(57)【要約】  画質低下および符号化効率低下の両方を抑制しつつ、複数のスライスを含む画像を復号する画像復号方法を提供する。画像復号方法は、復号対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである現動きベクトル、および、復号対象ブロックと予測画像ブロックとの差分を示す差分画像ブロックを復号する復号ステップ（Ｓ１０１）と、復号対象ブロックを含む復号対象スライスに対応する対応スライスの外側の画素であって、参照ブロックに含まれる画素である外側画素に、対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、予測画像ブロックを生成する予測画像生成ステップ（Ｓ１０２）と、差分画像ブロックと予測画像ブロックとを加算することにより、復号対象ブロックを復元する加算ステップ（Ｓ１０３）とを含む。
2012120840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に復号する画像復号方法であって、
復号対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである現動きベクトル、および、前記復号対象ブロックと予測画像ブロックとの差分を示す差分画像ブロックを復号する復号ステップと、
前記復号対象ブロックを含む復号対象スライスに対応するスライスであり前記参照ピクチャに含まれるスライスである対応スライスの外側の画素であって、前記現動きベクトルによって特定される前記参照ブロックに含まれる画素である外側画素に、前記対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する予測画像生成ステップと、
前記差分画像ブロックと前記予測画像ブロックとを加算することにより、前記復号対象ブロックを復元する加算ステップとを含む
画像復号方法。
【請求項２】
前記画像復号方法は、複数の参照ピクチャのそれぞれにおいて特定される前記対応スライスの範囲を識別するための識別情報を記憶部に格納する格納ステップを含み、
前記予測画像生成ステップでは、前記記憶部に格納された前記識別情報を参照して、前記外側画素および前記内側画素を決定し、前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項１に記載の画像復号方法。
【請求項３】
前記復号ステップでは、前記識別情報を復号し、
前記格納ステップでは、前記復号ステップで復号された前記識別情報を前記記憶部に格納する
請求項２に記載の画像復号方法。
【請求項４】
前記格納ステップでは、前記対応スライスの範囲に変更があった場合に、前記識別情報を前記記憶部に格納する
請求項２または３に記載の画像復号方法。
【請求項５】
前記復号ステップでは、前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す適用情報を復号し、
前記予測画像生成ステップでは、前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項６】
前記復号ステップでは、前記対応スライスの境界を含む前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す前記適用情報を復号し、
前記予測画像生成ステップでは、前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記対応スライスの境界を含む前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項５に記載の画像復号方法。
【請求項７】
前記復号ステップでは、前記対応スライスとは異なる非対応スライスにすべてが含まれる前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す前記適用情報を復号し、
前記予測画像生成ステップでは、前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記非対応スライスにすべてが含まれる前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項５に記載の画像復号方法。
【請求項８】
前記復号ステップでは、前記対応スライスをシフトするためのオフセット値を復号し、
前記予測画像生成ステップでは、前記対応スライスを前記オフセット値によりシフトし、シフトされた前記対応スライスの外側の画素である前記外側画素に、シフトされた前記対応スライスの内側の画素である前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項９】
前記予測画像生成ステップでは、前記対応スライスに含まれる複数の画素のうち、空間的に前記外側画素に最も近い画素である前記内側画素の値を前記外側画素に割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像復号方法。
【請求項１０】
それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、
符号化対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである現動きベクトルを検出する動き検出ステップと、
前記符号化対象ブロックを含む符号化対象スライスに対応するスライスであり前記参照ピクチャに含まれるスライスである対応スライスの外側の画素であって、前記現動きベクトルによって特定される前記参照ブロックに含まれる画素である外側画素に、前記対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、予測画像ブロックを生成する予測画像生成ステップと、
前記符号化対象ブロックから前記予測画像ブロックを減算することにより差分画像ブロックを生成する減算ステップと、
前記現動きベクトルおよび前記差分画像ブロックを符号化する符号化ステップとを含む
画像符号化方法。
【請求項１１】
前記画像符号化方法は、複数の参照ピクチャのそれぞれにおいて特定される前記対応スライスの範囲を識別するための識別情報を記憶部に格納する格納ステップを含み、
前記予測画像生成ステップでは、前記記憶部に格納された前記識別情報を参照して、前記外側画素および前記内側画素を決定し、前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項１０に記載の画像符号化方法。
【請求項１２】
前記符号化ステップでは、前記識別情報を符号化する
請求項１１に記載の画像符号化方法。
【請求項１３】
前記格納ステップでは、前記対応スライスの範囲に変更があった場合に、前記識別情報を前記記憶部に格納する
請求項１１または１２に記載の画像符号化方法。
【請求項１４】
前記符号化ステップでは、前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す適用情報を符号化し、
前記予測画像生成ステップでは、前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項１５】
前記符号化ステップでは、前記対応スライスの境界を含む前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す前記適用情報を符号化し、
前記予測画像生成ステップでは、前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記対応スライスの境界を含む前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項１４に記載の画像符号化方法。
【請求項１６】
前記符号化ステップでは、前記対応スライスとは異なる非対応スライスにすべてが含まれる前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す前記適用情報を符号化し、
前記予測画像生成ステップでは、前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記非対応スライスにすべてが含まれる前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項１４に記載の画像符号化方法。
【請求項１７】
前記符号化ステップでは、前記対応スライスをシフトするためのオフセット値を符号化し、
前記予測画像生成ステップでは、前記対応スライスを前記オフセット値によりシフトし、シフトされた前記対応スライスの外側の画素である前記外側画素に、シフトされた前記対応スライスの内側の画素である前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項１０〜１６のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項１８】
前記予測画像生成ステップでは、前記対応スライスに含まれる複数の画素のうち、空間的に前記外側画素に最も近い画素である前記内側画素の値を前記外側画素に割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する
請求項１０〜１７のいずれか１項に記載の画像符号化方法。
【請求項１９】
それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に復号する画像復号装置であって、
復号対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである現動きベクトル、および、前記復号対象ブロックと予測画像ブロックとの差分を示す差分画像ブロックを復号する復号部と、
前記復号対象ブロックを含む復号対象スライスに対応するスライスであり前記参照ピクチャに含まれるスライスである対応スライスの外側の画素であって、前記現動きベクトルによって特定される前記参照ブロックに含まれる画素である外側画素に、前記対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する予測画像生成部と、
