位置の水平３２画素×垂直３２画素のブロックに対するコスト値（Ｄ１＿ｃｏｓｔ［Ｄ１＿ｌｏｏｐ］）としてセットする（ステップＳ４０４）。なお、カウンタＤｎ＿ｌｏｏｐ＝０〜３の処理順は、符号化側と復号側とで同じ物であればよい。この処理順は、例えばＺの字の書き順である。
【００５６】
次に、分割制御部１１１は、次の階層２（Ｄｅｐｔｈ＝２）に対する符号化コストの総数を示す“Ｄ２＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”をリセット（０にセット）する（ステップＳ４０５）。
【００５７】
次に、分割制御部１１１は、上位の階層１（Ｄｅｐｔｈ＝１）のＤ１＿ｌｏｏｐのブロックを階層２（Ｄｅｐｔｈ＝２）に分割した場合の全てのブロック（この例では４個のブロック）に対する繰り返し処理（ステップＳ４０６とＳ４１８とで囲まれた部分の処理）を行う。つまり、分割制御部１１１は、カウンタＤ２＿ｌｏｏｐに０、１、２、３を順次セットし、ステップＳ４０６〜Ｓ４１８の処理を繰り返し行う。
【００５８】
次に、分割制御部１１１は、階層１をさらに分割した水平１６画素×垂直１６画素の信号に対する符号化コストを取得する。そして、分割制御部１１１は、取得した分割コストを、カウンタＤ２＿ｌｏｏｐで示される位置の水平１６画素×垂直１６画素のブロックに対するコスト値（Ｄ２＿ｃｏｓｔ［Ｄ２＿ｌｏｏｐ］）としてセットする（ステップＳ４０７）。
【００５９】
同様に、分割制御部１１１は、次の階層３（Ｄｅｐｔｈ＝３）に対する符号化コストの総数を示す“Ｄ３＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”をリセット（０にセット）する（ステップＳ４０８）。
【００６０】
次に、分割制御部１１１は、上位の階層２（Ｄｅｐｔｈ＝２）のＤ２＿ｌｏｏｐのブロックを階層３（Ｄｅｐｔｈ＝３）に分割した場合の全てのブロック（この例では４個のブロック）に対する繰り返し処理（ステップＳ４０９とＳ４１２で囲まれた部分の処理）を行う。つまり、分割制御部１１１は、カウンタＤ３＿ｌｏｏｐに０、１、２、３を順次セットし、ステップＳ４０９〜Ｓ４１２の処理を繰り返し行う。
【００６１】
次に、分割制御部１１１は、階層２をさらに分割した水平８画素×垂直８画素の信号に対する符号化コストを取得する。そして、分割制御部１１１は、取得した符号化コストを、カウンタＤ３＿ｌｏｏｐで示される位置の水平８画素×垂直８画素のブロックに対するコスト値（Ｄ３＿ｃｏｓｔ［Ｄ３＿ｌｏｏｐ］）としてセットする（ステップＳ４１０）。そして、分割制御部１１１は、“Ｄ３＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”にＤ３＿ｃｏｓｔ［Ｄ３＿ｌｏｏｐ］を加える（ステップＳ４１１）。
【００６２】
次に、分割制御部１１１は、Ｄ３＿ｌｏｏｐが全て終了していない場合には、カウンタＤ３＿ｌｏｏｐの値を１つ増加し、繰り返し処理を行う。また、分割制御部１１１は、全て終了している場合には、次のステップへと進む（ステップＳ４１２）。
【００６３】
次に、分割制御部１１１は、前述の計算済みの“Ｄ３＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”と“Ｄ２＿ｃｏｓｔ［Ｄ２＿ｌｏｏｐ］”とを比較する（ステップＳ４１３）。“Ｄ３＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”よりも“Ｄ２＿ｃｏｓｔ［Ｄ２＿ｌｏｏｐ］”が大きい場合には（ステップＳ４１３でＹＥＳ）、分割なしよりも分割ありの方が、符号化コストが小さい。よって、分割制御部１１１は、分割ありを示す“Ｄ２ｔｙｐｅ＝１”をセットし（ステップＳ４１４）、“Ｄ２＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”に“Ｄ３＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”の値を加える（ステップＳ４１５）。
【００６４】
一方、“Ｄ３＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”よりも“Ｄ２＿ｃｏｓｔ［Ｄ２＿ｌｏｏｐ］”が小さい場合には（ステップＳ４１３でＮＯ）、分割ありよりも分割なしの方が、符号化コストが小さい。よって、分割制御部１１１は、分割なしを示す“Ｄ２ｔｙｐｅ＝０”をセットし（ステップＳ４１６）、“Ｄ２＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”に“Ｄ２＿ｃｏｓｔ［Ｄ２＿ｌｏｏｐ］”の値を加える（ステップＳ４１７）。
【００６５】
次に、分割制御部１１１は、Ｄ２＿ｌｏｏｐが全て終了していない場合には、カウンタＤ３＿ｌｏｏｐの値を１つ増加し、繰り返し処理を行う。また、分割制御部１１１は、全て終了している場合には、次のステップへと進む（ステップＳ４１８）。
【００６６】
次に、分割制御部１１１は、前述の計算済みの“Ｄ２＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”と“Ｄ１＿ｃｏｓｔ［Ｄ１＿ｌｏｏｐ］”とを比較する（ステップＳ４１９）。“Ｄ２＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”よりも“Ｄ１＿ｃｏｓｔ［Ｄ１＿ｌｏｏｐ］”が大きい場合には（ステップＳ４１９でＹＥＳ）、分割なしよりも分割ありの方が、符号化コストが小さい。よって、分割制御部１１１は、分割ありを示す“Ｄ１ｔｙｐｅ＝１”をセットし（ステップＳ４２０）、“Ｄ１＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”に“Ｄ２＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”の値を加える（ステップＳ４２１）。
【００６７】
一方、“Ｄ２＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”よりも“Ｄ１＿ｃｏｓｔ［Ｄ１＿ｌｏｏｐ］”が大きい場合には（ステップＳ４１９でＮＯ）、分割ありよりも分割なしの方が、符号化コストが小さい。よって、分割制御部１１１は、分割なしを示す“Ｄ１ｔｙｐｅ＝０”をセットし（ステップＳ４２２）、“Ｄ１＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”に“Ｄ１＿ｃｏｓｔ［Ｄ１＿ｌｏｏｐ］”の値を加える（ステップＳ４２３）。
【００６８】
次に、分割制御部１１１は、Ｄ１＿ｌｏｏｐが全て終了していない場合には、カウンタＤ１＿ｌｏｏｐの相対を１つ増加し、繰り返し処理を行う。また、分割制御部１１１は、全て終了している場合には、次のステップへと進む（ステップＳ４２４）。
【００６９】
最後に、分割制御部１１１は、前述の計算済みの“Ｄ１＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”と“Ｄ０＿ｃｏｓｔ”とを比較する（ステップＳ４２５）。“Ｄ１＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”よりも“Ｄ０＿ｃｏｓｔ”が大きい場合には（ステップＳ４２５でＹＥＳ）、分割なしよりも分割ありの方が、符号化コストが小さい。よって、分割制御部１１１は、分割ありを示す“Ｄ０ｔｙｐｅ＝１”をセットする（ステップＳ４２６）。
【００７０】
一方、“Ｄ１＿ｔｏｔａｌ＿ｃｏｓｔ”よりも“Ｄ０＿ｃｏｓｔ”が小さい場合には（ステップＳ４２５でＮＯ）、分割有りよりも分割なしの方が、符号化コストが小さい。よって、分割制御部１１１は、分割なしを示す“Ｄ０ｔｙｐｅ＝０”をセットする（ステップＳ４２７）。
【００７１】
上記の手順により、分割制御部１１１は、符号化コストが最小となる分割パターンを決定することができる。
【００７２】
なお、この分割パターンの決定方法は一例であり、これに限るものではない。例えば、分割制御部１１１は、分割部１１０より得られる分割画像信号１２１を分析し、画素値分布の分散が高い領域は小さいブロックに分割し、画素分布が一様である部分に対しては大きなブロックに分割してもよい。このようにすることにより、画像符号化装置１００の回路規模を削減することが可能となる。
【００７３】
また、別の分割パターンの決定方法として、分割制御部１１１は、既に符号化及び復号済みの周囲のブロックの分割結果を元に決められた方法で分割パターンを決めても良い。また、別の分割パターンの決定方法として、分割制御部１１１は、既に符号化及び復号済みの別のフレーム中のブロックの分割結果を利用して分割パターンを決定しても良い。これら手法については、実施の形態３で詳しく説明する。
【００７４】
次に、分割情報記述部１１２による分割情報１３１の記述方法について図５を用いて説明する。
【００７５】
分割制御部１１１は、上記の方法により決められた分割パターンを示す分割情報１３０を分割情報記述部１１２に対して出力する。ここで、分割情報１３０は、上述した階層分割モード情報又は分割モード情報で記述された情報である。分割情報記述部１１２は、この分割情報１３０から、可変長符号化部１０９で符号化される分割情報１３１を生成する。
【００７６】