前記差分画像ブロックと前記予測画像ブロックとを加算することにより、前記復号対象ブロックを復元する加算部とを備える
画像復号装置。
【請求項２０】
それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、
符号化対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである現動きベクトルを検出する動き検出部と、
前記符号化対象ブロックを含む符号化対象スライスに対応するスライスであり前記参照ピクチャに含まれるスライスである対応スライスの外側の画素であって、前記現動きベクトルによって特定される前記参照ブロックに含まれる画素である外側画素に、前記対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、予測画像ブロックを生成する予測画像生成部と、
前記符号化対象ブロックから前記予測画像ブロックを減算することにより差分画像ブロックを生成する減算部と、
前記現動きベクトルおよび前記差分画像ブロックを符号化する符号化部とを備える
画像符号化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に復号する画像復号方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像符号化処理では、一般に、空間方向または時間方向の冗長性が削減されることで、情報量が圧縮される。空間方向の冗長性の削減には、面内（イントラ）予測符号化処理が用いられる。時間方向の冗長性の削減には、面間（インター）予測符号化処理が用いられる。【０００３】
面間予測符号化処理では、符号化対象ピクチャに対し、表示順で前方または後方の符号化済みピクチャが、参照ピクチャとして用いられる。そして、その参照ピクチャと符号化対象ピクチャとの間の動き検出により、動きベクトルが導出される。次に、動きベクトルを用いる動き補償により、予測画像データが得られる。その後、符号化対象ピクチャの画像データから、予測画像データを減算することにより、時間方向の冗長性が取り除かれる。【０００４】
動き検出では、符号化対象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算出し、最も差分値の小さい参照ピクチャ内のブロックが参照ブロックと決定される。そして、符号化対象ブロックと、参照ブロックとを用いて、動きベクトルが検出される。【０００５】
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、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が用いられる。Ｉピクチャでは、面間予測符号化処理が実行されない。すなわち、Ｉピクチャでは、面内予測符号化処理のみが実行される。【０００６】
ＰピクチャおよびＢピクチャの符号化には、面間予測符号化が用いられる。Ｐピクチャの符号化には、表示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つの参照ピクチャが参照される。Ｂピクチャの符号化には、表示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つの参照ピクチャが参照される。これらの参照ピクチャに含まれる参照ブロックから予測画像データが得られる。【０００７】
動きベクトルは、通常、参照ピクチャ内の参照ブロックを指し示す。動きベクトルに指し示された参照ブロックが参照ピクチャの外側である場合、そのままでは参照ブロックから画素値が得られない。そのため、動きベクトルは参照ピクチャ内の参照ブロックを指し示すように制限される。あるいは、参照ピクチャの内部から外部に画素値がコピーされる。これにより、参照ピクチャの外部にある参照ブロックから予測画像データが得られる。参照ピクチャの内部から外部への画素値のコピーは、画素の引き伸ばしとも呼ばれる。【０００８】
図３５Ａは、従来技術に係る予測画像生成処理を示す概念図である。図３５Ａでは、処理対象ピクチャに含まれる処理対象ブロックの動きベクトルが、参照ピクチャの境界に跨っている参照ブロックを指し示している。このような場合、参照ブロックのうち、参照ピクチャの範囲外の画素位置には、引き伸ばし処理をしなければ、画素値が存在せず、有効な予測画像データが得られない。【０００９】
図３５Ｂは、従来技術に係る画素の引き伸ばしを示す概念図である。参照ブロックのうち、参照ピクチャの外側の画素に、内側の画素の値がコピーされる。これにより、外側の画素の値が補完される。したがって、有効な予測画像データが得られる。【００１０】
なお、特許文献１には、画素の引き伸ばしについての方法が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００１−６１１５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、動きベクトルが参照ピクチャの内部の位置を指し示す場合であっても、動きベクトルが予測画像生成には適切でない位置を指し示す可能性がある。例えば、Ｈ．２６４において、ピクチャが複数のスライスに分割される場合がある。この場合、面内予測に用いられる情報は、スライス内の画像から得られる情報に制限される。このように制限することで、並列の符号化処理、または、並列の復号処理が実現可能になる。【００１３】
また、それぞれ異なる複数のスライスにおいて、画像の特性が異なる場合がある。このような場合、面内予測に用いられる情報がスライス内に制限されることで、画質、処理効率および圧縮率（符号化効率とも呼ばれる）が向上する。【００１４】
一方、面間予測では、ピクチャがスライスに分割されていても、通常、他のピクチャに含まれる他のスライスの情報が参照される。また、スライスの境界は、ピクチャの端として扱われないため、スライスは拡張されない。これにより、符号化の際、他のスライスの情報が用いられることになり、特にスライスの境界部分で画質が低下する。そこで、面間予測においても、他のスライスの利用を制限することが考えられる。【００１５】
しかし、他のスライスへの参照が制限された場合、スライスの境界部分において、動きベクトルがスライス内を指し示すように強制的に変更される。このような場合、スライス境界部分と、その他の部分とで、動きベクトルが大きく変化する。これにより、動きベクトルの符号化効率が低下する。【００１６】
すなわち、動きベクトルがほぼ同様の動きを示していれば、その差分値である差分動きベクトルを動きベクトルとして符号化することで、符号化効率が向上する。しかし、動きベクトルが大きく変化する場合、差分も大きくなり、符号化効率が低下する。【００１７】
そこで、本発明は、画質低下および符号化効率低下の両方を抑制しつつ、複数のスライスを含む画像を復号する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】
【００１８】
上記課題を解決するため、本発明に係る画像復号方法は、それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に復号する画像復号方法であって、復号対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである現動きベクトル、および、前記復号対象ブロックと予測画像ブロックとの差分を示す差分画像ブロックを復号する復号ステップと、前記復号対象ブロックを含む復号対象スライスに対応するスライスであり前記参照ピクチャに含まれるスライスである対応スライスの外側の画素であって、前記現動きベクトルによって特定される前記参照ブロックに含まれる画素である外側画素に、前記対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する予測画像生成ステップと、前記差分画像ブロックと前記予測画像ブロックとを加算することにより、前記復号対象ブロックを復元する加算ステップとを含む。【００１９】
また、前記画像復号方法は、複数の参照ピクチャのそれぞれにおいて特定される前記対応スライスの範囲を識別するための識別情報を記憶部に格納する格納ステップを含み、前記予測画像生成ステップでは、前記記憶部に格納された前記識別情報を参照して、前記外側画素および前記内側画素を決定し、前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００２０】
また、前記復号ステップでは、前記識別情報を復号し、前記格納ステップでは、前記復号ステップで復号された前記識別情報を前記記憶部に格納してもよい。【００２１】
また、前記格納ステップでは、前記対応スライスの範囲に変更があった場合に、前記識別情報を前記記憶部に格納してもよい。【００２２】
また、前記復号ステップでは、前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す適用情報を復号し、前記予測画像生成ステップでは、前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００２３】
また、前記復号ステップでは、前記対応スライスの境界を含む前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す前記適用情報を復号し、前記予測画像生成ステップでは、前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記対応スライスの境界を含む前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００２４】
また、前記復号ステップでは、前記対応スライスとは異なる非対応スライスにすべてが含まれる前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す前記適用情報を復号し、前記予測画像生成ステップでは、前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記非対応スライスにすべてが含まれる前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００２５】
また、前記復号ステップでは、前記対応スライスをシフトするためのオフセット値を復号し、前記予測画像生成ステップでは、前記対応スライスを前記オフセット値によりシフトし、シフトされた前記対応スライスの外側の画素である前記外側画素に、シフトされた前記対応スライスの内側の画素である前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００２６】
また、前記予測画像生成ステップでは、前記対応スライスに含まれる複数の画素のうち、空間的に前記外側画素に最も近い画素である前記内側画素の値を前記外側画素に割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００２７】
また、本発明に係る画像符号化方法は、それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に符号化する画像符号化方法であって、符号化対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである現動きベクトルを検出する動き検出ステップと、前記符号化対象ブロックを含む符号化対象スライスに対応するスライスであり前記参照ピクチャに含まれるスライスである対応スライスの外側の画素であって、前記現動きベクトルによって特定される前記参照ブロックに含まれる画素である外側画素に、前記対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、予測画像ブロックを生成する予測画像生成ステップと、前記符号化対象ブロックから前記予測画像ブロックを減算することにより差分画像ブロックを生成する減算ステップと、前記現動きベクトルおよび前記差分画像ブロックを符号化する符号化ステップとを含む画像符号化方法でもよい。【００２８】
また、前記画像符号化方法は、複数の参照ピクチャのそれぞれにおいて特定される前記対応スライスの範囲を識別するための識別情報を記憶部に格納する格納ステップを含み、前記予測画像生成ステップでは、前記記憶部に格納された前記識別情報を参照して、前記外側画素および前記内側画素を決定し、前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００２９】
また、前記符号化ステップでは、前記識別情報を符号化してもよい。【００３０】
また、前記格納ステップでは、前記対応スライスの範囲に変更があった場合に、前記識別情報を前記記憶部に格納してもよい。【００３１】
また、前記符号化ステップでは、前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す適用情報を符号化し、前記予測画像生成ステップでは、前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００３２】
また、前記符号化ステップでは、前記対応スライスの境界を含む前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す前記適用情報を符号化し、前記予測画像生成ステップでは、前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記対応スライスの境界を含む前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００３３】
また、前記符号化ステップでは、前記対応スライスとは異なる非対応スライスにすべてが含まれる前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てるか否かを示す前記適用情報を符号化し、前記予測画像生成ステップでは、前記内側画素の値を割り当てることを前記適用情報が示す場合に、前記非対応スライスにすべてが含まれる前記参照ブロックの前記外側画素に前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００３４】
また、前記符号化ステップでは、前記対応スライスをシフトするためのオフセット値を符号化し、前記予測画像生成ステップでは、前記対応スライスを前記オフセット値によりシフトし、シフトされた前記対応スライスの外側の画素である前記外側画素に、シフトされた前記対応スライスの内側の画素である前記内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００３５】
また、前記予測画像生成ステップでは、前記対応スライスに含まれる複数の画素のうち、空間的に前記外側画素に最も近い画素である前記内側画素の値を前記外側画素に割り当てて、前記予測画像ブロックを生成してもよい。【００３６】
また、本発明に係る画像復号装置は、それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に復号する画像復号装置であって、復号対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである現動きベクトル、および、前記復号対象ブロックと予測画像ブロックとの差分を示す差分画像ブロックを復号する復号部と、前記復号対象ブロックを含む復号対象スライスに対応するスライスであり前記参照ピクチャに含まれるスライスである対応スライスの外側の画素であって、前記現動きベクトルによって特定される前記参照ブロックに含まれる画素である外側画素に、前記対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、前記予測画像ブロックを生成する予測画像生成部と、前記差分画像ブロックと前記予測画像ブロックとを加算することにより、前記復号対象ブロックを復元する加算部とを備える画像復号装置でもよい。【００３７】
また、本発明に係る画像符号化装置は、それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に符号化する画像符号化装置であって、符号化対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである現動きベクトルを検出する動き検出部と、前記符号化対象ブロックを含む符号化対象スライスに対応するスライスであり前記参照ピクチャに含まれるスライスである対応スライスの外側の画素であって、前記現動きベクトルによって特定される前記参照ブロックに含まれる画素である外側画素に、前記対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、予測画像ブロックを生成する予測画像生成部と、前記符号化対象ブロックから前記予測画像ブロックを減算することにより差分画像ブロックを生成する減算部と、前記現動きベクトルおよび前記差分画像ブロックを符号化する符号化部とを備える画像符号化装置でもよい。
【発明の効果】
【００３８】
本発明により、画像が複数のスライスに分割されている場合であっても、適切に予測画像が生成される。したがって、画質低下および符号化効率低下が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】図１は、実施の形態１に係る画像復号装置を示す構成図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る画像復号処理を示すフローチャートである。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態１に係る予測画像生成の第１例を示す概念図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施の形態１に係る引き伸ばし処理の第１例を示す概念図である。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態１に係る予測画像生成の第２例を示す概念図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、実施の形態１に係る引き伸ばし処理の第２例を示す概念図である。
【図５】図５は、実施の形態１に係る予測画像生成処理を示すフローチャートである。
【図６】図６は、実施の形態１に係る予測画像生成処理の変形例を示すフローチャートである。
【図７Ａ】図７Ａは、実施の形態１に係るスライス構造の第１例を示す概念図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施の形態１に係るスライス構造の第２例を示す概念図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、実施の形態１に係るスライス構造の第３例を示す概念図である。
【図８Ａ】図８Ａは、実施の形態１に係る予測画像生成の第３例を示す概念図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、実施の形態１に係る引き伸ばし処理の第３例を示す概念図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施の形態１に係る予測画像生成の第４例を示す概念図である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施の形態１に係る識別情報の例を示す概念図である。
【図１０】図１０は、実施の形態１に係る画像復号装置の具体例を示す構成図である。
【図１１】図１１は、実施の形態１に係る画像復号処理の具体例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施の形態１に係る画像符号化装置を示す構成図である。