まず、分割情報記述部１１２は、分割情報１３０に含まれる階層毎の階層分割モード情報（Ｄ０ｔｙｐｅ〜Ｄ２ｔｙｐｅ）を取得する（ステップＳ５０１）。
【００７７】
Ｄ０ｔｙｐｅが０である場合（ステップＳ５０２でＹＥＳ）、最大のブロックの階層（Ｄｅｐｔｈ＝０）で分割なしである。よって、分割情報記述部１１２は、変数“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”に対して、Ｄｅｐｔｈ＝０を示す“０”をセットする（ステップＳ５０３）。ここで、変数“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”は、最大使用階層を示す最大使用階層情報である。また、最大使用階層とは、最大ブロックサイズ内で使用されている一番深い深度を示す。言い換えると、最大使用階層とは、分割パターンに含まれるブロックのうち、最も深いブロックの階層である。
【００７８】
Ｄ０ｔｙｐｅが０ではない場合（ステップＳ５０２でＮＯ）、次に、分割情報記述部１１２は、全てのＤ１ｔｙｐｅが０であるか否かを判定する（ステップＳ５０４）。全てのＤ１ｔｙｐｅが０である場合（ステップＳ５０４でＹＥＳ）、この階層１（Ｄｅｐｔｈ＝１）で分割なしである。よって、分割情報記述部１１２は、変数“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”に対して、Ｄｅｐｔｈ＝１を示す“１”をセットする（ステップＳ５０５）。
【００７９】
一方、Ｄ１ｔｙｐｅの少なくとも１つが０でない場合（ステップＳ５０４でＮＯ）、次に、分割情報記述部１１２は、全てのＤ２ｔｙｐｅが０であるか否かを判定する（ステップＳ５０６）。全てのＤ２ｔｙｐｅが０である場合（ステップＳ５０６でＹＥＳ）、この階層２（Ｄｅｐｔｈ＝２）で分割なしである。よって、分割情報記述部１１２は、変数“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”に対して、Ｄｅｐｔｈ＝２を示す“２”をセットする（ステップＳ５０７）。
【００８０】
一方、Ｄ２ｔｙｐｅの少なくとも１つが０でない場合（ステップＳ５０６でＮＯ）、最小のブロックサイズまで分割が行われる。よって、分割情報記述部１１２は、変数“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”に対して、Ｄｅｐｔｈ＝３を示す“３”をセットする（ステップＳ５０８）。
【００８１】
次に、分割情報記述部１１２は、Ｄ１ｔｙｐｅの少なくとも１つが０にセットされているか否かを判定する（ステップＳ５０９）。Ｄ１ｔｙｐｅの少なくとも１つが０とセットされている場合（ステップＳ５０９でＹＥＳ）、Ｄｅｐｔｈ＝１のサイズのブロックのうち、分割しないブロックがあることを示す。よって、分割情報記述部１１２は、変数“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”に対して、Ｄｅｐｔｈ＝１を示す“１”をセットする（ステップＳ５１０）。ここで、変数“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”は、最小使用階層を示す最小使用階層情報である。また、最小使用階層とは、最大ブロックサイズ内で使用されている一番浅い深度を示す。言い換えると、最小使用階層とは、分割パターンに含まれるブロックのうち、最も浅いブロックの階層である。
【００８２】
一方、Ｄ１ｔｙｐｅのうち０にセットされているものが無い場合（ステップＳ５０９でＮＯ）、次に、分割情報記述部１１２は、Ｄ２ｔｙｐｅの少なくとも１つが０にセットされているかどうかを判定する（ステップＳ５１１）。Ｄ２ｔｙｐｅの少なくとも１つが０にセットされている場合（ステップＳ５１１でＹＥＳ）、Ｄｅｐｔｈ＝２のサイズのブロックのうち、分割しないブロックがあることを示す。よって、分割情報記述部１１２は、変数“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”に対して、Ｄｅｐｔｈ＝２を示す“２”をセットする（ステップＳ５１２）。
【００８３】
また、Ｄ２ｔｙｐｅのうち０とセットされているものが無い場合（ステップＳ５１１でＮＯ）、Ｄｅｐｔｈ＝２のサイズのブロックの全てが分割されている。よって、分割情報記述部１１２は、変数“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”に対して、Ｄｅｐｔｈ＝３を示す“３”をセットする（ステップＳ５１３）。
【００８４】
分割情報記述部１１２は、上記に示すように、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”を決定する。また、分割情報記述部１１２は、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ＝３”となる場合のみ、“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”を決定する。さらに、分割情報記述部１１２は、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”と“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”に基づき、分割情報１３０に含まれる分割モード情報のうち、可変長符号化部１０９で可変長符号化する分割モード情報１３０Ａを決定する。そして、分割情報記述部１１２は、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”と“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”と、決定した分割モード情報１３０Ａとを含む分割情報１３１を生成し、生成した分割情報１３１を可変長符号化部１０９に対して出力する。
【００８５】
ここで、図６Ａ〜図６Ｃを用いて可変長符号化部１０９で符号化される信号について詳しく説明する。
【００８６】
図６Ａ〜図６Ｃはそれぞれ異なるブロック分割の結果に対する分割情報１３０及び１３１を示す模式図である。
【００８７】
まず、図６Ａのブロック分割結果の場合について説明する。この場合、分割情報１３０は、６４×６４ブロックに対して“１”、３２×３２ブロックに対して“０１０１”、３２×３２ブロックで“１”（分割する）である２つの１６×１６ブロックに対してそれぞれ、“００００”、“００００”を分割モード情報として含む。また、分割情報記述部１１２によって、この場合の“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”は“２”であることが決められる。この場合、分割された結果の最大の階層が２であることから、１６×１６ブロックに対する分割なしという情報“００００”、“００００”は不要である。そのため、分割情報記述部１１２は、３２×３２ブロックに対する分割モード情報“０１０１”のみを符号化する分割モード情報１３０Ａに決定する。そして、可変長符号化部１０９は、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”と３２×３２ブロックに対する分割モード情報“０１０１”とを含む分割情報１３１に対して可変長符号化処理を行う。
【００８８】
ここでの例では、分割モード情報は分割する（１）、及びしない（０）を示す情報として扱っているため、分割情報１３０のビット長は１３ビットで表される。一方、分割情報記述部１１２により最大使用階層を決定することにより、可変長符号化部１０９で符号化される分割情報１３１は、分割モード情報４ビットと、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”とである。ここで“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”は、０から３まで（ここでの例は、階層３が最大）と決まっているため、２ビットで表現することが可能である。つまり、この場合、１３ビットの情報を６ビットで表現できる。
【００８９】
次に、図６Ｂに示す別のブロック分割結果の場合について説明する。前述と同様に、分割情報１３０は、６４×６４ブロックに対して“１”、３２×３２ブロックに対して“１１１１”、３２×３２ブロックで“１”（分割する）である４つの１６×１６ブロックに対してそれぞれ、“００００”、“０００１”、“００００”、“１１００”を分割モード情報として含む。また、分割情報記述部１１２によって、この場合の“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”は“３”であることが決められ、“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”は“２”であることが決められる。この場合、分割された結果の最小の階層が２であることから、３２×３２ブロックに対する分割ありという分割モード情報“１１１１”は不要である。そのため、分割情報記述部１１２は、１６×１６ブロックに対する４つの分割モード情報のみを符号化する分割モード情報１３０Ａに決定する。そして、可変長符号化部１０９は、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”と“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”と１６×１６ブロックに対する分割モード情報“００００”、“０００１”、“００００”、“１１００”とを含む分割情報１３１に対して可変長符号化処理を行う。