【図１３】図１３は、実施の形態１に係る画像符号化処理を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施の形態１に係る画像符号化装置の具体例を示す構成図である。
【図１５】図１５は、実施の形態１に係る画像符号化処理の具体例を示すフローチャートである。
【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。
【図３５Ａ】図３５Ａは、従来技術に係る予測画像生成を示す概念図である。
【図３５Ｂ】図３５Ｂは、従来技術に係る引き伸ばし処理を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態について、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。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および接続形態、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。また、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、より好ましい形態を構成する任意の構成要素として説明される。
【００４１】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態に係る画像復号装置を示す構成図である。図１に示された画像復号装置１００は、それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に復号する。また、画像復号装置１００は、復号部１０１、予測画像生成部１０２および加算部１０３を備える。ここでのブロックは、典型的には、マクロブロックであるが、マクロブロックとは異なる単位のブロックでもよい。
【００４２】
復号部１０１は、動きベクトル（現動きベクトルとも呼ばれる）および差分画像ブロックを復号する。ここでの動きベクトルは、復号対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである。また、ここでの差分画像ブロックは、符号化側で生成されたブロックであって、復号対象ブロックの画素値と予測画像ブロックの画素値との差分を示す画素値で構成されるブロックである。典型的には、復号部１０１は、動きベクトルおよび差分画像ブロックを可変長復号する。
【００４３】
予測画像生成部１０２は、動きベクトルを用いて参照ピクチャの参照ブロックを特定し、予測画像ブロックを生成する。この時、予測画像生成部１０２は、スライス境界において、画素の引き伸ばしを実行する。具体的には、予測画像生成部１０２は、参照ブロック内において対応スライスの外側の画素である外側画素に、対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てる。
【００４４】
ここで、対応スライスは、参照ピクチャに含まれるスライスであって、復号対象ブロックを含む復号対象スライスと同一性を有するスライスである。復号対象スライスと対応スライスとでは、映像の内容（コンテンツ）が同じである。典型的には、参照ピクチャ内での対応スライスの空間的な位置は、復号対象ピクチャ内での復号対象スライスの空間的な位置に一致する。あるいは、対応スライスの領域と復号対象スライスの領域とでは、空間的に重複する部分がある。
【００４５】
すなわち、対応スライスは、復号対象ブロックを含む復号対象スライスに対応するスライスであり参照ピクチャに含まれるスライスである。
【００４６】
なお、内側画素は、参照ブロック内であってもよいし、参照ブロック外であってもよい。予測画像生成部１０２は、対応スライスに含まれる複数の画素のうち、外側画素に最も空間的に近い画素の値を内側画素の値として、外側画素に割り当てることが好ましい。空間的に近い２つ画素は、似ている可能性が高い。したがって、予測画像生成部１０２は、空間的に近い画素値を割り当てることによって、予測精度を高めることができる。
【００４７】
加算部１０３は、復号部１０１で復号された差分画像ブロックと、予測画像生成部１０２で生成された予測画像ブロックとを加算する。つまり、加算部１０３は、差分画像ブロックに含まれる画素値と、予測画像ブロックに含まれる画素値とを加算することにより、差分画像ブロックと予測画像ブロックとを合成する。これにより、加算部１０３は、復号対象ブロックを復元する。
【００４８】
図２は、図１に示された画像復号装置１００に係る画像復号処理を示すフローチャートである。まず、復号部１０１は、動きベクトルと差分画像ブロックとを復号する（Ｓ１０１）。次に、予測画像生成部１０２は、外側画素に内側画素の値を割り当てて、予測画像ブロックを生成する（Ｓ１０２）。最後に、加算部１０３は、差分画像ブロックと予測画像ブロックとを加算する（Ｓ１０３）。これにより、復号対象ブロックが復元される。
【００４９】
図３Ａは、本実施の形態に係る予測画像生成の第１例を示す概念図である。図３Ａにおいて、処理対象ブロックは、処理対象ピクチャの第２スライスに含まれる。処理対象ブロックの動きベクトルは、参照ピクチャの第１スライスと第２スライスとの境界を跨っている参照ブロックを指し示している。この場合、予測画像生成部１０２は、第２スライスの画素を第１スライスに引き伸ばす。
【００５０】
図３Ｂは、図３Ａに示された予測画像生成に係る引き伸ばし処理の例を示す概念図である。図３Ｂにおいて、複数の外側画素および複数の内側画素が示されている。複数の外側画素は、第１スライスおよび参照ブロックの両方に含まれる。複数の内側画素は、第２スライスおよび参照ブロックの両方に含まれる。予測画像生成部１０２は、複数の外側画素のそれぞれに、複数の内側画素のうち、当該外側画素に最も近い内側画素の値を割り当てる。これにより、予測画像生成部１０２は、第２スライスの画素を第１スライスに引き伸ばす。
【００５１】
図４Ａは、本実施の形態に係る予測画像生成の第２例を示す概念図である。図４Ａにおいて、図３Ａの場合と同様に、処理対象ブロックは、処理対象ピクチャの第２スライスに含まれる。処理対象ブロックの動きベクトルは、参照ブロックを指し示している。図４Ａにおいて、参照ピクチャの第１スライスは、参照ブロックのすべての部分を含んでいる。この場合も、予測画像生成部１０２は、第２スライスの画素を第１スライスに引き伸ばす。
【００５２】
図４Ｂは、図４Ａに示された予測画像生成に係る引き伸ばし処理の例を示す概念図である。図４Ｂにおいて、複数の外側画素および複数の内側画素が示されている。複数の外側画素は、第１スライスおよび参照ブロックの両方に含まれる。すなわち、図４Ｂにおいて、参照ブロックに含まれるすべての画素が、外側画素である。複数の内側画素は、第２スライスに含まれる。図４Ｂでは、これらの内側画素は、参照ブロックに含まれていない。
【００５３】
予測画像生成部１０２は、複数の外側画素のそれぞれに、複数の内側画素のうち、当該外側画素に最も近い内側画素の値を割り当てる。これにより、予測画像生成部１０２は、第２スライスの画素を第１スライスに引き伸ばす。
【００５４】
図５は、図１に示された画像復号装置１００に係る予測画像生成処理を示すフローチャートであって、図２に示された予測画像生成処理（Ｓ１０２）の詳細を示すフローチャートである。
【００５５】
まず、予測画像生成部１０２は、動きベクトルによって特定される参照ブロックと、参照ピクチャに含まれる対応スライスとの位置関係を確認する。対応スライスは、上述の通り、処理対象スライスと同一性を有するスライスである。
【００５６】
参照ブロックが対応スライスの境界を含む場合（Ｓ２０１でＹｅｓ）、予測画像生成部１０２は、引き伸ばし処理を実行する（Ｓ２０２）。この場合、予測画像生成部１０２は、図３Ｂに示された引き伸ばし処理と同様に、外側画素に内側画素の値を割り当てる。そして、予測画像生成部１０２は、予測画像ブロックを生成する（Ｓ２０３）。
【００５７】
参照ブロックが対応スライスの境界を含まない場合（Ｓ２０１でＮｏ）、かつ、参照ブロックと処理対象ブロックとが同一スライスに属する場合（Ｓ２０４でＹｅｓ）、予測画像生成部１０２は、引き伸ばし処理を実行せずに、そのまま、参照ブロックから予測画像ブロックを生成する（Ｓ２０７）。なお、ここでの同一スライスは、同一とみなされるスライス群であって、処理対象スライスと対応スライスとで構成されるスライス群を意味する。
【００５８】
参照ブロックが対応スライスの境界を含まない場合（Ｓ２０１でＮｏ）、かつ、参照ブロックと処理対象ブロックとが同一スライスに属しない場合（Ｓ２０４でＮｏ）、予測画像生成部１０２は、引き伸ばし処理を実行する（Ｓ２０５）。この場合、予測画像生成部１０２は、図４Ｂに示された引き伸ばし処理と同様に、外側画素に内側画素の値を割り当てる。そして、予測画像生成部１０２は、予測画像ブロックを生成する（Ｓ２０６）。
【００５９】
なお、予測画像生成部１０２は、このような引き伸ばし処理を行うか否かを、事前に、シーケンス毎、ピクチャ毎、スライス毎またはブロック毎に決定してもよい。引き伸ばし処理が行われないと予め決定されている場合、予測画像生成部１０２は、引き伸ばし処理（Ｓ２０２、Ｓ２０５）を実行せずに、そのまま、参照ブロックから予測画像ブロックを生成する。
【００６０】
例えば、スライス間で画像の特性が似ている場合、他のスライスを参照しても問題はなく、引き伸ばし処理の必要性が低い。このような場合、予測画像生成部１０２は、引き伸ばし処理を行わないと決定してもよい。これにより、処理効率が向上する。
【００６１】
また、このような引き伸ばし処理の制御は、図３Ｂに示された参照ブロックが境界を含む場合の引き伸ばし処理（Ｓ２０２）にのみ適用されてもよい。また、引き伸ばし処理の制御は、図４Ｂに示された参照ブロックが他のスライスに含まれる場合の引き伸ばし処理（Ｓ２０５）にのみ適用されてもよい。
【００６２】
なお、予測画像生成部１０２は、識別情報に基づいて、引き伸ばし処理を実行するかどうかを決定してもよい。
【００６３】
図６は、図５に示された予測画像生成処理の変形例を示すフローチャートである。図６の予測画像生成処理には、図５と比較して、スライス識別情報が同じであるか否かの判定処理（Ｓ２１１）が追加されている。
【００６４】
すなわち、参照ブロックと処理対象ブロックとが同一スライスに属しない場合（Ｓ２０４でＮｏ）、予測画像生成部１０２は、必ずしも引き伸ばし処理を実行しなくてもよい。参照ブロックと処理対象ブロックとが同一スライスに属しない場合（Ｓ２０４でＮｏ）、予測画像生成部１０２は、スライス識別情報に基づいて、引き伸ばし処理を実行するか否かを決定する。ここで、スライス識別情報は、画像の連続性の有無、および、類似度の高さ等により割り当てられる情報である。スライス識別情報は、符号化されてもよい。
【００６５】
スライス識別情報が同じである場合（Ｓ２１１でＹｅｓ）、予測画像生成部１０２は、引き伸ばし処理を実行する（Ｓ２０５）。一方、スライス識別情報が同じでない場合（Ｓ２１１でＮｏ）、予測画像生成部１０２は、引き伸ばし処理を実行せずに、そのまま、参照ブロックから予測画像ブロックを生成する（Ｓ２０７）。
【００６６】
例えば、処理対象スライスと対応スライスとで画像の連続性がない場合、予測画像生成部１０２は、引き伸ばし処理を実行せずに、そのまま、参照ブロックから予測画像ブロックを生成する。また、処理対象スライスと対応スライスとで類似度が低い場合、予測画像生成部１０２は、引き伸ばし処理を実行せずに、そのまま、参照ブロックから予測画像ブロックを生成する。これにより、引き伸ばし処理の効果が小さい場合、引き伸ばし処理の実行が抑制される。したがって、予測画像生成処理が効率的に実行される。
【００６７】
図６において、予測画像生成部１０２は、参照ブロックと処理対象ブロックとが同一スライスに属しない場合（Ｓ２０４でＮｏ）に、スライス識別情報が同じであるか否かを判定している。しかし、予測画像生成部１０２は、参照ブロックが対応スライスの境界を含む場合（Ｓ２０１）にも、スライス識別情報が同じであるか否かを判定してもよい。そして、スライス識別情報が同じである場合にのみ、予測画像生成部１０２は、引き伸ばし処理を実行してもよい。これによって、同様に、予測画像生成処理が効率化される。
【００６８】
また、画像復号装置１００は、引き伸ばし処理を実行するか否かについての符号化側での決定結果に基づいて、引き伸ばし処理を実行するか否かを決定してもよい。例えば、復号部１０１は、参照ブロックの外側画素に内側画素の値を割り当てるか否かを示す情報であって、符号化側で決定され符号化された情報である適用情報を復号する。そして、予測画像生成部１０２は、適用情報が外側画素に内側画素の値を割り当てることを示している場合にのみ、参照ブロックの外側画素に内側画素の値を割り当てる。
【００６９】
これにより、符号化側での決定結果に基づいて、引き伸ばし処理が制御される。適用情報は、対応スライスの境界を含む参照ブロックについての引き伸ばし処理を制御するための情報であってもよい。また、適用情報は、対応スライスとは異なる非対応スライスにすべてが含まれる参照ブロックについての引き伸ばし処理を制御するための情報であってもよい。
【００７０】
図７Ａは、本実施の形態に係るスライス構造の第１例を示す概念図である。図７Ａでは、第１スライス、第２スライスおよび第３スライスで、ピクチャが構成されている。例えば、標準画質（ＳＤ：Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）映像の典型的なアスペクト比は、４：３である。一方、高精細（ＨＤ：Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）映像の典型的なアスペクト比は、１６：９である。したがって、高精細映像に標準画質映像をマッピングした場合、アスペクト比の違いに基づいて、図７Ａのようなピクチャが構成される。
【００７１】
図７Ａの中央の第１スライスは、主要な映像を表示するための領域である。左側の第２スライスおよび右側の第３スライスは、基本的に映像が表示されない領域であって、黒一色で表示される領域である。しかし、字幕、または、映像の付属的な情報が表示される場合がある。したがって、これらの領域は、主要な映像を表示するための第１スライスとは別に、符号化される。
【００７２】
スライス境界において引き伸ばし処理が実行されない場合、特に、第１スライスと第２スライスとの境界付近、および、第１スライスと第３スライスとの境界付近において、画像の特性の違いによって、画質が低下する場合がある。このような画質の低下が、上述の引き伸ばし処理によって、抑制される。特に、第１スライスに含まれる境界付近の画素を左側の第２スライスおよび右側の第３スライスに引き伸ばすことにより、第１スライスの境界付近に表示される映像の画質が向上する。
【００７３】
図７Ｂは、本実施の形態に係るスライス構造の第２例を示す概念図である。図７Ｂは、標準画質映像に高精細映像をマッピングした場合の例である。中央の第１スライスは、主要な映像を表示するための領域である。上側の第２スライスおよび下側の第３スライスは、基本的に映像が表示されない領域であって、黒一色で表示される領域である。このような場合も、引き伸ばし処理によって、第１スライスと第２スライスとの境界付近、および、第１スライスと第３スライスとの境界付近において、画質低下が抑制される。
【００７４】
図７Ｃは、本実施の形態に係るスライス構造の第３例を示す概念図である。図７Ｃのように、映像コンテンツに含まれる画素数の不足によって、映像コンテンツが中央に第１スライスとして配置され、黒一色の映像がその周囲に第２スライスとして配置される場合がある。このような場合も、引き伸ばし処理によって、第１スライスと第２スライスとの境界付近における画質低下が抑制される。
【００７５】
図８Ａは、本実施の形態に係る予測画像生成の第３例を示す概念図である。図８Ａにおいて、処理対象ブロックは、処理対象ピクチャの第１スライスに含まれる。処理対象ブロックの動きベクトルは、参照ピクチャの第１スライスと第２スライスとの境界を跨る参照ブロックを指し示している。図８Ａでは、スライス境界と、実質的な画像の境界との間に、ずれが存在している。
【００７６】
実質的な画像の境界とは、例えば、図７Ａ等で示された黒一色で表示される領域と、主要な映像が表示される領域との境界である。図７Ａ等で示された複数の領域を含む画像が、処理の最小単位であるブロックによって、正確に分割されるとは限らない。例えば、１６×１６のマクロブロックが、黒一色で表示される領域と、主要な映像が表示される領域との両方に跨る場合がる。そして、ブロックの領域に依存するスライスも、２つの領域に跨る。
【００７７】
したがって、スライス境界と、実質的な画像の境界との間に、ずれが生じる場合がある。予測画像生成部１０２は、このようなずれに応じて、引き伸ばし処理を実行してもよい。
【００７８】
図８Ｂは、図８Ａに示された予測画像生成に係る引き伸ばし処理の例を示す概念図である。予測画像生成部１０２は、スライスの境界と、実質的な画像の境界との差分を示すオフセット値に基づいて、スライス境界をシフトする。
【００７９】
復号部１０１は、符号化側で決定されたオフセット値を復号することにより、オフセット値を取得してもよい。あるいは、予測画像生成部１０２は、符号化側でのオフセット値の決定方法と同様の方法でオフセット値を決定してもよい。例えば、予測画像生成部１０２は、参照ピクチャのエッジ部分を実質的な画像の境界として検出し、オフセット値を決定してもよい。
【００８０】
ここでは、オフセット値が正である場合、予測画像生成部１０２は対応スライスである第１スライスを拡張する方向にシフトする。オフセット値が負である場合、予測画像生成部１０２は対応スライスである第１スライスを縮小する方向にシフトする。もちろん、オフセット値の正負とシフト方向との関係は、逆であってもよい。
【００８１】
そして、予測画像生成部１０２は、外側画素に内側画素の値を割り当てる。ここでの外側画素は、シフトされた対応スライスの外側の画素である。また、ここでの内側画素は、シフトされた対応スライスの内側の画素である。これにより、予測画像生成部１０２は、ずれに応じて引き伸ばし処理を実行し、予測画像ブロックを生成する。
【００８２】
図９Ａは、本実施の形態に係る予測画像生成の第４例を示す概念図である。ここでは、複数の映像を表示するための複数の領域が１つのピクチャに含まれる例であって、その複数の領域の位置および大きさがピクチャに応じて変化する例が示されている。例えば、パーソナルコンピュータ等では、画面に複数の表示領域が出現し、かつ、各表示領域が変化する場合がある。図９Ａは、そのような場合の例が示されている。
【００８３】
図９Ａの処理対象ピクチャおよび参照ピクチャは、それぞれ、３つの表示領域に対応する３つのスライスＡ１、Ａ２、Ａ３を含む。処理対象ピクチャのスライスＡ１は、処理対象スライスであって、処理対象ブロックを含む。処理対象ブロックの動きベクトルは、参照ピクチャの参照ブロックを指し示している。
【００８４】
このような場合、予測画像生成部１０２は、参照ピクチャにおける対応スライスであるスライスＡ１の画素を参照ブロックに引き伸ばす。しかし、予測画像生成部１０２は、参照ピクチャにおけるスライスＡ１の範囲を認識できなければならない。さもなければ、予測画像生成部１０２は、参照ピクチャのどの画素を引き伸ばすかを決定できない。さらに、予測画像生成部１０２は、参照ブロックがスライスＡ１に含まれているか否かを認識できなければ、引き伸ばし処理が必要であるか否かを決定できない。
【００８５】
そのため、画像復号装置１００は、複数のピクチャのそれぞれにおいて特定される対応スライスの範囲を識別するための識別情報を記憶部に格納する格納部を備えていてもよい。これにより、予測画像生成部１０２は、記憶部に格納された識別情報を参照して、外側画素および内側画素を決定することができる。
【００８６】