【００９０】
図６Ａの場合と同様にビット長について考察すると、分割情報１３０のビット長は２１ビットである。一方、可変長符号化部１０９で符号化される分割情報１３１は、分割モード情報１６ビットと、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”と“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”とになる。ここで“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”は前述のように２ビットである。また、“ｕｓｅｄ＿ｍｉｍ＿ｄｅｐｔｈ”は１から３までと決まっているため、１〜２ビットで表現することが可能である。よって、この場合、２１ビットの情報を２０ビットで表現できる。
【００９１】
次に、図６Ｃに示す別のブロック分割結果の場合について説明する。前述と同様に、分割情報１３０は、６４×６４ブロックに対して“１”、３２×３２ブロックに対して“１１１１”、３２×３２ブロックで“１”（分割する）である４つの１６×１６ブロックに対してそれぞれ、“１１１１”、“１１１１”、“１１１１”、“１１１１”を分割モード情報として含む。また、分割情報記述部１１２によって、この場合の“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”は“３”であることが決められ、“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”は“３”であることが決められる。この場合、分割された結果の最小の階層が３であることから、３２×３２ブロック、及び１６×１６ブロックに対する分割ありという分割モード情報“１１１１”は不要である。そのため、可変長符号化部１０９では、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”と“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”とを含む分割情報１３１に対して可変長符号化処理を行う。
【００９２】
図６Ａ及び図６Ｂの場合と同様にビット長について考察する。分割情報１３０のビット長は２１ビットで表される。それを、分割情報記述部１１２により最大使用階層及び最小使用階層を決定することにより、可変長符号化で符号化される分割情報１３１は、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”と“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”とになる。ここで“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”は前述のように２ビットであり、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”は１〜２ビットである。よって、この場合、２１ビットの情報を４ビットで表現できる。
【００９３】
なお、可変長符号化時に統計情報を用い、頻繁に発生する信号に対して短いビット長を割り当て、あまり発生しない信号に対して長いビット長を割当ててもよい。また、算術符号化のような動的な確率モデルを用いて可変長符号化してもよい。つまり、上述したビット長の差分は参考値であるが、本実施の形態に係る分割情報記述方法を用いることにより、大きく符号量が削減できる可能性が高いことがわかる。
【００９４】
前述のように、予測部１０７は、既に符号化済みの画像信号である復号画像信号１２７から予測画像信号１２８を生成する。そして、予測部１０７は、生成した予測画像信号１２８を差分部１０１及び加算部１０６に対して出力する。
【００９５】
差分部１０１は、入力画像信号１２０を分割した信号である分割画像信号１２１と予測画像信号１２８の差分を算出することで差分信号１２２を生成し、生成した差分信号１２２を変換部１０２に対して出力する。
【００９６】
変換部１０２は、差分信号１２２に対して変換処理を施すことで変換係数１２３を生成し、生成した変換係数１２３を量子化部１０３に対して出力する。
【００９７】
量子化部１０３は、変換係数１２３に対して量子化処理を施すことで量子化変換係数情報１２４を生成し、生成した量子化変換係数情報１２４を可変長符号化部１０９及び逆量子化部１０４に対して出力する。
【００９８】
逆量子化部１０４は、量子化変換係数情報１２４に逆量子化処理を施すことで変換係数１２５を生成し、生成した変換係数１２５を逆変換部１０５に対して出力する。逆変換部１０５は、変換係数１２５に対して逆変換処理を施すことで復号残差画像信号１２６を生成し、生成した復号残差画像信号１２６を加算部１０６に対して出力する。
【００９９】
加算部１０６は、復号残差画像信号１２６と予測画像信号１２８とを加算することで復号画像信号１２７を生成し、生成した復号画像信号１２７を予測部１０７に対して出力する。
【０１００】
可変長符号化部１０９は、符号化対象となる信号である量子化変換係数情報１２４、符号化制御信号１３２及び分割情報１３１を、信号の種別に応じて可変長符号化することで符号列１４０を生成する。
【０１０１】
なお、上記の分割情報記述方法の符号列１４０の構造については、実施の形態４で詳しく説明する。
【０１０２】
また、上記の分割パターンの決定方法については一例であり、これに限らない。例えば既に符号化済みの周辺のブロックの分割結果を用いてもよい。また、既に符号化済みの別のフレームの分割結果を用いてもよい。これら場合の詳細については、実施の形態３で詳しく説明する。
【０１０３】
なお、本実施の形態では、符号化単位であるマクロブロックの分割について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、変換部１０２によって変換処理を行う単位を同様に表記してもよい。この場合の詳細については、実施の形態４で詳しく説明する。
【０１０４】
なお、上記の説明ではブロックを４分割するか、分割しないかの２つのタイプのみを用いる場合を説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、非特許文献１の場合と同様に、正方形ではない形状（１６×８、８×１６）に分割する場合であっても、本発明を適用することができる。この場合の詳細については、実施の形態５で詳しく説明する。
【０１０５】
なお、前述の可変長符号化部１０９で算術符号を用いる場合、既に符号化済みのブロックの形状情報、及び／又は、最大使用階層、及び／又は、最小使用階層の情報に基づき算術符号に用いる確率モデルを切り替えてもよい。これにより、さらに符号化効率を向上することが期待できる。
【０１０６】
なお、前述の可変長符号化部１０９で可変長符号テーブルを用いる場合、前述のビット長演算で、分割情報の削減幅が大きい場合の最大使用階層、及び／又は、最小使用階層の情報に対して、長いビット長を割り当て、前記削減幅の小さい場合の最大使用階層、及び／又は、最小使用階層の情報に対して、短いビット長を割り当ててもよい。これにより、本実施の形態による符号化効率の向上率をさらに上げることができる。
【０１０７】
なお、本実施の形態の詳細の説明では、最大ブロックサイズを水平６４画素×垂直６４画素とし、最小ブロックサイズを水平８画素×垂直８画素としたが、本発明は、このサイズに限らず適応することができる。
【０１０８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２では、上述した画像符号化装置１００により生成された符号列１４０を復号する画像復号装置２００について説明する。
【０１０９】
図７は、本実施の形態に係る分割情報復元部２０７を用いた画像復号装置２００のブロック図である。図７に示す画像復号装置２００は、可変長復号部２０１と、復号制御部２０２と、逆量子化部２０３と、逆変換部２０４と、予測部２０５と、加算部２０６と、分割情報復元部２０７とを備える。なお、予測部２０５は内部にメモリを備えていても良い。
【０１１０】
符号列１４０は、本発明の実施の形態１に係る画像符号化装置１００により生成された符号列である。この符号列１４０は、可変長復号部２０１に入力される。
【０１１１】
可変長復号部２０１は、符号列１４０に含まれる分割情報を復号する。具体的には、可変長復号部２０１は、符号列１４０に対して可変長復号を施すことで復号信号２２１を生成し、生成した復号信号２２１を分割情報復元部２０７と復号制御部２０２と逆量子化部２０３とに対して出力する。なお、可変長復号部２０１は、分割情報復元部２０７により得られる分割情報２２６に基づく分割単位で処理を行う。
【０１１２】
復号信号２２１が量子化された変換係数である場合、逆量子化部２０３は、復号信号２２１に逆量子化を施すことで変換係数２２２を生成する。逆変換部２０４は、変換係数２２２に逆変換を施すことで復号残差画像信号２２３を生成し、生成した復号残差画像信号２２３を加算部２０６に対して出力する。