識別情報は、スライスの境界情報を含んでもよい。また、識別情報は、ピクチャに含まれる複数のスライスから、特定のスライスを識別するためのＩＤ情報を含んでもよい。
【００８７】
また、画像復号装置１００は、符号化側から識別情報を取得してもよい。例えば、復号部１０１は、符号化側でピクチャ毎に符号化された識別情報を復号する。そして、画像復号装置１００の格納部が、復号された識別情報を記憶部に格納する。これにより、予測画像生成部１０２は、記憶部に格納された識別情報を参照して、復号対象スライスに対応する対応スライスを特定することができる。
【００８８】
また、スライス範囲の変化の頻度は、比較的少ないと想定される。そのため、画像復号装置１００の格納部は、対応スライスの範囲に変更があった場合にのみ、識別情報を記憶部に格納してもよい。また、復号部１０１は、対応スライスの範囲に変更があった時のみにおいて符号化された識別情報を復号してもよい。
【００８９】
また、復号部１０１は、変更があるか否かの識別信号をまず復号し、変更がある場合にのみ、さらに詳細な信号を復号してもよい。このようにすることで、復号部１０１は、符号量の増加を抑制した符号化ストリームを復号することができる。
【００９０】
また、スライスの識別情報を含むか否かについて、復号部１０１は、スライスの上位のヘッダ情報に示される情報（識別情報を含むか否かを判別するための情報）を参照し、識別情報を含む場合にのみ、識別情報の復号処理を行ってもよい。これにより、復号部１０１は、処理量を削減することができる。
【００９１】
図９Ｂは、図９Ａに示された予測画像生成に係る識別情報の例を示す概念図である。図９Ｂに示される識別情報には、各画素がどのスライスを構成しているかを示す情報が含まれる。このような識別情報が、各ピクチャに関連づけられて、記憶部に格納される。これにより、対応スライスの範囲が識別される。
【００９２】
なお、図９Ｂは識別情報の構成の例であって、識別情報の構成は図９Ｂの例に限られない。例えば、識別情報には、画素毎ではなく、特定の範囲毎にスライスを特定するための情報が含まれていてもよい。
【００９３】
図１０は、図１に示された画像復号装置１００の具体例を示す構成図である。画像復号装置１００は、制御部１０４、復号部１０１、逆量子化部１０５、逆周波数変換部１０６、加算部１０３、デブロッキングフィルタ部１０７、格納部１０８、記憶部１０９および予測画像生成部１０２を備える。予測画像生成部１０２は、面内予測部１１０、動き補償部１１１およびスイッチ部１１２を備える。
【００９４】
制御部１０４は、画像復号装置１００の全体を制御する。復号部１０１は、符号化ストリームから、動きベクトル、および、周波数係数値で構成される差分画像ブロックを復号する。
【００９５】
逆量子化部１０５は、差分画像ブロックを逆量子化する。逆周波数変換部１０６は、逆量子化された差分画像ブロックを逆周波数変換する。加算部１０３は、差分画像ブロックと予測画像ブロックとを加算して、復号対象ブロックを復元する。
【００９６】
デブロッキングフィルタ部１０７は、復号対象ブロックのブロック歪みを除去する。格納部１０８は、復号対象ブロックを記憶部１０９に格納する。記憶部１０９は、参照ピクチャを保持するための記憶部である。
【００９７】
面内予測部１１０は、面内予測により、予測画像ブロックを生成する。動き補償部１１１は、面間予測により、予測画像ブロックを生成する。スイッチ部１１２は、制御部１０４の制御に応じて、面内予測と面間予測とを選択的に切り替える。
【００９８】
図１１は、図１０に示された画像復号装置１００に係る画像復号処理の具体例を示すフローチャートである。まず、復号部１０１は、符号化ストリームから復号対象ブロックについての動きベクトルおよび差分画像ブロックを復号する（Ｓ３０１）。この時、復号部１０１は、各スライスの範囲を識別するための識別情報を復号してもよい。
【００９９】
符号化ストリームには、スライスの範囲が変更された時にのみ、スライスの範囲を識別するための識別情報が含まれていてもよい。この場合、復号部１０１は、スライスの範囲が変更された時にのみ、スライスの範囲を識別するための識別情報を復号する。また、復号部１０１は、対応スライスの外側の画素である外側画素に、対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てるか否かを示す適用情報を復号してもよい。
【０１００】
次に、逆量子化部１０５は、復号部１０１で得られた差分画像ブロックを逆量子化する（Ｓ３０２）。次に、逆周波数変換部１０６は、逆量子化された差分画像ブロックを逆周波数変換する（Ｓ３０３）。つまり、逆周波数変換部１０６は、周波数係数値で構成される差分画像ブロックから、画素値で構成される差分画像ブロックを生成する。
【０１０１】
次に、制御部１０４は、復号対象ブロックが、面内予測で復号される面内予測ブロックであるか否かを判定する（Ｓ３０４）。そして、復号対象ブロックが面内予測ブロックである場合（Ｓ３０４でＹｅｓ）、面内予測部１１０は、面内予測により、予測画像ブロックを生成する（Ｓ３０５）。
【０１０２】
一方、復号対象ブロックが面内予測ブロックでない場合（Ｓ３０４でＮｏ）、すなわち、復号対象ブロックが面間予測ブロックである場合、動き補償部１１１は、面間予測により、予測画像ブロックを生成する（Ｓ３０６）。この時、動き補償部１１１は、記憶部１０９に格納された少なくとも１つの参照ピクチャを参照して、動き補償を実行する。
【０１０３】
また、この時、動き補償部１１１は、復号対象スライスに対応する対応スライスの外側の画素である外側画素に、対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、予測画像ブロックを生成する。また、動き補償部１１１は、記憶部１０９に格納された識別情報を参照して、対応スライスの範囲を識別し、外側画素および内側画素を決定してもよい。また、動き補償部１１１は、適用情報に基づいて、画素の引き伸ばし処理の制御を変更してもよい。
【０１０４】
次に、加算部１０３は、差分画像ブロックと予測画像ブロックとを加算する（Ｓ３０７）。これにより、加算部１０３は、復号対象ブロックを復元する。そして、デブロッキングフィルタ部１０７は、復号対象ブロックからブロック歪みを除去する（Ｓ３０８）。
【０１０５】
次に、格納部１０８は、デブロッキングフィルタ部１０７で処理された復号対象ブロックを記憶部１０９に格納する（Ｓ３０９）。格納部１０８は、順次、復号対象ブロックを格納することで、複数のピクチャを複数の参照ピクチャとして記憶部１０９に格納する。
【０１０６】
ここで、格納部１０８は、複数の参照ピクチャのそれぞれにおいて特定される対応スライスの範囲を識別するための識別情報を記憶部１０９に格納してもよい。識別情報は、復号部１０１で復号された識別情報であってもよい。また、格納部１０８は、対応スライスの範囲に変更があった場合にのみ、識別情報を記憶部１０９に格納してもよい。
【０１０７】
また、格納部１０８とは別個の独立した識別情報格納部が、記憶部１０９とは別個の独立した識別情報記憶部に識別情報を格納してもよい。すなわち、識別情報は、参照ピクチャとは別に扱われてもよい。そして、識別情報格納部は、制御部１０４に含まれていてもよい。
【０１０８】
以上の処理によって、画像復号装置１００は、対応スライスの外側の画素である外側画素に対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、予測画像を生成する。これにより、画像が複数のスライスに分割されている場合であっても、適切に予測画像が生成され、画質低下が抑制される。
【０１０９】
本実施の形態に係る画像符号化装置は、本実施の形態に係る画像復号装置１００の構成要素に対応する同様の構成要素を備える。そして、本実施の形態に係る画像符号化装置は、本実施の形態に係る画像復号装置１００が実行する処理に対応する同様の処理を実行する。これにより、本実施の形態に係る画像符号化装置は、画質低下および符号化効率低下の両方を抑制しつつ、複数のスライスを含む画像を符号化することができる。
【０１１０】
図１２は、本実施の形態に係る画像符号化装置を示す構成図である。図１２に示された画像符号化装置４００は、それぞれが複数のスライスを含む複数のピクチャをブロック毎に符号化する。また、画像符号化装置４００は、動き検出部４０１、予測画像生成部４０２、減算部４０３および符号化部４０４を備える。
【０１１１】
動き検出部４０１は、動きベクトル（現動きベクトルとも呼ばれる）を検出する。ここでの動きベクトルは、符号化対象ブロックの動きベクトルであって、参照ピクチャに含まれる参照ブロックを特定するための動きベクトルである。
【０１１２】
予測画像生成部４０２は、動きベクトルを用いて参照ピクチャの参照ブロックを特定し、予測画像ブロックを生成する。この時、予測画像生成部４０２は、復号側の予測画像生成部１０２と同様に、スライス境界において、画素の引き伸ばしを実行する。具体的には、予測画像生成部４０２は、参照ブロック内において対応スライスの外側の画素である外側画素に、対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てる。
【０１１３】
ここで、対応スライスは、参照ピクチャに含まれるスライスであって、符号化対象ブロックを含む符号化対象スライスと同一性を有するスライスである。符号化対象スライスと対応スライスとでは、映像の内容（コンテンツ）が同じである。典型的には、参照ピクチャ内での対応スライスの空間的な位置は、符号化対象ピクチャ内での符号化対象スライスの空間的な位置に一致する。あるいは、対応スライスの領域と符号化対象スライスの領域とでは、空間的に重複する部分がある。
【０１１４】
すなわち、対応スライスは、符号化対象ブロックを含む符号化対象スライスに対応するスライスであり参照ピクチャに含まれるスライスである。
【０１１５】
減算部４０３は、符号化対象ブロックから予測画像ブロックを減算することにより差分画像ブロックを生成する。つまり、減算部４０３は、符号化対象ブロックを構成する画素値から、予測画像ブロックを構成する画素値を減算することにより、差分画像ブロックを生成する。