【０１１３】
また、復号信号２２１が予測方法を示す予測画像生成関連情報２２５である場合、復号制御部２０２は分割情報復元部２０７より取得される分割情報２２６と、予測画像生成関連情報２２５とを予測部２０５に対して出力する。ここで、予測画像生成関連情報２２５とは、画像符号化装置１００における符号化制御信号１３２に対応し、例えば、予測モード及び予測情報を含む。
【０１１４】
予測部２０５は、既に復号済みの復号画像信号（出力画像信号２４０）と、復号制御部２０２より得られる予測画像生成関連情報２２５とを用いて、分割情報２２６に基づく分割単位で、予測画像信号２２４を生成し、生成した予測画像信号２２４を加算部２０６に対して出力する。加算部２０６は、復号残差画像信号２２３と予測画像信号２２４とを加算することで復号画像信号（出力画像信号２４０）を生成する。
【０１１５】
なお、復号信号２２１が分割復号情報である場合、分割情報復元部２０７は、分割復号情報から分割情報２２６に復元することで分割パターンを判定する。ここで、分割復号情報とは、画像符号化装置１００における分割情報１３１に相当する。また、分割情報２２６は、分割パターンを示し、実施の形態１における分割情報１３０に相当する。この処理の流れについて図８を用いて詳しく説明する。
【０１１６】
分割情報復元部２０７は、分割復号情報のうちの“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”の値を取得する（ステップＳ８０１）。“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”が０の場合（ステップＳ８０２でＮＯ、かつステップＳ８０３でＮＯ）、分割情報復元部２０７は、最大のブロックサイズを分割しないと決定する（ステップＳ８０４）。一方、“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”が１の場合（ステップＳ８０２でＮＯ、かつステップＳ８０３でＹＥＳ）、分割情報復元部２０７は、全てのブロックをＤｅｐｔｈ＝１のサイズ（最大ブロックを４分割したサイズ）に分割すると決定する（ステップＳ８０５）。
【０１１７】
“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”が２の場合（ステップＳ８０２でＹＥＳ、かつステップＳ８０６でＮＯ）、分割情報復元部２０７は、Ｄｅｐｔｈ１のブロックに対してカウンタを０、１、２、３の順に変化させ、各ブロックの“Ｄ１ｔｙｐｅ”を取得する（ステップＳ８０７〜ステップＳ８０９）。
【０１１８】
分割情報復元部２０７は、ここで得られるＤ１ｔｙｐｅに基づき、最大ブロックを分割する（ステップＳ８１０）。なお、Ｄ１ｔｙｐｅは、最大ブロックを４分割したそれぞれのブロックに対して、例えばＺ字の順番で分割パターンを指定する情報である。分割情報復元部２０７は、Ｄ１ｔｙｐｅに基づき、４分割した各ブロックを分割するか分割しないかを判断することで、最大ブロックの分割パターンを決める。
【０１１９】
“ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ”が３の場合（ステップＳ８０２でＹＥＳ、かつステップＳ８０６でＹＥＳ）、分割情報復元部２０７は、“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”を取得する（ステップＳ８１１）。
【０１２０】
“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”が３の場合（ステップＳ８１２でＮＯ、かつステップＳ８１３でＮＯ）、分割情報復元部２０７は、全てのブロックをＤｅｐｔｈ＝３のサイズ（最大ブロックを６４分割したサイズ）に分割すると決定する（ステップＳ８１４）。
【０１２１】
“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”が２の場合（ステップＳ８１２でＮＯ、かつステップＳ８１３でＹＥＳ）、分割情報復元部２０７は、Ｄｅｐｔｈ１のブロックに対してカウンタを０、１、２、３の順に変化させ、かつ、それぞれＤｅｐｔｈ１より１段深い階層であるそれぞれのＤｅｐｔｈ２のブロックに対してカウンタを０、１、２、３の順に変化させることで、Ｄｅｐｔｈ２の各ブロックの“Ｄ２ｔｙｐｅ”を順番に取得する（ステップＳ８１５〜ステップＳ８１９）。そして、分割情報復元部２０７は、Ｄ１ｔｙｐｅが全て１であるとみなして、Ｄ２ｔｙｐｅに基づき、最大ブロックを分割する（ステップＳ８２０）。具体的には、分割情報復元部２０７は、最大ブロックをＤｅｐｔｈ＝２のサイズで全て分割する。そして、分割情報復元部２０７は、それぞれのブロックに対して、Ｄ２ｔｙｐｅに基づいて、当該ブロックを分割するか、分割しないかを判断することで、最大ブロックの分割パターンを決める。
【０１２２】
“ｕｓｅｄ＿ｍｉｎ＿ｄｅｐｔｈ”が１の場合（ステップＳ８１２でＹＥＳ）、分割情報復元部２０７は、Ｄｅｐｔｈ１のブロックに対してカウンタを０、１、２、３の順に変化させて繰り返し処理（ステップＳ８２１とステップＳ８２７で囲まれる領域の処理）を行うことで、Ｄｅｐｔｈ１の各ブロックの“Ｄ１ｔｙｐｅ”を取得する（ステップＳ８２２）。
【０１２３】
なお、“Ｄ１ｔｙｐｅ”が０ではない場合（ステップＳ８２３でＮＯ）、分割情報復元部２０７は、Ｄｅｐｔｈ２のブロックに対してカウンタを０、１、２、３の順に変化させて繰り返し処理（ステップＳ８２４とステップＳ８２６で囲まれる領域の処理）を行うことで、Ｄｅｐｔｈ２の各ブロックの“Ｄ２ｔｙｐｅ”を取得する（ステップＳ８２５）。その後、分割情報復元部２０７は、Ｄｅｐｔｈ１のカウンタを１つ進める。
【０１２４】
一方、“Ｄ１ｔｙｐｅ”が０である場合（ステップＳ８２３でＹＥＳ）、分割情報復元部２０７は、Ｄｅｐｔｈ１のカウンタを１つ進める（ステップＳ８２７）。全てのループが終了した段階で、階層毎のＤｅｐｔｈ１及びＤｅｐｔｈ２に対応する各ブロックを分割するかしないかを示す情報であるＤ１ｔｙｐｅ及びＤ２ｔｙｐｅに基づき、分割情報復元部２０７は、最大ブロックの分割パターンを決める（ステップＳ８２８）。
【０１２５】
上記のような処理を行うことで、実施の形態１に係る符号化方法で符号化した符号列１４０を正しく復号処理することができる。このように、本発明は、符号化効率の高い符号化方法、及び復号方法を実現することができる。
【０１２６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、分割情報記述部１１２が分割パターンを予測する場合について説明する。
【０１２７】
分割情報記述部１１２は、既に符号化済みのブロックの分割パターンを用いて、処理対象のブロックの分割パターンの予測値である予測分割パターンを推定する。また、分割制御部１１１は、推定された予測分割パターンを用いて、処理対象のブロックの分割パターンを決定する。
【０１２８】
なお、分割情報記述部１１２は、処理対象のブロックと同一フレーム内の、当該処理対象のブロックに隣接するブロックの分割パターンを用いて、当該処理対象のブロックの分割パターンを推定してもよい、時間的に別のフレームに含まれるブロックの分割パターンを用いて、処理対象のブロックの分割パターンを推定してもよい。
【０１２９】
まず隣接するブロックの既に符号化及び復号済みのブロック（以下、隣接ブロックとも記す）の分割パターンから処理対象のブロック（以下、対象ブロックとも記す）の分割パターンを予測する方法について図９Ａ〜図９Ｌ及び図１０を用いて説明する。図９Ａ〜図９Ｌは、隣接ブロックの分割情報から対象ブロックの分割情報を予測する場合を説明するための模式図である。
【０１３０】
図９Ａ〜図９Ｌは、対象ブロック９００に対して、隣接ブロック９０１及び９０２を用いて予測する場合の例である。ここで図９Ａ、図９Ｅ及び図９Ｉはそれぞれ対象ブロック９００内の隣接ブロックを予測に用いない場合のうち、左隣接のブロックを優先した場合の例を示す。図９Ｂ、図９Ｆ及び図９Ｊはそれぞれ対象ブロック９００内の隣接ブロックを予測に用いない場合のうち、上隣接のブロックを優先した場合の例を示す。図９Ｃ、図９Ｇ及び図９Ｋはそれぞれ対象ブロック９００内の隣接ブロックを予測に用いる場合のうち、左隣接のブロックを優先した場合の例を示す。図９Ｄ、図９Ｈ及び図９Ｌはそれぞれ対象ブロック９００内の隣接ブロックを予測に用いる場合のうち、上隣接のブロックを優先した場合の例を示す。
【０１３１】
また図９Ａ〜図９Ｈは特に予測に制限を設けない場合の例を示す。図９Ｉ〜図９Ｌは最大予測階層ブロック（この場合はＤｅｐｔｈ＝２の例）を指定した場合の例を示す。
【０１３２】
図１０は、本実施の形態に係る分割パターンの予測手順を示すフローチャートである。
【０１３３】
ここで、分割情報記述部１１２は、予測処理を、分割パターンの決定処理の順番と同じ（例えばＺ字の順番）に行っていき、階層（Ｄｅｐｔｈ）に関しては上位（Ｄｅｐｔｈ＝０）から下位（Ｄｅｐｔｈ＝最小ブロックサイズのある階層）への順番で行う。
【０１３４】
まず、分割情報記述部１１２は、対象ブロックに対して隣接する処理済みの隣接ブロックの分割情報を取得する（ステップＳ１００１）。このとき取得する分割情報は、対象ブロックと同一階層の隣接ブロックの分割情報である。また、分割情報記述部１１２は、同一階層の隣接ブロックの分割情報が無い場合には、対象ブロックの分割情報を“分割なし”に決定する。
【０１３５】
上側及び左側の隣接ブロックの分割情報のうち両方、又は、上側及び左側のうち優先されている側が“分割なし”を示す場合（ステップＳ１００２でＹＥＳ）、分割情報記述部１１２は、対象ブロックを分割しないと予測する（ステップＳ１００３）。一方、上側及び左側のうち優先されている側が“分割あり”を示す場合（ステップＳ１００２でＮＯ）、分割情報記述部１１２は、対象ブロックを分割すると予測する（ステップＳ１００４）。また、分割情報記述部１１２は、対象ブロックを分割すると予測した場合には、さらに次の階層に対して同じ処理を施す。
【０１３６】
上側隣接及び左側隣接のうちどちら側を優先するかどうかを示す情報は、後述のヘッダ情報で送っても良いし、あらかじめ符号化側及び復号側で決めておいても良い。
【０１３７】
また、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｅ、図９Ｆ、図９Ｉ及び図９Ｊの場合のように、隣接ブロックの分割情報を取得する場合、予測対象となる最大のブロックサイズ（Ｄｅｐｔｈ＝０で示されるサイズ）中では処理済みとしないとしてもよい。つまり、最大のブロックサイズである対象ブロック９００に含まれる、分割されたブロックが対象ブロックの場合には、分割情報記述部１１２は、対象ブロック９００に含まれる隣接ブロックの分割情報を用いず、隣接ブロック９０１及び９０２に含まれる隣接ブロックの分割情報のみを用いて予測を行う。この場合、上側及び左側の隣接ブロックの分割情報によってのみ分割予測をする場合があるため、処理速度を上げることができる。
【０１３８】
一方、予測は処理順と同じ（例えばＺ字の順番）に行うため、図９Ｃ、図９Ｄ、図９Ｇ、図９Ｈ、図９Ｋ及び図９Ｌの場合のように、最大のブロックサイズ内の隣接ブロックの分割予測情報を利用することもできる。この場合、予測の精度を上げることができるため、さらなる符号量削減が期待できる。
【０１３９】
さらに、予測は処理順と同じであるため、既に決定された分割情報を利用することもできる。この場合、予測の精度をさらに上げることができるため、さらなる符号量削減が期待できる。
【０１４０】
なお、最大ブロックサイズ内の処理済みの分割予測情報を使うか、使わないか、既に処理済みの分割情報を使うか、使わないかを示す情報は、その少なくとも一方を後述のヘッダ情報で送っても良いし、あらかじめ符号化側及び復号側で決めておいても良い。
【０１４１】
次に、既に符号化及び復号済みの別のフレームのブロックの分割パターンから対象ブロックの分割パターンを予測する方法について図１１Ａ及び図１１Ｂを用いて説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂは、既に符号化及び復号済みのフレームのブロックの分割パターンから対象ブロックの分割パターンを予測する場合を説明するための模式図である。図１１Ａは既に符号化及び復号済みの処理済フレーム１１０１内のブロック分割結果と、符号化及び復号対象である対象フレーム１１０２の対象ブロックの分割予測結果とを示す模式図である。
【０１４２】
ここで、図１１Ａに示す分割形状相対位置情報とは、どの予測フレームのどのブロックを予測に用いるかを示す情報である。なお、図１１Ｂに示すように、対象フレーム１１０３に対して時間的に前方の処理済フレーム１１０４又は後方の処理済フレーム１１０５の何れかの分割結果を用いることで、効率よく予測を行うことができる。
【０１４３】
なお、分割情報記述部１１２は、分割対象ブロック（最大ブロックサイズ）に対して、予め決められた方法で算出される画面内予測で使用される動きベクトル情報のうちの代表動きベクトル情報に基づいて分割形状相対位置情報を決めても良い。例えば、分割情報記述部１１２は、隣接するブロックの動きベクトルの中央値を計算するとともに、参照フレームに対しても同様に動きベクトルの中央値を計算する。そして、分割情報記述部１１２は、算出した中央値に基づく動きベクトルを分割形状相対位置情報としてもよい。
【０１４４】
または、分割情報記述部１１２は、分割対象ブロックが動きベクトルを含む場合には、その先頭の動きベクトルと参照フレーム情報とをそのまま、分割形状相対位置情報としてもよい。これらの場合には、予測のための追加情報を伝送する必要がないため、符号量を削減することができる。なお、この場合にも、画像符号化装置１００は、分割形状相対位置情報を別途伝送してもよい。例えば、画像符号化装置１００は、分割対象ブロックの分割情報を先に導出する。そして、画像符号化装置１００は、既に符号化済みのフレームの中から分割対象ブロックと同じ、又は最も近い分割情報を有するブロックと、当該分割対象ブロックとの相対位置情報を分割形状相対位置情報として算出する。そして、画像符号化装置１００は、この分割形状相対位置情報を例えば画面内予測の際に予測部１０７で用いられる動きベクトル情報と同様に符号化及び復号してもよい。
【０１４５】
次に、図１２Ａ及び図１２Ｂを用いて、予測した分割情報を用いてどのように符号化した分割情報を伝送し（図１２Ａ）、どのように分割情報を復元する（図１２Ｂ）かを説明する。
【０１４６】
分割情報記述部１１２は、分割パターンと予測分割パターンとの差分を算出し、当該差分を含む分割情報１３１を生成する。以下、その詳細を説明する。
【０１４７】
図１２Ａは、実施の形態３に係る分割情報記述部１１２における動作を説明するフローチャートである。なお、分割情報記述部１１２は、記述処理を、分割パターンの決定処理の順番と同じ（例えばＺ字の順番）に行っていき、階層（Ｄｅｐｔｈ）に関しては上位（Ｄｅｐｔｈ＝０）から下位（Ｄｅｐｔｈ＝最小ブロックサイズのある階層）への順番で行う。
【０１４８】
まず、分割情報記述部１１２は、対象ブロックに対して分割情報と、予測した分割情報（以下、予測分割情報）とを取得する（ステップＳ１２０１）。次に、分割情報記述部１１２は、実施の形態１における最大使用階層（ｕｓｅｄ＿ｍａｘ＿ｄｅｐｔｈ）を導出した処理と同様に、最大差分階層を導出する（ステップＳ１２０２）。ここで、最大差分階層は、どの階層から分割情報と予測分割情報とが異なるかを示す情報である。言い換えると、最大差分階層は、分割情報と予測分割情報とが異なる最上位の階層を示す情報である。例えば、この導出方法としては、予測分割情報と分割情報とが等しい場合を０、等しくない場合を１と置き換え、図５のフローチャートをたどることで導出できる。また、分割情報記述部１１２は、最大差分階層よりも下の階層（小さいブロック）が有る場合、その階層に対する分割情報をセットする（ステップＳ１２０３）。
【０１４９】
なお、この記述方法は一例であり、本発明に係る予測方法を用いていれば、記述方法についてはこれに限らないものとする。
【０１５０】
図１２Ｂは、図１２Ａの手順で符号化された分割情報の復元動作を説明するフローチャートである。
【０１５１】
まず、分割情報復元部２０７は、分割対象のブロックに対する最大差分階層情報及び予測分割情報を取得する（ステップＳ１２０４）。ここで、最大差分階層情報は、最大差分階層を示す情報であり、画像符号化装置１００により生成された符号列１４０に含まれている。また、予測分割情報は、上述した画像符号化装置１００での処理と同様の処理を行うことにより、画像復号装置２００で生成される。
【０１５２】
次に、分割情報復元部２０７は、最大差分階層より上の階層（予測と等しいとされている情報）に対する分割情報に取得した予測分割情報をセットする（ステップＳ１２０５）。
【０１５３】
最後に、分割情報復元部２０７は、最大差分階層より下の階層の分割情報を復元する（ステップＳ１２０６）ことにより、対象ブロックの分割情報を復元することができる。ここで、最大差分階層より下の階層の分割情報は、画像符号化装置１００により生成された符号列１４０に含まれている。
【０１５４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、分割情報記述部１１２が分割関連情報をストリームのヘッダ情報として記録し、符号化及び復号する方法を説明する。
【０１５５】
図１３は、本実施の形態に係る画像符号化方法における符号列１４０の構成を示す図である。図１３（ａ）は少なくとも１画面で構成される動画シーケンスに対応する符号化信号を示す。図１３（ａ）に示すように、符号列１４０は、全画面のデータであるシーケンスデータＳｅｑＤａｔａと、全画面の全データに共通のデータであるシーケンスヘッダＳｅｑＨｄｒとを含む。シーケンスヘッダＳｅｑＨｄｒは、分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを含む。
【０１５６】
分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏは、例えば、実施の形態１で説明した手法を用いるか、分割情報（Ｄｎ＿ｔｙｐｅの情報）のみを符号化するかを切替えるためのフラグである。なお、分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏは、実施の形態３で説明した、分割パターンの予測に関する情報であってもよい。
【０１５７】