【０１１６】
符号化部４０４は、動き検出部４０１で検出された動きベクトル、および、減算部４０３で生成された差分画像ブロックを符号化する。典型的には、符号化部４０４は、動きベクトルおよび差分画像ブロックを可変長符号化する。
【０１１７】
図１３は、図１２に示された画像符号化装置４００に係る画像符号化処理を示すフローチャートである。
【０１１８】
まず、動き検出部４０１は、符号化対象ブロックの動きベクトルを検出する（Ｓ４０１）。次に、予測画像生成部４０２は、外側画素に内側画素の値を割り当てて、予測画像ブロックを生成する（Ｓ４０２）。次に、減算部４０３は、符号化対象ブロックから予測画像ブロックを減算して、差分画像ブロックを生成する（Ｓ４０３）。最後に、符号化部４０４は、動きベクトルと差分画像ブロックとを符号化する（Ｓ４０４）。これにより、符号化対象ブロックが符号化される。
【０１１９】
図１４は、図１２に示された画像符号化装置４００の具体例を示す構成図である。図１４に示された画像符号化装置４００は、制御部４０５、動き検出部４０１、減算部４０３、周波数変換部４０６、量子化部４０７、符号化部４０４、逆量子化部４０８、逆周波数変換部４０９、加算部４１０、デブロッキングフィルタ部４１１、格納部４１２、記憶部４１３および予測画像生成部４０２を備える。予測画像生成部４０２は、面内予測部４１４、動き補償部４１５およびスイッチ部４１６を備える。
【０１２０】
制御部４０５は、画像符号化装置４００の全体を制御する。動き検出部４０１は、入力画像に含まれる符号化対象ブロックの動きベクトルを検出する。減算部４０３は、符号化対象ブロックから予測画像ブロックを減算することにより、差分画像ブロックを生成する。
【０１２１】
周波数変換部４０６は、画素値で構成される差分画像ブロックを周波数係数値で構成される差分画像ブロックに変換する。量子化部４０７は、周波数係数値で構成される差分画像ブロックを量子化する。符号化部４０４は、動きベクトル、および、量子化された差分画像ブロックを符号化する。
【０１２２】
逆量子化部４０８は、量子化された差分画像ブロックを逆量子化する。逆周波数変換部４０９は、逆量子化された差分画像ブロックを逆周波数変換することにより、画素値で構成される差分画像ブロックを生成する。加算部４１０は、差分画像ブロックと予測画像ブロックとを加算して、元の符号化対象ブロックに近似する再構築画像ブロックを生成する。
【０１２３】
デブロッキングフィルタ部４１１は、再構築画像ブロックのブロック歪みを除去する。格納部４１２は、再構築画像ブロックを記憶部４１３に格納する。記憶部４１３は、参照ピクチャを保持するための記憶部である。
【０１２４】
面内予測部４１４は、面内予測により、予測画像ブロックを生成する。動き補償部４１５は、面間予測により、予測画像ブロックを生成する。スイッチ部４１６は、制御部４０５の制御に応じて、面内予測と面間予測とを選択的に切り替える。
【０１２５】
図１５は、図１４に示された画像符号化装置４００に係る画像符号化処理の具体例を示すフローチャートである。まず、制御部４０５は、入力画像の符号化対象ブロックが、面内予測で符号化される面内予測ブロックであるか否かを判定する（Ｓ５０１）。そして、符号化対象ブロックが面内予測ブロックである場合（Ｓ５０１でＹｅｓ）、面内予測部４１４は、面内予測により、予測画像ブロックを生成する（Ｓ５０２）。
【０１２６】
一方、符号化対象ブロックが面内予測ブロックでない場合（Ｓ５０１でＮｏ）、すなわち、符号化対象ブロックが面間予測ブロックである場合、動き検出部４０１は、符号化対象ブロックの動きベクトルを検出する（Ｓ５０３）。そして、動き補償部４１５は、面間予測により、予測画像ブロックを生成する（Ｓ５０４）。この時、動き補償部４１５は、記憶部４１３に格納された少なくとも１つの参照ピクチャを参照して、動き補償を実行する。
【０１２７】
また、この時、動き補償部４１５は、符号化対象スライスに対応する対応スライスの外側の画素である外側画素に、対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、予測画像ブロックを生成する。また、動き補償部４１５は、記憶部４１３に格納された識別情報を参照して、対応スライスの範囲を識別し、外側画素および内側画素を決定してもよい。
【０１２８】
また、動き補償部４１５は、外側画素に内側画素の値を割り当てるか否かを示す適用情報に基づいて、画素の引き伸ばし処理の制御を変更してもよい。この場合、制御部４０５が、外側画素に内側画素の値を割り当てるか否かを決定し、動き補償部４１５で用いられる適用情報を生成してもよい。
【０１２９】
次に、減算部４０３は、符号化対象ブロックから予測画像ブロックを減算することにより、差分画像ブロックを生成する（Ｓ５０５）。そして、周波数変換部４０６は、画素値で構成される差分画像ブロックを周波数係数値で構成される差分画像ブロックに変換する（Ｓ５０６）。そして、量子化部４０７は、周波数係数値で構成される差分画像ブロックを量子化する（Ｓ５０７）。
【０１３０】
次に、符号化部４０４は、量子化された差分画像ブロックを符号化して、符号化ストリームを生成する（Ｓ５０８）。この時、符号化対象ブロックが面間予測ブロックである場合、符号化部４０４は、動きベクトルを符号化する。また、符号化部４０４は、スライスの範囲を識別するための識別情報を符号化してもよい。また、スライスの範囲が変更された時にのみ、スライスの範囲を識別するための識別情報を符号化してもよい。
【０１３１】
ここで、識別情報として、復号側での動作で説明したように、スライス識別情報が、画像の連続性の有無、および、類似度の高さ等により割り当てられてもよい。これにより、同じ特徴を有するスライスでは、引き伸ばし処理が実行されず、異なるスライスまたはその境界でのみ、引き延ばし処理が実行される。したがって、符号化効率が向上する。
【０１３２】
また、符号化部４０４は、外側画素に内側画素の値を割り当てるか否かを示す適用情報を符号化してもよい。
【０１３３】
次に、逆量子化部４０８は、量子化された差分画像ブロックを逆量子化する（Ｓ５０９）。そして、逆周波数変換部４０９は、逆量子化された差分画像ブロックを逆周波数変換する。つまり、逆周波数変換部４０９は、周波数係数値で構成される差分画像ブロックから、画素値で構成される差分画像ブロックを生成する（Ｓ５１０）。
【０１３４】
次に、加算部４１０は、差分画像ブロックと予測画像ブロックとを加算する（Ｓ５１１）。これにより、加算部４１０は、再構築画像ブロックを生成する。そして、デブロッキングフィルタ部４１１は、再構築画像ブロックからブロック歪みを除去する（Ｓ５１２）。
【０１３５】
次に、格納部４１２は、デブロッキングフィルタ部４１１で処理された再構築画像ブロックを記憶部４１３に格納する（Ｓ５１３）。格納部４１２は、順次、再構築画像ブロックを格納することで、複数のピクチャを複数の参照ピクチャとして記憶部４１３に格納する。
【０１３６】
ここで、格納部４１２は、複数の参照ピクチャのそれぞれにおいて特定される対応スライスの範囲を識別するための識別情報を記憶部４１３に格納してもよい。また、格納部４１２は、対応スライスの範囲に変更があった場合にのみ、識別情報を記憶部４１３に格納してもよい。
【０１３７】
また、格納部４１２とは別個の独立した識別情報格納部が、記憶部４１３とは別個の独立した識別情報記憶部に識別情報を格納してもよい。すなわち、識別情報は、参照ピクチャとは別に扱われてもよい。そして、識別情報格納部は、制御部４０５に含まれていてもよい。
【０１３８】
以上の処理によって、画像符号化装置４００は、画像が複数のスライスに分割されている場合であっても、適切に予測画像を生成することができる。なお、上述の説明では、画像符号化装置４００の代表的な処理が示されている。画像符号化装置４００は、上述の説明に限られず、画像復号装置１００によって実行される処理と同様の処理を実行できる。例えば、画像符号化装置４００は、図３Ａから図９Ｂに示された処理を実行できる。
【０１３９】
以上のように、本実施の形態に係る画像復号装置１００および画像符号化装置４００は、対応スライスの外側の画素である外側画素に対応スライスの内側の画素である内側画素の値を割り当てて、予測画像を生成する。これにより、予測精度が向上する。したがって、画像が複数のスライスに分割されている場合であっても、適切に予測画像が生成され、画質低下および符号化効率低下が抑制される。
【０１４０】
なお、上述の説明では、１つの参照ピクチャから予測画像が生成されているが、複数の参照ピクチャから予測画像が生成されてもよい。この場合も同様に、画像復号装置１００および画像符号化装置４００は、外側画素に内側画素の値を割り当てて、予測画像ブロックを生成できる。
【０１４１】
また、画像符号化装置４００の符号化部４０４は、動きベクトルから予測動きベクトルを減算することによって得られる差分動きベクトルを符号化することにより、動きベクトルを符号化してもよい。この場合、画像復号装置１００の復号部１０１は、差分動きベクトルを復号し、復号された差分動きベクトルと予測動きベクトルとを加算することにより、動きベクトルを復号する。ここで、予測動きベクトルは、処理対象ブロックに隣接するブロックの動きベクトルから予測される動きベクトルである。
【０１４２】
以上、本発明に係る画像復号装置および画像符号化装置について、実施の形態に基づいて説明したが、本発明は実施の形態に限定されるものではない。実施の形態に対して当業者が思いつく変形を施して得られる形態、および、実施の形態における構成要素を任意に組み合わせて実現される別の形態も本発明に含まれる。
【０１４３】
例えば、特定の処理部が実行する処理を別の処理部が実行してもよい。また、処理を実行する順番が変更されてもよいし、複数の処理が並行して実行されてもよい。
【０１４４】