図１３（ｂ）はシーケンスデータＳｅｑＤａｔａの構造を示す。シーケンスデータＳｅｑＤａｔａは、複数のピクチャ信号ＰｉｃＳｔｒを含む。各ピクチャ信号ＰｉｃＳｔｒは、１画面に対応する符号化信号である。言い換えると、各ピクチャ信号ＰｉｃＳｔｒは、ピクチャの符号化信号である。
【０１５８】
図１３（ｃ）はピクチャ信号ＰｉｃＳｔｒの構造を示す。ピクチャ信号ＰｉｃＳｔｒは、１画面のデータであるピクチャデータＰｉｃＤａｔａと、１画面全体に共通のデータであるピクチャヘッダＰｉｃＨｄｒとを含む。例えば、ピクチャヘッダＰｉｃＨｄｒは分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを含んでもよい。
【０１５９】
図１３（ｄ）はピクチャデータＰｉｃＤａｔａの構造を示す。ピクチャデータＰｉｃＤａｔａは、複数のスライス信号ＳｌｉｃｅＳｔｒを含む。各スライス信号ＳｌｉｃｅＳｔｒは、複数のブロック単位の集合であるスライスの符号化信号である。
【０１６０】
図１３（ｅ）はスライス信号ＳｌｉｃｅＳｔｒの構造を示す。スライス信号ＳｌｉｃｅＳｔｒは、１スライスのデータであるスライスデータＳｌｉｃｅＤａｔａと、１スライスの全データに共通のデータであるスライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒとを含む。スライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒは、分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを含んでもよい。これにより、画像符号化装置１００においてスライスデータＳｌｉｃｅＤａｔａ単位で適切に処理方法を切替えた場合でも、画像復号装置２００は、受信した符号化信号を正しく復号できる。
【０１６１】
なお、シーケンスデータＳｅｑＤａｔａに複数のピクチャ信号ＰｉｃＳｔｒが含まれている場合には、全てのピクチャヘッダＰｉｃＨｄｒが分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを含む代わりに、一部のピクチャヘッダＰｉｃＨｄｒのみが分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを含んでもよい。
【０１６２】
同様に、ピクチャデータＰｉｃＤａｔａに複数のスライス信号ＳｌｉｃｅＳｔｒが含まれている場合は、全てのスライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒが分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを含む代わりに、一部のスライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒのみが分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを含んでもよい。分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏの内容が各スライスで共通であれば、図１３(ｅ)に示すようにスライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒに分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏが無い場合は、画像復号装置２００は、対象スライスの分割関連情報として他のスライスのスライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒに含まれる分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを代用する。これにより、分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏが繰り返し含まれることによるビット数の増加を抑えることが可能である。
【０１６３】
また、図１３（ｅ）に示すように、スライスデータＳｌｉｃｅＤａｔａは、複数の最大ブロックサイズデータＬＣＴＢを含む。各最大ブロックサイズデータＬＣＴＢは、最大ブロックサイズのブロック単位の情報である。また、各最大ブロックサイズデータＬＣＴＢは、最大ブロックサイズヘッダＬＣＴＢＨｄｒと、ブロック信号ＣＴＢｓとを含む。また、ブロック信号ＣＴＢｓは、階層化された複数のブロックデータＣＴＢを含む。
【０１６４】
ここで、最大ブロックサイズヘッダＬＣＴＢＨｄｒは、最大使用階層、最小使用階層、又は最大差分階層を含む。なお、最大ブロックサイズヘッダＬＣＴＢＨｄｒに、全ての分割情報を含まれても良いし、各ブロックデータＣＴＢの中に該当するブロックに対する分割情報がそれぞれ含まれてもよい。
【０１６５】
図１３（ｆ）はブロックデータＣＴＢの構造を示す。ブロックデータＣＴＢの一部は、変換構造のヘッダ情報である変換ブロックヘッダＴＵＨｄｒと、変換ブロックＴＵｓとを含む。この変換ブロックＴＵｓにおいても、前述のブロック（ＣＵｓ）と同様に、分割することが可能である。つまり、本発明を変換ブロックに対して適応してもよい。この場合、様々な大きさの変換を実施でき、かつその形状の伝送のための符号量を削減することができる。
【０１６６】
また、符号列１４０が連続したビットストリームでなく、細切れのデータの単位であるパケット等を用いて伝送される場合は、ヘッダ部とヘッダ以外のデータ部とを分離して別に伝送してもよい。その場合は、図１３のようにヘッダ部とデータ部とが１つのビットストリームとなることはない。しかしながら、パケットを用いる場合は、ヘッダ部とデータ部とを伝送する順序が連続しなくても、対応するデータ部とヘッダ部とが別のパケットで伝送されるだけである。つまり、符号列１４０が１つのビットストリームとなっていなくても、その概念は図１３で説明したビットストリームの場合と同じである。
【０１６７】
また、本発明に係る復号方法において、上記の手法で符号化された符号列１４０は、次の手順で復号される。まず、画像復号装置２００は、シーケンスヘッダＳｅｑＨｄｒに含まれる分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを取得し、取得した分割関連情報を保持する。次に、画像復号装置２００は、ピクチャヘッダＰｉｃＨｄｒに含まれる分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを取得し、保持している分割関連情報を取得した分割関連情報で更新する。ここで、分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏが無い場合、又は、その一部が無い場合には、画像復号装置２００は、シーケンスヘッダＳｅｑＨｄｒに含まれていた分割関連情報をそのまま保持する。同様に、画像復号装置２００は、スライスヘッダＳｌｉｃｅＨｄｒ含まれる分割関連情報ＳｅｐＩｎｆｏを取得し、保持している分割関連情報を取得した分割関連情報で更新する。次に、画像復号装置２００は、最大ブロックサイズデータＬＣＴＢを取得し、最大ブロックサイズヘッダＬＣＴＢＨｄｒに含まれる、分割に必要な情報（最大使用階層、最小使用階層又は最大差分階層と、分割情報）を取得する。そして、画像復号装置２００は、取得した情報を用いて以降のブロック分割形状を決定する。
【０１６８】
このようにすることにより、画像復号装置２００は、上記符号列１４０を正しく復号することができる。
【０１６９】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１から４に示す本発明に係る符号化方法及び復号方法の、さらに別の変形例について説明する。
【０１７０】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、複数のブロック形状を用いた分割方法を説明するための模式図である。
【０１７１】
前述では、簡単のために、ブロックを正方形の４つのブロックに分割する場合について説明したが、ブロックを２つの長方形に分割する場合を加えても良い。なお、この場合、分割された正方形以外のブロックは、さらに分割されない。
【０１７２】
例えば、図１４Ａ〜図１４Ｃに示すように、Ｄｎ＿ｔｙｐｅで示される分割モード情報は、０（分割しない）、１（分割する）の２値の情報から、０（分割しない）、１（４分割する）、２（水平方向に２分割する）、３（垂直方向に２分割）の４値の情報に変わる。このように表記することによっても、本発明の手法を用いることにより、分割情報を少ない符号量で符号化することができる。
【０１７３】
具体的に図１４Ａに示すブロック分割形状を分割情報記述部１１２が分割情報として記述する例を説明する。図１４Ａに示すブロック分割形状を上記に示すパラメータで表記すると、図１４Ｂのようになる。このように、Ｄｎ＿ｔｙｐｅにそれぞれの分割モード情報が設定される。この場合、実施の形態１の方法により、最大使用階層が２である。また、分割情報記述部１１２は、当該最大使用階層と、Ｄｅｐｔｈ＝１（水平３２画素×垂直３２画素のブロック）に対する分割モード情報１３０Ａとを、符号化する分割情報１３１として記述する。これにより、分割情報を少ない符号量で符号化することが可能となる。また、画像復号装置２００は、Ｄｎ＿ｔｙｐｅの分割情報を復号し、符号化と同じ形状ルールを用いることにより、分割形状を復元できる。
【０１７４】
図１５Ａ〜図１５Ｃは、さらに分割情報を削減することが出来ることを説明するための模式図である。例えば、図１５Ａに示すブロック形状の例では、前述のように、最大使用階層が２であり、Ｄｅｐｔｈ＝１（水平３２画素×垂直３２画素のブロック）に対する分割モード情報が（０、０、０、１）である。ここで、最大使用階層が２であるため、Ｄｅｐｔｈ＝１（水平３２画素×垂直３２画素のブロック）には少なくとも１つの分割するブロックが含まれるはずである。
【０１７５】
このため、分割モード情報（０、０、０）を記述した段階で、次の１を記述しなくても、先にＤｅｐｔｈ＝１が符号化及び復号されるため、最後の分割モード情報が１であることがわかる。つまり、分割情報記述部１１２は、処理対象の階層が最大使用階層より浅く、かつ、符号化順（分割処理順）で最後のブロックのみを分割する場合には、当該最後のブロックの分割モード情報を含まない分割情報１３１を生成する。
【０１７６】
このように、分割情報記述部１１２は、最大使用階層を用いて、各ブロックをさらに分割するか、分割しないかを確定できる場合、当該ブロックの分割パターンを示す情報を、分割情報１３０から取り除く。そして、可変長符号化部１０９は、上記の情報が取り除かれた後の分割情報１３１を符号化する。この処理によりさらに符号量を減らすことができる。
【０１７７】
同じように、図１５Ｂに示すブロック形状の例では、最大使用階層３、かつ最小使用階層１であり、Ｄｅｐｔｈ＝１（水平３２画素×垂直３２画素のブロック）、及びＤｅｐｔｈ＝２（水平１６画素×垂直１６画素のブロック）に対する分割モード情報がそれぞれ（０、０、０、１）である。前述のように共に（０、０、０）としても復号可能であるため、符号化しなくてよい。これにより、２つの分割モード情報を符号化しなくてよくなり、さらに符号化効率を向上することができる。
【０１７８】
また、図１５Ｃに示すブロック形状の例では、同様に、最大使用階層３、かつ最小使用階層１である。最小使用階層が１とわかっているため、Ｄｅｐｔｈ＝１（水平３２画素×垂直３２画素のブロック）には少なくとも１つの分割しないブロックを含むはずである。そのため、Ｄｅｐｔｈ＝１（水平３２画素×垂直３２画素のブロック）に対する分割モード情報（１、１、１、０）のうち、最後の１つについては、０であることがわかっている。よって、図１５Ａ及び図１５Ｂの場合と同じように、この情報を符号化しなくてよい。つまり、分割情報記述部１１２は、処理対象の階層が最小使用階層であり、かつ、符号化順（分割処理順）で最後のブロックのみが分割されない場合には、当該最後のブロックの分割モード情報を含まない分割情報１３１を生成する。
【０１７９】
このように、分割情報記述部１１２は、最小使用階層を用いて、各ブロックをさらに分割するか、分割しないかを確定できる場合、当該ブロックの分割パターンを示す情報を、分割情報１３０から取り除く。そして、可変長符号化部１０９は、上記の情報が取り除かれた後の分割情報１３１を符号化する。これにより、符号化効率を向上させることができる。
【０１８０】
（実施の形態６）
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
図１６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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
しかし、コンテンツ供給システムｅｘ１００は図１６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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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）。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
なお、コンテンツ供給システムｅｘ１００の例に限らず、図１７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）。
【０１９２】
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。
【０１９３】
図１８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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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１９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。
【０１９９】
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。
【０２００】
図２０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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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１８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。
【０２０３】
図２１Ａ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。
【０２０４】
さらに、携帯電話ｅｘ１１４の構成例について、図２１Ｂ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。
【０２０５】
電源回路部ｅｘ３６１は、ユーザの操作により終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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
（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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
図２２は、多重化データの構成を示す図である。図２２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。
【０２１８】
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。
【０２１９】
図２３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。
【０２２０】
図２４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２４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２４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。
【０２２１】
図２５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２５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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
図２６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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
多重化データ情報ファイルは、図２７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。
【０２２６】
多重化データ情報は図２７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。
【０２２７】
ストリーム属性情報は図２８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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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２９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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
（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３０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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