また、本発明に係る画像復号装置および画像符号化装置は、それらに含まれる任意の構成要素を組み合わせて実現される画像符号化復号装置として実現されてもよい。例えば、本発明に係る画像符号化復号装置は、本発明に係る画像復号装置を画像復号部として備え、さらに、本発明に係る画像符号化装置を画像符号化部として備えてもよい。
【０１４５】
また、本発明は、画像復号装置および画像符号化装置として実現できるだけでなく、画像復号装置および画像符号化装置を構成する処理手段をステップとする方法として実現できる。例えば、それらのステップは、コンピュータによって実行される。そして、本発明は、それらの方法に含まれるステップを、コンピュータに実行させるためのプログラムとして実現できる。さらに、本発明は、そのプログラムを記録した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として実現できる。
【０１４６】
また、画像復号装置および画像符号化装置に含まれる複数の構成要素は、集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてもよい。これらの構成要素は、個別に１チップ化されてもよいし、一部または全てを含むように１チップ化されてもよい。例えば、記憶部以外の構成要素が１チップ化されてもよい。ここでは、ＬＳＩとしたが、集積度の違いにより、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、システムＬＳＩ、スーパーＬＳＩまたはウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
【０１４７】
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。プログラムすることが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、または、ＬＳＩ内部の回路セルの接続および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。
【０１４８】
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、画像復号装置および画像符号化装置に含まれる構成要素の集積回路化を行ってもよい。
【０１４９】
（実施の形態２）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法（画像符号化方法）または動画像復号化方法（画像復号方法）の構成を実現するためのプログラムを記憶メディアに記録することにより、上記各実施の形態で示した処理を独立したコンピュータシステムにおいて簡単に実施することが可能となる。記憶メディアは、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＩＣカード、半導体メモリ等、プログラムを記録できるものであればよい。
【０１５０】
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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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）。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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）。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
（実施の形態３）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置と、ＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１など異なる規格に準拠した動画像符号化方法または装置とを、必要に応じて適宜切替えることにより、映像データを生成することも可能である。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
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。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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。
【０１９６】
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。
【０１９７】
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。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
（実施の形態４）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法および装置、動画像復号化方法および装置は、典型的には集積回路であるＬＳＩで実現される。一例として、図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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
（実施の形態５）
上記各実施の形態で示した動画像符号化方法または装置によって生成された映像データを復号する場合、従来のＭＰＥＧ−２、ＭＰＥＧ４−ＡＶＣ、ＶＣ−１などの規格に準拠する映像データを復号する場合に比べ、処理量が増加することが考えられる。そのため、ＬＳＩex５００において、従来の規格に準拠する映像データを復号する際のＣＰＵex５０２の駆動周波数よりも高い駆動周波数に設定する必要がある。しかし、駆動周波数を高くすると、消費電力が高くなるという課題が生じる。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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３で記載した識別情報を利用することが考えられる。識別情報に関しては、実施の形態３で記載したものに限られず、映像データがどの規格に準拠するか識別できる情報であればよい。例えば、映像データがテレビに利用されるものであるか、ディスクに利用されるものであるかなどを識別する外部信号に基づいて、映像データがどの規格に準拠するものであるか識別可能である場合には、このような外部信号に基づいて識別してもよい。また、ＣＰＵex５０２における駆動周波数の選択は、例えば、図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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
（実施の形態６）
テレビや、携帯電話など、上述した機器・システムには、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力される場合がある。このように、異なる規格に準拠する複数の映像データが入力された場合にも復号できるようにするために、ＬＳＩex５００の信号処理部ex５０７が複数の規格に対応している必要がある。しかし、それぞれの規格に対応する信号処理部ex５０７を個別に用いると、ＬＳＩex５００の回路規模が大きくなり、また、コストが増加するという課題が生じる。
【０２１６】
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、インター予測に特徴を有していることから、例えば、インター予測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、直交変換、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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
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】
【０２１９】
本発明に係る画像復号方法および画像符号化方法は、例えば、テレビ、デジタルビデオレコーダー、カーナビゲーション、携帯電話、デジタルカメラ、または、デジタルビデオカメラ等に利用可能である。
【符号の説明】
【０２２０】
１００  画像復号装置
１０１  復号部
１０２、４０２  予測画像生成部
１０３、４１０  加算部
１０４、４０５  制御部
１０５、４０８  逆量子化部
１０６、４０９  逆周波数変換部
１０７、４１１  デブロッキングフィルタ部
１０８、４１２  格納部
１０９、４１３  記憶部
１１０、４１４  面内予測部
１１１、４１５  動き補償部
１１２、４１６  スイッチ部
４００  画像符号化装置
４０１  動き検出部
４０３  減算部
４０４  符号化部
４０６  周波数変換部
４０７  量子化部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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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２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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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３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【国際調査報告】
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