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。
【０２３６】
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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
（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。
【０２３９】
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３１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。
【０２４０】
より具体的には、駆動周波数切替え部ｅｘ８０３は、図３０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３０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７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７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３３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。
【０２４１】
図３２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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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。
【０２４６】
（実施の形態１０）
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。
【０２４７】
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３４Ａ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、分割処理に特徴を有していることから、例えば、分割処理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、逆量子化、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。
【０２４８】
また、処理を一部共有化する他の例を図３４Ｂ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。
【０２４９】
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】
【０２５０】
本発明に係る画像符号化方法及び画像復号方法は、従来の可変長符号化及び復号方法では対応できなかった、効率的なブロック分割方法の記述及び復元を可能とする。これにより、当該画像符号化方法及び画像復号方法は、符号量を大きく削減することができるという効果を有するので、蓄積、伝送及び通信など様々な用途に利用可能である。例えば、本発明は、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、及びデジタルビデオカメラ等の高解像度の情報表示機器又は撮像機器に利用可能である。
【符号の説明】
【０２５１】
１００  画像符号化装置
１０１  差分部
１０２  変換部
１０３  量子化部
１０４  逆量子化部
１０５  逆変換部
１０６  加算部
１０７  予測部
１０８  符号化制御部
１０９  可変長符号化部
１１０  分割部
１１１  分割制御部
１１２  分割情報記述部
１２０  入力画像信号
１２１  分割画像信号
１２２  差分信号
１２３、１２５  変換係数
１２４  量子化変換係数情報
１２６  復号残差画像信号
１２７  復号画像信号
１２８  予測画像信号
１２９  分割制御信号
１３０、１３１  分割情報
１３０Ａ  分割モード情報
１３２  符号化制御信号
１４０  符号列
２００  画像復号装置
２０１  可変長復号部
２０２  復号制御部
２０３  逆量子化部
２０４  逆変換部
２０５  予測部
２０６  加算部
２０７  分割情報復元部
２２１  復号信号
２２２  変換係数
２２３  復号残差画像信号
２２４  予測画像信号
２２５  予測画像生成関連情報
２２６  分割情報
２４０  出力画像信号
９００  対象ブロック
９０１、９０２  隣接ブロック
１１０１、１１０４、１１０５  処理済フレーム
１１０２、１１０３  対象フレーム
ＣＴＢ  ブロックデータ
ＣＴＢｓ  ブロック信号
ＬＣＴＢ  ブロックサイズデータ
ＬＣＴＢＨｄｒ  ブロックサイズヘッダ
ＰｉｃＨｄｒ  ピクチャヘッダ
ＰｉｃＳｔｒ  ピクチャ信号
ＰｉｃＤａｔａ  ピクチャデータ
ＳｅｐＩｎｆｏ  分割関連情報
ＳｅｑＤａｔａ  シーケンスデータ
ＳｅｑＨｄｒ  シーケンスヘッダ
ＳｌｉｃｅＤａｔａ  スライスデータ
ＳｌｉｃｅＨｄｒ  スライスヘッダ
ＳｌｉｃｅＳｔｒ  スライス信号
ＴＵＨｄｒ  変換ブロックヘッダ
ＴＵｓ  変換ブロック
【図１】
2012077332.tif 000004
【図２Ａ】
2012077332.tif 000005
【図２Ｂ】
2012077332.tif 000006
【図２Ｃ】
2012077332.tif 000007
【図３Ａ】
2012077332.tif 000008
【図３Ｂ】
2012077332.tif 000009
【図３Ｃ】
2012077332.tif 000010
【図４】
2012077332.tif 000011
【図５】
2012077332.tif 000012
【図６Ａ】
2012077332.tif 000013
【図６Ｂ】
2012077332.tif 000014
【図６Ｃ】
2012077332.tif 000015
【図７】
2012077332.tif 000016
【図８】
2012077332.tif 000017
【図９Ａ】
2012077332.tif 000018
【図９Ｂ】
2012077332.tif 000019
【図９Ｃ】
2012077332.tif 000020
【図９Ｄ】
2012077332.tif 000021
【図９Ｅ】
2012077332.tif 000022
【図９Ｆ】
2012077332.tif 000023
【図９Ｇ】
2012077332.tif 000024
【図９Ｈ】
2012077332.tif 000025
【図９Ｉ】
2012077332.tif 000026
【図９Ｊ】
2012077332.tif 000027
【図９Ｋ】
2012077332.tif 000028
【図９Ｌ】
2012077332.tif 000029
【図１０】
2012077332.tif 000030
【図１１Ａ】
2012077332.tif 000031
【図１１Ｂ】
2012077332.tif 000032
【図１２Ａ】
2012077332.tif 000033
【図１２Ｂ】
2012077332.tif 000034
【図１３】
2012077332.tif 000035
【図１４Ａ】
2012077332.tif 000036
【図１４Ｂ】
2012077332.tif 000037
【図１４Ｃ】
2012077332.tif 000038
【図１５Ａ】
2012077332.tif 000039
【図１５Ｂ】
2012077332.tif 000040
【図１５Ｃ】
2012077332.tif 000041
【図１６】
2012077332.tif 000042
【図１７】
2012077332.tif 000043
【図１８】
2012077332.tif 000044
【図１９】
2012077332.tif 000045
【図２０】
2012077332.tif 000046
【図２１Ａ】
2012077332.tif 000047
【図２１Ｂ】
2012077332.tif 000048
【図２２】
2012077332.tif 000049
【図２３】
2012077332.tif 000050
【図２４】
2012077332.tif 000051
【図２５】
2012077332.tif 000052
【図２６】
2012077332.tif 000053
【図２７】
2012077332.tif 000054
【図２８】
2012077332.tif 000055
【図２９】
2012077332.tif 000056
【図３０】
2012077332.tif 000057
【図３１】
2012077332.tif 000058
【図３２】
2012077332.tif 000059
【図３３】
2012077332.tif 000060
【図３４Ａ】
2012077332.tif 000061
【図３４Ｂ】
2012077332.tif 000062
【国際調査報告】
2012077332.tif 000063
2012077332.tif 000064
2012077332.tif 000065
2012077332.tif 000066